雙層升降橫移立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 PSH-5D型停車設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其 自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)設(shè)09Q3 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 20093006067 指導(dǎo)教師 蔡冬梅 二0—三年五月二十八日 濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 全套資料如下，本課題獲得校優(yōu)，全套資料不需要任何更改， 圖 紙CAD全有，全是去年我剛剛做的，和網(wǎng)上任何一家出售的都不 一樣，網(wǎng)上賣的需要修改的太多， 這個(gè)說明書也不是最終版， 只 是應(yīng)付學(xué)校查重做的應(yīng)對(duì)辦法。 購買全套材料請(qǐng)聯(lián)系 QQ521086789 .CAD^ 2013/5/

2、9 11:00 文祥裘 聞PSH-5D型淨(jìng)車設(shè)備的結(jié)構(gòu) 2013/7/1 18:47 Microsoft Word : 2d435 KB 鶴設(shè)計(jì)酣件 2013/6/4 11:43 Microsoft Word 文欄 16 KB 捱停牟設(shè)備祠擇出匚 2013/6/B 18:57 Microsoft Word 文檔 48 K8 曲停車設(shè)薔英文文就血匚 2013/3/13 19:31 Microsoft Word 151 KB 鶴停車爸設(shè)計(jì)方SE.doc 2013/6/7 0:20 Microsoft Word 367 KB 捆申期檢童表.加匚 2013

3、/5/29 23:42 Microsoft Word 文檔 17 KS ，加上層歳車板.dwg 2013/5/27 18:11 AutoCAD 圜形 150 KB AO^Scg.dwg 2013/5/27 20:56 AutoCAD 圖形 373 K6 汽氏2立煉車庫的支架.d wg 2013/5/27 1825 AutoCAD 圖形 95 KB 遍陽齒輪0wg 2013/5/27 20:15 AutoCAD 圏形 Bl KB 汽陽齒輪軸啟wg 2013/5/26 15:55 AutoCAD 圖形 &1 KB 冬陽齒條血g 2013/5/26 1

4、5:55 AutoCAD 圏形 104 KB 呎陽齒案的固^.dwg 2013/5/27 18:22 AutoCAD 圖形 182 KB 乞翻鏈輪dwg 2013/5/26 15:56 AutoCAD 圖形 77 KB 迅陽提升用毛機(jī)的支架Hwq 2013/5/26 16:02 AutoCAD 圏形 79 KB 魚翻T層鮮板.Mg 2013/5/27 18:13 AutoCAD 圖形 102 KB 5 摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，越來越多地家庭都擁有了私家車，這使得很多地區(qū)的 停車問題越來越急劇。如果在住宅小區(qū)中再設(shè)置機(jī)動(dòng)車位， 恐怕已經(jīng)很難了

5、。因 此，停車難的問題在以后將成為居民以及物業(yè)管理的難題了。 而機(jī)械式立體車庫占地少、操作靈活、高效節(jié)能，可能成為目前解決停車難 問題的主要途徑，其中以升降橫移式立體車庫應(yīng)用最為廣泛。 本文介紹了現(xiàn)有的各類立體停車庫的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，以及小區(qū)車庫的發(fā)展概 況，并重點(diǎn)地講解了立體車庫升降的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和停車設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 立體 車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括車庫的主體框架、橫梁、縱梁、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、載 車板以及安全防墜落裝置。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 材料選擇、制造方法、升降 鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算、鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算、載車板的設(shè)計(jì)和升降部分的電機(jī)選擇等等。 關(guān)鍵詞：立體車庫；升

6、降橫移式；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ABSTRACT With the high-speed developme nt of economy, more and more families have private cars, and the park ing problem is in the in creas in gly sharp in many parts. If set up a motor vehicle in the reside ntial district is hard eno ugh, Im afraid. Therefore, the problem of parking dif

7、ficulty will become a problem fo residents and property man ageme nt in the future. But mecha ni cal stereo garage covers an area of less, flexible operatio n, high efficie ncy and en ergy sav ing, and it may be the main way to solve the problem of park ing difficulty at prese nt. Lift ing and movi

8、ng solid carport is the most widely used for . This paper introduces the structure and characteristics of the existing each kind of parking equipment, as well as the development community garage of the general situation, and explained the structure design of three-dimensional garage lift ing and th

9、e tran smissi on system desig n of park ing equipme nt . Stereoscopic garage structure design mainly includes the main body frame, beam, garage floors of Iongitudinal beam, motor, transmission system, load and safety falling prevention device. This design main content includes the structure design

10、of lifting mechanism ,material selection ,manufacture method ,the design of the chain and sprocket desig n calculati on ,plate desig n and lift ing part of motor select ion and so on . keywords: three-dimensional garage ； lifting and moving ； designed of structure 摘要 ABSTRACT II 1 前言 ::.?...1

11、1.1設(shè)計(jì)題目 1 1.2設(shè)計(jì)要求 1 1.3國外立體車庫的研究現(xiàn)狀 1 1.4國內(nèi)立體車庫的研究現(xiàn)狀 2 1.5研究設(shè)計(jì)的意義 3 2機(jī)械立體車庫的分析 5 2.1機(jī)械式立體車庫及其組成 5 2. 2立體車庫現(xiàn)有種類及優(yōu)缺點(diǎn)分析 5 2. 3升降橫移式立體車庫的工作原理 7 2.4設(shè)計(jì)升降橫移式立體車庫的基本參數(shù) 8 3升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.1結(jié)構(gòu)框架 9 3.2載車板及其提升系統(tǒng) 10 3.3控制系統(tǒng)的分析 10 3.4傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 3.5安全裝置 11 4車庫主要結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)力分析 12 4.1上層載車板形式 12

12、 4.2上層載車板的設(shè)計(jì) 12 4.3上層載車板的支承框架的設(shè)計(jì) 13 4.4上層提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14 4.5橫移結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15 4.6升降橫移機(jī)構(gòu)整體框架的設(shè)計(jì) 18 5傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 5.1升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇和校核 19 5.2聯(lián)軸器的選擇 19 5.3制動(dòng)器的選擇 20 5.4立柱校核 21 5.5提升機(jī)構(gòu)及軸的設(shè)計(jì) 22 6結(jié)論 30 7參考文獻(xiàn) 31 8致謝 32 濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) / 、八— 1、前言 1.1設(shè)計(jì)題目 本次任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)兩層五車位的小型立體停車設(shè)備，此設(shè)備主要適合于地 下室使用，雙層或前后排組

