立体车库毕业设

1、2014届届 分类号 ：TP311 单位代码：10452 毕业 论文 (设计 )立体式三维停车场的设计立体式三维停车场的设计 姓 名 徐徐泽泽 学 号 201003110433 年 级 2010 级级 专 业 机械机械设计设计制造及其自制造及其自动动化化 系（院） 机械工程学院机械工程学院 指导教师 杨杨瑞宁瑞宁 2014 年 3 月 30 日临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计I摘摘 要要本文以作者完成的课题三维升降横移式立体停车库为例，全方位解析升降横移式立体停车库的构造部件与操控系统。对于当前社会对于立体停车库的需求，以及以后的发展前景，也有涉猎。首先从各种型式立体停车库的特点

2、互相对比，选出了一种能广泛满足社会需求的机械式立体停车库升降横移式立体停车库。本文全部的分析了立体停车库的竖向横向结构的力学方面，包括三维升降移动式停车库的框架组成的刚性、移动传动系统中轴的刚性和升降传动系统中轴的刚性等。本文还对三维升降横移式立体停车库的整体框架和局部进行了构成校正，使整体框架的刚性增强了，重量变小。在对三维升降横移式立体停车库控制系统的设计中，采用了先进的单片机集成控制。由于其使用，经济，方便，微小，易操控，安全得到采用。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的规定、三维升降横移式立体停车库的显示环境运用中，使用了一些必要的安全保护技术，这样保证

3、了车辆的更可靠存取，使得整个车库安全平稳的运行使用。经过最后车库样机的试制、检验，该车库运行良好，各项指标均达到或高于国家有关标准的要求，证明本文进行的整体结构优化和采用的控制方法具有创造性且其结果是非常令人满意的。关键词关键词：机械式立体停车库；设计与制造; 控制刚性 ；结构与系统；安全控制装置临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计IIAbstractThe paper introduced and analyzed structure and control system of PSH7D the up-down and translation cubic car-base par

4、k which had been finished by author. For demand of cubic car-base Park in society, The paper analyzed characteristics of every kind of cubic car-base Park, elected a kind of mechanical cubic car-park -the up-down and translation cubic car-base Park which could meet the society demand. The SM Solver

5、was used to comprehensively analyze PSH7D the up-down and translation cubic car-base park. Including intension of the framework structure and axes etc, the optimal design was performed on the framework structure and part sturcture it added intension and reduced the whole weight. The paper adopted PL

6、C as control system in designing PSH7D the up-down and translation cubic car-base park. The result proved that adopted PLC as control system is simple and easy to realize. The characteristic of stabilization, credibility, speediness and high capability made the control system very perfection. In ord

7、er to satisfy using demand in design cubic car-base park, according to criterion of mechanical parking systems-general safety requirement and the facts of PSH7D the up-down and translation cubic car-base park the paper introduced some safety technique which was used in PSH7D the up-down and translat

8、ion cubic car-base park. This can ensure absolute safety for Car and make the whole car-base park safety and running smooth. The sample of car-base park was founded and tested, this car-base park run well. Every index is higher criterion of country. It is successful and creationary that the paper ad

9、opted optimal design and control system.Keywords: Mechanical cubic car-base park；PSH7D the up-down and translation cubic car-base park；Structure system；Dropping prevent mechanism临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计III目目 录录摘摘 要要 .I IABSTRACTABSTRACT .IIII前前 言言 .1 11 1 绪绪 论论 .2 21.1 机械式立体停车库发展概况.21.2 立体停车库分类及优点.31

10、.3 机械式立体停车库市场前景分析.32 2 现有的现有的立立体停车库体停车库 .5 52.1 立体车库的形式的确定.52.2 升降横移式立体停车库的原理.72.3 升降横移式立体停车库的优越性.102.4 研究升降横移式立体停车库的意义.103 3 升降横移式立体升降横移式立体停停车库模型的结构设计车库模型的结构设计 .12123.1 概述.123.2 横移传动系统设计.133.3 升降传动系统.163.4 安全制动设计.203.5 主框架部分.214 4 立体车库电气控制系统设计立体车库电气控制系统设计 .23234.1 电气控制系统整体设计.234.2 节电气系统关键部分设计.254.3

11、 PLC 控制程序设计 .26结结 论论 .3131参参 考考 文文 献献 .3232致致 谢谢 .3333临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计1前前 言言改革开放以来，国内两大支柱产业钢铁行业（汽车业）和建筑行业（房地产业）快速发展，带动了私人汽车保有量的快速增加，在一些大、中城市相继出现了车辆增多车位跟不上的现象，导致停车难和乱停车。对于解决城市停车难的问题，西方发展中国家采取的措施和东方国家有所不同。但是各个国家都积极采取的措施就是立体化停车库，尤其是机械式立体停车库，在很多国家和地区都得到了快速的发展，在发展较好的国家已经采取全自动立体式停车库。机械车库相对于传统的建筑式地下

