畢業(yè)設(shè)計（論文）-立體車庫設(shè)計

1、第1章 緒論1.1 概述該次畢業(yè)設(shè)計的題目是：立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計。要求運用已學(xué)過的知識，根據(jù)具體的要求完成立體車庫的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。1.2 課題研究的意義車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通開展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機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層立面積與住戶商用面積的矛盾，立體機械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特性，成為小區(qū)停車設(shè)備的建設(shè)潮流

2、。機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相體式車庫的話，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)本錢。機械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的平安，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機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)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設(shè)立機械停車樓。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。

3、1.3 課題研究的目的設(shè)計目的為根據(jù)實際生活的需要，以在相對少的占地面積上設(shè)計一空間立體車庫。該車庫要到達以下要求：1.車庫能滿足在空間中立體存車，存車數(shù)量要提高到目前同等占地面積的3倍以上。2.能對車庫里任意一輛車進行獨立的存取。3.在存、取車的過程中不能對車體造成傷害如：不能刮壞車體，使車體內(nèi)物體大幅度移動。4.存、取車的時間要控制在一定的范圍內(nèi)，最好能實現(xiàn)無人化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化。5.結(jié)構(gòu)簡單，維護保修容易實現(xiàn)，并且造價要低，能耗小，用380V電源提供能源。6.有一定的斷電應(yīng)急措施。7.結(jié)構(gòu)模塊化，可移動、停車輛在一定的范圍內(nèi)可調(diào)，停車對象為中小型轎車。1.4 國內(nèi)外的研究狀況立體停車設(shè)備

4、的開展在國外，尤其在日本，德國已有近3040年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發(fā)機械立體停車設(shè)備，距今已有十年的里程。早在八年前，一些民營企業(yè)就看準(zhǔn)了隨著中國轎車市場的啟動，必將帶動停車產(chǎn)業(yè)的開展，并著手研發(fā)立體停車設(shè)備。歷經(jīng)數(shù)年的開展，許多單位都配備了他們的立體停車設(shè)備，有效地緩解了停車緊張局面，并給業(yè)主帶來了豐厚的經(jīng)濟效益。但目前，立體車庫在住宅小區(qū)內(nèi)的應(yīng)用，卻還是少的可憐。其主要原因還是人們的思維觀念沒有轉(zhuǎn)變過來，而技術(shù)上的問題已經(jīng)退居其次了?？梢哉f，當(dāng)前的技術(shù)已經(jīng)完全可以滿足小區(qū)內(nèi)建造立體車庫的主要要求，急需解決的已是人們的思想觀念問題。1.

5、5 立體車庫的開展前景伴隨著我國住房業(yè)的迅速開展，小區(qū)式居住方式已經(jīng)成為市民住房方式的主流。并且，伴隨我國經(jīng)濟的迅速開展，人們擁有自己的“私家車也已經(jīng)成為一種必然。所以，正是由于小區(qū)與私家車的數(shù)量越來越多，一旦人們的思想方式轉(zhuǎn)變過來，那么應(yīng)用于小區(qū)內(nèi)的立體車庫必將會如雨后春筍般迅速生長起來。而且，立體車庫的技術(shù)也必然在今后的假設(shè)干年內(nèi)有大幅度的開展,。所以，無論是立體車庫技術(shù)的研究，還是立體車庫工程的建造，開展前景都是非常樂觀的，都必將在不久的將來得到豐厚的回報。1.6 經(jīng)濟性分析 該立體車庫結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，造價低，能耗少。與普通車庫相比，應(yīng)用于存取單位車輛的造價要低得多。它花費在購置地

6、皮方面的費用也相對很小，所以具有很高的經(jīng)濟性。1.7 立體車庫的設(shè)計要求1.共可容納22輛小轎車。2.平均每輛車的占地面積應(yīng)小于5平方米。3.車庫形式應(yīng)適合在住宅小區(qū)內(nèi)應(yīng)用。4.存取車時間不超過100秒，可以預(yù)訂存車和預(yù)訂取車，盡可能減少等待存車與等待取車時間。5.有一定的平安保護措施。1.8 課題的主要工作1.主體結(jié)構(gòu)設(shè)計A0圖紙2張。2.雙級行星減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計A0圖紙2張。3.蝸輪換向器結(jié)構(gòu)設(shè)計A1圖紙1張。4.張緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計A1圖紙1張。5.鏈片結(jié)構(gòu)設(shè)計A1圖紙1張。第2章 總體設(shè)計2.1 車庫形式的選擇目前，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、

7、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式。采用模塊化設(shè)計，每單元可設(shè)計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。產(chǎn)品特點：(1)節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。(2)價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。(3)可采用自動控制，構(gòu)造簡單，平安可靠。(4)存取車迅速，等候時間短。(5)運行平穩(wěn)，工作噪聲低。(6) 適用于商業(yè)、機關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機進行存取，因此對堆垛機的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機本錢較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使

8、用。垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個汽車旋轉(zhuǎn)臺，可省去司機調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高幾十米，對設(shè)備的平安性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占地卻最小。產(chǎn)品特點：(1)占地少，兩個泊位面積可停6-10輛車。(2)外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。(3)價格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。(4)可采用自動控制，運行平安可靠。綜上所述，并結(jié)合課題的要求，選擇垂直循環(huán)式立體車庫作為設(shè)計對象。2.2 垂直循環(huán)式立體車庫的系統(tǒng)組成垂直提升式立體車庫包括機械系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)。機械系統(tǒng)完成車輛的運輸工作，而自動控制系統(tǒng)完成對機

