机械毕业设计（论文）-半自动立体存车库横向输送装置设计【全套图纸】

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -1- 目录目录 摘要摘要 I I Abstract 第第 1 章章 绪论绪论 1 1 1.1 课题研究的提出背景和意义 .1 1.2 国内外机械式立体存车设备的应用和发展现状 .3 1.2.1 国外机械式立体存车设备的发展.3 1.2.2 国内机械式立体存车设备的发展现状和不足 .4 1.3 立体车库的种类和特点 .5 1.4 立体存车库的发展趋势 .7 1.5 本课题研究的基本思路 .9 第第 2 章章 原理设计说明原理设计说明 1010 2.1 介绍立体存车库的整体设计思想和工作原理 10 2.1.1 立体存车库整体设计思想 10 2.1.2 立体存车库的工作原理 10 第第 3 章章 机械部分结构设计与校核机械部分结构设计与校核 1212 3.1 传动方案分析 12 3.2 选择电动机 14 3.3 其他部件的选择 16 第第 4 章章 横向输送装置动力传输部分的设计与校核横向输送装置动力传输部分的设计与校核 1818 4.1 计算总传动比及分配各级的传动比18 4.2 计算传动装置的运动和动力参数 18 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -2- 4.3 带传动设计计算 .20 4.4 齿轮传动设计计算 .23 4.5 滚动轴承的选择和校核计算 .31 4.6 轴的结构设计计算与校核 34 结论结论 4141 致谢致谢 4242 参考文献参考文献 4343 附录附录 4444 Appendix 4646 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 摘 要 随着社会的进步，轿车进入家庭已不是什么新鲜事了。而人们买车后却 发现他们辛苦买来的车竟然找不到停车的地方。因为与日俱增车 的数量与有 限的停车空间两者的矛盾越来越深化。 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -3- 针对这一问题，我认为立体停车库的研究是必要的。所以在此次毕业设 计，我选择了公共场所停车用立体车库 横向移动装置的设计。 说明书首先介绍了此设计的选题，明确本设计的研究目的和意义，最后 通过思考与讨论，最终确定本设计的研究方案。在设计过程部分，详细论述 了设备总体结构设计、传动系统设计 。此设计过程运用了大量有关机械设计 的相关知识，通过本次设计，让我对机械结构方面的知识有了更深一层的认 识，使我懂得如何灵活运用所学的知识应用到实际中，这对我将来的工作或 学习都有很大的帮忙。 关关键键词词 立体停车库；总体结构设计； 齿轮传动装置设计 Abstract With the progress of society, into the family car is not anything new. And people buy a car only to find they could not find my hard-earned car parking space. Because of the increasing number of car parking space and the limited conflict between the more and more deepened. To solve this problem, I think the parking study is necessary. Therefore, in the graduation project, I chose the public parking garage with a three-dimensional design This manual introduces the topics of design, clearly the purpose and significance of the research design, and finally through the thinking and discussion to finalize the design of the research program. Part in the design process is discussed in detail the overall structure of the device design, transmission design, the design is mainly the structural design of the garage and the structure checked. The design process using a lot of knowledge about mechanical design, through this design, the mechanical structure I had a better knowledge of understanding, so I know how to make flexible