本科機械畢業(yè)設(shè)計論文cad圖紙 qq 401339828 摘要本文簡要介紹了各類立體停車庫的結(jié)構(gòu)和特點，給出了各類立體停車庫的性能指標(biāo)，并對立體停車庫的設(shè)計要點進行了簡要說明。本文重點介紹了立體車庫升降部分設(shè)計，橫移部分設(shè)計。本設(shè)計主要內(nèi)容分為二大部分：（1）升降機構(gòu)設(shè)計主要設(shè)計了主要鏈條驅(qū)動，設(shè)計了鏈條和鏈輪。（2）橫移機構(gòu)設(shè)計主要設(shè)計了托盤的結(jié)構(gòu)尺寸，確定了齒輪、齒條的各主要參數(shù)，對驅(qū)動機構(gòu)中的各部件進行了選型、設(shè)計。本設(shè)計的主要特點是：節(jié)省投資，控制方便。關(guān)鍵字 立體停車庫；升降裝置；橫移裝置； 鏈驅(qū)動abstractthe paper summarizes the structure and the features of different kind of parking place. the introduction of the main performance parameters and introduced too. this paper mainly introduces the design of main components of its elevator and conveying appliance.the main points of the design include two important pats.1.elevating appliance designmainly designed the main chain link to actuate, to design the chain link and the chain wheel.2.conveying appliance designmainly has designed the tray structure size, had determined the gear, rack each main parameter, has carried on the shaping, the design to in the driving mechanism various parts.the major characteristic of this design is: major equipment has only a set, save investment, control convenience.keywords three-dimensional stops the garage the elevating gear moves horizontally the installment chain actuation目 錄1 緒論71.1概述71.2機械式立體停車發(fā)展概況81.3升降橫移式立體停車庫的特點91.4研究升降橫移式立體停車庫的意義92 設(shè)計的基本思想和方案的比較112.1平移式立體車庫的幾種提升機構(gòu)方式112.1.1鋼絲繩提升112.1.2液壓提升112.1.3鏈條提升112.2平移式立體車庫的幾種橫移機構(gòu)方式112.3 總體方案確定122.4運動的基本原理132.4.1橫移機構(gòu)的基本原理132.4.2提升機構(gòu)的基本原理132.5設(shè)計數(shù)據(jù)143 橫移部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計153.1內(nèi)容介紹153.2托盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計153.2.1托盤的基本設(shè)計153.2.2滾筒的設(shè)計163.3齒輪、齒條傳動的設(shè)計計算173.3.1平移裝置中齒輪、齒條傳動驅(qū)動電機的選擇173.3.2齒輪、齒條的設(shè)計193.4驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計213.4.1聯(lián)軸器的選擇213.4.2齒輪軸的設(shè)計計算和校核223.4.3鍵聯(lián)接的強度校核233.5橫移機構(gòu)一些零部件的選擇計算:243.5.1托盤運行的軌道設(shè)計243.5.2齒條實際尺寸的確定243.5.3電機支架的設(shè)計和計算244 提升部分的設(shè)計計算264.1 鏈輪、鏈條的設(shè)計264.1.1鏈條的設(shè)計計算264.1.2鏈輪的設(shè)計計算274.1.3鏈傳動的潤滑294.2驅(qū)動機構(gòu)設(shè)計304.2.1電動機的設(shè)計304.2.2制動器的選擇304.2.3聯(lián)軸器的選擇314.2.4所用電機機架的設(shè)計計算324.3鏈輪軸的設(shè)計計算與校核324.3.1鏈輪軸上的功率和轉(zhuǎn)速的計算324.