地坑式立體車庫設計

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1、 內(nèi)蒙古科技大學 本科生畢業(yè)設計說明書 題 目：地坑式立體車庫設計 學生姓名：張清明 學 號：2003041339 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 班 級：機03-3班 指導教師：蘇鳳歧 47 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 地坑式立體車庫設計 摘 要 面對當前城市用地緊張有車一族買得起車而沒地方停車的問題，人們想到了立體化停車的解決方案，于是立體車庫應運而生。 本套設計提出了一種機械式立體車庫的設計方案，詳細介紹了該立體車庫的結(jié)構(gòu)、傳動部分和自動控制部分的設計步驟，以及各部分功能元件的選擇和校

2、核過程。該立體車庫將機械和自動控制和為一體，結(jié)構(gòu)采用鋼框架結(jié)構(gòu)；提升部分采用液壓傳動；行走部分導軌滾輪；橫移動作采用鏈條傳動；自動控制部分采用可編程控制器；該立體車庫解決了城市停車難的問題，是停車向立體發(fā)展提高空間利用率的有效途徑。該地坑式立體車庫具有結(jié)構(gòu)簡單，單車平均占地面積小，安全可靠，操作方便，停車價格合理等優(yōu)點。 關鍵詞： 立體車庫；鋼結(jié)構(gòu)；鏈傳動；行走小車；可編程控制器；液壓傳動 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 The design of the stereoscopic garage Abstract Facing the limited land in curr

3、ent city, the car owner buys rising car but have the problem of the local parking, people toughed of the stereoscopic turning the solution of the parking, hence the stereoscopic garage emerges with the tide of the times. A design put forward the design project of the mechanical stereoscopic-garage

4、, introduced the construction of the stereoscopic garage in that machine and spread to move the part with automatic control part of designs step. Stereoscopic garage with automatic control for integral , the construction adopts the steel structure construction; Promote the part the adoption the Hydr

5、aulic power transmission to move; Trodden part adopts guide roller; horizontal move make the adoption the chain spread to move ;Automatic control part adopts the programmable Logic controller; This resolved the difficult problem of parking in city, and valid path that parking face stereoscopic devel

6、opment exaltation space utilization. In the machines type has the construction simple, the single covers small area on average, safety dependable, operation convenient, parking price reasonable etc. Key words: stereo garage； steel structure； chain； Trodden bogie； PLC； Hydraulic power transmiss

7、ion 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 第一章 前 言 3 1.1背景 3 1.2論

8、文結(jié)構(gòu) 10 1.3個人評語 10 第二章 設計分析 11 第三章 結(jié)構(gòu)設計 13 3.1車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究與設計 1

9、3 3.2 車庫停車位的設計 15 3.3 車庫載車板的設計 16 第四章 存取機構(gòu) 19 4.1 存取機構(gòu)功能要求及其實現(xiàn) 19 4.2行走機構(gòu)設計

10、 19 4.2.1行走機構(gòu)概述 19 4.2.2行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計 20 4.2.3行走機構(gòu)驅(qū)動軸的設計校核 21 4.2.4行走機構(gòu)縱梁的校核 22

11、4.3橫移機構(gòu)設計 25 4.4存取機構(gòu)的工作流程 26 4.5存取機構(gòu)中具體部件的設計計算 27 4.5.1存取機構(gòu)中電機的選擇 27 4.5.2存取機構(gòu)中減速機的選擇

12、 30 4.5.3存取機構(gòu)鏈輪的設計 30 4.5.4存取機構(gòu)鏈條的選擇 31 4.5.5存取機構(gòu)聯(lián)軸器的選擇 31 4.5.6存取機構(gòu)鏈傳動的張緊裝置 32 4.5.7鏈傳動傳動軸的設

13、計校核 32 第五章 停車設備中升降機構(gòu)的設計 34 5.1立體車庫提升系統(tǒng)的整體布置 34 5.2承重鏈條的選擇校核 37 5.3液壓系統(tǒng)設計計算 37

14、5.3.1 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 37 5.3.2初選系統(tǒng)壓力 38 5.3.3選擇液壓缸 38 5.3.4液壓元件的選擇 38 5.3.5液壓閥的選擇 39 5.3.6管道尺寸的確

15、定 40 5.3.7油箱容量的確定 40 5.3.8液壓系統(tǒng)性能驗算 40 第六章 控制系統(tǒng) 44 結(jié)束語 46 參考文獻

16、 47 附錄 48 第一章 前 言 1.1 背景 一、 立體車庫概述 機械式立體車庫是一種利用機械傳動和現(xiàn)代自動控制技術的立體車庫，是車輛停放向立體發(fā)展的一種現(xiàn)代停車設備。在市場經(jīng)濟條件下，我國的汽車工業(yè)正在以前所未有的速度發(fā)展，小轎車正在進入千家萬戶，伴隨而來的問題將會是車輛無處停放，這在一定程度上將會阻礙城市的社會、經(jīng)濟和交通的發(fā)展。所以機械式立體車庫

