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1、廣西工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文-立體車庫機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一章緒論 1.1 立體車庫的背景和意義 隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展， 擁有私家車的家庭越來越多，而 與此相對應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài) 交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對于動(dòng)態(tài)交通（車輛行駛狀態(tài)）而存 在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要 內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對停車設(shè)施的需求也在不斷 增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問題。 數(shù)據(jù)顯示， 最近幾年我國城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長速度在 15%-20%,而同時(shí)期城市

2、停車基礎(chǔ) 設(shè)施的平均增長速度只有 2%-3%,特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長速度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題， 并積 極探求解決的措施。 專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施， 就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改 乘公共交通工具，以減少機(jī)動(dòng)車對停車場的需求。 而硬措施，主要包括增建停車 場，建設(shè)地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施， 在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府和管理部門所需投入得精力和資 金都不小。 圖1.1先進(jìn)的自動(dòng)化立體車庫 隨

3、著人類社會(huì)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，城市的規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小， 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。作為現(xiàn)代大 都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋 和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅一一停車場也有了長足的發(fā)展， 由平面停車向立體停車，由簡單的機(jī)械車庫向計(jì)算機(jī)管理高度自動(dòng)化的現(xiàn)代立體 停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車 進(jìn)入家庭，城市動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對居住環(huán)境要求的提 高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未

4、有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。 作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、 車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的 共識。目前我國經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期， 隨著人們生活水平的不斷提高，汽車 進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。機(jī)械式立體車庫既可以大面 積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實(shí)施， 是解決城市停車難最有效的手段， 也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國許 多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。 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

5、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平方米的面積，而如果采用雙層機(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，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加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，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。 應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理 上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗 電量比工人管理的地下車庫低得多。 機(jī)

6、械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)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(gè)組團(tuán) 中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。 這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難 的問題提供了方便條件。 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高， 汽車數(shù)量的不斷增加。截至2003年底，我國個(gè)人汽車保有量為12427672輛。其 中，個(gè)人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長率為42.7%,但與 此同時(shí)，汽車停車場地的增長卻不能與之同步， 汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重 失調(diào)，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、

7、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時(shí)， 采用機(jī)械式立體停車 設(shè)備是一個(gè)非常有效的措施。機(jī)械式立體停車設(shè)備又名立體車庫，它占地空間小， 并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一 個(gè)有效手段。國家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點(diǎn) 支持的產(chǎn)業(yè)，1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計(jì)委6號令》把機(jī)械式停車序和 立體停車場列入“國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄” ，國家海關(guān)總署 對機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”、上述措施為我國立體 車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、 也為我國解決城市停車問題提供了機(jī)會(huì)。 可 以預(yù)見立

8、體車庫具有非常廣闊的市場前景。 1.2 立體車庫的關(guān)鍵技術(shù)及其國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 國外立體車庫的研究現(xiàn)狀 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(tái)地區(qū)的停車

9、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。 圖1.2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(dòng)和噪

10、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(dòng)識別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車 泊位自動(dòng)跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、 汽車圖象攝 影對比安全檢測、自動(dòng)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(shí)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

11、向亞 洲地區(qū)的韓國、中國及臺(tái)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。具機(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(gè)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。 圖1.3韓國LG公司研發(fā)的塔式 1.2.2 國內(nèi)立體車庫的研究現(xiàn)狀 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)

12、準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)，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)

13、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(gè)別企業(yè)為搶占市場，采取低價(jià)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(jià)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(lì)按市場規(guī)則

14、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。 圖1.4在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫 1.3 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要工作目標(biāo)和工作內(nèi)容 目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升 式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等。在對國內(nèi)外各種同類產(chǎn) 品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶需求等各個(gè)方面的因素， 可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫形式比較多， 規(guī)?？纱罂尚?，而且對場地的適應(yīng)性 較強(qiáng)，同時(shí)采用這類設(shè)備的車庫十分普遍。 因此，最終確定研究對象為升降橫移 式立體車庫。 1、工作目標(biāo)： (1)升降橫移式立體停車設(shè)備總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研

15、究； 確定垂直升降式立體停車設(shè)備的總體布局、運(yùn)行方式，然后進(jìn)行存取車方式、 提升系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)等各個(gè)組成部分的總體設(shè)計(jì)。 (2)升降橫移式立體停車設(shè)備的存取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)； 在分析比較的基礎(chǔ)上，確定車庫的存取車形式，然后由此詳細(xì)設(shè)計(jì)停車位、 載車板和存取機(jī)構(gòu)。 (3)升降橫移式立體停車設(shè)備的升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)研究； 首先通過比較，選定曳引驅(qū)動(dòng)方式作為整個(gè)車庫的升降方式。然后設(shè)計(jì)升降 平臺(tái)、安全機(jī)構(gòu)等。并計(jì)算升降系統(tǒng)電機(jī)所需要的曳引能力、 平衡配重的重量等。 2、工作內(nèi)容： (1)結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中已經(jīng)建成的升降橫移式立體車庫的項(xiàng)目，了解立體車 庫； 參觀一下柳州市五星街的立體車庫，了解車庫運(yùn)行基

16、本原理，了解轎車停車 流程，記錄立體車庫使用注意事項(xiàng)等。 (2)參閱了國內(nèi)外的幾種升降橫移式立體車庫的相關(guān)資料，對當(dāng)前的車庫 技術(shù)發(fā)展前沿有了大概的了解，從而把握國內(nèi)外車庫技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向； 通 過網(wǎng)上檢索，了解立體車庫最新發(fā)展概況，以及國外立體車庫建設(shè)情況等。了解 建設(shè)立體車庫的鋼材選用，電機(jī)選擇，建設(shè)方法等。 (3)據(jù)柳州市五星街的立體車庫原型，再根據(jù)文獻(xiàn)資料。初步選擇建造立 體車庫所需鋼材、電機(jī)、鏈輪等組成。 (4)依據(jù)以上的車庫組成部件選型，利用AUTOCAD立立體車庫二維圖形。 在繪制CADS形過程中，再對部件選型中不合適的進(jìn)行替換，以達(dá)到最佳效果。 (5)歸納、總結(jié)并完

