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目 錄
II
摘 要 III
Abstract IV
1 緒 論 1
1.1 課題的背景和意義 1
1.2 立體停車庫優(yōu)點 1
1.3 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.4 升降平移式立體車庫簡介 2
1.5 主要設(shè)計內(nèi)容簡介 4
1.6 本章小結(jié) 4
2 升降橫移式立體車庫的參考數(shù)據(jù)設(shè)計 6
2.1 車庫的運行過程 6
2.2 負載性能分析 7
2.3 整體布局設(shè)計 8
2.5 鋼結(jié)構(gòu)框架的選擇與分析 8
2.6 載車板的選擇 9
2.7 車盤的升降橫移問題 9
2.8 本章小結(jié) 9
3 升降橫移式立體車庫機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 10
3.1.1 框架設(shè)計 10
3.1.2 橫梁受力分析 14
3.1.3 縱梁受力分析 15
3.2 載車板受力分析檢驗核對 17
3.3 升降減速器軸的設(shè)計 20
4 安全防護系統(tǒng) 23
4.1 操控系統(tǒng)的安全設(shè)計 23
4.2 車庫整體的安全防護設(shè)計 23
參考文獻 25
致 謝 27
機械式（升降橫移）停車庫---機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
摘 要
隨著科技技術(shù)水平的進步與我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，出現(xiàn)了許多為我國民生活便利而發(fā)明的設(shè)備，并且這些都為設(shè)備的研發(fā)以及制造奠定了堅實的基礎(chǔ)。為了能夠開發(fā)更先進的升降式立體車庫，對升降式立體車庫的發(fā)展前景有著重要的研究意義。當今的時代，升降式立體車庫對于機械行業(yè)來說是機械加工中重要的設(shè)備，因此它們的研究功能以及發(fā)展狀況也促進了升降式立體車庫整個行業(yè)的發(fā)展。當前我國的升降式立體車庫行業(yè)的內(nèi)在潛在價值還有待強有力的挖掘，升降式立體車庫的進一步研究將會給企業(yè)乃至整個機械行業(yè)和社會帶來重要的積極意義，在研究的同時還可以讓學(xué)生的綜合能力得到開發(fā)與鍛煉，最為重要的是總體設(shè)計就體現(xiàn)了這一點。第一，我們要讓現(xiàn)在畢業(yè)的學(xué)生打好專業(yè)知識的基礎(chǔ)并從而提升所學(xué)的知識，從而在以后工作中能夠游刃有余。第二，可以讓他們在課題中能夠用發(fā)展性的眼光看待問題，充分發(fā)揮創(chuàng)新能力，攻破現(xiàn)實難題。對于升降式立體車庫設(shè)計這一課題，它的涵知識面較廣，具有極強的綜合性，學(xué)生則必須要憑借過硬的專業(yè)能力和海量的知識，加上要有一定的在計算機上繪制圖表的能力。因此，學(xué)生可以積極主動的思考和鉆研這個設(shè)計課題，這樣學(xué)生便可以在問題的分析解決上得到能力的提升，從而也能夠積累對未來有幫助的工作經(jīng)驗。
這篇論文會對國內(nèi)升降式立體車庫的歷來的情況進行一個簡要的概述，而且加上了升降式立體車庫工作的理念簡述，綜述國內(nèi)外升降式立體車庫的現(xiàn)在的發(fā)展情況后，也綜合了它的裝置構(gòu)造是如何設(shè)計概念。論文中，做好了升降式立體車庫構(gòu)造與設(shè)計的方案，對該裝置的參考數(shù)據(jù)進行設(shè)計，校對其強度，分析其運動，升降式立體車庫的每個機械構(gòu)造和尺寸分別得到確認和完善。
關(guān)鍵詞：立體車庫，提升導(dǎo)線，傳動機構(gòu)，強度，鋼結(jié)構(gòu)
III
Mechanical parking garage - mechanical structure design
Abstract
With the advancement and development of the level of science and technology, there have been many methods of mechanical design combined with the use of computer software, which have laid a solid foundation for the R&D and manufacturing of equipment. In order to be able to develop more advanced lift-type stereo garages, it has important research significance for the development prospects of elevating stereo garages. In today's era, lift-type stereo garages are important equipment for mechanical processing in the machinery industry. Therefore, their research capabilities and development status have also promoted the development of the entire elevating and stereoscopic garage. At present, the inherent potential value of the elevating and stereoscopic garage industry in China remains to be tapped vigorously. Further research on elevating and stereoscopic garages will bring important positive significance to enterprises and even the entire machinery industry and society. At the same time, research can also allow The overall ability of students is developed and exercised. The most important thing is that the overall design reflects this. First, we must let the now-graduated students lay the foundation for professional knowledge and thus enhance the knowledge they have learned so that they can do their job in the future. Second, they can allow them to look at issues with a development perspective in their projects, give full play to their innovative capabilities, and break through real-world problems. As for the subject of the design of the lift-type stereo garage, it has a wide range of culvert knowledge and is extremely comprehensive. Students must rely on their excellent professional skills and massive knowledge, plus they must have certain charts on the computer. Ability. Therefore, students can actively think and delve into this design topic, so that students can gain the ability to analyze and solve problems, and thus can also accumulate work experience that will help the future.