17、已成為解決車輛無處停放的有效方案。它具有功能完備、可靠性高、操作方便、停車價格合理、占地面積小等優(yōu)點，尤其它具有單車平均占地面積小的獨特優(yōu)勢，已被廣大用戶所接受。 車輛無處停放問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展到一定程度的結(jié)果，立體車庫的發(fā)展在國外，尤其在日本有近30—40年的歷史，無論在技術上還是經(jīng)驗上均已獲得了成功。我國也于九十年代處開始研究開發(fā)機械立體停車設備，距今以有十多年的歷程，由于許多新建小曲內(nèi)住戶與車位的配比為1：1，為了解決停車位占地面積與用戶商用地面積的矛盾，立體停車設備以其平均單在占地面積小的獨特特征，已被廣大用戶接受。 機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面顯示了

18、優(yōu)裁性。首先，機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，平均一輛車就占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，可以使地面使用率提高80%--90%，如果采用多層立體車庫的話。50平方米的土地面積沙鍋內(nèi)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)省土建開收成本。 機械車庫有效地保證了人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會定轉(zhuǎn)。應該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下采用機械停車設備，還可以免除暖通風設施，因此，這行中的餓耗電量比2人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成成套系統(tǒng)。而是以單臺集裝而成，這樣可以

19、充分發(fā)揮其用地面積少，可以化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設立停車車位，這對于眼下車位短缺的問題提供了方便條件。 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，公路和汽車的高速發(fā)展，小汽車已進入千家萬戶，特別是國家提出“全面建設小康社會”的號召以來，國內(nèi)外小轎車市場的價格，品牌、功能性挑戰(zhàn)正在發(fā)展激烈的變化，其購買力每年至少有100萬輛以上，根據(jù)統(tǒng)計2003年私家車已達到480萬輛，加上原有的公車，其原有車庫的不足于車輛密度的增加形成明顯的矛盾，停車難以成為待解決的問題之一，也是時務之急。向空中地下發(fā)展，立體停車是各大城市解決停車車位不足的通用方法，它將原來平面唯一車位改成

20、向空中地下發(fā)展的立體式車位，這樣在同樣的占地面積下，可以容納成倍增長的車輛。 二、 立體車庫的發(fā)展的市場前景 近十年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，汽車快速進入我們的生活中，成為現(xiàn)代社會的重要標志。隨著國務院《汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》的出臺，中國的汽車工業(yè)走上了一條循序漸進、健康發(fā)展的道路，汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展正成為新世紀的一道靚麗的風景線。 加入WTO后，世界的加工和制造中心逐步向我國轉(zhuǎn)移的趨勢越來越明顯，中國有望成為世界汽車制造中心。據(jù)統(tǒng)計，2002年全國生產(chǎn)汽車325. 12萬輛，同比增長38.49%，全球排名上升到第5位，列美國、日木、德國、法國之后。銷售汽車324. 8萬輛，同比增長36

21、.65% ,其中轎車銷售112. 6萬輛，I司比增長56.08%。2003年全國汽車銷售達到439萬輛，其中轎車銷售達到197萬輛。隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車保有量的急劇增長，“停車難”成為困擾各大中城市的突出問題之一。停車難是濘致行車難最直接的因素，如不能妥善解決，將直接影響汽車工業(yè)的發(fā)展和人民的日常生活。所以城市停車場所的建設，尤其是能多停車位、少占空間的“立體停車)掌，的建設有著十分重要的社會意義和經(jīng)濟意義。 近年來，我國在城市建設方而取得了很大的成就，2002年城市道路長度己達到19. 1萬km，人均擁有道路而積增長至7. 8m2。但與國外相比，反映道路擁有水平的人均長度和而積指標

22、仍然偏低。而且近年新修建的道路多數(shù)在城市邊緣區(qū)，交通最擁擠的中心區(qū)用地十分緊張，新建道路困難很大，造成停車場地奇缺，大多數(shù)司機占路停車。如2001年的上海，每人停在馬路上的汽車就多達35萬輛，廣州每人也有35萬輛機動車“露宿”街頭，北京史有90萬輛之多，而在其它很多城市也有諸如此類的現(xiàn)象，致使本來就緊張的交通更擁擠不堪，嚴重滯后了城市交通的發(fā)展。行車難、停車難、亂停車，加劇交通擁堵、降低生活質(zhì)量、惡化投資環(huán)境，成為城市經(jīng)濟發(fā)展的障礙，大大降低了城市的文明程度。為了緩解這種局而，從80年代中期我國陸續(xù)出現(xiàn)零星的立體停車業(yè)，并且在逐年遞增。 機械式立體停車設備在國際上己經(jīng)有30多年的歷史，發(fā)展較

23、快的有日木、德國、法國、意大利、荷蘭、美國、韓國以及我國臺灣等地。尤其是日本發(fā)展迅速，走在了世界停車業(yè)前列。我國機械式停車設備旱期開發(fā)工作從80年代中期開始，到1992年以后得到了較快的發(fā)展。1996年以前，我國停車設備的年生產(chǎn)能力僅為4 000個泊位。2003年國內(nèi)新建機械式立體停車庫303個，新增停車泊位33 756個，較2002年增長37.7%。出口泊位5 786個，較2002年增長189%，全行業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)值9. 74億元。 據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2003年底，國內(nèi)機械式停車泊位己累計達82 764個，分布在31個省市自治區(qū)的56個城市。2003年市場增長最快的地區(qū)是江蘇、山東、浙江，泊位分