17、善報(bào)告。 結(jié)合以上5項(xiàng)計(jì)劃任務(wù)，最后完善論文的總結(jié)部分。 本章小結(jié)：在了解國內(nèi)外立體車庫的發(fā)展?fàn)顩r、 認(rèn)真查閱了解立體車庫的工作原 理、參觀柳州市五星街立體車庫之后，確定了把升降橫移式立體車庫作為研究對 象。 第二章升降橫移式立體車庫機(jī)械部分設(shè)計(jì) 2.1 升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu) 2.1.1 升降橫移式立體車庫簡介 1、立體車庫的工作原理 升降橫移式立體車庫以鋼結(jié)構(gòu)框架為主題，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條帶動(dòng)載車板做 升降橫移運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)存取車輛。其工作原理為：每個(gè)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(dòng)到達(dá)地面層， 駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，完成 存取過程。停泊在車庫內(nèi)地

18、面層的車輛：只作橫移，不必升降；而停泊在頂層的 車輛：只作升降，不作橫移；中間層則通過升降橫移運(yùn)動(dòng)為頂層車輛讓出空位， 或存取車輛。 四層升降橫移式的運(yùn)行原理： 該停車設(shè)備的出入口在第一層，最高層的停車板只可做升降動(dòng)作，最底層的 停車板只可做橫移運(yùn)動(dòng)。中間兩層停車既可作升降動(dòng)作又可做橫移動(dòng)作。下上層 均設(shè)有空位，停車板通過橫移動(dòng)作變換空位，降下空位上方的汽車，取出汽車， 最底層汽車無需倒車，便可直接開出。 ①結(jié)構(gòu)框架 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)。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點(diǎn)： a.可靠性高 鋼材在生產(chǎn)時(shí)，整個(gè)過程可嚴(yán)格

19、控制，質(zhì)量比較穩(wěn)定，性能可靠。鋼材組織 均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體；鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對材料性能所作 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)的可靠性高 b.材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小 與混凝土等材料相比，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。 鋼結(jié)構(gòu)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(jià)。 c.材料的塑性和韌性好 鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會(huì)因超載等而突然斷裂。 破壞前一般都 會(huì)產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免重

20、大事故發(fā)生。鋼 材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對動(dòng)力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu) 越。 d.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)效率和產(chǎn)品精度高，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)場拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時(shí)還可在地面拼裝成較 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。 e.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好 鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道 等。 f.鋼材的耐銹蝕性差 在沒有腐蝕介質(zhì)的一般

21、環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格 的防銹涂料，銹蝕問題并不嚴(yán)重。立體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。 結(jié)構(gòu)主體采用熱制H型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強(qiáng)度 和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運(yùn)輸方便。 ②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(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。 電機(jī) 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板上升，電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板下降。根據(jù)載車板及車 重確定鏈條所需的傳動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)力及載車板的移動(dòng)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(gè)距離確定鏈條的長度，最后根據(jù)傳 動(dòng)力確定鏈輪大小

22、，鏈節(jié)形狀及大小。 ③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(dòng)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(dòng)輪，裝于長傳動(dòng) 軸兩端，另兩只為獨(dú)立安裝的從動(dòng)輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)長傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，長傳動(dòng)軸 上的主動(dòng)鋼輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)行走從而使下載車板作橫向平移運(yùn)動(dòng)。 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(dòng)功率。 ④安全裝置 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

23、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(dòng)套入四只 耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機(jī)常閉制動(dòng)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(dòng)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(dòng)停止。 防碰撞板的作用是： 下載車板橫移時(shí)，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時(shí)，切斷橫移電機(jī)電源， 橫移停止。 ⑤控制系統(tǒng) 升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用 PLC可編程序控制器控制，主要有 手動(dòng)、自動(dòng)、復(fù)位、急停

24、四種控制方法。自動(dòng)控制應(yīng)用于平時(shí)的正常工作狀態(tài)， 手動(dòng)控制應(yīng)用于調(diào)試、維修狀態(tài)，復(fù)位應(yīng)用于排除故障場合，急停應(yīng)用于發(fā) 現(xiàn)異常的緊急場合。對于本文中所列的17車位升降橫移式立體停車設(shè)備，PLC主 要要控制二、三、四層13個(gè)升降電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和一、二、三層12個(gè)橫移電機(jī)的正 反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報(bào)警顯示裝置等。 2、立體車庫的型號表示方法 制造廠特定的代號 地下層數(shù) 帶地加 客車的組別代號 設(shè)品能伸放的客車效應(yīng) 適停車輛尺寸及重量的分蛆代號 存容量 升降橫移類代號 機(jī)械式停車設(shè)備總代號 在不要求停放微型及輕型客車時(shí)，斜繾及其后面的兩個(gè)符號不用標(biāo)出；如不

25、帶地坑，則字母D及 其后面的一個(gè)符號不用標(biāo)出. 圖2.1立體車庫的型號表示方法 例如： 升降橫移類停車設(shè)備，最多停28輛中型以下轎車，不能停放客車，標(biāo)記為: PSH28Z 適停車輛的尺寸及質(zhì)量如下： 對適合于機(jī)械式停車設(shè)備中停放的車輛，按其尺寸及質(zhì)量（整車加 50千克 物品的質(zhì)量），分為X（?。?、Z（中）、D （大）、T （特大）、C （超大）五個(gè)轎車 組和一個(gè)K（客車）一個(gè)客車組，共六個(gè)組，分組范圍見表 1。 組別代號 X 質(zhì)量/kg <1300 <1500 <1700 汽車長/mm x 車寬/mm x車高/mm 04400x1750x1450 <4700x180