13、合可有效地利用有限的空間， 最大限度容納車輛，亦 可用于地面使用。 1.2設(shè)計(jì)要求 （1） 結(jié)合生活中現(xiàn)有的升降橫移式立體車庫，去進(jìn)一步地了解立體車庫的 運(yùn)行原理及結(jié)構(gòu)造型； （2） 查閱國內(nèi)外的有關(guān)立體車庫的資料， 大概的了解當(dāng)前的車庫發(fā)展技術(shù)， 以及立體車庫的最新發(fā)展概況。清楚設(shè)計(jì)立體車庫所需要的鋼材種類， 電機(jī)型號(hào) 和設(shè)計(jì)方法等。 （3） 根據(jù)查到的資料，進(jìn)一步的設(shè)計(jì)計(jì)算立體車庫的各個(gè)結(jié)構(gòu)。 （4） 依據(jù)所選的車庫的組成部件，利用 CAD繪圖，同時(shí)繪制過程中可以 對(duì)不合適的零部件進(jìn)行更換，以達(dá)到最佳效果。 （5） 書寫說明書。 1.3國外立體車庫的研究現(xiàn)狀 在國外，機(jī)械式

14、立體車庫都已有很多年的發(fā)展歷史。 比如日本，其機(jī)械式立 體車庫的發(fā)展起步較早、種類齊全、技術(shù)水平及開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)比較豐富，它可以根 據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和客戶的使用要求進(jìn)行選型。 50多年前，在國外，就有立體停車的雙層停車設(shè)備。它是在空地上或建筑 物下面的空間建起2層升降橫移停車設(shè)備，適合于城市中心或人口較多的地區(qū)使 用⑴。70年代末，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，汽車變得越來越多，迫使很多人多車多的 地區(qū)想更多的方法去解決停車難的問題。 目前世界上的停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展， 其停車技術(shù)包含更多的方面，比如 機(jī)械、電子、液壓和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域⑵。機(jī)械方面：運(yùn)用許多新材料、新工藝、 新模塊結(jié)構(gòu)，易于組合使用、安裝拆

15、卸。安全保護(hù)裝置：如汽車出入聲光引導(dǎo)和 定位、限速保護(hù)、停車泊位自動(dòng)顯示、重量超范圍報(bào)警、汽車防盜錄像和滅火系 統(tǒng)等。其參考資料圖如圖1.1、1.2所示： 圖1.1國外高容量的立體車庫 圖1.2韓國LG公司研發(fā)的塔式 1.4國內(nèi)立體車庫的研究現(xiàn)狀 在我國，停車庫還處在初級(jí)階段，公共停車位數(shù)量很少，亂停車的現(xiàn)象隨處 可見。在我國，停車場(chǎng)仍以單層的路面停車場(chǎng)為主，機(jī)械式立體停車庫較為罕見。 單層的路面停車場(chǎng)存有很多缺陷，如占地多、管理人員多、成本高、效率低、環(huán) 境污染等。由于不同人員隨便進(jìn)入，容易發(fā)生盜車、毀車、施暴等事件 ⑻0 2003年以后，我國很多企業(yè)為增強(qiáng)自身競(jìng)

16、爭(zhēng)力， 開始引進(jìn)國外技術(shù)，根據(jù)國 內(nèi)的實(shí)際使用情況進(jìn)行分析設(shè)計(jì)與改造創(chuàng)新， 走上自主開發(fā)的道路。不過在我國， 停車產(chǎn)業(yè)還存在一些不足，如創(chuàng)造的多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國外的技術(shù)制造，技 術(shù)水平低，生產(chǎn)能力不足，缺少科研單位的參與，對(duì)停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯 后等⑷。針對(duì)這種不足，市場(chǎng)方面應(yīng)建立車庫市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，運(yùn)用價(jià)格調(diào)高占路 停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場(chǎng)規(guī)則經(jīng)營車庫，并實(shí)施 政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。調(diào)查的立體車庫如圖 1.3所示： 圖1.3某小區(qū)停車位實(shí)圖 1.5研究設(shè)計(jì)的意義 升降橫移式立體停車庫是機(jī)電一體化產(chǎn)品形式，它主要涉及機(jī)械、電子等

17、領(lǐng) 域，它需要專業(yè)的技術(shù)人員輔助其工作[5] 0 隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，轎車數(shù)量膨脹，而現(xiàn)有的車庫缺點(diǎn)是取車等候時(shí)間長， 取車繁瑣，安全程度差，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)陳舊。因此，機(jī)械式立體車庫顯得尤為重要。 作為現(xiàn)代化大都市，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展， 道路擁擠、車滿為患 已成為當(dāng)今社會(huì)中的不良現(xiàn)象，發(fā)展立體停車庫已被多數(shù)人理解。 首先，機(jī)械立體車庫具有突出的節(jié)省資源優(yōu)勢(shì)，并且節(jié)省土建的開發(fā)成本。 其次，機(jī)械立體車庫能夠有效地保證人身和車輛的安全。機(jī)械立體車庫能夠 做到徹底的人和車的分流。 最后，機(jī)械立體車庫耗電量低。一般是以單臺(tái)集裝制成。這對(duì)車庫較少的地 區(qū)解決停車難的問題提供了方便。 因此

18、，在升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上， 深入地對(duì)升降橫移式立體 車庫的框架和載車板進(jìn)行的分析是十分必要、迫切而有意義的。 因此，機(jī)械式立體車庫具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。 11 2、機(jī)械式立體車庫的分析 2.1機(jī)械式立體車庫及其組成 車輛無處停放的問題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果。 研究開發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土地建 設(shè)的開發(fā)成本。 機(jī)械立體停車庫是指使用車輛之外的立體化裝置來完成車輛的停放和存儲(chǔ) 的機(jī)械設(shè)施。機(jī)械式立體車庫是機(jī)電一體化產(chǎn)品，包含機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、光 學(xué)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)⑹。 機(jī)械立體車庫主要由主體框架、橫

19、梁，縱梁、載車板、傳動(dòng)系統(tǒng)、安全裝置、 電氣控制等幾部分組成。由于運(yùn)行原理的差異，不同形式的機(jī)械式立體車庫，其 主要區(qū)別在于主體框架、載車板、傳動(dòng)系統(tǒng)等，而安全裝置、電氣控制與運(yùn)行原 理關(guān)聯(lián)不大，因此基本類似。 2. 2立體車庫現(xiàn)有種類及優(yōu)缺點(diǎn)分析 2.2.1升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備 采用載車板升降或橫移形式存取車輛 特點(diǎn)：節(jié)省資源，配置靈活，操縱方便，建設(shè)周期短，價(jià)格低，投資少，構(gòu) 造簡(jiǎn)單，安全可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲低，適用于市區(qū)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)使用。 缺點(diǎn)：設(shè)備中必須留至少一個(gè)空車位，為鏈條牽動(dòng)的運(yùn)行過程沒有防止傾斜 墜落的功能。 2.2.2垂直循環(huán)類機(jī)械式停車設(shè)備 采用垂直方

