升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)

升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì),升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì),升降,橫移式,雙層,立體車庫(kù),設(shè)計(jì) 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 選 題 審 批 表 學(xué) 院： 工學(xué)院 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）題目 升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì) 選題來(lái)源 □結(jié)合科研課題 課題名稱： ■生產(chǎn)實(shí)際或社會(huì)實(shí)際 □其他 選題性質(zhì) □基礎(chǔ)研究 ■應(yīng)用研究 □其他 選題完成形式 □畢業(yè)論文 ■畢業(yè)設(shè)計(jì) □提交作品，并撰寫論文 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 □是 ■否 選題依據(jù)（科學(xué)性、可行性論證）和內(nèi)容簡(jiǎn)要 機(jī)械式立體車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先機(jī)械式立體車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)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(kù)，可使地面的使用率提高80％—90％；同時(shí)機(jī)械式立體車庫(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)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(shuō)，機(jī)械式立體車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括對(duì)升降橫移式雙層立體停車設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)的研究；車庫(kù)存取結(jié)構(gòu)的研究；車庫(kù)升降系統(tǒng)的研究和立體車庫(kù)總體鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究與設(shè)計(jì)。 對(duì)學(xué)生有無(wú)特殊要求： ■無(wú) □有： 專業(yè)委員會(huì)意見 專業(yè)委員會(huì)主任簽名： 2012年11月 6 日 立體車庫(kù) 一、立體車庫(kù)概述 車輛無(wú)處停放的問(wèn)題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國(guó)外，尤其在日本已有近30~40年的歷史，無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。我國(guó)也于90年代初開始研究開發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)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住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)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(kù)，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫(kù)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(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)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(shuō)，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫(kù)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(kù)低得多。機(jī)械車庫(kù)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(shì)，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(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問(wèn)題提供了方便條件。目前，立體車庫(kù)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。 (一）升降橫移式升降橫移式 升降橫移式立體車庫(kù)采用模塊化設(shè)計(jì)，每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。此立體車庫(kù)適用于地面及地下停車場(chǎng)，配置靈活，造價(jià)較低。 1. 產(chǎn)品特點(diǎn)： 1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。 2) 價(jià)格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。 3) 可采用自動(dòng)控制，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安全可靠。 4) 存取車迅速，等候時(shí)間短。 5) 運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。 6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場(chǎng)的使用。 2. 安全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護(hù)器、急停開關(guān)等 （二） 巷道堆垛式 巷道堆垛式立體車庫(kù)采用堆垛機(jī)作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取，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庫(kù)適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。 （三）垂直提升式立體車庫(kù) 垂直提升式立體車庫(kù)類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個(gè)汽車旋轉(zhuǎn)臺(tái)，可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車庫(kù)一般高度較高（幾十米），對(duì)設(shè)備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價(jià)較高，但占地卻最小。 （四） 垂直循環(huán)式 垂直循環(huán)式垂直循環(huán)式產(chǎn)品特點(diǎn)： 1) 占地少，兩個(gè)泊位面積可停6~10輛車。 2) 外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。 3) 價(jià)格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。 4) 可采用自動(dòng)控制，運(yùn)行安全可靠。 二、立體車庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng) 現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū)，因此自動(dòng)化立體停車設(shè)備或車庫(kù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個(gè)重要組成部分。操作簡(jiǎn)單、迅速，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶提供一個(gè)安全、簡(jiǎn)易的使用環(huán)境，這是自動(dòng)化立體停車設(shè)備的基本特點(diǎn)。停車設(shè)備的一切運(yùn)行狀況，車輛停放的時(shí)間，車輛存放交費(fèi)情況，車庫(kù)庫(kù)容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到智能化控制中心，通過(guò)智能化控制中心運(yùn)算處理，與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦公室相連，達(dá)到提前發(fā)布相關(guān)控制、管理信息，從而全部實(shí)現(xiàn)智能化管理。通過(guò)大廈和小區(qū)的智能化控制中心還可與社會(huì)相關(guān)職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關(guān)信息發(fā)布出去或收集進(jìn)來(lái)，擴(kuò)大車庫(kù)的社會(huì)利用率和經(jīng)濟(jì)效益。這將是自動(dòng)化車庫(kù)的發(fā)展方向。立體車庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包含以下五個(gè)子系統(tǒng)：自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)，自動(dòng)存取車系統(tǒng)，遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，自動(dòng)道閘，監(jiān)控安保系統(tǒng)。以上子系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃停車庫(kù)管理形式，發(fā)布車庫(kù)庫(kù)存容量，控制車流方案。 （一）自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng) 自動(dòng)收費(fèi)采用非接觸式IC卡。IC卡分長(zhǎng)期卡與儲(chǔ)值卡兩種。對(duì)固定用戶，發(fā)行長(zhǎng)期卡，費(fèi)用可在固定用戶交納管理費(fèi)用時(shí)一并交納；對(duì)臨時(shí)用戶，發(fā)行儲(chǔ)值卡，即：用戶交納的費(fèi)用存在卡內(nèi)，每次停車讀卡自動(dòng)從卡中扣除費(fèi)用。 （二） 自動(dòng)存取車系統(tǒng) 自動(dòng)存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號(hào)識(shí)別與移動(dòng)載車盤兩個(gè)過(guò)程。用戶進(jìn)入車庫(kù)時(shí)，在門口刷卡進(jìn)入，讀卡機(jī)自動(dòng)把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過(guò)判斷卡號(hào)，自動(dòng)把對(duì)應(yīng)的載車盤移動(dòng)到人車交接的位置，開啟車庫(kù)門，縮短存取車的時(shí)間。存車時(shí)，司機(jī)按照指示燈信號(hào)指引入庫(kù)，只有當(dāng)車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會(huì)亮啟。存取車完成后，車庫(kù)門自動(dòng)關(guān)閉。移動(dòng)載車盤時(shí)，系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測(cè)信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)，檢測(cè)信號(hào)包括超長(zhǎng)檢測(cè)、到位檢測(cè)、極限位置檢測(cè)、人員誤入檢測(cè)、急停信號(hào)檢測(cè)等。若有載車盤運(yùn)行不到位或車輛長(zhǎng)度超出車庫(kù)允許的長(zhǎng)度，所有載車盤將不進(jìn)行動(dòng)作，若檢測(cè)到急停信號(hào)，將停止一切動(dòng)作，直至急停信號(hào)消失。以上信號(hào)均為硬件信號(hào)，除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護(hù)信號(hào)，比如時(shí)間保護(hù)，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號(hào)失靈時(shí)保證主體設(shè)備及車輛的安全。 （三）遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)控制器可以通過(guò)網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以通過(guò)MODEN實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，在控制中心即可進(jìn)行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。 （四）自動(dòng)道閘 在車庫(kù)出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘，用戶在車庫(kù)出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動(dòng)判別該卡是否有效，若有效，則道閘自動(dòng)開啟，通過(guò)感應(yīng)線圈后，自動(dòng)?xùn)艡谧詣?dòng)關(guān)閉；若無(wú)效，則道閘不開啟，同時(shí)聲光報(bào)警。 （五）監(jiān)控安保系統(tǒng) 監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進(jìn)行監(jiān)視控制車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況。它具有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、車牌識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種類型的報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連動(dòng)等功能，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人看守。 系統(tǒng)簡(jiǎn)介：視頻監(jiān)控功能：在車庫(kù)各出入口，值班室和車庫(kù)內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機(jī)，在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺(tái)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)車庫(kù)全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果在車庫(kù)光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機(jī)。 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能：可以在夜間設(shè)置車庫(kù)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)區(qū)域，當(dāng)檢測(cè)區(qū)有移動(dòng)目標(biāo)時(shí)，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒值班人員。 車牌識(shí)別功能：它能夠設(shè)置車庫(kù)參照車輛的車牌、車型。當(dāng)參照車輛進(jìn)入車庫(kù)監(jiān)視區(qū)域，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)比參照車輛圖像，有異常情況，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)切換和記錄相關(guān)圖像。 報(bào)警連動(dòng)功能：可以連動(dòng)各類報(bào)警主機(jī)，如啟動(dòng)繼電器發(fā)出聲光報(bào)警通知安保人員自動(dòng)放下道閘攔截車輛出入。 數(shù)字錄像功能：可以連續(xù)記錄一個(gè)同在車庫(kù)所發(fā)生事件，可以同步回放多個(gè)圖像，可選擇任意圖像進(jìn)行整體放大和局部放大，記錄、回放、備份可同步進(jìn)行各種信息。 據(jù)介紹，已經(jīng)開始有越來(lái)越多的居住小區(qū)開始采用機(jī)械停車庫(kù)了。考慮到成本及維修，目前多數(shù)小區(qū)采用的是多層升降橫移式立體停車設(shè)備，大規(guī)模的倉(cāng)儲(chǔ)式機(jī)械停車庫(kù)還很少。升降橫移式立體停車設(shè)備的泊車流程如下： （一）紅綠黃指示燈指示車庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)。紅色指示燈指示有人正在進(jìn)行操作，請(qǐng)稍候；綠色指示燈指示目前無(wú)人操作，可進(jìn)行操作；黃色指示燈指示有故障發(fā)生，車庫(kù)不能工作。 （二）存車操作 司機(jī)駕駛車輛從車庫(kù)入口進(jìn)入。在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，感應(yīng)過(guò)程完畢，柵欄自動(dòng)升起，司機(jī)開車進(jìn)入車庫(kù)。車輛進(jìn)入后，柵欄自動(dòng)關(guān)閉。劃卡的同時(shí)，控制器讀取車位號(hào)，車庫(kù)內(nèi)對(duì)應(yīng)的載車盤自動(dòng)移動(dòng)到人車交接的位置，車庫(kù)單元門自動(dòng)打開。司機(jī)開車進(jìn)入，停車到位，拉手剎，下車走出車庫(kù)，用IC卡在車庫(kù)出口處晃一下IC卡，車庫(kù)單元門自動(dòng)關(guān)閉，完成存車操作。 （三）取車操作 司機(jī)進(jìn)入車庫(kù)時(shí)，在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，控制器自動(dòng)讀取車位號(hào)，車庫(kù)內(nèi)對(duì)應(yīng)的載車盤自動(dòng)移動(dòng)到人車交接的位置，車庫(kù)單元門自動(dòng)打開，司機(jī)進(jìn)入車庫(kù)，開車出來(lái)，在車庫(kù)出口處的自動(dòng)讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，感應(yīng)完畢，讀卡機(jī)接受信息，上位控制機(jī)自動(dòng)記錄、扣費(fèi)，柵欄自動(dòng)升起，司機(jī)開車出場(chǎng)，出場(chǎng)后，柵欄自動(dòng)關(guān)閉；同時(shí)，控制器自動(dòng)讀取車位號(hào)，對(duì)應(yīng)的車庫(kù)單元門自動(dòng)關(guān)閉。取車操作完畢。 車庫(kù)在運(yùn)行過(guò)程中，有完備的自我保護(hù)裝置。一系列光電開關(guān)、接近開關(guān)、行程開關(guān)等對(duì)載車盤準(zhǔn)確運(yùn)行到位起著決定性的作用；獨(dú)特的防墜落裝置、斷繩報(bào)警裝置、超速保護(hù)裝置對(duì)車輛的安全起到保護(hù)作用。 車輛超長(zhǎng)檢測(cè)、車輛停車不到位檢測(cè)、以及人員誤入檢測(cè)等信號(hào)對(duì)車輛及人員的安全起著決定性的作用。 三、實(shí)例 現(xiàn)以三層24車位為實(shí)例對(duì)升降橫移式立體停車設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹。 此車庫(kù)為升降橫移式立體停車設(shè)備，共有24個(gè)單元，每個(gè)單元分為前后兩排，共三層，即上層、中層、下層，前后排各有8個(gè)車位，共16個(gè)車位。中層為車道層，用戶在中層完成出入庫(kù)人、機(jī)、車交接作業(yè)操作。每個(gè)車位編號(hào)如下： 其中A~R為載車盤所在位置編號(hào)，1~16為載車盤（停放車輛）編號(hào)。1~3為前排上層載車盤，4~5為前排中層載車盤，6~8為前排下層載車盤，9~11為后 排上層載車盤，12~13為后排中層載車盤，14~16為后排下層載車盤，“中”為過(guò)橋車代號(hào)（為后排車出入庫(kù)搭橋）。1~3，6~8，9~11，14~16只能上下移動(dòng)，4~5，12~13，中只能左右移動(dòng)。 該立體車庫(kù)的自動(dòng)存取車控制系統(tǒng)包括弱電與強(qiáng)電兩套系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號(hào)的采集，報(bào)警與控制輸出。強(qiáng)電系統(tǒng)包括載車盤電機(jī)控制線路。 （一）弱電系統(tǒng)： 1. 檢測(cè)信號(hào)：車庫(kù)檢測(cè)信號(hào)是控制程序執(zhí)行的重要依據(jù)?？刂瞥绦蚋鶕?jù)檢測(cè)到的信號(hào)順序執(zhí)行，控制輸出。 對(duì)每個(gè)上、下層載車盤，其運(yùn)行狀態(tài)只有上升、下降動(dòng)作，載車盤停放位置只有上位或下位，所以都有以下檢測(cè)信號(hào)：載車盤上認(rèn)趾，載車盤上極限，載車盤下認(rèn)趾，載車盤下極限。在載車盤上位，均設(shè)有安全掛鉤，掛鉤也為兩種狀態(tài)，即掛鉤通電打開和斷電閉合，并通過(guò)一個(gè)特定的行程開關(guān)來(lái)獲取掛鉤狀態(tài)信息。載車盤向上運(yùn)行過(guò)程中，檢測(cè)到上認(rèn)趾信號(hào)，則自動(dòng)停止運(yùn)行，如果上認(rèn)趾開關(guān)被損壞，系統(tǒng)未檢測(cè)到信號(hào)，載車盤會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到上極限開關(guān)處時(shí)，上極限信號(hào)就會(huì)切斷電機(jī)電源，使電機(jī)停電，無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，起著雙重保險(xiǎn)的作用。載車盤向下運(yùn)行過(guò)程中，首先打開對(duì)應(yīng)的掛鉤，系統(tǒng)檢測(cè)到掛鉤打開的信號(hào)后，系統(tǒng)開始下降，如果掛鉤未打開，載車盤不會(huì)下降。下降過(guò)程中，當(dāng)檢測(cè)到下認(rèn)趾信號(hào)時(shí)，自動(dòng)停止運(yùn)行，如果下認(rèn)趾開關(guān)被損壞，系統(tǒng)未檢測(cè)到信號(hào)，載車盤會(huì)繼續(xù)向下運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到下極限開關(guān)處時(shí)，下極限信號(hào)就會(huì)切斷電機(jī)電源，使電機(jī)停電，無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，起著雙重保險(xiǎn)的作用。PLC還設(shè)有延時(shí)保護(hù)，在載車盤開始運(yùn)行的同時(shí)，PLC開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，而載車盤未運(yùn)行到位時(shí)，載車盤停止運(yùn)行，同時(shí)系統(tǒng)報(bào)警。另外，若兩道認(rèn)址開關(guān)均被損壞，載車盤運(yùn)行到位而無(wú)信號(hào)返回時(shí)，載車盤會(huì)繼續(xù)向上或下運(yùn)行，從而發(fā)生不可預(yù)料的事故，但通過(guò)PLC的時(shí)間保護(hù)，則可對(duì)載車盤的運(yùn)行起到第三層保護(hù)的作用。 對(duì)中層載車盤，其運(yùn)行狀態(tài)只有左、右移動(dòng)動(dòng)作，載車盤停放位置只有左位或右位，所以有以下檢測(cè)信號(hào)：4在D位，4在E位，5在E位，5在F位，12在M位，12在N位，13在N位，13在O位。4號(hào)載車盤右移時(shí)，檢測(cè)到E位信號(hào)，則停止運(yùn)行；左移時(shí)，檢測(cè)到D位信號(hào)，則停止運(yùn)行。5號(hào)載車盤右移時(shí)，檢測(cè)到F位信號(hào)，則停止運(yùn)行； 5號(hào)載車盤左移時(shí)，檢測(cè)到E位信號(hào)，則停止運(yùn)行。12號(hào)載車盤左移時(shí)，檢測(cè)到M位信號(hào)，則停止運(yùn)行；右移時(shí)，檢測(cè)到N位信號(hào)，則停止運(yùn)行。13號(hào)載車盤左移時(shí)，檢測(cè)到N位信號(hào)，則停止運(yùn)行；右移時(shí)，檢測(cè)到O位信號(hào)，則停止運(yùn)行。 由于此車庫(kù)為前后雙列停放車輛，后排車的出入就得依賴前排的過(guò)橋車，過(guò)橋車的控制將是后排車出入的關(guān)鍵。過(guò)橋車有三個(gè)運(yùn)行位置，即左、中、右，所以有三個(gè)檢測(cè)信號(hào)：過(guò)橋車在D，過(guò)橋車在E，過(guò)橋車在F。 另外，每個(gè)車位設(shè)有車輛超長(zhǎng)檢測(cè)，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到超長(zhǎng)信號(hào)時(shí)，所有載車盤均不能動(dòng)作，以保護(hù)車輛的安全。