高樓逃生裝置設計

1、 畢 業(yè) 設 計題 目： 高樓逃生裝置設計 院 系： 機械工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級: 機設1201 學 號: 201202010101 學生姓名： 馮偉峰 指導教師： 譚立新 2016年5月28日 誠 信 聲 明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設計（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機構的學位而使用過的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設計（論文）中的所有內(nèi)容均真實、可信。作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）任務書 設計

2、（論文）題目： 高樓逃生裝置設計 姓名 馮偉峰 學院 機械學院 專業(yè) 機械設計 班級 1201 學號 201202010101 指導老師 譚立新 職稱 教授 教研室主任 鐘定清 一、基本任務及要求：任務 1.總體方案設計（平面、三維、爆炸圖） 要求 1.圖紙折合A0不少于3.0張 2.主要技術參數(shù)確定 2.說明書論文少于1.5萬字 3.主要機構設計 3.盡量設計出二種以上方案 ，一種具體， 4.主要零部件設計 其二只做總體方案 5. 應用相關合適軟件分析研究（選做） 4. 獨立完成 二、進度安排及完成時間： 第1周：課題熟悉 資料查閱 第10周：設計零件 第2周：開題報告 文獻綜述 第11周：

3、控制系統(tǒng)設計 第3周：擬定總體方案 第14周：說明書（論文）撰寫 第4周：總裝圖草案、初定主要結構 第15周：說明書（論文）設計審核 第5周：機動 第16周：答辯 第6周：畢業(yè)實習及實習報告 第7周：平面、三維、爆炸圖 第8 周：平面、三維、爆炸圖 第9周：主要機構設計 目錄摘要1Abstract2第1章 緒論31.1 前言31.2 國內(nèi)外高樓逃生裝置的研究、應用及現(xiàn)狀3高樓逃生裝置國內(nèi)的發(fā)展31.2.2高樓逃生裝置的國外的發(fā)展94第2章 高樓逃生裝置的總體設計方案52.1 高樓逃生裝置的總體設計 方案一52.2 高樓逃生裝置的總體設計 方案二62.3 高樓逃生裝置的方案的選擇8第3章 主要機

4、構設計93.1 傳動件之齒輪機構93.2 傳動件曲柄連桿機構之曲柄連桿93.3 傳動件曲柄連桿機構之卡槽103.4 傳動機構之鏈條傳動113.5 傳動機構之鏈條的張緊裝置123.6 動力機構之踏板133.7 制動機構之手把143.8 制動機構之定滑輪153.9 制動機構之小液壓缸153.10制動機構之摩擦盤163.11抱緊爬行機構18第4章 主要零部件尺寸設計計算及強度校核194.1 鏈條設計194.1.1 鏈條設計準則194.1.2 鏈輪的基本尺寸及參數(shù)204.1.3 鏈傳動的設計要求204.1.4 鏈傳動的設計計算之1號鏈204.1.5 鏈傳動的設計計算之2號鏈224.2 錐齒輪傳動的設計

5、計算234.3 軸III最小直徑的設計254.4 軸I最小直徑的設計264.5 伸縮直線液壓缸活塞桿設計計算及校核304.6 固定塊與下箱體連接螺栓的校核31第5章 控制方案選擇與設計325.1 液壓制動325.2 電控制電路圖32第6章 三維建模346.1 UG概述346.2 摩擦盤外部零件的三維建模346.3 下箱體的三維建模376.4 固定塊的三維建模386.5 軸類零件的三維建模406.6 其他零件的三維建模426.7 本高樓逃生裝置的整體裝配及爆炸圖45第7章 關鍵零件的有限元分析487.1 概述487.2 偏心軸的有限元分析48小 結51參考文獻52致 謝54附 錄.55 高樓逃生

