小型立體車庫(kù)畢業(yè)設(shè)計(jì)

小型立體車庫(kù)畢業(yè)設(shè)計(jì)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)小型立體車庫(kù)設(shè)計(jì)第1章緒論1.1課題背景我國(guó)自改革開放以來(lái)，房地產(chǎn)業(yè)和汽車工業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)得到了高速發(fā)展，尤其隨著我國(guó)城市建設(shè)速度的加快和人民生活水平的提高，轎車進(jìn)入家庭已成為必然趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2011年我國(guó)民用汽車保有量約10578萬(wàn)輛。其中私人轎車占41%。需要大量的轎車泊位，通過(guò)建立立體停車庫(kù)來(lái)解決我國(guó)城市停車難的問(wèn)題。2011年，我國(guó)已成為全球第一大汽車市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)銷售總量達(dá)到1850.51萬(wàn)輛，而汽車保有量破億,其中私人轎車的保有量就有4322萬(wàn)輛。停車難成為繼行車難之后困擾各大中城市的交通難題。我國(guó)汽車工業(yè)的高速發(fā)展和汽車銷售額的高速增長(zhǎng)，必然給城市交通（包括動(dòng)態(tài)交通和靜態(tài)交通）帶來(lái)巨大的壓力，各地政府雖已花大力支持城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，但始終難以滿足汽車快速增長(zhǎng)的需要。最近十幾年來(lái),我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車增長(zhǎng)速度年平均在？10%?15%，而城市道路年平均增長(zhǎng)速度只有？2%?3%。特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量和交通的增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)交通基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度。如北京市在90年代小汽車年平均年增長(zhǎng)速度達(dá)到30%左右，但城市道路年平均增長(zhǎng)率只有1.2%,道路面積年增長(zhǎng)率為3.7%。靜態(tài)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)更落后于動(dòng)態(tài)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，全國(guó)停車位缺口平均在?60%以上。因此造成大量車輛停在道路內(nèi)，形成馬路停車場(chǎng)。隨著汽車進(jìn)入家庭的速度不斷加快，對(duì)城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的壓力越來(lái)越大。交通擁堵、停車難已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)很多城市發(fā)展的嚴(yán)重制約因素，因此也引起了各級(jí)政府的重視。解決停車難的一個(gè)主要手段就是建設(shè)立體停車庫(kù)。立體停車庫(kù)可以高效地利用土地面積；可以提高交通車輛的流通速度；可以保證車輛的安全有序的管理。因此，近十多年年來(lái)立體停車庫(kù)在我國(guó)得到了高速的發(fā)展,智能停車設(shè)備行業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)新興的行業(yè)。從1997年到2000年，年遞增速度在30%?以上,2000年到2009年,年遞增速度達(dá)50%以上。到2009年底，全國(guó)已有31個(gè)省，自治區(qū)，直轄市的?56?個(gè)城市興建了機(jī)械式立體停車庫(kù)，共?2200?個(gè),其中，以北京、上海、江蘇、浙江、廣東發(fā)展較快。預(yù)計(jì)在今后五到十年間這種需求有增無(wú)減。1.2立體車庫(kù)研究意義隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市中的商業(yè)大廈、高級(jí)寫字樓、辦公樓和居民小區(qū)如雨后春筍般拔地而起。各大城市對(duì)城市建設(shè)的規(guī)劃都提出在這些高樓大廈和住宅小區(qū)必須提供機(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)庫(kù)的要求。而由于城市建筑用地的緊張和地價(jià)的居高不下，這些停車場(chǎng)自然由過(guò)去的平面形式轉(zhuǎn)為立體形式和地下形式,以期在現(xiàn)有面積的條件下擴(kuò)大停放車位的數(shù)量1.3立體停車設(shè)備國(guó)內(nèi)外發(fā)展綜述國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r:設(shè)備在國(guó)外最早出現(xiàn)日本。自？1959?年起日本開始研究，逐步進(jìn)入設(shè)計(jì)和制造。