摘 要
本次畢業(yè)設計是關于圓柱形高層自動化立體停車庫機械系統(tǒng)設計，首先對立體停車庫作了簡單的概述；接著分析了該提升裝置的方案布局及工作原理，然后根據這些設計準則按照給定參數要求進行選型設計；接著對所選擇的提升裝置各主要零部件進行了校核。圓柱形高層自動化立體停車庫機械系統(tǒng)設計由驅動機構，機架，鋼絲繩輪傳動等幾個部分組成。目前，圓柱形高層自動化立體停車庫正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式提升裝置就是其中的一個。在圓柱形高層自動化立體停車庫機械系統(tǒng)的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內在設計制造圓柱形高層自動化立體停車庫機械系統(tǒng)過程中存在著很多不足。
本次設計是關于圓柱形高層自動化立體停車庫機械系統(tǒng)設計，通過對傳統(tǒng)的升降類立體停車庫提升裝置的結構進行了改進和優(yōu)化，使得此種類型的提升裝置的使用范圍更廣泛，更加靈活，并且對今后的選型設計工作有一定的參考價值。
關鍵詞：圓柱形高層自動化立體停車庫機械系統(tǒng)；結構；設計；結論
i
ABSTRACT
The environment of global economic development, China industries affected by other countries advanced technology at the same time, foreign enterprises and brand spread to more and more Chinese has become an opportunity. Cap pressing machine in industry through a variety of ways have been working with the relevant technology, and constantly improve their own strength and core competitiveness, and narrow the gap with developed countries. In the new market demand, update the sleeve pressing machine is a pressing matter of the moment. The production of pipe pressing machine equipment manufacturing enterprises to fully tap the potential of the market, vigorously develop the sleeves of large low cost pressing special machinery and equipment, plays a positive role in the evolution of automatic assembly, the assembly of mechanical equipment.
With the development of science and technology, interdisciplinary mutual infiltration, mutual exchanges between the various industry, extensive use of new structure, new materials, new technology, the sleeve pressing machine is large, efficient,
Recently, the use of machinery industry, bearing and shaft sleeve shaft were investigated, found that the shaft, bearings and bushings in the machinery industry is one of the key parts. Come very naturally in the assembly of the installation is also very simple. In the installation if the use of artificial pressure with not only the labor intensity is too large and the size of each other is not easy to ensure the shaft, bearing and shaft sleeve, so the design of a special press be imperative. Graduation project this time is a tube axial compressive loading machine. This paper introduces the theoretical calculation to design sleeve pressing machine structure, working principle and main parts of the strength check and the advantages of the sleeve, pressing machine is efficient, economical, and high safety, stable operation.
The overall plan is: the relative position of two axle sleeve on the plane, the motor reducer to provide power through belt drives the screw rod to rotate, and drives the head movement, a nut, a rotary motion of the linear motion of press. Block type safety clutch overload protection with teeth, pressure distribution in the corresponding position of the pipe after drilling through the drilling template.
Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；Four degrees of freedom目 錄
摘 要 i
ABSTRACT ii
目 錄 iii
緒論 1
1. 圓柱形高層自動化立體停車庫的發(fā)展概況 1
2. 圓柱形高層自動化立體停車庫的應用 2
3. 圓柱形高層自動化立體停車庫的發(fā)展方向 4
