系数c的选择：选择系数c的取值与机构级别有关，工作级别根据表1、表2和表3确定，选择系数则由表4选择。根据钢丝绳的最大工作静拉力和系数c可计算出钢丝
绳的最小直径，然后查表选择型号。
表3 机构工作级别 Table3 Organization jobs rank
机构利用等级 载荷状态
T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 表4 c和n值 Table4 c and n value
机构工作级别
M1~M3 M4 M5 M6 M7 M8
1550 0.093 0.099 0.104 0.114 0.123 0.14
选取系数C 钢丝公称抗拉强度
1700 0.089 0.095 0.100 0.109 0.118 0.1340
1850 0.085 0.091 0.096 0.106 0.113 0.128
安全系数
n 4 4.5 5 6 7 9
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
根据表1、表2和表3可知本机器的机构工作级别为M4，此时根据表4选取C=0.099.
由于本机器的工作载荷不是很大，可选取80kg，现假设整机重量为20kg，则 S?mg?(80?20)?10?1000N
此时根据公式（1）计算d?CS?0.099?1000?3.13mm
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圆整d=4mm选择钢丝绳6?7类别，其含义为6个圆股，每股外层丝可到7根，中心丝（或无）外捻制1—2层钢丝，钢丝等捻距，其型号为6?7?FC—20—1670。 （2）钢丝绳的校核
所选钢丝绳应满足最大工作载荷时所承受的最大力时正常工作而不被拉断，钢丝绳的失效方式为拉断，故只需校核其拉力，其拉力应满足下式：
F0?sn （2） 式中 F0——所选用钢丝绳的拉断力，N
N——钢丝绳的最小安全系数，按上表4选取。
表5 钢丝绳的最小破断拉力
Table5 Steel wire ropes minima break a form cutting off pulling force
钢丝绳公称直径d/mm 2 3 4 5
钢丝绳最小破断拉力KN
2.11 4.74 8.44 13.10
根据钢丝绳直径d=4mm和上表5可知钢丝绳的最小破断拉力为8.44KN而且由表4可知n=4.5，所以F?sn?1000?4.5?4500N?4.5KN?8.44KN （3）钢丝绳端头连接方法的选择
钢丝绳使用时经常需要与其他零件联接。绳的端头连接方法一般分为手插软索、手插套环、铝合金压接软索、铝合金压套环、铝合金压接锥型软索、闭口端子、开口索节和闭口索节8种，?2?各种连接方法如下图5所示。各种连接方法的使用场合不同，根据本机构设计的需求，选用铝合金压接软索。将钢丝绳绕过套环后，用铝合金使绳端固定，鞍式零件与绳的接触条件较好，绳长的一端应放在鞍式零件的一边，以减少联接损环后绳的损耗，这种固定方法用于不经常拆卸的场合，应用比较普通。
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图7 钢丝绳端头的连接方法
Fig7 Steel wire rope ends the head connection method
(4)钢丝绳的维护
钢丝绳应定期涂无水防锈油、汽缸油或专用油，使其保持良好的润滑状态。钢丝绳使用后，必需经防锈润滑养护卷乎放在库内木板上保管，每半年检查一次，确认无绣蚀和损伤后，再涂油存放。定期检查钢丝绳的状况，一般半年左右做发现钢丝绳有磨损、断丝、锈蚀、夹刺等缺陷，报废的一次强度试验。使用前检查按规定视情况降级使用或吊运赤热或者融化金属时，若温度高于1500C应采用石棉芯钢丝绳。
4.2 滑轮的设计
（1）滑轮的类型及构造
