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黄河科技学院毕业设计（ 文献翻译 ） 第 1 页 液压系统常见故障分析及处理 摘要 ： 文章以液压系统工作原理为基础，研究了液压系统故障的形式，详述了 解决此类故障的方法。 关键词 ：液压缸 ， 控制阀 ， 液压泵 液压传动是以液体为工作介质，通过能量转换来实行执行机构所需运动的一种传动方式。首先，液压泵将电动机（或其它原动机）的机械能转换为液体的压力能，然后，通过液压缸（或液压马达）将以液体的压力能再转化为机械能带动负载运动。 液压传动系统通常由以下五部分组成。 （ 1） 动力装置部分。其作用是将电动机（或其它原动机）提供的机械能转换为液体的压力能。简单地说，就是向系统提供压力油的装置。如各类液压泵。 （ 2） 控制调节装置部分。包括压力、流量、方向控制阀，是用以控制和调节液压系统中液流的压力、流量和流动方向，以满足工作部件所需力（或力矩）、速度（或转速）和运动方向（或运动循环）的要求。 （ 3） 执行机构部分。其作用是将液体的压力能转化为机械能以带动工作部件运动。包括液压缸和液压马达。 （ 4） 自动控制部分。主要是指电气控制装置。 （ 5） 辅助装置部分。除上述四大部分以外的油箱、油管、集成块、滤油器、蓄能器、压力表、加热器、冷却器等等。它们对于保证液 压系统工作的可靠性和稳定性是不可缺少的，具有重要的作用。 液压缸是把液压能转换为机械能的执行元件。液压缸常见故障有：液压缸爬行、液压外泄漏、液压缸机械别劲、液压缸进气、液压缸冲击等。 压缸爬行故障分析及处理 黄河科技学院毕业设计（ 文献翻译 ） 第 2 页 （ 1） 缸或管道内存有空气，处理方法：设置排气装置；若无排气装置，可开动液压系统以最大行程往复数次，强迫排除空气；对系统及管道进行密封。 （ 2）缸某处形成负压，处理方法：找出液压缸形成负压处加以密封；并排气。 （ 3）密封圈压得太紧，处理方法：调整密封圈，使其不松不紧，保证活塞杆能来回用 手拉动。 （ 4）活塞与活塞杆不同轴，处理方法：两者装在一起，放在 V 形块上校正，使同度误差在 新活塞。 （ 5）活塞杆不直（有弯曲），处理方法：单个或连同活塞放在 压力机控直和用千分表校正调直。 （ 6）导轨或滑块夹得太紧或与液压缸不平行，处理方法：调整导轨或滑块的压紧（条）的松紧度，既保证运动部件的精度，又保证滑动阻力要小；若调整无效，应检查缸与导轨的平行度，并修刮接触面加以校正。 （ 7）两活塞杆两端螺母扭得太紧，处理方法：调整松紧度，保持活塞杆处于自然状态。 （ 8）缸内壁或活塞表面 拉伤，局部磨损严重或腐蚀等，处理方法：镗缸内孔，重配活塞。 压缸的冲击故障分析及处理 （ 1）未设缓冲装置，处理方法：调整换向时间（ ），降低液压缸动力速度；增设缓冲装置。 （ 2）缓冲装置中的柱塞和孔的间隙过大，处理方法：更换缓中柱塞或在孔中镶套，便间隙达到规定要求；检查节流阀。 （ 3）端头缓冲的单向阀反向，处理方法：修理、研配单向阀与阀座或更换 。 压缸的外泄露故障分析及处理 （ 1）活塞杆表面损伤，处理方法：修复活塞杆损伤。 （ 2）密封圈边缘伤或老化，处理方法：更换密封圈。 （ 3）管接 头密封不严，处理方法：检查密封圈及接触面有无伤痕，加以修复或更换。 （ 4）缸盖处密封不严，处理方法：检查接触面加工精度及密封圈老化情况，及时更 黄河科技学院毕业设计（ 文献翻译 ） 第 3 页 换或修复。 （ 5）由于排气不良，使气体绝热压缩造成局部高温而损坏密封圈，处理方法：检查排气装置，或增设排气装置；及时排气。 （ 6）缓冲装置处密封不严，处理方法：缸杆接触面加工精度及密封圈老化情况，及时更换或修整。 压缸的内泄露故障分析及处理 （ 1）缸孔和活塞因磨损致使配合间隙增大超差，处理方法：活塞磨损严重时，应镗缸孔，将活塞车小，并车几道糟装上密封圈密封或新 配活塞。 （ 2）活塞上的密封圈磨伤或老化，处理方法：密封圈磨伤或老化应及时更换。 （ 3）活塞与缸筒安装不同心或承受用偏心负荷，使活塞倾斜或偏磨，处理方法：检查缸筒与活塞与缸盖活塞杆孔的同心度，并修整对中。 （ 4）缸孔径加工直线性差或局部磨损造成局部腰鼓形镗缸孔，处理方法：重配活塞。 响和噪声 活塞下部空气绝热压缩，处理方法：将活塞慢速运动，往复数次，每次均走到顶端，以排除缸中气体，即可消除此严重的噪声，还可防止密封圈烧伤。 液压 控制阀是液压传动系统中的控制调节元件，它控制油液的流动的方向、压力、流量以满足执行元件所需要的压力、方向和速度的要求，从而使执行机构带动负载实现预定的动作。 压阀的性能要求 在液压系统中，对液压阀的性能要求，主要有以下几点。 （ 1）动作灵敏、使用可靠，工作时冲击和振动要小，使用寿命长。 （ 2）油液流过液压时压力损失要小，密封性能要好，内泄漏要小，无外渗漏。 （ 3）结构紧凑，安装、维护、调整方便，通用性好。 压阀分类 （ 1）压力控制阀（简称压力阀）。是用来控制液压系统中的压力以满足执行元件所需力 (或力矩 )的要求。