JXSW01-016@可移动的墙设计及三维建模
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机械毕业设计全套
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JXSW01-016@可移动的墙设计及三维建模,机械毕业设计全套
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1 绪论 1.1 墙体及其材料现状 1.2 滑轮机构简介 1.3 Pro/E 三维软件简单 1.4 本课题研究的内容与意义 2 传动方案设计 2.1 功能要求 2.2 方案比较 2.3 方案确定 3 滑轮设计计算 4 结构 设计与材料选型 5 Pro/E 三维建模及虚拟装配 nts 1 绪论 1.1 墙体及其材料现状 建筑墙体是我国建筑工业的重要组成部分。新型墙体作为墙体建筑的主要发展方向 ,也是一个国家建筑水平和建材工业发展水平的重要标志。 新型 墙体材料和新 型 房屋 墙体结构是墙体发展的两个重要方向，目前，国内外 着 重 对新型墙体材料的研究，而对房屋墙体结构的研究相对较少。 新型墙体材料主要是用混凝土、水泥或粉煤灰、煤矸石等工业废料和生活垃圾生产的非黏土砖、建筑砌块及建筑板材。实际上，新型墙材已经出现了几十年，早在上世纪五、六十年代，建筑砌块就在欧美各国普遍使用；而建筑板材，在上世纪九十年代初日本就占到了墙材总量的 64% ,美国占到 47%。由于这些材料我国没有普遍使用，仍然被称作新型墙体材料。 我国建筑材料行业流行着 3 个 70%的说法 ,即房建材料的 70%是墙体材料；墙体材料的 70%是实心黏土砖；而建筑行业节能的 70%有赖于墙体材料的改革。这种说法一方面是国内墙材应用的真实写照，另一方面也说明墙材革新有着巨大的潜力。 一、国内外的几种主导产品 墙体材料的生产和应用有很强的地域性，其发展受到各国 (地区 ) 的资源、自然条件、工业和科学技术水平、建筑风格、民族习俗等方面的影响。尽管各发达国家情况不同 ,但其共同特点是：走节能、节土、低污染、轻质、高强度、配套化、易于施工、劳动强度低的发展道路。因此 ,国内开发新的建筑材料，完全可以根据上述特点，来决定我们是不是可以上 这种产品。有的产品符合节能节土的原则，但目前暂时在施工方法或配套器具还不完善，就需要我们去完善开发市场，根据企业自身的情况做决策。 国外墙体材料在遵循保护环境、节约能源、合理利用资源、发展绿色产品的基础上，根据本国的情况各有侧重。主要产品有：灰砂砖、灰砂型加气砼砌块和板材、混凝土砌块、石膏砌块、复合轻质板材、烧结制品等。这些产品的生产特点是：规模大，自动化程度高，产品质量好，各自形成本地区的主导墙体材料。 新型墙体材料按原材料分 ,有混凝土、石膏、水泥及灰砂系列，做混凝土砌块、灰砂加气、石膏砌 块、灰砂砖、石膏板、纤维水泥板的较多；按产品的形状分，有块状、单板、复合板、整体式建筑板材之分；按功能分，有外墙板、内隔墙板，承重墙与非承重墙之分。国外比较常用的墙体材料。有加气条板、混凝土砌块 ,灰砂砖及烧结制品、石膏砌块 ,轻质墙板等。 目前国内新型墙体材料行业，在国家政策的引导和支持下，有了突飞猛进的发展，引进国外的先进产品及技术的国产化方面也取得了很大的成绩。但是中国地域辽阔 ,东西部发展不平衡，从整体上来看，还是比较落后。其现状可归纳为：生产规模小，产品质量不稳定，自动化程度低，劳动强度高。如加 气混凝土 ,国内规模大的生产线 (年产 20 万 m3 )仅有 4 5 条，多为年产 10 万 m3 的生产线，而且产品质量不稳定，不能生产板材。再如：轻质板材类的产品有多种，规模大的生产线仅有矿棉板、石膏板生产线 ,我院 2002 年开发的年产 300 万m3 硅钙板生产线在国内属于领先 ,在国外属于中间规模 ;空心条板在国内的生产线多为年产 20 万 m2 (厚度以 10cm 计 ) 以下 ,不能满足开发商用于高层建nts 筑机械化施工的产量要求 ,施工技术不完善 ,存在上墙开裂等问题。这些问题需要设计科研院所、产品制造商、施工单位一起去研究解决。 二、国内新型墙材的发展趋势 新型建筑材料行业十五规划指出 ,墙体材料总的发展趋势是 : 1、产品结构趋向合理。