升降橫移立體車庫設計

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1、廣西工學院學士學位論文-立體車庫機械機構設計 第一章緒論 1.1 立體車庫的背景和意義 隨著我國城市經濟和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展， 擁有私家車的家庭越來越多，而 與此相對應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)交通是相對于動態(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，停車設施是城市靜態(tài)交通的主要 內容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對停車設施的需求也在不斷 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動車輛平均增長速度在 15%-20%,而同時期城市

2、停車基礎 設施的平均增長速度只有 2%-3%,特別是大城市的機動車擁有量的增長速度遠 遠超過停車基礎設施的增長速度，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，以減少機動車對停車場的需求。 而硬措施，主要包括增建停車 場，建設地下及立體停車場、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，于局限內彌補不足，政府和管理部門所需投入得精力和資 金都不小。 圖1.1先進的自動化立體車庫 隨

3、著人類社會的不斷進步和科學技術的發(fā)展，人類的生產、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，城市中開始建設立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大 都市的標志，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，汽車的住宅一一停車場也有了長足的發(fā)展， 由平面停車向立體停車，由簡單的機械車庫向計算機管理高度自動化的現(xiàn)代立體 停車演變，成為具有較強的實用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車 進入家庭，城市動態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對居住環(huán)境要求的提 高，給停車產業(yè)提供了前所未

4、有發(fā)展機遇，停車產業(yè)市場前景廣闊。 作為現(xiàn)代大都市的標志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、 車滿為患已成為當今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的 共識。目前我國經濟正處在高速發(fā)展時期， 隨著人們生活水平的不斷提高，汽車 進入家庭的步伐正在加快，停車產業(yè)市場前景廣闊。機械式立體車庫既可以大面 積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施， 是解決城市停車難最有效的手段， 也是停車產業(yè)發(fā)展的必由之路。當前，我國許 多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機械式立體停車產業(yè)。 機械車庫與 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

5、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， 平均一輛車就要占 據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，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 或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會運轉。 應該說，機械車庫從管理 上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風設施，因此，運行中的耗 電量比工人管理的地下車庫低得多。 機

6、械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集 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)的每個組團 中或每棟樓下都可以隨機設立機械停車樓。 這對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，隨著經濟的發(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，我國個人汽車保有量為12427672輛。其 中，個人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長率為42.7%,但與 此同時，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)量的比例嚴重 失調，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當以往的路邊、

7、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時， 采用機械式立體停車 設備是一個非常有效的措施。機械式立體停車設備又名立體車庫，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 個有效手段。國家計委已明確機械式立體停車設備及城市立體停車場為國家重點 支持的產業(yè)，1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計委6號令》把機械式停車序和 立體停車場列入“國家重點鼓勵發(fā)展的產業(yè)、產品和技術日錄” ，國家海關總署 對機械式停車產品規(guī)定“國內投資項目給予免征進口稅”、上述措施為我國立體 車庫產業(yè)的成長提供了良好的條件、 也為我國解決城市停車問題提供了機會。 可 以預見立

8、體車庫具有非常廣闊的市場前景。 1.2 立體車庫的關鍵技術及其國內外研究發(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)了針對家庭使用的 雙層停車設備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設備；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地下車庫。自 70 年代末起，世界經濟高速發(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)達國家積極開展了機械式停車技術的研究開發(fā)和制造 應用。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達國家在停車技術領域的研究處于世界 領先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)的停車

9、業(yè)也通過引進 -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和出口產品。 圖1.2國外高容量的立體車庫 目前世界停車產業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術幾乎包含了當今機械、電子、 液壓、光學、磁控和計算機技術等領域的所有成熟先進技術。機械方面，應用了 許多新材料、新工藝。設備結構采用模塊化設計，便于組合使用，易于安裝拆卸。 鋼結構選用新型優(yōu)質鋼材，既提高了設備的強度和剛度，又使設備輕巧美觀，載 車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強韌、耐用?？刂萍夹g方面， 廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調速閉環(huán)控制技術，使運行高速平穩(wěn)， 節(jié)省電力，振動和噪

10、音也趨于最小?？刂菩问接校粹o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、機械式 行程開關、磁性接近開關、光敏感應開關等，安全保護裝置日臻完善，如汽車出 入聲光引導和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護與多重機構互鎖、停車 泊位自動跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報警和彈性變形自動補償、 汽車圖象攝 影對比安全檢測、自動消防滅火系統(tǒng)等。 日本是最早應用機械式車庫的國家之一，其在上世紀 60年代初就開發(fā)并使 用可最大限度的利用空間的機械式停車設備。當時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)式停車設備。從 80年代開始，日本開始

11、向亞 洲地區(qū)的韓國、中國及臺灣地區(qū)出口產品及技術。 韓國機械車庫技術是日本機械 停車技術的派生。具機械停車產業(yè)從 20世紀70年代中期開始起步，80年代開 始引進日本技術，經過消化生產和本土化， 90年代開始為供應使用階段。由于 這幾個階段得到政府的高度重視，各種機械停車設備得到普遍開發(fā)和利用，韓國 近幾年增長速度都在30%左右。目前韓國停車設備行業(yè)進入穩(wěn)步發(fā)展階段。 圖1.3韓國LG公司研發(fā)的塔式 1.2.2 國內立體車庫的研究現(xiàn)狀 我國機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 進和生產停車設備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標

12、準制定的我國行業(yè)標準也于近幾年出臺，目前停車設備生產廠已發(fā)展到幾百家， 生產各種類型的停車設備，有些停車設備已開始出口。機械式立體車庫是一種具 有綜合性能的建筑，不僅包含了機械停車設備，其規(guī)劃建設涉及到區(qū)域整體景觀、 交通疏導、建筑結構、供電照明、通訊監(jiān)視、通風排水、環(huán)境保護、安全消防、 收費管理等各學科領域，就停車設備本身而言，其機械結構的發(fā)展已形成了停車 設備獨有的技術特征，需要多學科、多專業(yè)的復合型人才積極參與，把國外停車 技術和各領域的成熟技術移植到我國停車產業(yè)， 開發(fā)出安全、經濟、高效、節(jié)能、 省地的產品，滿足國內外市場的需求。 在我國的停車產業(yè)發(fā)展中還存在一些問題， 如沒有統(tǒng)

