机械毕业设计（论文）-PSH4D型立体停车库横移传动机构设计【全套图纸】 .pdf

重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 编号 毕业设计（论文） 题目 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 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 学生姓名 学号 指导教师 职称 时 间 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 目 录 摘 要 abstract 1 绪论1 1.1 立体停车库的设计背景和意义1 1.2 国内外研究现状1 1.2.1 国外研究现状 1 1.2.2 国内研究现状 2 1.3 立体停车库的类型2 1.3.1 升降横移式 3 1.3.2 巷道堆垛式 3 1.3.3 垂直提升式 4 1.3.4 水平或垂直循环式 5 2 横移传动机构的设计 7 2.1 第一层横移传动机构设计7 2.1.1 第一层基本参数确定 7 2.1.2 第一层横移电机选择 8 2.1.3 第一层传动系统设计 9 2.2 第二层横移传动机构设计 19 2.2.1 第二层基本参数确定19 2.2.2 第二层横移电机选择20 2.2.3 第二层传动系统设计21 3 总结 32 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 致谢 33 参考文献 34 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 i 摘 要 本文主要是对 psh4d 型立体停车库的横移传动机构进行设计。 psh4d 型立体停 车库一共有三层，每个停车位都有一个载车板，而第一层和第二层各有一个空位。上 层的载车板如果要移动到下层，就需要将下层的载车板横向移开，为上层的载车板提 供空间进行升降。因此，第一层和第二层的每个停车位都有一个横移传动机构对载车 板进行横向移动。由于第三层停车位上的载车板只需要进行升降移动，不需要进行横 向移动，所以第三层没有横移传动机构。横移传动机构主要靠电机带动链轮使滚轮在 轨道上滚动，从而让载车板进行横向移动。 第一层的横移传动机构与载车板直接连成一体， 第二层的横移传动机构则置于车 位架上。横移传动机构主要由电动机、传动轴、滚轮、链轮和支承座等几部分组成， 对横移传动机构的设计也就主要是对这几部分的选择和设计。 关键词：立体停车库 横移传动机构 载车板 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 ii abstract this paper is mainly designed traversing transmission mechanism of psh4d type stereo garage. psh4d type stereo garage a total of three layers, each parking space has a car, and the first and second layers each have a vacancy. the car carrying board to move to a lower level, you need to lower the car sideways, to provide space for the car carrying board for lifting. therefore, each parking spaces in the first layer and the second layer has a transverse transmission mechanism for horizontal movement of the vehicle loading plate. because of the third layers of parking spaces on the board only needs to carry on the lifting movement, without the need for lateral movement, so the third layer without traversing transmission mechanism. transverse transmission mechanism is mainly driven by the motor wheel to wheel rolling on the track, so that the car carrying board to move horizontally. traversing transmission mechanism of the first layer and the