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度334.3.3軸上零件的軸向定位334.3.4求軸上的載荷344.3.5按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度354.4 鍵聯(lián)接的強度校核364.4.1對于半聯(lián)軸器與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸364.4.2對于鏈輪與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸365 車庫框架的設(shè)計375.1結(jié)構(gòu)的強度校核375.2材料的選擇385.2.1 材料強度高385.2.2安全可靠385.2.3工業(yè)化生產(chǎn)程度高395.2.4具有一定的耐熱性395.3制造方法396 停取車的自動控制406.1升降橫移式立體停車設(shè)備工作原理406.2電器控制系統(tǒng)40小結(jié)42致謝43參考文獻441緒論1.1概述車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近3040年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發(fā)機械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，鏈驅(qū)動雙層升降橫移式立體車庫停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。鏈驅(qū)動雙層升降橫移式車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機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。 鏈驅(qū)動雙層升降橫移式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，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，鏈驅(qū)動雙層升降橫移式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械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。鏈驅(qū)動雙層升降橫移式車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。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)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設(shè)立機械停車樓。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。在中華人民共和國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) jb/t 8713-1998 ：機械式停車設(shè)備類別，形式，基本參數(shù)要目中，對機械式停車設(shè)備進行了劃分，其類別代號如下：升降橫移類，代號為sh，是指通過設(shè)備的垂直升降和水平橫移進行移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。垂直循環(huán)類，代號為cx，是指通過搬運器在垂直平面內(nèi)做連續(xù)的循環(huán)移動，來實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。水平循環(huán)類，代號為sx，是指搬運器在水平平面內(nèi)排列成2列或2列以上連續(xù)循環(huán)列尖轉(zhuǎn)換移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。多層循環(huán)類，代號為dx，是指車輛搬運器在垂直平面內(nèi)排成2層或2層以上做連續(xù)移動，兩端有升降機構(gòu)進行循環(huán)層間轉(zhuǎn)換移動，實現(xiàn)車輛存取的停車設(shè)備。平面移動類，代號為py，是指存車位與搬運器在同一水平面內(nèi)，通過搬運器在水平面內(nèi)做往復(fù)移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。巷道堆垛類，代號為xd，是指存車位在巷道一邊或兩邊多層布置，通過搬運器在巷道內(nèi)做水平，垂直或水平垂直復(fù)合運動，實現(xiàn)車輛的存取功能的停車設(shè)備。垂直升降類，代號為cs，是指停車位分布在井道周圍，通過升降搬運器在專用升降通道內(nèi)做升降移動，時間車輛存取功能的停車設(shè)備。簡易升降類，代號為js，是指通過單一搬運器的升降，俯仰或二三層搬運器的整體升降，俯仰，實現(xiàn)車輛二三層車輛存取功能的停車設(shè)備。汽車升降機類代號為qs;是指搬運器運載車輛(或同時運載駕駛員)垂直升降運行進行多層平層對位，從搬運器到存車位需要駕駛員駕車入位，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。 巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機進行存取，因此對堆垛機的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。巷道堆垛式立體車庫設(shè)備是20世紀(jì)60年代后歐洲根據(jù)自動化立體車庫原理設(shè)計的一種專門用于停放小型汽車的停車設(shè)備。該種車庫設(shè)備采用先進的計算機控制，是一種集機、光、電、自動控制為一體的全自動化立體全封閉車庫，存車安全等特點。該類車庫主要適應(yīng)大型密集式存車。1. 2機械式立體停車發(fā)展概況機械式立體停車設(shè)備的應(yīng)用己有30多年的歷史。發(fā)展較早、較好的有日本、韓國、德國等。