畢業(yè)設(shè)計(jì)1目錄第 1 章 緒論…………………………………………………………………11.1 設(shè)計(jì)的要求………………………………………………………………11.2 設(shè)計(jì)的意義………………………………………………………………11.2.1 我國(guó)立體停車(chē)設(shè)備現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告……………………………………11.2.2 本課題研究的意義……………………………………………………1第 2 章 機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)分類(lèi)………………………………………………22.1 機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)的特點(diǎn)…………………………………………………22.2 機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)的分類(lèi)及簡(jiǎn)介…………………………………………2第 3 章 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)………………………………………73.1 方案選擇…………………………………………………………………73.2 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………73.2.1 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的基本組成……………………………………73.2.2 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………83.2.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)………………………………………………………………83.2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………………………93.2.5 軸的設(shè)計(jì)及校核………………………………………………………143.2.6 聯(lián)軸器及鍵的選擇…………………………………………………173.2.7 軸承及軸承座的選擇………………………………………………183.2.8 鋼結(jié)構(gòu)骨架……………………………………………………………183.3 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的輔助裝置及其他系統(tǒng)………………………213.3.1 立體車(chē)庫(kù)的輔助裝置………………………………………………213.3.2 防止轉(zhuǎn)動(dòng)的安全掛鉤………………………………………………213.3.3 手動(dòng)控制裝置………………………………………………………21畢業(yè)設(shè)計(jì)2第 4 章 立體車(chē)庫(kù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)………………………………………224.1 基本要求………………………………………………………………224.2 車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的組成…………………………………………………224.3 車(chē)庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)……………………………………………………234.4 汽車(chē)自動(dòng)存入和自動(dòng)取出……………………………………………234.5 主機(jī)控制程序…………………………………………………………244.6 其他的控制系統(tǒng)………………………………………………………284.6.1 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)面板…………………………………………284.7 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)運(yùn)行的可靠性與安全性………………………29總結(jié)…………………………………………………………………………30謝辭………………………………………………………………………….31參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………….32附錄 A 外文翻譯--原文部分………………………………………………33附錄 B 外文翻譯--譯文部分………………………………………………畢業(yè)設(shè)計(jì)3第 1 章 緒論1.1 設(shè)計(jì)的要求隨著改革開(kāi)放的不斷深入，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)城市居民經(jīng)濟(jì)條件的日益改善，私人轎車(chē)的數(shù)量大大增加，致使在人口集中的城市里，在繁華的街道小車(chē)停車(chē)位的嚴(yán)重不足，使得停車(chē)難問(wèn)題日趨嚴(yán)重，立體車(chē)庫(kù)無(wú)疑是解決小區(qū)停車(chē)難問(wèn)題的一種有效途徑。1.2 設(shè)計(jì)的意義1.2.1 我國(guó)立體停車(chē)設(shè)備現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展使城市汽車(chē)容量迅速增加，停車(chē)位在數(shù)量和布局上已不能滿(mǎn)足和適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的需要， 更不適應(yīng)現(xiàn)代化城市的發(fā)展要求。城市住宅區(qū)和公共設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大要求建立大量配套停車(chē)設(shè)施，然而城市用地日趨緊張直接限制了停車(chē)設(shè)施建設(shè)大量占地。已有的住宅區(qū)怎樣改造補(bǔ)充車(chē)位、新開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目如何設(shè)計(jì)并提供車(chē)位、公共建筑怎樣合理利用現(xiàn)有車(chē)位，總之停車(chē)已經(jīng)成為房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、政府各部門(mén)以及社會(huì)各界普遍關(guān)注和亟待解決的問(wèn)題。我國(guó)現(xiàn)有的住宅小區(qū)停車(chē)的主要方式是場(chǎng)地停車(chē)，即在小區(qū)道路內(nèi)或空地上劃定車(chē)位，大多為見(jiàn)縫插針，將綠地或公共道路改成了車(chē)位，影響了小區(qū)居民的出行和休息。機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)可最大限度地節(jié)約土地和利用空間，是解決城市用地緊張、緩解停車(chē)難的一個(gè)有效手段。業(yè)內(nèi)人士指出：機(jī)械式立體停車(chē)設(shè)施能夠減少城市停車(chē)建設(shè)用地，將是未來(lái)幾年內(nèi)停車(chē)庫(kù)發(fā)展的主要方向，同時(shí)也是開(kāi)發(fā)投資的重點(diǎn)。 機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)的建設(shè)蘊(yùn)藏著商機(jī)，人們應(yīng)該用科學(xué)的發(fā)展觀，理性地思考、規(guī)劃和投資建設(shè)停車(chē)庫(kù)。1.2.2 本課題研究的現(xiàn)實(shí)意義目前我國(guó)城市停車(chē)的主要類(lèi)型還是大型公共停車(chē)庫(kù)，規(guī)模大，占地面積較大，建設(shè)資金大，停放車(chē)輛多，主要應(yīng)用于車(chē)輛停放的密集區(qū)如商業(yè)中心區(qū)、大型的車(chē)站等，這都需要有較大的建設(shè)地面和空間?，F(xiàn)在還沒(méi)有應(yīng)用于城市住宅小區(qū)的立體車(chē)庫(kù)來(lái)解決私人汽車(chē)的停放問(wèn)題，為了解決住宅小區(qū)內(nèi)的停車(chē)問(wèn)題，只能利用小區(qū)內(nèi)較小的面積，建立中小型機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)，占地面積少，存放的車(chē)輛多，而且能使住戶(hù)存取車(chē)輛時(shí)，既便捷又安全可靠。垂直循環(huán)式機(jī)械立體停車(chē)庫(kù)以其土地利用率和空間利用率高，使用操作簡(jiǎn)單、靈活，安全可靠，適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，是解決大城市住宅小區(qū)停車(chē)問(wèn)題的主要發(fā)展方向，將會(huì)在新開(kāi)發(fā)的住宅小區(qū)及舊社區(qū)里大顯身手。