use of learned knowledge into practice, this for my future work or study has a very helpful Key words stereoscopic parking garage; total structure design; spread to move the system 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -4- 第 1 章 绪论 1.1 课题研究的提出的背景和意义 随着我国汽车工业的发展和鼓励轿车进入家庭等一系列相关政策的实施， 特别是伴随着大城市经济社会的发展和城市现代化水平的提高使得城市交通拥 挤的矛盾日益突出。国民经济的高速发展及我国城市化水平不断加快。车辆的 不断增多，城市道路设施跟不上经济发展的步伐，造成了动态交通的严重阻塞， 同时停车场地设置的不合理，出现了严重的占道停车，占用居住区绿地，造成 静态交通混乱现象，从而进一步造成了交通拥挤，破坏了城市的居住环境和城 市形象。动态交通和静态交通的关系行成了恶性循环会受到静态交通设施的制 约。在寸土寸金的城市里，能否解决城市交通堵塞和停车难的问题，已成为影 响制约城市建设和经济发展的一个重要因素，因此具有占地面积小，库容量大， 存取车自动迅速的智能化立体车库就应运而生了。 智能立体车库是专门实现各种车辆的自动存放及科学寄存的仓储设备。立 体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有 3040 年的历史，无论在技术上还 是在经验上均已获得成功。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和车辆的配比为 1:1，为 了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，只能立体车库以其单车占地面 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -5- 积小的独特优势，已被广大用户接受。 智能立体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，智能立体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，而如果彩通 4 层智能立体 车库，可使地面的使用率提高 80%90%，这可以大大地节省有限的土地资源， 并节省土地建设开发成本。这样智能立体车库就可充分利用土地资源，发挥空 间优势，最大限度的停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。在寸 土寸金的市中心，特别是宾馆、商场、购物中心地段等车辆集中的地区，只能 向空中、向地下发展，因此建造相当数量的立体停车库已经到了必不可少的地 步，同时立体停车库也有不少的优点：第一，节约空间。第二，自动操控，使 用方便。第三，立体停车库建设成本大大低于传统停车场。第四，安全可靠， 美化环境。这些优点使得智能立体车库非常适合在我国大中城市中大力推广 使用，因此，国家建设部、交通部、公安部等有关部门非常重视，均出台有 关政策对建设和推广立体车库给予支持。很多城市也纷纷出台适合本市实际 的政策和法规，加强和促进停车设施的建设。随着我国私人汽车拥有量的增 加，停车矛盾将日益加剧，机械式立体车库由于自身的许多优点，它将具有 非常广阔的应用前景，对于解决城市居民小区的停车难问题必将起到积极的 作用，推动汽车产业乃至国民经济的健康快速发展。 车库是大中城市的热门话题，国家经贸委 “城市立体车库”列为“近期 行业技术的发展重点”，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图突出，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。随着社会的发展，相关部门作了大量的调查与研 究，终于认识到在加大对动态交通的改造投入与管理的同时，也要加强对静 态交通的管理，到2010年我国城市汽车保有量将会达到 2000万辆。数量如此 众多的汽车停放，将对城市的交通和环境起着重大的影响。而停车难的问题 的出现，也给我们机械停车设备行业也将从快速发展阶段进入稳定发展阶段。 未来市场是巨大的，但对产品的需求，将会向两个方向发展：一个是价 格的极端，市场大量需要低价格的机械停车设备，它只能够达到增加停车位 的目的，能够保证最基本的使用性能，以价格优势占领市场。另一个是技术 和性能的极端，要求停车设备具有优越的使用性能、方便的操纵方式、快捷 的存取速度。国内房地产发展不断地升温，城市停车难的问题日益突出，在 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -6- 此情况下，我国的机械式停车设备行业，立体停车设备的普遍应用的大势是 不可改变的，这一市场有着广阔的前景。 停车问题是一种社会环境问题，是城市发展过程中客观出现的社会现象。 