升降橫移式立體停車庫模型地結構設計

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1、實用標準文案 精彩文檔 升降橫移式立體停車庫模型的結構設計 第3.1節(jié)概述 PSH7升降橫移式立體停車庫的結構設計在整個車庫中非常重要，主框架部 分、載車板部分和傳動系統(tǒng)是PSH7升降橫移式立體停車庫的主要組成部分，主 框架部分承擔著整個PSH7升降橫移式立體停車庫的總量，而且它的輕重、穩(wěn)定 性和可靠性以及載車板部分還影響著整個立體停車庫的重量、 材料和成本的多少 以及安全性，傳動系統(tǒng)決定著PSH7升降橫移式立體停車庫運行的好壞，所以如 何設計主框架部分、載車板部分和傳動系統(tǒng)成為影響整個立體停車庫的關鍵因 素。 機械傳動系統(tǒng)主要功用是傳遞原動機的功率， 變換運動的形

2、式以實現(xiàn)預定的 要求。傳動裝置的性能、質量及設計布局的合理與否，直接影響機器的工作性能、 重量、成本及運轉費用，合理擬定傳動方案具有十分重要的意義。一般常用以下 幾種傳動方案： 方案一：帶傳動，易于實現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動；具有傳動平穩(wěn)，緩沖、 吸振的特性；結構簡單，成本低；可起過載保護作用。 方案二：鏈傳動，平均傳動比準確，工作可靠，效率較高；傳動功率大，過 載能力強，相同工況下的傳動尺寸??；可在惡劣環(huán)境中工作；易于實現(xiàn)較大中心 距的傳動；結構輕便，成本低。 方案三：蝸桿傳動，能以單級傳動獲得較大傳動比；傳動平穩(wěn)，無噪聲；傳 動具有自鎖性。 方案四：直齒輪傳動，傳動準確平穩(wěn)，承載能力

3、高 好的傳動方案除應滿足工作機的性能和適應工作條件外， 還應尺寸緊湊、成 本低廉，傳動效率高等。故對更方案進行價值分析，由表3.1和表3.2選出較好的 萬案 [5] 。 表3.1 定性判定與價值對應 判定 不用 差 勉強 可用 中等 ［滿意 較好 好 很好 超目標 理想  價值P 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 表3.2 傳動方案選擇的使用價值表 設計指標 加權因子 w 萬案一 萬案一 方案二 方案四 價值 Pi1 R1W 價值 P2 R2W

4、價值 Pi3 R3W 價值 Pi4 R4W 傳動精度 W；1 0.2 0.02 0.5 0.05 0.8 0.08 0.8 0.08 功率 w20.1 0.2 0.02 0.4 0.04 0.5 0.05 0.6 0.06 效率 wT 0.8 0.12 0.8 0.12 0.2 0.03 0.8 0.12 圓周速度 w；1 0.2 0.02 0.2 0.02 0.2 0.02 0.2 0.02 制造安裝 w50.2 0.8 0.16 0.8 0.16 0.2 0.04 0.2 0.04

5、 價格 W60.15 0.7 0.105 0.6 0.09 0.4 0.06 0.5 0.075 壽命 w,1 0.3 0.03 0.5 0.05 0.5 0.05 0.5 0.05 平穩(wěn)噪聲小 w畀 0.6 0.06 0.3 0.03 0.6 0.06 0.5 0.05 總使用價值 Z RjW 0.535 0.56 0.39 0.495 綜上所述，選擇鏈傳動方案更加合理，所以我們的傳動系統(tǒng)采用鏈傳動形 式。 第3.2節(jié)橫移傳動系統(tǒng)設計 橫移傳動系統(tǒng)的作用是使上升到位的搬運器平移到指定位置， 其

6、傳動主要是 靠電機帶動鏈輪使?jié)L輪在軌道上移動。如圖 3.1 圖3.1 橫移傳動示意圖 一、 初步參數(shù)的確定 PSH7□七位機）升降橫移式立體停車庫模擬裝置采用與實際立體停車庫標準 1： 8的比例進行設計，設備尺寸為 載車板長L=0.7m 載車板寬W=0.29m 車庫總高H=0.72m 底層咼h=0.25m 初設承載總質量M=7KG 則帶動橫移軸轉動所需功率（假設摩擦因子u=0.2,橫移速度為0.15m/s）: P前輪=0.2 ——7 9.8 1.5 0.15 ： 0.93W 20 4 P后輪=0.2 7 9.8 1.5 0.15 ： 0.62W 20 所以P