6、裝置設計摘要：現(xiàn)有的高樓逃生裝置中，有面對高樓救人時會受高度限制；下降速度太快，易失控導致人員受傷1；只供一個人使用，且受周圍環(huán)境限制等缺點。根據(jù)已有的幾種緩降逃生產(chǎn)品的優(yōu)缺點，本人設計出了一種高樓墻壁的爬墻裝置。本裝置創(chuàng)新有以下幾點：有電的時候，可以通過電力來上下運動，沒電時，通過人力用腳踩踏來進行逃生的雙控裝置；救援的速度可以根據(jù)需要手動調節(jié)；本裝置的剎車裝置采用了液壓系統(tǒng)中制動放大系統(tǒng)，可以用較小的力止停裝置；本裝置在一幢樓只需裝幾架，就可以反復使用的救到需要的人員，并且一次可以救上多人；而費用較高，安裝麻煩是其不足之處。但我相信該裝置將來能廣泛應用于各類建筑。關鍵詞：高樓 逃生裝置 爬

7、墻 雙控 液壓制動 High-rise escape device designAbstract：The existing high-rise escape device, there will be affected by the height of the face restrictions tall rescue; drop too fast, easy out of control resulting in injury; only for one person, and by the surrounding environmental restrictions and other s

8、hortcomings. According to slow down the advantages and disadvantages of several existing products to escape, he designed a tall wall Climbing devices. The device has the following innovations: electric, it can be up and down movement of power through, no electricity, by human feet stampede to escape

9、 the dual control unit; rescue speed can be adjusted manually as needed; this brake device device uses a hydraulic brake system amplification system, you can use a smaller force stopper apparatus; this means mounted in a building just a few frames, can be used repeatedly to the need to save, and the

10、 more time you can save people; and higher costs, installation trouble is its shortcomings. But I believe the future of the device can be widely used in various buildings.Keywords: high-rise； escape device ； Climbing； dual control ；hydraulic brake 第1章 緒論1.1 前言當前，高層建筑結構越來越復雜，人員越來越密集，一旦失火就難以控制。由于樓梯、豎井

11、等煙囪效應和電梯在火災情況下不能保證正常應用，這就給高樓人群的應急逃生帶來了極大的難度。一方面，政府應做好防火自救知識的宣傳工作，特別是高層居民。如同美國，美國人基本都接受過“生命安全101”培訓，從而在發(fā)生火災后，能夠熟練運用技能逃生，有效降低傷亡率。據(jù)統(tǒng)計，“9·11”恐怖襲擊事件中，1.31.5萬人從大樓中安全撤離，該數(shù)據(jù)足以證明安全培訓的重要性2，3。日本及其他許多國家也有相似的措施。另一方面，我國現(xiàn)有消防裝備品種單一，用于登高救援的裝備主要是消防云梯車，其舉高救援最大能力目前約50米，對于更高的高層建筑火災來說，這些消防應急救援裝備只能是“望樓興嘆”。國內(nèi)常用的消防云梯車，

12、也都只能達到這個高度4。且這些裝備的機動性差，加上周邊環(huán)境影響等諸多因素，制約了高樓火災的有效撲救和救援逃生5。因此，高樓逃生裝置逐漸出現(xiàn)在了人們的眼前，有緩降類、逃生電梯、逃生滑道、應急降落傘、逃生氣墊等6。1.2 國內(nèi)外高樓逃生裝置的的研究、應用及現(xiàn)狀高樓逃生裝置國內(nèi)的發(fā)展7(1)奧勃龍高樓火災逃生裝置8見圖1.1 該裝置巧妙地運用了地球引力、杠桿原理、重量與杠桿翹動的偏心輪產(chǎn)生的摩擦系數(shù)成正比的原理，解決了一直以來困擾人們高樓救援和下降的問題，同時幾乎可適用于包括婦孺老幼在內(nèi)的所有人群. 圖1.1奧勃龍高樓火災逃生裝置(2)救生氣墊9 救生氣墊是一種利用充氣產(chǎn)生緩沖效果的高空救生設備，見

