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湖 南 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ） 題目 立體車庫(kù)自動(dòng)進(jìn)庫(kù)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 作者 學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 二〇〇 年 月 日 湖南科技大學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目：立體車庫(kù)自動(dòng)進(jìn)庫(kù)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 摘 要 機(jī)械車庫(kù)，全稱為機(jī)械式立體停車庫(kù)，通常又被稱為立體車庫(kù)，在目前城市飛速化發(fā)展的時(shí)代，是一種可以有效節(jié)省土地資源、操作簡(jiǎn)便的停車設(shè)備。 本篇文章簡(jiǎn)單明了的介紹了車庫(kù)的主體結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，依據(jù)升降橫移式立體車庫(kù)的運(yùn)行原理，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了一系列傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，包括提升系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，橫移系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，同時(shí)還運(yùn)用材料力學(xué)理論對(duì)升降橫移式立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模和力學(xué)分析，包括升降橫移式立體車庫(kù)的框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、橫移傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度和升降傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度等。為了使停車設(shè)備滿足使用要求，根據(jù)國(guó)家關(guān)于機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)、升降橫移式立體車庫(kù)的實(shí)際，對(duì)立體車庫(kù)進(jìn)行了創(chuàng)新和設(shè)計(jì)同時(shí)又可以使得整個(gè)車庫(kù)可以安全平穩(wěn)的運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：立體停車庫(kù)；升降橫移式立體車庫(kù)；機(jī)械傳動(dòng) ABSTRACT The mechanical garage, mechanical parking equipment, also known as three-dimensional garage, usually is a kind of can effectively save the land resources, simple operation of parking equipment. This article simple introduces main structure and characteristics of the garage, on the basis of the operation principle of the up-down and translation stereo garage, the use of mechanical design related knowledge were a series of transmission scheme design, including to enhance the transmission system design, the transmission design of moving system and used theory of mechanics of materials on the up-down and translation stereo garage structure modeling and mechanical analysis, including the up-down and translation stereo garage frame structure strength, transverse transmission system of axial strength and lifting drive systems of the central axis of the strength.?In order to make parking equipment to meet the use requirements, according to the state of mechanical parking equipment General requirements for safety standards, up-down and translation stereo garage actual, for the garage were innovation and design and makes the garage can be safe and stable operation. Key Words:mechanical garage;lifting and moving type stereo garage;mechanical transmission 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 前 言 - 1 - 第一章 緒論 - 2 - 1.1 機(jī)械式立體停車庫(kù)發(fā)展概況 - 2 - 1.2 立體停車庫(kù)分類及優(yōu)點(diǎn) - 3 - 1.3 機(jī)械式立體停車庫(kù)市場(chǎng)前景分析 - 4 - 第二章 現(xiàn)有的立體停車庫(kù) - 6 - 2.1 立體車庫(kù)的形式的確定 - 6 - 2.2 升降橫移式立體停車庫(kù)的原理 - 8 - 2.3 升降橫移式立體停車庫(kù)的優(yōu)越性 - 11 - 2.4 橫移式立體停車研究升降橫移式立體停車庫(kù)的意義 - 11 - 第三章 升降橫移式立體停車庫(kù)模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 13 - 3.1 概述 - 13 - 3.1.1主框架部分 - 15 - 3.1.2 橫移車輪與導(dǎo)軌的選擇 - 16 - 3.2 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 17 - 3.2.1 初步參數(shù)的確定 - 17 - 3.2.2 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇 - 18 - 3.2.3橫移鏈輪的設(shè)計(jì) - 18 - 3.2.4 橫移傳動(dòng)軸A的設(shè)計(jì) - 20 - 3.2.5 橫移軸的強(qiáng)度校核 - 22 - 3.2.6 聯(lián)軸器及鍵的選擇 - 24 - 3.3 升降傳動(dòng)系統(tǒng) - 25 - 3.3.1 升降傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇 - 26 - 3.3.2對(duì)載車板的受力分析 - 27 - 3.3.3 減速齒輪的設(shè)計(jì) - 28 - 3.3.4輸出軸的設(shè)計(jì) - 30 - 3.3.5 渦輪蝸桿的設(shè)計(jì) - 35 - 3.3.6 鋼絲繩的選用 - 36 - 3.3.7 卷筒的設(shè)計(jì) - 36 - 3.3.8 軸承的選擇 - 36 - 3.4 安全制動(dòng)設(shè)計(jì) - 37 - 3.5 其他防護(hù)措施 - 38 - 結(jié) 論 - 40 - 參 考 文 獻(xiàn) - 41 - 致 謝 - 42 - -i- 附 錄 - 43 - -ii- 前 言 近幾年來(lái)，隨著近代汽車工業(yè)和建筑業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在一些大、中城市相繼出現(xiàn)了停車難和亂停車的現(xiàn)象。在解決城市停車難的問(wèn)題中，歐美國(guó)家和亞洲國(guó)家采取的措施有所不同。