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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)成為城市特別是大中型城市的一個比較普遍現(xiàn)象。機(jī)械式立體車庫可以充分利用地上空間的資源，發(fā)揮地上空間的優(yōu)勢，最大限度地停車，成為解決城市停車問題的重要途徑。本設(shè)計(jì)以典型的升降平移式立體車庫為研究對象，綜合考慮到制造和立體車庫的運(yùn)行效率成本兩個因素。
本文在對國內(nèi)外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分的調(diào)研工作，選擇雙層三列式車庫為研究對象。升降平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結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，簡單的說明了車庫的控制系統(tǒng)，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。
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：立體車庫，控制系統(tǒng)，鋼結(jié)構(gòu)。
I
Abstract
Parking is designed to achieve a variety of automatic vehicle park and storage facilities for scientific storage. With the continuous increase ofcity cars, the parking problem has become a common phenomenon oflarge and medium-sized city. Mechanical stereo garage can make full use of Shangdi resources, play space advantage, maximize the parkthe vehicle, has become an important way to solve city static trafficproblem. The up-down and translation stereo garage is typical as the research object, considering the two factors of cost of manufacture and operational efficiency of the stereo garage.
In this paper, the present situation and trend of the garage at home and abroad on the basis of full investigation, the choice of the doublethree formulistic garage structure as the research model. Up-down and translation stereo garage in terms of its components, can be divided into three parts: the garage structure, transmission parts and control parts of the system. The paper simply introduces main structure andcharacteristics of the garage, the garage control system are brieflydescribed, according to the operation principle of up-down and translation stereo garage, the mechanics theory of the up-down and translation stereo garage for a comprehensive analysis of themechanics, including axial strength, transverse transmission system frame lifting cross sliding type stereo garage the strength and axialstrength lifting transmission system.
In order to make the parking equipment to meet the use requirements,according to the actual state of mechanical parking equipment General requirements for safety standards, up-down and translation stereogarage, the up-down and translation stereo garage uses some of thenecessary security technology, this can ensure absolute safety for the vehicle, the garage can run safely and stably.
Keywords: stereo garage control system,, steel structure.
III
目錄
摘要 I
Abstract I
目錄 IV
第1章 緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 課題的構(gòu)思和思路 1
1.3 升降平移式立體車庫簡介 2
1.4 國內(nèi)外立體車庫的發(fā)展概況 4
1.4.1 國內(nèi)立體車庫的發(fā)展概況 4
1.4.2 國外立體車庫的發(fā)展概況 5
1.5 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介 7
1.6 升降平移式立體車庫的基本知識 7
第2 章 升降橫移式立體車庫的參數(shù)設(shè)計(jì) 8
2.1 車庫的運(yùn)行過程 8
2.2 負(fù)載性能分析 8
2.3 整體布局設(shè)計(jì) 9
2.4 行程速度設(shè)計(jì) 9
2.5 功能原理方案設(shè)計(jì) 10
2.6 鋼結(jié)構(gòu)框架的選擇與設(shè)計(jì) 10
2.7 載車板的選擇 12
2.8 車盤結(jié)構(gòu)及車盤的升降橫移問題 12
第三章 傳動系統(tǒng) 13
