海上作業(yè)安全座椅的設(shè)計(jì)

海上作業(yè)安全座椅的設(shè)計(jì),海上,作業(yè),功課,安全,座椅,設(shè)計(jì) 題目： 海上作業(yè)安全座椅設(shè)計(jì) 院 （系）： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2016年5月 日 目錄 摘 要………………………………………………………………2 關(guān)鍵詞………………………………………………………………2 第1章緒論…………………………………………………………3 第2章基礎(chǔ)理論……………………………………………………4 2.1作業(yè)安全座椅的性能…………………………………………………………..4 2.2作業(yè)安全座椅的結(jié)構(gòu)………………………………… 2.3作業(yè)安全座椅設(shè)計(jì)的基本原則…………………………………………………6 第3章 機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第4章結(jié)論………………………………………………………… 18 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………19 摘 要 海上安全座椅是一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)，旨在保證海上作業(yè)人員在作業(yè)時(shí)安全，而且利用先進(jìn)，簡(jiǎn)便，易于控制的機(jī)械裝置，輔佐作業(yè)人員完成作業(yè)的設(shè)備，具有上下升降功能和左右移動(dòng)功能，滿足海上高空作業(yè)的方向要求。 本設(shè)計(jì)主要是研究海上安全座椅的機(jī)構(gòu)可行性，重點(diǎn)放在升降機(jī)構(gòu)的機(jī)械部件設(shè)計(jì)，基于座椅的空間和人體工學(xué)安全考慮，升降部件采用帶自鎖功能的蝸輪蝸桿減速器，動(dòng)力源采用直流電動(dòng)機(jī)，可外接直流電源和直接配置可充放電移動(dòng)電源。 關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué) 海上安全 座椅 蝸輪蝸桿 第1章 緒論 海上安全座椅是一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)，旨在保證海上作業(yè)人員在作業(yè)時(shí)安全，而且利用先進(jìn)，簡(jiǎn)便，易于控制的機(jī)械裝置，輔佐作業(yè)人員完成作業(yè)的設(shè)備，具有上下升降功能和左右移動(dòng)功能，滿足海上高空作業(yè)的方向要求。 本設(shè)計(jì)主要是研究海上安全座椅的機(jī)構(gòu)可行性，重點(diǎn)放在升降機(jī)構(gòu)的機(jī)械部件設(shè)計(jì)，基于座椅的空間和人體工學(xué)安全考慮，升降部件采用帶自鎖功能的蝸輪蝸桿減速器，動(dòng)力源采用直流電動(dòng)機(jī)，可外接直流電源和直接配置可充放電移動(dòng)電源。 第2章 基礎(chǔ)理論 2.3 作業(yè)安全座椅設(shè)計(jì)的基本原則 （1）安全 座椅的設(shè)計(jì)首先要絕對(duì)保證駕乘者的安全，安全必須有足夠的強(qiáng)度，在碰撞時(shí)，座椅可以降低事故造成的乘員傷害，并能起到保護(hù)作用。 （2）操作方便 座椅設(shè)計(jì)易于操作和調(diào)整手柄和按鈕的布置必須在乘客能伸出位置，并按照一般人的習(xí)慣和中等強(qiáng)度手法。 （3）乘坐舒適性 座椅的設(shè)計(jì)必須能使乘客保持良好的姿勢(shì)，脊柱的彎曲性，保證合理的體壓分布，使肌肉放松，血液循環(huán)正常；并有腰部支撐，腰背貼和感和側(cè)向穩(wěn)定感。能有效地隔離振動(dòng)衰減或道路，滿足大部分的乘員坐姿舒適性的要求。 座椅尺寸是指人體測(cè)量數(shù)據(jù)，和一個(gè)坐著的人的人體尺寸是合適的；座椅靠背的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)考慮腰部的全力支持，使脊椎接近自然曲線；椅面必須有足夠的墊料和適當(dāng)?shù)挠捕缺ＷC臀部坐骨承受身體的重量，和它可以將重量均勻分布在靠近坐骨區(qū)域壓力有用；在前沿的座位，大腿和椅子之間的壓力應(yīng)盡量減少；座位應(yīng)該是：坐他們輕松地變換姿勢(shì)，身體靈活順暢的自動(dòng)調(diào)整，但必須防止滑移，的形狀和其功能大小的座位。 