以黏土为原料的产品大幅度减少，并向空心化和装饰化方向发展 ;石膏制品以纸面石膏板为主，增长迅速； 建筑砌块持续增长，并向系列化方向发展，产品以混凝土砌块为主且向空心化发展，装饰砌块和多功能、易施工的砌块也将得到发展；质量轻、强度高、保温性能好的功能性复合墙板将迅速发展。 2、生产技术向高层次发展。生产设备向大型化、生产向规模化、生产过程向自动化发展；劳动生产率大幅度提高；生产节能 、建筑节能与再生资源的开发利用并举；充分利用废弃物生产建筑材料 ,使粉煤灰、煤矸石等工业废渣、建筑垃圾和生活垃圾等废弃物得到有效利用。 3、开发各种新的制砖技术，如垃圾砖生产技术，蒸压粉煤灰砖生产技术，烧结粉煤灰砖生产技术，泡沫砖生产技术等。建筑砌块向多品种、大规模、自动化方向发展。加气混凝土在原料发泡过程中采用震动切割装置技术。切割、浇注和模具的大型化是加气混凝土的发展方向。 4、市场前景。据预测， 十五 时期我国房地产业将获得前所未有的发展，到 2005 年，城镇居民人均住房面积将达到 22m2，预计 2005 年我国城镇居民人口将达 514 亿人， (2000 年为 4158 亿人 )，要新增住房面积28112 亿 m2 ，加上拆迁重建的面积，新建住宅面积逾 46 亿 m2。巨大的需求，给新型墙材市场带来了巨大的发展机遇。按照可持续发展的战略部署，国家经贸委将禁止使用 (乃至生产 ) 黏土实心砖作为推进墙体材料革新的突破口，确定了 170 个大中城市在 2003 年 6 月 30 日前禁止使用黏土砖， 十五 期间将淘汰 2 万家黏土实心砖企业。这给墙材企业带来了发展契机。我们可以根据城市规划的要求选择产品。中小城市以小高层 以下的住宅为主 ,可以选择上混凝土砌块；有粉煤灰资源的地区，可以选择做粉煤灰蒸压砖或粉煤灰加气混凝土产品。特别是粉煤灰蒸压砖，施工单位易于接受。近期内将有与国外设备同等产量的主机设备出现，使企业在选择主机设备上有更大的挑选余地。大中城市根据有关部门的规划，城市建筑主体以框架结构为主，可以选择轻质板材，如加气条板、硅酸钙板、复合板、石膏砌块等产品作为投资对象。 1.2 滑轮机构简介 滑轮的定义 滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索（绳、胶带、钢索、链条等）所 组成的可以绕着中心轴转动的简单机械叫做滑轮。滑轮是变形杠杆，属于杠杆类简单机械，用途很广。在我国早在战国时期的著作墨经中就有关于滑轮的记载。中心轴固定不动的滑轮叫定滑轮，是变形的等臂杠杆，不省力但可以改变力的方向。中心轴跟重物一起移动的滑轮叫动滑轮，是变形的不等臂杠杆，能省一半力，但不改变力的方向。实际中常把一定数量的动滑轮和定滑轮组合成各种形式的滑轮组。滑轮组既省力又能改变力的方向。工厂中常用的差动滑轮（俗称手拉葫芦）也是一种滑轮组。nts 滑轮组在起重机、卷扬机、升降机 ,高压线上坐滑轮等机械中得到广泛应用。 滑轮的种类 按制作材质分：木滑轮、钢滑轮和工程塑料滑轮；按使用方法分：定滑轮、动滑轮以及动、定滑轮组成的滑轮组；按滑轮数目分：单滑轮、双滑轮、三滑轮、四滑轮以至多轮等多种； 按滑轮作用分：导向滑轮、平衡滑轮； 按连接方式分：吊钩式、链环式、吊环式和吊链式。 定滑轮 定义：使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，但可改变作用力方向 . 定滑轮的特点 通过定滑轮来拉物体并不省力。通过或不通过定滑轮，弹簧测力计的读数是一样的。可见，使用定滑轮不省力但能改 变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。 定滑轮的原理 定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂（ L1)、阻力臂 (L2)都等于滑轮半径。根据杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。 动滑轮 定义：轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省 1/2 力多费 1 倍距离 .使用动滑轮能省一半力，费距离。这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。不改变力的方向，动 滑轮的原动滑轮实质是个动力臂（ L1）为阻力臂（ L2）二倍的杠杆。 