垂直升降立體車庫回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u18904摘要 116213第1章緒論 2272651.1研究背景 2286801.2研究意義 232011.3立體車庫國內(nèi)外研究狀況 3105821.3.1國內(nèi)研究情況 3204201.3.2國外研究現(xiàn)狀 4109181.4本文設(shè)計研究的主要內(nèi)容 58369第2章立體車庫的總方案和基本結(jié)構(gòu) 558712.1立體車庫的方案確定 596712.1.1方案的選擇 5298142.1.2立體車庫的概念與類別 5263592.2方案的設(shè)計 8172122.2.1工作原理 8257942.3基本結(jié)構(gòu) 910270第3章回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計 12177773.1梳齒式回轉(zhuǎn)機構(gòu)的原理 12229663.1.1存車流程 12125093.1.2取車流程 1395943.2梳齒式回轉(zhuǎn)機構(gòu)的基本參數(shù) 14306213.3梳齒式回轉(zhuǎn)機構(gòu)的尺寸設(shè)計 14221953.3.1車輛長寬、軸距的范圍 15185913.3.2車輛荷載的取值范圍 15220783.4回轉(zhuǎn)盤基架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1642043.5回轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)尺寸 17207853.6回轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的計算與校核 1714249第4章回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動裝置的設(shè)計 19260774.1回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動裝置的布置 19252404.2電動機的選擇 2045594.3減速機的選擇 2186124.4滾輪的設(shè)計與計算 24124584.5傳動軸的計算與校核 25172084-5處鍵槽與減速電機的內(nèi)孔相配合，所以軸徑取值18mm，長度取39mm。 2669404.6鍵的選擇 28147124.7中心軸裝置的設(shè)計 29摘要當(dāng)今社會高樓林立，科技的迅猛發(fā)展和人們生活質(zhì)量的顯著提升，隨之汽車進入家庭的速度和步伐加快，但是城市車輛的增多使得道路交通擁擠，影響了城市的美觀。停車難成為當(dāng)下很困難的事情，停車泊位的建設(shè)遠遠低于汽車的發(fā)展速度，因此發(fā)展立體停車泊位已經(jīng)成為很多人們的共同心聲。針對這一現(xiàn)象，本次設(shè)計是根據(jù)我國城市立體車庫的現(xiàn)狀，對高速梳齒式橫置式垂直升降立體車庫回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計，主要包括對減速電動機功率及尺寸的選擇，對回轉(zhuǎn)盤尺寸的選擇設(shè)計，滾輪的設(shè)計計算，還有傳動軸、鍵、軸承的計算與校核。關(guān)鍵詞：梳齒式，垂直升降立體車庫，回轉(zhuǎn)機構(gòu)第1章緒論1.1研究背景現(xiàn)在人均消費水平也不斷提高，因此城市車輛和家庭用車的持有量也不斷增長，特別是一、二線城市尤為突出。根據(jù)資料顯示，以一線城市北京為例：截止2020年北京已經(jīng)成為我國第一個汽車保有量超過600萬的城市，而且我國國家機動車的保有量也已經(jīng)達到2.81億輛，現(xiàn)在基本與美國持平。但是近年來高樓??；區(qū)的快速發(fā)展打破了這種平衡關(guān)系，尤其是大城市的高樓建筑、繁華的商業(yè)街以及住宅區(qū)，使得道路兩旁和地下停車庫的建設(shè)遠遠不能滿足停車的需求，由此帶來的是停車越來越難的苦惱。城市發(fā)展的腳步加快，土地資源也變得稀缺緊張，按照傳統(tǒng)的方式建造停車位和地下車庫不僅要占用很大的面積，停車位的數(shù)量也不能很好地滿足需求，而且還會占用車行道，綠化帶等許多公共場所，不僅影響交通的運行，還影響城市的美觀以及容易發(fā)生意外現(xiàn)象等等。所以就需要一種占地面積小、省錢方便易捷、具有自動化自動操作的一種停車方式，因此立體車庫應(yīng)運而生。