立體車庫設(shè)計(jì)【三層升降橫移式立體車庫】【3層8列】【22車位】
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立體車庫設(shè)計(jì)
第一章 緒論
1.1立體車庫產(chǎn)生的背景和意義
隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對(duì)于動(dòng)態(tài)交通（車輛行駛狀態(tài)）而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對(duì)停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問題。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長速度在15%-20%，而同時(shí)期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長速度只有2%-3%，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。
專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機(jī)動(dòng)車對(duì)停車場的需求。而硬措施，主要包括增建停車場，建設(shè)地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。
圖1.1先進(jìn)的自動(dòng)化立體車庫
隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅——停車場也有了長足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡單的機(jī)械車庫向計(jì)算機(jī)管理高度自動(dòng)化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進(jìn)入家庭，城市動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對(duì)居住環(huán)境要求的提高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。
作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，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)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識(shí)。目前我國經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。機(jī)械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實(shí)施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫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，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)省土建開發(fā)成本。
機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(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，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。
在地下車庫中采用機(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低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(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，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)眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車數(shù)量的不斷增加。截至2003年底，我國個(gè)人汽車保有量為12427672輛。其中，個(gè)人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長率為42.7%，但與此同時(shí)，汽車停車場地的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失調(diào)，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時(shí)，采用機(jī)械式立體停車設(shè)備是一個(gè)非常有效的措施。機(jī)械式立體停車設(shè)備又名立體車庫，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個(gè)有效手段。國家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計(jì)委6號(hào)令》把機(jī)械式停車序和立體停車場列入“國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”，國家海關(guān)總署對(duì)機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”、上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機(jī)會(huì)。可以預(yù)見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。
1.2國內(nèi)外立體車庫的研究發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1國外立體車庫的研究現(xiàn)狀
早在50多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對(duì)家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自70年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)--移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。
圖1.2國外高容量的立體車庫
目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于組合使用，易于安裝拆卸。鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，既提高了設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，又使設(shè)備輕巧美觀，載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強(qiáng)韌、耐用?？刂萍夹g(shù)方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù)，使運(yùn)行高速平穩(wěn)，節(jié)省電力，振動(dòng)和噪音也趨于最小?？刂菩问接?，按鈕式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行程開關(guān)、磁性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動(dòng)識(shí)別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊位自動(dòng)跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車圖象攝影對(duì)比安全檢測、自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等。
