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机械式 升降 横移停 车库 传动 装置 设计 16 CAD

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目录AbstractIV1 绪 论11.1 课题背景11.2 课题的构思和思路11.4 本章小结22 升降横移式立体车库的参数设计42.1 车库的运行过程42.2 整体的布局设计52.3行程速度设计52.4 负载性能分析62.5钢内部构造以及框架的选择跟设计62.6 载车板的选择72.7 车盘结构及车盘的升降横移问题82.8 本章小结83 传动系统93.1升降系统93.2 升降链条传送的设计103.3 升降钢丝绳传动123.3.1 钢丝绳的种类123.3.2 选择钢丝绳的直径123.4 升降电动机的选择133.5平移机构143.6平移电机减速器的选型计算154 安全防护系统174.1 操控系统的安全设计174.2 车库整体的安全防护设计174.3 其他防护措施175 结 论18参考文献19致 谢21IV机械式（升降横移）停车库-传动装置设计摘 要本文首先简要介绍了车库的结构和特点，并简单介绍了车库的运行基础。基于立体车库的运行原理,力学理论用于分析的结构框架结构的强度的提升和移动立体车库;选择合适的钢丝绳和计算其直径;检查导线的轴驱动系统的强度和轴的强度在电梯系统;选择合适的电动机,设计匹配的减速装置。最后，为了使停车设备符合要求，根据国家对机械停车设备的要求，对标准的一般安全要求，在立体车库中使用一些必要的安全技术，包括操作系统的安全和车库整体的安全防护，使得整个车库可以安全平稳的运行。关键词：立体车库，提升导线，传动机构，强度Mechanical (lifting and shifting) parking garage - transmission device design.AbstractFirst, This paper briefly introduces the structure and characteristics of the garage, a simple description of the basic operation of the garage; according to the operation principle of up-down and translation stereo garage, the mechanics theory of up-down and translation stereo garage are analyzed comprehensively the mechanics analysis of the framework of the up-down and translation stereo garage and calculate its strength; the diameter of wire rope proper; axial strength and lifting drive system to check the strength of the axial transverse transmission system; select the appropriate motor, reducer, design. Finally, in order to make parking equipment to meet the use requirements, according to the national standard of mechanical parking systems general safety requirements, in the up-down and translation stereo garage the use of some necessary security technologies, including operating system security and safety of the whole garage door, the garage can run safely and stably.Key words: stereoscopic garage, lifting and traversing, transmission mechanism, strength1 绪 论1.1 课题背景升降式立体车库的发展非常迅速，尤其是在这十年间更是迅猛。