升降橫移立體車庫設計說明書

綜 合 論 文 訓 練題目：升降橫移立體車庫設計系 別：專 業(yè)：機械工程及自動化姓 名：同組人員：指導教師： 2013年7 月26 日摘要升降橫移立體車庫是目前中國立體車庫的主要產(chǎn)品，對解決城市停車困難問題起到很大的幫助。升降橫移立體車庫主要由鋼結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)五大部分組成，易于實現(xiàn)控制及管理，車輛出入時間較短，安全性能較高。本設計使用單一電機或盡可能少的電機實現(xiàn)升降橫移控制，同時各部件設計結(jié)構(gòu)簡單可靠，操作方便。目錄摘要II第1章引言11.1.立體車庫調(diào)研11.1.1國內(nèi)外生產(chǎn)情況11.1.2各類產(chǎn)品特點11.2.升降橫移立體車庫調(diào)研21.1.3升降橫移式立體停車庫的特點21.1.4升降橫移式車庫分類31.1.5功能要求51.1.6使用要求及相關(guān)問題6第2章升降橫移車庫設計92.1方案綜述92.1.1結(jié)構(gòu)綜述92.1.2傳動方案設計122.1.3傳動方式的整體特點132.2具體方案分析與介紹142.2.1絲杠螺母方式142.2.2連桿機構(gòu)152.2.3液壓機構(gòu)162.2.4鋼絲繩傳動升降方式172.2.5齒輪傳動橫移方式182.2.6鏈傳動橫移方式192.2.7鋼絲繩提升方式192.2.8鋼絲繩與鏈條組合提升方式212.2.9單一升降橫移方式22第3章具體方案參數(shù)設計223.1方案選取221.3.升降系統(tǒng)參數(shù)計算及零件選擇233.1.1主要設計參數(shù)233.1.2鋼絲繩的選擇與計算243.1.3滑輪的選擇253.1.4滾筒的設計計算273.1.5電動機和減速機的設計計算303.1.6鏈及鏈輪的設計計算313.2橫移系統(tǒng)設計計算353.2.1橫移行走輪的設計353.2.2橫移電動機的選擇以及傳動比分配與減速器的選擇383.2.3橫移鏈輪的選擇38第4章裝配圖及零件圖424.1裝配圖4251第1章 引言1.1. 立體車庫調(diào)研1.1.1 國內(nèi)外生產(chǎn)情況在立體車庫生產(chǎn)中，日本的新明和、石川島播磨、日精、三菱重工；意大利的Sotefin、Interpark；德國的Palis等都是世界聞名的立體車庫設備生產(chǎn)商。而我國的深圳怡豐、杭州西子聯(lián)合、北京白唇鹿（盛泰銘）、唐山通寶、北京航天匯信、杭州友佳等也能在國內(nèi)獲得一定的銷售市場。國外的一些知名停車設備制造商, 擁有很多的技術(shù)專利儲備, 制造水平較高, 他們以銷售產(chǎn)品為主, 但售價相當高；國內(nèi)廠家和科研機構(gòu)研制出的樣品, 雖然價格較低，但無法大批量生產(chǎn), 技術(shù)性能、安全性、可靠性尚與國外產(chǎn)品有一定差距；中外合資企業(yè), 其產(chǎn)品性能價格比適中, 但在引進、消化國外先進技術(shù)面臨很多難題。同時，對國內(nèi)而言，現(xiàn)在使用的以大型公共停車庫為主，立體停車庫在國內(nèi)現(xiàn)在只有一部分單位在投入使用中，并且這些單位里面只有一部分車庫在使用。另外，我國在立體車庫產(chǎn)業(yè)方面沒有成套的生產(chǎn)管理體系。因此，立體車庫在國內(nèi)的發(fā)展前景還很大。1.1.2 各類產(chǎn)品特點目前市面上常見的機械式立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡易升降類等8種。其中升降橫移式立體車庫由于造價成本較低、配置靈活、拆卸也比較方便，可以最大程度降低風險系數(shù)，取得成功。而且，目前我國多數(shù)小區(qū)采用的也是多層升降橫移式立體停車設備，大規(guī)模的倉儲式機械停車庫還很少， 因此升降橫移式立體車庫在國內(nèi)車庫市場占有絕對優(yōu)勢的市場份額，占有率約為80%。各種立體車庫的特點如下表所示。類型優(yōu)點缺點容量升降橫移式型式比較多, 規(guī)模可大可小, 對地形的適應性較強, 安裝簡便,工期短因此使用十分普遍。每組設備必須留有至少一個空車位；在鏈條牽動運行過程不具有防止傾斜墜落功能。多為兩層、三層車庫，每層停放幾輛至幾十輛不等。巷道堆垛式自動化程度高，封閉性好，存車安全。適用于長期密集型存車設備結(jié)構(gòu)復雜，相比其它類型故障率較高；取車時間過長。一般在100輛以上。水平循環(huán)式驅(qū)動機構(gòu)較少，工作可靠，工作原理簡單，與垂直循環(huán)式比較，耗能、振動及噪聲均較低。出入一輛車整個系統(tǒng)的車位全移動；占地面積較大，運動速度不能太高，出入庫時間較長；一個環(huán)節(jié)出故障全線停運。每層1040輛。垂直循環(huán)式只需要一套驅(qū)動機構(gòu)，較容易控制，停位較準確，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，占地面積小，空間利用率也較高?？梢越ǔ傻厣稀氲厣?、地下式等多種形式。整個系統(tǒng)能量消耗大，振動及噪聲較大，運動速度不高，出入庫時間長;經(jīng)濟性差;只有一套驅(qū)動機構(gòu)，一旦系統(tǒng)故障，不能實現(xiàn)緊急出車，工作機動性較差?？偣?50輛。多層循環(huán)式可充分利用地下空間，墻體建筑費不高，隔振和噪聲效果較好。