但立體化停車是各個(gè)國(guó)家都積極采取的措施，尤其是全自動(dòng)化的機(jī)械式立體停車庫(kù)，在很多國(guó)家和地區(qū)都得到了快速的發(fā)展。 機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多的方面都顯示出了卓越的優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)可以節(jié)約很大一部分停車所需要的面積。而機(jī)械式立體停車設(shè)備以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，引起了各界的重視，得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)械式立體停車庫(kù)可充分利用其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在有限的一小部分場(chǎng)地上，最大限度的利用土地資源從而停放車輛，是改善城市交通，緩解城市停車難的新途徑。 隨著人民生活水平的不斷提高，越來(lái)越多的人購(gòu)買了私家車；對(duì)城市的交通和環(huán)境起著重大的影響。而停車難問(wèn)題的出現(xiàn)，也給機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)帶來(lái)了巨大的商機(jī)和廣闊的市場(chǎng)。在這商機(jī)與競(jìng)爭(zhēng)并存的時(shí)候，我國(guó)的機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)也將從快速發(fā)展階段進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段。未來(lái)市場(chǎng)是巨大的，但對(duì)產(chǎn)品的需求，將會(huì)向兩個(gè)極端發(fā)展：一個(gè)極端就是價(jià)格的極端，市場(chǎng)大量需要低價(jià)格的機(jī)械停車設(shè)備，它只要能夠達(dá)到增加停車位的目的，能夠保證最基本的使用性能，以價(jià)格優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)市場(chǎng)，這一部分的市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將達(dá)到70%-80%；另一個(gè)極端就是技術(shù)與性能的極端，要求停車設(shè)備具有優(yōu)越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度。通過(guò)國(guó)內(nèi)外機(jī)械停車設(shè)備使用經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)人們?cè)诶脵C(jī)械停車設(shè)備存取車時(shí)，首先追求的是存取車速度、等待時(shí)間以及方便程度。此外，未來(lái)的機(jī)械停車設(shè)備市場(chǎng)，將更加注重完善的售后服務(wù)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程故障導(dǎo)處理系統(tǒng)將是用戶追求的目標(biāo)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展，城市規(guī)劃的完善，機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)將成為一個(gè)充滿生機(jī)的朝陽(yáng)行業(yè)，機(jī)械停車設(shè)備的技術(shù)也將得到長(zhǎng)足的發(fā)展。 - 0 - 第一章 緒論 1.1 機(jī)械式立體停車庫(kù)發(fā)展概況 機(jī)械式停車設(shè)備的應(yīng)用已有30多年的歷史了。發(fā)展較早、較好的有日本、韓國(guó)、德國(guó)等。在亞洲，機(jī)械式停車設(shè)備采用較早應(yīng)用較普遍的是日本、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣省。 日本從事機(jī)械式立體停車庫(kù)及其設(shè)備開(kāi)發(fā)、制造的共有200多家，其中生產(chǎn)機(jī)械式立體停車設(shè)備的約100多家，比較大的公司有新明和、日精、三菱重工、大福、日成、東急、內(nèi)外及昭和起重機(jī)等，產(chǎn)品既有出口的，也有進(jìn)口的。 韓國(guó)機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀(jì)70年代中期為起步階段，80年代為引進(jìn)階段，90年代為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段受到了政府的高度重視，各種機(jī)械式停車設(shè)備得到了普遍的開(kāi)發(fā)和利用，年遞增速度達(dá)到30%；2000年以來(lái)為發(fā)展階段，自動(dòng)化停車設(shè)備將隨供應(yīng)量不斷的擴(kuò)大而迅速發(fā)展。 我國(guó)在20世紀(jì)80年代初開(kāi)始研制和使用機(jī)械式停車設(shè)備。80年代是起步階段，90年代以來(lái)，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車進(jìn)入家庭后，停車設(shè)備的應(yīng)用逐步推廣，己經(jīng)形成了新興的停車設(shè)備行業(yè)，步入了引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段。現(xiàn)在從事停車設(shè)備制造的企業(yè)數(shù)約有100家，其中主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)50家。首批獲得國(guó)家頒發(fā)的立體停車設(shè)備制造企業(yè)資質(zhì)的企業(yè)有22家。產(chǎn)品經(jīng)引進(jìn)技術(shù)和自我研制開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高。許多設(shè)備采用了當(dāng)前機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，控制型式有按鈕式、IC卡式、觸摸屏式、密碼鑰匙式、遙控式等，有些設(shè)備還采用了總線控制技術(shù)；傳動(dòng)裝置采用內(nèi)藏式，以增大停車空間并保護(hù)各傳動(dòng)元件不受污染和腐蝕，提高了設(shè)備的耐久性；機(jī)構(gòu)中采用了模塊化設(shè)計(jì)，這樣便于組合使用，又易于安裝拆卸，且可縮短施工周期;還采用一些新材料、新工藝，如采用H型鋼做鋼梁，組合的鍍鋅板或一體成型的鍍鋅板坐載車板；安全保護(hù)方面采用了聲光引導(dǎo)、定位裝置及自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等。目前品種的滿足率己達(dá)90%左右，有的品種填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到50%以上。 近幾年來(lái)，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在一些大、中城市相繼出現(xiàn)了停車難和亂停車的現(xiàn)象。在解決城市停車難的問(wèn)題中，歐美國(guó)家和亞洲國(guó)家采取的措施有所不同。但立體化停車是各個(gè)國(guó)家都積極采取的措施，尤其是全自動(dòng)化的機(jī)械式立體停車庫(kù)，在很多國(guó)家和地區(qū)都得到了快速的發(fā)展。 機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。機(jī)械式立體停車設(shè)備以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，引起了各界的重視，得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)械式立體停車庫(kù)可充分利用空間，在有限場(chǎng)地上，最大限度停放車輛，是改善城市交通，緩解城市停車難的新途徑。 就當(dāng)前社會(huì)對(duì)于立體停車庫(kù)的需求，本文介紹了各種型式立體停車庫(kù)的特點(diǎn)，選出了一種能廣泛滿足社會(huì)需求的機(jī)械式立體停車庫(kù)，升降橫移式立體停車庫(kù)作為研究對(duì)象，它也是比較典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。