滑轮组 滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组，既省力又可改变力的方向 . 滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是总重的几分之一 .绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了 . 使用滑轮组虽然省了力，但费了距离，动力移动的距离大于重物移动的距离 .费距离的多少主要看定滑轮的饶绳子的段数 . 滑轮组的用途 : 为了既节省又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。省力的大小使用滑轮组时，滑轮组用几段绳吊着物体，提起物体所用 的力就是物重的几分之一。滑轮组的特点用滑轮组做实验，很容易看出，使用滑轮组虽然省了力，但是费了距离 动力移动的距离大于货物升高的距离。 1.3 Pro/E 三维软件简介 1.3.1 Pro/Engineer综述 Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。 参数化设计和特征功能 Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员 采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 nts 单一数据库 Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不 像 一些传统的 CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变， NC（数控 ）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 1.3.2 Pro/Engineer模块阐述 一、 Pro Engineer Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。 Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（ Ribs）、槽（ Slots）、倒角（ Chamfers）和抽空（ Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕 上显示，还可传送到绘图机上或一些支持 Postscript格式的彩色打印机。 Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下 (没有任何附加模块 )具有大部分的设计能力，组装能力 (人工 )和工程制图能力 (不包括 ANSI， ISO， DIN或 JIS标准 )，并且支持符合工业标准的绘图仪 (HP， HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维 图形输出。 Pro/Engineer功能如下： 1 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）； 2 参数化（参数 =尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）； nts 3 通过零件的特征值之间，载荷 /边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计。 4 支持大型、复杂组合件的设计 (规则排列的系列组件，交替排列， Pro PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等 )。 5 贯穿所有应用的完全相关性 (任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动 )。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro ENGINEER的基本功能 . 二、 Pro ASSEMBLY Pro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。 Pro/ASSEMBLY是 Pro/ADSSEMBLY的一个扩展选项模块，只能在 Pro/Engineer环境下运行，它具有如下功能： 1 在组合件内自动零件替换 (交替式 ) 2 规则排列的组合 (支持组合件子集 ) 3 组装模式下的零件生成 (考虑组件内已存在的零件来产生一个新的零件 ) 4 Pro/ASSEMBLY里有一个 Pro/Program模 块，它提供一个开发工具。