【正文】 困難。 （ 2）艙體由緩沖艙、人員艙和設備艙三個部分構(gòu)成。 （ 3）緩沖艙與人員艙的過渡艙門：開啟方向由緩沖艙開向人員艙。 、 救生艙內(nèi)部尺寸設計 （ 1）艙內(nèi)凈寬度 mm1400 ， （ 2）艙內(nèi)凈高度 mm1800 ， （ 3）基于模塊化設計的思想，將緩沖艙設計成一個獨立封閉結(jié)構(gòu)。 （ 5）艙體下部設置滑靴（或 滾輪 ）進行牽引 、 通用段長度設計方案 已知條件： （ 1） 人員艙凈容積≥ m （ 2）由艙內(nèi)凈寬度 mm1400 ，河南理工大學畢業(yè)設計說明書 15 凈高度 mm1800 ，每人所需的最小凈空間為 ，可算出人員艙最小凈長度為 ， ml )( ???? （取 ） 。 6 段 = （ 3） 方案三：每段長度 900mm。 河南理工大學畢業(yè)設計說明書 18 緊急逃生門防護段：下部安裝制冷壓縮機，上部為應急艙門，最低點離地高度超過 1m。 生存艙 結(jié)構(gòu)設計 初步確定艙體尺寸 根據(jù)第四章中救生艙的整體尺寸設計可知。其中法蘭盤的尺寸為厚度 mm30 ，寬度 mm90 ，布置在艙體的四周。橫向受載時，其受力模型相當于簡支梁受均布載荷。 、 主艙門方案 : a:主艙門的 基本 要求 : 向外開啟。 缺點：豎桿太長，鎖緊力大時可能導致其變形大，時間長了密封性會下降。 缺點：上下邊的密封性較差。雖然在理論上鎖緊點多能增加 密封效果，但由于加工精度的原因，可能各個鎖緊點并不能都能起到好的 作 用。 2） 連桿機構(gòu) (六點鎖緊 ) 優(yōu)點：接觸點較多，密封均勻。 要求：密封性中等，可靠性高，開關(guān)方便。 （ 2）雙點鎖緊 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，加工和安裝方便，效率高，可靠性高。 b：艙門方案比較 ： 現(xiàn)在市場上出現(xiàn)的救生艙 應急艙 門都要求面積合適，密封嚴格，因此艙門都采用多點鎖合結(jié)構(gòu)，其中多為四點鎖緊。受力合理，能較好地滿足鎖緊要求。實際艙門高度河南理工大學畢業(yè)設計說明書 31 1250mm，結(jié)構(gòu)強度明顯提高，又不影響進出 。其中身體直立雙手扭轉(zhuǎn) 較長 把手時男人的扭力為 N127381? ，女子的扭力為 N78200? ；身體屈曲雙手扭轉(zhuǎn)時男子的扭力為 N244544? ，女子的扭力為 N138267? 。但同時又避免因為艙門面積過大而造成密封困難，剛度不符合要求等原因，根據(jù)人機工程學和材料力學知識，初步確定救生艙門的結(jié)構(gòu)尺寸為mmmmhb 1 2 5 06 5 0 ??? ，門 板厚度為 20mm。 艙門鎖緊機構(gòu)采用四 點鎖緊，為了使艙門在壓縮密封材料時，整個凸緣部分所受的力均勻分布，因此在艙門上安裝軸承座的位置加裝肋板，以達到使載荷均勻分布的效果，同時又增強了艙門的剛度，肋板截面尺寸根據(jù)其上面安裝的軸承座尺寸確定，取為mmmmhb 2050 ??? 艙門門板需要與鎖緊裝置裝配，因此在艙門的中間位置必須設計安裝鎖緊裝置軸的軸承座， 初步確定軸承座孔的直徑為 mmd 50? 。鎖緊裝置 所需 提供 壓力： 由公式 FLL EA?? 得， 3L mm?? ， 20L mm? ， 2E MPa? ， 22(12 50 65 0) 2 10 3. 8 10Am ?? ? ? ? ? ?KNL LEAF 0 0 26 ???????? ? 對于 4 點密封門， 為達到密封要求 每個著力點 所需的力 為 : 河南理工大學畢業(yè)設計說明書 33 KNFF 39。 手輪直徑 ? =400mm。如下圖 ， 當??? 65A 時， ?????? 78,37 BA C B 。方向向下。1 ???? ?? ? 當 ??? 5ACB 時，圖中機構(gòu)的各幾何尺寸如下： ACB? ABC? A? LAB LBC 5? ? ? 80 120 s in 1 2 0 s in 5s in807 . 5BCABL A C BALA??? ? ?? ? ? 可提供最大驅(qū)動力 : NFF 3 4 5 o s804 5c o s39。該 曲柄滑塊機構(gòu)滿足主艙門的運動動力條件，可以作為主艙門的鎖緊機構(gòu)。將 BC 桿做成矩形截面，根據(jù)常規(guī)設計方法， C 點處為與壓緊桿配合，將 BC 桿的尺寸初步定為 mmmmhb 520 ??? ，再按照壓桿穩(wěn)定性和擠壓強度校核該尺寸是否符合動力要求。 