出入一輛車整個系統(tǒng)的車位全移動;結(jié)構(gòu)較復雜，一般只適用于利用地下空間?？偣?50輛。垂直升降式可以充分利用空間。一般都做成大型車庫，這樣平均到每個車位的成本較低。車位的布置形式多樣。設備結(jié)構(gòu)復雜, 要有完善的閉鎖和監(jiān)測系統(tǒng), 采用足夠的安全措施和消防系統(tǒng), 相對比較故障率高。層數(shù)可達20余層，每層可停放2040輛。多層圓盤旋轉(zhuǎn)式進出口多, 可供多輛汽車同時進出,可自動計算旋轉(zhuǎn)角度, 實現(xiàn)最佳調(diào)度, 停位準確, 可在一分鐘內(nèi)完成作。造價合理, 且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件可組合安裝, 安裝、維修費用低廉。適合于車輛密集區(qū)域或都市繁華地段此系統(tǒng)十分龐大, 占地面積大, 所需的驅(qū)動力大, 噪音大, 若出現(xiàn)故障, 則整個系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài), 無法正常運行。而且外層的汽車沒有開出, 中間的汽車無法開出來。總共10100輛1.2. 升降橫移立體車庫調(diào)研1.1.3 升降橫移式立體停車庫的特點在眾多的停車設備中，升降橫移式立體停車的優(yōu)點比較突出，主要表現(xiàn)在以下六個方面： 節(jié)約占地面積，充分利用空間。一般來說，升降橫移式立體停車庫的占地面積約為平面停車場的1/2-1/25，空間利用率比建筑自走式停車庫提高了75%。 相對造價比較低。升降橫移式立體停車庫每個泊位約5萬元，而建筑自走式停車庫每個泊位的造價約為15萬元以上。 使用方便，對操作人員的要求不高，操作簡單、安全、可靠，存取車快捷，維護也很方便。一般存取一輛車約為80秒。 減少了因路邊停車而引起的交通事故。在許多城市的主要地段，司機往往沒找著停車場就把車?？吭诼愤?，這樣就很容易阻塞交通，甚至引起交通事故。 增加了汽車的防盜性和防護性。在車庫的系統(tǒng)中配置有智能防盜裝置、防火裝置等，增強了車庫的整體安全。 改善了市容環(huán)境。在現(xiàn)代化的車庫的設計中，不僅僅只是為了滿足停車要求，更主要的是讓其融入城市的整體建筑環(huán)境中，成為現(xiàn)代化大都市一道獨特的風景。升降橫移式立體停車庫是全自動化的停車方式，也是今后停車改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市，采用機械式立體停車方式，顯得尤為必要，而升降橫移式立體停車庫也在機械式立體停車庫中顯得更加普遍化、居民化和實用化。1.1.4 升降橫移式車庫分類（1）地上多層升降橫移式（2）半地下兩三層升降橫移式（3）單柱升降橫移式（4）跨梁升降橫移式（5）后懸臂升降橫移式單柱形式在結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定性好，其強度、剛度比較好，安裝也較方便，特別適用于多層式和重列式的升降橫移類立體停車庫。但是這種形式不便于車輛的駛?cè)耄噹斓某杀疽蚕鄳奶岣吡??？缌盒问街袘帽容^典型的是二柱結(jié)構(gòu)型式，這種型式的停車設備的最大優(yōu)點視野寬闊，存取車方便。不利的方面主要表現(xiàn)在對設備運行的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)框架的強度、剛度、設計要求高。它主要用于二層升降橫移類立體停車庫。后懸臂形式無前柱，對汽車進出載車板較好，但因主框架在后側(cè)，定性較差，且一般不能做重問題。1.1.5 功能要求（1）主要功能要求升降橫移立體車庫主要實現(xiàn)的功能是通過升降橫移方式進行停車取車，設計中應首先保證該功能正常實現(xiàn)。其實現(xiàn)方式如下：地面以上布置的升降橫移立體車庫運動特點如圖所示：底層只能左右橫移，頂層只能上下升降，中間層既可上下升降，又可左右橫移。除頂層外，中間層和底層必須預留一個空車位，供進出車升降之用。當?shù)讓榆囄贿M出車時，無需移動其他托盤就可直接進出車；中間層、頂層進出車時，先要判斷其對應的下方位置是否為空，不為空時要進行相應的橫移處理，直到下方為空才可進行下降和進出車動作，進出車后再上升回到原位置。其運動總原則是：升降復位，平移不復位。地下布置、半地上半地下布置車庫的結(jié)構(gòu)與此類似。（2）其他功能要求機械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機械停車設備，其規(guī)劃建設涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風排水、環(huán)境保護、安全消防、收費管理等各學科領(lǐng)域。最主要有以下幾個方面：1）、安全功能。升降橫移車庫除了考慮正常停車取車功能外，最主要的額外功能便是裝置的安全和意外事故的處理。包括：升降機構(gòu)靜態(tài)和動態(tài)安全保護措施，即載車板在停止和運行過程的支撐或懸掛零件發(fā)生破壞時的安全性保證；車輛超載、超尺寸及停放不妥當?shù)膱缶到y(tǒng)；采取封閉護欄方式防止人或其他東西進入車庫，若動作區(qū)域有人或物、運行過程中有車想開進等意外情況，應采取報警，同時使設備不運行或停止運行；另外，需要車庫設置較好的通風、排水系統(tǒng)以及便捷有效的消防系統(tǒng)。2）、檢測功能。