1965年成立行業(yè)協(xié)會(huì)，發(fā)展至今有110家會(huì)員。目前在日本立體停車庫(kù)應(yīng)用普及率很高，主要集中在大城市，在東京、名古屋、大阪三大地區(qū)集中了全國(guó)75%?的車庫(kù)。在這些城市，幾乎每條街道都能看到不同型式的車庫(kù)，所以日本的停車問(wèn)題解決得相當(dāng)好。日本的車庫(kù)種類很多，技術(shù)比較先進(jìn)。主要種類有升降橫移式,垂直循環(huán)式和垂直升降式。國(guó)外立體停車設(shè)備的技術(shù)以日本和德國(guó)領(lǐng)先，其發(fā)展主要有兩個(gè)特點(diǎn)：一是高技術(shù)含量高。日本和德國(guó)的車庫(kù)行業(yè)將機(jī)、電工業(yè)的高新技術(shù)成果隨時(shí)轉(zhuǎn)化和移植到車庫(kù)產(chǎn)品中，使車庫(kù)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品更新很快。比如高速曳引機(jī)和？VVVF?調(diào)速控制技術(shù)即高速電梯技術(shù)很快應(yīng)用到垂直升降式車庫(kù)產(chǎn)品，使這種電梯式車庫(kù)存取速度更快，存車量更大，從而逐步替代老式的垂直循環(huán)式塔型車庫(kù)。又如計(jì)算機(jī)管理、IC卡識(shí)別、計(jì)時(shí)收費(fèi)系統(tǒng)一出現(xiàn)，立即應(yīng)用于停車庫(kù)，使車庫(kù)溶于城市樓宇自動(dòng)化管理系統(tǒng)中,無(wú)論是公共停車還是住宅停車變得更容易、更方便。二是車庫(kù)產(chǎn)品朝著性能價(jià)格比更高的方向發(fā)展。即不但重視停車密度和高性能，更講究產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。日本經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了幾次高潮和低谷，車庫(kù)行業(yè)亦幾起幾落，在競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品越趨成熟越注重經(jīng)濟(jì)實(shí)用，性能價(jià)格比更高。比如日本的三菱、大幅株式會(huì)社和德國(guó)PALIS公司均研制成功停車密度較高，而造價(jià)較低的高層車庫(kù)和無(wú)車板、無(wú)車架等先進(jìn)車庫(kù)。這些新產(chǎn)品都是90年代的新技術(shù)，一問(wèn)世,很快替代了老產(chǎn)品，并且正在打入了中國(guó)車庫(kù)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r：我國(guó)在20世紀(jì)80年代初開始研制機(jī)械式停車設(shè)備，進(jìn)入90年代，有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。從？1992?年進(jìn)口第一座垂直循環(huán)式車庫(kù)到？1996?年成立立體停車設(shè)備協(xié)會(huì)，短短幾年時(shí)間就完成了從產(chǎn)品和技術(shù)引進(jìn)到自主開發(fā)、制造的過(guò)程。幾年來(lái)各種類型的車庫(kù)設(shè)備相繼出現(xiàn)，協(xié)會(huì)成員已發(fā)展到60多家企業(yè)和研究院所。目前上海、北京、深圳、廣州、天津、成都、大連、南京、濟(jì)南、福州、沈陽(yáng)等城市都相繼出現(xiàn)了立體車庫(kù)。庫(kù)型以小型車庫(kù)為主，100?個(gè)車位以下的占？64%;100~500?個(gè)車位的占33%;500個(gè)車位以上的大型車庫(kù)占3%，但已有增長(zhǎng)的勢(shì)頭。使用地以商業(yè)住宅小區(qū)為主，用于小區(qū)配套的占50%,單位自用停車庫(kù)占30%,公共停車庫(kù)占20%。1.4主要研究?jī)?nèi)容基于立體停車設(shè)備廣闊的市場(chǎng)前景，結(jié)合國(guó)內(nèi)立體車庫(kù)發(fā)展的現(xiàn)狀，決定研究設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單的家庭用雙層立體車庫(kù)，設(shè)計(jì)以成本低廉，操作方便為原則。第2章方案選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1立體車庫(kù)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.1車型及車庫(kù)參數(shù)車型選擇為中小型轎車，以桑塔納LX為例車輛總長(zhǎng)?4546mm，總寬？1690mm,總高1427mm，質(zhì)量1030kg。軸距為2548mm，輪距前1411mm，后1422mm。由于設(shè)計(jì)定位于低成本的簡(jiǎn)易型雙層立體車庫(kù),所以決定采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)易俯仰式立體車庫(kù)。車庫(kù)總長(zhǎng)6700mm，總寬2330mm,停車總高度3500mm,二層車板距地面1900mm,二層停車板最大承受質(zhì)量為1500kg，俯仰角度為10?。