我国立体停车场的应用与研究正处于超步阶段，立体停车场行业在我国还是 新兴行业，建设的数量远远不足，规模也不大，大型的主要靠进口，小型的 应用还不广泛，综合国内外市场的需求，可以断定拥有高技术含量、高附加 值、采用机电一体化技术的立体停车场具有广阔的市场前景。 1.2 国内外机械式立体存车设备的应用和发展现状 1.2.11.2.1 国外机械式立体停车设备的发展国外机械式立体停车设备的发展 早在1920年，美国建成了世界上第一座机械升降汽车库，不过车辆在停 车台的存取是由司机开车来完成的 ;50年代以后，美国和西欧陆续兴建了多 种形式的机械化车库。到了 60年代后期，随着世界汽车工业的迅猛发展，城 市汽车拥有量迅速增加，尤其是大量私人汽车的出现，使得欧、美、日等国 家的一些大城市都不同程度地出现了停车难的问题。由于大城市车多地少， 特别是市中心商业区更是寸土寸金，所以占地面积小的机械式立体车库得到 了迅速的发展。 亚洲的停车设备技术起源于日本，日本从 20 世纪 60 年代开始从事机械停 车设备的开发、生产、销售和服务，至今已有四十几年的历史。目前在日本从 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 100 多家，比较大的公司有新明和、石川岛播磨、日精、三菱 重工等。从 90 年代起日本每年投入运行的机械停车泊位都在 10 万以上。目前 全日本已经投入使用机械式停车位超过 300 万个，其中以升降横移式停车设备 为主。对于日本，优势在多层升降横移类、垂直升降类、水平循环类、垂直循 环类、简易升降类等产品上。 德国和意大利等欧洲国家从事停车设备开发和生产也比较早。较好的公司 有：意大利 Sotefin、Interpark、德国 Palis 等。由于欧洲国家土地资源比较富余， 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -7- 停车问题表现不很突出，停车设备应用量不是很大。多数为巷道堆垛式产品， 多层升降横移式产品应用很好。德国和意大利等欧洲国家的优势在巷道堆垛类 产品上。 韩国机械停车设备技术是日本技术的派生。产业从 20 世纪 70 年代中期开 始起步，80 年代开始引进日本技术，经过消化生产和本土化，90 年代开始为 供应使用阶段。由于这几个阶段得到政府的高度重视，各种机械停车设备得到 普遍开发和利用，韩国近几年增长速度都在 30%左右。目前韩国停车设备行业 进入稳步发展阶段。 国外很多发达国家利用立体停车库解决交通拥堵。尤其是土地资源缺乏、 人口密度极高的日本，无论是地下还是地面都盗立着庞大的立体停车库。在 一些发达国家和地区，停车产业已成为年产值数十亿美元的大产业。在香港， 一个停车位的售价比一辆高级轿车还要贵，如汇景花园的一个停车位售价高 达60万港元:美国的停车产业每年大约收益 260亿美元，提供约100万个就业 机会;泰国1998年房地产萧条时，投资者把过剩的公寓改建成停车楼，很快收 回投资，萧条的房地产市场转化成了火爆的停车市场。 1.2.2 国内机械式立体停车设备的发展现状及不足 我国立体车库的发展，始于二十世纪八十年代，河北承德的华一机械车 库集团有限责任公司于1989年建造起国内第一台垂直循环类机械式停车车库， 填补了国内机械式停车车库的空白。 我国立体车库的发展，始于二十世纪八十年代，河北承德的华一机械车 库集团有限责任公司于1989年建造起国内第一台垂直循环类机械式停车车库， 填补了国内机械式停车车库的空白。 从机械车库市场发育的情况来看，总的来说，发展较好的城市和地区主 要是北京、上海、江苏、浙江、广 东和山东，北京、上海和广州一直发展较 好，尤其是北京一直处于全国领先地位，几乎占全国总量的45%以上。同时 江苏、浙江和山东是近几年发展速度最快的。目前广州的人均 GDP已突破 5000美元，汽车消费仍在增长，同时广州将成为中国轿车生产基地，因此， 广州将面临停车的巨压力，而建设公共停车场是解决停车难的主要途径。广 州拟于明年规划建设公共停车场95个，泊位20265个;远期(至2010年)将增加 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -8- 建设公共停车场118个，泊位1668。个.规划中将充分利用广场地下、小块余 地建设停车场。近期将计划建设 20个机械停车库，提供泊位320个。目前 ， 总体来说，在我国立体车库的设计方案的合理性研究还处在不断发展阶段， 特别是由于智能化立体车库发展在我国还是刚刚起步，对该类型的立体车库 设计方案的研究虽然有一些成果，但还有许多不。随着我国改革的深入、经 济的发展，自动化立体车库将在我国有着广阔的发展前景。深圳、上海、广 州、重庆等城市正在建设，有些已经建成使用，收到了很好的效果。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，对立体车库的需求也越来越大。据我国重机协会停车设备工作委员 会任伯森会长介绍，到2003年底，在全国56个城市兴建的机械式立体停车库 的数目达到879个，提供了8万多个车位，而且正保持着每年翻一番的速度高 速增长。目前，机械式停车库已得到了广泛的应用。截至 2004年底，全国己 建成机械式停车库一千多座，车位数超过 13万个，覆盖全国26个省(市)、自 治区的68个城市。