原创多功能升降器设计衣架毕业论文Word文件下载.docx

1、下降速度稳定，安全可靠，操作方便结构复杂，逃生效率低，不是与过高的建筑利用离心力来产生摩擦力结构简单，操作简单，下降速度可调可靠性差，危险性高利用轮系来增速可靠性高，下降速度稳定，操作方便结构复杂，成本高利用液体流动阻尼结构简单，安全可靠下降速度不稳定，制造精度高，成本高2.1.2 非钢丝绳的方案救生伞结构简单，易于实现，操作方便适用范围小，对使用者操作技能要求高软梯结构简单，可靠性高，操作方便危险性高，不适于过高的建筑云梯结构可靠，升降速度快，适用范围广制造成本高，承载能力差，救生效率低柔性救生道结构简单，救生效率高，适用范围广制造成本高，下降速度不稳定气垫结构简单，可操作性强，适用范围广需

2、要他人配合，危险性高，不适于过高的建筑2.2 发展趋势结构简单化结构复杂的设备不见的更可靠，相反，越简单的结构越有可能可靠，关键是要有合理的设计。体积缩小体积大的设备要求足够大的安装空间，要是需要搬运的设备就显得太多的不便，缩小体积不但可以减轻重量，而且便于调用。一机多用很少有人愿意为不可预见的灾难进行大笔的投入，如果能够实现一机多用，这样，花一分钱，买两处方便，何乐不为。使用简单、灵活如果装置操作稍有复杂，在紧急情况下也很容易出差错，一机多用的同时，则有要求功能转换的灵活性。2.3 设计目标降速平稳，安全可靠。采用最新技术，完全消除重力加速度，减速平稳匀速，限速阻尼感、安全感强。手动，可悬停

3、。主要为手动降速，操作简单，可刹车悬停。安全裕度高，使用寿命长。采用纯裸镀锌钢丝绳，强度高、助燃、寿命长。灵活实用的两种实用方式。该装置研发出便携式（不带衣架）和固定安装式（配备衣架）两种产品。设计先进，结构紧凑。限速器采用精铸吕合金外壳，精美，轻质（仅重3.5kg,不计钢丝绳）。第3章 多功能升降器的用途、规格、主要技术性能及特点3.1 多功能升降器的用途与规格所谓多功能，在这里就是即可实现晾晒衣架（执行部件）的手动升降，又可稍经改造，收放线装置（控制部件）配合衣架就可作为高空缓降设备来使用，在灾难发生时，正常的疏散通道不能使用，帮助人们迅速、平稳、安全的从高处降落到地面。该装置适用于各类高

4、层建筑，如办公楼、写字楼、公共娱乐场所、宾馆、饭店、住宅、公寓、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。此装置分为固定式与便携式两类。固定式就是固定在公寓内阳台顶部，平时行使晾衣，紧急时自救，都不用屋顶将装置拆下的一类；由于控制装置本生就可单独行使缓降的作用，且质量轻，体积小，舍去衣架，配上一两个零部件，就成为一套便携装置。3.2 多功能升降器的主要技术性能及特点3.2.1 主要技术参数：实用范围:20-100kg下降速度:0.5-2.0ms使用高度范围: 50m钢丝绳索直径:3mm承载人数：1人次3.2.2 主要性能、特点摇转手轮可实现衣架的升降

5、，并在不同高度都可随时自锁同一重物在下降过程中所产生的放线力矩保持不变针对不同的重物，通过定量压缩弹簧以产生对应阻力距，实现匀速下降弹簧的压缩量为每20kg重物对应2mm压缩部件螺纹的螺距），配有刻度，可以微调第四章 多功能升降器的功能设计4.1 多功能升降器的基本功能及其展开分析4.1.1 晾衣架升降平时使用中，逆时针转螺栓手柄，释放压缩弹簧，消除绕线筒上摩擦表面的压力，消除阻力矩；接着摇摇动手轮，任意调整衣架上所晾衣物的高度；再反手柄，压缩弹簧，施加足够压力，使衣物悬停空中。4.1.2 缓降重物紧急情况下，顺时针转螺栓手柄，压缩螺栓上，每2mm（螺栓螺距，每多转一圈，可多实现20kg重物匀