IV
This paper will give a brief overview of the historical situation of the domestic lift-type solid-cargo garage, and add the concept of lift-type solid garage work. After summarizing the current development situation of lift-type solid garages at home and abroad, it also integrates. How its device structure is designed. In the dissertation, a scheme for the construction and design of an elevating stereo garage was completed. The mechanical parameters and the strength of the propulsion system, the analysis of its motion, and the mechanical structure and dimensions of the elevating stereo garage were respectively confirmed and improved.
Key words: stereoscopic garage;lifting and traversing;transmission mechanism; strength;steel stucture
V
1 緒 論
1.1 課題的背景和意義
升降式立體車庫的發(fā)展非常迅速，尤其是在這十年間更是迅猛。這是因為國家的大力扶持以及國人們迫切拜托科技落后的標簽來實現(xiàn)的。一個個為科研在崗位上奮斗的科學(xué)家們?yōu)榇俗龀隽司薮蟮呢暙I。升降式立體車庫的生產(chǎn)以及被廣泛的使用就是他們辛勤的勞動結(jié)果。升降式立體車庫也有著巨大的優(yōu)勢，能夠快速的成型，并且也不會輕易變形。升降式立體車庫是制造行業(yè)當中不可缺少的一部分，也是國家民族經(jīng)濟的基礎(chǔ)，所以政府以及各大企業(yè)都十分關(guān)注著他，目前為止還是具有非常廣闊的前景的。 因為大家在自己的生活中需要無時無刻的用到生活用品，所以升降式立體車庫現(xiàn)在已經(jīng)成為了一個比較大的行業(yè)。 為我國的升降式立體車庫產(chǎn)業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)，也希望能夠與世界接軌。
升降式立體車庫是最為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)立體車庫的同時也要繼續(xù)研究著升降式立體車庫。立體車庫比較大眾化，易于生產(chǎn)，并且加工也比較經(jīng)濟實惠。 但是僅僅只靠生產(chǎn)立體車庫是往往不行的，所以為了跟隨這現(xiàn)代化的發(fā)展，研究這升降式立體車庫并不僅僅是為了生產(chǎn)，還是為了顯示我國的綜合國力。 先進的科研技術(shù)往往能夠在全球有著深遠的影響力，也可以使得國家屹立在世界科研技術(shù)的嘴前端。
由于，升降式立體車庫生產(chǎn)出來的產(chǎn)品有著價格實惠，操作工藝簡單，替代性好等等的優(yōu)點。
1.2 立體停車庫優(yōu)點
升降車庫的目的是為了更好地理解這個新興的項目。 隨著人類社會的不斷進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類生產(chǎn)和生活方式趨于集中，城市越來越大，生活在城市空間的人越來越小，因此使用空間 這個城市開始建立立體建筑，交通和立體停車場。 作為現(xiàn)代城市的象征，城市商業(yè)和住宅高層建筑隨處可見; 社區(qū)道路，高等教育交通動脈，立交橋和地鐵列車貫穿城市三維交通網(wǎng)絡(luò); 機械車庫和傳統(tǒng)的天然地下車庫在許多方面都非常出色的。
1.3 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
從改革開放以來，在國家一系列政策的大力支持下，我國的升降式立體車庫產(chǎn)業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，發(fā)展也非常的迅速，平均每年增長的速度為百分之十四。 在二十世紀末的時候，我國的工業(yè)生產(chǎn)總值為240 億左右，到二十世紀初期的時候，我們國家的升
降式立體車庫的總產(chǎn)值預(yù)估為255-265 億元，在這不斷發(fā)展的期間，升降式立體車庫的總
5
體數(shù)量逐漸穩(wěn)定的提高。
我國發(fā)展升降式立體車庫到現(xiàn)在已經(jīng)歷經(jīng)了半個世紀左右，從一開始的懵懵懂懂一竅不通，到現(xiàn)在的大規(guī)模生產(chǎn)運用，歷經(jīng)的艱辛也只有自己國家的科學(xué)研究人員才能夠明白。目前為止，現(xiàn)在為了解決這一問題，我國科研人員也在研究上花費了很大的力氣，所以我相信解決這些所遇到的問題都將會指日可待。 為我國的生產(chǎn)發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。