包括溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。 黄河科技学院毕业设计（ 文献翻译 ） 第 4 页 （ 2）方向控制阀（简称方向阀）。是用来控制液压系统中油液的方向，以满足执行元件运动方向的要求。包括单向阀、换向阀等。 （ 3）流量控制阀（简称流量阀）。是用来控制液压系统中的流量，以满足执行元件运动速度的要求。包括节流阀、调速阀等。 （ 4）复合阀（也称多元阀）。是用来控制液压系统中的方向、压力、流量三个参数的两个或全部。例如，单向减压阀，既能控制油液的方向，同时还控制油液的压力。 流阀常见故障分析与处理 液压阀以溢流阀为例，简单介绍。 故 障内容 处理方法 溢流阀的调节装置出现问题 拆开检查，更换合适的调压弹簧 电磁换向阀的阀芯卡住。通电后，电磁力不能使阀芯换向到位，使阀口有微小开度 拆开检查，清洗，修磨电磁阀阀芯 溢流阀的先导阀的锥阀芯不良 (1)拆开检查，修磨锥阀芯密封表面。损伤严重时，应换用新的合格零件。 (2)拆开清洗并检查液压油被污染程度，根据情况过滤油液或换油 溢流阀中的电磁换向阀的阀芯磨损严重，内部泄漏加剧 拆开检查，清洗液压元件和系统，消除引起液压元件不正常磨损的因素，再更换新的换向阀 溢流阀中的电磁换向阀的阀芯磨损严 重，内部泄漏加剧 拆开检查，清洗液压元件和系统，消除引起液压元件不正常磨损的因素，再更换新的换向阀 主阀故障 拆开检查，清洗、修整阀芯与阀孔。必要时检查油液污染度，过滤或更换油液，装配时注意保持阀芯与阀孔的同心度 黄河科技学院毕业设计（ 文献翻译 ） 第 5 页 液压泵是液压动力元件，它是将电动机（或其他原动机）输入的机械能转变成液压能的能量转换装置。其作用是向液压系统提供压力油。 压泵的分类 ： （ 1）齿轮泵（外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵） （ 2）叶片泵（单作用叶片泵和双作用叶片泵） （ 3）柱塞泵（轴向柱塞泵和径向柱塞泵） 轮泵常见故障分析与处理 齿轮泵是常见于生产线的液压泵。在此，仅就齿轮泵故障缝隙与处理方法介绍如下： （ 1）油泵齿轮与泵壳的配合间隙超过规定极限，处理方法：更换泵壳或采用镶套法修复，保证油泵齿轮齿顶与壳体配合间隙在规定范围之内。 （ 2）齿轮轴套与齿轮端面过度磨损，使卸压密封圈预压缩量不足而失去密封作用，导致油泵高压油腔与低压油腔串通，内漏严重，处理方法：在后轴套下面加补偿垫片（补偿垫片厚度一般不宜超过 2保证密封圈安放的压缩量。 （ 3）拆装油泵时，在 2个轴套（螺旋油沟的轴套）结合面处，将导向钢丝装错 方向，处理方法：保证导向钢丝能同时将 2个轴套按被动齿轮旋转方向偏转一个角度，使 2个轴套平面贴合紧密。 （ 4）在拆装油泵时，隔压密封圈老化损坏，卸压片密封胶圈被装错，处理方法：若隔压密封圈老化，应更换新件：卸压片密封胶圈应装在吸油腔（口）一侧（低压腔），并保证有一定的预紧压力。如装在压油腔一侧，密封胶圈会很快损坏，造成高压腔与低压腔相通，使油泵丧失工作能力。 关于液压系统各部分组成的常见故障及处理方法的简单介绍，是我们长期实践证明的结果。它可以使我们少走弯路 ,能快速、准确地查找出故障，并且在短时间内 将其解决。从而提高生产效率，降低生产成本；能创造良好的经济效益。 to as is on to a of of or or be to is （ 1） is to or it is to to as of （ 2） is to of in to or or or （ 3） is to to of （ 4） Is to （ 5） In to of so to of is he is of t (1) or If to On (2) to in to (3) by (4) of in (5) is a or to (6) or or is or a) of of to If is to (7) of in a (8) or is or in of (1) a 0.2 (2) in to of or in in to (3) of or of (1) (2) or (3) to or (4) in to or (5) or (6) in in or of in (1) of be is a on or (2) on or or in (3) or or of (4) or to to of is of it in to of of of In of (1) of to (2) to is to no (3) to (1) to as Is to in to or (2) to as Is to in of in to of (3) to as Is to of to of of (4) Is to of of or to as an of t in so 1) be a (2) is to of or of of of of of of or of is it is or a is to (1) (2) (3) is in of In is as (1) of or in a (2) is to to in be to of (3) be in at be to a (4) in of if of be in is a as to on of of is It us to in a to So as to 毕业设计 文献翻译 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 张 健 指导教师 康红伟 2012 年 03 月 10 日 黄河科技学院 毕业设计（论文）开题报告表 课题名称 游乐设备自控飞机设计 课题来源 教师拟订 课题类型 导教师 康红伟 学生姓名 张健 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105089 一、调研资料的准备 根据任务书的要求，在做本课题前，查阅了与课题相关的资料有：机电一体化技术与系统，液压与气压传动， 件制图，机械设计手册 等相关教材。 二、设计的目的与要求 毕业设计是大学教学中最后一个实践性教学环节，通过该设计过程，可以检验我们在大学期间所学的知识，同时培养我们处理 工程中实际问题的能力，因此意义特别重大。 通过对题目的理解，查阅各种资料，设计 自控飞机 ，以满足实际的工作需求！ 三、设计的思路与预期成果 1、设计思路 1) 首先：根据本次设计相关要求查找资料，做好准备。 2) 其次：依据要实现的功能要求计算并选择或设计合适的 电机，画出装配图 。 3) 最后：根据 装配图画出零件图 ! 2、预期的成果 （ 1） 完成文献综述一篇，不少于 3000 字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于 3000 字。 （ 2） 完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份。 （ 3） 绘制装配图，部分零件图 。 四、任 务完成的阶段内容及时间安排 1 周 4 周 收集设计资料并完成开题报告 ， 完成英文资料翻译并写出文献综述 5 周 10 周 进行总体设计和部分零部件的选择与设计 7 周 11 周 绘制装配图和部分零件图、编写毕业设计说明书 ， 修改整理，准备答辩 五、完成设计（论文）所具备的条件因素 具备机械 设计、气压与液压传动、能有效 借助 图书馆的相 关文献资料 ，相关的网络等资源，查阅机械设计手册、组合机床设计手册毕业设计指导手册并且具有良好的计算机绘图（ 作能力 。 指导教师签名： 日期： 2012 课题来源： （ 1）教师拟订；（ 2）学生建议；（ 3）企业和社会征集；（ 4）科研单位提供 课题类型：（ 1） A 工程设计（艺术设计）； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； E 调研报告 （ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题 要求（ 1）、（ 2）均要填，如 。 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 1 页 游乐设备自控飞机设计 摘要 ： “自控飞机 ”是一种绕中心轴旋转、升降自由的游艺机。飞机围绕中心火箭旋转，并逐渐上升。游客在飞行中紧握操纵杆，互相追逐、射击，形象逼真的空战声光效果，令人乐而忘返。 前言 美国是开发游艺机较早的国家之一，以艾利桥公司为例，已有近百年历史，产品行销 20 多个国家和地区，进入 70 年代，随着科学技术不断发展，游艺机的品种亦不断增加，新技术的开发和应用，使游艺机和游乐设施的科学性、趣味性、惊险性越来越突出。从 1955 年在美国洛杉矶建成的世界上第一座 “ 迪斯尼 ” 乐园开始，世界各地已建成上百个大型 游乐园。国外生产的游艺机和游乐设施中，微电子技术、机器人技术已得到应用。 1 国外游艺机和游乐设施现状及发展趋势 (1)机械类游艺机向高空、高速、更具刺激性的方向发展。国外的滑行车（过山车）已不限于座椅式固定车厢，而是向站立式、活动车厢和悬挂座仓式和悬挂吊椅式的方向发展，同时速度更快，高度更高，单台最多的环数可达 8 环，更刺激；各种形式的蹦极快速发展，美国洛杉矶六旗公园的 “ 空中飞人（ ” 的蹦极设备，类似于一个高架秋千，秋千绳装设在高耸的拱型支架上，将游人以俯卧姿式固定在秋千的荡板上，用提 升装置将荡板提升到五、六十米的高度，尔后突然松开，游人从高空俯冲而下，在空中飞速悠荡，恰似于 “ 空中飞人 ” ；另一个叫做 “ 直冲云霄（ ” 的项目更是十分惊险，其结构是一条 “ L” 型的轨道，游人坐在特别设计的车子里，在轨道的水平段加速后，呼啸着冲上高高耸立的垂直轨道，在到达顶端欲冲出轨道前，车速减为零，车子再沿着轨道垂直滑下，回到原点，其惊险、刺激程度比过山车有过之而无不及。 (2)高新技术越来越多地应用于游乐设施，如 术， 3 维立体成象及投影技术、激光技术、网络技术等。