近几年的年增长速度超过 50%，为充分利用城市土地资源、 缓解城市停车难起到了良好的作用。据不完全统计，从事立体停车设备这一 行业的注册厂家超过了100家，但是真正有生产实力的不到 20家。除了部分 厂商采取高质高价的策略外，其他均以低价策略勉强在市场上求得一份羹 . 未来机械车库发展的前景应当是好的，全国投运的机械停车泊位 2000年 是1万多个，2001年为2.1万个，2002年为4.6万个，2003年将近8万个，2004 年达到13万个，相对发展速度较快，但差距还很大，投运的机械车位只相当 于停车位需求量的3%，尚未达到推广阶段，我国到 2004年投运的机械车位总 数只相当于日本一年投运的总数 .这说明市场的潜力还非常巨大。 现代先进的自动化机械立体车库是一种多平面的空间立体车库。它以单 层的平面停车库为核心，通过微机与 PLC控制来进行车俘空间位置的移动， 使车位实现由空间向平面的转化，从而实现多层平面停车的功能。智能化立 体车库是未来发展的必然趋势，越来越受到人们的重视。 1.3 立体车库的种类及特点 一、升降横移类式：采用以载车板或横移存取车辆的机械式停车设备。 特点：由于型式比较多，规模可大可小，对地的适应性较强，因此使用 十分普通。钢结构部分、载车板部分、链条传动系统、控制系统、安全防护 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -9- 措施等。在停车设备的市场份额约占 70%。 不足点：每组设备必须留有至少一个空车位 ;为链条牵动运行过程不具 有防止倾斜坠落功能。 2、垂直循环类式：采用垂直方向就做循环运动来存取车辆的机械式停 车设备。 特点：省地，在 58的地方建起大型垂直循环类机械存车库，可容纳 34 辆轿车，可省去购置土地的大量费用。在停车设备的市场额约占 3-5%。 不足点：设备结构复杂，没有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全 措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需要 2 分钟， 高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第 20 辆约需要 30 分钟以上，实 用性差，因此有的用户开始拆除。 3、水平循环类式：采用一个水平循环运动的车位系统才存取停放车辆 的机械式停车设备。 特点：可以省去进出车道，提建于狭长地形的地方，降低了通风装置的 费用，若多层重叠可为大型停车场，但因一般只有一个出入口，所以存取车 时间较长。在停车设备的市场份额约占 3-5%。 不足点：但因一般只有一个出入口，所以存取车时间较长，最远车位一 般一次取车需 2 分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第 20 辆 约需 30 分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。 4、多层循环类式：采用通过使载车板作上下循环运动而实现车辆多层 存放的机械式停车设备。 特点：无需坡道，节省占地，自动存取，建于地形细长且地面只允许设 置一个出入口的场所。在停车设备的市场份额约占 1-2%。 不足点：设备结构复杂，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需 2 分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第 20 辆约需 30 分钟以 上，实用性差，因此有的用户开始改造。 5、平面移动式：在同一层上用搬运或起重机平面移动车辆或泊车板平 面横移存取车辆，亦可搬运机和升降机配合实现多层平面移动存取车辆的机 械式停车设备。 特点：一般设置在地上或半地下，准无人方式，地平面层为自走式，不 仅降低建立立体车库投资费用，而且地平面层可停放大尺寸车辆。在停车设 备的市场份额约占 2-3%。 不足点：设备结构复杂，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -10- 2 分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第 20 辆约需 30 分钟以 上，实用性差，因此有的用户开始改造 6.垂直升降式(PCS)：升降机将车辆提升到制定层，同电梯一样，把车提 升到一定高度再用横移装置把车存入车位。其具有升降速度快，结构刚的好 存取车效率高、功率低、噪音小等特点。主体结构可采用金属结构或混凝土 结构。其空间利用最高在繁华地带和商业区应用广泛发展前景广。 特点：整个村车库可多达 2025 层，即可停放 4050 辆车，占地面积 不到 50，空间利用率最高。适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆 集中停放的集聚点。在停车设备的市场约占 34%。 