【小型家用雙層立體車庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)踐報(bào)告9800字（論文）】

小型家用雙層立體車庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)踐報(bào)告目錄TOC\o"1-1"\h\u13398小型家用雙層立體車庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)踐報(bào)告 [19]。提升裝置主要由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、卷筒和鋼絲繩組成。而傳動(dòng)系統(tǒng)又在車庫(kù)中具有很重要的作用。目前在運(yùn)動(dòng)的傳遞過程中，主要使用鋼絲繩、液壓缸和鏈條三種方式，這幾種運(yùn)動(dòng)傳遞在不同方面的優(yōu)劣如表3.3所示：升降方式空間占用率提升質(zhì)量穩(wěn)定性成本制造與安裝維修鋼絲繩小高差低于三層，高差差液壓缸大高差價(jià)格貴中等中等鏈條小低好低于三層，低好好表3.3運(yùn)動(dòng)方式傳遞從表中可以看出，每種方法都有好有壞，因?yàn)榱Ⅲw車庫(kù)二層載車板的重量較小，立柱整體空間也比較小，對(duì)于鋼絲繩很適用，且考慮經(jīng)濟(jì)因素，最后選擇使用鋼絲繩來傳遞運(yùn)動(dòng)。鋼絲繩在提升機(jī)構(gòu)具有很大的作用，提升時(shí)二層車庫(kù)的載荷和各種摩擦阻力將全部作用在提升鋼絲繩上，在對(duì)鋼絲繩的選擇上，對(duì)車庫(kù)整體的安全性有重要意義。鋼絲繩的選用：鋼絲繩承受的最大靜拉力S=30000查看機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取其工作級(jí)別是M5，選擇系數(shù)C=0.1。鋼絲繩直徑的計(jì)算如下公式所示d=CS因此選擇鋼絲繩直徑為：d=12mm在鋼絲繩材料的選擇上選用鍍鋅鋼絲繩，這種鍍鋅后的鋼絲繩在性能上更加優(yōu)越，即抗腐蝕能力更強(qiáng)。選擇代號(hào)為ZAA的鋼絲繩；根據(jù)立體車庫(kù)行業(yè)常用鋼絲繩，選取《重要用途鋼絲繩》中的鋼絲繩，代號(hào)為6?19S，如圖3.2所示。圖3.2鋼絲繩結(jié)構(gòu)繩芯為西魯式鋼絲芯，代號(hào)為IWRC；所選取鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度是1770Mpa，其最小破斷力是90.7KN，質(zhì)量是58.4kg/(100m)?1；鋼絲繩選用的代號(hào)為選用型號(hào)為：12ZAA(6×19)S+IWRC1770ZS90.758.4GB/T8918的鋼絲繩。3.4載車板設(shè)計(jì)載車板可以進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)載車板，平移載車板，在平移載車板和旋轉(zhuǎn)載車板上都配有電機(jī)用于實(shí)現(xiàn)載車板前后移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。載車板的材料也以鋼結(jié)構(gòu)為主，具有自重小強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。如圖3.3所示:圖3.3平移機(jī)構(gòu)示意圖旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)臺(tái)和上層載車板組成，驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)機(jī)（黑色部分）。載車板的轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)測(cè)有一圈齒條，工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)上齒輪和轉(zhuǎn)臺(tái)的齒條嚙合，實(shí)現(xiàn)上層載車板的旋轉(zhuǎn)。平移時(shí)，電機(jī)上的齒輪帶動(dòng)鏈條，鏈條的另一端連接下層框架，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)帶動(dòng)上層載車板前后移動(dòng)。立體車庫(kù)的載車板按結(jié)構(gòu)形式有拼板式和框架式兩種。 拼板式載車板底板的材料鍍鋅鋼板，在工廠用大型機(jī)械一次沖壓后整體成形，然后進(jìn)行組裝，最后使用螺栓或焊接方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)的連接。在各個(gè)構(gòu)件完成后，對(duì)加工完成的鋼材構(gòu)件進(jìn)行二次加工，如噴漆等工藝，提高它的工作壽命，也可以最大程度減輕完成件的重量、整體上美觀。完成各項(xiàng)加工流程后，它的運(yùn)輸也更方便、在施工時(shí)和各部件配合性好;因?yàn)槭且淮握蹚?