高楼逃生装置设计.doc

毕 业 设 计题 目： 高楼逃生装置设计 院 系： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级: 机设1201 学 号: 201202010101 学生姓名： 冯伟峰 指导教师： 谭立新 2016年5月28日 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 高楼逃生装置设计 姓名 冯伟峰 学院 机械学院 专业 机械设计 班级 1201 学号 201202010101 指导老师 谭立新 职称 教授 教研室主任 钟定清 一、基本任务及要求：任务 1.总体方案设计（平面、三维、爆炸图） 要求 1.图纸折合A0不少于3.0张 2.主要技术参数确定 2.说明书论文少于1.5万字 3.主要机构设计 3.尽量设计出二种以上方案 ，一种具体， 4.主要零部件设计 其二只做总体方案 5. 应用相关合适软件分析研究（选做） 4. 独立完成 二、进度安排及完成时间： 第1周：课题熟悉 资料查阅 第10周：设计零件 第2周：开题报告 文献综述 第11周：控制系统设计 第3周：拟定总体方案 第14周：说明书（论文）撰写 第4周：总装图草案、初定主要结构 第15周：说明书（论文）设计审核 第5周：机动 第16周：答辩 第6周：毕业实习及实习报告 第7周：平面、三维、爆炸图 第8 周：平面、三维、爆炸图 第9周：主要机构设计 目录摘要1Abstract2第1章 绪论31.1 前言31.2 国内外高楼逃生装置的研究、应用及现状31.2.1高楼逃生装置国内的发展31.2.2高楼逃生装置的国外的发展94第2章 高楼逃生装置的总体设计方案52.1 高楼逃生装置的总体设计 方案一52.2 高楼逃生装置的总体设计 方案二62.3 高楼逃生装置的方案的选择8第3章 主要机构设计93.1 传动件之齿轮机构93.2 传动件曲柄连杆机构之曲柄连杆93.3 传动件曲柄连杆机构之卡槽103.4 传动机构之链条传动113.5 传动机构之链条的张紧装置123.6 动力机构之踏板133.7 制动机构之手把143.8 制动机构之定滑轮153.9 制动机构之小液压缸153.10制动机构之摩擦盘163.11抱紧爬行机构18第4章 主要零部件尺寸设计计算及强度校核194.1 链条设计194.1.1 链条设计准则194.1.2 链轮的基本尺寸及参数204.1.3 链传动的设计要求204.1.4 链传动的设计计算之1号链204.1.5 链传动的设计计算之2号链224.2 锥齿轮传动的设计计算234.3 轴III最小直径的设计254.4 轴I最小直径的设计264.5 伸缩直线液压缸活塞杆设计计算及校核304.6 固定块与下箱体连接螺栓的校核31第5章 控制方案选择与设计325.1 液压制动325.2 电控制电路图32第6章 三维建模346.1 UG概述346.2 摩擦盘外部零件的三维建模346.3 下箱体的三维建模376.4 固定块的三维建模386.5 轴类零件的三维建模406.6 其他零件的三维建模426.7 本高楼逃生装置的整体装配及爆炸图45第7章 关键零件的有限元分析487.1 概述487.2 偏心轴的有限元分析48小 结51参考文献52致 谢54附 录.55 高楼逃生装置设计摘要：现有的高楼逃生装置中，有面对高楼救人时会受高度限制；下降速度太快，易失控导致人员受伤1；只供一个人使用，且受周围环境限制等缺点。根据已有的几种缓降逃生产品的优缺点，本人设计出了一种高楼墙壁的爬墙装置。本装置创新有以下几点：有电的时候，可以通过电力来上下运动，没电时，通过人力用脚踩踏来进行逃生的双控装置；救援的速度可以根据需要手动调节；本装置的刹车装置采用了液压系统中制动放大系统，可以用较小的力止停装置；本装置在一幢楼只需装几架，就可以反复使用的救到需要的人员，并且一次可以救上多人；而费用较高，安装麻烦是其不足之处。