board is directly connected, traversing drive mechanism of the second layer are arranged in the parking rack. traversing transmission mechanism is mainly composed of a motor, transmission shaft, roller, sprocket and the supporting seat is composed of several parts, design of the transverse transmission mechanism is mainly on the selection and design of these parts. key words: stereo garage , traversing transmission mechanism , car- carrying board 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 1 1 绪论 1.1 立体停车库的设计背景和意义 随着我国城市建设的快速发展，城市中可利用的空地越来越少。同时，随着居民 生活水平的日渐提高，城市私家车的拥有量也越来越多，随之而来的便是“停车难” 的问题。在城市的车辆密集区，由于受到原有占地面积的限制，汽车停泊困难，交通 阻塞。另外，城市交通建设由于只重视修建公路，从而忽略了停车场的建设，因此造 成了现有的停车位远远不能满足停车需求的严重局面。由于停车位的严重不足，迫使 大量汽车占道停放，这大大的影响了城市交通和市容环境。因此，我们必须重视城市 的“停车难”问题，并积极探求解决的措施。 作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，发展立体停车库 已经成为被“停车难”问题困扰多时的人们所达成的共识。目前我国的停车产业属于 起步阶段，市场前景广阔。立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能 与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市“停车难”最有效的手段， 也是停车产业发展的必由之路。 1.2 国内外研究现状1 1.2.1 国外研究现状 日本在上个世纪五十年代中期就对立体停车库问题进行研究，并在 1960 年建成 了一个有四个车位的两段式立体停车库，通过引进西欧的先进技术，仅东京市就在六 十年代末建成了各种大小形式不同的立体停车库一共 40 个，到了 1971 年，日本开始 发展装配自行式立体停车库。根据日本建设厅的调查和统计，在日本从事立体停车库 的设备开发、制造的公司就有 200 多家，而日本目前已经投入使用的立体停车位超过 了 300 万个，其中数量最多的是升降横移式立体停车库。韩国的立体停车设备技术主 要是由日本派生出来的。韩国从上世纪七十年代中期开始研究立体停车库，在八十年 代开始引进日本的技术，并通过消化生产和本土化改进，在九十年代开始推广和使用 立体停车库。由于韩国政府对立体停车库的高度重视，各种立体停车设备在韩国得到 普遍的开发和利用。近几年，韩国的立体停车设备的增长速度都在 30%左右。西欧许 多国家对立体停车设备的开发和利用比较早，由于欧洲国家的人口少，土地资源也比 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 2 较富余，停车问题表现得并不突出，停车设备的应用量也不是很大，立体停车设备多 以巷道堆垛式为主。 伴随着电力电子技术和计算机技术的飞速发展，由全电脑自动控制的，并且采用 变频调速技术的新一代立体停车设备首先在美国、德国和日本出现，随后，英国、法 国、瑞士和韩国等国家也紧跟着开始仿效。现在，日本在立体停车设备的技术研究和 开发、制造、管理等方面的水平都处于国际领先地位，其所修建成的立体停车库的数 量和停车辆同样也位居世界前列。 1.2.2 国内研究现状 我国在二十世纪八十年代初期开始研制和使用立体停车库。进入九十年代，随着 我国汽车工业和建筑业的发展，特别是汽车进入普通大众家庭以后，立体停车库的应 用也随之逐步推广开来。目前，我国已经形成了新兴的立体停车行业，进入了引进、 开发、制造、使用相结合的初步发展阶段。我国现在从事立体停车设备的制造企业已 有 30 多家。产品通过技术引进和自我研制开发，生产技术水平已经有了很大的提高。 如今， 我国立体停车设备的国产化率已达到 50%以上， 而且一些科研机构和大学高校 也开始研究和开发符合我国国情的立体停车设备。 当今我国的停车场需求量正在不断增大，尽管我国立体停车设备工业的起步较 晚，但是人们已经充分认识到立体停车库修建的必要性和紧迫性，并且我国也开始了 立体停车库的研究和开发，另外我国在控制、机械、电子等方面都具备一定的基础， 相信我国的立体停车设备技术会得到快速的发展。 