通過設(shè)計立體車庫，它包括了機械自動化、液壓技術(shù)、PLC控制等多種技術(shù)，給停車給予了一種平面向空間發(fā)展的新模式，可以大大提高了城市土地資源的利用，很好的解決了停車難的現(xiàn)象，給城市未來規(guī)劃提供了較好的方向。1.2研究意義近年來，在我國經(jīng)濟和科技的高速發(fā)展下，立體車庫開始慢慢出現(xiàn)在城市當(dāng)中。我國的立體車庫規(guī)模較小，發(fā)展較慢，市場還需要等待車主的認(rèn)可，預(yù)估計在未來幾年之內(nèi)可以實現(xiàn)立體車庫的慢慢增長。立體車庫可以有效的使用空中空間，由平面停車轉(zhuǎn)向立體停車，由簡單的地下車庫轉(zhuǎn)變?yōu)樽屍嚳梢宰娞莸淖詣踊＼嚕谟邢薜能噹炜臻g內(nèi)能夠最大限度地存放停留車輛，它的布置形式也是多樣的，可以建造在地面之上，也可以建造在地面以下，亦可以設(shè)計成各種各樣的結(jié)構(gòu)，表面可進行裝飾來適應(yīng)并美化城市的建筑，起到對城市的美化作用。對于我國的城市建設(shè)和美化具有以下意義：減少土地資源占用，空間利用率高建設(shè)場地小，支出成本降低采用機械化、自動化，存車停車方便快捷使用方便，適應(yīng)廣泛改善環(huán)境，利于城市美化1.3立體車庫國內(nèi)外研究狀況1.3.1國內(nèi)研究情況作為主要出行的交通工具汽車也逐漸增多，伴隨的是城市停車?yán)щy的現(xiàn)象制約著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，這種現(xiàn)象大大刺激了我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，逐漸開啟了新式停車方法的潮流。在我國，立體車庫的發(fā)展相對于歐美、日韓等國家較晚，隨著時間的推移和經(jīng)濟的發(fā)展，我國在20世紀(jì)80年代開始在一線城市創(chuàng)造建設(shè)立體車庫，首先在上海、北京等一線富裕城市等地，開始對立體車庫進行研發(fā)運行建設(shè)。首先，我國有巨大的市場來吸引國外的立體車庫制造公司對我國立體車庫進行技術(shù)指導(dǎo)和資金支持，可以極大地促進我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是由于我國起步較晚、發(fā)展歷程時間較短，各階段還處在初級階段，并且對應(yīng)的法律法規(guī)政策也不夠成熟，在技術(shù)研發(fā)和指導(dǎo)過程中存在多多少少的不足，因此在未來還需要投入大量的財力人力。截止2019年末，我國的機械式立體車庫停車位已建成490多萬個，為大型商場、醫(yī)院、港口等停車數(shù)量較多的地方解決了停車?yán)щy的煩憂。我堅信在不久的將來，我國的立體車庫技術(shù)會更加成熟完善，將會有更湛遠的市場前景。在20世紀(jì)90年代開始，我國努力學(xué)習(xí)國外的制造技術(shù)，已經(jīng)有些大企業(yè)初見起色，并且有的企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品開始往海外銷售。但是技術(shù)要求相對于歐美、日韓等國還比較落后，但是有的企業(yè)混雜造成的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不夠統(tǒng)一，有些企業(yè)為了能夠更快地占有市場，使得立體車庫質(zhì)量完全得不到保證。此外在研發(fā)建設(shè)車庫過程中缺少科研單位的參與，達不到應(yīng)有的水準(zhǔn)。產(chǎn)品創(chuàng)新能力也是缺乏不足，由于我國立體車庫發(fā)展比國外來說較慢，國家施行頒布的法律法規(guī)政策相對于立體車庫的發(fā)展滯后，企業(yè)得不到有效的管理，政策不配套等情況。為了更好地解決以上問題，國家政府部門應(yīng)采取措施為企業(yè)提供便利的市場競爭，建立起完整的市場運行機制，并積極為車主推廣立體車庫的使用方法，逐步減少甚至消除“路滿庫空”的現(xiàn)象。1.3.2國外研究現(xiàn)狀第二次工業(yè)革命中之后，不少發(fā)達國家都開始對立體車庫進行了研發(fā)，其中歐美、日德等發(fā)達國家技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。19世紀(jì)70年代末起，世界石油的產(chǎn)量大概為80萬噸，也從側(cè)面反映出汽車在歐美、日德等西方國家銷售的快速增長。隨著汽車在歐美、日德等國家的保有量逐漸上升，20世紀(jì)20年代，一座初步具有立體車庫雛形的升降汽車車庫在美國坐落而成，而由于西方國家人均土地占有量較高，市場的需求量遠遠比不上今天，再加上建造立體車庫的經(jīng)驗不成熟，造成車庫存放與取出汽車過程復(fù)雜繁瑣，這影響了立體車庫更進一步得發(fā)展。