I摘要國 家 經(jīng) 濟 近 些 年 來 正 平 穩(wěn) 迅 速 地 發(fā) 展 ， 隨 著 人 民 收 入 的 穩(wěn) 定 增 長 加 之 對交 通 快 捷 方 便 程 度 的 需 求 ， 人 民 對 汽 車 的 需 求 量 有 增 無 減 。 車 輛 擁 有 量 的 增加 應 與 停 車 場 數(shù) 目 的 增 加 節(jié) 奏 相 當 ， 但 是 目 前 看 來 ， 停 車 場 的 數(shù) 目 難 以 跟 上車 輛 增 加 帶 來 的 停 泊 需 求 。 因 此 ， 就 帶 來 了 諸 如 車 輛 難 以 停 放 甚 至 在 非 車 輛停 放 區(qū) 亂 泊 車 的 問 題 ， 也 為 停 車 管 理 帶 來 了 許 多 難 題 。 小 型 立 體 車 庫 由 于其 結 構 的 特 殊 性 ， 使 其 具 備 了 一 位 可 停 多 車 的 優(yōu) 勢 ， 能 夠 有 效 地 解 決 商 業(yè) 用地 有 限 ， 而 居 民 停 車 困 難 的 問 題 ， 得 到 了 廣 大 用 戶 的 支 持 。本 次 設 計 將 工 作 進 程 分 為 多 部 分 進 行 設 計 ， 完 成 對 本 次 設 計 的 來 源 、 目的 及 意 義 ， 并 進 行 具 體 的 設 計 計 算 及 校 核 。 設 計 部 分 主 要 包 括 對 車 庫 類 型與 移 動 方 案 的 選 擇 、 鏈 輪 與 鏈 條 的 設 計 、 傳 動 部 分 的 設 計 、 各 元 器 件 的 選 擇與 計 算 和 電 器 控 制 系 統(tǒng) 的 設 計 。以本文設計的各參數(shù)進行校核、模擬，可實現(xiàn)預期的效果，實現(xiàn)車輛的存取。由此可得出，升降橫移式立體停車庫能夠以一定的場地面積對多數(shù)車輛進行存取，可以在一定程度上緩解停車難的問題，達到了本次設計的初衷。也可發(fā)現(xiàn)立體車庫也是停車場地在未來的主流發(fā)展方向。關鍵詞:小型立體車庫，傳動結構，控制系統(tǒng)。IIAbstractThe national economy has developed rapidly in recent years. With the steady growth of the people's income and the demand for rapid and convenient traffic, the demand for cars is increasing. The increase in vehicle ownership should be equivalent to the increase in the number of parking lots, but it seems that the number of parking lots is difficult to keep up with the parking demand. Therefore, it brings many problems such as vehicle parking and parking in non parking areas. It also brings many difficulties to parking management. Because of the particularity of its structure, small three-dimensional garage has the advantage of stopping multiple vehicles. It can effectively solve the limited commercial land, and the problem of resident parking difficulty has been supported by the vast number of users.Compared with the common underground garage,the small three-dimensional garage is more secure, and can greatly reduce the danger of people and vehicles. The equipment controlled by the electronic device stays in the garage, or the vehicle is in the non - parking space.This design divides the work process into several parts, designs the source, purpose and significance of the design, and carries out specific design calculation and verification. The design includes the selection of the type of garage and the mobile scheme, the design of the sprocket and chain, the design of the transmission part, the selection and calculation