7、總=1.55W 二、 橫移傳動系統(tǒng)電動機的選擇⑹ 橫移所需功率P=FV=1.55W 根據(jù)輸出功率選擇電動機：60KTYZ齒輪減速同步電機，220V, 50HZ P=14V, 輸出轉速n=110r/min 三、 橫移鏈輪的設計 1. 初選小鏈輪齒數(shù) 乙=10 從動大鏈輪齒數(shù)Z2 =32 2. 確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp z \2 初定中心距a0=20P,則鏈節(jié)數(shù)Lp =^2 +Z2 Z2 -乙 =61.613 p 2 a。i 2兀丿 取 Lp = 62 3. 計算單排鏈所能傳遞的功率P0及鏈節(jié)距P 由《機械原理與設計》 ⑺表13-8查得工作情況系數(shù)Ka =1 FCa 二

8、KAP =14W 由《機械原理與設計》⑺表13-10查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=0.663750607, 鏈長系數(shù) K, = 0.89044437 選擇單排鏈，由《機械原理與設計》 ⑺表13-11查得多排鏈系數(shù)Kp=1.0 故所需傳遞的功率為P。 匯 K z江Kt江K p 23.687W 0.66 0.89 1 取鏈節(jié)距P=6.00mm 選擇鏈號 04B— 1X 114GB1243.1-83 4. 確定鏈實際長度L及中心距a L=LpX P/1000=62 X 6/1000=0.372mm P 卜 Zr +Z2 ) Zj + Z2 Y (Z2 - Zj fl

9、a。=匚「Lp - i+」Lp - 丨-8* ———1 1 = 121.179mm 4 1 2丿譏 2丿 i 2兀丿 中心距調(diào)整量丄a -2P =12mm 實際中心距 a' =a-.；a = 109.179mm 5 ?計算鏈速 P V = n1 Z1 60 "000 110 10 6 60 1000 =0.11m/ s 6?作用在軸上的壓軸力Q 圓周力 F=1000P/V= (1000X 14X 0.001 ) /0.11=127.273N 按平均布置取壓軸力系數(shù) Kq =1.15 有 Q = Kq F =146.364N 四、橫移傳動軸A的設計

10、 橫移傳動軸A是一層車庫的橫移軸，它的受力情況可以簡化成以下的形式  FD =27.585N 算出 FC =41.378N Fe =Q =146.364N 軸的初步估算軸徑至少為d' =12.2mm 軸的強度校核： 由a M a = 0知， -FB 470 FC 10 FD 460-Fe 498 =0 得 Fb 二-91.416N 由' M B = 0知， Fa 470-FC 460-Fd 10-Fe 28=0 得 Fa -47.792N MC 二 Fa 10 =477.914N ?mm 作軸的剪力圖如下： 112.59N A 47.79N 由剪力圖可知

11、 MD 二 MC 450 6.41 =3364.159N ?mm 作軸的彎矩圖如下: 3364.16N ? mm D處所受彎矩最大，所以對 D剖面進行強度校核 d 3364.159 0.1 180 二 5.717mm 小于估算軸徑，所以強度足夠。 取軸與鏈輪配合處 d1 =13mm 取軸與軸承配合處 d2 =15mm，安裝尺寸da =18mm 取軸與滾輪配合處 d =14mm 五、橫移傳動軸B的設計 橫移傳動軸B是車庫二層的橫移軸，它的受力情況可以簡化成如下的形式 該軸的校核與橫移傳動軸B相同。 第3.3節(jié)升降傳動系統(tǒng) 在升降傳動系統(tǒng)中，我們采

12、用鋼絲繩傳動型式。鋼絲繩傳動形式的升降傳動 系統(tǒng)一般是由電機、減速系統(tǒng)、卷筒、滑輪、鋼絲組成。在鋼絲繩傳動型式中， 鋼絲繩的主要作用是拖動搬運器上下升降。鋼絲繩一端與搬運器相連結，鋼絲繩 另一端纏繞卷筒上（搬運器的前端鋼絲繩與后端鋼絲繩必須同方向繞著卷筒轉 動），當搬運器需要升降時，提升電機便會通過其正反轉來帶動卷筒順時針或逆 時針旋轉實現(xiàn)搬運器的升和降。示意圖如圖 3.2所示 圖3.2升降傳動示意圖 、升降傳動系統(tǒng)電動機的選擇⑹ 升降所需功率 P = G X V = 7 X 9.8 X 0.1 = 6.86 W 選擇功率P = 25W的電動機，頻率為