隨著汽車保有量的持續(xù)增長，車輛停車?yán)щy的問題也逐漸被人們提出，在20世紀(jì)50年代，歐美國家出現(xiàn)了一種針對家庭內(nèi)空地上的小型雙層立體車庫，在住宅區(qū)空閑的場地建設(shè)2-4層升降橫移具有停車設(shè)備的立體小型車庫。在機械制造相對發(fā)達的國家，比如德國：立體車庫的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在垂直升降式的產(chǎn)品上。在亞洲國家，像日本因人口密集，經(jīng)濟發(fā)展水平較高，停車難的問題已經(jīng)早早體現(xiàn)出來，所以日本在上世紀(jì)50年代開始，已經(jīng)對很多形式的立體車庫投入大量的研發(fā)資金，使用先進的機械機電設(shè)備，使得日本領(lǐng)先著其它國家，在各種新式的立體車庫方面有著巨大進步(如在塔式、平面移動車庫中使用先進的控制技術(shù)和高速升降機使得車輛的存取速度更加快速)，并向其他國家出口產(chǎn)品和出售相關(guān)技術(shù)要求，極大地推動了立體車庫在世界各國的快速發(fā)展。日本作為最早使用機械式立體車庫的國家，立體車庫發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)不僅局限于簡單的車輛停放和存取，而是對立體車庫的外形進行美化設(shè)計，使得立體車庫的外觀更加精致和美觀。在70年代末80年代開始，韓國受到日本的影響，汽車行業(yè)快速繁榮發(fā)展，通過引進日本在立體機械式車庫方面的產(chǎn)品和技術(shù)經(jīng)驗，由政府支持，進行消化生產(chǎn)，使得立體車庫設(shè)備在韓國廣泛的普及開來，截止目前為止，韓國的機械式停車設(shè)備產(chǎn)品已經(jīng)在穩(wěn)步發(fā)展當(dāng)中。1.4本文設(shè)計研究的主要內(nèi)容本次設(shè)計對象是高速梳齒式垂直升降立體車庫--回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計，經(jīng)過查閱大量的資料和參考文件下，對立體車庫的結(jié)構(gòu)與運行原理有了較全面的了解，完成了高速梳式垂直升降立體車庫--回轉(zhuǎn)機構(gòu)的計算，主要包括對滾輪的設(shè)計計算，還有傳動軸、鍵、軸承的計算與校核等。第2章立體車庫的總方案和基本結(jié)構(gòu)2.1立體車庫的方案確定2.1.1方案的選擇在城市中建造立體車庫，可以有效地緩解道路資源的占用率、使得車輛存取更加便捷，還可以保護車輛避免被刮傷、損壞等優(yōu)點，因此世界各國都開始卓著于將停車位的發(fā)展向立體車庫轉(zhuǎn)變，形成了各種類型的模式。目前我國大多采用梳齒式垂直升降橫移式立體車庫。2.1.2立體車庫的概念與類別立體車庫有寬闊的空間用來最大限度的存放車輛，是具有機械和機械設(shè)備自動化控制的產(chǎn)品。立體車庫具有廣闊的空間，與傳統(tǒng)的平面停車場而言還具有以下優(yōu)勢：（1）不占較大空間，規(guī)劃方便；（2）立體車庫的類型是多樣的，用戶選擇面廣，可以實現(xiàn)人車分流；（3）能夠自動控制停車、取車，效率高，存取車時間約為半分鐘左右即可。而且車庫配備有煙霧和各種檢測系統(tǒng)，相對的立體車庫也具有一定的不足之處，比如：立體車庫設(shè)備的研發(fā)成本較高，而且一般車庫只有一個進出口。根據(jù)我國頒布的《特種設(shè)備目錄》將立體車庫按運動與存放類型分為九種，按照機械式立體車庫的設(shè)計可以分為以下幾類：

(1)垂直升降類立體車庫

由電動機拽引，通過升降裝置和橫移裝置相互配合使車輛停放到準(zhǔn)確的位置上。垂直升降類立體車庫寄存車輛較多，可以根據(jù)場所大小和空間來實現(xiàn)高層建設(shè)，土地資源利用率高，自動化程度高，可進行此類車庫外觀容易粉飾，有利于城市美化。缺點是由于車庫容量大，車輛存取較費時，車庫結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。圖2-1垂直升降類立體車庫(2)

采用PLC控制系統(tǒng)，自動化程度高，存停車輛方便快捷，可為車主提供人機交互分流等多種服務(wù)功能。缺點是需要預(yù)留出空間空隙來創(chuàng)建車輛存取的流通通道，空間利用率不高。圖2-2升降橫移類立體車庫(3)

每層都配備有搬運車臺與電動升降機，通過搬運車臺的行走輪，載車板的行走輪來實現(xiàn)車輛的存取。此類車庫的優(yōu)點是車庫每層都設(shè)有獨立的搬運車臺與電動機,故障率低，如果部分區(qū)域發(fā)生故障，其他區(qū)域仍可正常運行互不影響。車輛出入庫效率高，存取車時間短，具有高度自動化。缺點是搬運車臺與電動機需要分別安裝，安裝難度較大，成本相對較高。