車庫(kù)入口處設(shè)有人員誤入檢測(cè)，防止人員在載車盤運(yùn)行過(guò)程中誤入，發(fā)生意外；也有在車庫(kù)入口處設(shè)有升降門或欄桿，起著防止人員誤入的作用，但升降門或欄桿的開啟關(guān)閉受系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)聯(lián)鎖控制。 2.急停信號(hào)：系統(tǒng)必須在明顯處設(shè)有急停開關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下急停開關(guān)，斷所有電機(jī)的電源，使載車盤無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，以保護(hù)人員及設(shè)備的安全。 3.輸出控制信號(hào)：系統(tǒng)輸出控制信號(hào)包括控制電機(jī)運(yùn)行方向信號(hào)，控制電機(jī)運(yùn)行信號(hào)，控制電磁鐵得、失電信號(hào)，控制燈光報(bào)警信號(hào)，控制車庫(kù)照明信號(hào)。 （二）強(qiáng)電系統(tǒng)： 強(qiáng)電部分包括控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，控制電機(jī)運(yùn)行接觸器。PLC輸出信號(hào)給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關(guān)斷。 （三）系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 系統(tǒng)采用PLC控制，分設(shè)自動(dòng)，手動(dòng)，檢修三種狀態(tài)。檢修狀態(tài)下，所有檢測(cè)信號(hào)不參與控制。在手動(dòng)與自動(dòng)方式時(shí)，所有信號(hào)進(jìn)入PLC，PLC按照外部檢測(cè)信號(hào)，輸出控制信號(hào)，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器線圈和電機(jī)接觸器線圈，以控制各載車盤運(yùn)行。 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)聯(lián)鎖控制：1、上層載車盤不在上位或運(yùn)行不到上位，中層載車盤及過(guò)橋車不能運(yùn)行。2、下層載車盤不在下位或運(yùn)行不到下位中層載車盤及過(guò)橋車不能運(yùn)行。3、中層載車盤及過(guò)橋車運(yùn)行不到位，上下層載車盤不能運(yùn)行。4、前后超長(zhǎng)開關(guān)只要被遮擋，所有載車盤都不能動(dòng)作。5、入口處人員誤入被遮擋，所有載車盤都不能動(dòng)。只有通過(guò)“復(fù)位”按鈕，才可解除此聯(lián)鎖。6、安全掛鉤不在開啟位置，無(wú)下降動(dòng)作。7、 任何載車盤觸發(fā)上、下極限限位開關(guān)，立即斷所有電機(jī)電源。8、急停按鈕按下，立即斷所有電機(jī)電源。 此項(xiàng)目已驗(yàn)收并投入使用，就使用情況來(lái)看，不僅占地面積相對(duì)擴(kuò)大了4倍，而且，經(jīng)實(shí)地測(cè)試，最長(zhǎng)的出車時(shí)間為85秒，真正做到了空間利用率高；運(yùn)行速度快，存/取車時(shí)間端。智能化控制，操作簡(jiǎn)便；耐用性高，維護(hù)方便。 四、結(jié)束語(yǔ) “車庫(kù)”是大中城市的熱門話題，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫(kù)”列為“近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)”，隨著家用汽車的不斷增加，公共場(chǎng)所及社區(qū)內(nèi)存車矛盾、車擠綠地的問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越突出，在人們對(duì)生活質(zhì)量和環(huán)境意識(shí)不斷增強(qiáng)之時(shí)“車庫(kù)”日漸成為熱門話題，機(jī)械自動(dòng)化立體車庫(kù)將會(huì)在新開發(fā)的樓盤及商業(yè)里大顯身手。 17 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 中 期 檢 查 表 學(xué) 院： 工學(xué)院 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 論文（設(shè)計(jì)）題目 升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作進(jìn)度 已完成的主要內(nèi)容 尚需解決的主要問(wèn)題 收集資料，了解升降橫移式立體停車庫(kù)的工作原理；初步繪制整個(gè)車庫(kù)系統(tǒng)裝配圖；初步繪制車庫(kù)各主要部分零件圖 修改并最終繪制整個(gè)車庫(kù)設(shè)計(jì)的裝配圖和主要部分零件圖；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書；選定主要零部件的型號(hào)、參數(shù) 指導(dǎo)教師意見 簽 名： 2013年 3 月 30 日 檢查小組意見 組長(zhǎng)簽名： 2013年 3 月 30 日 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 指導(dǎo)教師及職稱 副教授 學(xué) 院 工學(xué)院 2013 年 1 月 7 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等，不少于1000字） 一、選題研究意義 機(jī)械式立體車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械式立體車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)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(kù)，可使地面的使用率提高80％—90％；同時(shí)機(jī)械式立體車庫(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)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(shuō)，機(jī)械式立體車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。 二、國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀 機(jī)械式停車設(shè)備的應(yīng)用已有30多年的歷史了。發(fā)展較早、較好的有韓國(guó)、德國(guó)、日本等。在亞洲，機(jī)械式停車設(shè)備采用較早應(yīng)用較普遍的是韓國(guó)、日本和我國(guó)臺(tái)灣省。 韓國(guó)機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀(jì)70年代中期為起步階段，80年代為引進(jìn)階段，90年代為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段受到了政府的高度重視，各種機(jī)械式停車設(shè)備得到了普遍的開發(fā)和利用，年遞增速度達(dá)到30%；2000年以來(lái)為發(fā)展階段，自動(dòng)化停車設(shè)備將隨供應(yīng)量不斷的擴(kuò)大而迅速發(fā)展。 我國(guó)在20世紀(jì)80年代初開始研制和使用機(jī)械式停車設(shè)備。80年代是起步階段，90年代以來(lái)，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車進(jìn)入家庭后，停車設(shè)備的應(yīng)用逐步推廣，己經(jīng)形成了新興的停車設(shè)備行業(yè)，步入了引進(jìn)、開發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段。目前我國(guó)城市停車的主要類型還是大型公共停車庫(kù)，規(guī)模大，占地面積較大，建設(shè)資金大，停放車輛多，主要應(yīng)用于車輛停放的密集區(qū)如商業(yè)中心區(qū)、大型的車站等，這都需要有較大的建設(shè)地面和空間?，F(xiàn)在還沒有應(yīng)用于城市住宅小區(qū)的立體車庫(kù)來(lái)解決私人汽車的停放問(wèn)題，為了解決住宅小區(qū)內(nèi)的停車問(wèn)題，只能利用小區(qū)內(nèi)較小的面積，建立中小型機(jī)械式立體車庫(kù)，占地面積少，存放的車輛多，而且能使住戶存取車輛時(shí)，既便捷又安全可靠。垂直循環(huán)式機(jī)械立體停車庫(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)停車問(wèn)題的主要發(fā)展方向，將會(huì)在新開發(fā)的住宅小區(qū)及舊社區(qū)里大顯身手。目前我國(guó)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)入家庭的步伐持續(xù)加快，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。機(jī)械式立體停車庫(kù)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(chǎng)、地下停車庫(kù)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。 三、參考文獻(xiàn) [1].實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，吳相憲主編，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,1993 [2].機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，吳宗澤主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [3].機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，王光斗主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1988 [4].金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，趙如福主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1995 研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等） 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義 目的：為培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及其他有關(guān)知識(shí)，去分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，深化、擴(kuò)展課程的理論知識(shí)。使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的設(shè)計(jì)能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，為將來(lái)工作打下良好的基礎(chǔ)。通過(guò)專題訓(xùn)練，可對(duì)學(xué)生在今后學(xué)術(shù)發(fā)展方面有一定系統(tǒng)方面的幫助。 意義：通過(guò)對(duì)升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)可以印證學(xué)生的綜合能力，為學(xué)生能力獲得企業(yè)認(rèn)可打基礎(chǔ)。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)流程 1、升降橫移式雙層立體停車設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)研究 綜合考慮各方面因素，在參照和對(duì)比國(guó)內(nèi)外同類停車設(shè)備的基礎(chǔ)上，完成了本車庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 2、車庫(kù)存取結(jié)構(gòu)的研究 選取鏈傳動(dòng)橫移機(jī)構(gòu)作為本車庫(kù)的車輛存取機(jī)構(gòu)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，設(shè)計(jì)了車庫(kù)停車位、載車板的具體結(jié)構(gòu)。然后由此為尺寸參考，完成了鏈傳動(dòng)橫移存取機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。 