這些年以來，我國還大力研究了升降式立體車庫，對于升降式立體車庫的質(zhì)量以及使用壽命來說有著非常巨大的影響，但是他的總體使用量還是很少的。其中，汽車的 3D 設(shè)計以及他的成型步驟在我國已經(jīng)起到了舉足輕重的巨大作用。
我國對于升降式立體車庫這一行業(yè)來說，我國當前發(fā)展的還不是很理想，比較落后于其他的國家，模具的生產(chǎn)水平僅僅是其他模具生產(chǎn)業(yè)發(fā)達的國家的七八十年代的水平，加熱處理的方式也只停留在最為普通的熱處理方式，還不能夠全面掌握熱真空處理工藝。所以，我國在模具這一產(chǎn)業(yè)還需要大力發(fā)展，為了使我國工業(yè)模具得到更快的發(fā)展，不僅僅要對機器生產(chǎn)裝置加強檢測，還需要對材料的處理加工以及研究非常的重視。
在這高速發(fā)展的現(xiàn)代化社會當中，模具已經(jīng)是我們制造所需產(chǎn)品的重要手段之一。隨著社會越來越現(xiàn)代化，工業(yè)生產(chǎn)的加工產(chǎn)品的質(zhì)量也在不斷的提高，速度也越來越快。本著科技是第一生產(chǎn)力的觀念，我國還需要大力發(fā)展升降式立體車庫技術(shù)，從而才能夠使得我國的升降式立體車庫行業(yè)更加快速穩(wěn)健的發(fā)展。
1.4 升降平移式立體車庫簡介
全球升降式立體車庫的產(chǎn)量約占模具總產(chǎn)量的百分之五十以上，工藝能夠使得形狀復(fù)雜的是升降式立體車庫一次成型，他的尺寸精度也比較高，并且能夠大規(guī)模的生產(chǎn)。國外科技發(fā)達的國家對發(fā)展模具非常的重視，模具的比例占到了百分之五十以上，其原因是國外的大型、精密、復(fù)雜、長壽命升降式立體車庫比較多，并且生產(chǎn)升降式立體車庫的企業(yè)結(jié)構(gòu)也非常的合理，導(dǎo)致了升降式立體車庫的商品化比較高，高達百分之70?，F(xiàn)代升降式立體車庫的生產(chǎn)是以處理數(shù)據(jù)為源頭，伴隨著升降式立體車庫設(shè)計以及工藝的成熟化，模具的質(zhì)量、效率以及可靠性得到了很大的提高。
1、升降式立體車庫產(chǎn)品發(fā)展重點。
最初的升降式立體車庫，我們只是為了給我們所要加工的零件定位。當然這一功能仍是升降式立體車庫最為基礎(chǔ)的功能。但是傳統(tǒng)的只是起到固定作用的功能已不太適應(yīng)我們的生產(chǎn)需要了，我們需要改進升降式立體車庫的工藝，提高其技術(shù)含量，使其能夠發(fā)揮出
更多的作用。我們需要在工業(yè)制造中高效快速的進行生產(chǎn)，但是又不希望增加成本和開支。這就需要我們在升降式立體車庫的工業(yè)上進行改進，使其能夠除了固定這個單一的功能外，還能夠提高我們的生產(chǎn)效率，降低我們在生產(chǎn)中的消耗。同時由于升降式立體車庫的功能的增加，例如可以對部件進行定位處理，這就降低了我們工人生產(chǎn)的難度和生產(chǎn)的強度，提高生產(chǎn)效率。 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)離不開模具了，而模具也是隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展而不斷發(fā)展，并且發(fā)揮出越來越大的作用。
2、升降式立體車庫技術(shù)發(fā)展重點。
升降式立體車庫已有2 個世紀的歷史，已經(jīng)經(jīng)歷了三個階段。第一階段，在工件加工中，升降式立體車庫作為基本沖壓夾緊裝置起著工件沖壓基本技能的使用。升降式立體車庫的發(fā)展的第二階段，升降式立體車庫在大規(guī)模制造中有很明顯的優(yōu)勢，而且效率高，定位準確。夾具逐步發(fā)展到一臺機器 - 工件 - 加工系統(tǒng)工藝設(shè)備非常重要的組成部分。第三階段，升降式立體車庫開始走向的高精度化并極大的提高了適應(yīng)能力。在數(shù)控技術(shù)的帶領(lǐng)下，升降式立體車庫和機床的開始融合一體，使生產(chǎn)水平不斷提高從，生產(chǎn)從小批量走向?qū)I(yè)化大批量生產(chǎn)。
為了使得CAD、CAE、CAM 的技術(shù)水平得到提高，就需要建設(shè)完善的升降式立體車庫資料庫以及提高所用軟件的實用性。從加工生產(chǎn)的方面來說，能夠提高生產(chǎn)效率以及提高生產(chǎn)精密度是現(xiàn)在發(fā)展最為重要的事情。提高升降式立體車庫標準化程度，搞好升降式立體車庫標準件生產(chǎn)供應(yīng)也是升降式立體車庫技術(shù)發(fā)展重點之一。使得升降式立體車庫的表面的強化以及超高的硬化處理技術(shù)是為了能夠提高升降式立體車庫的壽命，也是現(xiàn)在升降式立體車庫發(fā)展的重中之重。對于數(shù)字化生產(chǎn)、體系的集成、迅速的原型、升降式立體車庫的生產(chǎn)以及計算機的輔助應(yīng)用技術(shù)等方面來說，需要全面的方案來解決，為升降式立體車庫提供了很好的發(fā)展平臺，全方位提高了企業(yè)的技術(shù)水平以及升降式立體車庫的品質(zhì)。
圖1.2