13、一的技術標準；多數(shù)產 品是仿效或引進國外技術制造，技術水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產能 力不足；市場競爭無序，個別企業(yè)為搶占市場，采取低價競爭；缺少科研設計單 位的參與，技術創(chuàng)新能力嚴重不足；政策不配套，對停車產業(yè)發(fā)展和管理嚴重滯 后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術多方面做出努力。政策 方面應參照發(fā)達國家的有關政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù) 量，實現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費標準， 給予投資和經 營者相應的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應建立車庫市場運行機制， 利用 價格杠桿調高占路停車收費標準，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵按市場規(guī)則

14、經營車庫，并實施政府監(jiān)督和政策調控，使停車產業(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)設計的主要工作目標和工作內容 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。在對國內外各種同類產 品進行分析的基礎上，再結合造價、技術難度以及用戶需求等各個方面的因素， 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?，而且對場地的適應性 較強，同時采用這類設備的車庫十分普遍。 因此，最終確定研究對象為升降橫移 式立體車庫。 1、工作目標： (1)升降橫移式立體停車設備總體結構的設計與研

15、究； 確定垂直升降式立體停車設備的總體布局、運行方式，然后進行存取車方式、 提升系統(tǒng)、鋼結構等各個組成部分的總體設計。 (2)升降橫移式立體停車設備的存取機構設計； 在分析比較的基礎上，確定車庫的存取車形式，然后由此詳細設計停車位、 載車板和存取機構。 (3)升降橫移式立體停車設備的升降驅動機構研究； 首先通過比較，選定曳引驅動方式作為整個車庫的升降方式。然后設計升降 平臺、安全機構等。并計算升降系統(tǒng)電機所需要的曳引能力、 平衡配重的重量等。 2、工作內容： (1)結合現(xiàn)實生活中已經建成的升降橫移式立體車庫的項目，了解立體車 庫； 參觀一下柳州市五星街的立體車庫，了解車庫運行基

16、本原理，了解轎車停車 流程，記錄立體車庫使用注意事項等。 (2)參閱了國內外的幾種升降橫移式立體車庫的相關資料，對當前的車庫 技術發(fā)展前沿有了大概的了解，從而把握國內外車庫技術的發(fā)展趨勢和方向； 通 過網上檢索，了解立體車庫最新發(fā)展概況，以及國外立體車庫建設情況等。了解 建設立體車庫的鋼材選用，電機選擇，建設方法等。 (3)據(jù)柳州市五星街的立體車庫原型，再根據(jù)文獻資料。初步選擇建造立 體車庫所需鋼材、電機、鏈輪等組成。 (4)依據(jù)以上的車庫組成部件選型，利用AUTOCAD立立體車庫二維圖形。 在繪制CADS形過程中，再對部件選型中不合適的進行替換，以達到最佳效果。 (5)歸納、總結并完

17、善報告。 結合以上5項計劃任務，最后完善論文的總結部分。 本章小結：在了解國內外立體車庫的發(fā)展狀況、 認真查閱了解立體車庫的工作原 理、參觀柳州市五星街立體車庫之后，確定了把升降橫移式立體車庫作為研究對 象。 第二章升降橫移式立體車庫機械部分設計 2.1 升降橫移式立體車庫的基本結構 2.1.1 升降橫移式立體車庫簡介 1、立體車庫的工作原理 升降橫移式立體車庫以鋼結構框架為主題，采用電機驅動鏈條帶動載車板做 升降橫移運動，實現(xiàn)存取車輛。其工作原理為：每個車位均有載車板，所需存取 車輛的載車板通過升降橫移運動到達地面層， 駕駛員進入車庫，存取車輛，完成 存取過程。停泊在車庫內地

18、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動為頂層車輛讓出空位， 或存取車輛。 四層升降橫移式的運行原理： 該停車設備的出入口在第一層，最高層的停車板只可做升降動作，最底層的 停車板只可做橫移運動。中間兩層停車既可作升降動作又可做橫移動作。下上層 均設有空位，停車板通過橫移動作變換空位，降下空位上方的汽車，取出汽車， 最底層汽車無需倒車，便可直接開出。 ①結構框架 立體車庫一般主要以鋼結構和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中我們選 用鋼架結構。鋼架結構與其它建筑結構相比，具有如下特點： a.可靠性高 鋼材在生產時，整個過程可嚴格

19、控制，質量比較穩(wěn)定，性能可靠。鋼材組織 均勻，接近于各向同性勻質體；鋼材的物理力學特性與工程力學對材料性能所作 的基本假定符合較好；鋼結構的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結 果，計算結果可靠，所以說鋼結構的可靠性高 b.材料的強度高，鋼結構自重小 與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強度和彈性模量較高， 而且強度與重力密度之比也高得多。 鋼結構自重小，從而便于運輸與安裝，可減 輕基礎的負荷，降低地基和基礎部分的造價。 c.材料的塑性和韌性好 鋼材的塑性好，鋼結構在一般條件不會因超載等而突然斷裂。 破壞前一般都 會產生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時采取補救措施，避免重

