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1 to a of as if to in a it it If an to of a in to it as In of in or in a to we An in . An is be of to to a in as we of of in is to . to to to in in to in to In of an be as is of in to is a of to of to is as it is up 0% of is by be on by in of it by of of to be up is is to a to 2 of an an an a If as is of is in of is of in or be as as of a is as an an to a is a or a of is a of of of by as a to a 360of of in an by an on to To a to as a be to a by an )in in as of in or in of a of to in is or be do on A be in an a of is of to to To in a 1) to s (2) to on s (3) of it is 3 in A is a in to of to of is a is an of of or of at a or an of A of of . to in in of of 8 0 80 2-D at be on be be to on a of of on is a to of to a to to be up of to is on of no it is by no of An of of be a to of a to of of of it be in a is or a to it is is or an a of in it of a go (1)in of in (2)of (3)or to 4 (4)to s (5)up (6)at in to in -D As a a be to by of As an to to a on of in A an to of to by is of d) be by d = c c = is or in to s or To or by of or of in a or is in to to of of be a of to a of a to is to in to in A a of in a to is a of 5 be an an by is to be in in or of is no to in In to be no to by by is in on by in of an to or to to an is to to it to it on us a at an to of A of up 90 a 450 4 a 8 30 It 50 up 0 00 mm/in it 00 mm/ of A on of is To to 6 be to on in to on to in An a is to to to as An a of 8 000 of is in a an of In be to a of to is a is as as in on a 68 000 to a An D to a as a is be at by a at a a to is of it in to we of is 7 As of to in of In be In as be 007, as on to to it or 8 中文翻译 智能机器人 工业机器人已被开发来完成种类广泛的制造任务，例如，给机器装卸零件、焊接、喷漆、装配，但大多数机器人的感觉能力很有限，举例来说，如果装配零件并不以精确的、重复的方式交给机器人，那么，机器人简直不能做它的工作，因为它不能找到并拿起这个零件。如果碰巧有一物体进入机器的工作场所，机器人就可能与它碰撞，对双方都造成破坏，因为机器人并不把它看作障碍物。换句话说，现存的机器人与智能相差甚远，而且它们不能听、看和触摸（感知在它的手里握住的或在附近的物体的力、形状、表面纹理结构、温度、重量、距 离和速度）。请想象一下，要教会一位具有这一切缺陷的人去做精确的装配操作是多么困难啊！这就说明我们为什么需要智能机器人。 智能机器人的开发在机器人学的应用方面开辟了一个崭新的阶段。智能机器人必须有能力感知它周围的环境，并有足够的智慧对环境的变化作出反应，就像我们做的那样。这样一种能力要求直接应用传感器感知和人工智能。大部分的机器人学方面的研究曾经是，现在仍然是关于如何用视觉传感器 “眼睛”和触觉传感器 “手指”装配机器人。