升降横移式立体车库毕业设计说明书

1、二 一 二 届 毕 业 设 计链条式四层升降横移立体车库总体设计学 院： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成时间： 摘 要 Abstract：前言1第1章绪论21.1机械停车库的产品特点及优势21.2国内外研究现状2国外研究现状2国内研究现状3主要发展趋势41.3立体车库的分类及特点41.4升降横移式立体车库简介6立体车库工作原理6立体车库机械部分部件结构和功能71.5升降横移式立体停车库的优越性91.6设计原始资料10第2章传动系统设计112.1电动机的选择11升降运动电机的选择11横移运动电机的选择112.2减速器的选择12升降系统减速器的选择及计算12横移系统减速器的选择及计

2、算162.3其他传动部件的计算25轴的计算与校核25载车板提升链校核27键的选择和校核：28联轴器的选择30第3章立体车库结构设计313.1概述31结构设计的重要性31机构体系选择31结构尺寸确定32立体车库受力情况分析323.2立体车库钢结构分析设计与校核33导轨支撑梁的设计与校核33立柱的设计与校核35托架横梁设计与校核37托架纵梁设计与校核393.3安全防护机构的设计39第4章连接设计404.1钢结构的连接种类和特点40钢结构的连接方法40焊接连接的特点40螺栓连接的特点40铆钉连接的特点404.2纵梁与柱的连接设计40搭接板与柱的焊接连接设计40搭接板与悬伸支撑托座（牛腿）的焊接连接设

3、计42纵梁与悬伸支撑托座（牛腿）的螺栓连接设计444.3柱与柱的拼接连接设计454.4纵梁与纵梁的拼接连接设计45梁的拼接分析45螺栓的选用及验算454.5横梁与柱的连接设计4646设计条件47柱与搭接板1的焊缝计算47横梁与搭接板2的焊缝计算47搭接板1与搭接板2的螺栓连接设计484.6柱脚设计48设计条件48柱脚底板尺寸确定48底板下混凝土受最大压应力校核48锚栓强度校核50柱脚底板厚度计算50锚栓支承加劲肋的计算51柱与底板的焊接设计51加强筋与底板的焊接设计51第5章屋盖设计525.1屋架设计52设计条件52屋架形式及几何尺寸确定52杆件的设计52节点计算565.2檩条设计59设计条件

4、59初选截面59载荷计算60内力计算61强度验算61刚度验算62檩条与屋架连接设计625.3屋面设计63设计条件63初选截面63压型钢板与檩条的连接设计63第6章结论与展望656.1结论656.2展望65参考文献67前言近几年来，随着汽车工业和建筑业两大支柱产业的快速发展，在一些大、中城市相继出现了停车难和乱停车的现象。在解决城市停车难的问题中，欧美国家和亚洲国家采取的措施有所不同。但立体化停车是各个国家都积极采取的措施，尤其是全自动化的机械式立体停车库，在很多国家和地区都得到了快速的发展。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。机械车库具有突出的节地优势，而且相对造价低，

5、使用方便、操作简单、安全可靠、存取快捷。机械式立体停车设备以其独特的优点，引起了各界的重视，得到了广泛的应用。机械式立体停车库可充分利用空间，在有限场地上，最大限度停放车辆，是改善城市交通，缓解城市停车难的新途径。就当前社会对于立体停车库的需求，本文介绍了各种型式立体停车库的特点，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，它也是比较典型的机电一体化产品。一些大城市已运用其实现许多停车问题。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。本文对4层链条式升降横移式立体停车库的结构进行了全面的力学分析，包括升降横移式立体停车库的框架结构的强度、横移传动

6、系统中轴的强度和升降传动系统中轴的强度等。本文还对升降横移式立体停车库的整体框架和局部进行了结构优化，使整体框架的强度提高了，重量减轻。第1章 绪论1.1 机械停车库的产品特点及优势1. 节省占地面积，充分利用空间。一般情况下，机械式立体停车库的占地面积约为平面停车场的1/2-1/25，空间利用率比建筑自走式停车库提高75%以上。2. 相对造价低。机械式停车设备每个泊位投资约2万-8万元，而建筑自走式停车库每个泊位的造价约为15万元以上。据一份资料显示，同样是停50辆车，传统的停车场需1650平方米的空间，造价约750万元，而采用塔式立体车库却只需50平方米，其造价只需400万元（含20万元土