模拟高尔夫、模拟 橄榄球等游乐项目就采用了基于计算机图像 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 2 页 技术、显示技术和传感技术的所谓 拟现实 术，游客将球射向银幕，与银幕相连的计算机根据球的落点和入射角，计算并在银幕上描绘出球的运动方向和运动路线及虚拟落点，同时伴有逼真的碰撞声，并算出得分，设施总占地面积很小，但颇有实际运动的感觉；而模拟跳伞则是用伞具将游客悬吊在空中，带上显示头盔就会看到自己从高空冲向地面的情景，通过降落伞的控制绳，可调整降落方向，犹如亲身从空中跳伞一样。 (3)交互式动感仿真系统成为新的热点，增加游客的参与感 。迪斯尼乐园有一台仿真立体电影，设计者精心匹配了相应的控制技术和各种功能设施，充分调动游客的视、听、嗅等各种感觉，舞台演员与银幕中的演员融为一体，演员时而从舞台冲进银幕中，时而又从银幕冲上舞台，甚至一只患了感冒的狗，突然一个喷嚏，会喷得游客满脸 “ 口水 ” ；而好莱坞环球影视城里一个模拟航天的动感游乐设施，则是让游客坐在特制的航天车里，车子靠液压装置升空，然后在面前的球形银幕上投影 3 维太空模拟影像，航天车随着影像的改变不断模拟其中的动作，再配合虚拟音响，使游客有身临其境和亲身参与的真实感觉。 施现状及发展趋势 1981 年安装在大庆儿童公园的第一批大型游艺机揭开了国产游艺机和游乐设施发展的序幕，随着改革开放，经济迅速发展，人民生活水平不断提高，一批以进口游艺机为主建设起来的游乐园相继出现，如广州 “ 东方乐园 ” 、中山 “ 长江乐园 ” 、北京 “ 国际游乐园 ” 等，给我国游艺机和游乐设施的发展提供了学习和借鉴的机会。 在消化进口游艺机的基础上，经过 20 年的探索、借鉴和创新，全国生产游艺机和游乐设施的企业发展到 100 多家，游艺机和游乐设施的品种和数量急剧增加，不同结构、不同运动形式、不同造型的游艺机和游乐设施大量 涌现，从大型到中小型、从室内到室外、从机械型到电子型、从陆上到水上均有，产品质量也在不断提高。但应清楚看到由于我国游艺机和游乐设施的发展起步较晚，基础较差，经验也不足，与国外先进国家的水平相比，在设计、制造、安装等方面均存在不小的差距，如产品的焊缝表面质量、油漆（电镀）膜层质量、玻璃钢件质量、重要轴（销轴）的材质选用及加工工艺等。 国内游艺机和游乐设施市场是广阔的，远未达到饱和，现在全国主要游乐园（场）均集中在东南沿海一带的大中城市，内地还不多，特别是中西部待开发地区。具有科学 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 3 页 性强、趣味性强、乘客能自己操作 的游艺机，越来越受到广大青少年儿童的喜爱；发展中小型游艺机，瞄准广大农村、乡镇地区；另外，早期建设起来的一些游乐园（场）的游艺机已老化，对游客已失去吸引力，急需更新换代；加之我国国产游艺机亦开始成功小批量出口到中东、东南亚、东欧等地区，特别是广东省碰碰车等亦进入香港地区市场。只要我们在质量上尤其是外观质量上不断提高，精益求精，质高价廉，提高产品在国际市场上的竞争力，我国游艺机和游乐设施的发展仍有很大的空间。 沿垂直轴回转：如自控飞机 沿水平轴回转：如观览车 (2)回转运动的游艺机 水平回转：如转马 回转盘 倾斜回转：如登月火箭 单轨：如单轨空中列车 沿架空轨道 双轨 ：如滑行车 (1)沿轨道运动的游艺机 沿地面轨道：如小火车 沿水面轨道：如游龙戏水 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 4 页 升降回转：如双人飞天 绕性件吊挂：如空中转椅 (3)吊挂回转的游艺机 刚性件吊挂：如太空穿梭 电子 类：如各种电子游戏机 (4)室内定置式游艺机 机械电子类：如光电打靶、守门将 其他：如摇摆汽车、升降小动物 碰碰船、水上自行车、游船 (5)水上游艺机及游乐设施 水滑梯 游艺机事故举例 机 名 事 故 情 况 伤 害 情 况 备 注 小赛车 油箱盖处漏油，翻车后起火 烧伤 1 人 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 5 页 小赛车 乘客围巾卷入车轮，险些被绞死 伤 1 人 旋转轮椅 刹车失灵，一儿童惊吓从游艺机上跳下 死亡 1 人 自控飞机 连接 飞机的支承板断裂，一架飞机坠落 伤 1大人 1小孩 旋转吊篮 门未关好，挂到支架上后吊篮倾翻，幸亏乘客抓住把手 未伤人 小火车 因车门锁坏了未及时检修，在运行中一名儿童摔下，被车压伤 伤 1 人 旋转升降飞机 牵引飞机升降的钢丝绳断裂，飞机全部坠下， 20 多名儿童受伤 轻伤 20 多人 大观览车 吊箱玻璃碎损，一儿童将头伸到吊箱外，碰到旋转的圆盘 车门未关好，一小孩坠地死亡 重伤 1 人 疯狂老鼠 未设安全带 ,一儿童在滑行中站立后摔下 重伤 1 人 太空飞船 回转臂发生断裂 重伤 1 人，轻伤4 人 杭州、南京、南宁等地均有发生 旋转飞椅 座舱坠地 1 死 9 伤 飞毯 电机突然失控，两名游客被抛出 2 死 水滑梯 坡度过陡，润滑水量大，一游客被抛出 1 死 蹦极 放绳太快 重伤 2 人 国家对游乐事业的发展特别关心，对游艺机的安全运行非常重视。