20、向做循環(huán)運(yùn)動(dòng)的形式來存取車輛 特點(diǎn)：占地少，兩個(gè)泊位面積可停6~10輛車，裝修可加頂棚，消防利用消 防栓，價(jià)格低，投資少，建設(shè)周期短，采用自動(dòng)控制，運(yùn)行安全可靠。 缺點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有完善的閉鎖和監(jiān)控系統(tǒng)，采用足夠的安全措施和 消防系統(tǒng)。最遠(yuǎn)的車位一般需要消耗2分鐘，高峰取車時(shí)間依次變長，依次為第 20輛約需30分鐘以上，實(shí)用性差，因此，這種車庫數(shù)量開始減少。 2.2.3水平循環(huán)類機(jī)械式停車設(shè)備 采用水平循環(huán)運(yùn)動(dòng)的車位系統(tǒng)來存取停放車輛 特點(diǎn)：可以省去進(jìn)出的車道，降低通風(fēng)裝置的費(fèi)用。但因?yàn)橹挥幸粋€(gè)出入口， 所以存取車耗費(fèi)時(shí)間較長。 缺點(diǎn)：因?yàn)橹挥幸粋€(gè)出入口，所以存取車耗費(fèi)時(shí)間較

21、長，一般最遠(yuǎn)車位一次 取車需2分鐘，高峰時(shí)取車時(shí)間消費(fèi)過長，依次取車時(shí)間為第 20輛約30分鐘， 實(shí)用性差。 224多層循環(huán)類機(jī)械式停車設(shè)備 采用載車板作上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)車輛的多層存放 特點(diǎn)：無需坡道，節(jié)省土地資源，自動(dòng)存取，通常建設(shè)于地形細(xì)長且地面只 允許有一個(gè)出入口的場(chǎng)所。 缺點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率較高。最遠(yuǎn)車位一次取車需 2分鐘，高峰取車 時(shí)間過長，依次取車第20輛需30分鐘以上，實(shí)用性差。 2.2.5平面移動(dòng)類機(jī)械式停車設(shè)備 在同一層上用搬運(yùn)或起重機(jī)平面移動(dòng)車輛或者泊車板平面橫移存取車輛， 亦 可搬運(yùn)機(jī)和升降機(jī)配合來實(shí)現(xiàn)多層平面移動(dòng)存取車輛。 特點(diǎn)：一般設(shè)置在地上或

22、半地下的無人方式， 地平面層為自走式，不僅降低 了建立立體車庫所需的投資費(fèi)用，而且在地平面層可以停放大型車輛。 缺點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，當(dāng)存車超過 20輛時(shí)，高峰階段取車時(shí)間 過長，依次取車20輛需要30分鐘以上，實(shí)用性較差。 2.2.6堆垛類機(jī)械式停車設(shè)備 以巷道堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)將進(jìn)入到搬運(yùn)器的車輛水平且垂直移動(dòng)到存車 位，并用存取機(jī)構(gòu)存取車輛。巷道堆垛類立體停車庫是一種專門用于停放小型汽 車的立體停車設(shè)備，也是一種集機(jī)、光、電、自動(dòng)控制為一體的全自動(dòng)化立體停 車設(shè)備⑺。它的出現(xiàn)解決了人們的大型自動(dòng)化停車難的問題。 特點(diǎn)：車庫全封閉，存車安全，完善的閉鎖和監(jiān)控系統(tǒng)，足夠的安全

23、措施和 消防系統(tǒng)。 缺點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率比較高。取最遠(yuǎn)車位的車一般一次需 2分鐘， 高峰取車時(shí)間一次變長，依次取車為第20輛約需30分鐘以上，實(shí)用性差。而且 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主要適 用于需要車位數(shù)較多的客戶。 227垂直升降類機(jī)械式停車設(shè)備 垂直升降類汽車停車設(shè)備也稱塔式立體停車設(shè)備，通過提升機(jī)的升降和裝在 提升機(jī)上的橫移機(jī)構(gòu)將車輛或載車板橫移，實(shí)現(xiàn)存取車輛。 特點(diǎn)：庫存量大，整個(gè)車庫可多達(dá)20?25層，可停放40?50輛車，占地面 2 積不到50m ，空間利用率最高。適宜建筑在繁華的城市中心以及車輛集中停放 的集聚地。 缺

24、點(diǎn)：該設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)有完善的閉鎖和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用足夠的安全措施 和消防系統(tǒng)，因此相比于其他車庫故障率較高。 最遠(yuǎn)車位一般取車需2分鐘，高 峰取車第20輛約需30分鐘以上，實(shí)用性差，因此有的用戶開始改造。 2.2.8簡(jiǎn)易升降類機(jī)械式停車設(shè)備 簡(jiǎn)易升降類機(jī)械式停車設(shè)備是指車位分成上、下二層或二層以上，借助升降 機(jī)或俯仰機(jī)構(gòu)使汽車存入或取出。簡(jiǎn)易升降類機(jī)械式停車設(shè)備一般為無人方式， 即人離開后再移動(dòng)汽車的方式 ⑹。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，充分利用地下室空間，多用于居民小區(qū)、私人 住宅、企事業(yè)單位、地下室等。在面積一定時(shí)可以增加二倍以上的停車位。 缺點(diǎn)：對(duì)于二層以下的車庫，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不

25、科學(xué)，力學(xué)結(jié)構(gòu)不合理，而對(duì) 于三層以上的，升降運(yùn)行時(shí)擺動(dòng)幅度過大、風(fēng)力過大，而發(fā)生搖晃，存在巨大的 安全隱患。 2.3 升降橫移式立體車庫的工作原理 本次設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的升降橫移式立體車庫。 簡(jiǎn)單升降橫移式立體車庫以鋼結(jié)構(gòu)框架為主題， 每個(gè)車位均有載車板，所需 存取車輛的載車板通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條來升降橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，實(shí)現(xiàn)存取車 輛。圖2.1是升降橫移類立體車庫的運(yùn)行原理圖。 此類升降橫移的車庫適用于小區(qū)里使用，停放的車輛是小型轎車。此車庫一 共有3個(gè)出入口。底層的載車板只能進(jìn)行水平的橫向移動(dòng)， 上層的載車板只能進(jìn) 行豎直方向上的上下運(yùn)動(dòng)。本車庫一共可以停放5輛轎車（即一共有5個(gè)

26、載車板）。 為了實(shí)現(xiàn)載車板的自由提升和橫移，從而實(shí)現(xiàn)轎車的存取，底層存在一個(gè)空車位， 即能夠橫移的載車板只有兩個(gè)。 現(xiàn)以取車為例，說明存取車的順序。如圖 2.1所示，設(shè)2車位為有車位，如 果要取2車位的轎車，需要將5車位的載車板橫移到空車位，再把2車位下降到 5車位即可以取車。需要注意的是，當(dāng)轎車取走后，上層的載車板需要提升到原 來的位置。存車的過程和取車的過程基本相同， 唯一的區(qū)別就是：存車時(shí)盡量先 把轎車存放在上層的車位，最后再存放下層的車位 (D ② ④ ⑤ 圖2.1升降橫移類立體車庫的運(yùn)行原理圖 2.4設(shè)計(jì)升降橫移式立體車庫的基本參數(shù) 停車尺寸：

