613352280畢業(yè)設(shè)計（論文）自動化立體車庫設(shè)計

1、摘要 立體車庫是專門實(shí)現(xiàn)各種車輛的自動停放及科學(xué)寄存的倉儲設(shè)施。隨著城市 汽車保有量的不斷增加，停車難問題己經(jīng)成為大中型城市的一個普遍現(xiàn)象。機(jī)械 式立體車庫可充分利用上地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，最大限度地停放車輛，成為解 決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。本課題以較為典型的升降橫移式立體車庫為研 究對象，綜合考慮立體車庫制造成本和運(yùn)行效率的雙重因素。 本文在對國內(nèi)外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層三列 式車庫結(jié)構(gòu)為研究模型。升降橫移式立體車庫就其組成部分而言，可分為三大部 分：車庫結(jié)構(gòu)部分、傳動機(jī)構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分。本文簡單介紹了車庫的主體 結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，對車庫的控制系統(tǒng)也作了簡單的說

2、明，依據(jù)升降橫移式立體車庫的 運(yùn)行原理，運(yùn)用力學(xué)理論對升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的力學(xué)分析， 包括升降橫移式立體車庫的框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、橫移傳動系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度和升降傳 動系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度等。在對升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計中，采用了先進(jìn) 的 plc 控制，運(yùn)用歐姆龍公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的 程序，并經(jīng)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程序控制器(plc)作為控制系統(tǒng)簡單易行。 其穩(wěn)定、可靠、快速、性價比高的特點(diǎn)使得控制系統(tǒng)非常完美。為了使停車設(shè)備 滿足使用要求，根據(jù)國家關(guān)于機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)、升降橫移式 立體車庫的實(shí)際，在升降橫移式立體車庫中使用了一些必要的

3、安全技術(shù)，這樣保 證了車輛的絕對安全，使得整個車庫可以安全平穩(wěn)的運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：立體車庫，控制系統(tǒng)，可編程序控制器，鋼結(jié)構(gòu)。 abstract stereo garage is the storage which is used for automatic parking and scientific storage of kinds of automobile. as the quantity of urban automobile has increased continuously in nowadays, the hard-to-park problem has become

4、a common phenomenon. mechanical stereo garage can use land resource sufficiently and bring space advantage into play, and maximize the number of parking cars. it has become an important way for static traffic problem of cities. the issue studies the type mechanical parking system which named up-down

5、 and translation stereo garage, and regards of the two factors of cost of manufacture and operational efficiency synthetically. on the basis of investigation on current situation and developing trend of garage in domestic and abroad, we choose three-layer and three-formulistic garage structure as th

6、e research model. according to the form of the dragging-forms of multi player up-down and translation ear-base, it is made of three parts: part of ear-base structure、part of driving-framework and part of control system. the paper simply introduces main structure and characteristics of garage and als

7、o gives a short introduction to its control system. the finite element reliability checking of steel structure of garage is utilized according to the operation principle of up-down and translation stereo garage, the mechanics was used to comprehensively analyze the up-down and translation stereo gar

8、age. including intension of the framework structure and axes, etc. the paper adopted plc as control system in designing the up-down and translation stereo garage, plc software of omron company was used to weave the program of control system, through debugging running. the result proved that adopted

9、plc as control system is simple and easy to realize. the characteristic of stabilization, credibility, speediness and high capability made the control system very perfection. in order to satisfy using demand in design stereo garage, according to criterion of mechanical parking systems- general safet

10、y requirement and the facts of the up-down and translation stereo garage the paper introduced some safety technique which was used in the up-down and translation stereo garage. this can ensure absolute safety for car and make the whole stereo garage safety and running smooth. keywords：stereo garage,

11、 control system, plc, steel structure . 目錄目錄 第一章第一章 緒論緒論.3 1.1 課題的背景和意義.3 1.2 課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀.6 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀.6 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀.7 1.3 本文的主要工作目標(biāo)和工作內(nèi)容.8 第二章第二章 升降橫移式立體車庫機(jī)械部分設(shè)計升降橫移式立體車庫機(jī)械部分設(shè)計.10 2.1 升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu).10 2.1.1 升降橫移式立體車庫簡介.10 2.1.2 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計.13 2.2 立體車庫升降橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計.21 2.2.1 橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計.21 2.2.2 載車板設(shè)計

12、.24 2.2.3 安全防護(hù)機(jī)構(gòu).24 2.2.4 提升機(jī)構(gòu)及軸的設(shè)計.25 第三章第三章 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計.31 3.1 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計.31 3.2 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計.35 3.3 plc 控制程序設(shè)計.36 3.4 電氣安全裝置.42 第四章第四章 結(jié)論與展望結(jié)論與展望.45 4.1 結(jié)論.45 4.2 展望.45 感謝感謝.47 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).48 自動化立體車庫設(shè)計 第一章第一章 緒論緒論 1.1 課題的背景和意義 隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而 與此相對應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。以北京市為例，截止 2

