【正文】 79。寬 ) (m) 179。 179。 179。 水位差Δ H (m) 門葉與橫軸線夾角θ176。取等步長，計算閘門在開啟過程中 10 個位置（包括起、終點）上的角位移、角速度和角加速度，以及閘門的平均角速度ω m、最大角速度ω max和最小角速度ω min； ⑷ 計算閘門的開啟力矩（即載荷），選擇電動機； ⑸ 對傳動系統(tǒng)中各級傳動進行工作能力計算； ⑹ 進行減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 5. 有關(guān)計算公式 （ 1） 閘門開啟總阻力矩 M M = M1+M2 () 式中， M1 為靜水壓力的阻力矩， M1= H179。 410 () β — 閘門關(guān)閉時與閘墻的夾角（度）， β =90176。啟閉機一般由動力裝置、傳動裝置、執(zhí)行機構(gòu)、制動裝置以及控制系統(tǒng)等組成。啟閉機要求結(jié)構(gòu)簡單可靠，便于維護和修理；在開啟的初始階段和關(guān)閉的結(jié)束階段，閘門的速 度應(yīng)接近于零；啟閉機要受力狀態(tài)良好；傳動裝置設(shè)計要合理，體積大小應(yīng)適中。承載能力和速度范圍大，傳動比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、壽命長。 方案（ 2） 帶傳動與一級圓柱齒輪傳動，帶傳動承載能力較小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時結(jié)構(gòu)尺寸較其他傳動形式大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖減震；一級圓柱齒輪傳動，傳動比小，效率較高，工藝簡單，精度易于保證。 方案（ 4）一級蝸桿傳動 與開式圓柱圓錐齒輪組合 ，一級蝸桿傳動結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊，但效率較低，適用于載荷較小，間歇工作場合 ，開始齒輪較閉式齒輪制造和安裝成本都低，且各級組合使 用可以得到很大傳動比 。一級蝸桿減速器結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊 與開式齒輪組合可以得到需要的傳動比， 適合閘門啟閉機的工作情況。也滿足壓力角的要求， ??? 504090mi n ???? 。 在曲柄的上極限位置，根據(jù)余弦定理可以求得曲柄的初位角 10? ?)(2 )(a rc c os 22210 ?? ???? bad cbad? 對平面四桿機構(gòu)進行運動分析 位移分析： 0, 321 iiii deADceDCbeBCaeAB ???? ??? 由封閉矢量多邊形 ABCD 可得 AB+BC=AD+DC 321 0 ??? iiii cedebeae ??? （ 1） 將式（ 1）的實部和虛部分別相等可得： 321 c o sc o sc o s ??? cdba ??? （ 2） 321 s ins ins in ??? cba ?? （ 3） 令： c/c o sdac2/)adca(C。s inA1222211???????????? 解得： CB CBAMAar c tan22223 ? ????? （ 4） 13132 c osac oscd s inas incar c tan ?? ??? ?? ?? （ 5） 式（ 4）中的 1M ?? ，表示給定 1? 時， 3? 可能有兩個值，編程 時在 1? 的循環(huán)中，每次都由 1M ?? 和 1M ?? 算出兩個 3? 值 T1 和 T2。 速度分析： 將式（ 1）對時間求導(dǎo)可得： )2(3)2(2)2(1 321 ?????? ??? ??? ?? iii ecebea （ 6） 將式（ 6）的實部和虛部分別相等可解得： 132 312 )sin(b )sin(a ??? ??? ????? （ 7） 123 213 )sin(c )sin(a ??? ??? ???? （ 8） 加速度分析： 將式（ 6）對時間再求導(dǎo)可得： )2(3)(23)2(2)(22)(2133221????????????????????????iiiiiececebebea （ 9） 將式（ 9）的實部和虛部分別相等可解得： )s i n( )c os ()c os ( 2323232231212 ?? ???????? ? ????? b cba （ 10） )s i n( )c os ()c os ( 23 23232221213 ?? ???????? ? ????? c cba （ 11） 電算法分析執(zhí)行機構(gòu) 要求 用電算法作執(zhí)行機構(gòu)的運動分析。 程序框圖 機械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機 10 一． 取等步長 30 度，計算閘門在開啟過程中 12 個位置（包括起、終點）上的角位移、角速度和角加速度 程序和計算結(jié)果 a=。 c=2。 pi=。 k=180/pi。 p3=atan(sqrt(1r*r)/r)。 end for p1=:pi/6:2*pi+t=d*d+c*c+a*ab*b。 B=d/acos(p1)。 t1=2*atan((A+sqrt(A*A+B*BC*C))/(BC))。 if(abs(t1p3)abs(t2p3)) p3=t1。 end p2=atan((c*sin(p3)a*sin(p1))/(d+c*cos(p3)a*cos(p1)))。 