下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985畢 業(yè) 設 計 說 明 書設計題目: 多層循環(huán)式立體車庫結(jié)構(gòu)設計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 年 月 日下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851摘要目前，私人車輛數(shù)量的增長，對土地資源的利用提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，而機械車庫占地小，效率高，配置規(guī)模靈活，適用于各種不同需求的場合，能有效的解決停車難的問題。本次設計的題目是多層循環(huán)式立體車庫，針對的是住宅區(qū)、大型商場等人流量大，地形狹窄，停車困難、取車時間長的問題，目的是設計出一個規(guī)模大小靈活可變，適用于現(xiàn)在需求的全自動化停車設備。本說明書介紹了研究立體車庫的目的和現(xiàn)實意義，介紹了立體車庫行業(yè)的前景以及目前行業(yè)頂尖公司所使用的各種科技的原理，并結(jié)合資料和實地的觀察之后，對多層循環(huán)式立體車庫進行了可行性的總體分析，以及結(jié)構(gòu)框架、提升機構(gòu)、橫移機構(gòu)等方面的結(jié)構(gòu)設計和計算。對比較重要的結(jié)構(gòu)組件以及傳動軸進行了校核，確保車庫可以安全運行。最后為了防止載車板意外墜落，本文還設計了安全防護的設置，利用電磁鐵與掛鉤掛環(huán)的相互作用防止提升完成后載車板掉落而引起的事故。關鍵詞：立體車庫；機械化；循環(huán)；停車下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709852AbstractAt present, the increase in the number of private vehicles, the use of land resources made a serious challenge, and mechanical garage covers an area of small, efficient, flexible configuration, suitable for a variety of different needs of the occasion, can effectively solve the problem of parking TheThe title of this graduation project is a multi-layer three-dimensional garage, for residential areas, large shopping malls and other large flow, narrow terrain, parking difficulties, take a long time, the purpose is to design a variable size variable, Suitable for the current needs of fully automated parking equipment. This paper introduces the purpose and practical significance of the study of three-dimensional garage, introduces the prospects of the three-dimensional garage industry and the principles of various technologies used by the top companies in the industry. After combining with the data and field observation, the multi- The overall analysis of the feasibility, as well as structural framework, lifting mechanism, traverse mechanism and other aspects of structural design and calculation. On the more important structural components and drive shaft were checked to ensure that the garage can be safe operation. Finally, in order to prevent the accidental fall of the truck plate, this paper also designed the safety protection settings, the use of electromagnet and hook to prevent the completion of the interaction after the completion of the load plate caused by the accident.Keywords: Three-dimensional garage; mechanization; circulation; parking下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853目錄第一章 多層循環(huán)式立體車庫的概況 11.1 多層循環(huán)式立體車庫發(fā)展前景 11.2 立體車庫的主要技術 1第二章 方案初步設計 32.1 可行性分析 .32.2 設計要求及參數(shù) .32.3 兩種循環(huán)方式示意圖 .32.4 兩種方式的適用范圍 .52.5 設計要求分析 .5第三章 方案的總體設計 63.1 車位整體布局 63.2 鋼結(jié)構(gòu)框架設計 63.3 驅(qū)動方式的選擇 83.4 傳動系統(tǒng)設計 83.5 提升方式的選擇 93.6 橫移傳動系統(tǒng)設計 93.7 安全裝置設計 10第四章 參數(shù)計算 114.1 主要參數(shù)設計 114.2 升降電機的選擇 114.3 鋼絲繩與滑輪選擇 114.4 卷筒的計算 114.5 鏈輪的設計計算 124.6 鏈條的計算 134.7 軸計算 134.8 橫移軸計算 144.9 軸的校核 15設計總結(jié) 19致謝 20參考文獻 21下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709854第 1 章 多層循環(huán)式立體車庫的概況立體車庫是各種非平面停放車輛的公共設施的總稱。