車庫中應該運用一些有效的傳感器，如煙溫傳感器、檢測斷繩松繩或斷鏈報警的位移傳感器，以及警示裝置、緊急停車開關(guān)、手動按鈕、復位開關(guān)等。3）、車庫美觀環(huán)保要求。設計車庫中除了正常功能及相關(guān)安全保障措施外，應考慮美觀、環(huán)保等要求，盡量保證讓人使用舒適便利。4）、管理功能。對于小型車庫可采取人工收費人工監(jiān)控，或者采用半自動化控制方式進行管理，對于大型復雜的車庫應設置自動管理系統(tǒng)。應用環(huán)境升降橫移式立體車庫由于造價成本較低、配置靈活、拆卸也比較方便，可以最大程度降低風險系數(shù)，取得成功。而且，目前我國多數(shù)小區(qū)采用的也是多層升降橫移式立體停車設備，大規(guī)模的倉儲式機械停車庫還很少，因此升降橫移式立體車庫適于我國的停車環(huán)境，易于進行市場推廣，可行性高。升降橫移車庫停車取車過程在立體車庫中是較好的一種，但相對于常見的普通車場較為復雜一些，不宜應用于車輛頻繁出入的公共場所，而是廣泛適用于住宅小區(qū)、寫字樓、酒店、賓館等停放周期相對長一些地方。對于車輛頻繁出入的場所，應改用流動性較好的車庫或建造普通停車場。同時，升降橫移車庫對車輛尺寸型號及載重限制較大，一個車庫只適用于某些特定型號的車輛停放，大部分常用來停放常見小型車輛。另外，在地形上來說，升降橫移車庫與地面平齊的一層需要每輛車都能夠出入，因此相對于其他部分立體車庫需要出口面較寬。1.1.6 使用要求及相關(guān)問題（1）對可靠程度的要求1）、要求試車、檢驗安全可靠性、按照土建項目的質(zhì)量要求進行基礎(chǔ)的質(zhì)量驗收；2）要求定期檢修、更換重要部件；3）傳動、支撐使用的鋼索和鏈條就要經(jīng)常檢修、維護，安全使用的傳感器、定位使用的定位開關(guān)等其他定位設備要經(jīng)常檢修、更換。4）對停放車輛的尺寸、外形、重量都有限制?，F(xiàn)在使用的升降橫移立體車庫中，限定尺寸有很多種，但相差不會很大，例如上海金冠生產(chǎn)的車庫的限定尺寸和限定重量為：5）要求有過載保護如果出現(xiàn)過載現(xiàn)象要有保護措施，例如，車輛超重的情況下，設置有鎖定支撐裝置，比如，調(diào)研中看到的鉤子，避免事故的發(fā)生。6）要求有應急措施，如斷電、繩索突然崩斷等7）要有應急預案，重大存在安全隱患的因素有：機械傷害、觸電事故、交通安全事故、火災爆炸事故、高空墜落事故等，制定合理的應急預案，讓事故現(xiàn)場有最小的損失。另外，要求操作人員掌握一定的機電知識；操作人員應經(jīng)常進行常規(guī)檢查；要求使用環(huán)境不能超過要求范圍；每次開機前對設備進行檢查；要求要有過載（超重、超長）檢測警報，一旦警報響即便采取措施。（2）實地調(diào)研中對安全可靠性方面的措施例：升降橫移立體車庫的尺寸、重量限制（圖1）例：為防止在工作中人員誤闖入，車庫四個角上放著報警裝置，并方有監(jiān)控設備（圖2、圖3）例：即起定位支撐又起在靜止時保護車架不發(fā)生掉落的防墜器，如果鋼索斷了，能起到支撐作用（圖4、圖5）（3）安全事故分析1）案例1：2009年，濟南水景華庭小區(qū)內(nèi)，一輛高約1.78米的白色面包車駛?cè)胂薷?.55米的立體車庫內(nèi)，導致其他車輛和車庫受損。（車庫限高1.55米，肇事司機屬于外來人員）。分析原因：保安沒制止其行為并對其說明，這是操作人員的主觀失誤，未能合格的做好操作引導。停放車輛超過了限高，其原因一方面是司機沒注意限高提示，另一方面是車庫沒能將這種重要提示放到容易看到的地方。警示：選用操作人員時不能馬虎，更方面都要過關(guān)安全提示一定要放在司機容易看到的地方2）案例2：2012年，杭州西湖文化廣場地下升降橫移立體車庫的車位鋼板突然發(fā)生傾斜，正巧砸中了紅色“馬六”的車頂。所幸，當時車上沒人，并無人員受傷。分析原因：發(fā)生機械故障：定位開關(guān)壞了，下車位還沒移開，上車位就開始下降；定位開關(guān)損壞的原因是因為車主在存取車過程中經(jīng)常會踩到，一段時間后就損壞了。操作人員沒能在事故發(fā)生前制止事故，操作人員對事故的處理能力不夠警示：像定位開關(guān)，傳感器這些保證定位和人員安全的設施要布置在人員不易碰撞到的地方；操作人員的對事故的處理能力要進行足夠的培訓。（4）存在問題每組車位必須預留空車位以實現(xiàn)上層車輛的移位，這樣空間使用率還不太高；安全性有待提高；相對于公共停車場性價比還不夠高；存放大型車輛不方便、尺寸限制大；存取車輛所使用的時間還有待縮短；新手停車很容易碰到車，不易停到相應位置。（5）用戶要求安全性高；使用便捷；結(jié)構(gòu)美觀；噪聲??；造價低；上下班高峰期能夠高效的實現(xiàn)存取車輛。第2章 升降橫移車庫設計2.1 方案綜述2.1.1 結(jié)構(gòu)綜述根據(jù)立體車庫及升降橫移車庫存在的問題及用戶的需求，目前主要是從車庫整體設計方面進行解決。升降橫移立體車庫可以分成鋼結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)五大部分組成。（1）、鋼結(jié)構(gòu)部分升降橫移式車庫選用鋼架結(jié)構(gòu)，具有較大的優(yōu)點?？煽啃愿撸徊牧系膹姸雀?，鋼結(jié)構(gòu)自重?。徊牧系乃苄院晚g性好；鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短；鋼結(jié)構(gòu)密閉性好。因而在經(jīng)濟性能和安全性能方面較好。