在亞洲，機械式停車設(shè)備采用較早、應(yīng)用較普遍的是日本、韓國和臺灣。日本從20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械式停車設(shè)備。當(dāng)時日本全國汽車保有量約為500萬輛，采用的大多是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。80年代開始向韓國、中國和我國臺灣省出口產(chǎn)品和技術(shù)。90年代其汽車保有量達到6200萬輛，機械式停車設(shè)備也得到了高速發(fā)展，年遞增率達到30%，品種也從單一的垂直循環(huán)式發(fā)展為多種形式，其中比較突出的就有升降橫移式立體停車庫，至今己開發(fā)生產(chǎn)出九大類近百個品種，還包括停放自重不大于13噸的大型客車、載貨汽車、自卸車、工程車等的機械式停車設(shè)備。在日本，機械式停車場己超出了單純用于停車的功能，而是發(fā)展成了與城市環(huán)境融為一體，具有較強的實用性、觀賞性和經(jīng)濟開發(fā)價值的城市建筑。日本從事機械式停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200多家，其中生產(chǎn)機械式停車設(shè)備的公司約有100多家，比較大的公司有石川島播磨、新明和、日精、三菱重工、大福、日成、東急、內(nèi)外及昭和起重機等，產(chǎn)品有出口，也有進口的。日本目前每年投運的機械式停車設(shè)備在10萬個車位以上。韓國機械設(shè)停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀(jì)70年代中期為起步階段，80年代為引進階段，90年代為供應(yīng)使用階段。由于這幾個階段受到了政府的高度重視，各種機械式停車設(shè)備的到了普遍的開發(fā)和利用，年遞增速度達到30%; 2000 2010年為發(fā)展階段，自動化停車設(shè)備將隨供應(yīng)量不斷的擴大而得到迅猛發(fā)展。我國在20世紀(jì)80年代初開始研制和使用機械式停車設(shè)備。80年代是起步階段，90年代以來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車進入家庭后，停車設(shè)備的應(yīng)用逐步推廣，已經(jīng)形成了新興的停車設(shè)備行業(yè)，步入引進、開發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段，現(xiàn)在從事停車設(shè)備制造的企業(yè)數(shù)約有100家，其中主機生產(chǎn)企業(yè)超過50家。首批獲的國家頒發(fā)的立體停車設(shè)備制造企業(yè)資質(zhì)的企業(yè)有22家。產(chǎn)品經(jīng)引進技術(shù)和自我研究開發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高，許多設(shè)備采用了當(dāng)前機械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計算機等領(lǐng)域的先進技術(shù)，如采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，使運行高速、平穩(wěn)、省電、減少振動和噪聲;控制形式有按鈕式、ic卡式、觸摸屏式、密碼鑰匙式、遙控式等，有些設(shè)備還采用了總線控制技術(shù);傳動裝置采用內(nèi)藏式，以增大停車空間并保護各傳動元件不受污染和腐蝕，提高了設(shè)備的耐久性;機械結(jié)構(gòu)中采用了模塊化設(shè)計，便于組合使用，易于安裝拆卸，縮短施工周期;還采用一些新材料、新工藝，如采用“h”型鋼做鋼梁，組合的鍍鋅板或一體成型的鍍鋅板做載車板;安全保護方面采用了聲光引導(dǎo)及定位裝置，自動消防滅火系統(tǒng)等。目前品種的滿足率己達90%左右，有的品種填補了國內(nèi)空白，產(chǎn)品國產(chǎn)化率達到50%以上。停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展?fàn)可娴酵＼嚵⒎ā⑹召M政策、城市規(guī)劃、交通管理等諸多方面。目前我國有關(guān)城市停車的立法尚未完善，城市停車規(guī)劃、停車管理辦法、停車收費政策大多數(shù)還處于醞釀之中，因此我國停車業(yè)的發(fā)展還需走一段艱難的歷程。但人們普遍認為停車設(shè)備行業(yè)發(fā)展前景良好，并已被譽為21世紀(jì)最熱門的行業(yè)之一。1. 3升降橫移式立體停車庫的特點升降橫移式立體停車的優(yōu)點比較突出，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:（1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。（2) 價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。（3) 可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。（4) 存取車迅速，等候時間短。（5) 運行平穩(wěn)，工作噪聲低。（6) 適用于商業(yè)、機關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。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。