13、006 年底，市區(qū)僅 有公共停車場 827 處，共計車位 5.6 萬個，僅占市區(qū)機(jī)動車擁有量的 8.5，停車 環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。上海的情況也讓人無法樂觀，僅有的 227 個地 下車庫使用面積不足 60 萬平方米，只能滿足 1.3 萬輛機(jī)動車停放的要求，路邊停 車漸呈泛濫之勢，比例高達(dá) 64，而且還有繼續(xù)上升之勢。據(jù)建設(shè)部城市交通工 程技術(shù)中心對全國 15 個大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查，城市機(jī)動車保有量與停車位之 比平均為 4.84：1，這一比值對于渴望“車者有其位”的車主來說，形式不容樂 觀。停車難產(chǎn)生最主要的原因是城市建設(shè)規(guī)劃上的準(zhǔn)備不足。上世紀(jì) 80 年代初 期，北京市權(quán)威部門對 2

14、000 年北京汽車發(fā)展數(shù)的預(yù)測僅僅是 70 萬80 萬輛，而 事實(shí)上到新世紀(jì)鐘聲敲響之前，北京市汽車總量則足足比預(yù)期多了 100 萬輛，其 中私人小客車的數(shù)量就高達(dá) 45 萬輛。面對迅速發(fā)展的城市車流，停車設(shè)施建設(shè) 的落后也就不足為奇。據(jù)建設(shè)部停車技術(shù)開發(fā)推廣中心介紹，北京市停車設(shè)施的 “欠賬”最保守估計應(yīng)為 2030。 圖 1.0 被汽車占領(lǐng)的城市 停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài) 交通是相對于動態(tài)交通（車輛行駛狀態(tài)）而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系， 互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車 輛的不斷增加，對停車設(shè)施的需求也

15、在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市 里就會出現(xiàn)停車難的一系列問題。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機(jī)動車輛平均增 長速度在 15%-20%，而同時期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長速度只有 2%-3%， 特別是大城市的機(jī)動車擁有量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度，因 此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。 專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施， 就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改 乘公共交通工具，以減少機(jī)動車對停車場的需求。而硬措施，主要包括增建停車 場，建設(shè)地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采

16、取什么措施， 在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府和管理部門所需投入得精力和資 金都不小。 圖 1.1 先進(jìn)的自動化立體車庫 隨著人類社會的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集 中，城市的規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現(xiàn)了要 利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大 都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋 和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅-停車場也有了長足的發(fā)展， 由平面停車向立體停車，由簡單的機(jī)械車庫向計算機(jī)管理高度自動化的現(xiàn)代立體 停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和

17、適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車 進(jìn)入家庭，城市動態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對居住環(huán)境要求的提 高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。 作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、 車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的 共識。目前我國經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車 進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。機(jī)械式立體車庫既可以大面 積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實(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。當(dāng)前，我國許 多大

18、城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機(jī)械車庫與 傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突 出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占 據(jù) 40 平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高 80 90，如果采用地上多層（21 層）立體式車庫的話，50 平方米的土地面積上便 可存放 40 輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi) 或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理 上可以做到徹底的人車

19、分流。 在地下車庫中采用機(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低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集 裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團(tuán) 中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難 的問題提供了方便條件。 近年來 ，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高， 汽車數(shù)量的不斷增加。截至 2003 年底，我國個人汽車保有量為 12427672 輛。其 中，個人轎車 4890387 輛，比 2002 年增加 1462441 輛，增長率為 42.7%，但與此 同時，汽車停車場地

20、的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失 調(diào)，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、 人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時，采用機(jī)械式立體停車 設(shè)備是一個非常有效的措施。機(jī) 械 式立 體停車設(shè)備又名立體車庫，它占地空 間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車 難的一個有效手段。國家計委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國 家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，1998 年 1 月 1 日起執(zhí)行的國家計委 6 號令把機(jī)械式停車 序和立體停車場列入“國家重點(diǎn)鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄” ，國家海關(guān) 總署對機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定

21、“國內(nèi)投資項目給予免征進(jìn)口稅” 、上述措施為我國 立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機(jī)會。 可以預(yù)見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。 1.2 課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀 早在 50 多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對家庭使用的 雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起 2-4 層升降橫移停車設(shè)備；適合城市中心商住 區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自 70 年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、 車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)

22、和制造 應(yīng)用。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界 領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)-移植制造，得到 了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。 圖 1.3 國外高容量的立體車庫 目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、 液壓、光學(xué)、磁控和計算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了 許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，便于組合使用，易于安裝拆卸。 鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，既提高了設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，又使設(shè)備輕巧美觀，載 車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強(qiáng)韌、耐用

