高樓逃生器畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 課程設(shè)計(jì)論文報(bào)告(論文)題目： 高樓逃生器 摘要 高樓逃生器是在火災(zāi)的發(fā)生過(guò)程中，為保證居住在高層的人員能安全的逃生而設(shè)計(jì)的機(jī)械裝備。本文對(duì)高樓逃生器從機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)間的受力分析等方面進(jìn)行了詳細(xì)的研究計(jì)算。首先，為精確的精確控制逃生人員的下降速度，本機(jī)械采用了雙重制動(dòng)措施。制動(dòng)裝置分別依靠人本身的重力和在下降過(guò)程中人員的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了逃生人員下降速度的可控性。通過(guò)制動(dòng)裝置的作用使得被困人員能安全快捷的逃生。其次，為了保證制動(dòng)的穩(wěn)定性和可靠性，故選用了傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)途徑。并在研究過(guò)程中給出了相關(guān)機(jī)構(gòu)詳細(xì)的計(jì)算設(shè)計(jì)過(guò)程和圖紙的詳細(xì)標(biāo)注。再次，考慮到充分利用材料、延長(zhǎng)壽命、降低成本以及

2、本裝置使用的一次性等因素，本裝置省去了軸承采用了的輪盤直接與軸配合的結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上的理論計(jì)算，對(duì)高樓逃生器進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，取得了比較滿意的結(jié)果。關(guān)鍵詞 逃生器 機(jī)構(gòu) 制動(dòng)裝置 AbstractTall-building escape device is a machinery that designed for ensure the people living in high could escape from the fire. In this paper,we study the machinery on the mechanical design, stress analysis and

3、 other aspects of inter-agency thoroughly.Firstly,in order to control the speed of descent precisely,the machinery break with the dual measures. Brakes are relying on peoples own gravity and personnel control during descent to achieve the braking operation, enabling people to escape at a controllabl

4、e speed. So people who were trapped can escape at a safe and efficient way. Secondly, in order to ensure the stability and reliability of the brake, so we select the traditional friction brake means. And in the course of the study relevant agencies are given the detailed design calculations and draw

5、ings in the detailed annotations. Thirdly, taking account of the full use of materials, prolonging the worklife, reducing costs and one-time use of this device and other factors, this device eliminates the use of the wheel bearing. According to the above theoretical calculations, were carried out on

6、 the rise building evacuation simulation, and achieved satisfactory resultsKeywords: Escape device machinery brake rigging目 錄摘要1Abstract2第一章 緒論51.1設(shè)計(jì)背景51.2 發(fā)展概況61.3設(shè)計(jì)的目的意義及基本思路61.3.1設(shè)計(jì)的目的意義61.3.2設(shè)計(jì)的基本思路6第二章 整體方案設(shè)計(jì)72.1整體方案的設(shè)計(jì)72.2裝置的原理82.3裝置的優(yōu)點(diǎn)與不足92.3.1裝置的優(yōu)點(diǎn)92.3.2裝置的不足10第三章 裝置零部件設(shè)計(jì)103.1軸的設(shè)計(jì)103.1.1軸的概述

7、103.1.2主軸的設(shè)計(jì)（參數(shù)及視圖）103.2輪盤設(shè)計(jì)133.2.1 輪盤的概述133.2.2輪盤的基本參數(shù)及視圖133.3閘瓦的設(shè)計(jì)143.3.1閘瓦概述143.3.2閘瓦的基本參數(shù)及視圖143.4其他零部件的設(shè)計(jì)15第四章 計(jì)算和驗(yàn)證194.1靜力學(xué)平衡計(jì)算194.2繞繩計(jì)算204.3速度計(jì)算20結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)24致謝25第一章 緒論1.1設(shè)計(jì)背景 隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高層建筑成為了人們工作和生活中不可或缺的部分。特別是近年，房地產(chǎn)行業(yè)興起，高層住宅和高層寫字樓成為主體。然而，高樓生活工作中的安全問(wèn)題不容忽視。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在過(guò)去的5年，我國(guó)共發(fā)生火災(zāi)120萬(wàn)起，造成約1.