尤其是寸上寸金的大城市，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. 4研究升降橫移式立體停車庫的意義升降橫移式立體停車庫主要涉及機械、電子、建工等多個領(lǐng)域，它需要各方面的專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同工作。在現(xiàn)代化大都市中，升降橫移式立體車庫已經(jīng)與人們的生活息息相關(guān)，在機關(guān)、賓館酒店、醫(yī)院和居民區(qū)等許多地方，升降橫移式立體停車庫是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，轎車擁有量的迅速膨脹，機械式車庫的現(xiàn)有功能已落后于人們的要求，立體車庫的使用更加迫不及待，而我國的立體車庫一般都是上世紀(jì)80年代日本進口的，而上海和北京等地的許多高質(zhì)量的立體停車庫，都是運用大量的外匯從國外進口的，不但價格昂貴而且售后服務(wù)也得不到令人滿意的保障。為了打破這種依賴進口的格局，同時緩解城市用地的緊張，解決城市停車難的現(xiàn)狀，就得要在原有技術(shù)上有重大突破，從而加速國內(nèi)立體車庫的發(fā)展，因此，對升降橫移式立體停車庫的系統(tǒng)研究顯得尤為重要。2 設(shè)計的基本思想和方案的比較升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，每單元可設(shè)計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。2.1平移式立體車庫的幾種提升機構(gòu)方式根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)升降運動的方式一般采用鋼絲繩拉動載車板來實現(xiàn)。少數(shù)采用液壓，還有采用鏈條來實現(xiàn)。因此，升降運動的實現(xiàn)有三種方式。即：液壓式，鋼絲繩式和鏈條式2.1.1鋼絲繩提升鋼絲繩具有承載能力強，重量輕的特點，但它卻具有彈性，使用時間長了會產(chǎn)生伸長量，使得傳動精度降低，從而使得托盤不能準(zhǔn)確到達所應(yīng)到達的位置，而且，鋼絲繩容易自行扭轉(zhuǎn)和松散。所以此次設(shè)計中也沒有采用鋼絲繩提升方式作為提升機構(gòu)。2.1.2液壓提升液壓系統(tǒng)驅(qū)動是的驅(qū)動系統(tǒng)比較復(fù)雜，并且它的設(shè)計、制造成本較高，而且其維修、檢測費用也相對較高，液壓系統(tǒng)的故障很難檢查，如果某個輸油管道出現(xiàn)問題，將會在一定時間內(nèi)大大降低車庫的工作效率，而如果液壓站出現(xiàn)問題，后果將更加嚴(yán)重，故此次設(shè)計沒有采用液壓系統(tǒng)作為提升機構(gòu)。2.1.3鏈條提升鏈傳動為電機帶動齒輪、齒條，帶動托盤來實現(xiàn)升降。停車時，車輛從存車入口到電梯再到泊車位，或從泊車位到電梯再到出口都是由一個直推進式輸送車完成。輸送車是一個與轎廂底一體的帶4個輪的托盤。存車時，輸送車先滑到入口處車輛下方的窄槽中，且展開兩個側(cè)叉形成一個支架抬起車輛前輪并將其拖回轎廂；當(dāng)電梯提升平層時，輸送車將車輪拖出，送至泊車位上，輸送車收回叉子，返回轎廂，完成存車操作。經(jīng)過綜合比較上述三種設(shè)計形式，鋼絲繩驅(qū)動式由于存在安全問題，對鋼絲繩的要求較高。液壓驅(qū)動由于系統(tǒng)比較復(fù)雜，而且造價高，維修難。所以本設(shè)計選用鏈條提升。鏈條傳動兼有齒輪傳動和帶傳動的特點。與齒輪傳動比較 ，鏈傳動較易安裝，成本低廉；遠距離傳動時，其結(jié)構(gòu)要比齒輪傳動輕便得多。與帶傳動比較，鏈傳動的平均傳動比準(zhǔn)確；傳動效率高；需要的張緊力小，壓軸力也小；結(jié)構(gòu)尺寸緊湊；能在低速重載下較好地工作；能適應(yīng)較惡劣環(huán)境如油污都塵和高溫等場合。2.2平移式立體車庫的幾種橫移機構(gòu)方式上面確定了多層平移式立體車庫的提升機構(gòu)的方案，現(xiàn)在讓我們來探討一下，多層平移式立體車庫的平移部分應(yīng)該采用什么方式？根據(jù)動力源（或驅(qū)動裝置）是否在托盤上，可以將橫移方式分為兩種：一種是將驅(qū)動裝置放在托盤上，通過驅(qū)動鏈條來實現(xiàn)傳動。電機放在托盤上，而托盤在存取車時來回的不斷運動，難以實現(xiàn)對電機提供電源和對電機進行控制，所以這種方式現(xiàn)在一般只大型車庫里才使用。當(dāng)然，并不是沒有方法。例如，可以采用給電車提供電源的方式給電機供電；利用無限電對電機進行控制。但是，在這種情況下，立體車庫的成本費用將會很高。從而導(dǎo)致停車費用提高，故不采用這種方式對電機進行平移驅(qū)動。另一種方式是驅(qū)動裝置安放在固定件上來實現(xiàn)托盤橫移。例如，地面，地下或車庫的框架上。無論安裝在什么位置上都可以方便的為其提供動力源并對其進行控制，當(dāng)然這種便利只是相對安放在托盤上的驅(qū)動裝置來說的。就拿電機作為驅(qū)動裝置來說吧，如果電機安放在地面上或地下，電線可以方便的安放在地平面上開的槽內(nèi)，這樣即可以提高安全系數(shù)，也比較美觀。即使電機安放在車庫的框架上，電線也可以沿框架安裝，絕對不會因為電線的凌亂而影響車庫的效率和外觀。所以，本次設(shè)計的橫移部分的驅(qū)動裝置采用安放在地面上和框架上的方式。有三種驅(qū)動方式可實現(xiàn)托盤的橫移：（1）利用液壓系統(tǒng)進行驅(qū)動，（2）利用電機帶動鏈條進行驅(qū)動，（3）利用電機帶動齒輪、齒條系統(tǒng)進行驅(qū)動。