27、5300X1900X1550 單位：mm 載車板規(guī)格：4720X2360 單位：mm 停車規(guī)格：車長X車寬X車高 5300X1900X1550 單位：mm 停車最大重量：2375 kg 提升時(shí)間：4m/mi n 橫移速度：8m/mi n 3、升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1結(jié)構(gòu)框架 立體車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中一般選 用鋼架結(jié)構(gòu)。因?yàn)殇摷芙Y(jié)構(gòu)與其它的結(jié)構(gòu)相比，有以下特點(diǎn) ⑶： 1） 可靠性高 2） 材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小 3） 材料的塑性和韌性好 4） 鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工工期短 5） 鋼結(jié)構(gòu)密閉性好 6） 鋼材的耐銹蝕性差

28、 結(jié)構(gòu)主體采用熱制H型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有很好的強(qiáng)度 和剛度，輕巧、美觀，可二次安裝拆卸，運(yùn)輸更方便。 本次設(shè)計(jì)的兩層升降橫移式立體車庫主體框架結(jié)構(gòu)全部為鋼結(jié)構(gòu)組件。 立柱 采用工字型鋼，橫梁采用冷彎矩形鋼管。立柱直接插入地下混凝土中。立柱與橫 梁之間焊接而成。立柱采用工子鋼，因?yàn)楣ぷ愉撚泻軓?qiáng)的承載壓力的能力。一共 有8根立柱，前后各有4根，采用澆注的方法固定在混凝圖中（地面采用混凝土）。 橫梁采用寬X高為2000mm： 100mm的冷彎矩形空心鋼管（GB6728-86）,因?yàn)樘?升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和制動(dòng)器要放在橫梁上，所以矩形空心鋼管平放在立柱 上，采用焊接的方法連接

29、。 縱向梁的選擇比較困難，因?yàn)榭v向梁不僅可以用冷彎矩形空心鋼管， 也可以 采用角鋼相對(duì)放置構(gòu)成。由前面的設(shè)計(jì)知道，鏈輪的結(jié)構(gòu)要放在縱向梁上，不管 采用那種方式的縱向梁。鏈輪的底板都可以方便的固定在縱向梁上。 但是，當(dāng)采 用前者的方法時(shí)，需要在冷彎矩形空心鋼管上開矩形孔， 制造比較麻煩，所以決 定采用兩個(gè)角鋼相對(duì)放置的方法來制造縱向梁，兩個(gè)角鋼之間存在一定的距離， 距離由鏈條的寬度來定?？v向梁也采用焊接的方式固定在橫梁上。 其升降橫移式 立體車庫的結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示： 圖3.1升降橫移式立體車庫整體結(jié)構(gòu)圖 1后橫粱 2傳動(dòng)系統(tǒng) 3縱梁 4前橫梁 5立柱 6載車板 7控制系統(tǒng)

30、主體框架是車庫中重要的組成部分，它承擔(dān)著整個(gè)車庫和全部車輛的重量， 框架自身重量、穩(wěn)定性以及可靠性對(duì)整個(gè)立體車庫的成本和安全性起著重要的影 響。車庫主體框架在加載條件下變形直接影響到鏈傳動(dòng)系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。 車輛的最大外形尺寸決定了停車車位的有效空間以及車庫的框架尺寸 [10]。本 次的立體車庫所適用車型的外形尺寸： 汽車長X車寬X車高為5300X 1900X 1550 mm,另外要考慮到安裝安全檢測(cè)設(shè)備（即檢刪汽車長度是否超出停車庫設(shè)計(jì)要求 的檢測(cè)器）和橫移載車板的電機(jī)安裝位置，因此，本立體車庫前后立柱中心的距 離定為5750mm,縱粱長度為5750mm；為方便人的進(jìn)出和車輛的安全必須保

31、證 第一層停車的空間不低于1800mm。所以前立柱的高度為2100mm，后立柱在前 立柱的高度上增加前橫粱、縱粱以及后橫梁的高度，所以選取后立柱的高度尺寸 為2840mm, —個(gè)車位的寬為2450mm,考慮安裝方便后橫粱的長度為2430mm, 前橫梁的長度為：2450X 3+150=7500mm。 3.2載車板及其提升系統(tǒng) 上載車板上都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。 當(dāng)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 輛的重量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)速度確定電動(dòng)機(jī)的 功率。根據(jù)車的高度來確定上下載車板間的距離；然后根據(jù)這

32、個(gè)距離來確定鏈條 濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 的長度；最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪的大小、鏈節(jié)形狀、大小及數(shù)量 3.3控制系統(tǒng)的分析 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 有四種控制方法：手動(dòng)、自動(dòng)、復(fù)位、急停［11］。 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、維修的狀 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。 本次設(shè)計(jì)的升降橫移式立體車庫，采用手動(dòng)操作。 3.4傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)械式立體車庫采用的傳動(dòng)系統(tǒng)有鋼絲傳動(dòng)系統(tǒng)、鏈條傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓傳動(dòng) 系統(tǒng)等［12］。鋼絲傳動(dòng)系統(tǒng)：整體穩(wěn)定性不好，傳動(dòng)速度越大，穩(wěn)定性

33、就愈差。 而液壓傳動(dòng)系統(tǒng)：液壓油受溫度的影響較大，冬夏季的壓力和流量相差甚遠(yuǎn)， 并 且提升速度和重量的變化會(huì)使得靠液壓傳動(dòng)的立體車庫的性能不穩(wěn)定。 所以，目前機(jī)械式立體車庫大多數(shù)采用鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)作為提升和橫移的 傳動(dòng)系統(tǒng)，特點(diǎn)是可以保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)。本次設(shè)計(jì) 中上層載車板選用鏈條傳動(dòng)，底層載車板選用齒輪傳動(dòng)作為車庫的傳動(dòng)系統(tǒng)。 3.5安全裝置 在上載車板上裝有上下行程極限開關(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的停位之間， 在縱梁兩測(cè)各裝兩只掛鉤，上 載車板兩側(cè)的相應(yīng)位置處安裝兩只耳環(huán)， 當(dāng)上載車板上升后，縱梁下面的四只掛 鉤便自動(dòng)套入四只

