畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 設(shè) 計(jì)` 題 目: 基于準(zhǔn)平行環(huán)面蝸桿的舞臺(tái)燈具架提升 機(jī)裝置設(shè)計(jì)院 系 名 稱: 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí): 學(xué) 生 姓 名: 導(dǎo) 師 姓 名: 開 題 時(shí) 間: 2012年 月 日 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見： 簽字： 年 月 日21研究的目的和意義 基于準(zhǔn)平行環(huán)面蝸桿的舞臺(tái)燈具架提升機(jī)是在舞臺(tái)廣泛應(yīng)用的一種提升設(shè)備，國(guó)內(nèi)外在舞臺(tái)燈光的升降調(diào)節(jié)中都廣泛地采用這種設(shè)備，為了提高提升機(jī)的使用效果國(guó)內(nèi)外均對(duì)發(fā)展其相關(guān)技術(shù)予以重視目前，在環(huán)面蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造環(huán)面蝸輪蝸桿減速器過程中存在很大程度上的缺點(diǎn)，國(guó)外提升機(jī)設(shè)計(jì)比較先進(jìn)的國(guó)家如瑞典、德國(guó)、法國(guó)等，他們的提升機(jī)總體十分完美，安全保護(hù)系統(tǒng)完善，但價(jià)格昂貴。

我國(guó)所用的提升機(jī)不少為五、六十年代的仿原蘇聯(lián)的產(chǎn)品，使用年限過長(zhǎng)，存在的問題較多，其安全性存在較大隱患為確保燈光的安全升降調(diào)節(jié)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，因此，我們研究和設(shè)計(jì)準(zhǔn)平行環(huán)面蝸桿提升機(jī)具有很大的使用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，這樣我們也可以為該方面的研究與設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn)，為縮短與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的差距做努力 通過設(shè)計(jì)能過掌握設(shè)計(jì)計(jì)算的基本原理和方法，提高設(shè)計(jì)計(jì)算的能力，加深領(lǐng)會(huì)計(jì)算的基本理論和深化所學(xué)的理論知識(shí)，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，為以后在工作中遇到相關(guān)問題提供解決依據(jù)通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，能把先修的基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)課程中所獲得的理論知識(shí)在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中綜合地應(yīng)用，并能熟練應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖標(biāo)、手冊(cè)；熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)，為以后成為優(yōu)秀的工程技術(shù)人員打下良好的基礎(chǔ)2文獻(xiàn)綜述 提升機(jī)的作用是將一定的質(zhì)量的重物以一定的速度提起或落下，在提升過程中必須保證安全性近年來廣泛應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)部門中，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有較重要的地位它可以完成靠人力無法完成的物料吊裝工作，減輕人們的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，在工廠，礦上，建筑工地，倉庫，舞臺(tái)等多個(gè)領(lǐng)域和部門中得到了廣泛的應(yīng)用隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，特別是現(xiàn)代化，專業(yè)化生產(chǎn)的要求，各種專門用途的提升機(jī)相續(xù)產(chǎn)生，在許多重要的部門中，應(yīng)用極為廣泛，它的發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)起著積極的促進(jìn)作用。

2.1提升機(jī)的發(fā)展歷史 提升機(jī)具有輸送量大，提升高度高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，壽命長(zhǎng)顯著優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中被大量使用提升機(jī)的種類雖多，但是工作原理卻比較相似，多數(shù)都是以動(dòng)力驅(qū)動(dòng)牽引裝置，功率較大、提升能力較強(qiáng)的大型機(jī)械設(shè)備隨著工業(yè)的發(fā)展,輸送機(jī)產(chǎn)品也得到了逐步的完善輸送機(jī)中國(guó)古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形1880年德國(guó)一家公司開發(fā)出由蒸汽驅(qū)動(dòng)的帶式輸送，之后英國(guó)人和德國(guó)人又推出了慣性輸送機(jī)1887年美國(guó)人制造出了螺旋輸送機(jī)若從輸送機(jī)原理的應(yīng)用上來講，一般都是以鏈條等作牽引，以人力、水力等力量驅(qū)動(dòng)進(jìn)入二十世紀(jì)以后各種結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)1905年瑞士人生產(chǎn)出了鋼斗式提升機(jī)，美國(guó)人魯賓斯在18％年經(jīng)申請(qǐng)成為了提升機(jī)的發(fā)明人，現(xiàn)已成為工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一部分2.2提升機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外提升機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)個(gè)方面一方面是式提升機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化；另一方面是提升機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是高距離、大運(yùn)量、高提升速等大型提升機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用了提升機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了式提升機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。