这是因为国家的大力扶持以及国人们迫切拜托科技落后的标签来实现的。一个个为科研在岗位上奋斗的科学家们为此做出了巨大的贡献。升降式立体车库的生产以及被广泛的使用就是他们辛勤的劳动结果。升降式立体车库也有着巨大的优势，能够快速的成型，并且也不会轻易变形。升降式立体车库是制造行业当中不可缺少的一部分，也是国家民族经济的基础，所以政府以及各大企业都十分关注着他，目前为止还是具有非常广阔的前景的。因为大家在自己的生活中需要无时无刻的用到生活用品，所以升降式立体车库现在已经成为了一个比较大的行业。为我国的升降式立体车库产业奠定了坚实的基础，也希望能够与世界接轨。升降式立体车库是最为基础的产业结构，在生产立体车库的同时也要继续研究着升降式立体车库。立体车库比较大众化，易于生产，并且加工也比较经济实惠。但是仅仅只靠生产立体车库是往往不行的，所以为了跟随这现代化的发展，研究这升降式立体车库并不仅仅是为了生产，还是为了显示我国的综合国力。先进的科研技术往往能够在全球有着深远的影响力，也可以使得国家屹立在世界科研技术的嘴前端。1.2 课题的构思和思路现社会上立体车库的种类有升降横移式，巷道堆垛式或垂直式，垂直提升式垂直循环式。升降横移式这个立体车库可用于地面和地下停车场。也可被设计成半地下形式，使用形式和配置的灵活性高，成本低。升降横移式主要特点是：a:，。b:，、。c:，。d:存取车迅速，等候时间短。e:运行平稳，工作噪音低。f:、。 图1.1升降横移式立体停车库的结构设计在整个车库中非常重要，主框架部分、载车板部分和传动系统是升降横移式立体停车库的主要组成部分，主框架部分承担着整个升降横移式立体停车库的总量，而且它的轻重、稳定性和可靠性以及载车板部分还影响着整个立体停车库的重量、材料和成本的多少以及安全性，传动系统决定着升降横移式立体停车库运行的好坏，所以如何设计主框架部分、载车板部分和传动系统成为影响整个立体停车库的关键因素。（1）总体布局：根据预期的设计要求，要达到5车位的中小型轿车的存取目标，本次设计的车库采用二层结构，一层两个停车位和一个空位，二层三个停车位。需要场地大概为长8m，宽6m，高4m。（2）驱动机构的设计与选择在车辆存取的过程中，要求升降或者横移动作平稳，并且考虑到噪声的大小和启动的频率以及便于控制，本次设计采用电动机作为驱动机构。（3）提升方式的设计与选择：提升的方式有链提升和钢丝绳提升等，通过分析，本次设计采用钢丝绳提升，并采用双滚筒，可以实现平稳提升，并可以提升结构设计的简化。1.4 本章小结这次的课题设计是对我大学四年所学知识的一次检验。在设计学习的过程中，让我有了全新的理解。以前的我我都是把机械的理论死死地背牢就好了，却没有想到在实际的运用中一窍不通。经过这次的毕业设计，让我能够明白，做起来比说起来要难的多。对我以后的生活和工作有很大的帮助。从这次的课题设计，帮助我打破常规的知识体系，能够灵活的运用相关的知识。把理论与实践相结合最后得出好的设计方案，例如，设计图的绘制；零件的放置方位以及元件是怎样更好的组合的。这要求我们必须把知识能够熟练的运用，对知识有非常深入的了解。相对而言我们偶经常学习的知识是有很充分的理解跟使用。由这次的课题设计，能够清楚的认识到自己的不足之处以及我们需要改善的方面有哪些，在很多方面有很大的问题需要处理。虽然我自己的心中非常能够明白在理论跟实际之间有很大的距离。零件的设计并不像我想的那么简单。这并不意味着我们可以按照书中教导的指示。 将此设计传递给我不仅是一个好的测试，而且是重新开始的好机会。有了系统的理论学习，经过毕业课题设计，在以后的工作中，相信自己有能力面对未来所发生的困难跟以后的挑战；这次的毕业课题设计并不是代表结束，而是一个崭新的开始。从这以后就需要我必须独立的面对设计项目，需要运用所学的知识来解决将来将会面临的挑战。222 升降横移式立体车库的参数设计2.1 车库的运行过程车库的运行移动过程：升降式立体车库的每个楼层都有一个装载板。 需要进入车辆的车辆板通过上升，下降和横向运动到达底层。 司机进入车库，进入车辆，并完成访问过程。 停在这些车库的车辆只需要水平移动。 没有必要去上下。 需要将上部停车位或下部停车位通过中间楼层移出该空间，并且可以将车辆板升高或降低至地面层，以便驾驶员可以进入车库以打开车辆，从而出车库。