安全座椅總成包括一個(gè)座墊和靠背，頭枕，骨骼，皮膚，振動(dòng)機(jī)制，調(diào)整機(jī)制等。根據(jù)座墊的設(shè)計(jì)原則和靠背的形狀和曲線應(yīng)力-應(yīng)變和身體放松背部曲線和臀部曲線吻合，可以支持到腰椎，不會(huì)因血液循環(huán)不良引起的四肢麻木，長(zhǎng)時(shí)間騎行不易感到疲勞；骨架和機(jī)構(gòu)應(yīng)能滿足要求的強(qiáng)度要求。通過對(duì)座椅靠背的前后，傾斜角度，頭枕和空調(diào)的劣勢(shì)是有限的，所以大多數(shù)人是在一個(gè)舒適的狀態(tài)。 2.4作業(yè)安全座椅的舒適 坐在一個(gè)位置，身體支持脊柱，骨盆，腿和腳。脊柱是人體的主要支柱，由24個(gè)椎骨和五塊骨頭和4塊尾骨的鏈接，如圖2-3所示，從上到下頸椎骨（共7天），胸椎（12），腰椎（5節(jié)）和間椎體的軟骨和韌帶連接，使身體可以進(jìn)行彎曲，伸展，側(cè)彎和扭轉(zhuǎn)的動(dòng)作，活動(dòng)受限。頸椎和肋骨肋骨支撐頭部，胸部的主要構(gòu)成，身體姿勢(shì)，負(fù)荷承擔(dān)腰椎間盤和骨頭。 圖2-3 人體脊椎構(gòu)造 圖2-4 人體在各種不同狀態(tài)下腰椎彎曲形狀 由于重量的椎骨下截面的增加，因此從上向下逐漸變厚和較大的椎骨。體重的腰部，所以最厚的腰椎。這是脊柱的生理基本形式..由于腰椎幾乎在一個(gè)人的上半身的重量，并實(shí)現(xiàn)彎曲，側(cè)彎和扭轉(zhuǎn)人類的運(yùn)動(dòng)，所以它更容易損傷或腰椎彎曲變形。 從脊柱的側(cè)面觀察，看到脊柱呈現(xiàn)頸，胸，腰，骨骼四彎曲部分，其中頸椎和腰椎曲度凸宋、骨架曲線凸向后向前。成人脊柱的自然彎曲應(yīng)如圖2-4所示。在這種情況下，在正常位置的椎骨的軸承表面，光盤不錯(cuò)位的趨勢(shì)。一旦人體的自然曲率變化，它會(huì)導(dǎo)致只有盤之間的壓力，導(dǎo)致腰椎疼痛。 圖2-2顯示了在各種不同的姿勢(shì)，腰椎曲度的形狀。曲線B代表側(cè)全身放松，脊柱的自然曲線；曲線C是最接近人體脊椎彎曲姿勢(shì)；曲小灣時(shí)，軀干和大腿之間的角度為900例，脊柱嚴(yán)重變形時(shí)，對(duì)椎間盤壓力不正常分布。因此，要想使坐姿能形成接近正常的脊柱的自然彎曲，軀干和大腿之間必須135角和座椅的設(shè)計(jì)應(yīng)使坐適當(dāng)支持腰部，腰部彎曲的自然彎曲，在腰部和背部肌肉的放松狀態(tài)。 當(dāng)人們坐著，大腿和上身的重量必須由座支撐。身體的結(jié)構(gòu)是骨盆骨盆下兩圓骨，稱為坐骨結(jié)節(jié)，如圖2-5所示。這兩個(gè)小區(qū)域，可以支持大部分的體重。覆蓋的皮膚外，他們可以得到豐富的動(dòng)脈血供，如腳底；在髖關(guān)節(jié)邊緣的部分，血液循環(huán)，在這部分的靜脈（含氧少）；坐的時(shí)候，覆蓋著坐骨結(jié)節(jié)皮膚能更好地抵御壓力恒定。因此，在座椅表面的壓力分布是在臀部坐骨結(jié)節(jié)處達(dá)到最大，由此向外壓力逐漸減小直至和座位前接觸下大腿，壓到最低。軟墊層應(yīng)適當(dāng)，部分坐骨墊應(yīng)該支持，有必要在座位上承受60左右的重量，和其余的應(yīng)該比它更軟，為了能將重量分布在一個(gè)區(qū)域?；刈鶋毫Ψ植?，應(yīng)該是肩胛骨和腰椎骨兩部分是最高的，后面的設(shè)計(jì)在所謂的“雙擁”準(zhǔn)則。兩靠背支持，提供支持的肩胛骨，稱為肩，位置相當(dāng)于一個(gè)高5和6胸椎之間；腰椎彎曲部分所提供的支持和呼吁的腰，相當(dāng)于一個(gè)高度介于4和5腰椎的位置。座椅的不同用途，兩個(gè)點(diǎn)的作用是不相同的作用。在座位上休息，腿角大（一個(gè)舒適的115度角），坐的身體向后傾斜，只要支持穩(wěn)定的肩部，腰部沒有得到一個(gè)舒適的坐姿。因此，它是擔(dān)負(fù)起主要作用；與座位的一般操作，由于操作的要求，身體需要略前傾，肩胖骨部分幾乎沒有接觸到靠背，所以只有腰起支撐作用，一般不需要設(shè)置的肩膀通過。通過支持腰背部疼痛和疲勞降低的主要措施，輕則，它只會(huì)靠肌肉來保持腰部曲線，勢(shì)必會(huì)造成腰肌疲勞和損傷?？