一些大城市已運(yùn)用其實(shí)現(xiàn)許多停車問(wèn)題。該車庫(kù)依據(jù)升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備運(yùn)行原理，采用鋼架結(jié)構(gòu)搭建而成。 由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40 平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫(kù)，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21 層）立體式車庫(kù)的話，50 平方米的土地面積上便可存放40 輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開(kāi)發(fā)成本。 機(jī)械車庫(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。 在機(jī)械車庫(kù)中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫(kù)低得多。機(jī)械車庫(kù)一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢(shì)，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問(wèn)題提供了方便條件。 1.2 立體停車庫(kù)分類及優(yōu)點(diǎn) 停車庫(kù)就其結(jié)構(gòu)特征來(lái)分類，可分為平面式及立體式，平面式又分為地下平面式停車庫(kù)、地上平面式停車庫(kù)；立體停車庫(kù)又可分為自行式立體停車庫(kù)、半自動(dòng)立體停車庫(kù)和全自動(dòng)立體停車庫(kù)，而全自動(dòng)立體停車庫(kù)還可分為兩層或多層平面式全自動(dòng)立體停車庫(kù)、豎向密集型全自動(dòng)立體停車庫(kù)以及特殊造型結(jié)構(gòu)全自動(dòng)立體停車庫(kù)。?? 立體停車系統(tǒng)，特別是自動(dòng)立體停車設(shè)備在國(guó)際上發(fā)展迅猛，在國(guó)內(nèi)倍受青睞是因?yàn)楸仍械睦鲜酵＼噹?kù)有著較多的優(yōu)點(diǎn)： 1.高倍率的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 自動(dòng)立體停車庫(kù)停車容量大。占地面積小，也可停放各種類型的車輛，特別是轎車。而投資卻比同等容量的地下停車庫(kù)少，施工周期卻短，耗電省，占地面積也遠(yuǎn)比地下車庫(kù)少。 2.外觀同建筑協(xié)調(diào)，管理方便 自動(dòng)立體停車庫(kù)最適合用于商場(chǎng)、賓館、辦公樓前、旅游區(qū)。在老式卻獨(dú)具風(fēng)格的建筑物前，采用優(yōu)質(zhì)合金材料，用新型裝飾材料，可以達(dá)到耳目一新的效果。許多裝置基本無(wú)須專門的操作人員，一個(gè)司機(jī)就可單獨(dú)完成。 3.完備的配套設(shè)施及“ 綠色”環(huán)保 自動(dòng)立體車庫(kù)具有完整的安全系統(tǒng)，如障礙物確認(rèn)裝置、緊急制動(dòng)裝置、防止突然落下裝置、過(guò)載保護(hù)裝置、漏電保護(hù)裝置、車輛超長(zhǎng)及超高檢測(cè)裝置等等，如果應(yīng)用于公共場(chǎng)合，還可以配有計(jì)時(shí)裝置，滿足收費(fèi)要求。存取過(guò)程可由人工完成，也可以配備計(jì)算機(jī)設(shè)備全自動(dòng)完成，這也給今后的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)留有大的空間。 由于車輛在存取過(guò)程中只在極短的時(shí)間內(nèi)低速行駛，故而噪聲、排氣極其輕微。 1.3 機(jī)械式立體停車庫(kù)市場(chǎng)前景分析 車輛無(wú)處停放的問(wèn)題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通開(kāi)展到必定程度發(fā)生的成果，不管在技術(shù)上仍是在經(jīng)歷上均已獲得了成功。中國(guó)也于90年代初開(kāi)始研討開(kāi)發(fā)機(jī)械立體泊車設(shè)備，距今已有十年的進(jìn)程。因?yàn)樵S多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1：1，為了處理泊車位占地上積與住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械泊車設(shè)備以其均勻單車占地上積小的共同特性，已被廣闊用戶承受。 　　機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)比較，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首要，機(jī)械車庫(kù)具有杰出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)因?yàn)橐舫鰸M足的行車通道，均勻一輛車就要占有40平方米的面積，而假如選用雙層機(jī)械車庫(kù)，可使地上的使用率進(jìn)步80%90%，假如選用地上多層（21層）立體式車庫(kù)的話，50平方米的土地上積上便可寄存40輛車，這能夠大大地節(jié)約有限的土地資源，并節(jié)約土建開(kāi)發(fā)本錢。 　　機(jī)械車庫(kù)與地下車庫(kù)比較可愈加有效地確保人身和車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或車不斷準(zhǔn)位置，由電子操控的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)工作。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械車庫(kù)從辦理上能夠做到完全的人車分流。 　　在地下車庫(kù)中選用機(jī)械存車，還能夠免除采暖通風(fēng)設(shè)備，因而，運(yùn)轉(zhuǎn)中的耗電量比工人辦理的地下車庫(kù)低得多。機(jī)械車庫(kù)通常不做成套體系，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣能夠充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢(shì)，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都能夠隨機(jī)建立機(jī)械泊車樓。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)處理泊車難的問(wèn)題供給了便利條件。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，隨著中國(guó)加入WTO和人民生活水平的進(jìn)一步提高，預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到2000萬(wàn)輛，“ 十五”期間轎車保有量將增加400萬(wàn)輛。停車位需求按1：1.2(100%的基本停車位和20%的公共停車位)計(jì)算，總需增加停車位480萬(wàn)個(gè)。平均每年需求96萬(wàn)個(gè)車位。如僅考慮10%進(jìn)機(jī)械式停車庫(kù)，這每年需提供機(jī)械式停車庫(kù)9.6萬(wàn)個(gè)車位。另外還有微型車、小型面包車等適宜用機(jī)械式停車設(shè)備的車位需求量尚未考慮，還有出口的需求亦未考慮在內(nèi)。目前香港、澳門及新加坡、印尼、馬來(lái)西亞、泰國(guó)等地區(qū)和東南亞國(guó)家的停車設(shè)備主要是靠進(jìn)口，因此從現(xiàn)有的停車位的缺口情況和今后市場(chǎng)的需求可以看出，機(jī)械式停車設(shè)備的國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)前景十分良好。 - 45 - 第二章 現(xiàn)有的立體停車庫(kù) 2.1 立體車庫(kù)的形式的確定 目前，立體車庫(kù)主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式。 2.1.1 升降橫移式，見(jiàn)圖2.1 圖2.1 升降橫移式立體停車庫(kù) 升降橫移式立體車庫(kù)采用模塊化設(shè)計(jì)，每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。