平移方案：安装在车辆底部的平移驱动电机通过减速器连接到平移滚轮。 当电动机正向旋转的时候，电机通过减速器驱动平移轮沿一个方向进行平移，并且载板沿一个方向进行平移。 电机逆转的时候，滑架板整体沿另一个方向进行平移。传输动力方案：这个设计是一个汽车车库的平移升力系统。 负载较大，平移速度不宜太快，所以平移机构的设计采用减速系统来降低传动扭矩。 电机的输出轴连接减速机的输入轴，减速机的输出轴连接在平移轮上。电机的正反转带动载车板整体的左右平移。图2.1是停车场地面上的5个停车位，它的工作原理如下所示。由于适应性的提高和降低停车设备的结构和功能可以任意组合系统的机械部分按照不同的地形和空间,和规模大或小,因此,应用非常广泛。图2.12.2 整体的布局设计，。我们整体的布局就像图2.2所表示的那样图2.22.3行程速度设计升降横移式立体车库的设计主题主要是为家庭用车所设计的，要求其汽车的高度不能够超过1800mm，那么这个车库的运行时间就是1800mm。我们因为想到把停车方便跟汽车进行结合的使用，这样就可以把车库的行车速度控制在非常合理的范围。其车库要求的速度就是0.15m/s。它的平移速度要求是9米/分钟。传输动力轴的功率要求：传输动力装备的总体的效率为：= 齿轮刀具2承把各个部分的效率确定好：齿轮的传输动力效率是：0.2滚动的轴承的效率是：承 = 0.99那么传输动力的总效率是：所需的总功率： P=P/齿轮刀具轴承=1449W取1.450kw2.4 负载性能分析上传汽车板及其升降系统每块载车板都配有一个独立的电机减速器和传动系统链传动动力组合。 当电机顺时针旋转时，滑板下降当电机逆时针旋转时，滑板上升，电机冷却。 按照汽车板和汽车的重量来确定链条所需的传动功率。电动机的功率按照发送功率的传输力和载体的移动速度来确定。 按照车体高度确定车板之间的距离，确定链条长度的距离，最后按照传动功率确定链轮的尺寸大小。下载汽车板及其横动系统由于下载板没有连接，因此为了节省材料，下载板比上传板要短。 每辆下载车都配备一个隐藏在车载板上的独立减速器驱动系统。 下载车底部有四个滚轮，可以在轨道上行走，其中两个是从动轮，安装在长驱动轴的两端，另外两个是独立安装的轮子。电机减速器驱动长传动力轴，长传动力轴上的驱动轮在轨道上滚动，使下载板水平移动。 往复式电机的驱动功率按照载板和车辆的重量，运行速度以及滚轮和导轨之间的摩擦系数确定。2.5钢内部构造以及框架的选择跟设计立体车库是由六个部分所形成的:他们分别是结构框架部分、载体板部分、横移体系、吊装的体系、操控的体系以及安全保护的体系。立体车库主要以钢和钢筋混凝土为基础，在车库的车库中使用钢架结构。钢架结构与其他建筑结构相比，具有以下特点:1:高可靠性2：材料的强度很高，钢结构很小。3：钢材的塑性和韧性好4:钢结构制造简单，工期短5：钢结构密封性好6：钢材的耐锈蚀性差按照钢梁的生产方法，可分为两束钢梁和钢梁。梁的设计，横截面设计的梁强度和刚度，作为一种控制来计算两者。摘要由于安全要求控制梁的弯曲、弯曲构件的弯曲、弯曲构件的弯曲和弯曲的系统，网络应该是高和薄的，考虑整体的稳定性，吉边缘应该宽而薄，因此在负载下，压缩边缘和网络可能出现波形弯曲。双层五车立体车库结构的设计，如图2.3中所示的结构:图2.32.6 载车板的选择每个板都配备了一个独立的电机减速机和传输动力系统的链传输动力组合。它运行工作的原理是，电机顺时针旋转，载车板上升，逆时针旋转，载车板下。根据载车板及车的重量来确定链条所需的传动力。根据传动力及载车板的移动速度确定电机功率。根据车身的高度确定上下载车板间的距离，根据上下载车板的距离来确定链条的长度，最后根据传动力确定链轮大小，链节形状及大小。提升车库汽车板的使用,需要满足的条件:有效承载车辆停放,对放置汽车的汽车板必须有一定的摩擦阻力,以确保对放置汽车的车库在露天工作,并必须有要一定程度的耐蚀性。考虑了钢板常用表面的三维车库载体板选择的设计。载荷计算本项目设计的系统较大，所需传动机构的具体设计以旋转轴系统为例。围绕自己中心轴的转动惯量是：转动惯量的表达公式是：如果刚体的质量是密不可分的，那么转动惯量的计算公式能够写成(式子当中mi就表示刚体的某个质元的质量，ri表示该质元到转轴的垂直的距离,表示这个地方的密度，由于材质的形态不规整，求得积分非常发难，所以借助软件求出了结果围绕转动轴的惯量是：假设加速时间是0.5s，旋转轴的最大速率是11/s，那么平均角加速度是：由加速特性产生的力矩为2.7 车盘结构及车盘的升降横移问题为提升车轮结构的三维车库，以满足设计要求，采用底层钢梁框架的结构，上铺式扁钢板形式。