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PSH4D型立体停车库升降传动机构设计【8张图纸】【优秀】

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psh4d 立体 车库 升降 传动 机构 设计 图纸 优秀 优良
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PSH4D型立体停车库升降传动机构设计

32页 10000字数+说明书+开题报告+任务书+8张CAD图纸

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I轴1.dwg

PSH4D型立体停车库升降传动机构设计开题报告.doc

PSH4D型立体停车库升降传动机构设计论文.doc

任务书.doc

大链轮.dwg

小链轮.dwg

总体图A0.dwg

搬运器.dwg

文献综述.doc

滚筒.dwg

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目     录

摘  要2

Abstract3

1 绪论4

1.1 机械式立体车库设计概论  5

  1.1.1术语定义5

  1.1.2机械车库类型定义6

1.2机械式立体停车设备6

  1.2.1停车设备特性6

  1.2.2停车设备设计要求7

  1.2.3停车设备安全要求8

  1.2.4设备种类9

2 升降传动机构设计与计算12

2.1电动机选择12

2.2起升部件的计算选取12

  2.2.1钢丝绳的选取12

  2.2.2卷筒尺寸的确定13

2.3传动系统计算15

  2.3.1传动比i的确定15

  2.3.2减速器的选择15

  2.3.3大小链轮的选择计算17

2.4轴及轴承的选择、强度计算与校核23

  2.4.1轴的选择、强度计算与校核23

  2.4.2轴承的选择、强度计算与校核26

2.5键的选择与校核27

2.6联轴器的选择28

2.7装配图29

3 结束语30

致谢31

参考文献32


 摘    要

   随着我国城市化进程的加快和汽车产业的迅速发展,建筑设计中关于城市停车场、停车库的合理设计是相关专业领域亟需解决的课题。机械停车库是利用机械设备提高单位面积停车数量的停车方式,它是使用机械设备作为运送或既运送且停放车辆的汽车库。在一个建筑层里叠置2-3层存放车辆的汽车库。它与一般汽车库相比,由于设备能叠置停车,相同的面积内可多停30%—50%的小汽车。这对净高适宜的已建成的单层停车库可以改造成2-3层停放车辆的机械停车库,将具有积极的现实意义。

   本课题组的研究内容为钢丝绳式三层机械式立体停车库,我个人的研究方向则是立体停车库升降动力系统的计算设计,具体内容包括:提升电动机的计算选择,用于提升系统的摆线针轮减速器的计算选择,卷筒的设计计算,以及其他动力辅件的计算、选择以及校核。