1.3 立体停车库的类型2 城市停车场可分为自行式停车场和机械式停车场两大类， 与传统的自行式停车场 相比，机械式停车场主要有一下几点优势： （1）节省占地面积，空间利用率高； （2）使用方便，操作简单； （3）便于安全管理； （4）节能、环保，能改善市容。 机械式立体停车库又分为全自动和半自动两种类型。 根据机械式立体停车设备的 构造及其工作原理，机械式立体停车库的型式主要有升降横移式、垂直升降式、巷道 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 3 堆垛式、垂直循环式、水平循环式、多层循环式、平面移动式、简易升降式、汽车升 降机等九种。目前我国主要有升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式等三大类型最常 使用。 1.3.1 升降横移式 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、 多层半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此类立体车库适用于地面及地下停 车场，配置灵活，造价较低。 工作原理：设备为多层多列布置，每个停车位设置一个载车板；除顶层外每层设 一空位，作为交换车位；除底层以外的所有车位均能自行升降，除顶层以外的所有车 位均能自行横移。当某一车位需存（取）车辆时，该车位下方到空位之间的所有车位 向空位方向横移一个车位的距离，该车位下方形成一个升降通道，此时该车位便可自 由升降。当车位降至地面后，车辆便可开进或开出，见图 1.1。 图 1.1 升降横移式立体车库示意图 适用范围：住宅小区、宾馆、酒店、单位自用。 主要特点：占地面积少，空间利用率高，可根据用户要求增加层数和列数，提高 车位数量。可设计为全封闭式，以协调周边环境。运转平稳，无噪音，运行速度快， 存取时间短。设有防坠落，防碰撞，防过载等一系列安全保护装置。 1.3.2 巷道堆垛式 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 4 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。 工作原理：在两侧泊位的中央设有巷道堆垛机整个车库的运行均由堆垛机来完 成。汽车入库时，停在出（入）库台上，堆垛机从出（入）库台上取走汽车后，在巷 道内行走并根据存车的位置进行升降，将汽车运送到指定层的泊位旁，堆垛上的存取 机构将汽车从堆垛机送入泊位；取车过程与进车过程相反。巷道堆垛式立体车库是一 种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体停车产品，见图 1.2。 图 1.2 巷道堆垛式立体车库示意图 适用范围：主要用于大型密集式存车场所，如剧院、运动场馆、大型商场、车站、 机场等。 主要特点：可设置于地上、地下或半地下，充分利用有效空间。载车板的升降和 行走同时运行， 整个过程全自动完成， 存取车方便快捷。 具有停车数量多、 容积率高、 全封闭式管理、集中监控、运行可靠、效率高等优点。 1.3.3 垂直提升式 垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理在提升机的两侧布置停车泊位。一 般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高(几 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 5 十米)，但地面投影面积较小。对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此 造价较高，但占地面积是所有立体车库类型中最小的。车库可单独设置，也可设在建 筑物内部，可数套并排建设。 工作原理：设备中间为升降通道，两侧为停车位。通道内设一升降轿厢。每个停 车位有一载车盘，载车盘可横向移动。在升降电机的牵引下，轿厢可升降至任一层车 位，并通过机械手将载车盘从两侧车位中取出或送入两侧车位。轿厢升降到与地面持 平时，车辆可开进或开出，见图 1.3。 图 1.3 垂直升降式立体车库示意图 适用范围：写字楼、医院、商业区、宾馆等。 主要特点：充分利用有限空间，为客户带来最大的利益，以狭小的空间，争取最 多的停车空间，也可将 13 层设在地下，与地下停车场联通，有效利用地下空间。 运转存取时间短，车辆停放平稳、无噪音，运行速度快，符合城市环保要求。 1.3.4 水平或垂直循环式 循环类机械式停车设备是采用水平或垂直旋转机构， 使车库内所有车辆做与地面 平行或垂直方向的循环运动，从而达到存取车辆的停车设备。 工作原理：水平循环式车库一般设在地下，可以二层或多层，存车时由升降机做 升降和水平旋转运动，将车辆送入指定位置的载车板上；取车时车库的升降机到达被 取车辆的层数，然后做旋转运动对准相应的车辆载车板，将车自动横移到升降升降机 上，然后降到地面水平位置上，便可开出车辆，见图 1.4。 