为此，原国家经委根据国务院指示，发出了经轻 1984640 号文 “ 关于加强游艺机生产、使用管理问题的通知 ” 。除明确了游艺机归属领导外，还指出了游艺机制造厂要实行定点生产和实行 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 6 页 产品生产许可证制度，并要求制定游艺机安全统一技术标准。 1994 年国家质量技术监督局等 六部局联合发布了游艺机和游乐设施安全监督管理规定， 2000 年国家质量技术监督局颁布了特种设备质量监督与安全监察规定将我国游乐设施的安全管理纳入法制管理轨道。现在有关单位正按文件精神进行认真学习和贯彻执行。新的 “ 游艺机和游乐设施安全标准 ” 已经颁布实施，产品生产许可证的发放工作也仍在进行中。 从国外经验来看，日本对游艺机和游乐园一直强调安全第一，对制定游艺机的安全标准和检查验收非常重视，对管理、操作、维修保养制度，要求非常严格。这是他们经过长期实践和从多次出现的事故教训中总结出来的经验。尽管如此，每年还 是有伤亡事故的发生。 日本曾做过统计， 1957 年 10 月至 1975 年 9 月的 18 年中，日本游乐园发生事故共计 154 起。其中受伤人数 359 人（年平均 20 人），死亡人数 22 人（年平均 ）。这些都是公开公布的数字。 日本游艺机事故表 游艺机名 称 事 故 情 况 伤 害 原 因 备注 1 2 3 4 5 普通滑行车 1） 运行中被飞来的石头打中； 2） 运行后没有登上斜坡即停下； 3） 运行到 16 米高处，一个车轮脱落； 4） 与湖上行驶的快艇桅杆相碰 轻 1 不明 行 无 维 报 无 维 报 重 1轻 2 运 报 狂鼠滑行车 1） 急转弯时，乘客肩部撞在车体上； 2） 由于恐惧一学童和一幼女从行驶中的车辆中跳出； 3） 乘车后 16 岁女青年碰撞致死 重 1 构 行 重 1 乘、构 报 死 1 乘 报 快速滑行车 游客进入栅栏内与运转着的滑行车相碰 死 1 乘、构 报 急流冲 1） 乘客将手放在小船外面，碰到站台上指 重 1 乘、构 行 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 7 页 刺 示方向的铁板尖部； 2） 下车时乘客由站台掉入水渠中； 3） 头部冲入水中的木船与后继船相撞 轻 1 运 行 重 1轻 8 运、维 行 报 单轨车 1） 单轨车通过时，服务员移动单轨车和导轨相碰撞； 2） 服务员关门 明，将乘客手挤伤； 3） 车刚停下，服务员开门，使靠在车门的乘客摔倒； 4） 驱动轮橡胶损坏，车不能开动，停在 3米高处，用梯子将 10 个孩子接下； 5） 急停车乘客摔倒 轻 2 运 行 轻 1 运 行 轻 1 运 行 无 维 报 轻 6 运 报 跑马 1） 没停稳，乘客从马背上跳下，碰到金属踏板，脚腕裂伤； 2） 从马上摔下； 3） 家长扶着两岁幼儿骑马，因手离开，幼儿从马上摔下，右手腕被旋转盘切断； 轻 1 乘、构 行 死 1 不 报 重 1 乘、构 报 在上述国内外游艺机的事故中： 有钢丝绳牵引升降的游艺机， 钢丝绳断裂，将乘客摔落受伤，究其原因，一是设计上没有考虑钢丝绳断裂后的安全保护装置；二是维护保养不够。用于乘人提升的钢丝绳，使用时间是有规定的，即使没有破损，到时也应更换。在高空和高速旋转的游艺机上，由于恐惧、惊吓等原因，儿童出现事故较多，这就要求游艺机设计者除了有高超的设计技巧外，还要在实践中加深体会，懂得一些儿童心理学知识，在设计上采取一些必要的措施，如加深座舱，必要时用封闭型座舱，采用不能随意打开的安全带、安全杆等装置，使儿童在游艺机运转中，不能随意离开座位，以减少事故的发生。游艺机焊接件在运转中焊缝 断裂，使乘客坠下受伤，此类事故，如果制造厂有严格的产品质量检查制度，对 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 8 页 关键部位的焊缝进行探伤，也是完全可以避免的。 也有由于对游艺机维护保养不善，滑行车的车轮在运行中损坏或脱落；小赛车刹车失灵；观览车在运转中锁坏了，车门自动打开；自控飞机的拉杆因不正常磨擦而发生断裂。这些事故，如各地游艺机操作人员通过严格的专业培训及考核，并定期对机器进行常规维护，是完全可以避免发生的。 还有由于游乐场管理不善，制度不严，有的游人站在栅栏内，被旋转的游艺机刮伤；有的乘客带着长围巾乘坐小赛车，围巾卷入车轮，险些被绞死；观览车转 中，因吊箱门没锁好而被打开，吊箱翻转，乘客摔伤。所有这些都是由于操作不善造成的。 纵观这些事故，经过分析，从中可找出规律性的东西。概括起来就是：每个事故无不与设计、制造、操作、维护和管理有关。为减少这些事故的发生，必须加强各游艺机生产厂商的设计，制作能力，加强各游乐园维修力量并提高维修员水平，同时加强和提高游乐场所的管理水平。 