24、別增長512%、364%和111%，此外，上海增長37%，廣東增長10.3%，北京與上年持平。以上6個省市泊位量占到全國新建泊位總量的87%，成為國內(nèi)機械式立體停車庫發(fā)展最熱的地區(qū)。 車庫類型也從最初的垂直循環(huán)式、簡易升降式，發(fā)展到了平面移動式、多層升降橫移式、垂直升降式等多個品種。2003年升降橫移式車庫占新建車庫總量的81%，泊位量占總量的84%，仍是機械式立體停車庫的主流，但象垂直升降式等技術含量較高、空間利用率史大的停車庫也有了迅速增長。一些企業(yè)經(jīng)過長期積累發(fā)展壯大，己穩(wěn)居行業(yè)前列，一些中小型企業(yè)搶抓機遇在發(fā)展中嶄露頭角，一些大型集團公司開始跨行業(yè)進入停車領域。如北京恩菲科技產(chǎn)業(yè)集團

25、、承德華一機械車庫集團有限貢任公司、北京韓中停車設備有限公司、北京大兆停車設備有限公司等企業(yè)。隨著業(yè)內(nèi)企業(yè)數(shù)量的不斷擴大，質(zhì)量標準的不斷提高，服務意識的不斷創(chuàng)新，企業(yè)業(yè)績的不斷增長，中國的停車行業(yè)將呈現(xiàn)出勃勃生機。 隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，城市汽車保有量特別是私人轎車逐年遞增，年增長率達38%以上，“停車難、行車難”矛盾日益尖銳。按照國家標準，2010年城市人均道路面積可達到7-15m2，但屆時城市汽車保有量也將是現(xiàn)在的4倍以上，可以預見城市交通問題將更加嚴重。目前我卜}城市機動車輛的保有量與停車位之比大約為5: 1，停車位的滿足率只有20%左右，根據(jù)上述數(shù)據(jù)預計，到20

26、10年我國將需要數(shù)百萬個停車位。因此，立體化停車將是今后停車場建設的發(fā)展方向，機械式立體停車設備制造業(yè)將具有巨大的發(fā)展空間。 參照國外城市公共停車泊位與車輛一般以1: 7比例來計算，如果僅解決1/ 3的京滬兩地的馬路停車問題，建造停車場的潛在合同額就可達146億元人民幣。在發(fā)達國家，停車業(yè)早己是一個巨大的產(chǎn)業(yè)。在國內(nèi)，上海在1996年有機動車20萬輛，2002年猛增到141萬輛，現(xiàn)在上海的停車場規(guī)?？傮w上來說是“供不應求”，只能滿足50%的需要。上海目前雖然有許多的停車場所，但都各自為政，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃。而在美國，停車公司往往實行停車咨詢、停車配件、停車場建設、停車場維修等一條龍服務，而日‘

27、建立全國性的網(wǎng)絡，給顧客提供各種方便。所以我國要發(fā)展停車業(yè)，應鼓勵實行“多元化”投資政策，對出資建設停車場的企業(yè)、個人給子適當優(yōu)惠政策;應結(jié)合我國的具體國情，建立一整套系統(tǒng)化、多元化、人性化的停車系統(tǒng)標準。 諸多因素表明，我國立體停車產(chǎn)業(yè)與其配套產(chǎn)業(yè)目前正在成為潛力巨大的前途性產(chǎn)業(yè)。停車設備制造業(yè)而臨千載難逢的發(fā)展良機，具有高科技、高安全性、高可靠性、高效率的機械式立體停車庫將具有巨大的發(fā)展前景。 三、 立體車庫的類型 目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式，港道堆垛式，垂直提升式，箱式水平循環(huán)式，圓形水平循環(huán)式。 （一）、升降橫移式 升降橫移式立體車庫采用模塊化設計，每單元可

28、設計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫使用于地面等地下停車場，配置靈活，造價較低。 1、產(chǎn)品特點： 1）、節(jié)省占地，配置靈活，建設周期短 2）、價格低，消防，外裝修，土建地基等投資少 3）、可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠 4）、存取車迅速，等候時間短。 5）、運行平穩(wěn)，工作噪音低 6）、適用于商業(yè)、機關、住宅小區(qū)配套停車場的使用 2、運行原理 每個停車位都有載車板，頂層載車板上下升降低層車板左右橫移，中間和低層都設有一個空位區(qū)上方的車輛，底層車為直接存取車。 3、主要組成部分 1）、鋼結(jié)構(gòu) 2）、載車板 3）、控制系統(tǒng)

29、4）、安全防護系統(tǒng) （二）、巷道堆垛式 巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機進行存取，因此，因此，對堆垛機的技術要求較高，單臺堆垛機成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)要求教多的客戶使用。 1、運行原理 通過可以垂直升降和左右移動的搬運機（托架），將車輛自動移動送到由多結(jié)構(gòu)組成的固定停車區(qū)域（水泥板結(jié)構(gòu)）的裝置，適合在大型建筑物成停車專用建筑物里安裝，具有結(jié)構(gòu)安全的特點。 2、特點 1）、升降和橫移同時進行，提高了車輛的出入速度。 2）、停車間由水泥構(gòu)成，保證了地下空間的結(jié)構(gòu)安全性。 3）、維護和管理簡單。 4）、可自由利用地下空間，可