26、0x1450 <5000x1850x1550 T <5300x1900x1550 <2350 C <5600x2050x1550 <2550 K <5000x1850x2050 <1850 表1.適停車輛尺寸及質(zhì)量 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的車庫適停車輛為中型以下轎車，最大停車數(shù)量為 17輛，不 能停放客車，故該車庫的型號標(biāo)記為： PSH17Z 適停車輛尺寸及質(zhì)量見表2。 組別代號 質(zhì)量/kg <1500 汽車長/mm x車寬/mm x 車高/mm 04700x1800x1450 表2.本設(shè)計(jì)適停車輛尺寸及質(zhì)量 3、存容量 在規(guī)劃建設(shè)存車庫時(shí)，如何選取計(jì)劃

27、要求的全部車輛出入庫作業(yè)時(shí)間 （F1）、 計(jì)劃要求的全部車輛入庫時(shí)間（t11）、計(jì)劃要求的全部車輛出庫時(shí)間（t10）是 十分重要的。如果沒有特定的要求，可以參見一些數(shù)值進(jìn)行停車庫設(shè)計(jì)，見表 3。 停車庫的主要用途 計(jì)劃中全部車 輛入庫時(shí)間/h 計(jì)劃中的全部 車輛出庫時(shí)間 /h 平均存 車時(shí)間 /h 銀行、其他與此類似的場所 等 1 1 1.5 劇場、電影院、集會(huì)場所、 其他與此類似的場所等 1 1 2 服務(wù)用 百貨公司、商業(yè)市場、飯店、 餐館、其他與此類似的場所 等 1.5 1.5 1.5 /、符合上面，程的其他場 所 1.5

28、 1.5 2 按存車時(shí)間收費(fèi)或同時(shí)米 1 1 1.5 宮業(yè)用 用按存車時(shí)間收費(fèi)匕按月 租金收費(fèi)的 專門按月租金收費(fèi)的 2 2 2.5 其他 2 2 2.5 表3.計(jì)劃中全部車輛入庫時(shí)間、出庫時(shí)間及平均存車時(shí)間 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的車庫比較小型，故可以不用考慮 全部車輛入庫時(shí)間、出庫時(shí)間 及平均存車時(shí)間。 4、單車最大進(jìn)（出）時(shí)間 機(jī)械式停車設(shè)備中最大進(jìn)（出）時(shí)間就是指從給出一個(gè)進(jìn)車（或出車）的 指令開始，將車停放到該機(jī)械式停車設(shè)備的最不利位置（或?qū)④囕v從最不利位 置取出），直到該停車設(shè)備進(jìn)行下一個(gè)進(jìn)車（或出車）指

29、令為止所需的時(shí)間。 單車最大進(jìn)（出）時(shí)間應(yīng)根據(jù)其使用環(huán)境、地區(qū)、用途及用戶的特殊要求來合 理選定，不同類型的機(jī)械式停車設(shè)備選取的單車最大進(jìn) （出）時(shí)間可以不一樣， 但基本的要求應(yīng)當(dāng)不出現(xiàn)存取車排隊(duì)的現(xiàn)象。 目前已經(jīng)實(shí)施或已制定出來的幾個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對單車最大進(jìn) （出）時(shí)間有 如下規(guī)定： 升降橫移類：取35?170s; 垂直循環(huán)類：對存容量0 10的小型循環(huán)式停車設(shè)備，取0 90 s; 對存容量為10?50輛的中、大型循環(huán)式停車設(shè)備，取0 180 s; 垂直升降類：取45?210 s; 簡易升降類：取30?110 s; 其他類型還未作規(guī)定，可視具體情況選取。 所以本設(shè)計(jì)所取的單車

30、最大進(jìn)出時(shí)間為： 35?170s。 2.1.2 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在升降橫移式立體車庫中其主要結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)， 有兩部分：主體框架部分和 載車板部分。主體框架部分的鋼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，運(yùn)用了 “ H型鋼、角鋼、槽鋼 等數(shù)種型鋼形式，就其連接形式而言比較單一，即焊接和螺栓連接兩種形式。載 車板部分的鋼結(jié)構(gòu)比較簡單，其框架部分為數(shù)段矩形方鋼對焊而成， 其它輔助結(jié) 構(gòu)則以角焊代之。焊接和螺栓連接是車庫鋼結(jié)構(gòu)部分的兩種主要的連接方式， 其 連接方式的質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響車庫整體結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)良與否， 所以在車庫的設(shè) 計(jì)和建造中具有很重要的位置。立體車庫在連接過程中主要運(yùn)用對焊、 角焊和螺 栓連接。

31、鋼架主要分為上、下框架，通過它可以安裝消防、排水設(shè)施以及作為鋼 絲純和鏈的支撐部件。主要由立柱、上邊架、下邊架以及軌道支架組成。 各鋼板采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)。高強(qiáng)度螺栓連接中，構(gòu)件內(nèi)力是靠構(gòu)件鋼板表 面間由高強(qiáng)度螺栓以巨大的夾緊壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞的， 故高強(qiáng)度螺栓連 接的承載能力是以抗滑強(qiáng)度一一被連接鋼板發(fā)生相對滑動(dòng)的載荷來表示， 而不考 慮螺栓的受剪?？够瑥?qiáng)度又取決于高強(qiáng)度的預(yù)緊拉力、鋼板表面的摩擦系數(shù)、摩 擦面及高強(qiáng)螺栓數(shù)量。高強(qiáng)度螺栓由高強(qiáng)螺栓、高強(qiáng)螺母各一個(gè)，以及高強(qiáng)墊圈 個(gè)兩個(gè)組成。 一、焊縫連接要求 1 .焊縫金屬宜于基本金屬相適應(yīng)，當(dāng)不同強(qiáng)度的鋼材連接時(shí)，可采用與低強(qiáng)