3.1 升降鏈條傳送 13
3.2 升降鋼絲繩傳動 16
3.2.1 鋼絲繩的種類 16
3.2.2 鋼絲繩的直徑選擇 17
3.2.3 鋼絲繩的使用 18
3.3 升降減速器軸的設(shè)計(jì) 19
3.4 升降電動機(jī)的選擇 22
3.5 平移電機(jī)減速器的選型計(jì)算 23
第四章 安全防護(hù)系統(tǒng) 24
4.1 操控系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì) 24
致謝 43
小結(jié) 43
參考文獻(xiàn) 44
IV
第1章 緒 論
1.1 課題背景
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著我國社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，轎車特別是私家轎車的生產(chǎn)數(shù)量忽然迅速增加。近幾年來，我國私人購車占首車總量的比例大幅增加，到1999年已突破了50%。中國汽車需求量和保有量出現(xiàn)了加速增長的趨勢。2000年到2002年實(shí)際汽車保有量分別為1609.91萬、1802.04萬、和2053.17萬輛，年品均增長速度分別達(dá)到了10.73%、12%、13.94%。2003年汽車保有量達(dá)到2353萬輛，比2002年增長14.6%。
以上事實(shí)說明，2004-2010年我國汽車保有量以及由此帶動的汽車需求量將急速陳加速增長將繼續(xù)呈加速增長的趨勢。隨著居民收入提高、汽車價格的下降和消費(fèi)環(huán)境的改善，預(yù)計(jì)2004-2010年，中國汽車保有量將以16%-20%的速度增長。以2002年的實(shí)際值為基數(shù)，假定2004-2010年汽車保有量按16%-20%的速度增長，則到2010年我國汽車保有量再6620萬-8413萬輛之間。另外，新增汽車需求量與汽車保有量基本呈線性關(guān)系，即新增汽車需求量=新增汽車保有量+0.06*汽車保有量，據(jù)此，可以推算出2010年汽車的年銷售量將達(dá)到1317萬-1911萬輛之間。
隨著汽車數(shù)量日益劇增，解決停車問題日益嚴(yán)重，尤其是居民小區(qū)、大型公共消費(fèi)場所等，寸土如今，停車場向空間發(fā)展，已勢在必行。根據(jù)有關(guān)市場調(diào)查，目前在大中型城市對立體車庫的年需求量至少為10萬個車位，但該類產(chǎn)品供應(yīng)量很少，國內(nèi)只有30家左右企業(yè)的少量產(chǎn)品供應(yīng)市場，外國的相關(guān)公司看好這一巨大的市場，目前開始有產(chǎn)品向中國出口，但是其價格高，使用成本和收費(fèi)高，使國內(nèi)市場難以接受，限制了其推廣使用。在我國，出北京、上海、廣州等特大城市外，沿海工業(yè)發(fā)達(dá)、人口密集、土地多的中等城市和地區(qū)也已陸續(xù)開始安裝和使用立體，便顯出強(qiáng)勁的市場需求。所以從技術(shù)市場政策等諸多因素分析，該項(xiàng)目已具備了良好的開發(fā)條件，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
1.2 課題的構(gòu)思和思路
選擇升降平移式立體車庫的目的是為了更好的了解這個新興項(xiàng)目。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，城市規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間越來越小，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庫。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市商住區(qū)高樓大廈林立；社區(qū)道路、高教交通干道、立交橋和地下鐵路編織出城市立體交通網(wǎng)；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，而采用多層機(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，這可以大大節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。本次設(shè)計(jì)就是針對實(shí)現(xiàn)立體車庫的一種模擬。
1.3 升降平移式立體車庫簡介
升降平移式立體車庫是指能夠?qū)崿F(xiàn)升降和平行移動功能的用來最大量存取儲放車輛的機(jī)械或機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)。
立體車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯出優(yōu)越性：
首先立體車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要劉徹足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層立體車庫，可是地面的使用率提高805-90%.例如采用地上多層立體車庫，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。
其次，立體車庫于地下車庫相比可更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，有電子控制的整個設(shè)備便不會運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)該說，立體車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。
在地上車庫由采用機(jī)械存在，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此運(yùn)行中的耗電量比人工管理的地下車庫低得多。立體車庫一般不做成套系統(tǒng)，而以單臺集裝而成，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)立立體車庫，這對目前車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提出了有效的途徑。
立體車庫的種類比較多，目前國內(nèi)外比較流行的型式由：
一、1：升降橫移式
升降橫移式立體車庫采用橫塊化設(shè)計(jì)，每單元可以設(shè)計(jì)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。此立體車庫可以在地面及地下停車場使用。也可設(shè)計(jì)成半地下形式，使用形式與配置靈活，造價較低。該類的主要特點(diǎn)在于：