日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫的國家之一，其在上世紀(jì)60年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備。當(dāng)時(shí)日本全國汽車保有量大約為500萬輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。從80年代開始，日本開始向亞洲地區(qū)的韓國、中國及臺(tái)灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國機(jī)械車庫技術(shù)是日本機(jī)械停車技術(shù)的派生。其機(jī)械停車產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步，80年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速度都在30%左右。目前韓國停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。
圖1.3韓國LG公司研發(fā)的塔式
1.2.2 國內(nèi)立體車庫的研究現(xiàn)狀
我國機(jī)械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。
在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場競爭無序，個(gè)別企業(yè)為搶占市場，采取低價(jià)競爭；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對(duì)停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯
后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(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。
圖1.4在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫
1.3 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要工作目標(biāo)、工作內(nèi)容及基本要求
目前，立體車庫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)式等。在對(duì)國內(nèi)外各種同類產(chǎn)品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶需求等各個(gè)方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫形式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，而且對(duì)場地的適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)采用這類設(shè)備的車庫十分普遍。因此，最終確定研究對(duì)象為升降橫移式立體車庫。
1．3.1工作目標(biāo)
（1）升降橫移式立體停車設(shè)備總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究；
確定垂直升降式立體停車設(shè)備的總體布局、運(yùn)行方式，然后進(jìn)行存取車方式、提升系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)等各個(gè)組成部分的總體設(shè)計(jì)。
（2）升降橫移式立體停車設(shè)備的存取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；
在分析比較的基礎(chǔ)上，確定車庫的存取車形式，然后由此詳細(xì)設(shè)計(jì)停車位、載車板和存取機(jī)構(gòu)。
（3）升降橫移式立體停車設(shè)備的升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)研究；
首先通過比較，選定曳引驅(qū)動(dòng)方式作為整個(gè)車庫的升降方式。然后設(shè)計(jì)升降平臺(tái)、安全機(jī)構(gòu)等。并計(jì)算升降系統(tǒng)電機(jī)所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。
1.3.2工作內(nèi)容
本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)車輛自動(dòng)停放車庫的設(shè)計(jì)要求制定合理的結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計(jì)出既能滿足設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)又簡單成本又低的立體車庫，以節(jié)省城市中有限的土地資源，最終有效地緩解城市交通擁堵和泊車難的問題。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容為：主體機(jī)架設(shè)計(jì)、橫移傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、升降傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、載車板設(shè)計(jì)、控制裝置設(shè)計(jì)。
1.3.3基本要求
車庫分上中下三層，共八列，頂層載車板只需上下升降；中層載車板既可升降又可橫移；底層載車板只需左右橫移。中層和底層都留有一個(gè)空位，可以通過橫移載車板變換空位，當(dāng)?shù)讓榆囄贿M(jìn)出車時(shí)，無需移動(dòng)其它載車板就可直接進(jìn)出車；中間層、頂層進(jìn)出車時(shí)，先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降和進(jìn)出車動(dòng)作，進(jìn)出車后再上升回到原位置。
第二章 三層升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu)
2.1三層升降橫移式立體車庫的工作原理
升降橫移式立體車庫以鋼結(jié)構(gòu)框架為主題，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條帶動(dòng)載車板做升降橫移運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)存取車輛。其工作原理為：每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升降橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在車庫內(nèi)地面層的車輛：只作橫移，不必升降；而停泊在頂層的車輛：只作升降，不作橫移；中間層則通過升降橫移運(yùn)動(dòng)為頂層車輛讓出空位，或存取車輛。