另外，在設計中，利用地坑式設計方法中，最底層和地面層的載車板均可搭在與地面接觸的支點上，也能節(jié)省剛架構(gòu)材料。地面式五層車位的鋼架結(jié)構(gòu)地坑式三層車位的鋼架結(jié)構(gòu)（2）、載車板部分載車板用來承載庫存車輛，按結(jié)構(gòu)形式有框架式和拼板式兩種。框架式載車板用型鋼和鋼板焊接承載框架，并多數(shù)采用中間突起結(jié)構(gòu)，在兩側(cè)停車通道和中間凸起的頂面鋪設不同厚度的鋼板。這種載車板的優(yōu)點是可按需要設置行車通道寬度，并具有較好的導入功能，適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)。拼板式載車板用鍍鋅鋼板一次沖壓或滾壓成組裝件，采用咬合拼裝成載車板，用螺栓緊固連接，拼裝前可以先對組件進行各種表面處理，如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀。載車板類型特點缺點框架式需要設置行車通道寬度，并具有較好的導入功能，適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)拼接式強度大、剛度好、重量輕、減少基礎(chǔ)承力，為整體折彎成型，適合于批量生產(chǎn)平板式載車板及拼合示意圖另外，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點來分也可分為三類：1、整體折彎拼焊型；2、拼裝型；3、折彎鉚接型。性能特點比較如下：（4）、控制系統(tǒng)以PLC搭建的立體車庫控制系統(tǒng), 實現(xiàn)了鍵盤輸入地址和動作指令、LED顯示車位、系統(tǒng)分別控制相應方向上的電機工作到達指定位置, 存取機構(gòu)完成存取過程,系統(tǒng)自動恢復的全套動作。對于系統(tǒng)功能方面, 盡可能用軟件實現(xiàn)代替硬件, 降低了系統(tǒng)的開發(fā)成本。只要根據(jù)需要進行擴展, 就可以完成大型立體車庫系統(tǒng)的設計。（5）、安全防護系統(tǒng)車庫的安全防護措施非常重要，在眾多的車庫中車輛的高價性與車庫自身的價值相差很大，并與客戶對車庫的信任度有著密切的聯(lián)系。對于升降橫移式立體車庫，它的安全防護措施要做到以下幾點，并配備有相應的防護裝置。1）防火措施：在車庫中安裝有溫煙傳感器，可對車庫的火情實行實時監(jiān)控，并把監(jiān)控信號傳給中央控制系統(tǒng)。2）急停措施：在發(fā)生異常情況時能使停車設備立即停止運轉(zhuǎn)，在操作盒上安裝有緊急停止開關(guān)，并設為紅色，以示醒目。3）阻車裝置：在很多情況下停車時，司機必須要把車停在載車板合適的位置上，一般在載車板的后端一側(cè)安裝上一高25mm以上的阻車擋鐵。防止超限運行裝置：停車設備在升降過程中，在定位開關(guān)上方裝有限位開關(guān)，當定位開關(guān)出現(xiàn)故障時，由限位開關(guān)使設備停止工作，起超程保護作用。4）人車誤入檢出裝置：設備運行時，必須裝有防止人車誤入裝置，以確保安全，一般采用紅外裝置。一旦檢測到在車庫運作時，有人或其它物體進入車庫，系統(tǒng)就會使這個車庫停止運作。5）防止載車板墜落裝置：當載車板升至定位點后，需設置防墜裝置，以防止載車板因故突然落下，傷害人車，一般防墜裝置采用掛鉤形式。掛鉤防墜方式為電磁鐵驅(qū)動。2.1.2 傳動方案設計在傳動方案設計中，主要有三大部分和其他部分的設計，即升降方式、橫移方式、驅(qū)動方式，以及相關(guān)的保護裝置等。下表為傳動方案的分類情況及相關(guān)的設計要求。表1 傳動方案分類及設計要求升降方式橫移方式驅(qū)動方式動態(tài)和靜態(tài)卸載（保護）裝置，限位設計。鋼絲繩、鏈條的張緊及卸載鋼絲繩鋼絲繩電機驅(qū)動鏈條鏈條鋼絲繩鏈條組合齒輪（或齒條）液壓液壓液壓驅(qū)動連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)滾珠絲杠滾珠絲杠氣壓驅(qū)動（或二者相應組合）設計要求：三層、每層5個車位（含空位）、地坑式或地面式，有過載保護，防墜落裝置，盡量實現(xiàn)接觸緩沖，穩(wěn)定性要求，防載車板傾斜。2.1.3 傳動方式的整體特點（1）、驅(qū)動方式特點表2 驅(qū)動方式種類及特點裝置優(yōu)點缺點電機驅(qū)動電機驅(qū)動精確度高，調(diào)速方便，負載中等 驅(qū)動速度慢，無行程保護，易發(fā)生撞擊，電機驅(qū)動方式多數(shù)設計情況每個車都有提升電機和橫移電機，而齒輪泵的磨損、電機本身以及減速箱等部件的損耗致使故障點多，維護復雜，費用高液壓驅(qū)動 液壓系統(tǒng)具有很大的功率質(zhì)量比，適合于大負載的情形。 其優(yōu)點在于它的高精度、高靈敏度和安全性。比如在一些工作區(qū)域?qū)λ鶐щ妷河幸蟮膱龊稀?）油的泄漏和液體的可壓縮性會影響執(zhí)行元件運動的準確性，故無法保證嚴格的傳動比。2)、對油溫的變化比較敏感，不宜在很高或很低的溫度條件下工作。3)、能量損失（泄漏損失、溢流損失、節(jié)流損失、摩擦損失等）較大，傳動效率較低，也不適宜作遠距離傳動。 4)、系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不易查找原因。氣壓驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、價格便宜精度、可控性差，推力偏小。