2.1.2車庫(kù)工作流程其工作原理是二層停車板處于水平位置時(shí),下層車輛可自由出入。當(dāng)有車輛需要進(jìn)出二層停車位時(shí),啟動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)使液壓缸的柱塞下降從而使停車梁整體下降。當(dāng)停車梁下降到指定位置時(shí)，液壓泵停止工作，停車梁尾部電動(dòng)機(jī)通過(guò)鏈輪帶動(dòng)鏈條使活動(dòng)梁伸出直至地面，此時(shí)車輛通過(guò)活動(dòng)梁進(jìn)出二層停車板，隨后活動(dòng)梁收縮至停車板內(nèi)，液壓泵再次工作推動(dòng)柱塞上升,在停車板到達(dá)水平位置后停止工作，到此完成了上層車輛的進(jìn)出。通過(guò)上述動(dòng)作便可實(shí)現(xiàn)雙層立體停車。9600圖？2.1?立體車庫(kù)原理圖2.2液壓系統(tǒng)部件的選擇與計(jì)算2.2.1液壓缸的選擇與計(jì)算？計(jì)算受力在設(shè)計(jì)初，所有的質(zhì)量都是未知的，所以估取車輛自重？2?噸約為？20KN，停車梁與各梁的自重為1噸約10KN。停車梁的長(zhǎng)度為6500mm,兩支點(diǎn)的中心距為4300mm。其受力情況見(jiàn)圖2.2。600mm2160mm1600mm1600mm6500mmyxFyF110°G1G2FxF1'F1'圖?2.2?停車梁受力分析其中,？x?F液壓缸的力在Y方向上的投影；（N）?1?G??液壓缸的力在X方向上的投影；（N）?2?G車重作用在停車梁上的力;（N）?1?F??支承梁作用在停車梁上的力；（N）?2?F?、?'?2?F分別是停車梁靜止和上升時(shí)的摩擦力；（N）摩擦系數(shù)取0.5?按計(jì)算公式？0?x0?y0?m計(jì)算？12?sin100?xm?FGGF--o?12?cos10cos100?y?FGG--oo?12?0?y?FOCGACGBCX-X-X式中，當(dāng)槽鋼即停車梁靜止時(shí)？2?m?FF;當(dāng)停車梁上升時(shí)?2?m?FF解得？2?2390?F?N?13600?y?F?N?1?15960?F?N?x?F2820N（靜止時(shí)）？7600?x?F?N（上升時(shí)）每側(cè)受力？2?1195?F?N?6800?y?F?N?1?7970?F?N?1410?x?F?N（靜止時(shí)）？3800?x?F?N（上升時(shí)）當(dāng)液壓缸工作時(shí)，認(rèn)為停車梁處于水平位置，但受力的情況如圖2.3所示：600mm2160mm1600mm1600mm6500mmyxFyF1G1G2FxF1'F1'AB圖?2.3?停車梁受力分析按公式？0?y0?m計(jì)算？12?0?y?FOCGACGBCX-X-X?1?F+?y?F-?1?G-?2?G?0?解得?13620?y?F?N?1?16370?F?N?作用在每一側(cè)的力分別為？6810?y?F?N?1?8190?F?N?作用在耳環(huán)銷軸上的力計(jì)算耳環(huán)銷軸上的力的目的在于確定作用在液壓缸上的力，靜止和舉升時(shí)液壓缸上的力按照？''?sin10cos10?xy?FFF+oo?2.1?靜止時(shí)？’？1410?x?F?N?'?6800?y?F?N?6940?F?N?舉升時(shí)？'?3800?x?F?N?'?6800?y?F?N?7360?F?N?液壓缸在工作時(shí)也就是液壓缸達(dá)到最大行程時(shí),液壓缸所產(chǎn)生的力只是保持現(xiàn)有狀態(tài),此時(shí)？6810?F?N。因此,液壓缸的計(jì)算按著最大力的情況下計(jì)算。？液壓缸的計(jì)算已知液壓缸輸出的力？7360?F?N,工作壓力P未知，但按照液壓元件手冊(cè)上選取，考慮到負(fù)載的變化，所以選取負(fù)載？5KN~10KN?對(duì)應(yīng)的工作壓力?1.5MPa~2MPa,故??？2?P?MP&根據(jù)液壓缸的理論輸出力?F和系統(tǒng)選定的壓力。計(jì)算內(nèi)徑D按計(jì)算公式？4F?D?Pp2.2式中，F(xiàn)??理論輸出力N;P?系統(tǒng)壓力MPa;?0?t?F?Fyh?2.3?式中，？0?F活塞桿的實(shí)際作用力？0?F?7360N;y??負(fù)載率;取y?0.6?th液壓缸的總效率;假設(shè)液壓缸的密封采用橡膠圈則？th?1（容積效率）？th?0.9?0?13629.63?t?F?Fyh?N?缸筒內(nèi)徑？4?93.15?F?D?Pp?mm?取缸徑標(biāo)準(zhǔn)值？100?D?mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)缸徑選擇液壓缸，確定為冶金設(shè)備用的標(biāo)準(zhǔn)液壓缸，型號(hào)為？Y?HGI?6.3Mpa100/56X860L1F6HLQ。設(shè)定速度比？1.46y，已知行程為860mm，令其在30s?內(nèi)伸出，則？1?860?0.029?30?v?m/s?21?0.033?vvyX?m/s?式中,？1?v活塞桿伸出的速度(m/s);?2?v活塞桿收回時(shí)的速度(m/s)，則下降時(shí)需用的時(shí)間為？860?25.98?33.09?s?液壓缸的結(jié)構(gòu)及安裝尺寸液壓缸的結(jié)構(gòu)和尺寸安裝分別見(jiàn)圖2.4和表2.1,2.2。