但我相信该装置将来能广泛应用于各类建筑。关键词：高楼 逃生装置 爬墙 双控 液压制动 High-rise escape device designAbstract：The existing high-rise escape device, there will be affected by the height of the face restrictions tall rescue; drop too fast, easy out of control resulting in injury; only for one person, and by the surrounding environmental restrictions and other shortcomings. According to slow down the advantages and disadvantages of several existing products to escape, he designed a tall wall Climbing devices. The device has the following innovations: electric, it can be up and down movement of power through, no electricity, by human feet stampede to escape the dual control unit; rescue speed can be adjusted manually as needed; this brake device device uses a hydraulic brake system amplification system, you can use a smaller force stopper apparatus; this means mounted in a building just a few frames, can be used repeatedly to the need to save, and the more time you can save people; and higher costs, installation trouble is its shortcomings. But I believe the future of the device can be widely used in various buildings.Keywords: high-rise； escape device ； Climbing； dual control ；hydraulic brake 1 第1章 绪论1.1 前言当前，高层建筑结构越来越复杂，人员越来越密集，一旦失火就难以控制。由于楼梯、竖井等烟囱效应和电梯在火灾情况下不能保证正常应用，这就给高楼人群的应急逃生带来了极大的难度。一方面，政府应做好防火自救知识的宣传工作，特别是高层居民。如同美国，美国人基本都接受过“生命安全101”培训，从而在发生火灾后，能够熟练运用技能逃生，有效降低伤亡率。据统计，“911”恐怖袭击事件中，1.31.5万人从大楼中安全撤离，该数据足以证明安全培训的重要性2，3。日本及其他许多国家也有相似的措施。另一方面，我国现有消防装备品种单一，用于登高救援的装备主要是消防云梯车，其举高救援最大能力目前约50米，对于更高的高层建筑火灾来说，这些消防应急救援装备只能是“望楼兴叹”。国内常用的消防云梯车，也都只能达到这个高度4。且这些装备的机动性差，加上周边环境影响等诸多因素，制约了高楼火灾的有效扑救和救援逃生5。