32、 度鋼材相適應(yīng)的焊接材料。 2 .在設(shè)計(jì)中，不得任意加大焊縫，避免焊縫立體交叉和在一處集中大量焊縫， 同時(shí)，焊縫的布置應(yīng)盡可能對稱于構(gòu)件的重心。 3 .對接焊縫的坡口形式，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 《手工電弧焊焊 接接頭的基本形式與尺寸》和《埋弧焊焊接接頭的基本形式與尺寸》的要求選用。 4 .在對接焊縫的拼接處，當(dāng)焊接的寬度不同或厚度相差 4mmz上時(shí)，應(yīng)分別 在寬度方向或厚度方向，從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于 1/4的斜角，當(dāng)厚度不同 時(shí)，焊縫坡口形式應(yīng)根據(jù)較薄焊件厚度選定基本形式與尺寸。 5 .當(dāng)采用不焊透的對接焊縫時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖中注明坡口的形式和尺寸， 具有 效厚度he不

33、得小于1.5工,t為坡口所在焊件的較大厚度。在承受動(dòng)力載荷的結(jié)構(gòu) 中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對接焊縫。 6 .角焊縫兩焊腳邊的夾角a一般為90度(直角角焊縫)。夾角a>120度或a<60 度的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。 7 .角焊縫的尺寸應(yīng)符合下列要求： (1)角焊縫的焊角尺寸h不得小于1.5況，t為較厚焊件厚度。但對自動(dòng)焊， 最小焊角尺寸可減小1mm對于T形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加1mm 當(dāng)焊件厚度等于或小于4mritf,則最小焊角尺寸應(yīng)與焊件尺寸相同。 (2)角焊縫的焊角尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。 但板件(厚度為t)邊

34、緣的角焊縫最大焊角尺寸，當(dāng) t E 6mm時(shí)， hf Et;當(dāng)t>6mm寸,hf Et-(1~2)mm。圓孔或槽孔內(nèi)的焊縫焊角 尺寸不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的1/3。 (3)角焊縫的兩焊角尺寸一般為相等，當(dāng)焊件的厚度相差較大，且焊腳 尺寸不能符合上列要求時(shí)，可采用不等焊腳尺寸，與較薄焊件接觸 的焊腳邊以及與較厚焊件接觸的焊腳邊應(yīng)分別符合上列要求。 (4)側(cè)面腳焊縫或正面腳焊縫的計(jì)算長度不得小于 8hf和4mm (5)側(cè)面腳焊縫的計(jì)算長度不宜大于 60h(承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力 載荷時(shí))或40h(承受動(dòng)力載荷時(shí));當(dāng)大于上述數(shù)值時(shí)，具超過部分在 計(jì)算中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)面

35、焊縫全長分布時(shí)，其計(jì)算長度不受 此限。 8 .在直接承受動(dòng)力載荷的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形。焊腳 尺寸的比例：對正面腳焊縫宜為1: 1.5（長邊順應(yīng)力方向）；對側(cè)面腳焊 縫應(yīng)為1: 1。 9 . 在次要構(gòu)件或次要焊件連接中，可采用斷續(xù)焊接。斷續(xù)焊接之間的凈距， 不應(yīng)大于巧t（對受壓焊件）或30K對受拉構(gòu)件），t為較薄焊件厚度。 10 .當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處作長度為2hf的繞腳焊時(shí)，轉(zhuǎn)角處必須連 續(xù)施焊。 二、螺栓連接要求 在立體車庫的鋼結(jié)構(gòu)中，主立柱與橫移導(dǎo)軌“ H型鋼的連接是整體結(jié)構(gòu)中 的主連接，高強(qiáng)度螺栓連接則是主連接中常用的連接形式。 高強(qiáng)度螺栓連接按其 受

36、力的性能可分為：摩擦型和承壓型。 摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接一一摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接完全依靠被連接的構(gòu)件 間的摩擦阻力來傳力，完全不靠孔壁承壓和栓桿受剪。摩擦阻力的大小決定于作 用在構(gòu)件摩擦面上的壓力（螺栓的預(yù)緊力），同時(shí)也與被連接構(gòu)件的材料及表面處 理情況有關(guān)。施工時(shí)不得在摩擦面上誤涂丹紅、油漆、淋雨、受潮等。 承壓型高強(qiáng)度螺栓連接一靠孔壁承壓和栓桿受剪， 與普通的螺栓相似，其連 接多為螺紋連接和絞制孔用螺栓連接。對于同時(shí)承受剪力和螺栓桿軸方向拉力的 承壓型高強(qiáng)度螺栓，應(yīng)符合下式要求： Nv 其中 1.2 式中Nv, Nt ——每個(gè)承受型高強(qiáng)度螺栓所受的剪力和拉力； NMbNb

37、 ——每個(gè)承壓型高強(qiáng)度螺栓的受剪、受拉、承壓承載力設(shè)計(jì)值。 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)受力主要包括：鋼結(jié)構(gòu)本身自重，結(jié)構(gòu)架上各停車位的車輛 及載車板重力，提升系統(tǒng)起制動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力， 驅(qū)動(dòng)裝置的重力，頂部梁架受 滑輪組、轎箱和配重的重力，整體結(jié)構(gòu)所受的風(fēng)力、地震載荷以及結(jié)構(gòu)由于外界 環(huán)境溫度變化而引起的溫度應(yīng)力等，它們均以集中或分布方式作用。 由于該立體車庫為四層五列式，屬于低層鋼結(jié)構(gòu)建筑。因此，我們對該車庫 模型進(jìn)行受力分析時(shí)作如下假設(shè)： 1、車庫單獨(dú)建立，不與其它建筑物相連接，屬于最常見狀況 ； 2、不計(jì)由于結(jié)構(gòu)陰面與陽面溫差引起的熱應(yīng)力； 3、整體結(jié)構(gòu)無初始變形和缺陷； 4、在靜態(tài)環(huán)境