TVTVVG圖？2.4?液壓缸尺寸表2.1液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸缸徑?Dmm?活塞桿直徑？mm?油口尺寸聯(lián)接螺紋桿端螺紋？dmm100?56?332?M422?M56?表2.2液壓缸的安裝尺寸缸徑？TV?VG?BA?FB?100?135?180?68?22?2.2.2液壓泵的選擇已知活塞桿伸出的速度？1?0.023?v?m/s,根據(jù)計(jì)算公式？v?q?v?Ah缸？？2.4?式中，q?液壓缸的流量及泵的實(shí)際流量(L/min);?A?液壓缸活塞的有效面積(m?2?)?vh缸??液壓缸的容積效率;??？1?vh缸，故？10.68?qvAX?L/min?因此，泵的實(shí)際流量？221.36?qq 泵？L/min?估取泵的容積效率為？理論流量？v?26.7?t?q?qh泵？L/min?若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為940r/min,則泵的排量？28.4?t?q?V?n?ml/r?泵的選擇因根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際工況來(lái)選擇,在固定設(shè)備中液壓系統(tǒng)的正常工作壓力為泵的額定壓力的？70%~80%，對(duì)于系統(tǒng)工作壓力為？2MPa，則泵的額定壓力在?2.5MPa~3MPa。此外泵的流量須大于液壓系統(tǒng)工作時(shí)的最大流量，以保證有足夠的壽命，泵的類型應(yīng)選用內(nèi)嚙合齒輪泵。根據(jù)額定壓力和排量確定泵的型號(hào)為G?(P)?A3?25,技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.3?表2.3液壓泵技術(shù)參數(shù)排量?ml/r?壓力?MPa?轉(zhuǎn)速?r/min?效率質(zhì)量?kg?外型尺寸額定最高容積總效長(zhǎng)X寬X高？33.0?10?940?80%?85%?19.4?203X152X150?2.2.3泵電動(dòng)機(jī)的選擇泵的輸出功率？PpqX(2.5)式中,？p?工作壓力q?泵的流量已知工作壓力？2?p?MPa,?24.82?v?qvnhXX?l/min,則泵的輸出功率？0.83?PpqX?kw?而泵的輸人功率？0.973?i?Pph?kw?因?yàn)楸玫妮斎斯β始礊殡妱?dòng)機(jī)的機(jī)械功率，故電動(dòng)機(jī)的功率為？0.973kw。選用？R?系列三相異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.4?表2.4三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定功率?kw?滿載時(shí)重量?kg?Y112M?6?1.5?轉(zhuǎn)速?r/min?電流?A?效率功率因子？3.3?940?3.91?77.5?0.74?2.3傳動(dòng)部件的選擇與計(jì)算2.3.1減速機(jī)的選擇通過(guò)測(cè)量可以初步知道活動(dòng)梁所走的長(zhǎng)度約為？5000mm。如果要在？30s?內(nèi)收回，則鏈輪的線速度？0.17?v?m/s。估取大鏈輪的分度圓直徑？100?d?mm,活動(dòng)梁與停車板的質(zhì)量約為300kg。?鏈條所承受的拉力？sin10520.95?FGXo?KN,其中？G?為行車板與活動(dòng)梁的重力。傳遞功率？0.088?1000?Fv?P?kw,則設(shè)計(jì)功率為？0.05?A?d?ZM?KP?P?KKXX?kw,此功率即為電動(dòng)機(jī)功率。式中，？A?K工況系數(shù);??？A?K?1.0;?Z?K小鏈輪齒輪系數(shù),取小鏈輪齒數(shù)17,則？Z?K?0.887;?M?K多排鏈排數(shù)系數(shù);??？M?K?2?鏈輪轉(zhuǎn)速為？30?32.47?v?n?rp?r/min,式中，v?鏈輪線速度;r?分度圓半徑,r50?26.05?MFrX?N?m。?中心鏈輪的扭矩？26.05?MFrX?N?m。式中,F??鏈條所受力;r?分度圓半徑。估取小鏈輪的分度圓直徑？80?d?mm,則電動(dòng)機(jī)的扭矩？’？20.84?2?d?MFX?N?m。?根據(jù)設(shè)計(jì)擺線針輪減速機(jī)，該減速機(jī)傳動(dòng)比范圍大、體積小、重量輕、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。選用電動(dòng)機(jī)的扭矩M?20.84?N?m?和功率？0.05?d?P?kw,選擇擺線針輪減速機(jī)8085,該減速機(jī)功率0.18kw,輸入轉(zhuǎn)速1500r/min,輸出轉(zhuǎn)速43r/min,輸出軸直徑？18mm,重量1.1kg。2.3.2鏈條的設(shè)計(jì)？小鏈輪上的鏈條計(jì)算小鏈輪的轉(zhuǎn)速？1?43?n?r/min，估算大鏈輪的轉(zhuǎn)速為？2?32.47?n?r/min。傳動(dòng)比i?計(jì)算傳動(dòng)比按公式？1?2?n?i?n計(jì)算，則？1.32?i。小鏈輪的齒數(shù)？1?17?z，則大鏈輪的齒數(shù)？21?22.5?zizX取22,則實(shí)際傳動(dòng)比？1.29?i，那么？