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1、毕业设计（论文）报告纸共 33 页 第 1 页 装 订 线 毕业 设 计 说 明 书课题名称 系统的研究系/专 业 机械工程 班 级学 号学生姓名指导教师：毕业设计（论文）报告纸共 33 页 第 2 页 装 订 线 摘摘 要要高杆照明装置因其集中照明的优点，已成为交通设施不可缺少的配套设施，特别是升降式高杆照明装置的极大的方便了使用和维修，其应用也日趋广泛。本课题详细的介绍了“转轴式”升降系统高杆照明装置的结构构成，系统的分析了高杆照明装置灯盘的上升和下降过程，以及紧急情况下灯盘的抱杆防坠设计。本课题在设计的过程当中，深入生产实际，进行调查研究，吸取国内外先进技术，制定出合理的设计方案，再进行
2、具体设计。关关 键键 字：字：转轴式 挂钩卸载机构 防坠设计 运动分析ABSTRACTBecause of its concentration rests lighting equipment, lighting has become the indispensable traffic facilities facilities, especially the lifting device greatly rests lighting the use and maintenance convenience, its application is increasingly wide.This p
3、aper introduced the “axis“ lifting system device structure rests lighting system are analyzed, and the lighting lamp pole the up and down, and the process of emergency lights for pole.This topic in the process of design, manufacturing, research, absorbs the domestic and foreign advanced technology,
4、reasonable design, in specific design.Keywords: Shaft type Hook uninstall institutions Prevent fall design Motion analysis毕业设计（论文）报告纸共 33 页 第 3 页 装 订 线 目目 录录第 1 章 绪论 5第 2 章 升降系统总体结构设计 6第 3 章 转轴式高杆照明装置的工作原理 7第 4 章 悬挂系统总设计 84.1 钢丝绳的选用 104.1.1 钢丝绳的特点 104.1.2 钢丝绳的许用拉力计算 104.1.3 钢丝绳相关参数的计算 114.2 扭簧的选用 13
5、4.2.1 扭簧材料直径的确定 144.2.2 扭簧的参数计算 154.3 轴承的选择 184.3.1 轴承的分类和用途 18 4.3.2 轴承的选用 18 4.3.2.1 轴承的性能要求 204.3.2.2 轴承的当量载荷计算 204.3.3 轴承的基本额定载荷计算 204.3.4 轴承的相关参数计算 21第 5 章 防坠装置的设计 235.1 拉伸弹簧的设计分析 235.1.1 拉伸弹簧的材料选定 235.1.2 受力分析 245.1.3 拉伸弹簧的参数计算 245.2 套筒的内部螺旋轨迹设计分析 286.结论 337.谢辞 348.参考文献 35毕业设计（论文）报告纸共 33 页 第 4
6、 页 装 订 线 第第 1 1 章章 绪论绪论随着国民经济的发展，城市化进程的加快，高杆照明装置运用越来越广泛。根据建设部行业标准高杆照明设施技术条件(CJ/T3076-1998)对室外大面积照明装置的高度分类，灯杆高度在 20 米以上的高杆照明通常称为高杆灯。高杆灯具有能提供大面积照明、大量减少灯杆数量等特点，被广泛应用于立交桥、广场、码头、机场、大型停车场等开阔场地，是处理大面积照明的成熟手法。由于高杆灯灯杆、灯盘自重较大，灯具安装的高度较高，所以对灯盘的升降系统的要求较高。常用的高杆照明装置主要包括以下几个部分：杆体、灯架、升降系统、悬挂系统、防坠系统、操作控制系统、照明灯具七大部分，其
