雙層升降橫移立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、濟南大學(xué)泉城學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計題 目 PSH-5D型停車設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機設(shè)09Q3 學(xué) 生 學(xué) 號 20093006067 指導(dǎo)教師 蔡冬梅 二一三年 五 月 二十八 日全套資料如下，本課題獲得校優(yōu)，全套資料不需要任何更改，圖紙CAD全有，全是去年我剛剛做的，和網(wǎng)上任何一家出售的都不一樣，網(wǎng)上賣的需要修改的太多，這個說明書也不是最終版，只是應(yīng)付學(xué)校查重做的應(yīng)對辦法。購買全套材料請聯(lián)系QQ521086789摘 要隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，越來越多地家庭都擁有了私家車，這使得很多地區(qū)的停車問題越來越急劇。如果在住宅小區(qū)中再設(shè)置機動車位，恐怕已經(jīng)很難了。因此，停車

2、難的問題在以后將成為居民以及物業(yè)管理的難題了。而機械式立體車庫占地少、操作靈活、高效節(jié)能，可能成為目前解決停車難問題的主要途徑，其中以升降橫移式立體車庫應(yīng)用最為廣泛。 本文介紹了現(xiàn)有的各類立體停車庫的結(jié)構(gòu)和特點，以及小區(qū)車庫的發(fā)展概況，并重點地講解了立體車庫升降的結(jié)構(gòu)設(shè)計和停車設(shè)備傳動系統(tǒng)的設(shè)計。立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括車庫的主體框架、橫梁、縱梁、電動機、傳動系統(tǒng)、載車板以及安全防墜落裝置。本次設(shè)計的主要內(nèi)容包括升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、制造方法、升降鏈條的設(shè)計計算、鏈輪的設(shè)計計算、載車板的設(shè)計和升降部分的電機選擇等等。關(guān)鍵詞：立體車庫；升降橫移式；結(jié)構(gòu)設(shè)計ABSTRACT With t

3、he high-speed development of economy, more and more families have private cars, and the parking problem is in the increasingly sharp in many parts. If set up a motor vehicle in the residential district is hard enough, Im afraid. Therefore, the problem of parking difficulty will become a problem fo r

4、esidents and property management in the future. But mechanical stereo garage covers an area of less, flexible operation, high efficiency and energy saving, and it may be the main way to solve the problem of parking difficulty at present. Lifting and moving solid carport is the most widely used for .

5、 This paper introduces the structure and characteristics of the existing each kind of parking equipment, as well as the development community garage of the general situation, and explained the structure design of three-dimensional garage lifting and the transmission system design of parking equipmen

6、t . Stereoscopic garage structure design mainly includes the main body frame, beam, garage floors of longitudinal beam, motor, transmission system, load and safety falling prevention device. This design main content includes the structure design of lifting mechanism ,material selection ,manufacture

7、method ,the design of the chain and sprocket design calculation ,plate design and lifting part of motor selection and so on . keywords: three-dimensional garage ；lifting and moving ；designed of structure目 錄摘要.IABSTRACT.II1 前言.11.1 設(shè)計題目.11.2 設(shè)計要求.11.3 國外立體車庫的研究現(xiàn)狀.11.4國內(nèi)立體車庫的研究現(xiàn)狀.21.5研究設(shè)計的意義.32 機械立體車庫

8、的分析.52.1 機械式立體車庫及其組成.52. 2 立體車庫現(xiàn)有種類及優(yōu)缺點分析.52. 3 升降橫移式立體車庫的工作原理.72.4 設(shè)計升降橫移式立體車庫的基本參數(shù).83 升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計.93.1結(jié)構(gòu)框架.93.2載車板及其提升系統(tǒng).103.3控制系統(tǒng)的分析.103.4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計.103.5安全裝置.114 車庫主要結(jié)構(gòu)的運動力分析.124.1 上層載車板形式.124.2 上層載車板的設(shè)計.124.3 上層載車板的支承框架的設(shè)計.134.4 上層提升機構(gòu)的設(shè)計.144.5 橫移結(jié)構(gòu)的設(shè)計.154.6 升降橫移機構(gòu)整體框架的設(shè)計.185 傳動系統(tǒng)的設(shè)計.195.1 升降機