关键词:机械式体车库 升降传动系统设计 钢丝绳


2  升降传动机构设计与计算

2.1 电动机的设计选择

  本次设计,车辆重量定为2200kg,托盘重量为450kg,同时升降速度应小于4m/min。通过对于功率P的计算,及升降速度,从而进行升降电动机型号的选取。


内容简介:
重 庆 理 工 大 学毕 业 设 计(论文)开 题 报 告题 目 PSH4D型立体停车库升降传动机构设计 二级学院 机 械 工 程 学 院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械5班 姓 名 王富强 学 号 10904020519 指导教师 系 主 任 时 间 1、本课题的研究目的及意义1.1概述 对于立体式停车库的定义,即利用机械结构及其传动来实现存取、停放车辆的整个停车设施。一般情况下,作为停车库,除了机械式停车设备外,还应包括有关的车道、出入口前的空地、管理办公室以及通风设备、排水设备、消防设备、出入口设备、收费设备等辅助设备,它包含了当前机械、电子、液压、光学、磁控技术领域的成熟先进技术,己成为技术密集型产品的代表。1.2国内外立体停车库的发展现状 “车库”是大中城市的热门话题,国家经贸委将“城市立体车库”列为“近期行业技术发展重点”,随着家用汽车的不断增加,公共场所及社区内存车矛盾、车挤绿地的问题将会越来越突出,在人们对生活质量和环境意识不断增强之时“车库”日渐成为热门话题,机械自动化立体车库将会在新开发的楼盘及商业里大显身手。 机械式停车设备的应用已有30多年的历史了。发展较早、较好的有日本、韩国、德国等。在亚洲,机械式停车设备采用较早应用较普遍的是日本、韩国和我国台湾省。在日本,机械式停车场已超出了单纯用于停车的功能,而是发展成了与城市环境融为一体,具有较强的实用性、观赏性和经济开发价值的城市建筑。 我国在20世纪80年代初开始研制和使用机械式停车设备。80年代是起步阶段,90年代以来,随着汽车工业和建筑业的发展,尤其是轿车进入家庭后,停车设备的应用逐步推广,己经形成了新兴的停车设备行业,步入了引进、开发、制造、使用相结合的初步发展阶段。现在从事停车设备制造的企业数约有100家,其中主机生产企业超过50家。首批获得国家颁发的立体停车设备制造企业资质的企业有22家。产品经引进技术和自我研制开发,生产技术水平有了很大的提高。 通过设计,能把几年来所学习到的基础理论,专业知识,基本技能运用到实际问题上。培养我对实际问题的调查、研究、分析能力;树立我对整个工程系统的生产价值成本观念;拓宽我对整个知识面的感性认识,使之条理化;为我以后进入企业定岗作业,打下坚实的基础。 2、本人对课题任务书提出的任务要求及实现目标的可行性分析 本课题主要为了解决停车难问题,考查国内外的立体停车库的相关资料,把握国内外车库技术的发展趋势和方向;而本课题的重点又是在于立体式停车库的传动机构设计方面,传动机构分为横移传动机构和升降传动机构,此次研究的方向为升降传动机构。对于升降传动机构而言,可以采用链条式升降传动形式,也可以采用钢索式传动,相比较而言,在传动平稳性和噪音方面,钢索形式的升降传动,更加适合,故本次采用钢索进行升降传动。(1)查阅资料,了解国内外关于立体停车库的研究现状,掌握立体停车库的工作原理及结构组成; (2)制定立体停车库升降机构设计方案。包括提升形式的选择、动力的确定;(3)完成传动轴系的计算与设计任务要求: 完成23层载车机构的设计及其结构装配图,最重要的则是完成升降传动 系统的设计,重载轴的设计选取及零件图的绘制等等。实现目标的可行性分析:在大学期间的专业课程,对于本次设计都很有帮助,比如机械工程材料、机械制造技术基础、互换性与测量技术基础、机械制造技术基础课程设计、CAD实用软件实训、机械设计课程设计、机械设计、机械工程测试技术、材料成型技术基础、机电测控接口技术、流体传动及控制、CAE实用软件实训、机械制图、机械原理等相关专业同时图书馆提供了良好 的学习、设计环境。能够使用相关指导书、技术 手册、图册等专业书籍。网上拥有大量丰富的文献和资料,供我参考学习。自己也掌握了 SolidWorks及CAD制图软件,加上老师的指导,能够按时的完成本次课题内容。 3、本课题的关键问题及解决问题的思路本次课题的重点问题是主轴(载重轴)的设计,轴的大小材质及其放置位置及其保养维护等等。解决思路:查询理论力学 材料力学 结合机械原理-轴章节进 行主轴的选取校核。4、完成本课题所需的工作条件(如工具书、计算机、实验、调研等)及解决办法。(1)查找了大量的工具书,有 机械设计手册 机械制造工艺与装备 机械制造技术基础 金属机械加工工艺人员手册 机械制造工艺学 机床夹具设计等。(2)学校有图书馆,拥有大量丰富的文献和资料,能够使用相关指导书、技术 手册、图册等专业书籍。(3)查阅相关资料,了解国内立体式停车库的各种升降传动结构形式。(4)有相关的软件,如SolidWorks及CAD软件等。 解决所提出的问题: 首先要查阅相关的资料、书籍,确定出解决问题的可行方法以及所需步骤; 然后通过论证分析校核,得出解决问题所需要的数据, 最后再总结出自己的设计方案。5、工作方案分析及进度计划熟悉机械设备, CAD和SolidWorks都有相当深入的了解以及熟练使用,对开发技术都有相当深入的了解。 进度计划: 2013 年 2 月 25 日-2013 年 3 月10 日: 查阅资料、 确定题目、 学习相关基础知识; 2013 年 3 月 10 日-2013 年 3 月 24 日:制定设计计划,起草开题报告,完成文献综述,文献翻译; 2013 年 3 月 24 日-2013 年 5 月 5 日:进行升降系统概要设计、结构设计; 2013 年 5 月 5 日-2013 年 5 月 25 日:完成升降传动系统的结构设计,根据系统制作毕业论 文初稿;2013 年 5 月 25 日-2013 年 5 月 28 日:指导老师进行论文初稿审核、修改后定稿;2013 年 5 月 28 日-2013 年 6 月 7日:论文定稿并由指导老师进行评阅,准备最终的毕业答辩; 报告人: 年 月 日 指导教师意见 指导教师: 年 月 日开题报告应根据教师下发的设计(论文)任务书,在指导教师的指导下由学生独立撰写。