6、速下降）留有刻度，另外上箱板上也每个15度留有一刻度，用以细分这20kg的增加量，起微调作用，调到自救者的体重刻度后，取下衣杆一端安全钩与控制装置上的吊环连接好；人绑上安全带，安全钩也于控制装置上吊环连接好，此时人便可爬出窗外安全，匀速下降了；若要中途停车，就再顺时针转手柄，压弹簧施加阻力即可。第五章 多功能升降器的结构设计5.1 结构方案的确定本方案拟定采用通过使用摩擦机构来实现动力矩与阻力矩保持平衡，以达到物体匀速下滑的目的。以下几种方案可供参考。5.1.1 套筒式摩擦机构图1 套筒式摩擦机构通过螺钉6，可调整两半压块5和8来压紧钢丝绳2.此方案结构简单，但可靠性差钢丝绳与套筒之间的摩擦情

7、形时有变化，导致摩擦系数不定，下落过程中速度变化难以设想；操作不便压力难以调定到一准确数值，更不必说适用不同体重人员。5.1.2 缠绳式摩擦机构图2 缠绳式摩擦机构通过操作右上角的扳手调整绳索在绕线轮上的包角，完成匀速下降过程。可单手操作，如若包角过大，再加上难以微调，会出现卡死现象。5.1.3 离心摩擦机构图3 离心式摩擦机构转动时，摩擦弧片1和2绕着销轴4往外甩，压紧在机壳8的内圆弧表面，产生较大的摩擦力矩。此机构最大的优点是只要摩擦弧片1和2的质量与尺寸确定，一定重物在下滑过程中的最大，也是最后稳定的速度是一个定值，有自动调速的作用。但通过计算得到，要想重物在一较为安全的低速范围内下滑，

8、摩擦弧片1和2的质量要求很大，相反，如若在一较高运行速度下，质量不必很大。由此可见，此类机构更适合与高速机械。5.1.4 压缩弹簧+单层绕线摩擦机构图4 压缩弹簧+单层绕线机构此机构的特点在于单层绕线（通过线与线，线与轴之间的摩擦力，使绳4与绕线筒3形成近似一体）可使重物的动力矩保持不便，压缩弹簧可调整摩擦片2与绕线筒3之间正压力，控制阻力距，实现可调、微调。经过各种机构的比较和综合，最终选取此种机构，并将其与手摇升降衣架进行结合。5.2 机构及主要零件空间布置方案的确定压缩弹簧+单层绕线类似机构图5 压缩弹簧+单层绕线类似机构1为压缩弹簧，2为摩擦片（与箱壁左端胶结），4为钢丝绳，此类机构与

9、图4所示机构的运用原理相同，最大的不同是图4的摩擦组件与出线口的位置，其摩擦片在绕线筒的左侧，弹簧在右侧，两出线口位于上下两箱板（图5所示机构预设出线口在前后两箱板），此机构有利于缩小装置的左右两侧宽度，进而减少装置的整体体积，减轻重量。由于绕线筒左或右端需配备一摇动手轮，用于收放线，实现晾衣架的升降。这样不易于装置在墙壁上的固定（通常装置固定后手轮摇背向墙体，顾绕线筒左右两端要留有一段），所以设计方案确定为图5所示机构。5.3 结构工艺性的考虑（铸、锻、切削、热处理、检测及装配的工艺性等）5.3.1 箱体工艺性考虑箱体是用来固定、支撑和包围以上绕线筒与摩擦机构，考虑到工艺性，此处采用六块矩形

10、铝板型材螺钉固结为矩形盒子，为了保证足够的强度，板厚为10mm。具体结构尺寸如下图：图6 左右两箱板图7 前后两箱板图8 上下两箱板5.4 轴承的布局此装置设有两耐磨的锡青铜滑动轴承，与左右两箱板紧配合，结构尺寸见节6.8。5.5 润滑与密封方式的选择需要润滑的地方是心轴与滑动轴承配合出，选用定期油润滑；考虑结构尺寸与散热的因素，无需密封。第六章 多功能升降器主要零配件的设计与计算6.1 钢丝绳的选取与校核选择裸镀锌合成纤维芯钢丝绳，其参数如下：直径：近似重量：3.48kg100m最小破坏拉力：5.78kN弹性模量：200GPa预设使用长度：30m适用高度：15m（双线承受重力）则绳的重量G=

11、3.48*30100=1.044kg绳的静伸长量=50*9.8*30200*109*3.14*（3.14*2.52*10-6）=9.2mm动载荷系数Kd=1+1+22（9.8*9.2*10-3）0.5=7.7强度判断：9.8*50*7.7=3773N5780N（安全）6.2 轴的设计校核轴的中间部分要与绕线筒固定，其两侧要与箱体配合，一端还要装配一手轮，用于收放线，材料为45钢，如图所示。图9 心轴当线轴两侧受最大弹簧力F=414.3N。经分析计算，装置运转时只受弯矩，弯矩图如图10所示图10 轴所受弯矩图Mmax=-5.8Nm取=60Mpa由，有D=10mm考虑线筒上的销孔和各直径和轴所要配