紤]到人體的高度差，腰部位置差異較大，在某些重要的操作位置應(yīng)能通過該裝置，區(qū)位條件調(diào)整腰部，即使最好的腰是由凸形調(diào)整的手段。 腿的大腿主動(dòng)脈立即表面和膝蓋以下，在這一部分中，任何持續(xù)的壓力會(huì)給極端不適的原因和腫脹的感覺需要適當(dāng)縮短座椅，座椅前面的維修周期和使用軟泡沫墊和其他措施來防止這種情況發(fā)生的。同時(shí)，也使從樓層高度的座位是足夠低的，腳踩在地板上，讓其感覺的重要部分的人沒有任何壓力。的坐骨閥座表面應(yīng)接近水平。圖2-5代表的股骨骨盆部分的前視圖，與股結(jié)股部分伸出HOL 圖2-5股骨正常位置 座椅的設(shè)計(jì)必須能讓人經(jīng)常地改變自己的姿勢(shì)和位置，以便減輕壓力和活動(dòng)伸展各部分肌肉。 2.5作業(yè)安全座椅的體壓分布 人在坐姿狀態(tài)下，體重作用在座面和靠背上的壓力分布稱為坐態(tài)體壓分布，它與坐姿及座椅的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，對(duì)于體壓的研究是目前人們對(duì)座椅進(jìn)行研究的主要方法和參數(shù)。體壓分布的測(cè)量一般采用等高線的形式反映壓力分布狀況。 （a）靠背 (b)座墊 圖2-5人體在靠背和座墊上最適宜的體壓分布 骨盆的位置可以比喻為倒錐形，并與主髖椅子接觸兩坐骨薄肌層。大約75%的身體的重量是由一塊骨盆的支持（通過一個(gè)薄的肌層肌層支持下骨盆）..從坐骨神經(jīng)外，壓力逐漸降低。為了減少髖關(guān)節(jié)下部的壓力，座面一般應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)靠墊，柔軟性使坐骨約60%的身體支撐的重量是適當(dāng)?shù)?，柔軟的坐墊，增加臀部和座椅表面的接觸面積，提高了應(yīng)力集中現(xiàn)象，臀部承受壓力，減緩疲勞當(dāng)支點(diǎn)的坐骨，可以延長(zhǎng)時(shí)間坐。但無論怎樣，保持一個(gè)固定的位置很長(zhǎng)一段時(shí)間，在循環(huán)血容量的臀部小血管會(huì)降低和控制身體的生理功能會(huì)下降，這種連續(xù)的復(fù)合動(dòng)作的肌肉會(huì)擠壓引起的疲勞。只有不斷的鍛煉身體的延緩疲勞的到來的各個(gè)部分，同樣會(huì)對(duì)腰肌，盡管腰椎曲度形狀不同姿勢(shì)的不同影響，一些小一些，但無論哪種姿勢(shì)，長(zhǎng)時(shí)間乘坐位置會(huì)產(chǎn)生靜態(tài)和疲勞。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮任何一座改變坐姿的可能性。 人體與座椅之間的壓力分布是所謂的體壓分布的姿勢(shì)，身體的壓力分布態(tài)勢(shì)是影響乘坐舒適性是最重要的因素。人坐，大多數(shù)體重（約80%）后的臀部和隆起的背部和肌肉在座椅表面附著。座椅的各部分受力分布。 三維H點(diǎn)測(cè)量裝置 人類活動(dòng)的空間維度（動(dòng)態(tài)尺寸）是相對(duì)于人體靜態(tài)尺寸。人體靜態(tài)尺寸，注重人的自然結(jié)構(gòu)，沒有考慮到人體姿勢(shì)和活動(dòng)。人類活動(dòng)空間的維度，指的是人體的最終實(shí)現(xiàn)三維空間，關(guān)注人們的日常態(tài)度和活動(dòng)。雖然人體靜態(tài)尺寸參數(shù)可以解決身體的大小的關(guān)系許多工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)，但在處理設(shè)備的人或從事某種作業(yè)并不是靜止不動(dòng)的。因此，人們更多的是關(guān)注身體的手，腳可以在不同姿勢(shì)的活動(dòng)范圍。可達(dá)性是指在特定的空間位置，通過改變臂或腿和延伸長(zhǎng)度方向，手或腳能接觸的空間評(píng)價(jià)對(duì)象。常見的活動(dòng)圖是測(cè)試的可及性和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要依據(jù)的主要方法..