目前，全球的停車行業(yè)是多元化的。 如圖 1.2 所示，其停車技術(shù)涵蓋了當今成熟和先進技術(shù)領(lǐng)域中幾乎所有的機械，電子，液壓，光學(xué)，磁控和計算機技術(shù)。
1.5 實現(xiàn)方法及預(yù)期目標
所需要滿足的要求：
CAD 軟件、參考文獻及主要的設(shè)計參考數(shù)據(jù)。
主要的困難： 因為所學(xué)的知識比較有限，對于立體車庫的特性不是特別的熟悉，所以我不能夠迅速的算出它的尺寸大小。還有對于 產(chǎn)品的設(shè)計觀念來說，也是我的一項弱點，我想象到的設(shè)計可能無法實現(xiàn)，因此在設(shè)計的過程當中會出現(xiàn)大大小小的錯誤，再 加上我對所設(shè)計的內(nèi)容不是特別的清楚，所以在繪制裝配圖當中不好把握箱體的具體尺寸。
解決的方式： 雖然我比較笨，但是我知道不會就提問或者通過書籍自己查閱資料， 如果書本上不能夠帶給我答案，我就會去咨詢專業(yè)老師，讓他給我解答，最后再把學(xué)到的東西總結(jié)起來。與此同時，再與相應(yīng)的生產(chǎn)資料相結(jié)合，從而能夠更好的學(xué)習(xí)。 還要查看咨詢翻閱立體車庫設(shè)計的相關(guān)性息，與自身的專業(yè)相對應(yīng)，從而才能夠做出合理的設(shè)計。按照立體車庫的要求以及系統(tǒng)的參考數(shù)據(jù)，模擬設(shè)定我們所選的方案，選定傳輸動力的副級為設(shè)計當中最為主要的傳輸動力零部件，繪制2D 的總體裝配圖以及主要的零部件圖紙， 電腦系統(tǒng)設(shè)計過程當中所涉及到的重要數(shù)據(jù)，然后寫出自己的論文，并且對格式的 要求在進一步細化，最后按照論文的指導(dǎo)手冊來完成這次設(shè)計的所有內(nèi)容。
1.6 本章小結(jié)
本章主要介紹了課題研究的背景，簡要講述了立體車庫的簡介，對立體車庫的研究現(xiàn)狀和研究前景做了簡要分析，并主要介紹了本設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容。
這次的課題設(shè)計是對我大學(xué)四年所學(xué)知識的一次檢驗。在設(shè)計學(xué)習(xí)的過程中，讓我有了全新的理解。以前的我我都是把機械的理論死死地背牢就好了，卻沒有想到在實際的運用中一竅不通。經(jīng)過這次的畢業(yè)設(shè)計，讓我能夠明白，做起來比說起來要難的多。對我以后的生活和工作有很大的幫助。
從這次的課題設(shè)計，幫助我打破常規(guī)的知識體系，能夠靈活的運用相關(guān)的知識。把理論與實踐相結(jié)合最后得出好的設(shè)計方案，例如，設(shè)計圖的繪制；零件的放置方位以及元件是怎樣更好的組合的。這要求我們必須把知識能夠熟練的運用，對知識有非常深入的了解。相對而言我們偶經(jīng)常學(xué)習(xí)的知識是有很充分的理解跟使用。
由這次的課題設(shè)計，能夠清楚的認識到自己的不足之處以及我們需要改善的方面有哪些，在很多方面有很大的問題需要處理。雖然我自己的心中非常能夠明白在理論跟實際之間有很大的距離。零件的設(shè)計并不像我想的那么簡單。這并不意味著我們可以按照書中教導(dǎo)的指示。 將此設(shè)計傳遞給我不僅是一個好的測試，而且是重新開始的好機會。有了系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)，經(jīng)過畢業(yè)課題設(shè)計，在以后的工作中，相信自己有能力面對未來所發(fā)生的困難跟以后的挑戰(zhàn)；這次的畢業(yè)課題設(shè)計并不是代表結(jié)束，而是一個嶄新的開始。從這以后就需要我必須獨立的面對設(shè)計項目，需要運用所學(xué)的知識來解決將來將會面臨的挑戰(zhàn)。
2 升降橫移式立體車庫的參考數(shù)據(jù)設(shè)計
2.1 車庫的運行過程
車庫的移動過程：
升降式立體車庫的每個上下層都有一個裝載板。 需要進入車輛的載板通過上升，下降和橫向運動到達底層。 司機進入車庫，進入車輛，并完成啟動過程。 停在這些車庫的車輛只需要水平移動，沒有必要去上下。 需要將上層停車位或下層停車位通過下層空余空間移出該空間，并且可以將車輛板升高或降低至地面層，以便駕駛員可以進入車庫以打開車輛，從而出車庫。
平移方案：
裝在車輛底部車盤的平移驅(qū)動電機通過減速器連接到平移導(dǎo)輪上。 當電動機正向旋轉(zhuǎn)的時候，電機通過減速器驅(qū)動平移輪沿一個方向進行平移，并且載板沿一個方向進行平移。 電機逆轉(zhuǎn)的時候，車盤整體朝著相反的方向進行平移。
傳動方案：
這個設(shè)計是一個汽車車庫的平移和上升下降系統(tǒng)。 負載較大，平移速度不可以太快，所以平移機構(gòu)的設(shè)計需要通過采用減速系統(tǒng)來降低傳動扭矩。 電機的輸出軸連接減速機的輸入軸， 減速機的輸出軸連接在平移輪上。電機的正反轉(zhuǎn)帶動載車板整體的左右平移。
圖2.1 是停車場地面上的5 個停車位，它的工作原理如下所示。由于適應(yīng)性的提高和降低停車設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能可以任意組合系統(tǒng)的機械部分按照不同的地形和空間,和規(guī)模大或小,因此, 應(yīng)用非常廣泛。
