【正文】 對中性軸的慣性矩：第一部分為矩形，其慣性矩為：第一部分面積為：第二部分與第三第四第五部分同為槽鋼，根據(jù)槽鋼主要結(jié)構(gòu)尺寸表，查得：第二、第三、第四、第五部分的面積為：上述計算為各面積對其自身形心軸的慣性矩，需要通過平行位移公式計算出其對彎矩梁本身中性軸的慣性矩：第一部分矩形的慣性軸距離中性軸的距離為：第二部分槽鋼的形心軸距離慣性軸的距離為：則該橫截面對中性軸總的慣性矩為 根據(jù)簡支梁在受均布載荷時的彎曲變形公式計算其頂端最大變形量：其中：，艙體材料選用45鋼，其彈性模量，將上述數(shù)據(jù)代入公式可得艙體的最大變形量為：變形量小于總長度的，故其剛度滿足使用要求。十字架不在正確的位置時，不便于開啟。我們認為設(shè)計了以下兩種方案備選： 1)曲柄滑塊機構(gòu)(四點鎖緊)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高；由于導(dǎo)軌的約束強化作用，增強了立桿的高度。我們也設(shè)計了兩個方案備選：(1)、普通單點鎖緊優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。存在死點，設(shè)計時應(yīng)注意避免。選在門的中間，手輪離底部高度650mm。相應(yīng)的在艙體壁上與艙門配合部位，也制作成同樣尺寸的凸緣。則。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=50mm：列力的平衡方程：解得：主動力：摩擦阻力：主動力遠大于摩擦阻力，啟動性能良好。將BC桿做成矩形截面，根據(jù)常規(guī)設(shè)計方法，C點處為與壓緊桿配合，將BC桿的尺寸初步定為，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。根據(jù)公式可得：臨界壓力為：BC桿的工作安全系數(shù)為：滿足工作要求。壓緊時支承處的支反力為：其中方向向下，方向向上。則手輪軸最小直徑：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計擬定軸的裝配方案該主艙門的裝配方案在上面已有敘述，現(xiàn)將其裝配圖作出如下：根據(jù)周向定位的要求確定軸的各段直徑和長度：5軸段處與手輪配合，手輪輪轂長度為32mm，軸的右端用單螺母進行軸向固定，按該段軸的直徑取為該軸的最小直徑（將圓整為），手輪與軸配合的長度，為保證軸端墊片只壓在手輪輪轂上而不壓在軸的端面上，故第5段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。鎖緊機構(gòu)主要材料選取45鋼 密封材料要求壓縮量為=1mm，所需壓緊力：采用雙點鎖緊方案，每個鎖緊點的壓力為齒條在壓緊時的受力分析:根據(jù)上圖受力分析圖，列力的平衡方程式：解方程得：。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：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。則手輪軸直徑：取手輪軸的直徑為：2）手輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)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。（1）緊急門門板設(shè)計：根據(jù)人體結(jié)構(gòu)學(xué)，為了能使人從緊急門中逃生，門的面積S≥，取門的內(nèi)徑為（實際尺寸取為）。此時，壓緊桿的受力分析圖如下：分別就和時的兩種情況進行受力分析：當時，圖中機構(gòu)的各幾何尺寸如下：LABLBC80120此時手輪提供的驅(qū)動力為：當時，圖中機構(gòu)的各幾何尺寸如下：LABLBC80120可提供最大驅(qū)動力:根據(jù)上述計算，當壓緊桿鎖緊時所提供的驅(qū)動力大于其壓緊時的最大水平方向阻力。此時，BC桿所受的最大壓力即為CD桿的最大水平阻力。查表得45鋼的許用剪切應(yīng)力許用擠壓應(yīng)力為。根據(jù)上面論證，軸承剖分面處所用的螺栓尺寸同樣選取（7）、手輪軸的設(shè)計計算初步確定軸的最小直徑由上述計算可知，當艙門關(guān)緊時，通過壓緊桿所傳遞的水平方向的總的阻力為：為了克服此阻力需要在手輪上施加一個驅(qū)動力矩，驅(qū)動力矩的大小為：按照剪切強度確定手輪軸的直徑：查表得45鋼的許用剪切應(yīng)力為：抗扭截面系數(shù)：計算軸的直徑為：手輪軸通過平鍵與輪轂鏈接，因此需要在軸上開出鍵槽。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師呂鯤老師。 最后感謝河南理工大學(xué)四年來對我的大力栽培。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是呂老師仍然細心地糾正設(shè)計說明書中的錯誤。則手輪軸直徑：（確定手輪軸直徑為）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計①擬定軸的裝配方案該主艙門的裝配方案在上面已有敘述，現(xiàn)將其裝配圖作出如下：根據(jù)周向定位的要求確定軸的各段直徑和長度：1）5軸段處與手輪配合，手輪輪轂長度為32mm，軸的右端用單螺母進行軸向固定，按該段軸的直徑取為該軸的最小直徑，手輪與軸配合的長度，為保證軸端墊片只壓在手輪輪轂上而不壓在軸的端面上，故第5段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。