of the components, and the design of the electrical control system.By checking and simulating the parameters designed in this paper, we can achieve the desired effect and achieve the access of vehicles. From this, it can be concluded that the lift and horizontal parking garage can access most vehicles with a certain area, and can alleviate the problem of parking difficulty to a certain extent and achieve the original intention of this design. It can also be found that stereo garage is also the main direction of parking development in the future.Key Words：Small stereoscopic garage；Transmission mechanism；Control systemI目 錄摘要 IAbstract.II1. 緒論 .11.1 課題的背景及意義 .11.2 立體車庫的國內外發(fā)展現(xiàn)狀 .11.3 多種小型立體車庫的特點及比較 .31.4 論文的主要內容及章節(jié)安排 .42.系統(tǒng)總體設計 52.1 系統(tǒng)總體結構設計 52.2 系統(tǒng)總體控制設計 73. 小型立體車庫的傳動系統(tǒng)設計 .83.1 傳動系統(tǒng)的組成 83.2 傳動系統(tǒng)的主要參數(shù) 83.3 傳動鏈和鏈輪的選擇 .93.4 鏈輪的計算 .93.5 鏈條的設計計算 .144.電器控制系統(tǒng)設計及元器件選型 .194.1 電動機的選擇 .194.2 減速器的選擇 194.3 軸承的選擇 204.4 軸的選擇 204.5 安全裝置的選擇 .23II4.6 PLC 控制系統(tǒng)方案確定 24總結 .26參考文獻 .27附錄Ⅰ ：外文譯文 28附錄Ⅱ ：外文原文 37附錄Ⅲ：車庫總程序 .47致 謝 52小型立體車庫設計- 1 -1. 緒論1.1課題的背景及意義國 家 經(jīng) 濟 近 些 年 來 正 平 穩(wěn) 迅 速 地 發(fā) 展 ， 隨 著 人 民 收 入 的 穩(wěn) 定 增 長 加 之 對交 通 快 捷 方 便 程 度 的 需 求 ， 人 民 對 汽 車 的 需 求 量 有 增 無 減 。 據(jù) 我 國 專 業(yè) 人 士統(tǒng) 計 ， 我 國 于 2016 年 汽 車 銷 售 量 再 次 位 居 全 球 首 位 ， 高 達 2802.8 萬 輛 ,幾 乎 將 產(chǎn) 量 銷 售 一 空 。 而 2017 年 的 汽 車 銷 售 量 雖 有 所 下 降 ， 但 依 舊 高 達2400 萬 輛 ， 震 撼 他 國 。 車 輛 擁 有 量 的 增 加 應 與 停 車 場 數(shù) 目 的 增 加 節(jié) 奏 相 當 ，但 是 目 前 看 來 ， 停 車 場 的 數(shù) 目 難 以 跟 上 車 輛 增 加 帶 來 的 停 泊 需 求 。 因 此 ， 就帶 來 了 諸 如 車 輛 難 以 停 放 甚 至 在 非 車 輛 停 放 區(qū) 亂 泊 車 的 問 題 ， 也 為 停 車 管 理帶 來 了 許 多 難 題 。小 型 立 體 車 庫 是 我 國 近 年 來 大 力 扶 持 的 產(chǎn) 業(yè) 項 目 ， 它 可 利 用 較 小 的 占 地面 積 進 行 多 數(shù) 車 輛 的 存 取 ， 快 捷 便 利 ， 成 為 一 個 緩 解 用 地 短 缺 提 供 了 有 效 方式 。 自 上 世 紀 末 起 ， 我 國 增 加 了 機 械 立 體 車 庫 和 立 體 停 車 場 的 項 目 ， 并 劃 入重 點 扶 持 的 范 圍 中 。 我 國 的 海 關 總 署 對 立 體 車 庫 提 供 積 極 支 持 ， 免 除 了 進 口稅 。 經(jīng) 過 多 方 的 支 持 ， 立 體 停 車 庫 項 目 打 下 了 堅 實 的 政 策 基 礎 ， 是 解 決 目前 城 市 車 輛 停 放 問 題 的 有 力 支 持 。 綜 合 以 上 幾 方 面 來 看 ， 立 體 車 庫 未 來 的 市場 前 景 十 分 可 觀 。立 體 車 庫 的 研 究 詣 在 為 鏈 驅 動 雙 層 起 落 橫 移 式 立 體 車 庫 泊 車 設 備 開 辟 一條 經(jīng) 濟 適 用 的 新 路 徑 ， 并 對 與 其 相 關 的 方 面 做 更 大 范 圍 更 加 細 致 的 研 究 。本 文 所 述 的 關 于 立 體 車 庫 的 鉆 研 ， 具 有 自 主 知 識 產(chǎn) 權 。 對 解 決 近 年 來 城市 交 通 系 統(tǒng) 擁 堵 和 運 行 不 暢 等 問 題 有 極 大 幫 助 的 同 時 ， 還 對 緩 解 停 車 場 地 短缺 和 降 低 都 市 停 車 難 度 具 有 深 遠 影 響 。