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摘要
本次設(shè)計以立體升降橫移式停車場作為主要研究對象，綜合分析立體停車場的機構(gòu)設(shè)計和傳動系統(tǒng)兩大要素。升降橫移停車設(shè)備的形式多，既可單臺使用，也可成套使用，拆卸方便對工作環(huán)境的依賴性低，可以有效解決住宅小區(qū)和公共區(qū)域泊車位緊缺的狀況。
本文以三層三列7車位立體升降橫移停車場作為主要此次設(shè)計的主要研究對象，對立體升降停車場的結(jié)構(gòu)形式和傳動系統(tǒng)進行詳細(xì)的分析。該類車庫根據(jù)功能的不同可以分為五大系統(tǒng)：骨架結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、載車板單元、安全防護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。傳動形式是本文研究的核心問題，其中升降傳動更是傳動機構(gòu)的重中之重，升降牽引的主要形式有：鏈條傳動和鋼絲繩傳動，因此，需要對傳動形式的選擇和校核進行研究。
關(guān)鍵詞 升降橫移；傳動系統(tǒng)；鋼絲繩；載車板
Abstract
The design is based on a three-dimensional lifting and sliding parking lot as the main research object. This article comprehensively analyzes the two major elements of the mechanism design and transmission system of the parking lot. There are many forms of lifting and traversing parking equipment, which can be used on a single platform or in a complete set. The demolition facilitates low dependence on the working environment and can effectively solve the shortage of parking spaces in residential areas and public areas.
This paper takes the three-tier, three-row, seven-car parking space as the main research object of the main design. It analyzes the structure and transmission system of the three-dimensional lift parking lot. This kind of garage can be divided into five major systems according to different functions: skeleton structure, transmission system, vehicle-carriage unit, safety protection system, and control system. The transmission form is the core issue of this paper. Among them, the lifting transmission is the most important part of the transmission mechanism. The main forms of lifting traction are: chain transmission and wire rope transmission. Therefore, the selection and verification of the transmission form must be studied.
Keywords Lifting and traversing Transmission system Wire rope Vehicle board
目錄
摘要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1課題研究背景 1
1.2立體停車場設(shè)備的分類及國內(nèi)外現(xiàn)狀 1
1.2.1 立體車庫設(shè)備分類 1
1.2.2 立體車庫國外現(xiàn)狀 3
1.2.3 立體車庫國內(nèi)現(xiàn)狀 3
1.3課題研究內(nèi)容及意義 3
第二章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 5
2.1立體車庫的運行過程 5
2.2停車場工作原理方案設(shè)計 5
2.3停車場的總體布局 5
2.4停車場傳動系統(tǒng) 6
2.4.1升降傳動系統(tǒng) 6
2.4.2橫移傳動系統(tǒng) 9
2.5骨架結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計 10
2.6載車板 11
2.7車庫電梯安全防護系統(tǒng) 12
第三章 主要參數(shù)計算 14
3.1升降傳動系統(tǒng)參數(shù)計算 14
3.1.1主要性能參數(shù) 14
3.1.2載車板質(zhì)量的估算 14
3.1.3升降電動機的選擇 15
3.1.4鋼絲繩與滑輪的選取和設(shè)計 15
3.1.5滾筒的設(shè)計與計算 17
3.1.6傳動比設(shè)計和減速器選取 19
3.2水平橫移傳動系統(tǒng)參數(shù)計算 20
3.2.1電動機的選取 20
3.2.2橫移導(dǎo)輪的設(shè)計和計算 20
3.2.3傳動比設(shè)計和減速器選取 21
3.3軸承的校核 22
3.4聯(lián)軸器的選取 24
3.4.1升降電動機減速器軸端處 24
3.4.2橫移電動機減速器軸端處 24
3.4.3橫移軸和傳動軸軸端處 25
3.5聯(lián)接鍵的選取和計算 25
3.5.1大齒輪和升降軸處 25
3.5.2滾筒和連接盤處 25
第四章 機構(gòu)經(jīng)濟性和環(huán)保性分析 27
4.1經(jīng)濟性分析 27
4.2環(huán)保性分析 27
結(jié)論 29
致謝 30
參考文獻(xiàn) 31
33
第一章 緒論
1.1課題研究背景