4. Solidworks設計基礎 7
4.1 草圖繪制 10
4.2 基準特征，參考幾何體的創(chuàng)建 11
4.3 拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建 12
4.4 工程圖的設計 13
4.5 裝配設計 15
5. 圓柱形高層自動化立體停車庫的設計 17
5.1 圓柱形高層自動化立體停車庫的方案布局圖的確定 18
5.2 主傳動系統(tǒng)的工作原理 19
6. 機械傳動部分的選型計算 22
6.1 驅動電機的選型計算 23
6.2 齒輪傳動的選型計算 24
6.3 軸承的選型計算 25
6.4 鍵的選型計算 25
7. 各重要組成部分的強度校核 26
7.1 傳動軸強度的校核 26
7.2 軸承強度的校核 27
結 論 22
致 謝 23
附錄 一 32
附錄 二 38
iv
北京交通大學XX學院畢業(yè)設計（論文）
緒論
1 圓柱形高層自動化立體停車庫的發(fā)展概況
由于機械工程的知識總量已經遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術的進步和整個塊的技術，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產量，提高勞動生產率，提高生產的經濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的機械產品。在未來，新產品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經濟目標和任務。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務?，F(xiàn)代機械工程機械和機械設備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。
大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應速度和運算精度的進化是非常緩慢的大腦和神經系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進，計算機科學和機械工程進展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀成為一門獨立的學科。在第二十世紀，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構。在第二十世紀中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結束時達到的峰值。由于機械工程的知識總量已經遠遠從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術交流，縮小范圍，新技術的進步和整個塊的技術，外部條件變化的適應能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學，自然科學和工程技術，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。
2立體停車庫的應用
伴隨著科學技術的發(fā)展，工業(yè)革命的緊迫感越來越明顯，迫切需要我國立體停車庫行業(yè)能夠向著高速，多元化的方向發(fā)展。其中，我國花費大量人力物力來對立體停車庫進行研究，和完善，制定了一系列針對立體停車庫改進的策略，隨著時代的發(fā)展，科學的進步，立體停車庫的發(fā)展將一如既往地進行，將會處在高速發(fā)展的階段,其具體發(fā)展趨勢如下：
一、未來的幾年，立體停車庫將會朝著大面積，遠距離的方向發(fā)展，這樣就能夠多元化地適應各個地方，場合的應用，將克服以前提升高度不夠高，傾角不夠的大的缺陷，從而能夠很好地應用在各個需要立體停車庫的場合。
二、將會改善立體停車庫的結構，使立體停車庫能夠在不同的場合，不同的環(huán)境下面使用，例如耐高溫，耐潮濕等等場合，都可以使用改進后的立體停車庫，從而降低人工的繁雜以及能夠很好地提高生產效率。
三、將會式立體停車庫輸送的產品多元化，而不是單一的輸送單一的產品，這樣就能夠很好地滿足各個行也的需求，也能夠讓帶式輸送的應用領域進一步擴大，滿足各行各業(yè)的需求，從而推動時代的發(fā)展和工業(yè)的進步。
在立體停車庫運行前，首先要確認帶式提升裝置設備、人員、被提升車輛均處于安全完好的狀態(tài)；其次檢查各運動部位正常無異物，檢查所有電氣線路是否正常，正常時才能將提升裝置投入運行。最后要檢查供電電壓與設備額定電壓的差別不超過±5%。
3 立體停車庫的發(fā)展方向
由于機械工程的知識總量已經遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術的進步和整個塊的技術，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產量，提高勞動生產率，提高生產的經濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的機械產品。在未來，新產品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經濟目標和任務。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務。現(xiàn)代機械工程機械和機械設備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。
大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應速度和運算精度的進化是非常緩慢的大腦和神經系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進，計算機科學和機械工程進展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀成為一門獨立的學科。在第二十世紀，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構。在第二十世紀中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結束時達到的峰值。由于機械工程的知識總量已經遠遠從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術交流，縮小范圍，新技術的進步和整個塊的技術，外部條件變化的適應能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學，自然科學和工程技術，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。
當今社會，機械設備的發(fā)展日新月異，迫切需要不斷開發(fā)新的機型來滿足不同工況的要求，立體停車庫的發(fā)展也是如此，現(xiàn)今發(fā)展方向大致可以歸納為：