8、2萬(wàn)人死亡、1.5萬(wàn)人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失75.6億元。而在各種火災(zāi)中，高層建筑火災(zāi)是發(fā)生頻繁、危害甚烈、傷及弱勢(shì)群體、最難救援和逃生的主要禍?zhǔn)?。我?guó)城市高層建筑數(shù)量在飛速增加，樓層越建越高，30多層百米高樓已成為主流。雖然消防部門也在不斷努力，加快救援設(shè)備的現(xiàn)代化和自動(dòng)化，但現(xiàn)有的消防車可以夠得著的高度，只有15層樓。我國(guó)進(jìn)口的最高登高云梯達(dá)到68米，但耗資1600萬(wàn)。目前城市消防應(yīng)急逃生與救援能力與高層建筑的快速發(fā)展嚴(yán)重失衡，已經(jīng)成為制約被困人員逃生和高樓火災(zāi)有效撲救的致命缺陷。1.2 高樓逃生器發(fā)展概況 在當(dāng)今日常生活中，隨著建筑物高度的不斷增加。高樓逃生裝置的發(fā)展也很迅速，形形色色的高樓

9、逃生器相繼誕生。有的裝置可行性好，但是穩(wěn)定性較差；有的裝置穩(wěn)定性和可靠性都比較好，但是可行性比較差；還有的裝置可靠性和可行性都較好，但是成本過(guò)高。正是由于這樣的種種原因和問(wèn)題，高樓逃生裝置在國(guó)內(nèi)至今為止還未普及。但在發(fā)達(dá)國(guó)家，高樓逃生裝置基本已經(jīng)普及。以日本為例，在他們國(guó)家?guī)缀跛械母邔咏ㄖ诮ㄔ鞎r(shí)就已經(jīng)高樓逃生的裝置。以便人們?cè)谠庥龌馂?zāi)或其他危險(xiǎn)時(shí)能及時(shí)的逃離現(xiàn)場(chǎng)。但我們國(guó)家在建造高層建筑時(shí)，還沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)施的建設(shè)。這對(duì)這一現(xiàn)狀，我們國(guó)家也急需擁有一套能夠大力推廣且穩(wěn)定性高、可靠性高的高樓逃生裝置。1.3設(shè)計(jì)的目的意義及基本思路1.3.1設(shè)計(jì)的目的意義意義：我們旨在通過(guò)一種簡(jiǎn)單機(jī)械裝置，

10、安全、平穩(wěn)、快速的將被困于高樓中的人員從危險(xiǎn)中解救出來(lái)，使在高層建筑中的人們能迅速的脫離火場(chǎng)。目的：縱觀目前高樓逃生器的發(fā)展?fàn)顩r以及我國(guó)的普及情況。我們深知，設(shè)計(jì)出一種具有良好的可靠性、可行性及穩(wěn)定性于一身的高樓逃生裝置是勢(shì)在必行的。我們?cè)诳偨Y(jié)了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的一些高樓逃生器的基礎(chǔ)上，揚(yáng)長(zhǎng)避短利，設(shè)計(jì)了這款高樓逃生器。1.3.2基本思路：本裝置主要利用簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置讓被困于高層建筑中的人迅速的逃離火場(chǎng)。在下降的過(guò)程中，通過(guò)逃生器上的減速裝置來(lái)控制人員的下落速度，是人員能安全，快捷的逃生。減速裝置是高樓逃生裝置的核心部分，它主要是利用了傳統(tǒng)的摩擦減速的原理，這樣既有可靠性又利于控制。而且考慮到可靠性，

11、我們摒棄了其他所有依賴外部的動(dòng)力供給的方式，將逃生人員自身的重力作為制動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源。這樣就大大提高了裝置的可靠性。同時(shí)本裝置還特別設(shè)置了可調(diào)速的扶手，也就是說(shuō)人在下落過(guò)程中還可以通過(guò)輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)扶手來(lái)調(diào)節(jié)自己下落的速度。從而保證逃生人員能以一個(gè)合理、安全的下落速度著陸，從而逃離危險(xiǎn)第二章 整體方案設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和其它輔助系統(tǒng)組成的，所以，機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)是這幾部分的方案設(shè)計(jì)及其各部分間的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。即執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、原動(dòng)機(jī)類型的選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和其它輔助系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。 機(jī)械系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：1協(xié)調(diào)性：整體系統(tǒng)