因此，高楼逃生装置逐渐出现在了人们的眼前，有缓降类、逃生电梯、逃生滑道、应急降落伞、逃生气垫等6。1.2 国内外高楼逃生装置的的研究、应用及现状1.2.1高楼逃生装置国内的发展7(1)奥勃龙高楼火灾逃生装置8见图1.1 该装置巧妙地运用了地球引力、杠杆原理、重量与杠杆翘动的偏心轮产生的摩擦系数成正比的原理，解决了一直以来困扰人们高楼救援和下降的问题，同时几乎可适用于包括妇孺老幼在内的所有人群. 图1.1奥勃龙高楼火灾逃生装置(2)救生气垫9 救生气垫是一种利用充气产生缓冲效果的高空救生设备，见图1.2所示。它具有充气时问短，缓冲效果显著，操作方便等特点。由于其采用阻燃的高强纤维材料制成，因此，具有阻燃、耐磨、耐老化、折叠方便、使用寿命长等特点。 图1.2 救生气垫1.2.2高楼逃生装置的国外的发展 （1）德国人开发的折叠式可充气逃生舱，见图1.3。平时，这种电梯的逃生舱5个一组连在一起，以折叠的方式置于高层建筑的屋顶。当火灾发生时，救援人员开启底楼外墙的一个激活装置，电动系统让折叠逃生舱像手风琴一样打开，并自动充入可让逃生舱悬浮的氦气。然后，逃生舱伸出屋顶边缘，沿着建筑物外墙徐徐降到地而。人们可以从楼顶进入逃生舱，也可在逃生舱经过窗户时迅速进入。10 图1.3 折叠式可充气逃生舱 （2）日本有一种自垂救生索，它和建筑内的消防控制室连在一起，绳索则安装在每个窗的外墙上框部。一旦发生火灾，只要消防控制室一有动作，这些绳索便自动脱垂，在各个窗口形成一条条救生路线。11 图1.4 自垂救生索第2章 高楼逃生装置的总体方案2.1高楼逃生装置的总体设计 方案一图2.1 升降椅简图 如图2.1所示，本设计名为升降椅，人坐在这椅子上，类似与公园的休息椅子，脚踩在上面转动踏板，人随着转动方向的不同而或上或下运动。而与后面工字钢齿条相紧连的是该机构的抱紧机构，使得整个装置不会脱离轨道。因为有了这个，在半空中，人只要踩着踏板，不动，那么整个装置也就定在空中，而不是下落。两手边的是该机构的刹车装置，在突发意外的时候，或者想要急速下落而不睬踏板的时候，就是该刹车装置工作的开始2.2高楼逃生装置的总体设计 方案二如图2.2，图2.3所示，为本设计爬墙电动车装置，当电瓶有一定的电量时，电瓶输出电流带动电动机工作，从电动机的输出轴产生扭矩并通过中间轴一一轴4上的锥齿轮，带动轴6上的锥齿轮，由轴上的锥齿轮转动带动了周六的旋转，并由联轴器使得扭矩传递到轴上上，轴3轴2轴1之间靠着链轮，链条连个主要机构传递扭矩。在轴1上有一个直齿轮用来将转动的扭矩转变为上升的摩擦力，从而使得整个块上升。此装置中，从地面而来的救生员坐在次机构左手边的位子，由其对整个装置的上升下降以及停止进行控制。对于整个电机的运行控制装置主要在左边位置的右把手上，并且可以通过更换档位更换电机电机正负位置，来实现整个装置上升下降以及调速的功能。在左边位置的又把手以及右边位置的做把手上各有一个刹车装置，其使用方法与自行车，电瓶车相同，只要往回拉动扳手，就可以使得整个装置停下来了。其工作原理为：拉动刹车带动下面的液压缸运动（注：为液压缸动活塞杆固定的），利用制动力放大原理，再次由摩擦片上的一个液压缸产生推动力，对里面的摩擦块有一个推动了，使其有一个微量的位移，使其对摩擦片产生摩擦作用从而产生制动效果使得整个装置慢慢停下来，并且把手上有一个止动套，可以将刹车闸套入其中，这样，在特殊的情况下，救援人员就可以腾出双手，对他人进行救援，甚至有时 图2.2 爬墙电动车三维简图候情况太特殊了，要求救生人员不得不走出整个置的时候，通过止动套的作用，整个装置还可以悬在空中，这样救生人员就可以返回此装置，在进行下降逃生。同时，脚踏板又是另一个止动装置，在电力不足或者其他情况下要用脚产生动力时，这时候双脚踩在踏板上，施加一个逆向力矩，整个装置就能在各个自由度限制的情况下静止与空中了。