30、提供大規(guī)模的停車位置。 5）、由計算機進行綜合管理，可全面監(jiān)視設備的定性情況，而且操作簡單。 （三）、平面移動式 1、運行原理 通過升降機的垂直升降和搬運器的平面往復運動，將車輛自動移送到多層平面布置的停車區(qū)域的裝置，多稱平面移動式。 2、特點 1）、每層的搬運器和升降機分別動作，互不干擾，提高了車輛的出入庫速度。 停車規(guī)?？蛇_到80-120輛。 2）、采用人性化設計，提高了舒適性。采取多重保險措施，安全性能卓越。 3）、采用變頻調(diào)速技術，運行平穩(wěn)，定位準確。 4）、設置多種安全保護裝置，停車安全。 5）、配置高效，

31、外形美觀。 （四）、垂直提升式 垂直提升式立體車庫類擬于電梯的工作原理，在提升機的兩側(cè)布置車位，一般地面需要一個汽車旋轉(zhuǎn)臺，可省去司機調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高，對設備的安全性，加上安裝精度要求都很高，因此總價較高，但占地面積卻最小。 1、運行原理 該設備通過提升機構(gòu)將車輛或載車板升降到指定層。然后用安裝在提升機構(gòu)上的橫移機構(gòu)將車輛載車板送入存車位，取車過程與之相反。 2、特點 1）：該設備具有占地面積小的特別 2）：省電、噪音小運行速度快，存取車方便 3）：安全設施齊全 4）：操作簡單、維護方便等優(yōu)點 3、主要組成部分 1）：鋼結(jié)構(gòu) 2）：提升裝置 3）：

32、橫移機構(gòu) 4）：回轉(zhuǎn)升降裝備 5）：電控系統(tǒng) 6）：安全裝備 （五）、垂直循環(huán)式 產(chǎn)品特點： 1）：占地少，兩個泊位面積可停6到10輛車 2）：外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓 3）：價格低，地基，外裝修，消防投資少，建設周期短 4）：可采用自動控制，運行安全可靠，占地面積小、存取方便、操作簡單。 （六）、簡易升降式 簡易升降式立體車庫是指通過單一搬運器的升降、俯仰或二三層搬運，實現(xiàn)車輛二三層存取功能的停車設備。 1.2論文結(jié)構(gòu) 本設計說明書共分為6章。 第一章 概論，主要介紹了立體車庫的發(fā)展概況、車庫類型及其發(fā)展前景； 第二章 設計分析，簡要分析車庫組成部分

33、的結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方式； 第三章 車庫結(jié)構(gòu)的設計，主要介紹了立體車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架設計以及停車位和載車板的設計； 第四章 車庫的存取機構(gòu)設計，介紹了汽車入出庫的實現(xiàn)方式，存取機構(gòu)的組成及其設計計算。 第五章 車庫的提升機構(gòu)設計，介紹了提升動作的實現(xiàn)方式，主要介紹的內(nèi)容是液壓升降臺的設計和校核； 第六章 車庫的控制系統(tǒng)，介紹了立體車庫的自動控制過程，以及實現(xiàn)自動控制的部件的選擇。 1.3個人評語 在這次設計過程中，各位老師和同學都給予我了熱情的幫助和大力地支持，尤其蘇鳳歧老師在整個設計過程中，對我進行了精心的指導，在此我表示由衷地感謝。由于本人設計水平有限加之時間倉促，設計中難免存在許多疏漏

34、之處，敬請各位老師和同學提出寶貴的意見。 第二章 設計分析 根據(jù)設計要求及設計數(shù)據(jù)分析，設計采用地下兩層平面移動式立體車庫，該車庫可停放8輛車，占地面積小，存取快捷，操作方便。 主要組成部分： 1、 立架式鋼結(jié)構(gòu)： 利用螺栓將結(jié)構(gòu)用鋼梁連接成為立體車庫的主體框架。 2、 提升裝置： 采用液壓升降臺來實現(xiàn)承載行走小車、橫移機構(gòu)、載車板、汽車上下運行。 3、 行走機構(gòu)： 采用電機驅(qū)動滾輪來實現(xiàn)縱向行走，當滾輪在導軌上運動到停車位時，由行走機構(gòu)上的橫移機構(gòu)對車輛進行存取。 4、 橫移機構(gòu)： 采用鏈傳動載車式，其基本原理是以鏈傳動的形式，通過一次微

35、橫移和一次橫向橫移來實現(xiàn)載車板的存取。 5、 電控系統(tǒng)： 采用PLC自動控制系統(tǒng)，通過傳感器把信號傳輸給PLC，由PLC來實現(xiàn)自動控制。 6、 安全裝置： 主要是制動裝置以及車輛的安全保護和照明等設備。 表2.1 主要技術性能參數(shù) 停車規(guī)格 外型尺寸 500018501550 重量 ≤1700 kg 停車數(shù)量 8 控制方式 PLC+交流電機+液壓 電機功率 縱向行走 7.5 kw 水平橫移 2.2 kw 微動橫移 0.75 kw 運行速度 縱向行走 1 m/s 水平橫移 0.3 m/s 微動橫移 0.1