我國經(jīng)濟社會正處于高速發(fā)展階段，伴隨著人們生活水平的升高，人們的消費樣式也在不斷變化，使得汽車這一現(xiàn)代化交通工具的數(shù)量如雨后春筍般突飛猛進。截至2017年底，我國的機動車保有量達(dá)到3.10億輛，再次刷新歷史紀(jì)錄，尤其是在一些特大城市，汽車保有量通常都較高，并且在可預(yù)期的將來這一數(shù)量還將繼續(xù)增漲。汽車在帶來便捷的同時也產(chǎn)生了一系列問題，城市靜態(tài)交通設(shè)施在建設(shè)之時嚴(yán)重低估了汽車保有量的增速，由于機動車市場不斷擴大，致使人群匯集的公共區(qū)域變的擁擠不堪，嚴(yán)重影響市民出行感覺和生活狀況，使得“找泊車位難”成為限制城市發(fā)展的社會性問題。
目前我國城市中現(xiàn)有停車場，多為露天泊車場、地下停車場或建筑內(nèi)部單獨樓層作停車場等，平面型停車場。單層平面停車場占地面積大，有效停車位數(shù)量少，對于地價昂貴的城市而言，該類停車場的修建形成了空間和地皮的大批浪費。于是，作為應(yīng)對泊車難等靜態(tài)交通問題的有效措施——向高空、多層延伸的立體車庫設(shè)備,憑借其占地面積少、停車位利用率高、安全可靠等益處,受到越來越多人青睞，將逐漸取代傳統(tǒng)停車場。
1.2立體停車場設(shè)備的分類及國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.1 立體車庫設(shè)備分類
1、簡易升降式：憑借升降臺或起重機裝置實現(xiàn)存取車。結(jié)構(gòu)簡單、便于使用，常用于私人場所或企事業(yè)單位等小型非公共停車場。但其結(jié)構(gòu)存在根本性安全問題，升降過程中振動很大，上層容易出現(xiàn)搖晃現(xiàn)象，安全性不高。且無法實現(xiàn)緊急用車，若需存取上層車輛，則必須移走下層車輛，存取車輛費時較長，如圖1-1所示。
2、垂直循環(huán)式：通過垂直縱向升降運動實現(xiàn)存取車。便于控制、布局簡單可靠，可設(shè)計成多種形式如地表上型、半地上型、地下型等。整個機構(gòu)能耗大，運動速度慢，存取車時間長，出入一輛車需整個系統(tǒng)做全車位移動。一旦機構(gòu)出現(xiàn)故障，將全線停運，無法實現(xiàn)緊急取車，如圖1-2所示。
圖1-1簡易升降式
圖1-2垂直循環(huán)式
3、升降橫移式：通過電機驅(qū)動載車板在垂直和水平兩個方向上的升降和平移來存取車輛。型式和規(guī)模多樣化，環(huán)境適用性強，存取一輛車無需全機構(gòu)運動，故應(yīng)用十分廣泛，約占立體車庫行業(yè)2/3的市場份額。結(jié)構(gòu)上包括載車板、鋼骨架、升降和平移傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，圖1-3為三層七車位立體泊車場。
4、巷道堆垛式：選用起重機或者堆垛機，通過上下和水平挪動至指定位置，從而兌現(xiàn)車輛的存取。該類車庫存車數(shù)量大，安全可靠，自動化程度高，但其建造成本和設(shè)備成本較高，主要用于大型的區(qū)域內(nèi)密集式車庫，通常不需要載車板，如圖1-4所示。
圖1-3升降橫移式
圖1-4巷道堆垛式
1.2.2 立體車庫國外現(xiàn)狀
國際上對立體車庫的研究較早，有著近百年的歷史，在1921年，底特律電器公司便為其辦公綜合體建立了自由布置的停車場。上個世紀(jì)50年代后，西歐一些國家和美國在升降停車庫技術(shù)上取得較大進步，相繼建成多種型式立體車庫，出現(xiàn)一批專業(yè)研發(fā)立體停車設(shè)備的企業(yè)。進入60年代后，在西方發(fā)達(dá)國家各地尤其是在美國，隨著商業(yè)和汽車工業(yè)的快速發(fā)展，城市汽車保有量迅速激增，建筑物高度密集，無法將大量地皮用于建設(shè)停車場。因此，占地面積不大的立體泊車設(shè)備得到迅速普及。
在東亞，立體泊車場最早在日本出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代開始，日本立體泊車場進入迅速發(fā)展階段，進行生產(chǎn)立體車庫的公司近百余家，有代表性的有三菱重工、日精、新明和等，如今日本已是世界上擁有智能化立體車庫最多的國家之一。東北亞韓國的立體泊車設(shè)備技術(shù)形成于1970年后，早期發(fā)展較慢，80年代對日本進行技術(shù)引進，通過自主設(shè)計消化和本土化，立體泊車生產(chǎn)業(yè)進入加快階段，至90年代后已經(jīng)開始對外提供停車設(shè)備。
當(dāng)前國際上，東西方國家中立體泊車設(shè)備制造技術(shù)最為突出的分別為德國和日本，他們立體車庫產(chǎn)業(yè)成長的主要特色有：一、高技能值。日本和德國的立體車庫行業(yè)，正在由傳統(tǒng)的機械式向智能化、自動化轉(zhuǎn)變，使停車和取車變得更加簡單方便。二、產(chǎn)品設(shè)備性價比日益提高。既注重產(chǎn)品的停車密度和高效率性，更開始考究產(chǎn)品的經(jīng)濟實用性。
1.2.3 立體車庫國內(nèi)現(xiàn)狀
我國的立體車庫技術(shù)起步于上個世紀(jì)80年代，1989年國內(nèi)建成首臺立體垂直循環(huán)式車庫。進入90年代，開始從國外進行技術(shù)引進，國內(nèi)立體車庫業(yè)得到迅速發(fā)展，出現(xiàn)眾多合資企業(yè)。2003年之后，通過對引進技術(shù)進行消化吸收，國產(chǎn)企業(yè)的自身競爭力得以增強，并根據(jù)我國國情和實際使用狀況進行改造，進入創(chuàng)新和自主開發(fā)階段。
目前我國的立體車庫設(shè)備多為升降平移式，約占市場的84%，產(chǎn)品的國產(chǎn)率超過50%，可自行設(shè)計和生產(chǎn)的品種滿足率達(dá)到90%左右。產(chǎn)品技術(shù)正在從簡單的機械式演變?yōu)橐簤菏胶碗姎馐剑⑶铱刂品椒ㄒ矎氖謩涌刂蒲葑冸姎夂同F(xiàn)場總線掌控。雖然我國立體停車設(shè)備企業(yè)的生產(chǎn)水平得到飛速發(fā)展，但與國外先進技術(shù)仍有差距，原創(chuàng)性專利不足，多依附于國外的技術(shù)之下，需要繼續(xù)深入研究提高技術(shù)含量，向智能化、專業(yè)化和高度自動化方向發(fā)展，降低生產(chǎn)成本，提高設(shè)備可靠性和安全性。
1.3課題研究內(nèi)容及意義
通過對國內(nèi)停車狀況的分析和對國內(nèi)立體停車設(shè)備使用狀況的調(diào)研，考慮到各類型停車場的適用性情況和工作原理，同時綜合考慮設(shè)備的研發(fā)及維修成本，揀選電梯立體升降式泊車場作為對停車場升降電梯探究的切入點。升降橫移泊車設(shè)備的形式多，既可單臺使用，也可成套使用，拆卸方便對工作環(huán)境的依賴性低，可以有效解決住宅小區(qū)和公共區(qū)域泊車位緊缺的狀況，所以，這類配置的泊車庫應(yīng)用的十分廣泛。
目前，我國多數(shù)小區(qū)的立體車庫多為多層升降橫移式，因此對傳統(tǒng)的手動機械式升降停車設(shè)備進行技術(shù)升級是十分必要的，且市場需求巨大。隨著技術(shù)的改進，電梯立體式升降橫移停車場逐漸產(chǎn)生并得以推廣，該類立體停車設(shè)備通過電機驅(qū)動載車板進行移動，較之早期機械形式和液壓形式的升降橫移空間泊車場更為方便快捷。本文著重探討電梯升降橫移式空間泊車場的結(jié)構(gòu)設(shè)計和傳動系統(tǒng)的總體布局。
