【正文】 鎖緊結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，并且能夠滿足其中等密封要求，因而最終選用方案二作為緩沖門的結(jié)構(gòu)方案。有些把手很短時需要彎腰操作據(jù)測量彎腰雙手扭轉(zhuǎn)時男人的扭力為，女子的扭力為。對主艙門鎖緊機構(gòu)進行簡化，并作受力分析，其簡化圖形如下圖所示，為一曲柄滑塊機構(gòu)：根據(jù)手輪直徑與門的尺寸，確定四桿鎖緊機構(gòu)各桿的尺寸為：。BC桿為二力桿，可簡化為兩端鉸支，其長度因數(shù)，其承受的軸向壓力為，取穩(wěn)定安全系數(shù)為。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）。查表得。第四段為加工齒輪時根據(jù)工藝要求，需要設(shè)置退刀槽，屬于工藝尺寸，取該段直徑為，長度為，根據(jù)上面所訴，門板中間的軸承座孔的直徑取為，長度為，因此第3段軸的直徑也取為 ，軸與軸承座孔的配合長度為，由于門板有一定的厚度，為了是齒輪能與齒條配合，軸承座與齒輪間還需保持一定的距離，該段距離為16mm，因此取第三段的長度為：。（3）、計算壓緊桿的直徑：1 、由桿的抗彎強度計算其直徑CE桿的受力屬空間力系，因此，選圓形截面桿。根據(jù)上面計算的壓緊時支撐處的支反力計算螺栓直徑。除了敬佩呂老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。確定BC桿的截面尺寸為：（5）、銷子的直徑確定鏈接銷釘?shù)钠茐男问蕉酁檫B接面被壓潰或銷釘被剪斷，因此應(yīng)該按照剪切強度和擠壓強度對銷釘?shù)慕孛娉叽邕M行校核。2 、鎖緊時的動力性能 當插銷接觸門框?qū)⒚芊獠牧蠅嚎s到所需密封量時，支撐所產(chǎn)生的摩擦阻力變得很小，主要阻力來源是楔塊的正壓力和摩擦阻力，此時的受力分析如下圖所示：此時壓緊桿所受到的支反力與摩擦力大小計算如下：解方程得： 摩擦阻力：正壓力水平分量：總的水平方向阻力：壓緊時，手輪提供的驅(qū)動力：當壓緊桿運動到此位置時，手輪所能提供的驅(qū)動力也隨著角度的減小而增大，下面就壓緊桿運動到不同位置時的各種情況進行討論，校核手輪所提供的驅(qū)動力是否能提供所需密封要求時的壓緊力。查閱資料可得，對于直徑的軸，有一個鍵槽時，軸頸需要增大。根據(jù)艙體尺寸選擇與主艙門一致，基本尺寸為：高度1250mm，寬度650mm，門框?qū)挾?0mm。根據(jù)上面計算的壓緊時支撐處的支反力計算螺栓直徑。則D點所受最大彎矩： 選用壓緊桿的材料是45，許用彎曲應(yīng)力， 則去D點處的直徑為30mm（5）、根據(jù)穩(wěn)定性確定BC桿的橫截面積BC桿與CD桿在C處鉸鏈，CD桿的直徑為30mm。摩擦系數(shù)：，~，不考慮插銷自身的變形，插銷進L，形成的對密封材料的壓縮量為：，若L=50mm，取楔角為。手輪高度：根據(jù)人機工程學的觀點，人在屈曲或彎腰時比直立時輸出的扭力大，因此外部艙門位置可適當偏低點好。b：艙門結(jié)構(gòu)方案比較：現(xiàn)有的過渡艙門大都沒有考慮密封性要求，大部分采用了單點鎖緊。接觸點少，密封性較差。生存艙內(nèi)部凈尺寸為凈寬度，凈高度。該結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于各種不同型號的救生艙。綜上所述，并下救生艙的設(shè)計有著充分的設(shè)計依據(jù)，其自身所具有的特點也能夠適應(yīng)各類井下事故的特點，因而在減少井下事故造成的人員傷亡方面具有光明的應(yīng)用前景。(2) 井下救生艙的特點井下救生艙是針對各類礦山井下事故的特點而設(shè)計的，因而能夠適應(yīng)各類井下事故發(fā)生后人員的救生。第二種方法也難以保證礦工的生命安全。當前我國的礦山井下事故多發(fā)，這顯示出我國礦山礦井安全設(shè)施及礦工自救狀況不容樂觀。正是基于這種思想，設(shè)計了煤礦井下救生艙。當前我國各類礦山企業(yè)普遍存在著安全投入嚴重不足，安全技術(shù)裝備老化、落后、帶病運轉(zhuǎn)、安全性能下降、抗災(zāi)能力差、不能及時有效的預(yù)防和抗御事故災(zāi)害的現(xiàn)象。井下救生艙這一想法的產(chǎn)生，與當前我國礦山事故頻發(fā)的背景有關(guān)。2)能夠提供足夠的事故救援時間。：由于救生艙安置在巷道內(nèi)，并且在配置前需要做防爆試驗，因此巷道尺寸限制了救生艙的尺寸。（座椅的人機工程學參數(shù): ）通用段長度的三種設(shè)計方案：（1） 方案一：每段長度700mm。