畢業(yè)設(shè)計(jì)4第 2 章 機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)分類(lèi)2.1 機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)的特點(diǎn)機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車(chē)庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車(chē)庫(kù)由于要留出足夠的行車(chē)通道，平均一輛車(chē)就要占據(jù) 40 平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車(chē)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(chē)庫(kù)的話(huà)，50 平方米的土地面積上便可存放 40 輛車(chē)，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)械式立體車(chē)庫(kù)與地下車(chē)庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車(chē)輛的安全，人在車(chē)庫(kù)內(nèi)或車(chē)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)械式立體車(chē)庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車(chē)分流。2.2 機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)的分類(lèi)及簡(jiǎn)介機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)根據(jù)其構(gòu)造上的不同可分為垂直升降式、升降橫移式、巷道堆垛式、水平循環(huán)式、多層循環(huán)式、平面移動(dòng)式、垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式等立體車(chē)庫(kù)。其中垂直升降式、升降橫移式、巷道堆垛式、水平循環(huán)式、多層循環(huán)式、平面移動(dòng)式立體車(chē)庫(kù)是大型停車(chē)場(chǎng)，停放車(chē)輛多達(dá)數(shù)十輛以至上千輛之多，適合于建在有相對(duì)較大的空間而且車(chē)輛停放密集區(qū)如中心商業(yè)區(qū)、車(chē)站、碼頭等。垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式一般占地面積較小，存放車(chē)輛較少，適合家庭和住宅小區(qū)停車(chē)。（1）升降橫移式立體車(chē)庫(kù)（圖 2-1）圖 2-1 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)由停車(chē)位與升降裝置立體組合而成的停車(chē)裝置，升降裝置可整體橫向移動(dòng)或升降裝置的搬運(yùn)器可橫向移動(dòng)，停車(chē)位設(shè)置在升降道和移動(dòng)道的兩側(cè)，通過(guò)車(chē)盤(pán)的升降和橫移操作實(shí)現(xiàn)停車(chē)取車(chē);采用模塊化設(shè)計(jì)，車(chē)位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)均可，可以在地面及地下停車(chē)場(chǎng)使用，也可設(shè)計(jì)成半地下形式，使用形式靈活，造價(jià)較低，因此這類(lèi)停車(chē)庫(kù)比較普遍。（2）垂直升降式(電梯式)立體車(chē)庫(kù)(圖 2-2)畢業(yè)設(shè)計(jì)5車(chē)庫(kù)中間是升降機(jī)垂直運(yùn)送汽車(chē)的通道，兩側(cè)是沿垂直方向設(shè)置的停車(chē)車(chē)位，類(lèi)似于電梯的工作原理，把容納汽車(chē)的停車(chē)室和升降汽車(chē)的升降裝置組合起來(lái)。存取車(chē)時(shí)由升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)車(chē)和托盤(pán)到達(dá)指定層面，然后用橫移裝置通過(guò)橫向伸縮把車(chē)和托盤(pán)擱放在指定存車(chē)位置上或是相反。通過(guò)橫移裝置將指定存車(chē)位上的車(chē)輛和托盤(pán)送入升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)降到車(chē)輛入口處，打開(kāi)庫(kù)門(mén)，將車(chē)開(kāi)走。其內(nèi)部為層狀結(jié)構(gòu)，一般以二輛車(chē)為一個(gè)層面，整個(gè)存車(chē)庫(kù)可多達(dá) 20-25 層，平均50 平方米的土地可容車(chē) 40 至 50 輛，比傳統(tǒng)的停車(chē)場(chǎng)容車(chē)率高出約 10 倍，是酒店、商場(chǎng)、商務(wù)場(chǎng)所等人口極度密集區(qū)的首選停車(chē)設(shè)備。這種車(chē)庫(kù)的高度較高（幾十米)，對(duì)設(shè)備的安全性、加工安裝精度等要求都很高，造價(jià)較高，但外型美觀大方，可以與建筑物并設(shè)，也可單獨(dú)設(shè)置，與環(huán)境融洽結(jié)合，高效利用土地。最適宜建筑在高度繁華的城市中心區(qū)域以及車(chē)輛集中停放的集聚點(diǎn)。圖 2-2 垂直升降式(電梯式)立體車(chē)庫(kù)（3）多層循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)（圖2-3）畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖2-3 水平循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)搬運(yùn)器排列成兩層或兩層以上并作上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛多層存放的停車(chē)設(shè)備，根據(jù)循環(huán)的形狀可分為圓形循環(huán)式和箱形循環(huán)式。圓形循環(huán)式車(chē)庫(kù)一般存車(chē)位較少，出入庫(kù)時(shí)間短;箱形循環(huán)式車(chē)庫(kù)一般車(chē)位較圖2一4多層循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)多，空間利用率高。在每列任意兩層的兩端，搬運(yùn)器以升降運(yùn)動(dòng)進(jìn)行不同層之間的循環(huán)。根據(jù)循環(huán)方向與停車(chē)方向的關(guān)系，可分為縱式和橫式兩類(lèi)。根據(jù)汽車(chē)出入地下室的方式可分為由汽車(chē)自行駛到地下停車(chē)裝置上的直接出入式和用升降裝置使汽車(chē)出入的升降式。（4）巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)（圖 2-4）圖 2-4 巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)其工作原理和堆垛式立體自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)存取貨物很相似，采用堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)作為存取車(chē)輛的工具，所有進(jìn)到搬運(yùn)器的車(chē)輛均由堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)水平且垂直移動(dòng)到存車(chē)位，或者從存車(chē)位取出，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(chē)庫(kù)適用于車(chē)位數(shù)需要較多的客戶(hù)使用。 （5）垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)(圖2-5)畢業(yè)設(shè)計(jì)7圖2-5 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)垂直循環(huán)類(lèi)機(jī)械式停車(chē)設(shè)備采用與地面垂直方向做循環(huán)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到存取車(chē)輛的停車(chē)設(shè)備。其工作原理是通過(guò)減速電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在牽引構(gòu)件——鏈條上，每隔一定距離安裝一個(gè)存車(chē)拖架，存車(chē)拖架隨鏈條一起作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到存取車(chē)輛的目的。存車(chē)時(shí)，司機(jī)將車(chē)開(kāi)至設(shè)備存車(chē)拖架準(zhǔn)確位置后，停妥后，司機(jī)出庫(kù)。按動(dòng)操作按鍵，電機(jī)啟動(dòng)，存車(chē)拖架隨之運(yùn)動(dòng)，另一存車(chē)拖架轉(zhuǎn)動(dòng)到進(jìn)口位置即停，則可進(jìn)行下一存車(chē)操作；取車(chē)時(shí)，按下所取車(chē)編號(hào)按鍵，設(shè)備動(dòng)作，存車(chē)拖架按最短路程運(yùn)行至出口，司機(jī)進(jìn)入存車(chē)拖架，將車(chē)開(kāi)出。