（全套设计打包）高楼火灾逃生器设计（喜欢就下吧）

论文作者签名导师签名日期年月日日期年月日摘要本文从开始介绍了高楼逃生装置的背景和研究意义，并对现有的些高楼逃生装置进行了分析和对比，发现大多数的装置有成本高机构复杂安全系数低等些不足之处。

本设计根据机械创新理论，设计出种基于负反馈闭环系统的高楼逃生装置，该装置具有成本低操作简单安全系数高纯机械无电气结构等优点，最后通过对设计机构的零部件进行计算，得出整个机构的图形，在多次试验和计算之后，确定了不论是小孩还是老人都能从高楼平安降落到地面，达到了本次设计的目的。

关键词高楼火灾逃生器机械创新理论往复可控摘要绪论.设计背景及意义.国内外研究概况.高楼火灾逃生器的实例内凸轮式高楼火灾逃生器涡轮蜗杆式高楼火灾逃生器钢丝绳防滑逃生装置心摩擦式高楼火灾安全逃生器整体方案设计.方案构设方案方案二方案三.方案的比较与选择装置零部件设计.轴的设计轴的概述主动轴的设计从动轴的设计.齿轮的设计齿轮的概述齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度设计.棘轮的设计棘轮的概述棘轮的设计.其他零部件的设计选择标准件的选择安全座椅的选择挂钩的设计计算和验证.静力学平衡计算.绕绳的计算.速度计算结论致谢参考文献绪论.设计背景及意义随着建筑高度的增加和日趋密集，建筑的安全隐患也越来越多，即使在发达国家的高楼遇有火灾爆炸等事件时，由于时间空间等诸多因素的限制，人员自救逃生也是个急待解决的重要问题。

高楼火灾的有效救援和应急逃生，已经成为人们高度关注的社会问题。

高层建筑般功能较多，内部通道和外部环境情况复杂，旦发生火灾，由于烟囱效应，火势和浓烟就会迅速扩大，很短时间内蔓延到内部楼梯和走廊，封锁正常的疏散通道，至使楼上被困人员无法逃生。

所以逃生人员自救是个亟待解决的重要问题。

高楼突然失火或其他灾难发生时，电梯不能用，楼梯阻塞，而般地面救援装备的举高和投射能力又远远的落后于高层建筑的高度发展而且装备体积庞大受道路交通，建筑周边环境等方面的影响因而延误救援时机，这样的情况每年都有发生，也有很多人因无法逃生而遇难，所以怎样快速有效的逃离火灾建筑成了决定生死的问题，而高楼逃生装置在这样的环境下应运而生。

然而在人们将越来越多的精力和时间都投入到对安全问题保障研究的同时，却忽略了最基础的种手段，在人们越来越多的用到各种高科技和现代手法进行安全保障的同时，却忽略意外事件的发生，是不可以借助外力和各种现代手段解决的，要靠最基础和最简单的方式，也就是机械传动的方式才是最安全和稳定的。

本课题要求针对高层建筑实际情况，设计种在发生火灾情况下，能帮助人方便快捷的逃生的工具。

要求设计出的逃生器能适合各种结构的建筑物，运行实现自动化，并且要求操作方便，可以折叠，体积和重量在个人可以操作的限度范围内。

可以多次往返高层建筑进行营救。

从而能最大限度的减少火灾中的人员伤亡。

通过分析比较现有的些高楼逃生器，大多数装置虽然能达到高楼逃生这功能，但其结构原理复杂，操作繁琐，安全性差，生产成本高，部分装置还需要电力控制，局限性大发生地震或火灾时很有可能断电，也不允许操作人员进行复杂的操作。

所以本设计采用种基于负反馈闭环系统的高楼逃生装置，装置结构简单，操作简便，且无需电力或其他能源驱动，纯机械结构。

其原理是利用逃生人员的重力，通过机构的转换，产生阻止逃生人员快速下落的阻力，随着下降中绕绳层数的减少，包角增大，阻力增大，使逃生人员依次有加速匀速减速下降的过程，最终以安全速度到达地面。

装置的仰角大小可以人为调节。

当从动轴与安全绳的粗糙度安全绳的直径发生改变时可以通过改变仰角的大小使装置仍然可以正常使用，适应了各种环境。

通过计算，结果达到预期要求，借助本装置逃生人员可以以安全的速度平稳的下落到地面。

因而可以在灾难发生的时候保证人的生命安全。

符合设计要求。

.国内外研究概况在我国，目前主要的救生设备有逃生缓降器，这种设备主要针对普通家庭和个人使用，其构造由调速器安全带安全钩钢丝绳等组成。

每次可以承载约公斤重的单人个体自由滑下，其下滑速度约为每秒.米，从二十层楼上降到地面约需多秒每人，根据人体重量的不同，略有差异。

秒虽然在平时看似不多，但在火灾逃生分秒必争的情况下还是略显漫长。

目前这种逃生缓降器的使用状况不甚理想，其原因除家庭消防意识经济因素之外，主要是难以适用老幼病残者，多户同时使用可能发生相互缠绕，以及安装问题定期保养等，难以走进百姓家门。

