機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽(編輯修改稿)
2025-05-14 02:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。然后，再按下按鍵，搖動手柄使兩線軸同時收起，收起完畢后，再放回備用箱即可。 該裝置的還有一個特點(diǎn)，既可以將其固定在樓上使用，也可以將掛鉤掛在樓層上，讓逃生者隨該裝置降到地面。 考慮到很多火災(zāi)發(fā)生在夜間，為了充分利用裝置內(nèi)部空間和能源，使逃生者在下降過程中和落地時有足夠的照明，該裝置還安裝一小型發(fā)電機(jī)。該逃生器適用范圍廣泛，速度自動調(diào)節(jié)，無需手動操作，簡單實(shí)用，性能穩(wěn)定，安全可靠，適合大規(guī)模推廣。 本設(shè)計(jì)由加速環(huán)節(jié)、液體阻尼環(huán)節(jié)、速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)、多人循環(huán)環(huán)節(jié)以及減速部分五大部分組成，結(jié)構(gòu)簡單，原理明確。介紹中涉及到的諸多數(shù)據(jù)，其來源請參照第四章參數(shù)計(jì)算部分。以下說明詳細(xì)設(shè)計(jì)原理。 加速部分設(shè)計(jì)加速部分的作用一是減小液缸的負(fù)載，二是使穩(wěn)速下滑的效果更加良好，設(shè)計(jì)如下圖（2）： 圖22 加速環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)圖 加速部分有兩級加速。齒輪1通過固定軸與線軸2相連，線軸2的轉(zhuǎn)動帶動齒輪1轉(zhuǎn)動，齒輪1到齒輪2為第一級加速，齒輪2和齒輪3同軸且固定在一起，齒輪3帶動齒輪4為第二級加速，通過軸傳到齒輪5，于是齒輪5圓盤上的曲軸做圓周運(yùn)動。曲軸通過連桿與活塞相連，圓周運(yùn)動于是變?yōu)橹本€運(yùn)動。 阻尼部分剖析 本設(shè)計(jì)采用流體阻尼式原理。彈性式用彈簧做阻力，阻力與下降位移有關(guān)，越往下阻力越大，還有可能在落地前反彈，而且無法做到下降時勻速。摩擦式因?yàn)殚L時間的磨合，摩擦系數(shù)有所改變，性能也不穩(wěn)定，而液體流動阻尼式是利用液體流動阻尼把人體勢能轉(zhuǎn)化成液體熱能，以達(dá)降低速度的目的。其主要特點(diǎn)是由于液體阻尼的大小取決于外負(fù)載，所以不論人體質(zhì)量的大小均能以比較恒定的速度（本設(shè)計(jì)下降速度為4m/s）下降，詳細(xì)設(shè)計(jì)如下： 圖23 流體阻尼液缸 液缸內(nèi)徑為3cm，，活塞活動范圍為4cm。178。，178。 此種液缸類似于普通的活塞缸，不同的是缸的兩端均密封，內(nèi)有阻尼液體，而且，活塞由帶有許多阻尼孔的多層薄隔板構(gòu)成，當(dāng)液體流經(jīng)多層隔板的阻尼小孔時，產(chǎn)生的阻力平衡了人體重力，使人能勻速下滑。根據(jù)流體力學(xué)可知，采用多層有孔薄隔板比采用單層薄隔板更有利于達(dá)到勻速的目的。而且，孔越大，活塞移動速度越快，產(chǎn)生的阻力也就越大。178。時，對于70kg的人剛好以4m/s的速度勻速下滑?；钊囊欢伺c曲柄搖桿相連。這樣，曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成活塞的直線運(yùn)動，能量借助流體轉(zhuǎn)化為熱能和流體的動能。 此設(shè)計(jì)有兩個液缸，其位置成90?角，如圖： 圖24阻尼環(huán)節(jié) 這樣設(shè)計(jì)，既減小單個液缸承受的負(fù)載，也使液缸可以做的很小，同時也解決了曲柄在旋轉(zhuǎn)到極限位置時的速度波動。而加速部分的多級傳遞使輕微的速度波動大大化解，勻速效果更加完善。 獨(dú)特設(shè)計(jì)1：多人循環(huán)部分設(shè)計(jì) 多人循環(huán)部分結(jié)構(gòu)如圖25所示： 圖25 多人循環(huán)環(huán)節(jié) 按鍵由齒輪支架和彈簧組成，按鍵類似于啟動按鈕。齒輪7起連接齒輪的作用。按一下，按鍵開啟，齒輪7分別與齒輪8和齒輪9嚙合，線軸1和線軸2的旋轉(zhuǎn)聯(lián)通。再按一下，由于彈簧的作用，按鍵彈起，齒輪7分別與齒輪8和齒輪9分離，齒輪8和齒輪9斷開連接，線軸1和線軸2的旋轉(zhuǎn)互不干擾。 轉(zhuǎn)軸部分由兩個同心線軸組成，分別為線軸1和線軸2，線軸1和齒輪8通過軸固定在一起，線軸2和齒輪9通過軸固定在一起，齒輪8和齒輪9中間有齒輪7連接，齒輪7由按鍵控制。兩線軸既可以同時轉(zhuǎn)也可以不同時轉(zhuǎn)。若按鍵按下，線軸1和線軸2同時旋轉(zhuǎn)。若按鍵彈起，線軸1和線軸2的轉(zhuǎn)動互不干擾。裝置一端還有個搖柄，便于收放繩子。 此部分的設(shè)計(jì)，既可做到多人循環(huán)使用，也使此救生裝置更加實(shí)際化。使用方便，同時也便于存放。繩子可通過搖柄收起或放開。使用方法請參照產(chǎn)品簡介部分。 ：速度控制器的設(shè)計(jì) 速度調(diào)節(jié)器是此裝置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這部分結(jié)構(gòu)簡單，亦相當(dāng)實(shí)用，能自動將速度控制在4m/s。主要由帶槽圓盤、離心塊、彈簧以及摩擦導(dǎo)槽構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖26 速度控制器側(cè)面圖 圖27 速度控制器正面圖 圓盤半徑為8cm。連桿長1cm。 。質(zhì)量體質(zhì)量為20g。 速度為4m/s時，F(xiàn)(r=)=，F(xiàn)(r=8cm)= ，F(xiàn)(r=)=，F(xiàn)(r=8cm)= 帶槽圓盤上有三個導(dǎo)槽，每個槽內(nèi)有一個質(zhì)量塊，質(zhì)量塊只能在槽內(nèi)沿半徑方向來回運(yùn)動，質(zhì)量塊的一端用彈簧連接在圓盤中心軸上，并用一連桿接在圓盤的a點(diǎn)，連桿的另一端連接在b點(diǎn)，質(zhì)量塊可帶動連桿左右擺動。質(zhì)量塊與摩擦槽的接觸端裝有梯形橡膠塊，其形狀與摩擦槽吻合，連桿機(jī)構(gòu)相當(dāng)于開關(guān)閥門，摩擦槽設(shè)計(jì)成梯形槽如圖所示，以增大摩擦力。速度控制器根據(jù)離心原理，圓盤靜止時，彈簧1拉力為0，彈簧2為拉伸狀態(tài)，所以質(zhì)量塊不向外運(yùn)動。當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時，質(zhì)量塊有向外飛離的趨勢，隨圓盤轉(zhuǎn)速的增加，離心力也增加，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速達(dá)到
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