9
圖 2.1
2.2 負載性能分析
上載車板及其升降系統(tǒng)
每塊載車板都需配有一個獨立的電機減速器和一個傳動系統(tǒng)鏈傳動動力組合。 當電機順時針旋轉(zhuǎn)時，載車板就會通過起吊裝置而下降;當電機逆時針旋轉(zhuǎn)時，車盤就會被吊起而完成上升。按照車盤的重量和汽車的重量來確定鏈條所需的傳動功率，電動機的功率按照電機的傳動力和載體的移動速度來確定。 按照車體高度確定車板之間的距離，確定鏈條長度的距離，最后按照傳動功率確定鏈輪的尺寸大小。
下載車板及其橫動系統(tǒng)
由于下載板沒有鏈接，因此為了節(jié)省材料，下載板比上傳板要短。 每輛下載車都配備一個安裝在車載板上的獨立減速器驅(qū)動系統(tǒng)。 下載車底部有四個導(dǎo)輪，可以在軌道上滑行，其中兩個是從動輪，安裝在長驅(qū)動軸的兩端，另外兩個是獨立安裝的輪。電機減速器驅(qū)動長傳動力軸， 長傳動力軸上的驅(qū)動輪在軌道上滾動，使下載板水平移動。 往復(fù)式電機的驅(qū)動功率按照載板和車輛的重量，運行速度以及滾輪和導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)確定。
2.3 整體布局設(shè)計
本設(shè)設(shè)計的立體車庫整布局設(shè)局，選擇了雙層五車位的布局方式。 整體的布局就像圖2.2 所表示的那樣
圖 2.2
2.4 鋼結(jié)構(gòu)框架的選擇與分析
立體車庫是由六個部分所形成的:他們分別是結(jié)構(gòu)框架部分、載體板部分、橫移體系、吊裝的體系、操控的體系以及安全保護的體系。
立體車庫主要以鋼和鋼筋混凝土為基礎(chǔ)，在車庫的車庫中使用鋼架結(jié)構(gòu)。鋼架結(jié)構(gòu)與其他建筑結(jié)構(gòu)相比，具有以下特點:
1: 高可靠性2：材料的強材料的強度結(jié)構(gòu)很小。3：鋼鋼材的塑性和韌性
簡單，工期短5：鋼鋼結(jié)構(gòu)密封性6：鋼鋼材的耐銹蝕性
4: 鋼結(jié)構(gòu)制造
按照鋼梁的生產(chǎn)方法，可分為兩束鋼梁和鋼梁。梁的設(shè)計，橫截面設(shè)計的梁強度和剛度，作為一種控制來計算兩者。摘要由于安全要求控制梁的彎曲、彎曲構(gòu)件的彎曲、彎曲構(gòu)件的彎曲和彎曲的系統(tǒng)。在梁截面設(shè)計中，考慮強度，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是高和薄的，考慮整體的穩(wěn)定性，吉邊緣應(yīng)該寬而薄，因此在負載下，壓縮邊緣和網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)波形彎曲。局部屈曲梁發(fā)生了。因此，降低的負荷能力和整體的穩(wěn)定性，可以用來增加一半的厚度或者設(shè)置肋骨和其他的措施。
雙層三列升降橫移立體車庫構(gòu)造的設(shè)計，如圖 2.3 中所展示的構(gòu)造:
圖 2.3
2.5 載車板的選擇
每個板都配備了一個獨立的電機減速機和傳輸動力系統(tǒng)的鏈傳輸動力組合。它運行工作的原理是，馬達順時針旋轉(zhuǎn)，汽車板上升，逆時針旋轉(zhuǎn)，汽車板下降。按照載車板及車重來確定鏈條所需的傳輸動力力，按照傳輸動力力及載車板的移動速度確定電機機功率。按照車身高度確定上下載車板間的距離，按照這個距離確定鏈條的長度，最后按照傳輸動力力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。
提升車庫汽車板的使用,需要滿足的條件:有效承載車輛停放,對放置汽車的汽車板必須有一定的摩擦阻力,以確保對放置汽車的車庫在露天工作,并必須有要一定程度的耐蝕性。
考慮了鋼板常用表面的三維車庫載體板選擇的設(shè)計。
2.6 車盤的升降橫移問題
為提升車輪結(jié)構(gòu)的三維車庫，以滿足設(shè)計要求，采用底層鋼梁框架的結(jié)構(gòu)，上鋪式扁鋼板形式。在鋼梁結(jié)構(gòu)上安裝了吊環(huán)，提高了新高度的可靠性。提升鋼絲繩提升結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選擇，通過鏈條傳動機構(gòu)的減速輪傳動，與減速機連接的鋼絲繩集線器，電機的逆轉(zhuǎn)來實現(xiàn)汽車的升降。
電機選擇驅(qū)動輪的底部，減速機直接驅(qū)動輪，實現(xiàn)平移動作。
2.7 本章小結(jié)
本章主要分析了立體車庫的設(shè)計，分析了車庫的運行的過程，分析了立體車庫的負荷性能，設(shè)計了整體布局設(shè)計和驅(qū)動速度的計算與分析。對于框架及載車板的選型計算也在本章中進行。
3 升降橫移式立體車庫機械構(gòu)造的設(shè)計
3.1 立體車庫的鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計
立體車庫通常主要是把鋼的構(gòu)造和鋼筋混凝土為主要的材質(zhì)，在升降橫移式車庫當 中，能夠選擇使用鋼架結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土。鋼架的構(gòu)造和其它建筑的構(gòu)造相比較而言， 具有很高的可靠性高，材質(zhì)的強度高，鋼構(gòu)造的自重小，材質(zhì)的塑性以及韌性好，鋼結(jié)構(gòu)的制造非常簡單方便，并且施工的工期非常短。如圖3.1所展示自動立體車庫鋼結(jié)構(gòu)框架構(gòu)造圖，包含了前后立柱，縱梁以及橫梁。