9、構(gòu)驅(qū)動電動機的選擇和校核.195.2 聯(lián)軸器的選擇.195.3 制動器的選擇.205.4 立柱校核.215.5 提升機構(gòu)及軸的設(shè)計.226 結(jié)論.307參考文獻.318 致謝.321、前言1.1設(shè)計題目本次任務(wù)是設(shè)計一臺兩層五車位的小型立體停車設(shè)備，此設(shè)備主要適合于地下室使用，雙層或前后排組合可有效地利用有限的空間，最大限度容納車輛，亦可用于地面使用。1.2設(shè)計要求（1）結(jié)合生活中現(xiàn)有的升降橫移式立體車庫，去進一步地了解立體車庫的運行原理及結(jié)構(gòu)造型；（2）查閱國內(nèi)外的有關(guān)立體車庫的資料，大概的了解當(dāng)前的車庫發(fā)展技術(shù)，以及立體車庫的最新發(fā)展概況。清楚設(shè)計立體車庫所需要的鋼材種類，電機型號和設(shè)計方

10、法等。（3）根據(jù)查到的資料，進一步的設(shè)計計算立體車庫的各個結(jié)構(gòu)。（4）依據(jù)所選的車庫的組成部件，利用CAD繪圖，同時繪制過程中可以對不合適的零部件進行更換，以達到最佳效果。（5）書寫說明書。1.3 國外立體車庫的研究現(xiàn)狀 在國外，機械式立體車庫都已有很多年的發(fā)展歷史。比如日本，其機械式立體車庫的發(fā)展起步較早、種類齊全、技術(shù)水平及開發(fā)的經(jīng)驗比較豐富，它可以根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境和客戶的使用要求進行選型。50多年前，在國外，就有立體停車的雙層停車設(shè)備。它是在空地上或建筑物下面的空間建起2層升降橫移停車設(shè)備，適合于城市中心或人口較多的地區(qū)使用1。70年代末，世界經(jīng)濟發(fā)展迅速，汽車變得越來越多，迫使很多人多車

11、多的地區(qū)想更多的方法去解決停車難的問題。目前世界上的停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)包含更多的方面，比如機械、電子、液壓和計算機技術(shù)等領(lǐng)域2。機械方面：運用許多新材料、新工藝、新模塊結(jié)構(gòu)，易于組合使用、安裝拆卸。安全保護裝置：如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、限速保護、停車泊位自動顯示、重量超范圍報警、汽車防盜錄像和滅火系統(tǒng)等。其參考資料圖如圖1.1、1.2所示：圖1.1 國外高容量的立體車庫圖1.2 韓國LG公司研發(fā)的塔式 1.4 國內(nèi)立體車庫的研究現(xiàn)狀在我國，停車庫還處在初級階段，公共停車位數(shù)量很少，亂停車的現(xiàn)象隨處可見。在我國，停車場仍以單層的路面停車場為主，機械式立體停車庫較為罕見。單層的路

12、面停車場存有很多缺陷，如占地多、管理人員多、成本高、效率低、環(huán)境污染等。由于不同人員隨便進入，容易發(fā)生盜車、毀車、施暴等事件3。 2003年以后，我國很多企業(yè)為增強自身競爭力，開始引進國外技術(shù)，根據(jù)國內(nèi)的實際使用情況進行分析設(shè)計與改造創(chuàng)新，走上自主開發(fā)的道路。不過在我國，停車產(chǎn)業(yè)還存在一些不足，如創(chuàng)造的多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進國外的技術(shù)制造，技術(shù)水平低，生產(chǎn)能力不足，缺少科研單位的參與，對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴重滯后等4。針對這種不足，市場方面應(yīng)建立車庫市場運行機制，運用價格調(diào)高占路停車收費標(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，并實施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。調(diào)查的立

13、體車庫如圖1.3所示：圖1.3 某小區(qū)停車位實圖1.5研究設(shè)計的意義升降橫移式立體停車庫是機電一體化產(chǎn)品形式，它主要涉及機械、電子等領(lǐng)域，它需要專業(yè)的技術(shù)人員輔助其工作5。隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，轎車數(shù)量膨脹，而現(xiàn)有的車庫缺點是取車等候時間長，取車繁瑣，安全程度差，設(shè)計結(jié)構(gòu)陳舊。因此，機械式立體車庫顯得尤為重要。作為現(xiàn)代化大都市，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)今社會中的不良現(xiàn)象，發(fā)展立體停車庫已被多數(shù)人理解。首先，機械立體車庫具有突出的節(jié)省資源優(yōu)勢，并且節(jié)省土建的開發(fā)成本。 其次，機械立體車庫能夠有效地保證人身和車輛的安全。機械立體車庫能夠做到徹底的人和車的分流。最后