三層升降橫移式的運(yùn)行原理：該停車設(shè)備的出入口在底層，底層（下文中也稱第一層）的載車板只可做橫移運(yùn)動(dòng)，中間層（下文中稱第二層）的載車板既可作升降運(yùn)動(dòng)又可做橫移運(yùn)動(dòng)，頂層（下文中也稱第三層）的載車板只可做升降運(yùn)動(dòng)。第二、三層均設(shè)有一個(gè)空位，載車板通過橫移運(yùn)動(dòng)變換空位。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M(jìn)出車時(shí)，無需移動(dòng)其他托盤就可直接進(jìn)出車；中間層、頂層進(jìn)出車時(shí)，先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降和進(jìn)出車動(dòng)作，進(jìn)出車后再上升回到原位置。其運(yùn)動(dòng)總原則是：升降復(fù)位，平移不復(fù)位。
橫移運(yùn)動(dòng)工作原理圖：
1-主動(dòng)行走輪 2-導(dǎo)軌 3-傳動(dòng)主軸
4-載車板 5-主動(dòng)齒輪與減速電機(jī) 6-從動(dòng)齒輪
傳動(dòng)方式為：減速電機(jī)-主動(dòng)齒輪5-從動(dòng)齒輪6-傳動(dòng)主軸3-主動(dòng)行走輪1-導(dǎo)軌2
提升機(jī)構(gòu)的工作原理圖：
如上圖所示，提升機(jī)構(gòu)由提升電機(jī)、鏈輪、鏈條、張緊輪、載車板組成，鏈輪張緊輪都固定在框架上，減速電機(jī)帶動(dòng)主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主傳動(dòng)軸帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)鏈輪通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，提升鏈條底端焊接在載車板兩側(cè)，頂端焊接在主從動(dòng)鏈輪的鏈條上，通過鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏈條移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)載車板的升降。
2.2設(shè)計(jì)參數(shù)及特點(diǎn)
項(xiàng)目
規(guī)格
升降橫移立體車庫
3層*8列
車位數(shù)
22
停放車輛規(guī)格
長*寬*高：5050*1850*1600mm 重2.2t
車庫主體尺寸
長*寬*高：23080*8000*5300mm
電機(jī)功率
0.6-4(KW)
橫移平均速度
7.5m/min
升降平均速度
4.8m/min
特點(diǎn)：三層停車位，其空間利用率最高，非常適合平面空地使用。而且可根據(jù)場地情況量身定做。實(shí)現(xiàn)2～5層或更多層的多車位設(shè)計(jì)。由于其對(duì)土建要求較低可根據(jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意組合排列，規(guī)?？纱罂尚?，結(jié)構(gòu)簡單而求成本較低，因此應(yīng)用十分廣泛。
2.3三層升降橫移立體車庫的基本組成結(jié)構(gòu)
機(jī)械式三層升降橫移式立體車庫總體采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整個(gè)機(jī)構(gòu)由立柱、橫梁和縱梁、橫移導(dǎo)軌、載車板等組成?？偣灿?2個(gè)停車位。底層有可以橫移的載車板；二層有移動(dòng)的框架利用滑輪帶動(dòng)載車板一起運(yùn)動(dòng)，并且裝有能使載車板升降的鏈條提升裝置；三層采用能夠升降的框架結(jié)構(gòu)。升降運(yùn)動(dòng)采用升降電動(dòng)機(jī)、鏈條提升；橫移運(yùn)動(dòng)借助導(dǎo)軌采用交流減速橫移電動(dòng)機(jī)和滑輪驅(qū)動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)
簡單，柔性好，啟動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，且安全可靠。
升降橫移式立體車庫中的鋼結(jié)構(gòu)有兩部分：主體框架部分和載車板部分。主體框架部分的鋼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，運(yùn)用了“H”型鋼、角鋼、槽鋼等數(shù)種型鋼形式，就其連接形式而言比較單一，即焊接和螺栓連接兩種形式。載車板部分的鋼結(jié)構(gòu)比較簡單，其框架部分為數(shù)塊冷彎型鋼拼接而成，其它輔助結(jié)構(gòu)則以角焊代之。焊接和螺栓連接是車庫鋼結(jié)構(gòu)部分的兩種主要的連接方式，其連接方式的質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響車庫整體結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)良與否，所以在車庫的設(shè)計(jì)和建造中具有很重要的位置。立體車庫在連接過程中主要運(yùn)用對(duì)焊、角焊和螺栓連接。鋼架主要分為上、下框架，通過它可以安裝消防、排水設(shè)施以及作為鏈條鏈輪的支撐部件?？蚣苤饕闪⒅?、上邊架、下邊架以及軌道支架組成。各鋼板采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)。高強(qiáng)度螺栓連接中，構(gòu)件內(nèi)力是靠構(gòu)件鋼板表面間由高強(qiáng)度螺栓以巨大的夾緊壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞的，故高強(qiáng)度螺栓連接的承載能力是以抗滑強(qiáng)度——被連接鋼板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的載荷來表示，而不考慮螺栓的受剪?？够瑥?qiáng)度又取決于高強(qiáng)度的預(yù)緊拉力、鋼板表面的摩擦系數(shù)、摩擦面及高強(qiáng)螺栓數(shù)量。高強(qiáng)度螺栓由高強(qiáng)螺栓、高強(qiáng)螺母各一個(gè)，以及高強(qiáng)墊圈。
第三章 底層車位與主體框架的設(shè)計(jì)
底層的車位由載車板、橫移傳動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)軌組成。汽車的存取可在對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行，車輛進(jìn)入載車板后，只需實(shí)現(xiàn)水平橫移的運(yùn)動(dòng)方式。
3.1載車板結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)