肋板選用槽鋼，焊接在艙體外輪廓上，查閱金屬材料手冊選用10號槽鋼作為加強肋板，其主要結(jié)構(gòu)尺寸如下:型號尺寸截面面積理論重量參考數(shù)值hbd1010048198救生艙受力模型可簡化為一懸臂梁，該梁受均布載荷作用：當爆炸發(fā)生時，其瞬間壓力可達，當該壓力作用在救生艙的一側(cè)面時，相當于該側(cè)面受到均布載荷作用，該載荷大小:艙體在受彎方向的橫截面如圖所示，可分為4部分組成，分別求個部分的慣性矩：第一部分為矩形，其慣性矩為：第二部分為矩形，其慣性矩為第三部分為矩形，其慣性矩為第四部分為槽鋼，其慣性矩由上表可以查出：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：第三部分的面積為第四部分面積查表可得：第三部分慣性軸距離截面中性軸距離為：第四部分槽鋼慣性軸距離截面中性軸距離為則該橫截面對y軸總的慣性矩為： 根據(jù)懸臂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：變形量小于艙體總高度的，故其剛度滿足使用要求。3）十點和十二點聯(lián)動鎖緊優(yōu)點：理論上門的受力均勻，密封性較好。、應(yīng)急門方案a：應(yīng)急門的基本要求：要求：密封、隔熱、耐沖擊性能強，可靠性高，開啟方便，在透水深度不高于1m的情況下能方便進出， m2(248。由于在礦下工作的都為男性，并且根據(jù)手輪高度，人在操作各種艙門時，都處于屈曲或彎腰狀態(tài)，因此，選擇人所能提供的扭力為600N。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。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：。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。則選用齒輪模數(shù)為m=。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。其抗彎截面模量為因為導(dǎo)向座的長度較大，DE可以看做懸臂梁，端部在垂直方向的合力為。壓緊時支承處的支反力為：其中方向向下，方向向上。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計的吳佳亮同學，他在本次設(shè)計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設(shè)計，并承擔了大部分的工作量。③軸上零件的周向固定手輪，連桿圓盤與軸的周向固定均采用平鍵連接，按由表查得平鍵截面，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；同樣，連桿圓盤與軸的鏈接，選用平鍵為：連接圓盤與軸的配合選用，④確定軸上倒角尺寸參照資料，取軸端倒角為。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。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。（7）、手輪軸的設(shè)計1）確定首輪軸的最小直徑手輪軸上受到的阻力距為：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。（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,。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。其抗彎截面模量為因為導(dǎo)向座的長度較大，DE可以看做懸臂梁，端部在垂直方向的合力為。鎖緊裝置所需提供壓力：由公式得，對于4點密封門，為達到密封要求每個著力點所需的力為:（3）、計算驅(qū)動特性在屈曲狀態(tài)下的輸出力為600N。實際艙門高度1250mm，結(jié)構(gòu)強度明顯提高，又不影響進出。要求：密封性中等，可靠性高，開關(guān)方便。缺點：豎桿太長，鎖緊力大時可能導(dǎo)致其變形大，時間長了密封性會下降。根據(jù)第四章中救生艙的整體尺寸設(shè)計可知。、救生艙內(nèi)部尺寸設(shè)計（1）艙內(nèi)凈寬度，（2）艙內(nèi)凈高度，（3）基于模塊化設(shè)計的思想，將緩沖艙設(shè)計成一個獨立封閉結(jié)構(gòu)。只要在井下適當?shù)奈恢迷O(shè)置若干個井下救生艙，井下作業(yè)人員便可以在事故發(fā)生后最短的時間內(nèi)進入寓自己最近的救生艙內(nèi)，由此可以將被動的等待救援轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥淖跃取？傊戮壬撌且粋€安全性、可靠性高的救生設(shè)備。在上述情況下，礦工要想逃出礦井必須冒極大的生命