12、车库，有很多的提出性有点，不论是实用性还是经济性。首先，机械车库具有突出的高效土地利用优势，再有，更加高效的集中管理，更方便安全。机械式立体停车设备以其独特的优点，引起了各界的关注与实际应用。机械式立体停车库的充分利用空间特点，是改善城市车辆交通环境，暂时解决城市停车难的新方法。对于当前社会对于立体停车库的需求，本文为此介绍了各种型式立体停车库，特别是各个特点。通过综合各方面考虑，我们选出了一种能被社会广泛采用的，能满足社会大多数需求的机械式立体停车库升降横移式立体停车库，这种停车库其中的一种全自动停车库是机电一体化高度综合的产物。得益于此种产品的应用，一些大城市已解决了许多停车问题。该车库依

13、据升降横移类机械式停车设备运行原理,采用钢架结构搭建而成。本文全部的分析了立体停车库的竖向横向结构的力学方面，包括三维升降移动式停车库的框架组成的刚性、移动传动系统中轴的刚性和升降传动系统中轴的刚性等。本文还对三维升降横移式立体停车库的整体框架和局部进行了构成校正，使整体框架的刚性增强了，重量变小。临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计21 绪 论1.1 机械式立体停车库发展概况改革开放以来，我国开始研制和使用机械式停车设备，90 年代以来，随着 80 年代起步汽车工业和建筑业的发展，尤其是轿车进入家庭后，停车设备的应用逐步推广，己经形成了新兴的停车设备行业，步入了引进、开发、制造、使

14、用相结合的初步发展阶段。现在制造停车设备的企业有一百家左右，其中从事主机生产的企业约为 50 家。有 22 家获得国家颁发的第一批立体停车设备制造企业资质。其中产品分为引进技术、自我研制开发，生产技术水平有了很大的提高。许多设备采用了当前机械、电子技术，还有液压、光学、磁控和计算机等领域的先进技术也应用其中。控制型式有钮操作式、IC 刷卡式、触屏式、遥控钥匙式等，有些设备还采用了总线控制遥控技术；传动装置采用内藏式，以增大停车空间并保护各传动元件不受污染和腐蚀，提高了设备的耐久性；机构中采用了模块化样式设计，这样便于组合使用，又易于安装拆卸，且可缩短施工周期;还采用一些新材料、新工艺，如采用

15、H 型钢制造钢梁，合体的镀锌板或合体成型的镀锌板坐载车板；安全保护方面采用了声光引导、定位装置及自动消防灭火系统等。目前品种的覆盖率己达 95%以上，有的品种填补了国内空白，产品国产化比例约为 60%以上。机械式停车设备的应用已有 40 多年的历史了。发展较早、较好的有意大利、日本、德国等。在亚洲，机械式停车设备采用最早的是日本，此后还有韩国和我国台湾省。日本制造机械式立体停车库及其设备开发的共有 300 多家，其中生产机械式立体停车设备的约 150 多家，比较大的公司有新昭内、日本精、三菱重工、大福、东关、日和等，产品既有出口的，也有进口的。1韩国机械式停车设备行业的发展历程比较平稳。197

16、5 左右为起步阶段，1980 年代为引进阶段，1990 年代为供应使用阶段。行业发展受到了政府的高度重视，因此各种机械式停车设备得到了普遍的开发和利用，年递 30%增长速度；2000 年以来为高速增长阶段，自动化停车设备将随供应量不断的扩大而迅速发展。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，立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。机械式立体车库在许多方面特别是使用都有更好的发展并显示出优越性。首先，突出的机械车库特别突出有点是具有节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据 40 平方米的面积

17、，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高 8090，如果采用地上多层（21 层）立体式车库的话，50 平方米的土地面积上便可存放 40 辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计3停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。在机械车库中采用机械控制停车，可以免除人工停车的繁琐，比如不需卫生设施，取暖设施，因此，更加经济更节约电量。机械车库一般不制造成套系统，而是以单台组装合体而成。这样可以充分发挥其占地面积的优

18、势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供更优的出路。1.2 立体停车库分类及优点自动立体车库具的安全系统包括防坠落部分、确认障碍部分、紧急停止部分、过载保护部分、漏电保护部分、车辆超长及超高检测部分等等，如果应用于公共场合，还可以配有计时部分，满足收费要求。存取过程可由人工完成，也可以配备计算机设备全自动完成，这也给今后的开发设计留有大的空间。停车库就其构成特征来分类，可分为平面式及立体式，平面式又分为地下式停车库、地上式停车库；立体停车库又可分为自动式停车库、半自动停车库和全自动停车库，而全自动立体停车库还可分为多层或高层平面式全