該類(lèi)型車(chē)庫(kù)占地小，容量大，利用地面兩個(gè)平面停車(chē)位可同時(shí)停放7-32輛車(chē)；機(jī)械性能穩(wěn)定，安裝操作簡(jiǎn)便，配置靈活，存取車(chē)方便；運(yùn)行平穩(wěn)，制動(dòng)可靠，安全性高，外觀輕巧美觀。（6）簡(jiǎn)易升降式立體車(chē)庫(kù)（圖2-6）圖2-6 簡(jiǎn)易升降式立體車(chē)庫(kù)簡(jiǎn)易升降類(lèi)機(jī)械式停車(chē)設(shè)備把停車(chē)位分成上、下二層或二層以上，借助升降機(jī)構(gòu)或俯仰機(jī)構(gòu)使汽車(chē)存入或取出的一種機(jī)械式停車(chē)設(shè)備。該類(lèi)車(chē)庫(kù)一般為準(zhǔn)無(wú)人方式，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單、建造成本較為經(jīng)濟(jì)，安裝周期也很短，性能可靠、操作也十分容易。畢業(yè)設(shè)計(jì)8該類(lèi)車(chē)庫(kù)多適用于多用于私人住宅、企事業(yè)單位、地下室等場(chǎng)所，在面積一定時(shí)至少增加二倍以上的停車(chē)位。托運(yùn)盤(pán)作升降運(yùn)動(dòng)的裝置有鋼絲繩式的、鏈?zhǔn)降摹⒁簤菏降牡刃问?。?）圓形立體車(chē)庫(kù)（圖2-7）臺(tái)灣省臺(tái)北市矽鋼中山停車(chē)業(yè)公司獨(dú)創(chuàng)圓形立體車(chē)庫(kù)，具有獨(dú)到之處。圓形立體車(chē)庫(kù)由于車(chē)輛存取時(shí)無(wú)橫向移動(dòng)，出入庫(kù)速度高，具有優(yōu)異的平穩(wěn)性，噪聲小，故障率低，成本低等特點(diǎn)。圖 2-7 圓形立體車(chē)庫(kù)畢業(yè)設(shè)計(jì)9第 3 章 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)3.1 方案選擇本次設(shè)計(jì)的參數(shù)要求如下：5000mm(長(zhǎng))×1850mm(寬)×1550mm(高)，車(chē)重1700kg，容量8臺(tái)，最長(zhǎng)提車(chē)時(shí)間為1min。通過(guò)第二章的各種車(chē)庫(kù)類(lèi)型的分析比較：結(jié)合這次設(shè)計(jì)8臺(tái)車(chē)容量車(chē)庫(kù)的任務(wù)，可以看出垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)無(wú)疑是最佳的選擇方案，它占地少，配置靈活，安裝方便，存取車(chē)快捷。3.2 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)計(jì)算垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)主要由鋼結(jié)構(gòu)骨架、驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣及自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、IC卡自行收費(fèi)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等部分組成。垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)整機(jī)采用輕鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)稱(chēng)布置受力合理，既能滿(mǎn)足整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，又降低整機(jī)重量。采用高精度鏈輪與鏈條配合傳動(dòng)，傳動(dòng)準(zhǔn)確，降低了機(jī)械噪音與磨損。3.2.1 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的基本組成垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的基本組成框圖如圖3-1所示:圖3-1 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)基本組成框圖畢業(yè)設(shè)計(jì)103.2.2 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架支撐動(dòng)力裝置、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和停車(chē)載荷，為保證停車(chē)設(shè)備安全、可靠的工作，它具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架由支柱、橫梁、斜拉桿、腹桿和支撐動(dòng)力及附屬裝置的上、下支承梁等組成，其支柱通過(guò)螺栓與基礎(chǔ)相連。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在鋼結(jié)構(gòu)骨架上，由傳動(dòng)部件、張緊裝置、鏈條、車(chē)輛托盤(pán)、鏈條導(dǎo)軌、托盤(pán)導(dǎo)軌等部分組成。傳動(dòng)部件是使機(jī)械循環(huán)運(yùn)行的機(jī)構(gòu)，張緊裝置是保證機(jī)械正常運(yùn)行的部件，鏈條是連接鏈輪與張緊鏈輪的牽引構(gòu)件，車(chē)輛托盤(pán)是存取車(chē)的承托裝置，鏈條導(dǎo)軌和托盤(pán)導(dǎo)軌是保證鏈條和托盤(pán)正常運(yùn)行的構(gòu)件。3.2.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，符合本次設(shè)計(jì)的要求，電機(jī)設(shè)置在車(chē)庫(kù)下部，可正反雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，在車(chē)庫(kù)上、下部各有兩個(gè)大型鏈輪，下部的兩個(gè)鏈輪用一根傳動(dòng)軸來(lái)連接，上、下部的鏈輪都固定在支撐架上并通過(guò)兩條鏈條相連，這樣可以使兩邊保持同步，確保工作起來(lái)震蕩較小，工作安全可靠，噪聲小，采用的電機(jī)功率必須大一些才能保證工作的穩(wěn)定性。（1）減速電機(jī)的選擇計(jì)算功率：○ 1按存取車(chē)輛時(shí)間小于一分鐘計(jì)算，鏈條循環(huán)取速度8m/min，一輛轎車(chē)的重量是1700kg,托盤(pán)上升所需最大功率: 由參考文獻(xiàn) [2]知電動(dòng)機(jī)輸出功率：(3-2-1)wPp?/0?式中： ——工作機(jī)所需功率；wp——減速機(jī)與工作機(jī)之間的傳動(dòng)總效率。?(3-2-2)WVFP?其中：驅(qū)動(dòng)力 ；1.749.86.KNWFmg??工作速度 。8/inV代入數(shù)據(jù)得： /60.48/60.9kwWPFV???鏈傳動(dòng)總效率：（3-2-3)nw?.21畢業(yè)設(shè)計(jì)11——聯(lián)軸器效率，查參考文獻(xiàn) [2] 表1-2取0.99；1?——滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（四對(duì)）查參考文獻(xiàn) [2]表1-2取0.99。2代入數(shù)據(jù)得： 94.0.9.02421????w則電機(jī)的輸出功率為： 0/8./6.kwpP確定減速機(jī)的轉(zhuǎn)速：○ 2由車(chē)輛的規(guī)格初步估計(jì)鏈輪直徑在2米左右，而鏈條循環(huán)速度為8m/min。根據(jù)公式： 。81.27rminVnd??所以可購(gòu)買(mǎi)德國(guó)SEW-傳動(dòng)設(shè)備公司生產(chǎn)的功率為11kw，轉(zhuǎn)速為1.27r/min的交流減速電機(jī)如圖3-2所示，不必重新設(shè)計(jì)選擇傳統(tǒng)的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)及減速器。圖3-2 交流減速電機(jī)3.2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要指鏈傳動(dòng)，通過(guò)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏈條上的車(chē)輛托盤(pán)（即車(chē)架）來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的存取。（1） 鏈條及鏈輪的選擇查參考文獻(xiàn) [5]選擇單排滾子鏈，鏈條型號(hào)為 GB1243.1-83。○ 1 296140??A基本參數(shù)如下：節(jié)距： 63.5mp?滾子外徑： 198d內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬： 137.5b銷(xiāo)軸直徑： 29.84md?畢業(yè)設(shè)計(jì)12內(nèi)鏈板高度： 260.3mh?極限拉伸載荷： 47KNQ技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)處理 ，材料為45號(hào)鋼。HBS5~由于傳統(tǒng)的鏈傳動(dòng)無(wú)法直接輸出與托盤(pán)連接，故本次設(shè)計(jì)特在傳統(tǒng)的滾子鏈的鏈節(jié)上加裝八個(gè)特殊輸出機(jī)構(gòu)，并均分布在鏈條上，每個(gè)機(jī)構(gòu)由兩個(gè)聯(lián)結(jié)部分組成：一個(gè)聯(lián)結(jié)與鏈條內(nèi)鏈板聯(lián)接，安裝只要替換鏈條中一個(gè)鏈節(jié)的內(nèi)鏈板即可，另一個(gè)聯(lián)結(jié)與托盤(pán)上的橫軸相聯(lián)接。