23、。控制技術(shù)方面， 廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù)，使運(yùn)行高速平穩(wěn)， 節(jié)省電力，振動和噪音也趨于最小。控制形式有，按鈕式、鎖匙式、ic 卡式、鍵 盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行 程開關(guān)、磁性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車出入 聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊 位自動跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報警和彈性變形自動補(bǔ)償、汽車圖象攝影 對比安全檢測、自動消防滅火系統(tǒng)等。 日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫的國家之一，其在上世紀(jì) 60 年代初就開發(fā)并使 用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備

24、。當(dāng)時日本全國汽車保有量大約為 500 萬輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。從 80 年代開始，日本開始向亞洲 地區(qū)的韓國、中國及臺灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國機(jī)械車庫技術(shù)是日本機(jī)械停 車技術(shù)的派生。其機(jī)械停車產(chǎn)業(yè)從 20 世紀(jì) 70 年代中期開始起步，80 年代開始引 進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90 年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個 階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年 增長速度都在 30%左右。目前韓國停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。 圖 1.4 韓國 lg 公司研發(fā)的塔式 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國機(jī)械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從 80 年代

25、中期開始，90 年代開始引 進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo) 準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家， 生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫是一種具 有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、 交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、 收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車 設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車 技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、

26、節(jié)能、 省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。 在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn) 品是仿效或引進(jìn)國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能 力不足；市場競爭無序，個別企業(yè)為搶占市場，采取低價競爭；缺少科研設(shè)計單 位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯 后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策 方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量， 實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營者 相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運(yùn)

27、行機(jī)制，利用價格 杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵按市場規(guī)則經(jīng)營 車庫，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。 圖 1.5 在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫 1.3 本文的主要工作目標(biāo)和工作內(nèi)容 目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升 式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等。在對國內(nèi)外各種同類產(chǎn) 品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價、技術(shù)難度以及用戶需求等各個方面的因素， 可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫形式比較多，規(guī)?？纱罂尚。覍龅氐倪m應(yīng)性 較強(qiáng)，同時采用這類設(shè)備的車庫十分普遍。因此，最終確定研究對象為升降橫移 式立體車庫。

28、1、工作目標(biāo)： （1） 升降橫移式立體停車設(shè)備總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究； 確定垂直升降式立體停車設(shè)備的總體布局、運(yùn)行方式，然后進(jìn)行存取車方式、 提升系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)等各個組成部分的總體設(shè)計。 （2）升降橫移式立體停車設(shè)備的存取機(jī)構(gòu)設(shè)計； 在分析比較的基礎(chǔ)上，確定車庫的存取車形式，然后由此詳細(xì)設(shè)計停車位、 載車板和存取機(jī)構(gòu)。 （3）升降橫移式立體停車設(shè)備的升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)研究； 首先通過比較，選定曳引驅(qū)動方式作為整個車庫的升降方式。然后設(shè)計升降 平臺、安全機(jī)構(gòu)等。并計算升降系統(tǒng)電機(jī)所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。 2、工作內(nèi)容： （1）結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中已經(jīng)建成的升降橫移式立體車庫的項目，了解立體車 庫；

29、參觀下沙甌江大酒店的立體車庫，了解車庫運(yùn)行基本原理，了解轎車停車流 程，記錄立體車庫使用注意事項等。 （2）參閱了國內(nèi)外的幾種升降橫移式立體車庫的相關(guān)資料，對當(dāng)前的車庫 技術(shù)發(fā)展前沿有了大概的了解，從而把握國內(nèi)外車庫技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向；通 過網(wǎng)上檢索，了解立體車庫最新發(fā)展概況，以及國外立體車庫建設(shè)情況等。了解 建設(shè)立體車庫的鋼材選用，電機(jī)選擇，建設(shè)方法等。 （3）據(jù)甌江大酒店立體車庫原型，再根據(jù)文獻(xiàn)資料。初步選擇建造立體車 庫所需鋼構(gòu)、電機(jī)、鏈輪等組成。 （4）依據(jù)以上的車庫組成部件選型，利用 autocad 建立立體車庫二維圖 形。在繪制 cad 圖形過程中，再對部件選型中不合適的進(jìn)行替換

30、，以達(dá)到最佳 效果。 （5）對建立的車庫模型進(jìn)行安全和疲勞校核，檢驗設(shè)計知否合理。再根據(jù) 人體工學(xué)對車庫模型優(yōu)化設(shè)計。 （6）歸納、總結(jié)并完善報告。 結(jié)合以上 5 項計劃任務(wù)，最后完善論文的總結(jié)部分。 第二章第二章 升降橫移式立體車庫機(jī)械部分設(shè)計升降橫移式立體車庫機(jī)械部分設(shè)計 2.1 升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu) 2.1.1 升降橫移式立體車庫簡介 1、立體車庫的工作原理 升降橫移式立體車庫是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機(jī)械 式停車設(shè)備。升降橫移式立體車庫每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板 通過升、降、橫移運(yùn)動到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，完成存取過程。 停泊在這類