13、50HZ電壓220V,經(jīng)減速器后電動機 的輸出轉速為m =40r/min 實用標準文案 初定卷筒直徑為50mm載車板上升速度V = 0.1 m/s,求得卷筒的轉速 匕: 由0.1 2 二 Rn 2 60 1000 得, r)2 0.1 60 1000 2 兀 x 25 二 38.1r / min -8* 2 精彩文檔 鏈輪的傳動比i =巴 40 1 .05 n 2 38 .1 初取傳動比i = 2 升降鏈輪的設計 1. 初選小鏈輪齒數(shù) 乙=13 從動大鏈輪齒數(shù)Z2 =25 2. 確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp 初 定 中 心 距 a0=20p

14、, 則 鏈 節(jié) 數(shù) Lp 2a Z -Z1 i 2兀 -59.21 取 Lp = 60 3. 計算單排鏈所能傳遞的功率R及鏈節(jié)距P 由《機械原理與設計》表13-8查得工作情況系數(shù)Ka =1 Pea = K aP = 25 W 由《機械原理與設計》表13-10查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=0.663750607, 鏈長系數(shù)K^ 0.89044437 選擇單排鏈，由《機械原理與設計》表 13-11查得多排鏈系數(shù)Kp=1.0 故所需傳遞的功率為P0 PCa 43.015W KZ x K1 x KP 0.66 x 0.88 x 1 取鏈節(jié)距P=6.00mm 選擇鏈

15、號 04B— 1X 114GB1243.1-83 4. 確定鏈實際長度L及中心距a 7 lp 一 L=LpX P/1000=60X 6/1000=0.36m =122.464mm , 乙乙 Lp「 2 中心距調(diào)整量■ ■: a - 2 P =12 mm 實用標準文案 實際中心距 a ' = a - .■: a = 110 .464 m m 5. 計算鏈速 P 40 x 13 漢 6 V = n, Z. 0.052 m / s 60 x 1000 60 x 1000 6. 作用在軸上的壓軸力Q 圓周力 F=1000P/V=( 1000X 25X 0.00

16、1 ) /0.052=480.769N 按平均布置取壓軸力系數(shù) K Q =1.15 有 Q 二 K q F = 552 .885 N 三、鋼絲繩的選用 鋼絲繩直徑的確定 d = C max_ 確定選擇系數(shù)C = 0.123 d 二 0.123 、、7 9.8 = 1.021 根據(jù)《機械設計手冊》P27-9,選擇圓股鋼絲繩-合成纖維芯鋼絲繩 d = 2mm , M 1P =1.38 kg/100m , lc b \ - 1570 MPa 最小破斷拉力 F = 2.08 KN 四、卷筒A的設計 卷筒A是車庫二層的卷筒，最大起升高度 Hmax = 200mm 繩槽槽距P =

17、1.2d = 2.4mm, 卷筒槽底直徑 D = 47mm 卷筒計算直徑（由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑） D。二D ? d = 49mm 固定鋼絲繩的安全圈數(shù) Z 1 =1.5 精彩文檔 Lo 卷 筒 上 有 螺 旋 槽 部 分 H max +Z1 兀Do 二 49 1.5 2.4 ： 7.2mm 長 L-0 無繩槽卷筒端部尺寸 L^ 4.8m m,固定鋼絲繩所需長度L? : 3P = 5mm 中間光滑部分長度m = 6mm 卷筒長度 L^ 2 L0 L1 L2 m = 40 mm 五、卷筒B的設計 卷筒B是車庫三層的卷筒，最大起

18、升高度 Hmax = 450mm 繩槽槽距P = 1.2d = 2.4mm, 卷筒槽底直徑 D = 47mm 卷筒計算直徑（由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑） D0 = D = 49 mm 固定鋼絲繩的安全圈數(shù) Z1 =1.5 卷 筒 上 有 螺 旋 槽 部 分 長 L0 : Lo — '込x+乙P = 一Do 丿 450 1.5 2.4 : 12.2mm ：■. : 49 無繩槽卷筒端部尺寸L^ 4.8m m ,固定鋼絲繩所需長度 L2 ： 3P = 5mm 中間光滑部分長度m = 6mm 卷筒長度 Ls = 2(L0 L1 L2) m = 50 mm 六、升降軸的設