重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计1目 录摘 要.2ABSTRACT.31 绪论.41.1 机械式立体车库设计概论 .51.1.1 术语定义.51.1.2 机械车库类型定义.61.2 机械式立体停车设备.61.2.1 停车设备特性.61.2.2 停车设备设计要求.71.2.3 停车设备安全要求.81.2.4 设备种类.92 升降传动机构设计与计算.122.1 电动机选择.122.2 起升部件的计算选取.122.2.1 钢丝绳的选取.122.2.2 卷筒尺寸的确定.132.3 传动系统计算.152.3.1 传动比 I 的确定.152.3.2 减速器的选择.152.3.3 大小链轮的选择计算.172.4 轴及轴承的选择、强度计算与校核.232.4.1 轴的选择、强度计算与校核.232.4.2 轴承的选择、强度计算与校核.262.5 键的选择与校核.272.6 联轴器的选择.282.7 装配图.293 结束语.30致谢.31参考文献.32重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计1摘 要随着我国城市化进程的加快和汽车产业的迅速发展,建筑设计中关于城市停车场、停车库的合理设计是相关专业领域亟需解决的课题。机械停车库是利用机械设备提高单位面积停车数量的停车方式,它是使用机械设备作为运送或既运送且停放车辆的汽车库。在一个建筑层里叠置 2-3 层存放车辆的汽车库。它与一般汽车库相比,由于设备能叠置停车,相同的面积内可多停 3050的小汽车。这对净高适宜的已建成的单层停车库可以改造成 2-3 层停放车辆的机械停车库,将具有积极的现实意义。本课题组的研究内容为钢丝绳式三层机械式立体停车库,我个人的研究方向则是立体停车库升降动力系统的计算设计,具体内容包括:提升电动机的计算选择,用于提升系统的摆线针轮减速器的计算选择,卷筒的设计计算,以及其他动力辅件的计算、选择以及校核。关键词:机械式体车库 升降传动系统设计 钢丝绳重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计2AbstractAlong with the development of our country city turns the progress quickly and the automobile industry of quick development, the reasonable design concerning city parking lot, the parking database is the topic that the related and professional realm wants to have a right way to solve in the building design. The machine parking database is a parking method that makes use of the machine equipments exaltation unit area parking quantity, it is to use the machine equipments conduct and actions to deliver or since deliver and park the automobile database of the vehicle. Fold to place the automobile database that 2-3 layers deposit the vehicle in a building layer. It is compared with the general automobile database, because the equipments can fold to place the parking, same area inside can stop 30% more-50% small automobile. This is clean and high and feat to have already set up of single layer the parking database can reform 2-3 layers park the machine parking database of the vehicle, will have the actively realistic meaning.The research contents of this topic set for the steel wire rope machine as to promote the dynamical steel wire rope type three stereoscopic parking database of the layer machine type, my personal research direction then stereoscopic park the car the calculation design of the database motive system, the concrete contents include: Promote the calculation choice of the electric motor, used for promoting the calculation choice that the system puts the line needle round to decelerate the machine, the design calculation of a tube, and other calculations, choices and school pits that the motive assists the piece.Key words: Mechanical garage Design of elevator drive mechanism Wire rope重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计31 绪论随着我国城市化进程的加快和汽车产业的迅速发展,建筑设计中关于城市停车场、停车库的合理设计是相关专业领域急需解决的课题。