卢帝豪毕业设计

1、湖南机电职业技术学院2015届毕业设计摘 要本设计主要是关于环形电梯式立体停车库和主要零部件的选择。环形电梯式立体停车库就其组成部分而言，可分为三大部分:车库结部分、传动机构部分和控制系统部分。传动结构由升降传动、旋转传动和横移传动三个部分组成。该立体车库就是通过旋转机构选择车位方向，升降电梯承载车辆到指定高度，横移机构利用叉梳实现存取车辆；环形电梯式立体停车库具有非常广阔的发展空间和前景，使立体停车库实现智能化，网络化,标准化。关键词: 停车，环形电梯式立体停车库，升降电梯目 录摘要Abstract第1章 绪论31.1机械式停车库的基本概念 31.2外立体车库的发展状况及前景 41.3机械停

2、车库的系统优点51.4 机械式停车库的分类及特征51.5 电梯式立式停车库的设计概要71.6环形电梯式停车库的设计参数8第2章 环形电梯式停车库的结构设计 102.1 环形电梯式车库主要组成部分102.2 提升机构的设计102.3 旋转机构的设计112.4 传动机构的设计计算132.5 设计圆柱齿轮14总结与展望致 谢参考文献第1章 绪 论1.1机械式停车库的基本概念随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。以北京市为例，截止2007年底，市区仅有公共停车场828出，共计车位5.7万个，仅占市区机动车拥有量的8.6，停车环境与城市规划的

3、矛盾十分突出。伤害的情况也让人无法乐观，仅有的229个地下车库使用面积不足60万平方米，只能满足1.3万辆机动车停放的要求，路边停车逐渐呈现泛滥之势，比例高达64，而且还有继续上升之势。根基建设部城市交通工程技术中心对全国15个大城市停车现状的调查，城市机动车保有量与停车位之比平均为4：84:1，这一比值对于渴望“车者有其位”的车主来说形势不容乐观。 停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通问题，静态交通是相对于动态交通而存在的一种交通形态，二者互相联系，互相影响，停车设施是城市静态交通的主要内容，随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，对停车设施的需求也在不断增加，如果两者之间失去平衡，城市

4、里就会出现停车难的一系列问题。数据显示，最近几年我国城市机动车辆平均增长速度在15-20，而同期城市停车基础设施的平均增长速度只有2%-3%，特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度，因此，我们必须重视城市停车难的问题，并积极探求解决的措施。1.2 立体车库的发展状况及前景随着人类社会的不断进步和科学技术的不断发展，经济的发展速度的不断提速，人类的生产、生活方式的提高以及机械化水平的提高，人类的生活与工作日渐趋于集中，城市规模越来越大，汽车数量的不断上升，人数的不断增加，人均生存空间变得越来越小，最近十几年来我国城市机动车增长速度平均在10%15%， 而城市道路平均增

5、长速度只有2%3%，特别是大城市的机动车 拥有量和交通量的增长远远超过交通基础设施的增长速度。如北 京市，在20世纪90年代，小汽车年平均增长速度达到30%左 右，尤其是私人轿车增长更快，19921995年年递增率达45%以 上，是全市机动车平均年递增率的三倍，有的年份增长率达到 100%,但城市道路年平均增长率仅为1.2%,道路面积增长率为 3.7%。在国际上一般认为城市道路面积率（城市道路面积与城 市总面积之比）应当在25%为宜。目前美国华盛顿市为43%， 纽约、曼哈顿市为35%,英国伦敦市为23%，日本东京为13%， 北京市仅为11%。随着机动车数量的日益剧增，很多大中城市 不仅出现了道

6、路上动态交通的严重堵塞，而且占用道路停车和占 用居住区绿地停车的现象越来越严重，从而进一步加剧了交通的 拥挤，破坏了城市的居住环境。现在城市的停车难、乱停车的状 况曰益严重，己经影响到投资环境和城市的形象，引起了各方人 士的普遍关注。于是充分利用城市空间的理念并应用到城市发展的一些领域，如立体建筑、立体交通、立体仓库、立体停车库等。除出租车外，一般情况下机动车10%20%的时间在路行驶，80%90%的时间停着，这就需要提供大量的空间给机动车停放，停车难往往会成为城市交通的主要负担。因此，“停”的问题在整个交通过程中的地位不容忽视轿车不断增加，城市停车难问题日益突出，不仅城市交通畅通和城市景观，

7、而且破坏城市绿化美化。汽车数量的增长与停车位短缺的矛盾日益突出，停车难的问题几乎覆盖了全国大大小小的城市，产生了目前中国日益突出的停车难问题。1.3机械停车库的系统优点：系统结构性能稳定、传输速度快。能准确地区分自有车辆、外来车辆和特殊车辆。及时收取停车费及其它相关费用，增加收入。提前收取长期客户的停车费。防止拒缴停车费事件发生。 防止收费人员徇私舞弊和乱收费。滚动式LED中文电子显示屏及全自动语音提示，使用户和管理者一目了然。智能卡IC（RF射频感应卡）操作刷卡无需接触，操作更为方便。完善的财务管理功能，自动形成各种报表。独特的车牌号录入、显示系统，大大提高停车场防盗措施。出卡系统存卡量不足

