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我国对在含粉尘和有害(毒)气体环境下工作人员的健康和安全问题十分重视,但目前粉尘、有害(毒)气体对人体的职业危害依然严重。究其原因,除工作环境恶劣和个人防护意识不强外,呼吸防护用品的质量、性能以及佩戴舒适度都是造成这一问题的重要因素。我国在呼吸防护用品的研究和开发方面相对薄弱,其技术不够成熟,缺乏完善的呼吸防护用品设计体系。因此,研究呼吸防护用品的设计理论、方法和结构,对于提高呼吸防护用品的性能和质量,加强粉尘职业病预防和保护接尘人员的身体健康,具有重要的理论和社会意义。本文以呼吸防护面具中自吸过滤式防护面具为例,研究了自吸过滤式防护面具的设计流程和设计方法,提出了新的设计理念,通过现有各种产品设计方案的分析比较,提出了改进设计方案并设计了相关产品。其主要研究工作内容如下：(1)自吸过滤式防护面具死腔的容积大小一直是一个备受争议的话题,论文根据《呼吸防护用品——自吸过滤式防颗粒物呼吸器》(GB 2626-2006)和《呼吸防护——自吸过滤式防毒面具》(GB2890-2009),通过分析呼吸防护面具的特点和技术要求,提出了呼吸防护面具死腔值的粗略计算方法,可供死腔容积的设计参考。(2)吸气阻力和过滤效率始终是呼吸防护面具一对相互矛盾的技术参数,以增加滤盒厚度来增加滤尘率,必然会提高吸气阻力。论文根据自吸过滤式防护面具的特点和技术要求,比较国内外产品的特点,提出了二次空腔结构的构想和设计方法,并完成了一款自吸过滤式防护面具的设计。该结构在满足人体呼吸习惯的基础上,实现呼和吸的分离,解决了过滤效率和呼气阻力的矛盾,大大降低了同类防护面具的呼气阻力。(3)针对自吸过滤式防护面具的气密性要求,对防护面具主体与滤盒部分的卡扣连接进行了装配力学分析,应用ABAQUS有限元分析软件对卡扣连接进行了有限元数值模拟。根据卡扣连接的许用应力求出许用变形,进而确定最大过允许盈量,从而在保证装卸要求的情况下,最大程度满足了密封性要求。同时,提出了环型卡扣结构和尺寸计算方法。