20、大事故發(fā)生。鋼 材的韌性好，鋼結構對動力荷載的適應性強，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu) 越。 d.鋼結構制造簡便，施工工期短 鋼結構一般在專業(yè)工廠制造，易實現(xiàn)機械化，生產效率和產品精度高，質量 易于保證，是工程結構中工業(yè)化程度最高的一種結構。 構件制造完成后，運至施 工現(xiàn)場拼裝成結構。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時還可在地面拼裝成較 大的單元，再進行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經濟效益。由于鋼結構 具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。 e.鋼結構密閉性好 鋼結構采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結構、管道 等。 f.鋼材的耐銹蝕性差 在沒有腐蝕介質的一般

21、環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結構經除銹后再涂上合格 的防銹涂料，銹蝕問題并不嚴重。立體車庫多在沒有腐蝕介質的環(huán)境中， 所以對 鋼結構本身的維護費用低。 結構主體采用熱制H型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強度 和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運輸方便。 ②上載車板及其提升系統(tǒng) 每塊上載車板都配有一套獨立的電機減速機與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。 電機 順時針旋轉時，載車板上升，電機逆時針旋轉時，載車板下降。根據(jù)載車板及車 重確定鏈條所需的傳動力。根據(jù)傳動力及載車板的移動速度確定電機功率。根據(jù) 車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個距離確定鏈條的長度，最后根據(jù)傳 動力確定鏈輪大小

22、，鏈節(jié)形狀及大小。 ③下載車板及其橫移系統(tǒng) 由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節(jié)省材料，下載車板比上載車板要短。 每塊下載車板后部都配有一套獨立的電機減速機傳動系統(tǒng)， 藏于載車板內。在下 載車板底部裝有四只鋼輪，可以在導軌上行走，其中兩只為主動輪，裝于長傳動 軸兩端，另兩只為獨立安裝的從動輪。電機減速機驅動長傳動軸運轉，長傳動軸 上的主動鋼輪在導軌上滾動行走從而使下載車板作橫向平移運動。 根據(jù)載車板及 車輛的重量、行走速度、滾輪與導軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機的驅動功率。 ④安全裝置 上載車板上裝有上下行程極限開關和防墜落安全裝置。 防墜落安全裝置裝在 縱梁與上載車板上停位之間，在縱

23、梁兩測各裝兩只掛鉤，上載車板兩側相應位置 處各裝兩只耳環(huán)，當上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動套入四只 耳環(huán)內，以防止升降電機常閉制動器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的 重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動器一旦失靈，上載車板從 上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關和防碰撞板。行程極限開關的作用是使載車板橫移到位后自動停止。 防碰撞板的作用是： 下載車板橫移時，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時，切斷橫移電機電源， 橫移停止。 ⑤控制系統(tǒng) 升降橫移式立體停車設備的控制系統(tǒng)采用 PLC可編程序控制器控制，主要有 手動、自動、復位、急停

24、四種控制方法。自動控制應用于平時的正常工作狀態(tài)， 手動控制應用于調試、維修狀態(tài)，復位應用于排除故障場合，急停應用于發(fā) 現(xiàn)異常的緊急場合。對于本文中所列的17車位升降橫移式立體停車設備，PLC主 要要控制二、三、四層13個升降電機的正反轉和一、二、三層12個橫移電機的正 反轉。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報警顯示裝置等。 2、立體車庫的型號表示方法 制造廠特定的代號 地下層數(shù) 帶地加 客車的組別代號 設品能伸放的客車效應 適停車輛尺寸及重量的分蛆代號 存容量 升降橫移類代號 機械式停車設備總代號 在不要求停放微型及輕型客車時，斜繾及其后面的兩個符號不用標出；如不

25、帶地坑，則字母D及 其后面的一個符號不用標出. 圖2.1立體車庫的型號表示方法 例如： 升降橫移類停車設備，最多停28輛中型以下轎車，不能停放客車，標記為: PSH28Z 適停車輛的尺寸及質量如下： 對適合于機械式停車設備中停放的車輛，按其尺寸及質量（整車加 50千克 物品的質量），分為X（?。（中）、D （大）、T （特大）、C （超大）五個轎車 組和一個K（客車）一個客車組，共六個組，分組范圍見表 1。 組別代號 X 質量/kg <1300 <1500 <1700 汽車長/mm x 車寬/mm x車高/mm 04400x1750x1450 <4700x180

26、0x1450 <5000x1850x1550 T <5300x1900x1550 <2350 C <5600x2050x1550 <2550 K <5000x1850x2050 <1850 表1.適停車輛尺寸及質量 本設計所設計的車庫適停車輛為中型以下轎車，最大停車數(shù)量為 17輛，不 能停放客車，故該車庫的型號標記為： PSH17Z 適停車輛尺寸及質量見表2。 組別代號 質量/kg <1500 汽車長/mm x車寬/mm x 車高/mm 04700x1800x1450 表2.本設計適停車輛尺寸及質量 3、存容量 在規(guī)劃建設存車庫時，如何選取計劃

27、要求的全部車輛出入庫作業(yè)時間 （F1）、 計劃要求的全部車輛入庫時間（t11）、計劃要求的全部車輛出庫時間（t10）是 十分重要的。如果沒有特定的要求，可以參見一些數(shù)值進行停車庫設計，見表 3。 停車庫的主要用途 計劃中全部車 輛入庫時間/h 計劃中的全部 車輛出庫時間 /h 平均存 車時間 /h 銀行、其他與此類似的場所 等 1 1 1.5 劇場、電影院、集會場所、 其他與此類似的場所等 1 1 2 服務用 百貨公司、商業(yè)市場、飯店、 餐館、其他與此類似的場所 等 1.5 1.5 1.5 /、符合上面，程的其他場 所 1.5

28、 1.5 2 按存車時間收費或同時米 1 1 1.5 宮業(yè)用 用按存車時間收費匕按月 租金收費的 專門按月租金收費的 2 2 2.5 其他 2 2 2.5 表3.計劃中全部車輛入庫時間、出庫時間及平均存車時間 因為本設計的車庫比較小型，故可以不用考慮 全部車輛入庫時間、出庫時間 及平均存車時間。 4、單車最大進（出）時間 機械式停車設備中最大進（出）時間就是指從給出一個進車（或出車）的 指令開始，將車停放到該機械式停車設備的最不利位置（或將車輛從最不利位 置取出），直到該停車設備進行下一個進車（或出車）指