（2）、傳動方式特點表3 傳動方式的特點傳動方式特點缺點比較適宜的配置（或組合）方法鋼絲繩傳動具有卷揚式（卷筒）曳引式（滑輪）。穩(wěn)定性好，載車板提升的高度可以不加限制，造價比較低，跳絲、斷絲容易判斷提升晃動幅度大，需要外卷筒和剎車盤，增加了安裝調(diào)試的時間和造價，制造復雜且影響美觀，安裝時可能造成繩體打結(jié)或小股斷裂，造成安全隱患。易損壞，需頻繁更換，同時維護與更換需要換掉整根繩。電機、減速裝、卷筒、滑輪、鋼絲繩、配重構(gòu)成鏈條傳動穩(wěn)定性好，傳動簡單可靠，維修簡單，只需將破壞鏈節(jié)更換掉，造價低廉。環(huán)境適應性好，可在高溫潮濕環(huán)境下工作沖擊比較大，有提升高度的限制，安裝調(diào)試時需要注意是否有咬鏈的情況出現(xiàn)。主要由電機、小鏈輪、大鏈輪、主軸、提升鏈輪、提升鏈、平衡鏈、載車板、導向塊構(gòu)成液壓同液壓驅(qū)動齒輪尺寸小，壽命長，性能一般。開式可用于低速低精度傳動緩沖吸振能力差，安裝精度要求高，環(huán)境適應性一般，傳動距離短。短距離連桿傳動運動副一般均為低副，壓強較小，載荷大；有利于潤滑，磨損??；運動副元素的幾何形狀簡單，加工簡單。部分需要防死點及自鎖，運動累計位移誤差大。需要平衡慣性力，高速情況下難以平衡適于低速運動滾珠絲杠傳動電機帶動滾珠絲杠驅(qū)動載車板作升降動作。摩擦阻力小，結(jié)構(gòu)簡單成本較高, 運行平穩(wěn)性較鏈條驅(qū)動的差，要求滾道密封性好。密封性能要求高電傳動結(jié)構(gòu)簡單，高效等特點對電機要求很高，系統(tǒng)復雜，維護困難，成本高，故障率高現(xiàn)主要用于航天方向。目前不宜應用2.2 具體方案分析與介紹2.2.1 絲杠螺母方式由電機帶動小齒輪，將動力傳遞給大齒輪，再經(jīng)過內(nèi)螺紋（可制成滾珠及滾道方式）將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)榻z杠的直線運動，絲杠與載車板相連，從而帶動載車板的橫移和升降。2.2.2 連桿機構(gòu)由曲柄滑塊機構(gòu)帶動載車板升降（橫移），載車板一般采用后懸臂式。上述支撐方案中，曲柄滑塊機構(gòu)可采用如下機構(gòu)，由曲柄滑塊與四桿機構(gòu)組成?；瑝K在極限位置時候有較長時間近似停歇功能，因此載車板幾乎平穩(wěn)到達相應位置，沖擊小，不需要特別的減震裝置。2.2.3 液壓機構(gòu)液壓機構(gòu)進行傳動傳力大，具有行程保護、過載保護優(yōu)勢，具有防墜落架隨車位運動，自身無任何機械動作，較一般采用的電磁式防墜落裝置易發(fā)生的線路故障、電磁鐵損壞、安全鉤打不開等技術(shù)缺陷，防墜落架具有零故障、無需維修、更加安全可靠等優(yōu)點。但無法保證嚴格的傳動比；對油溫的變化比較敏感，不宜在很高或很低的溫度條件下工作；能量損失（泄漏損失、溢流損失、節(jié)流損失、摩擦損失等）較大，傳動效率較低，也不適宜作遠距離傳動；系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不易查找原因。 可選零件：液壓馬達：雙向定量馬達；液壓缸：單活塞桿雙作用缸；儲油箱、過濾器、可調(diào)節(jié)流閥、分流閥、二位三通電磁換向閥。外嚙合齒輪泵：利用齒和泵殼形成的封閉容積的變化，完成泵的功能，不需要配流裝置，不能變量。結(jié)構(gòu)最簡單、價格低、徑向載荷大。電磁換向閥：選用濕式電磁鐵，壽命長，其電源采用直流型。交流型電磁鐵啟動電流大，在閥芯被卡主時易使電磁鐵線圈燒壞。直流式工作可靠性，壽命長，換向沖擊小，頻率高。（電源系統(tǒng)要有一套降壓和整流裝置，費用高。但閥內(nèi)帶有整流器，通入的交流電經(jīng)整流后再供給給電磁鐵，使用方便）。2.2.4 鋼絲繩傳動升降方式傳動路徑：電動機 聯(lián)軸器小鏈輪 大鏈輪鋼絲繩滾筒鋼絲繩滑輪載車板該方案優(yōu)點：適合傳遞長距離的負載，能夠承受多種載荷及變載荷的作用；承載安全系數(shù)大，使用安全可靠；具有較高的抗拉強度、抗疲勞強度和抗沖擊韌性；耐磨、抗震、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好。該方案缺點：鋼絲繩過載斷裂時危害嚴重；須定期更換鋼絲繩，檢查潤滑狀態(tài)。安全措施及卸載方式鋼架設置掛鉤于載車板下方防止載車板墜落載車板提升到位后，鋼架下半部彈出的銷與載車板上的孔配合，從而卸載，使鋼繩變松。2.2.5 齒輪傳動橫移方式傳動路徑：電動機 聯(lián)軸器齒輪減速器橫移軸橫移行走輪 優(yōu)點：效率較高，傳動比穩(wěn)定，工作可靠性高，壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠。缺點：制造和安裝精度高，維護成本高，應用環(huán)境要求高,潤滑條件要好, 不適合灰塵較多以及距離較遠的兩軸之間的傳動。2.2.6 鏈傳動橫移方式傳動路徑：電動機 聯(lián)軸器 小鏈輪 大鏈輪 橫移軸 橫移行走輪 優(yōu)點：能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高，傳遞功率大，過載能力強；能在低速重載下較好工作；能適應惡劣環(huán)境如多塵、油污、腐蝕和高強度場合。缺點：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用。