高樓火災(zāi)逃生器設(shè)計【通過答辯畢業(yè)論文+CAD圖紙】

買文檔就送您 流 401339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 摘要 本文從開始介紹了高樓逃生裝置的背景和研究意義，并對現(xiàn)有的一些高樓逃生裝置進行了分析和對比，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的裝置有成本高、機構(gòu)復(fù)雜、安全系數(shù)低等一些不足之處。本設(shè)計根據(jù) 機械創(chuàng)新 理論 ， 設(shè)計出一種基于負反饋閉環(huán)系統(tǒng)的高樓逃生裝置，該裝置具有成本低、操作簡單、安全系數(shù)高、純機械無電氣結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，最后通過對設(shè)計機構(gòu)的零部件進行計算，得出整個機構(gòu)的圖形，在多次試驗和計算之后，確定了不論是小孩還是老人都能從高樓平安降落到地面，達到了本次設(shè)計的目的。 關(guān)鍵詞 高樓火災(zāi)逃生器；機械創(chuàng)新理論；往復(fù)；可控 買文檔就送您 流 401339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 of of of of of To a on as no of in or to of 文檔就送您 流 401339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 目 錄 摘要 . I . I 1 緒論 . 1 計背景及意義 . 1 內(nèi)外研究概況 . 2 樓火災(zāi)逃生器的實例 . 3 凸輪式高樓火災(zāi)逃生器 . 3 輪蝸桿式高樓火災(zāi)逃生器 . 4 絲繩防滑逃生裝置 . 4 摩擦式高樓火災(zāi)安全逃生器 . 5 2 整體方案設(shè)計 . 6 案構(gòu)設(shè) . 6 案一 . 6 案二 . 9 案三 . 11 案的比較與選擇 . 12 3 裝置零部件設(shè)計 . 13 的設(shè)計 . 13 的概述 . 13 動軸的設(shè)計 . 14 動軸的設(shè)計 . 15 輪的設(shè)計 . 16 輪的概述 . 16 面接觸疲勞強度和齒根彎曲強度設(shè)計 . 16 輪的設(shè)計 . 20 輪的概述 . 20 輪的設(shè)計 . 21 他零部件的設(shè)計選擇 . 22 準件的選擇 . 22 全座椅的選擇 . 23 鉤的設(shè)計 . 24 4 計算和驗證 . 25 力學(xué)平衡計算 . 25 買文檔就送您 流 401339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 繩的計算 . 26 度計算 . 26 結(jié)論 . 30 致謝 . 31 參考文獻 . 32 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 1 緒論 計背景及意義 隨著建筑高度的增加和日趨密集，建筑的安全隱患也越來越多，即使在發(fā)達國家的高樓遇有火災(zāi)、爆炸等事件時，由于時間、空間等諸多因素的限制，人員自救逃生也是一個 急 待解決的重要問題。 高樓火災(zāi)的有效救援和應(yīng)急逃生，已經(jīng)成為人們高度關(guān)注的社會問題。高層建筑一般功能較多，內(nèi)部通道和外部環(huán)境情況復(fù)雜，一旦發(fā)生火災(zāi)，由于煙囪效應(yīng)，火勢和濃煙就會迅速擴大，很短時間內(nèi)蔓延到內(nèi)部樓梯和走廊，封鎖正常的疏散通道，至使樓上被困人員無法逃生。 所以逃生 人員自救是一個 亟待解決 的重要 問題。