使用户能自行编写参数化零件及组装的自动化程序，这种程序可使不是技术性用户也可产生自定义设计，只需要输入一些简单的参数即可。 5 组件特征 (绘零件与，广组件组成的组件附加特征值如：给两中零件之间加一个焊接特征等）。 三、 Pro CABLING Pro/CABLING提供了一个全面的电缆布线功能，它为在Pro/ENGINEER的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行，它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化 设计。 Pro/CABLING功能包括： 1 新特征包括：电缆、导线和电线束； 2 用于零件与组件的接插件设计； 3 在 Pro/ENGINEER零件和部件上的电缆、导线及电线束铺设； 4 生成电缆 /导线束直线长度及 BOM信息； 5 从所铺设的部件中生成三维电缆束布线图； 6 对参数位置的电缆分离和连接； 7 空间分布要求的计算，包括干涉检查； nts 8 电缆质量特性，包括体积、质量惯性、长度； 9 用于插头和导线的规定符号。 四、 Pro CAT Pro CAT是选用性模块，提供 Pro ENGINEER与 CATIA的双向数据交换接口， CATIA的造型可直接输入 Pro ENGINEER软件内，并可加上 Pro ENGINEER的功能定义和参数工序，而 Pro Engineer也可将其造型输出到 CATIA软件里。这种高度准确的数据交换技术令设计者得以在节省时间及设计成本的同时，扩充现有软件系统的投资。 五、 Pro CDT Pro/CDT是一个 Pro/ENGINEER的选件模块，为 CADAM 2D工程图提供 PROFESSIONALCADAM与 Pro/ENGINEER双向数据 交换直接接口。 CADAM工程图的文件可以直接读入 Pro/ENGINEER，亦可用中性的文件格式，经由PROFESSIONAL CADAM输出或读入任何运行 Pro/ENGINEER 的工作站上。 Pro/CDT避免了一般通过标准文件格式交换信息的问题，并可使新客户在转入 Pro/ENGINEER后，仍可继续享用原有的 CADAM数据库。 六、 Pro CMPOSITE Pro/COMPOSITE是一个 Pro/ENGINEER的选件模块，需配用 Pro/ENGINEER及 Pro/SURFACE环境下运行。该模 块能用于设计、复合夹层材料的部件。 Pro/COMPOSITE在 Pro/ENGINEER的应用环境里具备完整的关联性，这个自动化工具提供的参数化、特征技术适用于整个设计工序的每个环节。 七、 Pro DEVELOP Pro/DEVELOP是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/ENGINEER软件环境下。 Pro/IDEVELOP包括 C 语言的副程序库 ,用于支援 Pro/ENGINEER的交接口，以及直接存取 Pro/ENGINEER数据库。 八、 Pro DESIGN Pro/DESIGN可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析以及 3D部件平面布置。 Pro/DESIGN也能使用2D平面图自动组装零件。它必须在 Pro/Engineer环境下运行。其功能有： 1 3D装配图的连接层次等级设计； 2 整体与局部的尺寸、比例和基准的确定； 3 情况研究 -参数化详细草图（ 2D解算器、工程记录和计算）绘制； 4 组装：允许使用 3D图块表示零组件了定位和 组装零件位置； nts 5 自动组装。 九 、 Pro DETAIL Pro/ENGINEER提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生成，全尺寸修饰，自动生成投影面，辅助面，截面和局部视图， Pro/DETAIL扩展了 Pro/ENGINEER这些基本功能，允许直接从Pro/ENGINEER的实体造型产品按。 