載車板用來承載庫存車輛，按結(jié)構(gòu)形式有框架式和拼板式兩種?？蚣苁禽d車板用型鋼和鋼板焊接承載框架，并多數(shù)采用中間突起結(jié)構(gòu)，在兩側(cè)停車通道和中間凸起的頂面鋪設(shè)不同厚度的鋼板。這種載車板的優(yōu)點(diǎn)是可按需要設(shè)置行車通道寬度，并具有較好的導(dǎo)入功能，適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)。拼板式載車板用鍍鋅鋼板一次沖壓或滾壓成組裝件，采用咬合拼裝成載車板，用螺栓緊固連接，拼裝前可以先對(duì)組件進(jìn)行各種表面處理，如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀。如下圖所示。
綜合載車板的安裝和成本等方面考慮，最終采取拼板式結(jié)構(gòu)。載車板由冷彎型鋼咬合拼裝拼接而成，用螺栓緊固連接。載車板重500KG,長寬高為：6300*2500*300mm尺寸詳見附圖1-冷彎型鋼零件圖、附圖2-底層載車板裝配圖。
3.2橫移傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.2.1橫移傳動(dòng)方案
底層車位設(shè)置在地平面，汽車的存取可在對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行，車輛進(jìn)入載車板后，只需實(shí)現(xiàn)水平橫移的運(yùn)動(dòng)方式，傳動(dòng)方案如下圖。
載車板橫移原理圖
1-主動(dòng)行走輪 2-導(dǎo)軌 3-傳動(dòng)主軸
4-載車板 5-主動(dòng)齒輪與減速電機(jī) 6-從動(dòng)齒輪
傳動(dòng)方式為：減速電機(jī)-主動(dòng)齒輪5-從動(dòng)齒輪6-傳動(dòng)主軸3-主動(dòng)行走輪1-導(dǎo)軌2
3.2.2橫移傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算
運(yùn)動(dòng)原理如載車板橫移原理圖所示，減速電機(jī)通過齒輪驅(qū)動(dòng)載車板行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)載車板橫移運(yùn)動(dòng)。
（1)主要參數(shù)的確定
橫移運(yùn)動(dòng)行程 s = 2500mm
橫移運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t = 20s
橫移速度，主要由設(shè)備運(yùn)行周期，周圍環(huán)境的安全性，載車運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性等因素確定。
行走輪直徑：由結(jié)構(gòu)尺寸及輪壓等因素決定，行走輪直徑確定為80mm。
橫移載車板自重500kg,汽車設(shè)計(jì)重量2200kg,總重量=500+2200=2700kg
總額定載荷：W=27000N （取g=10N/Kg）
（2）功率計(jì)算
橫移傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n計(jì)算：
則電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速N=i*n=59.6r/min
其中：橫移速度V=125mm/s
行走輪直徑D=80mm
驅(qū)動(dòng)力矩M計(jì)算：
由機(jī)械手冊1冊表1-1-7、1-1-9、1-1-10查得：
行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的靜摩擦系數(shù)：=0.15
行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)：=0.05
滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)：=0.0015
正壓力：P=27000N
則：
起動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩：
行走驅(qū)動(dòng)力矩：
電機(jī)功率計(jì)算：M=9549P電N
P電=MN9549=55.62×59.69549=0.347KW
P起=M起×N9549=162×59.69549=1.011KW
由于結(jié)構(gòu)緊湊，容納電機(jī)的空間狹小，所以選用BW1-29擺線針輪減速電機(jī)，其參數(shù)如下：
輸出功率：P=1.1KW
輸出扭矩：M=187N.m
輸出轉(zhuǎn)速：N=51.7rmin
3.2.3橫移傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核
軸在升降傳動(dòng)系統(tǒng)和橫移傳動(dòng)系統(tǒng)中都是特別重要的，它不但影響著傳動(dòng)的好壞還影響著車輛的安全，在軸的設(shè)計(jì)中，按照常規(guī)設(shè)計(jì)方法，先進(jìn)行初算軸，然后進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定軸徑后，再對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核。
根據(jù)實(shí)際情況確定危險(xiǎn)截面，求出該截面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。
（循環(huán)特征為對(duì)稱循環(huán)，脈動(dòng)循環(huán)）
再考慮應(yīng)力集中等方面的因素，按交變應(yīng)力狀態(tài)的疲勞強(qiáng)度的公式進(jìn)行該截面安全系數(shù)的校核計(jì)算，
其中：——對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的疲勞極限和扭轉(zhuǎn)疲勞極限
——正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)和剪應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)
——表面質(zhì)量系數(shù)
——尺寸系數(shù)
[s]——許用安全系數(shù)值
通過校核就可以確定軸的直徑。
橫移電機(jī)型號(hào)已選用BW1-29擺線針輪減速電機(jī)，其參數(shù)如下：
輸出功率：P=1.1KW
輸出扭矩：M=187N.m
輸出轉(zhuǎn)速：N=51.7rmin
取傳動(dòng)中各部件的效率為：齒輪傳動(dòng)的效率φ=0.97，軸承效率φ=0.99，總傳動(dòng)效率φ=0.95，所以作用在軸上的功率P=1.1×0.95=1.045KW
又因?yàn)檩S的實(shí)際轉(zhuǎn)速n=Ni=25.85rmin
于是轉(zhuǎn)矩M=95490001.04525.85=386023N.mm
選取軸的材料為45鋼。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，取A0=112，于是得： dmin=A03pn=112×31.04525.85=38.4mm,取d=50mm
雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面其它截面均無需校核，只需要校核最小軸截面。
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本P373，表15-4可得：
W=πd332=12500mm3
Wt=πd316=18225mm3
橫移載車板自重:W載車板=5000N
車輛額定載荷：W車=22000N,車輛前后輪比重按3:2計(jì)算
則軸所受的壓力：F=50004+220002×35=7850N