9、械系統(tǒng)運動的控制工作。立體車庫系統(tǒng)組成見圖2-1。圖2-1 立體車庫系統(tǒng)組成2.3 垂直循環(huán)式立體車庫的機械系統(tǒng)組成與工作原理 整體框架車庫的整體呈樓房狀，中間為鋼筋支架，支架兩側(cè)為轎車載車臺。車庫頂端與底端設(shè)有角輪導(dǎo)軌，車庫兩邊設(shè)有托架邊軌，載車臺在這些軌道上完成升降運動。車庫內(nèi)還設(shè)有兩個平臺，平臺上安裝了車庫的升降機構(gòu)主要局部。車庫整體框架見圖2-2。圖2-2 立體車庫整體框架2. 升降機構(gòu)升降機構(gòu)是該車庫的靈魂，也是該次設(shè)計的核心局部。車庫內(nèi)設(shè)有兩個平臺，第一平臺上安裝有電動機、制動器、雙級行星減速器、聯(lián)軸器、手動機構(gòu)錐齒輪、齒輪、鏈輪等升降機構(gòu)的主要局部。鏈輪上安裝有鏈條，鏈條上面那么

10、連接著載車臺。 車庫內(nèi)一共設(shè)有22個轎車載車臺，每個載車臺都有自己的編號，統(tǒng)一受計算機控制。 當(dāng)車庫自動控制系統(tǒng)發(fā)出信號后，電動機轉(zhuǎn)動，通過雙級行星齒輪減速器減速，進而通過聯(lián)軸器帶動齒輪轉(zhuǎn)動。由于齒輪與鏈輪同軸，鏈輪便同時跟著齒輪轉(zhuǎn)動，通過鏈條帶動著載車臺完成升降運動。電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，可使載車臺順時針或者逆時針轉(zhuǎn)動。具體需要電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，需視目標(biāo)載車臺的位置所定。 車庫內(nèi)的第二平臺上設(shè)有手動升降機構(gòu)。當(dāng)車庫的電力系統(tǒng)遇到無法預(yù)測的突發(fā)故障時，可以用手動機構(gòu)將載車臺搖動到車庫底端。手動機構(gòu)齒輪箱與第一平臺上的手動機構(gòu)錐齒輪通過長軸相連。搖動手動機構(gòu)手柄時，齒輪箱內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動，帶動長桿繞豎直方

11、向軸轉(zhuǎn)動，進而帶動楔齒輪運動，從而帶動鏈輪軸轉(zhuǎn)動，通過鏈條帶動著載車臺完成升降運動。由于鏈條經(jīng)過長時間的運動，會出現(xiàn)松動狀況。這不但會造成運動的不準(zhǔn)確性，而且嚴(yán)重的時候還會對車庫結(jié)構(gòu)造成損害。所以車庫底端設(shè)置了一個手動張緊機構(gòu)。張緊機構(gòu)下部與鏈輪同軸。轉(zhuǎn)動張緊機構(gòu)手柄時，壓下絲杠向下運動，帶動鏈輪向下運動，拉動鏈條，完成張緊功能。升降機構(gòu)工作流程簡圖見圖2-3。圖2-3 升降機構(gòu)工作流程簡圖 換向機構(gòu)由于一般的小區(qū)內(nèi)空間都很有限，不可能在車庫前方留給車輛以足夠的調(diào)頭空間，故需要在車庫前面設(shè)計一個轉(zhuǎn)向機構(gòu)，使車輛可以順利的進入和離開車庫。換向機構(gòu)全部安裝在地面以下，主要組成局部是電機、蝸輪蝸桿減

12、速器、帶輪、皮帶、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)臺等。轉(zhuǎn)臺的上外表與地表相平，以便司機將車倒上轉(zhuǎn)臺。電機軸與蝸桿軸通過帶傳動相連接，蝸輪軸與轉(zhuǎn)臺軸通過聯(lián)軸器連接。電機轉(zhuǎn)動，通過帶傳動帶動蝸輪蝸桿減速器轉(zhuǎn)動，進而通過聯(lián)軸器帶動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，完成換向功能。換向機構(gòu)見圖2-4。圖2-4 換向機構(gòu)2.4 機械系統(tǒng)整體工作原理 當(dāng)立體車庫未滿載時，總有一個空載載車臺處于車庫最底端。存車時，司機將車開上該空載載車臺，然后下車離開車庫。此時車庫自動控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使提升機構(gòu)的電機轉(zhuǎn)動，帶動載車臺上升，并使最近的一個空載載車臺運動到車庫最底端。取車時，將目標(biāo)載車臺的編號輸入自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使提升機構(gòu)的電機正轉(zhuǎn)或