7、建费），可节约47%的投资。3. 使用方便、操作简单、安全可靠、存取快捷。一般一次存（取）车时间不超过120秒。此外，由于存取车、收费等实现全自动化，因而汽车进入车库后的所有过程均由电脑控制，可减少废弃排放，有利环保。4. 便于实现城市停车库一卡通管理。以上海为例，现在每年都会新建地铁站，而在其附近往往也会建造一些停车场，并可以使用公交一卡通享受“停车+轨道交通”的换乘优惠，这是目前政府大力推广的哦“P+R”模式，通过建造自动化程度较高的机械车库，将大大方便停车管理，甚至可以做到无人值守。5. 提升建筑智能化程度及档次。在房地产进入品牌化竞争的同时，采用机械式立体停车库方式，不仅可以提高整个小

8、区、主体建筑的智能化程度和楼盘档次，而且可以吸引更多的消费群。成为楼盘的一个卖点。机械停车库所产生的社会效益及经济效益均高于其他方式的停车库，尤其是特大城市商业用地，意义更为显著。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状1932 年美国开始建造第一台简易式存车库采用电梯系统上下搬运汽车。它是Bowser 公司在美国俄亥俄州辛辛那提市建造的Carew 塔式车库， 共24 层能容纳500 辆汽车， 该车库直到1979 年才投入使用。1968 年6 月， 英国的第一座大型自动化立体停车库在伦敦的Rochester Row 建造。这个能容纳300 辆汽车的设施， 由威斯敏斯区政府的路外停车部门M

9、aster Park所有和管理， 它实际上是一个半自动化升降操作的设施， 直到今天还在提供停车服务。20 世纪80 年代中期， 德国的Krupp 制造公司在当地安装了两台较大的机械式立体停车设备， 一个是在萨尔布吕肯， 另一个是在慕尼黑， 这两台设备目前都仍在运营。意大利从事停车设备开发和生产也比较早。较好的公司有： 意大利Sotefin、Interpark 等。由于欧洲国家土地资源比较富余，停车问题表现不很突出， 停车设备应用量不是很大。多数为巷道堆垛式产品， 多层升降横移式产品应用很好。意大利和其他一些欧洲国家的优势在巷道堆垛类产品上。截至2002 年底， 荷兰已有大约90 座机械式停车库

10、， 但在建筑密度较高的市中心区并不太多， 部分原因是由于人们缺乏对机械式停车系统的认识， 对这种系统的信任度不高。2001 年1 月， 一种高度相当于14 层楼、内部结构好似书架的立体停车库在莫斯科投入使用。韩国机械停车设备技术是日本技术的派生。产业从20 世纪70 年代中期开始起步， 80 年代开始引进日本技术，经过消化生产和本土化， 90 年代开始为供应使用阶段。由于这几个阶段得到政府的高度重视， 各种机械停车设备得到普遍开发和利用， 韩国近几年增长速度都在30%左右。1987 年， Krupp 在韩国首都汉城设计建造了世界上最大的自动化停车库， 拥有1300 个车位。亚洲的停车设备技术起

11、源于日本， 日本从20 世纪60 年代开始从事机械停车设备的开发、生产、销售和服务， 至今已有四十几年的历史。目前在日本从事机械式停车库及其设备开发、制造的公司约有200 多家， 其中生产机械式停车设备的公司约100 多家， 比较大的公司有新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等。1.2.2 国内研究现状我国机械式车库的早期研究开发工作是80年代中期开始，90年代开始引进和生产停车设备，在北京、上海、广州、深圳等地都有使用。参照日本等国标准制定的我国行业标准也于近几年出台，目前停车设备生产厂已发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有些停车设备已开始出口。机械式立体车库是一种具有综合性能的建筑，不仅

12、包含了机械停车设备，其规划建设涉及到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域，就停车设备而言，其机械结构的发展已形成了停车设备独有的技术特征，需要多学科、多专业的复合型人才积极参与，把国外停车技术和各领域的成熟技术移植到我国停车产业，开发出安全、经济、高效、节能、省地的产品，满足国内外市场的需求。在我国的停车产业发展中还存在一些问题，如没有统一的技术标准；多数产品是仿效或引进国外技术制造，技术水品低；缺少具有一定规模的企业，生产能力不足；市场竞争无序，个别企业为抢占市场，采取低价竞争；缺少科研设计单位的参与，技术创新能力严重不足；