高樓突然失火 或其他災(zāi)難發(fā)生時 ,電梯不能用 ,樓梯阻塞 ,而一般地面救援裝備的舉高和投射能力又遠遠的落后于高層建筑的高度發(fā)展而且裝備體積龐大受道路交通，建筑周邊環(huán)境等方面的影響因而延誤救援時機， 這樣的情況每年都有發(fā)生 ,也有很多人因無法逃生而遇難 ,所以怎樣快速有效的逃離火災(zāi)建筑成了決定生死的問題， 而高樓逃生裝置在這樣的環(huán)境下應(yīng)運而生。 然而 在人們將越來越多的精力和時間都投入到對安全問題保障研究的同時 ,卻忽略了最基礎(chǔ)的一種手段 ,在人們越來越多的用到各種高科技和現(xiàn)代手法進行安全保障的同時 ,卻忽略意外事件的發(fā)生 ,是不可以借助外力和各種現(xiàn)代手段 解決的 ,要靠最基礎(chǔ)和最簡單的方式 ,也就是機械 傳動 的方式才是最安全和穩(wěn)定的。 本課題要求針對高層建筑實際情況，設(shè)計一種在發(fā)生火災(zāi)情況下，能幫助人方便、快捷的逃生的工具。要求設(shè)計出的逃生器能適合各種結(jié)構(gòu)的建筑物，運行實現(xiàn)自動化，并且要求操作方便，可以折疊，體積和重量在一個人可以操作的限度范圍內(nèi)?？梢远啻瓮蹈邔咏ㄖM行營救。從而能最大限度的減少火災(zāi)中的人員傷亡。通過分析比較現(xiàn)有的一些高樓逃生器，大多數(shù)裝置雖然能達到高樓逃生這一功能，但其結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜，操作繁瑣，安全性差，生產(chǎn)成 本高，部分裝置還需要電力控制，局限性大 (發(fā)生地震或火災(zāi)時很有可能斷電，也不允許操作人員進行復(fù)雜的操作 )。所以本設(shè)計采用一種基于負反饋閉環(huán)系統(tǒng)的高樓逃生裝置，裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，且無需電力或其他能源驅(qū)動，純機械結(jié)構(gòu)。其原理是利用逃生人員的重力，通過機構(gòu)的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生阻止逃生人員快速下落的阻力，隨著下降中繞繩層數(shù)的減少，包角增大，阻力增大，使逃生人員依次有加速、勻速、減速下降的過程，最終以安全速度到達地面。裝置的仰角大小可以人為調(diào)節(jié)。當從動軸與安全繩的粗糙度、安全繩的直徑發(fā)生改變時可以通過改變仰角的大小使裝置 仍然可以正常使用，適應(yīng)了各種環(huán)境。通過計算，結(jié)果達到預(yù)期要求，借助買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 本裝置逃生人員可以以安全的速度平穩(wěn)的下落到地面。因而可以在災(zāi)難發(fā)生的時候保證人的生命安全。符合設(shè)計要求。 內(nèi)外研究概況 在我 國 ，目前主要的救生 設(shè)備 有逃生 緩 降器， 這 種 設(shè)備 主要 針對 普通家庭和個 人使用，其構(gòu)造由 調(diào)速 器、安全 帶 、安全 鉤 、 鋼絲繩等組 成。每次可以承 載約100 公斤重的 單 人 個 體自由滑下，其下滑速度 約為 每秒 ， 從 二十 層樓 上降到地面 約 需 40 多秒 /每人，根據(jù)人體重量的不同，略有差異。 40 秒雖然在平時看似不多，但在火災(zāi)逃生分秒必爭的情 況下還是略顯漫長。目前 這 種逃生 緩 降器的使 用狀況 不甚理想，其原因除家庭消防意 識 、 經(jīng)濟 因素之外，主要是 難 以適用老幼病 殘 者，多 戶 同 時 使用可能 發(fā) 生相互 纏繞 ，以及安 裝問題 、定期保 養(yǎng) 等， 難以走 進 百姓家 門 。 還 有一 個 主要的 設(shè)備 是救生氣 墊 ，它主要是一種利用充氣 產(chǎn) 生 緩沖 效果的高空救生 設(shè)備 。一般采用高 強度纖維 材料 ,經(jīng)縫紉、 粘合制成，其氣源一般采用高壓氣 瓶。