a:節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。
b:價格低，消防、外裝修、上建地基等投資少。
c:可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。
d:存取車迅速，等候時間短。
e:運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪音低。
f:適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。
韓國和德國公司的這類產(chǎn)品比較多，二層升降橫移式立體車庫特別適應(yīng)于原有地庫自走時停車場的改造工程。多層升降橫移式立體車庫主要是應(yīng)予高度不受限制的字走時停車場的改造，結(jié)構(gòu)簡單且都以模塊化。
2：巷道堆垛式或垂直式
巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機(jī)作為存取車輛的工具，所有車輛有堆垛機(jī)進(jìn)行存取，因此對堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機(jī)成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫適應(yīng)與車位數(shù)需求較多的客戶使用。
3：垂直提升式
垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)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(jī)掉頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高，對設(shè)備的安全型，加工安裝精度要求都很高，因此造價高，但占地卻最小。
目前在南京市正在興建一該類車庫，占225地平方米，能停224輛車，據(jù)了解該垂直式升降立體車庫高50多米，共28層，車庫的兩個門可同時進(jìn)出車輛。車輛進(jìn)入后，計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)將使車輛自動運(yùn)轉(zhuǎn)至合適的位置，停取一輛車的時間大約為90秒。
4：垂直循環(huán)式
此類型的車庫具有如下特點(diǎn);
a:占地少，兩個泊位面可停6至10輛車。
b:外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。
c:價格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。
d:可采用自動控制，運(yùn)行安全可靠。
這種形式車庫停車容量為平面式的倍數(shù)，彈性多層排列，可依靠實(shí)際建筑面積和高度設(shè)計(jì)二層至多層，充分利用空間。
1.4 國內(nèi)外立體車庫的發(fā)展概況
1.4.1 國內(nèi)立體車庫的發(fā)展概況
我國機(jī)械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，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、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(jì)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)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。
在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫
1.4.2 國外立體車庫的發(fā)展概況
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)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。
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(jì)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(jì)，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?？刂萍夹g(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?？刂菩问接?，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。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。
1.5 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介
（1） 車庫結(jié)構(gòu)基本可行，適用。
（2） 重點(diǎn)解決立體車庫銜架機(jī)械結(jié)構(gòu)問題。
（3） 車盤結(jié)構(gòu)及車盤的升降、橫移運(yùn)動問題。
（4） 車庫整體動作的控制、安全問題。
1.6 升降平移式立體車庫的基本知識
升降橫移式立體車庫采用橫塊化設(shè)計(jì)，每單元可以設(shè)計(jì)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。此立體車庫可以在地面及地下停車場使用。也可設(shè)計(jì)成半地下形式，使用形式與配置靈活，造價較低。該類的主要特點(diǎn)在于：
a:節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。
b:價格低，消防、外裝修、上建地基等投資少。
c:可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。
d:存取車迅速，等候時間短。
e:運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪音低。
f:適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。
韓國和德國公司的這類產(chǎn)品比較多，二層升降橫移式立體車庫特別適應(yīng)于原有地庫自走時停車場的改造工程。多層升降橫移式立體車庫主要是應(yīng)予高度不受限制的字走時停車場的改造，結(jié)構(gòu)簡單且都以模塊化。
第2 章 升降橫移式立體車庫的參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1 車庫的運(yùn)行過程
