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毕业设计(论文)-逃生用缓降器的结构设计

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毕业设计(论文)-逃生用缓降器的结构设计_第1页
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`逃生用缓降器的结构设计全套图纸加V信153893706或扣 3346389411 II摘 要 随着现代社会进程的加快,缓降器越来越成为高层避难设施的热点通过合理使用缓降器,人们可以在灾难到来之际顺利逃生,从而很大程度上降低了人员伤亡,进一步完善了公共安全的建设 本文的主要内容为缓降器的结构设计,以及相关零部件的强度校核首先,设计出机构运动关系并画出简图根据任务书要求,拟定传动比,估算各级转速和转矩然后,对所利用的电磁阻尼核心机构进行分析,得出人体质量,变阻器阻值,下落等物理量的函数关系其次,对绳轮机构进行设计,并确定钢丝绳型号和长度再次, 设计齿轮,依据齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度来进行齿轮强度的设计校核接着对各齿轮轴进行结构设计和强度校核,并且对各轴的键和轴承进行设计校核最后,通过使用 SolidWorks 对各个零件进行三维建模并装配成为装配体,进而绘制各个零件的二维图以及总装配图纸,对关键零部件进行有限元分析和运动仿真通过进行缓降器的结构设计,能够不断优化缓降器性能并完善其方案,一定程度上起到减少人民损失,增强安全建设的作用关键词:缓降器;高层逃生;电磁阻尼;有限元分析AbstractWith the acceleration of the process of modern society, the descent control device has become the increasingly hot spot of the high-rise refuge facilities. Through the rational use of the device, people can escape successfully when the disaster comes, thus greatly reducing casualties, and further improve the construction of public safety.The main content of this paper is the structure design of the descent control device, and the design and strength check of relevant components. First, the mechanism is designed to move the relationship and draw a sketch. According to the requirements of the assignment, the transmission ratio is proposed and the speed and torque at all levels are estimated. Then, by analyzing the core mechanism of electromagnetic damping, the functional relationships of body mass, rheostat resistance, falling velocity and other physical parameters are obtained. Second, the rope wheel mechanism is designed, and the model and length of wire rope are determined. Third, the design of gear is based on the contact fatigue strength of tooth surface and bending fatigue strength of tooth root. Then, the structure design and strength check of each gear shaft are carried out, and the keys and bearings of each shaft are designed and checked. Finally, by using SolidWorks to establish the three-dimensional model and assemble each part into an assembly, and then draw the two-dimensional drawings and general assembly drawings of each part, and carry out finite element analysis and motion simulation of key parts. By the design of the decent control device, it can provide a better performance choice for the device, which can reduce the loss of people and enhance safety construction.Keywords: descent control device; high-rise escape; electromagnetic damping; finite element analysis目 录第一章 绪论 1• 研究背景及目的 1• 研究背景 1• 研究目的及意义 1• 国内外研究现状 1• 国外研究现状 1• 国内研究现状 2• 主要研究内容 2• 本章小结 3第二章 缓降器的方案设计 45.4 缓降方案的分析与对比 45.5 传动方案的选定 65.6 整体方案初设 75.7 本章小结 7第三章 电磁阻尼机构的设计计算 95.3 电磁阻尼器 95.3.1 电磁阻尼介绍 95.3.2 电磁阻尼结构 105.4 电磁阻尼分析 105.4.1 电磁制动力矩 105.4.2 可行性验证 115.5 磁阻尼机构的设计计算 135.5.1 电路结构设计 135.5.2 电路分析计算 145.5.3 函数图像的分析 165.6 本章小结 20第四章 卷绳机构与变速机构的设计计算 215.1 钢丝绳的设计 215.1.1 钢丝绳的选型 215.1.2 钢丝绳的受力计算 215.2 卷绳轮的设计 225.2.1 轮径的设计 225.2.2 轴的设计 235.3 传动系统的参数计算和设定 245.3.1 传动比 245.3.2 各轴基本参数 255.4 齿轮设计 255.4.1 低速级齿轮传动设计 255.4.2 高速级齿轮传动设计 305.5 轴的设计 345.5.1 低速轴的设计 345.5.2 中间轴的设计 355.5.3 高速轴的设计 375.6 关键零件的校核 385.6.1 高速轴轴承校核 385.6.2 高速轴校核 385.6.3 高速轴键校核 435.6.4 绳轮轴键校核 445.7 本章小结 44第五章 缓降器的建模与仿真分析 455.1 引言 454.6 各主要零件的三维建模 454.6.2 电磁阻尼机构 454.6.3 卷绳机构 464.6.4 变速机构 465.2.4 箱体 474.7 缓降器的虚拟装配和运动仿真 494.7.2 三维装配图 494.7.3 运动模拟仿真 524.8 关键零部件的有限元仿真 524.8.2 高速轴的静应力分析 524.8.3 低速级齿轮的静应力分析 564.9 本章小结 59结论与展望 60致 谢 61参考文献 62第一章 绪论4.5 研究背景及目的4.5.1 研究背景随着城市化的加快,高楼大厦逐渐成为城市的标志,土地资源日趋紧张。