这也是本装置的主要工作原理以及思想、思路产生的来源。 图2.3 爬墙电动车二维图2.3高楼逃生装置的方案的选择本次设计采用的是方案二的设计。方案一，结构紧凑，占用你空间小，制造较为简单是其优点。但是方案二考虑的更为全面，既考虑了电力驱动，同时从人的使用力的情况分析，因此个人倾向于方案二，于是对方案二做了具体设计。第3章 主要机构设计3.1传动件之齿轮机构如图3.1所示，此次设计为锥齿轮传动机构，这样对于竖立的电动机方便其输出轴动力的输出，其中中间那个齿轮受力较小起到的是传递运动，受到的力不是很大，所以并不需要什么特殊的加工方法，另外两个锥齿轮则要进行强度校核等方面计算，并且要对材料进行特殊处理，强化这锥齿轮的强度，使得产品更加安全，使人们用的放心、安心。 中间那个齿轮所固定的部件可以上下的移动 12，即达到分离发动机方便人力踩动爬墙装置的的功用。 图3.1 锥齿轮传动机构 3.2传动件曲柄连杆机构之曲柄连杆 如图3.2所示，通过其转动，进而移动了连杆上下的位移，从而影响了它的连接部件的位置，即中间齿轮的位置，当曲柄在其极限位置处，即为图3.1中的中间齿轮进入工作状态的位置，发动机的工作，扭矩得到了利用，此装置变为电动的，当曲柄不处于极限位置时，改装置为人力踩动的装置。 图3.2 曲柄连杆定位机构3.3 传动件曲柄连杆机构之卡槽 如图3.3所示，该机构包括一个曲柄连杆机构以及一个卡槽或者说是固定槽，在曲 图3.3 卡槽柄到达极限位置时卡主曲柄，限制其自由度，使得该曲柄机构在无外人额外施加作用力的时候不在改变位置。（在该状况下，电动机的转动动能将被得到利用），当需要传动装置靠人力，而不是电力驱动的时候。只需要按下卡槽1，使得曲柄的一个自由度被消除，曲柄能够在一端靠着引力施加的重力了，并绕着曲柄的原点2旋转，从而使得中间锥齿轮脱离工作位置，减小了电机的逆矩（因为当电机接入的时候，人产生的动力会有一部分，输入电动机，使之成为发动机，降低了人力的效率，也影响了装置的上升速度，影响了施救的效率）方便救援。当需要再次用到电机时，可以逆时针或者顺时针转动手把3如图3.4所示，使得整个曲柄机构能够再次接入卡槽之中，这样，电动机又可以再次使 图3.4 手把用了。值得注意的是卡槽的行程，因为曲柄机构较为靠近箱体，之间的距离为9mm，卡槽的行程就只有3mm因为其实需要双倍的移动距离。3.4传动机构之链条传动 如图3.5、图3.6所示，此为本设计的链条结构，一共两次链条传动。链条传动的缺点是：告诉运转时不够平稳；传动是有冲击和噪声。但是对于本装置而言却不是很重要，这些影响基本可以忽略。并且考虑到其特性，链传动具有带传动和啮合传动的一些特性，并且其中的一些优点还是非常便利的。其一,链传动没有打滑和弹性滑动：并且传动比的平均值是一个定值，方便了计算；其二，链传动的效率高达95%以上，是一种很高效率的传动，承载能力也很大，适合这种高楼爬墙装置的应用13。其三，张紧力不是很大，在一般轴承的承载范围内，延长了链轮、链条以及轴零件的寿命。其四，链传动能够吸收震动的能量从而减少冲击力度，加之需要的中心距比较大以及这个链传动所需要的费用相对而言比价少。综上其优点，使用链传动成了本装置不得不选的抉择了。 图3.5 长链条 图3.6短链条3.5传动机构之链条的张紧装置 如图3.7、图3.8所示，分别为张紧轮的二维图以及三维视图。其中图3.7是本零件的二维图，图3.8是本零件的三维图整体效果图。本装置主要由张紧轮1，轴承2，开关壳子3，六角带孔螺栓4，销5，焊接螺栓6，移动块7，孔板杆8，固定凸台9，等零件组合而成。 