人工智能将使机器人对它的工作任务和环境变化作出反应并能适应之，而且要对这些变化作出推 理，作出决定。根据这些要求，智能机器人可描述为带有各种各样传感器，具有复杂的信号处理能力和作出决定的智慧，此外，还要有一般的活动能力。 人类在做智能工作时显示出一种重要能力就是他们能从周围环境中接受感觉信息。人类的感观提供了种类繁多的感觉输入，对完成许多活动至关重要。为了做出智能机器人，已作了很大努力去模拟类似的感觉能力。其中，视觉是最重要的感觉。据估计，多达 80的感觉信息是是由视觉接受的。以各种方式利用成像传感器可以使机器人获得视力。为了改善工作的精度性，视力被用来帮人们精确地调整机器人的手，用的是带视 觉传感器的光学反馈控制。确定要拣起来的零件的位置和方向并辨认它们是视觉的另一重要用途。举例来说，要指导一台缝焊机器把两件零件排在一起并焊起来，就必须由视觉。不论何种应用，视觉系统都包括照明光源、成像传感器、图像数字化器和一台系统控制用计算机。 若把周围的光线用作照明光源，这一成像过程就是被动型的。这一类型的成像常用于军事用途，因为观察者的位置不受观察者控制；但在工业应用中，可以尽可能自由地设置照明光源或主动成像。 机器人视觉系统的图像传感器定义为电子光学设备。它能把光学信号转变成视频信号。视觉传感器通常或是 电视摄像机或是固态图像器件，例如，电荷耦合器件（ ，后一种器件灵敏度较高、寿命长、重量轻，因此，与电视摄像机比较，更受欢迎。 摄像机系统不仅包括摄像机的成像器，而且非常重要的是一组透镜系统。这些透镜确定视场、景深和其它光学因素，直接影响摄像机摄取图像的质量。一些新颖的技术，如鱼眼透镜，不必经过聚焦调整就可以获得 360度的视场。最近的调查表明，它在活动机器人上非常有用。 无论是电视摄像机，还是 在每一个像素上产生与它的光强的成比例的模拟值，于是组成一幅图像。为了使数字计算机可以处理这一模拟信号， 当摄 9 像机扫描一场景时，它的输出必须利用模拟数字转换器（ A/D） 转换成数字码，并存储在安在摄像机内部的随机存储器（ 。数字计算机就可以分析数字化图像，并抽取这样的一些图像信息，如棱、区域、边界和图像中物体的颜色及表面纹理结构。最后，计算机根据有关场景的知识对图像所代表的东西作出说明和理解，然后给机器人一幅用符号描述的环境图像。 在重要性上仅次于视觉的是触觉。请想象一下，盲人靠他们的触觉能做精细活儿。采用触觉的盲机器人能机器有效地做装配工作。要牢牢地抓住物体而又不致弄坏它，触觉是特别重要的，为的是提供 反馈。 为了模拟人手的触觉，完整的触觉系统必须完成三种基本触觉操作：（ 1）关节力受感 感受施加在机器人手上、腕上和关节上的力。（ 2）触觉感受 感觉施加在手的表面或抓取器表面上各个点的压力。（ 3）滑动感受 感受被握物体的任何运动。 安装在机器人关节组合体中的各种应变块规通常用来测量关节力。应变块规就是力敏感元件，它的电阻按比例地随着施加在它上面的力的大小而变化。 最简单的触觉传感器的应用例子就是与小型开关阵列装备在一起的抓取器。这种类型的传感器只能确定机器人的手上的一特定点或一些点的阵列是否又物体。较为 先进的一类触觉传感器使用压敏的压电材料（导电橡胶，导电泡沫等）做成的阵列。当受到应力时，这种材料传导电流。这种安排使传感器能感觉到机器人手中的力和压力的变化。触觉传感器系列矩阵大小是从 8 8到 80 80的二维阵列。由于每一点上的力可以确定，机器人手面上的力就可以详细地表示出，握在机器人手中的东西形状也就可以分别确定。这些力的数据可以用来在一部像电视那样的荧屏上显示物体的形状以及在手的表面上力的分布状况。 机器人要求感受滑动是为了使施加在纤细的、脆弱的物体上的握力的大小保持最佳。这种能力防止弄坏该物体又允许该 物体被抓起而没有被破坏的危险。用来检测滑动的方法基于感受物体与抓取器之间任何震动或任何运动，不管它们是多么难以察觉。抓力一步一步地增大直到该物体被牢牢抓住，再也不出现滑动为止。 触觉和视觉的结合大大地增强了机器人干装配工作的适应能力。这种类型传感器的一个例子就是一只视觉传感器用来给物体定位并辨认它们，确定机器人本身的位置；与之结合的是一只触觉传感器，用来探测力和压力分布状况，确定力矩、重量、质量中心和它所处理的材料容让型。在工业界，这种手眼协调对一般的操作是及其有利的。 对机器人来说，另一种重要的感知就是 有关距离或深度的信息。对机器人来说，距离数据是必须的， 毕业设计题目审批表 （暨设计任务书） 毕业设计题目 缓降器性能试验机设计 拟指导学生数 1 课题类型： 设计 结合课题情况： 在研项目 指导教师姓名 所在单位 机 械 电 子工程 毕业设计题目简介（主要包括工作内容、要求等，对指导多名学生的题目应明确各学生的工作内容） 设计任务： 缓降器性能试验机设计 设计要求： 了解 缓降器性能试验机 的用途，主要构成；策划系统的总体结构和实现方案； 了解缓降器性能试验机工作原理、 设计 缓降器性能试验机 的机械结构 完成 缓降器性能试验机 的电气部分设计。