不足点：设备结构复杂，设有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全 措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需 2 分钟，高 峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第 20 辆约需 30 分钟以上，实用性 差，因此有的用户开始改造 7.巷道堆垛式(PXD):停车位与升降装置主体组合而成，巷道堆垛机式、 桥式起重机。将进到搬运送器的车辆水平且垂直移动到车位并用存取装置存 放车辆。主要由进出口设备、库内搬运设备、车辆存放设施、电控系统、安 全检测装置组成。 特点：巷道堆垛立体停车库设备是 20 世纪 60 年代后欧洲根据自动化立 体仓库原理设计的一种专门用于停放小型汽车的立体停车设备。是一种集机、 光、电、自动控制为一体的全自动化立体停车设备，它的出现解决了人们希 望解决的大型自动化停车难题 ;全封闭车库，存车安全等特点。该类车库主 要适用于大型密集式存车。在停车设备的市场份额约占 3-5%。 不足点：设备结构复杂，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需 2 分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第 20 辆约需 30 分钟以 上，实用性差，因此有的用户开始改造 1.4 立体停车库的发展趋势 停车问题是一种社会环境问题，是城市发展过程中客观出现的社会现象。 我国立体停车场的应用与研究正处于超步阶段，立体停车场行业在我国还是 新兴行业，建设的数量远远不足，规模也不大，大型的主要靠进口，小型的 应用还不广泛，综合国内外市场的需求，可以断定拥有高技术含量、高附加 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -11- 值、采用机电一体化技术的立体停车场具有广阔的市场前景。停车场不仅仅 停放小型汽车，随着不断改进，立体停车场的载车型也向大型、重型车辆发 展，在日本正在设计开发可以停放载重汽车、大客车的立体停车场，还有专 门为家庭设计制造的家用型停车场，另外还有停车场实现了无人化管理。 停车产业正向多元化方向发展，其停车场技术不单单是纯粹的机械设备， 它还包含了当今建筑、机械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域 的大量先进技术。多层垂直再提升装置日臻完善，如汽车出入声光引导和定 位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟 踪、链绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车安全检测、自动消防灭 火等。 立体停车场的控制正向智能化方向发展，一些新技术正在迅速进入该领 域，如变频技术、全电脑（多微机）控制系统、传感技术、光纤通讯技术、 垂直提升和不平平移机构、 IC 卡的防伪技术、机电安全装置系统、防火防盗 系统、停电与电源故障的排除及处理系统等。对于全电脑自动控制系统的开 发，要设计专用硬件系统和开发专用的软件技术，使之适用于存取车全过程 的管理和控制，尤其是对于 “模块”搁架式立体停车场的电梯调配，自动送 车找位、自动平层，应快捷、准确、可靠。系统安全装置的设置要与动态过 程完全检测形成闭不，确保存取车过程的安全运行。 立体停车场越来越向着智能化、无人化操作方向发展，而且结合当今先 进的技术；自动控制技术、导航定位技术、图像识别技术、传感技术、报警 装置、防盗防火装置等，立体停车场将成为一个独立的高技术设备。与各种 先进技术的融合将促进停车场向高技术方向发展，形成停车场产业。我国停 车场的需求量会不断增大，尽管我国立体停车场设备工业起步较晚，但人们 已经认识到立体停车场建设的必要性和紧迫性。而我国也开始立体停车场技 术的研究开发，加之在控制、机械、电子等方面具有一定的基础，相信我国 的立体停车场技术会得到迅速发展。 随着国家经济的发展和人民生活水平的不断提高，我国个人拥有汽车的 时代已经到来。由于城市建筑物密集、空地少，车辆的停放受到了限制，影 响了汽车业的发展和汽车的消费。一些发达国家研制了立体停车设备解决汽 车的停放问题，取得了很好的效果，比如日本、韩国等。近年来，我国在立 体停车设备的开发和研制方面也得到了很大的发展，相继有多种停车设备形 成产品，并投入使用，产生了一定的经济效益社会效益。立体停车设备在我 国有大量的市场需求，有广泛的应用前景和发展空间，因此，本题目的完成 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -12- 具有一定的现实意义。 1.5 本课题研究的基本思路 我国大中城市住宅小区的实际现状是:无论是近几年新建的小区，还是 以前的小区，都存在没有预留车位或是预留车位不足的问题，而小区在对停 车的要求上则是一致的，即要求能够适应不断增长的车辆、占地面积小、操 作简单、存取车方便、安全、污染躁声小等。参考国外解决停车难问题的经 验做法，从停车硬件方面来说，机械式立体车库能够满足上述需求。采用立 体化停车是解决城市住宅小区停车难问题的重要途径。机械式立体停车库作 为一种新鲜事物、停车产业作为一项朝阳产业在我国已经开始引起社会的广 泛关注和重视，并得到越来越多的认可 .