對于該類立體停車設(shè)備的改善，可以更好的利用空間，整個機構(gòu)運行直取直存，更加方便快捷的提取車輛。目前多數(shù)機動車夜晚都是?？吭谧≌^(qū)附近，小區(qū)附近土地有限，用于建設(shè)停車場的用地則更為短缺，無法滿足巨大的車位需求，推廣立體泊車場可以在不影響綠化面積的情況下，成倍的增加泊車位，有效緩解激增的汽車數(shù)量和有限的泊車場建設(shè)用地之間的沖突。
第二章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1立體車庫的運行過程
該立體停車場的上層泊車位只需借助電動機驅(qū)動載車板上下升降縱向移動；二層的泊車位既需要能夠進行升降縱向運動，又需要能夠做水平橫向運動；底層泊車位只需能夠做左右水平橫向移動。立體泊車場的二層和下層必須保留一個空位，并且要能夠借助載車板的水平橫移來變換空位，使上層和中層載車板能夠憑借電梯從車庫空位降落到底層。底層車輛則能夠直接從載車板上開出，整個泊車設(shè)備的運轉(zhuǎn)過程便可實現(xiàn)。
2.2停車場工作原理方案設(shè)計
根據(jù)電梯式升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)形式，采用模塊化理念進行設(shè)計理念進行設(shè)計，基本單元為三層三列七車位，車庫的總體采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。整個機構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)有立柱、橫梁和縱梁以及橫移導(dǎo)軌等。底層停車位有可以橫向移動的載車板；中層泊車位擁有能夠水平挪動的車位骨架借助滑輪聯(lián)動載車板一塊兒做橫向移運，同時還安裝有能夠使載車板做起落縱向運動的電梯結(jié)構(gòu)裝置；，三層泊車位的框架結(jié)構(gòu)被穩(wěn)定固定在鋼構(gòu)造主體上只能進行縱向升降。升降縱向運動通過縱向起落電動機、鏈條或鋼絲繩進行拉升；水平橫向移動利用車庫鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌通過水平橫移交流減速電動機與滑輪組實現(xiàn)驅(qū)動。
2.3停車場的總體布局
立體升降橫移式停車庫因其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便得以廣泛推廣，該類停車設(shè)備的所有車位均有載車板，汽車的存取通過載車板的上下、橫向移動到達(dá)車庫底層地面，駕駛員進入泊車場一層，將汽車駛出實現(xiàn)存取。停放在該停車場底層的車輛只需橫向移動，不需要上下移動。上層車位必須通過中間層和底層移出空位，電機驅(qū)動載車板降到底層，以便司機能夠進入車庫打開車輛，駛?cè)牖蜷_出車庫?？v向起落運動借助電機來完成，載車板的垂直上下由鋼絲繩拉動；橫向水平挪動由導(dǎo)軌引導(dǎo)，也是由電動機帶動車位的移動。它的主要優(yōu)點是所有泊車區(qū)域之間的移動相互獨立，能夠無約束動作并且縮小了運行時間，從而降低了車輛的進入時間。通過剖析升降橫移立體泊車場的結(jié)構(gòu)，該類車庫根據(jù)功能的不同可以分為五大系統(tǒng)：骨架結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、載車板單元、安全防護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。由于本文著重研究機器的零件部分，因此，我們只需要主要研究設(shè)計骨架結(jié)構(gòu)、載車板單元、傳動系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)。如圖2-1所示立體車庫示意圖。
1—骨架結(jié)構(gòu) 2—載車板單元 3—安全防護系統(tǒng) 4—傳動系統(tǒng)
圖2-1總體布局示意圖
電梯升降車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計在車庫中非常關(guān)鍵，骨架結(jié)構(gòu)、載車板單元和傳動系統(tǒng)是停車場的主體部分。骨架結(jié)構(gòu)支撐著整個升降橫移式立體停車庫，它的重量、穩(wěn)定性和可靠性，以及載車板部件也會影響著整個電梯升降停車庫的重量、材料選取、成本預(yù)算和安全性，升降橫移式空間泊車庫運行的性能取決于它的動力傳輸系統(tǒng)。于是，骨架結(jié)構(gòu)、載車板單元和傳動系統(tǒng)的設(shè)計已成為影響整個停車場的關(guān)鍵要素。
2.4停車場傳動系統(tǒng)
電梯升降式空間立體泊車庫的傳動系統(tǒng)主要由縱向升降傳動系統(tǒng)和橫向水平傳動系統(tǒng)兩大部分組成。在升降橫移式立體泊車庫中的中樞部分是傳動系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)的性能直接影響著整個泊車場的安全，雖然立體升降橫移式泊車場的類型眾多，但它們的工作原理都基本一樣。均是所有停車位都有可以獨立動作的載車板單元，所需存取的車輛借助載車板單元的上下、水平運動到達(dá)預(yù)定位置，進行車輛存取。停放在該停車場底層的車輛只需橫向移動，不需要上下移動。上層停車位務(wù)必通過中間層和底層騰出的空位，由電動機驅(qū)動載車板降落至底層，以便司機能夠進入車庫打開車輛，駛?cè)牖蜷_出車庫。
動力傳輸系統(tǒng)的動力系統(tǒng)即主機通常由電動機和減速機組成。電機減速機用于沿導(dǎo)軌水平運動或上下起重部份，并且必須配備制動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)采用常閉式制動器，控制上下縱向運動的制動器所選用的制動力矩必須高于額定載荷制動力矩的1.2倍。
2.4.1升降傳動系統(tǒng)
升降縱向傳動系統(tǒng)是空間立體停車場設(shè)備傳動系統(tǒng)的主傳動系統(tǒng)，它使用牽引裝置將載車板單元由下層停車位上升至上層泊車位或由上層泊車位降落至底部來存取汽車。按照它的牽引型式可分為:鋼絲繩傳動形式和鏈傳動形式。
（1） 鏈傳動型式
鏈傳動從原理上來說是一種嚙合傳動，主要結(jié)構(gòu)有主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條。主動鏈輪和從動鏈輪的軸線應(yīng)處于平行狀態(tài)，并且鏈條需要環(huán)繞在兩個鏈輪上，鏈條由每個單元相互鉸接形成。鏈傳動裝置以鏈條作為原件的中心，依靠鏈輪齒與鏈條傳遞傳動系統(tǒng)的速度和動力。鏈傳動具有較高的傳動效率，鏈輪承受較小的徑向力，適用于軸距較大且平均傳動比恒定，但對瞬時傳動比要求不高的場合。如圖2-2所示鏈傳動原理圖。