之所以不采用液壓方式進行驅(qū)動的原因和上面所述的原因相同。鏈傳動傳動精度高，設(shè)計簡單、購買方便，但和齒輪、齒條嚙合的傳動方式比較起來，鏈條傳動的傳動效率低了一點。所以，采用電機驅(qū)動的方式來實現(xiàn)托盤的橫向移動，采用齒輪和齒條的嚙合作為中間傳動裝置。2.3 總體方案確定由于設(shè)計的是鏈驅(qū)動雙層升降橫移式車庫，所以首先應(yīng)確定用哪種方式升降，如可采用升降機式、電梯式。其次，對于傳動系統(tǒng)（包括鏈傳動的鏈與棘輪的設(shè)計、鋼絲吊動的滑輪和鋼絲繩的設(shè)計、電機型號的選用）、載車板等機械部分的繪圖設(shè)計和控制系統(tǒng)的簡單設(shè)計，要確定傳動的方式，如鋼絲繩，鏈條等；初步擬定方案如下：一、首先根據(jù)轎車尺寸確定每個車位載車板的長度寬度。設(shè)計載車板的形式，計算校核載車板的力學(xué)性能。二、由上面的幾種橫移方式可以確定選用通過驅(qū)動裝置安放在固定件上來實現(xiàn)托盤橫移。選擇電機和減速機，設(shè)計齒輪齒條和其他零件，并確定其尺寸規(guī)格。然后對其校核。三、綜合鋼絲繩提升，液壓提升，鏈條提升的優(yōu)劣后確定使用鏈條提升方式。根據(jù)傳動結(jié)構(gòu)的分析和受力的選擇電機和減速機，設(shè)計鏈輪和鏈以及其他的零件，確定其尺寸規(guī)格。然后對其校核。四、根據(jù)上面所得到的提升機構(gòu)和橫移機構(gòu)設(shè)計車庫的立體框架，并對其進行強度校核五、設(shè)計立體車庫的控制部分，使用plc編出其控制程序。2.4運動的基本原理2.4.1橫移機構(gòu)的基本原理圖2-2橫移部分原理圖1-電機 2-聯(lián)軸器 3-齒輪軸 4-齒輪 5-齒條 6-滾輪底層的載車板只做左右橫移運動，一般以電機來做動力源，通過齒輪和齒條嚙合來實現(xiàn)傳動。為了方便轎車的存取電機不安裝在托盤上，而是將電機和齒輪放在車庫的后方。為了能實現(xiàn)傳動齒輪只能水平放置，齒輪軸的軸向為豎直方向，如果電機水平放置，電機軸的軸向為水平方向，這種情況下，把電機的動力傳遞給齒輪需要兩個互相嚙合的圓錐齒輪。圓錐齒輪的設(shè)計、制造和安裝都比較復(fù)雜，且成本費用較高，對于小型車庫來說經(jīng)濟性不好。同時，兩個圓錐齒輪的齒輪軸很難固定（指某一端），例如，和電機軸相連的齒輪軸，它的一端通過聯(lián)軸器和電機軸聯(lián)接，而另一端則必須設(shè)立一個機架，以便實現(xiàn)對其進行固定。還有建立立體車庫的目的就是為了充分利用空間，節(jié)約水平方向的占地面積，這種水平放置電機的方法相對豎直放置電機的方法占用了較多的縱向水平面積。所以決定不采用此方法。電機豎直安放可以向上放置也可以向下放置，但是為了方便電機的安放和維修一般情況下不采用電機向上放置的方法。另一種就是將電動機豎直安放且電機軸的軸向向下，這樣只須用一個聯(lián)軸器就可以把電機軸和齒輪軸聯(lián)在一起，從而實現(xiàn)傳動動力的目的。此處的電機依靠凸緣來定位。采用這種方式必須設(shè)計一個機架，用來支撐和固定電機。眾所周知，電動機的輸出轉(zhuǎn)速一般情況下都較高。所以，在此處減速器是必不可少的部件。不過，此處為了安裝方便，決定選擇帶有減速器的電動機。為了降低設(shè)計成本，安裝方便，此車庫的電動機都采用帶有減速器的電動機，具體的型號根據(jù)具體的設(shè)計要求而定。2.4.2提升機構(gòu)的基本原理圖2-2提升部分的示意圖上、下兩層的托盤區(qū)別就在于：底層的托盤有滾輪，而上層的托盤有鏈輪，托盤的基本尺寸已經(jīng)在第二部分中介紹過了，此處重點來說明一下鏈輪、鏈條和提升電機及相關(guān)組成部分。先來看看電機的安放位置，從電線的安裝和美觀的角度來考慮，電機應(yīng)該安放在車庫框架后方的橫梁上，而且，一個托盤需要兩個電機，一側(cè)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。鏈傳動一般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平面上。此次設(shè)計中不但要求鏈條傳遞動力，還要求鏈條傳遞運動，所以不采用閉合鏈條，而采用鏈條一端固定，一端不固定的方式。此處采用鏈條固定在框架縱向梁的前部的方式，通過鏈條和托盤上兩個鏈輪嚙合，最后回到縱向梁的后部，示意圖如上圖所示。這種方式下不但托盤有四根鏈條承載，而且在提升過程中托盤平穩(wěn)，安全系數(shù)高，所以就采用這種連接方式。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(yīng)該選用常閉型的制動器，因為托盤停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(lián)軸器進行連接。2.5設(shè)計數(shù)據(jù)本課題給出的轎車的幾何參數(shù)為：車身長為4700mm，車身寬為1700mm，車身高為1550mm，總重是1600kg。托盤做為載車容器，其尺寸應(yīng)該大于轎車的尺寸。由設(shè)計過程可以提取出托盤的長度為5400mm，寬度為2100mm。為了保證托盤的自由運動，左右兩個立柱間的距離應(yīng)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2200mm?；拥拈L度為6800mm。3 橫移部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1內(nèi)容介紹本章主要進行橫移部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。