12、由各個(gè)子系統(tǒng)組成，雖然各子系統(tǒng)的功能不同、性能各異，但它們?cè)诮M合時(shí)必須按照整體功能的需要。2相關(guān)性：構(gòu)成系統(tǒng)的各要素之間也是互相關(guān)聯(lián)的，它們之間有著相互作用、相互制約的特定關(guān)系。某個(gè)要素性能的變化將影響對(duì)相關(guān)要素的作用，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。3內(nèi)外結(jié)合性：任何系統(tǒng)必定存在于一定的社會(huì)和物質(zhì)環(huán)境中，機(jī)械系統(tǒng)也不例外。環(huán)境的變化必將引起系統(tǒng)輸入的變化，從而也將導(dǎo)致其輸出的變化。2.1整體方案的設(shè)計(jì)整體方案的設(shè)計(jì)包括了原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和其它輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由于本設(shè)計(jì)是無(wú)需其他能源，僅依靠逃生人員的自身重力，所以沒(méi)有使用原動(dòng)機(jī)。本裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單主要是連接板。控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控

13、制下落的速度，主要有剎車手柄和重力閘。輔助系統(tǒng)主要有固定器（將繩索一端固定在天花板上）、保護(hù)背帶（將人體安全舒適的與制動(dòng)器相連）。整個(gè)機(jī)構(gòu)的立體圖如圖2-1圖2-1 高樓逃生器整體效果圖2.2裝置的原理繩索一端連接于固定在天花板的固定器上，另一端整齊的纏繞在輪盤上。當(dāng)人員利用裝置逃生時(shí)，人與裝置開(kāi)始一起下降，輪盤開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。首先，由于人本身的重力使重力閘向下運(yùn)動(dòng)并與輪盤發(fā)生摩擦，阻礙輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)減小人的下降速度。而且隨著人的下降過(guò)程輪盤上所纏繞的繩子切線方向與軸心的距離越來(lái)越小，這使得輪盤的轉(zhuǎn)矩逐漸的減小，但是人通過(guò)重力閘作用于輪盤的阻力矩不變從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步減速。其次，在下降過(guò)程中，操作者可以輕微

14、轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)器的扶手，手柄的端部可與輪盤摩擦作用從而自由調(diào)節(jié)下落的速度。在實(shí)際操作過(guò)程中，逃生人員開(kāi)始可以以一個(gè)很小的加速度加速下落。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，從輪盤的轉(zhuǎn)矩越來(lái)越小，摩擦阻力矩不變，從而實(shí)現(xiàn)減速過(guò)程。另外，逃生人員可以轉(zhuǎn)動(dòng)手中的扶手再次調(diào)節(jié)自身的下落速度。人經(jīng)歷了從加速，勻速，減速，最終以合理、安全的速度降落到地面。圖2-2 結(jié)構(gòu)圖 1.密封殼板 2.調(diào)節(jié)扶手 3.固定器 4.支座 5.螺栓 6.連接架 7.輪盤 8調(diào)節(jié)扶手 9.主心軸 10.重力閘 11.彈簧 12.主殼體2.3裝置的優(yōu)點(diǎn)與不足2.3.1裝置的優(yōu)點(diǎn)1.裝置具有自減速功能原因如下：繩索有一定的直徑，當(dāng)在輪盤上面纏繞數(shù)圈時(shí)，