此特殊的輸出機(jī)構(gòu)圖如下所示：圖3-3 特殊輸出機(jī)構(gòu)示意圖根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求：存量為八臺(tái)車(chē)，選擇車(chē)架尺寸寬為2050mm，高為1700mm。○ 2可以初步估計(jì)鏈輪直徑在兩米左右。查參考文獻(xiàn) [6]初選鏈輪齒數(shù)為103個(gè)，分度圓直徑。08.3md?技術(shù)要求：齒面硬度為 ，材料為40Cr。50~4HRC經(jīng)分析要使托盤(pán)運(yùn)動(dòng)至車(chē)庫(kù)上部的鏈輪最上端時(shí)不發(fā)生碰撞，每個(gè)特殊輸出結(jié)構(gòu)之間距離至少為2.35米。（2） 鏈條結(jié)構(gòu)尺寸的確定及校核初步估計(jì)鏈輪中心距：○ 1 32.352.358.1420.16.mnda??????? ?鏈節(jié)數(shù)計(jì)算：○ 2鏈 長(zhǎng)： .81.0mL?鏈條節(jié)數(shù)： 2965.633???p確定鏈長(zhǎng)及實(shí)際中心距：○ 3由參考文獻(xiàn) [5]表12-2-2知： 3.518.796m10pL??計(jì)算中心距： 063.5()(29).22paz???實(shí)際中心距： 0.04.1a??畢業(yè)設(shè)計(jì)13確定鏈速：○ 4最長(zhǎng)取車(chē)時(shí)間為t=1min，則有 18.7960.5ms9.4in2Lvt???由參考文獻(xiàn) [5]表12-2-2知：（3-2-4）10nzp則： 109.4137ri65vnzp???按靜強(qiáng)度校核鏈條：○ 5由于鏈條處于低速重載傳動(dòng)中，其靜強(qiáng)度占主要地位。由參考文獻(xiàn) [5]知，鏈條靜強(qiáng)度計(jì)算式：（3-2-5）pfctAnFKQn???式中： ——靜強(qiáng)度安全系數(shù)；n——工況系數(shù)，查表12-2-3取 ；AK0.1——鏈條極限拉伸載荷， ；Q347N——有效圓周力， ；tF109.6.2K5tPFv???——離心力引起的力， ，其中 為鏈條質(zhì)量，可c 2.107.4cqq由表12-2-9查得： ；-16.0kgmq?——懸垂力， ，其中 為系數(shù)，查圖12-2-3得：fF)sin(aKFff ???fK， 為中心距， ， 為兩輪中心線(xiàn)對(duì)水平面的傾角， ，則1?fKaa104.6 ?90??；(sin)298.19.26N0ff qg?????——許用安全系數(shù)， 。p ~4pn代入數(shù)據(jù)得： pfctA nFKQn ????????76.5106.92.0373符合強(qiáng)度要求。（3） 鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算鏈輪主要由齒圈、輪轂、輪輻和加強(qiáng)筋組成。鏈輪齒形的設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：保證鏈條順利的嚙入和嚙出；○ 1具有足夠的容納鏈條節(jié)距伸長(zhǎng)的能力；○ 2畢業(yè)設(shè)計(jì)14防止鏈條跳動(dòng)而掉鏈；○ 3具有合理的作用角；○ 4齒廓曲線(xiàn)與鏈傳動(dòng)的工況相適應(yīng)；○ 5加工工藝性要好?！?6本次設(shè)計(jì)取滾子鏈國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1243.1-83規(guī)定的端面齒形，即三圓弧—直線(xiàn)齒形。1） 輪轂由后面的軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，與鏈輪輪轂配合的軸徑為 ，查參考文獻(xiàn) [5]197mkd?表12-2-15知：輪轂厚度 為：h1979.5050.28.36466kd?????輪轂長(zhǎng)度： ，其結(jié)構(gòu)如下所示：42ml圖3-4 輪轂2） 齒圈由于鏈輪直徑很大，所以采用可以更換齒圈的裝配式結(jié)構(gòu)。最后確定齒圈的參數(shù)如下：分度圓直徑： ，查參考文獻(xiàn) [6]表13-2-9選取○ 1 m23.0818sin??pkzd?，節(jié)距 ；32.790k?63.5mp齒頂圓直徑： ； ○ 2 2165.21)0cot4( ????zda?齒根圓直徑： ，其中滾子外徑○ 3 18.39.04.5mfd???；19.68d?齒側(cè)凸緣直徑：○ 4其中內(nèi)鏈201876.201.74658.3267.04.1 ????????hzctgpg?畢業(yè)設(shè)計(jì)15板高度 ；260.3mh?分度圓弦齒高：○ 5 0.27.63.517mahp???鏈輪軸向齒廓參數(shù)，查參考文獻(xiàn) [4]表8-5知：○ 6齒寬： ；11.95,36ffb倒角寬： ；8ma?倒角半徑： ， ；xrp?67.5x齒側(cè)凸緣圓角半徑： ；0.4,2maapr?倒角深： 。31.8mh表 3-1 40A 滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸鏈號(hào) 節(jié)距Pmm滾子外徑mm內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬mm內(nèi)鏈節(jié)外寬mm內(nèi)鏈板高度mm銷(xiāo)軸直徑mm極限拉伸載荷(單排)Q單排重量 qkg/m40A 63.5 39.68 37.85 54.89 60.33 19.84 347KN 16.103) 輪輻輪輻采用鑄件，加工后將其與輪轂焊接，為減輕鏈輪重量，在輪輻上加六個(gè)均布的直徑為400mm的孔，其結(jié)構(gòu)尺寸如下：圖3-5 輪輻4） 加強(qiáng)筋板也采用為鑄件，將其與輪輻焊接，其目的是為了加大鏈輪的強(qiáng)度，共六個(gè)，其厚度為 。06352.4mhp???當(dāng)輪轂、輪輻、加強(qiáng)筋板焊接在一起后，要對(duì)其進(jìn)行熱處理，具體裝配后的結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖。畢業(yè)設(shè)計(jì)16（4） 鏈傳動(dòng)的失效形式鏈傳動(dòng)的失效形式主要有鏈條的疲勞破壞，鉸鏈的磨損，鉸鏈的膠合，鏈條的靜力拉斷，經(jīng)分析在鏈條低速過(guò)載的情況下，靜力拉斷占主導(dǎo)地位，故只需對(duì)其進(jìn)行靜強(qiáng)度校核即可，校核見(jiàn)上述過(guò)程。（5） 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式本次設(shè)計(jì)的鏈傳動(dòng)潤(rùn)滑方式采用人工定期地涂脂潤(rùn)滑方式，由于鏈傳動(dòng)為低速傳動(dòng)，故采取脂潤(rùn)滑方式即可。（6） 鏈傳動(dòng)的張緊鏈傳動(dòng)張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的垂度過(guò)大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動(dòng)現(xiàn)象；同時(shí)也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。本次設(shè)計(jì)的張緊裝置選中心距可調(diào)的裝置，通過(guò)調(diào)節(jié)中心距來(lái)控制張緊程度。該機(jī)構(gòu)可購(gòu)買(mǎi)或自行設(shè)計(jì)，通過(guò)與鏈輪的自由安裝配合來(lái)調(diào)整中心距。3.2.5 軸的設(shè)計(jì)與校核本次設(shè)計(jì)的立體車(chē)庫(kù)中共有四根軸，主傳動(dòng)軸兩根（由于主傳動(dòng)軸較長(zhǎng)，為便于加工將其分為兩段，中間用聯(lián)軸器連接），從轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩根，材料均為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，查參考文獻(xiàn) [4]表19-1知：45號(hào)鋼的 ，其屈服極限為HBS250~ 60MPab??，且查表0-2知，對(duì)塑性材料有：彎曲 ，扭轉(zhuǎn)3MPas?? ][2.1~][F，擠壓 ，剪切 。因45號(hào)鋼許用拉應(yīng)力[]0.5~6[]?[]1.5~2[]p??0.68j??為 ，n為安全系數(shù)，對(duì)塑性材料通常取 ，故37.Pa2sn? 2.~51， 。[]178Pa?[]90?其設(shè)計(jì)如下：（1） 主傳動(dòng)軸初步估計(jì)軸徑○ 1由參考文獻(xiàn) [1]知，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：（3-2-6）3950[].2TTPnWd????則有： ，查表15-3取 ，則 ，取與鏈輪3nPAd??1?Am8.19647.???配合的軸徑為 。