19、計 根據(jù)升降傳動軸的受力情況，可簡化為如下形式： Fa F1 Fd F2 Fg ! T ! i .LU.- JJ— J[— ■L J t E C 「 「 6 F1 = F2 = F = (7 9.8 1 .5 ) = 30 .87 N 20 Fd = 552 .885 N 軸的初步估算軸徑至少為d' =19.1mm 軸的強度校核： 由a M a = 0知， -F1 (35 12)-Fd (70 16 12)-F2 (35 108 86 12) FG (24 140 108 16^ 0 得 Fg - 219 .168 N 由v

20、 Mg =0知， -Fa (24 140 16 108) F1 (35 16 108 82) FD (108 82) F2 (35 12) = 0 得 Fa =395.783N 作軸的剪力圖如下: 395783N 364.9你 187.972N 218.842N 作軸的彎矩圖如下: 37204.08N ? mm 10300.87N ? mm 111 Hi I,. g 18601.8N ? mm 門心 | | Ad丨川川川川丨川川川川川丨川一 3 ‘37204 .08 \ 0.1 180 D處所受彎矩最大，所以對 D剖面進行強度校

21、核 二 12 .738 mm 小于估算軸徑，所以強度足夠。 取與軸承配合處的直徑 d1 = 20 mm ,安裝尺寸da二20.5mm 與卷筒配合處直徑 d^ 24.5mm 與鏈輪配合處直徑 d^ 25 mm 第3.4節(jié)安全制動設計 由于載車板上停有汽車，在升降電機停止工作時，電機會被倒拉反轉，使車 板自動下落。因此需要加以制動。經(jīng)過許多方案的設計和比較，得出較優(yōu)的設計, 運用杠桿原理，靠摩擦使升降軸制動，從而阻止電機被倒拉。但電機在工作時， 制動裝置是不需要的，我們又采用電磁鐵通電頂開制動桿， 從而達到消除制動的 效果。如圖3.3 圖3.3電磁鐵結構原理圖 當電機不工作

22、時，電磁鐵無電，桿左端由于重力使摩擦帶拉緊， 從而阻止輪子轉 動，輪子安裝于軸上，使軸也固定不動。當電機要運行時，電磁鐵給電，頂起桿, 有杠桿原理使皮帶松開，消除制動。由于該裝置采用杠桿原理，因此它制動使所 要產(chǎn)生的摩擦力是可調(diào)的，只要調(diào)整中間皮帶固定的位置或桿的長度。因而這種 方案還是比較好的。但如果在現(xiàn)實中大型的車庫，就不能采用這種裝置了。 第3.5節(jié)主框架部分 主框架體系的基本構成是由水平方向的梁和垂直方向的柱通過鋼性結點連 接而成。這種結構體系通過結構構件的抗彎剛度來抵抗側向力的作用。 主框架體 系基本上都是由變形限值作為設計的控制條件， 梁柱的截面尺寸主要由結構的剛 度而不是

23、強度來決定。在具體的設計過程中，所選的梁柱截面尺寸如果滿足了規(guī) 范對層間位移的限制要求，構件的承載力一般也能滿足要求。主框架如圖 3.4 圖3.4 主框架示意圖 桿件截面校驗：首先進行柱的校驗，然后是梁的校驗。 1. 柱的校驗： 柱選用方鋼，橫截面積 A = 625mm2，許用壓應力！」= 170MPa 柱橫截面上工作應力為；，F(xiàn)max 75422￡ = 120.68MPa A 625"0 滿足強度條件，故鋼柱的強度是安全的。 2. 梁的校驗： 梁選用熱軋等邊角鋼［8］， d =4mm , b = 25mm。梁主要受到的力是彎矩和 剪力,許用正應力L- .1 -

24、170MPa，許用切應力！. J-100MPa (1)正應力 圖3.5角鋼截面 由圖3.5所示的三個截面處抗彎截面系數(shù)分別為Wx= 0.59cm3 , W40 = 0.92cm3，Wy = 0.40cm3，貝U -max max Wy 9902535.88 10 0.40 10“ =24.75MPa 卜.1 (2)剪應力 先求出角鋼的靜矩 Sz八? Ayi =25 4 2 21 4 12.5 = 1250mm3 max Izd 45165.5 1250 1.03 1 04 4 =137Q31Pa 可見，選用的角鋼同時滿足彎曲正應力與彎曲切應力強度條件。