車庫的運(yùn)行過程：
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2.1 為一個地上5車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理如圖所示。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)模可大可小，對土建的要求比較低，因此，應(yīng)用非常廣泛。
圖2-1升降橫移式立體車庫工作原理圖
2.2 負(fù)載性能分析
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。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。
2.3 整體布局設(shè)計(jì)
本課題設(shè)計(jì)的立體車庫是針對實(shí)現(xiàn)立體車庫的一種模擬。所以整體布局設(shè)計(jì)，選擇了雙層五車位的布局方式。整體布局效果如圖2-2所示
圖2-2整體布局圖
2.4 行程速度設(shè)計(jì)
本課題設(shè)計(jì)的五車位立體車庫主要針對家用小車兒設(shè)計(jì)，小車高度為不高于1800mm，所以車庫升降載車盤的行程即為1800mm?？紤]停車和取車的便捷，車庫對于升降平移的速度要控制在一個合理的范圍內(nèi)，本課題設(shè)計(jì)的車庫，提升速度為0.5m/s。平移速度為0.7m/s。
2.5 功能原理方案設(shè)計(jì)
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。
2.6 鋼結(jié)構(gòu)框架的選擇與設(shè)計(jì)
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。
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)：
1：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，剛才組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體;剛才對物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對材料性能做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(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果可靠，所以說鋼結(jié)構(gòu)的靠靠性高。
2：材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小
預(yù)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，再同樣的受力條件下，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面積要小得多，結(jié)構(gòu)的自重小。鋼結(jié)構(gòu)的自重小，從而便于運(yùn)輸與安裝，可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低地基和基礎(chǔ)部分的造價。
3：鋼材的塑性和韌性好
鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件下不會因?yàn)槌d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，避免大的事故發(fā)生。鋼結(jié)構(gòu)韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對動力載荷的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。
4：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)率和產(chǎn)品質(zhì)量高，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)場那個拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時還可以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)具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。
5：鋼結(jié)構(gòu)密封性好
鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。
6：鋼材的耐銹蝕性差
在沒有腐蝕介質(zhì)的一般環(huán)境中，普通鋼材制成鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格的涂料，銹蝕問題并不嚴(yán)重。由于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。
根據(jù)鋼梁的制作方法的不同，可以分為型鋼梁和組合梁兩類。梁的設(shè)計(jì)中，梁的剛度和強(qiáng)度對截面設(shè)計(jì)起控制作用因此先進(jìn)行這二者的計(jì)算。由于車庫系統(tǒng)對系統(tǒng)的拉彎和壓彎構(gòu)件梁的剛度和強(qiáng)度對截面設(shè)計(jì)起控制作用安全要求特別高，所以還應(yīng)對其整體穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算。此外，梁的節(jié)點(diǎn)處均應(yīng)采取鋼構(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(jì)時，考慮強(qiáng)度、腹板宜既高又薄，考慮整體穩(wěn)定，冀緣宜既寬又薄，所以在負(fù)載作用下，受壓冀緣與腹板有可能發(fā)生波形屈曲，即梁發(fā)生局部失穩(wěn)。所以在負(fù)載力和整體穩(wěn)定性降低，這是可以采取增大半的厚度或設(shè)置勁肋等的措施。
本課題設(shè)計(jì)的雙層五車位立體車庫選擇了鋼材框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖2-2所示：
圖2-2立體車庫鋼結(jié)構(gòu)框架圖
框架立柱嵌入地面混凝土層，為防止框架下沉，底部墊入整塊鐵板，以保證框架結(jié)構(gòu)的沉降。
2.7 載車板的選擇