m197?k軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)○ 2如下圖3-6所示，此軸分為兩段，共7534mm,左主動(dòng)軸長(zhǎng)3958mm，從左側(cè)往里畢業(yè)設(shè)計(jì)17302mm直徑180mm處開(kāi)有裝聯(lián)軸器的鍵槽，根據(jù)軸的直徑選擇相應(yīng)的鍵，從而確定鍵槽尺寸；余留長(zhǎng)度80mm，與軸承座相配合的軸段長(zhǎng)為290mm，直徑為190mm；與鏈輪配合的軸段長(zhǎng)為250mm，直徑為197mm，并開(kāi)有一個(gè)裝鏈輪的鍵槽；從內(nèi)軸承座外側(cè)到聯(lián)軸器之間的光軸為2700mm，直徑為180mm,為減輕重量，該光軸部分可作成中空。右主動(dòng)軸與左主動(dòng)軸類(lèi)似于對(duì)稱(chēng)分布，長(zhǎng)3576mm，也開(kāi)有一個(gè)裝鏈輪的鍵槽。此軸中間一段只要一般的粗糙度即可，而兩端與軸承配合的軸要保證相當(dāng)?shù)木?，其余的保證普通精度即可。如圖3-6示意圖所示，具體軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖。圖3-6 主動(dòng)軸示意圖軸的校核○ 3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，由參考文獻(xiàn) [3]可知校核公式為： 。PWT??該軸的扭矩圖如圖3-7所示：圖3-7 扭矩示意圖可以看出軸的第二個(gè)鍵槽中心截面（即與鏈輪配合處）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：（3-2-7）][maxa????PWT式中： ；KN87.6243.19509max ???nPT。33 5.16dWp?代入數(shù)據(jù)可得： 。??MPa90Pa91.40.8762maxa ??????pT由此可知強(qiáng)度符合要求，設(shè)計(jì)合理。畢業(yè)設(shè)計(jì)18（2） 從傳動(dòng)軸此軸共兩個(gè)，每個(gè)長(zhǎng)876mm，在車(chē)庫(kù)上部對(duì)稱(chēng)分布。在直徑197mm處裝配鏈輪，上面開(kāi)有鍵槽，防止軸和鏈輪的相對(duì)移動(dòng)，該段長(zhǎng)250mm；與軸承座配合的直徑為190mm，該段長(zhǎng)290mm，鏈輪左右均有一個(gè)；它需要承受垂直方向的壓力，鏈輪軸向定位采用軸肩或采用套筒聯(lián)接，長(zhǎng)20mm；軸的公差，跳動(dòng)度以及圓柱度，表面粗糙度，軸肩粗糙度均按照與配合的要求選取。如圖3-8示意圖所示，具體的結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖。圖3-8 從傳動(dòng)軸示意圖軸的受力分析○ 1據(jù)受力分析，該軸處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，故需對(duì)其進(jìn)行彎扭合成法來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度校核。每根從動(dòng)軸受到最大壓力為四輛車(chē)的重量: kg680174??m四個(gè)車(chē)架重量:估計(jì)每個(gè)車(chē)架為400kg, 2?鏈條總重量： .3.6105.632933???pqlm估計(jì)鏈輪質(zhì)量： 為500kg4代入數(shù)據(jù)得：????KN19.08.56.3021684321 ??????ggF計(jì)算彎矩及扭矩：○ 2 m1.497.90??????FLM彎矩圖如圖3-9所示：圖3-9 彎矩示意圖，'MT?2''dF式中： 為四輛車(chē)的重量， ；'F KN64.8.917041' ??gmF畢業(yè)設(shè)計(jì)19代入數(shù)據(jù)得： mKN38.691023.864.' ?????MT扭矩圖如圖3-10所示：圖3-10 扭矩示意圖可以看出該軸的中心截面（與鏈輪裝配處）為危險(xiǎn)截面：在該截面邊緣某點(diǎn)同時(shí)作用有最大彎曲正應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，其值分別為：（3-2-8）pWMmaxax??（3-2-9）Taax?式中： ， ；KN21.3max??M3015.?p，869'ax?.T 3m7.2d?所以根據(jù)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行校核： ，將上面兩式子代入得：????????2axax34r（3-2-10）??WTMr2max3代入數(shù)據(jù)得： 。178MPa][P17.94075.8.62123 ???????r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180mm，查參考文獻(xiàn) [2]選用HL10型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，共兩個(gè)。（2） 鍵的選擇與校核1） 查參考文獻(xiàn) [10]表9-4選普通平鍵：畢業(yè)設(shè)計(jì)20與聯(lián)軸器配合的選用：鍵45×290 GB/T1095-1990，四個(gè)；○ 1與鏈輪配合選用：鍵45×240 GB/T1095-1990，四個(gè)。○ 22） 校核查參考文獻(xiàn) [1]知校核公式為：（3-2-11）][1023ppkldT?????式中：T——傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前知 ；mKN87.6?——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， ，h為鍵的高度；k 5.2——鍵的工作長(zhǎng)度，圓頭平鍵 ；l bLl?——軸的直徑；d—許用擠壓應(yīng)力，查表6-2知： 。][p? MPa150~2][?p?聯(lián)軸器與軸配合的鍵： ， ，代入上述公式○ 1 m180?d m49?bLl可得： ][Pa05.18245.76263 ppklT?????鏈輪與軸配合的鍵： ， ，代入校核公式可○ 2 19?d94?bLl得： ][MPa3.10975.26063 ppklT?????由此可知鍵的選擇能滿(mǎn)足要求。3.2.7 軸承及軸承座的選擇（1） 軸承的選用及校核軸承均選用深溝球軸承，查參考文獻(xiàn) [10]選軸承型號(hào)為6238 GB/T276-94?！?1軸承壽命校核：○ 2查參考文獻(xiàn) [1]知軸承壽命計(jì)算公式為：（3-2-12）?)(601PCnLh?查表知： ，當(dāng)量動(dòng)載荷為 。對(duì)于球軸承， ，218kNC? kN93.452F3??，代入數(shù)據(jù)得：r/min437.1?n h10.)0.18(7.60)( 636 ?????PCnLh可知軸承壽命足夠長(zhǎng)，選擇符合要求。軸承潤(rùn)滑○ 3由于傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速比較低，故軸承采用脂潤(rùn)滑即可，在軸承座內(nèi)加入足夠的脂潤(rùn)滑即可，對(duì)承受較大載荷來(lái)說(shuō)此種潤(rùn)滑方式十分適宜。（2） 軸承座的選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)21查參考文獻(xiàn) [7]選“適用帶緊定套軸承的四螺柱滾動(dòng)軸承座”，型號(hào)為SD538 GB/T7813-1998。3.2.8 鋼結(jié)構(gòu)骨架（1）骨架結(jié)構(gòu)車(chē)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)主要采用熱扎槽鋼結(jié)構(gòu)，材料均選牌號(hào)為 Q235-A。查參考文獻(xiàn) [2]表 7-9 初選立柱型號(hào)為 20 GB707-88，該車(chē)庫(kù)全部重量由四根大的立柱承受，四根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 200mm,立柱厚度為 40mm，高度為 8000mm,立柱底部上焊有一塊正方形鐵板，邊長(zhǎng)為 400mm，厚度為 30mm，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 3-11 所示。圖 3-11 立柱正面橫粱也承受很大的壓力，車(chē)輛的重量通過(guò)支撐架壓在橫梁上，用螺栓 M24 固定在立柱上或加肋板焊接固定，它采用工字形截面，如圖 3-12 所示，型號(hào)為熱扎工字鋼 18 GB706-88，側(cè)面橫梁因受力較小，主要起連接作用，因此只需要外形合適就可以，可采用和正面橫梁一樣的連接方法，選熱扎槽鋼 16 即可。圖 3-12 橫梁的工字形截面斜拉桿、加強(qiáng)肋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 3-13 所示。畢業(yè)設(shè)計(jì)22圖 3-13 斜拉桿、加強(qiáng)肋的等邊角鋼截面鋼結(jié)構(gòu)骨架的具體安裝見(jiàn)總裝配圖。此種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的承載能力強(qiáng)，且型鋼強(qiáng)度高、耐壓、耐彎能力強(qiáng)，根據(jù)受力分析知其遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，故無(wú)須對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。（2）車(chē)輛托盤(pán)車(chē)輛托盤(pán)（即車(chē)架）主要由橫軸、底板和導(dǎo)向槽及導(dǎo)向輪組成。