15、會(huì)有一定的厚度。隨著逃生人員的下落，繩索在輪盤上纏繞的層數(shù)減少，從而引起繩索在切線方向與軸心的距離減小。由于阻力矩一定，輪盤轉(zhuǎn)矩減小，從而使輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)的加速度減小直至減速，也就是人下降的速度會(huì)降低。達(dá)到先加速再勻速后減速下降的目的，最終以安全速度下降到地面。2.其他優(yōu)點(diǎn)相比其他的現(xiàn)有高樓逃生裝置，本裝置最大的優(yōu)點(diǎn)就是不需要利用其他能源，而是逃生人員自身的重力，下降過(guò)程幾乎不需要逃生人員來(lái)控制，適合不同人群，純機(jī)械結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，用于不同的環(huán)境。在繩子末端與逃生人員掛接處接一段彈性繩減緩沖擊力，更加能保證人的生命安全。2.3.2裝置的不足1.裝置對(duì)機(jī)構(gòu)的制作材料要求較高，要求各部件的鏈接

16、緊密。2.沒(méi)有實(shí)現(xiàn)一次多人逃生的功能，一次至多可以供2人同時(shí)逃生。3.各方面的摩擦力不好控制，導(dǎo)致人下降的加速度會(huì)有微小波動(dòng)。第三章 裝置零部件3.1軸的設(shè)計(jì)3.1.1軸的概述軸一般有兩種分類方法：一、按受載情況分：1）轉(zhuǎn)軸 既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸如減速器中的軸。2）傳動(dòng)軸 主要受轉(zhuǎn)矩，不受彎矩或彎矩很小的軸-如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與后橋之間的軸。3）心軸 只受彎矩而不受轉(zhuǎn)矩的軸。心軸根據(jù)其工作時(shí)是否轉(zhuǎn)動(dòng)，又可分為：（1）固定心軸-如自行車的前輪軸；（2）轉(zhuǎn)動(dòng)心軸-如鐵路機(jī)車輪軸。二、按軸線形狀分：1、曲軸 各軸段軸線不在同一直線上-如內(nèi)燃機(jī)中的曲軸2、直軸 各軸段軸線為同一直線。直軸按外形不同又可分為：

17、1）光軸 形狀簡(jiǎn)單，應(yīng)力集中少，但軸上零件不易裝配和定位。常用于心軸和傳動(dòng)軸。2）階梯軸 特點(diǎn)與光軸相反，常用于轉(zhuǎn)軸。3）鋼絲軟軸 由幾層緊貼在一起的鋼絲繩構(gòu)成，具有良好撓性，可彎曲繞過(guò)各種零部件將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活地遠(yuǎn)距離傳遞-如手持動(dòng)力機(jī)械、里程表和遙控裝置傳動(dòng)。3.1.2主軸的設(shè)計(jì)1.主軸形式的確定：根據(jù)本裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作方式，主軸應(yīng)選用固定心軸的形式。且軸的一端于制動(dòng)器的外殼是一體的。（如圖3-1所示）圖3-1注：途中紅色部分為主軸軸體2.軸的參數(shù)及設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）材料的選擇：考慮到該裝置的工作要求并分析其受力情況.，選用45#鋼作為軸體材料；（2）參數(shù)及結(jié)構(gòu)的確定：根據(jù)裝置的工作要求選

18、定軸徑d=30mm，長(zhǎng)度l=136mm；（3）軸的校核： 軸的受力分析如圖所示：G=mg （g=9.8 m/s；m為質(zhì)量）F1=F2=G/2=mg/2； 軸的彎矩圖如圖3-2所示： 根據(jù)彎矩圖可知危險(xiǎn)截面為軸承受重力G處的截面 其 M=F1/2*53=53mg/2； 軸的計(jì)算及校核： 查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)（第八版）P362表15-1可知45#鋼的許用彎曲應(yīng)力-1=55MPa 由P373表15-4可知軸的抗彎截面系數(shù)W=d/320.1 d（d=30mm） 計(jì)算如下： =M/W=256mg/ d-1/S （安全系數(shù)S取1.3） 則m-1 d/（265Sg） 代入數(shù)據(jù)得： m439.86kg 校核完畢。由上