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 9 页 参考文献 1罗圣国 M等教育出版社 ,1999 2机械设计 M 等教育 出版社 ,1997 3机械设计手册：第 15 卷 M 北京：化学工业出版社 ,2002 4 濮良贵，纪名刚 M 等教育出版社， 2006. 5.游艺机和游乐设施安全 6.自控飞机类游艺机通用技术条件 7.游乐设施代号 200498游乐设施作业与管理 M苑出版社， 2003 9飞行塔类游艺机通用技术条件 10 张世昌 M高等教育出版社 ,2002. 11 K I,2000,(4):3112 A to 999,9. 毕业设计 文献综述 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 张 健 指导教师 康红伟 2012 年 03 月 10 日 单位代码 0 2 学 号 080105089 分 类 号 密 级 毕业设计 说明书 游乐设备自控飞机设计 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 张 健 指导教师 康红伟 2012 年 5 月 15 日 黄河科技学院 本科毕业设 计 （论文 ） 任务书 工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化 专业 08 级 2 班 学 号 080105089 学生 张健 指导教师 康红伟 毕业设计（论文）题目 游乐 设备自控飞机 设计 毕业设计（论文）工作内容与基本要求 （目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等） （纸张不够可加页） 一、设计技术要求、原始资料（数据）、参考资料（文献） 通过实习调研搜集资料，运用所学知识， 借助 件， 对整机主体结构、 搅拌机构、传动形式以及链 传动 进行 设计与计算 ；对 电机 、 减速器 和轴承进行计算与 选择等。 主要参数 ： 10 个 2 10=20人 分钟 29809791过 该毕业 设计，使学生 对大学 四年 里 学到和未学到的知识进行综合强化训练，为其走向工作岗位奠定良好基础。 二、设计目标与任务 2 种以上，外文资料不少于两种。写出 3000 字以上文献综述，单独装订成册。 少于 3000 汉字，单独装订成册。 体方案 设计 。 4. 选择并论证设计 传动 方案 、整机结构 草图，完成 主要零部件的 强度校核计算等。 要零部件图，折合零号图纸两张以上。 中文完全对照，中文不少于 300 字。 少于 8000 字符。 三、时间安排 1 完成文献综述及英文资料翻译 。 完成毕业实习。 4 总体结构设计、计算，用 软件绘制总装图、部装图、典型零件图。 10 编写设计说明书，进一步修改完善毕业设计，准备并完成毕业答辩稿。 12 周 毕业答辩。 毕业设计（论文）时间 ： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日 计 划 答 辩 时 间 ： 2012 年 05 月 19 日 专业（教研室）审批意见 ： 审批人 签名： 黄河科技学院毕业设计说明书 第 1 页 1 绪 论 外游艺机和游乐设施现状及发展趋势 美国是开发游艺机较早的国家之一，以艾利桥公司为例，已有近百年历史，产品行销 20 多个国家和地区，进入 70 年代，随着科学技术不断发展，游艺机的品种亦不断增加，新技术的开发和应用，使游艺机和游乐设施的科学性、趣味性、惊险性越来越突出。从 1955 年在美国洛杉矶建成的世界上第一座“迪斯尼”乐园开始，世界各地已建成上百个大型游乐园。国外生产的游艺机和游乐设施中，微电子技术、机器人技术已得到应用，具体表现在： 1. 机械类游艺机向高空、高速、更具刺激性的方向发展。国外的滑行 车（过山车）已不限于座椅式固定车厢，而是向站立式、活动车厢和悬挂座仓式和悬挂吊椅式的方向发展，同时速度更快，高度更高，单台最多的环数可达 8 环，更刺激；各种形式的蹦极快速发展，美国洛杉矶六旗公园的“空中飞人（ 的蹦极设备，类似于一个高架秋千，秋千绳装设在高耸的拱型支架上，将游人以俯卧姿式固定在秋千的荡板上，用提升装置将荡板提升到五、六十米的高度，尔后突然松开，游人从高空俯冲而下，在空中飞速悠荡，恰似于“空中飞人”；另一个叫做“直冲云霄（ 的项目更是十分惊险，其结构 是一条“ L”型的轨道，游人坐在特别设计的车子里，在轨道的水平段加速后，呼啸着冲上高高耸立的垂直轨道，在到达顶端欲冲出轨道前，车速减为零，车子再沿着轨道垂直滑下，回到原点，其惊险、刺激程度比过山车有过之而无不及。 2. 高新技术越来越多地应用于游乐设施，如 术， 3 维立体成象及投影技术、激光技术、网络技术等。模拟高尔夫、模拟橄榄球等游乐项目就采用了基于计算机图像技术、显示技术和传感技术的所谓 拟现实 术，游客将球射向银幕，与银幕相连的计算机根据球的落点和入射角，计算并在银 幕上描绘出球的运动方向和运动路线及虚拟落点，同时伴有逼真的碰撞声，并算出得分，设施总占地面积很小，但颇有实际运动的感觉；而模拟跳伞则是用伞具将游客悬吊在空中，带上显示头盔就会看到自己从高空冲向地面的情景，通过降落伞的控制绳，可调整降落方向，犹如亲身从空中跳伞一样。