人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 小型立体车库设计【升降横移式双层六位五车立体停车库】【含CAD图纸、说明书、三维模型】
小型立体车库设计【升降横移式双层六位五车立体停车库】.docx
小型立体车库设计【升降横移式双层六位五车立体停车库】【含CAD图纸、说明书、三维模型】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共72页)
编号：17265321
类型：共享资源
大小：8.60MB
格式：ZIP
上传时间：2019-04-01
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
升降横移式双层六位五车立体停车库
含CAD图纸、说明书、三维模型
小型立体车库设计【升降横移式双层六位五车立体停车库含
CAD图】【
升降横移式立体车库设计
立体车库设计【含
式立体停车库
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
摘要国家经济近些年来正平稳迅速地发展，随着人民收入的稳定增长加之对交通快捷方便程度的需求，人民对汽车的需求量有增无减。车辆拥有量的增加应与停车场数目的增加节奏相当，但是目前看来，停车场的数目难以跟上车辆增加带来的停泊需求。因此，就带来了诸如车辆难以停放甚至在非车辆停放区乱泊车的问题，也为停车管理带来了许多难题。小型立体车库由于其结构的特殊性，使其具备了一位可停多车的优势，能够有效地解决商业用地有限，而居民停车困难的问题，得到了广大用户的支持。本次设计将工作进程分为多部分进行设计，完成对本次设计的来源、目的及意义，并进行具体的设计计算及校核。设计部分主要包括对车库类型与移动方案的选择、链轮与链条的设计、传动部分的设计、各元器件的选择与计算和电器控制系统的设计。以本文设计的各参数进行校核、模拟，可实现预期的效果，实现车辆的存取。由此可得出，升降横移式立体停车库能够以一定的场地面积对多数车辆进行存取，可以在一定程度上缓解停车难的问题，达到了本次设计的初衷。也可发现立体车库也是停车场地在未来的主流发展方向。关键词:小型立体车库，传动结构，控制系统。AbstractThe national economy has developed rapidly in recent years. With the steady growth of the peoples income and the demand for rapid and convenient traffic, the demand for cars is increasing. The increase in vehicle ownership should be equivalent to the increase in the number of parking lots, but it seems that the number of parking lots is difficult to keep up with the parking demand. Therefore, it brings many problems such as vehicle parking and parking in non parking areas. It also brings many difficulties to parking management. Because of the particularity of its structure, small three-dimensional garage has the advantage of stopping multiple vehicles. It can effectively solve the limited commercial land, and the problem of resident parking difficulty has been supported by the vast number of users.Compared with the common underground garage,the small three-dimensional garage is more secure, and can greatly reduce the danger of people and vehicles. The equipment controlled by the electronic device stays in the garage, or the vehicle is in the non - parking space.This design divides the work process into several parts, designs the source, purpose and significance of the design, and carries out specific design calculation and verification. The design includes the selection of the type of garage and the mobile scheme, the design of the sprocket and chain, the design of