圖2-3平面移動類立體車庫(4)巷道堆垛類立體車庫

巷道堆垛類立體車庫的優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)多人同時進行車輛的存取，節(jié)儉了相差時間；并且有計算機控制管理，自動化程度高；立體車庫一般是由混凝土和鋼架結(jié)構(gòu)組成，安全性較高。此類車庫的缺點是有復(fù)雜的空間構(gòu)架，故障率較高，但是由于車庫空間內(nèi)需配備完整的設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)與安保檢測系統(tǒng)，實際上應(yīng)用并不廣泛。圖2-4巷道堆垛類立體車庫2.2方案的設(shè)計上文選用升降橫移式立體車庫的方案，它具有在同層每個車位都能獨立運動的優(yōu)點，而且存停車輛所用時間較短，非常方便實用，在生活中應(yīng)用較廣泛。本文是對梳齒式垂直升降式立體車庫的，放置于車庫的底部中間，支承座固定在地面上。存車時，車輛駛?cè)肓Ⅲw車庫停放在回轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)支撐架上，然后電機帶動滾輪繞著回轉(zhuǎn)軌道進行轉(zhuǎn)動，此刻車輛會隨著回轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動，當(dāng)回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動180°后，車輛完成掉頭使車頭正對車庫出口，之后由車庫內(nèi)的起落機將車輛上升到對應(yīng)的停車層；取車時，通過車庫內(nèi)的起落機把車輛從對應(yīng)的停車層下降到回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)盤上，這時車頭正對準(zhǔn)車庫出口，不需要對車輛進行調(diào)頭操作。因此本文設(shè)計的回轉(zhuǎn)裝置能夠讓車輛在車庫內(nèi)部自動調(diào)節(jié)擺正位置，方便實用。2.2.1工作原理圖2.2.1回轉(zhuǎn)機構(gòu)工作原理圖2.3基本結(jié)構(gòu)高速梳齒式垂直升降立體車庫是一種具有機械化、自動化系統(tǒng)管理的產(chǎn)品，它使用簡便、運行穩(wěn)定、安全系數(shù)高、耐用性好、存車量大、故障率不高等優(yōu)點。其中在寸土寸金的中大型城市中，立體車庫應(yīng)用更為廣泛，大大節(jié)省了停車占用的空間。圓周存放、前后（左右）兩側(cè)存放三種存放形式。扇形存放與圓周存放形式主要是要求車輛停放的位置按照扇形排列或者圓周排列，車庫的中間部分為升降通道，這兩者優(yōu)勢是都可以存放數(shù)量較多的車輛，但是設(shè)計較為復(fù)雜，成本高，施工安裝難度大等問題。而前后（左右）兩側(cè)存放的方式僅僅支持兩側(cè)存放車輛，每一層停車數(shù)量為兩個，雖然存車數(shù)量和前兩者比較有所減少，但是它結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，實現(xiàn)難度低。兩側(cè)（前后）存放的方式又根據(jù)橫移機構(gòu)梳齒架的進入車身底部方向不同分為橫置式與縱置式兩種。橫置式是指梳齒架在回轉(zhuǎn)機構(gòu)的控制下將車身旋轉(zhuǎn)90°擺正橫向把車輛送達停車位置上，橫移距離和車身形似一個正方形，存停車輛用所用時間較短?？v置式是指梳齒架在回轉(zhuǎn)機構(gòu)的控制下將車輛縱向搬運送至停車位置，行程所用時間較長，多適用于比較狹長的場地。通過上述三者比較，本次設(shè)計選用橫置式方式來存放車輛，如果停車數(shù)量不能夠滿足于市場需求，還可以在兩側(cè)增加拼接層來提升存車的數(shù)量。圖2-5立體車庫總示意圖高速梳齒式垂直升降立體車庫是由車庫框架部分、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、升降機構(gòu)、橫移機構(gòu)、車輛檢測裝置以及消防安全檢測系統(tǒng)構(gòu)成。升降機構(gòu)主要是實現(xiàn)車輛垂直方向高度的移動，橫動是主要是實現(xiàn)車輛在同一層的水平方向進行橫向移動，載車板設(shè)計為梳齒式，主要用來支撐車輛的作用。圖2-6車輛外形尺寸圖根據(jù)國家對立體車庫設(shè)備的通用安全條例，提出了對立體車庫長度、寬度和高度的要求。