（1-4）人空中飞雁设计计算书(手算)

1、(1-4)人空中飞雁设计计算书编写： 前言(1-4)人空中飞雁是一种空中载人运输工具，设备的设计平安系数是滑翔 翼的根本所在，确保设计的滑翔翼设备的平安系数在国家有关规范规定的范围之 内是确保滑翔翼平安的最基本的前提。以下部件受力假设计算如下(假设每个人按75Kg计算)：.车轮轴：受的拉力为1706.6N.承载轴：受的拉力为3413.2N一.驱动功率、驱动轮防滑验算.驱动功率驱动轮上圆周力差：T=TT出(ET+IgxCz)xv102x0.85:55kWo电机设计值功率：p =2= 26.67kW.驱动轮防滑系数:A.直线运动局部产生的惯性力牵引索环形长:lq=2536m,il=(ql *lq+

2、Qm)*a=(0.921 *2536+1028)*0.5/9.8= 1686N.旋转局部产生的惯性力：牵引索闭环中的全部回转轮总重力：1006+7*270=28381N惯性力 i2=0.06*2896*0.5/9.8=853NC.起动惯性力：i0=i 1 +i2= 172+87=2538N220200S支架自重为G1=2123.7N,迂回轮装置重G2=3606.4N,迂回轮最大张力G3=27332.2N,迂回支架受力简图如下：130010支架受到的弯矩为M2M3=27332.2x 1.3 支架受到的总弯矩为：M=M1+M2抗弯截面模数W=2x (220 x560 -200 x5203) /6x

3、560 =6.26X106mm3迂回支架受到的最大应力为：crmax = M/W=34.69/ 6.26 X106 =5. 54MPa迂回支架材料为16Mn,许用应力。 = 510MPa , q = 345MPa变形屈服强度平安系数：S=S/bmax= 925断裂抗拉强度平安系数：S2 =%/*1ax = 625平安系数大于5,满足规范要求。十.楼梯，平台，栏杆，强度校核：11驱动轮的摩擦系数：1 T时=xlnya Tm.n式中。一在驱动串上钢丝绳的包角，单位为弧度(rad)&x、七一在筮动轮上同一载荷情况下由1的最大和最小张力4/ 一在驱动轮上要求的摩擦系数这里驱动轮上钢丝绳的包角为a =

4、180。，为。=乃=3.141594rad 通过总体计算得出的特殊工况下满载上行，空车下行入边张力：tmax=27665N;出边张力：tmin=27597N启动惯性力：JR = iO=1269N27； =t +j =28948N=26343N代入公式得出：“二。.。29驱动轮正常运行入边张力：=27681N；出边张力： =27611NOax = tmax=27681N7；in=tmin=27611Nmin代入公式得出：心尸0.0008驱动轮上镶嵌的橡胶衬块启动及制动时的摩擦系数最大为0.0293.5满足游乐设施平安规范8408.2008要求。.驱动轮，导向轮及行走轮轴承的计算：.驱动轮轴承计算

5、驱动轮轴承型号23222 C/W33,调心滚子轴承，其基本额定动载荷为Cr=515kN,基本额定静载荷为Coj785kN,驱动轮受到的最大张力为28948N,轴承实际受到的最大动载荷Cmax4.47kN, Cmax5 I IIld.A满足游乐设施平安规范84082008要求。.导向轮轴承计算导向轮轴承型号NJ2219E,圆柱滚子轴承，其基本额定动载荷为q=275kN, 基本额定静载荷为为二368kN,导向轮受到的最大张力为28948N,轴承实际受到 的最大动载荷C =14. 47kN,llldACr/C =275/14.47=195 I llldA满足游乐设施平安规范8408-2008要求。.

6、行走轮轴承计算行走轮轴承型号7207C,单列角接触球轴承,其基本额定动载荷为C30. 5kN,基本额定静载荷为C0r=20kN,行走轮受到的总拉力为F=10417. 4N,单个行走轮受到的最大拉力为F1=1302.2N,轴承实际受到的最大动载荷Cma=0. 651kN,cmax10满足游乐设施平安规范8408-2008要求。.重要螺栓的强度计算：飞雁承载组件和支撑架的连接螺栓为重要的螺栓连接，螺栓为M16,螺 栓为受轴向力和径向力的紧螺栓连接。受力螺栓数量为6个，8.8级。最大轴向 拉力P, P=763N,螺栓受到的当量应力为%二白1吟+3（尺+。.5&）2Pe =(Ko+Kc)PP一螺栓受到