19、述計(jì)算校核過(guò)程及所得數(shù)據(jù)可知，該軸最大承重量為439kg。假設(shè)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)有兩到三位體重為80kg的成年人，那么他們都可以一起掛載到該裝置同時(shí)逃生。即便是將他們下落過(guò)程中的超重現(xiàn)象考慮進(jìn)去，該裝置也據(jù)對(duì)可以保證工作的安全性和穩(wěn)定性。綜上述，軸的選取合適。圖3-23.軸承的選用：考慮到本裝置的工作特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作效果，不需要選用軸承。其具體原因如下：從結(jié)構(gòu)上分析，不選用軸承不會(huì)對(duì)裝置的可靠性、安全性、穩(wěn)定性造成不良的影響。(本裝置的使用具有一次性的特點(diǎn)，不需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作工作，而且也沒(méi)有太大的工作負(fù)載?？紤]到可能長(zhǎng)時(shí)間放置的問(wèn)題，只需在主軸與輪盤內(nèi)部做簡(jiǎn)單的防銹及潤(rùn) 滑處理即可)從成本上分析，

20、不選用軸承可以最大程度的降低本裝置的成本，利于本裝置的推廣普及。從功能上分析，本裝置的工作目的在于對(duì)人的下降過(guò)程進(jìn)行減速，而不選用軸承恰好使主軸與輪盤之間的摩擦力大大增加，從而有利于本裝置功能的實(shí)現(xiàn)。3.2輪盤的設(shè)計(jì)3.2.1 輪盤概述輪盤是在本裝置中是非常重要的部件?？梢哉f(shuō)是制動(dòng)器的核心部件。輪盤在本裝置中的作用主要有：1. 將人下落的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成圓周運(yùn)動(dòng)。2. 很好的將繩索的載體，繩索可以整齊均勻的纏繞在輪盤之上。3. 是閘瓦實(shí)現(xiàn)減速的主體，閘瓦通過(guò)對(duì)輪盤的摩擦加速作用從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置及人的減速下降。4. 是控制下降速度的主體部件，通過(guò)控速手柄對(duì)輪盤的作用實(shí)現(xiàn)對(duì)下降速度的控制。3.2.2

21、輪盤的參數(shù)及三維視圖：一、1.輪盤材料的選擇：為保證與主軸強(qiáng)度相匹配，故輪盤也選用45#鋼調(diào)質(zhì)二、輪盤結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇設(shè)計(jì)：1.輪盤外圓直徑d1=380mm；2.輪盤中心孔直徑d2=30mm；3.輪盤腹板上孔徑d3=50mm；4.輪盤厚度w1=90mm；5.輪盤邊緣厚度w2=20mm；輪盤的視圖如圖3-3圖3-33.3閘瓦的設(shè)計(jì)3.3.1閘瓦概述閘瓦是本裝置實(shí)現(xiàn)減速功能，和速度控制功能的核心部分。其工作原理為：人的重力通過(guò)連接架傳遞給重力閘，使重力閘沿高樓逃生器殼體上軌道向下運(yùn)動(dòng)。在向下的過(guò)程中閘瓦的閘皮部分與輪盤的邊緣相擠壓。同時(shí)輪盤處于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，所以閘瓦會(huì)對(duì)輪盤產(chǎn)生一個(gè)、阻礙其運(yùn)動(dòng)的摩擦力

22、，從而實(shí)現(xiàn)減速的功能。閘瓦主要分為兩大部分，即閘體和閘皮。閘體主要起一個(gè)支撐和維持的結(jié)構(gòu)性作用。而閘皮則由特殊的材料構(gòu)成，它是實(shí)現(xiàn)摩擦減速的主要部分。3.3.2閘瓦的基本參數(shù)和三維視圖1.閘瓦的主閘體部分由45#鋼制造；2.其與輪盤邊緣接觸部分是一個(gè)d=380mm的圓形曲面；3.閘體導(dǎo)柱上的兩短彈簧主要作用是頂住閘體，防止其在軌道上隨意的上下滑動(dòng)；4.在閘皮的選擇上，根據(jù)查得如表3-1資料顯示，選擇橡膠作為閘皮，其與鋼的摩擦系數(shù)=0.75。材料種類A-B摩擦系數(shù)鋼-鋼0.15鋼-軟鋼0.2鋼-鋁0.17鋼-黃銅0.2鋼-硬橡膠0.75鋼-粉末冶金0.55表3-1閘瓦的結(jié)構(gòu)如圖3-4：圖3-43