7、中悬挂升降系统和防坠系统最为关键。目前国内使用较多的高杆照明装置的升降系统主要通过驱动电动机、皮带和齿轮减速机构、卷扬机等装置来实现灯盘的升降。至 1979 年出现高杆照明装置初期以来，常发生由于卷扬机主轴折断，钢丝绳失效断裂等而引起的灯盘坠落事件。因此，这种升降系统还不是很完善，有待改善。高杆照明装置升降系统应该有足够的强度和自锁力，在卷扬机或钢丝绳等发生故障时，能够进行自锁动作，有效的防止灯盘的突然坠落。我们在目前的升降系统的基础上，进行了改善，采用“转轴式”升降系统，在灯盘上升时可以准确的定位，在灯盘下降时，其挂钩卸载机构可以顺利的将灯盘下降，在紧急情况时，防坠落机构可以实施“抱杆”动作
8、，有效的避免灯盘的突然坠落事故。我们的设计可以降低高杆照明装置的成本，完善产品结构，有利于高杆照明装置的进一步推广，有利于推动城市亮化的进程。毕业设计（论文）报告纸共 33 页 第 5 页 装 订 线 第第 2 2 章章 高杆照明装置升降系统的总设计高杆照明装置升降系统的总设计目前的高杆照明装置的升降系统可以分为以下三种形式：第一种是托架式，托架式升降系统是利用杆体为基体进行灯盘的脱钩动作，托架在运动时的行程位置不精确，灯盘的摆动较大，使灯盘不平衡，影响照明效果。灯盘的晃动常会引起杆体内部的钢丝绳的紊绕，因为灯盘的升降需要三根钢丝绳，托架的缩放需要三根，灯具照明需要两根电缆，及杆体内部有八根绳
9、装体，所以十分容易紊绕，如果将电缆的绝缘层蹭破，很可能是杆体漏电，很危险。转运轴在杆的顶部，不便保养，易积尘结垢，会造成转运轴卡死，无法维修。操作人员需在灯盘的正下方进行托架的缩放，若灯盘突然坠落，没有有效的防坠落保护装置，十分不安全。第二种是翻转式升降系统，翻转式升降系统运用特殊几何尺寸的挂钩分别与滑轮架上的挂钩板完成升降两个过程，灯架的运动轨迹精度要求高，只有灯盘基架运动到翻转机构的特定点才能引起灯盘的动作，灯盘才可以进行升降运动，若灯盘的运动轨迹超出翻钩的位置，将无法进行定位。翻转式升降系统在初次安装时，工作人员必须随灯盘升至杆顶，进行初次的定位设置，存在严重的安全隐患。第三种是平板凸轮
10、式，平板凸轮式升降系统运用凸轮机构进行灯盘的挂钩卸载，灯盘的定位平稳，操作可靠，是第二种是翻转式升降系统的改进。但是平板凸轮升降系统没有良好的防坠落保护装置，对灯盘坠落等一些突发事件，没有很好的应急措施。机构复杂，加工过程繁琐，制造成本较高，不利于批量生产。基于上述的高杆照明装置三种升降系统的缺陷，现提出转轴式升降系统。转轴式升降系统，有效的解决上述三种升降系统所存在的问题，防坠落保护装置，能够有效的防止灯盘的突然坠落，提高了高干照明升降系统的安全系数。转轴式升降系统机构简图图 2-1：毕业设计（论文）报告纸共 33 页 第 6 页 装 订 线 1避雷针；2灯盘顶部；3悬挂卸载支架；4导杆；5
11、槽钢圈指示旗；6指示旗；7防坠机构；8套筒； 9导向轮；10杆体；11分绳器； 12卷扬机13电动机图 2-1 转轴式升降系统机构简图第第 3 3 章章 转轴式高杆照明装置的工作原理转轴式高杆照明装置的工作原理毕业设计（论文）报告纸共 33 页 第 7 页 装 订 线 目前常用的“翻转式”高杆照明装置的悬挂系统还很不完善，易发生灯盘悬挂操作故障。采用“转轴式” 悬挂系统，可以有效的防止灯盘悬挂操作故障的发生。 “转轴式” 悬挂系统的挂钩卸载机构，配有防坠落保护装置，当灯盘突然坠下时， “抱杆”装置会在瞬间起作用，灯盘会卡夹紧灯杆而不至继续坠落。“转轴式”挂钩卸载机构的基本设计方案：在灯盘上升至
12、顶端过程中，通过螺旋式导向槽使挂钩销轴上升时自动地旋转，使挂钩销钩住挡圈，灯盘不因重力而下降；运用轴承将灯盘在上升的过程中灵活旋转；在下降灯盘时，通过螺旋式导向槽使挂钩销轴自动地旋转复位，从而使挂钩销脱开挡圈，灯盘可自由地下降。通过转轴式挂钩带动指示旗（指示旗颜色十分鲜艳常采用红黄色）能够准确的显示挂钩的状态。三弹簧的导向联动装置，使得灯盘在升降过程始终处于中心位置，保持平稳。三弹簧的导向联动装置在不锈钢弹簧的压紧力的作用下绕杆体中心轴同步联动，实现导向，保证灯盘的顺利升降。在本设计中，导向滚轮采用高分子材料制造，可以有效的避免在沿灯杆外壁滚动的过程中破坏灯杆表面的镀锌保护层。灯盘在运行期间有定心支撑装置、防坠落机构，挂钩座安装在灯杆顶部，座体内部可以进行行程限位。挂钩随灯盘上升到位后于固定在灯杆顶部的做体接触并进行相对运动，使灯盘悬挂在灯盘架上，钢丝绳处于卸荷状态，有效的保护钢丝绳。当灯盘发生意外坠落时，防坠落机构能瞬时发挥它的功能，即棘轮卡到齿条上，利用灯杆的锥度将整个灯盘卡死在灯杆上，进行琐死动作，使灯盘不至于继续下降，而避免重大事故损失。从运动学分析，弹