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 2 页 3. 交互式动感仿真系统成为新的热点，增加游客的参与感。迪斯尼乐园有一台仿真立体电影，设计者精心匹配了相应的控制技术和各种功能设施，充分调动游客的视、听、嗅等各种感觉，舞台演员与银幕中的演员融为一体，演员时而从舞台冲进银幕中，时而又从银幕冲上舞台，甚至 一只患了感冒的狗，突然一个喷嚏，会喷得游客满脸“口水”；而好莱坞环球影视城里一个模拟航天的动感游乐设施，则是让游客坐在特制的航天车里，车子靠液压装置升空，然后在面前的球形银幕上投影 3 维太空模拟影像，航天车随着影像的改变不断模拟其中的动作，再配合虚拟音响，使游客有身临其境和亲身参与的真实感觉。 内游艺机和游乐设施现状及发展趋势 1981 年安装在大庆儿童公园的第一批大型游艺机揭开了国产游艺机和游乐设施发展的序幕，随着改革开放，经济迅速发展，人民生活水平不断提高，一批以进口游艺机为主建设起来的游乐园相继 出现，如广州“东方乐园”、中山“长江乐园”、北京“国际游乐园”等，给我国游艺机和游乐设施的发展提供了学习和借鉴的机会。 在消化进口游艺机的基础上，经过 20 年的探索、借鉴和创新，全国生产游艺机和游乐设施的企业发展到 100 多家，游艺机和游乐设施的品种和数量急剧增加，不同结构、不同运动形式、不同造型的游艺机和游乐设施大量涌现，从大型到中小型、从室内到室外、从机械型到电子型、从陆上到水上均有，产品质量也在不断提高。但应清楚看到由于我国游艺机和游乐设施的发展起步较晚，基础较差，经验也不足，与国外先进国家的水平相比，在 设计、制造、安装等方面均存在不小的差距，如产品的焊缝表面质量、油漆（电镀）膜层质量、玻璃钢件质量、重要轴（销轴）的材质选用及加工工艺等。 国 内游艺机和游乐设施市场是广阔的，远未达到饱和，现在全国主要游乐 （场）均集中在东南沿海一带的大中城市，内地还不多，特别是中西部待开发地区。具有科学性强、趣味性强、乘客能自己操作的游艺机，越来越受到广大青少年儿童的喜爱；发展中小型游艺机，瞄准广大农村、乡镇地区；另外，早期建设起来的一些游乐园（场）的游艺机已老化，对游客已失去吸引力，急需更新换代；加之我国国产游艺机亦开始成功 小批量出口到中东、东南亚、东欧等地区，特别是广东省碰碰车等亦进入香港地区市场。只要我们在质量上尤其是外观质量上不断提高，精益求精，质高价廉，提高产品在国际 黄河科技学院毕业设计说明书 第 3 页 市场上的竞争力，我国游艺机和游乐设施的发展仍有很大的空间。 园自控飞机实物图 图一 黄河科技学院毕业设计说明书 第 4 页 图二 黄河科技学院毕业设计说明书 第 5 页 2 总 体方案设计 要技术参数 座舱数： 10 个 乘客数： 2*10=20 人 旋转速度： /分钟 飞行高度： 2980舱旋转最大直径： 9791作原理 电机 三角皮带 蜗杆减速机 圆柱齿轮副 中心轴回转 整机回转 2 小带轮 3 涡轮 蜗杆减速器 4 小齿轮 5 带齿轮转盘轴承 要结构的选择、设计和制造要求 本设计主要采用带传动、蜗杆传动、齿轮传动。他们的优点主要 如下： 带传动具有传动平稳、吸振等特点，且能起过载保护作用。但由于它是靠摩擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，当带速较低时，传动结构尺寸较大。在设 黄河科技学院毕业设计说明书 第 6 页 计时，为了减小带传动的结构尺寸，应将其布置在高速级。 齿轮传动具有承载能力大、效率高、允许速度高、尺寸紧凑、寿命长等特点，因此在传动系统中一般应首先采用齿轮传动。由于斜齿圆柱齿轮传动的承载能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好，故在高速级或要求传动平稳的场合，常采用斜齿圆柱齿轮传动。 蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、工作平稳等优点，但其传动效率低，尤 其在低速 时，其效率更低，且蜗轮尺寸大，成本高。因此，它通常用于中小功率、 间歇工作或要求自锁的场合。为了提高传动效率、减小蜗轮结构尺寸，通常将其布置在高速级。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 7 页 3 运动学计算 械传动 本设计主要采用带传动、蜗杆传动、齿轮传动。 采用蜗杆减速机，占地面积小，传动系统环节少； 大中型游艺机采用此传动方式时，要选择不自锁的蜗杆减速机，电气系统要有延长起动时间的措施，通常采用液压传动 该游艺机由回转和升降两种运动形式。回转运动用的是机械传动，飞机的升降用的是液压传动，用支撑油缸推动旋转臂， 使其上升或下降。其升降大都由游客自己操作，故起名为自控飞机。 动链选择 电动机 三角皮 带 蜗杆减速器 齿轮副传动 中心支柱（旋转支撑臂、座舱） 传动比计算 1）、总传动比i= 144052. 