包括： 直 流电机的加载原理，直流电机控制器的控制电路，拉力测量电路设计，线速度测量电路，微机计数卡的原理框图，控制软件流程图 完成 翻译译文 ，最少工作量为 5000 汉字 。 针对本课题内容需要绘制 4 张 作图，撰写 2 万字设计说明书 时间安排： 搜集整理相关信息资料研究总体方案。 总体方案确定 总体设计 电气设计 撰写系统开发说明书；出图；答辩准备。 参考资料： 微机接口技术 直流电机控制器使用手册 实用 电工手册 数字电路原理与应用 传感器应用手册 系专家组审核意见： 注：结合课题情况指 在研项目 预研项目；课题类型指： 设计 论文 软件 本科生毕业设计（论文） 翻译资料 中文题目 ： 智能机器人 英文题目 ： 生姓名 学 号 班 级 专 业 指导教师 1 第 1 章 课题介绍 题名称 本课程题目为： 缓降器性能试验机设计 题背景 近年来，各类火灾中群死群伤事故频繁发生，如何保证有效、快速地将火灾被困人员疏散、安全逃生，这一重大课题日益提到重要日程上来。 救生缓降器的研制成功，为解决人员逃生开辟了一条新路子。 救生缓降器 （ 是一种靠自重从任意高度，以一定的速度沿建筑物外墙安全降至地面，并能连续使用的逃生器具。由调速器、安全带、安全钩、钢丝绳和连接用的钢丝绳组成。 图 出了救生缓降器的外观图。救生 缓降器 用于火灾或地震发生时，营救高层楼宇内的被困人员的器械。它选择的安放地点应是灾情发生时最通畅的逃生通道，如窗口、走廊、层顶平台等。它的主机由齿轮传动系统和磨擦减速系统组成，降落用绳索采用的是内包软钢丝绳的高强度尼龙纺织绳，结构强度高、安全系数大、适用范围广，操作灵活简便，一旦发生灾情，被困人员可利用该器械平稳、安全、迅速地脱离险境。该器械可以上下往复连续交替使用，能在短时间内及时营救多个人的生命和财产。 图 生缓降器外观图 用范围 该装置适用于各类高层建筑如办公楼、写字楼、公共 娱乐场所、宾馆、饭店、住宅、公寓、商厦、机关、医院、学校等场所配备，并是消防部门施救装置，还可用于高空作业等需匀速缓降的场合。 2 品特点 全可靠 . 采用最新专利技术，完全消除重力加速度，降速平稳均匀，限速阻尼感、安全感强，无空程。检测结果表明：在使用载荷 3516 cm/s 150 cm/s。 手动，可悬停 . 除限速器自动调速外，还可进行手动降速干预，可刹车悬停。 用寿命长 . 采用纯裸镀锌钢丝绳，强度高、阻燃、寿命长。 该装置研制出便携式（手提箱）和固定安装式（壁挂箱）两种产品，既可供多人（操控）稳定使用，又可供个人（操控）移动使用。 构紧凑 . 限速器采用精铸铝合金外壳，精美，轻质（仅重 要技术参数 使用工作高度 （基本使用工作高度） 30 m 使用载荷重量 343N 981N 使用人数 1 人 下降速度 16 cm/s 150 cm/s 整机强度 3822 N 安全带强度 6380 N 安全钩强度 10000 N 绳索强度 3822 N 缓降器主机重量 3.2 使用方法 （ 1）选好跳落窗口或阳台，安装好固定钩，挂好缓降器主机，将绳盘抛下地面，处于待用状态。 （ 2）将安全带套入逃生者适当位置，并拉紧滑动扣，准备跳落。 （ 3）手握安全带，面向墙壁，从窗口或阳台上从容跳落。 3 （ 4）落地后，松开滑动扣，取出安全带，并置于自由状态，然后离开现场。 降器支架的安装 构特点 1、该支架由下固定套，伸缩杆，旋转臂，销紧装置构成，各部件牢固可靠。（如下图 示 ） 图 地伸缩支架 图 架安装图 2、支架整体喷大红塑料，经久耐用，安装完毕后与周边形成色差，在使用时，很容易展现在使用人员眼前，供急救用。 3、该支架结构为伸缩旋转支架，在使用前旋转臂、伸缩杆、下固定套收缩成长 1100 150一个整体。不影响周边使用面积及环境。 要技术参数 1、支架伸长悬吊力： 500 2、支架收缩尺寸：高 1150 150 3、支架伸长使用尺寸： 1700 1950 4、支架伸出窗外尺寸： 400 500 5、支架重量：（实际称重）。 架安装方法 选择适合安装救生缓降器的房屋天台、阳台、窗户等位置。在窗台下面阳台围墙边、屋顶天面女儿墙边，用 膨胀螺栓，分别将支架固定在墙上及地旋转臂 伸缩杆 销紧装置 下固定套 4 板上。 架使用方法 1、需使用救生缓降器时，将旋转臂旋转成 90使用状态，再拉起弹销拉出伸缩杆，伸缩杆拉到最高点时，弹销自动插入固定孔内将伸缩杆与下固定套固定。 2、将救生缓降器 悬掛在支架旋转臂吊环内，准备使用缓降器。 作内容和要求 了解缓降器性能试验机的用途，主要构成；策划系统的总体结构和实现方案； 了解缓降器性能试验机工作原理、 设计 缓降器性能试验机的机械结构； 完成 缓降器性能试验机的电气部分设计。