位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名日期年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集保存使用学位论文的规定，即本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名导师签名日期年月日日期年月日摘要这篇课程设计的论文主要阐述的是套系统的关于阀门的电动控制器的设计，这是实现对开环系统中的阀门的开关闭合的控制实现阀门自控，程控和遥控不可缺少的驱动设备。本文借鉴国内外阀门电动执行机构及其控制器的有效的成功经验,在此基础上，遵循“安全可靠简便先进”的设计原则。在论文中，首先，根据要求对该系统提出了传动系统的方案设计，接着通过查阅资料确定选用电动机的型号，接着对主要参数进行分析计算选择确定合适的传动部件。然后对其结构粗设计，接着就按设计准则和设计理论进行尺寸的计算和校核。最后是对电气控制部分的电路设计。由于阀门的应用非常广泛，手工机械调节的方式在许多场合已不再适用。本设计能够在较安全的情况下工作，而且效率提高几倍，故设计阀门电动控制器具有实际意义。电动控制器是工业过程控制系统中个十分重要的现场驱动装置，有体积小接线方便精度高操作简单智能化的优点,是种经济实用的产品,具有广阔的市场开发前景。关键词阀门联轴器电动控制器蜗轮蜗杆减速器着工业自动化的发展，传统的手工机械调节的方式在许多场合已不再适用。但阀门电动控制器的主要传动机构的减速器多以齿轮传动蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大传动比大体积小重量轻机械效率高等这些基本要求。独立控制器的主要优点是在维修控制器时不需要拆卸阀门。缺点是其阀门总高度高于其他结构。国外电动控制器，以德国丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，工作可靠性好，使用寿命长。但其传动机构形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。电气控制部分的反馈装置的方法大多数以限位机构来实现的，精度不高。当今的减速器是向着大功率大传动比小体积高机械效率，智能化以及使用寿命长的方向发展。本设计可主要分为两个大方面的设计，第为机械传动部分的设计，第二为电动控制部分的设计。设计主要针对传动机构的运动，自动控制程序以及编码器的反馈应用与设计。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有定的传动精度并且各传动元件之间应满足定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括传动件的设计，执行机构的设计及设备零件等的设计。传动装置总体设计.传动机构整体设计本设计所研究的电动控制器，是对开环控制系统中最终控制元件如阀门的运行进行控制的种装置，使用于对截止阀闸阀节流阀水阀等的控制。主要在开和关位置上操作。考虑到电动控制器结构的特殊性，通过查阅大量资料后，我初步决定选用蜗轮蜗杆传动作为电动控制器的减速机构，因为它可以用于交错轴间传递运动及动力。而且传动比大，工作平稳，结构紧凑。图传动装置总体结构图本设计主要展开传动部分控制部分以及布局。设计在此我将电动控制器的设计计算部分分为机械传动部分电动机，减速器，连接部分和控制系统部分，首先是机械部分的设计计算。电动机的选择及传动比.电动机类型的选择电动机已经标准化系列化，应按照工作机的要求，根据选择的传动方案，选择电动机的类型容量和转速，并在产品目录中查出其型号。因为是短时工作且供电电源是,按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压，型号选择系列三相异步电动机。.电动机功率选择电动机的功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏。如果所选电动机的功率小于工作要求的话，则不能保证工作机正常工作，使电动机经常过载而提前损坏如果所选电动机的功率过大，则电动机经常不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪费。因此在设计中定要选择合适的电动机的功率。根据设计要求可知输出转矩，蜗轮转速由代入数据可得工作机的功率.查阅机械设计手册中机械传动效率可知双头蜗杆蜗轮的传动效率为.，轴承的传动效率.，联轴器的传动效率.所以传动系统总效率.则电动机功率.查阅资料，初选电机型号为阀门专用单相电机其额定功率为.,额定转速.传动比的分配所选电动机额定功率为.,额定转速所以传动比.因选用的是单级涡轮蜗杆减速，所以取取蜗轮蜗杆传动比为.单级减速器合理查阅机械设计手册，取传动零件的设计计算.选择蜗轮蜗杆材料及精度等级蜗杆由于蜗杆转速较高环境温度高，但功率不大，故选用蜗杆材料为钢表面淬火，硬度。蜗轮采用抗胶合性能好的铸锡青铜。砂型铸造，精度为级。.初选几何参数查阅机械设计手册，取当公称传动比值为时，取蜗杆头数则蜗轮齿数查阅实用机械设计手册初选。环境温度系数.。小时载荷率系数.先计算得。啮合质量系数。综上，载荷系数载荷系数.。.计算和校核查阅机械设计手册图查得.。以估算的蜗轮圆周速度,确定采用浸油润滑，查得润滑速度影响系数按闭式传动接触强度计算.