BC 桿的最小橫截面積慣性矩： 433 0 812 520xx mmbhI ???? BC 桿的慣性半徑： mmAIi ???? BC 桿的柔度為： 河南理工大學畢業(yè)設計說明書 40 1201 ???? il?? 計算 45 鋼的 1? ，查表可得： 45 鋼： M PaM PaG PaE sp 3 5 0,2 8 0,2 1 0 ??? ?? 。根據(jù)公式可得： M P abaor ?????? ?? 臨界壓力為： NAF or 2 4 8 0 0)0 0 (102 4 8 6 ??????? ? BC 桿的工作安全系數(shù)為： stor nFFn ???? 1318712 4 8 00m a x 滿足工作要求。 由銷釘尺寸校核 BC 桿厚度是否滿足擠壓強度： 銷釘與 BC 桿的有效擠壓面積為： 23056 mmhdA ????? 則擠壓應力為： M P aM P aAF p 90][ 1871 5 ?????? ? ?? 則 BC 桿厚度滿足擠壓強度。 壓緊時支承處的支反力 為： 河南理工大學畢業(yè)設計說明書 42 NNNN 2 8 2 0,5 6 4 0 21 ?? 其中 1N 方向向下， 2N 方向向上。 軸承剖分面處所用螺栓的直徑計算： 軸承剖分面處四個螺栓所受的拉伸載荷相等，當最大載荷為 =5640FN總 時，由每個螺栓所承受的拉伸力小于門板與支承處所用的螺栓，為了計算和制造加工的方便，此處選用的螺栓尺寸同上面所選用的螺栓尺寸一樣，使用公稱直徑為 10d mm? 。查閱資料可得，對于直徑100d mm? 的軸，有一個鍵槽時，軸頸需要增大 5%~7% 。 第 2 部分為為軸環(huán)，其作用是用于軸與軸承座 孔左端的軸向定位，直徑取為2 70d mm? ，長度為 20l mm? 。 （ 2） 為達到密封要求所需正壓力計算： 緩沖門要求：密封性中等，可靠性高，開關(guān)方便 ,。 則水平方向的摩擦力為： 12( ) c o s 3 . 5 0 . 1 5 ( 1 4 1 9 7 7 0 9 7 ) 0 . 1 5 7 1 3 8 c o s 3 . 5 4 2 6 2 . 8 5fF f N N fN N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 正壓力水平分量： s i n 3 . 5 7 1 3 8 s i n 3 . 5 4 3 5 . 7 6F N N? ? ? ? ? ?水 平 總的水平方向阻力： 4 2 6 2 . 8 5 4 3 5 . 7 6 4 6 9 8 NffF F F? ? ? ? ?總 水 平 手輪需要施加一個驅(qū)動力來克服水平方向阻力，該力反應到齒條上 即為齒條齒形上所受到的切向力 Ft F =4698Nt fF? 總 （ 3） 、計算齒輪模數(shù)： 由齒根彎曲疲勞強度計算齒輪模數(shù)： KFm= t Fa SaFYYb ?? ? ?? 初步選擇齒輪齒數(shù)為 20，齒寬為 系數(shù)選為 1?? ，齒輪載荷系數(shù) K=。 則 KF 1 . 4 4 6 9 8 2 . 8 0 1 . 5 5m = = = 1 . 8 74 0 3 8 0t F a S aFYYb ?? ? ? ? ? ??? 選用齒輪模數(shù)為 m=。 即門板與支撐之間所用鏈接螺栓所承受的總的最大工作載荷為： 14194FN?總 此載荷位于靠近壓緊楔塊處，主要由靠近楔塊處的兩個螺栓承擔。故軸承剖分面處所用的螺栓尺寸同樣選取 12d mm? （ 6） 、手輪尺寸確 定 選用手輪直徑為 300mm?? 人在屈曲狀態(tài)下的輸出力為 F=544? 244N,取人的輸出力為 600N。查閱資料可得，對于直徑100d mm? 的軸，有一個鍵槽時，軸頸需要增大 5%~7% 。 第 5 段為齒輪，根據(jù)上面計算得到的齒輪的個幾何尺寸，確定該段的直徑為齒輪齒頂圓直徑 mmd 44? ，長度為齒輪齒寬 mml 40? 。 ③ 軸上零件的周向固定 手輪軸的周向固定采用平鍵連接，按 1d 由表查得平鍵截面 mmmmhb 78 ??? ，鍵 槽用鍵槽銑刀加工，長為 20mm，為了保證手輪與軸配合有良好的對中性，故選擇手輪輪轂與軸的配合為 76Hn 。 （ 2） 為達到密封要求所需正壓力計算： 應急門關(guān)閉時的狀態(tài)如下圖 河南理工大學畢業(yè)設計說明書 54 .