此立體車庫(kù)適用于地面及地下停車場(chǎng)，配置靈活，造價(jià)較低。 產(chǎn)品特點(diǎn)： 1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。 2) 價(jià)格低，消防安全、外邊裝修、地基等投資少成本低。 3) 可以采用自動(dòng)控制程序，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安全可靠。 4) 存取車過(guò)程迅速，等候時(shí)間短。 5) 運(yùn)行平穩(wěn)，工作時(shí)候平穩(wěn)且噪聲低。 6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、各種住宅小區(qū)配合配套停車場(chǎng)的使用。 2.1.2 巷道堆垛式，見(jiàn)圖2.2 圖 2.2 巷道堆垛式立體停車庫(kù) 巷道堆垛式立體車庫(kù)采用堆垛機(jī)作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取，因此對(duì)堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫(kù)適用于車位數(shù)需要較多的高級(jí)客戶使用。 2.1.3 垂直提升式立體車庫(kù)，見(jiàn)圖2.3 圖 2.3 垂直提升式立體停車庫(kù) 垂直提升式立體車庫(kù)類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個(gè)汽車旋轉(zhuǎn)臺(tái)，可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車庫(kù)一般高度較高（幾十米），對(duì)與設(shè)備的安全性，加工安裝精度等方面的要求都很高，因此造價(jià)較高，成本較搞但占地卻最少對(duì)土地的節(jié)約效率高。 2.1.4 垂直循環(huán)式，見(jiàn)圖2.4 圖 2.4 垂直循環(huán)式立體停車庫(kù) 產(chǎn)品特點(diǎn)： 1) 占地較少，兩個(gè)泊位面積可停6~10 輛車。 2) 外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。 3) 價(jià)格低廉，地基、外裝修、消防等投資少成本低，建設(shè)周期短。 4) 可以采用自動(dòng)控制程序，運(yùn)行時(shí)安全平穩(wěn)可靠。 綜上所述，從經(jīng)濟(jì)、安全、能源效率利用率、建設(shè)周期的考慮，我將選擇設(shè)計(jì)升降橫移式立體停車庫(kù)。 2.2 升降橫移式立體停車庫(kù)的原理 2.2.1 立體車庫(kù)的工作原理 升降橫移式立體車庫(kù)是指使用車上裝載的機(jī)械式停車設(shè)備升降或橫向移動(dòng)載車板使載車板帶車進(jìn)入停車場(chǎng)的指定停車位置。升降橫移式立體車庫(kù)的每輛車都配有專門的載車板，需要電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)件通過(guò)減速系統(tǒng)帶動(dòng)載車板通過(guò)上升，下降和水平運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，然后駕駛員進(jìn)入第一層車庫(kù)進(jìn)行車輛存取和存取過(guò)程。停在車庫(kù)的第一層的載車板只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過(guò)中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，然后司機(jī)便可以進(jìn)入車庫(kù)將第一層的汽車開(kāi)進(jìn)或開(kāi)出車庫(kù)。圖2.5 為一個(gè)地上7車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是：三層三個(gè)車位可以升降，二層兩個(gè)車位可以升降和平移，一層的兩個(gè)車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時(shí)使用。上面的車位需要使用時(shí)只需要將下面的車位移開(kāi)即可。由于升降橫移式停車設(shè)備對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng)，介紹系統(tǒng)各機(jī)械部分部件結(jié)構(gòu)和功能可根據(jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意的組合、排列，規(guī)?？纱罂尚。瑢?duì)土建的要求比較低，因此，應(yīng)用非常廣泛。 圖 2.5 七車位升降橫移式立體車庫(kù)工作原理圖 2.2.2 立體車庫(kù)機(jī)械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 以三層三列式立體車庫(kù)為模型建立研究對(duì)象。升降橫移式立體車庫(kù)主要由結(jié)構(gòu)框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)六大部分組成。下面便重點(diǎn)對(duì)車庫(kù)的主要組成(圖2.6所示)進(jìn)行分析。 圖 2.6 升降橫移式立體車庫(kù)主要組成 ①結(jié)構(gòu)框架 立體車庫(kù)一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫(kù)中我們選用鋼架結(jié)構(gòu)(如圖2.5所示)。 結(jié)構(gòu)主體采用熱制方鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強(qiáng)度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運(yùn)輸方便。 ②上載車板及其提升系統(tǒng) 每塊上載車板都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。其工作原理如圖2.5 ，電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板上升，電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)力及載車板的移動(dòng)速度確定電機(jī)功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個(gè)距離確定鏈條的長(zhǎng)度，最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。 ③下載車板及其橫移系統(tǒng) 由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節(jié)省材料，下載車板比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，藏于載車板內(nèi)。在下載車板底部裝有四只鋼輪，可以在導(dǎo)軌上行走，其中兩只為主動(dòng)輪，裝于長(zhǎng)傳動(dòng)軸兩端，另兩只為獨(dú)立安裝的從動(dòng)輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，長(zhǎng)傳動(dòng)軸上的主動(dòng)鋼輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)行走從而使下載車板作橫向平移運(yùn)動(dòng)。根據(jù)載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。 ④安全裝置 上載車板上裝有上下行程極限開(kāi)關(guān)和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測(cè)各裝兩只掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置處各裝兩只耳環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動(dòng)套入四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機(jī)常閉制動(dòng)器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動(dòng)器一旦失靈，上載車板從上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開(kāi)關(guān)和防碰撞板。