31、車庫地面的車只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過中間 層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或 開出車庫。圖 2.0 為一個地上 7 車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是：三 層三個車位可以升降，二層兩個車位可以升降和平移，一層的兩個車位只能橫向 橫移，空車位供三層和二層的車位下降時借用。1 、2 號車位可以直接存放車輛; 7 號車位需下降后再存放車輛;3 號車位，則需先將 1 號和 2 號載車板右移，再 將 3 號載車板下降; 4 號車位，則需先將 2 號載車板右移，再將 4 號存車板下降； 5 號車位需要先將 1、2、3、4 號四個載車板右移，再將

32、5 號載車板下降；6 號車 位則需要先將 2、4 號載車板右移，再將 6 號載車板降下。由于升降橫移式停車 設(shè)備對場地的適應(yīng)性強(qiáng)，介紹系統(tǒng)各機(jī)械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 可根據(jù)不同的地 形和空間進(jìn)行任意的組合、排列，規(guī)?？纱罂尚?，對土建的要求比較低，因此， 應(yīng)用非常廣泛。 圖 2.0 七車位升降橫移式立體車庫工作原理圖 2、立體車庫機(jī)械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 以三層三列式立體車庫為模型建立研究對象。升降橫移式立體車庫主要由結(jié) 構(gòu)框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)六大 部分組成。下面我們重點(diǎn)對車庫的主要組成(圖2.1所示)進(jìn)行分析。 圖 2.1 升降橫移式立體車庫主要組成 結(jié)

33、構(gòu)框架 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我們選 用鋼架結(jié)構(gòu)(如圖2.0所示)。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點(diǎn)： a.可靠性高 鋼材在生產(chǎn)時，整個過程可嚴(yán)格控制，質(zhì)量比較穩(wěn)定，性能可靠。鋼材組織 均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體;鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對材料性能所作的 基本假定符合較好;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算結(jié)果，計 算結(jié)果可靠，所以說鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高 b.材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小 與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強(qiáng)度和彈性模量較高， 而且強(qiáng)度與重力密度之比也高得多。鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而便于運(yùn)輸與安裝，可減 輕基礎(chǔ)的負(fù)

34、荷，降低地基和基礎(chǔ)部分的造價。 c.材料的塑性和韌性好 鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會因超載等而突然斷裂。破壞前一般都 會產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時采取補(bǔ)救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼 材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu) 越。 d.鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短 鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度高，質(zhì)量 易于保證，是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后，運(yùn)至施 工現(xiàn)場拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時還可在地面拼裝成較 大的單元，再進(jìn)行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。由于鋼結(jié)構(gòu) 具有連接的

35、特性，故易于加固、改建和拆遷。 e.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好 鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。 f.鋼材的耐銹蝕性差 在沒有腐蝕介質(zhì)的一般環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格 的防銹涂料，銹蝕問題并不嚴(yán)重。立體車庫多在沒有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，所以對 鋼結(jié)構(gòu)本身的維護(hù)費(fèi)用低。 結(jié)構(gòu)主體采用熱制h 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強(qiáng)度 和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運(yùn)輸方便。 上載車板及其提升系統(tǒng) 每塊上載車板都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。其工 作原理如圖2.0 ，電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)時，載車板上升，電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)時，載車板 下降

36、。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動力。根據(jù)傳動力及載車板的移動速 度確定電機(jī)功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個距離確定鏈 條的長度，最后根據(jù)傳動力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。 下載車板及其橫移系統(tǒng) 由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節(jié)省材料，下載車板比上載車板要短。 每塊下載車板后部都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動系統(tǒng)，藏于載車板內(nèi)。在下 載車板底部裝有四只鋼輪，可以在導(dǎo)軌上行走，其中兩只為主動輪，裝于長傳動 軸兩端，另兩只為獨(dú)立安裝的從動輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動長傳動軸運(yùn)轉(zhuǎn)，長傳動軸 上的主動鋼輪在導(dǎo)軌上滾動行走從而使下載車板作橫向平移運(yùn)動。根據(jù)載車板及 車輛的重量、行走速度、滾

37、輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機(jī)的驅(qū)動功率。 安全裝置 上載車板上裝有上下行程極限開關(guān)和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在 縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測各裝兩只掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置 處各裝兩只耳環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動套入四只 耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機(jī)常閉制動器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的 重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動器一旦失靈，上載車板從 上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關(guān)和防碰 撞板。行程極限開關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動停止。防碰撞板的作用是： 下載車板橫移時，如果碰撞到人、遺留行李或車

38、主寵物時，切斷橫移電機(jī)電源， 橫移停止。 控制系統(tǒng) 升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用plc 可編程序控制器控制，主要有 手動、自動、復(fù)位、急停四種控制方法。自動控制應(yīng)用于平時的正常工作狀態(tài)， 手動控制應(yīng)用于調(diào)試、維修狀態(tài)，復(fù)位應(yīng)用于排除故障場合，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異 常的緊急場合。對于本文中所列的7車位升降橫移式立體停車設(shè)備，plc 主要要 控制二、三層五個升降電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和一、二層四個橫移電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。此外要 控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報警顯示裝置等。 2.1.2 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 在升降橫移式立體車庫中其主要結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)，有兩部分：主體框架部分和 載車板部分。主體框架部分的鋼結(jié)構(gòu)