36、 m/s 第三章 結(jié)構(gòu)設計 3.1立體車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究與設計 車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架起著支承停放車輛載荷和分擔提升機構(gòu)載荷的作用，因此對車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架進行合理的結(jié)構(gòu)分析和設計就顯得特別重要。 3.1.1立體停車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架基本結(jié)構(gòu)的設計 立體停車庫鋼結(jié)構(gòu)承載框架（見圖3.l、圖3.2 ）與外表裝飾材料構(gòu)成停車庫主體。停車位地基用混凝土澆灌，利用12根16號槽鋼作為立柱，各車位均由10號槽鋼焊接而成。立柱下端固定在混凝土中，上端由10號槽鋼焊接而成的框架用M16的螺栓連接。鋼結(jié)構(gòu)底部高2米，上部為標準層，高度為2.1m用來停放車輛，它由標準單元組成，可以

37、根據(jù)實際車庫容輛來適當加減層數(shù)。本車庫設計為兩層車庫容量為8輛，這樣車庫總高度為2+2.12=6.2m。鋼結(jié)構(gòu)框架分段制造，用高強度螺栓在現(xiàn)場拼裝。 (a) 鋼結(jié)構(gòu)側(cè)視圖 (b) 鋼結(jié)構(gòu)正視圖 圖3.1 立體停車庫鋼結(jié)構(gòu)示意圖 1.底層側(cè)面K形斜桿 2.標準層側(cè)面K形斜桿 3.標準層側(cè)面K形橫桿 4.立柱 5.底層立柱 6.標準層正面K形橫桿 7.標準層正面K形斜桿 8.井道立柱 圖3.2 停車庫鋼結(jié)構(gòu)俯視圖 1.立柱(導軌) 2.正面K形橫桿和斜桿 3.立柱 4.側(cè)面K形橫桿和斜桿 5.井道側(cè)面H形橫桿 6.井道正

38、面H形橫桿和K形斜桿 N一車庫進出口方向 3.1.2鋼結(jié)構(gòu)的焊接 設計焊接結(jié)構(gòu)時，一方面要考慮結(jié)構(gòu)的強度和工作條件等性能要求，另一方面還要考慮到焊接工藝的特點，已使用簡便可靠的工藝獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。因此，在滿足工作性能要求的條件下，應選用可焊性較好的材料來制造焊接結(jié)構(gòu)件。 本設計焊接方法使用埋弧自動焊，這種焊接方法的優(yōu)點是焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好，節(jié)省金屬材料，勞動條件較好。焊接件可在各種載荷下工作，要求焊縫堅固緊密，生產(chǎn)率很高。 根據(jù)焊條的選擇原則，選用E4320焊條，熔敷金屬的σb為420MPa，σs為330MPa,δs為22%，氧化鐵型，交流正接全位置焊條。焊縫坡口是V型或Y型

39、，焊縫要平整、沒有虛焊。 3.2立體車庫停車位的設計 3.2.1停車位布置形式及相關要求 國標中機械式停車設備中用來停放車輛的各具體位置稱為車位，一般稱為停車位。停車位的尺寸和布置形式直接影響車庫的占地面積、車庫車輛存取時間和車庫成本。為了合理利用土地面積、減少車輛存取時間和降低車庫的成本，需要合理布置停車位。 平面移動式停車設備的停車位布置在井道的兩側(cè)。按載車板沿進入停車位方向不同，布置方式有串列車位布置與并列車位布置兩種。串列車位布置方式是指載車板沿車身縱向進入停車位，停車位與井道縱向并列。串列車位布置的平面截面是一個狹長的長方形，存取車輛時，移動行程需大于車身縱向長度，一

40、般超過5米。并列布置方式是指載車板沿車身橫向進入停車位，停車位與井道橫向并列，車位布置的平面截面近似于一個正方形，其存取行程約2米。與串列布置形式相比，并列布置具有存取行程短，存取時間少，布局合理的優(yōu)點，而串列布置形式一般應用于對平面截面形狀有特殊要求的場合。 在GB 17907-199，機械式停車設備通用安全要求中，對停車位的長、寬、高做出了明確的規(guī)定。寬度方面，規(guī)定對用搬運器將汽車送入車位的，為汽車全寬加150mm。長度方面，規(guī)定不小于存放汽車的全長加200mm。高度方面，規(guī)定不小于存放汽車的高度與存取車時微升微降等動作要求高度之和加50mm，但不小于1600mm。平面移動式停車設備中可

41、停放的車輛尺寸重量的分組代號為D(大)，其最大尺寸為5000*1850*1550。 除了布置形式以及尺寸之外，停車位還需要考慮其他一些方面的要求： (1)為了支撐汽車及載車板，車庫停車位要有承載結(jié)構(gòu)。 (2)停車位結(jié)構(gòu)要便于存取機構(gòu)的動作。 (3)為保證車輛停放安全，需有安全機構(gòu)。 3.2.2平面移動式立體車庫停車位結(jié)構(gòu) 平面移動式立體車庫的停車位采取并列布置形式，沿車輛橫向方向布置在井道兩邊。按國家標準并結(jié)合其他要求考慮，將庫的停車位寬度定為2600mm，長度為5500mm，高度為2100mm。 停車位結(jié)構(gòu)如圖3.3(停車位等軸側(cè)視圖)所示，停車位上沿橫向中心線對稱布置兩根鋼梁

