链驱动双层升降横移式立体停车场【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘要 本文简要介绍了各类立体停车库的结构和特点，给出了各类立体停车库的性能指标，并对立体停车库的设计要点进行了简要说明。本文重点介绍了立体车库升降部分设计，横移部分设计。 本设计主要内容分为二大部分： （ 1） 升降机构设计 主要设计了主要链条驱动，设计了链条和链轮。 （ 2） 横移机构设计 主要设计了托盘的结构尺寸，确定了齿轮、齿条的各主要参数，对驱动机构中的各部件进行了选型、设计。 本设计的主要特点是：节省投资，控制方便。 关键字 立体停车库 ；升降装置； 横移装置 ； 链驱动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 he of of of of of of to to on to in of a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 1 绪论 5 5 6 7 7 2 设计的基本思想和方案的比较 9 9 9 9 9 构方式 9 体方案确定 10 11 构的基本原理 11 11 12 3 横移部分的结构设计 13 13 13 13 14 条传动的设计计算 15 条传动驱动电机的选择 15 条的设计 17 19 19 20 21 22 22 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 22 4 提升部分的设计计算 24 轮、链条的设计 24 24 25 27 28 28 28 29 30 30 P 和转速 1n 的计算 30 31 31 32 33 联接的强度校核 34 半联轴器与轴之间的联接平键尺寸 34 34 5 车 库框架的设计 35 校核 35 36 料强度高 36 36 37 37 37 6 停 取车的自动控制 38 38 38 小结 40 致谢 41 参考文献 42 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 绪论 述 车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本 已有近 3040年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于 90年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有十年的历程。由于很多新建小区内住户与车位的配比为 1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾， 链驱动双层升降横移式 立体 车库 停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。 链驱动双层升降横移式 车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据 40平方米的面积，而如果采用双层 机械车库，可使地面的使用率提高 80如果采用地上多层（ 21层）立体式车库的话 50平方米的土地面积上便可存放 40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。 链驱动双层升降横移式 车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说， 链驱动双层升降横移式 车库从管理上可以做到彻底的人车分流。 在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。 链驱动双层升降横移式 车 库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。 在中华人民共和国机械行业标准 8713机械式停车设备类别，形式，基本参数要目中，对机械式停车设备进行了划分，其类别代号如下： 升降横移类，代号为 指通过设备的垂直升降和水平横移进行移动，实现车辆存取功能的停车设备。 垂直循环类，代号为 指通过搬运器在垂直平面内做连续的循环移动， 来实现车辆存取功能的停车设备。 水平循环类，代号为 指搬运器在水平平面内排列成 2列或 2列以上连续循环列尖转换移动，实现车辆存取功能的停车设备。 多层循环类，代号为 指车辆搬运器在垂直平面内排成 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，实现车辆存取的停车设备。 