隨著立體車庫越來越普遍，城市中出現(xiàn)了各種各樣形式的立體車庫。立體車庫有很多不同的劃分方法，其中最常見的是按照自動化程度來劃分：全自動立體停車庫、半自動立體停車庫和自行式立體停車庫。一般來說，鋼構(gòu)架、回轉(zhuǎn)臺、監(jiān)控操作臺、輸送車、輔助設備六大部分一起組成了立體車庫的架構(gòu)。從結(jié)構(gòu)性能上立體車庫可以分自走式、機械式、半機械式。除了結(jié)構(gòu)性能的劃分外，在外部工作方式上也可以進行劃分，其中有在水平方向或者豎直方向循環(huán)式立體車庫以及每層的車庫采用平移或者循環(huán)往復方式的等。其中，多層循環(huán)式立體車庫極其適合現(xiàn)如今城市中對方便停車的需求，這種車庫不需要專門的坡道，占地面積小，存車取車可以實現(xiàn)自動化，使用起來方便，節(jié)約時間?？紤]到剛才所提到的這些特點，我們決定車庫只設立一個進出口便于我們的管理，地址要選在不妨礙人們?nèi)粘Ｉ畹牡胤骄秃帽鹊叵禄蛘咭恍└呒芙ㄖ锏牡讓?，這種地方不僅面積足夠大更可以增加土地使用率減少浪費也使本次的設計更加符合經(jīng)濟性的要求。1.1 多層循環(huán)式立體車庫發(fā)展前景下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855城市人口激增，基本上各家各戶都有至少一輛家用的轎車，停車取車對如今的人們來說已經(jīng)變的越來越難，尤其是在住宅區(qū)、大型商場之類的人口聚集地，存取車上花費的時間應經(jīng)變得不可忽略。由于車位價格昂貴，許多家庭買得起車卻買不起車位，就導致了在一些地方，大家停車的隨意性較高，在一些不許停車的地方停車，會造成一定程度上的交通堵塞，立體車庫的出現(xiàn)和推廣，會極大的緩解解決此類問題的壓力。如今的立體車庫行業(yè)就像一顆冉冉升起的新星，市場前景大，是真正的朝陽行業(yè)，隨著社會的發(fā)展，人們的汽車保有率以及汽車的數(shù)量會不斷上升，這樣會對空間及停車方便程度提出巨大的挑戰(zhàn)，所以傳統(tǒng)的車庫已經(jīng)不能滿足如今的需求了，而立體車庫的出現(xiàn)和發(fā)展讓我們看到了希望。利用可移動的載車板以及電氣控制實現(xiàn)車的便捷存取，已經(jīng)變的越來越多。多層循環(huán)式立體車庫造價低、收益高，并且可以靈活配置以適應各種不同的場地及狀況。同時，立體車庫的結(jié)構(gòu)并不復雜，規(guī)格繁多，采用模塊化設計 ,單元可設計成多種形式 ,車位數(shù)從幾個到上百個都可實現(xiàn)。截止到現(xiàn)在，類似的立體車庫國內(nèi)停車市場份額已經(jīng)達到了 70%左右。1.2 立體車庫的主要技術綜合國內(nèi)外立體車庫的發(fā)展，如今主要運用于設計的技術大致有摩擦輪交換技術、鏈條勾拉技術、回轉(zhuǎn)勾拉技術三種。（1）摩擦輪交換技術 汽車停放在車板上以后，如果想要進行下一步的工作，需要讓運行的摩擦輪來夾緊驅(qū)動條。通?？梢圆捎迷黾诱{(diào)節(jié)裝置、彈性元件等方式實現(xiàn)夾緊功能。運用摩擦輪交換技術設計立體車庫，不見得安裝調(diào)試十分方便，而且運行時波動性小，穩(wěn)定性好。但是由于是摩擦驅(qū)動，所以摩擦輪的外層橡膠極易損壞。適用于橫向和豎向存取車的停車設備。某德國廠家采用的摩擦輪交換技術，只能用于縱向存取車，不足是適應性差，結(jié)構(gòu)不夠簡單，建造車庫的成本高于其他技術。好處是存取車效率高，不需要回送空車板。（2）鏈條勾拉技術使用銷軸與載車板下的鉤子接觸與相互運動，帶動載車板移動?？梢杂靡粋€或者幾個相同機構(gòu)同步工作。這種技術在結(jié)構(gòu)上十分簡潔，但是安裝十分困難，對機構(gòu)之下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709856間的配合要求很高，調(diào)試人員需要十分豐富的經(jīng)驗和熟練的技術，人工成本較高。（3）回轉(zhuǎn)勾拉技術回轉(zhuǎn)勾拉技術與鏈條勾拉技術相似，不同的是回轉(zhuǎn)勾拉技術旳銷軸安裝在回轉(zhuǎn)臺上，且是與槽相接，帶動載車板完成動作。使用這項技術時，會使垂直升降停車設備的與層之間的空間相對減少，并且會降低存取車的響應速度和停車效率。但是由于此項技術所需的電機等設備較少，所以出現(xiàn)運行問題的可能性就降低了許多，一旦出現(xiàn)問題，排查也變得簡單。除此之外，這項技術還能完成載車板朝向的顛倒，僅此一項就為它的發(fā)展奠定了良好的基礎。通過對立體車庫發(fā)展的調(diào)查和分析，我選擇了多層循環(huán)式立體車庫作為這次畢業(yè)設計的課題。多層循環(huán)式立體車庫使用的便是鏈條勾拉技術，結(jié)構(gòu)簡單，容易普遍化，并且適合我國如今的城市現(xiàn)狀。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709857第 2 章 方案初步設計2.1 可行性分析本次設計做的是多層循環(huán)式立體車庫，通過在圖書館查閱書籍，去立體車庫實際觀察整個車庫的運動方式以及結(jié)構(gòu)布置，結(jié)合四年來所學的知識應該可以做好這個畢業(yè)設計。多層循環(huán)式立體車庫的目的是能平穩(wěn)、安全、高效地實現(xiàn)家用轎車的存取，對提升以及橫移機構(gòu)要求較高。整個設計除鏈輪外，選擇標準零件，結(jié)構(gòu)拋棄混凝土結(jié)構(gòu)，而決定使用鋼結(jié)構(gòu)框架，會讓整個設計變得更加經(jīng)濟實惠，結(jié)構(gòu)規(guī)模的靈活性也會提升，適用于絕大多數(shù)城市地形。