所以軸所受的彎矩：M=F×L=7850×75=588750N.mm
上面已計(jì)算出軸所受的扭矩：T=386023N.mm,又因?yàn)榕まD(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，所以取α=0.6，則：σca=(MW)2+4(αT2W)2=M2+(αT)2W=50.61MPa
據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本P362表15-1可知45號(hào)鋼許用彎曲應(yīng)力：。
因此，故安全，軸滿足強(qiáng)度要求。
3.3主體框架的設(shè)計(jì)
三層升降橫移立體車庫的主體框架由支撐住、橫梁、縱梁、導(dǎo)軌梁、導(dǎo)軌焊接而成，如下圖所示。
（1）支撐?。翰捎每招姆戒摚呴La=400mm，厚度d=15mm,高度H=4900mm,共6根。
（2）橫梁：采用熱軋H型鋼400×200，t1=8,t2=13,長7200mm,共11根。
（3）縱梁：采用熱軋H型鋼400×400，t1=13,t2=21,長23830mm,共2根。
（4）導(dǎo)軌梁：采用工字鋼85×200，長23030mm,共兩根。
（5）導(dǎo)軌：采用工字鋼85×80，長23030，共兩根。
本章小結(jié)：在了解三層升降橫移式立體車庫工作原理之后，對(duì)立體車庫的總體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)橫移機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定橫移電機(jī)型號(hào)，并對(duì)傳動(dòng)軸進(jìn)行校核。
第四章 中層車位設(shè)計(jì)
中層車位既要實(shí)現(xiàn)橫移運(yùn)動(dòng)，也要實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)，車位由一個(gè)移動(dòng)的框架帶動(dòng)載車板一起移動(dòng)，并且裝有能使載車板升降的提升裝置。橫移運(yùn)動(dòng)采用減速電機(jī)和齒輪驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)可靠；升降運(yùn)動(dòng)采用減速電機(jī)和鏈輪、鏈條提升。存取車時(shí)，先要判斷車位正下方是否有空位，有空位時(shí)直接通過升降運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)存取車；沒有空位時(shí)，需移動(dòng)下方車位，再進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)存取車，存取完成后，車位復(fù)位。
中層車位設(shè)計(jì)包括：橫移框架設(shè)計(jì)、提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全裝置設(shè)計(jì)。
4.1橫移框架設(shè)計(jì)
4.1.1橫移框架的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)
如上圖所示，橫移框架由三根200×400熱軋H型鋼焊接而成，其中兩根長7115mm，另一根長2662mm.框架下端分別安裝兩個(gè)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，主動(dòng)輪安裝在橫移驅(qū)動(dòng)軸上，驅(qū)動(dòng)軸由減速電機(jī)通過齒輪驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)框架的橫移運(yùn)動(dòng)。
4.1.2橫移運(yùn)動(dòng)電機(jī)的選型
（1)主要參數(shù)的確定
橫移運(yùn)動(dòng)行程 s = 2500mm
橫移運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t = 20s
橫移速度，主要由設(shè)備運(yùn)行周期，周圍環(huán)境的安全性，載車運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性等因素確定。
行走輪直徑：由結(jié)構(gòu)尺寸及輪壓等因素決定，行走輪直徑確定為80mm。
橫移載車板與框架總重600kg,汽車設(shè)計(jì)重量2200kg,總重量=600+2200=2800kg
總額定載荷：W=28000N（取g=10N/Kg）
（2）功率計(jì)算
橫移傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n計(jì)算：
則電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速N=i*n=59.6r/min
其中：橫移速度V=125mm/s
行走輪直徑D=80mm
驅(qū)動(dòng)力矩M計(jì)算：
由機(jī)械手冊1冊表1-1-7、1-1-9、1-1-10查得：
行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的靜摩擦系數(shù)：=0.15
行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)：=0.05
滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)：=0.0015
正壓力：P=28000N
則：起動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩：M起=PRu=28000×0.04×0.15=168N
行走驅(qū)動(dòng)力矩：M=PRu1+u2=28000×0.04×0.0515=57.68N
電機(jī)功率計(jì)算：M=9549P電N
P電=MN9549=57.86×59.69549=0.361KW
P起=M起×N9549=168×59.69549=1.049KW
由于結(jié)構(gòu)緊湊，容納電機(jī)的空間狹小，所以選用BW1-29擺線針輪減速電機(jī)，其參數(shù)如下：
輸出功率：P=1.1KW
輸出扭矩：M=187N.m
輸出轉(zhuǎn)速：N=51.7rmin
4.1.3橫移驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核
橫移電機(jī)型號(hào)已選用BW1-29擺線針輪減速電機(jī)，其參數(shù)如下：
輸出功率：P=1.1KW
輸出扭矩：M=187N.m
輸出轉(zhuǎn)速：N=51.7rmin
取傳動(dòng)中各部件的效率為：齒輪傳動(dòng)的效率φ=0.97，軸承效率φ=0.99，總傳動(dòng)效率φ=0.95，所以作用在軸上的功率P=1.1×0.95=1.045KW
又因?yàn)檩S的實(shí)際轉(zhuǎn)速n=Ni=25.85rmin
于是轉(zhuǎn)矩M=95490001.04525.85=386023N.mm
選取軸的材料為45鋼。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，取A0=112，于是得： dmin=A03pn=112×31.04525.85=38.4mm
取d=50mm
雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面其它截面均無需校核，只需要校核最小軸截面。