圖2-2鏈傳動原理圖
在機械立體泊車裝備行業(yè)中，鏈傳動技術(shù)的應(yīng)用是非常普遍的。鏈傳動不僅可以執(zhí)行載車板的水平橫向移動，對于所有需要水平橫向移動的機械式立體停車場都可以很容易的將鏈傳動技術(shù)作為橫向驅(qū)動是，結(jié)構(gòu)非常簡單。它也可以用于機械立體停車場的垂直升降運動中，通常來說，三層以下的機械立體停車場設(shè)備，都可以通過鏈條來驅(qū)動。對于三層以上的立體停車場，由于起升高度高，循環(huán)鏈條長度過長，鏈條占用的運行空間過大，不僅梁的數(shù)量必須增加，而且梁的強度也需要加強，導(dǎo)致立體停車場的成本增加很多。同時，由于垂直鏈條太長，平臺的輕微移動會使鏈條進一步移動，在安全性和穩(wěn)定性方面都不可靠，并且結(jié)構(gòu)的有效實施也很困難。圖2-3所示為鏈條傳動縱向升降機構(gòu)示意圖。
1—上層橫移導(dǎo)輪 2—定長鏈條 3—載車板 4—滑輪組
5—下層橫移導(dǎo)輪 6、9—車位骨架結(jié)構(gòu) 7—升降鏈條 8—升降電機
圖2-3鏈條形式升降傳動結(jié)構(gòu)示意圖
（2） 鋼絲繩傳動
鋼絲繩傳動形式與鏈傳動形式在機構(gòu)上的工作原理相似。 但是，這種機制存在一些差異。使用鋼絲繩傳動可以無限制的增加立體車庫主體框架的高度，成本相對較低，傳動結(jié)構(gòu)可靠，維修簡單。缺點是需要額外的鋼絲繩卷筒和制動盤結(jié)構(gòu)，增加了安裝和調(diào)試的時間和成本。鋼絲繩傳動的起升驅(qū)動系統(tǒng)通常由電機、減速系統(tǒng)、滑輪組、卷筒和鋼絲繩組成。在鋼絲繩縱向升降傳動系統(tǒng)中，鋼絲繩的主要用途是牽引載車板縱向升降，鋼絲繩的一端與載車板相連，另一端纏繞在卷筒上（載車板的前端和后端的鋼絲繩務(wù)必同方向纏繞在卷筒上），當(dāng)載車板進行縱向移動時，提升電動機將借助自身的正反轉(zhuǎn)來驅(qū)動卷筒進行順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)， 從而實現(xiàn)載車板的縱向升降，如圖2-4所示。
1—電動機 2—鋼絲繩滾筒 3—支撐架 4—橫移導(dǎo)輪
5—載車板 6—鋼絲繩 7—定滑輪
圖2-4（a）鋼絲繩形式升降傳動機構(gòu)示意圖
1—鋼絲繩滾筒 2—滾筒支架 3—電動機 4—橫移支撐架
5—橫移行走輪 6—鋼絲繩 7—定滑輪 8—載車板
圖2-4（b）鋼絲繩形式升降傳動機構(gòu)示意圖
在圖2-4（a）中，如果車輛通過支架，車輛和支架之間可能會相互干擾；如果車輛沒有通過支架，那么鋼絲繩和滑輪之間會存在一定的角度，從而導(dǎo)致鋼絲繩嚴(yán)重磨損；并且在這種情況下，鋼絲繩和滾筒之間的纏繞呈現(xiàn)混繞的可能性會大大提高，從而四根鋼絲繩的拉伸長度不相同，致使載車板裝置開始歪斜，可能非常危險。這些缺點雖然在圖2-4（b）中得到避免，但是因為車輛在載車板上面的位置不可能一直相同，從而使得載車板前后受到的拉力不同，導(dǎo)致鋼絲繩在滑輪處可以無約束滑動，使得載車板單元產(chǎn)生歪斜的概率增大，處于危險境況。必須對構(gòu)造進行改進，如圖2-5所示。
1—鋼結(jié)構(gòu)框架 2—豎直定滑輪 3—轉(zhuǎn)向定滑輪 4—小鏈輪 5—擺線針輪減速器
6—彈性柱銷聯(lián)軸器 7—YZP起重三相異步電動機 8—電磁制動器 9—滾筒連接盤
10—鋼絲繩滾筒 11—升降軸 12—大鏈輪 13—鋼絲繩
傳動結(jié)構(gòu)示意：三相異步電動機——彈性柱銷聯(lián)軸器——小鏈輪——大鏈輪——升降軸——滾筒連接盤——鋼絲繩滾筒——鋼絲繩——載車板
圖2-5鋼絲繩形式升降傳動機構(gòu)示意圖
綜上所述，本課題研究的車庫為三層三列，在提升高度方面鏈條傳動形式和鋼絲繩傳動形式都可以滿足，但考慮到模塊化設(shè)計和布局的可延展性，選擇鋼絲繩傳動形式會更為有利，所以，我們選鋼絲繩組合作為縱向升降傳動系統(tǒng)的主體。結(jié)構(gòu)示意如圖2-5所示。
2.4.2橫移傳動系統(tǒng)
橫向傳動系統(tǒng)的作用是使上升到指定高度的載車板再進行水平移動到指定的位置，并且傳動主要由電動機驅(qū)動滾輪在導(dǎo)軌上移動。在材料的選材和設(shè)計上，充分利用了現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)，并使用H型鋼作為軋輥的導(dǎo)軌，不僅確保了導(dǎo)軌的質(zhì)量，同時也減輕了立體停車庫的整體結(jié)構(gòu)重量。
依據(jù)立體式升降橫移停車場機械設(shè)備的工作原理可得，除上層的載車板不必進行水平橫向移動，其余層的載車板全部要借助各層的橫移導(dǎo)軌左右移動一個停車位，為頂層載車板的縱向升降提供空位。每個可泊車位全部包括一套獨立的水平橫向移動動力傳動系統(tǒng)，包括橫向水平移動電動機(帶剎車的專用減速機)、傳動軸和滾輪。下層橫移傳動系統(tǒng)與載車板制造成整體，其余停車層的橫移傳動系統(tǒng)全部安置于車庫載車板骨架上，圖2-6（a）所示的為主動傳動端，圖2-6(b)所示的為從動端。
1—三相異步電動機 2—彈性柱銷聯(lián)軸器 3—擺線針輪減速器軸 4—小鏈輪
5—主動水平橫移導(dǎo)輪 6—大鏈輪 7—水平橫移軸 8—彈性柱銷聯(lián)軸器 9—傳動軸
傳動結(jié)構(gòu)示意：橫移三相異步電動機——彈性柱銷聯(lián)軸器——小鏈輪——大鏈輪——水平橫移軸——主動水平橫移導(dǎo)輪——水平支架——彈性柱銷聯(lián)軸器——傳動軸——主動橫導(dǎo)輪——水平支架
圖2-6（a）水平傳動系統(tǒng)主動傳動端
1—從動水平導(dǎo)輪 2—固定軸 3—支架 4—定位螺栓
圖2-6（b）水平傳動系統(tǒng)從動傳動端
2.5骨架結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計
長期以來，停車設(shè)施的建筑材料變化非常大，使用過包括現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土及鋼材。大多數(shù)的早期立體停車設(shè)施有許多仍在運轉(zhuǎn)當(dāng)中，他們使用的是短跨的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，柱子相對粗大，板也較為厚。今天，預(yù)制混凝土、大跨度現(xiàn)澆后張混凝土及鋼結(jié)構(gòu)在新的停車建筑中的很常見。立體車庫的骨架結(jié)構(gòu)主要有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種，較之混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)骨架具有以下優(yōu)勢：1、高可靠性；2、材料強度高、結(jié)構(gòu)凈重??；3、材料具有良好的可塑性和韌性；4、鋼結(jié)構(gòu)的密封性好；5、鋼結(jié)構(gòu)易于制造，施工周期短。因此，我們在本課題中選擇鋼骨架結(jié)構(gòu)。
