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)，由左顶枢接缝柱

　　底枢(与船闸的横轴线垂直);闸门关闭时，两扇门水流方向叶在水压力作用下于接缝柱处互相挤紧，且分别门龛

　　控制系统等组成。一般情况下，启闭机布置在闸启闭机械墙顶部靠近门龛处，其执行机构与门叶的顶部相

　　?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。?设计原始数据如下:

　　?确定总体设计方案，包括传动系统中各传动的类型、传动路线、总传动比及传动比分配;

　　?用电算法作执行机构的运动分析。取等步长，计算闸门在开启过程中10个位置(包括起、终点)

　　上的角位移、角速度和角加速度，以及闸门的平均角速度ω、最大角速度ω和最小角速度ω;mmaxmin

　　?启闭机总体设计方案，包括完整的传动路线图，按比例绘制的执行机构运动简图，要表达清楚各

　　?闸门开启过程的角位移、角速度、角加速度线号图纸)?减速器装配图一张;(1:1，0号图纸)

　　*原动机选择、传动比分配过程，各轴的运动和动力参数计算过程和结果;*各级传动工作能力计算过程;

　　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。启闭机要求结构简单可靠，便于维护和修理;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;启闭机要受力状态良好;传动装置设计要合理，体积大小应适中。2.执行机构设计2.1拟执行机构方案设计、比较和分析

　　运动变换满足满足满足满足主急回特性无无无无要一级传动角较大较小较大小性二级传动角------大---能工作平稳性平稳一般一般冲击特磨损与变形一般强一般剧烈性效率高高低较高

　　方案(2)带传动与一级圆柱齿轮传动，带传动承载能力较小，传递相同转矩时结构尺寸较其他传动形式大，但传动平稳，能缓冲减震;一级圆柱齿轮传动，传动比小，效率较高，工艺简单，精度易于保证。

　　执行机构中，闸门作为曲柄摇杆机构中的摇杆，已知门叶与横轴线:角，则摇杆最大摆角,,90,22,68

　　L已知:闸门长度的一半为摇杆的长度，c,,2.0m2许用压力角,,,,40:

　　将他们分别与前一步的比较，哪个更接近，哪个就是合适的，即如,,33T,,,T,,果，则令;否则，。,,T,,T速度分析:

　　过程中12个位置(包括起、终点)上的角位移、角速度和角加速度，以及闸门的平均角速度ω、最大角速度ω和最小角速度ω，绘出闸mmaxmin门开启过程的角位移、角速度、角加速度线-

　　二(绘出闸门开启过程的角位移、角速度、角加速度线.141593;W1=0.165;

　　1.1传动机构的效率计算根据初步确定的由蜗轮蜗杆减速器、开式斜齿圆柱齿轮、开式锥齿轮和

　　为蜗轮蜗杆减速器效率，根据文献[3]中表10-1，选择;,,0.73,蜗杆蜗杆

　　,,0.73为一对滚动(滚子)轴承的传动效率，根据文献[3]中表10-1，选择,蜗杆r

　　式中分别为蜗杆减速器、开式斜齿齿轮和开式锥齿齿轮的i、i、i蜗杆直齿锥齿

　　i,5.1直齿(，，,i)iii蜗杆直齿锥齿,,,0.72%计算传动比误差，在误差范围内，设i

　　K,1初设蜗轮圆周速度，取动载荷系数，因载荷较平稳取k,1v,3m/sAv2

　　蜗杆传动的效率与初定效率相近，前确定的参数可用,,,,,,0.75123

　　件，计算齿轮的分度圆直径及其主要几何参数，再校核齿面接触疲劳强度,开式传动主要失效形式是齿面磨粒磨损和齿轮的弯曲疲劳折断，因此，开式

　　(1)选材料由文献[1]表18-6小齿轮和大齿轮均取材料40Cr表面淬火齿面硬度48-55HRC，平均取齿

　　(4)选择齿宽系数参照文献[1]表18-12，取齿宽系数=0.25，初估,d

　　d,527.57mm初估小齿轮直径，基本接近，参数可用。d,100mm1估

　　T,3572.184N,m，传动比为3。设计为开式锥齿轮，两齿轮均采用硬齿面，则两齿轮设计时应按轮齿的抗弯曲疲劳强度条件，计算齿轮的分度圆直径及其主要几何参数，再校核

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　　6.1选材料确定初步参数(1)选材料由文献[1]表18-6小齿轮和大齿轮均取材料40Cr表面淬火，齿面硬度48-55HRC，平均取齿面硬度为50HRC。

　　3,3u,3验算传动比误差，，允许，100%,03(4)选择齿宽系数参照文献[1]，取齿宽系数,,0.2d

　　t,1520hh弯曲应力循环次数，因工作时载荷平稳，由文献[1]式(18-17)

　　初选蜗杆轴的材料为45钢，由文献[1]表(20-3)查得C=118-106，由转矩估算最小轴径，因设计中有单键槽，轴颈增大5%-7%，由文献[1]式d,45mm

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　　h=4mm联轴器YL7型，电机伸出轴长度80mm，直径38mm，故按联轴器标准尺寸

　　轴段(3)为轴径，其直径符合轴承内径标准，且因轴段(2)、(3)间的轴肩是为便于安装而设置的非定位轴肩，故不宜比大太多。由此dd,40mm25可选定，初选轴承可用。d,45mm3

　　d,51mm6轴段(4)起固定挡油环的作用，故应根据能稳定的固定挡油环来选

　　轴段(5)根据蜗杆齿根圆d,47.88mm选取，为便于加工同时考f1虑强度要求，选取d,40mm5

　　l,60mm2轴段(7)为轴径，直径应与相同d31.3蜗杆轴各段轴的长度设计l,30mm3

　　轴段(1)的长度取决于与联轴器的配合长度。查文献[2]中按联轴器标准尺寸系列，取l,60mm1

　　l,40mm5轴段(3)的长度应与轴承宽度基本相等。由文献[4]知30209轴承

　　初选蜗轮轴的材料为45钢，由文献[1]，查得C=118-106，由转矩估算最小轴径，由文献[1]查得公式

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