在條例中規(guī)定立體車庫的長度尺寸需要大于車身長度200mm以上；條例中規(guī)定立體車庫的寬度尺寸需要大于車身寬度150mm以上。在高度尺寸方面，條例中規(guī)定立體車庫的高度尺寸需大于車身高度和升降機構(gòu)微調(diào)高度之和50mm以上。立體車庫機械式部分大概可以分為：（1）車庫框架。車庫框架主要分為主支撐結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)部分。主支撐結(jié)構(gòu)部分是支撐車庫與支撐載車板存放車輛的重要部分，由H型熱軋方鋼、鋼管（如16Mn）構(gòu)建的若干立柱、橫梁與支撐停車位框架的三角鐵（起連接作用）組成，其中外層結(jié)構(gòu)可以做成玻璃幕墻起到裝飾美化的作用。內(nèi)部結(jié)構(gòu)部分起到強化支撐和實現(xiàn)車輛停放的機械部分，由斜撐、升降導(dǎo)軌、橫移導(dǎo)軌、回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌等多種結(jié)構(gòu)構(gòu)成，為提高鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性與強度性做表面熱處理。（2）升降機構(gòu)。升降機構(gòu)是將回轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)后擺正的車輛，由升降叉從車庫底部上升到可存放車輛的指定車庫庫層的高度，其中主要包括升降拽引機、減速器、傳動構(gòu)件、升降叉、導(dǎo)軌、剎車制動構(gòu)件和配重機等構(gòu)成，由于垂直升降立體車庫存放車輛層數(shù)較高，所以升降機構(gòu)不僅要保證升降效率，還要對升降機構(gòu)的安全性做到萬無一失。并且通過鏈條來完成電動機與載車板之間的運動傳遞，實現(xiàn)升降運動，鏈條平均傳動比相對較準(zhǔn)確，能夠在高溫等環(huán)境惡劣的條件下、傳遞的功率較大的構(gòu)件，可滿足較重車輛的升降，工作可靠效率高。（3）橫動。到指定位置的車輛，經(jīng)過移動梳齒架按預(yù)設(shè)方向移動到停車位上，主要由左右梳齒架、停車架、驅(qū)動裝置、移動裝置等構(gòu)成。垂直升降立體車庫每層都設(shè)有橫移機構(gòu)來作為支撐部件，對車輛起支撐作用同時兼顧水平移動，因此對橫移機構(gòu)的強度和抗疲勞能力要求較高。（4）回轉(zhuǎn)機構(gòu)?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)為本次設(shè)計的主要對象，回轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝在立體車庫的最底部，位于升降機構(gòu)的中間部分?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)是用戶存放車輛時駛?cè)牒婉偝龅囊粋€過渡平臺，對駛?cè)胲囕v實現(xiàn)90°或者180°的旋轉(zhuǎn)，使得車頭位置平行于立體車庫的出口便于車輛駛出車庫，并且車輛在回轉(zhuǎn)機構(gòu)上停放靜止后，能夠做出檢測與校準(zhǔn)?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌、回轉(zhuǎn)盤、驅(qū)動電機、中心軸和滾輪組成?；剞D(zhuǎn)盤設(shè)計為梳齒式，與升降機構(gòu)的梳齒叉交相錯開，能夠?qū)崿F(xiàn)梳齒叉無障礙的通過回轉(zhuǎn)盤，便于車輛的升降，并且回轉(zhuǎn)盤上設(shè)有凹坑，來警示車主車輛是否安全停到正確位置。在車庫下方設(shè)有地坑，方便安裝拆卸回轉(zhuǎn)盤和后期故障檢測維修工作。第3章回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計3.1梳齒式回轉(zhuǎn)機構(gòu)的原理3.1.1存車流程車主將車輛駛?cè)肓Ⅲw車庫底部的回轉(zhuǎn)盤上，旋轉(zhuǎn)托盤停放車輛前輪位置的梳齒分布為弧形，和車輪的形狀相似能夠吻合配合，在汽車前輪嵌入弧形梳齒后，車庫內(nèi)的傳感器就會檢測到車輛位置并發(fā)出信號，等待車主離開汽車鎖好車輛后，就會自動運行，這時車庫的門簾會自動關(guān)閉，將車庫內(nèi)外分隔開。在回轉(zhuǎn)盤下的升降叉會推動著向上移動，在每一層停車層的中間升降叉兩邊都會對稱分布一個停車橫移機構(gòu)，梳齒架在橫移機構(gòu)的搬運下水平移動，并且梳齒架上的梳齒和升降叉上的梳齒互相交錯。