，所以制造出來的載車板板材比較薄;在使用的時(shí)候載車板和地面緊密貼合，在停放車輛的時(shí)候不需要太多的技巧。 框架式載車板使用成型鋼材和鋼板焊接成框架,在車輪行走兩側(cè)，載車板表面鋼板采用防滑鋼材，在車輛停放后可以防止車輛移動(dòng)。立體車庫(kù)的載車板的平移和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)都配有動(dòng)力系統(tǒng)用于傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，齒輪和齒條嚙合帶動(dòng)載車板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，便于駕駛員進(jìn)行存取車。載車板的結(jié)構(gòu)如圖3.4所示：圖3.4載車板外形載車板采用防滑鋼材，如圖3.5所示：圖3.5載車板材料5評(píng)價(jià)驗(yàn)證與實(shí)效分析4.1電動(dòng)機(jī)選型升降電機(jī)功率計(jì)算：己知條件：（１）車輛重量：M1（２）載車板重量：M（３）升降速度：V（４）配重重量：G（５）啟、停時(shí)，沖擊系數(shù)Ａ：?=1.1根據(jù)己知條件可以計(jì)算：總重量：M=M1＋MG=3000×9.8=29400N從減速電機(jī)到兩滑座滾輪的傳動(dòng)總效率為：η=軸承傳動(dòng)效率鏈條傳動(dòng)效率滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)圓柱形車輪摩擦系數(shù)0.98-0.990.95-0.980.0150.05-0.07表4.1常用機(jī)械傳動(dòng)效率值滑座與立柱軌道之間的摩擦是滾動(dòng)摩擦，取立柱與滑座車輪摩擦系數(shù)f=0.05，則升起載車板時(shí)受到的阻力G為：F=G×f=1470N所以載車板所需的功率為：P>Fv=30870×0.12=0.37KW實(shí)際功率需要大一些:P因?yàn)楣ぷ髦胁捎脙蓚€(gè)電機(jī)，所以:P考慮傳動(dòng)過程中的各種摩擦阻力，設(shè)傳動(dòng)過程中損耗的功率為20%，則P故電機(jī)所需的功率為P>所以選用CLPK22040503立體車庫(kù)專用電機(jī)，額定功率為：P=0.4KW；輸出扭矩為10.9kgf·m；輸出轉(zhuǎn)速為29r/min,立體車庫(kù)專用電機(jī)的制動(dòng)率高，過載能力大，運(yùn)行穩(wěn)定且噪音低，故滿足本車庫(kù)使用。載車板平移電機(jī)功率計(jì)算（1）速度計(jì)算：直行軌道長(zhǎng)度L＝1m，車庫(kù)移出時(shí)間t＝5s，得移動(dòng)速度v＝L/t＝0.2m/s。設(shè)計(jì)要求及己知條件：速度v＝L/t＝0.2m/s車輛最大質(zhì)量Q載車板質(zhì)量Q平移機(jī)構(gòu)為滾動(dòng)摩擦，摩擦滾輪的滾動(dòng)摩擦系數(shù)為μ＝0.022根據(jù)己知條件可以得出：總質(zhì)量Q＝總重力G=29400N摩擦驅(qū)動(dòng)力為F=Q×u=29400×0.022=646N則功率P＝F×V÷0.85＝646×0.2÷0.85=152W功率因數(shù)為0.85根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得電機(jī)型號(hào)為IPL22?0200?50S3B載車板旋轉(zhuǎn)電機(jī)計(jì)算選型：速度計(jì)算：旋轉(zhuǎn)軌道半徑r=0.8m旋轉(zhuǎn)軌道長(zhǎng)度載車板旋轉(zhuǎn)出900即可，所以車輛旋轉(zhuǎn)時(shí)間t=5s，得移動(dòng)速度v=設(shè)計(jì)要求及已知條件：（1）速度v＝0.105m/s（2）車輛最大質(zhì)量Q（3）上層載車板Q（4）此旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)為摩擦驅(qū)動(dòng)，摩擦滾輪的滾動(dòng)摩擦系數(shù)為μ＝0.022根據(jù)己知條件可以得出：（5）總質(zhì)量Q＝（6）總重力為G=25480N（7）摩擦驅(qū)動(dòng)力為F＝Q×μ＝25480×0.022=560N（8）則功率P＝F×V÷0.85＝560×0.105÷0.85=59W旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中選擇IPL22?0500?50S3B型號(hào)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。4.2立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)連接小型家用雙層立體車庫(kù)中在建造過程中主要使用材料是鋼結(jié)構(gòu)，車庫(kù)框架和載車板也是鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。立體車庫(kù)的建造也需要使用不同種類的鋼材，各部分受力不同，使用的鋼材型號(hào)也不同，本方案主要采用工字型鋼、槽鋼等多種型號(hào)鋼材進(jìn)行連接組裝,在一般鋼材中，其連接方法有焊接，鉚釘連接和螺栓連接。