包括：直流电机的加载原理，直流电机控制器的控制电路，拉力测量电路设计，线速度测量电路，微机计数卡的原理框图，控制软件流程图； 完成 翻译译文 ，最少工作量为 5000 汉字 ； 针对本课题内容需要绘制 4 张 作图，撰写 2 万字设计说明书。 题的重点和难点 在救生缓降 器的设计里，重点是机械结构的设计 和 电气结构的设计 。而尤以电气结构的设计为重中之重，包 直流电机的加载原理 、 直流电机控制器的控制电路设计 、 拉力测量电路的设计 、 线速度测量电路设计 、 微机计数卡的原理框图设计 、 控制软件流程图设计 等。难点就是对速度的均匀控制，这也是由救生缓降器的本身性能要求决定的。 能用到的主要知识和技能 在缓降器性能试验机的设计里，可能用到以下知识和技能：根据需要绘制机器机械结构的能力 、绘制电器原理图的能力、直流电机的加载及控制知识、拉力测量电路的设计能力、线速度测量能力、软件流程图的设计 能力、搜集和整理资料的能力、查阅图书的能力等。 要自学的知识和技能 根据设计需要，可能要自学以下知识和技能： 直流电机的加载及控制知识、拉力测量电路的设计能力、线速度测量能力、软件流程图的设计能力等。 5 第 2 章 工作计划 搜集整理相关信息资料研究总体方案； 总体方案确定； 总体设计； 电气设计； 撰写系统开发说明书；出图；答辩准备。 6 参考文献 1 高春甫 . 机电控制系统设计 . 长春 : 吉林大学校内教材 , 2000 2 郑玉华 ,秦四成编 . 典型机 械 (电 )产品构造 . 北京 : 科学出版社 , 2004 3 苏家健等 著 . 单片机原理及应用技术 . 北京 : 高等教育出版社 , 2004 4 朱喜林 ,张代治编 . 机电一体化设计基础 . 北京 :科学出版社 , 2004 5 机电控制系统设计课程设计指导书 . 长春 :吉林大学校内教材 , 2005 6 邓星钟 . 机电传动控制 . 武汉 :华中科技大学出版社 , 2001 7 林克明等译 性能单片微机原 理与应用 . 合肥 :中国科技大学出版社 ,1994 8 高春甫 ,艾学忠 编 . 微机测控技术 . 北京 :科学出版社 , 2005 9 候洪升 编 . 机械工程图学 . 北京 :科学出版社 , 2001 10 谭庆昌等 著 . 机械设计 . 长春 :吉林科学技术出版社 , 2000 本科生毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 学 号 班 级 专 业 指导教师 目录 第 1章 课题介绍 1 题名称 1 题背景 1 用范围 1 品特点 2 要技术参数 2 用方法 2 降器支架的安装 3 构特点 3 要技术参数 3 架安装方法 3 架使用方法 4 作内容和要求 4 题的重点和难点 4 能用到的主要知识和技能 4 要自学的知识和技能 4 第 2 章 工作计划 5 参考文献 6 毕业设计（论文）指导教师资格及题目审批表 指导教师姓名 所在单位 工程训练中心 指导教师职称 副 教授 所学专业 机械制造及其自动化 设计（论文）题目 缓降器性能试验机设计 设计（论文）类型 设计 设计（论文） 来 源 科 研 实验室建设 论文 工程生产 自 拟 题目真实性程度 真实 题目新旧 新题 难度 等级 难 一般 虚拟 旧题 较难 设计（论文）地点 校内 设计（论文）时间 自 3 月 17 日 至 6 月 20 日 校外 题目概要 设计（论文）的目的、可行性、技术路线等 ： 目的： 通过设计过程，了解 缓降器性能试验机 的相关知识， 学习并 掌握 机电产品设计 的基本理论、设计方法和设计步骤，在充分理解产品 要求 的基础上，对 设计对象 进行分析，完成 缓降器性能试验机 设计 （二维、 控制部分 ）。掌握 机电产品设计 的基本技能，熟悉相关的标准和规范等，了解并掌握工程设计的过程及步骤。 可行性： 学生已学习了相关的课程内容，具备了一定的基础。设计所需的硬件与软件环境为计算机及相应的二维设计软件，机电学院机房可提供。设计需要的实习及调研，可通过查找文献或者机电控制实验室来解决，设计所需的资料可在学院图书馆及机电学院的资料室解决。 技术路线： 依据 设计任务的基本要求，收集、准备有关的设计参考资料，进行设计方案分析，在确定方案之后，可进行总体结构的设计。 绘制 产品 的草图 ，草图 确定后 ，再 设计 正式图。 然后在进行部件的设计 ，根据产品 要求参数 ，应用二维 计软件，得到相应的二维图 ，并设计相应的控制部分 。 教 研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日 学院 审查意见： 院长 签字： 年 月 日 备注： 文）指导工作的教师填写，每个题目填报一张表，一式两份； 在对应项内打“”即可； 产、科研及其它单位实际立项的课题。 I 中文摘要 随着我国经济的快速发展，城市发展的步伐也进一步加快，高楼大厦层出不穷，而由此带来的安全隐患也在增大。