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本P373，表15-4可得：
W=πd332=12500mm3
Wt=πd316=18225mm3
橫移載車板及框架總重:W框架=6000N
車輛額定載荷：W車=22000N,車輛前后輪比重按3:2計(jì)算
則軸所受的壓力：F=60004+220002×35=8100N
所以軸所受的彎矩：M=F×L=8100×75=607500N.mm
上面已計(jì)算出軸所受的扭矩：T=386023N.mm,又因?yàn)榕まD(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，所以取α=0.6，則：σca=(MW)2+4(αT2W)2=M2+(αT)2W=52.01MPa
據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本P362表15-1可知45號(hào)鋼許用彎曲應(yīng)力：。
因此，故安全，軸滿足強(qiáng)度要求。
4.2提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.2.1提升方案的選擇
升降橫移式立體車庫中最常見的提升方式主要有鏈條提升和鋼絲繩提升。這里對(duì)鋼絲繩提升和鏈條提升在升降橫移類停車設(shè)備上應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡單地比較和說明。
1、穩(wěn)定性。鏈條提升方式占優(yōu)。
2、沖擊力。鏈條提升方式占優(yōu)。升降車臺(tái)版啟動(dòng)時(shí)沖擊較大，鏈條傳動(dòng)可承受足夠大的沖擊力而不至于斷裂。而鋼絲繩在運(yùn)行沖擊下會(huì)伸長變形甚至打結(jié)，影響升降運(yùn)行的準(zhǔn)確性，使用頻繁時(shí)在沖擊下更易斷裂，降低了設(shè)備的安全性和可靠性；此外鋼絲繩受損使鋼絲繩逐根斷裂而不易被發(fā)現(xiàn)，使用頻繁時(shí)半年就要更換一次，壽命低。
3、運(yùn)行噪音。鋼絲繩提升方式占絕對(duì)優(yōu)勢。
4、成本。三層及以下情況下，鏈條提升方式的成本相對(duì)較低。主要是因?yàn)殇摻z繩提升方式的卷筒價(jià)格不菲，鋼絲繩提升的升降車臺(tái)板的長度比鏈條提升方式的車臺(tái)板要長。超過三層后鏈條提示方式就沒優(yōu)勢了，鋼絲繩的成本相對(duì)較低，這是因?yàn)檐噹斐^三層以后，鏈條的單價(jià)比鋼絲繩貴，而且隨之而來的縱梁和橫梁框架加長也必定導(dǎo)致成本的增加。
5、制造及安裝。鏈條提升方式占優(yōu)勢。鏈條鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)安裝方便，運(yùn)行安全可靠，已被大多數(shù)廠家采用，是現(xiàn)有升降橫移停車設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)模式。鋼絲繩傳動(dòng)需要體積較大的卷筒，制造負(fù)責(zé)且影響美觀，安裝時(shí)可能造成繩體打結(jié)或小股斷裂，造成安全隱患。
6、維護(hù)與更換。鏈條提升方式占優(yōu)勢。從維護(hù)的便利性來說，鏈條有損壞，只需把損壞的那幾節(jié)鏈條更換即可；而鋼絲繩就不行，必須更換整根鋼絲繩；更換時(shí)必須在卷筒上壓緊繩頭并保證纏繞整齊，松緊程度必須合適。
由上可見，升降橫移類停車設(shè)備中鏈條提升和鋼絲繩提升各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般來說，低于四層的停車設(shè)備提示方式傾向于鏈條提升，五層以上的提示方式傾向于鋼絲繩傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)是三層立體車庫，所以選用鏈條提升方案。
4.2.2提升機(jī)構(gòu)的原理
如上圖所示，提升機(jī)構(gòu)由提升電機(jī)、鏈輪、鏈條、張緊輪、載車板組成，鏈輪張緊輪都固定在橫移框架上，減速電機(jī)帶動(dòng)主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主傳動(dòng)軸帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)鏈輪通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，提升鏈條底端焊接在載車板兩側(cè)，頂端焊接在主從動(dòng)鏈輪的鏈條上，通過鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏈條移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)載車板的升降。
4.2.3提升機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算
（1）提升電機(jī)的選型
根據(jù)車庫使用者要求，本文設(shè)計(jì)的升降橫移式立體車庫提升時(shí)間不超過26秒，
設(shè)計(jì)取提升時(shí)間為22秒，提升載車板與橫移載車板之間的凈空垂直距離不得少于1．8m，即提升的位移為1．8m，所以可以計(jì)算出提升速度v約為0．08m／s。
載車板0.5噸重，停車重量2.2噸重，合計(jì)提升電機(jī)需提升的總重約為2．8噸，即G=27000N,取傳動(dòng)中各部件的效率為：鏈傳動(dòng)效率φ=0.97；軸承效率φ=0.99；齒輪效率φ=0.97。所以φ總=0.912
故電機(jī)提升功率P=G×v=27000x0．08m／s=2.16kw,
考慮傳動(dòng)中各種摩擦阻力，使載荷增大10%，則Pz=2.16×110%=2.376KW，
則所需電機(jī)輸出功率P電=Pzφ總=2.605KW.
根據(jù)各立體車庫專用電機(jī)的型號(hào)，選用BW3-43擺線針輪減速電機(jī)，該電機(jī)的輸出功率為3kw，輸出扭矩為755N.m，輸出轉(zhuǎn)速為34r/min。在潤滑良好狀況下，各傳動(dòng)構(gòu)件之間的摩擦小，車庫傳動(dòng)系統(tǒng)為低速傳動(dòng)，電機(jī)每天運(yùn)行的時(shí)間很短，僅在車輛入庫或者出庫時(shí)啟動(dòng)，所選用電機(jī)具有一定過載能力，故所選電機(jī)能夠滿足要求。
(2)提升傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核
橫移電機(jī)型號(hào)已選用BW3-43擺線針輪減速電機(jī)，其參數(shù)如下：
輸出功率：P=3KW
輸出扭矩：M=755N.m
輸出轉(zhuǎn)速：N=34rmin
取傳動(dòng)中軸承效率φ=0.99，所以作用在軸上的功率P=3×0.96=2.88KW
電機(jī)軸直接驅(qū)動(dòng)提升軸，于是轉(zhuǎn)矩M=95490002.8834=808856N.mm
選取軸的材料為45鋼。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，取A0=112，于是得： dmin=A03pn=112×32.8834=49.2mm,取d=65mm
雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面其它截面均無需校核，只需要校核最小軸截面。
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本P373，表15-4可得：
W=πd332=27462.5mm3
橫移載車板自重:W載車板=5000N