42、，用以支撐載車板，鋼梁上安裝有滑輪，減少載車板在進入停車位時的摩擦。承載鋼梁并不是水平安裝在停車位的鋼結(jié)構(gòu)上，而是稍微向提升井道方向傾斜一個很小的角度，以保證鋼梁上的載車板不會因為各種因素影響而向停車位外側(cè)滑動，同時也便于取車時拉出載車板。 圖3.3 停車位等軸側(cè)視圖 3.3立體車庫載車板的設計 立體車庫的載車板按結(jié)構(gòu)形式有拼板式和框架式兩種。拼板式載車板是用鍍鋅鋼板一次沖壓或滾壓整體成形，然后拼裝成載車板，最后用螺栓緊固連接。在拼裝前，先對組件進行各類表面處理(如電鍍、烤漆等)，使載車板輕巧、美觀。整體折彎成型的載車板運輸方便、通用性互換性好，強度大、剛度好、重量輕、減少基礎承

43、力;而且由于是整體折彎成型，車板厚度小，一般厚度為50～55毫米，對建筑凈空高度要求最小;可以保證載車板同地面零坡度，倒車無需加油門，適應新老司機。整體折彎成型結(jié)構(gòu)形式適合于批量生產(chǎn)。 框架式載車板是先用型鋼和鋼板焊接成承載框架，然后在兩側(cè)停車通道和中間突起的頂面鋪設不同厚度的鋼板，多數(shù)采用中間突起結(jié)構(gòu)。這種載車板的優(yōu)點是可按需要設置行車通道寬度，并具有較好的導入功能，這種結(jié)構(gòu)形式較適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)。 該平面移動類立體車庫采用框架式載車板，由槽鋼焊接成載車板框架，在框架上面鋪設鋼板，中間突起。槽鋼選用8號槽鋼，金屬板選用厚度為4㎜的熱軋金屬板。同時在車通道上安裝防滑鋼板，它和中

44、間突起的鋼板一起，防止汽車在存取時產(chǎn)生縱向或橫向的滑動。在載車板的底部與停車位上的鋼梁相對應的位置上裝有滑動罩，起導向以及減少摩擦的作用。在載車板的兩側(cè)都安裝有拖鉤。工作時，通過拖鉤與鏈傳動橫移裝置上推拉銷的嚙合，帶動載車板橫移。 圖3.4 載車板等軸測圖 載車板框架槽鋼的布置如圖3.6所示： 選用長度為5.4m的槽鋼4根，長度為2.3m的槽鋼6根。查文獻【1】表Ⅳ.3熱軋普通8號槽鋼的理論重量為8.04㎏/m。故載車板框架用槽鋼的重量為： M1=（5.44+2.36）8.04 kg/m=284.616 kg 查《金屬機械加工工藝手冊》表1—52得：厚度為4㎜的金屬板的重

45、量為31.44 kg/㎡，故載車板用金屬板的重量為： M2=5.42.331.44 kg/㎡=390.485 kg 載車板總重量為：M3=M1+M2=675.1008 kg 考慮載車板上加裝的拖鉤和滑動罩重量，取M3=680kg。 圖3.5載車板框架槽鋼的布置圖 第四章 停車設備中存取機構(gòu)設計 4.1存取機構(gòu)功能要求及其實現(xiàn) 對存取機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設計，必須了解其功能的具體要求。首先要求存取機構(gòu)能準確定位。由于汽車體積質(zhì)量都較大，存取機構(gòu)應盡可能設計得輕巧，以使其運動慣量不至于太大而影響準停要求。其次，要求存取機構(gòu)動作快、工作效率高。這就要求它的橫移速度

46、要快，而這與準確定位的要求始終是相互矛盾的(運行速度是影響定位精度的主要因素之一)。隨著變頻調(diào)速技術的普及，該矛盾己能輕松解決:驅(qū)動控制采用變頻調(diào)速技術，把正常橫移速度提高，定位時的速度調(diào)低，并通過程序控制，自動計算橫移的速度及加速度，這就即保證了定位準確又提高了工作效率。第三，要求存取機構(gòu)安全措施完備，如提升機構(gòu)與橫移機構(gòu)動作要互鎖等。 平面移動式立體車庫采用鏈傳動存取車方式，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自身質(zhì)量輕。存取車輛功能主要由鏈傳動橫移裝置實現(xiàn)。鏈傳動橫移裝置安裝在行走機構(gòu)上，它由橫移機構(gòu)和微橫移機構(gòu)兩部分組成。 4.2行走機構(gòu)設計 4.2.1行走機構(gòu)概述 根據(jù)搬運器的工作條件和動作要求，

47、行走機構(gòu)采用行走小車方案，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、自身質(zhì)量輕、維修及安裝方便、效率高、成本低等特點。其驅(qū)動方式(驅(qū)動輪的布置)可以有多種，這里采用對面雙輪驅(qū)動。它的特點是集中驅(qū)動，使驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速相等，從而保證了機構(gòu)行走時各輪的同步運行，提高了運行的平穩(wěn)性，且對機構(gòu)的整體剛度要求不高，對傳動軸的加工要求較低。 行走機構(gòu)的定位是通過行程開關實現(xiàn)的，由控制系統(tǒng)解決。 行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖4.1所示。其中兩排臺板滾道4處于整個搬運器的最高水平面內(nèi)，以便停車臺板(圖中未畫出)順利地沿橫向滾動，臺板與滾道相接觸的部位是槽形，因此，對臺板而言，臺板滾道又起到異向和縱向定位的作用。 1-電機及減速器；2-