34、耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機(jī)因常閉制動(dòng)器釋放后， 上載車板在汽 車和載車板自身的重力作用下自由落體，損壞汽車零部件，甚至壓壞下層汽車 ［13］。另外，預(yù)防制動(dòng)器失靈，上載車板從上停車位突然墜落，而砸壞下層的汽 車。同時(shí)下層載車板的安全裝置主要包括行程極限開關(guān)以及防碰撞板。 行程極限 開關(guān)的作用：使載車板橫移到位后自動(dòng)的停止。 防碰撞板的作用是：下層載車板 做橫移運(yùn)動(dòng)時(shí)，假如碰撞到人或遺留的行李時(shí)，將會(huì)切斷橫移的電機(jī)電源，橫移 載車板停止運(yùn)動(dòng)。 ii 濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 圖3.2防止載車板墜落裝置

35、 4、車庫主要結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及力分析 4.1上層載車板的形式 按結(jié)構(gòu)形式的不同，立體車庫的載車板可分為：整體式和拼裝式 ［14］。整體 式載車板采用具有防滑作用的花紋鋼板， 整體通過沖壓焊接制成，用不同厚度的 普通鋼板做加強(qiáng)筋，然后整體再鍍鋅防銹。拼裝式載車板采用普通銅板折彎成邊 梁，停車面采用鍍鋅鋼板沖壓或滾壓成型波浪板，相互咬合后并拼裝成載車板， 之后用螺栓緊固連接，拼裝前先對(duì)組件的各類表面進(jìn)行處理 （如電鍍、烤漆等）， 使載車板輕巧、美觀［15］。拼裝式載車板運(yùn)輸方便、通用性以及互換性好，還有 較好的剛度，這種拼裝式結(jié)構(gòu)

36、形式適合批量生產(chǎn)。 升降載車板由鏈條牽引升降，升降載車板與載車板上的車輛在升降過程中會(huì) 產(chǎn)生前后、左右的搖動(dòng)，不利于保障停放車輛的安全以及人身安全，因此，要在 上層升降的載車板上設(shè)計(jì)升降導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊安裝在升降載車板的后側(cè)，導(dǎo)向塊 能前后左右調(diào)整，直到合適的位置時(shí)通過螺栓擰緊固定在升降載車板上 ［16］。導(dǎo) 向塊在載車板升降過程中沿著后立柱H型鋼的翼緣滑行，可以限制升降載車板升 降過程中前后左右擺動(dòng)。 4.2上層載車板的設(shè)計(jì) 載車板用于停放車輛，必須能夠承受車輛的總重量，并且完成提升動(dòng)作，因 此，載車板要有足夠的空間尺寸和足夠的強(qiáng)度、 剛度。選取輕型車的數(shù)據(jù)作為設(shè) 計(jì)數(shù)據(jù)，即全長53

37、00mm,全寬1900mm,全高1550mm,全重2375kg進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1 — V / A oJj Z- 1— | 1 X L、 V L -1 圖4.1停車板尺寸 如圖4.1所示，當(dāng)車輛停到載車板上后，車內(nèi)人員要離開載車板，因此載車 板在寬度方向上應(yīng)留有人出來的足夠空間。 通過對(duì)車輛的實(shí)際測(cè)量并考慮到車輛 停放時(shí)的偏移，并對(duì)結(jié)果適當(dāng)放大，得出結(jié)果：載車板總寬 Li=4450mm。上停 車板在提升時(shí)受傾覆力作用，其底部應(yīng)有堅(jiān)固的支承框架，當(dāng)它降至底層時(shí)，該 框架不能壓觸到地面，總長L4

38、=5650mm。上停車板材料均選用厚度為 5mm的菱 形花紋鋼板(GB3277-82)拼合而成，其中上載車板的引坡可直接將鋼板彎折加 工而成。由《花紋鋼板(GB3277-82)》查表，上載車板重量取600kg。 4.3上層載車板支承框架的設(shè)計(jì) 支承框架一方面要支承載車鋼板及車輛的重量， 提高鋼板剛度，另一方面要 起到連接鋼板與提升機(jī)構(gòu)的作用。 載車板的支承框架采用槽鋼，靠螺栓螺母將鋼 板固定。最外圈的四根槽鋼與載車板邊緣留有適當(dāng)?shù)木嚯x， 槽鋼與槽鋼相交處也 要留有一定空隙［17］。 根據(jù)載車板的受力情況求槽鋼的截面慣性矩， 選擇槽鋼型號(hào)。取支承架中間 的兩根縱向槽鋼分析，設(shè)汽車的重力G

39、集中于載車板的中央1/2處，槽鋼承受鋼 板及其自身的均布載荷，因此對(duì)于單根槽鋼，它的變形是兩者共同作用引起的。 在集中力P單獨(dú)作用下，其最大撓度為： 6EI (3C) 5400 2 0.5 2000 9.8 ( ) 2 (3 5400 6 210 I 5400、 -4 (4.1) 7.65 10 I 當(dāng)均布載荷q單獨(dú)作用時(shí)，其最大撓度為: ql\ 4 1000 9.8 5400 8EI 8 210 I 2.30 10夕 I -4 m (4.2)  兩式中，E——材料的彈性模量 E=210GPa I ――材料的截面慣性矩 綜上結(jié)果，在集中力和均

40、布載荷的共同作用下，單根槽鋼的最大撓度為: f B1 fB2 9.95 10J -4 m I (4.3) 支承框架所需要的槽鋼要求剛度較大，因此其撓度 [f]=0.0002l，令 fB豈If 1。由此可求得槽鋼的截面慣性矩 (4.4) I _1.09 10 *m-4 由型鋼表《熱軋普通槽鋼（GB707-65）》查得，選用5號(hào)槽鋼。5號(hào)槽鋼的 參數(shù)為：理論重量5.44kg/m，根據(jù)圖4.4所示的尺寸數(shù)據(jù)，載車板支承框架的重 量分別為：上框架200kg。 4.4上層提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 上層載車板固定在支承架上，靠兩根鏈條來提升。而鏈輪依靠電動(dòng)機(jī)舉

41、提供 動(dòng)力。上升時(shí)，為使載車板與立柱之間的摩擦阻力減小，下降時(shí)，能夠靠車輛和 載車板得自重順利下滑，在每個(gè)導(dǎo)向板的兩側(cè)上下各裝有兩個(gè)滑靴。 當(dāng)上載車板 升降時(shí)，僅有滑靴與立柱上的導(dǎo)軌接觸，取載車板的提升高度 h=2.3m m。電動(dòng) 機(jī)橫向布置在兩立柱的上邊，鏈輪軸固定在的橫梁上。提升鏈一段固定在地面上， 另一端繞過鏈輪后與載車板及支承架垂直固定。采用這種機(jī)構(gòu)可以使電動(dòng)機(jī)的行 程大大地縮短。 從電機(jī)的安裝和美觀的角度來考慮，電機(jī)應(yīng)該放在車庫框架后方的橫梁上， 而且一個(gè)托盤需要兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，一側(cè)一個(gè)水平放置在橫梁上，此處電機(jī)的定位依 靠底盤來定位。提升用的電機(jī)和平移用的電機(jī)一樣也選用帶有減速器的