其下部載車(chē)板是一個(gè)整體，四周是框架結(jié)構(gòu)，在托盤(pán)載車(chē)板上設(shè)置車(chē)輛定位裝置，車(chē)輛駛上托盤(pán)至定位即無(wú)法前進(jìn)，托盤(pán)面為防滑設(shè)計(jì)，防止車(chē)輛自行滑動(dòng)。如圖 3-14 所示。圖 3-14 停車(chē)架橫軸○ 1此軸長(zhǎng) 6376mm，直徑為 50mm，材料選 Q235-A，它主要受向下的壓力，即托盤(pán)為400kg，車(chē)重為 1700kg。因 ，取??N2058.91740????NMPa150??由 ，即 。??Ar7.4.2 ??此軸安全可靠。底板○ 2它是停放車(chē)輛的地方，為了保證車(chē)輛在上面不滑動(dòng)，上面安裝防滑塊，下面還有肋板，用來(lái)增加底板的強(qiáng)度，以免車(chē)在上面使底板產(chǎn)生彎曲變形。導(dǎo)向槽○ 3前端導(dǎo)向槽是防止鏈條的左右移動(dòng)，讓鏈條軸在其滑槽中上下移動(dòng)來(lái)達(dá)到需要的效畢業(yè)設(shè)計(jì)23果。它的寬度比鏈軸大一點(diǎn)點(diǎn)，用來(lái)保證鏈軸既能在里面上下移動(dòng)，也不至于左右有大的移動(dòng)范圍。后斷導(dǎo)向槽是為了防止車(chē)輛托盤(pán)過(guò)大的擺動(dòng)而產(chǎn)生的不良后果，需要讓鏈滑塊上的軸承在滑槽中移動(dòng)來(lái)減小擺動(dòng)。導(dǎo)向輪○ 4導(dǎo)向輪由前后導(dǎo)向輪和側(cè)面導(dǎo)向輪組成，在左右側(cè)面各裝四個(gè)，在底板前后各裝一個(gè)，每個(gè)車(chē)架上的導(dǎo)向輪共計(jì)十個(gè)。兩側(cè)的導(dǎo)向輪保證車(chē)架在豎直方向上運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，而前后兩個(gè)導(dǎo)向輪的作用是保證車(chē)架在運(yùn)行到車(chē)庫(kù)上部鏈輪的圓弧處，防止脫離鏈條而發(fā)生擺動(dòng)。3.3 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的輔助裝置及其他系統(tǒng)3.3.1 立體車(chē)庫(kù)的輔助裝置輔助裝置主要有導(dǎo)軌、地基支撐架及加強(qiáng)支架等。（1） 導(dǎo)軌導(dǎo)軌由側(cè)面導(dǎo)軌、上圓弧導(dǎo)軌和下圓弧導(dǎo)軌三部分組成。側(cè)面導(dǎo)軌○ 1它是為車(chē)架在垂直方向運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)向輪的滾動(dòng)而設(shè)置的，本次設(shè)計(jì)采用 20 號(hào)熱扎槽鋼做導(dǎo)軌即可，其優(yōu)點(diǎn)是加工方便，經(jīng)久耐用，結(jié)構(gòu)性能好。上圓弧導(dǎo)軌○ 2它是為了保證車(chē)架在運(yùn)行到上部鏈輪左右平移時(shí)不發(fā)生擺動(dòng)而設(shè)計(jì)的，本次設(shè)計(jì)用焊接結(jié)構(gòu)的 U 型圓弧導(dǎo)軌，材料用 Q235-A 即可。下圓弧導(dǎo)軌○ 3它是為了保證車(chē)架在運(yùn)行到下部鏈輪時(shí)防止其脫離鏈條而設(shè)計(jì)的，本次設(shè)計(jì)用焊接的鋼架結(jié)構(gòu)作為下圓弧導(dǎo)軌，材料也采用 Q235-A。（2） 地基支撐架在車(chē)庫(kù)最底層設(shè)置八個(gè)地基支撐架，主要用來(lái)分擔(dān)車(chē)輛對(duì)四根主要立柱的承壓能力，這樣合理地布置更有利于整個(gè)車(chē)庫(kù)框架的設(shè)計(jì)。3.3.2 防止轉(zhuǎn)動(dòng)的安全掛鉤安全可靠是立體車(chē)庫(kù)必備的特性，在立體鋼結(jié)構(gòu)骨架上部左右兩側(cè)各設(shè)兩個(gè)安全掛鉤，在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)鏈條運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，安全掛鉤電磁鐵通電，移動(dòng)鐵塊吸合，掛鉤自然下落，保證托盤(pán)順利轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)車(chē)托盤(pán)轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)奈恢茫姍C(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)是，安全掛鉤電磁鐵斷電，移動(dòng)鐵塊自然下落，掛鉤鉤入上部左右側(cè)的兩個(gè)托盤(pán)，以防其突然轉(zhuǎn)動(dòng)。3.3.3 手動(dòng)控制裝置設(shè)有手動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)遇到停電或者電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，而又需要停取車(chē)時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)控制，通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)來(lái)控制托盤(pán)的上升和下降，從而完成存取車(chē)輛。畢業(yè)設(shè)計(jì)24第 4 章 車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)4.1 基本要求操作簡(jiǎn)單、快捷，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶(hù)提供一個(gè)安全、簡(jiǎn)易的使用環(huán)境，這是對(duì)自動(dòng)化立體停車(chē)設(shè)備的基本要求。該立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)需要完成的控制動(dòng)作包括: 能夠完成自動(dòng)監(jiān)測(cè)(托盤(pán)內(nèi)有無(wú)車(chē)輛、存車(chē)的位置、空車(chē)位等)、對(duì)電機(jī)能自動(dòng)控制正反轉(zhuǎn)以完成自動(dòng)存取車(chē)、可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi).能夠通過(guò)遠(yuǎn)程遙感控制來(lái)實(shí)現(xiàn)停取車(chē)輛， 還要有為了安全設(shè)置消防系統(tǒng)等，因此設(shè)計(jì)的立體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)主要由車(chē)庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)、自動(dòng)存取車(chē)系統(tǒng)、消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)組成，考慮通過(guò)微型計(jì)算機(jī)、可編程控制器(Programming Logic Controller,簡(jiǎn)稱(chēng)PLC)來(lái)完成控制。PLC作為自動(dòng)化工業(yè)控制器，采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成，可靠性高;其功能強(qiáng)大，通用性好，不僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有A/D, D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和通訊聯(lián)網(wǎng)等功能:采用梯形圖編程方式，編程簡(jiǎn)單;PLC產(chǎn)品的己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了系列化、單元化，并配備了.多種齊全的控制單元供用戶(hù)選擇，應(yīng)用靈活:此外，PLC還具有體積小、能耗低、質(zhì)量輕、性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)。PLC完全可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的控制需要，PLC控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)車(chē)位的運(yùn)轉(zhuǎn)。利用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信手段、數(shù)據(jù)處理能力和圖形顯示、多媒體技術(shù)，可以顯示車(chē)庫(kù)形象、直觀的全貌，可直接在計(jì)算機(jī)上完成停車(chē)操作和計(jì)費(fèi)結(jié)算，并對(duì)操作運(yùn)行和故障給提示、報(bào)警。PLC和微型計(jì)算機(jī)可以組成一個(gè)的全自動(dòng)存取車(chē)控制系統(tǒng)。