但是救生氣 墊僅 限于高度 為 3的樓 房使用， 隨著 高度的增加，其 緩沖 效果、作用面 積也將大 打折扣，同 時 此 裝備 要求有相 當 大的窗 戶 作 為 人 們 逃生的出路，在一定程度上受到很大的限制。因此 應(yīng) 用范 圍 非常有限， 當然對 于高 樓逃生就有很大的危 險 性。 目前國外高樓逃生器主要有以下幾種形式： 1 緩降器式：該類逃生器增加鋼絲繩與輪之間的包角，使得鋼絲繩與鋼絲輪之間的摩擦力增加。另外，再利用手控裝置，進一步調(diào)節(jié)下降速度的快慢。 2 間歇沖擊式：間歇沖擊式逃生器是通過間歇撞擊能來消耗能量，如利用鐘表中的擒縱叉和擒縱輪原理來消耗能量。 3 液體流動阻尼式：液體流動阻尼式是利用液體流動阻尼把人體勢能轉(zhuǎn)化成液體熱能，以達降低速度的目的。其主要特點是由于液體阻尼的大小取決于外負載，所以不論人體質(zhì)量的大小均能以比較恒定的速 度下降。 另外 據(jù)新科學(xué)家雜志報道，美國國防部高級研究計劃署正在研究炮射飛人。此項研究將有特殊的現(xiàn)實用途，諸如在緊急情況下將警員或者消防隊員送入高樓的屋頂。一具斜軌將以與地面呈 80 的姿態(tài)安放于目標地點附近，執(zhí)行任務(wù)的人員則坐在椅子中 類似于飛機駕駛員的彈射座椅。壓縮空氣從背負的鋼瓶中迅速噴出，座椅即沿滑軌彈射，到達頂端時戛然停住，人體由于慣性飛離并到達屋頂邊，安全著陸。方案的關(guān)鍵在于正確計算拋物線軌跡，在國防部高級研究計劃署的專利方案中有一臺計算機精準控制發(fā)射的角度及速度，可在 2 秒內(nèi)把人安全送抵 5 層樓的 高度。 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 樓火災(zāi)逃生器的實例 凸輪式高樓火災(zāi)逃生器 為了保證機械運動的安全可靠，常常需要對機械運動的速度進行限制，例如對索道滑車、逃生器等進行緊急制動。目前，國內(nèi)的自動限速器的種類主要包括離心式、間歇沖擊式和液體阻尼式。 該 實用新型的目的是要提供一種內(nèi)凸輪式自動限速器，該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單、體積小、無噪聲而且生產(chǎn)成本低。 該 實用新型是這樣實現(xiàn)的（見圖 1）：它包括一固定內(nèi)凸輪（外徑 200其特征在于所述的內(nèi)凸輪型腔內(nèi)設(shè)置有一導(dǎo)軌支架，所述的導(dǎo)軌支架的中部橫向設(shè)置有滑動芯閥，所述的內(nèi)凸 輪型腔的內(nèi)周壁由若干個依次連續(xù)并沿同一圓周均勻分布的拱形曲面組成，兩相鄰拱形曲面的交接處至內(nèi)凸輪中心連線的延長線恰好通過延長方向所對的拱形曲面的頂點，所述的內(nèi)凸輪型腔內(nèi)過內(nèi)凸輪中心點的徑向線的長度與滑動芯閥的長度相等，所述的導(dǎo)軌支架體內(nèi)設(shè)置有油腔，所述的滑動芯閥上下側(cè)固定聯(lián)接有位于油腔內(nèi)的阻尼片。 圖 1輪驗證仿真模型 當內(nèi)凸輪驅(qū)動滑動芯閥作往復(fù)橫向移動時， 使得油脂從油腔的一側(cè)自縫隙翻買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 越阻尼片流到油腔的另一側(cè)，再從另一側(cè)翻越阻尼片流回油腔的原側(cè)端，在此過程中產(chǎn)生很大的阻尼，以此來限制內(nèi)凸輪的速度。將該內(nèi)凸輪與任何需要限速的回轉(zhuǎn)件聯(lián)接，即可達到自動限制該回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)速的目的。 優(yōu)點： 體積小 ， 無噪聲，成本低 ， 生產(chǎn)安裝及維修方便 ，持久耐用，實用性高。 缺點： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件多，制造費工費時 ， 下降速度不穩(wěn)定，安全系數(shù)低。 