ANSI/ISO/JIS/DIN标准的工程图 Pro/DETAIL支持的功能包括： 1 支持 ANSI， ISO， JIS和 DIN标准； 2 全几何公差配合： * 特征控制标志 * 基本 尺寸标注 * 公差基准面和轴； 3 测量标准 * 毫米尺寸 * 公差尺寸 * 角度尺寸 4 字符高度控制； 5 图内可变字符高度； 6 用户自定义字体； 7 图内多种字体； 8 双尺寸标准； 9 纵向尺寸标注； 10 扩展视图功能： * 零组件剖视图 * 自动画面剖线 * 半剖图 * 多暴露视图 * 旋转面剖视图 * 比例视图（所有视图不同比例） * 轴测图 (ISO标准 ); 11 表面光洁度标记； 12 用户自定义绘图格式和绘图格式库； 13 图表； 14 用于 Pro/DETAIL设置隐含标准的配置文件； 15 用于注释表面光洁度和球星的多引线种类； 16 尺寸与尺寸线平行； 17 可选择的消隐线显示观察； 18 具有输入用于注释的 ASCII文件能力； 19 多层零件图和布置图。 Pro/DETAIL也包括 2D非参数化制图功能，可用于生成不需要 3D模型的产品图。 Pro/DETAIL提供下列功能： 1 具有读其它符合 IGES4 0、 SET和 DXF标准的 CAD系统生成的图形能力。 2 具有修改输入图形来影响设计修改或更新能力。 nts 3 具有利用 Pro/PROJECT提供图形储存、恢复等功能来管理这些图形的能力。 4 具有通过 IGES到 PTC支持的绘图仪输出这些图形能力。 5 具有将非相关性几何体加到 Pro/DETAIL图形的能力。 6 具有生成用户自定义的符号和符号库的能力。 7 具有生成用户自定义的线型能力。 1.3.3 Pro/ENGINEER软件 主要特性 全相关性： Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一 模块 进行的修改，能够扩展到整 个设计 中，同时自动更 改 所有的工程文文件，包括装配体、 设计 图 、 以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能 ，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 基于特征的参数化造型： Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角角等等，它针对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，也包括非几何属性），然后修改 参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了 实现 这种效率， 必须 允许多学科的工程同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各 种 工作，由于使用了 Pro/ENGINEER特性的全相关性功能，因而使之成为可能。 装配管理： Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如 “ 啮合 ” 、 “ 插入 ”、“ 对齐 ” 等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高强的功能支持大型复杂装配体的制造 和管理，这些装配体中 零件的数量不受限制。 易于使用：菜单以直观的方式设计出现，提供了设计选项和预先选取的最普通选择，同时简 短的菜单描述和完整的线上帮助，这种形式使的容易学习和使用。 nts 1.4 本课题研究的内容与意义 本课题 研究的对象是移动墙，是为了满足人们追求健康，节约，节能、环保的要求而提出来的，本课题所研究的内容如下： 移动墙应符合以下 要求 ： 1）移动墙的材质、组合方式应符合设计要求。 2）移动墙轨道安装必须与基体结构连接牢固。用于组装、推拉和制动的构、配件应安装牢固，位置准确。 3）移动墙 电动控 制， 必须安全、平稳、灵活。 本课题的意义如下： 一、新型墙体发展 ， 能改变墙体材料不合理的产品结构，达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。 二、新型建材及制品是可持续发展战略的要求对于能源和耕地等资源人均占有量只有世界平均水平 1 4 的中国来说 .国民经济和社会与资源、生态环境协调发展显得更为重要和迫切。目前我国粘土实心砖仍占墙体材料总产量的近 80，能耗高、毁田、污染等问题十分严重 .