the transmission part, the selection and calculation of the components, and the design of the electrical control system.By checking and simulating the parameters designed in this paper, we can achieve the desired effect and achieve the access of vehicles. From this, it can be concluded that the lift and horizontal parking garage can access most vehicles with a certain area, and can alleviate the problem of parking difficulty to a certain extent and achieve the original intention of this design. It can also be found that stereo garage is also the main direction of parking development in the future.Key Words：Small stereoscopic garage；Transmission mechanism；Control systemII目 录摘要IAbstractII1. 绪论11.1课题的背景及意义11.2立体车库的国内外发展现状11.3多种小型立体车库的特点及比较31.4论文的主要内容及章节安排42.系统总体设计52.1 系统总体结构设计52.2 系统总体控制设计73. 小型立体车库的传动系统设计83.1 传动系统的组成83.2 传动系统的主要参数83.3传动链和链轮的选择93.4链轮的计算93.5 链条的设计计算144.电器控制系统设计及元器件选型194.1 电动机的选择194.2减速器的选择194.3轴承的选择204.4轴的选择204.5 安全装置的选择234.6 PLC控制系统方案确定24总结26参考文献27附录 ：外文译文28附录 ：外文原文37附录：车库总程序47致 谢52II小型立体车库设计1. 绪论1.1课题的背景及意义国家经济近些年来正平稳迅速地发展，随着人民收入的稳定增长加之对交通快捷方便程度的需求，人民对汽车的需求量有增无减。据我国专业人士统计，我国于2016年汽车销售量再次位居全球首位，高达2802.8万辆,几乎将产量销售一空。而2017年的汽车销售量虽有所下降，但依旧高达2400万辆，震撼他国。车辆拥有量的增加应与停车场数目的增加节奏相当，但是目前看来，停车场的数目难以跟上车辆增加带来的停泊需求。因此，就带来了诸如车辆难以停放甚至在非车辆停放区乱泊车的问题，也为停车管理带来了许多难题。小型立体车库是我国近年来大力扶持的产业项目，它可利用较小的占地面积进行多数车辆的存取，快捷便利，成为一个缓解用地短缺提供了有效方式。自上世纪末起，我国增加了机械立体车库和立体停车场的项目，并划入重点扶持的范围中。我国的海关总署对立体车库提供积极支持，免除了进口税。经过多方的支持，立体停车库项目打下了坚实的政策基础，是解决目前城市车辆停放问题的有力支持。综合以上几方面来看，立体车库未来的市场前景十分可观。立体车库的研究诣在为链驱动双层起落横移式立体车库泊车设备开辟一条经济适用的新路径，并对与其相关的方面做更大范围更加细致的研究。本文所述的关于立体车库的钻研，具有自主知识产权。对解决近年来城市交通系统拥堵和运行不畅等问题有极大帮助的同时，还对缓解停车场地短缺和降低都市停车难度具有深远影响。1.2立体车库的国内外发展现状现如今，随着经济和交通的迅速发展，都市停车困难已经成为目前都市发展过程中无法回避的问题，立体停车设备在美国、日本等各个发达国家对立体车库的研究均有三十甚至将近五十年的历史，他们此方面的研究和发展稳定而迅猛，特别是日本，在技术和实施上现都已趋于成熟。而我国的机械式停车设备从着手研发到现在仅仅不到二十年。现存的大多数新建社区的设计都仅仅能实现平均每户住户最多能够拥有一个停车位，链式双层升降横移立体车库停车设备由于其结构的特殊性，使其具备了一位可停多车的优势，能够有效地解决商业用地有限，而居民停车困难的问题，得到了广大用户的支持。小型立体车库具有许多一般地下车库没有的特点和便捷性。尤其突出的一点是：机械车库能够在与一般车库面积相当的条件下创造出更多的停车位，使有限的面积发挥最大的使用效率。传统的车库中，每辆车除了停车位必要占据的面积，还要设置足够面积的行车通道。这样设置的车库中，每辆车占地都达到40平方米。但如果换成立体机械车库，地面采用多层车库，可以使车库在面积恒定的前提下停车位实现翻倍，每100平方米的土地上就可停80辆车，最大程度的节约了有限的土地资源，节约建筑工程的开发成本。与常见的地下车库相比，链式双层起落横移式车库具有更强的安全性，能够使人和车辆的危险大大降低，电子装置控制的设备在人在车库中停留，或车辆处于非停车位时都处于不运行状态。 在立体车库中可以用计算机控制车辆存取，就可以不对暖通设施加以利用，这样一来，立体车库的能耗就远远低于现存的普通地下车库的能耗。链式驱动的双层升降横移车库通常作为单个单元而不是整个系统组装。这样可以充分发挥其用地少的优势，可以破碎成碎片，在任意居住区或任意一栋楼下均可以建造机械停放场所。