14、，機械立體車庫耗電量低。一般是以單臺集裝制成。這對車庫較少的地區(qū)解決停車難的問題提供了方便。 因此，在升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，深入地對升降橫移式立體車庫的框架和載車板進行的分析是十分必要、迫切而有意義的。因此，機械式立體車庫具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。2、機械式立體車庫的分析2.1 機械式立體車庫及其組成車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果。研究開發(fā)機械立體停車設(shè)備，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土地建設(shè)的開發(fā)成本。 機械立體停車庫是指使用車輛之外的立體化裝置來完成車輛的停放和存儲的機械設(shè)施。機械式立體車庫是機電一體化產(chǎn)品，包含機械、電子、計算機、

15、光學(xué)等領(lǐng)域的先進技術(shù)6。機械立體車庫主要由主體框架、橫梁，縱梁、載車板、傳動系統(tǒng)、安全裝置、電氣控制等幾部分組成。由于運行原理的差異，不同形式的機械式立體車庫，其主要區(qū)別在于主體框架、載車板、傳動系統(tǒng)等，而安全裝置、電氣控制與運行原理關(guān)聯(lián)不大，因此基本類似。2. 2 立體車庫現(xiàn)有種類及優(yōu)缺點分析升降橫移類機械式停車設(shè)備采用載車板升降或橫移形式存取車輛特點：節(jié)省資源，配置靈活，操縱方便，建設(shè)周期短，價格低，投資少，構(gòu)造簡單，安全可靠，運行平穩(wěn)，噪聲低，適用于市區(qū)、機關(guān)、住宅小區(qū)使用。缺點：設(shè)備中必須留至少一個空車位，為鏈條牽動的運行過程沒有防止傾斜墜落的功能。2.2.2 垂直循環(huán)類機械式停車設(shè)備

16、采用垂直方向做循環(huán)運動的形式來存取車輛特點：占地少，兩個泊位面積可停610輛車，裝修可加頂棚，消防利用消防栓，價格低，投資少，建設(shè)周期短，采用自動控制，運行安全可靠。 缺點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有完善的閉鎖和監(jiān)控系統(tǒng)，采用足夠的安全措施和消防系統(tǒng)。最遠的車位一般需要消耗2分鐘，高峰取車時間依次變長，依次為第20輛約需30分鐘以上，實用性差，因此，這種車庫數(shù)量開始減少。2.2.3 水平循環(huán)類機械式停車設(shè)備采用水平循環(huán)運動的車位系統(tǒng)來存取停放車輛特點：可以省去進出的車道，降低通風(fēng)裝置的費用。但因為只有一個出入口，所以存取車耗費時間較長。缺點：因為只有一個出入口，所以存取車耗費時間較長，一般最遠車位一次

17、取車需2分鐘，高峰時取車時間消費過長，依次取車時間為第20輛約30分鐘，實用性差。2.2.4 多層循環(huán)類機械式停車設(shè)備采用載車板作上下循環(huán)運動來實現(xiàn)車輛的多層存放特點：無需坡道，節(jié)省土地資源，自動存取，通常建設(shè)于地形細長且地面只允許有一個出入口的場所。缺點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率較高。最遠車位一次取車需2分鐘，高峰取車時間過長，依次取車第20輛需30分鐘以上，實用性差。2.2.5 平面移動類機械式停車設(shè)備在同一層上用搬運或起重機平面移動車輛或者泊車板平面橫移存取車輛，亦可搬運機和升降機配合來實現(xiàn)多層平面移動存取車輛。特點：一般設(shè)置在地上或半地下的無人方式，地平面層為自走式，不僅降低了建立立體車庫

18、所需的投資費用，而且在地平面層可以停放大型車輛。缺點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，當(dāng)存車超過20輛時，高峰階段取車時間過長，依次取車20輛需要30分鐘以上，實用性較差。2.2.6 堆垛類機械式停車設(shè)備以巷道堆垛機或橋式起重機將進入到搬運器的車輛水平且垂直移動到存車位，并用存取機構(gòu)存取車輛。巷道堆垛類立體停車庫是一種專門用于停放小型汽車的立體停車設(shè)備，也是一種集機、光、電、自動控制為一體的全自動化立體停車設(shè)備7。它的出現(xiàn)解決了人們的大型自動化停車難的問題。特點：車庫全封閉，存車安全，完善的閉鎖和監(jiān)控系統(tǒng)，足夠的安全措施和消防系統(tǒng)。缺點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率比較高。取最遠車位的車一般一次需2分鐘，高峰