1.2立體車庫的國內外發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn) 如 今 ， 隨 著 經(jīng) 濟 和 交 通 的 迅 速 發(fā) 展 ， 都 市 停 車 困 難 已 經(jīng) 成 為 目 前 都 市發(fā) 展 過 程 中 無 法 回 避 的 問 題 ， 立 體 停 車 設 備 在 美 國 、 日 本 等 各 個 發(fā) 達 國 家 對立 體 車 庫 的 研 究 均 有 三 十 甚 至 將 近 五 十 年 的 歷 史 ， 他 們 此 方 面 的 研 究 和 發(fā) 展穩(wěn) 定 而 迅 猛 ， 特 別 是 日 本 ， 在 技 術 和 實 施 上 現(xiàn) 都 已 趨 于 成 熟 。 而 我 國 的 機械 式 停 車 設 備 從 著 手 研 發(fā) 到 現(xiàn) 在 僅 僅 不 到 二 十 年 。 現(xiàn) 存 的 大 多 數(shù) 新 建 社 區(qū)的 設 計 都 僅 僅 能 實 現(xiàn) 平 均 每 戶 住 戶 最 多 能 夠 擁 有 一 個 停 車 位 ， 鏈 式 雙 層 升小型立體車庫設計- 2 -降 橫 移 立 體 車 庫 停 車 設 備 由 于 其 結 構 的 特 殊 性 ， 使 其 具 備 了 一 位 可 停 多 車 的優(yōu) 勢 ， 能 夠 有 效 地 解 決 商 業(yè) 用 地 有 限 ， 而 居 民 停 車 困 難 的 問 題 ， 得 到 了 廣 大用 戶 的 支 持 。小 型 立 體 車 庫 具 有 許 多 一 般 地 下 車 庫 沒 有 的 特 點 和 便 捷 性 。 尤 其 突 出 的一 點 是 ： 機 械 車 庫 能 夠 在 與 一 般 車 庫 面 積 相 當 的 條 件 下 創(chuàng) 造 出 更 多 的 停 車 位 ，使 有 限 的 面 積 發(fā) 揮 最 大 的 使 用 效 率 。 傳 統(tǒng) 的 車 庫 中 ， 每 輛 車 除 了 停 車 位 必 要占 據(jù) 的 面 積 ， 還 要 設 置 足 夠 面 積 的 行 車 通 道 。 這 樣 設 置 的 車 庫 中 ， 每 輛 車 占地 都 達 到 40 平 方 米 。 但 如 果 換 成 立 體 機 械 車 庫 ， 地 面 采 用 多 層 車 庫 ， 可 以使 車 庫 在 面 積 恒 定 的 前 提 下 停 車 位 實 現(xiàn) 翻 倍 ， 每 100 平 方 米 的 土 地 上 就 可停 80 輛 車 ， 最 大 程 度 的 節(jié) 約 了 有 限 的 土 地 資 源 ， 節(jié) 約 建 筑 工 程 的 開 發(fā) 成 本 。與 常 見 的 地 下 車 庫 相 比 ， 鏈 式 雙 層 起 落 橫 移 式 車 庫 具 有 更 強 的 安 全 性 ，能 夠 使 人 和 車 輛 的 危 險 大 大 降 低 ， 電 子 裝 置 控 制 的 設 備 在 人 在 車 庫 中 停 留 ，或 車 輛 處 于 非 停 車 位 時 都 處 于 不 運 行 狀 態(tài) 。在 立 體 車 庫 中 可 以 用 計 算 機 控 制 車 輛 存 取 ， 就 可 以 不 對 暖 通 設 施 加 以 利用 ， 這 樣 一 來 ， 立 體 車 庫 的 能 耗 就 遠 遠 低 于 現(xiàn) 存 的 普 通 地 下 車 庫 的 能 耗 。 鏈式 驅 動 的 雙 層 升 降 橫 移 車 庫 通 常 作 為 單 個 單 元 而 不 是 整 個 系 統(tǒng) 組 裝 。 這 樣 可以 充 分 發(fā) 揮 其 用 地 少 的 優(yōu) 勢 ， 可 以 破 碎 成 碎 片 ， 在 任 意 居 住 區(qū) 或 任 意 一 棟 樓下 均 可 以 建 造 機 械 停 放 場 所 。 這 是 當 前 解 決 小 區(qū) 車 庫 緊 缺 的 一 條 快 速 途 徑 。在 我 國 機 械 行 業(yè) 標 準 GB/T 8713-1998 中 ， 對 立 體 車 庫 進 行 了 分 類 ， 其具 體 分 類 如 下 ：表 1.1：立體車庫的分類類別 代號 工作原理平面移動類 PY指存車位與載車板在同一水平面內，通過載車板在水平面內做往復移動，實現(xiàn)車輛進出功能的停車設備。升降橫移類 SH指通過垂直升降和水平橫移來使車輛的移動，實現(xiàn)車輛進出功能的停車設備。水平循環(huán)類 SX 指車輛載體在水平面內布置成兩排或兩排以上連續(xù)循環(huán)的列尖移位運小型立體車庫設計- 3 -動，實現(xiàn)車輛進出功能的停車設備。巷道堆垛類 XD指存車位在巷道一邊或兩邊的停車空間進行多層布置，通過載車板在巷道內做水平，垂直或水平垂直復合運動，實現(xiàn)車輛的進出功能的停車設備。多層循環(huán)類 DX指車輛在垂直平面內排列成兩層或兩層以上做連續(xù)運動，兩端有升降機構進行循環(huán)層間轉換運動，實現(xiàn)車輛進出功能的停車設備。垂直循環(huán)類 CX指車輛搬運器在垂直平面內做連續(xù)循環(huán)移動，來實現(xiàn)車輛進出功能的停車設備。垂直升降類 CS指停車空間分布在豎井周圍，通過升降載體在專用升降通道內做升降運動，實現(xiàn)車輛進出功能的停車設備。簡易升降類 JS指通過單一搬運器的升降，俯仰或二三層搬運器的整體升降，俯仰，實現(xiàn)車輛二三層車輛進出功能的停車設備。