48、運行軌道；3-主動輪；4-臺板滾道 5-微動橫移滾道；6-縱粱；7-從動輪 圖4.1 行走機構(gòu)示意圖 4.2.2行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計 圖4.2 行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)布置示意圖 行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)布置如圖4.2所示:縱梁選用12.6號熱軋普通槽鋼,理論質(zhì)量12.37kg/m,則縱梁質(zhì)量為25.612.37=138.6kg。微橫移滾道支架用5/3.2號熱軋不等邊角鋼，理論質(zhì)量1.936kg/m，則微橫移滾道質(zhì)量為42.21.936=17.04kg。臺板滾道支架用擠壓型材，理論質(zhì)量3.185k g/m，則臺板滾道質(zhì)量為433.185=38.22kg。行走機構(gòu)驅(qū)動電機質(zhì)量81kg. 4.2.3行走機構(gòu)驅(qū)

49、動軸的設計校核 1.選擇軸的材料 該軸無特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理45號鋼，。 2.初步估算軸徑 按扭轉(zhuǎn)強度估算出聯(lián)軸器的最小軸徑，取C=118，p=7.50.990.99=7.4 kw；。，66.7mm 由于安裝聯(lián)周器處有一個鍵槽，軸徑增加5%；為使所選軸徑與聯(lián)軸器孔徑相適應，需同時選擇聯(lián)軸器。查文獻【2】表8-7選用HL6型彈性柱銷聯(lián)軸器ZC80260/JB75260 GB5014-1985。故取軸與聯(lián)軸器連接的軸徑為75mm. 3.軸的強度驗算 （1） 轉(zhuǎn)矩 （2） 軸兩端支反力 （3） 畫彎矩圖 截面A、B上的彎矩 （4） 畫轉(zhuǎn)矩圖 T=1245.7 Nm （5

50、） 畫計算彎矩圖 因軸雙向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為對稱循環(huán)，取a=1，則截面A、B上的當量彎矩為： =4934 Nm (6) 按彎扭合成應力校核軸的強度 截面A、B的當量彎矩最大，故該兩截面可能為危險截面。已知 ， 軸中間聯(lián)軸器處截面雖只受轉(zhuǎn)矩，但其直徑最小，該截面也可能成為危險截面 所以其強度足夠。 4.2.4行走機構(gòu)縱梁校核 根據(jù)設計的結(jié)構(gòu)，只校核縱梁的彎矩、撓度和剪力。 單根縱梁所受載荷F=∑M/29.8 N/kg =13132N 彎矩的校核： 該縱梁簡化為單跨度簡支梁，簡圖如下： 載荷對稱均勻分布 截面C彎矩 故每根槽鋼所受彎矩為：

51、 單向受彎： 查文獻【1】表Ⅳ.3 I=391 故： 查文獻【3】表2-1-11 得： 故強度校核合格。 剪力的校核：

52、

53、

54、

55、

56、

57、 這樣 當時， 查文獻【3】表2-1-12 故校核合格。 撓度校核： 在C截面處： 校核合格。 4.3橫移機構(gòu)設計 鑒于停車設備內(nèi)部空間限制，搬運器橫移機構(gòu)不宜設計成立體倉庫巷道式堆垛機伸叉結(jié)構(gòu)，故改為結(jié)構(gòu)緊湊的鏈條傳動方式，存取車輛功能主要由鏈傳動橫移裝置實現(xiàn)。鏈傳動橫移裝置安裝在行走機構(gòu)內(nèi)、兩載車板滾道間，它由橫移機構(gòu)和微橫移機構(gòu)兩部分組成。橫移機構(gòu)功能是驅(qū)動載車板做橫移動作，它主要由橫移驅(qū)動鏈條、推拉銷、主、從動鏈輪組和電機等組成。其原理示意圖如圖4.2所示。主

58、、從動鏈輪組各有兩排橫移驅(qū)動鏈條，兩排鏈條之間安裝有推拉銷。通過推拉銷與載車板上的拖鉤嚙合，可帶動載車板在行走機構(gòu)中的載車板滾道上橫移。存車時，鏈條轉(zhuǎn)動，通過推拉銷和拖鉤嚙合帶動載車板進入停車位:取車時鏈條則反向轉(zhuǎn)動，通過推拉銷將載車板拉出停車位。若橫移機構(gòu)固聯(lián)在行走機構(gòu)上，則不可能使銷勾入停車位上的載車板拖鉤，也無法使搬運器上的載車板正確放入停車位。因此，在橫移機構(gòu)中增設了微橫移機構(gòu)，微橫移機構(gòu)的主要零部件是微橫移鏈條、微橫移電機、微橫移鏈輪組。整個微橫移機構(gòu)是由兩條微橫移鏈條固定在行走機構(gòu)縱梁上，當微橫移電機轉(zhuǎn)動時，就會使整個橫移機構(gòu)橫向微動，實現(xiàn)取送載車板的功能。整體橫移裝置結(jié)構(gòu)示意圖如