19、取車時間一次變長，依次取車為第20輛約需30分鐘以上，實用性差。而且堆垛機的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫主要適用于需要車位數(shù)較多的客戶。 2.2.7 垂直升降類機械式停車設(shè)備垂直升降類汽車停車設(shè)備也稱塔式立體停車設(shè)備，通過提升機的升降和裝在提升機上的橫移機構(gòu)將車輛或載車板橫移，實現(xiàn)存取車輛。特點：庫存量大，整個車庫可多達2025層，可停放4050輛車，占地面積不到50m2 ，空間利用率最高。適宜建筑在繁華的城市中心以及車輛集中停放的集聚地。缺點：該設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)有完善的閉鎖和監(jiān)測系統(tǒng)，采用足夠的安全措施和消防系統(tǒng)，因此相比于其他車庫故障率較高。最遠車位一般取車需2

20、分鐘，高峰取車第20輛約需30分鐘以上，實用性差，因此有的用戶開始改造。2.2.8 簡易升降類機械式停車設(shè)備簡易升降類機械式停車設(shè)備是指車位分成上、下二層或二層以上，借助升降機或俯仰機構(gòu)使汽車存入或取出。簡易升降類機械式停車設(shè)備一般為無人方式，即人離開后再移動汽車的方式8。特點：結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，充分利用地下室空間，多用于居民小區(qū)、私人住宅、企事業(yè)單位、地下室等。在面積一定時可以增加二倍以上的停車位。缺點：對于二層以下的車庫，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)，力學(xué)結(jié)構(gòu)不合理，而對于三層以上的，升降運行時擺動幅度過大、風(fēng)力過大，而發(fā)生搖晃，存在巨大的安全隱患。2.3 升降橫移式立體車庫的工作原理本次設(shè)計將設(shè)

21、計一個簡單的升降橫移式立體車庫。簡單升降橫移式立體車庫以鋼結(jié)構(gòu)框架為主題，每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過電機驅(qū)動鏈條來升降橫移運動到達地面層，實現(xiàn)存取車輛。圖2.1是升降橫移類立體車庫的運行原理圖。此類升降橫移的車庫適用于小區(qū)里使用，停放的車輛是小型轎車。此車庫一共有3個出入口。底層的載車板只能進行水平的橫向移動，上層的載車板只能進行豎直方向上的上下運動。本車庫一共可以停放5輛轎車（即一共有5個載車板）。為了實現(xiàn)載車板的自由提升和橫移，從而實現(xiàn)轎車的存取，底層存在一個空車位，即能夠橫移的載車板只有兩個?，F(xiàn)以取車為例，說明存取車的順序。如圖2.1所示，設(shè)2車位為有車位，如果要取2車

22、位的轎車，需要將5車位的載車板橫移到空車位，再把2車位下降到5車位即可以取車。需要注意的是，當(dāng)轎車取走后，上層的載車板需要提升到原來的位置。存車的過程和取車的過程基本相同，唯一的區(qū)別就是：存車時盡量先把轎車存放在上層的車位，最后再存放下層的車位。圖2.1 升降橫移類立體車庫的運行原理圖2.4 設(shè)計升降橫移式立體車庫的基本參數(shù)停車尺寸：530019001550 單位：mm載車板規(guī)格：47202360 單位：mm停車規(guī)格：車長車寬車高530019001550 單位：mm停車最大重量：2375 kg提升時間：4m/min橫移速度：8m/min3、 升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1結(jié)構(gòu)框架立體車庫一

23、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一般選用鋼架結(jié)構(gòu)。因為鋼架結(jié)構(gòu)與其它的結(jié)構(gòu)相比，有以下特點9：1） 可靠性高2） 材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小3) 材料的塑性和韌性好4) 鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短5) 鋼結(jié)構(gòu)密閉性好6） 鋼材的耐銹蝕性差結(jié)構(gòu)主體采用熱制H型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有很好的強度和剛度，輕巧、美觀，可二次安裝拆卸，運輸更方便。本次設(shè)計的兩層升降橫移式立體車庫主體框架結(jié)構(gòu)全部為鋼結(jié)構(gòu)組件。立柱采用工字型鋼，橫梁采用冷彎矩形鋼管。立柱直接插入地下混凝土中。立柱與橫梁之間焊接而成。立柱采用工子鋼，因為工子鋼有很強的承載壓力的能力。一共有8根立柱，前后各有4根

