鏈驅動雙層升降橫移式立體車庫畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 纏繞鋼絲繩來實現上層托盤的升降。 提升的原理和電機安放位置為了制造、安裝方便，上下兩層的托盤基本相同。無論是尺寸，還是組成都基本相同。區別就在于：底層的托盤有滾輪，而上層的托盤有滑輪，此處重點來說明一下鏈輪、鏈條和提升電機及相關組成部分。從電機的安裝和美觀的角度來考慮，電機應該防在車庫框架后方的橫梁上，而且一個托盤需要兩個電動機，一側一個水平放置在橫梁上，此處電機的定位依靠底盤來定位。提升用的電機和平移用的電機一樣也選用帶有減速器的電機。鏈傳動最常見的方式就是利用一條閉合的鏈條，把一根軸上的動力傳遞到另一根軸上，兩個鏈輪要求在同一個水平面上。本設計中要求鏈條傳遞動力，還要求鋼絲繩傳遞運動，所以采用閉合鏈條，鋼絲繩是采用一端固定，一端固定在滾筒上。這種情況下，一個托盤只有兩根鋼絲繩在承載，對鋼絲繩的要求較高。如果托盤上前端有一個鋼絲繩的固定端，后端有一個鋼絲繩的固定端，這種情況下托盤有四根鋼絲繩來承載，安全系數較高，但框架上的鏈條較復雜，制造不方便。如果鋼絲繩固定在框架縱向梁的前部，然后和托盤上兩個滑輪配合，最后回到縱向梁的后部，示意圖如下圖所示。這種方式不但有四根鋼絲繩來承載，而且提升平穩，安全系數高，所以就采用這種方式。圖22上層托盤和轎車提升的簡圖由于上層托盤提升到固定位置時，需要在此處長時間停滯，所以需要在鏈輪軸上安裝制動器，制動器應該選用常閉型的制動器，因為托盤挺在固定位置的時間比托盤運動的時間長很多，電機軸和鏈輪軸之間也采用凸緣式聯軸器進行聯接。1）按照不同的工況，選用相應的標準鏈條，這是基本原則，但是由于具體工況的多樣性和復雜性，而且標準的覆蓋面總是有限的。因此必要時也可以在規格、尺寸、參數符合標準的同時對此鏈條的性能提出較高的要求，并以此向鏈條廠咨詢協商定貨。 2）設計時應盡量采用標準鏈條，如遇到標準鏈條不能滿足設計要求時，有時要進行非標準聯體設計。此時要盡量查找國內外有關標準，參照標準提供的尺寸參數，改選較好的材質等。3）鏈傳動是利用中間撓性鏈條和鏈輪輪齒的相互嚙合傳遞運動和動力的。它具有帶傳動和齒輪傳動的優點，其缺點是瞬間傳動比變化，因為鏈節與鏈輪相嚙合時，可看成是鏈節繞在多邊形的鏈輪上。鏈的節距p愈大，鏈輪齒數z愈小，則鏈速的不均勻性以及附加的動載荷大。設計鏈傳動時，在滿足鏈傳動傳遞功率的前提下，應盡可能選用較小的節距和較多的齒數。4）鏈傳動安裝時，兩鏈輪軸的平行度至關重要，特別是速度較高的鏈傳動及多排鏈傳動，其兩輪軸線的平行度達不到規定精度時，會使鏈與鏈輪嚙合狀況惡化，并將加大沖擊與振動。5）對于傳遞動力的鏈傳動，當鏈速較高時，其潤滑就成為重要的問題，應采用推薦的潤滑方式進行潤滑，否則，它將嚴重影響鏈的壽命。6）設計鏈傳動時，應加裝防護罩或防護裝置。 設計數據本課題給出轎車的幾何參數為：車身長為4700mm，車身寬為1700mm，車身高為1550mm,總重是1600Kg。托盤為載車容器，其尺寸應該大于轎車的尺寸，故托盤的尺寸初步定為：長L=5400mm,寬W=，左右兩個立柱間的距離應該大于托盤的寬度，因為這樣既有利于轎車的存取，也有利于托盤的安放，所以把左右兩個立柱間的距離定為2100mm,基坑的長度為6500mm。這是托盤和車庫框架的大體尺寸。3升降橫移設備的結構設計機械式立體停車庫有許多種類型，根據其工作原理可分為：升降橫移式；水平循環式；平面移動式等等。采用以載車板升降或橫移存取車輛的機械式停車設備叫做升降橫移式立體停車庫，由于升降橫移式停車庫的類型比較多，規模可大可小，對場地的適應性強，因此采用這一類型的停車庫十分的普遍。 升降橫移式立體停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動到達地面層，駕駛員進入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫內地面的車只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需要通過中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可以進入車庫內將汽車開進或開出車庫。圖31 車庫原理圖升降此車庫適用于小區里使用，停放的車輛是小型轎車。此車庫一共有3個出入口。