城市是人类技术进步、经济和社会文明的结晶,同时现代城市又是环境污染,生态失衡和交通拥挤的写照,久居城市的人们在享受了现代文明的同时,也饱尝了与自然隔离、人满为患之苦。车流不息带来了烦躁与不安的心理压力。可是城市化的进程和发展是无法阻挡的,我们只能在节省土地资源的同时尽可能地扩大城市空间容量。城市的本质是集中,使城市高效、紧凑,充分提高城市空间的利用率,走城市空间集约化、立体化发展的道路,使城市上、下部空间协调发展,将是现代城市空间发展的必由之路。机械式汽车库近年来也在我国一些大城市中兴起,虽然尚存在各种各样的问题,但经验也正在积累中。它具有高效、安全、节省空间等优势,机械式汽车库的发展将会有广阔的前途。城市化进程的加速,日益增多的汽车带来了城市停车场不足以及由此引发的一系列问题,已经成为困扰我们的一个社会问题,迫使我们在城市中紧凑的地域内对停车空间,停车方式进行新的探索。停车库也由地面向地下,由单层向多高层发展,停车方式亦由坡道式向机械式发展。机械停车库是利用机械设备提高单位面积停车数量的停车方式,它是使用机械设备作为运送或既运送且停放车辆的汽车库。在一个建筑层里叠置 2-3 层存放车辆的汽车库。它与一般汽车库相比,由于设备能叠置停车,相同的面积内可多停3050的小汽车。这对净高适宜的已建成的单层停车库可以改造成 2-3 层停放车辆的机械停车库,将具有积极的现实意义。本课题组的研究内容为以钢丝绳卷扬机为提升动力的钢丝绳式三层机械式立体停车库,我个人的研究方向则是立体停车库升降动力系统的计算设计,具体内容包括:提升电动机的计算选择,用于提升系统的摆线针轮减速器的计算选择,卷筒的设计计算,以及其他动力辅件的计算、选择以及校核。重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计41.1 机械式立体停车库设计概论1.1.1 术语定义机械停车库:使用车辆以外其它带有动力的搬运器,完成车辆停放、存储工1作的整个设施。机械停车设备:机械停车库内用于搬运、停放汽车的机械设备的2总称。机械停车库附属设备:为保证机械停车库安全使用,除机械停车设备以外3的一切库内设施、设备的总称。附属设备包括:照明设备、通风设备、报警设备、电源设备、消防设备、排水设备、紧急出人口等。存车位:机械停车库内车辆经搬4运器最终送达的预先划分好的停放位置。车辆搬运器:机械停车设备中用于承托、5运送车辆,使车辆到达存车位的全部装置或部件的总称。人车交接位:机械停车6库内进行车辆存取作业,允许驾驶员停止并离开自己车辆或进人自己车辆开始启动车辆运行的位置。机械停车库出入口:车辆进人或离开机械停车库的通口。机械7停车库出人口一般都设有防护门和相关的安全检测开关。机械停车库通行通道:8从机械停车库出人口到人车交接位及驾驶员离开机械停车库的库内全部空间区域。机械停车库库前空地:为保证车库内车辆安全正常出人,机械停车库出人口至其9前面道路之间用于车辆暂时停放或转向的预留空地。单车最大出(入)库时间:指10从给出一个车辆出库(入库)指令开始,搬运器将车辆从停车装置中最不利的存车位取出放到人车交接位(搬运器将车辆从人车交接位送到停车装置中最不利的存车位),直到该停车设备能够允许接受下一个出库(入库)指令为止所需要的时间(包括人员驾车入库和出库时间,前进入库按 20s 计,后退入库按 30s 计,前进出库按 20s 计,后退出库按 23s 计)。满负荷运行全部车辆人库时间:在存车库入口不存在交通11堵塞的条件下.从存车库处于空库状态开始,以连续入库的方式工作,直到存车库达到满库状态为止所需要的全部时间。满负荷运行全部车辆出库时间:在存车库出12口不存在交通堵塞的条件下,从存车库处于满库状态开始,以连续出库的方式工作,直到存车库达到空库状态为止所需要的全部时间。满负荷运行全部车辆出入库时13重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计5间:在存车库出入口不存在交通堵塞、存车库处于满库状态的条件下,每出库一辆车就入库一辆车,出库车辆的位置和次序为随机状态,以这种连续出入库的方式工作,直到存车库内所有的存车位置全部被轮换一次,整个过程所需要的全部时问。1.1.2 机械车库类型定义1.按运行装置分类垂直循环类停车设备:车辆搬运器在垂直平面内做连续循环移动,实现车辆存取功能的停车设备。多层循环类停车设备:车辆搬运器在垂直平面内排列成 2 层或2 层以上做连续移动,两端有升降机构进行循环层间转换移动,实现车辆存取功能的停车设备。水平循环类停车设备:车辆搬运器在水平平面内排列成 2 列或 2 列以上做连续循环列间转换移动,实现车辆存取功能的停车设备。电梯垂直升降类停车设备:存车位分布在井道周围,通过升降搬运器在专用井道内做升降运行,实现车辆存取功能的停车设备。巷道堆垛类停车设备:存车位在巷道一边或两边多层分布,通过搬运器在专用巷道内做水平、升降或水平升降复合运行。或与升降搬运器结合,实现车辆存取功能的停车设备。平面往复移动类停车设备:存车位与搬运器分布在同一水平面内,通过搬运器在水平面内做往复移动,实现车辆存取功能的停车设备。简易升降类停车设备:通过单一搬运器的升降、俯仰或二三层搬运器整体升降、俯仰,实现车辆二三层存取功能的停车设备。升降横移类停车设备:通过搬运器的垂直升降或水平横移进行 2(3)位移动,实现车辆存取功能的停车设备。汽车升降梯:搬运器运载车辆(或同时运载驾驶员)垂直升降运行进行多层平层对位,从搬运器到存车位需要驾驶员驾车人位,实现车辆存取功能的停车设备。2.按操作方法分类无人式机械停车设备:人员不进人机械停车设备,而只是使汽车移动的方式。准无人式机械停车设备:当人员走出机械停车设备,到机械停车设备外面后,机械停车设备才开始运行,实现车辆存取功能的停车设备。