39、比較復(fù)雜，運(yùn)用了“h”型鋼、角鋼、槽鋼 等數(shù)種型鋼形式，就其連接形式而言比較單一，即焊接和螺栓連接兩種形式。載 車板部分的鋼結(jié)構(gòu)比較簡單，其框架部分為數(shù)段矩形方鋼對焊而成，其它輔助結(jié) 構(gòu)則以角焊代之。焊接和螺栓連接是車庫鋼結(jié)構(gòu)部分的兩種主要的連接方式，其 連接方式的質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響車庫整體結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)良與否，所以在車庫的設(shè) 計和建造中具有很重要的位置。立體車庫在連接過程中主要運(yùn)用對焊、角焊和螺 栓連接。 一、焊縫連接要求 1.焊縫金屬宜于基本金屬相適應(yīng)，當(dāng)不同強(qiáng)度的鋼材連接時，可采用與低強(qiáng) 度鋼材相適應(yīng)的焊接材料。 2.在設(shè)計中，不得任意加大焊縫，避免焊縫立體交叉和在一處集中大量焊縫， 同時

40、，焊縫的布置應(yīng)盡可能對稱于構(gòu)件的重心。 3.對接焊縫的坡口形式，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)手工電弧焊焊 接接頭的基本形式與尺寸和埋弧焊焊接接頭的基本形式與尺寸的 要求選用。 4.在對接焊縫的拼接處，當(dāng)焊接的寬度不同或厚度相差4mm以上時，應(yīng)分別 在寬度方向或厚度方向，從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1/4的斜角，當(dāng)厚 度不同時，焊縫坡口形式應(yīng)根據(jù)較薄焊件厚度選定基本形式與尺寸。 5.當(dāng)采用不焊透的對接焊縫時，應(yīng)在設(shè)計圖中注明坡口的形式和尺寸，其有 效厚度不得小于，t為坡口所在焊件的較大厚度。在承受動力載荷 e h t5 . 1 的結(jié)構(gòu)中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對接焊縫。 6.角焊縫

41、兩焊腳邊的夾角a一般為90度(直角角焊縫)。夾角a120度或a6mm時，。圓孔或槽孔內(nèi)的焊縫焊角尺寸不宜 mmthf)21 ( 大于圓孔直徑或槽孔短徑的1/3。 （3）角焊縫的兩焊角尺寸一般為相等，當(dāng)焊件的厚度相差較大，且焊腳 尺寸不能符合上列要求時，可采用不等焊腳尺寸，與較薄焊件接觸 的焊腳邊以及與較厚焊件接觸的焊腳邊應(yīng)分別符合上列要求。 （4）側(cè)面腳焊縫或正面腳焊縫的計算長度不得小于和 4mm。 f h8 （5）側(cè)面腳焊縫的計算長度不宜大于 60h(承受靜力荷載或間接承受動力 載荷時)或 40h(承受動力載荷時);當(dāng)大于上述數(shù)值時，其超過部分在 計算中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)面焊縫全長分布時，

42、其計算長度不受 此限。 8.在直接承受動力載荷的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形。焊腳 尺寸的比例：對正面腳焊縫宜為 1：1.5(長邊順應(yīng)力方向);對側(cè)面腳焊縫 應(yīng)為 1：1。 9.在次要構(gòu)件或次要焊件連接中，可采用斷續(xù)焊接。斷續(xù)焊接之間的凈距， 不應(yīng)大于巧 t(對受壓焊件)或 30t(對受拉構(gòu)件)，t 為較薄焊件厚度。 10當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處作長度為的繞腳焊時，轉(zhuǎn)角處必須連 f h2 續(xù)施焊。 二、螺栓連接要求 在立體車庫的鋼結(jié)構(gòu)中，主立柱與橫移導(dǎo)軌“h”型鋼的連接是整體結(jié)構(gòu)中 的主連接，高強(qiáng)度螺栓連接則是主連接中常用的連接形式。高強(qiáng)度螺栓連接按其 受力的性能可分為：摩擦型和承壓

43、型。 摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接完全依靠被連接的構(gòu)件間的 摩擦阻力來傳力，完全不靠孔壁承壓和栓桿受剪。摩擦阻力的大小決定于作用在 構(gòu)件摩擦面上的壓力(螺栓的預(yù)緊力)，同時也與被連接構(gòu)件的材料及表面處理情 況有關(guān)。施工時不得在摩擦面上誤涂丹紅、油漆、淋雨、受潮等。 承壓型高強(qiáng)度螺栓連接靠孔壁承壓和栓桿受剪，與普通的螺栓相似，其連 接多為螺紋連接和絞制孔用螺栓連接。對于同時承受剪力和螺栓桿軸方向拉力的 承壓型高強(qiáng)度螺栓，應(yīng)符合下式要求： 1 22 b t t b v v n n n n 其中 2 . 1 h c v n n 式中，每個承受型高強(qiáng)度螺栓所受的剪力和拉力； v n t n