在載車板下層鋼結(jié)構(gòu)框架的連接上采用焊接方式。由于連接方式的好壞將影響車庫(kù)整體結(jié)構(gòu)的性能，所以在立體車庫(kù)建造中選擇一種實(shí)用的連接方法有很重要。本方案設(shè)計(jì)主要使用焊接和螺栓連接。4.2.1焊縫連接要求焊縫金屬要盡量相容，當(dāng)不同材料焊接的時(shí)候，厚度在一側(cè)相差超過4mm時(shí)，應(yīng)分別在寬度或厚度方向從一側(cè)或雙側(cè)做成坡度不大于1∶2.5的斜角，減少應(yīng)力集中。防止使用中出現(xiàn)斷裂的情況。在施工中，焊縫按工作時(shí)候焊接的方式分為平焊、立焊、橫焊、仰焊，平焊施焊最方便，質(zhì)量易于保證;仰焊施焊條件最差，在人員作業(yè)時(shí)，兩種材料的焊接處的不能保證連接緊固，施工時(shí)需要避免這種焊接方式。4.2.2螺栓連接要求螺栓連接分普通螺栓連接和高強(qiáng)螺栓連接。普通螺栓是用AF(Q235一A·F）鋼制造的，按加工精度分為A、B、C三級(jí)。高強(qiáng)螺栓用高強(qiáng)鋼材制成，利用板間的摩擦阻力傳遞剪力。在立體車庫(kù)中，立柱“H”型鋼是立體車庫(kù)重量的主要承載部分，其與地面混凝土或其他鋼結(jié)構(gòu)連接需要使用高強(qiáng)度螺栓。這種螺栓在受到力的作用后，有兩種狀態(tài)，分為摩擦型和承壓型兩種。4.3立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)受力分析校核立體車庫(kù)主要由支承柱、載車板下層框架和支撐桿等構(gòu)成,在主要支撐結(jié)構(gòu)立柱的建造中，它也是用螺栓進(jìn)行連接，立柱底座和混凝土中的螺栓進(jìn)行連接,其他的一些機(jī)構(gòu)，如載車板或者滑座連接就用焊接，螺栓或卡扣方式。中間支柱主要承擔(dān)壓應(yīng)力和部分剪應(yīng)力;前后面的四個(gè)支撐桿,主要承擔(dān)拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。為提高立體車庫(kù)在運(yùn)用時(shí)的穩(wěn)定性,載選用結(jié)構(gòu)材質(zhì)時(shí),一般均要求具有適當(dāng)?shù)目估瓘?qiáng)度和剛性,以符合應(yīng)用要求。如果立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)安全系數(shù)較高,還必須對(duì)車庫(kù)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性加以計(jì)算。立柱及車庫(kù)橫梁采用工字鋼，其屈服極限為Q235MPa，抗拉強(qiáng)度為375?500MPa。車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)許用位移為10mm。小型家用轎車立體車庫(kù)設(shè)計(jì)所容許車型為普通家用小型車，設(shè)定上層載車板允許停放車輛最大重量為2000kg，設(shè)計(jì)載車板空載時(shí)自身重量約為1000kg，所以在滿載時(shí)，上層載車板及其載重為2000+1000=3000kg2、立柱穩(wěn)定性校核立柱受壓靜力。立柱的穩(wěn)定條件為:n=其中:Pc—臨界載荷P—工作載荷n—安全系數(shù)nω圖3.7立柱受垂直力簡(jiǎn)圖(1）立柱的截面力學(xué)特性根據(jù)材料力學(xué)附錄型鋼表可得32a型H型鋼面積:A=67.156I慣性矩:II慣性半徑:(2）確定壓桿柔度λ=壓桿全長(zhǎng)為500cm壓桿長(zhǎng)度系數(shù)u=2，見機(jī)械手冊(cè)1壓桿柔度范圍值λ其中：彈性模量E=206×比例極限σ求壓桿柔度范圍值λ屈服極限σ查機(jī)械手冊(cè)1，a=30400N/λ如果λ=133>λ在立柱空載時(shí)受鋼制框架和上層載車板載荷G載車板上面停放有車輛時(shí)，求得立柱上的力為G立柱工作載荷為P由歐拉公式得臨界載荷:p由機(jī)械手冊(cè)1得，立柱結(jié)構(gòu)中壓桿安全系數(shù)Np立柱穩(wěn)定安全系數(shù)n=可知安全結(jié)束語(yǔ)今天，中國(guó)加速奔跑,社會(huì)在發(fā)展，經(jīng)濟(jì)在進(jìn)步，城市化進(jìn)程也在加快,這從我們生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴都可以體現(xiàn)出來,對(duì)于普通的工薪家庭而言,擁有汽車再也不是一件可望不可及的事,而是進(jìn)入普通家庭,為我們?nèi)粘３鲂刑峁┝撕艽蟮姆奖?。汽車?shù)量還在增多,在一些大城市中，汽車的使用也隨著產(chǎn)生一些問題,最大的一方面就體現(xiàn)在停車難的問題上,就目前而言,建造立體車庫(kù)可以有效的緩解一些因其他因素?zé)o法擴(kuò)張的傳統(tǒng)停車場(chǎng)。