查表•得，初选取标准中心距查表得则所以取由表，得查得校核蜗轮轮齿弯曲强度计算蜗杆轴挠度验算轴承惯性矩蜗杆轴挠度.温度计算传动效率计算.查表得得当量摩擦角.散热表面积计算。箱体工作温度.润滑油粘度核润滑的方法润滑油粘度根据.查阅机械设计由表选取润滑方法由表可以采用浸油润滑圆柱蜗杆蜗轮基本尺寸取齿顶高径向间隙蜗杆轴向齿距蜗杆导程蜗杆齿顶直径.蜗杆齿根圆直径.蜗杆节圆直径齿宽.基圆直径.蜗轮喉圆直径蜗轮齿根圆直径.外径咽喉母圆半径节圆直径齿宽角.以上为蜗轮蜗杆的设计计算，下面进入输出轴部分的设计.按齿面接触疲劳强度设计传动中心距蜗杆上的转矩•载荷系数因为工作时轻微振动，故查表知载荷分布不均匀系数为，.，由于转速不高，冲击不大，动载系数.故.弹性影响系数铸锡磷青铜蜗轮与钢蜗杆相配，故接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值.，查图可查得.许用接触应力蜗轮材料铸锡磷青铜。金属模铸造。蜗杆螺旋齿面硬度,表知涡轮的基本许用应力应力循环系数.寿命系数.则计算中心距.取中心距,因，故从机械设计第八版表中取模数.,蜗杆分度圆直径，这时.，从机械设计第八版表中可查的接触系数,因此以上计算结果都可以用。.蜗杆与蜗轮的主要参数与尺寸蜗杆轴向齿距.直径系数齿顶圆直径.齿根圆直径.分度圆导程角蜗杆轴向齿厚.蜗轮蜗轮齿数变位系数.验算传动比.传动比误差为.,满足条件允许蜗轮分度圆直径.蜗轮喉圆直径.蜗轮齿根圆直径.蜗轮咽喉母圆半径校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数.根据.，.。从机械设计第八版图中可查的齿形系数.。螺旋角系数.许用变应力从机械设计第八版表中查得由制造的蜗轮的基本许用应力为。寿命系数弯曲强度满足。验算效率已知.，与相对滑动速度有关，.从机械设计第八版表中用插值法差的.，.带入公式中.因此不用重算。输出轴的设计.选择轴的材料和确定许用应力考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩。所以对其材料没有特殊的要求，所以选用钢，并对其进行调质处理。图输出轴查表可得，。.按扭转强度估算轴径因轴上作用力以及轴承位置尚未确定，轴上的支反力以及弯矩无法求得，所以按转矩来计算，但是许用扭转应力予以降低，以此降低弯矩的影响。查表可得轴强度计算公式的系数考虑到轴的最小直径处还需要安装离合器，会有键槽存在，所以将估算直径加大到,所以取为由机械设计手册得，取标准值.设计轴的结构并绘制结构草图确定轴上零件的位置和固定方式由题意可得，蜗轮应该布置在箱体内部中央，蜗轮上端安装离合器，轴的最上端安装轴承，还要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的拆装顺序和固定方式。为此确定蜗轮从轴的的上端装入，蜗轮的上端用套筒固定，轴承在加上套筒的基础上再采用过盈配合确定各轴段的直径.支承采用单列向心球轴承，取右端轴颈直径为，中间再加上垫块，同时过盈配合。.为了便于拆装离合器和不损伤右端轴颈表面，安装离合器的轴段直径为。.在轴上安装蜗轮的轴度直径为。.在最后传动链取轴段直径为。确定各个轴段的长度已知计算可得蜗轮宽度为了保证蜗轮固定可靠轴段的长度应该长于蜗轮宽度，所以取为，蜗轮端面于箱体内壁之间应该保证定的间距，所以轴长度应该取为。轴长度为右端轴颈长度取为。查阅机械手册表，可以取肩自由表面的过渡圆角半径为，离合器于轴同导向平键连接。键槽宽度。槽深，槽长应该小于离合器的轮驳宽度，取。画出轴的受力图示意图图结构图图垂直面受力图图垂直弯矩图图水平面受力图图计算蜗轮受力蜗轮受力转矩为•圆周力径向力轴向力.所以法向力.计算支承反力和绘制弯矩图以及扭矩图垂直面内支撑点反力为计算ⅠⅠ处的弯矩•计算ⅡⅡ处的弯矩•水平平面的支撑点的支反力水平面内剖面ⅠⅠ处的弯矩••水平面内剖面ⅡⅡ处的弯矩•作弯矩图如下图合成弯矩计算ⅠⅠ截面ⅡⅡ截面作合成弯矩图如下图转矩图•图许用应力查表••应力校正系数.当量转矩当量弯矩ⅠⅠ截面ⅡⅡ截面当量弯矩图图校核轴颈最细轴的直径为所以综上所述设计的轴有足够的强度，并有定的余量滚动轴承的选择及校核计算.滚动轴承的选型原则载荷条件轴承承受载荷的大小方向和性质是选择轴承类型的主要依据。载荷较大时应该选用线接触的滚子轴承受纯轴向载荷时通常选用推力轴承主要承受径向载荷时应该选用深沟球轴承同时承受径向和轴向载荷时应该选用角接触轴承当轴向载荷比径向载荷大很多时，常用推力轴承和深沟轴承的组合结构承受冲击载荷时宜选用滚子轴承。应该注意推力轴承不能承受径向载荷，圆柱滚子轴承不能承受轴向载荷。转速条件选择轴承类型时应该注意其的允许极限转速。当转速较高而且旋转精度较高时，应该选用球轴承当工作转速较高，但是轴向载荷不大时，可以采用角接触球轴承或者深沟球轴承为减小滚动体施加于外圈滚动的离心力，应该选用外径和滚动体直径较小的轴承若工作转速超过轴承的极限转速，可以通过提高轴承的公差等级，适当加

（图纸） 传动轴.dwg

（其他） 电动阀门控制器的设计说明书.doc

（图纸） 电动控制器控制系统图.dwg

（图纸） 壳盖.dwg

（图纸） 零件图.dwg

（图纸） 零件图1.dwg

（图纸） 零件图2.dwg

（图纸） 装配图.dwg

（图纸） 总装图.dwg