n2?的實(shí)際轉(zhuǎn)速為33.33r/min。鏈條節(jié)距?p?由設(shè)計(jì)功率？d?p?和小鏈輪的轉(zhuǎn)速？n1,選用?0.8A型的鏈條，其節(jié)距？12.7?p?mm。檢驗(yàn)小鏈輪孔徑孔徑？dk?最大可以達(dá)到？34mm,而電動(dòng)機(jī)輸出軸？30?D?mm,??k?dD所以滿足使用要求。初定中心距小鏈輪與大鏈輪之間的中心距暫??？0?20?ap鏈條節(jié)數(shù)Lp?0?0?259.52?2?pp?p?zz?c?La?a+++節(jié)式中，？1?z?、?2?z小鏈輪和大鏈輪齒數(shù);？0?a初定中心距;所以取60節(jié)。鏈條長(zhǎng)度L?0.76?1000?P?Lp?LX?m?式中，？P?L鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù);？p?鏈條節(jié)距理論中心距a?21?2256.98?pa?aPLzzKX--X?mm,式中，P?鏈條節(jié)距;？p?L鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù);？1?z?、?2?z小鏈輪和大鏈輪的齒數(shù);？a?K?通過(guò)查表得？256.98?a?K?mm;鏈速v?11?0.155?601000?znp?v?m/s?式中，？1?z小鏈輪齒數(shù);？1?n小鏈輪轉(zhuǎn)速;？p?鏈條節(jié)距；有效圓周力F?1000?1200?P?F?v?N?式中,？p傳遞功率,？0.18?p?kw;?v鏈條速度m/s;作用在軸F?Q?1.21440?FA?QKFX?N式中，F(xiàn)??有效圓周力；？A?K工況系數(shù);??？1.0?A?K?大鏈輪上鏈條的計(jì)算因?yàn)榉侄葓A直徑相同且齒數(shù)均等于22個(gè)齒,所以傳動(dòng)比？1?i鏈條節(jié)距P?鏈條的型號(hào)為08A,所以？12.7?p?mm。初定中心距a0?由于結(jié)構(gòu)需要，選用的中心距？0?5900?a?mm?鏈條節(jié)數(shù)Lp?2?0?0?951.73?2?pp?p?zz?c?La?a+++節(jié)，取952節(jié)式中，？0?0p?a?a?p;?2?21?2?zz?p-?:e;?1?z?,?2?z?大鏈輪的齒數(shù)？12?22?zz;鏈條長(zhǎng)度L?12.09?1000?P?Lp?LX?m,式中，？P?L鏈條節(jié)數(shù);？p?鏈條節(jié)距。理論中心距a?因？12?22?zz ，故理論中心距？ 5905.5?2?p?p?aLz-?mm,式中，？p?L鏈條節(jié)數(shù);p鏈條節(jié)距；z??鏈輪齒數(shù)。鏈速v?22?0.155?601000?znp?m/s,式中，？2?z鏈輪齒數(shù)，？2?22?z;?2?n鏈輪轉(zhuǎn)速,？2?33.33?n?r/min;p?鏈輪節(jié)距，？12.7?p?mm?鏈條的結(jié)構(gòu)鏈條的結(jié)構(gòu)如圖？2.5,傳動(dòng)用短節(jié)距精密滾子鏈，其基本參數(shù)和尺寸見(jiàn)表?2.7。由于鏈輪的中心距較大，所以鏈條的支承采用托板式支承方式，托板上可以襯以軟鋼、塑料或耐油橡膠,滾子可以在其上滾動(dòng)。由于中心距較大采用？4?段且兩段之間留有一定的距離,利用鏈條的自重下垂張緊。Ph3h2L1C1L2C2圖？2.5?鏈條的結(jié)構(gòu)2.3.3鏈輪的設(shè)計(jì)？鏈輪基本參數(shù)鏈輪齒數(shù):小鏈輪齒數(shù)？1?17?z，大鏈輪齒數(shù)？2?22?z。鏈條的節(jié)距？12.7?p?mm。鏈條的滾子外徑？6?r?d?mm。鏈輪的主要尺寸分度圓的直徑按照公式？180?sin?z?p?d(2.5)式中,？p?鏈條節(jié)距；z??鏈條齒數(shù)；小鏈輪分度圓直徑？1?69.12?d?mm?大鏈輪分度圓直徑？2?89.24?d?mm?齒頂圓直徑按公式？?1.25?ar?ddpd+-?min?1.6?1?ar?ddd?z+--(2.6)則小鏈輪？1??78.99?a?d?mm?1?min?74.62?a?d?mm?取小鏈輪齒頂圓？1?75?a?d?mm?而大鏈輪齒頂圓？99.12?a?d?mm?2?min?95.02?a?d?mm?大鏈輪齒頂圓?。??95?a?d?mm?齒根圓直徑按公式？fr?ddd-(2.7)式中，d??分度圓直徑;？r?d滾子外徑；小鏈輪？1?63.12?f?d?mm大鏈輪?2?83.24?f?d?mm?鏈輪材料的熱處理由于鏈輪的工作條件需要耐磨損而且無(wú)劇烈沖擊振動(dòng)，所以鏈輪材料為45鋼淬火處理表面硬度達(dá)到40~50HRC。?鏈輪結(jié)構(gòu)由于鏈輪的齒數(shù)較少且分度圓直徑較小,所以采用整體式鋼制小鏈輪。主要結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.6。dhdkhbfL圖?2.6?鏈輪結(jié)構(gòu)輪轂厚度H?0.01?6?k?d?hkd++(2.8)式中，k?常數(shù)，??？4.8?k孔徑；d??分度圓直徑；小鏈輪輪轂厚度為？1?8.49?h?mm?大鏈輪輪轂厚度為？2?11.53?h?mm?中心處大鏈輪？50?k?d?mm,?2?89.24?dd?mm?則？14.03?h?mm?輪轂長(zhǎng)度L?3.3?Lh(2.9)小鏈輪？1?28.02?L?mm?