2.2.7 鋼絲繩提升方式1，載車板；2，卷揚筒；3，軸；4減速器；5，電動機；6，鋼絲繩；7，限位器；8，定滑輪；9，電磁鐵；10，掛鉤1，電動機；2，聯(lián)軸器；3，減速器；4，載車板；5，滾輪優(yōu)點：1、機械結(jié)構(gòu)簡單；2、每個載車板的電機和鋼繩都是獨立的，某個電機壞了，其他的車依舊可以實現(xiàn)存?。ǔ四禽v車正上方的）3，鋼絲繩價格低；缺點：1、鋼絲繩壽命短，需要常更換；2、因為每個都有單獨的電機，容易出現(xiàn)電機故障，故障排查麻煩；2.2.8 鋼絲繩與鏈條組合提升方式概況：該方式通過電機帶動鋼絲繩，在通過定滑輪與動滑輪提升載車板后面，同時地上層與地下層的同一面載車板通過同一條鏈條牽引。地面層只能橫移，地上層只能升降，地下層也只能升降；優(yōu)點：1、升降總的只用兩個電機，排查故障和更新設備就比較方便；2、一個豎直面的升降使用兩根鏈條，節(jié)省鏈條使用數(shù)量；3、鏈條外廓尺寸大， 環(huán)境適應性好，可在高溫潮濕環(huán)境下工作。缺點：1、鏈條穩(wěn)定性不夠好；2、電機數(shù)量少，電機的使用次數(shù)就增多，更換周期就段。2.2.9 單一升降橫移方式概況：統(tǒng)一由一處實現(xiàn)升降，其余位置載車板沿橫移軌道運動實現(xiàn)橫移。優(yōu)點：1，架構(gòu)簡單，加工布置方便；2，總的只用到4個電機，節(jié)省電機；3，只用到兩個載車板，更新方便；4、鋼繩便宜；5，存取車速度快；缺點：1.空間利用率低，對于車多的地方不適宜；2、那兩組鋼絲繩經(jīng)常使用，容易出故障。第3章 具體方案參數(shù)設計3.1 方案選取本設計所選方案為鋼絲繩提升方案，用獨立電動機實現(xiàn)升降，橫移方式為每個電機單獨控制，所選方案示意圖如下圖所示。1、載車板；2、卷揚筒；3、軸；4、減速器；5、電動機；6、鋼絲繩；7、限位器；8、定滑輪；9、電磁鐵；10、掛鉤1.3. 升降系統(tǒng)參數(shù)計算及零件選擇3.1.1 主要設計參數(shù)類型三層升降橫移式立體車庫存放輛數(shù)13形式第二層可升降全長5200mm全寬1900mm全高1500mm全重1900kg升降速度0.15m/s橫移速度8m/min根據(jù)車位規(guī)格：（520019001500）mm；重量：2000kg。確定車位尺寸：停車長：車長+200=5200+200=5400mm；停車寬：車寬+500=1900+500=2400mm；停車高：車高+501600,停車高=1600mm。3.1.2 鋼絲繩的選擇與計算鋼絲繩根據(jù)不同工作條件，必須保證一定的安全系數(shù)，依據(jù)JB/T8910-1999升降橫移類機械式停車設備有關(guān)文獻，推薦機械是立體車庫的安全系數(shù)S要大于7，即 （3-1）其中， :鋼絲繩破斷拉力；:鋼絲繩最大工作靜拉力(N)；S:鋼絲繩的安全系數(shù)； (3-2):鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù)；:鋼絲繩破斷拉力總和(N)；把(3-2)代入(3-1)式： (3-3) 由(3-5)式便可確定鋼絲繩的直徑d: (3-4) d:鋼絲繩最小直徑(mm)；c:選擇系數(shù)()； 其中: n安全系數(shù)，取n=7;k鋼絲繩控制折減系數(shù)，取k=0.92;鋼絲繩充滿系數(shù)，取 =0.46;鋼絲公稱抗拉強度， =1770MPa;求的c=0.117；同時帶入（3-2）可得d=9.24mm；根據(jù)GB/T8919-2006選擇的鋼絲繩為6*19S+FC,d=12,Fp=84.1kN,m=53.1kg/100m, =1770MPL1>5400+1600*2=8600mm,L2>32003.1.3 滑輪的選擇滑輪一般用來導向和支承，以改變繩索及其傳遞拉力的方向或平衡繩索分支的拉力?；喼睆绞怯绊戜摻z繩允許偏角的主要因素，在鋼絲繩直徑一定的情況下，滑輪直徑越大，允許偏角越小。如果滑輪直徑小必然造成鋼絲繩纏繞的曲率半徑小，致使鋼絲繩的彎曲應力增加，所以對于某一直徑的鋼絲繩，確定滑輪直徑應考慮鋼絲繩的彎曲強度和偏角兩個影響因素?；喌睦K槽深度是影響鋼絲繩允許偏角的又一因素，繩槽越深，允許偏角越大。但其對偏角影響一般不超過0.50，但考慮槽深更利于鋼絲繩不跳槽現(xiàn)象的發(fā)生，所以在鋼絲繩直徑一定的情況下，選用深槽滑輪。承受載荷不大小尺寸滑輪（D350mm）一般制成實體輪，用Q235-A或鑄鐵（如HT150）.承受載荷大的滑輪一般采用球鐵（如QT420-10）或鑄鋼（如ZG230-450、ZG270-500或ZG、35Mn等）、鑄成帶筋和孔或幅輪的結(jié)構(gòu)。大型滑輪（D>800mm）一般用型鋼和鋼板的焊接結(jié)構(gòu)。因而使用ZG450?；喼睆剑蝗≈?15mm。h與工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)；d鋼絲繩的直徑。選用鑄造滑輪查起重機設計手冊，得參數(shù)如圖所示：3.1.4 滾筒的設計計算材料的選擇：根據(jù)國家標準，卷筒的材料一般采用不低于HT200鑄鐵、特殊需要時可以使用ZG230-450，ZG270-500鑄鋼或使用Q235-A焊接制造。根據(jù)需要采用HT300。卷筒直徑： (3-5) d鋼絲繩直徑；h與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)，查表“系數(shù)h值”根據(jù)JB/T 9006.11999和已有的成品選擇D=315mm。