在日常生活和工作中，人的行為是非常豐富的，它可以產(chǎn)生多種空間尺度的活動(dòng)例如，電梯一個(gè)人，橫向，橫向抬起手臂，斜舉可以推，拉，伸，屈，接受，發(fā)送，沿著不同的方向和角度的旋轉(zhuǎn)，手臂的動(dòng)作，手臂動(dòng)作，上臂的動(dòng)作，小臂的動(dòng)作，在動(dòng)作的同時(shí)，手臂，下臂協(xié)調(diào)動(dòng)作等。人的手腕上也有很多的運(yùn)動(dòng)方向，人的手指更靈活。腳和腿還舉出無數(shù)。如果頭部的組合，軀干和四肢協(xié)調(diào)，動(dòng)作的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向，運(yùn)動(dòng)范圍，一些動(dòng)作，幾乎是統(tǒng)計(jì)。因此，真正的人類的空間尺度的多關(guān)節(jié)難以描述。 2.7人體坐姿功能尺寸 所謂產(chǎn)品功能尺寸是指以人體尺寸參量為基礎(chǔ)，考慮該產(chǎn)品的某項(xiàng)功能相對(duì)人體尺寸參量做修改的產(chǎn)品尺寸。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同身高等級(jí)的成年人坐姿功能尺寸設(shè)計(jì)的基本條件、功能尺寸、關(guān)節(jié)功能活動(dòng)角度、設(shè)計(jì)圖和使用要求。主要用人體模版來設(shè)計(jì)和確定坐姿條件下的座椅、工作面、支撐面、調(diào)節(jié)配件配置是的功效學(xué)要求。進(jìn)行座椅設(shè)計(jì)，不能不考慮室內(nèi)特定的范圍和環(huán)境。人體關(guān)節(jié)的舒適性是進(jìn)行座椅設(shè)計(jì)的主要考慮因素。圖2.6表示的是人體各關(guān)節(jié)之間的關(guān)系。 圖2.6 舒適的坐姿關(guān)節(jié)角度 良好的結(jié)構(gòu)工藝性。 座椅設(shè)計(jì)方案。 第3章 機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1.1 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求 機(jī)械部分的設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要內(nèi)容是整機(jī)的設(shè)計(jì)。因此，有必要考慮從這臺(tái)機(jī)器作為一個(gè)整體的設(shè)計(jì)。對(duì)該步驟通常包括零件設(shè)計(jì)：選擇部分類型；確定部分負(fù)荷；元器件失效分析；零件材料的選擇，通過承載力計(jì)算初步確定主要尺寸的零件；零件的結(jié)構(gòu)合理性分析；制定詳細(xì)的圖紙和裝配圖紙。由廠專業(yè)大量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)部分主要是根據(jù)機(jī)器的工作要求和承載力計(jì)算，通過標(biāo)準(zhǔn)的理性選擇。 根據(jù)流程和標(biāo)準(zhǔn)化的原則，對(duì)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，理性的部分結(jié)構(gòu)。精確的分析和計(jì)算，如果該零件的結(jié)構(gòu)不合理，不但可以節(jié)約人力和材料，甚至部件的組合不能組裝成符合機(jī)器的工作和維護(hù)好零件的要求，或干脆不安裝。 1.2.（1）國(guó)內(nèi)產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)內(nèi)的減速器齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)。但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比和機(jī)械效率低的問題。也有在材料的質(zhì)量和工藝的許多弱點(diǎn)。由于傳動(dòng)理論，在技術(shù)水平和材料質(zhì)量沒有突破，所以沒有從根本上解決傳輸功率，傳動(dòng)比大，體積小，重量輕，機(jī)械效率高，這些基本要求。 1.3.設(shè)計(jì)的目標(biāo) 機(jī)器在預(yù)定工作期限內(nèi)必須具有一定的可靠性。提高機(jī)器可靠度的關(guān)鍵是提高其組成零部件的可靠度。此外，從機(jī)器設(shè)計(jì)的角度考慮，確定適當(dāng)?shù)目煽啃运?