这是当前解决小区车库紧缺的一条快速途径。在我国机械行业标准 GB/T 8713-1998中，对立体车库进行了分类，其具体分类如下：表1.1：立体车库的分类类别代号工作原理平面移动类PY指存车位与载车板在同一水平面内，通过载车板在水平面内做往复移动，实现车辆进出功能的停车设备。升降横移类SH指通过垂直升降和水平横移来使车辆的移动，实现车辆进出功能的停车设备。水平循环类SX指车辆载体在水平面内布置成两排或两排以上连续循环的列尖移位运动，实现车辆进出功能的停车设备。巷道堆垛类XD指存车位在巷道一边或两边的停车空间进行多层布置，通过载车板在巷道内做水平，垂直或水平垂直复合运动，实现车辆的进出功能的停车设备。多层循环类DX指车辆在垂直平面内排列成两层或两层以上做连续运动，两端有升降机构进行循环层间转换运动，实现车辆进出功能的停车设备。垂直循环类CX指车辆搬运器在垂直平面内做连续循环移动，来实现车辆进出功能的停车设备。垂直升降类CS指停车空间分布在竖井周围，通过升降载体在专用升降通道内做升降运动，实现车辆进出功能的停车设备。简易升降类JS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进出功能的停车设备。汽车升降机类QS指运载车辆(或同时运载驾驶员)垂直升降作业的多层调平，从运载车到停车位要求驾驶员驾驶到位，实现车辆进出功能的停车设备。巷道堆垛式立体车库通过堆垛机来进行存取车辆，经由堆垛机来进行全部车辆的存取，故此对堆垛机的安全性能要求和造价都较高。巷道堆垛式立体车库装备是20世纪中后期欧洲依据自动化立体车库为参考研发的一种专门用于停放小型汽车的泊车设施。它是一种由计算机控制的全自动立体全封闭车库，它集机、光、电、自动控制于一体，具有车辆储放安全可靠等优点。该类车库多用于建造大型或中型的停车场。1.3多种小型立体车库的特点及比较1.3.1 升降横移式升降横移式立体车库通常作为单个单元而不是整个系统组装，这样各单元均可以使用多层或半地下等方案，汽车数目可以从几辆增加到几百辆。本类型车库可组建后使用于大多场地，且成本不高。产品优点：(1)占地面积小，建造时间短。(2)售价较低，对防火、装饰等投入少。(3)可利用计算机控制，搭建便利。(4)可快速的对车辆进行存取。(5)无噪音。1.3.2巷道堆垛式巷道堆垛立体车库是唯一一个使用堆垛机的车库，堆垛机成为此类车库存取车辆的一个特点，故此对其安全性能要求和造价都较高。该类车库多用于大型密集式停车库。1.3.3垂直提升式垂直提升式立体车库使用电梯来进行工作，在电梯双侧设置停车位，通常在地面设置汽车转向平台，控制车辆的方向。垂直提升式立体车库大多高十几米，所以以高成本来提高车库安稳性能和组装精度需求，并减少场地的占用。1.3.4垂直循环式产品优点：（1)以立体停车的方式减少场地的占用。（2)装修和防火设施较为简便。（3)售价较低，对防火、装饰等投入少。（4)可利用计算机控制，搭建便利。通过对四种车库的比较，以链驱动双层升降横移式车库为本次设计的车库类型。1.4论文的主要内容及章节安排本次论文主要完成链轮与链条构成的传动部分设计、各元器件的设计和电器控制系统的设计。其中具体内容为车库类型与移动方案的选择、链轮与链条的设计、传动部分的设计、各元器件的选择与计算、电器控制系统的设计。本次论文将于第二章进行系统的总体结构及控制设计，于第三章与第四章分别进行传动系统的设计计算、元器件的选型与计算，并进行完善的控制系统的设计，最后进行整篇论文的总结及致谢。2.系统总体设计2.1 系统总体结构设计2.1.1 系统结构方案的确定因为车库采用链驱动，可以先决定车库使用起落机式或电梯式的升降方式。然后对传动系统及其他机械部分进行数据设计、控制系统的编程设计。其中传动系统包括链条和链轮的设计、传动轴的设计、减速器的选择、轴承的选择、电动机的选择和安全装置的选择等。初步拟定方案如下：方案1：（1）依据轿车尺寸设计载车板的大小，并对其进行受力分析和计算核。（2）选择直升降式的起落机构，零件选择滑轮及钢丝绳，选定零件尺寸及质料后，对其进行受力分析和计算校核。（3）选择电磁接触阀来进行装置的制动。（4）进行防坠落装置和急停装置的设计。（5）对搭建支架的材料进行选择。（6）对搭建进行最节省设计。方案2：（1）依据轿车尺寸设计载车板的大小，并对其进行受力分析和计算校核。（2）选择直升降式的起落机构，零件选择链轮及链条，选定零件尺寸及质料后，对其进行受力分析和计算校核。（3）选择电磁接触阀来进行装置的制动。（4）进行防坠落装置和急停装置的设计。（5）对搭建支架的材料进行选择。（6）对搭建进行最节省设计。对比两种方案，选择方案二。传动机构以链传动为核心，由PLC控制完成车辆存取。在机构上方安装两条封闭的链条和多个转向齿轮，使用一条通轴来连接两个链条，通轴则与减速器相连，使得转速平稳，完成两个封闭链条的同速转动，使得传动机构运行安稳。方案一使用钢丝绳较难达到这样的效果，因此不采用。本设计的传动特点是：（1）高智能自动处理，效率高。（2）多零件组合形成，维修便捷。（3）设有防坠落和急停等多个设施，确保安全。（4）完成编程设计后，操作简洁。2.1.2移动方案的比较小型立体车库依据工作原理可分为：升降横移式、垂直提升式、巷道堆垛式等诸多类型。其中升降横移式立体车库用载车板来对车辆进行起落及横移，实现存取的目的。由于这种车库可组装成大、中、小型车库，适用于诸多场地，所以广受喜爱。升降横移式立体车库在每以个泊车空间均设有载车板，控制载车板上下左右移动，来使车辆进行存取。底层车位载车板只进行左右移动，上层车位载车板只进行上下移动。