橫移部分包括托盤、齒輪、齒條、驅(qū)動機構(gòu)。其中托盤的設(shè)計又可以分為托盤的尺寸、重量和組成部件（例如滾筒、鋼管、鋼板、角鋼）的選擇計算；齒輪、齒條的選擇設(shè)計和校核；驅(qū)動機構(gòu)（例如聯(lián)軸器、齒輪軸、鍵、輪轂）的選擇計算及校核；托盤運行軌道、電機支架的設(shè)計3.2托盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.2.1托盤的基本設(shè)計此立體車庫適合小區(qū)使用，故所停車輛一般為轎車。下面是一般中小型轎車的參數(shù)：中小型轎車 總長 l=4700mm 總寬 w=1700mm 總高 h=1550mm將托盤的尺寸初步確定為：長5400mm寬2100mm（1）托盤主體結(jié)構(gòu)的材料選擇外框的空心鋼管的選擇。選用結(jié)構(gòu)用冷彎矩形空心鋼管（gb6728-86）。載車板的長度方向上選用矩形鋼管：選擇的尺寸：200mm100mm 壁厚 t=5.00mm 查手冊得理論重量22.91kg/m。在寬度方向上選用方形鋼管：選擇的尺寸：邊長80mm。 壁厚t=5.00mm。 理論重量11。269kg/m載車板用于承載汽車的鋼板的選擇。根據(jù)gb3277-82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5mm，寬度為0.48mm。中間鋼板選擇厚度為2mm，寬度為1.1m對于鋼板 厚度2mm 理論重量 15.8kg/菱形花紋鋼板 厚度 5mm 理論重量 42.30 kg/角鋼的選擇：根據(jù)gb9787-88選擇碳素鋼q235-a，尺寸為50505mm的熱軋等邊角鋼理論重量1.822kg/m。載車板整體采用焊接的方法：焊接后的技術(shù)要求為：各焊縫均采用手工電弧焊；所有焊縫不能有透、熔蝕等缺陷；修刺倒棱；焊后退火處理。托盤的示意圖見圖3-1圖3-1托盤結(jié)構(gòu)（2）托盤總重的估算方形鋼管 =7.966/m22100mm=33.45矩形鋼管 =18/m25400mm=194.4中間鋼板 =31.42/m25400mm1200mm=203.60邊上鋼板 39.25/m22450m3000mm=105.975菱形鋼板 =42.3/m24450mm200mm=91.368角鋼 1.822/m463mm=0.459其它重量 =3kg所以上層托盤總重量為 m總=m1+m2+m3+m4+m5+m6+2.9=632.25kg由于底層上有滾輪和齒條，所以和上層托盤重量不一樣?，F(xiàn)估算一下滾輪重量滾輪 m=0.843.2kg齒條采用45號鋼， 淬火。密度為7.9kg/，長度為1900mm，寬度100mm，高度60mm。m=1900100607.9103/m310-12=90.06底層托盤重量為 633+90.06=723.06kg所以底層托盤重量為 725kg3.2.2滾筒的設(shè)計在底層使托盤由一個車位平穩(wěn)的平移到另一個上，并盡量減少摩擦力可以采用兩個方法。（1）在托盤的底部安裝尼龍條，在車庫的底部的地面上安裝尼龍滾輪。因為不好定位，不好維修的原因，此處不采用該方法。（2）直接將滾筒安裝在托盤上，在存車位上安裝導(dǎo)軌，滾筒直接在導(dǎo)軌上滾動，可以減少摩擦力，而且托盤移動平穩(wěn)。綜合比較上述兩種方法，選擇第二種方法。滾筒中安裝有中心軸，軸焊接在托盤上，軸承選擇內(nèi)圈固定，外圈旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-2所示。 1、軸承 2、滾筒 3、軸承端蓋 4、軸圖3-2滾筒結(jié)構(gòu)3.3齒輪、齒條傳動的設(shè)計計算3.3.1平移裝置中齒輪、齒條傳動驅(qū)動電機的選擇取托盤為（含轎車）為研究對象，受力分析示意圖：圖3-3 受力分析示意圖由上圖可以知道，托盤運行的條件是。查閱摩擦、磨損與潤滑手冊（第二冊，機械工業(yè)出版社）以下稱摩擦手冊得知，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： 式(3.1)其中 滾動摩擦系數(shù)平均值 p按一般動力計算公式算得的軸承上的當(dāng)量載荷 軸承所受的摩擦力查閱摩擦手冊表19.14得知部件中由于采用接觸式密封，存在制造誤差和裝配誤差，工況加重和潤滑劑污染等原因，會出現(xiàn)附加摩擦。不考慮上述因素是取1.8，在實際運用中應(yīng)該將該值擴大一倍。對于深溝球軸承 p= 式(3.2)其中 徑向系數(shù) 旋轉(zhuǎn)系數(shù) 安全系數(shù)溫度系數(shù)=g=（1600+725）9.8 =22785n 由于是外圈旋轉(zhuǎn) 取1.2查閱摩擦手冊表19.10得知=1.1，表19.11得知所以 p=227851.21.11.0 =30076.2n =30076.2n21.810-3 =108.27n （1） （2）t=9.55p/n （3）其中 克服摩擦力所需要的主動力 t主動輪傳遞的力矩 主動輪的節(jié)圓直徑 mm p主動輪輸出的名義功率，kw n主動輪的轉(zhuǎn)速，r/min因為是在小區(qū)使用，所以移動速度不宜過快，定位托盤的移動速度為：v=0.35m/s。綜合上面（1）、（2）、（3）式得p=fv/1000/60=108.2721/1000/60=3.7910-2kw由于只需要移動一個車位，移動距離較近，從而要求速度較低，查閱機械設(shè)計手冊第五卷（第四版）表22-1-61，選用ycj130和y90s-6一體的ycj齒輪減速三相異步電動機。