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 6 图 1.4 水平循环式立体车库示意图 垂直循环则通过减速电机带动传动机构在牵引机构链条上，每隔一定距离安装 一个存车托架，当电机启动时，存车托架随链条一起作循环运动，从而达到存取车辆 的目的，见图 1.5。 图 1.5 垂直循环式立体车库示意图 应用范围：小区、企事业单位、小型超市、公寓等。 主要特点：占地面积小，不需进出车道，场地利用率高。水平循环式可利用建筑 物的地下层。垂直循环式可有效利用零散地块，提高停车场的存车能力，结构简单、 操作方便、维护保养费用低，采用多种保护措施，安全保障好。但由于是整体循速度 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 7 较慢，不适合于大规模停车。 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 8 2 横移传动机构的设计 2.1 第一层横移传动机构设计 第一层的横移传动机构与载车板直接连成一体，横移导轨也直接铺设在地面上， 滚轮在导轨上滚动从而带动载车板一起运动，见图 2.1。 图 2.1 第一层横移传动系统 2.1.1 第一层基本参数确定 第一层基本参数的确定主要涉及第一层车位长、宽、高的尺寸确定和第一层载车 板长和宽的尺寸确定以及重量的确定。 首先在网上查得我们日常生活中常见的几款汽 车的尺寸和重量作为参考，见表 2.1。 表 2.1 生活中常见几款汽车尺寸和重量 生产厂商 车型 尺寸（长宽高）/mm 质量/kg 长安福特 福克斯 453418231483 1338 上海大众 朗逸 460517651460 1325 上海大众 帕萨特 487018341472 1550 通过表 2.1 的数据，第一层基本参数设计为 第一层车位长 l=6.2m，宽 w=2.6m，高 h=2.4m 第一层载车板长 a=4.7m，宽 b=2.22m，重量 m载车板=300kg 2.1.2 第一层横移电机选择 横移传动机构由电机通过链轮把力传给传动轴， 传动轴上的滚轮再带动载车板一 起运动。 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 9 电机输出的牵引力为 f。 要使滚轮不打滑，电机输出的牵引力 f 应该大于滚轮所受到导轨对其的摩擦力 ff, 即 fff。 查机械设计课程设计手册表 1- 10，钢-钢滚动摩擦系数 =0.15 由表 2.1 取汽车的重量为 m汽车=1600kg 载车板、汽车和其他一些机构的总重量 m=m载车板+m汽车+m其他=2000kg ff=mg=0.1520009.8=2940n 载车板从一个车位移动到相邻车位所需时间为 t，载车板的横移速度为 v 取 t=26s 则 v= t w = 26 6.2 =0.1m/s 电机所需的输出功率为 p p=ffv=29400.1=294w 考虑安全问题，取安全系数 s=1.2 p0=ps=2941.2=352.8w 选用 gh 型卧式三相齿轮减速电机，型号为 gh22- 200- 60s 图 2.2 gh 型卧式三相齿轮减速电机 额定功率 p额=0.4kw 满载转速 n电机=30r/min 额定转矩 t额=11.6kgm 减速比 i电机=1:50 电机质量 m电机=14kg 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 10 2.1.3 第一层传动系统设计 第一层横移传动系统主要由传动轴、链轮、轴承座、滚动轴承和端盖等组成，下 面将对滚子链、滚子链链轮、传动轴和滚动轴承进行设计和计算。 图 2.3 第一层横移传动系统 （1）滚子链的设计 标准滚子链由于其应用最广泛，生产量大，从低速到较高速，从轻载到重载都适 用，并且配上各种附件也可以用于输送4，因此在链传动中我们选用标准滚子链，见 图 2.4。 图 2.4 滚子链 滚轮直径为 d，取 d=70mm 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 11 滚轮转速 n滚轮= d v = 07.0 6 =27.3r/min 传动比 i= 滚轮 电机 n n = 3.27 30 =1.1 小链轮齿数为 z1，大链轮齿数为 z2 根据机械设计实用手册表 8- 2- 5，取小链轮齿数 z1=17 则大链轮齿数 z2=iz1=1.117=18.7 由于链节数通常是偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数，并尽 可能与链节数互质5。 