42、電機(jī)。 鏈傳動(dòng)的方式就是選用開示的鏈條， 兩個(gè)鏈輪在同一個(gè)水平面上。用聯(lián)軸器 把一根軸上的動(dòng)力傳遞到另一根軸上。本次設(shè)計(jì)中采用鏈條來傳遞動(dòng)力。一般情 況下，一個(gè)托盤需要兩根鏈條來承載。如果托盤的前端有一個(gè)鏈條的固定端， 后 端有一個(gè)鏈條的固定端，在這種情況下托盤有四根鏈條來承載，安全系數(shù)較高。 如果鏈條固定在框架縱向梁的前部， 和托盤上的兩個(gè)齒輪配合，最后回到縱向梁 的后部，示意圖如下圖4.2所示。這種方式不但有四根鏈條來承載，而且提升平 穩(wěn)，安全系數(shù)高，所以采用這種方式。 F F 圖4.2上層托盤和轎車的提升簡(jiǎn)圖 由于上層托盤提升到第二層位置時(shí)， 需要在此處長時(shí)間停滯，所以

43、需要在鏈 輪軸上安裝制動(dòng)器，制動(dòng)器應(yīng)該選用常閉型的制動(dòng)器，因?yàn)橥斜P停在固定位置的 時(shí)間相比于托盤運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長的很多。電機(jī)軸和鏈輪軸之間采用凸緣式聯(lián)軸器進(jìn) 行聯(lián)接，傳遞動(dòng)力。 4.5橫移結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.5.1載車板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 載車板的基本尺寸 此次設(shè)計(jì)的立體車庫適合小區(qū)使用，所停放車輛為轎車和微型面包車，一般 轎車的基本參數(shù)[18]: 長：L=4700mm; 寬：W=1700mm; 高：H=1550mm; 初步確定托盤的基本尺寸： 長：L=5400mm; 寬：W=2000mm; 2） 載車板上基本零部件的選擇和設(shè)計(jì) a.滾輪的設(shè)計(jì)： （1）直接將滾輪安裝在載車板上，在存

44、車位上安裝導(dǎo)軌（輕軌） ，滾輪直接 在導(dǎo)軌上滾動(dòng)，可以減少摩擦力，而且載車板的移動(dòng)平穩(wěn)。滾輪在安裝中有中心 軸，軸焊接在載車板上，軸承選擇內(nèi)圈固定，外圈旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖 4.3 所示： 圖4.3滾輪示意圖 1-軸承 2-滾筒 3-軸承端蓋 4-軸 b.載車板主體結(jié)構(gòu)的材料選擇 (1) 外框空心鋼管的選擇 結(jié)構(gòu)選用冷彎矩形空心鋼管(GB6728-86) 選擇的尺寸：邊長70mm,壁厚t=4.0mm,理論重量7.966 kg/m 另選的結(jié)構(gòu)為冷彎矩形空心鋼管(GB-6728-86) 選擇的尺寸200mr^ 100mm,壁厚t=4.00mm,理論重量kg /m (2

45、) 載車板中用于承載汽車的鋼板的選擇 根據(jù)GB3277-82,選擇菱形花紋鋼板，以增大汽車輪胎與鋼板之間的摩擦力。 厚度5mm,寬0.35mm,其它的鋼板，如承載用的與水平面平行的鋼板。根據(jù) (GB709-88)查得，選擇鋼板厚度5mm,寬度0.35mm,即將0.77mm的鋼板一分 為二。 對(duì)于鋼板厚度5mm,理論重量39.2 kg/m2 厚度4mm,理論重量 31.42 kg/m2 菱形花紋鋼板厚度5mm,理論重量42.30 kg/m2 (3) 角鋼的選擇 根據(jù)GB9787-88查：碳素鋼Q235-A，尺寸為50 X 50X 5mm的熱軋鋼等， 邊角鋼理論重量1.822 kg

46、/m (4) 載車板整體采用焊接的方法： 焊縫均采用手工電弧焊，焊縫不能有透、熔、蝕等缺陷，修刺倒棱，焊后退 火處理。 綜上所述得出: 如圖：菱形鋼板寬W=0.4m 長 L=5.4m 矩形鋼板 寬W=0.15m 長L=5.4m 方形鋼板 寬W=0.1m 長L=2m 中間鋼板 寬W=1.2m 長L=5.4m 邊上鋼板 寬 W=0.45m 長L=3m 得出： 方型鋼管：Mi=7.966 kg /m>2>2.1m=33.46 kg 矩形鋼管：M2=18 kg/m>2*5.4m=194.4 kg 中間鋼板：M 3=31.42 kg /m2 >5.4m xl.2m=203.47 k

47、g 菱形鋼板：M4=42.3 kg/m2>4.45mX1.2m=81.22 kg 角鋼： M5=1.822 kg/m>4>0.063=0.46 kg 邊上鋼板：M 6=39.25 kg /m2 > X).45m >3m=94.2 kg 其它重量：M7= 4.8 kg 所以上層載車板總重量為 M總=Mi+M2+M3+M4+M5+M6+M7 =630 kg (4.5) 由于底層載車板上有滾輪和齒條： 所以估算滾輪的重量為 M滾=0.8 X=3.2 kg 齒條采用45號(hào)鋼，淬火，密度：7.9 X03 kg/m3 長度：L=2150mm,寬度：W=100mm,高度：H=60mm 3 3

48、-12 M 齒條=2150mX 100mrX 60mrX 7.9 X0 kg/m X10 =101.91 kg (4.6) 底層載車板總重量為 M=624 kg +101.91kg=725.91 kg (4.7) 所以底層載車板的重量初步定為 730 kg 4.5.2導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 由于轎車和載車板的重量達(dá)到 2330 kg,所以選用代號(hào)為GB11264-89的輕軌, 型號(hào)為30。查得總高為108mm,總寬為108mm,總長度是基坑的長度，由車架 的設(shè)計(jì)部分可以算的基坑的長度為 6500mm,潤滑方式是采用人工加油的方式直 接向?qū)к壣蠞灿停恍枰獙ｉT的潤滑裝置。導(dǎo)軌的截面圖如圖 4.4所

49、示： 圖4.4托盤的軌道 4.6升降橫移機(jī)構(gòu)整體框架的設(shè)計(jì) 在這次的設(shè)計(jì)中，上層載車板和上面轎車重量都有框架來承受，故框架既要 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，還要求滿足一定的強(qiáng)度要求才可以。 主框架底座部分用混凝土澆注的，立柱直接筑在混凝土里。因?yàn)榱⒅习惭b 有導(dǎo)軌，載車板的槽鋼內(nèi)裝有導(dǎo)靴，兩者需要相配合，立柱的間距應(yīng)該根據(jù)載車 板的寬度而定。其結(jié)構(gòu)圖如圖4.5所示： 湄M L厲歴 圖4.5主框架圖 5、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5537N。鏈輪的直徑為 5.1升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇和校核 在鏈條的設(shè)計(jì)中已經(jīng)知道每條鏈條所受的力為 151mm，則所產(chǎn)生的力矩T為： (5.1)