行程極限開(kāi)關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動(dòng)停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時(shí)，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時(shí)，切斷橫移電機(jī)電源，橫移停止。 ⑤控制系統(tǒng) 升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC可編程序控制器控制，主要有手動(dòng)、自動(dòng)、復(fù)位、急停四種控制方法。自動(dòng)控制應(yīng)用于平時(shí)的正常工作狀態(tài)，手動(dòng)控制應(yīng)用于調(diào)試、維修狀態(tài)，復(fù)位應(yīng)用于排除故障場(chǎng)合，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場(chǎng)合。對(duì)于本文中所列的7車位升降橫移式立體停車設(shè)備，PLC 主要要控制二、三層五個(gè)升降電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和一、二層四個(gè)橫移電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報(bào)警顯示裝置等。 2.3 升降橫移式立體停車庫(kù)的優(yōu)越性 在眾多的停車設(shè)備中，升降橫移式立體停車的優(yōu)點(diǎn)比較突出，主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面： ① 節(jié)約占地面積，充分利用空間。一般來(lái)說(shuō)，升降橫移式立體停車庫(kù)的占地面積約為平面停車場(chǎng)的1/2-1/25，空間利用率比建筑自走式停車庫(kù)提高了75%。 ② 相對(duì)造價(jià)比較低。升降橫移式立體停車庫(kù)每個(gè)泊位約1.5萬(wàn)元，而建筑自走式停車庫(kù)每個(gè)泊位的造價(jià)約為巧萬(wàn)元以上。 ③ 使用方便，對(duì)操作人員的要求不高，操作簡(jiǎn)單、安全、可靠，存取車快捷 ,維護(hù)也很方便。一般存取一輛車約為80秒。 ④ 減少了因路邊停車而引起的交通事故。在許多城市的主要地段，司機(jī)往往沒(méi)有找著停場(chǎng)而把車停靠在路邊，這樣就很容易阻塞交通，甚至引起交通事故 。 ⑤ 增加了汽車的防盜性和防護(hù)性。在車庫(kù)的系統(tǒng)中配置有智能防盜裝置 、防火裝置等 ，增強(qiáng)了車庫(kù)的整體安全。 ⑥ 改善了市容環(huán)境。在現(xiàn)代化的車庫(kù)的設(shè)計(jì)中，不僅僅只是為了滿足停車要求 ，更主要的是讓其融入城市的整體建筑環(huán)境中，成為現(xiàn)代化大都市一道獨(dú)特的風(fēng)景 。 升降橫移式立體停車庫(kù)是全自動(dòng)化的停車方式，也是今后停車改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市，采用機(jī)械式立體停車方式，顯得尤為必要，而升降橫移式立體停車庫(kù)也在機(jī)械式立體停車庫(kù)中顯得更加普遍化，居民化。 ⑦能準(zhǔn)確地區(qū)分自有車輛、外來(lái)車輛和特殊車輛。 2.4 橫移式立體停車研究升降橫移式立體停車庫(kù)的意義 升降橫移式立體停車庫(kù)是一種比較典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品形式，它主要涉及機(jī)械、電子、建工等多個(gè)領(lǐng)域，它需要各方面的專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同工作.在現(xiàn)代化大都市中，升降橫移式立體車庫(kù)己經(jīng)滲入到人們的各個(gè)生活領(lǐng)域，在機(jī)關(guān)、賓館酒店、醫(yī)院和居民區(qū)等許多地方，升降橫移式立體停車庫(kù)成了一道必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。但是我國(guó)的機(jī)械式停車庫(kù)技術(shù)發(fā)展比較晚，大部分還沿用著日本80年代的技術(shù)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，轎車擁有量的迅速膨脹，機(jī)械式車庫(kù)的現(xiàn)有功能已落后于人們的要求?，F(xiàn)有車庫(kù)技術(shù)的不足主要表現(xiàn)在取車得時(shí)間比較長(zhǎng)，智能化程度比較低，安全程度不夠，設(shè)計(jì)形式比較陳舊。上海和北京等地現(xiàn)有的許多高質(zhì)量的立體停車庫(kù)，都是運(yùn)用大量的外匯從國(guó)外進(jìn)口的，并且售后服務(wù)也得不到令人滿意的保障。為了打破這種依賴進(jìn)口的格局，打出具有自身特色的車庫(kù)產(chǎn)品，就得要在原有技術(shù)上有重大突破，從而帶動(dòng)國(guó)內(nèi)車庫(kù)行業(yè)的發(fā)展，因此，對(duì)升降式立體停車庫(kù)的系統(tǒng)研究顯得尤為重要。 隨著人民生活水平的不斷提高，越來(lái)越多的人購(gòu)買了私家車；對(duì)城市的交通和環(huán)境起著重大的影響。而停車難問(wèn)題的出現(xiàn)，也給機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)帶來(lái)了巨大的商機(jī)和廣闊的市場(chǎng)。在這商機(jī)與競(jìng)爭(zhēng)并存的時(shí)候，我國(guó)的機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)也將從快速發(fā)展階段進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段。未來(lái)市場(chǎng)是巨大的，但對(duì)產(chǎn)品的需求，將會(huì)向兩個(gè)極端發(fā)展：一個(gè)極端就是價(jià)格的極端，市場(chǎng)大量需要低價(jià)格的機(jī)械停車設(shè)備，它只要能夠達(dá)到增加停車位的目的，能夠保證最基本的使用性能，以價(jià)格優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)市場(chǎng)，這一部分的市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將達(dá)到70%-80%；另一個(gè)極端就是技術(shù)與性能的極端，要求停車設(shè)備具有優(yōu)越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度。通過(guò)國(guó)內(nèi)外機(jī)械停車設(shè)備使用經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)人們?cè)诶脵C(jī)械停車設(shè)備存取車時(shí)，首先追求的是存取車速度、等待時(shí)間以及方便程度。此外，未來(lái)的機(jī)械停車設(shè)備市場(chǎng)，將更加注重完善的售后服務(wù)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程故障導(dǎo)處理系統(tǒng)將是用戶追求的目標(biāo)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展，城市規(guī)劃的完善，機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)將成為一個(gè)充滿生機(jī)的朝陽(yáng)行業(yè)，機(jī)械停車設(shè)備的技術(shù)也將得到長(zhǎng)足的發(fā)展。 第三章 升降橫移式立體停車庫(kù)模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 概述 升降橫移式立體停車庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)車庫(kù)中非常重要，主框架部分、載車板部分和傳動(dòng)系統(tǒng)是升降橫移式立體停車庫(kù)的主要組成部分，主框架部分承擔(dān)著整個(gè)升降橫移式立體停車庫(kù)的總量，而且它的輕重、穩(wěn)定性和可靠性以及載車板部分還影響著整個(gè)立體停車庫(kù)的重量、材料和成本的多少以及安全性，傳動(dòng)系統(tǒng)決定著升降橫移式立體停車庫(kù)運(yùn)行的好壞，所以如何設(shè)計(jì)主框架部分、載車板部分和傳動(dòng)系統(tǒng)成為影響整個(gè)立體停車庫(kù)的關(guān)鍵因素。 