車輛額定載荷：W車=22000N,車輛前后輪比重按3:2計(jì)算
則軸所受的壓力：F=50004+220002×35=7850N
所以軸所受的彎矩：M=F×L=7850×75=588750N.mm
上面已計(jì)算出軸所受的扭矩：T=808856N.mm,又因?yàn)榕まD(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，所以取α=0.6，則：σca=(MW)2+4(αT2W)2=M2+(αT)2W=27.78MPa
據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本P362表15-1可知45號(hào)鋼許用彎曲應(yīng)力：。
因此，故安全，軸滿足強(qiáng)度要求。
（3）鏈輪及鏈條設(shè)計(jì)
橫移載車板自重:W載車板=5000N
車輛額定載荷：W車=22000N,車輛前后輪比重按3:2計(jì)算
則鏈條所受的最大拉力：F=50004+220002×35=7850N
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書表9-1選取短節(jié)距精密滾子鏈10A，其節(jié)距P=15.875mm
外徑dr=10.16mm,排拒Pt=18.11mm,
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-2-14：齒寬bn=0.95b1=8.93mm,取為9mm
鏈厚=b4+2b7=30
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-2-2取z1=z2=25
根據(jù)表9-3得鏈輪分度圓直徑d=Psin?(180z)=127mm
4.3安全防護(hù)裝置
車庫的安全防護(hù)措施非常重要，在眾多的車庫中車輛的高價(jià)性與車庫自身的價(jià)值相差很大，并與客戶對(duì)車庫的信任度有著密切的聯(lián)系。對(duì)于升降橫移式立體車庫，它的安全防護(hù)措施要做到以下幾點(diǎn)，并配備有相應(yīng)的防護(hù)裝置。
1.防火措施：在車庫中安裝有溫?zé)焸鞲衅?，可?duì)車庫的火情實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并把監(jiān)控信號(hào)傳給中央控制系統(tǒng)。
2急停措施：在發(fā)生異常情況時(shí)能使停車設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在操作盒上安裝有緊急停止開關(guān)，并設(shè)為紅色，以示醒目。
3.阻車裝置：在很多情況下停車時(shí)，司機(jī)必須要把車停在載車板合適的位置上，一般在載車板的后端一側(cè)安裝上一高25mm以上的阻車擋鐵。防止超限運(yùn)行裝置：停車設(shè)備在升降過程中，在定位開關(guān)上方裝有限位開關(guān)，當(dāng)定位開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，由限位開關(guān)使設(shè)備停止工作，起超程保護(hù)作用。
5.人車誤入檢出裝置：設(shè)備運(yùn)行時(shí)，必須裝有防止人車誤入裝置，以確保安全，一般采用紅外裝置。一旦檢測到在車庫運(yùn)作時(shí)，有人或其它物體進(jìn)入車庫，系統(tǒng)就會(huì)使這個(gè)車庫停止運(yùn)作。
6.防止載車板墜落裝置：當(dāng)載車板升至定位點(diǎn)后，需設(shè)置防墜裝置，以防止載車板因故突然落下，傷害人車，一般防墜裝置采用掛鉤形式。掛鉤防墜方式為電磁鐵驅(qū)動(dòng)。
在載車板上升到正確停車高度時(shí)，安全吊鉤處于下圖所示狀態(tài)。載車板升降時(shí)，電磁鐵通電，推動(dòng)下圖中3電磁鐵驅(qū)動(dòng)安全吊鉤向左轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過連接桿4帶動(dòng)自制吊鉤向左轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)吊鉤與載車板的分離，載車板在鏈條牽引下自由升降。本車庫通過連接桿連接4，自制一個(gè)安全吊鉤，省去一個(gè)電磁鐵驅(qū)動(dòng)安全吊鉤，一個(gè)車位節(jié)省兩個(gè)電磁鐵驅(qū)動(dòng)安全吊鉤。
防止載車板墜落裝置
本章小結(jié)：完成了載車板的移動(dòng)框架設(shè)計(jì)，提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)，安裝裝置設(shè)計(jì)。
第五章 頂層車位的設(shè)計(jì)
頂層車位只需實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)，車位采用固定框架架構(gòu)，并且裝有能使載車板升降的提升裝置。升降運(yùn)動(dòng)采用減速電機(jī)和鏈輪、鏈條提升。存取車時(shí)，先要判斷車位正下方是否有空位，有空位時(shí)直接通過升降運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)存取車；沒有空位時(shí)，需移動(dòng)下方車位，再進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)存取車，存取完成后，車位復(fù)位。
頂層車位設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)提升系統(tǒng)。
5.1提升機(jī)構(gòu)的原理
如上圖所示，提升機(jī)構(gòu)由提升電機(jī)、鏈輪、鏈條、張緊輪、載車板組成，鏈輪張緊輪都固定在橫移框架上，減速電機(jī)帶動(dòng)主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主傳動(dòng)軸帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)鏈輪通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，提升鏈條底端焊接在載車板兩側(cè)，頂端焊接在主從動(dòng)鏈輪的鏈條上，通過鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏈條移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)載車板的升降。
5.2提升機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算
（1）提升電機(jī)的選型
根據(jù)車庫使用者要求，本文設(shè)計(jì)的升降橫移式立體車庫提升時(shí)間不超過52秒，
設(shè)計(jì)取提升時(shí)間為45秒，提升載車板與橫移載車板之間的凈空垂直距離不得少于3.6m，即提升的位移為1．8m，所以可以計(jì)算出提升速度v約為0．08m／s。
載車板0.5噸重，停車重量2.2噸重，合計(jì)提升電機(jī)需提升的總重約為2．7噸，即G=27000N,取傳動(dòng)中各部件的效率為：鏈傳動(dòng)效率φ=0.97；軸承效率φ=0.99；齒輪效率φ=0.97。所以φ總=0.912
故電機(jī)提升功率P=G×v=27000x0．08m／s=2.16kw,
考慮傳動(dòng)中各種摩擦阻力，使載荷增大10%，則Pz=2.16×110%=2.376KW，
則所需電機(jī)輸出功率P電=Pzφ總=2.605KW.
