毕业设计（论文）-立体车库机械系统中推拉机构的结构设计（全套图纸三维）.pdf

III 密级：密级： 学号：学号： 本 科 生 毕 业 论 文 （ 设 计 ）本 科 生 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 立体车库机械系统中推拉机构的结构设计立体车库机械系统中推拉机构的结构设计 学学 院：院： 专专 业：业： 班班 级：级： 学生姓名：学生姓名： 指导老师：指导老师： 完成日期：完成日期： IV 学士学位论文原创性申明学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研 究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由 本人承担。 学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权江西科技学院江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。 不保密 。 （请在以上相应方框内打“” ） 学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 V 摘要摘要 本次毕业设计是关于立体车库机械系统中推拉机构的结构设计，首先对立体车库作 了简单的概述；接着分析了该立体车库机械系统中推拉机构的结构的方案布局及工作原 理，然后根据这些设计准则按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的立体车库 机械系统中推拉机构的结构各主要零部件进行了校核。立体车库机械系统由驱动机构， 机架，托架以及钢丝绳轮传动等几个部分组成。目前，立体车库正朝着长距离，高速度， 低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式立体车库机械系统中推拉机构的结构就是其中 的一个。在垂直升降类立体车库的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平 相比仍有较大差距,国内在设计制造立体停车库过程中存在着很多不足。 本次设计是关于立体车库机械系统中推拉机构的结构设计，通过对传统的立体车库 机械系统中推拉机构的结构进行了改进和优化，使得此种类型的立体车库机械系统中推 拉机构的结构的使用范围更广泛，更加灵活，并且对今后的选型设计工作有一定的参考 价值。 关键词：关键词：立体车库机械系统中推拉机构；方案；制造；参考 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 VI abstract This graduation design is a three- dimensional garage mechanical system in the push and pull mechanism structure design, first of all of the three- dimensional garage made brief overview; then analyzes the three- dimensional garage mechanical system in the push and pull structure layout and working principle, then, in accordance with the design standard is in accordance with the requirements of the given parameters of design and selection; then the choice of three- dimensional garage mechanical system in the push and pull mechanism structure of the main parts of the check. The three- dimensional garage mechanical system is composed of a driving mechanism, a machine frame, a bracket and a steel wire rope wheel drive. At present, the three- dimensional garage is moving in the direction of long distance, high speed and low friction. In recent years, the structure of the push and pull mechanism of the air cushion type stereo garage mechanical system is one of them. In vertical lifting three- dimensional garage design, manufacturing and application, at present, China and foreign advanced level there is still a large gap between the domestic design and manufacture of three- dimensional parking lot in the process there are many problems. This design is a three- dimensional garage mechanical system in the push and