(1)?開發(fā)專用機型
? 垂直升降類立體停車庫提升裝置的應用場合很多，有時候受客觀條件影響，在運輸系統(tǒng)的布置上經常會出現(xiàn)一些特殊要求，為了滿足特殊要求，比如水平拐彎、大傾角（>25o）直至垂直提升等,這些場合常規(guī)的立體停車庫是無法勝任的。為了滿足某些特殊要求，應開發(fā)特殊型立體停車庫,如彎曲立體停車庫、大傾角或垂直提升裝置等。
(2)?提高元部件性能和可靠性
? 整體設備的性能和可靠性主要取決于元部件的性能和可靠性，我國現(xiàn)在的立體停車庫的元部件基本上都是各自廠家生產，還沒有出現(xiàn)專業(yè)化、大規(guī)模的元部件生產廠家。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性,還要不斷研究新的技術和開發(fā)新的元部件。
(3)?擴大功能,一機多用立體停車庫是一種理想的連續(xù)運輸設備，并且目前還不能完全發(fā)揮其全部作用?？梢詫⒘Ⅲw停車庫結構作適當修改,采取一定的安全施，就可拓展運人、運料或雙向運輸等功能,做到一機多用,使其發(fā)揮最大經濟效益。
4 Solidworks設計基礎
4.1草圖繪制
掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束；熟練應用陣列、實體轉換等草圖繪制工具；能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。
4.2 基準特征-參考幾何體的創(chuàng)建
清楚明白基于特征的建模方式、參數化思想等概念；靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標系的建立方法；能根據建模需要綜合應用各種參考幾何體。
4.3拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建模
靈活運用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運用旋轉特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。
4.4工程圖設計
靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。
4.5裝配設計
靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運用SolidWorks智能裝配技術；靈活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。
5 圓柱形高層自動化立體停車庫的設計
5.1 圓柱形高層自動化立體停車庫的方案布局圖的確定
立體停車庫通過三相電機帶動齒輪傳動驅動鋼絲繩輪帶動整個提升裝置實現(xiàn)對車輛的提升動作，主要由驅動裝置，鋼絲繩輪，過渡輪以及機架等等部分組成，本次設計的立體停車庫機械傳動系統(tǒng)采取的方案布局圖與結構如下圖5-1所示：
5.2 主傳動系統(tǒng)的工作原理
驅動裝置是整個提升裝置的核心部分，通過電機帶動圓柱直齒齒輪傳動從而帶動主動鋼絲繩輪轉動，主動鋼絲繩輪帶動鋼絲繩的升降從而帶動提升裝置的升降，整條提升裝置通過張緊滾筒預緊，通過過渡滾筒保證提升裝置始終往一個方向運行。其中，機架以及支腿起到了支撐和加固提升裝置的作用。
6 機械傳動部分的選型計算
6.1 驅動電機的選型計算
已知整個提升裝置的總重量150KG,其他重量50KG，我們取總重量為200Kg，物品移動速度為1~2r/min。即：
具體的電機設計計算如下:
1、確定運行時間
本次設計加速時間
負載速度（m/min）
有速度可知每秒上升50mm，
電機轉速
3.負載轉矩
式中：
4.電機轉矩
啟動轉矩
必須轉矩
S為安全系數，這里取1.0。
根據以上得出數據，我們選用電機型號為160BL-A，此無電機廠家為機電產品。根據電機的特性曲線以及參數表如下：
根據計算和特性曲線以及電機基本參數表，我們選用電機型號160BL-4030H1-LK-B，電機額定功率為0.37KW，額定轉矩為7.62N.m，最大轉矩為9N.m，
額定轉速為 3000r/min。電機大致圖如下：
外形尺寸292x232，電機輸出軸徑為24mm。
6.2 圓柱齒輪傳動的選型計算
已知系統(tǒng)工況為該提升裝置每天工作12小時，小車和提升裝置各部分總重量，有一下計算：
1） 選擇\齒輪材料為45（調質），硬度為280HBS.
2） 精度等級選用7級精度；
3）小齒輪齒數z1＝50，大齒輪齒數z2＝75的；
4） 齒輪模數都為2的直齒輪
2.2.2按齒面接觸強度設計
因為低速級的載荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數據進行計算
1） 確定公式內的各計算數值
（1） 試選Kt＝1.6
（2）選取區(qū)域系數ZH＝2.433
（3）選取尺寬系數φd＝1
（4）查得εα1＝0.75，εα2＝0.87，則εα＝εα1＋εα2＝1.62
（5）查得材料的彈性影響系數ZE＝189.8Mpa
（6）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1＝600MPa；大齒輪的解除疲勞強度極限σHlim2＝550MPa；
（7）計算應力循環(huán)次數
N1＝60n1jLh＝60×192×1×（2×8×300×5）＝3.32×10e8 N2＝N1/5＝6.64×107；
（8） 查得接觸疲勞壽命系數KHN1＝0.95； KHN2＝0.98 ；
（9） 計算接觸疲勞許用應力 ；
取失效概率為1％，安全系數S＝1，由得：
[σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa [σH]2＝＝0.98×550MPa＝539MPa
[σH]＝[σH]1＋[σH]2/2＝554.5MPa；
6.3 軸承的選型計算
根據根據條件，軸承預計壽命16×365×8=48720小時；
（1）已知nⅡ=458.2r/min?兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N；
初先兩軸承為深溝球軸承6205型。
根據課本P265（11-12）得軸承內部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N；
(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0? 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=315.1N???FA2=FS2=315.1N；
(3)計算當量載荷
P1、P2根據課本P263表（11-9）取f?P=1.5;根據課本P262（11-6）式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；?