在钢梁结构上安装了吊环，提高了新高度的可靠性。提升钢丝绳提升结构的结构选择，通过链条传动机构的减速轮传动，与减速机连接的钢丝绳集线器，电机的逆转来实现汽车的升降。电机选择驱动轮的底部，减速机直接驱动轮，实现平移动作。2.8 本章小结本章主要分析了立体车库的设计，分析了车库的运行的过程，分析了立体车库的负荷性能，设计了整体布局设计和驱动速度的计算与分析。对于框架及载车板的选型计算也在本章中进行。3 传动系统3.1升降系统升降系统是电机带动链轮系统旋转，链轮连接一个钢丝绳滚筒，滚筒旋转将钢丝绳卷起和放下来控制载车板的升降，如下图升降系统图所示；其工作图如升降简易图所示。升降系统图 升降系统简图3.2 升降链条传送的设计初定卷筒直径D=200mm,载车板上升速度V = 0.15 m/s,求得卷筒的转速。由得，链轮的传动比初取传动比 i = 1.5。1. 选择链轮齿数、根据传动比i=1.5，查机械设计表6-6取小链轮齿数=17则大链轮齿数=27。2. 确定链条链节数Lp初定中心距a=10p，则节距取Lp = 443. 计算单排链所能传递的功率及链节距P由机械设计表6-3查得工作情况系数由机械设计表6-5查得小链轮齿数系数Kz=0.887,链长系数选择双排链，由机械设计表6-4查得多排链系数Kp=1.7计算额定功率根据额定功率和转速查机械设计图6.13选择滚子链型号为24A，链节距P=38.1mm链号标记为24A244GB1243-19974. 确定链实际长度 L及中心距L=LpP/1000=4438.1/1000=1.68 m5. 计算链速6. 作用在轴上的压轴力Q圆周力F=1000P/V=（10003.7）/0.25=14800N按平均布置取压轴力系数有7. 按静强度校核链条由于链条处于低速重载传动中，其静强度占主要地位。由机械设计手册知，链条静强度计算式： 式中 静强度安全系数； 工况系数，查表12-2-3取；链条极限拉伸载荷，=249.1kN；有效圆周力，；离心力引起的力，其中为链条质量，可由机械设计手册表12-2-9查得：q=5.6kg/m；时，可以忽略。 悬垂力，其中为系数，查机械设计手册图12-2-3得：，为中心距，为两轮中心线对水平面的倾角，则； 许用安全系数，。代入数据得：符合强度要求。3.3 升降钢丝绳传动3.3.1 钢丝绳的种类钢丝绳的分类方法有很多，不同的国家有不同的特点，绳状结构、捻度、表面、使用、强度和其他分类方法都有共性。品种的多样，反映了用途的多种多样。3.3.2 选择钢丝绳的直径车库升降机构是多层绕组。钢丝绳的作用更是复杂无比。因此为了简化计算，就使用钢丝绳的安全系数选择法，这是一种静态计算的方法。钢丝绳的安全系数按下列的式子进行计算： 式子当中，。 式中Fmax(N)。c，这个设计额定载荷是2吨，使用双联滑轮升降滑轮组，因此每根承受载荷，工作级别为M5，查机械设计手册第二册钢绳系数选择c0.234。0.23414.87 mm因此钢丝绳选择d=14.5mm。按照钢丝绳的工作水平选择钢丝绳的直径，选择使用的钢丝绳拉力应符合下列的公式:F0 n Fmax 式中 F0（N）n安全系数，查看手册选取n=7.5因此F071.5=8.5N=83.55KN1.125（纤维芯）或1.463（钢芯），83.51.125=98.345KN按照本设计中钢丝升的缠绕方法计算，得出本设计所需的钢丝升的长度L=19375.8mm，考虑实际安装中对于钢丝绳的损耗情况，设计最终给出钢丝绳的长度凑整，取L=20米。3.4 升降电动机的选择电机额定功率原则的正确选择是:在最经济、最合理的前提下，电机能够满足机械负荷的要求，以确定电机功率。机器的非连续工作设计，启动，刹车频繁，大量的工作粉尘。因此，电动机的选择应与它的工作特性相一致。主要使用三相交流异步电机。：（kW） 式中 额定起升载荷（N）； 吊具自重（N），可取（0.020.04）； 起升速度； 机构总效率，初步计算时，可取0.850.9。 =6.311 （KN）计算电动机功率 考虑到工作环境，查升降课程设计，对于中小型升降其系数=0.8，所以 0.86.311=5.049：，3.5平移机构安装在车辆底部的平移驱动电机通过减速器连接到平移滚轮。 当电动机正向旋转的时候，电机通过减速器驱动平移轮沿一个方向进行平移，并且载板沿一个方向进行平移。 