3、車庫(kù)升降系統(tǒng)的研究 采取曳引式升降驅(qū)動(dòng)形式作為升降系統(tǒng)的提升形式，對(duì)曳引能力進(jìn)行了驗(yàn)算，選用變頻變壓調(diào)速電機(jī)作為提升系統(tǒng)的電機(jī)，并完成了升降系統(tǒng)的安全機(jī)構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)。 4、立體車庫(kù)總體鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究與設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)比 ，設(shè)計(jì)了立體車庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)骨架，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行了各種工況的受力分析和變形分析，找出了鋼結(jié)構(gòu)骨架的最大應(yīng)力作用單元和最大變形單元。驗(yàn)證設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)滿足剛度和強(qiáng)度要求。在此基礎(chǔ)上，建立鋼結(jié)構(gòu)骨架優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低材料的消耗，提高車庫(kù)的經(jīng)濟(jì)性。 進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等） 2012年12月至2013年2月：收集資料，了解升降橫移式立體停車庫(kù)的工作原理 2013年3月1日至20日：繪制系統(tǒng)裝配圖 2013年3月21日至4月20日：繪制3-4張零件圖 2013年4月11日至4月20日：編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 2013年4月21日至5月6日：選定主要零部件的型號(hào)、參數(shù) 論證小組意見 組長(zhǎng)簽名： 20 13 年 1 月 13 日 專業(yè)委員會(huì)意見 專業(yè)委員會(huì)主任簽名： 20 13 年 1 月 13 日 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 開題論證記錄 學(xué) 院： 工學(xué)院 記錄人： 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 副教授 論文（設(shè)計(jì)）題目 升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì) 論證小組質(zhì)疑： 1.升降橫移式雙層立體車庫(kù)的研究意義是什么？ 2.立體車庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括哪些？ 3.車庫(kù)提升機(jī)構(gòu)是用什么方式？有何特點(diǎn)？ 學(xué)生回答簡(jiǎn)要記錄： 答： 1.立體車庫(kù)將是未來(lái)車庫(kù)的主流發(fā)展方向。與傳統(tǒng)車庫(kù)相比，在節(jié)地和安全管理方面有很強(qiáng)的優(yōu)越性。 2.主要包括自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)、自動(dòng)存取車系統(tǒng)、遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)、自動(dòng)道閘和監(jiān)控安保系統(tǒng)。以上系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為用戶規(guī)劃停車庫(kù)管理系統(tǒng)、發(fā)布車庫(kù)庫(kù)存容量、控制車流方案。 3.本次設(shè)計(jì)采用的是鏈傳動(dòng)提升裝置。鏈傳動(dòng)兼有齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的特點(diǎn)，具有成本低，易維護(hù)、維修的優(yōu)點(diǎn)。 論證小組 成員簽名 論證地點(diǎn)： 論證日期：20 13 年 1 月 13 日 湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì) LIFTING AND TRANSFERRING DOUBLE THREE-DIMENSIONAL DESIGN OF THE GARAGE 學(xué)生姓名：曹 旋 學(xué) 號(hào)：200940614219 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及 其自動(dòng)化（1）班 指導(dǎo)老師及職稱：周光永 副教授 學(xué) 院：工學(xué)院 湖南·長(zhǎng)沙 提交日期：2013 年 5 月 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 誠(chéng) 信 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名： 年 月 日 目 錄 摘 要…………………………………………………………………………………1 關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………………1 1 前言…………………………………………………………………………………2 1.1 機(jī)械式立體停車庫(kù)………………………………………………………………2 1.2 國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀…………………………………………………………2 1.3 自動(dòng)化立體車庫(kù)的主要結(jié)構(gòu)組成和類型………………………………………2 1.4 升降橫移式雙層立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)組成……………………………………………3 1.5 論文研究的意義…………………………………………………………………4 2 車庫(kù)方案的選擇……………………………………………………………………4 2.1 移動(dòng)方案的選擇…………………………………………………………………4 2.2 橫移機(jī)構(gòu)的選擇…………………………………………………………………5 2.3 升降機(jī)構(gòu)的選擇…………………………………………………………………5 2.4 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)…………………………………………………………………………6 3 升降橫移結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………6 3.1 橫移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………6 3.1.1 托盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………6 3.1.2 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………7 3.2 升降結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………8 3.2.1 機(jī)構(gòu)整體框架選擇……………………………………………………………8 3.2.2 材料的選擇……………………………………………………………………8 3.2.3 制造方法………………………………………………………………………9 3.2.4 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度校核……………………………………………………………9 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………10 4.1 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………10 4.1.1 平移機(jī)構(gòu)中齒輪、齒條和傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………10 4.1.2 齒輪、齒條的設(shè)計(jì)……………………………………………………………11 4.1.3 聯(lián)軸器的選擇………………………………………………………………14 4.1.4 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核…………………………………………………………14 4.2 升降傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………15 4.2.1 升降傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容介紹………………………………………………15 4.2.2 升降機(jī)構(gòu)的工作原理………………………………………………………15 4.2.3 鏈輪、鏈條、的選擇計(jì)算和校核……………………………………………15 4.2.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………16 4.2.5 軸承壽命的計(jì)算和滾筒與滑輪的選擇……………………………………19 4.2.6 升降機(jī)構(gòu)的控制和維護(hù)……………………………………………………19 5 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………19 5.1 控制系統(tǒng)………………………………………………………………………19 6 結(jié)論………………………………………………………………………………20 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………20 致 謝…………………………………………………………………………………21 升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì) 學(xué) 生：曹 旋 指導(dǎo)老師：周光永 (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128) 摘 要：機(jī)械式立體車庫(kù)與傳統(tǒng)的地下車庫(kù)相比，在許多方面都有優(yōu)越性。首先機(jī)械式立體車庫(kù)具有優(yōu)越的節(jié)地優(yōu)勢(shì)；其次機(jī)械式立體車庫(kù)與地下車庫(kù)相比較可更加有效地保證人身及車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或車未停準(zhǔn)位置，由電子系統(tǒng)控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。 本次設(shè)計(jì)介紹了升降橫移式雙層立體停車庫(kù)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),并對(duì)立體停車庫(kù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明.本設(shè)計(jì)重點(diǎn)的內(nèi)容包括車庫(kù)存取結(jié)構(gòu)的研究，車庫(kù)升降橫移系統(tǒng)的研究和車庫(kù)總體鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究。 關(guān)鍵詞：立體停車庫(kù)，升降橫移，鏈驅(qū)動(dòng) Lifting and transferring double three-dimensional design of the garage Student: Cao Xuan Tutor: Zhou Guangyong (institute of technology, hunan agricultural university, changsha, 410128) Abstract: Mechanical three - dimensional garage , compared with the traditional underground garage , has advantages in many ways . First mechanical three-dimensional garage has excellent section advantages ; followed by mechanical three-dimensional garage and underground garage compared to more effectively ensure the safety of persons and vehicles in the garage or the car did not stop reference position , controlled by the electronic system of the whole The device will not run. Lifting and moving this design introduced the structure and characteristics of double parking equipment, and design points of the parking equipment is described. The design focused on the research content including garage access structure, lower the lifting and moving system of research and the steel structural frame of the overall research. Key words: Solid garage；Lifting and transferring；Chain drive 1 前言 1.1 機(jī)械式立體停車庫(kù) 機(jī)械式停車庫(kù)就是利用機(jī)械來(lái)停放、存取車輛的整個(gè)停車設(shè)施，以立體化存放的機(jī)械式停車庫(kù)叫做機(jī)械式立體停車庫(kù)。