救生缓降器正是基于减小人们的生命危险，保障人们的生命安全而产生的。它是一种简单 、 安全且实用的高楼逃生装置，在火灾发生时人们可使用它迅速脱离危险。本课题主要测定缓降器的安全及稳定性能。它由电动机 、减速器、联轴器、电磁离合器、拉力传感器、测速发电机、直流调速器等部分组成。电机通过 V 带带动减速器，将速度减小到电磁离合器所需值。减速器通过联轴器与电磁离合器相联，将动力传到电磁离合器。电磁离合器上绕有缓降 绳，缓降绳向上与缓降盘联结。缓降盘上接拉力传感器，通过拉力传感器测定绕过缓降盘的绳的拉力，拉力传感器与数据采集系统相接，将测得的拉力变化通过数据采集系统转换为数字量变化，在微机系统上显示出来。在电动机上接有测速发电机，测定电动机转速的变化，进而求得缓降绳下降速度的变化。当拉力在额定值内变化的时候，缓降绳下降速度也在额定值内变化，则缓降器符合设计要求，可作为逃生装置安装在楼道内。 关键词 : 电动机 ; 减速器 ; 电磁离合器 ; 拉力传感器 ; 采集卡 英文摘要 文摘要 s of of of of on to s s It is a in to In we of s is up by to of to s on s s s of s it on to to of to of s in s of in to it be in as 目 录 录 1 绪论 1 2 总体方案设计 2 3 电动机的选择 4 电动机的选择 4 分配传动比 5 传动装置动力与运动参数设计 6 各轴转速 6 各轴功率 6 各轴转矩 7 4 减速器设计 8 圆锥齿轮设计 8 圆柱齿轮设计 12 锥齿 17 锥齿轮数据 17 圆柱齿轮数据 17 轴、轴承、键及联轴器型号的选择 18 -轴上轴径、轴承、键及油封的确定 18 -轴上各轴段直径 18 -及 -轴段上轴承的确定 18 -轴段及 -轴段上键的确定 19 -轴上油封的确定 20 -轴上轴径、轴承、键的确定 20 -轴上轴径、轴承、键及联轴器的确定 21 5 其它机械结构设计 22 带传动设计 22 带传动的类型 22 带传动的选择 22 V 带轮设计 22 联轴器的设计 23 V 联轴器的分类 23 联轴器的选择 24 电磁离合器的选择 24 电磁离合器的特点 24 电磁离合器的分类 25 各种电磁离合器的使用范围 26 电磁离合器在机械传动装置上的应用形式 28 电磁离合器的选择 30 传感器的选择 31 传感器的分类 31 传感器的选择 31 6 数据采集与处理 32 数据采集原理 32 数据采集系统 33 数据采集系统的基本组成 33 数据采集系统的特点 34 数据采集系统的主要性能指标 35 数据采集系统的结构形式 36 程序控制设计 37 转速测量 40 直流测速发电机 41 交流测速发电机 42 测速发电机的选择 43 结论 44 致谢 45 参考文献 46 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 I 中文摘要 随着我国经济的快速发展，城市发展的步伐也进一步加快，高楼大厦层出不穷，而由此带来的安全隐患也在增大。救生缓降器正是基于减小人们的生命危险，保障人们的生命安全而产生的。它是一种简单 、 安全且实用的高楼逃生装置，在火灾发生时人们可使用它迅速脱离危险。本课题主要测定缓降器的安全及稳定性能。它由电动机 、减速器、联轴器、电磁离合器、拉力传感器、测速发电机、直流调速器等部分组成。电机通过 V 带带动减速器，将速度减小到电磁离合器所需值。减速器通过联轴器与电磁离合器相联，将动力传到电磁离合器。电磁离合器上绕有缓降 绳，缓降绳向上与缓降盘联结。缓降盘上接拉力传感器，通过拉力传感器测定绕过缓降盘的绳的拉力，拉力传感器与数据采集系统相接，将测得的拉力变化通过数据采集系统转换为数字量变化，在微机系统上显示出来。在电动机上接有测速发电机，测定电动机转速的变化，进而求得缓降绳下降速度的变化。当拉力在额定值内变化的时候，缓降绳下降速度也在额定值内变化，则缓降器符合设计要求，可作为逃生装置安装在楼道内。 关键词 : 电动机 ; 减速器 ; 电磁离合器 ; 拉力传感器 ; 采集卡 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 文摘要 s of of of of on to s s It is a in to In we of s is up by to of to s on s s s of s 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 it on to to of to of s in s of in to it be in as 5 目 录 1 绪论 1 2 总体方案设计 2 3 电动机的选择 4 电动机的选择 4 分配传动比 5 传动装置动力与运动参数设计 6 各轴转速 6 各轴功率 6 各轴转矩 