19、自动立体停车库、密集型全自动竖向立体停车库以及结构特殊造型全自动立体停车库。平面式停车库是最为普遍的一个停车场所，在我国应用最为广泛，它的一系列建筑结构要求在我国现行建筑设计要求规范大全 、 现行建筑结构要求规范大全 、 现行建筑施工要求规范大全中作了详细全面的阐述和规定。立体停车系统，特别是自动立体停车设备在国际上发展迅猛，在国内倍受青睐是因为比原有的老式停车库有着较多的优点2：（1）高效率的经济使用指标立体式停车库首要的要求及优点就是高效率使用占地面积，占地面积也远比地下车库少，而投资却比同等容量的地下停车库少。同时可停放各种类型的车辆，特别是轿车。施工时间要求更短，节约经济。（2）因地制

20、宜，管理方便自动立体停车库最适合很多，最主要是小区，再有大型购物中心、宾馆、办公行政楼、还有旅游区前，比如在年代久远古建筑物名胜古迹旅游区，采用高技术含量的立体停车场，可以极大地解决堵车问题。高科技含量的许多装置一个单位工作人员就可完成。（3）配套设完善更加“绿色”环保车辆在存取过程中，更效率，更低速，切更集中，故而噪声污染更轻微。1.3 机械式立体停车库市场前景分析市场决定前景和发展潜力，而本行业的市场份额是巨大的，有证据表明，随着中国临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计4加入世与改革开放的进一步深化，人民生活水平会有更多地提高，经济更宽裕，预计2010 年汽车保有量将达到 250

21、0 万，预计“ 十五”期间轿车保有量将增加 450 万辆。与此同时停车位也要求同步增加，按 1：1.2(100%的基本停车位和 20%的公共停车位)比例计算，总需增加 540 万个停车位。要求以每年 96 万个车位的速度增加。按照机械式停车库占有比例，约为 11%，,每年需提供机械式停车库 10.5 万个车位。与此同时，考虑到适宜用机械式停车位的车型，如面包车，商务车，微型客车，再考虑到出口贸易的需求：目前南新加坡、老挝、越南、印尼、泰国、巴基斯坦等地区和东南亚国家的停车设备主要是靠从中国进口，现有市场和以后需求表明，机械式停车设备的国际、国内市场前景十分良好，从事机械停车场行业是有发张潜力的

22、。临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计5 现有的立体停车库2.1 立体车库的形式的确定目前，立体车库主要有以下几种形式：横竖移动式、巷道堆集式、垂直方向拉升式、垂直方向循环式。3(一）升降横移式，见图 1。图 1 升降横移式立体停车库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、及多层、同时可半地下，或者全地下等多种形式，对应地，车位数也可从几个到上百个，大型集中式乃至上千。此立体车库适用于建筑包括广场附近地面及地下停车场，方便建造设置，经济节约，成本低。产品特点：产品特点：1) 面积小，组装灵便，施工周期短。2) 投资小，外装饰少，配套少。3) 可人工也可自动控制，简单、可

23、靠。4) 存取车时间短，更效率。5)工作噪声污染低，环保。6) 适用于城市密集区域，配套停车场的使用。（二）巷道堆垛式，见图2临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计6图 2 巷道堆垛式立体停车库巷道堆垛式立体车库的主要特点是，存取车辆的过程由机械堆垛机来完成，车辆进入停车场后，由堆垛机同意进行存取，这就需要对堆垛机要求较高，特别是存取技术以及轨道运行这一块，同时堆垛机成本较高，所以较多的客户有需求后，才能采用巷道堆垛式立体车库。（三）垂直提升式立体车库，见图3。图 3 垂直提升式立体停车库垂直提升式立体车库与电梯的工作原理差不多，中间放置一台提升机，在提升机的两侧构建停车位，为方便司机

24、调头，地面需一个控制汽车旋转平台。由于垂直提升式立体车库的技术特性，一般要求建造高度达到几十米，这就对设备的安全性，还有安装精度有很高的要求，配套安全设备繁琐，成本较高，但占地面积使用率最高。（四）垂直循环式，见图4临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计7图 4 垂直循环式立体停车库产品特点：产品特点：1) 占地少，两侧停车位可停610 辆车。2) 装修少，成本减少。3) 构建简单，建造周期短。4) 运行安全可靠，可自动控制。综上所述，从成本，使用率，安全，技术可行性等方面的考虑，我们选择了升降横移式立体停车库作为本课题的研究项目。2.2 升降横移式立体停车库的原理（1）立体车库的工作

25、原理简单来说，就是通过双电机对载车板的做功来控制载车板上下左右移动，实现车辆在更高的空间上存取。升降横移式立体车库每个车位上的载车板都是可以灵活移动的，一个车位要存放车辆，首先所需存取车辆的载车板要先到达地面层，包括三个过程：升、降、横移，人员通过操作台控制载车板，车辆进入载车板，再移动回。此类停车库地面载车位的载车板车只作横移，不必升降，二层以上车位或底下的下层车位需通过中间层上下升降或者横移出空位，把载车板升或降到地面层，才可使用停车位。图 5 为一个地上三层共 7 车位的此类停车库设备，其工作原理是：三层有三个车位只需要升降，二层只能两个车位需要升降和平移，一层只能有两个车位只需要横向横