24、，采用澆注的方法固定在混凝圖中（地面采用混凝土）。橫梁采用寬高為2000mm100mm的冷彎矩形空心鋼管（GB6728-86），因為提升機構(gòu)的電動機、聯(lián)軸器和制動器要放在橫梁上，所以矩形空心鋼管平放在立柱上，采用焊接的方法連接。縱向梁的選擇比較困難，因為縱向梁不僅可以用冷彎矩形空心鋼管，也可以采用角鋼相對放置構(gòu)成。由前面的設(shè)計知道，鏈輪的結(jié)構(gòu)要放在縱向梁上，不管采用那種方式的縱向梁。鏈輪的底板都可以方便的固定在縱向梁上。但是，當(dāng)采用前者的方法時，需要在冷彎矩形空心鋼管上開矩形孔，制造比較麻煩，所以決定采用兩個角鋼相對放置的方法來制造縱向梁，兩個角鋼之間存在一定的距離，距離由鏈條的寬度來定。縱向

25、梁也采用焊接的方式固定在橫梁上。其升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示：圖3.1 升降橫移式立體車庫整體結(jié)構(gòu)圖1 后橫粱 2 傳動系統(tǒng) 3 縱梁 4 前橫梁 5 立柱 6 載車板 7 控制系統(tǒng)主體框架是車庫中重要的組成部分，它承擔(dān)著整個車庫和全部車輛的重量，框架自身重量、穩(wěn)定性以及可靠性對整個立體車庫的成本和安全性起著重要的影響。車庫主體框架在加載條件下變形直接影響到鏈傳動系統(tǒng)能否正常的運行。 車輛的最大外形尺寸決定了停車車位的有效空間以及車庫的框架尺寸10。本次的立體車庫所適用車型的外形尺寸：汽車長車寬車高為530019001550 mm，另外要考慮到安裝安全檢測設(shè)備(即檢刪汽車長度是否

26、超出停車庫設(shè)計要求的檢測器)和橫移載車板的電機安裝位置，因此，本立體車庫前后立柱中心的距離定為5750mm，縱粱長度為5750mm；為方便人的進出和車輛的安全必須保證第一層停車的空間不低于1800mm。所以前立柱的高度為2100mm，后立柱在前立柱的高度上增加前橫粱、縱粱以及后橫梁的高度，所以選取后立柱的高度尺寸為2840mm，一個車位的寬為2450mm，考慮安裝方便后橫粱的長度為2430mm，前橫梁的長度為：24503+150=7500mm。3.2載車板及其提升系統(tǒng)上載車板上都配有一套獨立的電機減速機與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。當(dāng)電機順時針旋轉(zhuǎn)時，載車板上升，電機逆時針旋轉(zhuǎn)時，載車板下降。根據(jù)載

27、車板及車輛的重量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動機的功率。根據(jù)車的高度來確定上下載車板間的距離；然后根據(jù)這個距離來確定鏈條的長度；最后根據(jù)傳動力確定鏈輪的大小、鏈節(jié)形狀、大小及數(shù)量。3.3控制系統(tǒng)的分析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，主要有四種控制方法：手動、自動、復(fù)位、急停11。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、維修的狀態(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。本次設(shè)計的升降橫移式立體車庫，采用手動操作。3.4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計機械式立體車庫采用的傳動系統(tǒng)有鋼絲傳動系統(tǒng)、鏈條傳動系統(tǒng)、液壓傳動

28、系統(tǒng)等12。鋼絲傳動系統(tǒng)：整體穩(wěn)定性不好，傳動速度越大，穩(wěn)定性就愈差。而液壓傳動系統(tǒng)：液壓油受溫度的影響較大，冬夏季的壓力和流量相差甚遠，并且提升速度和重量的變化會使得靠液壓傳動的立體車庫的性能不穩(wěn)定。所以，目前機械式立體車庫大多數(shù)采用鏈傳動和齒輪傳動作為提升和橫移的傳動系統(tǒng)，特點是可以保證準(zhǔn)確的傳動比，傳動結(jié)構(gòu)緊湊，運行平穩(wěn)。本次設(shè)計中上層載車板選用鏈條傳動，底層載車板選用齒輪傳動作為車庫的傳動系統(tǒng)。3.5安全裝置在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的停位之間，在縱梁兩測各裝兩只掛鉤，上載車板兩側(cè)的相應(yīng)位置處安裝兩只耳環(huán)，當(dāng)上載車板上升后，縱梁下