同時，設計出來的車庫除了實現(xiàn)全自動化服務外，整個運行的過程中，噪音極小，不會干擾到周圍居民的正常生活。重要的是，多層循環(huán)式立體車庫能極大限度的節(jié)約空間，平均每個車位的價格也會隨之下降，十分適應日益增長的汽車數(shù)量對存放空間的壓力。節(jié)約出來的空間，可以進行其他的公共設施建設或者進行綠化，這對人們所在的生活環(huán)境也有著極大的益處。整個設備運行穩(wěn)定，并且設置了安全設施，不會因操作不當對他人造成損傷，符合機械設備智能化、綠色化、經(jīng)濟化的要求。2.2 設計要求及參數(shù)設計的多層循環(huán)立體車庫主要適用于商場、機關、單位、住宅小區(qū)等公共區(qū)域的汽車停放，設計要求車庫為 3 層 7 車位，限重 2500kg，一層限高 H=2m；二層及以上限高 H=1.5m；限寬 L=2m。根據(jù)基本參數(shù)，多層循環(huán)式立體車庫的兩種循環(huán)方式均可，所以需要橫向的比較方形循環(huán)和圓形循環(huán)兩種方式各自更加適用的范圍。2.3 兩種循環(huán)方式示意圖下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709858圖 1 圓形循環(huán)圖 2 方形循環(huán)下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098592.4 兩種方式的適用范圍圖 3 循環(huán)方式對比2.5 設計要求分析（1）多層循環(huán)式立體車庫可以實現(xiàn)全自動化存取車，并且流量相對較大，因此整個車庫機構(gòu)的運動速度不應該太大，在能實現(xiàn)基本存取車的要求的情形下，應盡量降低載車板的運動速度，以免產(chǎn)生事故。（2）為了取車效率的優(yōu)化，應讓載車板的循環(huán)移動可以實現(xiàn)正反兩向循環(huán)，根據(jù)車輛位置采用不同的循環(huán)方向，以實現(xiàn)便捷高效取車的目的?？紤]到各種因素，最終決定采用方形循環(huán)形式的多層循環(huán)式立體車庫。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098510第 3 章 方案的總體設計3.1 車位整體布局本次設計共 7 個停車位，采用 3 層結(jié)構(gòu)，1 層 3 個，2、3 層各兩個。該車庫主要由三部分組成：以電腦軟件為中心的控制系統(tǒng)、將車放入送出的升降系統(tǒng)以及水平方向的循環(huán)系統(tǒng)。而這次設計的重點就是升降系統(tǒng)的設計和水平橫移系統(tǒng)的設計。3.2 鋼結(jié)構(gòu)框架設計立體車庫一般有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種，與混凝土結(jié)構(gòu)作為框架相比，鋼結(jié)構(gòu)框架更加輕便且強度高，同時易于制造，價格便宜，也便于運輸，車庫的結(jié)構(gòu)靈活性也更高，甚至可以根據(jù)不同的使用情況改變已有的鋼結(jié)構(gòu)框架的規(guī)模。所以在多層循環(huán)式立體車庫結(jié)構(gòu)設計中，通常選用主體鋼結(jié)構(gòu)支撐方案。而車庫框架的結(jié)構(gòu)形式主要有有單柱、跨梁、后懸梁，單柱式安裝方便，經(jīng)濟實惠，結(jié)構(gòu)緊湊，同時剛度強，缺點是車輛進出不方便?？缌菏街饕墙Y(jié)構(gòu)相對來說更加精簡，但是不容易搬運和安裝，對整個運行的穩(wěn)定性要求極高，對場地大小要求較大。后懸梁式結(jié)構(gòu)，汽車易于進出，但因為承受車重的點只布置在后方，所以導致它的承重能力差，穩(wěn)定性也不好，一般不選用。綜合研究了三種結(jié)構(gòu)形式后，最后決定選用單柱形式，雖然會稍稍降低車庫工作的效率，但是與其他兩種相比來說，更加理想。圖 4 單柱結(jié)構(gòu)圖 5 跨梁結(jié)構(gòu)下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098511圖 6 后懸梁結(jié)構(gòu)所以整個車庫的鋼結(jié)構(gòu)框架如下圖。圖 7 車庫鋼結(jié)構(gòu)示意圖下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098512鋼結(jié)構(gòu)中，上層橫梁采用 20 熱軋槽鋼，縱梁和立柱選用 200×200H 型鋼，導軌支撐橫梁選用 20 熱軋槽鋼，角鋼采用尺寸為 40×40×3 的角鋼。這樣可以保證整個鋼結(jié)構(gòu)框架的強度、剛度和穩(wěn)定性符合設計要求，避免在車庫運行時因鋼結(jié)構(gòu)不穩(wěn)產(chǎn)生意外事故。3.3 驅(qū)動方式的選擇該方案的初衷是為了在如今車位少車多的現(xiàn)實下更好的服務與解決常用汽車的停放和取車的問題。市面上常見的那些驅(qū)動部件馬達、泵和燃油機等都可以幫助我們實現(xiàn)目標。由于存取車時，要求載車板的動作平穩(wěn)，并且整個過程中噪聲小，液壓馬達在低速時的運動平穩(wěn)性高，但是所需的控制元件精度太高，會增加成本造價，綜合對比以后，決定本次設計采用電動機作為驅(qū)動機構(gòu)。3.4 傳動系統(tǒng)設計在機械行業(yè)當中傳動系統(tǒng)的作用顯而易見就是將主動件的運動以及功率傳遞給從動件，對立體車庫來講，采用帶傳動、鏈傳動、直齒輪傳動都可以達到設計要求。但是這三種傳動方式的特點不太相同，需要進一步確定。帶傳動有傳動平穩(wěn)，緩沖、吸振的特性；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；可起過載保護作用。鏈傳動，平均傳動比準確，工作穩(wěn)定，能傳遞大功率，能夠適應各種復雜的工作環(huán)境。直齒輪運行時更加平滑穩(wěn)定，安裝配合時沒有間隙，可靠性高，正常工作的時間較長，應用領域廣。