汽車升降機類 QS指運載車輛(或同時運載駕駛員)垂直升降作業(yè)的多層調平，從運載車到停車位要求駕駛員駕駛到位，實現(xiàn)車輛進出功能的停車設備。巷 道 堆 垛 式 立 體 車 庫 通 過 堆 垛 機 來 進 行 存 取 車 輛 ， 經(jīng) 由 堆 垛 機 來 進 行 全部 車 輛 的 存 取 ， 故 此 對 堆 垛 機 的 安 全 性 能 要 求 和 造 價 都 較 高 。巷 道 堆 垛 式 立 體 車 庫 裝 備 是 20 世 紀 中 后 期 歐 洲 依 據(jù) 自 動 化 立 體 車 庫 為參 考 研 發(fā) 的 一 種 專 門 用 于 停 放 小 型 汽 車 的 泊 車 設 施 。 它 是 一 種 由 計 算 機 控 制的 全 自 動 立 體 全 封 閉 車 庫 ， 它 集 機 、 光 、 電 、 自 動 控 制 于 一 體 ， 具 有 車 輛 儲放 安 全 可 靠 等 優(yōu) 點 。 該 類 車 庫 多 用 于 建 造 大 型 或 中 型 的 停 車 場 。小型立體車庫設計- 4 -1.3多種小型立體車庫的特點及比較1.3.1 升降橫移式升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 通 常 作 為 單 個 單 元 而 不 是 整 個 系 統(tǒng) 組 裝 ， 這 樣 各單 元 均 可 以 使 用 多 層 或 半 地 下 等 方 案 ， 汽 車 數(shù) 目 可 以 從 幾 輛 增 加 到 幾 百 輛 。本 類 型 車 庫 可 組 建 后 使 用 于 大 多 場 地 ， 且 成 本 不 高 。產(chǎn) 品 優(yōu) 點 ：(1)占 地 面 積 小 ， 建 造 時 間 短 。(2)售 價 較 低 ， 對 防 火 、 裝 飾 等 投 入 少 。(3)可 利 用 計 算 機 控 制 ， 搭 建 便 利 。(4)可 快 速 的 對 車 輛 進 行 存 取 。(5)無 噪 音 。1.3.2 巷道堆垛式巷 道 堆 垛 立 體 車 庫 是 唯 一 一 個 使 用 堆 垛 機 的 車 庫 ， 堆 垛 機 成 為 此 類 車 庫存 取 車 輛 的 一 個 特 點 ， 故 此 對 其 安 全 性 能 要 求 和 造 價 都 較 高 。 該 類 車 庫 多用 于 大 型 密 集 式 停 車 庫 。1.3.3 垂直提升式垂 直 提 升 式 立 體 車 庫 使 用 電 梯 來 進 行 工 作 ， 在 電 梯 雙 側 設 置 停 車 位 ， 通常 在 地 面 設 置 汽 車 轉 向 平 臺 ， 控 制 車 輛 的 方 向 。 垂 直 提 升 式 立 體 車 庫 大 多高 十 幾 米 ， 所 以 以 高 成 本 來 提 高 車 庫 安 穩(wěn) 性 能 和 組 裝 精 度 需 求 ， 并 減 少 場 地的 占 用 。1.3.4 垂直循環(huán)式產(chǎn) 品 優(yōu) 點 ：（ 1)以 立 體 停 車 的 方 式 減 少 場 地 的 占 用 。（ 2)裝 修 和 防 火 設 施 較 為 簡 便 。小型立體車庫設計- 5 -（ 3)售 價 較 低 ， 對 防 火 、 裝 飾 等 投 入 少 。（ 4)可 利 用 計 算 機 控 制 ， 搭 建 便 利 。通 過 對 四 種 車 庫 的 比 較 ， 以 鏈 驅 動 雙 層 升 降 橫 移 式 車 庫 為 本 次 設 計 的 車庫 類 型 。1.4論文的主要內容及章節(jié)安排本 次 論 文 主 要 完 成 鏈輪與鏈條構成的傳動部分設計、各元器件的設計和電器控制系統(tǒng)的設計。其中具體內容為車庫類型與移動方案的選擇、鏈輪與鏈條的設計、傳動部分的設計、各元器件的選擇與計算、電器控制系統(tǒng)的設計。本 次 論 文 將 于 第 二 章 進 行 系 統(tǒng) 的 總 體 結 構 及 控 制 設 計 ， 于 第 三 章 與 第 四章 分 別 進 行 傳 動 系 統(tǒng) 的 設 計 計 算 、 元 器 件 的 選 型 與 計 算 ， 并 進 行 完 善 的 控 制系 統(tǒng) 的 設 計 ， 最 后 進 行 整 篇 論 文 的 總 結 及 致 謝 。小型立體車庫設計- 6 -2.系統(tǒng)總體設計2.1 系統(tǒng)總體結構設計2.1.1 系統(tǒng)結構方案的確定因 為 車 庫 采 用 鏈 驅 動 ， 可 以 先 決 定 車 庫 使 用 起 落 機 式 或 電 梯 式 的 升 降 方式 。 然 后 對 傳 動 系 統(tǒng) 及 其 他 機 械 部 分 進 行 數(shù) 據(jù) 設 計 、 控 制 系 統(tǒng) 的 編 程 設 計 。其 中 傳 動 系 統(tǒng) 包 括 鏈 條 和 鏈 輪 的 設 計 、 傳 動 軸 的 設 計 、 減 速 器 的 選 擇 、 軸 承的 選 擇 、 電 動 機 的 選 擇 和 安 全 裝 置 的 選 擇 等 。初 步 擬 定 方 案 如 下 ：方 案 1：（ 1） 依 據(jù) 轎 車 尺 寸 設 計 載 車 板 的 大 小 ， 并 對 其 進 行 受 力 分 析 和 計 算 核 。（ 2） 選 擇 直 升 降 式 的 起 落 機 構 ， 零 件 選 擇 滑 輪 及 鋼 絲 繩 ， 選 定 零 件 尺寸 及 質 料 后 ， 對 其 進 行 受 力 分 析 和 計 算 校 核 。（ 3） 選 擇 電 磁 接 觸 閥 來 進 行 裝 置 的 制 動 。