在存取车辆前会设定底层一个车位为定点车位，不安装任何东西。本设计是双层六位五车的小型立体车库，其存取方式图如下所示:图2.1：双层六位五车立体车库的存取方式图移动方案（1）将右边的3号车位作为定点车位不动，1,2号车位可直接使用。使用6号车位则需下降到3号车位上进行存取。使用5号车位时，先把2号车位平移至1号车位上，然后再进行降落，进行存取。使用4号车位时，先把2号车位平移至3号车位上，然后把1号车位平移至2号车位上，最后再让4号车位降落，进行存取。移动方案（2）将左边的1号车位作为定点车位不动，其移动方式与方案一相反。移动方案（3）将中间的2号车位作为定点车位不动，1、3号车位可直接使用。使用4号车位时，先把1号车位平移至2号车位上，然后再进行降落，进行存取。使用5号车位时可直接降落至2号车位，进行存取。使用6号车位时，则与4号车位相反。通过比较三个方案并结合实际，本设计最终决定采用方案（1）作为车库整体移动的方案。2.1.3升降横移式立体车库的存取方式升降式立体车库式通过升降停车板，实现车辆的存取及停放的机械停车设施。图4-1是在地面设有6个车位，但只使用5个车位进行升降或横移。它的顶部三个车位可以实现升降，而底部的车位只能进行横移。底部车位可以直接存取车辆，顶部的车位则需要底部车位横移来留出空位进行升降，实现存取车辆。本次设计的立体车库对场地适应性较强，可依据具体的场地进行组装，建成大、中、型车库，但多用于中小型停车库。立体车库虽然结构要求不高但是安全可靠，造价适中，因此，用户广泛。图2.2：双层六位五车立体车库的存取方式图2.2 系统总体控制设计升降横移式立体停车库使用基于PLC的可编程控制系统。系统拥有MD、AD、复位和急停四种模式。AD控制模式用于平时的运行状态；MD控制模式则用于调试、维护及维修等工作状态；复位模式用于检测和排除异常状态；急停模式用于发生紧急的异常情况下。在本次设计中，升降横移式立体停车库通过PLC主要控制五个电机的正反转动，实现载车板的升降与横移。此外，PLC还控制升降车位上的防掉落装置和触碰报警装置。3. 小型立体车库的传动系统设计3.1 传动系统的组成一个上层车位使用一组升降传动机构，一组升降传动机构由两对链组构成，一对链组则由一条循环链、两条升降链和七个链轮组成，下图为传动机构对称的一部分。升降传动机构用于车辆存取时对载车板的放下与拉起。本传动机构如下图，由一对链组构成，而一对链组则由一条循环链、两条升降链和七个链轮组成，图中表现的是对称构造的一对链组，链组由端部的一通轴毗邻。升降部分主要用于将车辆提起并存放，将车辆存放在一层的车辆承载板上，通过两条升降链将车辆提升到二层，然后在经过PLC控制，由循环链来控制轿车放在哪个车位。图3.1：传动机构的构成3.2 传动系统的主要参数表3.1：传动系统技术参数表名称链驱动双层升降横移式车库操作方式计算机操作放车辆数5辆适用车型中小型轿车使用车尺寸4546*1690*1427车重不超过1600KG驱动6kw电动机速度控制方式PLC控制传动系统的操作方式为计算机操作，可以存放5辆中小型轿车，使用车尺寸为4546*1690*1427，车重不超过1600KG，使用6kw电动机驱动，以PLC控制使得载车板移动速度为。3.3传动链和链轮的选择通常将焊接链与片式关节链用作起重机构中的传动链。而其中，焊接链的挠性大、链轮的直径小，导致齿数也较少，因此传动速度比较小，不能应用于高速传动，通常星轮的链条速度小于0.1米/秒，光轮卷筒的速率小于1米/秒。此外，承受力较差，刚度及强度较低，耐磨性差。而片式关节链的挠性更优秀，传动稳定，安全性较高，但它会被限制传动方向，只有纵向挠性，而且成本高昂，易被腐蚀，维护困难。我国大多的起重机械使用起重链来拉取起重难度较低的物品。在链条的两端装有特殊环，方便携带和拆装。在选择链条时，应使 （3-1） ， 选择关节链中的短节距精密滚子链作为传动链。短节距精密滚子链由销轴、内外杆、链板连接组成。滚子链运动时有静协调和动协调，其中静协调由销轴与内链板、外链板与套筒形成，动协调由销轴和套筒形成。滚子可相对在套筒上自由旋转，来降低传动时的损耗，以及减少碰撞。因此，选择单列短节距滚子链。图3.2：滚子链的结构3.4链轮的计算3.4.1设计参考本次设计参考滚子链传动选择指导为传动标准。3.4.2链轮的传动计算（1）链轮齿数初设小链轮齿数取，初设传动比，可得出大链轮齿数 （3-2）取整数。（2）实际传动比 （3-3）（3）链轮转速初选小链轮的直径，可得大链轮直径 （3-4）初选小链轮的旋转速度，因为大小链轮安装在同一根传动轴上，可求得大链轮的旋转速度为 （3-5）同时可求得小链轮的旋转速度为。由公式可求得小齿轮的转速为 （3-6）由公式可求得大齿轮的转速为 （3-7）（4）修正功率由上文可知小链轮传递功率为可求得修正功率 （3-8）公式中各数据可查机械设计手册中表14.2.4得：，。（5）理论中心距 （3-9）上式中（6）实际中心距 （3-10）（7）与电动机相连的链轮转速 （3-11）（8）有效圆周力 （3-12）（9）作用于轴上的拉力 （3-13）3.4.3链轮的尺寸设计（1）链轮齿数上文算得传动机构中链轮齿数、。