26、移，上边两层停车位通过二层和一层的空车位达到二层和三层原车位。1、2 号车位位于地面可以直接存放车辆；3 号车位在二层左边，则需先将 1 号和 2 号载车板右移，再将 3号载车板下降到达一层；4 号车位，则需先将 2 号载车板右移，再将 4 号存车板下降，到达一层；5 号车位需要先将 1、2、3、4 号四个载车板右移，再将 5 号载车板下降到达一层；6 号车位则需要先将 2、4 号载车板右移，再将 6 号载车板降下达到一层；7 号车临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计8位需下降后再存放车辆。对于不同的停车库，有不同的操作顺序，考虑环境，空间等要求，建造的停车库也不尽相同，载车板升降横

27、移设置的也不一样，本着方便的原则，可以另有不同的设置，此类车库对构建的要求比较低，外装饰几乎没有，成本小，因此，应用非常广泛。图 5 七车位升降横移式立体车库工作原理图（2）立体车库机械部分部件结构和功能4以上文举例三层三列式七车位车库为模型建立研究对象。升降横移式立体车库主要由结构框架部分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全防护系统六大部分组成。下面我们重点对车库的主要组成(图 6 所示)进行分析。图 6 升降横移式立体车库主要组成A A 组装架构组装架构钢结构和钢筋混凝土是车库主要结构建筑材料，在本文举例中我们选用钢架结构建造。结构主体采用合金钢、调质结构钢，表面硬化结构钢，易

28、切结构钢，冷塑性成形用钢，包括冷冲压用钢，冷镦用钢，弹簧钢轴承钢等型材制造，具有较好的刚性，轻量、外观好，并可多次组装分拆，移动方便。临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计9B 上载车板及其提升系统上载车板及其提升系统上载车板的工作依靠电机减速机与链传动组合的传动系统，先后顺序开关来达到上升的目的。其工作原理为：电机顺时针旋转载车板上升；电机逆时针旋转时载车板下降。再一个要考虑链条所需的传动力，通过根据载车板及车重确定链条的规格。电机功率由传动力及载车板的上下横移速度 v 确定。上下载车板间的距离可以由车身高度确定，同时间距又确定链条的可用长度，通过根据载车板及车重确定链条的规格的传动

29、力最后确定链轮规格，链节样式和长度。C C 下载车板和横移系统下载车板和横移系统下载车板稳定在轨道之上，具备横向移动，下载车板没有悬挂链条，就可以节省材料把下载车板比上载车板要截一部分必上车板短。载车板底下装有四个钢制轮子，依靠在轨道上行走，在长传动轴端部的两支是主动轮，另两只为独立安装的从动轮，电机减速系统通过传动控制，装在车载板后部。其工作原理为：电机顺时针旋转载车板左移升；电机逆时针旋转时载车板右移。电机减速机驱动长传动轴的主动钢轮在导轨上横移，从而使下载车板作横向平移运动。横移电机驱动功率公式为p=fv,由载车板及车辆的总重量和摩擦力的和，行走速度来确定。D D 安全装置安全装置此处安

30、全装置主要是说载车板上的配套设备。上下行程极限开关部分可以控制电机电源开关。防坠落部分装在纵梁传动轴与上载车板传动轴停止位置之间，轴柱左右两测各装两只挂钢制焊接挂钩，上载车板两侧相应位置处各装两只钢制焊接环，当上载车板拉升到需求位置后，轴柱左右两测各装两只挂钢制焊接挂钩同时挂钩进入环内，组成防坠落安全装置，来防止升降电机常闭制动器慢释放后，上层载车板由自重下落压坏下层汽车。另外也可防止制动器失灵，上载车板突然坠落，砸坏下层汽车，造成不必要损失。下载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞保护板状减震设施。行程极限开关的作用是使载车板横移到位后，自动断电，电机停止移动停止。防碰撞板的作用是：下载

31、车板横移时，如果碰撞到杂物时，自动断电，电机停止移动停止。E 控制系统控制系统升降横移式立体停车设备的控制系统采用单片机集合芯片可编程序控制器控制，也就是PLC技术，主要有触摸屏手动控制、微机自动控制、手动复位、人工急停等控制操作方法。自动控制应用于平时的正常工作状：车进入车库，用IC卡刷，载车板自动移动下降，到达地面，车进入车库。手动控制应用于人工维修、安装、和调试使用状态，也就是IC卡无反应，以及载车板不到位。复位是在取车后以及停车后IC卡刷，以及维修后用的；急停是在停车库载车板运行中突发事件时，防止造成危险用的。对于本文中所列的三层三列7车位升降横移式立体停车设备，PLC技术主要要控制二