（ 4） 進 行 防 墜 落 裝 置 和 急 停 裝 置 的 設 計 。（ 5） 對 搭 建 支 架 的 材 料 進 行 選 擇 。（ 6） 對 搭 建 進 行 最 節(jié) 省 設 計 。方 案 2：（ 1） 依 據(jù) 轎 車 尺 寸 設 計 載 車 板 的 大 小 ， 并 對 其 進 行 受 力 分 析 和 計 算 校核 。（ 2） 選 擇 直 升 降 式 的 起 落 機 構 ， 零 件 選 擇 鏈 輪 及 鏈 條 ， 選 定 零 件 尺 寸及 質 料 后 ， 對 其 進 行 受 力 分 析 和 計 算 校 核 。（ 3） 選 擇 電 磁 接 觸 閥 來 進 行 裝 置 的 制 動 。（ 4） 進 行 防 墜 落 裝 置 和 急 停 裝 置 的 設 計 。小型立體車庫設計- 7 -（ 5） 對 搭 建 支 架 的 材 料 進 行 選 擇 。（ 6） 對 搭 建 進 行 最 節(jié) 省 設 計 。對 比 兩 種 方 案 ， 選 擇 方 案 二 。 傳 動 機 構 以 鏈 傳 動 為 核 心 ， 由 PLC 控 制完 成 車 輛 存 取 。 在 機 構 上 方 安 裝 兩 條 封 閉 的 鏈 條 和 多 個 轉 向 齒 輪 ， 使 用 一 條通 軸 來 連 接 兩 個 鏈 條 ， 通 軸 則 與 減 速 器 相 連 ， 使 得 轉 速 平 穩(wěn) ， 完 成 兩 個 封 閉鏈 條 的 同 速 轉 動 ， 使 得 傳 動 機 構 運 行 安 穩(wěn) 。 方 案 一 使 用 鋼 絲 繩 較 難 達 到 這 樣的 效 果 ， 因 此 不 采 用 。本 設 計 的 傳 動 特 點 是 ：（ 1） 高 智 能 自 動 處 理 ， 效 率 高 。（ 2） 多 零 件 組 合 形 成 ， 維 修 便 捷 。（ 3） 設 有 防 墜 落 和 急 停 等 多 個 設 施 ， 確 保 安 全 。（ 4） 完 成 編 程 設 計 后 ， 操 作 簡 潔 。2.1.2 移動方案的比較小 型 立 體 車 庫 依 據(jù) 工 作 原 理 可 分 為 ： 升 降 橫 移 式 、 垂 直 提 升 式 、 巷 道 堆垛 式 等 諸 多 類 型 。 其 中 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 用 載 車 板 來 對 車 輛 進 行 起 落 及 橫移 ， 實 現(xiàn) 存 取 的 目 的 。 由 于 這 種 車 庫 可 組 裝 成 大 、 中 、 小 型 車 庫 ， 適 用 于 諸多 場 地 ， 所 以 廣 受 喜 愛 。升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 在 每 以 個 泊 車 空 間 均 設 有 載 車 板 ， 控 制 載 車 板 上 下左 右 移 動 ， 來 使 車 輛 進 行 存 取 。 底 層 車 位 載 車 板 只 進 行 左 右 移 動 ， 上 層 車 位載 車 板 只 進 行 上 下 移 動 。 在 存 取 車 輛 前 會 設 定 底 層 一 個 車 位 為 定 點 車 位 ， 不安 裝 任 何 東 西 。本 設 計 是 雙 層 六 位 五 車 的 小 型 立 體 車 庫 ， 其 存 取 方 式 圖 如 下 所 示 :小型立體車庫設計- 8 -圖 2.1：雙層六位五車立體車庫的存取方式圖移 動 方 案 （ 1）將 右 邊 的 3 號 車 位 作 為 定 點 車 位 不 動 ， 1,2 號 車 位 可 直 接 使 用 。 使 用6 號 車 位 則 需 下 降 到 3 號 車 位 上 進 行 存 取 。 使 用 5 號 車 位 時 ， 先 把 2 號 車位 平 移 至 1 號 車 位 上 ， 然 后 再 進 行 降 落 ， 進 行 存 取 。 使 用 4 號 車 位 時 ， 先把 2 號 車 位 平 移 至 3 號 車 位 上 ， 然 后 把 1 號 車 位 平 移 至 2 號 車 位 上 ， 最 后再 讓 4 號 車 位 降 落 ， 進 行 存 取 。移 動 方 案 （ 2）將 左 邊 的 1 號 車 位 作 為 定 點 車 位 不 動 ， 其 移 動 方 式 與 方 案 一 相 反 。移 動 方 案 （ 3）將 中 間 的 2 號 車 位 作 為 定 點 車 位 不 動 ， 1、 3 號 車 位 可 直 接 使 用 。 使 用4 號 車 位 時 ， 先 把 1 號 車 位 平 移 至 2 號 車 位 上 ， 然 后 再 進 行 降 落 ， 進 行 存 取 。使 用 5 號 車 位 時 可 直 接 降 落 至 2 號 車 位 ， 進 行 存 取 。 使 用 6 號 車 位 時 ， 則與 4 號 車 位 相 反 。通 過 比 較 三 個 方 案 并 結 合 實 際 ， 本 設 計 最 終 決 定 采 用 方 案 （ 1） 作 為 車庫 整 體 移 動 的 方 案 。2.1.3 升降橫移式立體車庫的存取方式升降式立體車庫式通過升降停車板，實現(xiàn)車輛的存取及停放的機械停車設施。圖 4-1 是在地面設有 6 個車位，但只使用 5 個車位進行升降或橫移。它的頂部三個車位可以實現(xiàn)升降，而底部的車位只能進行橫移。底部車位可以直接存取車輛，頂部的車位則需要底部車位橫移來留出空位進行升降，實現(xiàn)存取車輛。本次設計的立體車庫對場地適應性較強，可依據(jù)具體的場地進行組裝，建成大、中、型車庫，但多用于中小型停車庫。