旋转开关3，里面的六角带孔螺栓4旋转，顺着螺纹向里面移动，因为螺栓头与开关 图3.7 二维图 图3.8 三维视图内部仅仅是简单的接触，并没有粘连，故而螺栓可以顺着开关内部的六角滑槽移动，在螺栓往里面移动，同时带动移动块的垂直墙壁的横向运动，但因为移动块和螺栓是间隙配合，会在螺栓动的时候移动块不动，这时，螺栓上的孔起作用了，在销的作用下，限制了块的自由度，从而在螺栓移动的时候，移动块能够随着螺栓，顺着螺栓的方向移动，在焊接螺柱的带动下，对孔板杆一个作用力，以及力矩，使得该杆子绕着固定凸台转动，从而带动整个张紧轮的旋转，使它产生一个横向位移，进而对链条进行张紧，起到了张紧的作用。对比与一般的弹簧张紧轮装置，此装置在于可以手动调节张紧，在不用的时候基本上可以让链条不处于紧绷，或者高负荷状态，但是弹簧张紧轮就不能达到这个效果了。用上了弹簧张紧轮，则张紧轮会使的链条一直处于工作状态，影响了链条的寿命，当然也可以不用的时候放松，但是这样在使用的时候，会着急，找不到张紧的工具，较为容易出意外。同时，该装置一般的时候都是不工作的，如果一直让弹簧张紧轮处于工作状态，可能在使用的时候，该张紧装置中的弹簧已经失效了，不能进行张紧了14。 本装置的张紧轮1用的是高档橡胶材料而不是传统的普通铁齿张紧轮，铁齿轮噪音比较大，并且金属的容易生锈，金属材料之间的碰撞摩擦多了，容易使得链条破损，二高耐磨的橡胶材质，一个词，就是“耐磨”。结构上，它有一个卡槽，传导链子的效果好，链条不容易跑离原来的位置，同时也省去了对链轮与张紧轮调位置对位的麻烦，并且运行的阻力小上很多。 3.6动力机构之踏板 如图3.8，图3.9所示，采用的是传统的踏板结构以及轴结构，在两端口是方形的卡槽，方便链接杆接入并传递扭矩的作用。而不是那种圆柱接入外加固定螺栓固定。因为那种方法在一定的情况下还容易打滑。其基本结构和使用方法都是参照自行车的，这样，救援人员并不需要再在使用之前花大把的时间去学习本装置的操作技术了，大大的节省了培养机构的费用。并且在特殊的情况下，只要是胆子比较大，比较有勇气的人，都可以立即上手，加入救援队伍，提高了救援的效率，甚至有时候就因为这个的简单易上手，从而挽救一个人或者一个家庭的性命，幸福。 图3.8 踏板二维图 图3.9踏板三维视图3.7制动机构之手把15 如图3.10，图3.11所示为一个刹车以及手把装置，在救援人员使用的时候在坐在座位上时，手可以搭在手把上，有助于保持平衡以及让救援人员心安，毕竟有个地方可以扶手。同时手把与电瓶车的手把外观和使用上面没有太大的差别，十分方便上手和使用。在手把上是一个控制器，相当于电瓶车的手把控制器一样，接通电动机的时候，转动手把，可以调整电机转动的速度，方便救援人员使用时的快与慢的需要。此外，还有一个倒挡，顾名思义，打入倒挡这个档位之后，电动机将反转，带动整个装置往下运动从而实现逃生。并且把手上有一个止动套1，可以将刹车闸2套入其中。这样，刹车止动套就相当于多了一 图3.10 把手二维图只手，帮助救生人员拉紧刹车装置。与此同时，救援人员就可以腾出一双手，对那些需要辅助的人员进行额外的救援。甚至有时候情况太特殊了，要求救生人员不得不走出整个装置的时候，通过止动套的止动作用，可以依靠摩擦力，使得整个装置悬在空中，就像是固定在其上一样。这样救生人员就可以走出本装置，对那些特殊人员实施额外的救助，并且带其返回此装置，再然后进行下降逃生，从而获得救援。 图3.11 把手三维图3.8制动机构之定滑轮 如图3.10，图3.11，图中的1号零件为定滑轮。该装置定滑轮与轴或者说是螺栓1为间隙配合，定滑轮2在其上可以做基本的绕螺栓旋转，本装置中的滑轮最主要的作用就是改变钢丝的方向，方便刹车起作用。 图3.10 定滑轮二维图 图3.11 定位轮三维视图 3.9制动机构之小液压缸 如图3.12，图3.13所示为一个液压装置的组合，本装置中，其中的活塞杆通过固定块1固定在箱体上。