2)、分配传动比 假设 V 带传动分配的传动比 1 1 99i. ， 蜗轮蜗杆减速器的传动比为 2i 17，则齿轮副的传动比为 2 7 6 9 1 7 1 9 9 6 7 73i . . = . 符合 i=1i 2i 3i，所以符合总传动比的要求。 带传动选择 已知带传动的工作条件：连续单向运转，载荷平稳，所需传递的额定功率 p=1440n 1 大带轮转速 7 2 3 62n . /传动比1 1 99i.。 1）、计算功率1 1 3 7 1 4 0 1. . k w k w 黄河科技学院毕业设计说明书 第 8 页 2)、选择 V 带型 根据1n 由图 8械设计 择 A 型带（ 0100 3）、确定带轮的基准直径v (1)、初选小带轮的基准直径d，由（机械设计 8 8小带轮基准直径 d（ 2）、验算带速 v d / 0 0 060 1 4 4 0901 0 0 060 11 因为 5m/ 包角满足条件 （ 6） 单根 V 带所能传达的功率 根据 1n =1440r/10 8插值法求得0p=根 v 带的传递功率的增量 0p=知 A 型 v 带，小带轮转速 1n =1440r/动比 i=21 1 2算 v 带的根数 查表 8包角修正系数k= 8带长修正系数 ( 0p + 0p ) k ( = 故取 4 根 . （ 7） 材料为 :轮的结构形式为 :腹板式 . 速器选择 本次设计的蜗杆减速器是蜗轮蜗杆的一级减速器，即涡轮与蜗杆的啮合，下面主要计算涡轮蜗杆的主要尺寸及参数。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 10 页 杆的头数 1z 与直径 1d 经过计算以及蜗轮蜗杆的匹配关系，得 1z=2，由表 11，2z=41，此外还可以知 道 模数 m=5，中心距 a=125，压力角 = 020 导程角 1 2 1 0 0 2t a n = z / q = / = .轮传动选择 1）、选择材料热处理方式 根据工作条件与已知条件知减速器采用闭式软齿面 计算说明 (3508 级精度 ,查表 10 小齿轮 40 调质处理 80齿轮 45 钢 调质处理 40)、按齿面接触强度计算 : 取小齿轮 1z =20，则 2z = 2i 1z ， 2z =20 2z =135 并初步选定 15 确定公式中的各计算数值 荷比较平稳综合选择 .6 0取区域系数 0得 , ,则 1 确定需用接触应力 0得材料的弹性影响系数 黄河科技学院毕业设计说明书 第 11 页 0得小齿轮的接触疲劳强度极限 因软齿面闭式传动常因点蚀 而失效 ,故先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸 ,然后验算轮齿的弯曲强度 ,查表 9齿轮接触应力 1=600齿轮的为 2=5500算应力循环次数 911 6 0 6 0 1 4 4 0 1 8 2 8 3 0 0 2 3 7 1 0( ) n j L 892 N 0接触疲劳寿命系数12 1H=1 1S=552 2H = 2 2 H =( 1H + 2H )/2=200 3）、计算 （ 1）计算圆周速度 : V=0000=s （ 2)计算齿宽 B 及模数 d 100mm 1z =10=（ 3）、计算纵向重合度 黄河科技学院毕业设计说明书 第 12 页 =d 1z 4）、计算载荷系数 由表 别查得 : 故载荷系数 （ 5）、按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径， 由式 10 10a 得 1d = 00 6）、计算模数1d ）、按齿根弯曲强度设计 由式 10 3 12121111 )1(c o (1)、计算载荷系数 : (2)、根据纵向重合度=图 10得螺旋角影响系数 Y(3)、计算当量齿数 齿形系数 o s 203 z，3135 1 3 9 815（ 4）、 由 1图 10得 Y ，由表 10得 a Y a ，由图 10得 1=500 2=380 黄河科技学院毕业设计说明书 第 13 页 由图 10弯曲疲劳极 限1算弯曲疲劳应力 :取安全系数 S= 10 : 1F = 1 1 2F = 2 2（ 5）、计算大小 齿轮的 1 11并比较 0 1 6 4 4 且 2 221 11 F ，故应将 2 22Y代入 1式（ 11算。 （ 6）、计算法向模数 21 1 131 211219 9 3=.F s Y 对比计算结果 ,为同时满足接触疲劳强度 ,则需按分度圆直径 1d =计算应有的数 ,于是有 : 取 （ 7）、则 ，故取 1z =20 z =2i 1z =2 135z （ 8）、计算中心距 121 1 0 2 0 1 3 5 8 0 2 32 2 1 5() () . m z 取 35 9）、确定螺旋角 黄河科技学院毕业设计说明书 第 14 页 121 2135 1 5 6 58 0 2 3() 2 0 )a r c c o s .z （ 10）、计算大小齿轮分度圆直径 : 1d = 1 2001 5 6 5c o s 2d = 2 13501 5 0 9c o s （ 11）、确定齿宽 21 1 2 0 0