鋼骨架主體的基本結(jié)構(gòu)是通過剛性接頭連接水平梁和垂直立住而形成的，這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以承受結(jié)構(gòu)構(gòu)件彎曲剛度對橫向力的影響。整個骨架主體系統(tǒng)中，立柱的功能是連接載車板單元并承受縱向壓力；橫梁起支撐作用，主要承受剪力與彎矩；縱梁承受彎矩和扭矩。框架鋼骨架系統(tǒng)是典型的柔性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，受層間位移的限制，結(jié)構(gòu)的剛性在設(shè)計中起著重要作用。因此，立體停車場裝置的主體鋼骨架關(guān)鍵是由經(jīng)過熱軋的H型鋼、槽鋼、角鋼和其余的支撐結(jié)構(gòu)的鋼板焊接制成。
立體升降橫移式停車場的骨架主體結(jié)構(gòu)主要由三種：單柱式、跨梁式、后懸臂式。如圖2-7所示。
（a）單柱式
（b）跨梁式
（c）后懸臂式
圖2-7升降橫移式立體停車場三種骨架主體結(jié)構(gòu)
單柱式結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性強，有較好的強度和剛度，安裝和維護方便，但是由于車庫尺寸緊湊，不便于汽車進出。后懸臂式車輛存取方便，但后柱承受的載荷較高，對其穩(wěn)定性要求高，導(dǎo)致制造和維護成本高；跨梁式視野廣闊汽車進出停車場方便，但其主要應(yīng)用于雙層式立體車庫中。綜上分析，本文設(shè)計中骨架主體結(jié)構(gòu)形式采用單柱式。
依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)剖析的經(jīng)驗結(jié)合對現(xiàn)有制品的參考，本課題使用的鋼結(jié)構(gòu)分為以下幾種類型。表2-1給出了立體停車場鋼結(jié)構(gòu)模型的初階規(guī)格。
表2-1立體停車場鋼結(jié)構(gòu)初選規(guī)格
編號
名稱
初選型鋼
截面面積
/
理論重量
/
慣性矩
/
1
上層橫梁
20熱軋槽鋼
32.83
25.77
1913.7
2
下層縱梁
200×200H型鋼
63.53
49.9
4717
3
立柱
200×200H型鋼
63.53
49.9
4717
4
導(dǎo)軌支撐梁
20熱軋槽鋼
32.83
25.77
1913.7
5
角鋼
40×40×3角鋼
3.79
2.98
1.52
2.6載車板
載車板負(fù)責(zé)在車輛的上下和水平移動過程中起承載作用，按結(jié)構(gòu)形式分類可以分為有框架式和拼版式。框框架式載車板首先將框架板與承重框架中的鋼型材和鋼板焊接，繼而將厚度不一的鋼板安排在泊車道的兩側(cè)與中央凸起的頂面，其中大部分為中央凸起結(jié)構(gòu)。優(yōu)點是載車板的寬度可以根據(jù)設(shè)計要求進行設(shè)計，優(yōu)良的導(dǎo)入功能，易于實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。如圖2-8所示。
1—防墜落裝置 2、4—空心方鋼 3—3mm鋼板 5、6—角鋼 7—1mm鋼板
圖2-8框架式
拼板式載車板選用鍍鋅鋼板經(jīng)過單次滾壓或者沖壓成組裝件，采納咬合拼裝制造載車板，用高強度螺栓進行緊固連接，拼裝之前首先對各組裝件表面進行電鍍或者烤漆處置，使得載車板輕巧大方，該類載車板的通互性好，維護成本低，由鋼材整體彎折成型，厚度一般在50～55mm之間，適合批量生產(chǎn)。如圖2-9所示。
圖2-9拼裝式
綜合分析，本課題選取框架式載車板，該類載車板單元在結(jié)構(gòu)上存在中央凸起，與安置在行車道上的防滑鋼板聯(lián)合作用，可以有效的防備車輛在駛?cè)牒碗x開時發(fā)生縱向或橫向的滑動。于下層和中層載車板上安置橫向挪動機構(gòu)帶動載車板做水平移動，同時在載車板的雙側(cè)和尾部布置防墜樓裝置，降低意外事故發(fā)生的可能性。
2.7車庫電梯安全防護系統(tǒng)
立體停車場中的安全保障是一個非常嚴(yán)肅的問題。安全標(biāo)準(zhǔn)通常可以分為主動的和被動的兩種，主動安全保障指的是包含人力的安全保障技術(shù)；被動安全保障系統(tǒng)是指不包含人力的安全保障系統(tǒng)，以及設(shè)備本身的物理設(shè)計。安全防護系統(tǒng)的目的是保障車庫的安全運行，營造用戶對車庫的信任。設(shè)計中應(yīng)考慮到設(shè)備各種運行條件下的安全措施。在此，我們主要討論對象是載車板的防墜落裝置。當(dāng)載車板提升到定位點時，必須安裝防墜裝置以防止載車板因任何原因突然跌落，從而損壞人車。防墜裝置呈鉤形，掛鉤的防脫落方法有兩種：電磁驅(qū)動和機械驅(qū)動。本課題研究中，我們使用電磁驅(qū)動器。如圖2-10所示。
1—冷彎方鋼 2—螺栓 3—電磁掛鉤 4—鋼板
5—1mm鋼板 6—角鋼 7—冷彎方鋼
圖2-10框架式電磁驅(qū)動載車板
第三章 主要參數(shù)計算
3.1升降傳動系統(tǒng)參數(shù)計算
3.1.1主要性能參數(shù)
隨著國內(nèi)汽車行業(yè)的發(fā)展壯大，目前我國機動車市場已由單一的轎車需求，向更加個性化、多元化發(fā)展，SUV汽車的銷量增勢強勁，傳統(tǒng)轎車銷量放緩，市場上車輛大多數(shù)介于中型（4700mm*1800mm*1450mm）和特大型(5300mm*1900mm*1550mm)之間,為了使設(shè)計出來的立體車庫能夠存放目前市場上的絕大多數(shù)汽車，增強車庫的實用性和適用性，車庫主要性能指標(biāo)如表3-1所示。
根據(jù)適停車輛規(guī)格：（）mm;重量：2000kg。借鑒同類型產(chǎn)品的信息從而確定泊車位尺寸。
表3-1車庫主要性能指標(biāo)
類型
三層三列立體升降橫移停車場
存放車輛
7輛
形式
電梯升降橫移（地上）
適停
車量
尺寸
全長
5050mm
升降
4m/min
全寬
1900mm
橫移
8m/min
全高
1550mm
重量
2000kg
橫移載車板停準(zhǔn)精度
±10mm
升降載車板平層精度
±10mm
停車位長：車長+200=5050+200=5250mm
停車位寬：車寬+500=1900+500=2400mm
停車位高：車高+500=1550+500=2050mm
3.1.2載車板質(zhì)量的估算