取 z2=19 设计功率为 pd pd= mz a kk pk p传递功率，kw ka工作情况参数 kz小链轮齿数系数 km复排链排数系数 查机械设计实用手册表 8- 2- 6,ka=1.0 查机械设计实用手册表 8- 2- 7,kz=0.887 查机械设计实用手册表 8- 2- 8,km=1 pd= mz a kk pk = 1887.0 4.00.1 kw=0.45 kw 根据设计功率 pd和小链轮转速 n小确定链条节距 p 小链轮转速 n小=n电机 查机械设计实用手册图 8- 2- 2，选 08a 型滚子链 节距 p=12.7mm 排距 pt=14.38mm 滚子直径 d1=7.92mm 内链节内宽 b1=7.85mm 内链板高度 h2=12.07mm 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 12 根据机械设计实用手册表 8- 2- 5，初定中心距 a0 a0=30p=3012.7=381mm 链节数 lp0= 0 2 12210 2 z 2 a2 a pzzz p - + + +=78 为了避免使用过渡链节，应将计算出的链节数 lp0圆整为偶数 lp 则 lp=78 链条长度 l= 1000 plp = 1000 7.1278 =0.99m 理论中心距 a=p(2lp- z1- z2)ka ka中心距计算系数 查机械设计实用手册表 8- 2- 9,ka=0.25 a=p(2lp- z1- z2)ka=12.7(278- 17- 19)0.25=381mm 实际中心距 a=a- a a=0.002 a0=0.002381=0.762mm a=a- a=381- 0.762=380.238mm 平均链速为 v链 v链= 100060 nz 11 p = 100060 7.123017 = 0.11m/s 有效圆周力为 ft ft= 链 v p1000 = 11.0 4.01000 =3636n 作用在轴上的力为 fq 对于水平传动 fq=1.15kaft=1.151.03636=4180n 根据节距 p 与链速 v链，查机械设计实用手册图 8- 2- 4，选择第 i 种润滑方式 (2)滚子链链轮的设计 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 13 图 2.5 滚子链链轮 图 2.6 滚子链链轮轴向齿廓 1)小链轮的设计 已知：小链轮齿数 z1=17，配用链条的节距 p=12.7mm，排距 pt=14.38mm，滚子 外径 d1=7.92mm，内链节内宽 b1=7.85mm，内链板高度 h2=12.07mm 分度圆直径 d= 1 z 180 sin p = 17 180 sin 7.12 =69.12mm 齿顶圆直径 da damax=d+1.25p- d1=69.12+1.2512.7- 7.92=77.075mm damin= 1 1 ) 6.1 1(dd z p-+=92.7-） 17 6.1 -1（7.1212.69+=72.705mm damindadamax da值取整数5 取 da=74mm 齿根圆直径 df=d- d1=69.12- 7.92=61.2mm 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 14 分度圆弦齿高 ha hamax= 1 1 5.0p） z 8.0 625.0（d-+=92.75.07.12) 17 8.0 625.0(-+=4.575mm hamin=0.5(p- d1)=0.5（12.7- 7.92）=2.39mm haminhahamax 取 ha=4mm 最大齿根距离 lx 奇数齿最大齿根距离 lx= 1 1 90 cosdd z - =92.7- 17 90 cos12.69 =60.91mm 侧齿凸缘直径 dg=76.0h04.1- z 180 cotp 2 1 - =76.0-07.1204.1- 17 180 cot7.12 =54.63 mm dg值取整数5 取 dg=55mm 齿宽 bfi=0.93b1=0.937.85=7.3mm 齿侧倒角 ba公称=0.13p=0.1312.7=1.651mm 齿侧半径 rx公称=p=12.7mm 齿全宽 bfn 单排齿全宽 bfn=bfi=7.3mm 2)大链轮的设计 已知：大链轮齿数 z2=19，配用链条的节距 p=12.7mm，排距 pt=14.38mm，滚子 外径 d1=7.92mm，内链节内宽 b1=7.85mm，内链板高度 h2=12.07mm 分度圆直径 d= 2 z 180 sin p = 19 180 sin 7.12 =77.16mm 齿顶圆直径 da damax=d+1.25p- d1=77.16+1.2512.7- 7.92=85.115mm damin= 1 2 ) 6.1 1(dd z p-+=92.7-） 19 6.1 -1（7.1216.77+=80.871mm 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 15 damindadamax da值取整数5 取 da=82mm 齿根圆直径 