，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少零件數(shù)目，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件及可靠零件，合理設(shè)計(jì)機(jī)器的組件和部件以及必要時(shí)選取較大的安全系數(shù)等，對(duì)提高機(jī)器可靠度也是十分有效的。 該機(jī)的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)綜合性的指標(biāo)，該機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該最大限度的經(jīng)濟(jì)思考。提高設(shè)計(jì)和制造經(jīng)濟(jì)的主要途徑：盡可能先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的使用，以優(yōu)化參數(shù)，以及CAD技術(shù)的應(yīng)用，加速設(shè)計(jì)過程，降低設(shè)計(jì)成本；②合理的組織設(shè)計(jì)和制造過程；（3）最大限度地生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用部件；（4）和材料的合理選擇，提高零件的工藝結(jié)構(gòu)，盡可能采用新材料，新結(jié)構(gòu)，新工藝和新技術(shù)，材料少，重量輕，加工成本低，易于裝配和盡量提高機(jī)器造型設(shè)計(jì)，擴(kuò)大銷售。 為了使用經(jīng)濟(jì)的主要途徑是提高機(jī)：（1）提高了機(jī)器的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，以提高機(jī)器的生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量；（2）選擇更高效的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，以及支撐裝置，從而降低能源消耗和生產(chǎn)成本；第三，注意適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)挖掘，潤(rùn)滑和密封裝置，以延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，并避免環(huán)境污染。 機(jī)器必須在預(yù)定的工作時(shí)間有一定的可靠性..提高機(jī)器可靠性的關(guān)鍵是提高其組件的可靠性。此外，從機(jī)械設(shè)計(jì)的角度考慮，確定適當(dāng)?shù)募?jí)別的可靠性，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了零部件的數(shù)量，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件和可靠的零部件，機(jī)械零部件設(shè)計(jì)合理以及必要的選擇一個(gè)更大的安全系數(shù)，提高機(jī)可靠性也很有效。 1.4.設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn) 蝸輪蝸桿減速器是具有反向自鎖功能，有較大的減速比，輸入輸出軸承90度空間布置。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。 蝸輪蝸桿減速器是以蝸桿為主動(dòng)裝置作為傳動(dòng)裝置，蝸輪蝸桿的作用下，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)起來，在這個(gè)過程中蝸桿傳動(dòng)基本上克服過去與傳動(dòng)的摩擦損失；制動(dòng)裝置蝸輪，蝸輪，使機(jī)器停止運(yùn)行時(shí)，參與工藝蝸桿蝸輪的靜摩擦力達(dá)到最大值，在瞬間停止機(jī)器運(yùn)動(dòng)。在工業(yè)生產(chǎn)中，節(jié)約了時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，并在機(jī)械減速裝置的工藝設(shè)備，通過用戶的口碑是當(dāng)代工業(yè)設(shè)備前臺(tái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)比大，噪音低，穩(wěn)定性高，機(jī)械傳動(dòng)裝置減速壟斷是最好的選擇。 （2）設(shè)計(jì)方案 A、箱體 (1)：蝸輪蝸桿箱體的確定； (2)：軸承孔尺寸的確定； (3)：箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； a.箱體壁厚及其結(jié)構(gòu)尺寸的確定 b. 軸承旁連接螺栓凸臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸的確定 c.確定箱蓋頂部外表面輪廓 B、軸系部件 (1) 蝸輪蝸桿減速器軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a. 軸的徑向尺寸的確定 b. 軸的軸向尺寸的確定 (2)軸系零件強(qiáng)度校核 a. 軸的強(qiáng)度校核 b. 滾動(dòng)軸承壽命的校核計(jì)算 第二章 減速器的總體設(shè)計(jì) 2.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 2.1.1 擬訂傳動(dòng)方案 本傳動(dòng)裝置用于滑輪提升繞卷，工作參數(shù)：額定工作拉力F=1.5KN，工作速度=0.3m/s，纜繩滾筒直徑D=40mm，傳動(dòng)效率η=0.96，（包括滾筒與軸承的效率損失），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；使用壽命8年。環(huán)境最高溫度40℃。本設(shè)計(jì)擬采用蝸輪蝸桿減速器，傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖6.1所示。 圖6.1 傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 1—電動(dòng)機(jī) 2、4—聯(lián)軸器 3—級(jí)蝸輪蝸桿減速器 5—傳動(dòng)滾筒 6—輸送帶 由于效率到使用的情況和作業(yè)環(huán)境，選用低轉(zhuǎn)速高扭直流電機(jī)，所以考慮取消聯(lián)軸器。 2.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 （1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作條件和要求，選用24V直流電動(dòng)機(jī),封閉式結(jié)構(gòu)。 （2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)所需的功率 = / 式中 —工作機(jī)要求的電動(dòng)機(jī)輸出功率，單位為KW； η—電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率； —工作機(jī)所需輸入功率，單位為KW； 電機(jī)功率==F*V=1.5*0.3=0.45KW， 由于是上下升降運(yùn)動(dòng)，安全系數(shù)至少要兩倍，0.9KW,所以至少要采用900W以上的直流電機(jī)。 1.自帶制動(dòng)裝置，停止供電時(shí)，重物不會(huì)掉落＝＝＝＝＝采用帶剎車電機(jī) 2.需要盡量減少對(duì)周圍無線電信號(hào)的干擾＝＝＝＝＝＝＝電機(jī)連接線須采用屏蔽線 2.1.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) （1）各軸的輸入功率 軸ⅠP= P=0.9×0.99=0.89kW 軸ⅡP= P=0.89×0.99×0.99=0.87kw （2）各軸的轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)速可調(diào)，現(xiàn)額定960 r/min 軸Ⅰ：n= =960min 軸Ⅱ：n==960/30=32 r/min （3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸：=9550pd/nm=9550×0.89/960=8.85 Nm 軸Ⅰ：T= 9550pd/nm=9550×0.89/960=8.85 Nm 軸Ⅱ：T= 9550pd/nm=9550×0.87/960=8.6 Nm 2.