还有个主要的设备是救生气垫，它主要是种利用充气产生缓冲效果的高空救生设备。

般采用高强度纤维材料，经缝纫粘合制成，其气源般采用高压气瓶。

但是救生气垫仅限于高度为层的楼房使用，随着高度的增加，其缓冲效果作用面积也将大打折扣，同时此装备要求有相当大的窗户作为人们逃生的出路，在定程度上受到很大的限制。

因此应用范围非常有限，当然对于高楼逃生就有很大的危险性。

目前国外高楼逃生器主要有以下几种形式缓降器式该类逃生器增加钢丝绳与轮之间的包角，使得钢丝绳与钢丝轮之间的摩擦力增加。

另外，再利用手控装置，进步调节下降速度的快慢。

间歇冲击式间歇冲击式逃生器是通过间歇撞击能来消耗能量，如利用钟表中的擒纵叉和擒纵轮原理来消耗能量。

液体流动阻尼式液体流动阻尼式是利用液体流动阻尼把人体势能转化成液体热能，以达降低速度的目的。

其主要特点是由于液体阻尼的大小取决于外负载，所以不论人体质量的大小均能以比较恒定的速度下降。

另外据新科学家杂志报道，美国国防部高级研究计划署正在研究炮射飞人。

此项研究将有特殊的现实用途，诸如在紧急情况下将警员或者消防队员送入高楼的屋顶。

具斜轨将以与地面呈的姿态安放于目标地点附近，执行任务的人员则坐在椅子中类似于飞机驾驶员的弹射座椅。

压缩空气从背负的钢瓶中迅速喷出，座椅即沿滑轨弹射，到达顶端时戛然停住，人体由于惯性飞离并到达屋顶边，安全着陆。

方案的关键在于正确计算抛物线轨迹，在国防部高级研究计划署的专利方案中有台计算机精准控制发射的角度及速度，可在秒内把人安全送抵层楼的高度。

.高楼火灾逃生器的实例内凸轮式高楼火灾逃生器为了保证机械运动的安全可靠，常常需要对机械运动的速度进行限制，例如对索道滑车逃生器等进行紧急制动。

目前，国内的自动限速器的种类主要包括离心式间歇冲击式和液体阻尼式。

该实用新型的目的是要提供种内凸轮式自动限速器，该装置不仅结构简单体积小无噪声而且生产成本低。

该实用新型是这样实现的见图它包括固定内凸轮外径，其特征在于所述的内凸轮型腔内设置有导轨支架，所述的导轨支架的中部横向设置有滑动芯阀，所述的内凸轮型腔的内周壁由若干个依次连续并沿同圆周均匀分布的拱形曲面组成，两相邻拱形曲面的交接处至内凸轮中心连线的延长线恰好通过延长方向所对的拱形曲面的顶点，所述的内凸轮型腔内过内凸轮中心点的径向线的长度与滑动芯阀的长度相等，所述的导轨支架体内设置有油腔，所述的滑动芯阀上下侧固定联接有位于油腔内的阻尼片。

图凸轮验证仿真模型当内凸轮驱动滑动芯阀作往复横向移动时，使得油脂从油腔的侧自缝隙翻越阻尼片流到油腔的另侧，再从另侧翻越阻尼片流回油腔的原侧端，在此过程中产生很大的阻尼，以此来限制内凸轮的速度。

将该内凸轮与任何需要限速的回转件联接，即可达到自动限制该回转件转速的目的。

优点体积小，无噪声，成本低，生产安装及维修方便，持久耐用，实用性高。

缺点结构复杂，部件多，制造费工费时，下降速度不稳定，安全系数低。

涡轮蜗杆式高楼火灾逃生器原理利用蜗轮蜗杆的自锁性，蜗杆能带动蜗轮，但蜗轮不能带动蜗杆，使逃生人员在逃生过程中，控制自己的下落优势结构简单具有自锁性，安全性高，制造成本不高缺点摩擦磨损大，材料要求高，操作复杂，普通人不易操作。