44、 每個承壓型高強(qiáng)度螺栓的受剪、受拉、承壓承載力設(shè)計值。 b c b t b v nnn, 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)受力主要包括：鋼結(jié)構(gòu)本身自重，結(jié)構(gòu)架上各停車位的車輛 及載車板重力，提升系統(tǒng)起制動所產(chǎn)生的慣性力，驅(qū)動裝置的重力，頂部梁架受 滑輪組、轎箱和配重的重力，整體結(jié)構(gòu)所受的風(fēng)力、地震載荷以及結(jié)構(gòu)由于外界 環(huán)境溫度變化而引起的溫度應(yīng)力等，它們均以集中或分布方式作用。 由于該立體車庫為三層三列式，屬于低層鋼結(jié)構(gòu)建筑。因此，我們對該車庫 模型進(jìn)行受力分析時作如下假設(shè)： 1、車庫單獨(dú)建立，不與其它建筑物相連接，屬于最常見狀況; 2、不計由于結(jié)構(gòu)陰面與陽面溫差引起的熱應(yīng)力; 3、整體結(jié)構(gòu)無初始變形和缺陷;

45、4、在靜態(tài)環(huán)境里，地震載荷與風(fēng)載荷作用忽略不計。 三、立體車庫鋼結(jié)構(gòu)分析校核 在車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，包括軸心受力構(gòu)件、梁、拉彎和壓彎構(gòu)件的設(shè)計。進(jìn) 行軸心受力構(gòu)件設(shè)計時，軸心受拉構(gòu)件應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度要求，軸心受壓構(gòu)件除 應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度要求外，還應(yīng)滿足整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求。 在梁的設(shè)計中，梁的剛度和強(qiáng)度對截面設(shè)計起控制作用，因此應(yīng)先進(jìn)行這二 者的計算。由于車庫系統(tǒng)對于系統(tǒng)的安全要求特別高，所以還應(yīng)對其整體穩(wěn)定進(jìn) 行計算，此外，梁的接點(diǎn)處均應(yīng)采取構(gòu)造措施，以防止其端截面發(fā)生扭轉(zhuǎn)。在進(jìn) 行梁的截面設(shè)計時，考慮強(qiáng)度，腹板宜既高又薄，考慮整體穩(wěn)定，翼緣宜既寬又 薄，所以在荷載作用下，受壓翼緣與腹板有可

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

47、，其立柱通過螺栓與基礎(chǔ)相連，其余鋼梁靠焊接或者螺栓相互連接。 立柱主要承受壓力和其他因素造成的扭矩，即壓應(yīng)力和部分剪應(yīng)力；前后兩個面 的縱梁主要承受拉伸和彎矩造成的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力;側(cè)面的橫梁承受較小的拉應(yīng) 力和剪應(yīng)力。為了減小振動和提高穩(wěn)定性，各部分都必須保證足夠的強(qiáng)度和剛度。 機(jī)械傳動系統(tǒng)安裝在鋼結(jié)構(gòu)骨架上，由傳動部件和張緊裝置組成。停車托架 與傳動鏈條相連，驅(qū)動裝置和機(jī)械傳動系統(tǒng)驅(qū)動托架循環(huán)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)車輛的存取 和停放。 設(shè)計時采用 q235 碳素鋼，其屈服極限為 235mpa，抗拉強(qiáng)度為 375- 500mpa。整體車庫鋼結(jié)構(gòu)許用位移為 10mm。 本車庫所限車型為小型車和中型車，最大

48、容車重為 2000kg，載車板重約 700kg，所以每個車位所承受的最大重量為 2000+700=2700kg，在每個載車板上模 擬汽車前后車輪位置，按照額定載荷 6：4 的比例均勻放置集中載荷。 1、支撐柱受力分析 鋼結(jié)構(gòu)的支撐住是由 h 型鋼制成，前面有兩根立柱均勻分布，后面有兩根立 柱，均勻分布。由于每一個立柱承受的力都是均布載荷，所以可以簡化為一個集 中載荷附加一個彎矩。在各種受力的工況中，立柱均為受力桿，在豎直方向上， 車庫骨架承受的力作用到地基，不足以引起立柱的壓潰變形，所以可以暫時忽略 不計，主要分析在兩個彎矩作用下立柱的最大偏移位移量。立柱的彎矩與 1e m 由作用的均布載荷決