7 4 减速器设计 8 圆锥齿轮设计 8 圆柱齿轮设计 12 锥齿 17 锥齿轮数据 17 圆柱齿轮数据 17 轴、轴承、键及联轴器型号的选择 18 -轴上轴径、轴承、键及油封的确定 18 -轴上各轴段直径 18 -及 -轴段上轴承的确定 18 -轴段及 -轴段上键的确定 19 -轴上油封的确定 20 -轴上轴径、轴承、键的确定 20 -轴上轴径、轴承、键及联轴器的确定 21 5 其它机械结构设计 22 带传动设计 22 带传动的类型 22 带传动的选择 22 22 联轴器的设计 23 6 联轴器的分类 23 联轴器的选择 24 电磁离合器的选择 24 电磁离合器的特点 24 电磁离合器的分类 25 各种电磁离合器的使用范围 26 电磁离合器在机械传动装置上的应用形式 28 电磁离合器的选择 30 传感器的选择 31 传感器的分类 31 传感器的选择 31 6 数据采集与处理 32 数据采集原理 32 数据采集系统 33 数据采集系统的基本组成 33 数据采集系统的特点 34 数据采集系统的主要性能指标 35 数据采集系统的结构形式 36 程序控制设计 37 转速测量 40 直流测速发电机 41 交流测速发电机 42 测速发电机的选择 43 结论 44 致谢 45 参考文献 46 7 8 9 10 11 1 绪 论 现代社会高度发展，城市化进程进一步加快，高楼大厦曾出不穷，如何让人们的生活富足且具有更高的安全系数，是消防人员的重大责任。救生缓降器就是在高楼出现火灾等危险情况时，供人们逃生的装置。 该装置主要由新型限速器、绳索卷盘、安全带、安全钩、挂环及连接钢丝绳等组成 ， 性能优异，安全可靠 。 适用范围 该装置适用于各类高层建筑如办公楼、写字楼、公共娱乐场所、宾馆、饭店、 住宅、公寓、商厦、机关、医院、学校等场所配备，并是消防部门施救装置，还可用于高空作业等需匀速缓降的场合。 产品特点 全可靠 。 采用最新技术，完全消除重力加速度，降速平稳均匀，限速阻尼感、安全感强，无空程。检测结果表明：在使用载荷 25s，重复下降速度偏差 5% 。 手动 ， 可悬停 。 除限速器自动调速外，还可进行手动降速干预，可刹车悬停。 用寿命长 。 采用纯裸镀锌钢丝绳，强度高、阻燃、寿命长。 方式 。 该装置研制出便携式（手提箱）和固定安装式（壁挂箱）两种产品，既可供多人（操控）稳定使用，又可供个人（操控）移动使用。 构紧凑 。 限速器采用精铸铝合金外壳，精美，轻质（ 2 总体方案设计 12 2 总体方案设计 设计题目： 缓降器性能试验机设计 设计要求： 1） 了解缓降器性能试验机的用途，主要构成；策划系统的总体结构和实现方案。 2） 了解缓降器性能试验机的工作原理，设计缓降器性能试验机的机械结构。 3） 完成缓降器性能试验机的电气部分设计。包括：直流电机的加载原理，直流电机控制器的控制电路，拉力测量 电路设计，线速度测量电路设计，微机计数卡的原理框图，控制软件流程图。 4） 完成翻译译文，最少工作量为 5000 汉字。 5） 针对本课题内容需要绘制 4张0写 2万字设计说明书。 设计参数： 1、绳的直径： 42、下降速度： s。 3、承载力： 100、机架高度： 5、脉冲测长： 100m。 6、调速器：欧陆直流调速器。7、采集卡：宏拓 7484 采集卡。 8、电磁离合器： 2个，一开一合。 本设计为缓降器性能试验机设计。在设计的过程中，需要由电 机提供动力。而电动机的转速较高，传递的转矩则较小，故不能将电动机输出轴和电磁离合器输入轴直接联结，须经过减速、增扭过程，再与电磁离合器输入轴联结。在设计中，一般采用减速器作为电动机与工作机之间的联结装置。在本设计中，我们采用锥齿 电动机的动力通过减速器传递给电磁离合器。电磁离合器通过绕在其上面的缓降绳与缓降盘联结，缓降盘上装有拉力传感器，通过传感器测定通过缓降盘的拉力的变化，传递给采集卡及微机控制系统。在电动机上装有测速发电机，测定电动机转速的变化。 在设计中，电动机和减速器之间 通过 速器和电磁离合器之间通过联轴器联结。实际选择时应根据实际情况选择 设计中，一般将机器之间的传动设计成直线联结形式，因此，我们选择联轴器作为减速器输出轴和电磁离合器输入轴之间的联接装置，选择 所以选择锥齿 因为用它可实现将机器设计成直线传动形式的目的。考虑到减速的程度问题，选择两级锥齿 综上所述，系统总体传动方案如图 13 在检测 中，需采集缓降绳所受拉力的大小及其下降速度的大小，将两个参数分别列在坐标轴横纵坐标上。当拉力在 245N 980试验机是合格的，可作为救生装置装在楼道内。 实际上，我们是通过测定电动机的转速来间接测定缓降绳的下降速度的。电动机转速的测定是同过测速发电机来实现的，具体测定过程见 缓降绳下降速度 线如图 示。 