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；?
(4)軸承壽命計算
∵P1=P2故取P=750.3N；?
∵深溝球軸承 ε=3；?
6.4鍵的選型計算
鍵聯(lián)結是通過鍵實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞運動和轉矩。其中有類型也可以實現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力，有些類型并能實現(xiàn)軸向動聯(lián)結，于在圓錐篩的軸上主要通過鍵來實現(xiàn)傳遞轉矩和軸向固定所以，只需選用常見的普通平鍵，鍵的類型可根據使用要求、工作條件和聯(lián)結的結構特點表5-3-15選定，鍵的長度根據軸轂的長度從標準中選取，鍵的b×h根據徑來確定。軸和帶輪的聯(lián)結，d=70mm, 參考資料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)選用B20×12，B18×11和B12×8的普通A型平鍵，鍵長分別為90㎜，70㎜，30㎜。
7 各重要組成部分的強度校
7.1 傳動軸強度的校核
軸的強度計算一般可分為三種：
1）按扭轉強度或剛度計算；2）按彎扭合成強度計算；3）精確強度校核計算。
當軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時，可按照彎曲或者彎扭合成強度進行軸的強度計算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設計中的帶傳動對軸的力，其作用點取在輪緣寬度的中點。計算時，通常把軸當作置于鉸鏈支座上的雙支點梁，一般軸的支點近似取為軸承寬度中點。
由于本設計所用軸主要是受彎曲強度，很少的扭轉強度，是根據扭轉強度設計，應校核軸的彎曲強度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個支撐力。
軸徑是按扭轉強度初步設計的，所以要校核軸的彎曲強度，軸的強度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據軸的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據許用彎曲應力校核的，即由彎矩產生的彎曲應力不超過許用彎曲應力，一般計算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉矩圖應用公式繪出當量彎矩圖，式中是根據轉矩性質而定的應力校正系數。對于不變的轉矩，??；對于脈動的轉矩，取；對于對稱循環(huán)的轉矩取。
是材料在對稱循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力；
是材料在靜應力狀態(tài)下的許用彎曲應力；
是材料在脈動循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力；
在錐篩的設計過程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數為，，，；應滿足 下列條件：
或
W為軸的抗彎截面系數；
軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。
具體受力情況如下圖：
由材料力學的相關知識可得：
解得：
由
得：
可得軸的彎矩圖則如下：
軸所受的轉矩如下：
轉矩圖如下：
=；
所以，=
所以當量彎矩圖為：
可知軸承的危險截面在左邊軸承支撐處，根據軸的校核條件可以算出：
；
即：
所以：根據校核，截面強度足夠，其它截面也是足夠安全的。
7.2 軸承強度的校核
根據根據條件，軸承預計壽命16×365×8=48720小時；
1、 計算輸入軸承
（1）已知nⅡ=458.2r/min?兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N?；
初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC型。
根據課本P265（11-12）得軸承內部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N?；
(2)∵FS1+Fa=FS2；Fa=0?故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=315.1N?FA2=FS2=315.1N；
(4)計算當量載荷
P1、P2根據課本P263表（11-9）取f?P=1.5;根據課本P262（11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N;?
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N;?
∵P1=P2故取P=750.3N；?