pull mechanism structure design, through the structure of the traditional three- dimensional garage mechanical system in the push and pull mechanism has been improved and optimized, makes this type of three- dimensional garage mechanical system in push and pull structure using a range of more extensive, more flexible, and has a certain reference value for future design and selection. Key words: three- dimensional garage mechanical system push and pull mechanism; program; manufacture; reference VII 目目 录录 第一章第一章 绪绪 论论 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1 立体车库的发展概况 . 1 1.2 立体车库的应用 . 1 1.3 立体车库的发展方向 . 2 第二章第二章 Solidworks 设计基础设计基础 . 3 2.1 草图绘制 . 5 2.2 基准特征，参考几何体的创建 . 7 2.3 拉伸、旋转、扫描和放样特征建 . 9 2.4 工程图的设计 . 10 2.5 装配设计 . 11 第三章第三章 立体车库机械系统中推拉机构结构的设计立体车库机械系统中推拉机构结构的设计 . 12 3.1 立体车库机械系统中推拉机构结构的方案布局图的确定 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.2 立体车库机械系统中推拉机构结构的工作原理 . 15 第四章第四章 机械传动部分的选型计算机械传动部分的选型计算 . 16 4.1 驱动电机的选型计算 . 17 4.2 齿轮传动的选型计算 . 18 4.3 轴承的选型计算 . 19 4.4 键的选型计算 . 20 第五章第五章 各重要组成部分的强度校核各重要组成部分的强度校核. 21 5.1 传动轴强度的校核 . 22 5.2 轴承强度的校核 . 22 VIII 结结 论论 . 23 参考文献参考文献 . 24 致致 谢谢 . 25 第一章第一章 绪论绪论 1.1 立体车库的发展概况立体车库的发展概况 本次毕业设计是关于立体车库机械系统中推拉机构的结构的设计，首先对立体车库 作了简单的概述；接着分析了该立体车库机械系统中推拉机构的结构的方案布局及工作 原理，然后根据这些设计准则按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的立体车 库机械系统中推拉机构的结构各主要零部件进行了校核。立体车库机械系统中推拉机构 的结构由驱动机构，机架，托架，以及钢丝绳轮传动等几个部分组成。目前，垂直升降 类立体车库正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式立体车库 机械系统中推拉机构的结构就是其中的一个。在垂直升降类立体车库的设计、制造以及 应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造垂直升降类立体 车库过程中存在着很多不足。 在 20 世纪开始，欧美西方资本主义国家都不断地研发和设计新型立体车库推拉机 构，通过尝试各种机械结构的设计来弥补以往立体车库推拉机构不足的缺陷。 2010 年，国家各部委进行详细的调查和论证后认为：立体车库推拉机构这个大产 业在接下来的几十年内产值和市场占有率都会是井喷式的。 在 2013 七月，在测量市场大小的根本上行使 2010 之“立体车库推拉机构产业的 市场趋势考查”后续。情况即中国市场正在急剧膨胀，然后韩国，日本和德国都在拼命 瓜分市场。 对于我国来说，由于国民经济的萧条，导致立体车库推拉机构的发展也出现过了 萧条的景象，由于加工设备和开发的能力有限，所以立体车库推拉机构的发展也有一定 的局限性，但随着工业水平的提高，立体车库推拉机构的发展也越来越先进，不断地朝 着方便及智能化等方向发展。 本次设计是关于立体车库机械系统中推拉机构的结构设计，通过对传统的立体车库 机械系统中推拉机构的结构进行了设计，使得此种类型的立体车库机械系统中推拉机构 的结构的使用范围更广泛，更加灵活，并且对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 1.2 立体车库的应用立体车库的应用 伴随着科学技术的发展，工业革命的紧迫感越来越明显，迫切需要我国立体车库行 业能够向着高速，多元化的方向发展。其中，我国花费大量人力物力来对立体车库进行 研究，和完善，制定了一系列针对立体车库改进的策略，随着时代的发展，科学的进步， 立体车库的发展将一如既往地进行，将会处在高速发展的阶段,其具体发展趋势如下： 一、未来的几年，立体车库将会朝着大面积，远距离的方向发展，这样就能够多元化地 适应各个地方，场合的应用，将克服以前提升高度不够高，倾角不够的大的缺陷，从而 能够很好地应用在各个需要立体车库的场合。 二、将会改善立体车库的结构，使立体车库能够在不同的场合，不同的环境下面使用， 例如耐高温，耐潮湿等等场合，都可以使用改进后的立体车库，从而降低人工的繁杂以 及能够很好地提高生产效率。 三、将会式立体车库输送的产品多元化，而不是单一的输送单一的产品，这样就能够很 好地满足各个行也的需求，也能够让带式输送的应用领域进一步扩大，满足各行各业的 需求，从而推动时代的发展和工业的进步。 