同乘式机械停车设备:使用允许车辆与人员同时乘坐的搬运器.实现车辆存取功能的停车设备。1.2 机械式立体停车设备1.2.1 停车设备特性这类停车设备一般都是准无人操作方式。结构形式分类共有 2 种:一种是单一搬运器的升降、俯仰式运行形式;另一种是 2.3 层搬运器整体升降、俯仰式运行形式。搬运器的升降、俯仰式的停车设备多用于地面停车、路边停车和地下停车,尤其适重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计6合对原有地下单层停放车辆的停车库进行改造,来增加停车数量。这种形式停车设备工作原理一般是先来的车辆驶入升降搬运器,将车辆送到上层存车位,后来车辆直接驶入下层存车位,属于机械停车和自走式停车混合使用的停车方式。2. 3 层搬运器整体升降、俯仰式的停车设备为半地下停车方式,多用于地面停车、路边停车,2 层搬运器整体升降、俯仰式的停车设备可以用在地下。这种形式停车设备工作原理是使用者通过特定的开关将自己需要的升降搬运器驱动到人车交接位,车辆直接驶入停车设备规定的升降搬运器内,将车辆送到上层存车位,后来车辆直接驶入下层存车位。属于机械停车和自走式停车混合使用停车方式。这类车库一般最多为 3层(多层高度比较高,稳定性和经济性较差),它可以在一个标准停车位扩允 2 一 3倍的车辆停放数量。1.2.2 停车设备设计要求(1)这类车库升降搬运器自动化程度一般要求较低,升降速度建议控制在小于4m/min,最大不要超过 6m/min,如果超过 6m/min 就应当由变频调速,以免由于速度过快引起的冲击过大,对车造成破坏。(2)车库库前空地在出人口前预留出一个车辆的转弯半径作为通行车道宽度即可。(3)带地坑的停车设备,在程序设置时,车库使用前、后的原始状态,地坑位置必须保证有搬运器补位,不能将地坑明露。在人可能到达的地坑边缘,应当设有 1 . 8m 高以上的围墙或围栏、围网。如果停车设备设置在户外,围栏、围网及升降门上的适当位置应当有夜间闪光警示灯。在出入口应当设有垂直滑动门,地坑深度小于O. 5m 深时,可以不用门,用光电开关配以声光报替机构即可。不带地坑的停车设备,在人可能到达的上层搬运器升降运行空间边缘,应当设有 1 .8m 高以上的围墙、围栏、围网或光电检测开关。出人口应当设有垂直滑动门或光电检测开关配以声光报警机构。 (4)停车设备内部应当设置全方位的自动检测开关,当停车设备运行时,如果有人员、车辆、异物侵人时,要能够马上检测出来,报警同时锁定运行的停车设备,以确保人员、车辆安全。如果操作人员操作时完全可以全面详细地观察到停车设备运行的全部方位,能够确保人员安全,可以减化自动检测机构或元件。(5)为确保人员安全,停车设备内部凡是能够使人跌落地坑的地方,均需要安装护栏。停车设备内通道高度尺寸应当在 1 . 8m 以上,宽度尺寸应当在 0.5m 以上。存重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计7车位空间高度尺寸应当大于允许停放车辆最大高度加上 50mm(最小不能低于 1.6m)。宽度尺寸应当大于允许停放车辆最大宽度(含反光镜)加上 150mm。长度方向上如果没有地坑或上横梁(即没有形成通口或井道),搬运器长度可以小于允许停放车辆最大长度。如果有地坑或上横梁,则地坑的有效空间(或通口空间),应当大于允许停放车辆最大长度加上 200mm,以便车库使用者和管理者能够通过目测确定车辆停放在搬运器内。(6)对带有地坑的升降搬运器在车辆交接层,搬运器由空载变重载、由重载变空载时,搬运器距平层定位偏差应在士 5mm。搬运器内车辆通行平面与地面平层高差应小于 1 0mm ,搬运器内车辆通行平面边缘与坑壁间隙应小于 50mm。1.2.3 停车设备安全要求 (1)该类停车设备的搬运器同时也是存车位.所以在搬运器上一般都要设置止车挡块,防止搬运器在运行时车辆移动,发生损坏车辆的事故发生。 (2)在车辆存放正常位置的极限区设置车辆入位检测和车辆超长、超高检测,当超出允许存放尺寸车辆进入库区时,或车辆进人搬运器时发出报警并锁定停车设备不能运行并提示车辆必须退出停车设备。当车辆进人搬运器停故位置不准确时,发出报警并锁定停车设备不能运行,当调整准确后,转人正常运行状态。 (3)当有依靠钢丝绳或链条来保持车辆在上层位置时,必须设有防止搬运器坠落装置,即使在钢丝绳或链条断裂时,搬运器也不能发生坠落。 (4)搬运器升降时,除认址定位开关外,还应当设置超行程极限限位开关,防止搬运器超越极限位置运行。 (5)驱动机构均应有断电制动性能。制动器要灵活可靠,要按期维护检查,以防止搬运器出现滑车溜车。 (6)对液压传动机构,除断电时必须具有制动性能外,液压系统合理的位置上要安装止回阀,还应当在油缸油口处装上限速阀,既可避免限速油路系统问题造成油缸失速,管路、接头爆裂等故障造成的事故,还可避免由于人为误操作造成的破坏性事故。使用时应注意油缸活塞密封圈内漏问题,它可造成搬运器溜车滑车,严重的会损坏车辆及停车设备。这一点在设计时一定要明确说明。 (7)利用链条、钢丝绳等传动机构,使用人员能够到达的部位和能够对人员安全产生危险的部位均要设置防护罩,确保人员安全。除了上面的要求,停车设备运行还应当有一系列联锁机构。首要联锁是车辆重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计8在库内停放位置检测机构与停车设备运行联锁。车辆没有明确地停放在规定的区域内时,停车设备不能运行。门或出入口光电开关与停车设备运行联锁。门或出人口有人、车或异物时,停车设备不能运行。单一搬运器的升降、俯仰式的停车设备,下层停放车辆与上层搬运器运行联锁。下层停放车辆时,上层搬运器不能运行。除了以上联锁外,还应当有运行超时保护,当 1 个搬运器得到指令开始运行,未在规定时间内到达下一个位置,应当发出故障信号,并锁定停车设备使之不能运行。在使用、管理及维修人员经常出人的地方,合理的位置要设置自锁式急停按钮,以便于操作。1.2.4 设备种类 立体停车库就其结构性能上大体分:机械式、自走式及半机械式三种 根据立体停车机场的不同,大致可分:升降横移式 、垂直循环式、巷道堆垛式、垂直升降式、简易升降式等。