13、圖1.2所示。它具有充氣時問短，緩沖效果顯著，操作方便等特點。由于其采用阻燃的高強纖維材料制成，因此，具有阻燃、耐磨、耐老化、折疊方便、使用壽命長等特點。 圖1.2 救生氣墊1.2.2高樓逃生裝置的國外的發(fā)展 （1）德國人開發(fā)的折疊式可充氣逃生艙，見圖1.3。平時，這種電梯的逃生艙5個一組連在一起，以折疊的方式置于高層建筑的屋頂。當火災發(fā)生時，救援人員開啟底樓外墻的一個激活裝置，電動系統(tǒng)讓折疊逃生艙像手風琴一樣打開，并自動充入可讓逃生艙懸浮的氦氣。然后，逃生艙伸出屋頂邊緣，沿著建筑物外墻徐徐降到地而。人們可以從樓頂進入逃生艙，也可在逃生艙經(jīng)過窗戶時迅速進入。10 圖1.3 折疊式可充氣逃生艙

14、（2）日本有一種自垂救生索，它和建筑內(nèi)的消防控制室連在一起，繩索則安裝在每個窗的外墻上框部。一旦發(fā)生火災，只要消防控制室一有動作，這些繩索便自動脫垂，在各個窗口形成一條條救生路線。11 圖1.4 自垂救生索第2章 高樓逃生裝置的總體方案2.1高樓逃生裝置的總體設計 方案一圖2.1 升降椅簡圖 如圖2.1所示，本設計名為升降椅，人坐在這椅子上，類似與公園的休息椅子，腳踩在上面轉動踏板，人隨著轉動方向的不同而或上或下運動。而與后面工字鋼齒條相緊連的是該機構的抱緊機構，使得整個裝置不會脫離軌道。因為有了這個，在半空中，人只要踩著踏板，不動，那么整個裝置也就定在空中，而不是下落。兩手邊的是該機構的剎車

15、裝置，在突發(fā)意外的時候，或者想要急速下落而不睬踏板的時候，就是該剎車裝置工作的開始2.2高樓逃生裝置的總體設計 方案二如圖2.2，圖2.3所示，為本設計爬墻電動車裝置，當電瓶有一定的電量時，電瓶輸出電流帶動電動機工作，從電動機的輸出軸產(chǎn)生扭矩并通過中間軸一一軸4上的錐齒輪，帶動軸6上的錐齒輪，由軸上的錐齒輪轉動帶動了周六的旋轉，并由聯(lián)軸器使得扭矩傳遞到軸上上，軸3軸2軸1之間靠著鏈輪，鏈條連個主要機構傳遞扭矩。在軸1上有一個直齒輪用來將轉動的扭矩轉變?yōu)樯仙哪Σ亮?，從而使得整個塊上升。此裝置中，從地面而來的救生員坐在次機構左手邊的位子，由其對整個裝置的上升下降以及停止進行控制。對于整個電機的運

16、行控制裝置主要在左邊位置的右把手上，并且可以通過更換檔位更換電機電機正負位置，來實現(xiàn)整個裝置上升下降以及調速的功能。在左邊位置的又把手以及右邊位置的做把手上各有一個剎車裝置，其使用方法與自行車，電瓶車相同，只要往回拉動扳手，就可以使得整個裝置停下來了。其工作原理為：拉動剎車帶動下面的液壓缸運動（注：為液壓缸動活塞桿固定的），利用制動力放大原理，再次由摩擦片上的一個液壓缸產(chǎn)生推動力，對里面的摩擦塊有一個推動了，使其有一個微量的位移，使其對摩擦片產(chǎn)生摩擦作用從而產(chǎn)生制動效果使得整個裝置慢慢停下來，并且把手上有一個止動套，可以將剎車閘套入其中，這樣，在特殊的情況下，救援人員就可以騰出雙手，對他人進行