卷筒上有螺旋槽部分長 (3-6)最大起升高度，；滑輪組倍率；卷筒計算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)，取2；P繩槽節(jié)距；D卷筒名義直徑，；卷筒長度：單層單聯(lián)卷筒(3-7) 單層雙聯(lián)卷筒 (3-8) 多層卷繞卷筒 (3-9)無繩槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要決定固定鋼絲繩所需長度，m中間光滑部分長度，根據(jù)鋼絲繩允許偏角決定l多層卷繞鋼絲繩總長度，n多層卷繞圈數(shù) 根據(jù)需要和空間限制，選擇單層雙聯(lián)卷筒 根據(jù)R40系列和實際需要取值為600mm。DD1D2D3nn1L1L2L31529028517666020600因為，卷筒是=通過軸與鏈輪鏈接，而小鏈輪軸孔直徑采用階梯軸，外面選用D=30；里面選用D=40，長5003.1.5 電動機和減速機的設計計算滾筒轉(zhuǎn)速: ；分配=2.2則，減速器后輸出轉(zhuǎn)速為19.8選擇選擇YCJ系列減速電動機，（JB/T64471992）規(guī)格代號132S-4，端蓋號F9，機座號280.輸出轉(zhuǎn)速：輸出轉(zhuǎn)矩：T=2517Nm輸出功率：減速器：二級與三級減速電動機外形ABCDEFGHKABHDLJHDLM33022031551101649200244003804001835003.1.6 鏈及鏈輪的設計計算(1)鏈傳動的設計計算傳動比: 小鏈輪轉(zhuǎn)速（）大鏈輪轉(zhuǎn)速（）小鏈輪齒數(shù)且， 所以試取，大鏈輪齒數(shù) 設計功率 KW KW工況系數(shù)，查表“工況系數(shù)”取1.0；傳遞功率（KW）；特定條件下單排鏈條傳遞的功率KW (3-10) 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查表“小鏈輪齒數(shù)系數(shù)”，取1.34排數(shù)系數(shù)，查表：“排數(shù)系數(shù)”，取1.7(2)鏈輪的設計計算1、大鏈輪的參數(shù)計算分度圓的直徑： 齒頂圓直徑： 節(jié)距滾子外徑排距，查表得10.16mm； 可在和范圍內(nèi)選擇，但當選用時，因注意用展成法加工時有可能發(fā)生頂切。 綜上所述：齒根圓直徑 分度圓弦齒高，為了簡化放大齒形圖的繪制而引入的輔助尺寸， 。 最大齒根距離：奇數(shù)齒 偶數(shù)齒 輪轂厚度: 取整2、小鏈輪的參數(shù)計算分度圓的直徑： 齒頂圓直徑： 節(jié)距滾子外徑排距，查表得10.16mm； 可在和范圍內(nèi)選擇，但當選用時，因注意用展成法加工時有可能發(fā)生頂切。 綜上所述：齒根圓直徑 分度圓弦齒高，為了簡化放大齒形圖的繪制而引入的輔助尺寸， 。最大齒根距離：奇數(shù)齒 偶數(shù)齒 3.2 橫移系統(tǒng)設計計算3.2.1 橫移行走輪的設計1. 橫移行走輪參數(shù)計算材料選擇：軋制車輪材料，應不低于GB/T 699中規(guī)定的60鋼；鍛造車輪材料，踏面直徑不大于400mm的車輪，應不低于GB/T 699中規(guī)定的45鋼，踏面直徑大于400mm的車輪，應不低于GB/T 699中規(guī)定的55鋼；鑄造車輪材料，應不低于GB/T 11352中規(guī)定的ZG340-640鋼。根據(jù)實際應用選擇45鋼。設直徑D設為120mm，車輪與軌道有效接觸長度為30mm2. 驅(qū)動輪打滑檢驗橫移機構(gòu)的運行是由于電動機所發(fā)出的驅(qū)動力矩傳給驅(qū)動輪軸后，使車輪轉(zhuǎn)動。如果此時車輪圓周切向力不大于車輪與軌道的最大粘著力，則車輪能滾動向前;否則將出現(xiàn)車輪在軌道上打滑的現(xiàn)象(既有滾動，又有滑動)。因為起動時驅(qū)動輪圓周切向力最大，容易發(fā)生打滑，所以在起動時需要進行驗算。考慮最可能打滑的情況應按機構(gòu)無載工作(此時輪壓小)及驅(qū)動輪緣不摩擦軌道邊緣時的情況進行計算。為了保證不打滑，因此設計時常使粘著力與圓周切向力之比不小于規(guī)定的安全系數(shù)，即： (3-11) 防止打滑的安全系數(shù)，常取1.051.2;粘著力；圓周切向力； 驅(qū)動輪的輪壓;粘著系數(shù)，即滑動摩擦系數(shù)，在室外工作時，取f=0.12; (3-12) 從動輪的輪壓;車輪軸承的摩擦系數(shù)，滾珠式滾動軸承取0.015；軸承內(nèi)徑為0.05(m);滾動摩擦系數(shù)(m)，它與車輪和軌道的材料性質(zhì)、幾何尺寸及接觸表面情況有關(guān)，當鋼車輪直徑為0.l2m時，對于平頂鋼軌，k取0.0003；附加阻力系數(shù)，對驅(qū)動輪取1，從動輪取1.5;車輪直徑(m);故橫移機構(gòu)的驅(qū)動輪可以保證不打滑。3. 橫移行走輪強度校核根據(jù)經(jīng)驗，車輪在使用中，多為疲勞損傷，應按赫茲公式計算車輪與軌道接觸疲勞強度。1) 車輪踏面疲勞計算載荷: (3-13) (3-14) (3-15)車輪踏面疲勞計算載荷(N);設備正常工作時的最大輪壓(N);設備正常工作時的最小輪壓(N);2) 車輪踏面疲勞接觸應力計算根據(jù)赫茲公式可導出線接觸時的局部擠壓應力為 (3-16)與材料有關(guān)的許用線接觸應力常數(shù)(MPa)，根據(jù)材料的抗拉強氏進行選擇，當時，取車輪直徑(mm);車輪與軌道有效接觸長度(mm);轉(zhuǎn)速系數(shù)，取;工作級別系數(shù)，取;所以，車輪滿足接觸強度的要求。