49、定，因此支撐住的最大偏移發(fā)生在最大受力狀態(tài)下，即 2e m 為車庫滿載時。 前立柱為三根，后立柱為三根，當(dāng)車庫空載時， n13125n 2 1 57000 2 1 2 3 前總 p 每一根前立柱所受載荷總大于后立柱所受載荷，因此我們重點(diǎn)分析 前總 p 后總 p 前支撐住受力情況。圖 2.3 所示為前立柱的力學(xué)結(jié)構(gòu)簡圖。 圖 2.3 前支撐住的力學(xué)分析圖 己知 a 點(diǎn)為全約束，施加在 b 點(diǎn)的彎矩， ，施加在 c 點(diǎn)的彎矩， 1e m 2e m 且 4 321 10300,1 . 2,5 . 0,4 . 2,6 . 2cmigpaemcdlmbclmabl x mmen558054 . 0 )

50、5 3 220000 2 1 27000( 3 1 1 nm837054 . 0 ) 5 3 320000 2 1 37000( 3 1 2 e m 根據(jù)下列公式進(jìn)行分析 撓曲方程為： ,x0, 2 2 l ei xm y e 其中 端截面轉(zhuǎn)角：， ei lme 最大撓度：， ei lm y e b 2 2 ,m100670667 . 0 1010300101 . 2 6 . 2558 3 811 1 ei lm le b ,m10193425 . 0 1010300101 . 2 5837 3 811 2 ei lm ace c 所以， cdcdbdbd lyly 21 , 由梁的迭加原理得

51、出立柱頂端 d 端為最大撓度點(diǎn) m102604917 . 0 10193425 . 0 100670667 . 0 333 21 ddd yyy 2、立柱穩(wěn)定性校核 前立柱為等截面立柱，受壓靜力，前立柱受力狀態(tài)簡化如圖 2.3 所示。兩中 心壓桿的穩(wěn)定條件為： w c n p p n 其中： 臨界載荷 c p p工作載荷 n安全系數(shù) 許用安全系數(shù) w n 圖 2.4 立柱受垂直力簡圖 （1）立柱的截面力學(xué)特性 查簡明材料力學(xué)附錄 a 型鋼表可得 hw 300x300 型 h 型鋼 面積： 2 cm 4 . 120a 慣性矩： 4 4 cm2050 6760 y x i cmi 慣性半徑： cm

52、05.13 cm49. 7 y x i i （2）確定壓桿柔度 51.133 49 . 7 5002 min i ul 其中： 壓桿全長為 l=500cm 壓桿長度系數(shù) u=2，見機(jī)械手冊 l，1-153 頁表 1-1-104 求壓桿柔度范圍值： 1 96 10220 10206 2 5 1 p e 其中： 彈性模量 25 cm/n10206e 比例極限 22 cm/n10220 p 求壓桿柔度范圍值 b a s 2 其中： 屈服極限 22 cm/n10235 s 常數(shù)查機(jī)械手冊 1，l-1-07， 22 cm/n112;cm/n30400ba 6 .61 112 2350030400 2 b

53、 a s ，則前立柱屬于細(xì)長桿，應(yīng)按歐拉公式計算 6 .619651.133 21 若 臨界載荷。 c p （3）強(qiáng)度校核 設(shè)立柱空載時受載車板和上層鋼結(jié)構(gòu)載荷 n7000 1 g 滿載時前立柱承受最大載荷 n7750020000 5 3 5 2 1 70005 2 g 則立柱的工作載荷 n38750 2 1 77500g 2 1 2 前 p 由歐拉公式得臨界載荷 2 2 2 2l ein pc 由機(jī)械手冊 1，1-152 頁表 1-1-100 查得，金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿安全系數(shù) ，取 n，=3。代入得 3n, 38 . 1 取n n10046 . 2 )5002( 7 . 11194102063

54、 7 2 522 c p 前立柱的穩(wěn)定安全系數(shù)， 3 09.528 38750 9 . 20463573 n p p n c 前 由上式可知安全。 若按插減系數(shù)法計算： s s na p 其中 a受力面積 p工作載荷 安全系數(shù) 許用安全系數(shù) s n 一中心壓桿折減系數(shù) ，安全裕度較 3 cm/n 3 . 7833 3 23500 93.372 75.118875 . 0 38750 a s s n p 前 大。 3、導(dǎo)軌支撐梁強(qiáng)度校核 前后導(dǎo)軌支撐梁均為兩點(diǎn)點(diǎn)支撐，承受作用力相同，故我們分析前導(dǎo)軌支撐 梁，如果前導(dǎo)軌支撐梁在允許范圍之內(nèi)，則后導(dǎo)軌梁也必然符合設(shè)計要求。如圖 2.5 所示，簡支梁

55、 ab 為兩點(diǎn)支撐，受均布載荷的作用，兩端全約束，且同樣為均 布載荷。 圖 2.5 導(dǎo)軌支撐梁受力分析簡圖 我們先來分析一下圖 2.5 中的梁的受力。 已知 a、b 兩點(diǎn)全約束 4 cm6120,1 . 2,m2 . 5 xab igpael 均布載荷為： ,m/n51922 . 5/200007000 2 1 2q 撓曲方程為： r x ei xql f 2 22 24 最大撓度為： ei ql f 384 4 max 計算得： m1066667 . 7 106120101 . 2374 2 . 55192 384 4 811 44 max ei ql f 面積 2 117cma 梁所承受的