29、面的四只掛鉤便自動套入四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機因常閉制動器釋放后，上載車板在汽車和載車板自身的重力作用下自由落體，損壞汽車零部件，甚至壓壞下層汽車13。另外，預(yù)防制動器失靈，上載車板從上停車位突然墜落，而砸壞下層的汽車。同時下層載車板的安全裝置主要包括行程極限開關(guān)以及防碰撞板。行程極限開關(guān)的作用：使載車板橫移到位后自動的停止。防碰撞板的作用是：下層載車板做橫移運動時，假如碰撞到人或遺留的行李時，將會切斷橫移的電機電源，橫移載車板停止運動。圖3.2 防止載車板墜落裝置4、車庫主要結(jié)構(gòu)的運動及力分析4.1 上層載車板的形式 按結(jié)構(gòu)形式的不同，立體車庫的載車板可分為：整體式和拼裝式14。整體式載車

30、板采用具有防滑作用的花紋鋼板，整體通過沖壓焊接制成，用不同厚度的普通鋼板做加強筋，然后整體再鍍鋅防銹。拼裝式載車板采用普通銅板折彎成邊梁，停車面采用鍍鋅鋼板沖壓或滾壓成型波浪板，相互咬合后并拼裝成載車板，之后用螺栓緊固連接，拼裝前先對組件的各類表面進行處理(如電鍍、烤漆等)，使載車板輕巧、美觀15。拼裝式載車板運輸方便、通用性以及互換性好，還有較好的剛度，這種拼裝式結(jié)構(gòu)形式適合批量生產(chǎn)。升降載車板由鏈條牽引升降，升降載車板與載車板上的車輛在升降過程中會產(chǎn)生前后、左右的搖動，不利于保障停放車輛的安全以及人身安全，因此，要在上層升降的載車板上設(shè)計升降導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊安裝在升降載車板的后側(cè)，導(dǎo)向塊能前

31、后左右調(diào)整，直到合適的位置時通過螺栓擰緊固定在升降載車板上16。導(dǎo)向塊在載車板升降過程中沿著后立柱H型鋼的翼緣滑行，可以限制升降載車板升降過程中前后左右擺動。4.2 上層載車板的設(shè)計 載車板用于停放車輛，必須能夠承受車輛的總重量，并且完成提升動作，因此，載車板要有足夠的空間尺寸和足夠的強度、剛度。選取輕型車的數(shù)據(jù)作為設(shè)計數(shù)據(jù)，即全長5300mm，全寬1900mm，全高1550mm，全重2375kg進行設(shè)計。圖4.1 停車板尺寸如圖4.1所示，當(dāng)車輛停到載車板上后，車內(nèi)人員要離開載車板，因此載車板在寬度方向上應(yīng)留有人出來的足夠空間。通過對車輛的實際測量并考慮到車輛停放時的偏移，并對結(jié)果適當(dāng)放大，

32、得出結(jié)果：載車板總寬L1=4450mm。上停車板在提升時受傾覆力作用，其底部應(yīng)有堅固的支承框架，當(dāng)它降至底層時，該框架不能壓觸到地面，總長L4=5650mm。上停車板材料均選用厚度為5mm的菱形花紋鋼板（GB3277-82）拼合而成，其中上載車板的引坡可直接將鋼板彎折加工而成。由花紋鋼板（GB3277-82）查表，上載車板重量取600kg。4.3 上層載車板支承框架的設(shè)計支承框架一方面要支承載車鋼板及車輛的重量，提高鋼板剛度，另一方面要起到連接鋼板與提升機構(gòu)的作用。載車板的支承框架采用槽鋼，靠螺栓螺母將鋼板固定。最外圈的四根槽鋼與載車板邊緣留有適當(dāng)?shù)木嚯x，槽鋼與槽鋼相交處也要留有一定空隙17。

33、根據(jù)載車板的受力情況求槽鋼的截面慣性矩，選擇槽鋼型號。取支承架中間的兩根縱向槽鋼分析，設(shè)汽車的重力G集中于載車板的中央1/2處，槽鋼承受鋼板及其自身的均布載荷，因此對于單根槽鋼，它的變形是兩者共同作用引起的。在集中力P單獨作用下，其最大撓度為： m-4 （4.1） 當(dāng)均布載荷q單獨作用時，其最大撓度為： m-4 （4.2） 兩式中，E材料的彈性模量 E=210GPa I材料的截面慣性矩 綜上結(jié)果，在集中力和均布載荷的共同作用下，單根槽鋼的最大撓度為： m-4 （4.3）支承框架所需要的槽鋼要求剛度較大，因此其撓度f=0.0002l，令。由此可求得槽鋼的截面慣性矩 m-4 （4.4）由型鋼表熱軋