17、救援，甚至有時 圖2.2 爬墻電動車三維簡圖候情況太特殊了，要求救生人員不得不走出整個置的時候，通過止動套的作用，整個裝置還可以懸在空中，這樣救生人員就可以返回此裝置，在進行下降逃生。同時，腳踏板又是另一個止動裝置，在電力不足或者其他情況下要用腳產(chǎn)生動力時，這時候雙腳踩在踏板上，施加一個逆向力矩，整個裝置就能在各個自由度限制的情況下靜止與空中了。這也是本裝置的主要工作原理以及思想、思路產(chǎn)生的來源。 圖2.3 爬墻電動車二維圖2.3高樓逃生裝置的方案的選擇本次設計采用的是方案二的設計。方案一，結構緊湊，占用你空間小，制造較為簡單是其優(yōu)點。但是方案二考慮的更為全面，既考慮了電力驅動，同時從人的使用

18、力的情況分析，因此個人傾向于方案二，于是對方案二做了具體設計。第3章 主要機構設計3.1傳動件之齒輪機構如圖3.1所示，此次設計為錐齒輪傳動機構，這樣對于豎立的電動機方便其輸出軸動力的輸出，其中中間那個齒輪受力較小起到的是傳遞運動，受到的力不是很大，所以并不需要什么特殊的加工方法，另外兩個錐齒輪則要進行強度校核等方面計算，并且要對材料進行特殊處理，強化這錐齒輪的強度，使得產(chǎn)品更加安全，使人們用的放心、安心。 中間那個齒輪所固定的部件可以上下的移動 12，即達到分離發(fā)動機方便人力踩動爬墻裝置的的功用。 圖3.1 錐齒輪傳動機構 3.2傳動件曲柄連桿機構之曲柄連桿 如圖3.2所示，通過其轉動，進而

19、移動了連桿上下的位移，從而影響了它的連接部件的位置，即中間齒輪的位置，當曲柄在其極限位置處，即為圖3.1中的中間齒輪進入工作狀態(tài)的位置，發(fā)動機的工作，扭矩得到了利用，此裝置變?yōu)殡妱拥?，當曲柄不處于極限位置時，改裝置為人力踩動的裝置。 圖3.2 曲柄連桿定位機構3.3 傳動件曲柄連桿機構之卡槽 如圖3.3所示，該機構包括一個曲柄連桿機構以及一個卡槽或者說是固定槽，在曲 圖3.3 卡槽柄到達極限位置時卡主曲柄，限制其自由度，使得該曲柄機構在無外人額外施加作用力的時候不在改變位置。（在該狀況下，電動機的轉動動能將被得到利用），當需要傳動裝置靠人力，而不是電力驅動的時候。只需要按下卡槽1，使得曲柄的一

20、個自由度被消除，曲柄能夠在一端靠著引力施加的重力了，并繞著曲柄的原點2旋轉，從而使得中間錐齒輪脫離工作位置，減小了電機的逆矩（因為當電機接入的時候，人產(chǎn)生的動力會有一部分，輸入電動機，使之成為發(fā)動機，降低了人力的效率，也影響了裝置的上升速度，影響了施救的效率）方便救援。當需要再次用到電機時，可以逆時針或者順時針轉動手把3如圖3.4所示，使得整個曲柄機構能夠再次接入卡槽之中，這樣，電動機又可以再次使 圖3.4 手把用了。值得注意的是卡槽的行程，因為曲柄機構較為靠近箱體，之間的距離為9mm，卡槽的行程就只有3mm因為其實需要雙倍的移動距離。3.4傳動機構之鏈條傳動 如圖3.5、圖3.6所示，此為本

21、設計的鏈條結構，一共兩次鏈條傳動。鏈條傳動的缺點是：告訴運轉時不夠平穩(wěn)；傳動是有沖擊和噪聲。但是對于本裝置而言卻不是很重要，這些影響基本可以忽略。并且考慮到其特性，鏈傳動具有帶傳動和嚙合傳動的一些特性，并且其中的一些優(yōu)點還是非常便利的。其一,鏈傳動沒有打滑和彈性滑動：并且傳動比的平均值是一個定值，方便了計算；其二，鏈傳動的效率高達95%以上，是一種很高效率的傳動，承載能力也很大，適合這種高樓爬墻裝置的應用13。其三，張緊力不是很大，在一般軸承的承載范圍內(nèi)，延長了鏈輪、鏈條以及軸零件的壽命。其四，鏈傳動能夠吸收震動的能量從而減少沖擊力度，加之需要的中心距比較大以及這個鏈傳動所需要的費用相對而言比