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)。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。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。
升降平移是立體車庫對于載車板的使用，需要滿足一下條件：能有效承受停放車輛的重量，對于車輛出入車庫，載車板須有一定的摩擦阻力，以保證車輛正常出入車庫，因車庫基本為露天工作，要有一定的耐腐蝕性。
綜合考慮，本課題設(shè)計(jì)的立體車庫載車板選用了常用的表面有紋路的鋼板。
2.8 車盤結(jié)構(gòu)及車盤的升降橫移問題
升降平移式立體車庫的車盤結(jié)構(gòu)要滿足設(shè)計(jì)需求，結(jié)構(gòu)采用底層鋼梁框架，上層鋪設(shè)條紋平板鋼板的形式。起升吊環(huán)設(shè)置在鋼梁結(jié)構(gòu)上，整體可靠新高。升降結(jié)構(gòu)選用鋼絲繩起吊結(jié)構(gòu)，電機(jī)帶動減速器轉(zhuǎn)動，鏈輪接在減速器上，鋼絲繩輪轂連于鏈輪的軸上，電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車盤的上升和下降。
底層車盤的平移選用電機(jī)帶動減速器，減速器直接驅(qū)動平移輪，實(shí)現(xiàn)平移動作。
第三章 傳動系統(tǒng)
3.1 升降鏈條傳送
鏈傳動由兩個鏈輪和繞在兩輪上的中間撓性件——鏈條所組成?？挎湕l與鏈輪之間的嚙合來傳遞兩平行軸之間的運(yùn)動和動力，屬于具有嚙合性質(zhì)的強(qiáng)迫傳動。其中，應(yīng)用最廣泛的是滾子鏈傳動。
圖 鏈傳動簡圖 圖 鏈條實(shí)物
與帶傳動、齒輪傳動相比，鏈傳動的主要特點(diǎn)是：沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比，傳動效率較高（封閉式鏈傳動傳動效率=0.95～0.98）；鏈條不需要象帶那樣張得很緊，所以壓軸力較小；傳遞功率大，過載能力強(qiáng)；能在低速重載下較好工作；能適應(yīng)惡劣環(huán)境如多塵、油污、腐蝕和高強(qiáng)度場合。但鏈傳動也有一些缺點(diǎn)：瞬時鏈速和瞬時傳動比不為常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲，磨損后易發(fā)生跳齒，不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用。
圖 滾子鏈結(jié)構(gòu)
滾子鏈由內(nèi)鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。銷軸3與外鏈板2、套筒4與內(nèi)鏈板1分別用過盈配合聯(lián)接。而銷軸3與套筒4、滾子5與套筒4之間則為間隙配合，所以，當(dāng)鏈條與鏈輪輪齒嚙合時，滾子與輪齒間基本上為滾動摩擦。套筒與銷軸間、滾子與套筒間為滑動摩擦。鏈板一般做成8字形，以使各截面接近等強(qiáng)度，并可減輕重量和運(yùn)動時的慣性。
鏈傳動的使用范圍是：傳動功率一般為100kW以下，效率在0.92～0.96之間，傳動比i不超過7，傳動速度一般小于15m/s。
滾子鏈?zhǔn)菢?biāo)準(zhǔn)件，其主要參數(shù)是：
鏈節(jié)距p，它是指鏈條上相鄰兩銷軸中心間的距離。
GB1243.1-83規(guī)定滾子鏈分A、B兩個系列。表中的鏈號數(shù)乘以25.4/16即為節(jié)距值，表中的鏈號與相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)一致。
滾子鏈的標(biāo)記方法為：
鏈號-排數(shù)×鏈節(jié)數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)編號。例如16A-1×80 GB1243.1-83，即為按本標(biāo)準(zhǔn)制造的A系列、節(jié)距25.4mm、單排、80節(jié)的滾子鏈。
鏈條除了接頭和鏈節(jié)外，各鏈節(jié)都是不可分離的。鏈的長度用鏈節(jié)數(shù)表示，為了使鏈條連成環(huán)形時，正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相連接，所以鏈節(jié)數(shù)最好為偶數(shù)。
表3-1滾子鏈的規(guī)格及主要參數(shù)(摘自GB1243.1-83)
鏈號
節(jié)距p/mm
排距p1/mm
滾子外徑d1/mm
內(nèi)鏈節(jié)鏈寬b1/mm
銷軸直徑d2/mm
內(nèi)鏈板高度h2/mm
極限拉伸載荷(單排)Q/N
每米質(zhì)量(單排)q/(kg/m)
05B
06B
08A
08B
10A
12A
16A
20A
24A
28A
32A
40A
48A
8.00
9.525
12.70
12.70
15.875
19.05
25.40
31.75
38.10
44.45
50.80
63.50
76.20
5.64
10.24
14.38
13.92
18.11
22.78
29.29
35.76
45.44
48.87
58.55
71.55
87.93
5.00
6.35
7.95
8.51
10.16
11.91
15.88
19.05
22.23
25.40
28.58
39.68
47.63
3.00
5.72
7.85
7.75
9.40
12.57
15.75
18.90
25.22
25.22
31.55
37.85
47.35
2.31
3.28
3.96
4.45
5.08
5.94
7.92
9.53
11.10
12.70
14.27
19.24
23.80
7.11
8.26
12.07
11.81
15.09
18.08
24.13
30.18
36.20
42.24
48.26
60.33
72.39
4400
8900
13800
17800
21800
31100
55600
86700
124600
169000
222400
347000
500400
0.18
0.40
0.60
0.70
1.00
1.50
2.60
3.80
5.60
7.50
10.10
16.10
22.60
注：（1）極限拉伸載荷也可用kgf表示，取1kgf=9.8N；
（2）過渡鏈節(jié)的極限拉伸載荷按0.8Q計(jì)算。
把一根以上的單列鏈并列、用長銷軸聯(lián)接起來的鏈稱為多排鏈，鏈的排數(shù)愈多，承載能力愈高，但鏈的制造與安裝精度要求也愈高，且愈難使各排鏈?zhǔn)芰鶆颍瑢⒋蟠蠼档投嗯沛湹氖褂脡勖?，故排?shù)不宜超過4排。當(dāng)傳動功率較大時，可采用兩根或兩根以上的雙排鏈或三排鏈。