29、令為止所需的時間。 單車最大進（出）時間應根據(jù)其使用環(huán)境、地區(qū)、用途及用戶的特殊要求來合 理選定，不同類型的機械式停車設備選取的單車最大進 （出）時間可以不一樣， 但基本的要求應當不出現(xiàn)存取車排隊的現(xiàn)象。 目前已經實施或已制定出來的幾個行業(yè)標準中對單車最大進 （出）時間有 如下規(guī)定： 升降橫移類：取35?170s; 垂直循環(huán)類：對存容量0 10的小型循環(huán)式停車設備，取0 90 s; 對存容量為10?50輛的中、大型循環(huán)式停車設備，取0 180 s; 垂直升降類：取45?210 s; 簡易升降類：取30?110 s; 其他類型還未作規(guī)定，可視具體情況選取。 所以本設計所取的單車

30、最大進出時間為： 35?170s。 2.1.2 立體車庫鋼結構設計 在升降橫移式立體車庫中其主要結構是鋼結構， 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構比較復雜，運用了 “ 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 車板部分的鋼結構比較簡單，其框架部分為數(shù)段矩形方鋼對焊而成， 其它輔助結 構則以角焊代之。焊接和螺栓連接是車庫鋼結構部分的兩種主要的連接方式， 其 連接方式的質量優(yōu)劣將直接影響車庫整體結構性能的優(yōu)良與否， 所以在車庫的設 計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用對焊、 角焊和螺 栓連接。

31、鋼架主要分為上、下框架，通過它可以安裝消防、排水設施以及作為鋼 絲純和鏈的支撐部件。主要由立柱、上邊架、下邊架以及軌道支架組成。 各鋼板采用高強度螺栓聯(lián)結。高強度螺栓連接中，構件內力是靠構件鋼板表 面間由高強度螺栓以巨大的夾緊壓力所產生的摩擦力來傳遞的， 故高強度螺栓連 接的承載能力是以抗滑強度一一被連接鋼板發(fā)生相對滑動的載荷來表示， 而不考 慮螺栓的受剪。抗滑強度又取決于高強度的預緊拉力、鋼板表面的摩擦系數(shù)、摩 擦面及高強螺栓數(shù)量。高強度螺栓由高強螺栓、高強螺母各一個，以及高強墊圈 個兩個組成。 一、焊縫連接要求 1 .焊縫金屬宜于基本金屬相適應，當不同強度的鋼材連接時，可采用與低強

32、 度鋼材相適應的焊接材料。 2 .在設計中，不得任意加大焊縫，避免焊縫立體交叉和在一處集中大量焊縫， 同時，焊縫的布置應盡可能對稱于構件的重心。 3 .對接焊縫的坡口形式，應根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標準 《手工電弧焊焊 接接頭的基本形式與尺寸》和《埋弧焊焊接接頭的基本形式與尺寸》的要求選用。 4 .在對接焊縫的拼接處，當焊接的寬度不同或厚度相差 4mmz上時，應分別 在寬度方向或厚度方向，從一側或兩側做成坡度不大于 1/4的斜角，當厚度不同 時，焊縫坡口形式應根據(jù)較薄焊件厚度選定基本形式與尺寸。 5 .當采用不焊透的對接焊縫時，應在設計圖中注明坡口的形式和尺寸， 具有 效厚度he不

33、得小于1.5工,t為坡口所在焊件的較大厚度。在承受動力載荷的結構 中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對接焊縫。 6 .角焊縫兩焊腳邊的夾角a一般為90度(直角角焊縫)。夾角a>120度或a<60 度的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫(鋼管結構除外)。 7 .角焊縫的尺寸應符合下列要求： (1)角焊縫的焊角尺寸h不得小于1.5況，t為較厚焊件厚度。但對自動焊， 最小焊角尺寸可減小1mm對于T形連接的單面角焊縫，應增加1mm 當焊件厚度等于或小于4mritf,則最小焊角尺寸應與焊件尺寸相同。 (2)角焊縫的焊角尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍(鋼管結構除外)。 但板件(厚度為t)邊

34、緣的角焊縫最大焊角尺寸，當 t E 6mm時， hf Et;當t>6mm寸,hf Et-(1~2)mm。圓孔或槽孔內的焊縫焊角 尺寸不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的1/3。 (3)角焊縫的兩焊角尺寸一般為相等，當焊件的厚度相差較大，且焊腳 尺寸不能符合上列要求時，可采用不等焊腳尺寸，與較薄焊件接觸 的焊腳邊以及與較厚焊件接觸的焊腳邊應分別符合上列要求。 (4)側面腳焊縫或正面腳焊縫的計算長度不得小于 8hf和4mm (5)側面腳焊縫的計算長度不宜大于 60h(承受靜力荷載或間接承受動力 載荷時)或40h(承受動力載荷時);當大于上述數(shù)值時，具超過部分在 計算中不予考慮。若內力沿側面

35、焊縫全長分布時，其計算長度不受 此限。 8 .在直接承受動力載荷的結構中，角焊縫表面應做成直線形或凹形。焊腳 尺寸的比例：對正面腳焊縫宜為1: 1.5（長邊順應力方向）；對側面腳焊 縫應為1: 1。 9 . 在次要構件或次要焊件連接中，可采用斷續(xù)焊接。斷續(xù)焊接之間的凈距， 不應大于巧t（對受壓焊件）或30K對受拉構件），t為較薄焊件厚度。 10 .當角焊縫的端部在構件轉角處作長度為2hf的繞腳焊時，轉角處必須連 續(xù)施焊。 二、螺栓連接要求 在立體車庫的鋼結構中，主立柱與橫移導軌“ H型鋼的連接是整體結構中 的主連接，高強度螺栓連接則是主連接中常用的連接形式。 高強度螺栓連接按其 受