38、里，地震載荷與風(fēng)載荷作用忽略不計(jì)。 、立體車庫鋼結(jié)構(gòu)分析校核 在車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，包括軸心受力構(gòu)件、梁、拉彎和壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)。進(jìn) 行軸心受力構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，軸心受拉構(gòu)件應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度要求， 軸心受壓構(gòu)件除 應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度要求外，還應(yīng)滿足整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求。 在梁的設(shè)計(jì)中，梁的剛度和強(qiáng)度對截面設(shè)計(jì)起控制作用， 因此應(yīng)先進(jìn)行這二 者的計(jì)算。由于車庫系統(tǒng)對于系統(tǒng)的安全要求特別高，所以還應(yīng)對其整體穩(wěn)定進(jìn) 行計(jì)算，止匕外，梁的接點(diǎn)處均應(yīng)采取構(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(shí)，考慮強(qiáng)度，腹板宜既高又薄，考慮整體穩(wěn)定，翼緣宜既寬又 薄，所以在荷載作用下，受壓翼緣與腹板有可能發(fā)

39、生波形屈曲， 即梁發(fā)生局部失 穩(wěn)。發(fā)生局部失穩(wěn)后，梁的部分區(qū)域退出工作，將使梁的有效截面積減小，強(qiáng)度 承載力和整體穩(wěn)定性降低，這時(shí)可以采取增大板厚度或設(shè)置加強(qiáng)肋等措施。對于 壓變構(gòu)件，需要進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性計(jì)算。 對于拉彎構(gòu)件，一般只需要進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。在對立體車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架 的分析中，我們先從單根梁的受力進(jìn)行分析， 適當(dāng)簡化力學(xué)模型，在正確分析各 梁的約束和受力的基礎(chǔ)上，先對各梁和立柱的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行分析， 找出系統(tǒng)薄 弱處所在，然后在整體分析之中給予特別關(guān)注。 圖2.2立體車庫簡化模型 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架由立柱、橫梁、縱梁和支承動(dòng)力及附屬裝置的上、下支

40、 承梁等組成，具立柱通過螺栓與基礎(chǔ)相連，其余鋼梁靠焊接或者螺栓相互連接。 立柱主要承受壓力和其他因素造成的扭矩，即壓應(yīng)力和部分剪應(yīng)力；前后兩個(gè)面 的縱梁主要承受拉伸和彎矩造成的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力；側(cè)面的橫梁承受較小的拉 應(yīng)力和剪應(yīng)力。為了減小振動(dòng)和提高穩(wěn)定性，各部分都必須保證足夠的強(qiáng)度和剛 度，立體車庫的簡化模型如上圖2.2。 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在鋼結(jié)構(gòu)骨架上，由傳動(dòng)部件和張緊裝置組成。停車托架 與傳動(dòng)鏈條相連，驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)托架循環(huán)運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)車輛的存取 和停放。 設(shè)計(jì)時(shí)采用Q235碳素鋼，其屈服極限為235Mpa,抗拉強(qiáng)度為375-500Mpa。 整體車庫鋼結(jié)構(gòu)許用位移為10

41、mm。 本車庫所限車型為中型車，最大容車重為2000kg,載車板重約700kg,所以 每個(gè)車位所承受的最大重量為2000+700=2700kg,在每個(gè)載車板上模擬汽車前后 車輪位置，按照額定載荷6: 4的比例均勻放置集中載荷。 1、支撐柱受力分析 鋼結(jié)構(gòu)的支撐柱是由H型鋼制成，前面有五根立柱均勻分布，后面有五根 立柱，均勻分布。由于每一個(gè)立柱承受的力都是均布載荷， 所以可以簡化為一個(gè) 集中載荷附加一個(gè)彎矩。在各種受力的工況中，立柱均為受力桿，在豎直方向上， 車庫骨架承受的力作用到地基，不足以引起立柱的壓潰變形，所以可以暫時(shí)忽略 不計(jì)，主要分析在兩個(gè)彎矩作用下立柱的最大偏移位移量。立柱的彎

42、矩 Mei與 Me2由作用的均布載荷決定，因此支撐住的最大偏移發(fā)生在最大受力狀態(tài)下， 即 為車庫滿載時(shí)。 前立柱為六根，后立柱為六根，當(dāng)車庫空載時(shí), 3 1 P前總=—7000 13 - N = 68250 N 2 2 每一根前立柱所受載荷%總總大于后立柱所受載荷味總，因此我們重點(diǎn)分析 前支撐住受力情況。圖2.3所示為前立柱的力學(xué)結(jié)構(gòu)簡圖 己知A點(diǎn)為全約束，施加在B點(diǎn)的彎矩Mei ,施加在C點(diǎn)的彎矩Me2,施加 在D點(diǎn)的彎矩Me3 ,且 e li = AB =2.3m[2 =BC =1.7m13 = CD =1.7m[4 =1.5m,E =2.1Gpa,Ix = 103

43、00cm4 - 1 ,… 1 1、” … Me1 =— (7000 4 - 20000 4 —) 0.054 =558Nm 4 4 2 Me2 -Me1 -837Nm 根據(jù)下列公式進(jìn)行分析 Mex2 y = 撓曲方程為： 2EI ，其中 0 MxMl, 第28頁 r Mel ij = 端截面轉(zhuǎn)角: EI 最大撓度: yB Mel 2EI Me1ll 558 2.6 _ _11 _ _8 2.1 10 10300 10 = 0.0670667 10 "m, = 0.193425 10-m, M e2l AC