立體車庫雖然結構要求不高但是安全可靠，造價適中，因此，用戶廣泛。小型立體車庫設計- 9 -圖 2.2：雙層六位五車立體車庫的存取方式圖2.2 系統(tǒng)總體控制設計升降橫移式立體停車庫使用基于 PLC 的可編程控制系統(tǒng)。系統(tǒng)擁有MD、AD 、復位和急停四種模式。AD 控制模式用于平時的運行狀態(tài)； MD 控制模式則用于調試、維護及維修等工作狀態(tài)；復位模式用于檢測和排除異常狀態(tài)；急停模式用于發(fā)生緊急的異常情況下。在本次設計中，升降橫移式立體停車庫通過 PLC 主要控制五個電機的正反轉動，實現(xiàn)載車板的升降與橫移。此外，PLC 還控制升降車位上的防掉落裝置和觸碰報警裝置。小型立體車庫設計- 10 -3. 小型立體車庫的傳動系統(tǒng)設計3.1 傳動系統(tǒng)的組成一個上層車位使用一組升降傳動機構，一組升降傳動機構由兩對鏈組構成，一對鏈組則由一條循環(huán)鏈、兩條升降鏈和七個鏈輪組成，下圖為傳動機構對稱的一部分。升降傳動機構用于車輛存取時對載車板的放下與拉起。本傳動機構如下圖，由一對鏈組構成，而一對鏈組則由一條循環(huán)鏈、兩條升降鏈和七個鏈輪組成，圖中表現(xiàn)的是對稱構造的一對鏈組，鏈組由端部的一通軸毗鄰。升降部分主要用于將車輛提起并存放，將車輛存放在一層的車輛承載板上，通過兩條升降鏈將車輛提升到二層，然后在經(jīng)過 PLC 控制，由循環(huán)鏈來控制轎車放在哪個車位。圖 3.1：傳動機構的構成3.2 傳動系統(tǒng)的主要參數(shù)表 3.1：傳動系統(tǒng)技術參數(shù)表名稱 鏈驅動雙層升降橫移式車庫操作方式 計算機操作小型立體車庫設計- 11 -放車輛數(shù) 5 輛適用車型 中小型轎車使用車尺寸 4546*1690*1427車重 不超過 1600KG驅動 6kw 電動機速度 min/5控制方式 PLC 控制傳動系統(tǒng)的操作方式為計算機操作，可以存放 5 輛中小型轎車，使用車尺寸為 4546*1690*1427，車重不超過 1600KG，使用 6kw 電動機驅動，以 PLC 控制使得載車板移動速度為 。min/53.3傳動鏈和鏈輪的選擇通常將焊接鏈與片式關節(jié)鏈用作起重機構中的傳動鏈。而其中，焊接鏈的撓性大、鏈輪的直徑小，導致齒數(shù)也較少，因此傳動速度比較小，不能應用于高速傳動，通常星輪的鏈條速度小于 0.1 米/ 秒，光輪卷筒的速率小于 1 米/秒。此外，承受力較差，剛度及強度較低，耐磨性差。而片式關節(jié)鏈的撓性更優(yōu)秀，傳動穩(wěn)定，安全性較高，但它會被限制傳動方向，只有縱向撓性，而且成本高昂，易被腐蝕，維護困難。我國大多的起重機械使用起重鏈來拉取起重難度較低的物品。在鏈條的兩端裝有特殊環(huán)，方便攜帶和拆裝。在選擇鏈條時，應使 （3-sFmaxp?1）， ）破 壞 載 荷 （ NF?p ）鏈 條 最 大 工 作 載 荷 （ N?ax選擇關節(jié)鏈中的短節(jié)距精密滾子鏈作為傳動鏈。短節(jié)距精密滾子鏈由銷軸、內外桿、鏈板連接組成。滾子鏈運動時有靜協(xié)調和動協(xié)調，其中靜協(xié)調由銷軸與內鏈板、外鏈板與套筒形成，動協(xié)調由銷軸小型立體車庫設計- 12 -和套筒形成。滾子可相對在套筒上自由旋轉，來降低傳動時的損耗，以及減少碰撞。因此，選擇單列短節(jié)距滾子鏈。圖 3.2：滾子鏈的結構3.4鏈輪的計算3.4.1 設計參考本次設計參考《滾子鏈傳動選擇指導》為傳動標準。3.4.2 鏈輪的傳動計算（1）鏈輪齒數(shù)初設小鏈輪齒數(shù)取 ，初設傳動比 ，可得出大鏈輪齒數(shù)251?Z5.2i?（3-.6.i12???Z2）取整數(shù) 。2（2）實際傳動比（3-48.2561?Zi3）（3）鏈輪轉速初選小鏈輪的直徑 ，可得大鏈輪直徑m160d?（3-D3948.2i???4）小型立體車庫設計- 13 -初選小鏈輪的旋轉速度 ，因為大小鏈輪安裝在同一根傳動軸上，s/m1.0?V可求得大鏈輪的旋轉速度為 （3-smdD/248.0.2??5）同時可求得小鏈輪的旋轉速度為 。sV/.23由公式可求得小齒輪的轉速為（3-min/30648.n12rR????6）由公式可求得大齒輪的轉速為 （3-in/248.n12ri7）（4）修正功率 cp由上文可知小鏈輪傳遞功率為 .4KW2?小P可求得修正功率 （3-fp36.1.21c ??小8）公式中各數(shù)據(jù)可查機械設計手冊中表 14.2.4 得： ， 。4.1?f12f（5）理論中心距 A（3-????mKZXPa 6245.02614205.92120 ??????9）上式中 465.a（6）實際中心距 'A（3-m659204.63' ?????10）（7）與電動機相連的鏈輪轉速小型立體車庫設計- 14 -（3-smpnZv /238.0165.932106???11）（8）有效圓周力 F（3-N10238.4vP10???小12）（9）作用于軸上的拉力 QF（3-NKFAQ1202.10. ????13）3.4.3 鏈輪的尺寸設計（1）鏈輪齒數(shù)上文算得傳動機構中鏈輪齒數(shù) 、 。