12、备零部件，取中间段直径D为25mm,轴承配合段D为20mm，与手轮配合段D为12mm。6.3 绕线筒设计与校核线筒中间部分用于绕线，两端各一大轮盘，与摩擦部件作用，产生阻力，两者一体，材料为铝合金。绕线筒并不缠绕全部的绳，而仅是在线筒上密绕一层线，一头线往外抽，一头线则会往里绕，通过这层密绕线与筒壁的静摩擦力，迫使线筒在线筒两端有足够摩擦阻力的情况下能够匀速转动，实现人缓慢下降。线筒的两大端打有孔，线筒与轴的固定方式为销钉连接。线筒最小直径设为Dmin=40mm轴向长度L0=40mm（13匝）预设绳长L=30m两端圆盘直径D取148mm轴向长度L各25mm如图11所示：图11 绕线筒线筒受到的

13、绳的拉力旋转力矩=50*9.8*0.0225=11Nm线筒内部为空心的，取直径D=28mm，与其对应的直径D=25心轴的固结（线轴中间位置），选用直径5mm一根长45钢销连接，则产生的切应力=2*11（28*10-3）*3.14*（2.5*10-3）2=40MPat=200Mpa（安全）6.4 弹簧的选取与校核弹簧丝的直径为d=3mm，中径为D=14mm,一圈的刚度K为291Nmm。根据尺寸的限制和要求，取n=7，则K,= =2917=41.5Nmm因为拉力矩T=11Nm由,有F=414.3N有弹簧压缩量=10mm弹簧总长L=8*3+10=34mm通过系列计算不同重量的重物对应的弹簧压缩量关系

14、如下表：重量Mkg伸长量Xmm6068081001012012表1下降重物与弹簧压缩量关系表由表可知每增20kg,需增压缩量为2mm。弹簧切应力的校核：=727Mpa=735Mpa（合适）6.5 螺栓手柄的设计与校核手柄与压缩螺栓间隙配合，手控带动压缩螺栓转动,从而压缩弹簧，材料45钢，如图12所示。图12螺母手柄螺栓最大受力F=414N，取螺纹间摩擦系数为f=0.5=160Mpa螺纹直径D=30mm，手柄直径d=12mm则最大阻力矩=6.21Nm=1.6910-7m3=36.7Mpa6.6 摩擦片粘接板的设计与校核粘接板下侧粘接摩擦片，上侧与弹簧导向套压紧配合，材料铝合金，如图13所示。图1

15、3 摩擦片粘接板由板宽b=（59-20）mm，板高h=6mm，有W=bh26=0.012*（85-20）6=10.83*10-7m3由两端支持力F=207N，板长L=85mm，有M=207*0.0425=8.8Nm取=60Mpa，则=8.1MP（安全）6.7 弹簧导向套的设计弹簧导向套下端与摩擦片粘接板压紧连接，上端套住弹簧，材料为45钢，如图14所示。图14 弹簧导向套6.8 手轮键的选取与校核此键用于手轮向轴传递转矩（主要是作为衣架）。手轮为标准件，通过对配合尺寸的测量，键选用b*.52（14）,1980.6 任大为.机械设计手册.北京：化学工业出版社，1998.7 待徐灏.新编机械设计师

16、手册.北京：机械工业出版社，1995.7 卜炎.螺纹连接设计与计算.北京高等教育出版社，1998.8 濮良贵.纪名刚.机械设计（第七版）.北京：高等教育出版社,2000.9 程能林.产品造型材料与工艺，北京理工大学出版社，2002.10 王建华等.机械制图与计算机绘图，国防工业出版社，2004.11 黄靖远.机械设计学.北京：机械工业出版社,1999.12 孟宪源等.现代机构手册（上、下册）.北京：1994.13 翁海珊，王晶主编.第一届全国大学生机械创新设计大赛决赛作品集.北京：高等教育出版社，2006.5.14 邢玲，张秀芳.机械设计基础课程设计M.北京：机械工业出版社，2007.7.15

17、 周开勤.机械零件手册.4版.北京：高等教育出版社.16 ProENGINEER野火版4.0宝典文熙编著.北京：电子工业出版社，2008.1017 Solidworks2008机械设计一册通高广镇，田东，段辉编著.北京：电子工业出版社，2009.1毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了

18、解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 指导教师签名：日期： 日期：注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求

19、：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它