升降横移式:是利用载车板的升降或(和)横向平移存取停放汽车的机械式停车设备.适用于住宅小区、大楼地下室、立交桥下。 垂直循环式:是用一个垂直循环运动的载车板系统存取停放汽车的机械式停车设备 。巷道堆机垛式 :是用巷道堆垛机或特种起重机将汽车水平且同时垂直移动到预定泊车位置或相反取出汽车的机械式停车设备。适用于大规模社会公用停车楼及地下停车库 。立体停车库亦可分为自行式立体停车库、半自动立体停车库和全自动立体停车库.全自动立体停车库可分为两层或多层平面式全自动立体停车库、竖向密集型全自动立体停车库以及特殊造型结构全自动立体停车库(如蜂窝式、迷宫式等)。升降横移式立体停车库重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计9 巷道堆垛式立体停车库 垂直循环式立体停车库本次所设计的就是升降横移式立体停车库的升降传动系统,下面简要介绍下升降横移式立体停车库的工作原理,以二层停车库为例:123456重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计10将 2 号车位作为定位,1,3 号车位可以直接进行存取车。在存取 4 号车时,将 1 号车位移动到 2 号车位上,4 号车位降到 1 位进行存取车。在存取 5 号车时,将 5 号车位降到 2 位上,进行存取车。在存取 6 号车时,将 3 移动到 2 位上,6 降到 3 号车位上,进行存取车。对于升降装置,常见的三种方式是液压方式,链条提升方式和钢丝绳提升方式。钢丝绳具有承载能力强,重量轻的特点,但它却具有弹性,使用时间长了会产生伸长量,使得传动精度降低,从而使得托盘不能准确到达所应到达的位置,而且,钢丝绳容易自行扭转和松散。液压系统驱动是一套十分复杂的驱动系统,它的设计、制造成本较高。而且维修、检测费用也相对较高,液压系统的故障很难检查,如果哪个输油管道出现问题,将会在一定时间内大大降低车库的工作效率,而如果液压站出现了问题,后果将更加严重,故此,此设计没有采用液压驱动系统作为提升机构。链传动为电动机通过连轴器、链条、链轮,来带动托盘实现升降的。成本低,安全,易维护,维修。链条传动兼有齿轮传动和带传动的特点。与齿轮传动比较,链传动较易安装,成本低廉;远距离传动时其结构要比齿轮传动轻便得多。与带传动比较,链传动的平均传动比准确;传动效率高;需要的张紧力小,压轴力也小;结构尺寸紧凑;能在低速重载下较好的工作;能适应较恶劣的环境如油污和高温等场合。综上所述,升降机构的设计:电动机作为动力源,利用链条和链轮的啮合传递动力,带动滚筒缠绕钢丝绳来实现上层托盘的升降。工作原理如图所示:1-电动机 2-链轮 3-滚筒 4-钢丝绳 5-滑轮 6-固定端 7-横梁重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计112 升降传动机构设计与计算2.1 电动机的设计选择 本次设计,车辆重量定为 2200kg,托盘重量为 450kg,同时升降速度应小于4m/min。通过对于功率 P 的计算,及升降速度,从而进行升降电动机型号的选取。1.8kw=0.067m/sN10 2.65=FV =P 0.067m/s=4m/min=V N10 2.65= 10m/s450Kg)+(2200Kg=GG =FFV=P 24242一一一一一G50%100%156s78s156s)2(78sT78s77.6s0.067m./s5.2mt5.2m1.6m1.6m2mcFVHH一一一一一一一一一一一一一考虑到摩擦、车重,以及本次提升速度低,载荷大,查机械设计课程设计手册(第三版)表 12-7,YZR、YZ 系列电动机用于驱动各种形式的起重机械和冶金设备中的辅助机械的专用系列产品。它具有较大的过载能力和较高的机械强度,特别适合短时或断续周期运行、频繁启动和制动、有时过负荷及有显著的振动与冲击的设备。故选择的电动机型号为 YZR132M2-6,额定功率 P=2.8kw,额定转速 n=940r/min.2.2 起升部件的计算选取2.2.1 钢丝绳的选取 钢丝绳工作时的受力情况复杂多变,内部应力状态除受拉外,绕上滑轮与卷筒时还受到弯曲和挤压,钢丝间也产生挤压。为简化计算,设计时一般采用静力计算法。 起重机设计规范推荐了两种计算方法,本次设计我们采用以下算法:NPPNP65004/260004/26000g400kg2200kg1每条钢丝绳的张力)(总张力重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计12 钢丝绳直径按工程起重机 (第二版)式 5-1:scd 其中:d 为钢丝绳最小直径(mm) ,c 为选择系数,s 为钢丝绳最大工作静拉力(N) 。根据工程起重机 (第二版)表 5-1“钢丝绳的使用及其结构型式” ,选用钢丝绳为 6w(19)金属芯的钢丝绳,公称抗拉强度。pa1550bM当工作级别为时,n=5,c=0.1,所以:4M4,1550MPa=8mmscd d=1.1d=81.1=8.8mm,取 d=9.2mm.所选钢丝绳型号为:钢丝绳 6w(19)-9.2-1550 -GB20118-2006.2.2.2 卷筒尺寸的确定(1) 卷筒的直径:a). dD h1min其中,为按钢丝绳中心计算的卷筒的最小卷绕直径(mm) 。根据工程起重机1minD(第二版)表 5-5,当机构工作级别为 M4 时,卷筒 h=16。300mmmm2 .1472 . 916h1min1minDDDdD故取根据(2) 卷筒有效长度计算:绳长: 210LLLL重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计1312m3.64.83.6一L两段钢丝绳预留各三圈,则为 6 圈,mmDL5.65.5661预留钢丝绳固定位置,同样各占三圈,mmDL6 . 55.5662一一取24mL300mm293mm202253L20mm253mm9.2251.11zd. 1250.0092)(0.314. 324)d(Dm,取整为则卷筒两侧侧板厚度取圈卷筒卷筒LLZ(3)卷筒壁厚计算:卷筒壁厚一般先按经验公式初步确定,然后再进行强度校核。