焊接件雙側(cè)選取14B槽鋼作為邊框，采用熱軋槽14B（），，，，理論質(zhì)量，將其設(shè)為，中央選取10槽鋼平均布置在導(dǎo)輪下方，使用10（）熱軋槽鋼，，，。理論質(zhì)量為，將其設(shè)為。將3mm厚的菱形鋼板焊接在其表面，將此鋼板的質(zhì)量設(shè)為，同時將二層所選取的1mm厚的普通鋼板設(shè)為。橫向肋板的材料選取4.5熱軋等邊角鋼（），依照設(shè)計要求，選擇的等邊角鋼的類型為：（），，理論質(zhì)量為，將質(zhì)量設(shè)為?？v向肋板選擇5熱軋等角鋼（），依照設(shè)計要求，等邊角鋼選擇的類型是（），，理論質(zhì)量為,將其設(shè)為，各個組件質(zhì)量為：
由此可知載車板總質(zhì)量為：
3.1.3升降電動機的選擇
升降移動電動機，借助立體車庫縱向升降電動機通過鏈條傳輸體系將力矩傳遞到滾筒上，然后經(jīng)過滾筒向鋼絲繩傳遞，進而鋼絲繩驅(qū)動載車板進行縱向升降運動。使用YZP系列的起重用變頻調(diào)速三相異步電動機作為縱向升降移動的電動機，該系列的電動機可以進行無級變速；實現(xiàn)節(jié)能與自動化控制的目的，擁有效率高，轉(zhuǎn)速范圍寬，精度較高，制動操作穩(wěn)定，可承受的過載能力大，短時運行或間歇循環(huán)，制動頻繁等優(yōu)勢。
以下為驅(qū)動器中組件的效率：
聯(lián)軸器的效率為：，軸承的效率為：，鏈傳動的效率為：，滾筒的效率為：；且。
載車板單元的總重為：，中層和頂層的容車規(guī)格是，由此可推出縱向升降所需的拉力F為：，其中g(shù)為9.8N/kg，故?？v向升降移動速度的為：。功率P為：。注意到傳動中實際存在的各種摩擦阻力，能夠?qū)⑤d荷阻力增加10%，從而，所需電動機的輸出功率為：。本課題研究中所使用的電動機為YZP112M-6三相異步電動機，額定功率為，額定轉(zhuǎn)矩為，額定轉(zhuǎn)速為，質(zhì)量為。
3.1.4鋼絲繩與滑輪的選取和設(shè)計
（1）鋼絲繩的選取和計算
依據(jù)各種工作條件，鋼絲繩務(wù)必提供安全系數(shù), 參照對機械式空間泊車設(shè)備的相關(guān)文獻(xiàn)的提出和審閱，建議立體車庫的安全系數(shù)大于7，即：
(3-1)
—鋼絲繩最大工作靜拉力(N)；
—鋼絲繩破斷時的拉力；
S—鋼絲繩的安全系數(shù)；
（3-2）
—鋼絲繩破斷時拉力的換算系數(shù)；
—鋼絲繩破斷是承受的拉力總和(N)；
聯(lián)立公式（3-1）和（3-2）可得：
（3-3）
根據(jù)公式(3-3)能夠計算出鋼絲繩的直徑d：
（3-4）
—鋼絲繩的最小直徑；
—選取得系數(shù)；
式中：—安全系數(shù)，值定為7
—折減系數(shù)，值定為0.92
—充滿系數(shù)，值定為0.46
—抗拉強度，值為1770MPa
綜上可得：
，，將和c代入公式（3-4）得，參照GB/T 8919-1996選取得鋼絲繩是天然纖維芯鋼絲繩，所選取鋼絲繩得最小直徑為，質(zhì)量為，狂拉強度，最低拉斷力為，該鋼絲繩得各項指標(biāo)全都強于設(shè)計所需滿足條件，故所選取得鋼絲繩符合設(shè)計要求。
（2）鋼絲繩得校核
在這個縱向升降傳動系統(tǒng)中對整個空間立體停車場得結(jié)構(gòu)安全起著決定性因素得是鋼絲繩得強度，鋼絲繩發(fā)生損壞的主要表現(xiàn)有磨損、疲勞失效和腐蝕，同時，這也是致使鋼絲繩無法繼續(xù)使用的主要因素。起重繩索通常是，也就是6股19根，內(nèi)部繩芯經(jīng)由紐絞制成，當(dāng)鋼絲繩抵抗?fàn)恳r，也在承受彎曲應(yīng)力，在此類重復(fù)性應(yīng)力的反復(fù)作用下，疲勞失效造成的損害是最為核心的破壞類型。斷裂破損通常會偶然爆發(fā)，一般情況下一旦發(fā)生都會導(dǎo)致災(zāi)難性的物質(zhì)事故和人身事故，從而導(dǎo)致鋼絲繩的斷開和摧毀需要格外注意，鋼絲繩的主要失效模式是疲勞失效和磨損。
故，所用零件滿足設(shè)計要求。
（3）滑輪的設(shè)計與計算
滑輪通常用于引導(dǎo)和支撐以變換繩索的方向及其傳輸張力或者平衡繩索分支的張力，影響鋼絲繩允偏角度的重要因素是滑輪的直徑和繩槽的深度，當(dāng)鋼絲繩的直徑不變時，滑輪的直徑越大，鋼絲繩的允偏角就會越?。焕K槽的深度越深，鋼絲繩的允偏角則越大。
所需承受載荷小的滑輪通常使用或者制成實體輪，所需承受載荷大的滑輪通常使用或者采用鑄鋼、或等，加工成含有筋、孔或者幅輪的零部件，因此本文選取鑄鋼。
由于，因此滑輪直徑為
式中，
3.1.5滾筒的設(shè)計與計算
（1）滾筒的參數(shù)
材料選?。阂勒諊倚袠I(yè)準(zhǔn)則，卷筒的材料通常選取HT200，當(dāng)有特別設(shè)計要求時也可以采用或者，亦或是采用焊接加工，本課題根據(jù)設(shè)計需求選擇HT300。
滾筒最小直徑： （3-5）
—鋼絲繩直徑
—工作級別系數(shù)可查表得
依照標(biāo)準(zhǔn)與已有產(chǎn)品，綜合考慮最終選擇。
螺旋槽長度計算得：
(3-6)
式中，—最大抬升高度
—卷筒實際直徑
—卷筒理論直徑，值為315
—鋼絲繩槽節(jié)距
—滑輪組倍率
—鋼絲繩安全圈數(shù)，值為2
單層單聯(lián)卷筒得長度 （3-7）
單層雙聯(lián)卷筒的長度 （3-8）
多層卷繞卷筒的長度 （3-9）
—無繩槽卷筒端部大小，具體數(shù)據(jù)由設(shè)計要求確定
—牢固鋼絲繩使用的尺寸，長度約為21
—中部光滑區(qū)域尺寸，由鋼絲繩可移動偏角確定
—纏繞圈數(shù)
—鋼絲繩總長度計算公式為
依照設(shè)計需求以及空間局限，我們選用單層雙聯(lián)卷筒：
依據(jù)系列以及現(xiàn)實需要取值為
（2）卷筒的彎曲強度
假如沒有考慮卷筒的自身質(zhì)量，卷筒在承受鋼絲繩的拉應(yīng)力時，會讓出現(xiàn)壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭應(yīng)力，并且在時，所承受的主應(yīng)力為壓應(yīng)力，在時，所承受的主應(yīng)力為彎曲應(yīng)力。
故當(dāng)時，
（3-10）
其中，—單層卷筒壓應(yīng)力
—許用壓力
—最大拉力
—應(yīng)力減小系數(shù)，通常取0.75
—繩槽節(jié)距
—卷筒壁厚
該設(shè)計中鑄鐵許用壓力為
—鑄鐵的抗壓極限
經(jīng)過計算可得：
故，所選擇的材料符合滾筒的設(shè)計強度。
以強度為依據(jù)計算卷筒的穩(wěn)定性，穩(wěn)定系數(shù)K為：
（3-11）
式中， 失穩(wěn)臨界壓力為：
筒壁單位壓力為：
—卷筒壁厚
—卷筒直徑
—繩槽節(jié)距
—最大拉力
（3-12）
總的來看，所選的滾筒在強度和穩(wěn)定性方面的性能都符合設(shè)計要求。
3.1.6傳動比設(shè)計和減速器選取
滾筒的轉(zhuǎn)速為：
縱向升降減速比：
齒輪減速比：，
擺線針輪減速器的減速傳動原理是擺線嚙合傳動，其優(yōu)勢是傳動比高，一級傳動比區(qū)間在，二級傳動比區(qū)間在，選用此設(shè)計機構(gòu)可以極大的增加了各部位零件的工作壽命和運行性能。
由于傳動功率是，轉(zhuǎn)矩是