32、层两个车位、三层三个升降电机的正反转和一、二层四个横移电机的正反转。再有需要控制的是电磁铁防坠落临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计10设备，和提醒报警装置。2.3 升降横移式立体停车库的优越性为什么要选择此类停车库呢？众多的停车设备中，升降横移式立体停车的优点是什么呢？比较突出的主要优点表现在以下几个方面： 首要的是节约占地面积，能极大地利用空间。同样的面积一般来说，升降横移式立体停车库的占地面积约为平面停车场的2/5-1/30，空间利用率比普通建筑停车库提高了80%，甚至还要高。 成本相对来更低。城市中地价如此之高，普通建筑一个私人车库:15-20平方米，以普通一线城市停车库一平

33、价格，需要七万多元。而升降横移式立体停车库每个泊位约在两万左右。 存取方便，对半自动式车库工作人员的要求不高，操作简单，维护也很方便。一般建筑停车库的停车时间的15. 缓解了城市路边停车的。 对于汽车也是提升了防盗安全性。综上所述，今后停车库发张的主要方向就是升降横移式立体停车库，以后会更加自动化，更加高效，不能是时间还是空间。尤其是一线特大城市北京、上海、广州、深圳大城等，对于这些城市采用机械式立体停车方式，显得更加必要，而只要采用机械立体停车库，升降横移停车库就会更加体现出价值。2.4 研究升降横移式立体停车库的意义中国国内升降横移式立体停车库还处于起步阶段，技术不成熟，种类不能全部覆盖国

34、内需求，但是给了更好的发展前途。是一种比较典型的机电一体化产品形式，它涉及的领域主要包括建筑，钢材，架构，IT，智能等，它需要各方面的工作人员一起协同来完成. 机械车库相对于传统的建筑式地下车库，有很多的提出性有点，不论是实用性还是经济性。首先，机械车库具有突出的高效土地利用优势，再有，更加高效的集中管理，更方便安全。机械式立体停车设备以其独特的优点，引起了各界的关注与实际应用。机械式立体停车库的充分利用空间特点，是改善城市车辆交通环境，暂时解决城市停车难的新方法。特别是各个特点。通过综合各方面考虑，我们选出了一种能被社会广泛采用的，能满足社会大多数需求的机械式立体停车库升降横移式立体停车库，

35、这种停车库其中的一种全自动停车库是机电一体化高度综合的产物。得益于此种产品的应用，一些大城市已解决了许多停车问题。该车库依据升降横移类机械式停车设备运行原理,采用钢架结构搭建而成现有车库技术的不足主要表现在取车得时间比较长，智能化程度比较低，安全程度不够，设计形式比较陈旧。京沪广深等地现有的许多高质量的立体停车库，都是从国外进口的，缺点很多，更突出了售后服务也无法使人满意。但对于国内的机械立体车库这正是一种机遇，假如国内研发出具有自身特色的车库产品，就可以打破技术临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计33垄断，拿到市场份额，更好的带动一项产业的发展，所以研究升降横移式立体停车库的意义是

36、很重要的。临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计12 升降横移式立体停车库模型的结构设计3.1 概述在整个车库中非常重要的是三层三列七车位升降横移式立体停车库的结构设计，包括主架构建部分、载车板部分和链接传动系统，主架构建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、平稳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，传动系统决定着七车位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。机械传动系统主要功用是传递原动机的功率，变换运动的形式以实现预定的要求。传动装置的性能、质量及设计

37、布局的合理与否，直接影响机器的工作性能、重量、成本及运转费用，合理拟定传动方案具有十分重要的意义。一般常用以下几种传动方案：方案一：传动带传动，对于轴间距较大，要求不高的传动，过载能力小，安全不适用于立体停车库；具有传动平稳，简单成本低。方案二：链条传动，传动精度高，工作效率高；过载能力强，使用环境复杂；可实现轴间距较大的传动；结构轻便，成本低，功率大。方案三：曲轴蜗杆传动，单机传动获得最大传动比，具有自锁性，环保，无噪声污染，更利于要求较高的建设区域。方案四：双直齿轮传动，精度高，稳定，准确，和谐。好的传动方案除应满足工作机的性能和适应工作条件外，还应尺寸紧凑、成本低廉，传动效率高等。故对更

38、方案进行价值分析，由表1和表2选出较好的方案。5表 1 定性判定与价值对应判定不用差勉强可用中等满意较好好很好超目标理想价值 P0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0表 2 传动方案选择的使用价值表方案一方案二方案三方案四设 计 指 标加权因子iW价值1 iPiiWP1价值2iPiiWP2价值3iPiiWP3价值4iPiiWP4传动精度1 . 01W0.20.020.50.050.80.080.80.08临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计13功 率1 . 02W0.20.020.40.040.50.050.60.06效 率15. 03W0.80.120.80.