（2）分度圆直径d （3-14） （3-15）（3）齿顶圆直径 （3-16） （3-17） （3-18） （3-19）处于和之间，为防止加工时发生顶切现象，选取参数如下： 取 , 取（4）齿根圆直径 （3-20） （3-21）（5）最大齿根距离奇数齿链轮的最大齿根距离 （3-22）偶数齿链轮的最大齿根距离 （3-23）将带入可得 （3-24）将 带入可得 （3-25）（6） 轴向齿廓及尺寸齿宽因为，则取 查机械设计手册中表14.2-2得则图3.3 轴向齿廓 （3-26）齿全宽 （3-27）因为使用的是单排滚子链，所以，即齿侧倒角 （3-28）齿侧半径（7）链轮材料及热处理选择使用45号钢，并对其进行淬火处理将齿面硬度降低到55HRC，再对其进行回火处理使齿面硬度将至接近40HRC。（8）链轮结构本次设计的链轮采用整体式结构的中型齿轮轮毂厚度h （3-29）式中，常数：表3.1 常数的取值dk503.0501004.51001506.11509.8 轮毂长度，取中间值，故 （3-30） （3-31）轮毂直径 （3-32）（9） 链轮示意图图3-4 链轮结构示意图3.5 链条的设计计算3.5.1设计参考本次设计参考滚子链传动选择指导为传动标准。3.5.2链条的传动设计（1）链条节距上文算得和两个参数到机械设计手册中可查得，即。（2）初选中心距初设（3）链长节数 （3-33）取整数可得节，上式中 （3-34）（4）链条长度 （3-35）（5）理论中心距 （3-36）上式中（6）实际中心距 （3-37）（7）与电动机相连的链轮转速 （3-38）（8）有效圆周力 （3-39）（9）作用于轴上的拉力 （3-40）（10）链条参数选择的链条，可知链条为单排12A滚子链通过参考滚子链传动选择指导可查得相关的各数据为：表3-2 链条的各参数节距链条通道高度内链板高度外中链板高度滚子直径销轴直径套筒孔径内链节内宽外链节内宽销轴全宽过渡链节尺寸、3.5.3链条的静强度计算静强度安全系数是链传动计算中重要的一环，通常在进行使用寿命计算时，静强度系数是必须计算量。当链条传动速度时，传动被认为是低俗重载链传动且性价比较低，需对其进行相关的计算，并可由由计算结果可绘成额定功率曲线。比较曲线上各点对应的安全系数与静强度安全系数。 （4-41） （4-42）式中，链条的静强度安全系数计算： （4-43） （4-44）查机械设计手册可得、可算得 处于安全范围，链条的静强度安全系数达标。3.5.4链条的使用寿命计算当链传动的传动功率数值超过额定功率，链条的使用寿命必须小于15000小时，或者磨损伸长率必须显著小于3%时，有必要对链条的使用寿命进行计算。设为式4-45由得到的功率值，为由式4-46得到的功率值 （4-45） （4-46）为要求传递的功率，在不发生胶合的前提下，对已知链传动进行疲劳寿命计算为：当，则 （4-47）当， 则 （4-48）查机械设计手册可得、。，由前面计算知：，因为 （4-49）则由式4-46可知，链条的使用寿命时间为59888小时。3.5.5链条的磨损寿命计算当链条需要磨损伸长率或者因为润滑条件不能满足而造成链条过度磨损时，可按照式4-46对滚子链进行磨损寿命时间的计算。 （4-50）结合上文与机械设计手册可查得：、。按下式计算 （4-51）查机械设计手册可得、 （4-52）带入式4-51可得 查机械设计手册可得将所得各数带入式4-50可得：由式4-50可知，链条的磨损寿命时间为10847小时。4.电器控制系统设计及元器件选型4.1 电动机的选择电动机需考虑多种因素进行选取，主要考虑因素如下(1)根据所需的转速、工作时的负荷和电机工作时的特性，选出最合适的电机型号。(2)根据电机工作时温度会上升的情况、工作时产生的负载，最大过载数值等因素选最合适的电机，并通过对比水冷和风冷对电机的影响，选择自然风冷却的方法。(3)根据电机工作环境，选择不同保护电机的方式。(4)根据国家规定的工业或家用电压选择对应的功率的电机。(5)额定转速的选择则需通过对应机械的最大转速作出决定。考虑保护环境的因素，最终选定的电机应该是在最低能耗的，对其工作时的可靠性、电机运输过程中的运费、配件是否符合国标、维修的费用、运行过程中功率的波动等因素。比照不同的电机，和以上选取的条件，觉得使用Y2-112M-4闭合式三相异步电动机。此电机具有良好的效率，用电少、体积小、工作稳定等优点。此电机符合国家B级绝缘标准，有良好的放尘的作用，以达到防止废物进入电机影响工作的效果。表4.1 电机的参数4.2减速器的选择由上文并联系实际，可知电机的的、，由此推算出。选择一级直联摆线针轮减速器。减速器型号为XWD8160，查标准可知重要参数为：表4.2 减速器的重要参数4.3轴承的选择此小型立体车库在设计阶段，受到的主要是轴向力，根据此原因，需要选用深沟球轴承。当转速较低时轴承可以承受来之径向和轴向的力。一旦转速过高，由于推力轴承的特性，受到的负载将会由混合载荷变为纯轴向负载。4.4轴的选择4.4.1 选择材料45钢：特点：在生活中使用的范围较广泛合金钢：特点：可以在极度恶性环境下使用，并且可以适当的提高此钢做成的金属制品的工艺特性。碳钢：特点：较之前两种常见金属较小，抗弯能力较弱，可以在使用时通过增加此钢金属制品的直径或者工作横截面来提高工艺特性。球墨铸铁：特点：量产较小，性能稳定，可以作为很高难度的金属制品合成材料，不仅能满足基本要求，更能表现出球墨铸铁比其他金属良好的金属性，具体体现在平衡稳定安装部件，不受外部环境影响，或者受影响很小。45钢的金属性体现：表4.3 45钢的金属性表现材料表面处理方式HBS45钢调质217-2554.4.2初步估算轴径轴作为一个常用在配合关系的非标准件，轴颈的估算有很多种方法，其中有对数据的间接估测，也有通过具体的数据计算得到直径的两大类方式。根据相关的设计准则，选取45钢，因此： （4-1）4.4.3轴的结构设计图4.1 轴的结构示意图影响轴设计的主管因素：（1）与之配合的部件的属性（2）在配合工作时的力学元素的特点（3）通过优化在与轴配合的部件的工作特性，提高轴的使用寿命以及安全性。