df=d- d1=77.16- 7.92=69.24 mm 分度圆弦齿高 ha hamax= 1 2 5.0p） z 8.0 625.0（d-+=92.75.07.12) 19 8.0 625.0(-+=4.512mm hamin=0.5(p- d1)=0.5（12.7- 7.92）=2.39mm haminhahamax 取 ha=4mm 最大齿根距离 lx 奇数齿最大齿根距离 lx= 1 2 90 cosdd z - =92.7- 19 90 cos16.77 =68.98mm 侧齿凸缘直径 dg=76.0h04.1- z 180 cotp 2 2 - =76.0-07.1204.1- 19 180 cot7.12 =62.79 mm dg值取整数5 取 dg=64mm 齿宽 bfi=0.93b1=0.937.85=7.3mm 齿侧倒角 ba公称=0.13p=0.1312.7=1.651mm 齿侧半径 rx公称=p=12.7mm 齿全宽 bfn 单排齿全宽 bfn=bfi=7.3mm (3)传动轴的设计 传动轴在工作的时候主要受到滚子链对它的压力 fq，轴承座对它的压力 4 mg ，轨 道对它的支承反力 f1和 f2以及电机对它的转矩。对轴进行受力分析，如图 2.7 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 16 图 2.7 轴受力图 轴所受的扭矩 t轴= 轴 轴 n p 9549= 3.27 388.0 9549 =135714.73nmm 作用在轴上的力为 fq=4180n 4 mg = 4 8.92000 =4900 n 计算支撑反力 f1，f2 f1=0：f2=4743.25n f2=0：f1=9236.75n 图 2.8 剪力图 图 2.9 弯矩图 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 17 图 2.10 转矩图 轴的直径为 d d3 1 22 )t(m10 + + 根据机械设计实用手册表 5- 1- 1，45 号钢调质处理+1=215mpa 当扭转切应力为静应力时，取 =0.35 d3 1 22 )t(m10 + + =34.37mm 初选轴的危险截面的直径 d=45mm 轴的校核 1)轴的弯扭合成条件 ca= w 22 ）t（m+ +1 式中 m轴危险截面上的弯矩，nmm t轴危险截面上的转矩，nmm w轴危险截面上的抗弯截面模数，mm3 折合系数 +1静应力时轴的许用弯曲应力，mpa 当扭转切应力为静应力时，取 =0.35 轴危险截面上的抗弯截面模数 w= 32 d 3 = 32 45 3 =8946.18 mm3 ca= w 22 ）t（m+ = 18.8946 ）73.1357143.0（872000 22 + =97.58 mpa 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 18 查机械设计实用手册表 5- 1- 1，45 号钢调质处理+1=215 mpa ca+1 故轴安全 2)疲劳强度安全系数校核 s= )(3）k（ 2 2 1- s w t k w m t + 式中 - 1材料的弯曲疲劳极限，mpa m轴危险截面上的弯矩，nmm t轴危险截面上的转矩，nmm w轴危险截面上的抗弯截面模数，mm3 wt轴危险截面上的抗扭截面模数，mm3 k弯曲疲劳极限的综合影响系数 k剪切疲劳极限的综合影响系数 s许用安全系数 查机械设计实用手册表 5- 1- 1，45 号钢调质处理 - 1=275 mpa 查机械设计实用手册表 5- 1- 12，k=2.06，k=1.64 查机械设计实用手册表 5- 1- 21， s=1.3 轴危险截面上的抗弯截面模数 w= 32 d 3 = 32 45 3 =8946.18 mm3 轴危险截面上的抗扭截面模数 wt= 16 d 3 = 16 45 3 =17892.35 mm3 s= 2 2 1- )(3）k（ t w t k w m + =1.36 ss 故轴危险截面疲劳强度校核通过 3)静强度安全系数校核 ss= 22 s )(3)( t a w t a f w m + ss 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 19 式中 s材料的屈服极限，mpa m轴危险截面上的弯矩，nmm t轴危险截面上的转矩，nmm w轴危险截面上的抗弯截面模数，mm3 wt轴危险截面上的抗扭截面模数，mm3 fa作用在轴上的轴向载荷，n ss静强度的许用安全系数 查机械设计实用手册表 5- 1- 1，45 号钢调质处理 s=355mpa 查机械设计实用手册表 5- 1- 22，铸造轴ss=1.6 ss= 22 s )(3)( t a w t a f w m + =3.61 ssss 故轴危险截面的静强度校核通过 (4)滚动轴承的设计 查机械设计实用手册表 6- 1- 2，根据各轴承特点选用深沟球轴承，其特点和 应用是与尺寸相同其他类型轴承相比较，此类轴承摩擦损失最小，极限转速高，工作 中允许内外圈轴线偏差量8- 16，大量生产，价格最低4，见图 2.10。 