【正文】 此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。除了敬佩呂老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)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(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。2）第四段分別于四桿機構(gòu)的連桿配合，同時起到對手輪軸左端的軸向固定作用，因此取該段直徑為，連桿做成圓盤形狀，圓盤當(dāng)中凸緣處長度為30mm，圓盤與手輪輪轂之間的軸向固定采用套筒，套筒長度為15mm，因此第四段長度取為3）第3段與救生艙艙門門板上的軸承座孔相配合，同時起到對連桿圓盤輪轂左端的軸向固定作用，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，為了使連桿圓盤壓緊在軸承座上，應(yīng)使該段軸的長度比配合長度略短一些，取該段軸的長度為。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(biāo)準(zhǔn)（GB/T 196—2003），選用螺紋公稱直徑（螺紋小徑）。根據(jù)上面計算的壓緊時支撐處的支反力計算螺栓直徑。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。比較兩者柔度大小：因此，不能使用歐拉公式來計算臨界壓力大小。CD桿所受到的最大壓力位置，在壓緊桿最終達到鍥塊頂端，壓縮量最大，壓緊抗力最大時。（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。2 、鎖緊時的動力性能 當(dāng)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(dāng)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。如下圖，當(dāng)時。④確定軸上倒角尺寸參照資料，取軸端倒角為。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：。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)計算主艙門所用螺栓尺寸時的經(jīng)驗可知，當(dāng)軸承剖分面處所用的螺栓尺寸同門板處所用的螺栓尺寸一樣時，肯定能滿足使用要求。壓緊時支承處的支反力為：其中方向向下，方向向上。查表得。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。，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1段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。查閱資料可得，對于直徑的軸，有一個鍵槽時，軸頸需要增大。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(biāo)準(zhǔn)（GB/T 196—2003），選用螺紋公稱直徑（螺紋小徑）。根據(jù)上面計算的壓緊時支撐處的支反力計算螺栓直徑。由擠壓強度確定銷釘尺寸：由剪切強度確定銷釘?shù)某叽纾河缮鲜鲇嬎愦_定銷釘直徑為6mm，則銷釘能滿足工作要求。查表得：45鋼，則：可見BC桿的柔度介于和之間，屬于中等系數(shù)壓桿，需用直線公式計算其臨界壓應(yīng)力。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。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。因此該機構(gòu)無論是在啟動位置還是壓緊位置都能提供足夠的壓緊力密封。求F1：（N）（2）求阻力在此位置，壓緊桿CE主要受到密封材料受壓縮時對其向上的反力，D點支撐處對其的支反力，以及，所產(chǎn)生的摩擦力。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：。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。（2）、為達到密封要求所需正壓力計算：根據(jù)艙體尺寸選擇們的基本尺寸為：高度1250mm，寬度650mm，門框?qū)挾?0mm。在門的四周沖壓出截面尺寸為凸緣，用以安放密封材料。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。手輪高度：根據(jù)人機工程學(xué)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(dāng)偏低點好。c、應(yīng)急艙門方案確定：通過對上面兩個方案的比較，根據(jù)密封性和運動性要求，選擇曲柄滑塊作為應(yīng)急艙門的最終結(jié)構(gòu)方案。