平面移动类，代号为 指存车位与搬运器在同一水平面内，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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 巷道堆垛类，代号为 指存车位在巷道一边或两边多层布置，通过搬运器在巷道内做水平，垂直或水平垂直 复合运动，实现车辆的存取功能的停车设备。 垂直升降类，代号为 指停车位分布在井道周围，通过升降搬运器在专用升降通道内做升降移动，时间车辆存取功能的停车设备。 简易升降类，代号为 指通过单一搬运器的升降，俯仰或二三层搬运器的整体升降，俯仰，实现车辆二三层车辆存取功能的停车设备。 汽车升降机类代号为 指搬运器运载车辆 (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入位，实现车辆存取功能的停车设备。 巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有 车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。 巷道堆垛式立体车库设备是 20世纪 60年代后欧洲根据自动化立体车库原理设计的一种专门用于停放小型汽车的停车设备。该种车库设备采用先进的计算机控制，是一种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体全封闭车库，存车安全等特点。该类车库主要适应大型密集式存车。 1. 2 机械式立体停车发展概况 机械式立体停车设备的应用己有 30多年的历史。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、韩国和台湾。 日本从 20世纪 60年代初就开发并使用可最大限度的利用空间的机械式停车设备。当时日本全国汽车保有量约为 500万辆，采用的大多是垂直循环式停车设备。 80年代开始向韩国、中国和我国台湾省出口产品和技术。 90年代其汽车保有量达到 6200 万辆，机械式停车设备也得到了高速发展，年递增率达到 30%，品种也从单一的垂直循环式发展为多种形式，其中比较突出的就有升降横移式立体停车库，至今己开发生产出九大类近百个品种，还包括停放自重不大于 13 吨的大型客车、载货汽车、自卸车、工程车 等的机械式停车设备。在日本，机械式停车场己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。 日本从事机械式停车库及其设备开发、制造的公司约有 200多家，其中生产机械式停车设备的公司约有 100多家，比较大的公司有石川岛播磨、新明和、日精、三菱重工、大福、日成、东急、内外及昭和起重机等，产品有出口，也有进口的。日本目前每年投运的机械式停车设备在 10万个车位以上。 韩国机械设停车设备行业的发展历程比较平稳。 20世纪 70年代中期为起步阶段， 80年代为引进阶 段， 90年代为供应使用阶段。由于这几个阶段受到了政府的高度重视，各种机械式停车设备的到了普遍的开发和利用，年递增速度达到 30%; 2000 2010 年为发展阶段，自动化停车设备将随供应量不断的扩大而得到迅猛发展。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 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，已经形成了新兴的停车设备行业，步入引进、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。首批获的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究开发，生产技术水平有了很大的提高，许多设备采用了当前机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等领域的先进技术，如采用交流变频调速系统，使运行高速、平稳、省电、减少振动和噪声 ;控制形式有按钮式、 摸屏式、密码钥匙式、遥控式等，有些设备还采用了总线控制技术 ;传动装置采用内藏式，以增大停车空间并保护各传动元件不受污染和腐蚀，提高了设备的耐久性 ;机械结构中采用了模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸，缩短施工周期 ;还采用一些新材料、新工艺，如采用“ H”型钢做钢梁，组合的镀锌板或一体成型的镀锌板做载车板 ;安全保护方面采用了声光引导及定位装置，自动消防灭火系统等。目前品种的满足率己达 90%左右，有的品种填补了国内空白，产品国产化率达到 50%以上。停车设备行业的发展牵涉到停车立法、收费政策、城市规划、交通管理等诸多方面。