44、 837 5 EI - 2.1 1011 10300 10-8 所以 yD1 = B 父 ％D , yD2 =依 M 1 CD 由梁的迭加原理得出立柱頂端D端為最大撓度點(diǎn) yD =yD1 yD2 =0.0670667 103 0,193425 1。" =0.2604917 10‘m 2、立柱穩(wěn)定性校核 前立柱為等截面立柱，受壓靜力，前立柱受力狀態(tài)簡化如圖2,3所示。兩中 心壓桿的穩(wěn)定條件為: PC n = 0 - nw 其中： Pc一臨界載荷 F」工作載荷 n—安全系數(shù) nw—許用安全系數(shù) P L 77777777 圖2.4 立柱受垂直

45、力簡圖 (1)立柱的截面力學(xué)特性 查簡明材料力學(xué)附錄 A型鋼表可得HW 300X3001 H型鋼 2 面積：A-120.4cm 4 I x =6760cm 4 慣性矩: 慣性半徑: ix = 7.49cm iy = 13.05cm I y =2050cm (2)確定壓桿柔度 ul i . 1 min 2 500 7.49 =133.51 其中： 壓桿全長為l=500cm 壓桿長度系數(shù)u=2,見機(jī)械手冊l , 1-153頁表1-1-104 求壓桿柔度范圍值心: 5 E = 206 102 央6 % ,220 10 其

46、中： . _ _ 5 2 彈性模量E = 206 10 N/cm 2 2 比例極限”220 10 N/cm ,_”,s 2 一 求壓桿柔度范圍值 b 其中： 2 2 屈服極限= 235 10 N/cm 30400 -23500 112 常數(shù)查機(jī)械手冊 1, l-1-07 , a = 30400N/cm2;b = 112N/cm2 = 61.6 若九=133.51 >九=96 > % =616 ,則前立柱屬于細(xì)長桿，應(yīng)按歐拉公式計(jì)算 臨界載荷pc (3)強(qiáng)度校核 設(shè)立柱空載時(shí)受載車板和上層鋼結(jié)構(gòu)載荷 G1 =7000N 1 3 G2 =5 7000

47、 5 20000 = 77500 N 滿載時(shí)前立柱承受最大載荷 2 5 - 1 - _ 1 P前= — G2 =77500 — =38750N 則立柱的工作載荷 2 2 由歐拉公式得臨界載荷 n 2 — 2 1 P _ " EI c - 2 2l 由機(jī)械手冊1, 1-152頁表1-1-100查得，金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿安全系數(shù) %i8~3,取%=3,取n, =3。代入得 = 2.046 107N 32 二 2206 105 11194.7 Z 2 (2 500)2 前立柱的穩(wěn)定安全系數(shù) Pc n - 巳 204635739 38750 = 528.09

48、n7 由上式可知安全。 若按插減系數(shù)法計(jì)算: A / 其中 A—受力面積 P一工作載荷 U—安全系數(shù) ns—許用安全系數(shù) ，一中心壓桿折減系數(shù) 38750 0.875 118.75 =372.93 二 ns 23500 3 =7833.3N / cm 3 ,安全裕度較 3、導(dǎo)軌支撐梁強(qiáng)度校核 前后導(dǎo)軌支撐梁均為兩點(diǎn)點(diǎn)支撐，承受作用力相同，故我們分析前導(dǎo)軌支撐 梁，如果前導(dǎo)軌支撐梁在允許范圍之內(nèi)，則后導(dǎo)軌梁也必然符合設(shè)計(jì)要求。如圖 2.5所示，簡支梁AB為兩點(diǎn)支撐，受均布載荷的作用，兩端全約束，且同樣為 均布載荷。

49、撓曲方程為: fx ,2 2 ql x 2 - R ; 24EI 最大撓度為: fmax ql4 384EI f 計(jì)算得： ql4 - ―4 5192 5.2 max 384EI 374 2.1 1011 6120 10 上 = 7.66667 104 m 我們先來分析一下圖2.5中的梁的受力。 4 已知 A、B兩點(diǎn)全約束 lAB =5.2m,E= 面積 A =117cm .1Gpa, Ix =6120cm 1 均布載荷為: q =2 鼻 7000 20000 /5,2 =5192N/m, M 梁所承受的彎矩為 ql2 1

50、2 6R；-1 M max 則導(dǎo)軌支撐梁所承受的最大彎矩為 ql2 8 _2 5192 5 22 3 =17.5447 10 Nm 8 Mmax 17.5447 106

51、簡化為固定梁，受力狀態(tài)如圖 2.6所示。橫梁兩端固定，A B兩點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的支反力RA和RB。 圖2.6 四層橫梁受力簡圖及彎矩圖 所承受的主要是拉壓受力，所以我們只對其正應(yīng)力進(jìn)行分析 梁所承受的彎矩為：Mx = Pl ；-Ra M max 最大彎矩為： Pa2 l __ _ 1_ _ P =Fi =F2 = 一 F車底=13.5KN 2 Pa2 M max =——=16.875Mpa 代入得： 1 二 max 最大正應(yīng)力為： M max Wx =325cm3 其中WX為抗彎截面系數(shù)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可以得知 W Mmax

52、 16.875 106 I 1 二 max max - Mpa=51.92Mpa ,=117.5Mpa 由此可得 Wx 3.25 105 則由彎曲強(qiáng)度理論可知：四層橫梁穩(wěn)定。 2.2 立體車庫升降橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1 橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 立體車庫橫移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由減速電機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪、地面鋪設(shè)導(dǎo)軌組成。 升降橫移機(jī)構(gòu)則為升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與橫移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)合。升降橫移式立體車庫底 層與中間層載車板為橫移機(jī)構(gòu)，上層載車板為升降機(jī)構(gòu)。升降裝置由傳動(dòng)系統(tǒng)、 升降架等組成。 1、橫移方案選擇 其中提升方式分為下列六種，可根據(jù)不同要求任意選用。 (1)鋼絲繩式提升型式 (2)鏈條式提升型