為了形成鏈節(jié)首尾相接的環(huán)形鏈條，要用接頭加以連接。鏈的接頭形式見圖12.4。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時采用連接鏈節(jié)，其形狀與鏈節(jié)相同，接頭處用鋼絲鎖銷或彈簧卡片等止鎖件將銷軸與連接鏈板固定；當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則必須加一個過渡鏈節(jié)。過渡鏈節(jié)的鏈板在工作時受有附加彎矩，故應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)鏈節(jié)。
圖 鏈接頭
鏈輪齒形必須保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入和退出嚙合，盡量減少嚙合時的鏈節(jié)的沖擊和接觸應(yīng)力，而且要易于加工。
常用的鏈輪端面齒形見下圖所示。它是由三段圓弧aa 、ab、cd和一段直線bc構(gòu)成，簡稱三圓弧一直線齒形。齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，在鏈輪工作圖上不必繪制端面齒形，只需在圖上注明“齒形按3R GBT 1244-1985規(guī)定制造”即可，但應(yīng)繪制鏈輪的軸面齒形，見圖，其尺寸參閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊。工作圖中應(yīng)注明節(jié)距p 、齒數(shù)z 、分度圓直徑d （鏈輪上鏈的各滾子中心所在的圓）、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df 。
圖 滾子鏈鏈輪端面齒形 圖 滾子鏈軸面齒形
3.2 升降鋼絲繩傳動
3.2.1 鋼絲繩的種類
鋼絲繩的分類方法較多，各國的分法不同，常見的有按鋼繩結(jié)構(gòu)、捻向、表面、用途、強(qiáng)度等分類。品種的多樣，反映了用途的多樣。
①按捻向分：有右捻(Z)、左捻(S)、交互右捻(SZ)、交互左捻(ZS)、同向右捻(ZZ)、同同向左捻(SS)。
②按表面分：有光面和鍍鋅兩類。
③按強(qiáng)度分：即按單絲的公稱強(qiáng)度，把鋼絲繩分為幾種級別。各國的定級標(biāo)準(zhǔn)不同。
如，我國把圓股和異型股鋼絲繩分為140、155、170、185、200(kg/mm2)，而日本則把圓股鋼絲繩分為135、150、165、180(kg/mm2)，德國則是把圓股鋼繩劃分140、160、180和200(kg/mm2)4類。
④按結(jié)構(gòu)分：此種分類的基本思想是要以直接通過展示鋼繩內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成，達(dá)到分類。具體格式是用整數(shù)、字母、符號按規(guī)定次序連結(jié)組合表示。它能對現(xiàn)有的全部圓股和異型股及封閉式鋼絲繩進(jìn)行分類。目前世界各國生產(chǎn)的鋼繩，大約有50種左右，即如：6×19.6×37.6×Fi(25)、8×W(19)、7×7+6×Fi(29)、6△×(36)、6=(33)+6△(21)等類別。例：6×37：表示該繩有6股，每股共37根單絲；8×W(19)：表示有8股，每股19根絲，屬瓦林吞捻制。見本節(jié)“7.常用標(biāo)準(zhǔn)”中提供的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
⑤按用途分：a.牽拉：拖船、浮運(yùn)、貨網(wǎng)等用鋼繩；b.承載：升降、橋梁、索道等用鋼繩；c.提升：電梯、礦井、纜車等用鋼繩；d.固定：碼頭、高壓線桿(塔)等定位用鋼繩；e.專用：石油、化工、飛機(jī)等特定用鋼繩。
3.2.2 鋼絲繩的直徑選擇
車庫升降機(jī)構(gòu)系多層纏繞．鋼絲繩受力比較復(fù)雜。為簡化計(jì)算，鋼絲繩選擇多采用安全系數(shù)法，這是—種靜力計(jì)算方法。
鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計(jì)算：
（3—1）
式中—整條鋼絲繩的破斷拉力(N)。
—工作級別規(guī)定的最小安全系數(shù)。
—鋼絲繩的額定拉力(力)。
設(shè)計(jì)時，鋼絲繩的額定拉力為已知，將額定拉力乘以規(guī)定的最小安全系數(shù)，然后從產(chǎn)品目錄中選擇一種破斷拉力不小于 · [M〕的鋼絲繩直徑。
目前在工業(yè)化國家，對鋼絲繩直徑的選擇普遍采用選擇系數(shù)法。國際標(biāo)準(zhǔn)繩的選擇也推薦采用此方法。該方如下；（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第二冊）
鋼絲繩直徑不應(yīng)小于下式計(jì)算的最小直徑
（3—2）
式中Fmax—鋼絲繩最大靜拉力(N)。由起升載荷（額定升降量，鋼絲繩懸掛部分的重量，滑輪組及其它吊具的重量）并考慮滑輪組效率相倍率來確定；
c—鋼絲繩選擇系數(shù)，它與機(jī)構(gòu)的工作級別、鋼絲繩是否旋轉(zhuǎn)以及吊運(yùn)物品的性質(zhì)等因素有關(guān)。目前，車庫還沒有此系數(shù)的具體規(guī)定?？蓞⒖紮C(jī)械設(shè)計(jì)手冊第二冊進(jìn)行選取。
該設(shè)計(jì)額定載荷2噸，采用雙聯(lián)滑輪升降滑輪組，所以每根承受載荷Fmax＝F總＝1.25×N，工作級別為M5，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第二冊鋼繩系數(shù)選擇c＝0.123。
＝0.123×＝13.78 mm
所以鋼絲繩選擇d=14 mm。
按鋼絲繩所在機(jī)構(gòu)工作級別來選鋼絲繩直徑時，所選的鋼絲繩拉斷力應(yīng)滿足下式：（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第二冊）
F0 n Fmax （3—3）
式中 F0——所選用鋼絲繩最小拉斷力（N）
n——安全系數(shù)，查手冊選n=7
所以F07×1.25×=8.75×N=87.5KN
又鋼絲繩最小拉斷力總和等于鋼絲繩最小拉斷力×1.134（纖維芯）或×1.214（鋼芯），所以鋼絲繩最小拉斷力總和為87.5×1.134=99.225KN
（本設(shè)計(jì)中鋼絲繩不接觸高溫，橫向壓力較小，選用纖維芯鋼絲繩）
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，鋼絲繩型號選擇：
鋼絲繩6×19（a）類14—NAT—FC—1470—ZS—102—79.5
型號解釋如下： 14—鋼絲繩直徑
NAT—鋼絲表面狀態(tài)（光面鋼絲）
FC—鋼絲繩的結(jié)構(gòu)形式（纖維芯）
1470—鋼絲公稱強(qiáng)度（ ）
ZS—捻向（左交互捻）
102—鋼絲繩最小破段拉力KN
79.5—單位長度重量kg/100m
3.2.3 鋼絲繩的使用