P2=p2*k。 W2=a*sin(p1p3)*W1/(b*sin(p2p3))。 E2=(a*W1*W1*cos(p1p3)+b*W2*W2*cos(p3p2)c*W3*W3)/(b*sin(p3p2))。 result=[P1 P2 P3 W2 W3 E2 E3] end result = result = result = result = result = 機械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機 12 result = result = result = 計算結(jié)果： result = result = result = result = result = 機械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機 13 二． 繪出 閘門開啟過程的角位移、角速度、角加速度線圖。 b=。 d=3。 W1=。 r=(b*bc*c(da)*(da))/(2*c*(da))。 if p30 p3=p3+pi。 t=d*d+c*c+a*ab*b。 B=d/acos(p1)。 p2=atan((c*sin(p3)a*sin(p1))/(d+c*cos(p3)a*cos(p1)))。 P1=p1*k。 P3=p3*k。 W3=a*sin(p1p2)*W1/(c*sin(p3p2))。 E3=(a*W1*W1*cos(p1p2)+b*W2*W2c*W3*W3*cos(p3p2))/(c*sin(p3p2))。 subplot(111)。n=2*pi+m。 grid on。連桿角位移 P2 線圖 39。 xlabel(39。), ylabel(39。)。 subplot(111)。n=2*pi+m。 grid on。搖桿角位移 P3 線圖 39。 xlabel(39。), ylabel(39。)。 subplot(111)。n=2*pi+m。 grid on。連桿角速度 W2 線圖 39。 xlabel(39。), ylabel(39。)。 subplot(111)。n=2*pi+m。 grid on。搖桿角速度 W3 線圖 39。 xlabel(39。), ylabel(39。)。 subplot(111)。n=2*pi+m。 grid on。搖桿角加速度 E3 線圖 39。 xlabel(39。), ylabel(39。)。 subplot(111)。n=2*pi+m。 grid on。連桿角加速度 E2 線圖 39。 xlabel(39。), ylabel(39。)。 b=。 d=3。 W1=。 r=(b*bc*c(da)*(da))/(2*c*(da))。 if p30 p3=p3+pi。 i=1。 M(i)=abs(W3)。 A=sin(p1)。 C=t/(2*a*c)d/c*cos(p1)。 t2=2*atan((Asqrt(A*A+B*BC*C))/(BC))。 else p3=t2。 P1=p1*k。 P3=p3*k。 W3=a*sin(p1p2)*W1/(c*sin(p3p2))。 E3=(a*W1*W1*cos(p1p2)+b*W2*W2c*W3*W3*cos(p3p2))/(c*sin(p3p2))。 kwMP m 4 ?? ???? ?? 選擇電機 原動機采用三相異步異步電機（ Y 系列）。根據(jù)文獻 [3]中表 102 選用Y132S6 型三相異步電機。 根據(jù)文獻 [3]中表 24 和表 25 和相關(guān)公式選取傳動比 48~24i)~(i ??蝸桿 ，取 40i ?蝸桿 對于開式齒輪 5i,7i ?? 錐齒直齒 ，所以取. .6607,3 取所以 直齒錐齒 ??? ii 計算傳動比誤差 % ????? ）（ 錐齒直齒蝸桿 iii? ， 在誤差范圍內(nèi)， 設(shè)計 可用。 m) 傳動比 i 效率 ? 電機軸 960 1 Ⅰ軸 960 40 * Ⅱ軸 24 * Ⅲ軸 3 * Ⅳ軸 工作機軸 1 * 已知：蝸桿轉(zhuǎn)速 min/r960n ? ，輸入功率 kwP ? ，輸入轉(zhuǎn)矩mNT ?? ，傳動比為 40。 mmmma 23 ??????? ???? mmad ???? 2 1 ?????? z dam 查文獻 [1]中表 192取， 10q,63d, 1 ??? 計算圓周速度 2v 和滑動速度 sv 圓周速度 s/ 222 ?? ????? ?? 蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角 39。39。39。38425??? smvs /? 1?vK 機械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機 24 由文獻 [1]表 1912 可知， smvs /? 時，當(dāng)量摩擦角 39。39。39。39。1 ?????? ????? ?? 軸承效率 ?? 攪油效率 ?? 蝸桿傳動的效率 ?? ???? 與初定效率相近，前確定的參數(shù)可用 蝸桿傳動主要幾何尺寸計算 中心距 ? ? ? ? 2 ????? 分度圓直徑 ,63 11 ??? admmd 與初設(shè)相符合 mm2 5 22 ???? 蝸桿頂圓直徑 11a ??????? ? 蝸輪喉圓直徑 22a ??????? ? 蝸輪彎曲疲勞強度驗算 由文獻 [1]可知 ? ?FF21 2F YYmdd ?? ? ?? 蝸輪當(dāng)量齒數(shù) ? ? 38425c os 40c oszz 39。39。39。 ??????????? 故 MP aYYmdd KT FF 321 2 ????? ????? ?? 由文獻