通过三根绳子拉住下面的缸体，当拉动手闸的时候，会在上面所述的定滑轮的更改方向后，通过这三根绳子拉动整个缸体，使之往上升，由于有外面定位块的限制作用，缸体只能顺着固定块5走，从而确保了，液压缸与活塞杆3有一个定量的相对运动。并且挤压里面的液体，使之流入下面一个液压缸中，令得下一个部件开始工作16 ，进而挤压摩擦盘，产生摩擦，停止装置的运行，即止动作用。 当需要放开刹车装置时，也就是说此装置要启动了，上升或下降的时候。只要放开图3.1中的手刹，在重力的作用下缸体2在重力的作用下，会顺沿着外面的定位块下降，使得腔体4中吸回先前压入的液体，从而使得摩擦块与摩擦盘分离，停止制动作用，形成了一个完成的刹车系统。 图3.12 小液压缸二维图 图3.13 小液压缸三维图3.10制动机构之摩擦盘17 如图3.14，图3.15，图3.16其中图3.14为其主视图，液压液体从管口1中进入型腔2，由于液体量的增多，促使其内部体积增大，推动滑块3，使其往左边移动，顶住摩擦片4，由于液体的继续注入，而容易移动的摩擦滑块已经达到“极限”位置，此时，再注入液体，整个摩擦盘将顺着光杆，以及润滑了的轴套，相对于滑块往右移动，也就是说，整个摩擦盘将往右移动。最终，左边的摩擦块也将紧贴摩擦片4，最终两个摩擦块一起对摩擦片施加力的作用，迫使摩擦片停止旋转，通过内部的键，进而定住整个轴的旋转最终使得整个装置停止运转，停留在半路中。在上一个液压缸的重力作用下，上一个液压缸将吸回 此次所注入的液体，从而分离摩擦块与摩擦盘，装置能够 图3.14主视图再次上路。因此，在这个液压装置中就没有在设置矩形橡胶圈了（一个利用橡胶变形后复原来驱动液压缸的一个装置）。概括为一句话，在本机构中，主要是利用液体压力能进行工作。在这里有要值得注意或者知道的两个方面，此液压容器必须全要密封起来，不能漏出液体；第二，要保证上面的液压缸能够在重力的作用下下降吸回摩擦盘中流入的液体，从而达到了周而复始的往复循环运动。 图3.15 半剖视图 图3.16 三维效果视图 3.11抱紧爬行机构18 抱紧机构是本装置的重中之重，因为它，本装置才能逆着地球引力，使得人向着空中行去。 图3.17为本抱紧机构的断面图，从可以看出在此抱紧块的作用下，整个箱体将，或者说是只能与墙壁以及定在工字钢上的齿条一直处于啮合工作状态。因而只能顺着齿条的方向运动，即整个装置只能顺着墙壁而上下运动。而需要做的工作就是尽量的减小固定块与导轨工字钢之间摩擦阻力，减少能量损耗，降低热能的产生，提高救援者救援的效率。 图3.18为本装置的整体效果图，图中可以看出抱紧块对称分布在一个箱体的左右两侧从而形成对称结构。这样有几个好处，首先是其中的轴力图，剪力图，弯矩图是正对称的；再者固定块的截面不能沿垂直对称的方向移动、也不能转动；最后一点，它们之间的相互作用力，即反力、内 图3.17抱紧机构的断面图 力、变形都呈反对称分布，从而挺高了寿命，增加了产品的使用年限和次数，使得本产品的实用性大大的提升，有利于产品的推广和使用。 图3.18抱紧机构的效果图第4章 主要零部件尺寸设计计算及强度校核4.1 链条设计4.1.1 链条设计准则 根据链条传动的以下特性，以及链传动的使用要求或者说是准则：传动功率在100kW以下，而我所需要的效率，根据公式P=FV,其中F为整个装置加上乘坐人员2-3人，预计算，将达到5000kgN,而速度为整个装置上升以及下降的最大速度V为4m/s，平均额定速度v为2m/s。由公式P = F V=5000 k gNx2m / s =10 kw。小于要求的100 kw以下，符合要求。效率在0.920.96之间，传动比i为1.5左右，并没有超过7，传动速度也只是2m/s远小于链传动的限额15m / s。并且附带上链传动以下的特殊性，使得链传动成为了我的选择。 这里要值得注意的是链条除了接头和链节外，各链节都是不能分离开来的。