∵角接觸球軸承 ε=3?；
軸承運動和換向時承受過大的沖擊負荷，或當軸承靜止時，由于機器振動等因素都會使接觸處形成凹坑。外界硬粒進入軸承內，也可在接觸表面形成壓痕，這種永久變形量超過一定限度，就會防礙直線運動平穩(wěn)性，引起振動和噪音，振動會進一步沖擊凹坑周圍材料，造成惡性循環(huán)，使凹坑面積擴大，這種永久變形量用基本額定靜載荷限定。鋼球和套圈接觸點兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時的靜載荷，定義為基本額定靜載荷C0。
軸承使用時，沖擊力很難測定，常用選取適當的靜載荷安全系統(tǒng)來保證軸承靜載荷不超過基本額定靜載荷。選型時使軸承承受的靜載荷P0 C0/FS，不受振動和沖擊場合FS取1.0 1.5，受振動和沖擊工作場合FS取2.0~7.0。
軸承由于反復承受工作載荷，首先在表面下一定深度處，強度較弱部分形成裂紋，繼而發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落下來，這種剝落稱為疲勞剝落。在安裝、潤滑、密封正常的情況下，絕大多數軸承的破壞是疲勞破壞，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。直線軸承額定壽命規(guī)定為5萬米， 通過限定基本額定動載荷C來保證。由于軸承壽命具有分散性，即同一批材料、相同工藝生產、相同使用條件下的軸承壽命不相同，所以軸承基本額定動載荷C定義為一批相同的軸承在相同條件下運行5萬米，軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動載荷。
結 論
時間過得真快啊，轉眼間四年時間都過去了，在這四年中，我學到了許多專業(yè)知識，就拿這次的畢業(yè)設計來說吧，我查閱了《機械設計手冊》，《圓柱形高層自動化立體停車庫機械系統(tǒng)設計》，使我充分掌握了圓柱形高層自動化立體停車庫機械系統(tǒng)設計方法和步驟，更重要的復習所學專業(yè)的知識，以前總認為學這些專業(yè)知識沒用，那是我太天真了，當這次的畢業(yè)設計，它幫了我不少的忙，特別是《機械設計》這課對我的畢業(yè)設計幫助特別大，都怪上課沒認真聽講，導致做畢業(yè)設計時要問比我學的好的同學，通過這次做畢業(yè)設計讓我認識到學習不是個壞事，是為了自己的，還有學習這些知識精通的話對我們找個好工作有大大的幫助，總之我除了感謝我的老師和幫助過我的同學外更要感謝自己的。
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致 謝
當我寫到這里的時候，我心里是別提有多么的開心，不管前面的對與錯，總之，我覺得自己做到這里已不錯了，感謝老師和幫助我的同學一起到圖書館查資料的那些同學們，要不是你們恐怕我現(xiàn)在真不知道自己能做到哪里，首先您不僅在學習學業(yè)上對我以精心的指導，同時還在我改寫論文時給我鼓勵和支持，從這點看出老師當初選你當我的老師我是明智的，而且，通過這次寫論文我知道遇到什么事總要靠別人來完成，現(xiàn)在我覺得這種想法是我錯啦，也許自己做的比那些人做的會更好，同時，我要把這種態(tài)度放到工作當中，我相信我自己一定可以比別人做的出色。說實話，我從開始認真做畢業(yè)設計的時候，才領悟到知識確實是種強大的工具，我現(xiàn)在想來前面失去的，我想在通過在工作中補回來，想到這里自己說了句“呵呵”，但是話說回來，這次的畢業(yè)設計我花了挺大的功夫，雖然是苦，但心里挺開心的，我想如果大學這四年我好好來利用它的話，我的畢業(yè)設計不談在班里第一個交，最少也在前十個人之前交，最后在這里衷心的對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學的幫助。
附錄 一
機械工程的內容
機械工程的服務領域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產的部門，都需要機械工程的服務。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務領域：研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產各種產品的機械、研制和提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武器。
? 不論服務于哪一領域，機械工程的工作內容基本相同，主要有：
建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產生、傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。
? 研究、設計和發(fā)展新的機械產品，不斷改進現(xiàn)有機械產品和生產新一代機械產品，以適應當前和將來的需要。
機械產品的生產，包括：生產設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產計劃的制訂和生產調度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產。銷售對象遍及全部產業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經營特別復雜，企業(yè)的生產管理、規(guī)劃和經營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。
? 機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。
機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。
研究機械產品在制造過程中，尤其是在使用中所產生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。
機械工程分類
機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產業(yè)可分為農業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。