34、普通槽鋼（GB707-65）查得，選用5號槽鋼。5號槽鋼的參數(shù)為：理論重量5.44kg/m，根據(jù)圖4.4所示的尺寸數(shù)據(jù)，載車板支承框架的重量分別為：上框架 200kg。4.4 上層提升機構(gòu)的設(shè)計上層載車板固定在支承架上，靠兩根鏈條來提升。而鏈輪依靠電動機舉提供動力。上升時，為使載車板與立柱之間的摩擦阻力減小，下降時，能夠靠車輛和載車板得自重順利下滑，在每個導(dǎo)向板的兩側(cè)上下各裝有兩個滑靴。當(dāng)上載車板升降時，僅有滑靴與立柱上的導(dǎo)軌接觸，取載車板的提升高度h=2.3mm。電動機橫向布置在兩立柱的上邊，鏈輪軸固定在的橫梁上。提升鏈一段固定在地面上，另一端繞過鏈輪后與載車板及支承架垂直固定。采用這種機構(gòu)

35、可以使電動機的行程大大地縮短。從電機的安裝和美觀的角度來考慮，電機應(yīng)該放在車庫框架后方的橫梁上，而且一個托盤需要兩個電動機，一側(cè)一個水平放置在橫梁上，此處電機的定位依靠底盤來定位。提升用的電機和平移用的電機一樣也選用帶有減速器的電機。鏈傳動的方式就是選用開示的鏈條，兩個鏈輪在同一個水平面上。用聯(lián)軸器把一根軸上的動力傳遞到另一根軸上。本次設(shè)計中采用鏈條來傳遞動力。一般情況下，一個托盤需要兩根鏈條來承載。如果托盤的前端有一個鏈條的固定端，后端有一個鏈條的固定端，在這種情況下托盤有四根鏈條來承載，安全系數(shù)較高。如果鏈條固定在框架縱向梁的前部，和托盤上的兩個齒輪配合，最后回到縱向梁的后部，示意圖如下圖

36、4.2所示。這種方式不但有四根鏈條來承載，而且提升平穩(wěn)，安全系數(shù)高，所以采用這種方式。圖4.2 上層托盤和轎車的提升簡圖由于上層托盤提升到第二層位置時，需要在此處長時間停滯，所以需要在鏈輪軸上安裝制動器，制動器應(yīng)該選用常閉型的制動器，因為托盤停在固定位置的時間相比于托盤運動的時間長的很多。電機軸和鏈輪軸之間采用凸緣式聯(lián)軸器進行聯(lián)接，傳遞動力。4.5 橫移結(jié)構(gòu)的設(shè)計 載車板的結(jié)構(gòu)設(shè)計1) 載車板的基本尺寸 此次設(shè)計的立體車庫適合小區(qū)使用，所停放車輛為轎車和微型面包車，一般轎車的基本參數(shù)18： 長：L=4700mm; 寬：W=1700mm; 高：H=1550mm;初步確定托盤的基本尺寸： 長：L=

37、5400mm; 寬：W=2000mm;2)載車板上基本零部件的選擇和設(shè)計a.滾輪的設(shè)計： （1）直接將滾輪安裝在載車板上，在存車位上安裝導(dǎo)軌（輕軌），滾輪直接在導(dǎo)軌上滾動，可以減少摩擦力，而且載車板的移動平穩(wěn)。滾輪在安裝中有中心軸，軸焊接在載車板上，軸承選擇內(nèi)圈固定，外圈旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)簡圖，如圖4.3所示： 圖4.3 滾輪示意圖1-軸承 2-滾筒 3-軸承端蓋 4-軸b.載車板主體結(jié)構(gòu)的材料選擇 （1）外框空心鋼管的選擇結(jié)構(gòu)選用冷彎矩形空心鋼管（GB6728-86）選擇的尺寸：邊長70mm，壁厚t=4.0mm, 理論重量7.966/m另選的結(jié)構(gòu)為冷彎矩形空心鋼管（GB-6728-86）選擇的尺寸