大鏈輪?2?38.03?L?mm?中心鏈輪?46.28?L?mm?輪轂直徑dh?按公式？2?hk?ddh+計(jì)算，式中,？k?d孔徑；h?輪轂厚度；小鏈輪?1?34.98?h?d?mm?大鏈輪?2?58.06?h?d?mm中心鏈輪？78.06?h?d?mm?齒寬bf?由于節(jié)距？12.7?pmm,所以按？1?0.93?f?bb計(jì)算，式中，？1?b??鏈條的內(nèi)節(jié)內(nèi)寬;？1min?7.85?b?mm?所以？min?0.93?f?b?mm,?1min?7.30?b?mm取齒寬?8.00?f?b?mm。齒側(cè)倒角ba?0.131.65?a?bp公稱？mm?式中，？p?節(jié)距；齒側(cè)半徑Y(jié)?12.7?x?Yp公稱？mm?齒全寬bfm?1?122.38?m?ftf?bmpb-+?mm?式中,m?排數(shù);？1?f?b齒寬;？t?p排距2.4軸承和軸承座的類型2.4.1軸承的類型根據(jù)鏈輪的軸徑來(lái)選用軸承，考慮到主、從動(dòng)軸可能會(huì)受到軸向力，所以軸承選用既能承受軸向力又能承受徑向力的角接觸球軸承，其外形尺寸見(jiàn)圖2.7?；境叽纾?？45?d?mm?85?D?mm?19?B?mm?安裝尺寸：？min?52?a?D?mm??78?a?D?mm??1?as?Y?mm?軸承代號(hào):7209C?基本額定動(dòng)載荷？38.5?r?C?KN?0?28.5?r?C?KN?2.4.2軸承座的類型軸承座是固定和限制軸承運(yùn)動(dòng)的機(jī)件,所以軸承座要與軸承相匹配。其選用軸承座結(jié)構(gòu)圖2.8。dDdaDa圖？2.7?軸承尺寸2.5其它主要零件的選擇2.5.1停車梁的選擇停車梁作為主要承重的梁，需要有良好的機(jī)械性能和力學(xué)性能，以及能夠使?1?其外觀設(shè)計(jì)美觀簡(jiǎn)潔。所以可選用槽鋼，其外形尺寸見(jiàn)表2.5。2.5.2支承梁與活動(dòng)梁的選擇支承梁作為一個(gè)主要支承，要考慮到各個(gè)方向的受力情況，所受力能夠得到有效支撐而不發(fā)生變形和斷裂，但要盡可能減小自身的重量，所以采用冷彎矩形空心型鋼，其規(guī)格見(jiàn)表2.6。活動(dòng)梁的重量不能過(guò)重，這會(huì)給電動(dòng)機(jī)帶來(lái)較大的負(fù)荷，在保證強(qiáng)度和剛度的情況下減小自重。所以，活動(dòng)梁也采用冷彎矩形空心型鋼。為了保證有足夠的強(qiáng)度和剛度決定采用雙層冷彎矩形空心型鋼。其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖 2.9,規(guī)格見(jiàn)表2.11。ABL圖？2.8?軸承座尺寸圖？2.9?空心型鋼結(jié)構(gòu)表2.5冷彎矩形空心型鋼規(guī)格邊長(zhǎng)壁厚?mm?理論重量?kg/m?截面面積?cm?2?A?B?150?100?5.0?18.334?23.356?表2.6冷彎矩形空心型鋼規(guī)格邊長(zhǎng)壁厚？mm?理論重量?kg/m?截面面積?cm?2?A?B?100?50?5.0?10.484?13.356?80?40?5.0?6.710?8.547?Dd2Ag2.6本章小結(jié)本章主要根據(jù)要設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)液壓系統(tǒng)部件、傳動(dòng)部件進(jìn)行選擇與計(jì)算,其中主要是對(duì)液壓缸、液壓泵、電動(dòng)機(jī)、減速電機(jī)、鏈條及鏈輪的選擇和計(jì)算，另外通過(guò)是上述零部件的選擇確定了軸承的類型及梁的選擇。第3章主要部件強(qiáng)度剛度校核3.1軸的強(qiáng)度和剛度校核在設(shè)計(jì)過(guò)程中隨著計(jì)算的深入，其結(jié)構(gòu)形式以明確。梁的重量可以初步確定，活動(dòng)梁的總成重量約為？300kg。這個(gè)力作用在兩根軸的兩側(cè)，若假設(shè)將質(zhì)量看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，作用在中心處。并把梁看作一個(gè)直桿，則所受的力如圖3.1?5900mmyxF2ACB2950mm10°圖？3.1?活動(dòng)梁受力分析圖中，？1?F??從動(dòng)軸對(duì)活動(dòng)梁的支承力；？2?F主動(dòng)軸對(duì)活動(dòng)梁的支承力;G??活動(dòng)梁與行車板的自重；按照公式:？0?y0?A?M3.1?計(jì)算？12?cos?FFGa+X?2?cos0?GABFACaXX-X解得？1?1477.21?F?N?2?1477.20?F?N?每一側(cè)軸上的力為？1?738.6?F?N?2?738.6?F?N?3.1.1主動(dòng)軸的強(qiáng)度校核首先將主動(dòng)軸簡(jiǎn)化,受力情況如圖3.2。F2F'FV1FH1FV2FH2F2F'T'T1694mm54mm20mm60mm54mm20mmOABCD圖?3.2?主動(dòng)軸受力分析圖中，？2?F活動(dòng)梁作用在主動(dòng)軸上的力；？2?738.6?F?N?'?F鏈條通過(guò)鏈輪作用在主動(dòng)軸上的力；？’？600?F?N?F??有效圓周力；？1200?F?N?H?F?,?V?F垂直面、水平面的軸承支反力；T??主動(dòng)軸中心輪上的扭矩;？