13、者反轉(zhuǎn)，帶動目標(biāo)載車臺下降到車庫最底端。司機進入車內(nèi)，將車倒出載車臺，倒到換向機構(gòu)的轉(zhuǎn)臺之上。此時自動控制系統(tǒng)再次發(fā)出指令，使換向機構(gòu)的電機轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)臺完成180度轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動結(jié)束后，司機便可以開車離開。2.5 垂直循環(huán)式立體車庫的自動控制系統(tǒng)組成立體車庫自動化控制系統(tǒng)主要包含以下五個子系統(tǒng)：自動收費管理系統(tǒng)，自動存取車系統(tǒng)，遠程診斷系統(tǒng)，自動道閘， 監(jiān)控安保系統(tǒng)。以上子系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃停車庫管理形式，發(fā)布車庫庫存容量，控制車流方案。2.6 本章結(jié)論1.車庫形式選定為垂直循環(huán)式立體車庫。2.車庫的系統(tǒng)組成為機械系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)兩大系統(tǒng)。3.機械系統(tǒng)包括：整體框架、升降

14、系統(tǒng)、換向系統(tǒng)。4.自動控制系統(tǒng)主要包含以下五個子系統(tǒng)：自動收費管理系統(tǒng)，自動存取車系統(tǒng)，遠程診斷系統(tǒng)，自動道閘， 監(jiān)控安保系統(tǒng)。第3章 整體框架設(shè)計3.1 載車臺結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計本車庫主要是為了存取小轎車而設(shè)計的，故車庫內(nèi)的載車臺大小要依小轎車而定。小轎車外形尺寸為：長5050寬1850高1650。根據(jù)車庫設(shè)計的技術(shù)要求，將載車臺內(nèi)壁的尺寸定為：長5250寬2100高1700。這樣的尺寸，不僅可以滿足轎車出入時的平安性，還最大限度的減少了停車所用的空間，十分符合建在小區(qū)內(nèi)的車庫的技術(shù)要求，并且提高了工程的經(jīng)濟性。3.2 車庫總體尺寸設(shè)計 本車庫一共可以容納22輛小轎車，即擁有22個小轎車載車臺。

15、在任何時刻，車庫的最頂端與最底端都要有一個載車臺，其余20個載車臺平均分配在車庫的兩邊。根據(jù)載車臺內(nèi)壁尺寸、建材尺寸、鏈片尺寸的大小，將每兩個載車臺之間的距離定為1945毫米。根據(jù)處在車庫內(nèi)第一平臺上的屬于提升機構(gòu)的一些機械設(shè)備的具體尺寸，以及車庫邊軌、建材的尺寸，將車庫總長度定為9360毫米，即。根據(jù)載車臺的具體尺寸、車庫中部支架的具體尺寸、車庫邊軌及建材的具體尺寸，將車庫總寬度定為6287毫米，即。3.3 車庫建材的選用 本車庫對建材并沒有極特殊的要求，故應(yīng)選用工程上普遍應(yīng)用的建材。經(jīng)過比擬，將車庫建材定為各種型鋼。 型鋼又稱型材，是通過型鋼軋機軋制成的具有一定截面形狀和尺寸的條形鋼材。型

16、鋼產(chǎn)量占我國鋼材總產(chǎn)量的一半以上，是數(shù)量最大的重要鋼材。按截面形狀來分，可將型鋼分為圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、等邊角鋼、不等邊角鋼、工字鋼、槽鋼與異型鋼。本車庫建材大量應(yīng)用了角鋼、工字鋼與槽鋼。3.4 本章結(jié)論寬2100高1700。寬5660高23736。3.車庫建材選為型鋼，并大量應(yīng)用了其中的角鋼、工字鋼與槽鋼。第4章 升降機構(gòu)設(shè)計4.1 電機的選擇 鏈輪速度不可太快，否那么不但對車庫整體機構(gòu)造成損害，降低車庫使用壽命，而且會對轎車本身造成一定的危害；鏈輪速度也不可太慢，否那么會使車庫工作效率降低。綜合兩方面考慮，將鏈輪速度，即載車臺提升速度定為/s。 小轎車的重量為1.6噸。根據(jù)車庫的整體

17、結(jié)構(gòu)得左右兩邊最大重量差為 101.6=16噸。由于鏈輪速度為/s，故電機所需的功率 N=44KW (4-1)式中 N電機所需功率KW； F拉力N； v線速度m/s； 效率，為從鏈輪到電機之間所有設(shè)備的效率之積。 由文獻3表15-1查得選用Y280S-6型電機。其主要參數(shù)為：額定功率45KW，同步轉(zhuǎn)速1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速980r/min。4.2 制動器的設(shè)計制動器的類型很多，現(xiàn)在廣泛被采用的是電力液壓瓦塊制動器代號為YWZ，有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，可以買到。這種制動器動作平穩(wěn)，噪聲很小，壽命長，尺寸小，重量輕，不易滲漏，而且省電，交流供電方便，可用于操作每小時720-1200次。 由于電機外伸軸直

18、徑為75mm，由文獻4表19-3查得選用制動器型號為YWZ2-10/10。該制動器制動力大，能在很短時間之內(nèi)使電機停止轉(zhuǎn)動。而且它工作平穩(wěn)，對車庫的沖擊小。本車庫內(nèi)制動器的液壓控制系統(tǒng)受自動控制系統(tǒng)控制，當(dāng)存取車時，計算機同時向電機與制動器液壓控制系統(tǒng)發(fā)送信息，液壓控制系統(tǒng)使制動器瓦片翻開，電機便可以開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)需要電機停止時，自動控制系統(tǒng)發(fā)信號給制動器液壓控制系統(tǒng)，制動器瓦片抱緊，電機停止轉(zhuǎn)動。4.3 雙級行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 行星齒輪減速器的選用 這里選用行星齒輪減速器而不用一般減速器，主要是因為其具有以下一些優(yōu)點：1.由于采用內(nèi)嚙合和共軸式傳動，并采用了多個行星齒輪同時嚙合受載，實現(xiàn)了