根據(jù)各立體車庫專用電機(jī)的型號(hào)，選用BW3-43擺線針輪減速電機(jī)，該電機(jī)的輸出功率為3kw，輸出扭矩為755N.m，輸出轉(zhuǎn)速為34r/min。在潤滑良好狀況下，各傳動(dòng)構(gòu)件之間的摩擦小，車庫傳動(dòng)系統(tǒng)為低速傳動(dòng)，電機(jī)每天運(yùn)行的時(shí)間很短，僅在車輛入庫或者出庫時(shí)啟動(dòng)，所選用電機(jī)具有一定過載能力，故所選電機(jī)能夠滿足要求。
(2)提升傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核
橫移電機(jī)型號(hào)已選用BW3-43擺線針輪減速電機(jī)，其參數(shù)如下：
輸出功率：P=3KW
輸出扭矩：M=755N.m
輸出轉(zhuǎn)速：N=34rmin
取傳動(dòng)中軸承效率φ=0.99，所以作用在軸上的功率P=3×0.96=2.88KW
電機(jī)軸直接驅(qū)動(dòng)提升軸，于是轉(zhuǎn)矩M=95490002.8834=808856N.mm
選取軸的材料為45鋼。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，取A0=112，于是得： dmin=A03pn=112×32.8834=49.2mm,取d=65mm
雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面其它截面均無需校核，只需要校核最小軸截面。
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本P373，表15-4可得：
W=πd332=27462.5mm3
橫移載車板自重:W載車板=5000N
車輛額定載荷：W車=22000N,車輛前后輪比重按3:2計(jì)算
則軸所受的壓力：F=50004+220002×35=7850N
所以軸所受的彎矩：M=F×L=7850×75=588750N.mm
上面已計(jì)算出軸所受的扭矩：T=808856N.mm,又因?yàn)榕まD(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，所以取α=0.6，則：σca=(MW)2+4(αT2W)2=M2+(αT)2W=27.78MPa
據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本P362表15-1可知45號(hào)鋼許用彎曲應(yīng)力：。
因此，故安全，軸滿足強(qiáng)度要求。
（3）鏈輪及鏈條設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)際需要選短節(jié)距精密滾子鏈（簡稱滾子鏈），其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)鉸接而成。銷軸和外鏈板、套筒和內(nèi)鏈板為靜配合；滾子空套在套筒上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以減少嚙合時(shí)的摩擦和磨損，并可以緩和沖擊。
橫移載車板自重:W載車板=5000N
車輛額定載荷：W車=22000N,車輛前后輪比重按3:2計(jì)算
則鏈條所受的最大拉力：F=50004+220002×35=7850N
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書表9-1選取短節(jié)距精密滾子鏈10A，
其節(jié)距P=15.875mm,滾子直徑d1=10.16mm
內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1=9.4mm,銷軸直徑d2=5.09
排拒Pt=18.11mm,鏈厚=b4+2b7=30,如下圖所示：
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-2-14：鏈輪齒寬bn=0.95b1=8.93mm,取為9mm
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-2-2取z1=z2=25
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書表9-3得鏈輪分度圓直徑d=Psin?(180z)=127mm，鏈輪如下圖所示：
本章小結(jié)：完成了頂層升降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
第六章 總結(jié)與展望
總結(jié)：立體車庫在我國屬于新興行業(yè)，國內(nèi)對(duì)立體車庫使用新技術(shù)、新方法系統(tǒng)的理論研究少，在此背景下結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目展開本文研究。本文所設(shè)計(jì)的立體車庫通過國家驗(yàn)收并運(yùn)行良好，本文所做工作總結(jié)如下：
1、 對(duì)三層升降橫移式立體車庫進(jìn)行了基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中包括升降橫移式立體車庫的基本原理、基本組成。
2、 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)框架、傳動(dòng)系統(tǒng)(包括升降、橫移傳動(dòng)系統(tǒng))、載車板、以及安全防墜落裝置等進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了校核。
3、 建立車庫結(jié)構(gòu)的三維建模并給出車庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工程圖紙及相關(guān)技術(shù)資料。
展望：本文對(duì)三層升降橫移式立體車庫進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，提出了新的存取機(jī)構(gòu)方案，滿足了設(shè)計(jì)要求，工作穩(wěn)定，并進(jìn)行了校核。通過對(duì)機(jī)械式立體車庫的研究和設(shè)計(jì)，希望立體車庫向更大的空間發(fā)展，希望立體車庫系統(tǒng)更快普及，希望我國面臨的停車難問題早日解決。
致謝
本論文是在李明富老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、課題研究方案的確立、課題研究技術(shù)路線到全文的總體構(gòu)思以及撰寫的整個(gè)過程都傾注了老師的大量心血和辛勤勞動(dòng)。在本文的完成過程中，李老師淵博的知識(shí)、活躍的學(xué)術(shù)思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及對(duì)科研工作的忘我進(jìn)取精神使我在工作及以后的人生中受益匪淺。李老師的孜孜不倦的教導(dǎo)，讓我視野豁然開朗，使我的知識(shí)面不斷拓寬，老師的人格魅力成為我人生的燈塔，時(shí)刻激勵(lì)我積極進(jìn)取、努力探索，開拓未來的人生。值此論文完成之際，謹(jǐn)向尊敬的李明富老師致以崇高的敬意和由衷的感謝!
同時(shí)也要感謝我的父母、朋友，在我的成長道路上，給與我生活上、精神上的支持和關(guān)心，在此對(duì)他們表示衷心的感謝!尤其對(duì)于我父親母親的辛勤養(yǎng)育和無微不至的關(guān)懷表示虔誠地感恩。
謝謝所有關(guān)心和幫助過我的老師和朋友。
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