在立体车库运行前，首先要确认带式立体车库机械系统中推拉机构的结构设备、 人员、被提升车辆均处于安全完好的状态；其次检查各运动部位正常无异物，检查所有 电气线路是否正常，正常时才能将立体车库机械系统中推拉机构的结构投入运行。最后 要检查供电电压与设备额定电压的差别不超过5%。 立体车库推拉机构自从上世纪九十年代开始就陆续地被应用在立体停车库方面， 但 传统的立体车库推拉机构由于精度不高， 速度缓慢， 有好多停车位仍然采用传统的方式， 这种传统的停车方式效率低下，所以此次设计的立体车库推拉机构，在传统的立体车库 推拉机构的基础上进行改进创新，应用合理的结构以及动力机构，从而来克服以往的立 体车库推拉机构所不能克服的问题，对后续的立体车库推拉机构的设计制造有一定的参 考意义和价值。 1.3 立体车库的发展方向立体车库的发展方向 当今社会，机械设备的发展日新月异，迫切需要不断开发新的机型来满足不同工况 的要求，立体车库的发展也是如此，现今发展方向大致可以归纳为： (1) 开发专用机型 立体车库机械系统中推拉机构的结构的应用场合很多，有时候受客观条件影响， 在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，为了满足特殊要求，比如水平拐弯、大 倾角（25）直至垂直提升等,这些场合常规的立体车库是无法胜任的。为了满足某些 特殊要求，应开发特殊型立体车库,如弯曲立体车库、大倾角或垂直立体车库机械系统 中推拉机构的结构等。 (2) 提高元部件性能和可靠性 整体设备的性能和可靠性主要取决于元部件的性能和可靠性，我国现在的立体车 库的元部件基本上都是各自厂家生产，还没有出现专业化、大规模的元部件生产厂家。 除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性,还要不断研究新的技术和开发新的 元部件。 (3) 扩大功能,一机多用立体车库是一种理想的连续运输设备，并且目前还不能完全发 挥其全部作用。可以将立体车库结构作适当修改,采取一定的安全施，就可拓展运人、 运料或双向运输等功能,做到一机多用,使其发挥最大经济效益。 第二章第二章 Solidworks 设计基础设计基础 本论文主要研究运用Solidworks对立体车库机械系统中推拉机构的结构进行设计。 在设计过程中，了解 Solidworks 的各种功能。 自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领 域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效 益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁 的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器 能完成人的手和脚，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械 和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能 成为天空的上游和宇宙，潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机 硬件和软件，人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这 一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。人 类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作， 从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中，以及在每个人的 成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。 2.1 草图绘制草图绘制 掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几何 图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束；熟练应用阵 列、实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成 草图绘。 2.2 基准特征基准特征-参考几何体的创建参考几何体的创建 清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准点的方 法；灵活运用各种建立基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵活运用坐标系 的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。 2,3 拉伸、旋转、扫描和放样特征建模拉伸、旋转、扫描和放样特征建模 灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法；掌握 扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通过实践能够准确 分析零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、放样、弯曲、 镜向、阵列等特征建立各种实体。 2,4 工程图设计工程图设计 灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖视图， 断面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。 