39、120.20.030.80.12圆周速度1 . 04W0.20.020.20.020.20.020.20.02制造安装2 . 05W0.80.160.80.160.20.040.20.04价 格15. 06W0.70.1050.60.090.40.060.50.075寿 命1 . 07W0.30.030.50.050.50.050.50.05平稳噪声小1 . 08W0.60.060.30.030.60.060.50.05总使用价值iijWP0.5350.560.390.495综上所述，选择链传动方案更加合理，所以我们的传动系统采用链传动形式。3.2 横移传动系统设计横移传动系统的作用是使上升到

40、位的搬运器平移到指定位置，其传动主要是靠电机带动链轮使滚轮在轨道上移动。如图 7。 图 7 横移传动示意图（1）初步参数的确定PSH7D(七位机)升降横移式立体停车库模拟装置采用与实际立体停车库标准 1：8 的比例进行设计，设备尺寸为载车板长 L=0.7m载车板宽 W=0.29m车库总高 H=0.72m底层高 h=0.25m初设承载总质量 M=7KG临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计14则带动横移轴转动所需功率(假设摩擦因子 u=0.2, 横移速度为 0.15m/s):WP93. 015. 05 . 18 . 972062 . 0前轮WP62. 015. 05 . 18 . 972

41、042 . 0后轮所以。WP55. 1总（2）横移传动系统电动机的选择6 横移所需功率 P=FV=1.55W。根据输出功率选择电动机：60KTYZ 齿轮减速同步电机，220V，50HZ，P=14W，输出转速 n=110r/min。（3）横移链轮的设计A 初选小链轮齿数101Z从动大链轮齿数322ZB 确定链条链节数 Lp初定中心距,则链节数 Pa200613.612222120210ZZaPZZpaLp取 Lp = 62。C 单排链所能传递的功率及链节距 P0P由机械原理与设计7表 13-8 查得工作情况系数。1AKWPKPACa14由机械原理与设计表 13-10 查得小链轮齿数系数 Kz=0

42、.663750607,7链长系数89044437. 01K选择单排链，由机械原理与设计7表 13-11 查得多排链系数 Kp=1.0，故所需传递的功率为WKKKPPPZCa687.23189. 066. 01410取链节距 P=6.00mm选择链号 04B1114GB1243.1-83D 确定链实际长度 L 及中心距 aL=LpP/1000=626/1000=0.372mmmmZZZZLZZLPaPP179.1212*8224212221210中心距调整量mmPa122实际中心距mmaaa179.109,E 计算链速临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计15A47.79N6.41N21

43、.17N112.59NsmPZnV/11. 010006061011010006011F 作用在轴上的压轴力 Q圆周力 F=1000P/V=（1000140.001）/0.11=127.273N按平均布置取压轴力系数15. 1QK有NFKQQ364.146（4）横移传动轴 A 的设计横移传动轴 A 是一层车库的横移轴，它的受力情况可以简化成以下的形式: CFDFBF AFBF图 8 传动轴 A 受力情况示意图算出NFC378.41NQFE364.146轴的初步估算轴径至少为 d=12.2mm轴的强度校核:由知， 0AM049846010470EDCBFFFF得NFB416.91由知， 0BM

44、02810460470EDCAFFFF得NFA792.47mmNFMAC914.47710作轴的剪力图如下： 图 9 轴的剪力图临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计16由剪力图可知mmNMMCD159.336441. 6450作轴的弯矩图如下：3152.45Nmm3364.16NmmE477.91Nmm A图 10 轴的弯矩图D 处所受弯矩最大，所以对 D 剖面进行强度校核mmMdbP717. 51801 . 0159.33641 . 0331 小于估算轴径，所以强度足够。取轴与链轮配合处 mmd131取轴与轴承配合处 ，安装尺寸mmd152mmda18取轴与滚轮配合处 mmd14（

45、5）横移传动轴 B 的设计横移传动轴 B 是车库二层的横移轴，它的受力情况可以简化成如下的形式: CFDFEF AFBF图 11 横移传动轴 B 受力情况该轴的校核与横移传动轴 B 相同。3.3 升降传动系统在升降传动系统中，我们采用钢丝绳传动型式。钢丝绳传动形式的升降传动系统一般是由电机、减速系统、卷筒、滑轮、钢丝组成。在钢丝绳传动型式中，钢丝绳的主要作用是拖动搬运器上下升降。钢丝绳一端与搬运器相连结，钢丝绳另一端缠绕卷筒上(搬运器的前端钢丝绳与后端钢丝绳必须同方向绕着卷筒转动)，当搬运器需要升降时，提升电机便会通过其正反转来带动卷筒顺时针或逆时针旋转实现搬运器的升和降。示意图如图 2 所示

46、临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计17图 12 升降传动示意图（1）升降传动系统电动机的选择6 升降所需功率 P = M G V = 79.80.1 = 6.86 W选择功率 P = 25W 的电动机，频率为 50HZ，电压 220V，经减速器后电动机的输出转速为min/401rn 初定卷筒直径为 50mm,载车板上升速度 V = 0.1 m/s,求得卷筒的转速:2n由得，10006021.02Rnmin/1.382521000601.02rn链轮的传动比05.11.384021nni初取传动比 i = 2（2）升降链轮的设计A 初选小链轮齿数131Z从动大链轮齿数252ZB 确定