鋼絲繩在工作時卷繞進(jìn)出滑輪和卷筒，除產(chǎn)生拉應(yīng)力外，還有擠壓、彎曲、接觸和扭轉(zhuǎn)等應(yīng)力，應(yīng)力情況是非常復(fù)雜的。實(shí)踐表明，由于鋼絲繩反復(fù)彎曲相擠壓所造成的金屬疲勞是鋼絲繩破壞的主要原因。鋼絲繩破壞時，外層鋼絲由于疲勞和磨損首先開始斷裂，隨著斷絲數(shù)的增多，破壞速度逐漸加快，達(dá)到一定限度后，仍繼續(xù)使用，就會造成整根繩的破斷。
在正確選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑之后，實(shí)際使用壽命的長短，在很大程度上取決于鋼絲繩在使用中的維護(hù)和保養(yǎng)及與相關(guān)機(jī)件的合理配置?？蓮囊韵聨追矫婵紤]該問題：
（1）滑輪和卷筒直徑D與鋼絲繩直徑d的比值大小對鋼絲繩的壽命影響較大，幾乎成平方關(guān)系。因此，選用較大的滑輪和卷簡直徑對鋼絲繩的壽命是有利的。故設(shè)計(jì)中規(guī)定了卷筒直徑和鋼絲繩直徑的最小比值（D/d），與升降的工作級別有關(guān)。
使用中，應(yīng)盡量減少鋼絲繩的彎折次數(shù)并盡量避免反向彎折。
（2）決定滑輪繩槽尺寸時，必須考慮新鋼絲繩直徑較公稱直徑有6％—8％的過盈量這一事實(shí)。過小的繩槽直徑會使鋼絲繩受到過度擠壓而提前斷絲，繩槽尺寸過大，又會使鋼絲繩在槽內(nèi)的支承面積減小，增大鋼絲繩的接觸應(yīng)力。合理的繩槽尺寸應(yīng)比鋼絲繩的公稱直徑大10％左右。
（3）滑輪與卷筒的材料太硬，對鋼絲繩壽命不利。據(jù)有關(guān)資料表明：以鑄鐵代替鋼．可提高鋼絲繩的壽命約10％。
（4）為保證鋼絲繩在繩筒上平滑纏繞，避免各圈鋼絲繩間相互摩擦及多層纏繞錘擊和堆繞現(xiàn)象，延長鋼絲繩的使用壽命，鋼絲繩在卷筒及繩輪上的偏角必須保持在一定的限度之內(nèi)，一般在0.5—2之間。
（5）良好的周期性潤滑是提高鋼絲繩使用壽命的一項(xiàng)重要因素。它可以防止銹蝕，減少鋼絲繩內(nèi)外磨損。一般常用中、低粘度潤滑油和濾青質(zhì)化合物。目前我國生產(chǎn)的“鋼絲繩油”屬于中等粘度油，適用于各種股捻鋼絲繩的潤滑。其附著力大，不易滑落或與水起作用，且含有防銹劑，是一種良好的潤滑劑。
（6）在室外、潤濕或腐蝕介質(zhì)存在的環(huán)境里，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。
（7）經(jīng)常檢查鋼絲繩是否與別的機(jī)件摩擦，重新更換新繩時必須核對新繩與原繩的型式直徑是否相同；經(jīng)常檢查鋼絲繩表面的磨損及斷絲，遇到問題及時解決。
鋼絲繩的報廢處理，可參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相資料。
3.3 升降減速器軸的設(shè)計(jì)
1）輸在軸上的功率，，
2）求作用在輸出軸上的力
圓周力：
徑向力：
軸向力:
3）初步確定軸的最小直徑
材料為45鋼，正火處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表14-2，取，于是
由于鍵槽的影響，故
4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、初步確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖
2）軸上零件的周向定位
由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表2-12-13查得鏈輪與軸的周向定位采用A型平鍵連接。按平鍵截面。滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，由表2-13-5查得此處選軸的直徑尺寸公差為。
3）確定軸上圓角和倒角尺寸
參考《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表2-11-3，取軸端圓角。
4）求軸上的載荷
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)。已知 ， ， ； 取齒輪中間截面為a-a求垂直面的支撐反力
求水平面的支撐反力
F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力
a-a 截面F力產(chǎn)生的彎矩為：
考慮到最不利的情況，把與直接相加
，a-a截面最危險，其當(dāng)量彎矩為
軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù) ,代入上式
可得：
計(jì)算危險截面處軸的直徑
軸的材料為45鋼，正火處理，由表14-1查得，由表14-3查得
則：
實(shí)際設(shè)計(jì)的危險截面為，故該軸符合要求。
3.4 升降電動機(jī)的選擇
正確選擇電動機(jī)額定功率的原則是：在電動機(jī)能夠滿足機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最經(jīng)濟(jì)、最合理地決定電動機(jī)功率。
本設(shè)計(jì)非連續(xù)制工作機(jī)械，而且起動、制動頻繁，工作粉塵量大。因此，選擇電動機(jī)應(yīng)與其工作特點(diǎn)相適應(yīng)。
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，起升吊升主要采用三相交流異步電動機(jī)。根據(jù)吊車行業(yè)的工作特點(diǎn)，電動機(jī)工作制應(yīng)考慮選擇短時重復(fù)工作制和短時工作制，并優(yōu)先選用YZR(繞線轉(zhuǎn)子)、YZ(籠型轉(zhuǎn)子)系列升降專用電動機(jī)。多數(shù)情況下選用繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)；在工作條件較輕，接電次數(shù)較少時，亦可采用籠型轉(zhuǎn)子電動機(jī)。對于小噸位起升，考慮到多方面因素，其電動機(jī)工作制也允許選擇連續(xù)工作制。本設(shè)計(jì)電動機(jī)工作制度為斷時工作制，因此不用考慮電動機(jī)的發(fā)熱計(jì)算。
機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時所需靜功率按下式計(jì)算：
（kW） （6—1）
式中 — 額定起升載荷（N）；
— 吊具自重（N），可?。剑?.02～0.04）；
— 起升速度；
— 機(jī)構(gòu)總效率，它包括滑輪組的效率、導(dǎo)向滑輪效率、卷筒的機(jī)械效率和傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率。初步計(jì)算時，對于圓柱齒輪減速器傳動的起升機(jī)構(gòu)，可?。?.85～0.9。