這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。
機械工程的發(fā)展歷程
人類成為“現(xiàn)代人”的標志就是制造工具。石器時代的各種石斧、石錘和木質、皮質的簡單粗糙的工具是后來出現(xiàn)的機械的先驅。從制造簡單工具演進到制造由多個零件、部件組成的現(xiàn)代機械，經歷了漫長的過程。
幾千年前，人類已創(chuàng)制了用于谷物脫殼和粉碎的臼和磨，用來提水的桔槔和轆轤，裝有輪子的車，航行于江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動力，從人自身的體力，發(fā)展到利用畜力、水力和風力。所用材料從天然的石、木、土、皮革，發(fā)展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶車，已是具有動力、傳動和工作三個部分的完整機械。
人類從石器時代進入青銅時代，再進而到鐵器時代，用以吹旺爐火的鼓風器的發(fā)展起了重要作用。有足夠強大的鼓風器，才能使冶金爐獲得足夠高的爐溫，才能從礦石中煉得金屬。在中國，公元前1000～前900年就已有了冶鑄用的鼓風器，并逐漸從人力鼓風發(fā)展到畜力和水力鼓風。
15～16世紀以前，機械工程發(fā)展緩慢。但在以千年計的實踐中，在機械發(fā)展方面還是積累了相當多的經驗和技術知識，成為后來機械工程發(fā)展的重要潛力。17世紀以后，資本主義在英、法和西歐諸國出現(xiàn)，商品生產開始成為社會的中心問題。
18世紀后期，蒸汽機的應用從采礦業(yè)推廣到紡織、面粉、冶金等行業(yè)。制作機械的主要材料逐漸從木材改用更為堅韌，但難以用手工加工的金屬。機械制造工業(yè)開始形成，并在幾十年中成為一個重要產業(yè)。
機械工程通過不斷擴大的實踐，從分散性的、主要依賴匠師們個人才智和手藝的一種技藝，逐漸發(fā)展成為一門有理論指導的、系統(tǒng)的和獨立的工程技術。機械工程是促成18～19世紀的工業(yè)革命，以及資本主義機械大生產的主要技術因素。
動力是發(fā)展生產的重要因素。17世紀后期，隨著各種機械的改進和發(fā)展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產提高到一個新的階段。
在英國，紡織、磨粉等產業(yè)越來越多地將工場設在河邊，利用水輪來驅動工作機械。但當時的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產需要下，18世紀初出現(xiàn)了紐科門的大氣式蒸汽機，用以驅動礦井排水泵。但是這種蒸汽機的燃料消耗率很高，基本上只應用于煤礦。
1765年，瓦特發(fā)明了有分開的冷凝器的蒸汽機，降低了燃料消耗率。1781年瓦特又創(chuàng)制出提供回轉動力的蒸汽機，擴大了蒸汽機的應用范圍。蒸汽機的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產、鐵路和航運都得以機械動力化。蒸汽機幾乎是19世紀唯一的動力源，但蒸汽機及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應用很不方便。
19世紀末，電力供應系統(tǒng)和電動機開始發(fā)展和推廣。20世紀初，電動機已在工業(yè)生產中取代了蒸汽機，成為驅動各種工作機械的基本動力。生產的機械化已離不開電氣化，而電氣化則通過機械化才對生產發(fā)揮作用。
發(fā)電站初期應用蒸汽機為原動力。20世紀初期，出現(xiàn)了高效率、高轉速、大功率的汽輪機，也出現(xiàn)了適應各種水利資源的水輪機，促進了電力供應系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。
19世紀后期發(fā)明的內燃機經過逐年改進，成為輕而小、效率高、易于操縱、并可隨時啟動的原動機。它先被用以驅動沒有電力供應的陸上工作機械，以后又用于汽車、移動機械和輪船，到20世紀中期開始用于鐵路機車。蒸汽機在汽輪機和內燃機的排擠下，已不再是重要的動力機械。內燃機和以后發(fā)明的燃氣輪機、噴氣發(fā)動機的發(fā)展，是飛機、航天器等成功發(fā)展的基礎技術因素之一。
工業(yè)革命以前，機械大都是木結構的，由木工用手工制成。金屬(主要是銅、鐵)僅用以制造儀器、鎖、鐘表、泵和木結構機械上的小型零件。金屬加工主要靠機匠的精工細作，以達到需要的精度。蒸汽機動力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機車等大型機械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，越來越大，要求的精度也越來越高。應用的金屬材料從銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。
機械加工包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術及其裝備，以及切削加工技術和機床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產業(yè)發(fā)展生產所需的機械裝備的供應。
社會經濟的發(fā)展，對機械產品的需求猛增。生產批量的增大和精密加工技術的進展，促進了大量生產方法的形成，如零件互換性生產、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等。
簡單的互換性零件和專業(yè)分工協(xié)作生產，在古代就已出現(xiàn)。在機械工程中，互換性最早體現(xiàn)在莫茨利于1797年利用其創(chuàng)制的螺紋車床所生產的螺栓和螺帽。同時期，美國工程師惠特尼用互換性生產方法生產火槍，顯示了互換性的可行性和優(yōu)越性。這種生產方法在美國逐漸推廣，形成了所謂“美國生產方法”。
20世紀初期，福特在汽車制造上又創(chuàng)造了流水裝配線。大量生產技術加上泰勒在19世紀末創(chuàng)立的科學管理方法，使汽車和其他大批量生產的機械產品的生產效率很快達到了過去無法想象的高度。