輪蝸桿式高樓火災(zāi)逃生器 原理：利用蝸輪蝸桿的自鎖性，蝸桿能帶動蝸輪，但蝸輪不能帶動蝸桿，使逃生人員在逃生過程中，控制自己的下落； 優(yōu)勢：結(jié)構(gòu) 簡單；具有自鎖性，安全性高，制造成本不高； 缺點：摩擦磨損大，材料要求高，操作復(fù)雜，普通人不易操作。 絲繩防滑逃生裝置 圖 1絲繩防滑機構(gòu) 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 鋼絲繩纏繞在回轉(zhuǎn)軸上的楔形槽內(nèi)。有兩個擺架，擺架可分別繞上端固定軸擺動，每個擺架上均轉(zhuǎn)有一個 V 形滾壓輪架， V 形滾壓輪架可相對于擺架繞小軸擺動，每個 V 形滾壓輪架上均裝有兩個滾壓輪，滾壓輪壓在鋼絲繩的外緣。每個擺 架下端還有一個槽滾輪。 鋼絲繩纏繞方式如圖 2所示。鋼絲繩從左側(cè)槽滾輪的左邊向上穿，向右拐，沿逆時針方向纏繞在回轉(zhuǎn)軸上，然后從右側(cè)槽滾輪的右邊向下穿。 假設(shè)重物掛在鋼絲繩左端。纏繞在回轉(zhuǎn)軸上的鋼絲繩在重物的拉動下，對左側(cè)槽滾輪產(chǎn)生一向右的壓力，該壓力使左側(cè)擺架繞上端固定軸作逆時針擺動，從而使左側(cè) V 形滾壓輪架上的兩個滾壓輪緊緊地壓在鋼絲繩左側(cè)自由端的外緣，使得鋼絲繩左側(cè)自由端與回轉(zhuǎn)軸間的壓力增大，摩擦力矩也因此增大。重物的重量越大，則鋼絲繩左側(cè)自由端與回轉(zhuǎn)軸間的壓力也越大，摩擦力矩也越大。從而避免了鋼絲繩與回轉(zhuǎn) 軸之間的打滑。 當重物掛在鋼絲繩右端時，受力情況與上述對稱。 優(yōu)點：防打滑，安全系數(shù)高 缺點：裝置復(fù)雜，成本較高，不能快速把人能降落到地面。 摩擦式高樓火災(zāi)安全逃生器 原理：重力帶動卷軸轉(zhuǎn)動，使得卷軸上的活動快由于離心力產(chǎn)生正壓力，摩擦片與外殼產(chǎn)生摩擦力，在下降速度達到一定值，摩擦力矩與人體重力力矩平衡，勻速下滑 ; 優(yōu)勢：逃生人員下降過程中不需要人來控制 ; 缺點：局限性大重力越大下落到地面速度越大安全系數(shù)低且最小使用重量為20買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 2 整體方案設(shè)計 機械系統(tǒng)是由原動機、傳動系統(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，機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計的內(nèi)容應(yīng)是這幾部分的方案設(shè)計及其各部分間的協(xié)調(diào)設(shè)計。即執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計、原動機類型的選擇、傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計、控制系統(tǒng)的方案設(shè)計和其它輔助系統(tǒng)的方案設(shè)計。 機械系統(tǒng)整體方案設(shè)計的特點： 1協(xié)調(diào)性：整體系統(tǒng)由各個子系統(tǒng)組成，雖然各子系統(tǒng)的功能不同、性能各異，但它們在組合時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。某個要素性能的變化將影響對相關(guān)要素的作用，從而對整個系統(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和物質(zhì)環(huán)境中，機械系統(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。 案構(gòu)設(shè) 案一 1、 方案一的原理 方案一利用摩擦力控制速度的原理，在下降過程中通過增減裝置與鋼繩的摩擦力來控制逃生人員的下降速度，同時采用兩級減速裝置使下降速度能得到充分的控制，安全性更好。