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.2.1 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 一.選擇蝸輪蝸桿類型、材料、精度 根據(jù)GB / t10085-1988推薦采用漸開線蝸桿蝸輪材料的選擇（子）45鋼，淬火和回火的整體，表面淬火，齒面硬度45 ~ 50HRC。蝸輪齒環(huán)材料選擇zcusn10pb1，金屬型鑄造，軋制負(fù)荷運(yùn)行后，8級(jí)精度，標(biāo)準(zhǔn)保證側(cè)C. 二.計(jì)算步驟 （10）嚙合效率 由Vs=4.84 m/s查表得 ν=1°16′ 1 ==0.2/0.223=0.896 （11）傳動(dòng)效率 取軸承效率 2=0.99 ，攪油效率3=0.98 =1×2×3=0.896×0.99×0.98=0.87 T2=T1×i×=9.55×106×5.8×19.47×0.87／1440=651559.494Nmm （12）檢驗(yàn)md1的值 md1≥=0.×651559.494×=1820＜2500.47 原選參數(shù)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求 2.確定傳動(dòng)的主要尺寸 (3)熱平衡計(jì)算 ①估算散熱面積A A= ②驗(yàn)算油的工作溫度ti 室溫：通常取。 散熱系數(shù)：Ks=20 W/(㎡·℃)。 73.45℃＜80℃ 油溫未超過限度 （4）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 ① 繪出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖 (a)圖 ②繪出軸的受力簡(jiǎn)圖 (b)圖 ③繪出垂直面受力圖和彎矩圖 （c）圖 N N N 軸承支反力： N FRBV=Fr+FRAV =33.88+16.94=50.82N 計(jì)算彎矩： 截面C右側(cè)彎矩 截面C左側(cè)彎矩 ④繪制水平面彎矩圖 (d)圖 軸承支反力： 截面C處的彎矩 ⑤繪制合成彎矩圖 (e)圖 Nm 圖3.2 低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩 (a)軸的結(jié)構(gòu)與裝配 (b)受力簡(jiǎn)圖 (c)水平面的受力和彎矩圖 (d)垂直面的受力和彎矩圖 (e)合成彎矩圖 (f)轉(zhuǎn)矩圖 (g)計(jì)算彎矩圖 Nm ⑥繪制轉(zhuǎn)矩圖 (f)圖 ×105 Nmm=586 Nm ⑦繪制當(dāng)量彎矩圖 (g)圖 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩為 Nm ⑧校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 ＜，安全。 2.3.3 蝸桿軸的設(shè)計(jì) （1）選擇軸的材料 選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS=230，強(qiáng)度極限=650 Mpa，屈服極限=360 Mpa，彎曲疲勞極限=300 Mpa，剪切疲勞極限=155 Mpa，對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力=60 Mpa。 圖3.4 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)草圖 第四章 其他零件設(shè)計(jì) 4.1鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核 4.1．1高速軸鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核 高速軸采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，因此無需采用鍵聯(lián)接。 4.1．2 低速軸與蝸輪聯(lián)接用鍵的選擇和強(qiáng)度校核 (1) 選用普通平鍵（A型） 按低速軸裝蝸輪處的軸徑d=77mm，以及輪轂長(zhǎng) =73mm， 查表，選用鍵22×14×63 GB1096—2003。 (2) 強(qiáng)度校核 鍵材料選用45鋼，查表知，鍵的工作長(zhǎng)度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力 小于，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。 