4.2 車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的組成車(chē)庫(kù)只設(shè)一個(gè)存取車(chē)口，采用后進(jìn)入庫(kù)，前進(jìn)出庫(kù)，在口上有IC卡讀卡機(jī)以識(shí)別車(chē)主身份，存車(chē)時(shí)車(chē)主只需在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，車(chē)庫(kù)將自動(dòng)將空車(chē)輛托運(yùn)盤(pán)調(diào)出并打開(kāi)車(chē)庫(kù)門(mén)，車(chē)主開(kāi)車(chē)進(jìn)入車(chē)庫(kù)，將車(chē)駛?cè)胝{(diào)出的空托運(yùn)盤(pán)上，停車(chē)到位即可離開(kāi)，車(chē)庫(kù)門(mén)自動(dòng)關(guān)閉:取車(chē)時(shí)，車(chē)主在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，控制器自動(dòng)讀取車(chē)位號(hào)，車(chē)庫(kù)內(nèi)對(duì)應(yīng)的托車(chē)盤(pán)將自動(dòng)把車(chē)輛送出，車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)，車(chē)主入內(nèi)開(kāi)車(chē)出來(lái)，庫(kù)門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。畢業(yè)設(shè)計(jì)25圖4-1 車(chē)輛控制系統(tǒng)組成框圖4.3 車(chē)庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)車(chē)庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)完成以下功能:（1）存車(chē)時(shí)，首先由自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)各停車(chē)用的托運(yùn)盤(pán)上是否有車(chē)一在每個(gè)托盤(pán)一條對(duì)角線(xiàn)上安裝一套光電開(kāi)關(guān)，可檢測(cè)其上有無(wú)車(chē)輛。如檢測(cè)到車(chē)位上有車(chē)，則其結(jié)果為1，反之為0，檢測(cè)結(jié)果存入計(jì)算機(jī)中。（2）將車(chē)輛停放到托盤(pán)上時(shí)，檢測(cè)托盤(pán)上停放汽車(chē)長(zhǎng)寬高重是否超限以及停放是否到位:采用光電開(kāi)關(guān)在出入口底部進(jìn)行掃描檢測(cè)，光電開(kāi)關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，在托盤(pán)前后位置均進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)有車(chē)輛不符合規(guī)定的容車(chē)尺寸或停放不到位時(shí)，車(chē)就把光電開(kāi)關(guān)光源擋住，此時(shí)系統(tǒng)不能動(dòng)作， 只有車(chē)輛停放到位后，系統(tǒng)才能正常工作。（3）取車(chē)時(shí)，檢測(cè)出入口處托盤(pán)上車(chē)輛是否被取走，如取走則車(chē)庫(kù)關(guān)門(mén)。（4）檢測(cè)托盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)最否到位:在每個(gè)托盤(pán)上及出口處車(chē)位上裝上限位開(kāi)關(guān)，存取車(chē)時(shí)檢測(cè)車(chē)輛托盤(pán)是否轉(zhuǎn)動(dòng)到位。如檢測(cè)到托盤(pán)到位，將數(shù)據(jù)輸出到PLC，控制電機(jī)制動(dòng)并使制動(dòng)器抱閘。4.4 汽車(chē)自動(dòng)存入和自動(dòng)取出要實(shí)現(xiàn)車(chē)庫(kù)的自動(dòng)化關(guān)鍵解決汽車(chē)自動(dòng)存入和自動(dòng)取出的問(wèn)題。存取車(chē)時(shí)，傳動(dòng)鏈條運(yùn)動(dòng)的方向和轉(zhuǎn)動(dòng)的車(chē)位數(shù)由自動(dòng)選優(yōu)算法確定， 即存取車(chē)時(shí)盡量使轉(zhuǎn)動(dòng)的車(chē)位數(shù)量最少，路徑最短，轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間最少。當(dāng)車(chē)主刷卡并按存車(chē)鍵后，計(jì)算機(jī)將IC卡號(hào)及當(dāng)前時(shí)間讀入，同時(shí)通知自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)查找空托盤(pán)，由自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的空托盤(pán)車(chē)位號(hào)，計(jì)算機(jī)利用自動(dòng)選講算法確定到達(dá)出入口最近的空托盤(pán)位置，并且通過(guò)通信模塊把鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的方向及運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)位數(shù)傳輸給PLC, PLC控制電機(jī)把相應(yīng)的空托盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到出入口處，打開(kāi)入口，司機(jī)將車(chē)開(kāi)入托盤(pán)，司機(jī)出庫(kù)以后按確認(rèn)鍵，車(chē)庫(kù)關(guān)門(mén)。計(jì)算機(jī)將存入車(chē)輛的車(chē)位號(hào)和入庫(kù)時(shí)間都寫(xiě)入IC卡中。取車(chē)時(shí)，車(chē)主刷卡并按取出確認(rèn)鍵后，計(jì)算機(jī)掃描數(shù)據(jù)庫(kù)，如有車(chē)則讀入取車(chē)時(shí)間，畢業(yè)設(shè)計(jì)26收費(fèi)，并將IC卡號(hào)、存取時(shí)間、收費(fèi)金額等數(shù)據(jù)保存，然后讀出要取車(chē)量的車(chē)位號(hào)，然后利用自動(dòng)選優(yōu)算法確定車(chē)輛要轉(zhuǎn)動(dòng)的方向及運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)位數(shù)，并將其通過(guò)通信模塊傳輸給PLC，再由PLC控制電機(jī)把車(chē)輛托盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到出入口處，打開(kāi)入口，司機(jī)將車(chē)開(kāi)出，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到出入口處托盤(pán)上車(chē)輛已被取走，車(chē)庫(kù)關(guān)門(mén)。存取車(chē)自動(dòng)尋優(yōu)算法:右圖為存取車(chē)自動(dòng)尋優(yōu)算法模型圖，圖中方框代表停車(chē)位，方框中數(shù)字表示車(chē)位號(hào)，其相對(duì)位置固定不變，模型有8個(gè)停車(chē)位，0號(hào)車(chē)位在車(chē)庫(kù)的出入口處。設(shè)系統(tǒng)逆時(shí)針為正轉(zhuǎn)，順時(shí)針為反轉(zhuǎn)。在控制器存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，用某些RAM單元位(如位尋址單元20H的8位和21H的低4位)標(biāo)志0-7停車(chē)位的停車(chē)情況，用0表示停車(chē)位空，1表示停車(chē)位己停車(chē)。在每次存取車(chē)時(shí)，控制系統(tǒng)先根據(jù)該RAM區(qū)中的數(shù)值判斷存車(chē)情況及其分布，然后根據(jù)停車(chē)算法確定控制方案。在另一RAM區(qū)(如30H--3BH單元)保存己編號(hào)的停放車(chē)輛所在的停車(chē)位號(hào)。 存車(chē)時(shí)，先判斷20H, 0位的值，若為1，表示停車(chē)己滿(mǎn);若為0，表示可以存車(chē)，可以存車(chē)時(shí)，先置位OOH，然后20H單元的8位和21H單元的低4位連續(xù)循環(huán)左移，直到滿(mǎn)足下列2個(gè)條件:OOH位為0; 20H單元的1,2,3位數(shù)值之和與20H單元的第5位及21H單元的0,1,2,3位數(shù)值之和的差滿(mǎn)足 ,即圖5-22中左右兩側(cè)停車(chē)數(shù)量之差滿(mǎn)足不大于1輛車(chē)的??右左 R要求，這樣可使機(jī)械傳動(dòng)部件受力較為均勻。找到滿(mǎn)足條件的空車(chē)位后，可根據(jù)程序循環(huán)移位次數(shù)判定電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向和循環(huán)車(chē)位數(shù)。若循環(huán)移位次數(shù)R，大于4，則反轉(zhuǎn)，循環(huán)車(chē)位數(shù)為8- ;若 小于或等于4，則正轉(zhuǎn)，循環(huán)車(chē)位數(shù)即為 。根據(jù)循環(huán)車(chē)位數(shù)設(shè)定計(jì)1 1R數(shù)器初值，按正反轉(zhuǎn)判定結(jié)果控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，由對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)的停車(chē)位計(jì)數(shù)的光電開(kāi)關(guān)的脈沖輸入觸發(fā)中斷，控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。