其工作原理及結(jié)構(gòu)簡圖如下： 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 2級手動調(diào)速裝置（ 二； 5 鋼絲繩 ； 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 2掉了圖 3 中的剎車裝置 3、 4、 5、 6、 8） 減速裝置主視圖 (8. 搖桿； ) 原理說明： 該裝置是利用繩子做導(dǎo)軌，減速裝置在繩上運動，通過增減與鋼絲繩之間的摩擦力來實現(xiàn)下降過程的加減速。其中“一級減速器”是通過旋動調(diào)速手輪（圖2 中的 12），從而推動裝置內(nèi)各邊減速圓柱（圖 2 中的 2）相向運動而互相擠壓，增大它們之間的摩擦力，使鋼繩的速度減慢?！岸墱p速器” 是把繩的豎直運動通過在軸（圖 2 中的 5 和 10）上的纏繞而變?yōu)檩S的旋轉(zhuǎn)運動，再通過減速手閘（圖 2 中的 11）實現(xiàn)對輪的減速或制動。 使用方法： 首先把鋼絲繩固定在臨近窗戶處，人先把安全帶扣在身上，把繩子拋出窗外，再調(diào)節(jié)“一次減速器”的調(diào)速手輪（圖 2 中的 12），使減速圓柱（圖 2 中的 2）買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 裝置與繩卡死，隨后人慢慢爬出窗戶，使自身的重力完全作用在繩子上，再微松“一次減速器”的調(diào)速手輪（圖 2 中的 12）， 由于此時重力大于摩擦力，人與裝置開始慢慢下落。在下降過程中，人可以調(diào)節(jié)“二級減速器”的手閘（圖 2 中的11），通過改變握緊力的大小來控制自己的下落速度，直到到達地面，同時可以推動或松開搖桿（圖 2 中的 8），從而擠壓或拉回滑塊（圖 2 中的 7），改變滑塊與繩之間的摩擦力，同時由于橡膠（圖 1 中的 6）與減速輪（圖 2 中的 9）之間的摩擦力也隨之增大或減小，從而使軸（圖 1 中）角速度增大或減小，從而使人下降的速度得到控制。 2、 方案一的優(yōu)點與不足 方案一的優(yōu)點： 一、 該裝置結(jié)構(gòu)簡單，所占空間不大，人們可以放在家中備用，火災(zāi)來臨 時及時逃生，防止措手不及，從而脫離危險。 二、 該設(shè)計主要采用增減鋼繩與裝置之間的摩擦力來實現(xiàn)下降過程的加、減 速。而且采用了兩次減速設(shè)置，可調(diào)性很好。 方案一的不足： 一、該裝置不能實現(xiàn)以安全速度全自動的下降，下降時需要逃生人員控制，對逃生時情緒緊張的人容易造成操作不對而出現(xiàn)事故。 案二 1、 方案二的原理 該方案是根據(jù)機械摩擦原理和歐拉原理（滾輪與繩索圍包角之間的大小決定摩擦力）設(shè)計的，是機械設(shè)計基礎(chǔ)知識的應(yīng)用，屬于機械式裝置 。 其原理圖如下： 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 2復(fù)式可控高樓火災(zāi)逃生器原理圖（ 4 個） ； 原理及使用方法 ： 此裝置采用直徑 3 鋼絲繩 在控制軸上繞長可為 100m，（根據(jù)需要選擇繩長）共三股 100m 繩繞在控制軸 1 上，三股繩分別位于擋繩輪 6 之間，且中間一股繩的纏繞方向要與兩邊的繞繩方向相反。 將支架 1 固定在樓層的 陽臺 護欄上，開始時，將摩擦輪剎死， 100m 繩事先纏繞在控制軸 4 上。通過控制手柄放開摩擦輪 5，由于人重力的原因，使控制軸 4 轉(zhuǎn) 動，控制軸 4 轉(zhuǎn)動的時候，同時釋放繞在控制軸 4 上的繩，實現(xiàn)吊籃 7 的下降。在下降的過程中，可以通過控制剎皮與摩擦輪 5 的摩擦力大小控制控制軸 4 的轉(zhuǎn)速大小來實現(xiàn)緩降，快速下降。