53.54?T?N?m?'?T主動(dòng)軸兩側(cè)鏈輪上的扭矩;？’？226.78?TT?N?m?求垂直面內(nèi)的支反力根據(jù)公式:？0?y0?A?M計(jì)算？2?1?sin100?VV?FFFF o?2?22?sin100?V?FOAFABFACFADX+X+X-Xo解得？2?537.35?V?F?N?731.47?V?F?N?求水平面內(nèi)的支反力根據(jù)公式:？0?x0?A?M計(jì)算？12?'?2cos100?HH?FFFF o?2?''?cos100?H?FACFABFOAFABX+X+X-Xo解得？1?559.57?H?F?N?2?541.34?H?F-?N?計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩？A點(diǎn)彎矩：？2?39.88?AV?MFOAX?N?m?B點(diǎn)彎矩:？1?2?51.96?BVV?MFOBFABX-X?N?m?C點(diǎn)彎矩:？1?2?sin1039.88?CVV?MFOCFACFBCX-X-Xo?N?m?計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩?A點(diǎn)彎矩：？'?32.4?AH?MFOAX?N?m?B點(diǎn)彎矩:？1?'?100.89?BHH?MFOBFABX-X?N?m?C點(diǎn)彎矩:？1?'?cos1032.4?CHH?MFOCFACFBCX-X-Xo?N?m?求合成彎矩？A點(diǎn)合成彎矩：？22?51.38?AAVAH?MMM+?N?m?B點(diǎn)合成彎矩:？22?113.48?BBVBH?MMM+?N?m?C點(diǎn)合成彎矩:？22?51.38?CCVCH?MMM+?N?m?軸的轉(zhuǎn)矩T?由已知條件可知主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩？53.54?T?N?m?求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩Me從上式中可以看出B截面最危險(xiǎn),認(rèn)為軸的扭切力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力，取折合系數(shù)？0.6a，則有？22?117.92?e?MMTa+?N?m?計(jì)算軸危險(xiǎn)截面處的直徑軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，軸的直徑？0.1[16]?M?dd-?mm?由表查得許用彎曲應(yīng)力[16]60d-?MPa,因此在危險(xiǎn)截面處選用？50?d?mm強(qiáng)度夠用。3.1.2主動(dòng)軸的剛度校核？撓度y的計(jì)算由于作用在軸上的力并非單獨(dú)得，所以需用疊加原理來(lái)求撓度。(1)當(dāng)圓周力F?單獨(dú)作用時(shí)圓周力F?單獨(dú)作用時(shí)的情況見(jiàn)圖3.3。ACP0aLb0c圖?3.3?主動(dòng)軸受圓周力時(shí)圖中，F(xiàn)??圓周力，即？1200?PF?N,?1694?a?mm,?60?b?mm,?1754?L?mm?因?yàn)閍b,所以撓度？3?22?2???0.352?93?pbLb?y?EIL-?mm?式中，E?為彈性模量，??？5?210?EMPa;I??慣性矩。在該力P的作用下中間位置的撓度?2?1?2?4?0.343?pbLb?y?EI?mm,(2)在F2?和?F?合力作用時(shí)合力作用時(shí)的情況見(jiàn)圖3?6,AC0L20c0O0DL1L1PPOD圖?3?4?主動(dòng)軸受合力時(shí)圖中符號(hào)的含義P為?F2?和？F?合力，其中？1?54?L?mm,?2?1754?L?mm?2'2?2?951.6?PFF+?N?m?撓度的計(jì)算公式分別為？1?1?3?2?0.169?6?L?pL?L?y?EI+-?mm?2?12?2?0.491?8?pLL?y?EI?mm?0.834?yyy+?mm,滿足一般用途的軸0.0003~0.0005,?軸的總長(zhǎng)L0.5706~0.9510mm。?轉(zhuǎn)角的計(jì)算e?轉(zhuǎn)角的計(jì)算依然采用疊加的方法。當(dāng)圓周力F單獨(dú)作用時(shí)圓周力?F單獨(dú)作用時(shí)的情況見(jiàn)圖3.3,圖中全部符號(hào)含義相等且數(shù)值相等,則？?0.0014?6?A?pabLb?EILq+?rad??0.0028?6?C?pabLa?EILq+ -?rad?(2)在F2?和?F?合力作用時(shí)合力作用時(shí)的情況見(jiàn)圖3.6,圖中全部符號(hào)含義相等且數(shù)值相等,？''?112??0.0032?2?OD?pLLL?EIqq+?rad?''?12?0.0031?2?AC?pLLEIqq-?rad?因此?A,C處的轉(zhuǎn)角為:？'?0.0045?AOAAqqq+?rad?'?0.0059?COCCqqq+-?rad,兩值均小于向心球軸承的許用值[]0.05q。?扭矩的變形計(jì)算由于主動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)采用了階梯軸,所以扭矩變形計(jì)算公式為？1?1?n?ii?i?pi?TL?GIf(3.2)式中，G??