机械式立体停车库正在我国大中城 市中为解决停车难问题发挥着越来越重要的作用。目前在我国投入使用的机 械式立体车库主要是针对人口流动和密度比较大的商业区、医院、宾馆和酒 店等场所，这类停车库的基本特点是建设规模大、投入资金多、容车辆大、 建筑面积大、机械化程度较高等。但截止到目前针对住宅小区的立体停车库 还几乎没有。因此，非常有必要根据住宅小区的实际情况进行分析研究，通 过对各类机械式立体停车库进行优缺点的比较，确定适合住宅小区停车的立 体车库类型，以解决当务之急和越来越严重的小区内停车难问题，为我国城 市的交通通畅、汽车产业和停车产业的健康发展作出一定的贡献。 本章小结 通过对立体存车库的历史与现阶段国内外发展状况的调查研究，了解到 立体存车库的良好的发展前景与广阔的市场空间，更能有效的缓解空间利用 问题，降低人们在停车方便的投入这使得该项课题研究更加的富有价值。任 何物品的发明与改造都是基于给生活提供方便，使得操作更加简便的。所以 本课题的研究是有深远意思的。 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -13- 第 2 章原理设计说明 2.1 介绍立体停车库的整体设计思想及工作原理 2.1.12.1.1 立体停车库整体设计思想立体停车库整体设计思想 整体车库位于地下，汽车经过垂直升降结构进入车库。存放时，汽车驶 入车库的垂直升降机刚上。横向输送装置安装在垂直升降机构上。传送分为 纵向传送、横向传送。纵向传送主要由垂直升降装置完成，横向输送则由 轨 道车完成，然后车辆自行入库。 图 2-1 停车系统机构简图 2.1.2 立体停车库的工作原理 下面以一辆车进库而后另一辆车出库的过程为例，简介一下此停车库的 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -14- 工作原理。 首先，汽车驶入垂直升降机构中，汽车停在的轨道车上。其次，经控制 系统确认找出离入口最近的空车位。然后，控制系统控制垂直升降机构停在 所要停放车辆的那个层位后，此时垂直升降机构中的轨道与横向输送装置的 轨道相对接。轨道车经过轨道到达空车位。最后由驾驶员自行将车辆驶入车 位，完成汽车的进库运动。如此即完成了存车过程。 取车的过程同存车过程正好相反，首先，控制系统控制垂直升降结构到 达要去汽车所在的层位，同时轨道车经过轨道到达所要取车的车位处，这样 车辆由驾驶员控制车辆驶入轨道车托板，其次横向输送装置的轨道车驶入垂 直升降机构中，然后控制系统控制垂直升降机构升到地面出口处。驾驶员驾 驶汽车开出。 横向输送装置是当人把车开到载车板上并被升降机构升到指定位置时，轿 厢中的轨道与这一层外面的轨道相接。通过对电机通电，电机转动把动力通 过动力传动装置把动力传到驱动轴上，使得驱动轮在轨道上以 1m/s 的速度 行走，在到达指定库位的时候停止运动，然后由人把汽车开到车库内。 取车的过程与存车正好相反，把车辆开到载车板上，电机转动驱动载车 板与车辆一起运动到轿厢中。 本章小结 通过对立体车库的类型与用途及其特点的了解，最终选择升降横移式作 为选题的车库类型，并对研究的对象与工作环境总结出了整体思想和工作原 理。 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -15- 第 3 章 机械部分传动方式的确定与部件选择 3.1 横向输送装置中车轮与车轴的选择 3.1.1 传动方案分析 Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given. 由于考虑存车库多设置在小区、宾馆、医院等公共场所，所以需要降低噪音， 带传动有以下及特点： 传动带具有弹性和挠性，可吸收振动并缓和冲击，从而使传动平稳、噪声 小。 当过载时，传动带与带轮之间可发生相对滑动而不损伤其他零件，起过载 保护作用。 适合于主、从动轴间中心距较大的传动。 综合以上 3 点，一级传动选择带传动。二级传动为保证传动比与效率选择 齿轮传动。 靠摩擦力工作的传动带按截面形状不同主要分为平带、V 带和特殊带。平 带以其内圆周表面为工作面，V 带传动能力比平带的大，承载能力显著高于平 带，适用于传递大功率且要求结构紧凑的场合。根据以上特点选择 V 带作为传 动带进行动力的传输。 最终确定方案为电机带动传动带输出，再由带传动传递给下一级齿轮，由 两次齿轮传动共同完成存车库横移装置的动力传输。最终把动力输送到驱动轴 上带动驱动轮在轨道上行走起到运送车辆到达库位和出库的作用。这样节省空 间具体结构如下图 3-1 所示： 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -16- 图 3-1 横移装置传递图 已知工作条件：车轮直径 400mm，平板车运行速度 1m/s。 为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动 方案，可先由已知条件计算鼓轮的转速，即： 400 1100060 100060 D v nw （3.1） =47.7r/min 一般常选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机作为原动机，因 此传动装置总的传动比约为 22 或 34，根据总传动比，可初步拟定以两级传动 为主的多种传动方案。 