50、 (5.2) (5.3) T=FXd/2 T=5463.5 X 151/2/1000 ?4N2.4m 因?yàn)? 3 3 P=TXnX10-/9.55=412.49 3XX0-/9.55 ~ 1.28kw 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表22-1-61，選擇YCJ170和丫112M-4安裝在一起的 YCJ系列齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)如下： 功率 P=4kw 輸出轉(zhuǎn)速 n=65r/mi n 輸出轉(zhuǎn)距 T 1=552N.m 因?yàn)?「＞T 所以提升所選用的 YCJ170 和 Y112M-4 安裝在 起的YCJ系列齒輪減速三 相異步電動(dòng)機(jī)合適。 鏈條的線速度： v=

51、n dnX 1t/60 =3.14 X51 X5 X0-3/60 =0.51m/s v 0.6m/s (5.4) 所選的各種設(shè)備合適。 所以也得出鏈條的提升速度為0.51m/s。 5.2制動(dòng)器的選擇 由于采用直接抱緊輪軸的方式實(shí)行制動(dòng)，所以選擇短行程塊式制動(dòng)器，由于 采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，為了確保動(dòng)力中斷時(shí)轎車安全，應(yīng)選用長閉式制動(dòng)器。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第四版16.5公式得： T cWT (5.5) 式中 Tc-計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)距 Tz-制動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)距 本設(shè)計(jì)垂直制動(dòng)，被制動(dòng)的不僅有慣性質(zhì)量，還有垂直載荷，在此種類型的 制動(dòng)中，垂直載荷是主要的，慣性質(zhì)量相對(duì)較

52、小，故在計(jì)算中可以不予考慮。垂 直制動(dòng)時(shí)的計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)距按下式計(jì)算： (5.6) 式中 Tc-計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)距 S-制動(dòng)安全系數(shù) 查《中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典》表 4032得S=2.0 Tt-換算到制動(dòng)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)距 垂直制動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)距由下式計(jì)算而得： (5.7) 式中 m-垂直升降物體及其叼具質(zhì)量 g-重力加速度 D0-制動(dòng)軸的軸徑 n-制動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 所以得: Tt=mgD o/n 3 Tt =2230 9L8 40 X10-/65 ~ 13.45N m (5.8) Tc=S4Tt=2 M3.45=26.9N ? m (5.9) 5.3聯(lián)軸器的選擇 1） 類

53、型的選擇 電動(dòng)機(jī) P=0.75Kw （Y90S-4 型） 故選擇YL型凸緣聯(lián)軸器（具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕,制造成本低，傳動(dòng) 精度高等優(yōu)點(diǎn)） 2） 載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)距 T=Nfd〃2 (5.10) Nf-托盤受的平均摩擦力 di-齒輪分度圓直徑 3 T=109.4 X10" X22O/2=12.O34N ? m (5.11) 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)

54、1》表14-1得工況系數(shù)Ka Ka=1.5 計(jì)算轉(zhuǎn)距 Tca=KA -T=1.5 X12.034=18.05N m (5.12) 3) 型號(hào)選擇 參考系數(shù)：電動(dòng)機(jī)的輸出軸徑是30mm 從GB5842-86中查得YL5型凸緣聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)距是 63N ? m 許用最大轉(zhuǎn)速是5500 r/mi n 軸徑在 22?30mm之間 所以選用YL5型凸緣聯(lián)軸器合適. 5.4立柱校核 提升機(jī)構(gòu)上的兩根立柱的設(shè)計(jì)采用實(shí)心方鋼加工制成。 車輛、鋼板、支承架 等等的重力P作用在載車板的中央，對(duì)立柱的力矩同上下滾輪一樣受導(dǎo)軌的支承 而形成力偶的平衡，而對(duì)于單根立柱有 1 1 1 1 M G

55、 L4 2700 9.8 5.4 =36450N?m (5.13) 2 2 2 2 立柱受到力偶的反作用，如圖5.1b)所示。圖中I為兩滾輪軸的中心距的中 點(diǎn)到地面的高度，其中h為立柱全高，假設(shè)h=4m,根據(jù)載車板的提升高度和設(shè) 定的導(dǎo)向板的垂直方向的尺寸，取l=2.3m，因此，單根立柱的最大撓度為： (5.14) ml2 36450 2.32 2EI 2 210 I 式中E——鋼材的彈性模量 E=210GPa I ――立柱的截面慣性矩(m4) 同樣撓度用=0.00021 ,令 If 1。因此求得立柱截面的 慣性矩為： I _2.82 10^m4 (5.15) [

56、 ■ b . 1 1 r 520nm r 而對(duì)于矩形的截面，如圖 5.1a）所示，I hb3 72 ，取 h=530mm， a） I I b） 圖5.1 a）慣性矩最小截面 b）立柱截面尺寸 b=520mm。最后得所設(shè)計(jì)的立柱的截面圖如圖 200mm。 5.5提升機(jī)構(gòu)及軸的設(shè)計(jì) 5.5.1鏈輪軸 鏈輪軸是由液壓缸活塞桿從其中心 升頂，同時(shí)停車架的全部重量通過鏈條鏈 輪作用在鏈輪軸上。其結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖5.2 所示： 1）鏈輪軸上的功率P2和轉(zhuǎn)速n1的計(jì)算 查閱《中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典》得，選用 機(jī)座號(hào)為16的電磁制動(dòng)器，其制動(dòng)

57、轉(zhuǎn)距 是120N?m。故設(shè)備合適。 鏈輪由聯(lián)軸器和電機(jī)的輸出軸相連， 所以鏈輪軸和電機(jī)的輸出軸擁有一樣的轉(zhuǎn)速 n 1=65r/mi n 5.1b）所示，其中兩導(dǎo)槽寬度為 圖5.2提升機(jī)構(gòu)平面位置 (5.16) 轉(zhuǎn)距T由鏈輪直徑和鏈條所承受的力來確定: T=FX d/2 (5.17) 式中：F-鏈條承受的力 F=5463.5N d-鏈輪的直徑 d=151mm 帶入公式得 T=5463.5X151/2/1000=412.49N m (5.18) P2=TXrn/9550=412.49 X 65/9550 ?2.85kw (5.19) 軸的材料：45號(hào)鋼，