22、價少。綜上其優(yōu)點，使用鏈傳動成了本裝置不得不選的抉擇了。 圖3.5 長鏈條 圖3.6短鏈條3.5傳動機構之鏈條的張緊裝置 如圖3.7、圖3.8所示，分別為張緊輪的二維圖以及三維視圖。其中圖3.7是本零件的二維圖，圖3.8是本零件的三維圖整體效果圖。本裝置主要由張緊輪1，軸承2，開關殼子3，六角帶孔螺栓4，銷5，焊接螺栓6，移動塊7，孔板桿8，固定凸臺9，等零件組合而成。 旋轉開關3，里面的六角帶孔螺栓4旋轉，順著螺紋向里面移動，因為螺栓頭與開關 圖3.7 二維圖 圖3.8 三維視圖內(nèi)部僅僅是簡單的接觸，并沒有粘連，故而螺栓可以順著開關內(nèi)部的六角滑槽移動，在螺栓往里面移動，同時帶動移動塊的垂直墻

23、壁的橫向運動，但因為移動塊和螺栓是間隙配合，會在螺栓動的時候移動塊不動，這時，螺栓上的孔起作用了，在銷的作用下，限制了塊的自由度，從而在螺栓移動的時候，移動塊能夠隨著螺栓，順著螺栓的方向移動，在焊接螺柱的帶動下，對孔板桿一個作用力，以及力矩，使得該桿子繞著固定凸臺轉動，從而帶動整個張緊輪的旋轉，使它產(chǎn)生一個橫向位移，進而對鏈條進行張緊，起到了張緊的作用。對比與一般的彈簧張緊輪裝置，此裝置在于可以手動調節(jié)張緊，在不用的時候基本上可以讓鏈條不處于緊繃，或者高負荷狀態(tài)，但是彈簧張緊輪就不能達到這個效果了。用上了彈簧張緊輪，則張緊輪會使的鏈條一直處于工作狀態(tài)，影響了鏈條的壽命，當然也可以不用的時候放松

24、，但是這樣在使用的時候，會著急，找不到張緊的工具，較為容易出意外。同時，該裝置一般的時候都是不工作的，如果一直讓彈簧張緊輪處于工作狀態(tài)，可能在使用的時候，該張緊裝置中的彈簧已經(jīng)失效了，不能進行張緊了14。 本裝置的張緊輪1用的是高檔橡膠材料而不是傳統(tǒng)的普通鐵齒張緊輪，鐵齒輪噪音比較大，并且金屬的容易生銹，金屬材料之間的碰撞摩擦多了，容易使得鏈條破損，二高耐磨的橡膠材質，一個詞，就是“耐磨”。結構上，它有一個卡槽，傳導鏈子的效果好，鏈條不容易跑離原來的位置，同時也省去了對鏈輪與張緊輪調位置對位的麻煩，并且運行的阻力小上很多。 3.6動力機構之踏板 如圖3.8，圖3.9所示，采用的是傳統(tǒng)的踏板結構

25、以及軸結構，在兩端口是方形的卡槽，方便鏈接桿接入并傳遞扭矩的作用。而不是那種圓柱接入外加固定螺栓固定。因為那種方法在一定的情況下還容易打滑。其基本結構和使用方法都是參照自行車的，這樣，救援人員并不需要再在使用之前花大把的時間去學習本裝置的操作技術了，大大的節(jié)省了培養(yǎng)機構的費用。并且在特殊的情況下，只要是膽子比較大，比較有勇氣的人，都可以立即上手，加入救援隊伍，提高了救援的效率，甚至有時候就因為這個的簡單易上手，從而挽救一個人或者一個家庭的性命，幸福。 圖3.8 踏板二維圖 圖3.9踏板三維視圖3.7制動機構之手把15 如圖3.10，圖3.11所示為一個剎車以及手把裝置，在救援人員使用的時候在坐