电机逆转的时候，滑架板整体沿另一个方向进行平移。3.6平移电机减速器的选型计算车库平移机构选择标准件的选择需要考虑以下四个因素:负荷参数、减速器参数、电机参数。负载参数计算。电机参数的选择分为三部分:电机转矩的确定、电机功率的确定和惯性匹配。按照已知要求，速度为： ：2350mm，质量为1500kg，：负载的力矩为：，：减速比的确定：预先选择电机的额定转速为1000r/min，减速比i是：考虑到速比较大，所以选择使用蜗轮蜗杆减速的减速箱。，。4 安全防护系统4.1 操控系统的安全设计这个系统一定要放在紧急停车开关的明显位置，当发生事故的时候，只要按紧急停车开关，就会关闭所有的电机功率，使得车辆不能继续运行以保护人员和设备的安全。4.2 车库整体的安全防护设计装载板设有上、下冲程限位开关和防摔安全装置。Anti-fall（防坠落装置）安装在纵桁和承载板停止两组之间的垂直和水平两组两个钩子,装载车两边的两个耳环的相应位置安装,当加载板上升,绳子下面四个钩将自动设置为四个耳环,防止电梯电动机正常关闭刹车缓慢释放,汽车和汽车板的承载板本身的重力下慢下来,压较低的汽车也防止刹车一旦失败,停车位的加载板下降,砸下的车。下载板的安全装置主要是限位开关和防撞板。限制开关的限制是在移动的时候停止移动。防撞板的作用是:当拖车被移动时，如果与人发生碰撞，留下行李或车主，切断发动机的动力，穿越停车。4.3 其他防护措施除了防坠落装置，车库的其他防护装置也必不可少。除了一般建筑要求的消防措施等之外，该立体车库还需有;(1) 载车板上有无车检测在每个载车板上的一条对角线上安放一套光电开关， 用于检测载车板上有无车。( 2) 载车板平移运动是否到位检测只有下层载车板有平移运动， 在每个车位上分别安装一只限位开关， 用于检测载车板平移运动是否到位。(3) 载车板升降是否到位检测只有上层载车板有升降运动， 在每个载车板下方和框架下方分别安装一只限位开关， 用于检测载车板下降和上升是否到位。(4) 人员误入检测在进入车库的大门口装有光电传感器，在整个装置在运行的过程中如果光电传感器接受到有物体误入的话就立刻停止运行，以保证人员安全。5 结 论这次的课题设计就要完了，六月毕业季里，是有很多的内心感触。我进行死板的学习知识，其实在实际的运用中行就是一 片空白。这次的课题毕业设计让我明白，实际做要比说起来难的多。 回头看看毕业设计的整个过程，我感觉到这个过程是非常困难的，好的是，还是取得了一定的成效。第一我需要感谢我的 指导老师，在毕业的课题设计当中，我会遇到许多许多的困难，在遇到困难后，我想到的第一个办法就是找我的指导老师，让指导老师给我建议，让我可以解决我所遇到的问题。 由这次的课题毕业设计，我也是很清楚的明白了自己的不足和自己需要改正的地方，只有理论知识的学习，才能够发现自 己的知识缺乏的程度，其实我们都懂得一个道理就是在理论跟实际之间是由很大的差距。这次课题设计相比较对我而言是一次 很好的检验也是一次很好的开始。有了很系统的学习，是拥有很完整的知识架构，这次的课题毕业设计并不是结束，在我看来 就是一个很好的开始。以后的我需要独立的进行项目的设计，面对未来，就要我自己能够更好的运用我自己所学的知识。 最后，希望各位老师能给我的课题毕业设计能够提出更多的建议跟指导，让我能更好的运用自己的专业知识。参考文献1 张启君.立体车库的主要型式及技术特点 M.机电产品开发与创新，1999；2 付翠玉，关景泰.立体车库发展的现状与挑战 M.机械设计与制造，2005；3 中国重型机械工业协会，停车设备管理委员会编. 机械式立体车库 M.海洋出版社， 2001；4 中国重型机械工业协会，停车设备管理委员会编. 机械式立体车库 M.海洋出版社， 2001；5 任伯森等，机械式立体车库.海洋出版社，2001；6 国家机械工业局，机械行业标准简易升降类机械式停车设备1999；7 中华人民共和国机械工业部，机械行业标准机械式停车设备类别、型式与基本参数.1998；8 国家机械工业局，机械行业标准升降横移类机械式停车设备.1999；9 李正吾等编著. 机电一体化技术及其应用 M.机械工业出版社，1990；10 卢金鼎，山静民主编. 机电一体化技术 M.中国轻工业出版社，1996；11 张启君.立体车库的主要型式及技术特点.机电产品开发与创新，1999；12 徐颧.机械设计手册(第3，4卷).北京:机械工业出版社，