如遇到突發(fā)情況，把操縱桿置于緊急制動器檔位，可實現(xiàn)緊急懸停，使人處于安全狀態(tài)。隨著控制軸 4 轉(zhuǎn)動，上升控制繩 8 隨著控制軸 4 的轉(zhuǎn)動自動收起。待逃生者 1 號降到地面，上升控制繩 8 收起的長度恰好為所在樓層高度，接著逃生者1 號拉動中間繩，使控制軸 4 旋轉(zhuǎn)，由于用于滑輪組的繩與上升控制繩 8 的纏繞方向相反，隨著上升控制繩 8 的拉長，吊籃 7 隨著滑輪組繩的縮短（重新 纏繞在控制軸 4 上）而上升，第 2 個人逃生創(chuàng)造了條件，如此循環(huán)，可滿足多人逃生。 完畢后，收尾工作簡單方便，若最后狀態(tài)為滑輪組繩收起，上升控制繩 8 下放，則先解開滑輪上方的繩，將滑輪繩纏繞在控制軸 4 上，并且不能讓其在散開，這時可以轉(zhuǎn)動控制軸 4 將上升控制繩 8 繞好在控制軸 4 上。若最后狀態(tài)為上升控制1 2 3 4 5 6 7 8 9 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 繩 8 收起，滑輪組繩下放，則先繞好上升控制繩 8，并且不能讓其在散開，這時可以轉(zhuǎn)動控制軸 4 將滑輪組繩繞好在控制軸 4 上。 2、 方案二的優(yōu)點與不足 方案二的優(yōu)點： 一、該裝置結(jié)構(gòu)簡單，輕巧。 二、該裝置安全系數(shù)高制動效果好。且生產(chǎn) 加工成本低適合大眾群體購買。 方案二的不足： 該裝置在下降過程中需要逃生人員做相關(guān)的操作控制，且一人逃生后需已逃生人員操作另外被困人員才可逃生，且該裝置的上升機構(gòu)過于簡單，萬一繩索卡死則其他被困人員將無法使用。 案三 1、 方案三的原理 在實際操作過程中，需要調(diào)整機構(gòu)仰角，逃生人員可以以一個很小的加速度加速下落。經(jīng)過一段時間之后，從動軸上的包角越來越大，接觸面積增大，摩擦力也增大，加速度減小，人經(jīng)歷了從加速，勻速，減速的過程，最終以安全的速度降落到地面。 圖 2置的自動減速原理圖 裝置自動 減速原理：如圖 7，繩索有一定的直徑，當在軸一上面纏繞數(shù)圈時，會有一定的厚度。隨著逃生人員的下落，繩索在軸一上纏繞的層數(shù)減少，從而引起繩索在軸二上的包角增大（如下圖所示，）。由于壓力一定，接觸買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 面積增大，則摩擦力增大，反饋到齒輪二上，此時，齒輪一也必然會減速，也就是人下降的速度會降低。達到 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、 方案三的優(yōu)點與不足 方案三的優(yōu)點： 相比其他的現(xiàn)有高樓逃生裝置，該裝置最大的優(yōu)點就是不需要利用其他能源，而是逃生人員自身的重力，下降不需要逃生人員來控制 ，適合不同人群，純機械結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單，結(jié)構(gòu)的仰角可以調(diào)節(jié)適用于不同的條件。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。 方案三的不足： 該裝置對機構(gòu)的制作材料要求較高，要求各部件的鏈接緊密，而且剛開始的初速度比較大，人需要有一定的承受能力。逃生人員不能夠連續(xù)的進行逃生，每完成一個逃生人員，下一個逃生人員需自己纏繞繩子后再進行逃生。 案的比較與選擇 通過比較以上三個方案，以及各個方案與設(shè)計要求的對比，方案三 裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，能夠?qū)崿F(xiàn)自動減速，下降過程中無 需逃生人員做任何其他操作，減少了因操作失誤而引起的意外傷害事故，且方案三的原理結(jié)構(gòu)簡單不易發(fā)生機械故障，安全系數(shù)相對較高，并且符合其他相關(guān)設(shè)計要求，所以選擇方案三為設(shè)計方案。 