在我國(guó),立體車庫(kù)雖然經(jīng)過了多年的發(fā)展,但在使用上還是比較依賴以前的一些設(shè)備,在社會(huì)進(jìn)步的同時(shí),立體車庫(kù)卻沒有跟上時(shí)代的步伐,顧客存取車時(shí)還是沒有解放雙手,而且還存在一定的安全隱患。立體車庫(kù)在設(shè)計(jì)理念,潛在市場(chǎng)及價(jià)值還有待挖掘。本文通過對(duì)一些立體車庫(kù)文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)和對(duì)市面上的一些立體車庫(kù)實(shí)地考察,得出了以下結(jié)論:1.通過對(duì)立體車庫(kù)方面資料的查閱和學(xué)習(xí),掌握了目前我國(guó)立體車庫(kù)市場(chǎng)投放的一些車庫(kù)型號(hào),對(duì)比他們和國(guó)外的一些車庫(kù)差異，分析他們的發(fā)展前景。認(rèn)為車庫(kù)在朝著智能化方向和小型化發(fā)展，更契合現(xiàn)在設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)。2.安全性是車庫(kù)建造時(shí)一個(gè)不可忽略的問題，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，未來可以加入編程器技術(shù)，使車庫(kù)更加智能化,也更加安全，減少人力成本,最終解放雙手,實(shí)現(xiàn)車輛的出入自動(dòng)控制。經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，本方案是準(zhǔn)對(duì)老舊小區(qū)設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了成本及安裝時(shí)對(duì)地面造成的影響，最小程度上減少花費(fèi)3.目前市面上立體車庫(kù)使用液壓,鋼絲繩或者鏈條傳動(dòng),對(duì)他們進(jìn)行分析,經(jīng)過比較,最終選定使用鋼絲繩卷筒進(jìn)行傳動(dòng)。通過分析不同載車板的優(yōu)劣，選出適合本方案的載車板,本方案是準(zhǔn)對(duì)老舊小區(qū)設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了成本及安裝時(shí)對(duì)地面造成的影響，最小程度上減少花費(fèi)。4.經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，本方案是準(zhǔn)對(duì)老舊小區(qū)設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了小區(qū)建筑物對(duì)建造和建造后車輛的使用造成的影響，車庫(kù)整體采用鋼結(jié)構(gòu)，安裝維修方便。車庫(kù)整體結(jié)構(gòu)緊湊，占用地面少，安裝時(shí)不會(huì)對(duì)地面進(jìn)行大面積施工，最大程度降低安裝時(shí)對(duì)小區(qū)的影響。5.和其他車庫(kù)相比，本方案二層載車板使用可旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，二層載車板在落到地面后旋轉(zhuǎn)九十度，和停車位前方的道路方向保持一致，駕駛員可以直接開上去，不用進(jìn)行轉(zhuǎn)彎或倒車等動(dòng)作。也解決了老舊小區(qū)道路狹窄，停放車輛的麻煩的問題。參考文獻(xiàn)[1]嚴(yán)政梁.垂直循環(huán)立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究_江蘇科技大學(xué)[2]劉琳麗.簡(jiǎn)易立體車庫(kù)設(shè)計(jì)及液壓驅(qū)動(dòng)控制分析[D].山東科技大學(xué),2018.[3]梁賀.簡(jiǎn)易升降類立體車庫(kù)進(jìn)化分析與創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[D].山東建筑大學(xué),2019.[4]張文杰.新型無避讓立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D].青島科技大學(xué),2020.[5]武少潔.無避讓立體車庫(kù)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性研究[D].河南工業(yè)大學(xué),2015.[6]李文喆.無避讓式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D].華中科技大學(xué),2016.[7]劉陽(yáng).智能魔方車庫(kù)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[D].武漢輕工大學(xué),2019.[8]張常豐.露天停車場(chǎng)智能載運(yùn)車系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研究[D].湘潭大學(xué),2019.[9]孫時(shí)雨.一種簡(jiǎn)易