底層的載車板只能進行水平的橫向移動，上層的載車板只能進行豎直方向上的上下運動。本車庫一共可以停放5輛轎車（即一共有5個載車板）。為了實現載車板的自由提升和橫移，從而實現轎車的存取，底層存在一個空車位，即能夠橫移的載車板只有兩個，為了對存取車進行詳細的說明，對各個車位進行了編號，號碼如圖31所示。現在以取車為例來說明存取車的順序。如圖所示，假設5車位目前為空車位。如果要取6車位的轎車，可以直接取車；如果要取2車位的轎車，只需要將2車位的載車板下放到5車位即可以取車，最后讓我們來看一下1（3）車位的轎車的取車順序，要取1（3）車位的轎車，必須先將4（6）車位的載車板橫移的空車位（2車位），然后將1（3）車位的載車板下放到4（6）車位即可以取車了。需要說明一下的是，當轎車取走后，上層的載車板需要提升到原位。存車的過程和取車的過程基本相同，唯一的區別就是：存車時盡量先將轎車存放在上層的車位，然后再存放下層的車位。1．托盤的基本尺寸的設計此立體車庫適合小區使用，所停車輛為轎車和微型面包車，一般轎車的基本參數： 長：L=4700mm。 寬：W=1700mm。 高：H=1550mm。初步確定托盤的基本尺寸： 長：L=5400mm。 寬：W=2000mm。2．托盤上基本零部件的選擇和設計： （1）直接將滾輪安裝在托盤上，在存車位上安裝導軌（輕軌），滾輪直接在導軌上滾動，可以減少摩擦力，而且托盤移動平穩。滾輪在安裝中有中心軸，軸焊接在托盤上，軸承選擇內圈固定，外圈旋轉，其結構簡圖，如圖32所示。 1軸承 2滾筒 3軸承端蓋 4軸圖32滾輪示意圖托盤示意簡圖見零件圖（A1）（1）外框空心鋼管的選擇選用結構用冷彎矩形空心鋼管（GB672886）選擇的尺寸：邊長70㎜, 壁厚t=㎜, ㎏/m.另選用的結構用冷彎矩形空心鋼管（GB672886）選擇的尺寸200㎜100㎜,壁厚t=㎜,理論重量㎏/m.(2)托盤中用于承載汽車的鋼板的選擇 根據GB327782，選擇菱形花紋鋼板，以增大汽車輪胎與鋼板之間的摩擦力。厚度5㎜,㎜,其它鋼板，如承載用的平行與水平面的鋼板。根據（GB70988），選擇厚度5㎜,㎜,㎜的鋼板一分為二。 對于鋼板厚度 5㎜, 理論重量 ㎏/m2 厚度 4㎜, 理論重量 ㎏/m2 菱形花紋鋼板 厚度 5㎜, ㎏/m2 (3)角鋼的選擇 根據GB978788選擇碳素鋼Q235A，尺寸為50*50*5㎜的熱軋鋼等，㎏/m.(4)托盤整體采用焊接的方法： 焊縫均采用手工電弧焊，焊縫不能有透、熔、蝕等缺陷，修刺倒棱，焊后退火處理，綜上所述得出：如圖：菱形鋼板 寬W= 長L= 矩形鋼板 寬W= 長L= 方形鋼板 寬W= 長L=2m 中間鋼板 寬W= 長L= 邊上鋼板 寬W= 長L=3m得出： 方型鋼管：M1=㎏/m2=㎏ 矩形鋼管：M2=18㎏/m2=㎏ 中間鋼板：M3=㎏/m2=㎏ 菱形鋼板：M4=㎏/m24=㎏ 角鋼： M5=㎏/m4=㎏邊上鋼板：M6=㎏/m223m=㎏ 其它重量：M7= ㎏所以上層托盤總重量為M總=M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 =630㎏.由于底層托盤上有滾輪和齒條：估算滾輪重量M滾=4=㎏齒條采用45號鋼，淬火，103㎏/m3長度為L=2150㎜，寬度為W=100㎜,高度為H=60㎜M齒條=2150㎜100㎜60㎜103㎏/m31012=㎏底層托盤總重量為=624㎏+=㎏故底層托盤的重量初步定為730㎏. 導軌的設計由于轎車和托盤的重量達到2330㎏，故選擇GB1126489中的輕軌，型號30。查其總高是108㎜，總寬是108㎜，總長是基坑的長度，由車架的設計部分可以得知基坑的長度為6500㎜，其截面如圖34所示：潤滑方式：采用人工加油的方式直接向導軌上澆油，不需要專門的潤滑裝置。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是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升降橫移式立體停車庫的總量，而且它的輕重、穩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，傳動系統決定著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成為影響整個立體停車庫的關鍵因素在此設計中，因為上層的托盤和其上面的轎車重量都有框架來承受，所以框架不僅要結構簡單，制造容易，還要求滿足一定的強度要求。