通過同層感應(yīng)器的感知到達指定停車層后，然后剎車減速緩慢上升20cm靜止，與此同時同層感應(yīng)器將接收到的信息傳遞給橫移電動機，橫移電機啟動通過驅(qū)動裝置驅(qū)動前后其中一個梳齒架到達升降通道指定位置停止，橫移導(dǎo)軌設(shè)有限位塊將梳齒架，將到達指定位置后的信息傳遞給升降電機，升降電機啟動下行，穿過與升降叉相錯開的梳齒架繼續(xù)運動到起始位置，車輛最終經(jīng)過梳齒架的橫向移動平穩(wěn)運行移動到停車位上?；剞D(zhuǎn)盤在存車時旋轉(zhuǎn)180°是為了便于取車，為車主在取車時節(jié)省旋轉(zhuǎn)時間。圖3-1存車流程3.1.2取車流程用戶在立體車庫外進行取車過程，首先橫移機構(gòu)驅(qū)動梳齒架升降到通道的指定位置，然后升降叉向上移動橫移將梳齒架推送到指定位置，升降機構(gòu)驅(qū)動升降叉從回轉(zhuǎn)機構(gòu)底部地坑中上升穿過梳齒架，將汽車轉(zhuǎn)移到升降叉上，升降叉在梳齒架上方20cm處靜置一段時間。等橫移機構(gòu)驅(qū)動梳齒架返回初始位置后，升降機構(gòu)開始下行，到達立體車庫底部將汽車放置在回轉(zhuǎn)盤上，旋轉(zhuǎn)使車頭對準(zhǔn)立體車庫出口，升降叉再繼續(xù)向下回到回轉(zhuǎn)機構(gòu)底部地坑中，最后立體車庫庫門打開用戶進入駛出車輛。圖3-2取車流程3.2梳齒式回轉(zhuǎn)機構(gòu)的基本參數(shù)回轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)速度：1（r/min）；回轉(zhuǎn)機構(gòu)最大承載重量：2500kg；回轉(zhuǎn)精度要求：±50.25mm。3.3梳齒式回轉(zhuǎn)機構(gòu)的尺寸設(shè)計回轉(zhuǎn)盤的尺寸設(shè)計取決于車輛長度、寬度和軸距的大小，而回轉(zhuǎn)盤的材料則取決于車輛的荷載?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)尺寸設(shè)計的目的是能滿足大多數(shù)車輛正常存取，并且盡量減少制造成本。一般通過市場考察汽車的銷量情況，通過統(tǒng)計來確定車輛長寬、軸距、荷載的取值。如果不考慮汽車的銷量影響，就會出現(xiàn)各種品牌的車型在市場上占有量是相同的，因此會出現(xiàn)各種品牌的車型停入立體車庫的概率是相同的，這種方式與市場實際情況并不相匹配。事實上在銷量市場中，各種品牌的車型的銷量是不同的，銷量的不同影響著市場占有率的不同，也造成了各種品牌的車型停入立體車庫的概率不同，銷量多的車型停入立體車庫的概率會更高。采用考慮汽車銷量的方法會比不考慮汽車銷量影響的方法更貼合實際。所以采用考慮汽車銷量影響的方法對各種車型的長寬、軸距和荷載進行對比分析來確定取值。3.3.1車輛長寬、軸距的范圍在設(shè)計回轉(zhuǎn)盤大小時有兩個主要因素影響，一是車輛長寬（包含軸距），二是車輛的銷量。以下表格將車輛的長寬、軸距分為3組，統(tǒng)計出每個分組內(nèi)的汽車銷量，如下圖所示。表3.3.11<4500<1400<27002275.3624500-50001400-18002700-3000193.313>5000>1800>300062.33總和2531.1由圖表可以看出，中大型車輛的銷量較少，因此車輛長寬的取值建議在5000mm、1800mm能滿足95%以上的車輛存停在立體車庫內(nèi)，可以保證了車內(nèi)空間的最大利用以及減少成本的支出。3.3.2車輛荷載的取值范圍對于設(shè)計回轉(zhuǎn)盤需要的材料，主要受車輛荷載的影響。一般家用轎車的總質(zhì)量為車身質(zhì)量、人員質(zhì)量和車內(nèi)行李質(zhì)量的總和。當(dāng)汽車存停立體車庫時，假設(shè)車內(nèi)沒有人員，車輛荷載只需要考慮車身質(zhì)量和車內(nèi)行李質(zhì)量即可?？哲囐|(zhì)量按出廠標(biāo)準(zhǔn)配備裝備工具和加滿油水后的重量，行李質(zhì)量通常取50kg。因此將車輛的荷載分為3組，統(tǒng)計出每個分組內(nèi)的汽車銷量。表3.3.2車輛荷載與銷量統(tǒng)計圖分組荷載（kg）銷量（萬輛）百分比11200以下1265.131.48%21200-17992562.263.77%31800以上190.94.75%總和4018.21由上表所示，車輛荷載大于1800kg的銷售量只占銷量總數(shù)的4.75%，所以車輛荷載取值建議在2000kg左右，能夠保證絕大多數(shù)的車輛在立體車庫中實現(xiàn)存取，這樣既實現(xiàn)較小的局限性又減少了成本的支出。綜上所述，回轉(zhuǎn)盤的設(shè)計尺寸長寬取值為5200×2100mm，回轉(zhuǎn)盤材質(zhì)承載的最大荷載取值2000kg，這樣可以滿足95%以上車輛在立體車庫內(nèi)實現(xiàn)存取。