7、的最大轴向拉力（N）Px一螺栓受到的总轴向拉力（N）Ko预紧系数Kc一螺栓的相对刚度系数5一当量应力（MPa）4tt162725182+3(101 + 1259)2 : 17.2MPaPz =(3+0.3)763=2517N螺栓的许用拉应力n平安系数5 屈服强度（MPa）3，一螺栓的许用拉应力（MPa）crlp = 500 / 5 = 100 MP。n = crlp/crs =100/17.2 = 5.8 5满足游乐设施平安规范8408-2008要求。.人体穿戴装备计算：人体穿戴装备由主带背带，腰带，腿带和辅带及调节扣扎紧扣组成，材质为 黑色锦纶，维纶，蚕丝料，带宽度为60mln。整体静拉力不

8、应小于15kN,不得出现 织带撕裂，开线。按GB6096-2009中4. 8规定的方法进行整体动态负荷测试并满 足要求。.断绳保护装置的计算断绳保护装置在牵引索断裂的时候起作用，当牵引索断裂时，断绳防护装置 抱紧承载索，依靠断绳保护装置与承载索之间的摩擦力，使飞雁缓慢的向下站滑 动，起到保护乘客的作用。四人飞雁的总重量为Q=1083kg,假设牵引索在最大 倾角（6=15.261）处断裂，那么四人飞雁此时的下滑力最大，最大下滑力为：F二Qx sin0=lO83x9.8xsinl5.261=2793.6N摩擦力为：f=fi+f2= （Qx COS0M）+Pp=l083x9.8xcosl5.261

9、x0.15=3071 Nfi 一车轮与钢丝绳的摩擦力（N）f2 一断绳防护装置与钢丝绳的摩擦力（N）P一蝶形弹簧的载荷（N）蝶形弹簧对合组合，n=4, P=4760NM 摩擦系数（0.1-0.3）f = 1083x9.8xcosl5.261x0.15+4x4760 x0.15=1536+2856=4392Nf F所以断绳防护装置可以起到断绳保护作用A.载客装置关键受力零部件计算.车轮轴平安校核车轮轴，材料为40Gr,调质HB220255,只承受弯矩，危险截面直径d=35mm该材料的屈服点极限为%= 735MPa、巴=540MPa、4二320MPaF=1254N受力前1）车轮轴的静强度校核拉力为

10、1254N,车轮轴受弯矩的力臂为L=0. 069mo所以，车轮轴所受弯矩为M=FL/2=1254X0. 069 + 2=43. 3N. mJI ,3抗弯截面系数：z= - =4. 2cm3受剪面积：A=961. 6mm2弯曲应力幅：b二M/Z=10. 3MPa剪切应力幅：r=F/A = 1254 + 2 + 961. 6=0.65MPa根据第三强度理论：3=7747=10-4MPa屈服限平安系数：=51.95巴3考虑载荷波动系数LI： n波二n/1. 1二47.25所以，按照游乐设施平安规范中的第条，该屈服限平安系数均大于5,满足游乐设施平安规范的相关要求。2)车轮轴的疲劳强度校核车轮轴所受的

11、最大弯矩Mmax =，axL=1254X0. 069 + 2=43. 3N. m车轮轴所受的最小弯矩Mmin = %J=1209X0.069+2=41.7N.m (角度15. 261。时 最小)M最大弯曲应力幅/” = 三=43.3 + 4.2=10. 3MPaM最小弯曲应力幅= 寸 =41.7 + 4.2=9. 9MPa CT应力幅e= 辿=(10.3-9.9) -2=0.2平均应力幅 G 二 max；bmin =(1Q.3+9.9) +2=10. 1Sa=% =320+(5. 03+4. 06)=35. 2K (圆角)=1.37,联 0.34,% 二 0.6,B = 0.93考虑载荷波动系

12、数1. 1： n波=n/1. 1=325,满足游乐设施平安规范中的第4. 5. 2条相关要求。.承载轴平安校核承载轴，材料为40Gr,调质HB220255,只承受弯矩，危险截面直 d=50mm该材料的屈服点极限为% =735MPa、q=540MPa、，=320MPa292一 222一9898F=2506N受力弱1）承载轴的静强度校核拉力为2506N,车轮轴受弯矩的力臂为L=0. 098m。所以，车轮轴所受弯矩为M=FL=2506X0. 098+ 2=122. 8N. m抗弯截面系数：Z n 3 =12. 3cm332受剪面积：A=1962. 5mm2弯曲应力幅：。二M/Z=9.98MPa剪切应力幅：7 =F/A =25064-24-1962. 5=0. 64MPa根据第三强度理