所以本文選用
3.2水平橫移傳動系統(tǒng)參數(shù)計算
3.2.1電動機的選取
水平橫移電動機是借助鏈傳動驅(qū)使水平橫移導(dǎo)輪來移動的，中層骨架的質(zhì)量為，其中。
（3-13）
導(dǎo)軌表面和導(dǎo)輪之間的摩擦系數(shù)為，所以當(dāng)載車板骨架開始水平移動時其遭受的阻力是，移動速度是。所以，功率是：
（3-14）
該設(shè)備傳動過程中各部分零件的傳動效率位：聯(lián)軸器效率：，鏈傳動效率：η=0.97，軸承效率：，減速器效率：；。注意到傳動中實際存在的各種摩擦阻力，能夠?qū)⑤d荷阻力增加10%，從而。所需電動機的輸出功率為：。本課題研究中所使用的電動機為Y801-4三相異步電動機，其各項參數(shù)是：額定功率為，額定轉(zhuǎn)矩為，額定轉(zhuǎn)速為，質(zhì)量為。
3.2.2橫移導(dǎo)輪的設(shè)計和計算
（1）橫移導(dǎo)輪參數(shù)計算
材料選擇如表3-2所示
表3-2導(dǎo)輪材料的選擇
軋制車輪
鍛造車輪
鑄造車輪
踏面直徑小于
踏面直徑高于
鋼
鋼
鋼
鋼
本設(shè)計中導(dǎo)輪的直徑為，導(dǎo)輪表面和軌道的有效接觸距離是，結(jié)合實際使用情況，導(dǎo)輪的材料我們鋼。
（2）驅(qū)動輪打滑檢驗
要想確保機構(gòu)運行中不發(fā)生打滑，在設(shè)計的過程中需要使黏著力和圓周切向力之比大于設(shè)計所規(guī)定的防止打滑安全系數(shù):
（3-15）
式中，—安全系數(shù)，值為;
—粘著力；
—圓周切向力；
（3-16）
（3-17）
式中，—驅(qū)動輪的輪壓;
—粘著系數(shù)，即滑動摩擦系數(shù)，在室外工作時，取f=0.12;
（3-18）
（3-19）
式中，—從動輪輪胎壓強;
—軸承摩擦系數(shù)，
—軸承內(nèi)徑為;
—滾動摩擦系數(shù)；
—附加阻力系數(shù)，，;
—車輪直徑，;
（3-20）
綜上可知，水平橫移時驅(qū)動輪不會發(fā)生打滑現(xiàn)象。
3.2.3傳動比設(shè)計和減速器選取
滾筒的轉(zhuǎn)速為：；
縱向升降減速比：；
齒輪減速比：，；
擺線針輪減速器的減速傳動原理是擺線嚙合傳動，其優(yōu)勢是傳動比高，一級傳動比區(qū)間在，二級傳動比區(qū)間在，選用此設(shè)計機構(gòu)可以極大的增加了各部位零件的工作壽命和運行性能。
由于傳動功率是，轉(zhuǎn)矩是。
因此本文選用。
3.3軸承的校核
該機構(gòu)各處軸承的校核方法相同，含有軸承的主要地方有橫移軸承、升降滾筒處、定滑輪處、橫移從動輪處等，此處以橫移軸承為例，進行軸承的校核，發(fā)放如下：選用滾動軸承時所考慮的主要因素有軸承負(fù)荷的性質(zhì)和大小，以及其轉(zhuǎn)速和工作條件等，軸承的受力分析如圖3-1所示。
圖3-3軸承受力分析
（3-21）
（1） 軸承的支反力
水平支反力；
垂直支反力;
總支反力;
（2）軸承的軸向力
依照機械設(shè)計手冊可知，，
又因為：且
所以，
軸承的軸向力為：
對初步計算所得的值進行驗算，過程如下：
軸承1：,使用插值法得知
此時，
軸承2：,使用插值法得知
此時，
從而，
經(jīng)驗算，初步計算所得數(shù)值可以用來計算當(dāng)量動載荷。
（3）當(dāng)量動載荷的計算
軸承1：
根據(jù)機械設(shè)計手冊可知，，沖擊載荷系數(shù)為
所以，當(dāng)量動載荷是：
（3-22）
軸承2：
根據(jù)機械設(shè)計手冊可知，，沖擊載荷系數(shù)為
所以，當(dāng)量動載荷是：
（3-23）
（4）軸承壽命的計算
因為，且
所以，軸承額定使用壽命符合設(shè)計壽命。
3.4聯(lián)軸器的選取
3.4.1升降電動機減速器軸端處
本次設(shè)計選用聯(lián)軸器，參照
表3-3升降電動機減速器軸端處計算
名稱
計算
減速器高速軸外伸段
，
從動端
，3
名義轉(zhuǎn)矩
計算轉(zhuǎn)矩
公稱轉(zhuǎn)矩
許用轉(zhuǎn)矩
3.4.2橫移電動機減速器軸端處
本次設(shè)計選用聯(lián)軸器，參照
表3-4橫移電動機減速器軸端處計算
名稱
計算
減速器低速軸外伸段
，
從動端
，
名義轉(zhuǎn)矩
計算轉(zhuǎn)矩
公稱轉(zhuǎn)矩
許用轉(zhuǎn)矩
3.4.3橫移軸和傳動軸軸端處
本次設(shè)計選用聯(lián)軸器，參照
表3-5橫移軸和傳動軸端處的計算
名稱
計算
減速器高速軸外伸段
，
從動端
，
名義轉(zhuǎn)矩
計算轉(zhuǎn)矩
公稱轉(zhuǎn)矩
許用轉(zhuǎn)矩
3.5聯(lián)接鍵的選取和計算
3.5.1大齒輪和升降軸處
本次設(shè)計選用型鍵，并且，鍵的各方面參數(shù)為：
齒輪為45鋼，采用靜連接，且
（3-24）
（3-25）
所以設(shè)計安全
3.5.2滾筒和連接盤處
本次設(shè)計選用型鍵，并且，鍵的各方面參數(shù)為：
齒輪為45鋼，采用靜連接，且
（3-26）
（3-27）
所以設(shè)計安全
第四章 機構(gòu)經(jīng)濟性和環(huán)保性分析
4.1經(jīng)濟性分析
立體升降橫移停車場在很多地區(qū)的建設(shè)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)平面泊車場，尤其是在土地價格昂貴的城市里，傳統(tǒng)平面泊車場的單車位平均價格是及其高昂的，但是如果采用升降橫移立體車庫的，可以在同樣面積的土地上增加更多的車位，從而降低每個車位所分?jǐn)偟慕ㄔ斐杀尽Ｒ员疚牡?車位立體停車場為例，傳統(tǒng)三車位所需要的建筑面積，可以增加為7車位，車位數(shù)量可以說是成倍的增加的，但成本只是增加了一小部分，從而極大的提高了設(shè)備的性價比。立體停車場的優(yōu)勢并不僅僅是建造成本發(fā)面的，在以下幾方面也具有很強勢的優(yōu)點：
（1）安全性能高
伴隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人們之間的財富差距也在繼續(xù)拉大，一系列社會問題如“仇富”等變的更加尖銳，越來越多的私家車主遭遇過愛車被他人刮擦或丟失的事件。停放在立體車庫中，中層和高層車輛幾乎可以杜絕與他人接觸的可能性， 從而降低被他人刮擦的概率，與此同時可以通過對車輛的存取進行密碼加密處理，憑密碼取車，加強車輛停放在本車庫內(nèi)的可靠性和安全性，另一方面，專人專車位也可以避免在停放的過程中發(fā)生車輛的碰撞，進而降低私家車主的駕車和養(yǎng)車成本。
（2）配置靈活
立體升降停車場的布置在場地上可以做到“充分利用”，設(shè)備的規(guī)模靈活多變，既能夠單獨安放，也可以組合安放，土地利用率極高，可以最大程度的利用各種閑置和消極的土地，使其帶來最大經(jīng)濟價值。