本次設(shè)計(jì)是針對(duì)的轎車的存取，可以滿足驅(qū)動(dòng)力要求的機(jī)構(gòu)可以是液壓馬達(dá)或液壓泵，柴油機(jī)，汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)等。在車輛存取的過(guò)程中，要求升降或者橫移動(dòng)作平穩(wěn)，并且考慮到噪聲的大小和啟動(dòng)的頻率以及便于控制，本次設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 作為電動(dòng)機(jī)的輸出一般常用以下幾種傳動(dòng)方案： 方案一：帶傳動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動(dòng)；具有傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖、吸振的特性；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；可起過(guò)載保護(hù)作用。如圖3.1所示： 1-電動(dòng)機(jī) 2-滾筒 3-傳動(dòng)軸 4-傳動(dòng)帶 圖 3.1 帶傳動(dòng)示意圖 方案二：鏈傳動(dòng)，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠，效率較高；傳動(dòng)功率大，過(guò)載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動(dòng)尺寸??；可在惡劣環(huán)境中工作；易于實(shí)現(xiàn)較大中心距的傳動(dòng)；結(jié)構(gòu)輕便成本低。如圖3.2所示： 1-電動(dòng)機(jī) 2-聯(lián)軸器 3-滾筒 4-減速器 5-傳動(dòng)鏈 圖 3.2 鏈傳動(dòng)示意圖 方案三：蝸桿傳動(dòng)，能以單級(jí)傳動(dòng)獲得較大傳動(dòng)比；傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲；具有自鎖性。 方案四：直齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)準(zhǔn)確平穩(wěn)，承載能力高。如圖3.3所示： 1-電動(dòng)機(jī) 2-減速器 3-滾筒 4-直齒大齒輪 5-直齒小齒輪 圖 3.3 直齒齒輪傳動(dòng)示意圖 好的傳動(dòng)方案除應(yīng)滿足工作機(jī)的性能和適應(yīng)工作條件外，還應(yīng)尺寸緊湊、成本低廉，傳動(dòng)效率高等。升降橫移式立體車庫(kù)的傳動(dòng)要求傳動(dòng)力矩較大，傳動(dòng)速度較慢，經(jīng)過(guò)比較和分析，帶傳動(dòng)不能提供較大的傳動(dòng)力矩，容易發(fā)生打滑等現(xiàn)象，安全系數(shù)較低，所以本方案不予采用。鏈傳動(dòng)和直齒輪輪傳動(dòng)方案都可以滿足傳動(dòng)的要求，但鏈傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比，除滿足工作機(jī)的性能和適應(yīng)工作條件外，尺寸緊湊、成本低廉，安裝和維護(hù)都比較方便。 綜上所述，選擇橫移方式選擇鏈方案更加合理，而提升裝置我們則使用齒輪傳動(dòng)和渦輪蝸桿傳動(dòng)。 提升的方式有鏈提升和鋼絲繩提升等，通過(guò)分析，本次設(shè)計(jì)采用鋼絲繩提升，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)提升，并可以提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化。同時(shí)做到各種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉同時(shí)保證機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)安全運(yùn)行同時(shí)具備一定的自鎖性能因此在提升裝置上采用渦輪蝸桿以達(dá)到更好的性能。 因此總體設(shè)計(jì)的原理圖如圖3.4所示： 圖 3.4 立體車庫(kù)的整體示意圖 3.1.1主框架部分 主框架的部分車庫(kù)骨架全由鋼材結(jié)構(gòu)組成，主要由立柱、橫梁、斜拉桿、加強(qiáng)肋等構(gòu)成；本次設(shè)計(jì)主要采用熱扎H型鋼結(jié)構(gòu)，材料均選牌號(hào)為Q235-A。 初選立柱型號(hào)為20 GB707-88，該車庫(kù)全部重量由立柱承受，立柱外型截面為正方形，中間為空的，外型尺寸為：正方形邊長(zhǎng)為250mm,立柱厚度為40mm，高度為5100mm,立柱底部上焊有一塊正方形鐵板，邊長(zhǎng)為440mm，厚度為20mm，鋼材上安裝四個(gè)地腳螺栓，保證立柱的固定，另外焊接肋板，增加立柱的強(qiáng)度。立柱截面形狀如圖3.5所示。 圖3.5 立柱 橫粱采用工字形截面以獲得強(qiáng)度夠同時(shí)工程實(shí)際中運(yùn)用廣泛的工字截面衡量，如圖3.6所示，型號(hào)為熱扎H鋼18 GB/T11263-2005，選取HW寬翼H×B=250×250的熱軋H鋼。側(cè)面橫梁因?yàn)槠渲饕疬B接作用，因此只需要外形合適就可以起到連接作用，故可采用和正面橫梁一樣的連接方法，故熱軋H鋼GB/T11263-2005即可。 圖3.6 橫梁的工字形截面 斜拉桿、加強(qiáng)肋等加強(qiáng)裝置均采用熱扎等邊角鋼截面，角鋼號(hào)數(shù)為10 GB9787-88，截面形狀如圖3.7所示。 圖3.7 斜拉桿、加強(qiáng)肋的等邊角鋼截面 本次鋼結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)選擇的鋼材承載能力強(qiáng)，且型鋼的強(qiáng)度高、同時(shí)它的耐壓、耐彎能力強(qiáng)，根據(jù)受力分析從而得知其遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足設(shè)計(jì)要求，故無(wú)須對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。 3.1.2 橫移車輪與導(dǎo)軌的選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》按JB/T6392.2-1992選擇雙輪緣車輪，車輪的直徑為160mm。其標(biāo)記為：車輪 SL-160×48 JB/T6392.1，車輪的材料選擇45鋼，其結(jié)構(gòu)如圖3.8。 導(dǎo)軌的選擇按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8.1-117選擇輕型鋼軌（GB/T11264-1989），其結(jié)構(gòu)如圖3.9。 車輪的主要尺寸如下表3.1： 表3.1 車輪的主要尺寸 基本尺寸/mm 參考尺寸/mm D D1 B B1 d d1 D2 S 160 190 90 80 45 70 120 20 導(dǎo)軌的主要尺寸如下表3.2： 表3.2 導(dǎo)軌的主要尺寸 截面尺寸/mm 軌高 底寬 頭寬 頭高 腰高 底高 腰厚 A B C D E F t 107 107 75 27 60 20 16 圖3.8 車輪 圖3.9 導(dǎo)軌 3.2 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是使上升到位的搬運(yùn)板通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)件帶動(dòng)車輪使搬運(yùn)板平移到指定位置，其傳動(dòng)主要是靠電機(jī)帶動(dòng)鏈輪傳動(dòng)再配合加上導(dǎo)軌的約束使其載車板可以載動(dòng)車輛使其在特定的軌道上移動(dòng)。從而將車運(yùn)動(dòng)到指定的地點(diǎn)進(jìn)行停放或是提升。如圖3.10所示。 