根據(jù)國家規(guī)定為保證車主在立體車庫內(nèi)存取車的安全，設(shè)計長度尺寸須大于存入車輛的長度尺寸200mm以上，設(shè)計寬度尺寸須大于存入車輛的寬度尺寸150mm以上，所以回轉(zhuǎn)盤的長度寬度尺寸選擇5200mm×2100mm。3.4回轉(zhuǎn)盤基架的結(jié)構(gòu)設(shè)計回轉(zhuǎn)基架是承載車輛與回轉(zhuǎn)盤的構(gòu)件，起到支撐整個回轉(zhuǎn)機構(gòu)的作用?；剞D(zhuǎn)基架長度設(shè)為5100mm，采用橫截面為120×120×7mm的兩根長方鋼管和橫截面為120×120×7mm的兩根短方鋼管連接，并在回轉(zhuǎn)盤兩端采用T型結(jié)構(gòu)焊接而成。當(dāng)回轉(zhuǎn)基架在支撐回轉(zhuǎn)機構(gòu)工作時，長方鋼管的工作環(huán)境較為惡劣，由于長方鋼管長度較長、車身總重量主要壓力作用在長方鋼管上，因此對長方鋼管進行受力分析，回轉(zhuǎn)基架的材料取用W型鋼，如下圖所示。圖3-3回轉(zhuǎn)機架結(jié)構(gòu)圖回轉(zhuǎn)基架承受回轉(zhuǎn)盤與車輛的總重量是5000N，車輛前后輪分配的重力不同（回轉(zhuǎn)盤上重力均勻分布），所以回轉(zhuǎn)基架上單根長方鋼管承受的力為10KN。滾輪回轉(zhuǎn)半徑為2300mm，長方鋼管承受的彎矩為：Q235鋼的許用應(yīng)力為[δ]=235Mpa，根據(jù)彎曲應(yīng)力公式：Wχ為截面模數(shù)：根據(jù)國標(biāo)GB/T6728-2002查表為94.683cm3因此回轉(zhuǎn)基架的結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足要求。3.5回轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)尺寸回轉(zhuǎn)盤長度：L=5300mm;回轉(zhuǎn)盤寬度：B=2000mm；梳齒間距：P=80mm；回轉(zhuǎn)盤承載載荷：W=2050kg。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定回轉(zhuǎn)盤各結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)構(gòu)圖如下：圖3-4梳齒式回轉(zhuǎn)盤外形結(jié)構(gòu)尺寸3.6回轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的計算與校核各種車型由于發(fā)動機位置不同而導(dǎo)致車輛前后輪軸重的不同，本次設(shè)計車輛荷載取值為2050kg，車輛凈重取值為22KN，車輛前輪的重力為13KN，車輛后輪的重力為7KN。下面對車輛軸距最大寬為1800mm車輛的前輪進行受力分析計算，因為軸距最大寬度對梳齒的強度要求較高，對應(yīng)梳齒的工況更差，所以車輛軸距最大寬度滿足設(shè)計要求?；剞D(zhuǎn)盤單個梳齒受力分析如圖所示：圖3-5回轉(zhuǎn)盤梳齒結(jié)構(gòu)簡圖由上圖所示梳齒和懸臂梁結(jié)構(gòu)相似，最危險截面位于左端的A-A處截面。由此單個前輪梳齒危險截面C-C處承受的彎矩為：梳齒采用Q235鋼制成的70mm×50mm×5mm的矩形方管，許用應(yīng)力為[δ]=235Mpa，則彎曲應(yīng)力公式為：Wχ為截面模數(shù)：根據(jù)國標(biāo)GB/T6728-2002查表為18.121cm3綜上所述，選用70mm×50mm×5mm的Q235鋼矩形方管滿足設(shè)計要求。第4章回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動裝置的設(shè)計本章主要內(nèi)容對回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動裝置進行設(shè)計，包括滾輪、傳動軸、鍵以及軸承等參數(shù)的計算校核，通過檢驗計算回轉(zhuǎn)機構(gòu)的機械性能，看是否能滿足設(shè)計要求來完成正常的回轉(zhuǎn)運動。據(jù)調(diào)查，我國市面上95%車輛的軸距范圍大約在2300mm-3100mm之間，輪距寬度范圍大約在1300mm-1800mm之間。以下參數(shù)取值為：回轉(zhuǎn)機構(gòu)最大承載重量2000kg；回轉(zhuǎn)精度為±50mm；回轉(zhuǎn)機構(gòu)質(zhì)量小于1000kg。