（4）由于本设计需要限制轴轴向移动，因此选取30001的轴承，选取轴承半径为。4.4.4 轴上的受力分析由前面计算知， （4-2）求支反力在水平面上的支反力如图所示，图4.3 受力分析图由，根据设计轴的特点： （4-3）可求得在A，B两点的相互配合的反作用力为： （4-4）可求得在轴向方向的弯矩为：径向弯矩为：根据弯矩的合成作用可得最终弯矩为： （4-5）4.4.5轴的强度校核（1）确定需要校核的面由于轴的配合缘故，各处的轴径大小不一，因此各个截面处的工作状况式不一样的，我们需要确定出整个轴中最容易发生轴破坏的一处作为此次校核的面，通过分析可以得出，由于面两侧都有配合的部件，因此只需对此轴径所在的面校核。（2）计算安全系数由于轴的运动作用，将会出现一些新的应力，计算如下： （4-6） （4-7） （4-8） （4-9）经查标准，式中取为，为，为，为0.92，为0.81，为，为，为1.89，为0.21，。由上述可得轴的最终安全系数 （4-10）由计算结果可得，计算得到的安全系数小于许用安全系数。4.5 安全装置的选择在升降载车板上装有上下行程感应开关，在下方装有掉落设备。防掉落设备安装在支撑架与载车板的中部空间，在支撑架双侧各装有两只挂钩和耳环，当载车板提升到指定位置时，支撑架双侧的挂钩自动套入耳环中，使得升降机启动制动器，停止载车板的运动。行程极限开关会在载车板横向移动到指定位置后停止载车板。此外，还会安装压力感应装置，其作用为：载车板横移时，若碰到行人或其他物品，顺速切断横移电机的电源，使载车板急停，保证安全。4.6 PLC控制系统方案确定升降横移立体停车库若采用人为控制方式，成本较高，难以保证相关人员和车辆的安全，而PLC控制系统的安全性和对设备的保护性都较高，因此使用以PLC控制系统的方案。PLC是一种以电子控制为核心的可编程逻辑控制器，它具备多种先进技术，如微机技术、自动化技术等，其可靠性高，性价比高，设计紧凑，拓展性高，使用便利，适用于频繁起动及恶劣环境，因此，立体停车库控制系统中常常使用以PLC控制为基础的系统。升降横移式立体停车库使用基于PLC的可编程控制系统。系统拥有MD、AD、复位和急停四种模式。AD控制模式用于平时的运行状态；MD控制模式则用于调试、维护及维修等工作状态；复位模式用于检测和排除异常状态；急停模式用于发生紧急的异常情况下。在本次设计中，升降横移式立体停车库通过PLC主要控制五个电机的正反转动，实现载车板的升降与横移。此外，PLC还控制升降车位上的防掉落装置和触碰报警装置。下面以控制存取 6 号位的车辆为例，其 PLC 控制图如下图5.1 部分PLC控制图表5.1 部分指令含义Y0-电机正转 2号车位横移至1号车位Y1-电机反转 3号车位横移至2号车位Y2-电机正转 6号车位横移至3号车位Y3-电机反转 3号车位横移至6号车位X01-启动开关X03-3号车位限位开关X03-3号车位限位开关X06-6号车位限位开关图5.2 部分PLC控制指令上层车位 PLC 控制流程图如下：图5.3 PLC控制流程图总结本次设计内容为小型立体车库的升降横移部分、传动机构和以PLC为基础的控制系统。本次设计与以往车库不同于：让电机通过减速器连接一根通轴，并由通轴带动两侧的链条，而链条为循环链，减少多余的零件设计，还可以通过电机的正反转来实现循环链的传动方向，达到车库升降的目的。整体设计具有三大主要部分：链轮与链条构成的传动部分设计、各元器件的设计和电器控制系统的设计。本次设计具有以下内容：（1）车库类型与移动方案的选择（2）链轮与链条的设计（3）传动部分的设计（4）各元器件的选择与计算（5）电器控制系统的设计以本文设计的各参数进行校核、模拟，可实现预期的效果，实现车辆的存取。由此可得出，升降横移式立体停车库能够以一定的场地面积对多数车辆进行存取，可以在一定程度上缓解停车难的问题，达到了本次设计的初衷。也可发现立体车库也是停车场地在未来的主流发展方向。参考文献01任伯森.中国机械式停车设备发展概况J.中外停车设备及配套产品重点厂商名录.1991.02喻乐康.机械停车库的技术发展J建设机械技术与管;1999.03William C.ELEVATER WORLDJ; U.S.A: ELEVATER WORLD. INC.1989.04B .K.博瑟.交流调速系统J.北京;煤炭工业出版社.1986.05PhilipsRS .ElectricL iftsM.London:Sir LsaacP itman&SonsLtd.1996.06高健.机械优化设计基础M.北京科学出版社;2000.07ChenJL,HajelaP.Aruleb aseda pproachtooptimizationd esignmodelingJ. Compute rand Structure.1989.08Akagis Fujitak.Building and expert system for engineering design basedon the object-oriented representationc onceptJ.A SME Trans.J.Mech.design .1990.09王春风.升降横溢式自动立体车库的设计与研究M.哈尔滨工业大学出版社.2006.10任伯淼.机械式立体停车库M.北京:海洋出版社.2001.11刘晓飞.基于Kingview和PLC的智能立体车库的研究J.曲阜师范大学学报.2013.12万舟.实现立体车库智能化的构想J.