圖 8 帶傳動下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098513圖 9 鏈傳動圖 10 直齒輪傳動立體車庫的傳動速度不快，但是需傳遞的力矩很大，顯然帶傳動易打滑，不能傳遞大力矩，因此不做考慮，鏈傳動和直齒輪輪傳動方案相比，鏈傳動價格更低，在相同情況下的傳動尺寸小，便于安裝與維護，因此，采用鏈傳動作為車庫的傳動方式。3.5 提升方式的選擇初定的車庫可供選擇的提升方式有鏈條提升和鋼絲繩提升兩種形式。采用鏈條提升方案，傳動方式簡單，運行的可靠性高，造價低，維修、安裝、調(diào)試都比較簡單;但是選擇鏈條傳動會出現(xiàn)所受沖擊過大的問題，并且時常出現(xiàn)咬鏈的情況，這一定程度上會限制提升系統(tǒng)的提升高度。采用鋼絲繩提升方案不會影響提升系統(tǒng)的提升高度，同時價格又比較低廉，但是滾筒和剎車盤間接提升了安裝調(diào)試的難度，增加了其他成本。由于課題所做的是三層七車位的立體車庫，所以本次設計采用電動機+鋼絲繩提升，并采用一軸雙滾筒的設計，保證載車板的平穩(wěn)提升，同時也是對提升結(jié)構(gòu)設計的一種簡化。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098514圖 11 提升裝置示意圖3.6 橫移傳動系統(tǒng)設計載車板的橫移系統(tǒng)使用鏈條鏈輪傳動，利用連在從動鏈輪軸上的鋼輪，配合下方導軌做橫移運動，軸上設置 2 個鋼輪，其余兩端選擇導正槽，由于跨度較大，所以用三段軸來所需效果，軸與軸之間軸器相連。圖 12 載車板橫移結(jié)構(gòu)圖3.7 安全裝置設計下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098515圖 13 安全裝置結(jié)構(gòu)圖上圖是為避免停放汽車的板子因意外而掉落的設計，載車板達到指定位置后，電磁鐵斷電，掛鉤掛住掛環(huán)，取車時，電磁鐵通電，吸引掛鉤與掛環(huán)分開。3.8 載車板的選用立體車庫的載車板初步設想可以采用整體載車板和拼裝載車板兩種結(jié)構(gòu)的載車板。整體載車板為整體沖壓成型，配合一般鋼板焊接而成，最后載車板整體還需經(jīng)過鍍鋅的處理，以防止載車板銹蝕。拼裝載車板采用已經(jīng)過鍍鋅處理的鋼板進行沖壓或滾壓成型，外側(cè)需用銅材折成銅梁，?；ハ嗯浜掀囱b成整個載車板，然后用螺釘進行緊固連接，防止載車板解體，拼裝載車板的優(yōu)點是部件可以互換，運輸簡易，成型的載車板輕便，剛度足夠，拼裝不需要太高的人力，也可以大量生產(chǎn)，容易實現(xiàn)批量生產(chǎn)。綜合考慮，本次設計采用拼接式載車板作為立體車庫的載車板，載車板所用的鋼板使用花紋鋼板，可以實現(xiàn)停車時的防滑作用。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098516第 4 章 參數(shù)計算4.1 主要參數(shù)設計載車板長 5000mm，寬 2000mm.高度一層 2000mm，二、三層 1500mm，預估汽車重量 2500kg，載車板重量 500kg。取車時板子上升的速度為 0.15m/s，橫移速度0.15m/s。鋼框架結(jié)構(gòu)的總高 5100mm，每個載車板所在車位寬度 3000mm，車庫總長度9000mm， ，車庫總寬度 5100mm。4.2 升降電機的選擇查表可知鏈傳動效率：η=0.96，軸承效率：η=0.99，所以 η 總=0.941，因為F=Mg=30000N，PFv=4.5kW，因為在運行過程中會遇到各種阻力，所以所選的功率應大于 110%P=4.95Kw,由總效率，可得升降電機功率最小值為 4.26Kw，因此選擇擺線針輪減速機，電機參數(shù)為 5.5kW，型號為 Y132S-4。同理，選擇橫移電機型號為 Y90L-6。4.3 鋼絲繩與滑輪選擇查閱《起重機械設計》可得所需提升組，卷筒直徑 300mm，配套鋼繩直徑為11.5mm，滑輪直徑為 250mm，E 型滑輪，該提升組起重量為 5000kg，提升高度可以達到 15m，符合立體車庫提升部分所需的設計要求。鋼絲繩的校核如下：鋼絲繩采用 6×19 的鋼絲繩，國標規(guī)定中立體車庫中 D/a 值不得小于 20。D1/d=300/11.5=26.120D2/d=250/11.5=21.720所以鋼絲繩強度足夠。4.4 卷筒的計算提升高度 H=6m，安全圈數(shù) Z=1.5，槽距 P=1.2d=13.8mm，所以滾筒長度按以下公式計算：（4-1）L0=( Hπ D0+Z)P=(6000300π+15)×13.6=108.6mmL1=55mmL2=3P=41.4mm下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098517卷筒的光滑部分長度定為 45mm，（4-2）L=2(L0+L1+L2)+45=450mm卷筒強度校核如下：卷筒所受的壓應力（4-3）max60.754.281FAp?????由于鑄鐵件的許用壓應力 ??05bc?所以滾筒的強度符合設計所需。4.5 鏈輪的設計計算提升系統(tǒng)所選電機軸輸出轉(zhuǎn)速為 17r/min，提升軸轉(zhuǎn)速n2=0.15×60×10002π ×150 =9.55r/mini=n1n2=1.80由結(jié)構(gòu)設計的知識，取齒數(shù) , 。Z1=17Z2=33可得鏈輪直徑d1= 44.45sin180°17=241.58mm（4-4）d2= 44.45sin180°33=467.89mm橫移電機軸輸出轉(zhuǎn)速為 30r/min，從動軸轉(zhuǎn)速n4=0.2×60×10002π ×150 =14.3r/mini=n3n4=2.09根據(jù)所學知識，取齒數(shù) , 。