26、在座位上時，手可以搭在手把上，有助于保持平衡以及讓救援人員心安，畢竟有個地方可以扶手。同時手把與電瓶車的手把外觀和使用上面沒有太大的差別，十分方便上手和使用。在手把上是一個控制器，相當于電瓶車的手把控制器一樣，接通電動機的時候，轉動手把，可以調整電機轉動的速度，方便救援人員使用時的快與慢的需要。此外，還有一個倒擋，顧名思義，打入倒擋這個檔位之后，電動機將反轉，帶動整個裝置往下運動從而實現(xiàn)逃生。并且把手上有一個止動套1，可以將剎車閘2套入其中。這樣，剎車止動套就相當于多了一 圖3.10 把手二維圖只手，幫助救生人員拉緊剎車裝置。與此同時，救援人員就可以騰出一雙手，對那些需要輔助的人員進行額外的救

27、援。甚至有時候情況太特殊了，要求救生人員不得不走出整個裝置的時候，通過止動套的止動作用，可以依靠摩擦力，使得整個裝置懸在空中，就像是固定在其上一樣。這樣救生人員就可以走出本裝置，對那些特殊人員實施額外的救助，并且?guī)浞祷卮搜b置，再然后進行下降逃生，從而獲得救援。 圖3.11 把手三維圖3.8制動機構之定滑輪 如圖3.10，圖3.11，圖中的1號零件為定滑輪。該裝置定滑輪與軸或者說是螺栓1為間隙配合，定滑輪2在其上可以做基本的繞螺栓旋轉，本裝置中的滑輪最主要的作用就是改變鋼絲的方向，方便剎車起作用。 圖3.10 定滑輪二維圖 圖3.11 定位輪三維視圖 3.9制動機構之小液壓缸 如圖3.12，圖

28、3.13所示為一個液壓裝置的組合，本裝置中，其中的活塞桿通過固定塊1固定在箱體上。通過三根繩子拉住下面的缸體，當拉動手閘的時候，會在上面所述的定滑輪的更改方向后，通過這三根繩子拉動整個缸體，使之往上升，由于有外面定位塊的限制作用，缸體只能順著固定塊5走，從而確保了，液壓缸與活塞桿3有一個定量的相對運動。并且擠壓里面的液體，使之流入下面一個液壓缸中，令得下一個部件開始工作16 ，進而擠壓摩擦盤，產(chǎn)生摩擦，停止裝置的運行，即止動作用。 當需要放開剎車裝置時，也就是說此裝置要啟動了，上升或下降的時候。只要放開圖3.1中的手剎，在重力的作用下缸體2在重力的作用下，會順沿著外面的定位塊下降，使得腔體4中

29、吸回先前壓入的液體，從而使得摩擦塊與摩擦盤分離，停止制動作用，形成了一個完成的剎車系統(tǒng)。 圖3.12 小液壓缸二維圖 圖3.13 小液壓缸三維圖3.10制動機構之摩擦盤17 如圖3.14，圖3.15，圖3.16其中圖3.14為其主視圖，液壓液體從管口1中進入型腔2，由于液體量的增多，促使其內(nèi)部體積增大，推動滑塊3，使其往左邊移動，頂住摩擦片4，由于液體的繼續(xù)注入，而容易移動的摩擦滑塊已經(jīng)達到“極限”位置，此時，再注入液體，整個摩擦盤將順著光桿，以及潤滑了的軸套，相對于滑塊往右移動，也就是說，整個摩擦盤將往右移動。最終，左邊的摩擦塊也將緊貼摩擦片4，最終兩個摩擦塊一起對摩擦片施加力的作用，迫使摩