主框架底座部分用混凝土澆注,立柱直接筑在混凝土中。因為立柱上安裝有導軌，載車板的槽鋼內裝有導靴，兩者需要相配合，立柱的間距應該根據載車板的寬度而定。其結構如下圖： 圖 35 主框架圖在工程結構中，鋼結構是應用比較廣泛的一種建筑結構，一些高度或跨度比較大的結構，載荷或吊起重量很大的結構，有較大振動的結構，高溫車間的結構等等，采用其它建筑材料，目前尚有困難或不是很經濟，有時候也滿足不了強度要求，則可考慮用鋼結構。本設計中采用鋼結構用于升降裝置的支撐及立體車庫的主框架結構，這種鋼結構具有以下的幾個優點。在相同的載荷條件下，采用鋼結構時，結構的自重較小，當跨度和載荷相同時，剛架的重量只有混凝土層架重量的1/4～1/3，如果用薄臂型鋼屋架，則可更強，由于重量輕，便于運輸安裝。2安全可靠 鋼材質地均勻，各向同性，彈性模量大，具有良好的塑性和韌性。3工業化生產程度高 與其它建筑結構相比，鋼結構工業化生產程度高，能成批大量生產，制造精度高，采用工廠制造、工地安裝的施工方法，可縮短周期，降低造價，提高經濟效益。4具有一定的耐熱性 溫度在35度以內鋼的性質變化很小，溫度達到30度以后強度逐漸下降，達到45度～60度時，強度為零。因此鋼結構防火性較鋼筋混凝土差，一般用于溫度不高于25度的場合。同時鋼結構設計時應滿足下列要求：（1） 結構必須有足夠的強度，鋼性和穩定性。（2） 要符合建筑物的使用要求，要有良好的耐久性（3） 盡可能節約鋼材，減輕鋼結構重量（4） 盡可能縮短制造安裝時間，節約勞動時間（5） 結構要便于運輸、維護（6） 可能條件下，盡量注意美觀，特別是外露機構 根據以上各項要求，鋼結構設計應重視貫徹和研究節約鋼材，降低造價的各種措施，做到技術先進，經濟合理，安全適用，確保質量。 立柱采用工子鋼，因為工子鋼有很強的承載壓力的能力。一共有8根立柱，前后各有4根，采用澆注的方法固定在混凝圖中（地面采用混凝土）。橫梁采用寬高為2000㎜100㎜的冷彎矩形空心鋼管（GB672886），因為提升機構的電動機、聯軸器和制動器要放在橫梁上，所以矩形空心鋼管平放在立柱上，采用焊接的方法連接。縱向梁的選擇比較困難，因為縱向梁不僅可以用冷彎矩形空心鋼管，也可以采用角鋼相對放置構成。由前面的設計知道，鏈輪的結構要放在縱向梁上，不管采用那種方式的縱向梁。鏈輪的底板都可以方便的固定在縱向梁上。但是，當采用前者的方法時，需要在冷彎矩形空心鋼管上開矩形孔，制造比較麻煩，所以決定采用兩個角鋼相對放置的方法來制造縱向梁，兩個角鋼之間存在一定的距離，距離由鏈條的寬度來定。縱向梁也采用焊接的方式固定在橫梁上。由上面的分析知道，鏈輪安裝在縱向梁上，縱向梁要承受轎車和托盤的重量。同時由于縱向梁跨度比較大，所以在整個鋼架中，對縱向梁的校核最為重要。現在來分析縱向梁所受的載荷。取托盤（含轎車）為研究對象，分析受力示意圖如圖32所示：圖36 受力分析示意圖由于四根鏈條同時承載。所以每根鏈條所受載荷F為： F=（G1+G2）/4=（1600+630）㎏㎏/4= 因為每個托盤有四根鏈條來承載，每條鏈條所承受的拉力為5537N。鏈條固定在兩根角鋼上，不過，角鋼上要承受兩個這樣的力，兩個力的距離如圖37所示。因為角鋼的兩端固定在橫向梁上，所以角鋼可以近似的簡化為簡支梁，它的受力分析圖和彎矩圖如圖37所示。 37縱向梁的受力分析角鋼的承受的最大正應力為： δmax=Mmax/W式中 Mmax梁的最大彎矩 W抗彎截面系數梁的最大彎矩由圖33可知，抗彎截面系數和角鋼的材料有關，查閱《機械設計手冊》106，所以有：δmax=106/ ≈對于材料Q235，查閱GB70088，知道δ在375Mpa～500Mpa之間，故縱向梁是安全的。4 升降橫移停車設備傳動系統的設計橫移機構傳動示意圖：1 YCJ系列齒輪減速三相異步電動機 2 聯軸器 3齒輪軸 4齒輪 5 齒條 6 滾輪圖41 橫移傳動示意簡圖、齒條、傳動驅動電動機的選擇取托盤（含轎車）為研究對象，受力分析示意圖：圖42 托盤受力分析示意圖由上圖可以知道，托盤運行條件是F1=Nf查閱〈〈摩擦、磨損與潤滑手冊〉〉（第二冊，機械工業出版社）得知：在任何滾動軸承中，克服摩擦所消耗的功率可以按下式計算的平均摩擦力來計算： Nf=faP Nf軸承所受的摩擦力 fa滾動摩擦系數平均值 P按一般動力計算公式得的軸承上的當量載荷查閱〈〈摩擦手冊〉〉，存在制