36、力的性能可分為：摩擦型和承壓型。 摩擦型高強度螺栓連接一一摩擦型高強度螺栓連接完全依靠被連接的構件 間的摩擦阻力來傳力，完全不靠孔壁承壓和栓桿受剪。摩擦阻力的大小決定于作 用在構件摩擦面上的壓力（螺栓的預緊力），同時也與被連接構件的材料及表面處 理情況有關。施工時不得在摩擦面上誤涂丹紅、油漆、淋雨、受潮等。 承壓型高強度螺栓連接一靠孔壁承壓和栓桿受剪， 與普通的螺栓相似，其連 接多為螺紋連接和絞制孔用螺栓連接。對于同時承受剪力和螺栓桿軸方向拉力的 承壓型高強度螺栓，應符合下式要求： Nv 其中 1.2 式中Nv, Nt ——每個承受型高強度螺栓所受的剪力和拉力； NMbNb

37、 ——每個承壓型高強度螺栓的受剪、受拉、承壓承載力設計值。 立體車庫鋼結構受力主要包括：鋼結構本身自重，結構架上各停車位的車輛 及載車板重力，提升系統(tǒng)起制動所產生的慣性力， 驅動裝置的重力，頂部梁架受 滑輪組、轎箱和配重的重力，整體結構所受的風力、地震載荷以及結構由于外界 環(huán)境溫度變化而引起的溫度應力等，它們均以集中或分布方式作用。 由于該立體車庫為四層五列式，屬于低層鋼結構建筑。因此，我們對該車庫 模型進行受力分析時作如下假設： 1、車庫單獨建立，不與其它建筑物相連接，屬于最常見狀況 ； 2、不計由于結構陰面與陽面溫差引起的熱應力； 3、整體結構無初始變形和缺陷； 4、在靜態(tài)環(huán)境

38、里，地震載荷與風載荷作用忽略不計。 、立體車庫鋼結構分析校核 在車庫鋼結構設計中，包括軸心受力構件、梁、拉彎和壓彎構件的設計。進 行軸心受力構件設計時，軸心受拉構件應滿足強度和剛度要求， 軸心受壓構件除 應滿足強度、剛度要求外，還應滿足整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求。 在梁的設計中，梁的剛度和強度對截面設計起控制作用， 因此應先進行這二 者的計算。由于車庫系統(tǒng)對于系統(tǒng)的安全要求特別高，所以還應對其整體穩(wěn)定進 行計算，止匕外，梁的接點處均應采取構造措施，以防止其端截面發(fā)生扭轉。在進 行梁的截面設計時，考慮強度，腹板宜既高又薄，考慮整體穩(wěn)定，翼緣宜既寬又 薄，所以在荷載作用下，受壓翼緣與腹板有可能發(fā)

39、生波形屈曲， 即梁發(fā)生局部失 穩(wěn)。發(fā)生局部失穩(wěn)后，梁的部分區(qū)域退出工作，將使梁的有效截面積減小，強度 承載力和整體穩(wěn)定性降低，這時可以采取增大板厚度或設置加強肋等措施。對于 壓變構件，需要進行強度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性計算。 對于拉彎構件，一般只需要進行強度和剛度計算。在對立體車庫鋼結構骨架 的分析中，我們先從單根梁的受力進行分析， 適當簡化力學模型，在正確分析各 梁的約束和受力的基礎上，先對各梁和立柱的剛度和強度進行分析， 找出系統(tǒng)薄 弱處所在，然后在整體分析之中給予特別關注。 圖2.2立體車庫簡化模型 立體車庫鋼結構骨架由立柱、橫梁、縱梁和支承動力及附屬裝置的上、下支

40、 承梁等組成，具立柱通過螺栓與基礎相連，其余鋼梁靠焊接或者螺栓相互連接。 立柱主要承受壓力和其他因素造成的扭矩，即壓應力和部分剪應力；前后兩個面 的縱梁主要承受拉伸和彎矩造成的拉應力和彎曲應力；側面的橫梁承受較小的拉 應力和剪應力。為了減小振動和提高穩(wěn)定性，各部分都必須保證足夠的強度和剛 度，立體車庫的簡化模型如上圖2.2。 機械傳動系統(tǒng)安裝在鋼結構骨架上，由傳動部件和張緊裝置組成。停車托架 與傳動鏈條相連，驅動裝置和機械傳動系統(tǒng)驅動托架循環(huán)運行， 實現(xiàn)車輛的存取 和停放。 設計時采用Q235碳素鋼，其屈服極限為235Mpa,抗拉強度為375-500Mpa。 整體車庫鋼結構許用位移為10

41、mm。 本車庫所限車型為中型車，最大容車重為2000kg,載車板重約700kg,所以 每個車位所承受的最大重量為2000+700=2700kg,在每個載車板上模擬汽車前后 車輪位置，按照額定載荷6: 4的比例均勻放置集中載荷。 1、支撐柱受力分析 鋼結構的支撐柱是由H型鋼制成，前面有五根立柱均勻分布，后面有五根 立柱，均勻分布。由于每一個立柱承受的力都是均布載荷， 所以可以簡化為一個 集中載荷附加一個彎矩。在各種受力的工況中，立柱均為受力桿，在豎直方向上， 車庫骨架承受的力作用到地基，不足以引起立柱的壓潰變形，所以可以暫時忽略 不計，主要分析在兩個彎矩作用下立柱的最大偏移位移量。立柱的彎