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -17- 3.2 选择电动机 1、电动机类型选择 根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型 YZ132M1-6 减速电动机。 2、电动机功率的选择 1） 、工作机所需功率 NNNF110005 . 0 22000 （3.2） kW 1 . 1/11100smNvFPd （3.3） 2） 、电动机输出功率为 （3.4） w d P P 传动装置的总效率 （3.5） 2 3 3 21 式中、为从动机至工作机之间的个传动机构和轴承的效率。查 1 2 3 机械设计手册得：V 带传动效率=0.95，滚动轴承效率=0.99， 1 2 圆柱齿轮传动效率为=0.97。则： 3 2 3 3 21 86 . 0 97 . 0 99 . 0 95 . 0 23 故 =1.28kw w d P P 86 . 0 1 . 1 kw 根据电动机输出功率kw，查表选择电动机的额定功率kw。28 . 1 d P2 . 2 ed P 3） 、电动机转速的选择 为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由机械设 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -18- 计手册查得 V 带的传动比范围为，因车轮转速应保持 1m/s 的速度，42 v i 转速为 47.77r/min.则传动装置的总的传动比为: （3-13112 1 sFvv iiiiii 6） 故电动机转速范围为 r/min （3-7）5798535inn wd 可见同步转速为 750r/min,1000r/min ,1500r/min 3000r/min 的电动机均符合要求。由于 3000r/min 的电动机体积小，转速高， 传动不平稳；而 750r/min 的电动机体积大、重量大、价格昂贵，因此初步选 同步转速分别为 1000r/min 和 1500r/min 的两种电动机进行比较，如下表： 表 3-1 电机参数对比 电动机转速 r/min 传动装置的传动比方案电动机 型号 额定 功率 kw同步满转 电动 机质 量 kg 总传 动比 V 带 齿轮传动 1Y112M-42150014404332.2310.7 2Y132M1-6210009607321.5210.5 由表中数据可知，两方案均可行。相比之下，方案 2 比较适合，选定电动机型 号为 YZ132M1-6. 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -19- 图 3-2 YZ132M1-6 型电动机 3.3 其他构件的选择 根据车速 1m/s；车轮转速为 47.77r/min .推算出车轮直径 d=400mm,初步选 型如下图： (a) (b) 图 3-3 轻轨车轮 由工作条件与所需用途最终选定，因为车板与库位地面高度应该向平，才能使 得车辆平稳、快捷的进入。所以按照需要应把载车板的位置降低，另外因为存 车库整体思想就是节省空间，所以高度限制在 1.7M 这就使得承载车载车板以 下的部分不宜过高，根据结构上的安排选择上图（a）中的车轮作为横移装置 的行走轮。 载车板用来承载运送车辆，按结构形式有框架式和拼版式两种。框架式载 车板是用型钢和钢板焊接成为承载框架，这种载车板的优点是可按需要设置行 车通道宽度，并具有较好的导入功能，适合车型变化较多的情况。钢板是用镀 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -20- 锌钢板一次冲压或滚压成件，安装前可以先对钢板进行各种表面处理，如电镀、 烤漆等，使载车板轻巧、美观。 因库位宽度为 3m,所以选择车板的宽度也为 3m，长度 3m，厚度为 5mm， 可保证在车辆运送时装置的稳定性和安全性。 按照载车板的尺寸选得横移装置中的平板车轴距为 3.5m，因车辆的长度一 般不超过 5m，所以初选载车板的宽度为 5m。考虑到驱动轴强度与刚度的要求 及加工方便的问题，应尽量减短轴的长度，所以最终确定载车钢板宽为 3m， 驱动轴与从动轴的长度也为 3m。这就使得车辆在钢板上时，两端会有将近 1m 的是悬空的，为了车辆使车辆不与车库发生刮碰并且进、出库方便，在库位前 延出 1m 的距离保证装置的正常运行。 本章小结 本章对立体存车库横向输送装置的传动方式与电机的型号参数进行了确定。 尤其是传动方式的选择，考虑到空间的安排与工作环境、设备周围的环境要求。 并按行走速度与电机转速确定了车轮的型号与参数，这使得接下来的总传动比 的计算与各级传动比的分配计算更顺利的进行。 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -21- 第 4 章 横向输送装置动力传输部分的设计与校核 4.14.1 计算总传动比及分配各级的传动比计算总传动比及分配各级的传动比 1、传动装置总传动比 (4.1)93.20 77.47 1000 nw n i m 2、分配各级传动比 取 V 带传动的传动比为，则齿轮传动部分的传动比为2 v i 47.10 2 93.20 1 i 齿轮传送部分高速齿轮传动比为，低速齿轮传动比为，则： F i s i 5 . 