251?Z6（2）分度圓直徑 d（3-mZpd15280sin.91si????14）（3-Zpd3762180sin5.9si22????15）（3）齒頂圓直徑 ad（3-mpDra 1649.05.12.52.1mx ????????16）小型立體車庫設計- 15 -（3-mdpZDra 1589.0.1256.16.1min ????????????????????17）（3-dpdra 3891.012765.1mx18）（3-mdZdra 37891.05.62.137.12min ????????????????????19）處于 和 之間，為防止加工時發(fā)生頂切現(xiàn)象，選取參數(shù)如下：admaxind取Da164x?ma158in?Da160?, 取da38mxda37inda38（4）齒根圓直徑 f（3-mdDrf 09.14.521???20）（3-rf .36.37221）（5）最大齒根距離 xL奇數(shù)齒鏈輪的最大齒根距離 （3-rxdZ???90cos22）偶數(shù)齒鏈輪的最大齒根距離 （3-rfxL23）將 帶入可得251?Z小型立體車庫設計- 16 -（3-mdZLrx 1409.-250cos190cos11 ???????24）將 帶入可得62（3-mdLrfx 3609.1.-372 ????25）（6） 軸向齒廓及尺寸①齒寬 1fb因為 ，則取 7.2＞p1195.0bf?查機械設計手冊中表 14.2-2 得 則7.21圖 3.3 軸向齒廓（3-mbf 1257.9.05.11 ???26）②齒全寬 fm小型立體車庫設計- 17 -（3-??1ftfmbpb???27）因為使用的是單排滾子鏈，所以 ，即1m?mbffm12?③齒側倒角 ab（3-pa143.0596.???28）④齒側半徑 xrmprx05.19?（7）鏈輪材料及熱處理選擇使用 45 號鋼，并對其進行淬火處理將齒面硬度降低到 55HRC，再對其進行回火處理使齒面硬度將至接近 40HRC。（8）鏈輪結構本次設計的鏈輪采用整體式結構的中型齒輪①輪轂厚度 h（3-dkf1.06??29）式中 ，mdk01dk802?常數(shù) ：表 3.1 常數(shù) 的取值kd k＜50 3.0小型立體車庫設計- 18 -50~100 4.5100~150 6.1＞ 150 9.8② 輪轂長度 l， ，取中間值 ，故hl3.max?h6.2min hl3?（3-ml 61520.5.91 ?????????30）（3-hl 803761.085.932 ???????????31）③輪轂直徑 bd（3-hkh2??32）mdh1061?h342782??（9） 鏈輪示意圖小型立體車庫設計- 19 -圖 3-4 鏈輪結構示意圖3.5 鏈條的設計計算3.5.1 設計參考本次設計參考《滾子鏈傳動選擇指導》為傳動標準。3.5.2 鏈條的傳動設計（1）鏈條節(jié)距 P上文算得 和 兩個參數(shù)到機械設計手冊中可查得KWp36.c?min/301r?，即 。AP2?059（2）初選中心距 pa初設 35a0?p（3）鏈長節(jié)數(shù) 0X（3-49.13568.235a2a010 ??????ppfZ33）小型立體車庫設計- 20 -取整數(shù)可得 節(jié)，上式中 （3-140?X68.342563?????????f34）（4）鏈條長度 L（3-mpX17.205.9140???35）（5）理論中心距 A（3-????mKZXPa 6245.02614205.92120 ???????36）上式中 465.a（6）實際中心距 'A（3-m659204.63' ?????37）（7）與電動機相連的鏈輪轉速（3-spnZv /238.0165.932106???38）（8）有效圓周力 F（3-N10238.4vP10???小39）（9）作用于軸上的拉力 QF（3-NKFAQ1202.10. ????40）（10）鏈條參數(shù)小型立體車庫設計- 21 -選擇 的鏈條，可知鏈條為單排 12A 滾子鏈197243/.1-2??TGBA通過參考《滾子鏈傳動選擇指導》可查得相關的各數(shù)據(jù)為：表 3-2 鏈條的各參數(shù)節(jié)距 mp05.19?鏈條通道高度 h348內鏈板高度 .2外中鏈板高度 6153?滾子直徑 md9.銷軸直徑 2套筒孔徑 3.5?內鏈節(jié)內寬 b712外鏈節(jié)內寬 m8.3銷軸全寬 964?過渡鏈節(jié)尺寸 、 、l9.71l1.2c1.03.5.3 鏈條的靜強度計算靜強度安全系數(shù)是鏈傳動計算中重要的一環(huán)，通常在進行使用壽命計算時，靜強度系數(shù)是必須計算量。當鏈條傳動速度 時，傳動被認為是低俗smv/8.0＜重載鏈傳動且性價比較低，需對其 進行相關的計算，并可由由計算結果可繪額p成額定功率曲線。比較曲線上各點對應的安全系數(shù)與靜強度安全系數(shù)。（4-2' 10??qakFff41）（4-??2'sin?kff?42）小型立體車庫設計- 22 -式中 ， ， ，ma?kgfq/NFf?'',鏈條的靜強度安全系數(shù)計算：（4-??nFKQnfcA???43）（4-2qvc44）??8~4為n查機械設計手冊可得 、 、 、 、310.??Q4.?AKmkgq/6.5??90?、smv/4/28.0＜?''F可算得 處于安全范圍，鏈條的靜強度安全系數(shù)達標。2.10.33??n3.5.4 鏈條的使用壽命計算當鏈傳動的傳動功率數(shù)值超過額定功率，鏈條的使用壽命必須小于 15000小時，或者磨損伸長率 必須顯著小于 3%時，有必要對鏈條的使用壽命進行p?