Z1=17Z2=33下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098518d1= 44.45sin180°17=241.58mmd2= 44.45sin180°33=467.89mm4.6 鏈條的計算（1）提升鏈條由相關知識和資料查得工作情況系數(shù) 1?AK（4-5）Pca=KAP=5.5kW查機械設計圖表，得多排鏈系數(shù) ，小齒輪齒數(shù)系數(shù)KP=1.75 KZ=1.54額定功率（4-6）P=KPPcaKAKZ=1.75×5.51×1.54=6.25kW根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速查圖選擇鏈號為 24A，節(jié)距 P=38.1mm，取 a=10P（4-7）LP=2a0P +Z1+Z22 +(Z2-Z12π )2Pa0=33（2）橫移鏈條由相關知識和資料查得工作情況系數(shù) 1?AKPca=KAP=1.5kW查相關知識和資料得多排鏈系數(shù) ，小齒輪齒數(shù)系數(shù)KP=1.75 KZ=1.54額定功率P=PcaKAKZ=1.51 =1.5kW根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速查圖選擇鏈號為 16A，節(jié)距 P=25.4mm取 a=10PLP=2a0P +Z1+Z22 +(Z2-Z12π )2Pa0=854.7 軸計算下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098519升降軸選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)，軸的結(jié)構(gòu)設計如下：查相關知識和資料，取 ，A0=102[σ b]=640MP（4-8）d≥ A03Pn=47.145mm由于要裝聯(lián)軸器，軸頸需增大 5%，所以dmin=47.145×1.05=49.5mm取 ,聯(lián)軸器配合長度 84mm。d=50mm表 1 提升軸尺寸位置 軸頸 /mm 長度/mm 說明第一段 =5012d=8312l裝聯(lián)軸器第二段 =603=13034裝鏈輪第三段 =704=105l鏈輪定位第四段 =555d=6666聯(lián)軸器定位第五段 =506=807l裝聯(lián)軸器與 選擇的平鍵尺寸 ,鍵長為 50mm12d56b×h=16×10選擇的平鍵尺寸 ，鍵長 90mm3b×h=18×114.8 橫移軸計算橫移軸選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)，軸的結(jié)構(gòu)設計如下：查相關知識和資料，取 ，A0=102[σ b]=640MPd≥ A03Pn=40.5mm由于要裝聯(lián)軸器，軸頸需增大 5%，所以dmin=40.5×1.05=42mm所以取 ，聯(lián)軸器配合長度 84mm。d=42mm下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098520表 2 橫移軸尺寸與 選擇的平鍵尺寸 ,鍵長為 45mm12d78b×h=12×8選擇的平鍵尺寸 ，鍵長 63mm34b×h=16×104.9 軸的校核位置 軸頸 /mm 長度/mm 說明第一段 ??12=42 =8012l裝鏈輪第二段 ??23=46 =553鏈輪定位第三段 ??34=55 =804l裝橫移車輪第四段 ??45=60 =105車輪定位第五段 ??56=48 =806l裝軸承第六段 ??67=45 =657聯(lián)軸器定位第七段 ??78=42 =808l裝聯(lián)軸器下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098521圖 14 軸校核第一段裝鍵截面與第四段倒角截面為需校核截面。第一截面產(chǎn)生應力集中的原因是平鍵的安裝，查得系數(shù) ， 。第二截面產(chǎn)生應力集中的原因是倒圓2.14k??.05k?角，查得系數(shù) ， 。.08k?.57?； ；32Ddr?.267rd?求的 ；1.5k??1.k?故應按第一截面來驗算第一截面的彎矩及轉(zhuǎn)矩為（4-9）2221(60)(6019)3754016AMGTNm???????下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098522第一截面的正應力計算：（4-10）1max307562AMMPaW????，max.0m?第一截面的扭應力計算： 1max307562.8.ATPa????（4-11）ax8.42a M絕對尺寸影響系數(shù)為 ；0.6???.73??表面質(zhì)量系數(shù)為 ；9??第一截面的安全系數(shù)為 1471.842.13.6009amSk????????????12754.7.018.40.293amSk?????????????（4-12）22.71.5184.S??????取 ，由于 ，所以第一截面安全。[]1.5s[]s?第一截面的正應力計算如下： 1max307698AMMPaW????，a 0m?第一截面的扭應力計算如下：下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985231max307698.5.2ATMMPaW????ax1.a查絕對尺寸影響系數(shù) ；0.64???.7??查得表面質(zhì)量系數(shù) ；92??第一截面的安全系數(shù)為 1472.162.160.09amSk????????????1 55.7.1.7.12amk??????22.6025S??????取 ，由于 ，因此第一截面安全，傳動軸也符合要求。[]1.5s?[]s?橫移軸的校核與提升軸相同，經(jīng)過校核檢驗，橫移軸安全，符合設計要求。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098524參考文獻[1]付翠玉，關景泰.立體車庫發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005:1~25 [2]中國重型機械工業(yè)協(xié)會，停車設備管理委員會編.機械式立體車庫[M]. 北京：海洋出版社， 2001：33~47. [3]杜桂榮,宋曼華.多層升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)[J].甘肅工業(yè)大學學報，2003,29(6):64～66. [4]常紅梅，楊永平.機電一體化立體停車庫的 PLC 控制[J].起重運輸機械，1993，33(4)：62-67. [5]張壽明,盧金鼎.多層升降橫移式立體停車庫及其控制仁[J].電氣自動化，2003，15(2):28~31. [6]成大先. 機械設計手冊[M].第五版？第 3 卷. 