钢丝绳防滑逃生装置图钢丝绳防滑机构钢丝绳缠绕在回转轴上的楔形槽内。

有两个摆架，摆架可分别绕上端固定轴摆动，每个摆架上均转有个形滚压轮架，形滚压轮架可相对于摆架绕小轴摆动，每个形滚压轮架上均装有两个滚压轮，滚压轮压在钢丝绳的外缘。

每个摆架下端还有个槽滚轮。

钢丝绳缠绕方式如图所示。

钢丝绳从左侧槽滚轮的左边向上穿，向右拐，沿逆时针方向缠绕在回转轴上，然后从右侧槽滚轮的右边向下穿。

假设重物挂在钢丝绳左端。

缠绕在回转轴上的钢丝绳在重物的拉动下，对左侧槽滚轮产生向右的压力，该压力使左侧摆架绕上端固定轴作逆时针摆动，从而使左侧形滚压轮架上的两个滚压轮紧紧地压在钢丝绳左侧自由端的外缘，使得钢丝绳左侧自由端与回转轴间的压力增大，摩擦力矩也因此增大。

重物的重量越大，则钢丝绳左侧自由端与回转轴间的压力也越大，摩擦力矩也越大。

从而避免了钢丝绳与回转轴之间的打滑。

当重物挂在钢丝绳右端时，受力情况与上述对称。

优点防打滑，安全系数高缺点装置复杂，成本较高，不能快速把人能降落到地面。

心摩擦式高楼火灾安全逃生器原理重力带动卷轴转动，使得卷轴上的活动快由于离心力产生正压力，摩擦片与外壳产生摩擦力，在下降速度达到定值，摩擦力矩与人体重力力矩平衡，匀速下滑优势逃生人员下降过程中不需要人来控制缺点局限性大重力越大下落到地面速度越大安全系数低且最小使用重量为.整体方案设计机械系统是由原动机传动系统执行系统控制系统和其它辅助系统组成的，所以，机械系统总体方案设计的内容应是这几部分的方案设计及其各部分间的协调设计。

即执行系统的方案设计原动机类型的选择传动系统的方案设计控制系统的方案设计和其它辅助系统的方案设计。

机械系统整体方案设计的特点．协调性整体系统由各个子系统组成，虽然各子系统的功能不同性能各异，但它们在组合时必须按照整体功能的需要。

．相关性构成系统的各要素之间也是互相关联的，它们之间有着相互作用相互制约的特定关系。

个要素性能的变化将影响对相关要素的作用，从而对整个系统产生影响。

．内外结合性任何系统必定存在于定的社会和物质环境中，机械系统也不例外。

环境的变化必将引起系统输入的变化，从而也将导致其输出的变化。

.方案构设方案方案的原理方案利用摩擦力控制速度的原理，在下降过程中通过增减装置与钢绳的摩擦力来控制逃生人员的下降速度，同时采用两级减速装置使下降速度能得到充分的控制，安全性更好。

其工作原理及结构简图如下图二级手动调速装置.壳体.减速手柄.减速杠杆.减速杠杆二钢丝绳.橡胶.减速轮图去掉了图中的刹车装置减速装置主视图.固定轴套.减速圆柱.穿绳孔.减速档板.减速轴.轴承.滑块.摇杆.减速轮.减速轴.减速手闸.调速手轮.内螺纹轴套.壳体原理说明该装置是利用绳子做导轨，减速装置在绳上运动，通过增减与钢丝绳之间的摩擦力来实现下降过程的加减速。

其中“级减速器”是通过旋动调速手轮图中的，从而推动装置内各边减速圆柱图中的相向运动而互相挤压，增大它们之间的摩擦力，使钢绳的速度减慢。

“二级减速器”是把绳的竖直运动通过在轴图中的和上的缠绕而变为轴的旋转运动，再通过减速手闸图中的实现对轮的减速或制动。

使用方法首先把钢丝绳固定在临近窗户处，人先把安全带扣在身上，把绳子抛出窗外，再调节“次减速器”的调速手轮图中的，使减速圆柱图中的装置与绳卡死，随后人慢慢爬出窗户，使自身的重力完全作用在绳子上，再微松“次减速器”的调速手轮图中的，由于此时重力大于摩擦力，人与装置开始慢慢下落。

在下降过程中，人可以调节“二级减速器”的手闸图中的，通过改变握紧力的大小来控制自己的下落速度，直到到达地面，同时可以推动或松开摇杆图中的，从而挤压或拉回滑块图中的，改变滑块与绳之间的摩擦力，同时由于橡胶图中的与减速轮图中的之间的摩擦力也随之增大或减小，从而使轴图中角速度增大或减小，从而使人下降的速度得到控制。

方案的优点与不足方案的优点该装置结构简单，所占空间不大，人们可以放在家中备用，火灾