每个消耗 22 亿吨的粘土资源，制砖毁田约 12 万亩，耗能 8200 万吨标煤，同时排放大量的粉尘和二氧化碳。因此，发 展机关报型建筑材料及制品关系到我国 jr 持续发展战略的实施，同时也关系到建材工业的健康发展。随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高，人们对居住和 T 作场扬要求也不断提高。许多国家的经验证明，它是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不令要求建筑物的质量、功能要完善，而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品，只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品，可以显著改善建筑物的功能，增加建筑物的使用面积，提高抗震能力，便于机械化施工和提高施工效率，而且同等情况下可以降 低建筑造价。天津、成都等城市的实践证明，在同等条件 F，采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面积近 10，减轻建筑自重 4以上，有效提高抗震能力。按目前年竣一城镇住宅 2.4 亿平方米的 1采用新材料计，每年可增加有效使用面积约 2000 万平方米，综合造价可降低约 4一 7，此外，发展新型建材对于环境保护和资源综合利用也有显著效果，以 ”八盘 ”期间为例，仅发展新型墙体材料就累计节约生产能耗和建筑采暖能耗 2200 多万吨标煤，减少毁田约 15 万亩，利用工业废渣 95 万吨，减少三氧化碳排放量 23 万吨。作为与建筑业关联性最强， 70的产品应用于建筑业的建材工业来说，发展新型建材及制品纳入到建筑设计、施工规程规范中 .以推广应用新型那样促进新型建材的发展。推应用新型建材不仅社会效益可观，而目 .经济效益显著。如建筑上应用新型保温材料节能一项的费用 .就远大于用新型建材顶替粘土实心砖所增加的费用。因此，发展新型建材及制品是社会进步和提高社会经济效益的重要一环。 三、新型墙体未来发展趋势新型墙体材料以节能、节地、利瘦和改善建筑功能为目的，大力发展各种轻质板材和砼砌块 .开发承重复合墙体材料、新型墙体材料占墙材总最的比例将由 ”九五 ”末期的 28增 长至 35：重点是建设 L 档次、不水平、规模的主导产。品生产线夸心砖重点发展利用废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高强度的承重多孔砖、外墙饰而的清水墙砖；混凝土砌块重点发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块，蘑点发展机械化 (挤压式 )生产的轻质多孔条板、外墙复合保温或带饰而的装配式板材，并配合建设部门推广应用轻钢结构体系，发展各种装配式条板。瞄准有市场前景的新产品、新技术，在引进、消化、吸收国外先进技术装备的基础上，研究开发适合我围国情的新丁艺、新技术和新装备。重点，能少用天然资源，降低能耗并大量使用 废弃物作原料；尽量采用不污染环境的生产技术；尽量做到产品不仅不损害人体健康，而应有利人体健康；加强多功能、社会效益好的产品开发。 nts 2 原理方案确定 2.1 功能要求 本移动墙体要满足如下功能要求： 1） 前面 三面墙体可以移动，前面的墙体 全部 移动出来，房间空间在未移动之前的 1倍 ; 2） 墙的移动有可操控性， 可在一定范围内调节墙空间大小 ; 3）墙的选材要轻 。 2.2 方案比较 由前述功能要求，实现墙体的移动，可采取如下两种方案： 方案 1： 原理图如下： 图 2-1 由丝杠带动墙体 此方案由一个电机带动一个减速器 ，减速器输出运动和动力，传递给一个丝杠，丝杠带动丝杠上的滑块直线运动，滑块恰好与活动的门固结，从面带动活动门板左右滑动。 方案 2： 原理图如下： nts 图 2-2 由滑轮带动墙体 该方案由钢丝绳与滑轮组成，由一步进电机带动一减速大轮转动， 转速大轮带动钢丝绳运动，钢丝绳的绕法如图所示，这样使两侧线钢丝绳轧头处同步移动，即可使两面墙与钢丝绳相连处同步移动。 综合以上两种方案比较：方案 1由电机、减速器、最后由丝杠带动活动墙移动，该方案 可实现预期功能，但是，减速机，丝杠等是传动精度较高的传动方案，加工制造成本较高，而且 该方案结构庞大，用于居家，会占用较大空间。 