目前我国有关城市停车的立法尚未完善，城市停车规划、停车管理办法、停车收费政策大多数还处于酝酿之中，因此我国停车业的发展还需走一段艰难的历程。但人们普遍认为停车设备行业发展前景良好，并已被誉为 21世纪最热门的 行业之一。 1. 3 升降横移式立体停车库的特点 升降横移式立体停车的优点比较突出，主要表现在以下几个方面 : （ 1) 节省占地，配置灵活，建设周期短。 （ 2) 价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。 （ 3) 可采用自动控制，构造简单，安全可靠。 （ 4) 存取车迅速，等候时间短。 （ 5) 运行平稳，工作噪声低。 （ 6) 适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。 升降横移式立体停车库是全自动化的停车方式，也是今后停车改革的主要方向。尤其是寸上寸金的大城市，采用机械式立体停车方式，显得尤为必要，而升降横移式立 体停车库也在机械式立体停车库中显得更加普遍化、居民化和实用化。 1. 4 研究升降横移式立体停车库的意义 升降横移式立体停车库主要涉及机械、电子、建工等多个领域，它需要各方面的专业技术人员协同工作。在现代化大都市中，升降横移式立体车库已经 与 人们的生活 息息相关 ，在机关、宾馆酒店、医院和居民区等许多地方，升降横移式立体停车库 是 必不可少的基础设施。随着我国经济的飞速发展，轿车拥有量的迅速膨胀，机械式车库的现有功能已落后买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 于人们的要求 ，立体车库的使用更加迫不及待，而我国的立体车库一般都是上世纪 80年代日本进口的，而 上海 和北京等地的许多高质量的立体停车库，都是运用大量的外汇从国外进口的， 不但价格昂贵而且 售后服务也得不到令人满意的保障。为了打破这种依赖进口的格局， 同时缓解城市用地的紧张，解决城市停车难的现状， 就得要在原有技术上有重大突破，从而 加速国内立体车库的发展 ，因此，对升降横移式立体停车库的系统研究显得尤为重要。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 2 设计的基本思想和方案的比较 升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场，配置 灵活，造价较低。 移式立体车库的几种提升机构方式 根据调查发现升降运动的方式一般采用钢丝绳拉动载车板来实现。少数采用液压，还有采用链条来实现。因此，升降运动的实现有三种方式。即：液压式，钢丝绳式和链条式 丝绳提升 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。所以此次设计中也没有采用钢丝绳提升方式作为提升机构。 压提升 液压系统驱动是的驱动系统 比较复杂 ， 并 且 它的设计、制造成本较高，而且其维修、检测费用也相对较高，液压系统的故障很难检查，如果某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，而如果液压站出现问题，后果将更加严重，故此次设计没有采用液压系统作为提升机构。 条提升 链传动为电机带动齿轮、齿条，带动托盘来实现升降。停车时，车辆从存车入口到电梯再到泊车位，或从泊车位到电梯再到出口都是由一个直推进式输送车完成。输送车是一个与轿厢底一体的带 4个轮的托盘。存车时，输送车先滑到入口处车辆下方的窄槽中，且展开两个侧叉形成一个支架抬起车辆前 轮并将其拖回轿厢；当电梯提升平层时，输送车将车轮拖出，送至泊车位上，输送车收回叉子，返回轿厢，完成存车操作。 经过综合比较上述三种设计形式，钢丝绳驱动式由于存在安全问题，对钢丝绳的要求较高。液压驱动由于系统比较复杂，而且造价高，维修难。所以本设计选用链条提升。 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地工作；能适应较恶 劣环境如油污都尘和高温等场合。 移式立体车库的几种横移机构方式 上面确定了多层平移式立体车库的提升机构的方案，现在让我们来探讨一下，多层平买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 移式立体车库的平移部分应该采用什么方式？ 根据动力源（或驱动装置）是否在托盘上，可以将横移方式分为两种： 一种是将驱动装置放在托盘上，通过驱动链条来实现传动。电机放在托盘上，而托盘在存取车时来回的不断运动，难以实现对电机提供电源和对电机进行控制 ，所以 这种方式现在一般只大型车库里才使用 。当然，并不是没有方法。例如，可以采用给电车提供电源的方式给电机供电；利用无限电对 电机进行控制。