目前，我國(guó)生產(chǎn)制造的提升機(jī)的品種、類型較多主要特點(diǎn)： 1.驅(qū)動(dòng)功率小，采用流入式喂料、誘導(dǎo)式卸料、大容量的料斗密集型布置在物料提升時(shí)幾乎無回料和挖料現(xiàn)象，因此無效功率少. 2 .提升范圍廣，這類提升機(jī)對(duì)物整機(jī)運(yùn)行的可靠性，無故障時(shí)間超過2萬小時(shí)提升高度高提升機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，因此可達(dá)到較高的提升高度料的種類、特性要求少，不但能提升一般粉狀、小顆粒狀物料，而且可提升磨琢性較大的物料密封性好，環(huán)境污染少 3.運(yùn)行可靠性好，先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理和加工方法 4.使用壽命長(zhǎng)，提升機(jī)的喂料采取流入式，無需用斗挖料，材料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞現(xiàn)象本機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)保證物料在喂料、卸料時(shí)少有撒落，減少了機(jī)械磨損但與國(guó)外一些先進(jìn)技術(shù)還存在不小的差距2.3提升機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 評(píng)價(jià)提升機(jī)產(chǎn)品性能高低的指標(biāo)主要有以下這些：運(yùn)輸高度、提升速、輸送量、驅(qū)動(dòng)總功率隨著提升機(jī)的不斷發(fā)展，為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，提升機(jī)的輸送能力要加大高效節(jié)能、高提升速、加大提升量是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是高產(chǎn)高效谷物提升機(jī)的發(fā)展方向在今后的5年內(nèi)，提升機(jī)提升量要提高到1200m3/h，對(duì)于可伸縮提升機(jī)輸送高要達(dá)到100m2.4舞臺(tái)燈具提升機(jī) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)舞臺(tái)上用于提升燈具的小型提升機(jī)，國(guó)內(nèi)外在舞臺(tái)燈光的升降調(diào)節(jié)中都廣泛地采用這種設(shè)備，為了提高提升機(jī)的使用效果，國(guó)內(nèi)外均對(duì)其發(fā)展技術(shù)予以重視。

小型提升機(jī)的主要部分是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的減速機(jī)構(gòu)，多采用齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)分為圓柱齒輪，圓錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)速度和功率范圍大，傳動(dòng)效率高，對(duì)中心距的敏感性小，裝配和維修簡(jiǎn)單；可以進(jìn)行變位切削及各種修行、修緣，以適應(yīng)提高傳動(dòng)質(zhì)量的要求；易于進(jìn)行精確加工等特點(diǎn)但它不具有自鎖性圓錐齒輪傳動(dòng)具有軸向力小，制造容易，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但其承載能力低，噪聲大，多用于低速、輕載而穩(wěn)定的傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)用于交錯(cuò)軸間傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力它的主要優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)比大，工作較平穩(wěn)，噪聲低，結(jié)構(gòu)緊湊，可以自鎖根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用蝸桿傳動(dòng)目前，蝸桿傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛的是平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿，它是用平面盤狀銑刀或平面砂輪在專用機(jī)床上按包絡(luò)原理加工蝸桿的螺旋面，以此螺旋面作為母面，按包絡(luò)原理加工出蝸輪齒面，用此蝸輪與上述蝸桿組成的傳動(dòng)這種蝸桿齒面可淬硬磨削，可保證傳動(dòng)的精度和提高傳動(dòng)的性能這種傳動(dòng)都是多齒嚙合和雙接觸線接觸，形成油膜條件好，當(dāng)量曲率半徑達(dá)，因而承載能力大，效率很高，可達(dá)97%小型提升機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠各種不同型號(hào)的提升機(jī)，雖經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐不斷改進(jìn)，但其工作原理和結(jié)構(gòu)大同小異，而其工作性能的好壞卻相差較大。

小型提升機(jī)的技術(shù)性能主要取決于減速器的性能，電動(dòng)機(jī)的選擇和滾筒的選擇 減速器在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，也是舞臺(tái)燈具提升機(jī)的主體部分減速器在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛70到80年代，世界減速器技術(shù)有了很大發(fā)展2.4.1減速器體現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)1.高水平、高性能2.積木式組合設(shè)計(jì)基本參數(shù)采取優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊、零件通用性和互換性強(qiáng)、系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本3.形式多樣化、變型設(shè)計(jì)多擺脫了傳統(tǒng)的單一底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動(dòng)支承底座、電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴(kuò)大使用范圍2.4.2促進(jìn)減速器水平提高的主要因素有 1.硬齒面技術(shù)的發(fā)展和完善，如大型磨齒技術(shù)、滲碳淬火工藝、齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法、修形技術(shù)、變形及三、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、齒根強(qiáng)化及其元化過渡、新結(jié)構(gòu)等2.用好的材料，普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平高3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理4.加工精度提高到ISO5-6級(jí)5.軸承質(zhì)量和壽命提高6.潤(rùn)滑油質(zhì)量提高2.4.3齒輪減速器的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)近十萬千瓦，圓周速率可達(dá)200m/s。

齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)主要有： 1. 效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率最高如一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá)99℅2. 結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般比較小3. 工作可靠，壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)制造正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一，二十年，這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的4. 傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求齒輪傳動(dòng)能廣泛應(yīng)用，也是因?yàn)榫哂羞@一特點(diǎn)但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格昂貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合 2.4.4蝸桿減速器的特點(diǎn) 蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種機(jī)構(gòu)，兩軸交錯(cuò)的夾角可為任意值，常用的為90度，這種傳動(dòng)由于具有下述特點(diǎn)，故應(yīng)用頗為廣泛1. 當(dāng)使用單頭蝸桿時(shí)，蝸桿旋轉(zhuǎn)一周，蝸輪只轉(zhuǎn)過了一個(gè)齒距，因而能實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比在動(dòng)力傳動(dòng)中，一般傳動(dòng)比I=5-80；在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)中，傳動(dòng)比可達(dá)300；若只傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比可達(dá)1000由于傳動(dòng)比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊2. 在桿蝸傳動(dòng)中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時(shí)嚙合的齒對(duì)又較多，故沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。

3. 當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳動(dòng)更具有自鎖性4. 蝸桿傳動(dòng)與螺旋齒輪傳動(dòng)相似，在嚙合處有相對(duì)滑動(dòng)當(dāng)滑動(dòng)速度很大，工作條件不夠良好時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的磨擦和磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化因此磨損較大，效率低；當(dāng)蝸桿傳動(dòng)具有自鎖性時(shí)，效率僅為0.4左右同時(shí)由于摩擦與磨損嚴(yán)重，常需耗用有色金屬制造蝸輪，以便與鋼制的蝸桿配對(duì)組合成減磨性良好的滑動(dòng)摩擦劑 根據(jù)蝸桿分度曲面的形狀，蝸桿傳動(dòng)可以分成三大類：圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)、錐蝸桿傳動(dòng) 蝸桿分度曲面是圓環(huán)內(nèi)表面的一部分，蝸桿軸線平面內(nèi)理論齒廓為直線的蝸桿傳動(dòng)稱為直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，俗稱“球面蝸輪傳動(dòng)”它始于1921年的美國(guó)造船業(yè)，其代表產(chǎn)品是美國(guó)CONE DRIVE，50年代起在我國(guó)得到推廣應(yīng)用與普通圓柱蝸桿傳動(dòng)相比，這種蝸桿同時(shí)包容齒數(shù)多，雙線接觸線形成油膜條件好，兩齒面接觸線誘導(dǎo)法曲率半徑大因此，承載能力是相同中心矩普通蝸桿的1.5～3倍（小值適應(yīng)于小中心矩，大值適應(yīng)于大中心矩）在傳遞同樣功率時(shí)，中心矩可縮小20%～40%由于性能優(yōu)良，美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)都將這種傳動(dòng)作為動(dòng)力傳動(dòng)中的主要形式之一廣泛使用。

美國(guó)生產(chǎn)產(chǎn)品系列中心矩為15～1320㎜；速比為5～343000；最高傳動(dòng)效率可達(dá)97%我國(guó)經(jīng)過40年的研究和發(fā)展，目前這種蝸桿的生產(chǎn)品種也十分可觀，最大中心矩可達(dá)到1200㎜；最少齒數(shù)比為5；蝸桿頭數(shù)達(dá)6；最高傳動(dòng)效率可達(dá)94%這種蝸桿傳動(dòng)分為“原始型”和“修整型”兩種原始型”直廓環(huán)面蝸桿的螺旋齒面的形成為：一條與成形圓相切、位于蝸桿軸線平面內(nèi)的直線，在繞成形圓的圓心作等角速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，又與成形圓一起圍繞蝸桿的軸線作等角速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這條直線在空間形成的軌跡曲面，就是直廓環(huán)面蝸桿的齒面由于蝸桿齒面的發(fā)生線是直線刀刃，蝸桿螺旋面是直線刀刃形成的不可展直紋面而不是由包絡(luò)產(chǎn)生的，難以實(shí)現(xiàn)磨削，這種蝸桿制造鋼筋工藝比較復(fù)雜，不易獲得高精度的傳動(dòng)，這是直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)修整型”直廓環(huán)面蝸桿螺旋面的形成，基本上與“原始型”相同，不同之處在于加工時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的修形曲線，將加工參數(shù)加以改變一般常用的有：變位異速修形和變速比修形兩種工藝方法變位異速修形方法就是在加工蝸桿時(shí)，刀具位置及固定傳動(dòng)比不同于蝸桿副工作時(shí)的位置及速比變速比修形方法則是加工時(shí)瞬時(shí)傳動(dòng)比按一定規(guī)律變化用修形加工方法加工的蝸桿與由修形滾刀加工成的蝸輪組成“。