42、矩 Mei與 Me2由作用的均布載荷決定，因此支撐住的最大偏移發(fā)生在最大受力狀態(tài)下， 即 為車庫滿載時。 前立柱為六根，后立柱為六根，當車庫空載時, 3 1 P前總=—7000 13 - N = 68250 N 2 2 每一根前立柱所受載荷%總總大于后立柱所受載荷味總，因此我們重點分析 前支撐住受力情況。圖2.3所示為前立柱的力學結構簡圖 己知A點為全約束，施加在B點的彎矩Mei ,施加在C點的彎矩Me2,施加 在D點的彎矩Me3 ,且 e li = AB =2.3m[2 =BC =1.7m13 = CD =1.7m[4 =1.5m,E =2.1Gpa,Ix = 103

43、00cm4 - 1 ,… 1 1、” … Me1 =— (7000 4 - 20000 4 —) 0.054 =558Nm 4 4 2 Me2 -Me1 -837Nm 根據(jù)下列公式進行分析 Mex2 y = 撓曲方程為： 2EI ，其中 0 MxMl, 第28頁 r Mel ij = 端截面轉角: EI 最大撓度: yB Mel 2EI Me1ll 558 2.6 _ _11 _ _8 2.1 10 10300 10 = 0.0670667 10 "m, = 0.193425 10-m, M e2l AC

44、 837 5 EI - 2.1 1011 10300 10-8 所以 yD1 = B 父 ％D , yD2 =依 M 1 CD 由梁的迭加原理得出立柱頂端D端為最大撓度點 yD =yD1 yD2 =0.0670667 103 0,193425 1。" =0.2604917 10‘m 2、立柱穩(wěn)定性校核 前立柱為等截面立柱，受壓靜力，前立柱受力狀態(tài)簡化如圖2,3所示。兩中 心壓桿的穩(wěn)定條件為: PC n = 0 - nw 其中： Pc一臨界載荷 F」工作載荷 n—安全系數(shù) nw—許用安全系數(shù) P L 77777777 圖2.4 立柱受垂直

45、力簡圖 (1)立柱的截面力學特性 查簡明材料力學附錄 A型鋼表可得HW 300X3001 H型鋼 2 面積：A-120.4cm 4 I x =6760cm 4 慣性矩: 慣性半徑: ix = 7.49cm iy = 13.05cm I y =2050cm (2)確定壓桿柔度 ul i . 1 min 2 500 7.49 =133.51 其中： 壓桿全長為l=500cm 壓桿長度系數(shù)u=2,見機械手冊l , 1-153頁表1-1-104 求壓桿柔度范圍值心: 5 E = 206 102 央6 % ,220 10 其

46、中： . _ _ 5 2 彈性模量E = 206 10 N/cm 2 2 比例極限”220 10 N/cm ,_”,s 2 一 求壓桿柔度范圍值 b 其中： 2 2 屈服極限= 235 10 N/cm 30400 -23500 112 常數(shù)查機械手冊 1, l-1-07 , a = 30400N/cm2;b = 112N/cm2 = 61.6 若九=133.51 >九=96 > % =616 ,則前立柱屬于細長桿，應按歐拉公式計算 臨界載荷pc (3)強度校核 設立柱空載時受載車板和上層鋼結構載荷 G1 =7000N 1 3 G2 =5 7000

47、 5 20000 = 77500 N 滿載時前立柱承受最大載荷 2 5 - 1 - _ 1 P前= — G2 =77500 — =38750N 則立柱的工作載荷 2 2 由歐拉公式得臨界載荷 n 2 — 2 1 P _ " EI c - 2 2l 由機械手冊1, 1-152頁表1-1-100查得，金屬結構中的壓桿安全系數(shù) %i8~3,取%=3,取n, =3。代入得 = 2.046 107N 32 二 2206 105 11194.7 Z 2 (2 500)2 前立柱的穩(wěn)定安全系數(shù) Pc n - 巳 204635739 38750 = 528.09

48、n7 由上式可知安全。 若按插減系數(shù)法計算: A / 其中 A—受力面積 P一工作載荷 U—安全系數(shù) ns—許用安全系數(shù) ，一中心壓桿折減系數(shù) 38750 0.875 118.75 =372.93 二 ns 23500 3 =7833.3N / cm 3 ,安全裕度較 3、導軌支撐梁強度校核 前后導軌支撐梁均為兩點點支撐，承受作用力相同，故我們分析前導軌支撐 梁，如果前導軌支撐梁在允許范圍之內，則后導軌梁也必然符合設計要求。如圖 2.5所示，簡支梁AB為兩點支撐，受均布載荷的作用，兩端全約束，且同樣為 均布載荷。

49、撓曲方程為: fx ,2 2 ql x 2 - R ; 24EI 最大撓度為: fmax ql4 384EI f 計算得： ql4 - ―4 5192 5.2 max 384EI 374 2.1 1011 6120 10 上 = 7.66667 104 m 我們先來分析一下圖2.5中的梁的受力。 4 已知 A、B兩點全約束 lAB =5.2m,E= 面積 A =117cm .1Gpa, Ix =6120cm 1 均布載荷為: q =2 鼻 7000 20000 /5,2 =5192N/m, M 梁所承受的彎矩為 ql2 1

50、2 6R；-1 M max 則導軌支撐梁所承受的最大彎矩為 ql2 8 _2 5192 5 22 3 =17.5447 10 Nm 8 Mmax 17.5447 106

51、簡化為固定梁，受力狀態(tài)如圖 2.6所示。橫梁兩端固定，A B兩點產生相應的支反力RA和RB。 圖2.6 四層橫梁受力簡圖及彎矩圖 所承受的主要是拉壓受力，所以我們只對其正應力進行分析 梁所承受的彎矩為：Mx = Pl ；-Ra M max 最大彎矩為： Pa2 l __ _ 1_ _ P =Fi =F2 = 一 F車底=13.5KN 2 Pa2 M max =——=16.875Mpa 代入得： 1 二 max 最大正應力為： M max Wx =325cm3 其中WX為抗彎截面系數(shù)，根據(jù)機械設計手冊可以得知 W Mmax