所選密封橡膠的彈性模量為 2MPa，為達到密封要求，需要將密封材料壓縮 3mm，則壓緊桿所需提供的壓力為： 由公式 FLLEA??得， 3L mm?? ， 20L mm? ， 2E MPa? ， 周長 3 .1 4 6 5 0 =2 0 4 1 m mCD?? ? ? 密封條面積 232 0 4 1 1 0 = 2 .0 4 1 1 0Am?? ? ? ??? l lEAF壓 622 10 2. 04 1 10 0. 00 3 ?? ? ? ? ?（ KN） 應急門采用四點鎖緊方案，每個壓緊點上所受的平均力： NNFF 153061204141 ???? 壓 在壓緊楔塊處進行受力分析， NFF N o s ??? NFfF Nf 2 3 01 5 3 ????? （ 2） 、計算應急門的驅(qū)動性能 根據(jù)對該機構(gòu)進 行 Pro/E 方針演示在機構(gòu)剛開始運動時，由于壓縮量小，所受阻力非常河南理工大學畢業(yè)設計說明書 55 小，人通過手輪所能提供的驅(qū)動力足以克服壓緊時所需的阻力，因此，該機構(gòu)啟動性能良好，當機構(gòu)運行到一定角度時，壓縮量逐漸增大，所需克服的阻力也隨之增大，因此需要手輪提供更大的驅(qū)動力才能鎖緊門框，以達到密封要求，根據(jù)機構(gòu)進行的運動仿真，以??? 65A 時開始為啟動時校核驅(qū)動力是否能提供所需壓緊力的位置。其受力分析如下圖所示，圖中 A 點距離軸的支撐處為 50mm，支撐的寬度 b=50。 1 、啟動性能 （ 1）由手輪和曲柄的受力平衡式，人的正常扭力取 nF =600（ N），手輪直徑 mm300?? 。 緊急 門 結(jié)構(gòu)計算 （ 1） 緊急門門板設計 ： 根據(jù)人體結(jié)構(gòu)學，為了能使人從緊急門中逃生， 門的面積 S≥ ，取門的內(nèi)徑為mmSd 6184 ?? ? （實際尺寸取為 mmd 650? ）。 第 2 部分為為軸環(huán)，其作用是用于軸與軸承座孔左端的軸向定位，直徑取為2 70d mm? ，長度為 10l mm? 。 ( 1 0 .0 7 ) 2 2 .9 1 .0 7 2 4 .4 7d d m m? ? ? ? ? ? 取手輪軸的直徑為： 25d mm? 2） 手輪軸的結(jié)構(gòu)設計 由于手輪軸的最小直徑同齒輪的分度圓直徑相差不大，因此將手輪軸同齒輪作為一體的結(jié)構(gòu)，即齒輪軸。 （ 7） 、 手輪軸的 設計 1）確定首輪軸的最小直徑 手輪軸上受到的阻力距為： 4 6 9 7 4 0 1 8 7 8 8 0T N m m N m m? ? ? ? 按照剪切強度確定手輪軸的直徑： ][m axm ax ?? ?? tWT 查表得 45 鋼的許用剪切應力為： MPa80][ ?? 抗扭截面系數(shù)： 163dWT ?? 計算軸的直徑為： 39。于是螺栓的危險截面的拉伸強度條件為 :221 []4Fd?????、 選擇螺栓材料為 Q23性能等級為 的螺栓，查表得材料的屈服極限 240s MPa? ? ，選用安全系數(shù)為 ? ，故螺栓材料的許用應力為 240[ ] 1 6 01 .5s M P a M P aS?? ? ? ? 計算 螺栓的危險截面的直徑（螺紋小徑）為： 21 4 1 . 3 4 1 . 3 9 9 3 5 . 8 1 0 . 1 4[ ] 1 6 0Fd m m? ? ?? ??? ? ?? 按粗牙普通螺紋標準（ GB/T 196— 20xx），選用螺紋公稱直徑 12d mm? （螺紋小徑1 10 .8 63 10 .1 4d m m m m??）。根據(jù)上面計算的壓緊時支撐處的支反力計算螺栓直徑。查表得 MPaF 380?? 。鎖緊機構(gòu)主要材料選取 45 鋼M P aM P a sb 3 5 5,6 4 0 ?? ?? 密封材料要求壓縮量為 L? =1mm， 密封材料面積 (1 2 5 0 6 5 0 ) 2 3 0A ? ? ? ? ? 2210m? 所需壓緊力： EA LF L???總 622 10 10 N?? ? ? ? ? 采用雙點鎖緊方案，每個鎖緊點的壓力為 11F 1 4 2 5 0 = 7 1 2 5 N22F ? ? ?總 齒條在壓緊時的受力分析 : 河南理工大學畢業(yè)設計說明書 47 根據(jù)上圖受力分析圖，列力的平衡方程式： c o s 3 . 5 7 1 2 5 , 7 1 3 8N N N N? ? ? ?