但是，在这种情况下，立体车库的成本费用将会很高。从而导致停车费用提高 ， 故不采用这种方式对电机进行平移驱动。 另一种方式是驱动装置安放在固定件上来实现托盘横移。例如，地面，地下或车库的框架上。无论安装在什么位置上都可以方便的为其提供动力源并对其进行控制，当然这种便利只是相对安放在托盘上的驱动装置来说的。就拿电机作为驱动装置来说吧，如果电机安放在地面上或地下，电线可以方便的安放在地平面上开的槽内，这样即可以提高安全系数，也比较美观。即使电机安放在车库的框架上，电线也可以沿框架安装，绝对不会因为电线 的凌乱而影响车库的效率和外观。所以，本次设计的横移部分的驱动装置 采用 安放在地面上和框架上 的方式 。 有三种驱动方式可 实现托盘的横移：（ 1）利用液压系统进行驱动，（ 2）利用电机带动链条进行驱动，（ 3）利用电机带动齿轮、齿条系统进行驱动。 之所以不采用液压方式进行驱动的原因和上面所述的原因相同。链传动传动精度高，设计 简单 、购买方便，但和齿轮、齿条啮合的传动方式比较起来，链条传动的传动效率低了一点。所以，采用电机驱动的方式来实现托盘的横向移动，采用齿轮和齿条的啮合 作为中间传动装置 。 体方案确定 由于设计的 是链驱动双层升降横移式车库，所以首先应确定用哪种方式升降，如可采用升降机式、电梯式。其次，对于传动系统（包括链传动的链与棘轮的设计、钢丝吊动的滑轮和钢丝绳的设计、电机型号的选用）、载车板等机械部分的绘图设计和控制系统的简单设计，要确定传动的方式，如钢丝绳，链条等； 初步拟定方案如下： 一、首先根据轿车尺寸确定每个车位载车板的长度宽度。设计载车板的形式，计算校核载车板的力学性能。 二、由上面的几种横移方式可以确定选用通过驱动装置安放在固定件上来实现托盘横移。选择电机和减速机，设计齿轮齿条和其他零件，并确定其尺 寸规格。然后对其校核。 三、综合钢丝绳提升，液压提升，链条提升的优劣后确定使用链条提升方式。根据传动结构的分析和受力的选择电机和减速机，设计链轮和链以及其他的零件，确定其尺寸规格。然后对其校核。 四、根据上面所得到的提升机构和横移机构设计车库的立体框架，并对其进行强度校买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 核 五、设计立体车库的控制部分，使用 动的基本原理 移 机构的基本原理 图 2123456底层 的载车板只做左右横移运动，一般以电 机来做动力源 ， 通过齿轮和齿条啮合来实现传动 。 为了方便轿车的存取 电机不安装在托盘上 ，而是将 电机和齿轮放在车库的后方。为了能实现传动齿轮只能水平放置，齿轮轴的轴向为竖直方向，如果电机水平放置，电机轴的轴向为水平方向，这种情况下，把电机的动力传递给齿轮需要两个互相啮合的圆锥齿轮。圆锥齿轮的设计、制造和安装都比较 复杂 ， 且 成本费用较高，对于小型车库来说经济性不好。同时，两个圆锥齿轮的齿轮轴很难固定（指某一端），例如，和电机轴相连的齿轮轴，它的一端通过联轴器和电机轴联接，而另一端则必须设立一个机架，以便实现对其进行固定 。还有建立立体车库的目的就是为了充分利用空间，节约水平方向的占地面积，这种水平放置电机的方法相对竖直放置电机的方法占用了较多的纵向水平面积。所以决定不采用此方法。 电机竖直安放可以向上放置也可以向下放置， 但是为了方便电机的安放和维修一般情况下不 采用电机向上放置的方法 。 另一种就 是将 电动机竖直安放且电机轴的轴向向下， 这样 只须 用 一个联轴器就可以把电机轴和齿轮轴联在一起，从而实现传动动力的目的。此处的电机依靠凸缘来定位。采用这种方式必须设计一个机架，用来支撑和固定电机。 众所周知，电动机的输出转速一般情况下都较高。 所以，在此处减速器是必不可少的部件 。不过，此处为了安装方便，决定选择带有减速器的电动机。为了降低设计成本，安装方便，此车库的电动机都采用带有减速器的电动机，具体的型号根据具体的设计要求而定。 升机构的基本原理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 固定块链条滚轮图 2上、下两层的托盘区别就在于：底层的托盘有滚轮，而上层的托盘有链轮，托盘的基本尺寸已经在第二部分中介绍过了，此处重点来说明一下链轮、链条和提升电机及相关组成部分。 先来看看电机的安放位置，从电线的安装和 美观的角度来考虑，电机应该安放在车库框架后方的横梁上，而且，一个托盘需要两个电机，一侧一个水平放置在横梁上，此处电机的定位依靠底盘来定位。提升用的电机和平移用的电机一样也选用带有减速器的电机。 链传动一般是利用一条闭合的链条，把一根轴上的动力传递到另一根轴上，两个链轮要求在同一个平面上。此次设计中不但要求链条传递动力，还要求链条传递运动，所以不采用闭合链条，而采用链条一端固定，一端不固定的方式。