56、彎矩為 16 12 2 r x ql m 則導(dǎo)軌支撐梁所承受的最大彎矩為 nm105447.17 8 2 . 55192 8 3 22 max ql m 最大應(yīng)力為 。mpa4733.36 1081 . 4 105447.17 5 6 max max z w m 根據(jù)材料力學(xué)“失效、安全系數(shù)和強(qiáng)度”理論，由于鋼結(jié)構(gòu)選用材料為 q235， 屈服強(qiáng)度為 235mpa，取安全系數(shù)下 n=2，所以許用應(yīng)力。 mpa9422.74 可得，由強(qiáng)度理論可知：導(dǎo)軌支撐梁穩(wěn)定。 max 4、三層橫梁強(qiáng)度校核 三層橫梁可以簡化為固定梁，受力狀態(tài)如圖 2.6 所示。橫梁兩端固定，a、 b 兩點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的支反力和。

57、a r b r 圖 2.6 三層橫梁受力簡圖及彎矩圖 所承受的主要是拉壓受力，所以我們只對其正應(yīng)力進(jìn)行分析。 梁所承受的彎矩為： rax plm 最大彎矩為： l pa m 2 max 其中 kn 5 . 13f 2 1 21 載車 fffp 代入得： mpa875.16 2 max l pa m 最大正應(yīng)力為： x w mmax max 其中為抗彎截面系數(shù)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊可以得知 x w 3 cm325w 由此可得 mpa 5 . 117mpa92.51 1025 . 3 10875.16 5 6 max max mpa w m x 則由彎曲強(qiáng)度理論可知：三層橫梁穩(wěn)定。 2.2 立體車庫升

58、降橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計 2.2.1 橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計 立體車庫橫移傳動機(jī)構(gòu)由減速電機(jī)、驅(qū)動輪和從動輪、地面鋪設(shè)導(dǎo)軌組成。 升降橫移機(jī)構(gòu)則為升降傳動機(jī)構(gòu)與橫移傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)合。升降橫移式立體車庫底 層與中間層載車板為橫移機(jī)構(gòu)，上層載車板為升降機(jī)構(gòu)。升降裝置由傳動系統(tǒng)、 升降架等組成。 1、橫移方案選擇 其中提升方式分為下列六種，可根據(jù)不同要求任意選用。 （1）鋼絲繩式提升型式 （2）鏈條式提升型式 （3）液壓式提升型式 （4）螺桿式提升型式 （5）液壓缸、鋼絲繩組合提升型式 （6）鏈條、鋼絲繩組合提升型式 在立體車庫設(shè)計中，各種提升方式特點(diǎn)如下： （1）采用鏈傳動：優(yōu)點(diǎn)是傳動簡單可靠，維修簡單，造價低廉;缺點(diǎn)

59、是沖擊 比較大，有提升高度的限制，安裝調(diào)試時需要注意是否有咬鏈的情況出現(xiàn)。 （2）采用鋼絲繩傳動：優(yōu)點(diǎn)是對車庫底盤可以提升的高度可以不加限制， 造價比較低;缺點(diǎn)是因為需要外加鋼絲繩桶和剎車盤增加了安裝調(diào)試的時間和造價。 （3）采用液壓傳動：優(yōu)點(diǎn)是可以真正實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，功率與重 量比高、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、誤差小精度高、低速平穩(wěn)性好、調(diào)速范圍 寬、介質(zhì)自身可起冷卻潤滑作用、安全防爆等優(yōu)點(diǎn);同時也具有元件昂貴、成本高、 密封技術(shù)要求高、油液易污染、能源傳輸不便等缺點(diǎn)。 綜上所述，本車庫為三層，從提升高度上選鏈傳動或鋼絲繩傳動都可以，但 從方案經(jīng)濟(jì)及可行性角度考慮，選擇鏈傳動更為有利

60、;在橫移運(yùn)動中，采用異步電 機(jī)驅(qū)動，通過鏈驅(qū)動，也能達(dá)到精確、穩(wěn)定地傳動。 圖 2.7 載車板橫移原理圖 2、橫移載車板動力系統(tǒng)計算 運(yùn)動原理如圖 2.7 載車板橫移原理圖所示，減速電機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動載 車板行走輪轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)載車板橫移運(yùn)動。 （1)主要參數(shù)的確定 橫移運(yùn)動行程 s = 2400mm 橫移運(yùn)動時間 t = 205 橫移速度 f，主要由設(shè)備運(yùn)行周期，周圍環(huán)境的安全性，載車運(yùn)行時的平穩(wěn) 性等因素確定。 smm t s v/120 20 2400 行走輪直徑：由結(jié)構(gòu)尺寸及輪壓等因素決定，行走輪直徑確定為 80mm。 橫移載車板自重 n7000kgf700 下 w 載車板額定載荷 n