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 3 裝置零部件設(shè)計 的設(shè)計 的概述 軸一般有兩種分類方法 ： 1、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）傳動軸主要受轉(zhuǎn)矩，不受彎矩或彎矩很小的軸 3）心軸只受彎矩而不受轉(zhuǎn)矩的軸 。 心軸根據(jù)其工作時是否轉(zhuǎn)動，又可分為：（ 1） 固定 心軸 （ 2） 轉(zhuǎn)動心軸 2、按軸線形狀分 ： 1） 曲軸 ， 各軸段軸線不在同一直線上 2） 直軸 ， 各軸段軸線為同一直線。直軸按外形不同又可分為： （ 1） 光軸 ， 形狀簡單，應(yīng)力集中少，但軸上零件不易裝配和定位。常用于心軸和傳動軸。 （ 2） 階梯軸 ， 特點與光軸相反，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，可彎曲繞過各種零部件將回轉(zhuǎn)運動靈活地遠距離傳遞 械、里程表和遙控裝置傳動。 軸 要正常的運轉(zhuǎn)，是需要軸 承 來固定的，所以軸 承 是很重要的。一般軸的失效形式為：主要是因疲勞強度不足而產(chǎn)生的疲勞籪裂；或是因靜強度不足而產(chǎn)生的塑性變形或脆性籪裂、磨損、超過允許范圍的變形和振動等等。一般軸的設(shè)計應(yīng)該要滿足如下的準則： 1要根據(jù) 軸 的工作條件、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟性等原則，選取適合的材料、毛坯形式及熱處理方法。 2要根據(jù)軸的受力情況、軸上零件的安裝位置、配合尺寸及定位方式、軸的加工方法等等具體的要求，確定軸的合理結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，即進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 3要 軸的強度計算或校核。對受力大的細長軸 (如蝸桿軸 )和對剛度要求高的軸，還要進行剛度計算。在對高速工作下的軸，因有共振危險，故應(yīng)進行振動穩(wěn)定性計算。 軸的 結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟 ： 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 1） 分析所設(shè)計軸的工作狀況，擬定軸上零件的裝配方案和軸在機器中的安裝情況。 2） 根據(jù)已知的軸上近似載荷，初估軸的直徑或根據(jù)經(jīng)驗確定軸的某徑向尺寸。 3） 根據(jù)軸上零件受力情況、安裝、固定及裝配時對軸的表面要求等確定軸的徑向（直徑）尺寸。 合長度、支承結(jié)構(gòu)和形式確定軸的軸向尺寸。 動軸的設(shè)計 軸的材料選用 45 鋼，由軸常用材料 性能表查得 ，軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩合成強度條件，由于軸的頻繁震動啟動故江旋轉(zhuǎn)切應(yīng)力看為脈動循環(huán)應(yīng)力，且力矯正系數(shù)由邱宣懷主編第四版機械設(shè)計中第十六章中表 式（ 式（ 式中 表示應(yīng)力矯正系數(shù)； 表示對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 表示脈動循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。 同時又由于主動軸只受到轉(zhuǎn)矩的作用，則由式（ 1 式（ 得 : 6 0 0 0 0 式中 M 表示彎矩； G 表示重力； 1r 表示軸半徑。 其中， 000 ， 01 。 