论文总字数：14737字

摘 要

工业真空电阻炉用途广泛，如进行热处理，淬火，加磁等，在国内外基础工业领域得到了广泛的应用，但由于国内多数公司考虑到成本问题仅仅购买炉体部分，送料平台部分多仍采用人工送料方式，费时费力，且存在较大安全隐患。相比国外相关设备设计制造已达到成熟，国内的送料升降机构市场仍存在较大空白。本文尝试针对这一情况，设计一款简便，高效，稳定，经济的升降机构，采用丝杠配合蜗轮蜗杆传动，底部固定托送式设计，同时对传动系数，蜗轮蜗杆，丝杠部分，热平衡进行设计计算，并对压杆结构部分稳定性提出结构优化方案。本文还使用有限元分析校核了杠杆的应力变形。确保机构力学模型可靠。

关键词：真空电阻炉;丝杠;蜗轮蜗杆；托送式升降机构；有限元分析

Design of lead screw support lifting mechanism for vacuum resistance furnace

Abstract

Industrial vacuum resistance furnace is widely used, such as heat treatment, quenching, magnetization and so on, which has been widely used in the field of basic industry at home and abroad, but because most domestic companies only buy the furnace body because of the cost problem. Most of the feeding platform still adopts manual feeding mode, which is time-consuming and laborious, and has great hidden danger of safety. Compared with foreign related equipment design and manufacture has reached maturity, there is still a big gap in the domestic feed lifting mechanism market. In view of this situation, this paper attempts to design a simple, efficient, stable and economical lifting mechanism, which adopts screw matching worm gear drive, bottom fixed carrier design, and at the same time, the transmission is designed. The coefficient, worm gear, screw part and heat balance are designed and calculated, and the structural optimization scheme is put forward for the stability of the pressure bar structure. In this paper, the finite element analysis is also used to check the stress and deformation of the lever. Ensure the reliability of the mechanical model of the mechanism.

Key words: vacuum resistance furnace,screw, worm and gear, Support type lifting mechanism，finite element analys

目 录

摘 要.................................................................................Ⅰ

Abstract...............................................................................Ⅱ

第一章 引言.............................................................................1

1.1选择蜗轮螺杆配合的特性和优点....................................................1

1.2真空电阻炉的结构和特点..........................................................1

1.3升降机构的定义及分类............................................................2

1.4本次设计内容说明................................................................2

第二章 结构设计.........................................................................3

2.1设计要求........................................................................3

2.2设计方案........................................................................3

2.3设计计算........................................................................4

第三章 设计建模........................................................................11

3.1软件简介..... ..................................................................11

3.2零件模型建立. .... .............................................................11

3.3整体装配图............................................ .........................15

第四章 有限元分析 .....................................................................17

4.1软件的介绍.. ...................................................................17

4.3执行过程........ ...............................................................17

第五章 总结.......... .................................................................22

5.1结论........ ...................................................................22

致 谢 ..............................................................................23

参考文献 ..............................................................................24

第一章 引言

1.1真空电阻炉的结构和特点

真空电阻炉是一种电阻炉，在加热时将炉内抽真空。常见真空电阻炉实体如图1.1所示，真空电阻炉是在第二次世界大战后发明的。在其发展的早期阶段，它主要针对作用对象于活性金属难熔金属，如钛，锑和铅，以及一些磁性材料，光亮退火和电合金的真空排气。后来，真空电阻炉逐渐用于不锈钢材料的真空钎焊和粉末冶金产品的真空烧结。近年来，由于真空技术和电炉制造技术的发展，真空电阻炉的结构性能日益完善。目前，真空电阻炉不仅可用于光亮退火和真空脱气，还可用于真空淬火，真空回火，真空渗碳，真空扩散焊等。关于炉体的结构，加热元件设置在水冷壁的真空容器中，该真空容器称为水冷炉壳，其中围绕加热元件设置有反射屏或衬里。而且，由于真空中的热传递，主要是通过辐射，热传导和对流几乎可以忽略不计，所以真空电阻炉能够不使用厚的隔热材料，而是使用金属板反射屏或薄炉衬，所以热惯性很小。

图1.1真空电阻炉

1.2选择蜗轮螺杆配合的特性与优点

导螺杆是一种高精度零件。它可以准确地确定工作台的坐标位置，将旋转运动转换为直线运动，并传递一定的功率，因此它准确，坚固，耐磨。有很高的要求。机械螺杆根据其摩擦特性可分为三类：滑动螺杆，滚动螺杆和静态螺杆。由于滑动螺杆结构简单，易于制造，因此广泛用于机床上。蜗轮螺旋升降机作为基本的升降部件，具有结构紧凑，重量轻，重量轻，无噪音，安装方便，自锁，可靠性高等特点。对于大平台区域，采用多点提升，其优点如下：1。可以减小板主梁的横截面尺寸和应力，减小其挠度，提高刚度平台本身可以增加，并且可以提高稳定性。2.增强压杆稳定性，减轻设备重量。具有轻便高效的特点。

1.3升降机构的定义及分类

在工厂、自动仓库等物流系统中进行垂直输送时，升降平台上往往还装有各种平面输送设备，作为不同高度输送线的连接装置。一般采用液压驱动，故称液压升降台。除了对不同高度的货物进行输送外，还广泛应用于高空的安装、维修等作业中。升降机构分类有多种分法，按照升降机构的不同分则有剪叉式、升缩式、套筒式、升缩臂式、折臂式。按移动的方法不同分有固定式、拖拉式、自行式、车载式、可驾驶式。可谓是多种多样，本次设计中所应用的种类为拖拉升缩臂式，又名为托送式。

1.4本次设计内容说明

本次设计出的丝杠托送式升降机构采用蜗轮蜗杆配合，包含了框架，底座，轴套，蜗轮蜗杆，托盘部分，而关于其的控制部分，如采用电动控制或者手动机械式摇臂控制，但是关于控制部分的功率及机械效率本文不予考虑。

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