昆明理工大学学报.1998.13Joseph Constance.DFMA.Learning to design for manufacturmblyJ.Mech Eng.201014Shad Dowlastshahi.The Two-Mass Flywheel-A Torsional Vibration Damper for the Power Train of Passenger Cars-State of the Art and Future Technical DevelopmentJ.SAE transactions.2008.15王志民.关于对机械式立体车库消防系统的探讨J.大连：城市设计研究院有限公司.2010.16臧德江.基于TRIZ物场分析法的立体车库概念设计J.山东：建筑大学机电工程学院.2009.17闻邦椿.机械设计手册M.机械工业出版社.2010.18中国国家标准化管理委员会.滚子链传动选择指导M.中国标准出版社.2007.- 36 -附录 ：外文译文直线感应电机驱动立体车库的分析与测试秦奋璐，云月烨，简欣神浙江大学电机工程学院浙大路38, 310027号，杭州，中国电子邮件：LuqFiNeN-ZJU.E.U.CN（收到：18.092015，修订：20.092015）摘要：汽车进入时间是一个关键参数，尤其是在立体车库中，应该尽量减少这一点。本文提出了一种新颖的立体车库。该系统采用直线感应电机（LIMS），结构简单，响应速度快。在立体车库中，在升降平台的横梁下方安装多个LIMS，在移动框架的顶部固定若干个LIMS。在LIMS的操作过程中，移动框架向前和向后移动以到达所需的停车位置，而横梁水平移动以快速地获取或存储车辆。所有这些LIMS都是相同的，应该在低频率下设计。在有限元分析的基础上，研究了关键结构参数和动力性能的影响。通过原型验证了预测结果。最后，将所设计的LIMS成功地应用于两个8层立体车库。关键词：有限元、直线感应电机、低频立体车库1.简介立体车库在现代社会的城市中是非常重要的，因为有越来越多的汽车。汽车进入时间是一个关键参数，特别是在大型立体车库。然而，由于诸如链条和齿轮的中间转换装置1-2，在传统的立体车库中受到限制。为了尽可能缩短存取时间，强烈推荐使用直线电机（LMS）。他们可以直接驱动立体车库没有任何中间设备3。在LMS的不同结构中，直线感应电机（LIMS）由于其结构简单、成本较低，在交通、物流、工业等领域得到了广泛的应用。虽然LIMS具有不同的结构类型，如单面、双面、管状、圆盘等，但最受欢迎的是单侧化合物二级结构，它被应用在许多设备中。对于LIMs，采用解析电磁场解4-7研究恒定电压激励或恒电流激励下的推力和法向力。最大的缺点是计算精度受到许多复杂数学运算的简化的影响。为了提高计算精度和考虑横向边缘效应，通常采用有限元法。由于在该应用中所需的低操作速度，LIMS应设计为低额定频率8-9。此外，电流应尽可能减小，以避免磁场饱和，并降低逆变器的容量。这些导致立体声车库的LIMS不同于正常的LIMS。然而，在这一研究领域的出版物并不多。本文主要介绍了LIMs驱动的新型立体车库的结构和工作原理，获得了LIM的设计规范。基于有限元法，研究了结构参数和动力性能的影响。最后，通过原型测量验证了预测结果。2. 新型立体车库的结构图1（a）示出LIMS驱动的立体车库中的一个单元的图。图1B显示了它的垂直视图。单位数是一个整数，如1, 2, 3等。在一个单元里有几个LIMS。它们分别固定在立体车库的中间移动平台和升降框架上。在每一层中，停车位可以是2, 4, 6、8, 10等。如图所示，LIMS安装在MOV框架的顶部，这是一个纵向移动机构。在两侧，在移动框架中固定四个平行的原基，并且在立体车库的支架中使用相同的长副。当LIMs被提供电源时，移动框架在龙迪努方向移动，以到达所需的停车空间。（a）立体车库单元图（b）立体车库的垂直视图图1：LIMS驱动立体车库图2显示了升降平台，包括四个相同的LIMs，移动横梁，载车板和两个电磁铁。所有LIMS的可移动原基固定在移动横梁下方并并联连接，LIMS的固定次级安装在升降平台上。气隙长度由两个直线轴承保持。在移动横梁上方，安装两个电磁铁，它们提供直流电流。相应的铁芯附在每一个载板的侧面。与传统立体车库相比，这种立体车库将所有的电气设备安装在升降平台上，所以所有停车位的结构非常简单，因为每个车厢只带载车板。在两个方向上，编码器被固定以获得运行速度，然后采用矢量控制方法。在存放或取车过程中，活动车架和升降平台可以共同工作，尽快找到停车位。然后，移动的横梁被驱动来搭车。图2.升降平台图当汽车从立体车库取走时，LIMS与电源连接，然后与升降器一起驱动移动框架和移动横梁到相应的停车空间。当移动横梁靠近载车板时，电磁铁供给直流电流以吸引载车板。之后，移动横梁在LIMs的驱动下向相反方向行驶，从而将带轿厢的载车板从停车空间中取出到升降平台。最后，将轿厢与升降架和活动车架一起送出出口。存储汽车的过程正好相反。因此，根据LIMS的运动，汽车可以快速移动，以降低汽车进入时间。3. LIMS的设计特点在本申请中的LIM中，主长度不能比运动横梁的宽度长。由于移动横梁的宽度应尽可能小，以用于提升平台的宽度和重量的转向，因此主长度也受到限制。在主长度有限的情况下，一次宽度与推力成正比。如果只采用一个LIM，它会变得太大。为了减小每个LIM的主宽度，采用均匀的LIMS数量，例如2, 4, 8、10等，对称地安装在移动横梁的下方。LIM的冲程几乎是汽车的宽度，所以由于行程有限和重量大，行驶速度不能很高。