8、自动提示。防砸车装置可保证无论是进场车辆或发生倒车的车辆，只要在闸杆下停留，闸杆就不会落下。系统可实现手动控制和电脑自动控制两种方式。收费标准可以任意时间、任意金额加载，突破了同类产品中一成不变的收费标准格式，并可现场收费操作。1.4 机械式停车库的分类及特征机械停车场按停车位的空间配置方向大致可以分为垂直方向配置和水平方向配置两大类。此外，还可以根据汽车的驶入位置，汽车入库后的动作形式分类。常见的机械式停车场的种类如下：1.垂直升降式机型特点：占地面积小，存车方便快捷;设置灵活;可在生活区建筑旁的间隙安装;运行平稳，无震动噪音，符合环保要求;主要组成部分：回转升降装置、高速提升装置、平移装置

9、、整机计算机控制系统以及一套完整的停车检测系统、安全保护系统、自动消防系统等。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，相对故障率高取车时间较长，实用性差。 2.多层升降横移式机型特点：升降驱动系统为钢丝绳四点吊挂式，运行平稳可靠，保证车辆升降安全；对有限的停车空间，可数倍停放车辆，可节省大量空间；PLC 电脑控制，操作简单，存取方便。按钮、触摸屏、 IC 卡可任选；设有防坠落装置，使用安全可靠，避免发生坠落事故；光电检测，控制车辆规格及停放位置，使车辆有序停放；光电安全检测，人员误入运行自动停止，确保车库的安全性；设有急停按钮，非常情况下急停，避免发生意外

10、事故；优秀的钢材及表面热浸锌，且内外表面双层镀锌，电控元件全部进口国际名牌，使产品具有高度安全及长久耐用的优异品质。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。3.平面移动特点：每层的搬运器和升降机分别动作，互不干扰，提高了车辆的出入库速度。停车规模可达到80-120辆；采用人性化设计，提高了舒适性。采取多重保险措施，安全性能卓越；采用变频调速技术，运行平稳，定位准确；设置多种安全保护装置，停车安全；配置高效，外形美观 。4.多层循环式特点：比自助停车方式空间利用效率高达 6 倍，因此可以充分地利用拥挤的地下空间；采用最新技术，安装层数最高可达 6 层；采

11、用高速升降方式，缩短了出入库的时间；为内置转盘结构（上部升入式），方便了前进出入库，采用数字键操作方式，使用简单；最适宜建于地形细长且面积只允许设置一个出入口的场所。5. 电梯式特点：机械室区隔设置、清除升降路内操作之噪音；下降时无需驱动油压，节省能源；采用无段变速设计，升降中平稳安全；车台结构才悬背式设计，节省升降之面积；外接遥控专职，在车内即可全自动操作；原装进口滑升门或特制不锈钢门，美观快速；断链防止下坠之节速器，安全可靠；LC 控制回路，维修快速，性能稳当；电梯式手动操作面板，美观耐用。1.5 环形电梯式立式停车库的设计概要本设计方案设计的车库是总共十层，每层停车位为8个（第一层设计一

12、个进车车位），呈扇形分布，实际车位数79个，车库外部设计一圈环形车道，用以取车，驾驶员驾驶汽车从车库入口进入升降电梯，停在旋转平台上，由计算机迅速找出空余车位，根据车位朝向，旋转平台转动，调整汽车方位至正对车位入口，升降电梯提升至指定楼层，驾驶员自驾汽车驶入车库，停好车后驾驶员由车库观光电梯离开车库，取车时，由观光电梯进入自己的车位，驾车从环形单向车道驶出。环形电梯停车库和传统停车库的对比：明显可见我们的环形电梯立体式停车库所需的建筑占地面积小的多，我们立体式车库占地面积只有传统车库的占地面积的六分之一，提高了空间的利用率，而且从停车的时间来看也快捷得多，传统停车库要找停车位都需要大量的时间寻

13、找，而我们的环形电梯式的停车库由电脑控制，自动分配停车位，车主只需要将车开入电梯驶入停车位后，即可下车乘坐观光电梯下来。而且从图片就可以看出来传统车库的取车十分的麻烦，十分拥挤并且很难找到自己的车辆。1.6环形电梯式停车库的设计参数该车库用在大型公共区域，要求面积小，外形美观。根据停车类型，停车厂设计标准有关规定和实际使用性，选用如下实际参数:环形电梯式停车库适停车辆轿车，微型车总停车位79位每层停车位8位最大容车尺寸5.05m（长）1.85m（宽）1.65m（高）最大容车重量2500kg车库标准层高2.8m(第一层3.15m)车库占地面积484电源交流380V，50HZ功率35KW电梯升降速