校核軸上危險截面的強度，由式（ 1 式（ 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 式中 表示危險截面當量應(yīng)力； W 表示抗彎剖面系數(shù)。 式（ 可寫為式（ 311.0 式（ 從而得設(shè)計公式式（ 311 式（ 式中 1d 表示危險截面直徑。 從而得出： 動軸的設(shè)計 取切向力的極限最大值，分析知軸的中點為危險點由式（ m a x 2 s i n 22F G G式（ 對中點的彎矩由式（ 21 式（ 式中 l 表示軸長。 軸受到 f 產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最大值由式（ 式（ 2s a x 式（ 2m 式（ 式中 表示最大摩擦力； u 表示摩擦系數(shù)。 其中取 54.0u ， 22 。 得 : 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 160m ， 6 9 1 2 02 且當 0180 時同時取到最大值。 由式（ 2212 14 式（ 將上面數(shù)據(jù)代入式（ ： 2 設(shè)計計算1r、2纏繞繩的速度和裝置結(jié)構(gòu)本小組初取繞繩軸半徑為 351 r 一軸半徑為 02 。 輪的設(shè)計 輪的概述 齒輪是在機器中傳遞動力和運動的 零件。齒輪傳動可完成減速、增速、變向等功能。 常見的齒輪： 1圓柱齒輪，用于兩平行軸之間的傳動。 2圓錐齒輪，用于兩相交軸之間的傳動。 3蝸桿蝸輪，用于兩交叉軸之間的傳動。 傳動特點： 動比穩(wěn)定，工作可靠，壽命長； 交軸和交錯軸之間的傳動； 聲大。 面接觸疲勞強度和齒根彎曲強度設(shè)計 取軸 r=30G=2100N 故齒輪傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為： T=63000力循環(huán)次數(shù)取 610 次。 取圓柱齒輪的齒寬系數(shù) 07.0d（懸臂布置），齒數(shù)比 1u 。 齒輪的接觸疲勞強度極限： 00 根據(jù)本設(shè)計要求，選用以下數(shù)據(jù)： 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 ， ， ， 1 1 . 2 6 1 . 2 121 8 9 .8 P 其中 使用系數(shù)，彈性系數(shù)， 取失效的概率為 %1 ，安全系數(shù) 1S 。 則接觸疲勞許用應(yīng)力為： 式（ 式中 H 表示許用接觸應(yīng)力； 表示接觸疲勞強度計算壽命系數(shù)； 表示失效概率為 1%時齒輪的接觸疲勞極限； 其中，S ，值已知， 值可由邱宣懷主編機械設(shè)計（第四版）中第 12 章中圖 出。 將已知數(shù)據(jù)代入式（ ： 59 計算齒輪分度圓直徑，式（ 式（ 式中 表示齒輪分度圓直徑； u 表示齒數(shù)比； d 表示齒寬系數(shù)； H 表示許用接觸應(yīng)力； 表示彈性系數(shù)。 將數(shù)據(jù)代入式（ ： t 買文檔就送您 01339828或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 齒寬如式（ 107.0 式（ 帶入數(shù)據(jù)得： 模數(shù)如式（ 式（ 帶入數(shù)據(jù)得： 754.1m 齒高如式（ 式（ 帶入數(shù)據(jù)得： 常用數(shù)據(jù)如下： ， 1 式（ 帶入數(shù)據(jù)得： 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑式（ 31 式（ 帶入數(shù)據(jù)得： 計算模數(shù)，將數(shù)據(jù)代入式（ ： 987.1m 齒輪的彎曲強度極限： 380 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取彎曲疲勞安全系數(shù)