20世紀中、后期，機械加工的主要特點是：不斷提高機床的加工速度和精度，減少對手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機械化和自動化程度；利用數控機床、加工中心、成組技術等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產的生產效率提高到近于大量生產的水平；研究和改進難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術。
18世紀以前，機械匠師全憑經驗、直覺和手藝進行機械制作，與科學幾乎不發(fā)生聯(lián)系。到18～19世紀，在新興的資本主義經濟的促進下，掌握科學知識的人士開始注意生產，而直接進行生產的匠師則開始學習科學文化知識，他們之間的交流和互相啟發(fā)取得很大的成果。在這個過程中，逐漸形成一整套圍繞機械工程的基礎理論。
動力機械最先與當時的先進科學相結合。蒸汽機的發(fā)明人薩弗里、瓦特，應用了物理學家帕潘和布萊克的理論；在蒸汽機實踐的基礎上，物理學家卡諾、蘭金和開爾文建立起一門新的科學——熱力學。內燃機的理論基礎是法國的羅沙在1862年創(chuàng)立的；1876年奧托應用羅沙的理論，徹底改進了他原來創(chuàng)造的粗陋笨重、噪聲大、熱效率低的內燃機而奠定了內燃機的地位。其他如汽輪機、燃氣輪機、水輪機等都在理論指導下得到發(fā)展，而理論也在實踐中得到改進和提高。
早在公元前，中國已在指南車上應用復雜的齒輪系統(tǒng)，在被中香爐中應用了能永保水平位置的十字轉架等機件。古希臘已有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動的記載。但是，關于齒輪傳動瞬時速比與齒形的關系和齒形曲線的選擇，直到17世紀之后方有理論闡述。
手搖把和踏板機構是曲柄連桿機構的先驅，在各文明古國都有悠久歷史，但是曲柄連桿機構的形式、運動和動力的確切分析和綜合，則是近代機構學的成就。機構學作為一個專門學科，遲至19世紀初才首次列入高等工程學院(巴黎的工藝學院)的課程。通過理論研究，人們方能精確地分析各種機構，包括復雜的空間連桿機構的運動，并進而能按需要綜合出新的機構。
機械工程的工作對象是動態(tài)的機械，它的工作情況會發(fā)生很大的變化。這種變化有時是隨機而不可預見；實際應用的材料也不完全均勻，可能存有各種缺陷；加工精度有一定的偏差，等等。
與以靜態(tài)結構為工作對象的土木工程相比，機械工程中各種問題更難以用理論精確解決。因此，早期的機械工程只運用簡單的理論概念，結合實踐經驗進行工作。設計計算多依靠經驗公式；為保證安全，都偏于保守，結果制成的機械笨重而龐大，成本高，生產率低，能量消耗很大。
從18世紀起，新理論的不斷誕生，以及數學方法的發(fā)展，使設計計算的精確度不斷的提高。進入20世紀，出現(xiàn)各種實驗應力分析方法，人們已能用實驗方法測出模型和實物上各部位的應力。20世紀后半葉，有限元法和電子計算機的廣泛應用，使得對復雜的機械及其零。構件進行力、力矩、應力等的分析和計算成為可能。對于掌握有充分的實踐或實驗資料的
機械或其元件，已經可以運用統(tǒng)計技術，按照要求的可靠度，科學地進行機械設計。
機械工程的發(fā)展展望
機械工程以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產品。在未來的時代，新產品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經濟的目標任務。
機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。
人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。
人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作，從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。
人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。
19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。
由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自20世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。
綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。
綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學、自然科學和工程技術，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。
附錄 二
The content of mechanical engineering
Mechanical engineering services and multi-faceted, who use machinery, tools, and energy and material production department of mechanical engineering, need the service. The summary mentions, modern machinery engineering has five services: development and provide energy conversion, and provide for mechanical manufacturing all kinds of products and machinery, provide various services in the machinery, the development and provide family and personal life, the development and the application of the machines provide various mechanical weapons.
Regardless of what a