11 . 1 2 1 F sF i iii （4.2） 故 62. 444 . 3 F i 取 则 49. 3 F i125 . 3 s i 4.2 计算传动装置的运动和动力参数 1、各轴转速 电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为 I 轴，中速轴为 II 轴，低速轴为 III 轴，则各轴转速分别为： r/min （4-3） 1000 0 m nn 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -22- r/min （4-4） 500 2 1000 0 v I i n n r/min （4-5） 266.143 49 . 3 500 F I II i n n r/min （4-6） 77.47 125 . 3 266.143 s II III i n n 2、各轴输入功率 按电动机额定功率计算各轴输入功率即 ed p kW （4-2 . 2 0 ed PP 7） kW (4-8)09 . 2 95 . 0 2 . 2 1 edI PP kW (4-9)01 . 2 97 . 0 99 . 0 09 . 2 321 PPII kW （4-93 . 1 97 . 0 99 . 0 01 . 2 32 IIIII PP 10） 3、各轴转矩 Nm (4-11)01.21 1000 2 . 2 95509550 0 0 0 n P T Nm (4-12) 919.39 500 09 . 2 95509550 1 1 1 n P T Nm (4-13)985.133 266.143 01 . 2 95509550 II II II n P T Nm (4-14)69.411 77.47 93 . 1 95509550 III III III n P T 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -23- 4、各轴输入转速、功率、转矩如下表所示： 表 3-2 齿轮传送装置中各轴的转速 项目电动机轴高速轴中间轴低速轴 转速 r/min1000500143.26647.77 功率 kW2.22.092.011.93 转矩N m21.0139.919133.985411.69 4.3 V 带传动设计计算 电动机转速r/min，带轮所连齿轮传动装置高速轴转速为1000 0 m nn r/min。输送500 1 n 1、求计算功率 c p 由机械设计基础 （第五版）查表 13-8 得，故计算功率为：1.1 A k kW (4-15)21 . 1 1 . 11 . 1kwpkP Ac 2、选择 V 带型号 根据，由机械设计基础 （第五版）查图kwPc21 . 1 min/1000 0 rn 13-15 得坐标点位于 A 型界内，故初选普通 A 型 V 带。 2、计算大、小带轮基准直径、 1 d 2 d 由机械设计基础 （第五版）查表 13-9 可知，应不小于 80mm，现取 1 d =100mm。 1 d 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -24- 由得 (4-16) 02 1(1 ) II nd i nd )02 . 0 1 (90 500 1000 )1 ( 1 1 0 2 d n n d =196mm 4、验算带速 V (4-17) 100060 100010014 . 3 100060 01 nd v =5.23m/s 带速在范围内，符合要求5 25/m s 5、求 V 带基准长度和中心距 a d L 初步选取中心距 ; (4-18) 12012 0.7()2()ddadd 取中心距mma300 0 由式 (4-19) 2 12 0012 0 () 2() 24 dd Ladd a 得带长 3004 )90196( )19690( 2 3002 0 L mm 4 . 1072 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） -25- 查机械设计基础 （第五版）表 13-2，对 A 型 V 带选用。mmLd1120 由式 得 (4-20) 0 0 2 d LL aa 2 4 . 10721120 300 a =347.6mm 6、验算小带轮包角 1 由 得 (4-21) 21 1 18057.3 dd a 3 . 57 6 . 347 96 180 120175.164 故包角合适 1 7、计算 V 带根数 z (4-22) La d KKPP P z )( 00 而r/min，1000 0 n mm100 1 d 。 查机械设计基础 （第五版）表 13-3 得 kW kW07 . 1 0 P95 . 0 0 P 带传动的传动比 (4-23) 2 )02 . 0 1 (100 196 )1 ( 1 2 d d iv 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）