北京：化學工業(yè)出版社，1992:86~128. [7]門艷忠. 機械設計[M]. 北京：北京大學出版社，2010:113~129. [8]中華人民共和國機械工業(yè)部，機械行業(yè)標準.機械式停車設備類別、型式與基本參數(shù)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998:28~54. [9]楊曉芬,肖華.自動化立體車庫存取策略的比較分析[J].機電一體化,2004,3:20～23. 10 曾正明. 實用鋼鐵材料手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007:311~409. [10]萬舟,劉龍.實現(xiàn)立體車庫智能化的構(gòu)想.昆明理工大學學報,1998,13(7):32～35. [11]周瑞屏，趙志海. 機械制圖基礎[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2002： [12]單輝祖. 材料力學（I）[M].第三版. 北京：高等教育出版社，1999：64~68. [13]張壽明,向風紅.立體車庫 PLC 控制系統(tǒng)[J].昆明理工大學學報,1998,23(5):[14]張啟君.立體車庫的主要型式及技術特點[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 1999,36(3):25~28.[15]Glen, H.S. Status of the development of solid garage [J].Australia Parking，2000（20）:35~45；[16]C. Fang a, B.A. Izzuddin a, , R. Obiala b, A.Y. Elghazouli a, D.A. Nethercot a，Robustness of multi-storey car parks under vehicle fire，Journal of Constructional Steel Research 75 (2012) 72–84 畢 業(yè) 設 計 方 案論 證 報 告設計題目: 多層循環(huán)式立體車庫設計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 年 月 日1目 次第一章 立體車庫的發(fā)展與技術………………………………………………………11.1 立體車庫的現(xiàn)狀……………………………………………………………11.2 立體車庫的發(fā)展趨勢………………………………………………………11.3 主要技術及對比…………………………………………………………2第二章設計方案的分析……………………………………………………22.1 主要基本參數(shù)……………………………………………………………22.2 兩種方式的適用范圍………………………………………………………32.3 設計要求分析…………………………………………………………4第三章 設計方案的擬定及分析論證……………………………………………………43.1 整體布局………………………………………………………43.2 車庫結(jié)構(gòu)設計…………………………………………………43.3 驅(qū)動方式選擇……………………………………………………………53.4 提升方式選擇………………………………………………………53.5 傳動系統(tǒng)設計…………………………………………………………5論證結(jié)果…………………………………………………………………………………6參考資料…………………………………………………………………………………71第一章立體車庫發(fā)展與技術1.1 立體車庫的現(xiàn)狀立體車庫是指各種非平面停放車輛的設施，是一種統(tǒng)稱。隨著技術的發(fā)展，不同形式的立體車庫開始出現(xiàn)，依據(jù)其自動化程度可以將其分為自行式立體停車庫、半自動立體停車庫和全自動立體停車庫。從建造和架構(gòu)上來說，一般而言立體停車庫由鋼構(gòu)架、回轉(zhuǎn)臺（采用埋入式） 、監(jiān)控操作臺、輸送車、升降電梯及輔助設備（消防、配電、防盜機構(gòu)）六大部分聯(lián)合組成。立體停車庫就其結(jié)構(gòu)性能大致可以分機械式、自走式及半機械式。當然依據(jù)立體車庫的形式又可以將其劃分為水平循環(huán)式立體車庫、垂直循環(huán)式立體車庫、電梯提升式塔式立體車庫以及多層平移式立體車庫。國外發(fā)展立體車庫較早的有日本、韓國、德國等國家，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)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)的停車難的問題，并開始向外輸出技術和出口產(chǎn)品。在亞洲，應用較普遍的是日本、韓國和我國臺灣省。亞洲的機械式停車設備技術起源于日本。日本從 20 世紀 60 年代開始從事機械停車設備的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務，至今已有四十幾年的歷史。目前生產(chǎn)機械式停車設備的公司約 100 多家，比較大的公司有新明和、石川島、日精、三菱重工等。從 90 年代起日本每年投入運行的機械停車泊位都在 10 萬以上，品種也從單一垂直循環(huán)式發(fā)展為多種形式，目前全日本已經(jīng)投入使用機械式停車位超過 300 萬個，其中以升降橫移式停車設備為主。對于日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)品上。韓國機械停車設備技術是日本技術的派生，臺灣機械停車設備的產(chǎn)品概念與技術也主要來自日本。就我國已有的立體停車庫而言，只有少數(shù)幾個大城市才有立體停車庫，絕大多數(shù)城市甚至一些省會城市都沒有立體停車庫。以上海市為例，上海市是我國的經(jīng)濟中心，其汽車數(shù)量遠超出其他城市，停車難問題也是最嚴重的，從而上海市也是我國最早建立立體車庫的城市之一，但是立體車庫在上海的發(fā)展卻是不容樂觀。上海九江路浙江路口在 1994 年就建立了立體車庫――八達停車庫，但是這個車庫直到2005 年都沒有收回建庫成本。