为了减轻重量,降低成本,并且考虑到系统安全性,在这里选择铸造卷筒,带 6 通孔减少重量。根据工程起重机 (第二版)式 5-25;,取mm10-60.02D)(14mm卷筒工作时候,由于受钢丝绳最大拉力的作用,卷筒壁主要承受钢丝绳缠maxS绕箍紧所产生的压缩应力,以及扭转和弯曲应力,当卷筒长度小于 3 倍直径(L 小于等于 3D)时,弯曲和压缩应力一般不超过压缩应力的 10%-50%,因此可以滤去不计,只按压缩应力进行强度校核。为了计算卷筒截面上的压应力,在壁厚为的卷筒上取宽度为绳槽节距 t 的圆环,并切开,由于远远小于 D,可以认为c 是均匀分布的,根据工程起重机(第二版)式 5-23,由平衡条件可得:重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计14 cccmaxcmaxc5 .1372275293.1002 . 91426500mpampaMpatSSts所以壁厚合理,所选卷筒适用。 卷筒零件图2.3 传动系统计算2.3.1 传动比 i 的确定根据电机转速 n=940r/min,最大起升速度 V=4m/s,倍率 m=1再根据卷筒的工作直径 D=300mm可以计算出:min/4.2rmin/4.23r222940inn222221.374110003003.14940mvnimvnin电卷电卷电DD重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计152.3.2 减速器的选择 已知减速器的输入功率 P1=2.8kw,实际输入轴转速,1n940r/minkwKKKPPAAA43.9kw94015001.22.8P1.233-2-9nn0.3c10.311c1,(第二版)表机械设计实用手册为工作情况系数,根据其中计算输入功率查表 9-2-35,选择型号为 7,传动比为直联型卧式一级摆线针轮减速器,型号为:ZWD 2.8-73B-87.(P=2.8kw,i=87) 。摆线针轮减速器原理如下:摆线针轮减速器是由少齿渐开线行星减速器发展而来的。所不同的是它的行星轮齿是采用摆线齿,而内齿轮是采用针齿(如上图) 。 “摆线针轮行星传动”是属于一齿差行星传动,即内齿轮齿数和行星轮齿数之差-=1。其转臂和BzCzBzCz输出机构等则和少齿差行星齿轮传动一样,这时,转臂(输入轴)的转速与输xn出机构(输出轴)的转速之间的传动比为:vn xcvni=zn 重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计16因此可知,这种行星传动的传动比等于行星轮的齿数,输入轴和输出轴的转向相反。与普通减速器比较,摆线针轮减速器具有以下优点:(1) ,结构紧凑、体积小、重量轻;(2) ,寿命比渐开线齿轮减速高出 5 倍左右;(3) ,运转平稳,噪声小;(4) ,效率较高,一级传动可达 90%95%。但是摆线针轮减速器也具有以下缺点:(1) ,制造精度要求较高,否则达不到多齿接触;(2) ,摆线齿的磨削需要专用的机床。设计建造机械式立体停车库的目的就是节省停车用地,所以立体停车库的特点之一便是结构紧凑,占用空间小,但是由于立体停车库的每个车位都需要两个(一个用于提升,另一个用于横移)减速器,若使用一般的渐开线齿轮减速器,便会占用大量空间,达不到节省停车空间的目的,所以,立体停车库所用减速器应该首选结构紧凑、体积小、重量轻、噪声小、寿命长的摆线针轮减速器2.3.3 大小链轮的选择计算(1)传动比确定:2.62.5587222iii87,222121ii(2)小链轮齿数的选择:1Z小链轮齿数按照推荐值选择,根据机械设计实用手册 (第二版)表 8-2-1Z5,取=19。1Z(3)大链轮齿数计算:,选择推荐值 5748.5192.6i122ZZ2Z=57。2Z(4)设计功率:同样参照机械设计实用手册 (第二版)表 8-2-5,重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计17复排链排数系数小链轮齿数系数工作情况参数传递功率其中,- -mmzdKKKPKKPKPZAA2.14kw1.71.002.81.31.71.00K1.38-2-87-2-86-2-8mzdmZKKPKPKKAA,可得:及表,册(第二版)表查阅机械设计实用手(5)链条节距选用:根据 (特定条件下单排链条传递的功率),=2.14kw0dPP 0Pmin/10.8r87940innn11电机小链轮查机械设计实用手册 (第二版)图 8-2-2(A 系列) ,选择链号为 16A,节距 p=25.4mm 的链条。(6)初定中心矩:347.5mm347.472mm25.43.6190.2p1i0.2a10min)(Z(7)链节数:6868.035 .3474 .253.14219-572571925.42347.5ap2z-z2zzp2a20212210pL。70p取L(8)链条长度:1.78m100025.4701000pPLL(9)理论中心矩:重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计18mm37425.3740.2302257-19-70225.4Z-Z-2pa0.230229-2-81.342385119-5719-70-Z-Z-2paa21p121pa21pKLKZZZLKLA)(,得(第二版)表查机械设计实用手册)(10)实际中心矩:373mm5031.3721.4969-374a1.4969347.50.004a0.0040.002aa-aa0mm)(11)链速:smp/08. 01000604 .258 .1019100060nZv11属于低速传动。(12)验算小链轮轮毂孔径(即轴孔直径): maxkkdd 查10-2-8(第二版)表机械设计实用手册129mmdkmax为针轮摆线减速器输出轴的直径。kd(13)有效圆周力:NNPF31021.5421538.50.132.81000v1000(14)作用在轴上的力:NNFKFAQ33104.781021.540.211221.051.05(15)润滑方式选择:已知:p=38.1mm,v=0.19m/s,查机械设计实用手册 (第二版)图 8-2-4,选择第种润滑方式,使用人工定期润滑。 