链的长度通常用链节数表示，为了使链条形成一个封闭的环时，正好是外链板与内链板相连接，同时，让链条与链轮的齿全部接触，而不是反复的就那么几个零件反复的进入工作状态，造成局部磨损，影响链条的寿命，所以链节数定为偶数而链轮的齿数选择的是与其成质数。根据机械设计19 表5.1滚子链的规格及主要参数(摘自GB1243.1-83)。4.1.2 链轮的基本尺寸及参数 链轮的基本参数是与链条参数相对应的：链条的节距P、外面的套筒或滚子外径d1，一排链条的排距P1,，及链轮的齿数z。见机械设计19 表5.3 链轮的基本参数和主要尺寸。 链轮材料强度及耐磨性要求比较高，并且必须要满足产品的需要，这样，为了达到要求齿面要经过热加工处理。但是，根据一般的常识小链轮的啮合次数比大链轮多，并且小链轮所受阻力，冲击力也大，故小链轮所用材料一般大链轮好上一个或多个等级，链轮链条材料的选取，见机械设计19 图5.8链轮结构及表5.4链轮材料热处理后的硬度值。4.1.3 链传动的设计要求 根据链条传动的以下特性，以及链传动的使用要求或者说是准则：传动功率在100kW以下，而我所需要的效率，根据公式P=FV,其中F为整个装置加上乘坐人员2-3人，预计算，将达到5000kgN,而速度为整个装置上升以及下降的最大速度V为4m/s，平均额定速度v为2m/s。由公式P = F V=5000 k gNx2m / s =10 kw。小于要求的100 kw以下，符合要求。效率在0.920.96之间，传动比i为1.5左右，并没有超过7，传动速度也只是2m/s远小于链传动的限额15m / s。并且附带上链传动以下的特殊性，使得链传动成为了我的选择。链传动的设计计算一般是根据所传递的功率P、载荷性质、工作条件和链轮转速n1、n2或传动比i，先选定齿轮齿数z1、z2，然后确定链条排数及节距p、中心距a及链长Lp,，给出润滑方式，最后绘制链轮零件工作图。链条是标准件，选定型号及链长后外购20。链传动的设计是以耐磨损为前提，抗疲劳为中心的防止多种失效形式的设计方法。按额定功率曲线来选定链条规格。4.1.4 链传动的设计计算之1号链1.选择链轮齿数 （1）小链轮齿数 查下面附的表4.2 i=1.5时，参考其上数据，并根据自己的需要而选择=23（2） 大链轮齿数 =i=231.5=34.5 取=35（3） 实际传动比i i= /= 35 / 23 = 1.522. 初定中心距 = 76p3. 确定链节数 由公式 = （4.1.1） 4. 计算额定功率 根据机械设计10 （1）工况系数 查表5.6 = 1.5 （2）齿数系数 查表5.7 =1.33 （3）链长系数 查表5.8 =0.95 （4）排数系数 查表5.9 =1 （5）计算额定功率= =11.87 kw （4.1.2） 5.选定链条型号、确定链条节距p 根据n1、p0查机械设计手册 选单排08A型滚子链，p=12.7mm，因（n1、p0）在曲线高峰值的右侧，和所选系 数 ,是一致的，故不需要重新计算p0值 6.验算链速v 由公式 （4.1.3） 解得 v=1.28m / s 合适 7.计算理论中心距a 由公式 （4.1.4） 得到a=958mm 8.计算对轴的压力 由公式 =1.2=1.21000p/v=1.2100011.87/2.57 =5542.4N 9.小链轮d=93.27mm，实心结构，结构图如下图4.1.1所示 图4.1.1 小链轮示意图4.1.5 链传动的设计计算之2号链 通过与4.1.4链传动的设计计算之1号链，相同的设计计算，最终确定二号链小链轮齿数=23 ，大链轮齿数=35 ， 传动比1.52 ， 中心距322mm。取08A-1-80 GB/T1243-1997.为2号链条4.2 锥齿轮传动的设计计算 1.受力分析 在不考虑摩擦力的情况下，并设定法向力对分度圆齿子的中间一点出用力，如图4.2.1所示。同时法向力可以在三个