23、.4其他零部件的設(shè)計(jì)：3.4.1連接架的設(shè)計(jì)：連接架主要時(shí)將人體與裝置連接起來(lái)了重要部件，他的上端與閘瓦相連。也是通過(guò)這個(gè)部件才能將人體的重力轉(zhuǎn)化為閘瓦的制動(dòng)力。因此也是比較重要的部件。其結(jié)構(gòu)如圖3-5圖3-53.4.2調(diào)節(jié)扶手的設(shè)計(jì):調(diào)節(jié)扶手也是該裝置的重要組成部分，它主要有兩方面的作用：1.在下落過(guò)程中，逃生人員的雙手可以握住調(diào)節(jié)扶手，這樣可以給逃生者帶來(lái)更多的安全感，不讓逃生者驚慌。 圖3-62.該調(diào)節(jié)扶手與支座之間有螺紋配合，當(dāng)逃生人員輕微轉(zhuǎn)動(dòng)扶手時(shí)可以改變其端部與輪盤邊緣的壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)下落速度的控制，從而使逃生人員能以一個(gè)合理、安全的速度逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。其結(jié)構(gòu)如圖3-6所示注：(扶

24、手上的紋理主要是為了防止逃生者在操作是打滑)3.4.3支座的設(shè)計(jì)：支座主要是為了輔助調(diào)節(jié)扶手對(duì)逃生人員下賤速度的調(diào)節(jié)而設(shè)計(jì)的。它的內(nèi)部也有螺紋，可以與調(diào)節(jié)扶手上的螺紋相配合從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)扶手的功能，此外，其也對(duì)調(diào)節(jié)扶手起一個(gè)固定的作用。支座的結(jié)構(gòu)如圖3-7所示：圖3-73.4.4固定器的設(shè)計(jì)：固定器是本裝置不可或缺的一部分，它應(yīng)該由4個(gè)M20的螺栓固定在窗戶附近的天花板上。其主要作用是承受裝置逃生人員的體重。其外部結(jié)構(gòu)參數(shù)為300*200*20結(jié)構(gòu)如圖3-8所示：圖3-83.4.5密封殼板的設(shè)計(jì)：密封殼板通過(guò)螺栓連接的方式與主殼體相配合，它的作用如下：1. 固定并支撐主軸的另一個(gè)端部；2.將輪盤

25、準(zhǔn)確的定位，防止其在主軸上沿軸向滑動(dòng)；3.將殼體密封，保證裝置的正常工作。其結(jié)構(gòu)如圖3-9所示：圖3-93.4.6裝置所需要的標(biāo)準(zhǔn)件及其它部件有：1.螺栓：4個(gè)M20*100；4個(gè)M12*160；2.螺母：4個(gè)M12*8；1個(gè)M30*10；3.耐火繩：1條 d=15mm；l=40m；4.逃生背帶：1副（如圖）注：現(xiàn)在市場(chǎng)上背帶型號(hào)較多，可任選一款合適的作為逃生背帶。（詳細(xì)圖紙及參數(shù)請(qǐng)查閱proe圖集）第四章 計(jì)算和驗(yàn)證由于前文沒(méi)有設(shè)計(jì)到繩索的計(jì)算和下降的時(shí)間，不能確定人能在安全的時(shí)間內(nèi)下落到地面，以及下落的速度大小未知，所以須對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。4.1靜力學(xué)平衡分析N為閘瓦對(duì)輪盤的正壓力；T為輪盤的