也就是说，LIM的额定速度是低的。在传统的交叠绕组的LIM极间距下，电源的频率也很低。因此，LIM应该以低频率设计。如果在移动横梁中采用四个LIMS，根据应用要求，每个设计的LIM的额定速度、电压和起动推力分别为0.8 m/s、380 V和超过666 N。由于运动横梁的宽度是给定的，主长度是固定的，然后也得到极点间距和极点数。应该注意的是，横向效应不被考虑，因为二次宽度可以足够宽。在纵向移动机构中也应用相同的LIMS，以便于应用。在每一方面，也有四个LIMS采用。根据所需的速度0.8 m/s，电源的合适频率是11.5赫兹。在该频率下，电压为380 V的全值。可以基于等效电路设计LIM，它可以很好地考虑静态纵向效应、动态纵向效应和次级铁损7。4. 参数分析与动态特征这种LIM的FEM如图3所示。在这个模型中，初级的速度为零，并且相位绕组被提供满电压380 V，F11.5赫兹。此外，端阻抗由有效阻抗考虑，这是在前等效电路法中计算的。图3.设计中的有限元法对不同齿宽的推力进行了分析，如图4所示。显然，当齿宽等于3 mm时，LIM的性能变差，因为推力迅速减小，电流也增加。这是由磁场饱和引起的。当齿宽大于5 mm时，推力和电流几乎保持不变。此外，与4 mm和5 mm的齿宽相比，前者的推力稍高，电流也较小。当然，由于较小的缝隙面积，电流密度也略有提高。应该注意的是，由于低频电源，齿宽应该大于正常的LIM。其原因是由于全电压和低频率CY引起的大磁通密度，当然，电流密度也受齿宽的影响。a) 推力图b) 电流图图4.不同齿宽的直线电机锁止推力由于叠片是由螺栓组装而成的，所以轭铁的高度要高得多。如果可以通过焊接方法进行组装，则可以大大降低轭的高度。根据设计分析，一次高度可降低到60毫米。推力和三相电流几乎保持不变。因此，磁轭的磁场小于饱和值。如果初级的速度设置为零，则可以获得锁定的推力和相电流。三相电流是不对称的，也有大量的谐波分量。由于小的互感，A相和B相的电流较大。对于相位C，基本分量为13.15 A，这也比等效电路法大。图5示出推力。如图所示，平均推力为700 N。图5.全电压锁定推力图图6显示了LIM在加载300 N时的动态速度。静态速度为0.7米/秒，因此滑移为0.4。在起动过程中，电流不会像正常LIM那样迅速减小，只有轻微的变化。a） 速度曲线图 b）电流曲线图图6.LIM在负载300 N时的动态速度和电流5. 应用与测量原型制作并安装在两个8层立体车库中。一个有一个单位，另一个有三个单位。图6A）和图6B）显示FOMER LIM主提升平台。这8层立体车库有两个停车位在同一层，所以它是与运动框架，如图6C所示。它显示出良好的性能，并且已经运行了两年，直到现在。在测试平台上，锁定LIM并提供380 V、11.5 Hz三相电压，然后可以测量锁定推力。表1列出了六个LIMS的测量值。如图所示，电流的平均值为12.2 A，平均推力为702 N。显然，测得的电流和推力与设计值接近。小的误差可能是由于安装加工精度造成的。在立体车库，在给定的最大价值，速度，加速和减速器是0.8米/秒，0.4 m/s2和0.8米/ s2的，分别。这是说，整个时间是5小时。最高大的两起汽车平台冰只有10秒，这是比小银行。的小时。因此，在车的只读存取时间主要取决于在升降机。在8层帧没有运动的立体车库，它是只读的30多页，这是比传统的下一步。图6.胶原型的立体车库表1.实测推力当移动横梁在没有轿厢的情况下携带或存放车载板时，最大速度、电压、频率和电流分别为317 V、11.6 Hz和9 A。当车辆应被保存时，必须先携带汽车载板。因此，横梁首先向载板的车辆移动，然后将轿厢载板带到轿厢平台上，在图7中示出了所有四个LIMS的相应的速度响应曲线和电流。a） 速度响应图b）所有四个LIMS的电流图7.汽车载重板LIMS的速度响应和电流显然，移动横梁的速度在无负载时达到0.8米/秒，只有横梁移动。然而，当移动横梁与载车板一起移动时，其减小了一点。当然，如果携带或存放汽车，推力仍需提高到0.8米/秒。当移动横梁承受汽车承载板时，电流只变化一点点。所以车载板不重。a） 速度响应图b）电流曲线图8.乘汽车时的速度和电流图8a）显示当一辆小汽车的速度响应曲线，其重量为1.4 T。因为可以看出，汽车的存取时间仍然是5秒。图8B显示了所有四个LIMS的电流。显然，当LIMS加速时，四个LIMS的总和为30 A，高于图7B的总和。如果立体车库需要一辆重型车，电流会进一步提高。6. 结论LIMs是大型、快速、智能立体车库最合适的候选者。本文设计了一种新颖的LIMS驱动的立体车库，它设计在较低的频率范围内。LIMS不仅驱动移动横梁，而且驱动纵向移动框架。已经开发了两个具有这些LIMS的8层立体车库，其中一个单元只有一个单元，也没有移动框架，另一个具有三个单元和三个移动框架。前者已经表现出良好的经营业绩两年。根据电气等效电路法设计了直线电机。基于有限元法，研究了关键结构参数对动力性能的影响。对于这种LIM，齿宽明显地影响由于与正常LIM相比相对较大的磁通密度的推力。因此，齿宽不能小于正常LIM的齿宽。通过样机的实测
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
|
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器
4:下载后的文档和图纸-无水印
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰
|
川公网安备: 51019002004831号