＝
=6.311 （KN）
計(jì)算電動機(jī)功率
考慮到工作環(huán)境，查升降課程設(shè)計(jì)，對于中小型升降其系數(shù)=0.8，
所以 0.86.311=5.049
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》應(yīng)選用：YZ系列冶金升降專用三項(xiàng)異步電機(jī)，
型號：YZ160L—8，
額定電壓：380V,
額定功率：7.5KW
轉(zhuǎn)速：705轉(zhuǎn)/分
效率：82.4%
基準(zhǔn)工作制為—40%
3.5 平移電機(jī)減速器的選型計(jì)算
車庫平移機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件的選擇需要考慮以下四個因素：負(fù)載參數(shù)、減速器的參數(shù)、電機(jī)的參數(shù)。負(fù)載參數(shù)計(jì)算分為兩步：運(yùn)轉(zhuǎn)時間的確定、負(fù)載力矩的確定。
減速器參數(shù)選擇分為三部分：減速比的確定、平均輸入轉(zhuǎn)速的確定、平均負(fù)載力矩的確定；電機(jī)參數(shù)的選擇也分為三部分：電機(jī)扭矩的確定、電機(jī)功率的確定、慣量匹配。
根據(jù)已知要求，速度為：
設(shè)加速時間為0.1s，則加速度為：
根據(jù)設(shè)計(jì)要求：負(fù)載移動距離為2350mm，質(zhì)量為1500kg，因此轉(zhuǎn)動慣量為：
負(fù)載的力矩為：
電機(jī)與負(fù)載的轉(zhuǎn)盤之間有多級傳動，設(shè)安全系數(shù)為1.5，則總的力矩為：
減速比的確定：
預(yù)選電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1000r/min，減速比i為：
考慮到速比較大，因此選用蝸輪蝸桿減速的減速箱。
因負(fù)載力矩較大，選用功率為2000w，額定轉(zhuǎn)速為為1000 r/min的電機(jī)
第四章 安全防護(hù)系統(tǒng)
4.1 操控系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)
系統(tǒng)必須在明顯處設(shè)有急停開關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時，按下急停開關(guān)，斷所有電機(jī)的電源，使載車盤無法繼續(xù)運(yùn)行，以保護(hù)人員及設(shè)備的安全。
4.2 車庫整體的安全防護(hù)設(shè)計(jì)
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、遺留行李或車主寵物時，切斷橫移電機(jī)電源，橫移停止。
外文資料
Introduction to Mechanical Design
Mechanical design is the application of science and technology to devise new or improved products for the purpose of satisfying human needs. It is a vast field of engineering technology which not only concerns itself with the original conception of the product in terms of its size, shape and construction details, but also considers the various factors involved in the manufacture, marketing and use of the product.
People who perform the various functions of mechanical design are typically called designers, or design engineers. Mechanical design is basically a creative activity. However, in addition to being innovative, a design engineer must also have a solid background in the areas of mechanical drawing, kinematics, dynamics, materials engineering, strength of materials and manufacturing processes.
As stated previously, the purpose of mechanical design is to produce a product which will serve a need for man. Inventions, discoveries and scientific knowledge by themselves do not necessarily benefit people; only if they are incorporated into a designed product will a benefit be derived. It should be recognized, therefore, that a human need must be identified before a particular product is designed.
Mechanical design should be considered to be an opportunity to use innovative talents to envision a design of a product, to analyze the system and then make sound judgments on how the product is to be manufactured. It is important to understand the fundamentals of engineering rather than memorize mere facts and equations. There are no facts or equations which alone can be used to provide all the correct decisions required to produce a good design. On the other hand, any calculation made must be done with