圖3.1立體車庫的框架工作原理展示圖
3.1.1 框架的設(shè)計與創(chuàng)新
1．立柱的受力分析
車庫停放車輛的最大質(zhì)量是1850kg，
它車輛前后輪的載荷以3: 2的遍布來進行計算； 載車板的質(zhì)量為大約是610kg；
每個車位滿載的質(zhì)量是2410kg；
19
圖3.2 立體車庫的支撐柱受力展示圖
當車庫空載的時候，支撐柱的受力的情況如圖3.2 所展示：
P 前 = P 后
= 3′ 1 ′ 6000N = 9000N 2
其中 P前是前立柱所受的力； 其中 P后是后立柱所受的力。
當車庫滿載的時候，立柱所受的力：
P = 3′ 1 ′ 6000+3′ 1 ′ 3 ′18000N = 25200N
前 2 2 5
P = 3′ 1 ′ 6000+3′ 1 ′ 2 ′18000N = 19800N
后 2 2 5
P前 > P后，因此應(yīng)該對前立柱進行檢驗核對。
因為立柱主要受壓應(yīng)力以及剪切力作用，并且立柱受剪切力影響比較小，因此主要對立柱的壓應(yīng)力來進行檢驗核對以及穩(wěn)定性的解析。
2．立柱的材料選擇和檢驗核對
按照《材質(zhì)的力學(xué)》附錄Ⅱ表格4，選擇使用20a熱軋工字鋼（GB 706—88），材質(zhì)選擇使用了Q235；
圖3.3 20a熱軋鋼示意展示圖
20a熱軋工字鋼參考數(shù)據(jù)： 屈服極限ss = 235Mpa ；
彈性模量 E = 206′105 Mpa ； 比例極限sp = 200Mpa ；
抗拉強度
t= 375～500Mpa ；
高 度 h=210mm； 腿寬度 b=110mm； 腰厚度 d=7.5mm；
橫截面積 W=36.689cm2；
慣性矩
Ix = 2370cm4 ， Iy = 158cm4 ；
截面系數(shù)
Wx = 237cm3 ，Wy = 31.5cm3 ；
慣性的半徑
ix = 8.15cm ， iy = 2.12cm ；
Ix : Sx = 17.2 ；
立柱屈服強度檢驗核對：
s= P
W
= 25200 35.578 ′10-4
= 7.08Mpa
l1 = 96 > l2 = 61.6 ，那么前立柱屬于細長桿， 應(yīng)該按歐拉公式計算臨界載荷 pcr 。
立柱運行工作的載荷 Pmax = P前 = 25200N ； 通過歐拉公式求出臨界的壓力；
金屬構(gòu)造當中的壓桿安全系數(shù)nw = 1.8 ~ 3, 取nw = 3
Pcr =
p2 EI
(2l )2
= 15813N
前立柱的穩(wěn)定安全系數(shù)
n = Pcr
= 151813 = 6.02 > n
Pmax
25200
w=3
因此符合穩(wěn)定的條件。
3.1.2 橫梁受力分析
橫梁主要受載車板和汽車重量所產(chǎn)生的拉應(yīng)力以及彎曲應(yīng)力作用，按照《材質(zhì)工藝學(xué)》附錄Ⅱ表格4，選擇使用20a熱軋工字鋼（GB 706—88），材質(zhì)選擇使用Q235
圖3.4 橫梁圖
圖3.4橫梁圖紙所示它的總體長度是7.5m ，縱梁以2.5m 的間距分別連接與橫梁上，通過螺栓進行連接。再對橫梁進行受力分析，并且畫出受力簡化圖，如圖3.5所展示。
圖3.5橫梁受力分析展示圖
按照圖3.5所示通過靜力平衡方程式求出A,B兩個地方的支反向作用力 FRA 以及 FRB ：
前橫梁受力：
F = F = 1 F 車+ 1 ′ 3 ′ F 載 = 16800N
1 2 2 2 5
后橫梁受力：
F = F = 1 F 車+ 1 ′ 3 ′ F 載 = 13200N
1 2 2 2 5
因為前橫梁所受的力比后橫梁所受的力要大，所以對前橫梁進行檢驗核對。
FRB
FRA
= 16800 ′ 2.5 +16800 ′ (2.5 + 2.5) = 16.8KN
7.5
= 16800 ′ 2.5 +16800 ′ (2.5 + 2.5) = 16.8KN
7.5
四個集中力作用在截面上的彎矩分別是
MA=0 ， MB=0 ;
M1 = FRA ′ 2.5 = 42000Ngm M 2 = FRB ′ 2.5 = 42000Ngm
從圖中能夠得出最大的彎矩
M max = 42000Ngm ;
s= M max =
Wz
42 KN
237 ′10-6
= 177.2Mpa < [s]
滿足彎曲許用應(yīng)力的要求。
檢驗核對梁的切應(yīng)力
查詢表格得出 Ix : Sx = 17.2 ； d = 0.7cm 。通過剪力圖能夠得出：
FS max = 16.8KN ,代入切應(yīng)力強度條件，
t F max sz*
16800
max = =
Izb
17.2 ′10-2 ′ 0.7 ′10
-2 = 13.95Mpa < [t]
3.1.3 縱梁受力分析
按照《材質(zhì)工藝學(xué)》附錄Ⅱ表格4，選擇使用20a熱軋工字鋼（GB 706—88，材質(zhì)選擇使用Q235；
圖3.6 縱梁圖
如圖3.6所示縱梁圖紙，縱梁的長度是5.5m ，它固定點的間距是4m ，固定點離縱梁兩端分別是0.75m ?？v梁主要受載車板以及汽車重量所產(chǎn)生的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，對縱梁再進行受力分析，并且畫出受力簡化圖如圖3.7所展示。