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：則擠壓應(yīng)力為：則BC桿厚度滿足擠壓強度（6）、軸的支承處的螺栓尺寸計算支撐采用剖分式滑動軸承，軸承寬，軸承與門板之間采用螺栓鏈接，螺栓數(shù)目選用4個，軸承剖分面之間的連接也采用螺栓連接，數(shù)目為4個。BC桿的最小橫截面積慣性矩：BC桿的慣性半徑：BC桿的柔度為：計算45鋼的，查表可得：45鋼：。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)。（2）為達到密封要求所需正壓力計算：應(yīng)急門關(guān)閉時的狀態(tài)如下圖.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：由公式得，周長密封條面積（KN）應(yīng)急門采用四點鎖緊方案，每個壓緊點上所受的平均力：在壓緊楔塊處進行受力分析，（2）、計算應(yīng)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 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。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，長度為齒輪齒寬。于是螺栓的危險截面的拉伸強度條件為:、選擇螺栓材料為Q23，查表得材料的屈服極限，選用安全系數(shù)為，故螺栓材料的許用應(yīng)力為計算螺栓的危險截面的直徑（螺紋小徑）為：按粗牙普通螺紋標準（GB/T 196—2003），選用螺紋公稱直徑（螺紋小徑）。則查表得：齒形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)，齒輪材料選用45鋼。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，長度為。則每個螺栓所承受的工作載荷為：門板與支承處之間的連接屬于一般連接，并且工作載荷穩(wěn)定，查閱資料，單純受拉伸載荷時，螺栓的殘余預(yù)緊力，此處，選擇殘余預(yù)緊力：則螺栓承受的總的拉伸力為：考慮到螺栓在總拉力的作用下可能需要補充擰緊，故將總拉力增加以考慮扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響。查表得45鋼的許用剪切應(yīng)力許用擠壓應(yīng)力為。此時，BC桿所受的最大壓力即為CD桿的最大水平阻力。此時，壓緊桿的受力分析圖如下：分別就和時的兩種情況進行受力分析：當時，圖中機構(gòu)的各幾何尺寸如下：LABLBC80120此時手輪提供的驅(qū)動力為：當時，圖中機構(gòu)的各幾何尺寸如下：LABLBC80120可提供最大驅(qū)動力:根據(jù)上述計算，當壓緊桿鎖緊時所提供的驅(qū)動力大于其壓緊時的最大水平方向阻力。主艙門在即將開啟位置時的示意圖。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(shè)計安裝鎖緊裝置軸的軸承座，初步確定軸承座孔的直徑為。其中身體直立雙手扭轉(zhuǎn)較長把手時男人的扭力為，女子的扭力為；身體屈曲雙手扭轉(zhuǎn)時男子的扭力為，女子的扭力為。受力合理，能較好地滿足鎖緊要求。（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。2）連桿機構(gòu)(六點鎖緊)優(yōu)點：接觸點較多，密封均勻。缺點：上下邊的密封性較差。、主艙門方案:a:主艙門的基本要求: 向外開啟。其中法蘭盤的尺寸為厚度，寬度，布置在艙體的四周。緊急逃生門防護段：下部安裝制冷壓縮機，上部為應(yīng)急艙門，最低點離地高度超過1m。（5）艙體下部設(shè)置滑靴（或滾輪）進行牽引、通用段長度設(shè)計方案已知條件：（1） 人員艙凈容積≥（2）由艙內(nèi)凈寬度，凈高度，每人所需的最小凈空間為，可算出人員艙最小凈長度為， （?。＃?）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。方案二：救生艙結(jié)構(gòu)形狀如下：該方案中，艙體大體外形也采用長方體結(jié)構(gòu)，底部安裝滑靴或滾輪，以便于在巷道內(nèi)移動，不同之處在于艙體頂端由圓弧連接，其優(yōu)點是，在受到爆炸沖擊波時，其頂端圓弧可以起到緩沖作用，以減小沖擊波對艙體的破壞，缺點是，結(jié)構(gòu)較方案稍微復(fù)雜，給加工帶來一定的困難。3)能夠使被困井下的人員在最短的時間內(nèi)脫離險境，變被動為主動。它的抗擠壓性能，再加上對其設(shè)置地點巷道的特殊處理，使其可以很容易抵抗巷道坍塌、冒頂片幫等事故的擠壓：它的耐高溫、抗沖擊性能使其在一定程度上可以抵抗瓦斯爆炸或者粉塵爆炸后形成的高溫及；中擊波的襲擊i它的良好的密封性能及防水浸的性能使其可以抵抗有毒有害氣體及水的入侵，保證艙內(nèi)人員的安全。3)井上人員接到井