52、 16.875 106 I 1 二 max max - Mpa=51.92Mpa ,=117.5Mpa 由此可得 Wx 3.25 105 則由彎曲強度理論可知：四層橫梁穩(wěn)定。 2.2 立體車庫升降橫移機構設計 2.2.1 橫移機構設計 立體車庫橫移傳動機構由減速電機、驅動輪和從動輪、地面鋪設導軌組成。 升降橫移機構則為升降傳動機構與橫移傳動機構的結合。升降橫移式立體車庫底 層與中間層載車板為橫移機構，上層載車板為升降機構。升降裝置由傳動系統(tǒng)、 升降架等組成。 1、橫移方案選擇 其中提升方式分為下列六種，可根據(jù)不同要求任意選用。 (1)鋼絲繩式提升型式 (2)鏈條式提升型

53、式 (3)液壓式提升型式 (4)螺桿式提升型式 (5)液壓缸、鋼絲繩組合提升型式 (6)鏈條、鋼絲繩組合提升型式 在立體車庫設計中，各種提升方式特點如下： (1)采用鏈傳動：優(yōu)點是傳動簡單可靠，維修簡單，造價低廉；缺點是沖擊 比較大，有提升高度的限制，安裝調試時需要注意是否有咬鏈的情況出現(xiàn)。 (2)采用鋼絲純傳動：優(yōu)點是對車庫底盤可以提升的高度可以不加限制， 造價比較低；缺點是因為需要外加鋼絲繩桶和剎車盤增加了安裝調試的時間和造 價。 (3)采用液壓傳動：優(yōu)點是可以真正實現(xiàn)無級調速，結構緊湊，功率與重 量比高、響應速度快、抗干擾能力強、誤差小精度高、低速平穩(wěn)性好、調速范圍 寬、

54、介質自身可起冷卻潤滑作用、安全防爆等優(yōu)點 ；同時也具有元件昂貴、成本 高、密封技術要求高、油液易污染、能源傳輸不便等缺點。 綜上所述，本車庫為四層，從提升高度上選鏈傳動或鋼絲繩傳動都可以， 但 從方案經濟及可行性角度考慮，選擇鏈傳動更為有利 ；在橫移運動中，采用異步 電機驅動，通過鏈驅動，也能達到精確、穩(wěn)定地傳動。 圖2.7載車板橫移原理圖 2、橫移載車板動力系統(tǒng)計算 運動原理如圖2.7載車板橫移原理圖所示，減速電機通過聯(lián)軸節(jié)直接驅動載 車板行走輪轉動，實現(xiàn)載車板橫移運動。 (1)主要參數(shù)的確定 橫移運動行程 s = 2500mm 橫移運動時間 t = 20s 橫移

55、速度V ,主要由設備運行周期，周圍環(huán)境的安全性，載車運行時的平穩(wěn) 性等因素確定。 s 2500 V = - = = 125mm/s t 20 行走輪直徑：由結構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 W = 700kg 10 =7000N 載車板額定載荷 W = 2000kg 10 = 20000N (2)功率計算 電機輸出軸轉速n計算： V 125 -, n = — = = 0.497 r/ s = 29.8r/min 二 D 二 80 其中：橫移速度V=125mm/s 行走輪直徑D=80mm 驅動力矩M計算： 由機械手冊1

56、冊表1-1-7、1-1-9、1-1-10查得： 行走輪與鋼導數(shù)的靜摩擦系數(shù)："靜=0.15 行走輪與鋼導數(shù)的滾動摩擦系數(shù)： )=0.05 滾動軸承的摩擦系數(shù)： 方=0.0015 正壓力.P =此 W車=27000N 則： 起動驅動力矩：M起=呻卜=27000”04父0.15 = 162所 行走驅動力矩. M =PR(」1 —)=27000 0.04 (0.05 0.0015) =55.62Nm M起 162 … ——= =2.91 M 55.62 N M =9549 電機功率計算： n n" 9549 55.62 29.8 =0.174KW 9549  M

57、起n 9549 162 29.8 9549 = 0.506KW 0.506 0.174 = 2.91 倍 由于結構緊湊，容納電機的空間狹小，選擇臺灣明椿電氣的減速電機，具參 數(shù)如下： 輸出扭矩：T2 =58.34Nm 輸出轉速: n2 =34.9r/min 功率：N =0.2KW 載車板的額定載荷是承載的最高上限， 實際使用概率很小，通?？梢圆窜嚨? 車輛的重量都在1000kgf —2000kgf之間這是由車型所決定的，所以功率不需留 余量，選才 0.2KW的電機比較經濟電機允許短時超載， 靜摩擦引起的大起動阻力 矩不會造成電機損壞。 2.2.2 載車板設計

58、 載車板用來承載庫存車輛，按結構形式有框架式和拼板式兩種。 框架是載車 板用型鋼和鋼板焊接承載框架，并多數(shù)采用中間突起結構，在兩側停車通道和中 間凸起的頂面鋪設不同厚度的鋼板。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，適合車型變化較多的小批量生產。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， 拼裝前可以先對組件進行各種表面處理， 如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀C 如圖2.8所示。 圖2.8拼板式載車板及拼合示意圖 2.2.3 安全防護機構 車庫的安全防護措施非常重要，在眾多的車庫中車輛的高價性與車庫自身的 價值