電動機額定功率 p=0.75kw 轉(zhuǎn)速 n=30r/min 輸出轉(zhuǎn)矩 t=224n/m下面估算齒輪的分度圓的直徑：由可得 =2224/108.27 =4.14mm由于動力從電動機傳送到托盤要經(jīng)過聯(lián)軸器、齒輪、齒條等部件，傳遞到托盤上的動力會減少，從而使轉(zhuǎn)矩減少，所以齒輪直徑和傳動軸的直徑一定要大于4.14mm。3.3.2齒輪、齒條的設(shè)計（1）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算采用硬齒面，非對稱分布。查機械設(shè)計1的 表8-23得齒寬系數(shù) 齒輪齒數(shù)在推薦值20到40中選取 =25齒輪模數(shù)m可由機械傳動裝置設(shè)計手冊(上冊，卜炎主編)查得。 m=9齒輪分度圓直徑=925=225mm故圓周速度 =60/1022514.3303- =0.35m/s齒輪的齒距p=3.149 公差組10級 =28.26 p=28.3 齒條的齒數(shù)z2=l 齒條/p=2100/28.3=74.20，取整數(shù)z2=75齒數(shù)比=75/25 u=3.0 載荷系數(shù)k 由機械設(shè)計1中式(8-45)得k 式(3.3)使用系數(shù) 查機械設(shè)計1的表8-20 =1.25動載荷系數(shù)查機械設(shè)計1的圖8-57的初值 =1.15齒向載荷分布系數(shù)查機械設(shè)計1的圖8-60得 =1.04齒間載荷分布系數(shù)由機械設(shè)計1的 式(8-55)及=0得 ()168/125/12.388.1+-=aeer =1.70查機械設(shè)計1 表8-21并查值得 =1.15則載荷系數(shù)k的初值=1.72 彈性系數(shù) 查機械設(shè)計1表8-22 =189.8節(jié)點影響系數(shù) 查機械設(shè)計1圖8-64() =2.5重合度系數(shù) 查機械設(shè)計1圖8-65(=0) =0.87許用接觸應(yīng)力，由機械設(shè)計1式(8-69)得 =接觸疲勞極限應(yīng)力，查機械設(shè)計1圖8-69得=570=460應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機械設(shè)計1式(8-70)得 式(3.4)按預(yù)期壽命10年。每年工作300天。每天工作8小時。 = = 則查機械設(shè)計1圖8-70得接觸強度的壽命系數(shù)，(不允許有點蝕) =1.14=1.22硬化系數(shù)，查機械設(shè)計1圖8-71及說明得:=1接觸強度安全系數(shù)，查機械設(shè)計1表8-27，按一般可靠度查=1.0到1.1取 =1.1 故的設(shè)計初值為 所以為250mm可用。齒厚b b=dd1t= 齒條寬,=64mm齒輪寬 ,=+(510)=70mm由于采用正常齒輪，所以齒頂高系數(shù)取=0.8，頂隙系數(shù)取=0.3，分度圓的壓力角度數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值確定齒輪的其他參數(shù)如下：分度圓直徑：d=m*z=10*25=250(mm)齒頂高： ha=ha*m=0.8*9=7.2(mm) 齒根高： 齒全高： 齒頂圓直徑：da=d+2ha=250+2*7.2=264.4(mm)齒根圓直徑：dt=d-2ht=250-2*11=228(mm)基圓直徑： db=d*cos20=250*cos20=234.9mm齒距： p=pm=3.14*9=28.26(mm)齒厚： s=pm/2=14.13(mm)齒槽寬： e=pm/2=14.13(mm) 基圓齒距： 法向齒距： 頂隙： c=cm=0.3*9=2.7(mm)（2）選擇齒輪、齒條的材料查閱機械設(shè)計工程學(xué)1（中國礦業(yè)大學(xué)出版社）(以下稱為機械設(shè)計1)表8-17：齒輪選用45號鋼調(diào)質(zhì)，表面淬火。 245-275齒條選用45號鋼正火，表面淬火。 齒輪采用鍛造齒輪，結(jié)構(gòu)采用普通結(jié)構(gòu)（見中國機械設(shè)計大典（以后簡稱為設(shè)計大典）4表32.1-62）。3.4驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計3.4.1聯(lián)軸器的選擇（1）類型選擇對于額定功率只有0.75kw的y90s-6電動機，可以選擇yl型凸緣聯(lián)器。聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、制造成本低、傳動精度高的優(yōu)點。（2）載荷計算公稱轉(zhuǎn)矩 t= 式(3.5)式中、分別是托盤所受的平均摩擦力和齒輪的分度圓直徑，于是有t=108.2710-3225/2=12.180n.m t=12.180查閱機械設(shè)計表14-1得工況系數(shù)=1.5，計算轉(zhuǎn)矩為：=1.512.180=18.27 （3）型號選擇參考系數(shù)：電動機的輸出軸徑：30mm從gb5843-86中查的型凸緣聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩是63，鐵制聯(lián)軸器的許用最大轉(zhuǎn)速是5500r/min，軸徑為2230mm之間。故型凸緣聯(lián)軸器合適。 