為切變模量，?。??8.010?GMPa;轉(zhuǎn)矩53.54?T?N?m;?p?I極慣性？4?32?p?d?Ip；?L?軸的長(zhǎng)度;則？1?1?0.00036?n?ii?i?pi?TL?GIfrad?[]f滿足要求。3.1.3從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核？1.活動(dòng)梁與行車板處于非工作狀態(tài)非工作狀態(tài)是指活動(dòng)梁與行車板在停車梁和行車板組成的空間內(nèi)，此時(shí)軸的受力只是使軸發(fā)生純彎曲。其受力情況如圖3.5。FV1FH1FV2FH2F2F1754mm54mm20mm54mm20mmEFIH圖?3.5?從動(dòng)軸受力分析圖中，？1?F??靜止時(shí)活動(dòng)梁與行車板作用于從動(dòng)軸上的力；？F??鏈條對(duì)從動(dòng)軸產(chǎn)生的力;？F?、?H?F軸承給軸的垂直面和水平面的支反力；求垂直面內(nèi)的支反力？V?F?按公式？0?y得？11?220?V?FF-?11?738.6?V?FF?N。求水平面內(nèi)的支反力按公式？0?x貝。？11?220?H?FF-?11?600?H?FF?N。計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩垂直面內(nèi)的彎矩？1?39.88?EVIV?MMFEFX?N?m?計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩水平面內(nèi)的彎矩？32.4?EHIH?MMFEFX?N?m?求合成彎矩合成的彎矩？22?51.38?FIEHEV?MMMM+?N?m?(6)軸的轉(zhuǎn)矩從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩與主動(dòng)軸兩端的鏈輪轉(zhuǎn)矩相同，即？26.78?T?N?m。(7)當(dāng)量轉(zhuǎn)矩Me?22?53.84?e?MMTa+?N?m?式中,M軸上所承受的最大彎矩;T??從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩;a??折合系數(shù)，認(rèn)為軸上的扭應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力??？0.6a。(8)計(jì)算從動(dòng)軸的直徑軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，軸的直徑？3?20.7801[16]?M?dd-?mm?由表查得許用彎曲應(yīng)力[16]30d-?MPa,考慮到鍵的作用會(huì)對(duì)軸有所削弱，故將軸徑？d?增大4%,即？21.61?d?mm,應(yīng)此取軸徑？35?d?mm。?2.活動(dòng)梁與行車板處于工作狀態(tài)車型以桑塔納LX為例。已知軸距為2548mm，輪距前1414mm，后1422mm，總長(zhǎng)?4546mm,總寬？1690mm,總高？1427mm,質(zhì)量為？1030kg。估取活動(dòng)梁與行車板最大能承受的質(zhì)量為1500kg,即滿載質(zhì)量為1500kg。情況1:當(dāng)車正向進(jìn)入，反向退出時(shí)。由于一般的轎車都采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)。所以，故取車的質(zhì)心在離前輪中心？1000mm處。因此活動(dòng)梁和行車板的受力如圖?3.6。yxF1F2AB2548mm10°1000mmG圖?3.6?正向進(jìn)入活動(dòng)梁受力分析圖中,G??所選用車型的重力,？10300?G?N最大負(fù)載時(shí)？？15000?G?N;?2?F?、?1?F??活動(dòng)梁和行車板對(duì)車的支反力；根據(jù)公式？0?y0?B?M得？12?cos?FFGa+X?1?cos?FABGOBaXXX當(dāng)車重？10300?G?N時(shí)，？1?3980.97?F?N,?2?6162.55?F?N?而F1、F2?又將力平分給同一軸上的車輪，所以每個(gè)車輪的所受的力為？1?1990.49?F?N?2?3081.27?F?N?當(dāng)車重？15000?G?N時(shí)，？1?5797.53?F?N?2?8974.58?F?N?每個(gè)車輪所受的力為?1?2898.77?F?N?2?4487.29?F?N?情況2:當(dāng)車反向進(jìn)入，正向退出時(shí)。此時(shí)活動(dòng)梁和行車板所受力見(jiàn)圖3.7。F3F4AB2548mm10°1000mmG圖?3.7?反向進(jìn)入活動(dòng)梁受力分析圖中，G??為車重？10300?G?N,最大時(shí)？15000?G?N。？3?F?、?4?F活動(dòng)梁和行車板在車反向進(jìn)入正向開出時(shí)的支反力；根據(jù)公式？0?y0?A?M得？34?cos?FFGa+X?4?cos?FABGOAaXXX當(dāng)車重？10300?G?N時(shí)，？3?6162.55?F?N?4?3980.97?F?N,同軸上的每個(gè)車輪的受力為F3、F4?的一半，即？3?3081.27?F?N,?4?1990.49?F?N?當(dāng)車重？15000?G?N時(shí)，？3?8974.58?F?N?4?5797.53?F?N,同軸上每個(gè)車輪