此处采用链条固定在框架纵向梁的前部的方式，通过链条和托盘上两个链轮啮合，最后回到纵向梁的后部，示意图如上图所示。这 种方式下不但托盘有四根链条承载，而且在提升过程中托盘平稳，安全系数高，所以就采用这种连接方式。 由于上层托盘提升到固定位置时，需要在此处长时间停滞。所以需要在链轮轴上安装制动器，制动器应该选用常闭型的制动器，因为托盘停在固定位置的时间比托盘运动的时间长很多。电机轴和链轮轴之间也采用凸缘式联轴器进行连接。 计数据 本课题给出的轿车的几何参数为：车身长为 4700身宽为 1700身高为1550重是 1600盘做为载车容器，其尺寸应该大于轿车的尺寸。由设计过程可以提取出托盘的长度 为 5400度为 2100了保证托盘的自由运动 ，左右两个立柱间的距离应该大于托盘的宽度，因为这样既有利于轿车的存取，也有利于托盘的安放，所以把左右两个立柱间的距离定为 2200坑的长度为 6800 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 3 横移部分的结构设计 容介绍 本章主要进行横移部分的结构设计。横移部分包括托盘、齿轮、齿条、驱动机构。其中托盘的设计又可以分为托盘的尺寸、重量和组成部件（例如滚筒、钢管、钢板、角钢）的选择计算；齿轮、齿条的选择设计和校核；驱动机构（例如联轴器、齿轮轴、键、轮毂）的选择计算及校核 ；托盘运行轨道、电机支架的设计 盘的结构设计 盘的基本设计 此立体车库适合小区使用，故所停车辆一般为轿车。下面是一般中小型轿车的参数： 中小型轿车 总长 L=4700宽 W=1700高 H=1550托盘的尺寸初步确定为： 长 5400宽 2100 1） 托盘主体结构的材料选择 外框的空心钢管的选择。选用结构用冷弯矩形空心钢管（ 载车板的长度方向上选用矩形钢管： 选 择的尺寸： 20000 壁厚 t=查手册得 理论重量 m。 在宽度方向上选用方形钢管： 选择的尺寸：边长 80 壁厚 t= 理论重量 11。 269kg/m 载车板 用于承载汽车的钢板的选择。 根据 度 5度为 中间钢板选择厚度为 2度为 于钢板 厚度 2理论重量 菱形花纹钢板 厚度 5 理论重量 kg/角钢的选择： 根据 235寸为 50505m。 载车板 整体采用焊接的方法： 焊接后的技术要求为：各焊缝均采用手工电弧焊；所有焊缝不能有透、熔蚀等缺陷；修刺倒棱；焊后退火处理。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 托盘的示意图见图 3 3（ 2） 托盘总重的估算 方形钢管 /m 2 2100 矩形钢管 18 /m 2 5400 中间钢板 /54001200 边上钢板 2 450m 3000 菱形钢板 /4 450200 角钢 4 63 其它重量 3以上层托盘总重量为 m1+m2+m3+m4+m5+于底层上有滚轮和齿条，所以和上层托盘重量不一样。 现估算一下滚轮重量 滚轮 m= 条采用 45号钢， 淬火。密度为 310 3m ， 长度为 1900度 100度 60 M=1900 100 60 103 /10 底层托盘重量为 633+以底层托盘重量为 725 滚筒的设计 在底层使托盘由一个车位平稳的平移到另一个上，并尽量减少摩擦力可以采用两个方法。 （ 1）在托盘的底部安装尼龙条，在车库的底部的地面上安装尼龙滚轮。因为不好定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 位，不好维修的原因，此处不采用该方法。 （ 2）直接将滚筒安装在托盘上 ，在存车位上安装导轨 ，滚筒直接在导轨上滚动，可以减少摩擦力，而且托盘移动平稳。综合比较上述两种方法，选择第二种方法。滚筒中安装有中心轴，轴焊接在托盘上，轴承选择内圈固定，外圈旋转，其结构简图如图 3 1、轴承 2、滚筒 3、轴承端盖 4、轴 图 3轮、齿条传动的设计计算 移装置中齿轮、齿条传动驱动电机的选择 取托盘为（含轿 车）为研究对象，受力分析示意图： 图 3 受力分析示意图 由上图可以知道，托盘运行的条件是1。 查阅 摩擦、磨损与润滑手册 （第二册，机械工业出版社）以下称 摩擦手册 得知，在任何滚动轴承中，克服摩擦所消耗的功率可以按下式计算的平均摩擦力来计算： 式 (其中 滚动摩擦系数平均值 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 P 按一般动力计算公式算得的轴承上的当量载荷 轴承所受的摩擦力 查阅 摩擦手册 表 在制造误差和装配误差，工况加重和润滑剂污染等原因，会出现附加摩擦。不考虑上述因素是 10 ，在实际运用中应该将该值扩大一倍。 对于深沟球轴承 P= 式 (其中 径向系数 旋转系数 安全系数 温度系数 G= 21 =（ 1600+725） =22785N 由于是外圈旋转