53、式 (3)液壓式提升型式 (4)螺桿式提升型式 (5)液壓缸、鋼絲繩組合提升型式 (6)鏈條、鋼絲繩組合提升型式 在立體車庫設(shè)計(jì)中，各種提升方式特點(diǎn)如下： (1)采用鏈傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)簡單可靠，維修簡單，造價(jià)低廉；缺點(diǎn)是沖擊 比較大，有提升高度的限制，安裝調(diào)試時(shí)需要注意是否有咬鏈的情況出現(xiàn)。 (2)采用鋼絲純傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是對車庫底盤可以提升的高度可以不加限制， 造價(jià)比較低；缺點(diǎn)是因?yàn)樾枰饧愉摻z繩桶和剎車盤增加了安裝調(diào)試的時(shí)間和造 價(jià)。 (3)采用液壓傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是可以真正實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，功率與重 量比高、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、誤差小精度高、低速平穩(wěn)性好、調(diào)速范圍 寬、

54、介質(zhì)自身可起冷卻潤滑作用、安全防爆等優(yōu)點(diǎn) ；同時(shí)也具有元件昂貴、成本 高、密封技術(shù)要求高、油液易污染、能源傳輸不便等缺點(diǎn)。 綜上所述，本車庫為四層，從提升高度上選鏈傳動(dòng)或鋼絲繩傳動(dòng)都可以， 但 從方案經(jīng)濟(jì)及可行性角度考慮，選擇鏈傳動(dòng)更為有利 ；在橫移運(yùn)動(dòng)中，采用異步 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過鏈驅(qū)動(dòng)，也能達(dá)到精確、穩(wěn)定地傳動(dòng)。 圖2.7載車板橫移原理圖 2、橫移載車板動(dòng)力系統(tǒng)計(jì)算 運(yùn)動(dòng)原理如圖2.7載車板橫移原理圖所示，減速電機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動(dòng)載 車板行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)載車板橫移運(yùn)動(dòng)。 (1)主要參數(shù)的確定 橫移運(yùn)動(dòng)行程 s = 2500mm 橫移運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t = 20s 橫移

55、速度V ,主要由設(shè)備運(yùn)行周期，周圍環(huán)境的安全性，載車運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn) 性等因素確定。 s 2500 V = - = = 125mm/s t 20 行走輪直徑：由結(jié)構(gòu)尺寸及輪壓等因素決定，行走輪直徑確定為 80mm 橫移載車板自重 W = 700kg 10 =7000N 載車板額定載荷 W = 2000kg 10 = 20000N (2)功率計(jì)算 電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速n計(jì)算： V 125 -, n = — = = 0.497 r/ s = 29.8r/min 二 D 二 80 其中：橫移速度V=125mm/s 行走輪直徑D=80mm 驅(qū)動(dòng)力矩M計(jì)算： 由機(jī)械手冊1

56、冊表1-1-7、1-1-9、1-1-10查得： 行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的靜摩擦系數(shù)："靜=0.15 行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)： )=0.05 滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)： 方=0.0015 正壓力.P =此 W車=27000N 則： 起動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩：M起=呻卜=27000”04父0.15 = 162所 行走驅(qū)動(dòng)力矩. M =PR(」1 —)=27000 0.04 (0.05 0.0015) =55.62Nm M起 162 … ——= =2.91 M 55.62 N M =9549 電機(jī)功率計(jì)算： n n" 9549 55.62 29.8 =0.174KW 9549  M

57、起n 9549 162 29.8 9549 = 0.506KW 0.506 0.174 = 2.91 倍 由于結(jié)構(gòu)緊湊，容納電機(jī)的空間狹小，選擇臺(tái)灣明椿電氣的減速電機(jī)，具參 數(shù)如下： 輸出扭矩：T2 =58.34Nm 輸出轉(zhuǎn)速: n2 =34.9r/min 功率：N =0.2KW 載車板的額定載荷是承載的最高上限， 實(shí)際使用概率很小，通常可以泊車的 車輛的重量都在1000kgf —2000kgf之間這是由車型所決定的，所以功率不需留 余量，選才 0.2KW的電機(jī)比較經(jīng)濟(jì)電機(jī)允許短時(shí)超載， 靜摩擦引起的大起動(dòng)阻力 矩不會(huì)造成電機(jī)損壞。 2.2.2 載車板設(shè)計(jì)

58、 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。 框架是載車 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(shè)不同厚度的鋼板。這種載車板的優(yōu)點(diǎn)是可按需要設(shè)置行車通道 寬度，并具有較好的導(dǎo)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(jìn)行各種表面處理， 如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀C 如圖2.8所示。 圖2.8拼板式載車板及拼合示意圖 2.2.3 安全防護(hù)機(jī)構(gòu) 車庫的安全防護(hù)措施非常重要，在眾多的車庫中車輛的高價(jià)性與車庫自身的 價(jià)值

59、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(hù)措施要做到以下幾點(diǎn)，并配備有相應(yīng)的防護(hù)裝置。 1 .防火措施：在車庫中安裝有溫?zé)焸鞲衅?，可對車庫的火情?shí)行實(shí)時(shí)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(shí)能使停車設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在操作盒上安 裝有緊急停止開關(guān)，并設(shè)為紅色，以示醒目。 3 .阻車裝置：在很多情況下停車時(shí)，司機(jī)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 25mmz上的阻車擋鐵。防止超限運(yùn)行 裝置：停車設(shè)備在升降過程中，在定位開關(guān)上方裝有限位開關(guān)，當(dāng)定位開關(guān)出現(xiàn) 故障時(shí)，由限位開關(guān)使設(shè)備停