然而, 由于市民的防灾意识薄弱,大都不具备必要的逃生知识,尤其是处在高层环境的人们, 更加降低了逃生的成功性国家政府也注意到了这一问题,加大力度地普及自救知识, 并且每年都在完善相应的避难公共设施 4.5.2 研究目的及意义 本文进行逃生用缓降器的结构设计,旨在从多个角度,如火灾来临时人们的心理状态、产品使用难易程度以及安全降落到地面的速度等,多方位地保障使用人员的生命安全,尽可能地减少人员伤亡及财产损失,一定程度上也为公共消防工作降低了难度同样地,缓降器也可用于攀岩迫降,以及货物的运送,有效提升了高空作业人员的安全性,可有效推进公共安全的建设 4.4 国内外研究现状4.4.1 国外研究现状在逃生缓降器这一技术领域里,美国、日本等发达国家均已取得显著成果Varner 等人在《Descent control device with deadman brake》提出了一种可通过绳索上的制动装置以便随时刹车的缓降器,工作原理为移动手柄改变槽口大小,增大或减小与绳索的摩擦,结构简单且坚固,使用方便William E. Forrest 在《Friction-type descent control device》里对老式摩擦鼓缓降器作了改进,他增设了一个降低负荷的装置,以防止悬挂在摩擦鼓下端的绳索松弛而实现锁紧,紧凑轻便,大大提高了安全性。

早在上世纪中叶,Edgar E. Holkesvick 就设计出了军用液冷式缓降器他在《Liquid-cooled descent control device》指出,由于绳索和主体构件摩擦产生大量的摩74擦热,光靠空冷是不够的,他利用轮毂下的液芯极大效率地吸收了热量并使其挥发到空气中,成功地将温度稳定下来因为有套筒的保护,使用人员也避免了烫伤不过因为制造成本过高,当时并没有实现民用4.4.2 国内研究现状 与此同时,国内则普遍应用逃生软梯、救生气垫、以及绳索式的常见的逃生装置《离心摩擦式高楼逃生缓降器的研发》中,韦建军将齿轮传动与离心机构相结合,利用绳索滚筒旋转快慢产生的离心力改变摩擦力矩的大小,以稳定缓降速度[1]沙金良在《空气阻尼使缓降器》中设计了顶装和壁装两种风机阻尼缓降器,构思新颖,经济实用,尤其适合超高层集体自救逃生[8]陈远超等人在《自适应电磁阻尼式高楼逃生缓降器设计》中突破传统思维,从新的角度定义了缓降器其利用交流永磁同步电机的电磁转矩调节绞盘转速,实现了平稳缓降[27]现如今,随着科技的发展,缓降器种类更加多元化,在外形设计、人机交互、材料选用、模拟仿真、制造工艺等各个角度都进行了优化改进。

美国和日本在这方面的技术趋于成熟和完善,国内外市场广阔近些年我国也对缓降器进行了改进然而国内创新思维匮乏,同类企业之间恶性竞争,导致产品质量提升缓慢;国民逃生自救意识薄弱,不愿花高额费用购买,导致缓降器市场施展不开,从而阻碍了产品的创新研发现在国内可调控下落速度的缓降器依旧相对匮乏,而这个问题正是本文所主要研究的总而言之,国内缓降器生产研发能力还需要相当大的改进和提升4.5 主要研究内容本文的主要内容为逃生用缓降器的结构设计,以及相关零部件的强度校核首先, 设计出机构运动关系,拟出设计方案根据任务书要求,拟定传动比,估算各级转速和转矩然后,对所利用的电磁阻尼核心机构进行分析,得出人体质量,变阻器阻值, 下落时间等物理量的函数关系其次,对绳轮机构进行设计,。

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