1.2 立體車庫的發(fā)展趨勢隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，以及汽車保有量的增加，立體車庫市場有迅猛發(fā)展的態(tài)勢，采用靈活的交換設備以及可靠的控制系統(tǒng)是實現(xiàn)立體車庫自動化的關鍵。立體車庫應具備優(yōu)越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度，管理人員數(shù)里少，便于防盜等特點，使立體車庫管理進入智能化、科學化，一體化的智能管理階段。未來市場是巨大的，但對產(chǎn)品的需求，將會向兩個極端發(fā)展：一個極端就是價格的極端，市場大量需要低價格的機械停車設備，它只要能夠達到增加停車位的目的，能夠保證最基本的使用性能，以價格優(yōu)勢占領市場，這一部分的市場份額預計將達到 70%-80%；另一個極端就是技術與性能的極端，要求停車設備具有優(yōu)越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度。隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速的發(fā)展，城市規(guī)劃2的完善，機械停車設備行業(yè)將成為一個充滿生機的朝陽行業(yè)，機械停車設備的技術也將得到長足的發(fā)展，特別是智能化車庫如代表性的垂直升降類和平面移動類車庫。1.3 主要技術及對比（1）摩擦輪交換技術 國內(nèi)大都采用摩擦輪夾緊載車板下的驅(qū)動條，摩擦輪旋轉(zhuǎn)帶動載車板進出車位，摩擦輪上的正壓力可以用彈簧或調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)整。這項技術的優(yōu)點是運行平穩(wěn)，安裝調(diào)試方便。 但是對摩擦輪外層的橡膠要求較高，是主要易損件。并且需回送空車板，停車空間凈高較大。可縱向或橫向存取車，適用于垂直升降類，平面移動類，巷道堆垛類。另外德國威爾公司采用雙車板摩擦輪交換技術，摩擦輪作用于車板邊緣，僅應用于縱向存取車。優(yōu)點是存取車速度快，不需要回送空車板。缺點是結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高。但是僅用于縱向存取車，適用于垂直升降類，平面移動類，巷道堆垛類。（2）鏈條勾拉式利用兩根鏈條之間的銷軸勾拉車板下的鉤子，來存取車板?？梢杂脙商籽b置同時工作(雙邊同步勾拉)，也可以只用一套機構(gòu)。鏈條勾拉式的結(jié)構(gòu)簡單，卻對車板和交換機構(gòu)間的配合要求較高，安裝調(diào)試比摩擦輪交換機構(gòu)麻煩。需回送空車板，停車空間凈高較大?？捎糜诳v向和橫向取車，適用于垂直升降類、平面移動類、巷道堆垛類（3）回轉(zhuǎn)勾拉式利用回轉(zhuǎn)臺上的銷軸和滾子來勾拉車板上的勾拉槽，完成存取車動作。使用這種方式時，垂直升降類層高較低，庫內(nèi)使用的電機數(shù)量少，故障點少，交換機構(gòu)除存取車外還能完成車板調(diào)頭功能,易與標準化，采用該交換機構(gòu)的升降搬運器可用于底部、上部或中部進出車。缺點是需回送空車板，存取車速度比梳齒式慢。適用于橫向存取車，適用于垂直升降類、平面移動類、巷道堆垛類。第二章設計方案的分析2.1 主要基本參數(shù)設計的多層循環(huán)立體車庫主要適用于商場、機關、單位、住宅小區(qū)等公共區(qū)域的汽車停放，設計要求車庫為 3 層 7 車位，限重 2500kg，一層限高 H=2m；二層及以上限高 H=1.5m；限寬 L=2m。根據(jù)基本參數(shù)，可初步考慮采用圓形循環(huán)或者箱形循環(huán)來實現(xiàn)設計要求。3圖 1 圓形循環(huán)的結(jié)構(gòu)形式圖 2 方形循環(huán)的結(jié)構(gòu)形式2.2 兩種方式的適用范圍表 1 適用范圍類型 適用范圍圓形循環(huán)式停車庫1.用于場地窄小，無法設置車道，且只允許設置一個出入口的場地2.許用高度或深度較小，但長度較長的場合3.車位數(shù)要求不多4.要求存取車迅速方形循環(huán)式停車庫1.用于場地窄小，無法設置車道，且只允許設置一個出入口的場地2.許用高度或深度較大，但平面尺寸較小的場地3.地下多層車庫，但共用一個出入口的場合44.要求車位數(shù)較多5.對存取車速度要求不高表 2 兩種型式的出入口、庫門的土建尺寸項目 土建尺寸(m)圓形循環(huán)式停車庫 方形循環(huán)式停車庫無回轉(zhuǎn)盤 內(nèi)置回轉(zhuǎn)盤 無回轉(zhuǎn)盤 內(nèi)置回轉(zhuǎn)盤W L W L W L W L≥ .04 ≥ .07 ≥ .07 ≥ .17 ≥ .53 ≥ .26 ≥ .96 ≥ .96出入口 出入口內(nèi)高度≥ .52 ≥ .52 ≥ .52 ≥ .52B(m) H(m) B(m) H(m) B(m) H(m) B(m) B(m)庫門≥ .42 ≥ .81 ≥ .42 ≥ .81 ≥ .42 ≥ .81 ≥ .42 ≥ .812.3 設計要求分析（1）由于多層循環(huán)式立體車庫本身載車板就是存車位，又在不斷的循環(huán)運動所以位置是不固定的，所以必需用系統(tǒng)來記錄載車板及車輛的信息，以達到便捷的目的。（2）多層循環(huán)式立體車庫需存取大數(shù)量的車輛，并且自動化程度較高，所以載車板的運動速度不宜太快，在能實現(xiàn)快捷的基礎上，降低整個機械結(jié)構(gòu)的提升速度，以免產(chǎn)生意外。（3）為實現(xiàn)快速取車，在設計時應考慮設計正反向循環(huán)功能，根據(jù)車輛所在的位置判斷正循環(huán)或者反循環(huán)，以節(jié)省車出入庫所需要的時間?？紤]到各種因素，最終決定采用水平循環(huán)形式的多層循環(huán)式立體車庫。第三章 方案的總體設計3.1 整體布局本次設計共 7 個停車位，采用 3 層結(jié)構(gòu)，1 層 3 個，2、3 層各兩個。而多層循環(huán)式立體車庫主要由它主要有三部分組成：升降系統(tǒng)。包括升降機及相應的檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛的出入和不同層面的連接。