它是集機(jī)械、電子、控制技術(shù)于一體的現(xiàn)代化設(shè)備,成為緩解城市停車難、停車亂等問(wèn)題的有效手段。機(jī)械式立體停車庫(kù)早已經(jīng)形成了新行業(yè),步入了引進(jìn)、開發(fā)、制造、使用相結(jié)合的發(fā)展階段，己成為技術(shù)密集型產(chǎn)品的代表。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀 機(jī)械式停車設(shè)備的應(yīng)用已有30多年的歷史了，發(fā)展較早、較好的有德國(guó)、韓國(guó)、日本等。在亞洲，機(jī)械式停車設(shè)備采用較早應(yīng)用普遍的是韓國(guó)、日本和我國(guó)臺(tái)灣省。 韓國(guó)機(jī)械式立體停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀(jì)70年代中期為起步階段，80年代為引進(jìn)階段，90年代為供應(yīng)使用階段，2000年以來(lái)為發(fā)展階段。由于這幾個(gè)階段受到政府的高度重視，各種機(jī)械式停車設(shè)備得到了廣泛的開發(fā)和利用，年遞增速度高達(dá)30%。自動(dòng)化停車設(shè)備將隨供應(yīng)量的不斷擴(kuò)大而迅速發(fā)展。 我國(guó)在20世紀(jì)80年代開始研制和使用機(jī)械式停車設(shè)備。80年代是起步階段，90年代以來(lái)，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的快速發(fā)展，尤其是轎車大量進(jìn)入家庭后，停車設(shè)備的應(yīng)用逐步推廣，己經(jīng)形成了新興的機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè)，步入了引進(jìn)、開發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段。目前我國(guó)城市停車的主要類型還是公共停車庫(kù)，規(guī)模大，占地面積大，建設(shè)資金大，停放車輛多，主要應(yīng)用于車輛停放的密集區(qū)如商業(yè)中心區(qū)、大型車站等，這都需要有較大的建設(shè)空間及投入。現(xiàn)在還沒有廣泛應(yīng)用于城市住宅小區(qū)的機(jī)械式立體車庫(kù)來(lái)解決私人汽車的停放問(wèn)題，為了解決住宅小區(qū)內(nèi)的停車問(wèn)題，只能因地制宜，利用小區(qū)內(nèi)較小的面積，建立中小型機(jī)械式立體停車庫(kù)，占地面積少，存放的車輛多，而且能保證住戶存取車輛時(shí)，既安全可靠又便捷。機(jī)械式立體停車庫(kù)以其土地利用率和空間利用率高，使用操作簡(jiǎn)單、靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為解決大城市住宅小區(qū)停車問(wèn)題的主要方法，將會(huì)在新開發(fā)的住宅小區(qū)及舊社區(qū)里大顯身手。 1.3 自動(dòng)化立體車庫(kù)的主要結(jié)構(gòu)組成和類型 根據(jù)立體車庫(kù)的修建位置及其在空間伸縮方向的不同，立體停車庫(kù)的主要類型有：垂直升降式、升降橫移式、巷道堆垛式和地下停車場(chǎng)等。它們類型眾多，設(shè)計(jì)各有不同，庫(kù)容量變化較大，可以滿足不同用戶的要求。同時(shí)它們都具有建筑面積小，停車層數(shù)多，空間利用率高的優(yōu)點(diǎn)。停相同數(shù)量車的情況下，在車輛流量大的繁華地段建一座立體停車庫(kù)比建一個(gè)地面停車場(chǎng)節(jié)省將近60%的投資。嚴(yán)格的車庫(kù)管理還能保證車庫(kù)運(yùn)行的安全性和可靠性，為存車人提供了最大的方便。 垂直升降式：就是電梯式結(jié)構(gòu)，一般以兩輛車為一個(gè)層面，中間部分為升降機(jī)，左右兩旁是車架。利用升降機(jī)將車輛或載車板升降到指定層，然后用安裝在提升機(jī)械上的橫移機(jī)械將車輛或載車板送入存車位；或是相反，通過(guò)橫移機(jī)械將指定存車位上的車輛或載車板送入升降機(jī)，升降機(jī)降到車輛出入口，打開庫(kù)門，駕駛員入內(nèi)將車輛開走。 升降橫移式：升降橫移式立體停車庫(kù)大多采用卷筒、滑輪和鋼絲繩進(jìn)行升降，在整個(gè)機(jī)構(gòu)中有交流減速橫移電機(jī)和升降電機(jī)、停車位框架、鋼絲繩、搬運(yùn)器和橫移導(dǎo)軌等。運(yùn)行原理是取上層車時(shí)，將下層車板移開留出空位。該設(shè)備下層為左右橫移，上層則是上下升降。 巷道堆跺式：它的工作原理與堆跺式自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)很相近，機(jī)構(gòu)可以上升和水平移動(dòng)，在運(yùn)行到停車位時(shí)，通過(guò)伸縮機(jī)構(gòu)伸縮，完成在車架上存取車工作。由于單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫(kù)適用于車位數(shù)需要較多的地方使用。 地下停車場(chǎng)：它是為賓館，商廈等原有的停車場(chǎng)設(shè)計(jì)的，原有的停車場(chǎng)大多只能存放一層車輛，經(jīng)過(guò)改建并加上專用設(shè)備后，可放置上下兩層車。有些地下停車場(chǎng)本身是專門設(shè)計(jì)的與環(huán)境協(xié)調(diào)的自動(dòng)化立體車庫(kù)。 其它的立體車庫(kù)還有垂直循環(huán)類停車設(shè)備、水平循環(huán)類停車設(shè)備、簡(jiǎn)易升降類停車設(shè)備等。 垂直升降式特點(diǎn)：占地面積少，耗能低，但是智能化程度最高，對(duì)地基，消防要求很高，車位造價(jià)高。 巷道堆跺式特點(diǎn)：低噪聲、低耗能、智能化程度高，等待時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)出口少。 水平循環(huán)式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是占地面積大，目前應(yīng)用較少。 升降橫移式雙層立體車庫(kù)是中小型車庫(kù)中一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，與其它車庫(kù)相比，屬于中低密度經(jīng)濟(jì)型停車庫(kù)，對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng)、可以同時(shí)移動(dòng)多個(gè)車板，提高了工作效率，減少了運(yùn)行時(shí)間；控制系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC），操作管理簡(jiǎn)便，易于操作維護(hù)。 1.4 升降橫移式雙層立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)組成 升降橫移式立體車庫(kù)主要由四部分組成：機(jī)械結(jié)構(gòu)部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、控制管理部分、安全防護(hù)措施。 （1）機(jī)械結(jié)構(gòu)部分：由車架、升降結(jié)構(gòu)和橫移結(jié)構(gòu)組成。 （2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分：由多個(gè)電機(jī)組成，由它來(lái)完成橫移機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，完成載車板的上下和左右移動(dòng)，以完成存取車的過(guò)程。 （3）控制管理部分：立體車庫(kù)控制系統(tǒng)隨著它所采用的控制智能化程度不同而各有差異。 （4）安全防護(hù)措施：安全防護(hù)主要有兩個(gè)部分：一是存取車輛時(shí)人的安全保護(hù)；二是車輛在存取時(shí)的安全保護(hù)。 1.5 論文研究的意義 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，私人轎車的擁有量迅速膨脹。行車難、停車難、亂停車等問(wèn)題，加劇了交通擁堵、降低了生活質(zhì)量、惡化了投資環(huán)境，成為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的障礙。為了緩解并改善這種局面，城市停車場(chǎng)所的建設(shè)，尤其是少占空間、多停車位、使用操作簡(jiǎn)單、安全可靠的“立體停車庫(kù)”的建設(shè)，對(duì)現(xiàn)在城市的發(fā)展有著不可替代的作用。 2 車庫(kù)方案的選擇 2.1 移動(dòng)方案的選擇 升降橫移式雙層立體停車庫(kù)的每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過(guò)升降橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面一層，駕駛員進(jìn)入車庫(kù)，存取車輛，完成存取過(guò)程。停泊在這類車庫(kù)內(nèi)地面的車只作橫移，不用升降，上層車位則通過(guò)中間層橫移出空位，將載車板下降到地面層。 本次設(shè)計(jì)的是升降橫移式雙層立體車庫(kù)，是四位三車的小型立體車庫(kù)，多用于居民小區(qū)，其簡(jiǎn)圖如下所示： 圖1 車庫(kù)車位移動(dòng)方案 Fig1 Garage mobile solutions 方案：將2號(hào)車位作為定位，1號(hào)車位可直接提取車；在存取4號(hào)車時(shí)，將4號(hào)位降到2號(hào)位上，進(jìn)行存取車；在存取3號(hào)車時(shí)，將1號(hào)位移動(dòng)到2號(hào)為上，3號(hào)位降到1號(hào)位上，進(jìn)行存取車。 2.2 橫移機(jī)構(gòu)的選擇 根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置是否在托盤上，橫移可以分為兩種：一種是將驅(qū)動(dòng)裝置放在托盤上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)鏈條來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，但由于電機(jī)放在托盤上，托盤在存取車的過(guò)程中不斷的運(yùn)動(dòng)，給電機(jī)提供電源和對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制都比較難實(shí)現(xiàn)；另一種方式是將驅(qū)動(dòng)裝置安放在固定件上，這種方式可以方便為其提供動(dòng)力源并對(duì)其進(jìn)行控制，同時(shí)也可以提高安全系數(shù)。 所以，本次設(shè)計(jì)的橫移部分的驅(qū)動(dòng)裝置不安放在托盤上，而是利用固定支架安裝在車庫(kù)后側(cè)。 為實(shí)現(xiàn)托盤的橫移常用的驅(qū)動(dòng)方式有三種：一種是利用液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；第二種利用電機(jī)帶動(dòng)鏈條進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；最后一種利用電機(jī)帶動(dòng)齒輪、齒條系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 液壓系統(tǒng)一般都比較復(fù)雜，造價(jià)也高，維修困難，不易維護(hù)。鏈傳動(dòng)是一種很好的傳動(dòng)方式，傳動(dòng)精度高，設(shè)計(jì)和購(gòu)買方便，但和齒輪、齒條嚙合的傳動(dòng)方式比起來(lái)，鏈傳動(dòng)的效率相對(duì)低了一點(diǎn)。