随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，要实现管网系统的工业自动化管理, 离不开自动阀门这个管网系统中的执行机构。
阀门的种类也很多，下面的模型是其中一种——球阀，如图1所示。
图1 球阀
由于阀门的应用非常广，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，而且效率提高了几倍，故设计智能阀门控制装置具有实际的意义。电动执行器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置 ,其能源取用方便、安装调试简单 ,在电力、冶金、石油、化工等工业部门得到越来越广泛的应用。
2 原理
阀门控制器由电动机驱动，通过蜗轮蜗杆减速，带动空心输出轴转动。在该减速箱中，具有手动/自动机构(手动机构可独立进行操作)。当切换手柄处于手动位置时，操作手轮，带动空心输出轴转动。当电动操作执行机构时，手动机构处于断开状态，由电动机驱动空心输出轴。
传动机构的结构详如图2所示。
图2 传动机构结构图
3 涡轮蜗杆设计
由于此处的蜗轮蜗杆有特殊的要求，故自己设计并进行校核(此处用专用软件进行设计)。设计的蜗杆仅仅是螺旋部分。
根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度中等，但蜗杆在传动中起到相当重要的作用，故蜗杆用45Cr;因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45—55HRC。蜗杆用ZCuSn10P1，金属膜铸造。
设计完成后的模型如下图3：
图3 蜗杆蜗杆
各个参数如下：
蜗杆输入功率：8.05kW
蜗杆类型：阿基米德蜗杆(ZA型)
蜗杆转速n1：1460r/min
蜗轮转速n2：73r/min
使用寿命：8000小时
理论传动比：20
蜗杆头数z1：2
蜗轮齿数z2：40
实际传动比i：20
************蜗杆蜗轮材料************
蜗杆材料：40Cr
蜗杆热处理类型：淬火
蜗轮材料：ZCuSn10P1
蜗轮铸造方法：离心铸造
疲劳接触强度最小安全系数SHmin;1.1
弯曲疲劳强度最小安全系数SFmin;1.2
转速系数Zn：0.749
寿命系数Zh;1.21
材料弹性系数Ze：147N^0.5/mm
蜗轮材料接触疲劳极限应力σHlim：425N/mm^2
蜗轮材料许用接触应力[σH]：349.914N/mm^2
蜗轮材料弯曲疲劳极限应力σFlim：190N/mm^2
蜗轮材料许用弯曲应力[σF]：158.333N/mm^2
************蜗轮材料强度计算************
蜗轮轴转矩T2:842.493N.m
蜗轮轴接触强度要求:m^2d1≥1161.145mm^3
模数m:5mm
蜗杆分度圆直径d1:90mm