59、圖4.3所示。 圖4.2 橫移機構(gòu)示意圖 ` 圖4.3 鏈傳動橫移裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖 4.4存取機構(gòu)的工作流程 存取機構(gòu)的工作流程如下： 1.首先在系統(tǒng)通電后以及升降系統(tǒng)工作時，控制系統(tǒng)都要保持兩個橫移電機都處于自鎖狀態(tài)，以免發(fā)生誤動作，產(chǎn)生意外。 2.當升降臺平層到位之后，控制系統(tǒng)根據(jù)要確定存取動作的停車位的位置，判斷橫移機構(gòu)是要往左還是右移動。 3.此時為了防止存取車輛時升降系統(tǒng)意外動作，確保安全，控制系統(tǒng)要保證升降電機在存取機構(gòu)動作的時候，始終處于自鎖狀態(tài)。 4.微橫移電機動作，帶動橫移機構(gòu)及其上面的載車板移動，越過升降臺與停車位之間的距離。 5.橫移機構(gòu)到位

60、后，微橫移電機要保持自鎖，避免存取車時發(fā)生意外，同時控制系統(tǒng)確定是進行存車還是取車動作，然后決定橫移電機轉(zhuǎn)動的方向。 6.存取車動作完成后，微橫移電機動作，將橫移機構(gòu)拖回到升降臺中，整個存取動作結(jié)束。 4.5 存取機構(gòu)中具體部件設計計算 4.5.1 存取機構(gòu)電機 (1)橫移機構(gòu)電機 平面移動式立體車庫一般的存取速度最大25m/min。車庫載車板的橫移行程L=2.4m，存取時間t設定為8s，μ=0.2，則橫移速度。所移動的質(zhì)量M=2680kg，則所消耗的功率為: 鏈傳動的效率η=0.92～0.96，取最小值計算，所需電機功率: 選取電機功率p=2.2 kw 選用Y系列三相

61、異步電動機（Y 100L1-4） 該電機的各項指標如下表： 電機高度 HD=245mm 軸心距地面高度 H=100mm 電機寬度 B=320mm 固定螺栓的中心距 A=160mm （2）微橫移機構(gòu)電機 微橫移機構(gòu)的行程L=0.2m，微動時間t設定為2s，則速度V=L/t=0.1m/s。所移動的質(zhì)量M=3000kg，則所消耗的功率為: 鏈傳動的效率η=0.92～0.96，取最小值計算，所需電機功率: 選取電機功率p=0.75 kw 選用Y系列三相異步電動機（Y 90S-6） 該電機的各項指標如下表： 電機高度 HD=190mm 軸心距地面高度

62、 H=90mm 電機寬度 B=260mm 固定螺栓的中心距 A=140mm （3）行走機構(gòu)電機 行走機構(gòu)的移動是利用電動機驅(qū)動滾輪在導軌上運動來實現(xiàn)的。 滾輪材料為75號鋼，結(jié)構(gòu)如圖所示： 行走速度最大1～2m/s ，滾輪所受總壓力： Mc—車的質(zhì)量 查文獻【3】表7.1—6 選摩擦系數(shù)＝0.2　 則所消耗的功率為: 取傳動效率η=0.95，所需電機功率: 選取電機功率p=7.5 kw 選用Y系列三相異步電動機（Y 132M-4） 該電機的各項指標如下表： 電機高度 HD=315mm 軸心距地面高度 H=132mm 電機

63、寬度 B=435mm 固定螺栓的中心距 A=216mm 4.5.2存取機構(gòu)減速機的選擇 橫移機構(gòu)選用上海邁特傳動設備有限公司的斜齒一蝸輪蝸桿減速機(N系列) 傳動比i=59.2，結(jié)構(gòu)形式為普通雙軸伸式雙軸聯(lián)接型，安裝形式為臥式安裝。斜齒輪一蝸桿減速機采用了斜齒輪一蝸輪形式，除具有常規(guī)特性外，還使結(jié)構(gòu)更加合理化，它不僅比單級蝸輪蝸桿傳動具有更高的傳動效率和承載能力，還在結(jié)構(gòu)布局上縮小了空間位置，同時在相近體積條件下，能獲得更大傳動比，更有利于設備的配置。 微橫移機構(gòu)則選用上海邁特傳動設備有限公司的斜齒輪硬齒面減速機(D系列) 傳動比i=80，結(jié)構(gòu)形式為普通軸伸式，安裝形式為臥式安裝(

64、W4)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、工作平穩(wěn)、輸出轉(zhuǎn)速選擇范圍寬，通用性強的特點。 行走機構(gòu)選用麥奇（上海）減速機制造有限公司制造的NMRV130減速機傳動比i=35，帶雙向軸輸出。具有重量輕、傳動平穩(wěn)、噪音小、散熱效率高等優(yōu)點。 4.5.3存取機構(gòu)鏈輪設計 (1)橫移鏈輪 存取機構(gòu)中，主動鏈輪和從動鏈輪的尺寸是一樣的，所以傳動比為1。由于空間的限制，鏈輪的直徑要控制在300mm以下。 鏈條的平均速度:

65、

66、