圖3.7橫梁受力分析展示圖
通過靜力平衡方程式求出A,B兩點處的支反向作用力 FRA 以及 FRB ： 左右縱梁：
；F = F = 1 1 F 車+ 1 ′ 1 ′ F 載 = 6000N
1 2 2 2 2 2
中間縱梁
F = F = 1 F 車+ 1 ′ F 載 = 12000N
1 2 2 2
因為中間縱梁所受的力大于左右縱梁所受的力，所以對中間縱梁進行檢驗核對。
;FRB
FRA
= 12000 ′1 +1200 ′ (4 +1) = 12KN
6
= 12000 ′1 +12000 ′ (1 + 4) = 12KN
6
四個集中力作用在截面上的彎矩分別為
MA=0 ， MB=0 ;
M1 = FRA ′1 = 12000Ngm
M 2 = FRB ′1 = 12000Ngm 。從圖中可得最大彎矩
M max = 12000Ngm ；
s= M max =
Wz
12000
237 ′10-6
= 50.6Mpa < [s]
滿足彎曲許用應(yīng)力要求。
3.2 載車板受力分析檢驗核對
按照《材質(zhì)工藝學(xué)》附錄Ⅱ表格4，選擇使用14b熱軋槽鋼（GB 706—88），材質(zhì)選擇使用Q235A；
如圖3.8所示，載車板的總長度是4.55m,而載車板受到力是q=1800N ,受力的長度是
3m。對載車板進行彎曲變形檢驗核對。
圖3.8載車板圖紙
對載車板進行受力分析，如圖3.9所展示：
圖3.9橫梁受力分析展示圖
按照材質(zhì)工藝學(xué)書， 撓曲方程為：
f = w
ql 2 x2 2
x 24EI
最大撓度為：
ql 4
fmax = 384EI
其中彈性模量 E = 206′105 Mpa ；
慣性矩
Ix = 609cm4 ， Iy = 61.1cm4 ， I = Iy = 61.1cm4 ；
受力長度l=3m； 計算得：
ql 4
1800 ′ 44 -5
；fmax = 384EI = 384 ′ 206 ′1011 ′61.1′10 -8 = 9.533′ 10 m
經(jīng)檢驗核對后載車板的變形量僅為9.533′10-5 m ，滿足要求。載車板的強度檢驗核對：
載車板共使用4根相同的熱軋槽鋼
0.25ql 2 9000 ′42
M max = = = 9 KN gm 8 8
查材質(zhì)工藝學(xué)附錄表3，
Wz =87.1cm3
最大應(yīng)力為：
smax
= M max
Wz
= 9 ′103 = 103.3Mpa< [s] 87.1′10-6
所以載車板使用14b熱軋槽鋼滿足強度要求， 同時也滿足撓度要求。
載車板上基本零部件的設(shè)計
（1）滾輪的設(shè)計
圖 3.10 滾輪結(jié)構(gòu)圖
（2）導(dǎo)軌的設(shè)計
轎車和載車板的重量為 2400kg，故選擇輕型方形導(dǎo)軌。其截面如圖 3.11 所示：
圖 3.11 導(dǎo)軌截面示意圖
3.3 升降減速器軸的設(shè)計
22
1.輸出軸上的功率 P2
= 6.82kw ， n2
= 480 r
min ，T2
= 1.35 ′105 N × mm
2.求作用在輸出軸上的力
d
1
F = 2T2 = 2′135000 = 3600N
圓周力： t 75
徑向力： Fr = Ft tana= 3600′ tan20°N = 1310.3N
軸向力:
Fa = 0N
3.初步確定軸的最小直徑
材料為 45 鋼，正火處理。按照《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表 14-2，取C = 110 ，于是
d
'
min
=Ｃ3 P2
n2
= 110′ 3
6.82mm = 42mm 480
min
由于鍵槽的影響，故d 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
min
=（1 + 5%）d '
= 45mm
按照軸的結(jié)構(gòu)。已知 Ft = 3600N
Fr = 1310.3N
Fa = 0N
F =1687N
取齒輪中間截面為 a-a 求垂直面的支撐反力
F1V
Fr × (L - S ) - Fa
=
L
× d1
2
= 956.2N
F2V
= Fr - F1V
= 1310.3 - 956.2 = 354.1N
求水平面的支撐反力
F1H
= Ft × (L - S ) = 2627.7N L
F2 H
= Ft × S
L
= 972.3N
F 力在支點產(chǎn)生的反力
F1F
= F × K
L
= 1687 ′112 = 887 N 213
F2 F
= F + F1F
= 887 + 1687 = 2574 N
M a 2V M a1V M a 2 H M a1H
= F2V × (L - S ) = 354.1′ (205.5 - 55.5) = 53.1N × m
= F1V × S = 956.2 ′ 55.5 = 53.1N × m
= F2 H × (L - S ) = 146 N × m
= F1H × S = 146 N × m
M 2 F = F × K = 1687 ′ 0.112 = 189 N × m
a-a 截面 F 力產(chǎn)生的彎矩為：
M aF
= F1F × S = 887 ′ 0.0555 = 49.2N × m
