高空揽月的机械设计

高空揽月的机械设计

金良良,徐新健

山东协和学院 250107

摘要：目前，高空赏月是许多主题公园常见的大型普通游乐设备。在摆臂的驱动下，游客的座椅部分高速旋转和飞行，仿佛被推到了一个超越时空的天体上，天旋地转，令人兴奋。它有一个大的旋转角度，比普通的观览车有更高的升空。该设备用压肩作为安全方式，再加以安全带。当座舱旋转时，悬挂座舱的主轴在电动机的驱动下做整周转动。高空揽月设备能够给人们超乎寻常的刺激，非常受到人们的欢迎。随着设计的不断改进，使此设备性能更能满足人们的需求。

1高空揽月的研究意义

由于社会的进步和人民的生活质量的提高，人民对于生活的娱乐设备的要求越来越多。所以我们国家的主题公园、游乐园和社区的建立，很大的推动了游乐行业的发展，大部的游乐设施的发明和改造，说明游乐设施的发展市场还有很大。

2高空揽月的研究步骤

2.1分析任务

查阅相关资料，确定其系统总体方案。通过对高空揽月的结构及其原理进行分析，通过查阅资料，计算高空揽月的运动参数及其结构框架的动力参数，确定各部位的零件，然后对各部位零件进行强度的校核，再用绘图软件进行其总装配图及零件图的绘制。

2.2研究的措施

查找与课题相关的资料。利用已知的相关数据来计算工件材料所需承受的强度及刚度来确定材料及所选用的零件的相关尺寸，然后用计算得出来的尺寸和查阅相关资料进行绘制图纸。最后分析存在的问题，然后进行改进，直到达到设计要求。

3高空揽月的整体设计

3.1传动部分的设计

高空揽月设备是经过在摆两侧的三相异步交流电动机通过减速装置传递功率，在通过与输出轴相连接的齿轮带动回转支承的转动，回转支承与活动臂相连接带动活动臂的转动。座椅的部分跟随摆臂转动靠惯性通过轴承来进行转动。

3.2减速装置的设计

传动结构简单能够使传动的效率较高，结构紧凑可以防止尘土的进入。在现代机械中二级圆锥圆柱齿轮运用的比较多。因为转速需要变向与减速，因此齿轮的设计不会相对的与轴对称，所以轴要有很大的刚度。转速很大的齿轮要设计在距离矩较远的一侧，以便减少载荷分布不均的状态。

3.3回转支承的设计选择

目前我国研发的回转支承已能满足各种机械的强度要求。回转作为机械上的主要传动零件，许多游乐设备中也安装了回转支承用来进行传动。其中大型游乐设备高空揽月的摆臂就是通过回转支承与小齿轮进行啮合传动。但由于高空揽月游乐设备的特性，不会经常满载，转速不会过大，所以选择中型的回转支承。中型的回转支撑的安全系数。

3.4确定回转支承部位螺栓及焊缝的强度校核

回转支承是摆臂与立柱的连接部分，回转支承的转动带动摆臂的摆动。摆臂与回转支承的结合面与回转支承和立柱的结合面螺栓和焊缝所需的强度相差不大，所以只校核一个就行了。

经过强度校核确定所选的各种螺栓满足强度要求，各部位的焊缝的强度也满足设计需要。满足了各种强度要求确保高空揽月的安全性，确保生产出来的产品运转时的安全。

3.5确定电动机的选择

通过电动机选择确定减速装置。回转支承的合理选用，对传动以及安全意义重大。通过各方面的分析，选择了合理的回转支承，根据其齿数以及转速和减速装置的输出轴的转速对比，选择合适的小齿轮。

3.6轴承的选择

高空揽月的所用的轴承是用来承载座椅部分的，与圆柱相接触。由于高空揽月的体积较大，承载的座椅和人质量较大还要保证安全，所以圆柱的的尺寸不能太小。选择直径为160mm的圆柱，选择轴承的内径也为160mm,而且其接触面应较大。确定的轴承为双排圆柱滚子型号的轴承。

轴承作为机械中较为重要的一个部件，它是依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件的。随着时代的发展，如今的滚动轴承大都进入标准化，并寻求专业的机械厂来进行大批量的生产。滚动轴承如此多的受到选用是因为其在启动时所用的力矩小，而且旋转时摩擦小，旋转精度好。

4结语

本次设计经过了系统性的分析、设计。查阅了大量的文献资料，最后得出以下的结论：

1.本次设计主要结合了现有市场上高空娱乐设备的现状，并在分析各种方案之后，以设备最重要的安全要求以及动力的基础上，完成本次设计。

2.本次设计操作简单、安全性强、效率高、可靠性高、等特点。

3.用SolidWorks设计图，建立了游乐设备高空揽月的三维实体模型，并完成了本次设计的二维工程图，可大批量生产。

参考文献

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