2.5 装配设计装配设计 灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运用 Solidworks 智能装配技术； 灵活运用装配体零部件的状态和属性控制， 并能够在装配体 中设计子装配体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法；灵活运用在装配 模型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的方法。 第三章第三章 立体车库机械系统中推拉机构的结构的设计立体车库机械系统中推拉机构的结构的设计 3.1 立体车库机械系统中推拉机构结构的方案布局图的确定立体车库机械系统中推拉机构结构的方案布局图的确定 立体车库通过三相电机带动齿轮传动驱动钢丝绳轮带动整个立体车库机械系统中 推拉机构的结构实现对车辆的提升动作，主要由驱动装置，钢丝绳轮，过渡轮，托架， 平衡锤，以及机架等等部分组成，本次设计的立体车库立体车库机械系统中推拉机构的 结构采取的方案布局图与结构如下图 5- 1 所示： 图 5-1 立体车库机械系统中推拉机构的结构方案布局图 3.2 立体车库机械系统中推拉机构结构的工作原理立体车库机械系统中推拉机构结构的工作原理 驱动装置是整个立体车库机械系统中推拉机构的结构的核心部分，通过电机带动圆 柱直齿齿轮传动从而带动主动钢丝绳轮转动，主动钢丝绳轮带动钢丝绳的升降从而带动 立体车库机械系统中推拉机构的结构的升降，底部托架的运动同样是靠电机驱动齿轮传 动来实现，电机的正反转带动底部托架的移动，其中，机架以及支腿起到了支撑和加固 立体车库机械系统中推拉机构的结构的作用。 第四章第四章 机械传动部分的选型计算机械传动部分的选型计算 4.1 驱驱动动电电机的选型计机的选型计算算 已知整个立体车库机械系统中推拉机构的结构的总重量 150KG,其他重量 50KG， 我们取总重量为 200Kg，物品移动速度为 12r/min。即： mm s G = mg = 200 10 = 2000N V = 1 - 2m/min = 16.6 - 33.3/ 具体的电机设计计算如下: 1、确定运行时间 本次设计加速时间 01 (t - t ) 60 = Vl l Vl负载速度（m/min） 有速度可知每秒上升 50mm， 0.033 1.2=1.2 360 = ls 电机转速 电机 = Vl n PB 2 400 /min 0.005 电机 = Vl nr PB 3.负载转矩 0.3 10 200 0.005 1.73 . 220.9 = B gMP TLN m 式中： 4.电机转矩 启动转矩 1 2()2636.9(0.00032) 1.25 . 6060 1.2 + = S NM JMJLJM TN m t 必须转矩 ()2.36.=+=TMTLTS SN m S 为安全系数，这里取 1.0。 根据以上得出数据， 我们选用电机型号为 92BL-2015H1-LK-B， 此电机厂家为机电产 品。根据电机的特性曲线以及参数表如下： 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号 92BL-2015H1-LK-B， 电机额定功率为 0.37KW，额定转矩为 7.62N.m，最大转矩为 9N.m， 额定转速为 3000r/min。电机大致图如下： 外形尺寸 292x232，电机输出轴径为 24mm。 4.2 圆柱齿轮传动的选型计算圆柱齿轮传动的选型计算 已知系统工况为该立体车库机械系统中推拉机构的结构每天工作 12 小时，小车和立 体车库机械系统中推拉机构的结构各部分总重量，有一下计算： 1） 选择齿轮材料为 45（调质），硬度为 280HBS. 2） 精度等级选用 7 级精度； 3）小齿轮齿数 z150，大齿轮齿数 z275 的； 4） 齿轮模数都为 2 的直齿轮 2.2.2 按齿面接触强度设计 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 1） 确定公式内的各计算数值 （1） 试选 Kt1.6 （2）选取区域系数 ZH2.433 （3）选取尺宽系数d1 （4）查得10.75，20.87，则121.62 （5）查得材料的弹性影响系数 ZE189.8Mpa （6）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1600MPa；大齿轮的解除 疲劳强度极限Hlim2550MPa； （7）计算应力循环次数 N160n1jLh601921（283005）3.3210e8 N2N1/56.64107； （8） 查得接触疲劳寿命系数 KHN10.95； KHN20.98 ； （9） 计算接触疲劳许用应力 ； 取失效概率为 1，安全系数 S1，由得： H10.95600MPa570MPa H20.98550MPa539MPa HH1H2/2554.5MPa； 4.3 轴承的选型计算轴承的选型计算 根据根据条件，轴承预计寿命 163658=48720 小时； （1）已知 n=458.2r/min 两轴承径向反力：FR1=FR2=500.2N； 初先两轴承为深沟球轴承 6205 型。 根据课本 P265（11-12）得轴承内部轴向力 FS=0.63FR 则 FS1=FS2=0.63FR1=315.1N； (2)FS1+Fa=FS2Fa=0 故任意取一端为压紧端，现取 1 端为压紧端 FA1=FS1=315.1N FA2=FS2=315.1N； (3)计算当量载荷 P1、P2 根据课本 P263 表（11-9）取 f P=1.5;根据课本 P262（11-6）式得 P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N； P2=fp(x2FR1+y2FA2)=