取車(chē)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛所在的位置，找到30H-3BH單元中該車(chē)所在的停車(chē)位號(hào) 。若2R，取車(chē)時(shí)反轉(zhuǎn)， 即為旋轉(zhuǎn)車(chē)位數(shù):若 ，取車(chē)時(shí)正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)車(chē)位數(shù)為8-302?R2R742?。根據(jù)正反轉(zhuǎn)情況和旋轉(zhuǎn)車(chē)位數(shù)設(shè)置計(jì)數(shù)器初值，調(diào)試電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)程序，完成取車(chē)過(guò)程。存車(chē)和取車(chē)后均需對(duì)原RAM單元中的停車(chē)情況進(jìn)行更新。4.5 主機(jī)控制程序系統(tǒng)控制采用微型計(jì)算機(jī)作主機(jī)，PLC作下位機(jī)，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)直接控制。（1） 主機(jī)控制程序主機(jī)的控制程序主要完成的功能:在存車(chē)時(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)自動(dòng)車(chē)位檢測(cè)裝置確定該車(chē)要存入的具體車(chē)位號(hào)，由自動(dòng)尋優(yōu)算法算出存車(chē)時(shí)托盤(pán)要轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和運(yùn)轉(zhuǎn)的車(chē)位數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊傳輸給PLC.畢業(yè)設(shè)計(jì)27在取車(chē)時(shí)讀出IC卡上的存車(chē)數(shù)據(jù)，得到所要取出車(chē)所在的車(chē)位號(hào)，再由自動(dòng)尋優(yōu)算法算出取車(chē)時(shí)托盤(pán)要轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和運(yùn)轉(zhuǎn)的車(chē)位數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸給PLC。主機(jī)控制程序的流程框圖如圖4-3圖4-3 主機(jī)控制程序的流程（2） PLC控制程序PLC是車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的核心，它的主要作用是:當(dāng)有存取操作時(shí)，PLC會(huì)接收和分析主機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)、指令并做出合理的工控安排;判斷檢測(cè)元件的狀態(tài)， 讀取車(chē)庫(kù)機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分的信息:然后反饋信息到執(zhí)行元件， 控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)的車(chē)位數(shù)，把車(chē)輛存入相應(yīng)的車(chē)位號(hào)或者取出相應(yīng)車(chē)位號(hào)上的車(chē)輛，實(shí)現(xiàn)托盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，完成車(chē)輛的存取操作。畢業(yè)設(shè)計(jì)28圖4-4 PLC控制流程圖PLC控制程序的設(shè)計(jì)一般遵循以下基本原則:控制系統(tǒng)應(yīng)安全、可靠、實(shí)用，且易于維修；○ 1在滿(mǎn)足控制要求的前提下，系統(tǒng)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，性?xún)r(jià)比高；○ 2考慮的今后的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在硬件配置上應(yīng)留有一定的裕量。○ 3（3） 電機(jī)雙向控制梯形圖畢業(yè)設(shè)計(jì)29圖4-5 電機(jī)控制梯形圖指令編寫(xiě)如下：指令 元件LD 00000OR 01000AND NOT 00002AND NOT 00001AND NOT 01001OUT 01000LD 00001OR 01001AND NOT 00002AND NOT 00000AND NOT 01000如有正轉(zhuǎn)指令，00000常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使01000線(xiàn)圈得電并自鎖，KM1得電，電機(jī)正轉(zhuǎn);如有反轉(zhuǎn)指令，00001常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使01001線(xiàn)圈得電并自鎖，KM2得電，電機(jī)正轉(zhuǎn):如有停止轉(zhuǎn)動(dòng)指令，00002常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使01000或01001線(xiàn)圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)304.6 其他的控制系統(tǒng)（1）遙控感應(yīng)系統(tǒng)為了方便住戶(hù)存取車(chē)廠該系統(tǒng)還應(yīng)要有遙控感應(yīng)系統(tǒng)，特別是對(duì)住宅區(qū)內(nèi)的長(zhǎng)期用戶(hù)，當(dāng)用戶(hù)要存車(chē)時(shí)，到達(dá)車(chē)庫(kù)之前，可以在車(chē)上通過(guò)遠(yuǎn)程遙控，使車(chē)庫(kù)收到存車(chē)命令，將空車(chē)位運(yùn)轉(zhuǎn)到出入口處，當(dāng)用戶(hù)到達(dá)車(chē)庫(kù)時(shí)，空車(chē)位將己準(zhǔn)備好存放;而當(dāng)用戶(hù)要取車(chē)時(shí)， 還未到達(dá)車(chē)庫(kù)之前， 可以在通過(guò)遠(yuǎn)程遙控， 使車(chē)庫(kù)收到取車(chē)命令，將相應(yīng)的車(chē)輛運(yùn)轉(zhuǎn)到出入口處，當(dāng)用戶(hù)到達(dá)車(chē)庫(kù)時(shí)，要取的車(chē)輛將已準(zhǔn)備好，從而大幅節(jié)省用戶(hù)存取車(chē)時(shí)間。（2）警示及報(bào)警系統(tǒng)另外，在車(chē)庫(kù)顯眼處，設(shè)有運(yùn)行警示燈，當(dāng)車(chē)庫(kù)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)旋轉(zhuǎn)閃爍，提示車(chē)庫(kù)外人員車(chē)輛;當(dāng)系統(tǒng)有故障或者車(chē)庫(kù)門(mén)不是正常打開(kāi)(即有人強(qiáng)行打開(kāi)，想偷車(chē))，整個(gè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)產(chǎn)生聲音報(bào)警，并將信號(hào)傳給住宅小區(qū)總控制室，提示操作人員進(jìn)行檢查，并可有效的防止車(chē)輛被盜問(wèn)題。4.6.1垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)面板圖4-6 控制面板4.7 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)運(yùn)行的可靠性與安全性垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)的機(jī)電設(shè)備和控制系統(tǒng)是車(chē)庫(kù)正常運(yùn)行的物質(zhì)保證，為了提高車(chē)庫(kù)運(yùn)行可靠性和安全性，因此對(duì)這些機(jī)電設(shè)備和控制系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì)，在可能投資的情況下，保證一些關(guān)鍵部位的合理冗余，使車(chē)庫(kù)在個(gè)別機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)仍能可靠安全運(yùn)行。對(duì)運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備和控制系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中考慮到性能匹配，快速安裝、更換和調(diào)試。選擇微機(jī)控件PLC，保護(hù)電路的設(shè)置，建立多渠道的光電檢測(cè)、軟硬件信號(hào)互鎖、限位、防自轉(zhuǎn)保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、緊急停車(chē)按鈕等裝置，來(lái)確保整個(gè)系統(tǒng)安全、平穩(wěn)的運(yùn)作，