19、功率分流而使承載能力大為提高，故結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕，慣性質(zhì)量小，在傳動功率相同的情況下，其體積只相當(dāng)于一般齒輪傳動的1/2-1/3；2.效率較高；3.能實現(xiàn)較大的單級傳動比。 目前國內(nèi)外應(yīng)用最多的行星齒輪減速器是NGW型行齒輪星減速器，因為它結(jié)構(gòu)最簡單，最容易制造，而且效率最高。 NGW行星齒輪減速器有單級、兩級和三級共三個系列，均為共軸線，軸線水平。根據(jù)本設(shè)計的要求和具體傳動比的情況，確定選用兩級結(jié)構(gòu)。兩級行星齒輪減速器是由兩個一級串聯(lián)而成，共有9種規(guī)格，傳動比14-160，輸入功率為0.4-517KW，輸出轉(zhuǎn)矩為2276-47667Nm。 均載機構(gòu)設(shè)計 行星齒輪傳動的承載能力和可靠性

20、在很大程度上取決于能否使載荷在各個行星齒輪之間均勻分配。雖然在理論上可以靠提高制造精度和安裝精度來提高載荷分配的均勻性，但在實際上還由于受載和溫度的變化引起形變，以及經(jīng)濟上的原因，很難實現(xiàn)。因此，一般都在機構(gòu)上采用均載機構(gòu)。 均載機構(gòu)按工作原理可以分為三類：1)使根本構(gòu)件太陽輪、內(nèi)齒輪或轉(zhuǎn)臂“浮動；2采用彈性元件；3使行星輪的位置可以通過杠桿系統(tǒng)自動調(diào)整。選用均載機構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)為：1補償效果好，各行星之間的載荷分配與沿齒寬方向的載荷分布平均。2)摩擦損失小，效率高。3靈敏度高，即均載構(gòu)件所受的力與齒輪上的圓周力之比要大。4浮動構(gòu)件的重量輕，離心力的影響小。5結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，拆裝方便。采用均載機

21、構(gòu)后，一般各行星輪之間的載荷分配不均勻系數(shù)可到達Kp1.051.2。 根據(jù)均載機構(gòu)的工作原理并結(jié)合均載機構(gòu)的選用標(biāo)準(zhǔn)，將本雙級行星齒輪減速器的均載方式定為：第一級即高速級行星架浮動，第二級即低速級太陽輪與內(nèi)齒圈均浮動。行星架浮動，行星架通過雙齒輪聯(lián)軸器或單齒聯(lián)軸器與低速軸連接，行星架不要支撐，受力大，浮動靈敏，結(jié)構(gòu)簡單，尤其是對多級行星傳動。太陽輪與內(nèi)齒輪同時浮動，內(nèi)齒輪通過兩個齒套與箱體連接，太陽輪不裝軸承。內(nèi)齒輪常常做得很薄，以增加柔性，提高均載效果。主要用于高速行星傳動。其噪聲小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，均載效果好，工作可靠。傳動示意圖見圖4-1。圖4-1 傳動示意圖 高速級設(shè)計1. 高速級結(jié)構(gòu)確定高

22、速級采用2Z-X形式，即有兩個中心輪和一個轉(zhuǎn)臂，行星輪的個數(shù)定為3。該結(jié)構(gòu)也可稱為NGW形式，即內(nèi)嚙合N經(jīng)過公用行星齒輪G到外嚙合W。2. 齒輪齒數(shù)與模數(shù)確實定根據(jù)具體尺寸及設(shè)計要求，定太陽輪齒數(shù)Za=15，內(nèi)齒圈齒輪齒數(shù)Zb=117，行星輪齒數(shù)Zg=51，模數(shù)m=4。具體結(jié)構(gòu)見圖4-2。圖4-2 高速級結(jié)構(gòu)3. 傳動比i1確實定由文獻4表12-2得2Z-X行星齒輪傳動當(dāng)太陽輪a固定時的傳動比公式為： i=1+Za/Zb (4-2)故高速級傳動比為：i14. 齒輪材料確實定齒輪一律采用45號鋼高頻淬火。 低速級設(shè)計1. 低速級結(jié)構(gòu)確定低速級也采用2Z-X形式，有兩個中心輪和一個轉(zhuǎn)臂，行星輪的個

23、數(shù)定為4。該結(jié)構(gòu)也為NGW形式。2. 齒輪齒數(shù)與模數(shù)確實定根據(jù)具體尺寸及設(shè)計要求，定太陽輪齒數(shù)Za=16，內(nèi)齒圈齒輪齒數(shù)Zb=56，行星輪齒數(shù)Zg=20，模數(shù)m=9。具體結(jié)構(gòu)見圖4-3。圖4-3 低速級結(jié)構(gòu)3. 傳動比i2確實定高速級傳動比為i=1+Za/Zb4. 齒輪材料確實定和高速級一樣，齒輪一律采用45號鋼高頻淬火。 高速級行星齒輪強度校核此處主要是校核齒輪的齒根彎曲疲勞強度。齒根彎曲疲勞強度校核公式為： F=YFYSYF MPa 4-3式中 YF齒形系數(shù)； YS應(yīng)力修正系數(shù)；Y重合度系數(shù)；F齒根彎曲應(yīng)力MPa；F許用齒根彎曲應(yīng)力MPa；b齒寬(mm)；m模數(shù)mm；K載荷系數(shù)，K=KAK