方案 2由电机 减速大轮 带钢丝绳 移动，钢丝绳由滑轮支撑， 此方案制造相对较简单，安装方便。因此，选用方案 2 更合理。 2.3 方案确定 由 以上方案比较，采 用方案 2更合理，因此， 确定为 传动 方案 ： nts 图 2-3 确定的传动方案 3 设计计算 3.1 电动机的选择 3.1.1 墙体所需移动拉力 为了减小墙体重量， 移动 墙体材料采用聚氨脂发泡板，采用这种材料，密度可控制，发泡时，我们将密度控制为 30.2 /g cm ,墙的体积约为 V ( 3 3 2 3 5 ) 0 . 1 1 5 =3.795 3m 则墙的重量约为 3 . 7 9 5 2 0 0 7 5 9m V K G 加上其它附件， 取重量 m=800KG 计算 ; 墙的移动，以速度较为缓慢为宜，因为速度太高，会产生冲击， 速度太低，又移动时间特别长， 经过实践模拟，速度设为 0.1 /V m s 更佳。 为了减小摩擦力，墙体上设计有滚轮， 滚轮沿着固定在顶部的 滑道滚动，从而带动 墙体移动 ，其结构 及受力 如下： nts 图 3-1 受力分析 由 2表 3-28，得计算公式 M Nk Fr 其中 M 转矩 ; N 滑轨所受的压力 ; K 阻力矩系数 ; F 受到的拉力 ; R 轮子半径 。 所以 NkFr移动墙部分的重量约为 800KG， 则其所产生的向下重力为 8 0 0 1 0 8 0 0 0N G m g N 2表 3-28 查得 k=0.004 轮子的半径 r=20mm=0.02m 所以 8 0 0 0 0 . 0 0 4 16000 . 0 2NkFNr 3.1.2 电机的选择 根据实际情况，取传动效率为 0.9 则 电机所需功率： / 0 . 9 1 6 0 0 0 . 1 / 0 . 9 1 7 7 0 . 1 7 7P F v W K W 选择三菱直线伺服电机： P2A-12M-1SS0 其功率为 0.9wP KW最大速度为 2/v m s 3.2 钢丝绳、滑轮和卷筒直径的确定 nts 3.2.1 钢丝绳 的计算与确定 滑轮 为定滑轮 ， 按 1600QP F N，； 钢丝绳所受最大拉力（载荷）： m a x1600 1 6 3 2 . 61 0 . 9 8 QPSNZ 滑式中 QP 最大载荷， Z 拉 重的钢丝绳分支数 ， 1Z ； 滑 滑轮组效率，滑=0.98； 所选钢丝绳的 直径 应满足： maxSCd 0.1 1632.6 4.04mm 式中 d 钢丝绳 直径 ； maxS 钢丝绳最大静工作拉力 ； C 选择系数，根据起重机械表 2-4， NmmC /1.0 ； 取钢丝绳直径 6d mm ， 捻向：交互 右 捻、 选择钢丝绳型号为： 6W(19)- 6-155-I-光 -右交 19968918/ TGB 3.2.2 滑轮和卷筒直径的确定 按 钢丝绳中心 来计算 滑轮与卷筒的 最小 直径： hdD min ； 式中 minD 按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小直径； d 钢丝绳直径； h 与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，根据机械设计手册表 8.1-61，对滑轮 1h =3，对卷筒 2h =8； 根据 (式 1-3)，得 滑轮 m i n 2 3 6 1 8D h d m m ； 取 定 滑轮直径 (滑轮槽 中心 直径 ) 20D mm ， 卷筒 m i n 1 8 6 4 8D h d m m ； nts 3.3 卷筒的计算 3.3.1 卷筒的基本尺寸 取卷筒（按槽底计算）直径 D 50mm ； 卷筒的计算 直径（按缠绕钢丝绳的中心计算） D 56mm卷； 卷筒长度 012 ( ) 2 ( 3 2 1 6 )sL L L 96mm （式 9） 式中 0L 卷筒上有螺旋槽部分长 0 1 2 2 2 8L Z Z p 32mm 其中 1Z 绕的圈数 ； 2Z 固定钢丝绳安全圈数，取 21 Z ； p 绳槽槽距，查机械设计手册表 8.1-49，得 8p ； 1L 无绳槽卷筒端部尺寸，1 2 1 6L p m m； 2.3.2 验算卷筒强度 卷筒的采莲采用 HT30，抗压强度为 MPa750 ， 抗拉强度为 MPa250 。 卷筒所受压应力 m a xS 1 6
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