計算。設 為式 4-45 由得到的功率值， 為由式 4-46 得到的功率值'0p'0p（4-fcAFKQn??45）（4-10'17pAmLknZT???????小型立體車庫設計- 23 -46）為要求傳遞的功率，在不發(fā)生膠合的前提下，對已知鏈傳動進行疲勞壽p命計算為：當 ，則 （4-'0kmA?1017.3'7pAmLknZT???????47）當 ， 則 （4-'0'0pkmA＜?1052'pAmLkT???????48）查機械設計手冊可得 、 。LKA4.1m，kwFvp8.2.01'0???由前面計算知： ， ，51Zin/301r14?pL因為 （4-kwkpmA4.26.42.＞??49）則 hLpknZTpAm 598104.21843025110 7.377.3'07 ?????????????????由式 4-46 可知，鏈條的使用壽命時間為 59888 小時。3.5.5 鏈條的磨損壽命計算當鏈條需要磨損伸長率 或者因為潤滑條件不能滿足而造成鏈條%3＜???????p過度磨損時，可按照式 4-46 對滾子鏈進行磨損壽命時間的計算。（4-??????????????piZvLpcTpr191503250）小型立體車庫設計- 24 -結合上文與機械設計手冊可查得： 、 、 、14?pLsmv/28.0%3????????p、 。19.2?c3c按下式計算rp（4-AFKfCr??51）查機械設計手冊可得 、 、 、4.1?AKN0??0??fFmkgqvFc 3528.0/6.52??（4-2279.1.9.bdA?52）帶入式 4-51 可得 MPaAFKpfcr 13279.1054.3????查機械設計手冊可得 7.81?將所得各數(shù)帶入式 4-50 可得： hpiZvLpcTpr 10847%348.25.01329.7891509150 3132 ???????????????????????????由式 4-50 可知，鏈條的磨損壽命時間為 10847 小時。小型立體車庫設計- 25 -4.電器控制系統(tǒng)設計及元器件選型4.1 電動機的選擇電 動 機 需 考 慮 多 種 因 素 進 行 選 取 ， 主 要 考 慮 因 素 如 下(1)根 據(jù) 所 需 的 轉 速 、 工 作 時 的 負 荷 和 電 機 工 作 時 的 特 性 ， 選 出 最 合 適 的電 機 型 號 。(2)根 據(jù) 電 機 工 作 時 溫 度 會 上 升 的 情 況 、 工 作 時 產(chǎn) 生 的 負 載 ， 最 大 過 載 數(shù)值 等 因 素 選 最 合 適 的 電 機 ， 并 通 過 對 比 水 冷 和 風 冷 對 電 機 的 影 響 ， 選 擇 自 然風 冷 卻 的 方 法 。(3)根 據(jù) 電 機 工 作 環(huán) 境 ， 選 擇 不 同 保 護 電 機 的 方 式 。(4)根 據(jù) 國 家 規(guī) 定 的 工 業(yè) 或 家 用 電 壓 選 擇 對 應 的 功 率 的 電 機 。(5)額 定 轉 速 的 選 擇 則 需 通 過 對 應 機 械 的 最 大 轉 速 作 出 決 定 。考 慮 保 護 環(huán) 境 的 因 素 ， 最 終 選 定 的 電 機 應 該 是 在 最 低 能 耗 的 ， 對 其 工 作時 的 可 靠 性 、 電 機 運 輸 過 程 中 的 運 費 、 配 件 是 否 符 合 國 標 、 維 修 的 費 用 、 運行 過 程 中 功 率 的 波 動 等 因 素 。比 照 不 同 的 電 機 ， 和 以 上 選 取 的 條 件 ， 覺 得 使 用 Y2-112M-4 閉 合 式 三相 異 步 電 動 機 。 此 電 機 具 有 良 好 的 效 率 ， 用 電 少 、 體 積 小 、 工 作 穩(wěn) 定 等 優(yōu) 點 。此 電 機 符 合 國 家 B 級 絕 緣 標 準 ， 有 良 好 的 放 塵 的 作 用 ， 以 達 到 防 止 廢 物 進 入電 機 影 響 工 作 的 效 果 。表 4.1 電機的參數(shù)kwp4?額 AI8.?額 min/140rn?%8?2.0cos?3.2axNT0.7?stI3.?NstT5.1?NmiT小型立體車庫設計- 26 -4.2減速器的選擇由 上 文 并 聯(lián) 系 實 際 ， 可 知 電 機 的 的 、 ， 由min/140rn?入 in/30r?出此 推 算 出 。 選 擇 一 級 直 聯(lián) 擺 線 針 輪 減 速 器 。48?i減 速 器 型 號 為 XWD8160， 查 標 準 可 知 重 要 參 數(shù) 為 ：表 4.2 減速器的重要參數(shù)kwp0.4?mNW??1290mA308?mDC3C6E1570FM238?N40?G19?mp4' mH36mR25V75?DM240?J19?L684kg134.3軸承的選擇此 小 型 立 體 車 庫 在 設 計 階 段 ， 受 到 的 主 要 是 軸 向 力 ， 根 據(jù) 此 原 因 ， 需 要選 用 深 溝 球 軸 承 。當 轉 速 較 低 時 軸 承 可 以 承 受 來 之 徑 向 和 軸 向 的 力 。 一 旦 轉 速 過 高 ， 由 于推 力 軸 承 的 特 性 ， 受 到 的 負 載 將 會 由 混 合 載 荷 變 為 純 軸 向 負 載 。4.4軸的選擇4.4.1 選擇材料45 鋼 ：