24、vKK，其中KA為使用系數(shù)，Kv位動載系數(shù)，K齒向載荷分布系數(shù)，K為齒間載荷分配系數(shù)；T1-小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩(Nm)；d1-小齒輪分度圓直徑(mm)。1太陽輪校核 1載荷系數(shù)K=KAKvKK 4-4 由文獻1表8-3查得KA=1.25，由文獻1圖8-7查得Kv=1.0，由文獻1圖8-11查得K=1.1，由文獻1表8-4查得K=1.0，故 K=KAKvKK1.0=1.38 2小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩T1=9.55106P1/n 4-5 T1106P1/n1106m 式中 T1小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩Nm；P1電機輸入功率KW； n1小齒輪轉(zhuǎn)速r/min。3小齒輪分度圓直徑d1=mZa 4-6 d1=

25、mZa=415=60mm 4齒寬b由文獻13公式2-8得齒寬 b=8m=84=32mm 4-7 5齒形系數(shù)YF 由文獻1圖8-19查得齒形系數(shù)YF=2.5。 6應(yīng)力修正系數(shù)YS 由文獻1圖8-20查得應(yīng)力修正系數(shù)YS=1.55。 7重合度系數(shù)Y 由文獻1圖8-21查得 重合度系數(shù)Y=0.69。8許用齒根彎曲應(yīng)力 F 由文獻1式8-28得 F= 4-8式中 Flim記入了齒根應(yīng)力修正系數(shù)2.0后，試驗齒根的齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力MPa；YN彎曲強度計算的壽命系數(shù)；SF齒根彎曲強度計算的平安系數(shù)。由文獻1圖8-28f查得齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力Flim=1500MPa由文獻1圖8-30查得壽命系數(shù)YN由

26、文獻1表8-7查的平安系數(shù)SF故 F=1200MPa故由公式4-3F=YFYSY=0.69=384.4MPaF，故滿足齒根彎曲疲勞強度。2. 行星輪校核1載荷系數(shù)K 由文獻1表8-3查得KA=1.25，由文獻1圖8-7查得Kv=1.0，由文獻1圖8-11查得K=1.1，由文獻1表8-4查得K=1.0，故由公式4-4 K=KAKvKK 2小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩T1由公式4-5 T1106P1/n1106m3小齒輪分度圓直徑d1由公式4-6 d1=mZa=415=60mm 4齒寬b由公式4-7 b=8m=84=32mm 5齒形系數(shù)YF 由文獻1圖8-19查得齒形系數(shù)YF=2.2。 6應(yīng)力修正系數(shù)YS

27、 由文獻1圖8-20查得應(yīng)力修正系數(shù)YS=1.1。 7重合度系數(shù)Y 由文獻1圖8-21查得 重合度系數(shù)Y=0.69。8許用齒根彎曲應(yīng)力 F由文獻1圖8-28f查得齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力Flim=1420MPa由文獻1圖8-30查得壽命系數(shù)YN由文獻1表8-7查的平安系數(shù)SF故由公式4-8 F=1136MPa由公式4-3F=YFYSY=0.69=240MPa F，故滿足齒根彎曲疲勞強度。3. 內(nèi)齒圈校核1載荷系數(shù)K由文獻 1表8-3查得KA=1.25，由文獻1圖8-7查得Kv=1.0，由文獻1圖8-11查得K=1.1，由文獻1表8-4查得K=1.0，故由公式4-4K=KAKvKK2小齒輪傳遞的名義

28、轉(zhuǎn)矩T1由公式4-5T1106P1/n11060.95/980106Nm 3小齒輪分度圓直徑d1 由公式4-6 d1=mZg=451=204mm 4齒寬b 由公式4-7 b=8m=84=32mm 5齒形系數(shù)YF 由文獻1圖8-19查得齒形系數(shù)YF=2.5。6應(yīng)力修正系數(shù)YS由文獻1圖8-20查得應(yīng)力修正系數(shù)YS=1.55。7重合度系數(shù)Y由文獻1圖8-21查得 重合度系數(shù)Y=0.69。8許用齒根彎曲應(yīng)力 F由文獻1圖8-28f查得齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力Flim=1500MPa由材料1圖8-30查得壽命系數(shù)YN由材料1表8-7查的平安系數(shù)SF故由公式4-8 F=1200MPa由公式4-3F=YFYS

29、Y=0.69=375.8MPa F，故滿足齒根彎曲疲勞強度。 低速級齒輪強度校核1. 太陽輪校核1載荷系數(shù)K 由文獻1表8-3查得KA=1.25，由文獻1圖8-7查得Kv=1.0，由文獻1圖8-11查得K=1.1，由文獻1表8-4查得K=1.0，故由公式4-4 K=KAKvKK2小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩T1 由公式4-5 T1106P1/n1106106Nm3小齒輪分度圓直徑d1 由公式4-6 d1=mZa=916=144mm 4齒寬b 由公式4-7 b=8m=89=72mm 5齒形系數(shù)YF 由文獻1圖8-19查得齒形系數(shù)YF=2.5。 6應(yīng)力修正系數(shù)YS 由文獻1圖8-20查得應(yīng)力修正系數(shù)YS=