59、相差很大，并與客戶對車庫的信任度有著密切的聯(lián)系。對于升降橫移式立體 車庫，它的安全防護措施要做到以下幾點，并配備有相應的防護裝置。 1 .防火措施：在車庫中安裝有溫煙傳感器，可對車庫的火情實行實時監(jiān)控， 并把監(jiān)控信號傳給中央控制系統(tǒng)。 2急停措施：在發(fā)生異常情況時能使停車設備立即停止運轉，在操作盒上安 裝有緊急停止開關，并設為紅色，以示醒目。 3 .阻車裝置：在很多情況下停車時，司機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安裝上一高 25mmz上的阻車擋鐵。防止超限運行 裝置：停車設備在升降過程中，在定位開關上方裝有限位開關，當定位開關出現(xiàn) 故障時，由限位開關使設備停

60、止工作，起超程保護作用。 5 .人車誤入檢出裝置：設備運行時，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作時，有人或其它物體進入車庫， 系統(tǒng)就會使這個車庫停止運作。 6 .防止載車板墜落裝置：當載車板升至定位點后，需設置防墜裝置，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 電磁鐵驅動。 圖2.9防止載車板墜落裝置 載車板的防墜落裝置是立體車庫中的一個關鍵部件， 在泊車安全方面起著決 定性的作用。防墜落裝置中解鎖動作由電磁鐵完成。 解鎖動作要求，當電磁鐵通 電時以推桿觸動安全鉤解鎖；當電磁鐵斷電時推桿自動縮回。

61、 2.2.4橫移機構及軸的設計 本設計中立體車庫的升降部分和橫移部分均采用鏈傳動輸入動力。 鏈傳動由 主動輪、從動輪和繞在鏈輪上的鏈條組成。 鏈傳動的特點：能保證準確的平均傳 動比；傳動效率高，可達到 0.95?0.98;作用在軸上的壓力較小；能在高溫、油 污等惡劣環(huán)境工作。廣泛應用于礦山、農業(yè)和石油機械中。 軸在升降傳動系統(tǒng)和橫移傳動系統(tǒng)中都是特別重要的，它不但影響著傳動的 好壞還影響著車輛的安全，在軸的設計中，按照常規(guī)設計方法，先進行初算軸， 然后進行軸的結構設計，確定軸徑后，再對軸的強度進行校核。 根據(jù)實際情況確定危險截面，求出該截面的彎曲應力和扭轉應力。 M rC — -

62、 -a - - max - W T T — T - a — , max Wp （循環(huán)特征為對稱循環(huán)，脈動循環(huán)） 再考慮應力集中等方面的因素，按交變應力狀態(tài)的疲勞強度的公式進行該截 面安全系數(shù)的校核計算， 其中：二? ?二一一對稱循環(huán)應力時的疲勞極限和扭轉疲勞極限 K ~ K——正應力有效應力集中系數(shù)和剪應力有效應力集中系數(shù) :——表面質量系數(shù) ；——尺寸系數(shù) [5] 一 —許用安全系數(shù)值 通過校核就可以確定軸的直徑。 1、橫移傳動空軸校核 橫移電機型號為CLPK22040303輸出的最大扭矩為6.594kgf. M=6.594kgf=

63、65.94NM 鏈傳動最大傳動效率為0.98 T =0.981■電機=0.98 65.94 =64.6212Nm 空心軸的抗扭截面系數(shù)為 Wt=^D4-d 4 =—:- 504 -454 10 4,=40.626 10^m3 16D 16 50 軸的最大切應力為 廣西工學院學士學位論文-立體車庫機械機構設計 ■ max 64.6212 40.626 10- = 1.59 106Pa = 1.59MPa =60Mpa 故軸滿足強度要求。 提升傳動空軸校核 載車板自重 W^ =700kgf =7000N 載車板額定載荷 W = 2000kgf = 20000

64、N W總=T電機0.98 n T 電機 27000 — =1155.8Nm 0.98 為安全和穩(wěn)定起見選用： 橫移電機型號臺灣明椿 MLPK55370603功率3.7KW；輸出的最大扭矩為 151.582kgf.m 151.582kgf.m=1515.82Nm 鏈傳動最大傳動效率為0.98 T =0.98T電機=0.98 1515.82 =1485.503Nm 鋼管型號為60x6 空心軸的抗扭截面系數(shù)為 Wt D4 -d 4 =—:- 604 -544 10” =70.202 10^m3 16D 16 60 軸的最大切應力為 T 1485.503 6 ? 1 m

65、ax 21.16 10 Pa=21.16MPa ，= 70MPa Wt 70.202 10 故軸滿足強度要求 2、橫移轉軸的校核  上面章節(jié)已求得 起動驅動力矩即最大阻力距：mA =PR」= 27000 0.04 0.15 = 162Nm 電機最大輸出力矩：T=0.98T電機498 65.94 =64.6212所 電機功率為0.2KW 軸采用45號鋼制造可得 A =126 !.t )-25MPa n = 23r / min dmin =A03 R =126 3 0.2 0.98mm = 24.677mm n 23 軸上最小直徑為24mm可知dmin ? 24

66、 雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應力集中均將削弱軸的疲勞強度， 但由于軸 的最小直徑是按扭轉強度較為寬裕確定的，所以截面 I, II , B均無需校核。因 此，只需要校核截面A。 根據(jù)機械設計課本P373,表15-4可得 3 2 3-d bt d -1 W = - =1250.96Nmm 32 2d ... 「d bt d -1 WT = - =2784.17Nmm 16 2d 橫移載車框架自重：W上=1200kgf =12000N 載車板額定載荷 .車二2000kgf = 20000N % =12000/4 20000 0.6/2 = 9000N M =F壓 MS=9000M50=450000Nmm 第57頁 4 l-55MPa 據(jù)機械設計課本表15-1可知45號鋼許用彎曲應力: 因此仃ca 故安全 本章小結：在了解升降橫移式立體車庫工作原理之后， 對立體車庫的鋼結構進行 設計，對強度和剛度進行校核，并對橫移機構進行設計，并對安全防護機構進行 介紹，確定橫移電機型號，并對傳動軸進行校核。 第三章 升降橫移傳