考慮到最不利的情況，把
M aF
與 直接相加
M a 2 =
+ M aF
= 204.6N × m
M a1 =
M 2 = M 2 F = 189 N × m
+ M aF
= 204.6N × m
T = F × d1 = 3600 ′ 0.075 = 135 N × m
t 2 2
a-a 最危險的截面，它的當量彎矩是
式
M e1 =
軸的扭切應(yīng)力是脈動周期循環(huán)的變應(yīng)力，選取折合系數(shù)a= 0.6
能夠得出：
,代入上
M e1 =
? 220.1N × m
計算危險截面處軸的直徑
軸的材質(zhì)是 45 鋼，經(jīng)過正火處理之后，通過表格 14-1，查詢得出sB = 600MPa ，通過表格 14-3 查詢得出[s-1b ]= 55MPa
那么：
d 3 = 34.2mm
現(xiàn)實設(shè)計的危險截面是d = 70mm > 42.3mm ，所以這個軸滿足條件。
4 安全防護系統(tǒng)
4.1 操控系統(tǒng)的安全設(shè)計
這個系統(tǒng)一定要放在緊急停車開關(guān)的明顯位置，當發(fā)生事故的時候，只要按緊急停車開關(guān)，就會關(guān)閉所有的電機功率，使得車輛不能繼續(xù)運行以保護人員和設(shè)備的安全。
4.2 車庫整體的安全防護設(shè)計
裝載板設(shè)有上、下沖程限位開關(guān)和防摔安全裝置。防墜落裝置安裝在縱粱和承載板停止兩組之間的垂直和水平兩組兩個鉤子,裝載車兩邊的兩個耳環(huán)的相應(yīng)位置安裝,當加載板上升,繩子下面四個鉤將自動設(shè)置為四個耳環(huán),防止電梯電動機正常關(guān)閉剎車緩慢釋放, 汽車和汽車板的承載板本身的重力下慢下來,壓較低的汽車也防止剎車一旦失敗,停車位的加載板下降,砸下面的車。下載板的安全裝置主要是限位開關(guān)和防撞板。限制開關(guān)的限制是在移動的時候停止移動。防撞板的作用是:當拖車被移動時，如果與人發(fā)生碰撞，留下行李或車主，切斷發(fā)動機的動力，馬上停止運行。
27
結(jié) 論
大學(xué)短暫時期在這里匆匆要走向末端，然這對我的僅僅是人生其中的一個里程碑，新的旅途已然在前方向我揮手。大學(xué)期間的學(xué)識歷程都有著老師長輩、朋友以及親人的鼓勵， 旅途雖然艱辛但也會收貨許多許多，于論文即將劃上一個完美的句號時，又開始對這完美猶豫，此時五味陳雜。 我會仰慕許多名人，但是我卻急迫想要把我心中無限仰慕送給一個普普通通的人，那就是我的師長。我也許在你眼中并不出類拔萃，但是你在我心中卻又重要的地位。您教學(xué)負責(zé)，您的思想和博學(xué)都無時無刻不在影響這我，讓我有了一個上升的積極態(tài)度。您能夠讓我受到了創(chuàng)新的思維觀念的影響，創(chuàng)建了偉大的學(xué)習(xí)標準，明白了最基礎(chǔ)的考量方式，由課題題目的斷定至論文寫作的學(xué)習(xí),通過您耐性的解說,進而通過考量后的心領(lǐng)神會,往往使我豁然開朗
這次的課題設(shè)計就要完了，六月畢業(yè)季里，是有很多的內(nèi)心感觸。我進行死板的學(xué)習(xí)知識，其實在實際的運用中行就是一 片空白。這次的課題畢業(yè)設(shè)計讓我明白，實際做要比說起來難的多。 回頭看看畢業(yè)設(shè)計的整個過程，我感覺到這個過程是非常困難的，好的是，還是取得了一定的成效。第一我需要感謝我的 指導(dǎo)老師，在畢業(yè)的課題設(shè)計當中， 我會遇到許多許多的困難，在遇到困難后，我想到的第一個辦法就是找我的指導(dǎo)老師，讓指導(dǎo)老師給我建議，讓我可以解決我所遇到的問題。 由這次的課題畢業(yè)設(shè)計，我也是很清楚的明白了自己的不足和自己需要改正的地方，只有理論知識的學(xué)習(xí)，才能夠發(fā)現(xiàn)自 己的知識缺乏的程度，其實我們都懂得一個道理就是在理論跟實際之間是由很大的差距。這次課題設(shè)計相比較對我而言是一次 很好的檢驗也是一次很好的開始。有了很系統(tǒng)的學(xué)習(xí)， 是擁有很完整的知識架構(gòu)，這次的課題畢業(yè)設(shè)計并不是結(jié)束，在我看來 就是一個很好的開始。以后的我需要獨立的進行項目的設(shè)計，面對未來，就要我自己能夠更好的運用我自己所學(xué)的知識。 最后，希望各位老師能給我的課題畢業(yè)設(shè)計能夠提出更多的建議跟指導(dǎo)， 讓我能更好的運用自己的專業(yè)知識。
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致 謝
通過這幾個月的不懈努力，終究到了畢設(shè)的的結(jié)尾。在此，我也想由衷的感謝我組毛志偉老師，在這大學(xué)四年，青澀的我們也在這焦頭爛額的畢設(shè)中感受到了每一份知識的寶貴，在課堂上的我們愛聽不聽，到頭來才明白這只是我得自作自受，因為在這份畢設(shè)中， 我明白了我自己以前的可笑。
因為自己對所學(xué)的知識掌握的不牢靠，所以出現(xiàn)很多計算上的錯誤和書面上的不規(guī)范，但所幸運的是我們指導(dǎo)老師一直在這幾個月中與我們相伴，對我們悉心指導(dǎo)，對于這份畢設(shè)，我和大部分同學(xué)都一樣，一樣沒有接觸過，都是從頭