30、1.55。 7重合度系數(shù)Y 由文獻1圖8-21查得 重合度系數(shù)Y=0.69。8許用齒根彎曲應(yīng)力 F由文獻1圖8-28f查得齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力Flim=1500MPa由文獻1圖8-30查得壽命系數(shù)YN由文獻1表8-7查的平安系數(shù)SF故由公式4-8 F=1200MPa由公式4-3F=YFYSY=0.69=268.9MPa F，故滿足齒根彎曲疲勞強度。2. 行星輪校核1載荷系數(shù)K 由文獻1表8-3查得KA=1.25，由文獻1圖8-7查得Kv=1.0，由文獻1圖8-11查得K=1.1，由文獻1表8-4查得K=1.0，故由公式4-4 K=KAKvKK 2小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩T1 由公式4-5T1106

31、P1/n1106106Nm3小齒輪分度圓直徑d1由公式4-6 d1=mZa=916=144mm4齒寬b由公式4-7 b=8m=89=72mm 5齒形系數(shù)YF 由文獻1圖8-19查得齒形系數(shù)YF=2.2。 6應(yīng)力修正系數(shù)YS 由文獻1圖8-20查得應(yīng)力修正系數(shù)YS=1.1。 7重合度系數(shù)Y 由文獻1圖8-21查得 重合度系數(shù)Y=0.69。8許用齒根彎曲應(yīng)力 F由文獻1圖8-28f查得齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力Flim=1420MPa由文獻1圖8-30查得壽命系數(shù)YN由文獻1表8-7查的平安系數(shù)SF故由公式4-8 F=1136MPa由公式4-3F=YFYSY=0.69=170MPa F，故滿足齒根彎曲疲

32、勞強度。3. 內(nèi)齒圈校核1載荷系數(shù)K 由文獻1表8-3查得KA=1.25，由文獻1圖8-7查得Kv=1.0，由文獻1圖8-11查得K=1.1，由文獻1表8-4查得K=1.0，故由公式4-4 K=KAKvKK 2小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩T1 由公式4-5T1106P1/n11060.95/9800.8/8.8=4106Nm 3小齒輪分度圓直徑d1 由公式4-6 d1=mZg=920=180mm 4齒寬b由公式4-7 b=8m=89=72mm 5齒形系數(shù)YF 由文獻1圖8-19查得齒形系數(shù)YF=2.5。 6應(yīng)力修正系數(shù)YS 由文獻1圖8-20查得應(yīng)力修正系數(shù)YS=1.55。 7重合度系數(shù)Y 由文獻1圖

33、8-21查得 重合度系數(shù)Y=0.69。8許用齒根彎曲應(yīng)力 F由文獻1圖8-28f查得齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力Flim=1500MPa由文獻1圖8-30查得壽命系數(shù)YN由文獻1表8-7查的平安系數(shù)SF故由公式4-8 F=1200MPa由公式4-3F=YFYSY=0.69=253MPa F，故滿足齒根彎曲疲勞強度。 結(jié)論高速級傳動比i1=8.8，低速級傳動比i24.5=39.6。高速級輸入轉(zhuǎn)速n=980r/min，經(jīng)減速器后速度減為n=980/39.6=24.7r/min。4.4 聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器1的選用根據(jù)傳動裝置的工作條件擬選用HL型彈性柱銷聯(lián)軸器GB5014-85。計算轉(zhuǎn)矩為m (4-9)式

34、中 T-聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩Nm； 由文獻3公式4-3T=9550P/n=9550m K-工作情況系數(shù)，由文獻1表10-4查得K=1.5。根據(jù)Tc=603.75 Nm，由文獻3表13-1查得選用HL3型聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器2的選用根據(jù)傳動裝置的工作條件擬選用HL型彈性柱銷聯(lián)軸器GB5014-85。由文獻3公式4-3T=9550P/n=955040/24.7=15466Nm由公式4-9計算轉(zhuǎn)矩為Tc=KT=154661.5=23199 Nm根據(jù)Tc=23199，由文獻11表8.1-39查得選用HL11型聯(lián)軸器。4.5 開式齒輪設(shè)計電機轉(zhuǎn)速經(jīng)過二級行星齒輪減速器減速過后，其速度還比要求的鏈輪轉(zhuǎn)速快得

35、多，即還比要求的載車臺提升速度快得多。這就需要在減速器與鏈輪之間安裝開式齒輪，來進一步降低轉(zhuǎn)速。本車庫應(yīng)用了兩級開式齒輪進行減速。第一級小齒輪與電機同軸，大齒輪與第二級小齒輪同軸，第二級大齒輪與鏈輪同軸。 第一級開式齒輪設(shè)計1. 傳動比i1第一級傳動比i1=3.8。2. 齒數(shù)及模數(shù)大小齒輪齒數(shù)分別為15和54。模數(shù)為15。 第二級開式齒輪設(shè)計1. 傳動比i2第二級傳動比i2=3.1。2. 齒數(shù)及模數(shù)大小齒輪齒數(shù)分別為20和62。模數(shù)為25。 結(jié)論第一級傳動比i1=3.8，第二級傳動比i23.1=11.78。第一級輸入轉(zhuǎn)速為24.7r/min，故經(jīng)過兩級開式齒輪減速后轉(zhuǎn)速為n=24.7/11.7