所以，本次設(shè)計(jì)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式利用齒輪和齒條的嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)托盤的橫向移動(dòng)。 根據(jù)前面的所述，底層橫移部分的動(dòng)力源采用電機(jī)，而且，電機(jī)不是安裝在托盤上，同時(shí)采用齒輪和齒條嚙合的傳動(dòng)方式，按照常規(guī)將齒輪作為齒輪和齒條嚙合傳動(dòng)的主動(dòng)件固定在水平面上，同時(shí)為了不防礙轎車的存取，電機(jī)和齒輪都放在車庫(kù)的后方。為了方便電機(jī)的安裝和維修，電機(jī)豎直安放且電機(jī)軸的軸向向下，此時(shí)利用一個(gè)聯(lián)軸器把電機(jī)軸和齒輪軸聯(lián)在一塊，從而實(shí)現(xiàn)傳送動(dòng)力的目的。電機(jī)依靠凸緣來(lái)定位。 本次設(shè)計(jì)的升降橫移式雙層立體車庫(kù)為小型車庫(kù)，平移的速度要求不高，平移距離也比較小。所以，此本次設(shè)計(jì)初步定位速度為0.35m/s。由于電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速一般比較高，減速器是必不可少的部件。為了安裝方便，本次設(shè)計(jì)選用帶有減速器的電動(dòng)機(jī)。同時(shí)為了減低成本，安裝方便，本次設(shè)計(jì)車庫(kù)的電動(dòng)機(jī)都采用帶有減速器的電動(dòng)機(jī)，具體的型號(hào)則根據(jù)具體的設(shè)計(jì)而定。 設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)和齒輪都固定在地平面上，齒條就作為齒輪、齒條嚙合傳動(dòng)方式的運(yùn)動(dòng)件。齒條可以焊接在托盤后面的側(cè)面上，也可以使用螺栓將其固定在托盤后方?？紤]到焊接過(guò)程中的熱脹冷縮等情況可能會(huì)使齒條變形從而影響齒輪和齒條間的嚙合精度，所以采用螺栓聯(lián)接，齒條的寬度由它所承受的載荷而定。 2.3 升降機(jī)構(gòu)的選擇 升降機(jī)構(gòu)常見的三種方式是液壓方式、鋼絲繩提升方式和鏈條提升方式。 液壓系統(tǒng)大多比較復(fù)雜，它的設(shè)計(jì)和制造成本較高。而且維修、檢測(cè)費(fèi)用也相對(duì)較高，液壓系統(tǒng)的故障很難檢查，如果出現(xiàn)故障，將會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)大大降低車庫(kù)的工作效率，所以本次設(shè)計(jì)不采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為升降機(jī)構(gòu)。 鋼絲繩具有承載能力大，重量輕的特點(diǎn)，但它卻具有一定的彈性，使用一段時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生伸長(zhǎng)量，從而使傳動(dòng)精度降低，托盤不能到達(dá)準(zhǔn)確位置，而且，鋼絲繩容易自行扭轉(zhuǎn)和松散。 鏈傳動(dòng)是電動(dòng)機(jī)通過(guò)連軸器、鏈條、鏈輪從而帶動(dòng)托盤實(shí)現(xiàn)升降的。鏈傳動(dòng)成本低，安全，易維護(hù)。而且鏈條傳動(dòng)兼有齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的特點(diǎn)。與齒輪傳動(dòng)相比較，鏈傳動(dòng)容易安裝，成本低廉；遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)其結(jié)構(gòu)更比齒輪傳動(dòng)輕便。與帶傳動(dòng)相比較，鏈傳動(dòng)平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率高；需要的張緊力?。唤Y(jié)構(gòu)尺寸緊湊；能在低速重載下更好的工作；能適應(yīng)較惡劣的工作環(huán)境。 綜上所述，升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，利用鏈條和鏈輪的嚙合傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)軸兩端的滾筒纏繞鋼絲繩實(shí)現(xiàn)上層托盤的升降。 2.4 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 本課題未給定車庫(kù)的幾何參數(shù)，考慮到現(xiàn)今大多數(shù)小區(qū)用戶都是中型或者小型汽車，本次設(shè)計(jì)的選用的幾何參數(shù)為：車身長(zhǎng)4700mm，寬1700mm，高1550mm,總重是1600Kg。托盤為載車容器，其尺寸略大于轎車的尺寸，故托盤的尺寸初步定為：長(zhǎng)L=5400mm,寬W=2200mm.為了保證托盤的自由運(yùn)動(dòng)，左右兩個(gè)立柱間的距離應(yīng)該大于托盤的寬度，因?yàn)檫@樣既有利于轎車的存取，所以把左右兩個(gè)立柱間的距離定為2250mm,基坑的長(zhǎng)度為5000mm。 3 升降橫移結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1 橫移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1.1 托盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）托盤的基本尺寸的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)主要考慮小區(qū)使用，所停車輛為中型或者小型汽車，一般轎車的基本參數(shù)：長(zhǎng)：L=4700mm；寬：W=1700mm；高：H=1550mm。 初步確定托盤的基本尺寸：長(zhǎng)：L=5400mm；寬：W=2200mm。 （2）托盤上基本零部件的選擇和設(shè)計(jì) a.滾輪的設(shè)計(jì)：將滾輪安裝在托盤上，在存車位上安裝導(dǎo)軌，滾輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)，可以減少摩擦力，而且托盤移動(dòng)平穩(wěn)。滾輪在安裝中有中心軸，軸焊接在托盤兩側(cè)，軸承選擇內(nèi)圈固定，外圈旋轉(zhuǎn)。 b.托盤主體結(jié)構(gòu)的材料選擇 （1）外框空心鋼管的選擇：選用結(jié)構(gòu)用冷彎矩形空心鋼管（GB6728-86），選擇的尺寸：邊長(zhǎng)80㎜×60㎜, 壁厚t=4.0㎜, 理論重量7.966㎏/m；另選用的結(jié)構(gòu)用冷彎矩形空心鋼管（GB6728-86），選擇的尺寸200㎜×100㎜,壁厚t=4.00㎜,理論重量18㎏/m. （2）托盤中用于承載汽車的鋼板的選擇：根據(jù)GB3277-1991，選擇菱形花紋鋼板，以增大汽車輪胎與鋼板之間的摩擦力，厚度5㎜，理論重量42.30㎏/m2；對(duì)于其他無(wú)要求鋼板厚度5㎜,理論重量39.2㎏/m2；中間鋼板厚度 4㎜, 理論重量 31.42㎏/m2。 （3）角鋼的選擇：根據(jù)GB9787-88選擇碳素鋼Q235-A，尺寸為50*50*5㎜的熱軋鋼等，邊角鋼理論重量3.770㎏/m。 （4）托盤整體采用焊接的方法：焊縫采用手工電弧焊，焊縫不能有透、熔、蝕等缺陷，并且要修刺倒棱，焊后退火處理. 綜上所述得出：菱形鋼板：寬W=0.4m，長(zhǎng)L=5.4m；矩形鋼板：寬W=0.15m，長(zhǎng)L=5.4m；方形鋼管：寬W=0.1m，長(zhǎng)L=2m；中間鋼板：寬W=1.2m，長(zhǎng)L=5.4m；邊上鋼板：寬W=0.45m，長(zhǎng)L=3m。得出： 方型鋼管：=7.966㎏/m×2×2.1m=33.46㎏ 矩形鋼板：=18㎏/m×2×5.4m=194.4㎏ 中間鋼板：=31.42㎏/㎡×5.4m×1.2m=203.6㎏ 菱形鋼板：=42.3㎏/㎡×4×0.45m×1.2m=91.37㎏ 角鋼：=3.770㎏/m×4×0.00785×（50+50-5）×5m=3.73㎏ 邊上鋼板：=39.2㎏/㎡×2×0.45m×3m=105.84㎏ 其它重量：= 7.6㎏ 所以上層托盤總重量為： =++++++=640㎏ 由于底層托盤上有滾輪和齒條，估算滾輪重量=0.8㎏×4=3.2㎏；齒條采用45號(hào)鋼，淬火，密度為7.9×㎏/，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2400㎜，寬度為W=100㎜,高度為H=60㎜ =2.4m×0.1m×0.06m×7.9×㎏/ =113.76㎏ 底層托盤總重量為=632.4㎏+3.2㎏+113.76㎏=746.16㎏ 故底層托盤的重量初步定為750㎏. 3.1.2 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 由于轎車和底層托盤的重量達(dá)到2350㎏，故選擇GB11264-89中型號(hào)30輕軌。查其總高是108㎜，總寬是108㎜，總長(zhǎng)就是基坑的長(zhǎng)度，由車架的設(shè)計(jì)部分可以知道基坑的長(zhǎng)度為5000㎜。采用人工直接向?qū)к壣蠞灿偷姆绞竭M(jìn)行潤(rùn)滑。 3.2 升降結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.2.1 機(jī)構(gòu)整體框架選擇 主框架的第一層根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)要求，有單柱形式、跨梁形式、后懸臂形式等。單柱型式結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、搬運(yùn)方便，能給駕駛員一種導(dǎo)正的作用?？缌盒问竭M(jìn)出車輛方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但較單柱形式跨度大，安裝搬運(yùn)不方便。后懸臂形式無(wú)前柱，對(duì)汽車進(jìn)出載車板較好，但主框架在后側(cè)，穩(wěn)定性較差?？紤]到安全性和結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)采用單柱形式。設(shè)計(jì)中上層的托盤和其上面的轎車重量都由框架來(lái)承受，所以框架不僅要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，還要求滿足一定的強(qiáng)度要求。 主框架底座部分用混凝土澆注,立柱直接筑在混凝土中。地面上安裝有導(dǎo)軌，底層托盤通過(guò)滾輪實(shí)現(xiàn)橫移，立柱的間距應(yīng)該根據(jù)載車板的寬度而定。 3.2.2 材料的選擇 鋼結(jié)構(gòu)是鋼材制成的工程結(jié)構(gòu)，通常由型鋼和鋼板制成的梁、柱、板等構(gòu)件組成，各部分之間由焊縫、螺栓或鉚釘連接，有些鋼結(jié)構(gòu)還部分采用鋼絲或鋼絲束。 鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和磚石等砌體結(jié)構(gòu)都是工程結(jié)構(gòu)的不同分支。它們之間有許多共同性，例如在結(jié)構(gòu)體系、內(nèi)力分析和設(shè)計(jì)程序等方面大體是相同的；但由于材料性質(zhì)的不同、原材料和構(gòu)件截面形狀的不同，也各有其特殊性。 鋼結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)缺點(diǎn)： （1）材質(zhì)均勻，可靠性高：鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體，質(zhì)量比較穩(wěn)定。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算結(jié)果，所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性較高。 （2）強(qiáng)度高，重量輕：鋼材強(qiáng)度較高，彈性模量亦高，因而鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件小而輕。當(dāng)今有多種強(qiáng)度等級(jí)的鋼材，即使強(qiáng)度較低的鋼材，其密度與強(qiáng)度的比值也小于混凝土和木材，在同樣受力情況下鋼結(jié)構(gòu)自重小，可以做成跨度較大的結(jié)構(gòu)。由于桿件小，所占空間少，亦便于運(yùn)輸和安裝。 （3）塑性和韌性好：鋼結(jié)構(gòu)的抗拉和抗壓強(qiáng)度相同，塑性和韌性均好，適于承受沖擊和動(dòng)力荷載，有較好的抗震性能。 （4）工業(yè)化程度高，工期短：鋼結(jié)構(gòu)都為工廠制作，具備成批大件生產(chǎn)和精度高等特點(diǎn)，采用工廠制造、工地安裝的施工方法，有效地縮短工期，經(jīng)濟(jì)效益好。 （5）密封性好：鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接后可以做到安全密封，能夠滿足一些要求氣密性和水密性好的高壓容器、大型油庫(kù)、氣柜油罐和管道等的要求。 （6）耐熱性較好：溫度在250℃以內(nèi)，鋼材性質(zhì)變化很小，鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于250℃的場(chǎng)合。當(dāng)溫度達(dá)到300℃以上時(shí)，強(qiáng)度逐漸下降，600℃時(shí)，強(qiáng)度降至不到三分之一，在這種場(chǎng)合，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)必須采取防護(hù)措施。 （7）耐銹蝕性差：鋼結(jié)構(gòu)耐銹蝕性較差，特別在潮濕和有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，容易銹蝕，需要定期維護(hù)。 由于鋼材和鋼結(jié)構(gòu)有上述特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)的升降橫移式雙層立體車庫(kù)主架采用鋼結(jié)構(gòu)。 3.2.3 制造方法 立柱采用工字鋼，因?yàn)楣ぷ咒撚休^強(qiáng)的承載壓力的能力。一共有6根立柱，前后各有4根，采用澆注的方法固定在混凝土中。橫梁也采用工字鋼，由于提升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和制動(dòng)器要放在橫梁上，所以采用焊接的方法將橫梁平放在立柱上。 縱向梁的選擇比較困難，因?yàn)榭v向梁不僅可以用冷彎矩形空心鋼管，也可以采用工字鋼。由于鏈輪的結(jié)構(gòu)要放在縱向梁上，考慮到采用前者的方法時(shí)，需要在冷彎矩形空心鋼管上開矩形孔，制造麻煩，所以本次設(shè)計(jì)全部采用工字鋼來(lái)搭建車庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)框架?？v向梁也采用焊接方式固定在橫梁上。 3.2.4 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度校核 由上面的分析知道，滑輪安裝在縱向梁上，縱向梁要承受轎車和托盤的重量。由于縱向梁跨度比較大，所以在整個(gè)鋼架中對(duì)縱向梁的校核最為重要。 取托盤（含轎車）為研究對(duì)象，分析受力示意圖如圖3所示： 圖2 受力分析示意圖 Fig2 Stress analysis diagram 由于四根鏈條同時(shí)承載。所以每根鏈條所受載荷F為： F=（G1+G2）/4=（1600+640）㎏×9.8N/㎏/4=5488N 鏈條固定在縱向梁上，所以每根梁承受的力為2744N，縱向梁的承受的最大正應(yīng)力為 W （1）= 式中:-梁的最大彎矩； W-抗彎截面系數(shù)。 梁的受力分析如下圖所示： 圖3 梁的受力分析示意圖 Fig3 Schematic beam stress analysis 抗彎截面系數(shù)與縱向梁的材料有關(guān)，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》知道所選的抗彎截面系數(shù)為33.1×，所以有： =2830×106/33.1 =85.5Mpa 取=110Mpa，故縱向梁是安全的。 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1.1 平移機(jī)構(gòu)中齒輪、齒條和傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇 托盤運(yùn)行條件是F1=，查閱《摩擦手冊(cè)》得知，在任何滾動(dòng)軸承中，克服摩擦所消耗的功率可以按下式計(jì)算的平均摩擦力來(lái)計(jì)算，由公式 =P (2) 式中：-軸承所受的摩擦力； -滾動(dòng)摩擦系數(shù)平均值； P-按一般動(dòng)力計(jì)算公式得到的軸承上的當(dāng)量載荷。 查閱《摩擦手冊(cè)》得知部件中是接觸式密封，存在制造誤差和裝配誤差，工況加重和潤(rùn)滑劑污染等，的值應(yīng)該擴(kuò)大一倍，所以：=1.8××2 對(duì)于深溝球軸承，由公式： P=××× (3) 式中：-徑向力； -旋轉(zhuǎn)系數(shù)； -安全系數(shù)； -溫度系數(shù)。 =G1+G2=(1600+750)㎏×9.8N/㎏=23030N 由于是外圈旋轉(zhuǎn)，取=1.2 查閱《摩擦手冊(cè)》得Ks=1.1,Kt=1.0, 所以：P=23030N×1.2×1.1×1.0=30399.6N 由式（2）可得： =×P=30399.6N×2×1.8× =109.4N 由公式： = (4) =2T/d (5) 得出 T=d/2=109.4×220/2=12030N·mm=12.03N·m 由于是小型立體車庫(kù)，適用于小區(qū)，移動(dòng)速度不宜過(guò)快，故選擇托盤的移動(dòng)速度為V=0.35m/s，得齒輪的轉(zhuǎn)速為：n=0.35×60/3.14×0.24=27.9r/min P=×V/1000×/60=109.4×0.35/1000=3.8×Kw 在此設(shè)計(jì)中平移部分只需移動(dòng)一個(gè)車位，移動(dòng)距離較近，從而要求速度較低。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用YCJ132和802F2-4一體的YCJ齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：額定功率為 P=0.75Kw 輸出轉(zhuǎn)速為 n=43r/min 輸出轉(zhuǎn)距為 T=156N·mm 所以選擇的電動(dòng)機(jī)合適電動(dòng)機(jī)。 4.1.2 齒輪、齒條的設(shè)計(jì) （1）選擇齒輪、齒條的材料 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》，齒輪選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，表面淬火，=217～255；齒條選用45號(hào)鋼正火，表面淬火，=210～240。 （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 托盤的橫移速度 V=0.35m/s 齒輪的角速度為：W=2n/60= 由公式： V==Wd/2 （6） 式中：d-分度圓直徑。 可知0.35m/s=d/2，得d=0.22m=220㎜ 齒輪采用硬齒面，非對(duì)稱分布。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得齒寬系數(shù)：=0.4 選取齒輪模數(shù)m=10。 由公式 d=m·z （7） 式中：Z-齒輪齒數(shù)。 可知220㎜=10z，得z=22 此齒輪齒數(shù)z在推薦值20到40中可以選取，所以選取z=22符合。 查閱《機(jī)械原理》由公式 p=m （8） 可得齒輪的齒距p==3.14×10=31.4㎜。 由公式 z2=L條/p （9） 式中：p-鏈條節(jié)距。 可得齒條的齒數(shù)z2=2400㎜/31.4㎜=76.43 取整數(shù)z2=77 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》，由公式 =××× (10) 式中:-載荷系數(shù)； -使用系數(shù)； -動(dòng)載系數(shù)； -齒間載荷分配系數(shù)； -齒間載荷分布系數(shù)。 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知=1.25；=1.15；=1.15；=1.04。所以載荷系數(shù)的初值為=1.25×1.15×1.15×1.04=1.72 得=1.72。 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》,由公式 []=/S （11） 式中：S-疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，取S=1； -壽命系數(shù)； -接觸疲勞極限應(yīng)力。 由公式 N1=60nj （12） 按預(yù)期壽命5年,每天工作300天,每天工作8小時(shí)來(lái)算，得,應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N1=60×30×1×8×300×5=2.16×；N2=N1/u=0.7× 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》，選取=1.1，=1.15；=570MPa =460MPa。由公式（11）得：[]=570MPa×1.1×/1=627MPa []=460MPa×1.15×/1=529MPa 綜上所述.由公式 ≥≥161.47㎜ （13） 可得：d1=220㎜＞=161.47㎜ 所以選出齒輪d1=220㎜可用。 由公式 b=× （14） 可得齒厚b=0.4×161.47=64㎜ 齒條寬=64㎜ 齒輪寬=+(5～10)=70㎜ 由于采用正常齒輪,所以齒頂高系數(shù)=0.8,頂隙系數(shù)c*,取c*=0.3 分度圓的壓力角度數(shù)為α=20° 確定齒輪的其它參數(shù)如下: 分度圓直徑:d=m·z=10×22=220㎜ 齒頂高:=m=0.8×10=8㎜ 齒根高:=(+c*)m=11㎜ 齒全高:h=(2+c*)m=19㎜ 齒頂圓直徑:=d+2=220+2×8=236㎜ 齒根圓直徑:=d-2=220-2×11=198㎜ 基圓直徑:=d·cosα=220×cos20°=206.7㎜ 齒距:p=m=31.4㎜ 齒厚:s=m/2=15.7㎜ 齒槽寬:e=m/2=15.7㎜ 基圓齒距:=p·cosα=29.5㎜ 法向齒距:=p·cosα=29.5㎜ 頂隙:c=c*m=0.3×10=3㎜ 4.1.3 聯(lián)軸器的選擇 （1）類型的選擇 由電動(dòng)機(jī)額定功率P=0.75Kw，選擇YL型凸緣聯(lián)軸器 （2） 載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)距由公式 T=d1/2 （15） 式中:-托盤受到的平均摩擦力； d1-齒輪分度圓直徑。 可得T=109.4××220/2=12.03N·m 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1得工況系數(shù)=1.5，由公式 =T （16） 可得轉(zhuǎn)距=1.5×12.03N·mm=18.05N·m （3）型號(hào)選擇 參考系數(shù):電動(dòng)機(jī)的輸出軸徑40㎜ 查得GYH5型凸緣聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)距是400N·m，許用最大轉(zhuǎn)速是8000r/min，軸徑為30-42㎜之間，故GYH5型凸緣聯(lián)軸器合適。 4.1.4 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》得，許用積應(yīng)壓力[]=100～120MPa,取其平均值[]=110MPa。 對(duì)于半聯(lián)軸器與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸b×h×L=10×8×32 鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=32-10=22㎜ K=0.5h=0.5×8=4㎜ 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》由公式 []=2T×/Kd （17） 可得[]=2×11.98×/4/22/30=9.08Mp＜[δp]=110Mp。該平鍵的擠壓強(qiáng)度足夠，所以鍵是安全的。 對(duì)于齒輪與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸b×h×L=12×8×32 鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=32-10=20㎜，K=0.5h=0.5×8=4mm 由公式 []=2T×/Kd （18） 式中：T-公稱轉(zhuǎn)距； -鍵的接觸長(zhǎng)度； K-鍵與轂的接觸高度； d-軸的直徑； []-許用擠壓應(yīng)力。 可得[]=2×11.98×/4/20/40=7.49Mp＜[]。所以齒輪與軸之間的鍵是安全的。 4.2 升降傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.2.1 升降傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容介紹 本章主要對(duì)鏈條、鏈輪的選擇計(jì)算與校核，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要包括電動(dòng)機(jī)的選擇和校核；聯(lián)軸器的選擇和校核；制動(dòng)器的選擇；軸承的壽命計(jì)算；升降傳動(dòng)系統(tǒng)的控制和維護(hù)。 