但是，立體升降車庫在經(jīng)濟性方面也有一些缺陷，那就是車庫的前期投入和后期維護的成本較高。如果拋開土地的成本，那么建造立體升降車庫所用到的電動機、鋼骨架和傳動裝置較之傳統(tǒng)停車場在技術(shù)要求和成本上都是很復(fù)雜和昂貴的。所以，只有在土地成本昂貴的區(qū)域建設(shè)立體升降停車場才能夠獲得巨大的經(jīng)濟效益，在土地成本低廉且車位需求并不緊張的區(qū)域，傳統(tǒng)的平面停車場在經(jīng)濟方面的優(yōu)勢還是十分明顯的。而且立體升降停車場的正常運行需要專業(yè)人員進行維護檢修，以確保機械設(shè)備能夠較長時間的處于滿足其設(shè)計要求的正常工作狀態(tài)下，所以后期的運行和維護成本較高。
4.2環(huán)保性分析
隨著全球化和工業(yè)化的進展，環(huán)境問題已經(jīng)到了威脅人類長久生存和發(fā)展的程度，倡導(dǎo)綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展方式逐漸走入人們的視野之中，因此在設(shè)備的設(shè)計制造過程中，需要將設(shè)備在正常工作運行時的環(huán)保性考慮在內(nèi)。
本文所設(shè)計的立體升降停車場在環(huán)保方面最為主要的貢獻(xiàn)是，極大的減少了土地的占用面積，建造同樣數(shù)量的泊車位，立體泊車場的占地面積只有傳統(tǒng)平面停車場的一半還不到，從而能夠使土地緊張的地區(qū)在滿足停車需求的情況下，節(jié)省出更多的綠化用地，改善泊車場的周邊環(huán)境狀況，降低車輛的噪聲和尾氣對周邊居民的影響。立體升降停車場設(shè)備在正常工作運行過程中一定會產(chǎn)生噪音，但假如能夠提前做到計劃合理并且安放位置正確，則可以將對環(huán)境的噪音影響降至最低。本次設(shè)計中所采用的動力系統(tǒng)為電動機驅(qū)動，較之內(nèi)燃機驅(qū)動，雖然在動力方面有些減弱，但在噪聲和共振方面的優(yōu)勢是十分優(yōu)秀的，且不會產(chǎn)生排氣污染，對環(huán)境的影響相對較小。
一般情況下，如果能夠在滿足各項設(shè)計性能要求時，盡可能的降低整個機構(gòu)的自重，就能夠增強配件的強度和耐久性，從而使機械設(shè)備實現(xiàn)輕量化和高效化，延長設(shè)備的設(shè)計使用壽命，降低零部件的報廢和更換頻率。從為環(huán)境減荷的角度來看，盡可能的選用互換性和通用性強的零部件，可以減少制造專用零部件時所需的材料和能耗。
只有具備完善的后期維護檢修，才能使設(shè)備更長時間的處于正常工作狀態(tài)，從而保證設(shè)計的環(huán)保性指標(biāo)得以落實，同時，正確規(guī)范的使用設(shè)備也是使機械設(shè)備能夠發(fā)揮其設(shè)計環(huán)保性的重要舉措，如：
（1）規(guī)范操作，避免產(chǎn)生共振；
（2）嚴(yán)禁粗暴動作；
（3）嚴(yán)禁超載使用；
規(guī)范合理的使用和完善的維護檢修可以延長立體升降停車場的使用壽命，從而間接的起到環(huán)保效果。
結(jié)論
一些特大城市的汽車保有量通常都較高，并且在可預(yù)期的將來這一數(shù)量還將繼續(xù)增加， “找車位難”已成為限制城市發(fā)展的社會性問題，因此，研發(fā)一款用于擴增泊車位的立體升降橫移使停車場可以有效的緩解這一矛盾。立體式升降橫移停車場在許多方面集成了現(xiàn)代化技術(shù)，這是一個高科技含量的車庫，能夠提供便利的泊車位，實現(xiàn)車輛的快速存取，擁有靈活的車庫結(jié)構(gòu)，低廉的施工成，將成為未來停車場研發(fā)的主要形式。
本文將三層三列7車位立體升降橫移停車場作為主要此次設(shè)計的主要研究對象，通過對立體升降停車場的結(jié)構(gòu)形式和傳動系統(tǒng)的詳細(xì)分析，可以得出以下結(jié)論：立體升降橫移停車場作為現(xiàn)代機械停車設(shè)備家族中的一員，憑借著其空間利用率高、結(jié)構(gòu)組合靈活多變、造價低廉性價比高等方面特有的優(yōu)勢獲得大眾廣泛的認(rèn)可，并且必將發(fā)展成為未來立體泊車設(shè)備的主流型式。
立體升降停車場的根據(jù)功能的不同可以分為五大主要系統(tǒng)：骨架結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、載車板單元、安全防護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。該立體泊車場的上層載車板只需要進行上下升降縱向移動；二層的泊車位需要能夠進行升降縱向和水平橫向運動；底層泊車位只需能夠做左右水平橫向移動，底層車輛則直接從載車板上開出。立體泊車場的二層和下層必須保留一個空位，并且要能夠通過水平橫移來變換空位，使上層和中層載車板車庫空位降落到底層，停放在底層的車輛可以直接開出。
整個機構(gòu)的主體為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，組成結(jié)構(gòu)有立柱、橫梁和縱梁以及橫移導(dǎo)軌等。底層停車位有可以橫向移動的載車板；中層泊車位擁有能夠水平挪動的車位骨架借助滑輪聯(lián)動載車板一塊兒做橫向移運，同時還安裝有能夠使載車板做起落縱向運動的電梯結(jié)構(gòu)裝置；三層泊車位的框架結(jié)構(gòu)被穩(wěn)定固定在鋼構(gòu)造主體上只能進行縱向升降。升降縱向運動通過縱向起落電動機、鏈條或鋼絲繩進行拉升；水平橫向移動利用車庫鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌通過水平橫移交流減速電動機與滑輪組實現(xiàn)驅(qū)動。
本次設(shè)計由于知識儲備和自身水平有限，仍然存在一些不足，主要研究方向為鋼骨架和機械零件部分，對整個機構(gòu)的控制系統(tǒng)及實現(xiàn)沒有進行過多討論，需要在今后更深層次的研究，不斷進行系統(tǒng)的改進和完善。
致謝
經(jīng)過一段時間的努力，畢業(yè)設(shè)計終于較為圓滿地完成了，值此之際我首先要感謝我的指導(dǎo)老師陳鳳騰教授。從選題到論文的定稿，期間的每一處無不凝聚著老師的心血。在設(shè)計的過程中，老師也很耐心地幫助我解決了一些設(shè)計上的問題，給了我很多的專業(yè)建議。老師淵博的知識，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)，永遠(yuǎn)銘記在本人的心中，并將使本人終身難忘，是我今后學(xué)術(shù)生涯和人生旅程上的楷模。他傳授給本人的不僅是理論知識和實踐能力，更重要的是如何尋找問題、如何思考問題、如何解決問題。最后，再次感謝陳鳳騰老師在這段時間里對本人的無私幫助！
感謝我的舍友在本次課題的完成過程中提供的幫助！
感謝徐州工程學(xué)院圖書館為本人的畢業(yè)設(shè)計提供了豐富的參考文獻(xiàn)！
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