（我們設(shè)計兩種方案進行比較選取（1）旋轉(zhuǎn)式連桿機構(gòu)特點：動作靈活可靠，結(jié)構(gòu)簡單，密封性能好。c：艙門結(jié)構(gòu)方案確定對兩種方案進行比較，發(fā)現(xiàn)第二種方案采用雙點鎖緊結(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。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。缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求制造精度較高，否則可靠性較差。c:主艙門方案確定:鑒于以上分析，應(yīng)在滿足密封性要求的前提下，盡量結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，這樣也可以有效地控制成本。采用了齒輪傳動和螺旋傳動，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，有力的放大作用，但效率很低。接觸點少，密封性較差。要求操作方便，性能可靠，具有良好的氣密和水密功能，能夠抵御1200度的瞬時（)高溫和60度的持續(xù)高溫。受力情況如下圖：圖45 艙體橫向受力模型在受載的一側(cè)面的平面部分均勻布置10號槽鋼加強肋板，其截面形狀圖如下圖所示，每兩個肋板之間距離相隔為20cm，布置4塊加強肋板。為了提高艙體的剛度，在艙體的四周布置加強肋板。生存艙內(nèi)部凈尺寸為凈寬度，凈高度。應(yīng)急艙門一般不開啟，當(dāng)主艙門無法開啟時，或在水淹一定高度情況下供人員進出。5段=方案比較: 方案優(yōu)點:每段長度較小，有利于提高艙體剛度和強度，并且運輸方便，對巷道的適應(yīng)性強（小巷道通過能力強），模塊化擴展方便，有利于標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。外部輪廓尺寸為寬度，高度，總長（緩沖艙+生存艙+裝備艙）=（2） 每人座椅寬度，一邊坐6個人，座椅總長度為。該結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于各種不同型號的救生艙。要求具有良好的氣密功能，且開閉方便。（3）救生艙包含主艙門、過渡艙門和應(yīng)急艙門?？傮w比較上述兩種方案，由于救生艙是安全設(shè)備，其安全性能是決定其使用性能的主要因素，因此其強度、剛度必須滿足要求，為在里面避難的礦工提供一個更加安全可靠的避難場所，所以選用方案二作為救生艙的最終外形方案，可以在一定范圍內(nèi)提高救生艙的安全系數(shù)。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。從以往井下事故造成的人員死亡情況來看，像瓦斯、粉塵爆炸、透水、火災(zāi)等事故，由于突發(fā)性強，短時間內(nèi)破壞性大，因而絕大多數(shù)井下被困人員的死亡都發(fā)生在事故發(fā)生后的十幾分鐘之內(nèi)：而像坍塌等事故造成的被困井下人員的死亡大多發(fā)生在事故以后的幾天內(nèi)。井下救生艙正好可以解決這一問題?？傊戮壬摽梢栽诰率鹿拾l(fā)生后在井下營造一個安全的環(huán)境。(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。如果由于井下條件太復(fù)雜，估計救援活動要持續(xù)較長時間時，可以應(yīng)救生艙內(nèi)人員的要求，通過救生艙上的專用管道向艙內(nèi)人員提供水和食物，直到救援行動結(jié)束。這樣，當(dāng)井下事故發(fā)生后，無法逃出或者不適宜立即逃出礦井的作業(yè)人員可以就近進入井下救生艙，在最短時間能將并下人員與危險隔離開來。綜合以上分析來看，我國當(dāng)前礦山的安全設(shè)施狀況和井下礦工自救的能力都急需改善和提高，而這其中提高井下人員在發(fā)生井下事故后的自救能力，是一條可以大大減少事故造成的人員傷亡的途徑。第二種方法也難以保證礦工的生命安全。第一種方法雖然是主動的自救，但是在大多數(shù)情況下卻根本行不通。從歷次井下事故發(fā)生后的情況來看，當(dāng)前發(fā)生井下事故時礦工的自救能力及其低下。后者主要用于井下事故發(fā)生后，礦工們的自救，如呼吸器等。當(dāng)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。由于無法預(yù)測礦難，對于礦難的預(yù)防也就具有相當(dāng)大的難度，常常是無的放矢，難以實現(xiàn)有效的預(yù)防?！暗V難”，顧名思義就是礦山災(zāi)難或者礦井災(zāi)難，之所以稱其為災(zāi)難，是因為其具有以下三個特點：第一個特點是一次死亡人數(shù)多。由于近年來，我國煤礦災(zāi)害頻發(fā)，給國家和企業(yè)造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，因此急需設(shè)計一種用于礦下工人自救的緊急避難場所，來盡量減少礦難所帶來的危害。正是基于這種思