在起重作业中，滑轮常与索具、吊具及卷扬机等配合作业。按滑轮的数量分有单轮（其夹板有开口和闭口两种）、双轮、三轮直至十二轮滑轮等。按滑轮与吊物连接方式可分吊钩式、链接式、吊环式和吊梁式等，一般中小型滑轮为吊钩式、链环式和吊环式，而大型滑轮均为吊环式和吊梁式。按滑轮的作用分为定滑轮、动滑轮、导向滑轮及平衡滑轮，滑轮在轴上自由转动，轴套采用青铜制作，在重要的机构上轴套改用滚动轴承。绳索滑轮一般用在导向和支撑，以改变绳索及其传递拉力的方向或平衡绳索分支的拉力。本设计中采用了14个滑轮，其中10个定滑轮4个动滑轮。定滑轮用来改变绳索和拉力的方向，动滑轮用来调节后腿的高度和带动前腿向上运动。 （2）滑轮的主要尺寸计算：
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滑轮直径： D?h?d （3） 式中 d——钢丝绳直径
h——有机构工件级别和钢丝绳结构有关的系数，按表6选
表6 系数h值 Table6 Modulus h value
机构工作级别 M1~M3 M4 M5 M6 M7 M8
滑轮 16 18 20 22.4 25 28
当机构工作级别为M4时，h=18.由公式（3）可知： D?h?d?18?4?72mm 其余滑轮尺寸如下： 钢丝绳直径： d?4mm
滑轮绳槽底半径：R?(0.53~0.6)d?2.12~2.4mm 绳槽两侧面夹角：2??400
平衡滑轮直径： Dp?0.6D?43.2mm
（3）滑轮允许的荷重： 根据滑轮的允许使用负荷公式：
D2 p?n
16式中： p--------滑轮允许使用负荷，kg D--------滑轮的轮直径，mm n---------滑轮的轮数量
计算得滑轮的允许使用载荷p?8?542?16?1458kg，由此可知所选的滑轮足以满足该机构的使用要求。 （4）滑轮结构和材料
根据经验查资料可知，承受载荷不大的小尺寸滑轮（D?350mm）一般制成实体的滑轮，用15、Q135或铸铁（HT150），受力不大的滑轮可直接安装在心轴上使用。
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（5）验证钢丝绳进出滑轮时允许的偏角：（GB/T 3811--1983）
图8 钢丝绳进出滑轮时的偏角
Fig8 The steel wire rope passes in and out of the angle of depression time the pulley
根据钢丝绳绕过滑轮时，两端的钢丝绳由于受力的原因，会产生一定的偏角，但
偏角不能过大，因此需要验证其偏角。如上图图8所示，钢丝绳在滑轮上绕进或绕出时，绳由滑轮一端移到另一端，因而使钢丝绳中心线与滑轮轴中心线产生偏角?，如果偏角过大，会引起钢丝绳与滑槽的严重磨损，甚至让绳脱槽，或者使滑轮上的钢丝绳不能依次排列，并产生乱绳现象，因此对偏角应验证并加以限制。
由图8可知，钢丝绳的最大偏角即是图中所示的偏角，故：
tan?max?l/2s
即?max?arctan?l/2s??4.20
钢丝绳绕进或者绕出滑轮槽时偏斜的最大角度（即钢丝绳中心线和与滑轮轴垂直的平面之间的角度）一般不大于50，由验证可知满足要求。 （7）滑轮的维护
严格遵照出厂铭牌的使用条件，不得超负荷使用；使用前应认真检查，当发现有变形、裂痕的定位装置不完善时，不准使用。选用时，滑轮直径的大小、轮槽宽窄应与配用钢丝绳直径的大小相配。在受力方向变化较大和高空作业时，不宜使用吊钩式滑轮，应选用吊环式滑轮，以免脱钩。
4.3 四杆机构的设计?3?
本设计中共用了四个四杆机构，其中内部机构和外部机构中各用了两个四杆机构，从而实现了在楼梯上搬运重物的要求。该设计中采用的都是曲柄滑块机构，采用曲柄滑块机构主要是实现前腿垂直向上运动，从而达到能够上楼梯的一个台阶的目的，内外部机构的重复运动从而可实现机构在垂直的台阶上平稳地运动，从而达到搬运重物的目的。
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