26、轉(zhuǎn)矩；Mf為阻力矩；為動(dòng)摩擦系數(shù)；d1為繩子切線方向到軸心處的距離；d為輪盤邊緣直徑；f為動(dòng)摩擦力；F為繩子所受的拉力；扶手設(shè)置的預(yù)緊力N1；裝置的質(zhì)量M。已知：=0.75；d=380mm；g=9.8m/s； 假設(shè)逃生人員的體重在（40kg-90kg）的范圍內(nèi)：人體重力G=mg；正壓力N=G;扶手設(shè)置的預(yù)緊力(調(diào)節(jié)扶手對(duì)輪盤的初始正壓力)產(chǎn)生的摩擦力f1 f1=2*N1（有兩個(gè)調(diào)節(jié)扶手）繩子所受力F=G+G1閘瓦摩擦力f2=*N總摩擦力f= f1+ f2輪盤的轉(zhuǎn)矩T=F*d1；（隨著下降過(guò)程d1在不斷減小所以T也在不斷減?。┳枇豈f=f*d/2；（Mf為定值）在下落過(guò)程中通過(guò)T與Mf的大小關(guān)

27、系來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)減速的功能：1. 當(dāng)MfT時(shí)，是加速度增大的變減速下降過(guò)程；此外，下降人員可通過(guò)對(duì)扶手的輕微調(diào)節(jié)來(lái)改變下降過(guò)程中任意時(shí)段的下降加速度從而控制調(diào)節(jié)整個(gè)下降的速度。4.2繞繩計(jì)算取繩的直徑為d=15mm；則繩的截面積為s=d/4=176.7mm；輪盤用于纏繞繩子的截面積為S=165mm*60mm=9900 mm；可計(jì)算得繩長(zhǎng)lmax40m；4.3速度分析：初始階段合力：Fh=F-f；初始加速度：a= Fh/（M+m）；加速階段平均加速度： a1=a/2；減速最后階段加速度： a2=（f-0.14F）/（M+m）；減速階段的平均加速度： a3=a2/2；代入數(shù)據(jù)可求的如下加速度的范圍表：

28、距地面的高度H相對(duì)高度時(shí)的加速度范圍40m(0.6-0.2)m/s30m(0.2-0)m/s20m(0-(-0.1)m/s10m(-0.1-(-0.4)m/s5m(-0.4-(-0.8)m/s0m(-0.8-(-0.9)m/s表4-1注:其中加速階段的a為正；減速階段a為負(fù)。由已知加速度代入計(jì)算可求的，人在利用該裝置下落過(guò)程中處于不同高度的瞬時(shí)速度v以及每個(gè)下落過(guò)程所需時(shí)間t其具體值范圍如表4-2距地面的高度H下落瞬時(shí)速度v所消耗的時(shí)間t40m0m/s0s30m（4.4-2）m/s（2.3-5）s20m（6.4-3）m/s（3.8-8.1）s10m（5-2.4）m/s（5.8-12.2）s5m

29、（3.2-1.2）m/s（7.2-16.4）s0m（1.2-0）m/s（12.1-20.5）s表4-2注：由于本裝置可通過(guò)調(diào)節(jié)扶手對(duì)下落的加速度和速度實(shí)現(xiàn)二次控制，因此上表所列的范圍并不是特別全面。各階段的加速度和速度值還可在二次調(diào)節(jié)后在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)。由上面兩張表格可知落地瞬時(shí)速度約為（1.2-0）m/s ，而總的下降過(guò)程所需要時(shí)間為: （12.1-20.5）s綜上述，人的落地速度最大為1.2 m/s左右，小于人體的安全落地速度3m/s，人相當(dāng)于從不到半米的高度跳下，因此由此逃生器逃生時(shí)下落速度是安全的。因此，通過(guò)此高樓逃生器，人可以從40米高的樓層降落，下降速度小于7.2 m/s而且下落時(shí)間也只要最多20秒鐘，為逃生人員逃生爭(zhēng)取了很多的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了快速安全逃生的目的。由此可知本設(shè)計(jì)完全符合設(shè)計(jì)要求，能夠?qū)崿F(xiàn)高樓逃生，可以在災(zāi)難發(fā)生的時(shí)候挽救人的生命，有著重要的意義。結(jié)束語(yǔ)本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)范圍較廣，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，充分利用了以前所學(xué)習(xí)得東西，用到了機(jī)械