36、8=2.11r/min。4.6 鏈傳動設(shè)計本處應(yīng)用銷軸鏈。銷軸鏈屬于起重曳引鏈的一種，主要應(yīng)用于起重機械與配重機械。它與其它類型鏈條的最大的區(qū)別就是適用于拉拽重物。銷軸鏈由外鏈板、中鏈板、鉸接鏈板、銷軸組成。銷軸為階梯狀，中間最粗段與鏈輪齒嚙合。鏈板與銷軸為動配合，夠成鉸副。銷軸鏈鏈條速度不可大于3m/s。每四節(jié)鏈片有一結(jié)T型鏈片，T形鏈片可能式內(nèi)鏈片，也可能是外鏈片。銷軸與外鏈片之間、套筒和內(nèi)鏈片之間為過盈配合相固聯(lián)。內(nèi)滾子用于與鏈輪牙嚙合，外滾子用于在垂直的鏈條變軌上走，套筒內(nèi)壁和滾子內(nèi)壁可以各裝5mm厚的含油尼龍831以減磨。鏈片具體尺寸見A1圖紙。鏈輪牙數(shù)z=13。鏈輪直徑 d=198

37、8mm 4-10式中 t鏈片長度mm。t=475.76； z牙數(shù)，z=13。鏈輪轉(zhuǎn)速n=2.11r/min。鏈條升降速度v=nD/60 4-11式中 n鏈輪轉(zhuǎn)速r/min； D鏈輪直徑mm。v=/s4.7 升降機構(gòu)整體工作原理當(dāng)需要存車或取車的時候，車庫自動控制系統(tǒng)發(fā)出信號，電動機轉(zhuǎn)動。電動機轉(zhuǎn)速為980r/min，通過雙級行星齒輪減速器進行第一次減速。減速器高速級傳動比i1=8.8，低速級傳動比i2=4.5，整體的降速比為i=8.84.5=39.6，故經(jīng)減速器后速度減為n=980/39.6=24.7r/min。減速器通過聯(lián)軸器帶動開式齒輪轉(zhuǎn)動，進行第二次減速。開式齒輪有兩級，第一級傳動比i1

38、=3.8，第二級傳動比i23.1=11.78。第一級輸入轉(zhuǎn)速即為24.7r/min，故經(jīng)過兩級開式齒輪減速后轉(zhuǎn)速為n=24.7/11.78=2.11r/min。第二級開式齒輪的大齒輪與鏈輪同軸，帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，進而通過鏈條帶動著載車臺完成升降運動。鏈條線速度v=nD/60=/s，故載車臺亦以/s的速度升降。電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，可使載車臺順時針或者逆時針轉(zhuǎn)動。具體需要電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，需視目標(biāo)載車臺的位置所定。具體升降機構(gòu)結(jié)構(gòu)見圖4-44.8 本章結(jié)論1.選用Y280S-6型電機。2.制動器型號為YWZ2-10/10。3.二級行星減速器總減速比為39.6。4.聯(lián)軸器1選用HL3型，聯(lián)軸器2選用HL5

39、型。 5.兩級開式齒輪總傳動比為11.78。 6.鏈輪速度2.11r/min。圖4-4 升降機構(gòu) 第5章 換向機構(gòu)設(shè)計5.1 轉(zhuǎn)臺設(shè)計 轉(zhuǎn)臺大小能容納一輛小轎車即可。小轎車長度為5050毫米，故將轉(zhuǎn)臺直徑定為5300毫米。轉(zhuǎn)臺嵌入地面以下，上外表與地表處于同一水平面，下外表與水泥地面之間安裝有一鑄鐵制圓環(huán)，轉(zhuǎn)臺在圓環(huán)上旋轉(zhuǎn)，為無潤滑滑動摩擦。具體結(jié)構(gòu)見圖5-1。圖5-1 轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速機不能過快，也不能過慢。過快會對轎車造成一定的危害，并帶來一定的危險；過慢那么使取車時間過長，降低了效率。故降轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速定為7.5r/min。5.2 蝸輪蝸桿減速器設(shè)計這里之所以要用蝸輪蝸桿減速器，主要是因為從

40、電機到轉(zhuǎn)臺，降速比非常的大。用蝸輪蝸桿可以減少機構(gòu)的尺寸，使整個換向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)變得緊湊。1計算轎車重1.6噸，轉(zhuǎn)臺重1.4噸，故壓力N=16000+14000=30000N。鋼制轉(zhuǎn)臺與鐵圈在無潤滑狀態(tài)下的摩擦系數(shù)=0.4，故摩擦力 f=n=300000.4=12000N 5-1轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速n=7.5r/m，故線速度故由公式4-11v=/s轉(zhuǎn)臺功率 P轉(zhuǎn)=fv=120002.07=24.8kw 5-2由于聯(lián)軸器的效率聯(lián)=0.99,故蝸輪輸入功率 P=P轉(zhuǎn)聯(lián)0.99=24.5kw 5-4由于蝸輪蝸桿減速器的功率減=0.8，故蝸桿輸入功率 P1=P/減=24.5/0.8=30.6kw 5-5將減速器的降