47、链条链节数 Lp初定中心距 a0=20p,则链节数21.592222120210ZZaPZZpaLp 取 Lp = 60C 计算单排链所能传递的功率及链节距 P0P由机械原理与设计表 13-8 查得工作情况系数1AKWPKPACa25由机械原理与设计表 13-10 查得小链轮齿数系数 Kz=0.663750607,链长系数89044437. 01K选择单排链，由机械原理与设计表 13-11 查得多排链系数 Kp=1.0故所需传递的功率为WKKKPPPZCa015.43188.066.02510临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计18取链节距 P=6.00mm选择链号 04B1114G

48、B1243.1-83D 确定链实际长度 L 及中心距 aL=LpP/1000=606/1000=0.36mmmZZZZLZZLPaPP464.1222*8224212221210中心距调整量mmPa122实际中心距mmaaa464.110,E 计算链速smPZnV/052.01000606134010006011F 作用在轴上的压轴力 Q圆周力 F=1000P/V=（1000250.001）/0.052=480.769N按平均布置取压轴力系数15.1QK有NFKQQ885.552（3）钢丝绳的选用钢丝绳直径的确定 maxFCd 确定选择系数 C = 0.123 021.18.97123.0d根

49、据机械设计手册P27-9，选择圆股钢丝绳-合成纤维芯钢丝绳:d = 2mm,mkgMP100/38.11MPab1570最小破断拉力 F = 2.08 KN（4）卷筒 A 的设计卷筒 A 是车库二层的卷筒，最大起升高度 Hmax = 200mm绳槽槽距 P = 1.2d = 2.4mm,卷筒槽底直径 D = 47mm卷筒计算直径（由钢丝绳中心算起的卷筒直径） mmdDD490固定钢丝绳的安全圈数 5.11Z卷筒上有螺旋槽部分长：0LmmPZDHL2 . 74 . 25 . 149200max100无绳槽卷筒端部尺寸 ,固定钢丝绳所需长度mmL8.41mmPL532中间光滑部分长度 m = 6m

50、m卷筒长度 mmmLLLLS402210（5）卷筒 B 的设计卷筒 B 是车库三层的卷筒，最大起升高度 Hmax = 450mm临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计19绳槽槽距 P = 1.2d = 2.4mm,卷筒槽底直径 D = 47mm卷筒计算直径（由钢丝绳中心算起的卷筒直径） mmdDD490固定钢丝绳的安全圈数 5.11Z卷筒上有螺旋槽部分长： 0LmmPZDHL2 .124 . 25 . 149450max100无绳槽卷筒端部尺寸,固定钢丝绳所需长度 mmL8.41mmPL532中间光滑部分长度 m = 6mm卷筒长度mmmLLLLS50)(2210（6）升降轴的设计根据

51、升降传动轴的受力情况，可简化为如下形式： AF1FDF2FGF图 13 升降传动轴的受力情况NFFF87.30)2065.18.97(21NFD885.552轴的初步估算轴径至少为 d=19.1mm轴的强度校核:由知， 0AM0)1610814024()128610835()121670()1235(21GDFFFF 得NFG168.219由知， 0GM0)1235()82108()821081635()1081614024(21FFFFDA得NFA783.395作轴的剪力图如下：218.842N187.972N364.913N395.783N图 14 轴的剪力图临沂大学机械工程学院 2014

52、 届本科毕业设计20作轴的弯矩图如下：G10300.87Nmm37204.08Nmm18601.8NmmA图 15 弯矩示意图D 处所受弯矩最大，所以对 D 剖面进行强度校核mmMdbP738.121801.008.372041.0331小于估算轴径，所以强度足够。取与轴承配合处的直径 , 安装尺寸mmd201mmda5.20与卷筒配合处直径 mmd5.242与链轮配合处直径 mmd2533.4 安全制动设计由于载车板上停有汽车，在升降电机停止工作时，电机会被倒拉反转，使车板自动下落。因此需要加以制动。经过许多方案的设计和比较，得出较优的设计，运用杠杆原理，靠摩擦使升降轴制动，从而阻止电机被倒

53、拉。但电机在工作时，制动装置是不需要的，我们又采用电磁铁通电顶开制动杆，从而达到消除制动的效果。如图16。图 16 电磁铁结构原理图当电机不工作时，电磁铁无电，杆左端由于重力使摩擦带拉紧，从而阻止轮子转动，轮子安装于轴上，使轴也固定不动。当电机要运行时，电磁铁给电，顶起杆，有杠杆原理使皮带松开，消除制动。由于该装置采用杠杆原理，因此它制动使所要产生的摩擦力是可调的，只要调整中间皮带固定的位置或杆的长度。因而这种方案还是比较好的。但如果在现实中大型的车库，就不能采用这种装置了。临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计213.5 主框架部分主框架体系的基本构成是由水平方向的梁和垂直方向的柱通