4.2 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算 4.2.1 高速軸輸入端的聯(lián)軸器 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表取，有，，查表選用TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器，材料為35鋼，許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速r/min，標(biāo)記：LT5聯(lián)軸器30×50 GB4323—84。 選鍵，裝聯(lián)軸器處的軸徑為30mm，選用鍵8×7×45 GB1096—79， 對(duì)鍵的強(qiáng)度進(jìn)行校核，鍵同樣采用45鋼，有關(guān)性能指標(biāo)見（2.6.2），鍵的工作長(zhǎng)度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力 ＜，合格。所以高速級(jí)選用的聯(lián)軸器為L(zhǎng)T5聯(lián)軸器30×50 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為8×7×45 GB1096—79。 4.2.2 低速軸輸出端的聯(lián)軸器 根據(jù)低速軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及轉(zhuǎn)矩，選用聯(lián)軸器LT8聯(lián)軸器50×70 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為14×9×60 GB1096—79，經(jīng)過校核計(jì)算，選用的鍵是符合聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度要求的，具體的計(jì)算過程與上面相同，所以省略。 4．3 減速器的潤(rùn)滑 減速器中蝸輪和軸承都需要良好的潤(rùn)滑，起主要目的是減少摩擦磨損和提高傳動(dòng)效率，并起冷卻和散熱的作用。另外，潤(rùn)滑油還可以防止零件銹蝕和降低減速器的噪聲和振動(dòng)等。 本設(shè)計(jì)選取潤(rùn)滑油溫度時(shí)的蝸輪蝸桿油，蝸輪采用浸油潤(rùn)滑，浸油深度約為h1≥1個(gè)螺牙高，但油面不應(yīng)高于蝸桿軸承最低一個(gè)滾動(dòng)體中心。 4．4 部分零件加工工藝過程 4.4.2 箱體加工工藝過程 在箱蓋和箱蝸輪蝸桿減速裝置，他們的工藝比較復(fù)雜，第一盒蓋與盒體的一些程序，然后在處理，最后分別處理。 盒蓋的第一個(gè)過程是分開的： （1）箱蓋鑄造 （2）除砂，回火，去毛刺，底漆，空白試驗(yàn) （3）平面上孔 （4）平面 （5）磨削 （6）鉆孔和攻絲螺釘 上述分離過程完成后，可以進(jìn)行以下過程： （1）箱蓋，箱在閉合，夾緊；鉆，鉸銷孔，錐銷式 （2）螺栓孔鉆在蓋體，刮魚眼坑 （3）分離的情況下，除去毛刺清理切屑 （4）在封閉的箱殼，定位銷，擰緊螺栓 （5）兩端銑 （6）各軸鏜軸孔 （7）鏜軸軸承座 （8），兩個(gè)進(jìn)攻端的螺桿鉆具 （9）打開的情況 （10）安裝油塞，地腳螺栓孔穿過 （11）錨桿鉆孔，刮魚眼坑 （12）箱蓋固定在螺絲孔穿過孔的蓋 （13）鉆孔，攻絲固定孔蓋螺絲孔 （14）去除盒蓋，盒接頭毛刺，去除鐵 （15）內(nèi)表面的油漆 總設(shè)計(jì)圖： 結(jié) 論 這次設(shè)計(jì)貫穿了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，綜合運(yùn)用了各科專業(yè)知識(shí)，查各種知識(shí)手冊(cè)從中使我學(xué)習(xí)了很多平時(shí)在課本中未學(xué)到的或未深入的內(nèi)容。我相信這次設(shè)計(jì)對(duì)以后的工作學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助。 由于自己所學(xué)知識(shí)有限，而機(jī)械設(shè)計(jì)又是一門非常深?yuàn)W的學(xué)科，設(shè)計(jì)中肯定存在許多的不足和需要改進(jìn)的地方，希望老師指出，在以后的學(xué)習(xí)工作中去完善它們。 23