30、擦片停止旋轉，通過內(nèi)部的鍵，進而定住整個軸的旋轉最終使得整個裝置停止運轉，停留在半路中。在上一個液壓缸的重力作用下，上一個液壓缸將吸回 此次所注入的液體，從而分離摩擦塊與摩擦盤，裝置能夠 圖3.14主視圖再次上路。因此，在這個液壓裝置中就沒有在設置矩形橡膠圈了（一個利用橡膠變形后復原來驅動液壓缸的一個裝置）。概括為一句話，在本機構中，主要是利用液體壓力能進行工作。在這里有要值得注意或者知道的兩個方面，此液壓容器必須全要密封起來，不能漏出液體；第二，要保證上面的液壓缸能夠在重力的作用下下降吸回摩擦盤中流入的液體，從而達到了周而復始的往復循環(huán)運動。 圖3.15 半剖視圖 圖3.16 三維效果視圖

31、3.11抱緊爬行機構18 抱緊機構是本裝置的重中之重，因為它，本裝置才能逆著地球引力，使得人向著空中行去。 圖3.17為本抱緊機構的斷面圖，從可以看出在此抱緊塊的作用下，整個箱體將，或者說是只能與墻壁以及定在工字鋼上的齒條一直處于嚙合工作狀態(tài)。因而只能順著齒條的方向運動，即整個裝置只能順著墻壁而上下運動。而需要做的工作就是盡量的減小固定塊與導軌工字鋼之間摩擦阻力，減少能量損耗，降低熱能的產(chǎn)生，提高救援者救援的效率。 圖3.18為本裝置的整體效果圖，圖中可以看出抱緊塊對稱分布在一個箱體的左右兩側從而形成對稱結構。這樣有幾個好處，首先是其中的軸力圖，剪力圖，彎矩圖是正對稱的；再者固定塊的截面不能沿

32、垂直對稱的方向移動、也不能轉動；最后一點，它們之間的相互作用力，即反力、內(nèi) 圖3.17抱緊機構的斷面圖 力、變形都呈反對稱分布，從而挺高了壽命，增加了產(chǎn)品的使用年限和次數(shù)，使得本產(chǎn)品的實用性大大的提升，有利于產(chǎn)品的推廣和使用。 圖3.18抱緊機構的效果圖第4章 主要零部件尺寸設計計算及強度校核4.1 鏈條設計 鏈條設計準則 根據(jù)鏈條傳動的以下特性，以及鏈傳動的使用要求或者說是準則：傳動功率在100kW以下，而我所需要的效率，根據(jù)公式P=F·V,其中F為整個裝置加上乘坐人員2-3人，預計算，將達到5000kg·N,而速度為整個裝置上升以及下降的最大速度V為4m/s，平均額定速

33、度v為2m/s。由公式P = F· V=5000 k g·N·x2m / s =10 kw。小于要求的100 kw以下，符合要求。效率在0.920.96之間，傳動比i為1.5左右，并沒有超過7，傳動速度也只是2m/s遠小于鏈傳動的限額15m / s。并且附帶上鏈傳動以下的特殊性，使得鏈傳動成為了我的選擇。 這里要值得注意的是鏈條除了接頭和鏈節(jié)外，各鏈節(jié)都是不能分離開來的。鏈的長度通常用鏈節(jié)數(shù)表示，為了使鏈條形成一個封閉的環(huán)時，正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相連接，同時，讓鏈條與鏈輪的齒全部接觸，而不是反復的就那么幾個零件反復的進入工作狀態(tài)，造成局部磨損，影響鏈條的壽命，所以

34、鏈節(jié)數(shù)定為偶數(shù)而鏈輪的齒數(shù)選擇的是與其成質數(shù)。根據(jù)機械設計19 表5.1滾子鏈的規(guī)格及主要參數(shù)(摘自GB1243.1-83)。4.1.2 鏈輪的基本尺寸及參數(shù) 鏈輪的基本參數(shù)是與鏈條參數(shù)相對應的：鏈條的節(jié)距P、外面的套筒或滾子外徑d1，一排鏈條的排距P1,，及鏈輪的齒數(shù)z。見機械設計19 表5.3 鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸。 鏈輪材料強度及耐磨性要求比較高，并且必須要滿足產(chǎn)品的需要，這樣，為了達到要求齒面要經(jīng)過熱加工處理。但是，根據(jù)一般的常識小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，并且小鏈輪所受阻力，沖擊力也大，故小鏈輪所用材料一般大鏈輪好上一個或多個等級，鏈輪鏈條材料的選取，見機械設計19 圖5.8鏈輪