60、止工作，起超程保護(hù)作用。 5 .人車誤入檢出裝置：設(shè)備運(yùn)行時(shí)，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(yùn)作時(shí)，有人或其它物體進(jìn)入車庫， 系統(tǒng)就會(huì)使這個(gè)車庫停止運(yùn)作。 6 .防止載車板墜落裝置：當(dāng)載車板升至定位點(diǎn)后，需設(shè)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(dòng)。 圖2.9防止載車板墜落裝置 載車板的防墜落裝置是立體車庫中的一個(gè)關(guān)鍵部件， 在泊車安全方面起著決 定性的作用。防墜落裝置中解鎖動(dòng)作由電磁鐵完成。 解鎖動(dòng)作要求，當(dāng)電磁鐵通 電時(shí)以推桿觸動(dòng)安全鉤解鎖；當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)推桿自動(dòng)縮回。

61、 2.2.4橫移機(jī)構(gòu)及軸的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中立體車庫的升降部分和橫移部分均采用鏈傳動(dòng)輸入動(dòng)力。 鏈傳動(dòng)由 主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和繞在鏈輪上的鏈條組成。 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)：能保證準(zhǔn)確的平均傳 動(dòng)比；傳動(dòng)效率高，可達(dá)到 0.95?0.98;作用在軸上的壓力較??；能在高溫、油 污等惡劣環(huán)境工作。廣泛應(yīng)用于礦山、農(nóng)業(yè)和石油機(jī)械中。 軸在升降傳動(dòng)系統(tǒng)和橫移傳動(dòng)系統(tǒng)中都是特別重要的，它不但影響著傳動(dòng)的 好壞還影響著車輛的安全，在軸的設(shè)計(jì)中，按照常規(guī)設(shè)計(jì)方法，先進(jìn)行初算軸， 然后進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定軸徑后，再對軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核。 根據(jù)實(shí)際情況確定危險(xiǎn)截面，求出該截面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。 M rC — -

62、 -a - - max - W T T — T - a — , max Wp （循環(huán)特征為對稱循環(huán)，脈動(dòng)循環(huán)） 再考慮應(yīng)力集中等方面的因素，按交變應(yīng)力狀態(tài)的疲勞強(qiáng)度的公式進(jìn)行該截 面安全系數(shù)的校核計(jì)算， 其中：二? ?二一一對稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的疲勞極限和扭轉(zhuǎn)疲勞極限 K ~ K——正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)和剪應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù) :——表面質(zhì)量系數(shù) ；——尺寸系數(shù) [5] 一 —許用安全系數(shù)值 通過校核就可以確定軸的直徑。 1、橫移傳動(dòng)空軸校核 橫移電機(jī)型號為CLPK22040303輸出的最大扭矩為6.594kgf. M=6.594kgf=

63、65.94NM 鏈傳動(dòng)最大傳動(dòng)效率為0.98 T =0.981■電機(jī)=0.98 65.94 =64.6212Nm 空心軸的抗扭截面系數(shù)為 Wt=^D4-d 4 =—:- 504 -454 10 4,=40.626 10^m3 16D 16 50 軸的最大切應(yīng)力為 廣西工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文-立體車庫機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ■ max 64.6212 40.626 10- = 1.59 106Pa = 1.59MPa =60Mpa 故軸滿足強(qiáng)度要求。 提升傳動(dòng)空軸校核 載車板自重 W^ =700kgf =7000N 載車板額定載荷 W = 2000kgf = 20000

64、N W總=T電機(jī)0.98 n T 電機(jī) 27000 — =1155.8Nm 0.98 為安全和穩(wěn)定起見選用： 橫移電機(jī)型號臺(tái)灣明椿 MLPK55370603功率3.7KW；輸出的最大扭矩為 151.582kgf.m 151.582kgf.m=1515.82Nm 鏈傳動(dòng)最大傳動(dòng)效率為0.98 T =0.98T電機(jī)=0.98 1515.82 =1485.503Nm 鋼管型號為60x6 空心軸的抗扭截面系數(shù)為 Wt D4 -d 4 =—:- 604 -544 10” =70.202 10^m3 16D 16 60 軸的最大切應(yīng)力為 T 1485.503 6 ? 1 m

65、ax 21.16 10 Pa=21.16MPa ，= 70MPa Wt 70.202 10 故軸滿足強(qiáng)度要求 2、橫移轉(zhuǎn)軸的校核  上面章節(jié)已求得 起動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩即最大阻力距：mA =PR」= 27000 0.04 0.15 = 162Nm 電機(jī)最大輸出力矩：T=0.98T電機(jī)498 65.94 =64.6212所 電機(jī)功率為0.2KW 軸采用45號鋼制造可得 A =126 !.t )-25MPa n = 23r / min dmin =A03 R =126 3 0.2 0.98mm = 24.677mm n 23 軸上最小直徑為24mm可知dmin ? 24

66、 雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度， 但由于軸 的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面 I, II , B均無需校核。因 此，只需要校核截面A。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本P373,表15-4可得 3 2 3-d bt d -1 W = - =1250.96Nmm 32 2d ... 「d bt d -1 WT = - =2784.17Nmm 16 2d 橫移載車框架自重：W上=1200kgf =12000N 載車板額定載荷 .車二2000kgf = 20000N % =12000/4 20000 0.6/2 = 9000N M =F壓 MS=9000M50=450000Nmm 第57頁 4 l-55MPa 據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本表15-1可知45號鋼許用彎曲應(yīng)力: 因此仃ca 故安全 本章小結(jié)：在了解升降橫移式立體車庫工作原理之后， 對立體車庫的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行 設(shè)計(jì)，對強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核，并對橫移機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對安全防護(hù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行 介紹，確定橫移電機(jī)型號，并對傳動(dòng)軸進(jìn)行校核。 第三章 升降橫移傳