3 电动机的选择 14 3 电动机的选择 选择电动机的型号和结构型式 电动机的选择既要考虑实用性、节能型 ，又要考虑其满足设计要求的性能，在缓降器性能试验机设计中，人的重量为 :25100 降速度为 :s 1.5 m/s,设计中，我们均取最大值，作为缓降绳所受拉力和下降速度，则拉力 F=000N,V=2 m/s,去工作机效率w=求得工作机（即电磁离合器绕绳轮）功率为： 1000 1000 = (3式中， w工作机效率； 工作机要求的输入功率； F工作机阻力； V工作机线速度。 电动机所需的输出功率为： (3式中， 工作机要求的输入功率； 电动机至工作机的传动效率。 设计中要求电动机额定功率 电动动机至工作机的传动效率： = 1 23n由机械设计课程设计查得 承、联轴器等的传动效率分别为： 15 =W。 取工作机鼓轮直径（即电磁离合器绕绳轮直径） D=400工作机轴转速为： 1060 =400 210603 = (3查机械设计课程设计表 22，锥齿 15,则电机的转速范围为： ,（ 815） （ r/机械设计课程设计表 电机同步转速为：1000 r/机额定功率为：机型号为： 电机型号及主要尺寸列表如下 （表 表 机型号及主要尺寸 型号 额定功率 满载功率 r/ 同步转速 （ r/ 电机中心高 （ 外伸轴直径和长度 D E （ 960 1000 132 38 80 分配传动比 电动机选定以后，根据电动机的满载转速 工作机转速 可确定传动装置的总传动比为： i= 下面将总传动比分配给锥齿 机械设计课程设计教材，对于锥齿 锥齿轮传动比为 1i =应使 1i 3，3 电动机的选择 16 最大允许 1i 4，我们取 1i =3，取整数 1i =合要求。对于圆柱齿轮 2i ，要求 2i =35，而实际上 2i =i/1i = 2i =4，符合要求。 故锥齿轮和圆柱齿轮传动比分别为： 1i =2i =4。 传动装置动力与运动参数设计 各轴转 速 n = 1960 =960 r/ n = 384 r/ n = 4384 =96 r/ n =96 r/ 各轴功率 P = 1 = P = P 1 2 =W， P = P 4 5 =W， P 67=W。 17 各轴转矩 T =95509550 m, T =95509550 m, T =95509550 m, 5509550 m。 将传动装置运动和动力参数计算结果列表如下（表 表 3 . 2 传 动 装 置 运 动 和 动 力 参 数 轴I 轴电动机轴效率传动比 功率 减速器设计 18 4 减速器设计 由总体方案知，采用锥齿 减速器的设计中，总体尺寸主要由锥齿轮及圆柱齿轮的尺寸决定，因此，锥齿轮及圆柱齿轮的设计是至关重要的。 圆 锥齿轮设计 1. 选择齿轮材料 、热处理 根据设计要求，选用闭式软齿轮设计。 大齿轮： 45#，正火，齿面硬度： 190 200 小齿轮： 45#，调质，齿面硬度： 220 230 2. 选择齿轮精度等级 、齿数、齿宽系数 缓降器性能试验机为一般性提升、移位装置，故选用 8 级精度。 对 闭式软齿轮，推荐小齿轮齿数 1z =20 40,选 1z =30，则 2z = 1z 1i =75. 1u =12i 。 由机械设计教材知，齿宽系数 R = R = 3. 确定相关参数 =21 1 = =211u=2 = 当量齿数：110=12， 19 225=202， 当量齿轮端面重合度： o 。 4. 按齿面接触疲劳强度设计 由 1d 3221) （ 4 确定式中各项数值： 由表 ， 1T = T =310 N 载荷受中等冲击，查机械设计（以下简称机设），初选载荷系数 查机设表 9弹性系数 查机设图 9节点区域系数 由v=机设图 9接触强度重合度系数Z= 由机设式 9， H =4 分别查机设图 9d） , 9c） ,取 1=5252=390 查机设表 9 对锥齿轮工作寿命为 10 年，则 911 36510(19606060 89112 查机设图 9 4 减速器设计 20 将以上各参数代入式（ 4得 1H =11=420 2H =259 取 2H=359 计。 将以上求得的1T 、 R 、 u、 Z、 2H代入式（ 4得 32212) = 32233 5 98 7 8 = 则 V=3111060nd t = =s, 由机设表 9 由机设图 9 又锥齿轮齿宽系数1RR u 2 12 = = 查机设图 9K=机设图 9K= K= K K=所以， 1d = 由 1d = m 1z , 所以 m=11机设表 9 m=3。 锥齿轮主要几何尺寸如下： 21 1d = m 1z =3 30=902d = m 2z =3 75=225R =2 =2322 7530 =b= R R = 因锥齿轮大小齿轮宽度相等，取齿宽 1B = 2B =3211d = 1d =903 22d = 2d =2253 11d +2= 1d +2m =90+2 1 3 22d +2 = 2d +2m =225+2 1 3 5. 