41、速比i定為50。1確定 n1=ni=50=375r/min 5-71與蝸輪齒數(shù)Z2由文獻1表9-2，按i=50,選取Z1=1,Z2=50。1m2d19KT2()2 5-81確定作用于蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2按Z1=1，初取=0.82，那么T2=iT1=i106P1/n1=50106106N.mm (5-9) 2確定載荷系數(shù)K=KAKvK (5-10)由文獻1表9-4查取工作情況系數(shù)KA=1.0；假設(shè)蝸輪圓周速度v23m/s，取動載荷系數(shù)Kv=1.0；因工作載荷平穩(wěn)，取齒向載荷分布系數(shù)K=1.0，所以，K= KAKvK1.0=1.0。 3確定許用接觸應(yīng)力H=KNHHO 5-11由文獻1表9-5查取根本許

42、用接觸應(yīng)力HO=200MPa，應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60an2Lh=6015250105 5-12故壽命系數(shù)KNH= 5-13所以H=KNHHO200=240MP4確定彈性系數(shù)ZE=1605確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑d1m2d19KT2()2=9106()2 =50752mm3由文獻1表9-1，按m2d150752mm3選取m=16mm，d1=250mm。蝸輪分度圓直徑d2=mZ2=1650=800mm (5-14)所以a=(d1+d2)=(250+800)/2=525mm (5-15)2v2=d2n2800/s顯然小于3m/s，與原假設(shè)相符，Kv=1.0適宜。該設(shè)計模型參考文獻2圖號45。具體尺

43、寸見圖紙，這里不再仔細表達。本蝸輪蝸桿減速器由于其蝸輪軸要垂直于地外表，應(yīng)選用一級立式結(jié)構(gòu)。機體做成整體，上面有一個大蓋，結(jié)構(gòu)簡單，但裝卸稍微麻煩。蝸輪軸上的軸承潤滑較難，上端只能采用油脂潤滑并需裝有擋油板，防止油脂漏出；而下端只在速度極低時才可以采用稀油潤滑。當(dāng)速度較高時，攪油阻力太大，不宜采用稀油潤滑，此時可采用油脂潤滑。為了防止稀油進入軸承，在機體上將軸承座加高或另加一套杯。蝸輪及軸承的調(diào)整用墊片來實現(xiàn)，但蝸輪軸的下端調(diào)整時不方便，因為松開下端軸承端蓋時，蝸輪、軸及軸承等零件由于自重而向下移動，是調(diào)整困難。如果加套杯，那么調(diào)整比擬方便。9. 蝸輪蝸桿減速器型號的選擇由文獻10表7-3-5

44、選擇蝸輪蝸桿減速器型號為：CWS 500-50-F-GB9147-88。5.3 電機的選擇 電機功率計算蝸桿的輸入功率P1=30.6kw，帶輪的傳動效率帶=0.92，故電機功率為 P電=30.6/0.92=33.3kw 5-16 電機型號的選擇由文獻3表15-1選定電機型號為Y225M-4，其主要性能指標(biāo)為：同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定功率45kw，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min。5.4 帶傳動設(shè)計由于電機的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，而蝸桿轉(zhuǎn)速為375r/min,故傳動比i=1550/375=4。d由文獻1表6-6查得工作情況系數(shù)KA那么 Pd=KAP電45=58.5kw 5-17根據(jù)P

45、d，n1，由文獻1圖6-12查得選C型帶。根據(jù)文獻1表6-7薦用最小基準(zhǔn)直徑，可選取小帶輪的直徑dd1=200mm。那么大帶輪直徑為dd2=dd1i=2004=800mm 5-18v=d1n12001500/60000=/svmax，故符合要求。根據(jù)0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)初步確定中心距 0.7(200+800)=700a02(200+800)=2000因要求結(jié)構(gòu)緊湊，故取偏低值a0=750mm。根據(jù)文獻1式6-2計算V代基準(zhǔn)長度 Ld=2a0+(dd1+dd2)+= 5-19由文獻1表6-2選V帶基準(zhǔn)長度為Ld=3550mm由文獻1式6-22計算實際中心距a a=a0

46、+(Ld-Ld)/2=750+(3550-3190.8)/2= 5-20由文獻1式6-1得 1=1800-57.30=1430 5-21由文獻1式6-23計算帶的根數(shù)z。由文獻1表6-3查取單根帶所能傳遞的功率P0由文獻1式6-19計算功率增量P0由文獻1表6-4查得Kb10-3由文獻1表6-5查得Ki故 P0=Kbn1(1-1/Ki)=0.98kw 5-22由文獻1表6-8查得Ka由材料1表6-2查得Kl那么帶的根數(shù)為 z=9.7 5-23取z=10根。由文獻1表6-1查得m=/m由文獻1式6-24得初拉力F0=500+mv2=500=684.65-24由文獻1式6-25得 Q=2ZF0sin=25sin=6498N 5-25由文獻4表9-19查得小帶輪由于直徑為200，較小，選擇實心輪。大帶輪由于直徑為800，較大，選擇六橢圓幅輪。5.5 聯(lián)軸器選擇min dminC=100=150mm 5-26該段軸上有一鍵槽，故將計算值加大3%，dmin應(yīng)為155mm。根據(jù)傳動裝置的工作條件擬選用HL型彈性柱銷聯(lián)軸器GB5014-85。由文獻1表10-4查得K=1.5。由文獻3公式4-3T=9550P/n=9550m由公式4-9Tc=KT=328941.5=49342Nm根據(jù)Tc=49342 Nm，由文獻11表8.1-39查得選用HL12型聯(lián)軸器。 5.6