54、过钢性结点连接而成。这种结构体系通过结构构件的抗弯刚度来抵抗侧向力的作用。主框架体系基本上都是由变形限值作为设计的控制条件，梁柱的截面尺寸主要由结构的刚度而不是强度来决定。在具体的设计过程中，所选的梁柱截面尺寸如果满足了规范对层间位移的限制要求，构件的承载力一般也能满足要求。主框架如图17。 图 17 主框架示意图杆件截面校验:首先进行柱的校验，然后是梁的校验。（1）柱的校验:柱选用方钢，横截面积，许用压应力2625mmA MPa170柱横截面上工作应力为 MPaAF68.12010625754226max满足强度条件，故钢柱的强度是安全的。（2）梁的校验:梁选用热轧等边角钢8，,。梁主要受到

55、的力是弯矩和剪力, 许用mmd4mmb25正应力，许用切应力 MPa170 MPa100正应力正应力图 18 角钢截面临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计22由图 18 所示的三个截面处抗弯截面系数分别为，359. 0cmWx3092. 0cmWx，则340. 0cmWy MPaWMy75.241040. 01088.990253566maxmax剪应力剪应力 先求出角钢的静矩312505 .124212425mmyASiiZ PadISFZzS31.137041003. 112505 .451654max,maxmax可见，选用的角钢同时满足弯曲正应力与弯曲切应力强度条件。临沂大学

56、机械工程学院 2014 届本科毕业设计23 立体车库电气控制系统设计4.1 电气控制系统整体设计整个车库设计由一台PLC对车库进行统一的管理和监控，通过PLC控制载车板纵横传动装置以完成对车辆的存取操作。各车位内车辆的调入调出由PLC根据当前各车位的车辆存放情况，按照相应的调度策略调度车辆进出。立体车库的自动存取车控制系统包括弱电与强电两套系统。弱电系统主要包括各种信号的采集、报警与控制输出。PLC输出信号给接触器线圈，控制接触器的接通与关断。强电系统包括载车板电机控制线路、控制电机正反转接触器、到位限位及载车板的上下行程限位。车库采用车位检测装置代替人工找位，用升降装置输送汽车到位。系统在面

57、板处设有急停开关，当发生意外时，按下急停开关，断掉所有电机的电源，使载车盘无法继续运行，以保护人员及设备的安全。系统输出控制信号包括控制电机运行方向信号，控制电机运行信号，控制电磁铁得、失电信号，控制灯光报警信号，控制车库照明信号。升降横移式立体车库是一种比较典型的跨学科机电一体化产品，集机械、电子、信息技术于一体。其中，电子技术、信息技术和传感技术的合理运用与组合构成了车库的控制系统。升降横移式立体车库的控制系统是整个车库系统的重要组成部分，也是车库系统的核心。执行机构是“四肢”，框架是“躯体”，那么控制系统就是“大脑”。它指挥着车库的每个运作过程，并对整个系统的状态过程进行监控。升降横移式

58、立体车库的系统控制原理：操作者(人)要通过控制系统信息交流的平台(界面)把操作信息传送给控制系统，经系统处理后，系统把可识别的控制信息通过辅助设备驱动执行结构，来完成车库现场的运作。其系统控制原理框图，如图19所示。由于 PLC 的可靠性、抗干扰能力强。国内外现有的升降横移式立体车库，它们的系统控制形式大都采用可编程控制器控制，特别是应用在智能化要求程度高、多车尾、大容量的现代化升降横移式立体车库中。PLC 的可靠性、抗干扰能力强。PLC 的硬件系统结构框图如图 20 所示。9临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计24图 19 车库系统控制原理框图图 20 PLC 的硬件系统结构框图在

59、升降横移式立体车库中，控制系统中主控单元的主要控制对象首先是车库内的横移电机和升降电机，控制系统就是使它们在不同的时间内实现正反转;其次是车库内的各种辅助装置，如指示灯及其各种安全设施等。为了保证载车板能横移到预定位置以及载车板能上升或下降到指定位置，采用了行程开关。为了判断载车板上有无车辆，采用了光电开关。一般小型车库选用按钮操作，界面清楚，易于操作，但对于大型车库来说要用上位机来进行对其控制。同时在车库中还采用了一些传感器以及安全预警装置，因本系统只有开关量输入而无模拟量输入，凭可编程序控制器本身的抗干扰能力和隔离变压器就能满足要求，因此可不必再另外增加其它抗干扰措施。临沂大学机械工程学院

60、 2014 届本科毕业设计25检测点与控制点：（1）检测点分布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。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。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。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。（2）控制点分布一层载车板左右平移控制。一层载车板只