38、200mm100mm,壁厚t=4.00mm，理論重量/m(2)載車板中用于承載汽車的鋼板的選擇根據(jù)GB3277-82，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5mm,寬0.35mm，其它的鋼板，如承載用的與水平面平行的鋼板。根據(jù)（GB709-88）查得，選擇鋼板厚度5mm,寬度0.35mm,即將0.77mm的鋼板一分為二。 對于鋼板厚度 5mm，理論重量 39.2/m2 厚度 4mm，理論重量 31.42/m2 菱形花紋鋼板 厚度 5mm， 理論重量42.30/m2(3)角鋼的選擇根據(jù)GB9787-88查：碳素鋼Q235-A，尺寸為50505mm的熱軋鋼等，邊角鋼理論重量1.8

39、22/m(4)載車板整體采用焊接的方法：焊縫均采用手工電弧焊，焊縫不能有透、熔、蝕等缺陷，修刺倒棱，焊后退火處理。綜上所述得出：如圖：菱形鋼板 寬W=0.4m 長L=5.4m 矩形鋼板 寬W=0.15m 長L=5.4m 方形鋼板 寬W=0.1m 長L=2m 中間鋼板 寬W=1.2m 長L=5.4m 邊上鋼板 寬W=0.45m 長L=3m得出： 方型鋼管：M1=7.966/m22.1m=33.46 矩形鋼管：M2=18/m25.4m=194.4 中間鋼板：M3=31.42/m25.4m1.2m=203.47 菱形鋼板：M4=42.3/m240.45m1.2m=81.22 角鋼： M5=1.822

40、/m40.063=0.46 邊上鋼板：M6=39.25/m220.45m3m=94.2 其它重量：M7= 4.8所以上層載車板總重量為M總=M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 =630 （4.5）由于底層載車板上有滾輪和齒條：所以估算滾輪的重量為M滾=0.84=3.2齒條采用45號鋼，淬火，密度：7.9103/m3長度：L=2150mm，寬度：W=100mm,高度：H=60mm M齒條=2150mm100mm60mm7.9103/m310-12=101.91 （4.6）底層載車板總重量為 M=624+101.91kg=725.91 （4.7）所以底層載車板的重量初步定為730。4.5.2

41、 導(dǎo)軌的設(shè)計由于轎車和載車板的重量達到2330，所以選用代號為GB11264-89的輕軌，型號為30。查得總高為108mm，總寬為108mm，總長度是基坑的長度，由車架的設(shè)計部分可以算的基坑的長度為6500mm，潤滑方式是采用人工加油的方式直接向?qū)к壣蠞灿?，不需要專門的潤滑裝置。導(dǎo)軌的截面圖如圖4.4所示：圖4.4 托盤的軌道4.6 升降橫移機構(gòu)整體框架的設(shè)計在這次的設(shè)計中，上層載車板和上面轎車重量都有框架來承受，故框架既要結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，還要求滿足一定的強度要求才可以。主框架底座部分用混凝土澆注的，立柱直接筑在混凝土里。因為立柱上安裝有導(dǎo)軌，載車板的槽鋼內(nèi)裝有導(dǎo)靴，兩者需要相配合，立柱的

42、間距應(yīng)該根據(jù)載車板的寬度而定。其結(jié)構(gòu)圖如圖4.5所示： 圖 4.5 主框架圖5、傳動系統(tǒng)的設(shè)計5.1 升降機構(gòu)驅(qū)動電動機的選擇和校核 在鏈條的設(shè)計中已經(jīng)知道每條鏈條所受的力為5537N。鏈輪的直徑為151mm，則所產(chǎn)生的力矩T為： T=Fd/2 （5.1） T=5463.5151/2/1000412.49Nm （5.2）因為 P=Tn10-3/9.55=412.493010-3/9.551.28kw （5.3）查閱機械設(shè)計手冊表22-1-61，選擇YCJ170和Y112M-4安裝在一起的YCJ系列齒輪減速三相異步電動機，其參數(shù)如下：功率 P=4kw輸出轉(zhuǎn)速 n=65r/min輸出轉(zhuǎn)距 T1=552N.m因為 T1T 所以提升所選用的YCJ170和Y112M-4安裝在一起的YCJ系列齒輪減速三相異步電動機合適。鏈條的線速度： v=dn10-3/60 （5.4） =3.141516510-3/60=0.51m/s0.6m/s所選的各種設(shè)備合適。所以也得出鏈條的提升速度為0.51m/s。5.2制動器的選擇由于采用直接抱緊輪軸的方式實行制動，所以選擇短行程塊式制動器，由于采用電動機作為動力源，為了確保動力中斷時轎車安全，應(yīng)選用長閉式制動器。查機械設(shè)計第四版16.5公式得： T