水平循環(huán)系統(tǒng)。包括框架、載車板、鏈條、水平傳動系統(tǒng)等，實現(xiàn)不同層面上的車輛在水平面上移動。5電氣控制系統(tǒng)。包括控制柜、外部功能件及控制軟件，實現(xiàn)自動存取車、安全檢測及故障自診斷。3.2 車庫結(jié)構(gòu)設計立體車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中可選用鋼架結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有可靠性高，材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小，材料的塑性和韌性好，鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短等優(yōu)點。而使用鋼筋混凝土建設車庫，建設周期過長同時也無法滿足其精度要求。由于自動立體車庫對其結(jié)構(gòu)精度要求比較高，所以選用鋼結(jié)構(gòu)進行設計。圖 3 立體車庫的框架原理圖3.3 驅(qū)動方式的選擇本次設計是針對的轎車的存取，可以滿足驅(qū)動力要求的機構(gòu)可以是液壓馬達或液壓泵，柴油機，汽油機和電動機等。在車輛存取的過程中，要求升降或者橫移動作平穩(wěn)，并且考慮到噪聲的大小和啟動的頻率以及便于控制，本次設計采用電動機作為驅(qū)動機構(gòu)。3.4 提升方式的選擇提升的方式有鏈提升和鋼絲繩提升等，通過分析，本次設計采用液壓馬達+鋼絲繩提升，并采用雙滾筒，可以實現(xiàn)平穩(wěn)提升，并可以提升結(jié)構(gòu)設計的簡化。3.5 傳動系統(tǒng)設計機械傳動系統(tǒng)主要功用是傳遞原動機的功率，變換運動的形式以實現(xiàn)預定的要求。所以考慮有三種方案。方案一：帶傳動，易于實現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動；具有傳動平穩(wěn)，緩沖、吸振的特性；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；可起過載保護作用。如圖 3。1-電動機 2-滾筒 3-傳動軸 4-傳動帶6圖 4 帶傳動方案二：鏈傳動，平均傳動比準確，工作可靠，效率較高；傳動功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸小；可在惡劣環(huán)境中工作；易于實現(xiàn)較大中心距的傳動；結(jié)構(gòu)輕便，成本低。如圖 4。1-電動機 2-聯(lián)軸器 3-滾筒 4-減速器 5-傳動鏈圖 5 鏈傳動方案三：直齒輪傳動，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命較長，傳動準確平穩(wěn)，承載能力高，功率和速度適應范圍廣。如圖 5。1-電動機 2-減速器 3-滾筒 4-直齒大齒輪 5-直齒小齒輪圖 6 直齒輪傳動立體車庫的傳動要求傳動力矩較大，傳動速度較慢，經(jīng)過比較和分析，帶傳動不能提供較大的傳動力矩，容易發(fā)生打滑等現(xiàn)象，安全系數(shù)較低，所以本方案不予采用。鏈傳動和直齒輪輪傳動方案都可以滿足傳動的要求，但鏈傳動與齒輪傳動相比，除滿足工作機的性能和適應工作條件外，尺寸緊湊、成本低廉，安裝和維護都比較方便。綜上所述，此次采用鏈傳動。論證結(jié)果本次多層循環(huán)式立體車庫采用 3 層 7 車位布局，循環(huán)方式為方形循環(huán)，鋼結(jié)構(gòu)7設計，以電動機驅(qū)動，液壓馬達+鋼絲繩作為提升系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)則選擇用鏈傳動。參考資料[1] 付翠玉，關景泰.立體車庫發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005:1~25.[2] 中國重型機械工業(yè)協(xié)會，停車設備管理委員會編.機械式立體車庫[M]. 北京：海洋出版社， 2001：33~47.[3] 杜桂榮,宋曼華.多層升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)[J].甘肅工業(yè)大學學報，2003,29(6):64～66.[4] 常紅梅，楊永平.機電一體化立體停車庫的 PLC 控制[J].起重運輸機械，1993，33(4)：62-67.[5] 張壽明,盧金鼎.多層升降橫移式立體停車庫及其控制仁[J].電氣自動化，2003，15(2):28~31.[6] 成大先. 機械設計手冊[M].第五版？第 3 卷. 北京：化學工業(yè)出版社，1992:86~128.[7] 門艷忠. 機械設計[M]. 北京：北京大學出版社，2010:113~129.[8] 中華人民共和國機械工業(yè)部，機械行業(yè)標準.機械式停車設備類別、型式與基本參數(shù)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998:28~54.[9] 楊曉芬,肖華.自動化立體車庫存取策略的比較分析[J].機電一體化,2004,3:20～23.[10] 曾正明. 實用鋼鐵材料手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007:311~409.[11] 萬舟,劉龍.實現(xiàn)立體車庫智能化的構(gòu)想.昆明理工大學學報,1998,13(7):32～35.[12] 周瑞屏，趙志海. 機械制圖基礎[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2002：7~13.[13] 單輝祖. 材料力學（I）[M].第三版. 北京：高等教育出版社，1999：64~68.[14] 張壽明,向風紅.立體車庫 PLC 控制系統(tǒng)[J].昆明理工大學學報,1998,23(5):7～10.[15] 張啟君.立體車庫的主要型式及技術特點[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 1999,36(3):25~28.