3.4.2齒輪軸的設(shè)計計算和校核（1）齒輪軸上的功率和轉(zhuǎn)速的計算由上面的計算可知：t=12.180故 p2=nt/9.55103=3012.180/9.55103=3.8310-2kw齒輪軸的轉(zhuǎn)速和減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速相同所以有=（2）計算轉(zhuǎn)矩t和最小軸徑初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查閱機械設(shè)計表15-3，取于是有： 33330/108.3110-=8.12mm齒輪軸的最小軸徑應(yīng)該是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，因為聯(lián)軸器另一端連接的是減速器的輸出軸，且軸徑是30mm，所以=30mm。（3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。圖3-4齒輪軸為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，第一段軸的右端需要一個軸肩，故第二段的直徑為35mm，第一段要和半聯(lián)軸器配合，所以長度取40 mm，第二段只是用來安放軸承套，所以長度取為10 mm，第三段要與齒輪配合，所以軸徑取40 mm，長度要大于齒輪的寬度，齒輪的寬度為70 mm，所以此段軸的長度為80 mm，因為此軸是豎直安放，為了軸向定位齒輪，第三段右端需要一個軸肩，所以第四段軸徑取45 mm，長度取5 mm，為了選取軸承方便，與軸承配合的軸徑取35 mm，為了不引起應(yīng)力集中，第四段軸和與軸承配合的軸之間要有一個過度軸，軸徑取40 mm，長度取5 mm，與軸承配合的軸的軸徑取35 mm，長度取15 mm。（4）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，按第一段軸的軸徑d=30mm，由設(shè)計大典查得平鍵截面bh=108(gb1095-79)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為32mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長，見gb1095-79)，同時為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好的對中性，故選擇半聯(lián)軸器與軸的配合為h7/k6，同樣選擇齒輪輪轂與軸的配合為h7/k6，選取的平鍵的尺寸是12832。（5）確定軸上圓角為。軸端倒角為。由上面的計算知道該軸的直徑遠遠大于所需的軸徑，而且只受剪切力和很小的軸向力，所以此軸絕對安全，此處就不再進行強度校核。3.4.3鍵聯(lián)接的強度校核鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查閱機械設(shè)計表6-1得許用積壓應(yīng)力，取其平均值。（1）對于半聯(lián)軸器與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸：鍵的工作長度鍵與聯(lián)軸器的鍵槽接觸高度由公式： =30/22/4/10180.1223=9.23mpa所以，該平鍵的擠壓強度足夠，鍵是安全的。 結(jié)論：半聯(lián)軸器與軸之間的平鍵安全。（2）對于齒輪與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸：由于同一根軸上所需傳遞的扭矩是相同的，故此處只需考慮鍵的大小就可以了，兩個鍵的尺寸相差不大，故齒輪與軸之間的聯(lián)接平鍵的擠壓強度足夠，該鍵是安全的。 結(jié)論：齒輪與軸之間的鍵是安全的3.5橫移機構(gòu)一些零部件的選擇計算:3.5.1托盤運行的軌道設(shè)計由于托盤和轎車的重量達2350kg，故選擇gb11264-89中的輕軌，型號30，查其總高是108mm，總寬是108mm，總長是基坑的長度,由車架的設(shè)計部分可以得知基坑的長度為6800mm。其截面如圖3-5所示。圖3-5 托盤的軌道軌道的基本尺寸：w=108mm h=108mm l=6800mm材料選擇：潤滑方式：采用人工加油的方式直接向?qū)к壣献⒂?，這樣不需要專門的潤滑裝置。3.5.2齒條實際尺寸的確定齒條的長度和寬度已經(jīng)在齒輪的計算過程中確定，現(xiàn)在近來計算一下它的厚度，由于齒輪軸的中心到滾輪端部的距離是82mm，滾輪端部到托盤端部的距離是90 mm，所以齒輪的厚度要滿足下面的條件： 式(3.6)式中d齒輪分度圓的直徑有上面的計算知道，所以有：d=225mm 所以：59.5mm由于齒條要和托盤有一定的重合度，所以決定取=100 mm。齒條用的螺栓連接在托盤上 具體關(guān)系見總裝圖。3.5.3電機支架的設(shè)計和計算 由上面的計算知道橫移電機選用ycj130和y90s-6一體的ycj齒輪減速三相異步電動機。減速器機座號是130f，其凸緣的直徑是200 mm。所以支架上平面所用平板的寬度一定要大于200 mm，同時為了不影響上層托盤的提升，決定取支架頂部的平板寬為240 mm，長度為280 mm，厚度為5 mm。為了固定方便，支架下部也設(shè)計一個平板，中間用四根直徑為20 mm的立柱支撐，立柱的材料是鋼筋。示意圖如下圖所示：圖3-6電機支架示意圖當(dāng)然，底部的平板的寬度同樣受到限制，原因是和齒輪在同一水平面上，為了不影響托盤的平移，所以決定它的寬度取140 mm，長度不受任何限制，為了保持支架平穩(wěn)，長度要取的大點，決定把它的長度取為360 mm，厚度和頂部平板一樣取為5 mm。立柱和上下兩平面采用焊接的方式連接。焊接的技術(shù)要求為：各焊縫均采用手工電弧焊，所有焊縫不能有透熔蝕等缺陷。 4 提升部分的設(shè)計計算確定使用鏈條提升方式進行提升，其提升原理上