图 2.11 深沟球轴承尺寸 根据传动轴的尺寸查机械设计实用手册表 6- 1- 49，选择代号为 6008 的深沟 球轴承 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 20 外形尺寸：d=40mm，d=68 mm，b=15 mm，r=1 mm，d148.8 mm，d159.2 mm 安装尺寸：damin=46 mm，damax=62 mm，ramax=1 mm 基本额定载荷：cr=13.2kn，c0r=9.42 kn 滚动轴承基本额定寿命计算 lh10= 轴承 6 )( n60 10 r r p c 式中 lh10以小时数(h)表示的轴承的基本额定寿命 n轴承轴承工作转速，r/min cr基本额定动载荷，n pr当量动载荷，n 指数 n轴承=n轴=27.3r/min cr=13200n pr= 4 mg = 4 8.92000 =4900n 对于球轴承，=35 lh10= 轴承 6 )( n60 10 r r p c = 3 6 ） 4900 13200 （ 3.2760 10 =11934.92h 查机械设计实用手册表 6- 1- 17，间断使用的机械 lh=8000h lh10lh 故轴承额定寿命达到预期寿命 2.2 第二层横移传动机构设计 第二层的横移传动机构置于车位架上，横移导轨安装在主框架上，滚轮在导轨上 滚动从而带动车位架和载车板一起运动，见图 2.12。 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 21 图 2.12 第二层横移传动系统 2.2.1 第二层基本参数确定 第二层基本参数的确定主要涉及第二层车位长、宽、高的尺寸确定和第二层载车 板长和宽的尺寸确定以及重量的确定。表 2.1 已在网上查得我们日常生活中常见的几 款汽车的尺寸和重量。 通过表 2.1 的数据，第二层基本参数设计为 第二层车位长 l=6.2m，宽 w=2.6m，高 h=1.8m 第二层载车板长 a=5.4m，宽 b=2.1m，重量 m载车板=200kg 第二层车位架重量 m车位架=300kg 2.1.2 第二层横移电机选择 横移传动机构由电机通过链轮把力传给传动轴， 传动轴上的滚轮再带动车位架和 载车板一起运动。 电机输出的牵引力为 f。 要使滚轮不打滑，电机输出的牵引力 f 应该大于滚轮所受到导轨对其的摩擦力 ff, 即 fff。 查机械设计课程设计手册表 1- 10，钢-钢滚动摩擦系数 =0.15 由表 2.1 取汽车的重量为 m汽车=1600kg 载车板、汽车和其他一些机构的总重量 m=m车位架+m载车板+m汽车+m其他=2200kg ff=mg=0.1522009.8=3234n 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 22 载车板从一个车位移动到相邻车位所需时间为 t，载车板的横移速度为 v 取 t=26s 则 v= t w = 26 6.2 =0.1m/s 电机所需的输出功率为 p p=ffv=32340.1=323.4w 考虑安全问题，取安全系数 s=1.2 p0=ps=323.41.2=388.08w 选用 gh 型卧式三相齿轮减速电机，型号为 gh22- 200- 60s，见图 2.2。 额定功率 p额=0.4kw 满载转速 n电机=30r/min 额定转矩 t额=11.6kgm 减速比 i电机=1:50 电机质量 m电机=14kg 2.1.3 第二层传动系统设计 第一层横移传动系统主要由传动轴、链轮、轴承座、滚动轴承和端盖等组成，下 面将对滚子链、滚子链链轮，传动轴和滚动轴承进行设计和计算。 图 2.13 第二层横移传动系统 （1）滚子链的设计 标准滚子链由于其应用最广泛，生产量大，从低速到较高速，从轻载到重载都适 用，并且配上各种附件也可以用于输送4，因此在链传动中我们选用标准滚子链，见 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 23 图 2.4。 滚轮直径为 d，取 d=70mm 滚轮转速 n滚轮= d v = 07.0 6 =27.3r/min 传动比 i= 滚轮 电机 n n = 3.27 30 =1.1 小链轮齿数为 z1，大链轮齿数为 z2 根据机械设计实用手册表 8- 2- 5，取小链轮齿数 z1=17 则大链轮齿数 z2=iz1=1.117=18.7 由于链节数通常是偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数，并尽 可能与链节数互质5。 