14、度45m/min转台旋转速度6r/min取车时间0120s存车时间.0120s车辆交换方式自驾车辆提升方式电梯垂直升降车辆选位方式转盘旋转存取车辆方向始终向前出入口数量2个控制方式PLC控制消防设备灭火主构架钢结构表1-1 车库设计参数第2章 环形电梯式停车库的结构设计2.1 环形电梯式车库主要组成部分环形停车库主要由主框架部分、提升机构、旋转机构、环形车道、观光电梯及安全防护装置五大部分组成。环形电梯式车库的结构设计在整个车库中非常重要，主框架部分承担着整个停车库的总量，而且它的轻重、稳定性和可靠性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，提升机构是整个车库垂直运行的主要部件，

15、旋转机构负责车辆停放的取向。2.2 提升机构的设计2.2.1 设计原理采用电梯提升结构，曳引机选择有减速器的，钢丝绳用曳引比是1：1的绕法。箱体固定在导架上，导架带动箱体沿导轨运动。图2-1 提升机构示意图2.3 旋转机构的设计机构采用圆盘旋转定位，待到选定的层数后车主自行将车辆开入停车位。具体形式是；汽车驶入车库后，计算机分析所要停放的车位，旋转平台旋转将汽车旋转到指定方向，提升机构提升到指定层数，车主驾驶车辆驶入停车位实现存放，如下结构示意图：图2-2 旋转机构示意图2.3.1 旋转电机的选择电动机的容量选的合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作

16、机的正常或使电动机因长期过载而过早损坏，容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，因经常不在满载下运作其效率和功率因数都较低造成浪费，电动机容量主要由电动机运行时发热条件而定，而发热又与其工作有关，本设计适用于间歇性运作的情况下根据如下公式，选择电动机的功率其中: P 为选择功率； N 为电机转速，根据设计参数取7r/min； 为总效率，是圆锥齿轮传动效率，一般为0.940.97，是摩擦传动效率，一般取0.850.92. T 为转动力矩，代入公式可得：选用型号Y225M-6的电动机，具体参数为，功率30 KW 、电压380 V 、转速980R/min，如下图：图2-3 电动机2.4 传动机构

17、的设计计算：传动方案中电机的输出转速为980r/min,传递至旋转平台为7r/min总传动比i=980/7=140传动过程经过两次减速，首先经过减速器减速一次，再经过圆柱齿轮减速第二次1、 传动比分配设计圆柱齿轮传动比i齿轮=7则减速器传动比为i减速器 =140/ 7 =202、 选择减速器查减速器型号，选取WPA-80型蜗杆减速器，输入功率1.2KW，传动比i=30因此调整传动比分配方案i减速器=30，则i齿轮=140/30=4.62.5 设计圆柱齿轮：设计参数如下：P=30KW（忽略减速器功率损失），i齿轮 =4.6，输入转速n1 = 980/30 =32.6 r/min电动机驱动，载荷平

18、稳，双向运转。（1） 选择齿轮材料并确定许用应力选用材料：小齿轮：45钢，调质，HBW=220-250大齿轮：45钢，正火，HBW=170-200。确定齿面接触疲劳极限：按齿面硬度的中间值查的=570MPa、=160MPa确定最小安全系数：根据通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求可获得安全系数S=1.0计算许用应力：由公式得=/S =570MPa、=/S=460MPa（2） 按齿面接触疲劳强度设计计算:计算小齿轮传递的转矩T=9549P/n=954930/980=287选定载荷系数：因载荷平稳，齿轮相对轴承对称布置，由=1.2选择齿宽系数d：取d=0.9 计算小齿轮分度圆直径d：d=，取d

19、=30mm 计算齿轮的模数m：对于一般机械中的齿轮，按经验公式来确定：按要求取标准值m=1.25mm 确定和： 如果中心距按计算值不变，则实际传动比 传动比误差允许。（3） 计算齿轮参数及主要尺寸分度圆直径： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 齿顶高：齿根高：齿高： 齿厚： 齿槽宽：齿距： 齿宽： ，取32(4)校核齿根抗弯疲劳强度 确定许用弯曲应力 由此查的齿轮的抗弯疲劳极限为 由此查的抗弯强度的最小安全系数 由式计算齿根的许用弯曲应力为： 计算齿轮的齿根弯曲应力由此查的复合齿形 抗弯强度足够。（5）确定齿轮精度 计算齿轮的圆周速度V： 确定齿轮精度应选用9级精度（6）齿轮结构设计 小齿轮采用齿轮

20、轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮有关尺寸：轴孔直径 d=30mm轮毂直径轮毂长度轮缘厚度轮缘内径腹板厚度腹板中心孔直径腹板孔直径齿轮倒角总结与展望随着汽车工业的迅速发展和人民生活的不断提高，汽车保有量迅速增长，汽车停放车位紧张的问题越来越突出，对立体车库的需要越来越迫切。如何设计建造占地面积少，停车车辆多而且存取速度快的立体车库已是现在许多企业在研究的课题。我们在他们对立体车库的发展技术和现状的基础上，对立体车库进行了研究，完成了本方案的设计。立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近3040年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。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与车位的配比为1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，很多机构和个人都在研究电梯式立体车库，并且