4.1回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動裝置的布置回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動裝置在設(shè)計過程中盡可能簡單明了，具有維修與保養(yǎng)便捷，壽命長等特點。通過對回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動裝置進行分析，傳動裝置如圖所示：圖4-1回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動裝置布置圖圖4-2回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動三維圖4.2電動機的選擇滾輪的運行摩擦阻力為：式中：G為車輛的質(zhì)量；單位kg；Q為回轉(zhuǎn)盤的質(zhì)量；單位kg；ω為單位摩擦阻力系數(shù)，對于滾動軸承車輪ω=0.006-0.01；對于滑動軸承車輪ω=0.015-0.025；本設(shè)計采用滾動軸承車輪，單位摩擦阻力系數(shù)ω=0.01，車輛的質(zhì)量為2000kg，回轉(zhuǎn)盤的質(zhì)量為1000kg，由上式公式可得：所以滾輪的滑動摩擦阻力為。公式為：PmVcη為傳動效率，取0.9；m為驅(qū)動輪數(shù)。由以上可得代入公式，電動機的靜功率Nj選擇電動機的功率時需要考慮電動機的起動慣性，因此電動機的功率為：上式中：Κd所以Κd表4.2運行機構(gòu)Κd速度（m/s）0.51.01.52.0時間（s）4.5567.2Κd滾動軸承1.21.51.82.1Κd滑動軸承0.91.151.321.45將Κd取值4.3減速機的選擇根據(jù)設(shè)計要求，選擇的減速電機功率為0.25kw，減速電機具有結(jié)構(gòu)緊湊和節(jié)約空間的優(yōu)點。由上文知滾輪的轉(zhuǎn)速為114.65r/min。HMRV減速電機0.25kw的性能參數(shù)如下表所示：表4.3-1減速電機的性能參數(shù)機型輸出N（r/min）速度比系數(shù)0.25kwNMRV4018783.3145122.693.2142.075221.660271.345.7351.140460.830550.6NMRV5580253.159302.143.6322.438381.830581.325.3650.918.5760.7NMRV6030552.325.4652.119.5781.515991.2根據(jù)上述參數(shù)選擇減速電動機；輸入為1400r/min。輸出為140r/min；輸出轉(zhuǎn)矩為25NM；速比為i=10；輸出孔徑為D=?18H8。選取電動機機座型號為62B14，如圖所示為NMRV40型減速電機的外形尺寸圖如下所示:圖4-3減速電機外形圖圖4-4表4.3-2外形與安裝尺寸表安裝大小外形大小DEFGMNPSTACADL11.5234.58806590M52129902254.4滾輪的設(shè)計與計算滾輪是回轉(zhuǎn)機構(gòu)的重要組成部分，滾輪的穩(wěn)定可靠性制約著回轉(zhuǎn)機構(gòu)是否能安全正常的運行。在實際運行過程中，當(dāng)車輛駛?cè)氲交剞D(zhuǎn)盤上，會使得滾輪與導(dǎo)軌之間接觸產(chǎn)生較小的摩擦，從而產(chǎn)生局部應(yīng)力，并且接觸面越大局部應(yīng)力越大。隨著時間的推移，在局部應(yīng)力的作用下滾輪的表層會產(chǎn)生疲勞點蝕，滾輪容易發(fā)生斷裂。本文設(shè)計回轉(zhuǎn)機構(gòu)由八個均勻分布的滾輪在導(dǎo)軌上滾動并驅(qū)動回轉(zhuǎn)盤圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)，滾輪位置在回轉(zhuǎn)盤兩端，大概位于車頭車尾位置，其中回轉(zhuǎn)盤兩端各設(shè)有一個主動輪，由蝸輪蝸桿減速電機通過傳動軸驅(qū)動，其它的為從動輪。從本文設(shè)計中可知，車輛荷載為2000kg，按照13:7分配比例，車輛前部重量為1300kg，回轉(zhuǎn)盤設(shè)計重量為1000kg，可計算得知車輛前滾輪承受的重量為1800kg，所以每個滾輪承重為：滾輪的摩擦力臂為：K=0.0005m，根據(jù)滾輪的力矩公式得：所以滾輪的力矩為2.25N/m。在機械設(shè)計中，滾輪通常采用45號鋼制作，具有較高的強度和較好的加工性能，經(jīng)過熱處理后得到較高的塑性、韌性與耐磨性，彈性模量取210Gpa，抗拉強度≥600Mpa,屈服強度≥355Mpa，滾輪淬火后的表面硬度在55-58HBC之間，滾輪的許用線接觸應(yīng)力為475Mpa，安全系數(shù)通選擇1.6，