机械设计课程设计闸门启闭机说明书（毕业学术论文设计）.doc

机械设计课程设计说明书——闸门启闭机 39 - 目 录 一、设计题目 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -2 二、系统总体方案确定 1.人字闸门启闭机功能分析 - - - - - - - - - - - - - - - - - -4 2.执行机构设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4 3.传动机构设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5 三、执行机构的尺寸设计和运动分析 1.执行机构的尺寸设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 2.执行机构的运动分析 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8 四、传动机构的分析和传动件的工作能力计算 1.电动机选择 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -19 2.计算传动装置传动比，并分配各级传动比 - - - - - - - - - - -20 3.计算传动装置的运动和动力参数 - - - - - - - - - - - - - - -20 4.蜗轮蜗杆的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -22 5.开式斜齿轮的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - -25 6.开式锥齿轮的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - -30 五、减速器结构设计 1.蜗杆轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -33 2.蜗轮轴的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -35 3.轴的校核和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -37 4.轴承的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -40 5.键连接的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -41 6.联轴器的选择 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -43 7.减速器的部分结构尺寸计算 - - - - - - - - - - - - - - - - -43 一、设计题目 设计题目——闸门启闭机 机器的用途及功能要求 闸门是水工建筑的重要组成部分，其作用是封闭水工建筑物的孔口，并能够按需要全部或部分开放孔口，以便调节水位，泄放流量，放运船只，排除沉沙、冰块等漂浮物。人字闸门是一种在船闸上广泛应用的转动式平面闸门（如图所示），由左右两扇门叶组成。门叶支承在门轴柱底部的底枢上，门轴柱顶部设有顶枢以防门叶倾倒，底枢中心与顶枢中心的连线即为门叶的转动轴。当闸门全开时，两扇门叶分别隐靠在闸墙边的门龛中（与船闸的横轴线垂直）；闸门关闭时，两扇门叶在水压力作用下于接缝柱处互相挤紧，且分别与闸门的横轴线成夹角θ。门叶的开启与关闭由启闭机控制。 船闸人字闸门在静水中启闭。启闭机一般由动力装置、传动装置、执行机构、制动装置以及控制系统等组成。一般情况下，启闭机布置在闸墙顶部靠近门龛处，其执行机构与门叶的顶部相联结，启闭力作用在门叶顶部。 人字闸门 设计要求和原始数据 设计原动机为电动机，执行机构为四杆机构的人字闸门启闭机。 ⑴ 结构简单可靠，便于维护和修理； ⑵ 在开启的初始阶段和关闭的结束阶段，闸门的速度应接近于零； ⑶ 启闭机要受力状态良好，执行机构应满足最小传动角γmin≥40°； ⑷ 传动装置设计要合理，体积大小应适中； ⑸ 机器使用寿命10年（每年按300天计算），每日三班制工作，每小时开启次数不超过2次。机器工作时不逆转，允许曲柄转速有±5%的误差，载荷基本平稳，起动载荷为名义载荷的2倍。 ⑹ 设计原始数据如下： 方 案 号 4－1 4－2 4－3 4－4 4－5 4－6 门叶尺度H×L (高×宽) (m) 6.7×4.0 4.9×3.0 5.9×3.6 5.7×3.5 4.5×2.8 4.7×2.9 水位差ΔH (m) 0.05 0.15 0.05 0.1 0.2 0.15 门叶与横轴线夹角θ° 22.5 22 21 22 21 22.5 闸门开启总时间t0 (秒) 30 25 21 19 17 15