35、結構及表5.4鏈輪材料熱處理后的硬度值。4.1.3 鏈傳動的設計要求 根據(jù)鏈條傳動的以下特性，以及鏈傳動的使用要求或者說是準則：傳動功率在100kW以下，而我所需要的效率，根據(jù)公式P=F·V,其中F為整個裝置加上乘坐人員2-3人，預計算，將達到5000kg·N,而速度為整個裝置上升以及下降的最大速度V為4m/s，平均額定速度v為2m/s。由公式P = F· V=5000 k g·N·x2m / s =10 kw。小于要求的100 kw以下，符合要求。效率在0.920.96之間，傳動比i為1.5左右，并沒有超過7，傳動速度也只是2m/s遠小于鏈傳

36、動的限額15m / s。并且附帶上鏈傳動以下的特殊性，使得鏈傳動成為了我的選擇。鏈傳動的設計計算一般是根據(jù)所傳遞的功率P、載荷性質、工作條件和鏈輪轉速n1、n2或傳動比i，先選定齒輪齒數(shù)z1、z2，然后確定鏈條排數(shù)及節(jié)距p、中心距a及鏈長Lp,，給出潤滑方式，最后繪制鏈輪零件工作圖。鏈條是標準件，選定型號及鏈長后外購20。鏈傳動的設計是以耐磨損為前提，抗疲勞為中心的防止多種失效形式的設計方法。按額定功率曲線來選定鏈條規(guī)格。4.1.4 鏈傳動的設計計算之1號鏈1.選擇鏈輪齒數(shù) （1）小鏈輪齒數(shù) 查下面附的表4.2 i=1.5時，參考其上數(shù)據(jù)，并根據(jù)自己的需要而選擇=23（2） 大鏈輪齒數(shù) =&#

37、215;i=23×1.5=34.5 取=35（3） 實際傳動比i i= /= 35 / 23 = 1.522. 初定中心距 = 76p3. 確定鏈節(jié)數(shù) 由公式 = （4.1.1） 4. 計算額定功率 根據(jù)機械設計10 （1）工況系數(shù) 查表5.6 = 1.5 （2）齒數(shù)系數(shù) 查表5.7 =1.33 （3）鏈長系數(shù) 查表5.8 =0.95 （4）排數(shù)系數(shù) 查表5.9 =1 （5）計算額定功率= =11.87 kw （4.1.2） 5.選定鏈條型號、確定鏈條節(jié)距p 根據(jù)n1、p0查機械設計手冊 選單排08A型滾子鏈，p=12.7mm，因（n1、p0）在曲線高峰值的右側，和所選系 數(shù) ,是一

38、致的，故不需要重新計算p0值 6.驗算鏈速v 由公式 （4.1.3） 解得 v=1.28m / s 合適 7.計算理論中心距a 由公式 （4.1.4） 得到a=958mm 8.計算對軸的壓力 由公式 =1.2=1.2×1000p/v=1.2×1000×11.87/2.57 =5542.4N 9.小鏈輪d=93.27mm，實心結構，結構圖如下圖4.1.1所示 圖4.1.1 小鏈輪示意圖4.1.5 鏈傳動的設計計算之2號鏈 通過與4.1.4鏈傳動的設計計算之1號鏈，相同的設計計算，最終確定二號鏈小鏈輪齒數(shù)=23 ，大鏈輪齒數(shù)=35 ， 傳動比1.52 ， 中心距322mm。取08A-1-80 GB/T1243-1997.為2號鏈條4.2 錐齒輪傳動的設計計算 1.受力分析 在不考慮摩擦力的情況下，并設定法向力對分度圓齒子的中間一點出用力，如圖4.2.1所示。同時法向力可以在三個相互垂直的方向上分出3個力，即徑向力，圓周力，軸向力，各力的計算方法如下： Ft1=2T1/dm1(=Ft2) Fr1=Ft1tana