1-主動(dòng)輪 2-鏈輪 3-電動(dòng)機(jī) 4-載車板 5-從動(dòng)輪 圖3.10 橫移傳動(dòng)示意圖 3.2.1 初步參數(shù)的確定 升降橫移式立體停車庫(kù)模擬裝置以國(guó)標(biāo)JB/T 8910-1999進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)備尺寸為 載車板長(zhǎng)L=4m 載車板寬W=2.3m 初設(shè)承載總質(zhì)量M=1500KG 則帶動(dòng)橫移軸轉(zhuǎn)動(dòng)所需的功率為(假設(shè)摩擦因子u=0.2, 橫移速度為0.15m/s): P=0.2×1500×9.8×0.15=441W 所以 由電動(dòng)機(jī)輸出功率： （3.1） 式中 ——工作機(jī)所需功率 ——減速機(jī)與工作機(jī)之間的總效率 鏈傳動(dòng)總效率： （3.2） 式中 ——鏈傳動(dòng)效率，查得=0.96 ——滾動(dòng)軸承效率，查得=0.99，兩對(duì)， 代入數(shù)據(jù)得： 則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：=470W 3.2.2 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇 橫移所需功率P=470W 根據(jù)輸出功率選擇電動(dòng)機(jī)，同時(shí)要保證轉(zhuǎn)速不要太快以免橫移的速度過(guò)快：電動(dòng)機(jī)型號(hào)為MLPK40075803 P=0.75kw。如表3.3。 表3.3 MLPK40075803P型電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 功率(kw) 電壓(V) 轉(zhuǎn)速r/min MLPK40075803 0.75 220 18 3.2.3橫移鏈輪的設(shè)計(jì) 1. 一般鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i小于等于6，常取i=2~3.5之間，鏈條在小鏈輪上的包角不應(yīng)小于120°。 初選橫移輪直徑D=160mm，則車輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)為 （3.3） 由于電機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速幾乎相同，故傳動(dòng)比為1。 2. 初選鏈輪齒數(shù) 于是初選主動(dòng)輪，則從動(dòng)鏈輪齒數(shù) 3. 確定計(jì)算功率 由于載荷比較平穩(wěn)，由由文獻(xiàn)[5]查表6-3得工況系數(shù)=1.0，因此 ==0.75kw （3.4） 4. 初定中心距，確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp 初定中心距,則鏈節(jié)數(shù) （3.5） 取Lp = 42 5. 計(jì)算單排鏈所能傳遞的功率及鏈節(jié)距P 由文獻(xiàn)[5]查表6-5查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=1.0,選擇單排鏈，由文獻(xiàn)[5]查表6-4查得多排鏈系數(shù)Kp=1.0 由文獻(xiàn)[5]查圖6.14查得長(zhǎng)度系數(shù)=0.98故所需傳遞的功率為 （3.6） 根據(jù)額定功率和轉(zhuǎn)速查文獻(xiàn)[5]圖6.13選擇滾子鏈的型號(hào)為12A，由文獻(xiàn)[5]查表6-1查得鏈節(jié)距P=19.05mm 鏈標(biāo)記為：12A—62GB/T1243-1997 5. 確定鏈實(shí)際長(zhǎng)度 L及中心距 L=Lp×P/1000=42×19.05/1000=0.8mm 6. 計(jì)算鏈速 7. 計(jì)算作用在軸上的壓軸力Q 圓周力F=1000/V=（1000×0.75）/0.11=6818N （3.7） 按平均布置由文獻(xiàn)[5]查取壓軸力系數(shù) 有 （3.8） 根據(jù)鏈速v=0.11m/s，潤(rùn)滑方式為人工定期潤(rùn)滑。 8. 鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鏈輪的結(jié)構(gòu)選為整體式，材料為45鋼，熱處理為淬火、回火，齒面硬度40~50HRC。 3.2.4 橫移傳動(dòng)軸A的設(shè)計(jì) 橫移傳動(dòng)軸A是一層車庫(kù)橫移電機(jī)動(dòng)力通過(guò)鏈輪輸入的一段，它的結(jié)構(gòu)如下圖3.11： 圖3.11 橫移軸A 1. 估算軸的基本直徑 選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[5]表15-1查得=640MPa。 (3.9) 由文獻(xiàn)[5]查表15-3，取A0=110，由式(3.9)得。 所求為軸的最細(xì)處，即裝聯(lián)軸器處（圖3.11）。但因此處有個(gè)鍵槽，故軸頸應(yīng)增大5%，即，則。 為了使所選的直徑與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選擇聯(lián)軸器。由由文獻(xiàn)[9]查得采用剛性聯(lián)軸器，取與軸配合的的半聯(lián)軸器孔徑28mm，故軸頸28mm，與軸配合長(zhǎng)度44mm。 2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）初定各段直徑，見(jiàn)下表3.4： 表3.4 橫移軸各段直徑 位置 軸頸/mm 說(shuō)明 裝鏈輪軸段1-2 =28 與鏈輪的內(nèi)孔配合，故取28mm 自由段 2-3 =32 鏈輪的右端用軸肩定位，故取32mm 裝車輪軸段 3-4 =45 與車輪的內(nèi)孔配合，并便于拆裝，故取45mm 軸環(huán)段 4-5 =50 考慮車輪的軸向定位，故取50mm 自由段 5-6 =34 考慮軸承的軸向定位，故取34mm 裝軸承段 6-7 =32 由軸承的內(nèi)孔決定。初選深溝球軸承，型號(hào)為6232，其內(nèi)孔尺寸d=32，故取32mm 自由段 7-8 =30 考慮聯(lián)軸器左端的軸向定位，故取30mm 裝聯(lián)軸器段 8-9 =28 與聯(lián)軸器的內(nèi)孔徑相適應(yīng)，故取28mm （2）確定各段長(zhǎng)度，見(jiàn)下表3.5： 表3.5 橫移軸各段長(zhǎng)度 位置 軸段長(zhǎng)度/mm 說(shuō)明 裝鏈輪軸段 1-2 =38 該段的長(zhǎng)度由鏈輪輪轂寬度決定，故取38mm 自由段 2-3 =52 考慮軸上零件安裝的位置，取52mm 裝車輪軸段 3-4 =78 該段長(zhǎng)度由車輪輪轂的寬度決定，故取78mm 軸環(huán)段 4-5 =10 考慮到車輪的定位，一般為軸肩高度的1.4倍，取10mm 自由段 5-6 =46 考慮到軸承的安裝位置，取46mm 裝軸承段 6-7 =17 該段長(zhǎng)度由軸承的寬度決定，該軸承為深溝球軸承，代號(hào)為6332，寬17mm，故取17mm 自由段 7-8 =22 考慮聯(lián)軸器的安裝位置，取22mm 裝聯(lián)軸器段 8-9 =41 因半聯(lián)軸器與軸配合部分的長(zhǎng)度為44mm，為保證軸的端面不接觸，取該段長(zhǎng)度略短于與聯(lián)軸器配合長(zhǎng)度，故取41mm 3. 軸上零件的周向固定 鏈輪，車輪和半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，由文獻(xiàn)[9]查得平鍵尺寸（GB/T1096-2003），鍵槽采用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為25mm。為保證鏈輪與軸的周向固定，故選擇鏈輪輪轂與軸的配合代號(hào)為H7/r6；同樣，車輪輪轂與軸連接處，選用平鍵為車輪與軸的配合代號(hào)為H7/k6,長(zhǎng)為32mm；半聯(lián)軸器與軸連接和鏈輪，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合代號(hào)為H7/k6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位靠過(guò)盈配合來(lái)保證，此處選H7/r6。 4. 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性，軸肩處的圓角半徑R值為2.5，軸端倒角c=2mm；為便于加工，鏈輪和半聯(lián)軸器處的鍵槽布置在同一軸面上 3.2.5 橫移軸的強(qiáng)度校核 1. 軸的受力分析 軸的力學(xué)模型如下圖3.12： 圖3.12 軸力學(xué)模型圖 根據(jù)升降傳動(dòng)軸的受力情況，此軸主要受扭矩作用，所以只要對(duì)軸進(jìn)行扭轉(zhuǎn)應(yīng)力強(qiáng)度校核即可，由文獻(xiàn)[5]可知校核公式為： (3.10) （1）求出軸傳遞的扭矩： (3.11) （2）求軸上的作用力： 鏈輪上的圓周力 (3.12) 鏈輪上的徑向力 (3.13) Mh=Ft×L=82.42×4=329.68kn·m Mv=Fr×L=29.67×4=118.68kn·m M=350.39kn·m 該軸的彎矩和扭矩圖如圖3.13所示： 圖3.13 彎矩和扭矩示意圖 可以看出軸的最右端受扭矩最大，為危險(xiǎn)截面，應(yīng)對(duì)它進(jìn)行扭應(yīng)力強(qiáng)度較核： (3.14) 式中 ； 。 (3.15) 由文獻(xiàn)[5]表15-1可得[τ]=90MPa， 代入數(shù)據(jù)可得： 。 (3.16) 由此可知強(qiáng)度符合要求，設(shè)計(jì)合理。 3.2.6 聯(lián)軸器及鍵的選擇 1. 聯(lián)軸器的選擇 由前可知與聯(lián)軸器配合處直徑為28mm，查文獻(xiàn)[9]選用剛性聯(lián)軸器。 2. 鍵的選擇與校核 （1）由文獻(xiàn)[5]查表6-1選普通平鍵： （2）校核 查文獻(xiàn)[5]知校核公式為： (3.17) ——許用擠壓應(yīng)力，查表6-2知：。 k=0.5h 聯(lián)軸器與軸配合的鍵：，，代入上述公式(3.17)可得： =150Mpa 鏈輪與軸配合的鍵：，，代入校核公式(3.17)可得： =150Mpa 由此可知鍵的選擇能滿足要求。 3.3 升降傳動(dòng)系統(tǒng) 在升降傳動(dòng)系統(tǒng)中，我們采用電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鋼絲繩傳動(dòng)型式。鋼絲繩傳動(dòng)形式的升降傳動(dòng)系統(tǒng)一般是由電機(jī)、減速系統(tǒng)、卷筒、滑輪、鋼絲等組成。在鋼絲繩傳動(dòng)型式中，鋼絲繩的主要作用是拖動(dòng)搬運(yùn)器上下升降。鋼絲繩一端與搬運(yùn)器相連結(jié)，鋼絲繩另一端纏繞卷筒上(搬運(yùn)器的前端鋼絲繩與后端鋼絲繩必須同方向繞著卷筒轉(zhuǎn)動(dòng))，當(dāng)搬運(yùn)器需要升降時(shí)，提升電機(jī)便會(huì)通過(guò)其正反轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)卷筒順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)器的升和降。示意圖如圖3.14所示 圖3.14 升降傳動(dòng)示意圖 3.3.1 升降傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇 升降所需功率P = G × V = 3000×9.8×0.1 = 2940 W (3.18) 選擇型號(hào)為Y112M-2型號(hào)的三相異步電動(dòng)機(jī)如表3.6： 表3.6 Y112M-4型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)性能 型號(hào) 功率(kw) 電流(A) 轉(zhuǎn)速r/min Y112M-2 4 8.2 2890 初定卷筒直徑為40mm,載車板上升速度V = 0.1 m/s,求得卷筒的轉(zhuǎn)速: 由 (3.19) 得 鏈輪的傳動(dòng)比 初取傳動(dòng)比 i 1= 62 初選圓柱齒輪的傳動(dòng)比為i2=2 初選渦輪蝸桿的傳動(dòng)比為i3=31 3.3.2對(duì)載車板的受力分析 已知載車板的厚度為30mm，長(zhǎng)為4m寬為2.3m簡(jiǎn)化如下圖3.15所示 圖3.15載車板簡(jiǎn)化受力分析圖 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1可得45鋼的許用彎曲應(yīng)力[σ-1]=60Mpa 得剪力圖和彎矩圖如圖3.16： 圖3.16載車板受力剪力圖和彎矩圖 W=1/6×b×h2=1/6×2.3×0.032=0.000345 F= Mmax = W[σ-1]=20.7×103N mmax=F/g=2070KG 因此遠(yuǎn)大于載車板上邊的重量因此校核合格。 3.3.3 減速齒輪的設(shè)計(jì) 初取齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比為i2=2 初選主動(dòng)輪齒數(shù)z1=24 從動(dòng)輪z2=48 選用直尺齒輪傳動(dòng) 運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)器,速度不高,故采用七級(jí)精度 根據(jù)文獻(xiàn)[5]表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))硬度為280HBS、大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS、二者材料硬度相差為40HBS. 工作壽命30年(設(shè)每年工作300天),工作平穩(wěn),轉(zhuǎn)向變化. 　齒面接觸強(qiáng)度的計(jì)算公式為： (3.20) 試初選Kt=1.3 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩 T1=9550P/n=26.5N.M 由文獻(xiàn)[5]表10-7選取齒寬系數(shù)Φd=1 由文獻(xiàn)[5]表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa? 由文獻(xiàn)[5]圖10-21d查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2=550MPa。 由文獻(xiàn)[5]式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 N1=60n1jLh (3.21) N1=60×1440×1×（2×8×300×30）=1.24416×1010 N2=N1/3.2=3.888×109 由文獻(xiàn)[5]圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90；KHN2=0.95。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由文獻(xiàn)[5]式（10-12）得 [σH]=KHN1σlim1/S (3.22) [σH]1=KHN1σlim1/S=0.9×600MPa=540MPa [σH]2=KHN2σlim2/S=0.95×550MPa=522.5MPa 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[σH]中較小的值。 =43.993mm 計(jì)算圓周速度v V=3.31m/s 計(jì)算齒寬b。 b=Φd×d1t (3.23) B=1×43.993mm=43.993mm Mt=d1t/z1 (3.24) Mt=43.993/24mm=1.833mm 根據(jù)v=3.29m/s，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)[5]圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.12 直齒輪，Kha=Kfa=1 由文獻(xiàn)[5]表10-2查得使用系數(shù)KA=1 由文獻(xiàn)[5]表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，KHβ=1.423，KFβ=1.35 故載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ=1.594 (3.25) d1=47.086mm m=d1/z1=2.76mm 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) (3.26) 由文獻(xiàn)[5]圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFEI=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE2=380MPa； 由文獻(xiàn)[5]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85，KFN2=0.88； 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=2，由文獻(xiàn)[5]式10-12得 [σF]1=0.85×500/2MPa=212.5Mpa [σF]2=0.88×380/2MPA=167.2MPa K=KAKVKFαKFβ=1×1.12×1×1.35=1.512 由文獻(xiàn)[5]表10-5查得 YFa1=2.65；YFa2=2.22 由文獻(xiàn)[5]表10-5查得YSa1=1.58；YSa2=1.76 =1.66mm 所以就取m為整數(shù)m=2mm d1=mz1=2×24=48mm d2=mz2=2×48=96mm a=（d1+d2）/2=72mm B2=Φdd1=48mm，B1=53mm。 當(dāng)齒頂圓直徑da《160mm時(shí)可以做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。 初選小軸為35mm，大軸為70mm。 3.