校核齿根弯曲疲劳强度 由 2321211) （ 4 确定Y、 F ： 由机设知， 5 当量齿数 8 s 111 s 222 查机设图 91 查机设图 9 4 减速器设计 22 查机设图 9c），在 取 301 ， 同理，在 机设图 9d）上取 102 ， 查机设表 9c） ,取 又应力循环次数 91 N ，82 N ，查机设图 9 故 i i ， i i ， 将确定出的各项数值代入弯曲强度校核公式（ 4得 , M P Y 2 112212 ， 故齿根弯曲疲劳强度满足要求。 圆 柱齿轮设计 1. 选择齿轮材料 、热处理 根据设计要求，选闭式软齿轮设计。 大齿轮： 45#，正火，齿面硬度： 190 200 小齿轮： 45#，调质，齿面硬度： 230 240 2. 选择齿轮精度等级 、齿数、螺旋角 因缓降器性能试验机为一般性提升、移位装置，故选用 8级精度。 23 对 闭式软齿轮，推荐小齿轮齿数 1z =20 40,选 1z =25，则 100254122 2u =124= 2i 。 初选螺旋角 15 。 3. 按齿面接触疲劳强度设计 由 321112 （ 4 确定式中各项数值： 由表 ， 1T = T =310 N 因载荷平稳，初选载荷系数 5.1 查机设表 9齿宽系数 9.0d， 查机设表 9弹性系数 查机设图 9节点区域系数 由式 9面重合度 o 纵向重合度 a a 查机设图 9接触强度重合度系数 Z， 又螺旋角系数 Z， 设圆柱齿轮工作寿命为 10 年，由机设式 9应力循环次数 811 3 6 510(13 8 46060 88212 4 减速器设计 24 查机设图 9接触强度寿命系数 查机设图 9d） ,按小齿轮齿面硬度平均值 235 中间（适当延长 ）查得小齿轮接触疲劳极限 401 ，同理，在图（ d）上查得大齿轮接触疲劳极限 902 ， 查机设表 9齿轮最小安全系数 则许用接触应力 i i ， M P 13902m i i ， 取 设计。 将以上所求各数据代入式（ 4得 3211212 = 2 = 则 t / 8 311 , 由机设表 9使用系数 K ， 由机设图 9动载系数 K， 由机设图 9齿向载荷分布系数 K， 由机设图 9 齿间载荷分配系数 K，则载荷系数 1 3 8 A ， 25 311 ， 5c o o n ， 由机设表 9斜齿圆柱齿轮模数 5.2 圆柱齿轮主要几何尺寸为： 中心距 115co 1 0 025( 21 ,取 60 。 螺旋角 r c c a r c c 1 n ， 故 。 n 6 o s 11 ， n 69 7 6 0 s 22 ， d ， 取大齿轮齿厚 02 ，小齿轮齿厚 81 。 5. 校核齿根弯曲疲劳强度 由 112 （ 4 计算当量齿轮端面重合度 2 由机设表 9，端面压力角 0t a na r c t a nc o st a na r c t a n 减速器设计 26 基圆柱上的螺旋角b的余弦为 o s 20c o o s c o sc o sc o s ， 故 s 22 ， 由机设式 9合度系数 ， 由机设图 9螺旋角系数 Y， 当量齿数 s 3311 00co s 3322 查机设图 9齿形系数 查机设图 9应力修正系数 查机设图 9弯曲疲劳强度寿命系数 由机设 9c） , 按小齿轮齿面硬度平均值 235 （适当延长）上查得小齿轮弯曲疲劳极限 401 ，同理，在图（ d）上查得大齿轮弯曲疲劳极限 102 ， 查机设表 9齿轮最小安全系数 则许用弯曲应力 M P i i ， 02m i i ， 将以上所求各数据代入式（ 4得 27 , M P Y 112212 ， 故齿根弯曲疲劳强度满足要求。 锥齿 锥齿轮数据 ; ; f ; 301 z ; 751 z ; 01 ; 252 ; ; 221 ; a ; a ; f ; f 。 圆柱齿轮数据 ; a ; f ; 251 z ; 1001 z ; ； ； 60 ； 41 ; 562 ；81 ； 02 ; ; ； ； 6222 。 4 减速器设计 28 轴、轴承、键及联轴器型号的选择 由机械设计课程设计（以下简称机设课设），初估轴径： ， 电机轴： 05 3 81 1 8 33 ，取 8 ； 轴： 3 ，取 8 ； 轴： 3 ，取 2 ； 轴： 3 ，取 2 。 -轴上轴径、轴承、键及油封的确定 -轴上各轴段直径 根据初估轴径，取 4 ，则由机设课设得其他轴段直径分别为： ， 取 0 ； -轴段上有角接触球轴承， 初取 ， 由机设课设表 0； ； -轴段上有角接触球轴承且应和 -轴段上轴承型号尺寸相同，故 29 0V ； 0V V 。 所以各轴段直径分别为： 4 ； 0 ； 0； 8 ； 0V V ； 0V V 。 -轴上各轴段直径尺寸及轴承安装如图 -及 - 轴段上轴承的确定 由机设课设，确定两轴承的型号及尺寸如下： 型号：滚动轴承 7208C 寸： 188040 -轴段及 -轴 段
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