58、調(diào)質(zhì)處理 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本查表得，Ao=11O 于是： dmir= A0P21/3/r11/3=110 X2.851/3/731/3~ 45mm (5.20) 因此，鏈輪軸的最小直徑應(yīng)該是安裝在聯(lián)軸器處軸的軸徑， dm.=45mm 2）確定軸的各段直徑和長度 為滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，第二段軸右段設(shè)有一個(gè)軸肩， 故第二段軸 徑的直徑取為50mm，為了安裝方便在右端支撐的左邊設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，直徑取為 60m m，軸的最右端一段直徑取為 50mm。 由聯(lián)軸器的選擇要求，第一段長度取為 80mm，最右端軸的寬度軸承的而 定，查閱《實(shí)用手冊(cè)》得:這段軸的長度為15mm，左邊的

59、軸肩只起到定位作用， 所以取長度為5mm，剩下的一段軸即要安裝鏈輪，又要安裝制動(dòng)器，所以取為 185mm。 3） 確定軸上的圓角R2 軸上的倒角為2^5 4） 軸上的載荷 有效圓周力Fe Fe=1000 >P/v (5.21) =1000 >2.85/0.51 =5588.24N 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，確定軸承的支撐位置，因?yàn)椴捎玫妮S承為深溝球軸承，所以 支撐位置在軸承中點(diǎn)，而兩個(gè)支點(diǎn)間的跨距為 81+7.5 >=96mm H平面內(nèi) 刀M b=0 (5.22) Ft >_2-R H2 >L2+L3)=0 (5.23) Ft=Fe=5588.24 (5.24)

60、 即: 5588.24 48-Rh2 >48+48)=0 Rh2=2794.12N 同時(shí): 刀Y=0 (5.25) Ft=RH2+RH1 (5.26) 得: Rh1=2794.12N M h=Rh1 >L2/2 =2794.12 48/281+7.5 2X =96mm 刀 M b=0 (5.27) Ft >L2-Rh2 >(L2+L3)=0 (5.28)

61、 Ft=Fe=5588.24 即: 5588.24 48-RH2 X(48+48)=0 (5.29) Rh2=2794.12N Rhi=2794.12N M h=Rhi ^L2/2 (5.30) =2794.12 48/2 =67058.9N.mm~ 67.06N ?m 由以上計(jì)算數(shù)據(jù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》(第四版)得： 公式： Mb=[M 2+( a T)1/2 (5.31) Mb-當(dāng)量彎矩 M-合成彎矩 T-輸出轉(zhuǎn)矩 a應(yīng)力校正系數(shù) 式中a是扭矩和彎矩的加載情況以及產(chǎn)生應(yīng)力循環(huán)的特性差異系數(shù)。通常情 況下由

62、彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力， 而扭矩產(chǎn)生的扭矩切應(yīng)力常常 不是對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力，故在計(jì)算彎矩時(shí)，必須考慮這種循環(huán)特性的差異影響， 考慮到實(shí)際的工況，當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)， a =0.6 2 2 Mb=[67058.9 +(0.6 418040)] (5.32) 濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) ~ 234500N，mm 5）按彎矩合成應(yīng)

63、力校核軸的強(qiáng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本查得： 式中：&b-彎曲應(yīng)力 W-軸的抗彎截面系數(shù) Mb-當(dāng)里彎矩 W= nd/32-bt(d-t) 2/2/d 3 2 =3.14 悉0 /32-14 7O<50-7) /2/50 =10453.61mm 3 (5.34) & b=Mb/W (5.33) 得： =244500/10453.61 2 =23.3N/mm 由課本《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)1》查得：［訓(xùn)=60Mpa=60N/m 因此：為V ［倉］ 所以鏈輪中心軸的強(qiáng)度符合安全要求。 5.5.2載車板提升鏈校核 提升鏈的功能是慢慢地提升載車板，并將其固定

64、在一定的高度上。起重機(jī)械 中應(yīng)用的鏈條包括環(huán)形焊接鏈和片式關(guān)節(jié)鏈。 焊接鏈的優(yōu)點(diǎn)：撓性好，可用較小的直徑鏈輪和卷筒，由載荷產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)的力矩也較小，比較耐腐蝕。缺點(diǎn)：安全可靠性差，不耐沖擊，在運(yùn)動(dòng)中經(jīng)常 產(chǎn)生滑移，易磨損。 片式關(guān)節(jié)鏈的優(yōu)點(diǎn)：撓性比焊接鏈更好，比較可靠，運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)。缺點(diǎn)：方 向性，橫向無撓性，成本高，對(duì)灰塵和銹蝕較敏感。 為了安全起見，當(dāng)上層載車板提升或懸滯時(shí)，不能夠有任何的滑移。為此, 選用片式關(guān)節(jié)鏈。 鏈條在低速重載的工況下工作。應(yīng)按下式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： (5.35) Q - Fm ax N 式中Q——鏈條極限拉伸載荷（N） Fmax――最大工作載荷（N）

65、 [n]――許用安全系數(shù) 許用安全系數(shù)[n]=4~8，這次設(shè)計(jì)中選用[n]=5，同時(shí)取 Fmax =2700 9.8 =26460 N，該載荷值包括收容車輛、停車架、導(dǎo)向板及滾輪、 斜拉桿以及安全防墜裝置、傳感器等在內(nèi)的所有重量。把數(shù)據(jù)代入，得到鏈條的 極限拉伸載荷Q -5 26460 =132300 N。載車板采用兩根鏈條提升，所以每根鏈 條的極限拉伸載荷為 Q^1 132300 =66150 N。 根據(jù)《A系列滾子鏈的基本參數(shù)與主要尺寸》，選用單排精密滾子鏈20A， 這種規(guī)格的鏈條其基本尺寸為：節(jié)距 p=31.75mm，滾子外徑max =19.05 mm， 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬dm

66、in =18.90 mm，銷軸直徑dzmax = 9.53mm，內(nèi)鏈節(jié)外寬 b2max =27.46mm，外鏈節(jié)內(nèi)款 bsmin = 27.51mm，內(nèi)鏈板高度 hmax =30.18mm，銷 軸長度b4max = 41.1mm，單排極限拉伸載荷Qmin = 86700 N，單排每米重量 q 3.8 kg/m。 5.5.3鏈輪的設(shè)計(jì) 由鏈輪軸選用的軸承來確定鏈輪輪轂內(nèi)徑為 dK二D =190mm,鏈輪分度圓 直徑為 d=300~400mm。 所以輪轂厚度 h = K 竺 0.0U（常數(shù) K=9.5） （5.36） (5.37) h =9.5 空 0.01 300 ： 47.5mm 6 其中h=47mm 輪轂長度 1=2.6= 2/6 47 imm (5.38) 37 輪轂直徑 dh = dK+2h=190 >2 47 mm (5.39) 輪寬 bf=0.9t= 0.95 1=8.90 n1n7.9 5 5 (5.40) 取齒側(cè)凸緣直徑dg = 308mm,齒根圓直徑df = 312mm,則初步計(jì)算鏈輪的 分度圓直