取 z2=19 设计功率为 pd pd= mz a kk pk p传递功率，kw ka工作情况参数 kz小链轮齿数系数 km复排链排数系数 查机械设计实用手册表 8- 2- 6,ka=1.0 查机械设计实用手册表 8- 2- 7,kz=0.887 查机械设计实用手册表 8- 2- 8,km=1 pd= mz a kk pk = 1887.0 4.00.1 =0.45 kw 根据设计功率 pd和小链轮转速 n小确定链条节距 p 小链轮转速 n小=n电机 查机械设计实用手册图 8- 2- 2，选 08a 型滚子链 节距 p=12.7mm 排距 pt=14.38mm 滚子直径 d1=7.92mm 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 24 内链节内宽 b1=7.85mm 内链板高度 h2=12.07mm 根据机械设计实用手册表 8- 2- 5，初定中心距 a0 a0=30p=3012.7=381mm 链节数 lp0= 0 2 12210 2 z 2 a2 a pzzz p - + + +=78 为了避免使用过渡链节，应将计算出的链节数 lp0圆整为偶数 lp 则 lp=78 链条长度 l= 1000 plp = 1000 7.1278 =0.99m 理论中心距 a=p(2lp- z1- z2)ka ka中心距计算系数 查机械设计实用手册表 8- 2- 9,ka=0.25 a=p(2lp- z1- z2)ka=12.7(278- 17- 19)0.25=381mm 实际中心距 a=a- a a=0.002 a0=0.002381=0.762mm a=a- a=381- 0.762=380.238mm 平均链速为 v链 v链= 100060 nz 11 p = 100060 7.123017 = 0.11m/s 有效圆周力为 ft ft= 链 v p1000 = 11.0 4.01000 =3636n 作用在轴上的力为 fq 对于垂直传动 fq=1.05kafc=1.051.03636=3818n 根据节距 p 与链速 v链，查机械设计实用手册图 8- 2- 4，选择第 i 种润滑方式 (2)滚子链链轮的设计，见图 2.5，图 2.6 1)小链轮的设计 已知：小链轮齿数 z1=17，配用链条的节距 p=12.7mm，排距 pt=14.38mm，滚子 外径 d1=7.92mm，内链节内宽 b1=7.85mm，内链板高度 h2=12.07mm 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 25 分度圆直径 d= 1 z 180 sin p = 17 180 sin 7.12 =69.12mm 齿顶圆直径 da damax=d+1.25p- d1=69.12+1.2512.7- 7.92=77.075mm damin= 1 1 ) 6.1 1(dd z p-+=92.7-） 17 6.1 -1（7.1212.69+=72.705mm damindadamax da值取整数5 取 da=74mm 齿根圆直径 df=d- d1=69.12- 7.92=61.2mm 分度圆弦齿高 ha hamax= 1 1 5.0p） z 8.0 625.0（d-+=92.75.07.12) 17 8.0 625.0(-+=4.575mm hamin=0.5(p- d1)=0.5（12.7- 7.92）=2.39mm haminhahamax 取 ha=4mm 最大齿根距离 lx 奇数齿最大齿根距离 lx= 1 1 90 cosdd z - =92.7- 17 90 cos12.69 =60.91mm 侧齿凸缘直径 dg=76.0h04.1- z 180 cotp 2 1 - =76.0-07.1204.1- 17 180 cot7.12 =54.63 mm dg值取整数5 取 dg=55mm 齿宽 bfi=0.93b1=0.937.85=7.3mm 齿侧倒角 ba公称=0.13p=0.1312.7=1.651mm 齿侧半径 rx公称=p=12.7mm 齿全宽 bfn 重庆理工大学毕业论文 psh4d 型立体停车库横移传动机构设计 26 单排齿全宽 bfn=bfi=7.3mm 2)大链轮的设计 已知：大链轮齿数 z2=19，配用链条的节距 p=12.7mm，排距 pt=14.38mm，滚子 外径 d1=7.92mm，内链节内宽 b1=7.85mm，内链板高度 h2=12.07mm 分度圆直径 d= 2 z 180 sin p = 19 180 sin 7.12 =77.16mm 齿顶圆直径 da damax=d+1.25p- d1=77.16+1.2512.7- 7.92=85.115mm damin= 1 2 ) 6.1 1(dd z p-+=92.7-） 19 6.1 -1（7.1216.77+=80.871mm damindadamax da值取整数5 取 da=82mm 齿根圆直径 df=d- d1=77.16- 7.92=69.24 mm 分度圆弦齿高 ha hamax= 1 2 5.0p） z 8.0 625.0（d-+=92.75.07.12) 19 8.0 625.0(-+=4.512mm