重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计19查阅机械设计实用手册 (第二版)表 8-2-16:(1)小链轮:已知: smmLLZp/0.08vmm373a1.78701925.4mmp,链速中心距,链长,链节数,齿数节距基本参数:查机械设计实用手册 (第二版)表 8-2-2(GB/T 1243-1997)配用链条排距为,滚子外径mmPt29.29mmd88.151主要尺寸: 分度圆直径:154.31mm0.164625.4z180sinpd齿顶圆直径:166mm93.1650.16460.98640.5425.4z180cot0.54pdamm齿根圆直径:mm4 .13815.88-154.31d-dd1f分度圆玄齿高:6.86mm858. 625.40.270.27pha最大齿根距离:mm9 .13715.88-cos4.737154.31d-90cosd1xZL齿侧凸缘直径:重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计200.76-h1.04-180cotpd2gZ查表 8-2-2,内链板高度=24.13mm.2h120mmd128mm887.1270.76-24.131.04-5.99325.40.76-24.131.04-cot9.47425.40.76-h1.04-180cotpdg2g取Z(1)大链轮:已知:smmLLZp/0.08v373mma1.778705725.4mmp,链速中心距,链长,链节数,齿数节距基本参数:查表 8-2-2,GB/T 1243-1997,配用链条排距为,滚子外径.mmPt29.29mmd88.151主要尺寸:分度圆直径:mm82.461818.4610.05525.4180sinpdZ齿顶圆直径:mm4740.05510.99850.54p180cot0.54pdaZ齿根圆直径:446mm445.9415.88-461.82d-dd1f分度圆玄齿高:6.86mm6.85825.40.270.27pha最大齿根距离:重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计21mm76.44515.88-cos1.5789461.82d-90cosd1xZL齿侧凸缘直径:0.76-h1.04-180cotpd2gZ内链板高度=24.13mm.2hmmmm400d3928.4340.76-24.131.04-18.1225.40.76-13.241.04-cot3.157925.4dgg取链轮形状设计:本设计中的大小链轮均采用目前流行的三圆弧直线齿形(或称为凹齿形) ,其几何尺寸见机械设计实用手册 (第二版)表 8-2-18。大小链轮零件图:重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计222.4 轴及轴承的选择、强度计算与校核2.4.1 轴的选择、强度计算与校核(1)初选,如图:已知 :min/2 . 4,300,14,/46500rnmmDmmsmVNS一卷筒轴材料选 45 钢,查机械设计实用手册 (第二版)表 5-1-7,取A118,取 35Mpa。查表 5-1-6,根据: 33n5dPAT重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计23其中:P轴传递的功率,P2.8kwA系数,A=118n轴的转速,n=4.2r/min(2)受力分析:a) ,钢丝绳在卷筒上移动时,最初情形如下:视钢丝绳作用于卷筒左右两端支承处轴颈上,此时,左右两端-受力最大,为危险截面。b) ,当钢丝绳移至中间时,如下图所示情形:122mm103.25mm0.8751180.671184.22.8118n333取为PA重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计24视钢丝绳力几乎全部作用于卷筒中间支承处轴颈上,而左右端支承轴颈受力很小,故中间端支承处轴截面为危险截面。,做强度校核计算:忽略卷筒及钢丝绳自重,由于左右两端所受力为中间受力的一半,故此处只验证钢丝绳绕到中间时所受力() ,如果强度满足,那么轴就满足强度要求。处截面的计算:查询机械设计实用手册 (第二版)表 5-1-10pa13.87971404928195000000.1dmm1950000021130002650011111131111MWMWNLFMNF一查阅机械设计实用手册 (第二版)表 5-1-1 可得故强度条件满足。 1 -11第二根轴的校核过程同第一根轴,由于两根轴受力情况相同,所以,第二根轴的强度也足够。两根轴零件图:重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计25 重庆理工大学毕业论文 PSH4D 型立体停车库升降传动机构设计262.4.1 轴承的选择、强度计算与校核(1)分析:此处轴承受径向载荷较大,几乎不受轴向载荷,主要承受弯矩较大,而且转速很低,宜选择深沟球轴承,根据机械设计表(13-0) ,选代号为 6322的深沟球轴承。(2)轴承寿命计算:PCLPCLLPCht6ht106tf60n10f1060nf其中:C轴承的基本额定动载荷P轴承的载荷,6500SPFN基本额定寿命10L指数,对于球轴承,=3以小时计算的轴承寿命hL轴承的预期寿命,查机械设计实用手册 (第二版)表 6-1-hL17,=8000-12000hhLn轴承转速,n=4.2r/min温度系数,查表 13-4,=1.00tftf9920.6f60n10L8821.86N10100004.2601.006500t6h36PCC 由于轴承的计算寿命满足它的预期寿命,并且轴承转速很低(4.2r/min) ,而且不承受轴向力,工作时间间隔比较长,故 6322
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