所以直徑D設為120mm，車輪與軌道有效接觸長度為30mm，足夠使用。3.2.2 橫移電動機的選擇以及傳動比分配與減速器的選擇輪子轉(zhuǎn)速；分配：減速器輸出轉(zhuǎn)速：所以，橫移電動機選擇YCJ系列減速電動機，（JB、T64471992），電動機功率P=1.5kw，機座號為200，輸出轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)矩：T=943Nm，電動機規(guī)格代號：100L6，端蓋號F63.2.3 橫移鏈輪的選擇(1)鏈傳動設計計算傳動比小鏈輪轉(zhuǎn)速（）大鏈輪轉(zhuǎn)速（）小鏈輪齒數(shù)且，所以試取，大鏈輪齒數(shù)試取，大鏈輪齒數(shù)試取，大鏈輪齒數(shù)注：增大，鏈條總拉力下降，多邊形效應減弱，但結(jié)構(gòu)重量增大；增大鏈傳動的使用壽命降低。、取奇數(shù)，鏈節(jié)數(shù)LP為偶數(shù)時，可使鏈條與鏈輪輪齒摩擦均勻，優(yōu)先選用齒數(shù)17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。大、小鏈輪齒數(shù)合理，所以，；設計功率工況系數(shù)，取1.0；傳遞功率（KW）；特定條件下單排鏈條傳遞的功率 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查表“小鏈輪齒數(shù)系數(shù)”，取1.34;排數(shù)系數(shù)，查表：“排數(shù)系數(shù)”，取1.0;鏈排節(jié)距P：根據(jù)和由“ISO A系列滾子鏈功率曲線圖”或“ISO B系列滾子鏈功率曲線圖”選取。為使傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、宜選用小節(jié)距單排鏈；當速度高、功率大時，則選用小功率多排鏈。綜合考慮選取08A鏈。mm。驗算小鏈輪軸孔直徑鏈輪軸孔最大許用直徑，查表“鏈輪軸孔最大許用直徑” 選擇 (2)橫移鏈輪的設計計算1、大鏈輪的參數(shù)計算分度圓的直徑： 齒頂圓直徑：節(jié)距滾子外徑排距，查表得10.16mm； 可在和范圍內(nèi)選擇，但當選用時，因注意用展成法加工時有可能發(fā)生頂切。 綜上所述： 齒根圓直徑分度圓弦齒高，為了簡化放大齒形圖的繪制而引入的輔助尺寸，。最大齒根距離：奇數(shù)齒 偶數(shù)齒 輪轂厚度：取18mm2、小鏈輪的參數(shù)計算分度圓的直徑： 齒頂圓直徑：節(jié)距滾子外徑排距，查表得10.16mm； 可在和范圍內(nèi)選擇，但當選用時，因注意用展成法加工時有可能發(fā)生頂切。 綜上所述：齒根圓直徑分度圓弦齒高，為了簡化放大齒形圖的繪制而引入的輔助尺寸，。最大齒根距離：奇數(shù)齒 偶數(shù)齒 第4章 裝配圖及零件圖4.1 裝配圖1、主視圖 該立體車庫是通過減速電動機將運動傳給鏈輪，然后鏈輪將運動傳給軸，軸通過鍵將扭矩傳給卷筒，然后卷筒轉(zhuǎn)動，鋼絲繩受力將載車板拉起或者放下的。其中，卷筒收到的彎矩由兩個軸承傳遞給車架了，并且，由于兩個卷筒的轉(zhuǎn)速是相同的，所以鋼絲繩的上升速度是相同的，并且，在載車板停止后，通過保險掛鉤將其掛起，卸載了鋼絲繩的拉力。2、左視圖3、俯視圖4、橫移視圖5、滑輪連接圖6、減速電動機連接圖7、卷筒裝配圖4.2 零件圖4.2.1 卷筒軸零件圖4.2.2 卷筒零件圖1、 主視圖2、 左視剖面圖3，車庫車架零件圖所選用工字鋼剖面圖第5章 總結(jié)這次綜合設計訓練總的來說收獲是很大的，在高老師和黃老師的指導下，讓我對于如何完整的做好一個設計工作有了全面的認識，認識到了設計工作的復雜性，從調(diào)研到原理到結(jié)構(gòu)設計等工作都有嚴格的要求，如果哪方面做的不夠?qū)⑹惯@個設計成為廢品，有些設計想起來比較簡單，但是，實際設計起來就會遇到很多麻煩，所以，我們在今后的工作中，要保持嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，對于問題要嚴格對待，不能忽視了一些看似微小的問題，做到，在把握住關(guān)鍵的同時，不忽略細節(jié)。第6章 感謝感謝高老師在小學期期間的指導以及小學期結(jié)束后那幾天的悉心指導，多余那幾天讓我學會了很多東西，這可能是這輩子的財富。感謝黃老師在整個設計工作中為我們做的，沒有老師的指導，我的設計工作可能是不能按要求做完了，到最后，還是延后了幾天，這里感謝老師的包容和支持，讓我能夠完成了這個設計工作。感謝同組的同學，是因為你們的幫助，讓我對于一些問題有了解決辦法。感謝班上其他同學，大家在同一個教室里工作，相互幫助、激勵，得到了很大幫助。參考文獻1 Liu Xin. 三層升降橫移立體車庫機械系統(tǒng)畢業(yè)設計論文2 程懷舟, 巫世晶, 陳東, 多層升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設計. 起重機運輸機械 2004(4).3李可林. 整體折彎拼焊型載車板焊接工藝控制. 電梯工業(yè).4 沈厚友. 停車設備升降傳動系統(tǒng). 起重機運輸機械 2004(4).5 張青松, 丁登祥, 等. 升降橫移式立體車庫. 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