4.2.2 升降機(jī)構(gòu)的工作原理 每個(gè)載車板上都有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板上升，電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)載車板下降。 根據(jù)載車板及車輛確定鏈條所需的傳動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)力及載車板移動(dòng)速度確定電機(jī)功率，根據(jù)車身高度來(lái)確定上下托盤間的距離，根據(jù)這個(gè)距離確定鋼絲繩的長(zhǎng)度，最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀和大小。 4.2.3 鏈輪、鏈條、鋼絲繩的選擇計(jì)算和校核 （1）鏈條的選擇計(jì)算: 由于此車庫(kù)要求提升速度要求較低，線速度應(yīng)該小于0.6m/s，鏈條受力F=5488N。 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知20A鏈在單排是抗拉載荷是86.7KN，所以選擇20A號(hào)鏈作為本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈。滾子鏈的具體參數(shù)如下： 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬=18.90㎜ 內(nèi)鏈節(jié)外寬=27.46㎜ 外鏈節(jié)外寬=27.51㎜ 節(jié)距 p=31.75㎜ 滾子直徑=19.05㎜ 內(nèi)鏈板高度=30.18mm （2）鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算和確定參數(shù) 滾子鏈與鏈輪的嚙合屬于非共軛嚙合。本次設(shè)計(jì)采用一種常用的三圓弧-直線的齒型，其特點(diǎn):齒型與滾子嚙合時(shí)的接觸應(yīng)力小；嚙合性能好；由于線速度小于0.6m/s，取Z=17 （3）確定鏈輪的其它參數(shù) 由公式 d=p/sin(180°/z) （19） 式中：d-鏈輪的分度圓直徑； p-配用鏈條的節(jié)距； z-鏈輪的齒數(shù)。 可得d=31.75/sin(180°/17)=168.2㎜，取整數(shù)值d= 168㎜。 由公式 =d+p(1-1.6/z)- （20） =d+1.25p- （21） 代入數(shù)據(jù)得：=177.91mm，=188.84mm，所以da取為184㎜。 由公式 =d- （22） 可得=168-19.05=148.95㎜，取整數(shù)為=149㎜。 由公式 =p·cot（180/z)-1.04-0.76 （23） 可得=31.75×cot10.588-1.04×30.18-0.76=137.5mm，取=137㎜。 （4） 鋼絲繩的選擇 鋼絲繩提升受力分析：托盤是由四根鋼絲繩承載，所以每根鋼絲繩所受的拉力F為：F=（G1+G2）/4=（640+1600）×9.8=5488N≈5.5KN 選擇鋼絲繩的公稱直徑為3.2mm，最小破斷拉力為8.9KN。 4.2.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （1）升降機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇和校核 在鋼絲繩的設(shè)計(jì)中已經(jīng)知道鋼絲繩一端所受的力為5488N。傳動(dòng)軸的直徑為40㎜，則所產(chǎn)生的力矩：T=F×d/2=5488×40/2/1000=109.76N·m 軸實(shí)際的轉(zhuǎn)速為：n=0.35×60×1000/3.14×80=83.6r/min 傳動(dòng)軸兩端都有一個(gè)滾筒，所以實(shí)際功率為： P=2×T×n×/9.55=2×109.76×83.6×/9.55=1.92kw 選擇YCJ160和112MF3-4的YCJ系列齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)如下： 功率 P=4kw 輸出轉(zhuǎn)速 n=115r/min 輸出轉(zhuǎn)距 T1=312N·m （2）聯(lián)軸器的選擇 公稱轉(zhuǎn)距為：T=9550×P/n9550×4/65=587.7N·m 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》選取工況系數(shù)為=1.5 由公式（16）得： =×T=1.5×587.7N·m=881.55N·m 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取GYH5型凸緣聯(lián)軸器。 （3）鍵的制造方式、尺寸確定和強(qiáng)度校核 a.鍵的制造方式和尺寸的確定 鏈輪、半聯(lián)軸器與軸的軸向定位都采用平鍵連接，按第一段軸徑為40㎜，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1查得平鍵截面b×h×L=12×8×56,鍵槽用鍵槽銑刀加工，為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好的對(duì)中性，選擇半聯(lián)軸器與軸的配合h6/k6，同樣選擇鏈輪與軸的配合為h6/k6，選擇的平鍵尺寸為b×h×L=12×8×63 b.鍵的強(qiáng)度校核 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1得許用應(yīng)力[]=100～120MPa,取其平均值[]=110Mpa. 半聯(lián)軸器與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸：b×h×L=12×8×56 鍵的工作長(zhǎng)度=L-B=56-12=44㎜ 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度K=0.5×8=4㎜ 所以有：=2T×/k//d=31.2Mpa＜[] 所以，選擇該鍵安全。 鏈輪與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸： b×h×12×8×63 因?yàn)橥桓S承上所需傳遞的扭矩T是相同，所以只要考慮鍵的大小就行了，兩種鍵的尺寸一樣，所以鏈輪與軸之間的平鍵是安全的。 （4） 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 軸兩端有滾筒，收到鋼絲繩的拉力，取[]=110Mpa軸的彎曲受力分析如下圖所示： 圖4 軸的彎曲受力分析 Fig4 Axis bending stress analysis 由圖可知，軸受到的最大彎矩為： M=5488×cos7°×60×2160/2220×1000=318N·m 由公式 =/32 (24) =M/ (25) 可得：=318×32/3.14/=50.63Mpa<[]=110Mpa。所以軸是安全的 取[]=40Mpa，軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的受力分析如下圖所示： 圖5 軸的扭轉(zhuǎn)受力分析 Fig5 Torsional Analysis shaft 由公式 =16T/ （26） 其中T=109.76+109.76=219.52N·m 可得：D==0.03035=30.35mm<40mm。 所以選擇的軸是安全的。 4.2.5 軸承壽命的計(jì)算和滾筒和滑輪的選擇 （1） 軸承壽命的計(jì)算 對(duì)于滾動(dòng)軸承6308，其基本額定動(dòng)載荷C=40.8KN。下面確定其動(dòng)量載荷P，由于它不承受軸向力，故有：P=Ft/2=5488/2=2744N 由公式 =×/n/60 （27） 由于本設(shè)計(jì)選用的是深溝球軸承，取ε=3，所以： =(40.8×/2744)3×/60/73=7.5× h （2）滾筒的選擇 考慮到安裝等要求，選擇滾筒的基本尺寸為：長(zhǎng)度L=100mm，外側(cè)直徑D=100mm，內(nèi)側(cè)纏繞鋼絲繩部分直徑d=80mm，內(nèi)圓直徑為40mm。 （3）滑輪的選擇 由于滑輪的安裝不能影響轎車的存取，確定滑輪的尺寸為：滑輪槽寬W=10mm，外圓直徑d=100mm，滑輪槽深h=20mm。 4.2.6 升降機(jī)構(gòu)的控制和維護(hù) （1）升降機(jī)構(gòu)的維護(hù) 本次設(shè)計(jì)的鏈傳動(dòng)采用人工定期潤(rùn)滑的方式。用刷子或油壺定期在鏈條的內(nèi)，外鏈板的間隙中注油，供油量保持在每班注油一次。 為了工作安全、保持環(huán)境清潔，防止灰塵進(jìn)入、減小噪聲等原因，用鑄造或焊接護(hù)罩將鏈傳動(dòng)封閉。 定期對(duì)提升部分的控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修，還有就是安全裝置的維護(hù)，保證提升機(jī)構(gòu)的安全穩(wěn)定。 5 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1 控制系統(tǒng) 升降橫移式雙層立體車庫(kù)的控制對(duì)象主要包括升降電機(jī)和橫移電機(jī)。 本次設(shè)計(jì)采用PLC即可編程控制器。PLC最初只具備邏輯控制，定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，主要是用來(lái)取代繼電接觸器的功能。PLC是計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電接觸控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它采用了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序和順序執(zhí)行操作的原理。PLC發(fā)展至今，它采用了中央處理單元CPU，從而具有強(qiáng)大的應(yīng)用功能，而且它的指令系統(tǒng)豐富，程序結(jié)構(gòu)靈活，通用性和適用性強(qiáng)，主要用以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制，是目前自動(dòng)化控制中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備。 在本次設(shè)計(jì)中，由于停車庫(kù)中存、取車控制比較復(fù)雜，但又是順序動(dòng)作控制，控制方式也很單一，故選用PLC控制最為合適。PLC用于自動(dòng)化立體車庫(kù)控制有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （1）穩(wěn)定性好，可靠性高。具有很強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)具有各種保護(hù)功能，一旦出現(xiàn)故障，可以迅速停止工作，不會(huì)造成誤操作。 （2）程序編制簡(jiǎn)單，容易掌握。PLC所采用的編程方法比其它編程方法都簡(jiǎn)單，很容易被技術(shù)人員所掌握，而且能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行編制調(diào)試，然后寫入存儲(chǔ)器中進(jìn)行使用。 （3）檢修方便。具有自我診斷程序，每次運(yùn)行使用都能自行檢查，發(fā)現(xiàn)故障自行停機(jī)。而且在調(diào)試過(guò)程中，可采用模擬輸出的方法來(lái)檢查聯(lián)機(jī)運(yùn)行中的正確性，非常方便。 由于以上特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用PLC進(jìn)行自動(dòng)控制，可以減少控制系統(tǒng)的體積，降低成本。 6 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)每一位畢業(yè)生的畢業(yè)考驗(yàn)和總結(jié)，對(duì)每位畢業(yè)生來(lái)說(shuō)都非常的重要。它不僅是對(duì)大學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的總結(jié)，更是對(duì)大家實(shí)際創(chuàng)造能力的一種鍛煉，是對(duì)我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)完善與總結(jié)。 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的精心設(shè)計(jì)，我終于將畢業(yè)設(shè)計(jì)如期的完成，此時(shí)我才真正了解大學(xué)四年的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。 立體車庫(kù)作為解決城市現(xiàn)代化進(jìn)程中停車難問(wèn)題的解決方法，它以快捷，高效，占地少和安全方便等優(yōu)點(diǎn)，成為城市現(xiàn)代化發(fā)展中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 由于立體車庫(kù)在我國(guó)屬于初級(jí)發(fā)展階段，現(xiàn)成的資料十分少，通過(guò)上網(wǎng)和到圖書館查