13、政策不配套，对停车产业发展和管理严重滞后等。解决上述问题，需要我们在政策市场、管理和技术多方面做出努力。政策方面应参照国家的有关政策法规，规划确定出专用和公共停车位的合理数量，实现投资主体多元化，确定车库的管理属性和停车收费标准，给予投资和经营者相应的优惠政策，使其有利可图。市场方面应建立车库市场运行机制，利用价格杠杆调高占路停车收费标准，逐步消除“路满库空”现象。鼓励按市场规则经营车库，并实施政府监督和政策调控，使停车产业良性发展。1.2.3 主要发展趋势随着当今社会各种高新技术的引入，立体车库正在向专业化、复杂化、智能化和高自动化方向发展，重点表现为以下几个方面：专业化：理他日车库系统稳定

14、可靠，能正常运行而不出故障时用户的首要要求，也是一套停车场系统的重中之重。因此，必须提高制造厂商的专业化程度，才能保证设备的可靠性，立体车库的软硬件设施及各种设备的配套也应当达到专业化程度。复杂化：立体车库产业正在向多元化方向发展，它已经不仅是纯粹的机械设备，还包含了当今机械、电子、建筑、液压、光学、磁控、管理和计算机技术等领域的大量先进技术。立体停车系统已经日臻完善，如汽车出入车库时采用声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟踪、链绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车安全检测、图像识别技术、科学管理等，各种领域先进技术的综合使用，已经使立体车库成为一

15、个独立的大型复杂的高技术设备。智能化：立体车库的发展越来越 向着智能化方向发展，一些新技术正在迅速进入该领域，如变频技术、全电脑控制系统、导航定位技术、图像识别技术、传感技术、光纤通讯技术、防火防盗系统、停电及电源故障的自动判别排除及处理系统等。对于全电脑自动控制系统，要开发、设计专用硬件系统和专用软件，使之适用于存取车全过程的管理和控制，尤其是对于“模块”阁架式立体车库的电梯调配，自动送车找位、自动平层，应快捷、准确、可靠。系统安全装置的设置要与动态过程安全检测形成闭环，确保存取车过程的安全运行。高自动化：立体车库的高自动化主要表现为先进的自动控制技术和科学管理方法。控制技术和管理方法互为所

16、长，大幅度提高了存取车效率。在控制方法上采用了遥控技术和自动识别系统：车辆停靠稳妥（在车库外面需要自动转向）后，车库可以将汽车自动停放到合适的位置，可实现无人操作；在科学管理方面，计算机中心对停车场实行全方位管理，整个停车场完全在计算机监控之下，包括设备监控、出入口监控、停车场内部监控，整个停车场运行的状态信息可以存入计算机，通过便捷的人机管理界面，实现车流量统计、系统故障查询、收费状况查询、进出车辆信息查询、系统运行状态的实时查询，同时可以设置打印报表功能。未来的车库系统管理更开放、更灵活，整个管理系统能够实现控制与管理一体化，系统操作更加简便，功能更加强大，整个车库的管理可以纳入楼宇自动化

17、系统，连入网络，形成一个综合的计算机管理网络信息系统，真正实现立体车库的无人化管理。1.3 立体车库的分类及特点机械式立体车库根据其构造上的不同可分为垂直升降式、升降横移式、巷道堆垛式、水平循环式、多层循环式、平面移动式、竖直循环式、简易升降式等立体车库。其中垂直升降式、升降横移式、巷道堆垛式、水平循环式、多层循环式、平面移动式立体车库是大型停车场，停放车辆多达数十辆以至上千辆之多，适合于建在有相对较大的空间而且车辆停放密集区如中心商业区、车站、码头等。竖直循环式、简易升降式一般占地面积较小，存放车辆较少，适合家庭和住宅小区停车。（1）升降横移式立体车库由停车位与升降装置立体组合而成的停车装置

18、，升降装置可整体横向移动或升降装置的搬运器可横向移动，停车位设置在升降道和移动道的两侧，通过车盘的升降和横移操作实现停车取车;采用模块化设计，车位数从几个到上百个均可，可以在地面及地下停车场使用，也可设计成半地下形式，使用形式灵活，造价较低，因此这类停车库比较普遍。（2）垂直升降式(电梯式)立体车库车库中间是升降机垂直运送汽车的通道，两侧是沿垂直方向设置的停车车位，类似于电梯的工作原理，把容纳汽车的停车室和升降汽车的升降装置组合起来。存取车时由升降机构带动车和托盘到达指定层面，然后用横移装置通过横向伸缩把车和托盘搁放在指定存车位置上或是相反。通过横移装置将指定存车位上的车辆和托盘送入升降机构，

19、升降机构降到车辆入口处，打开库门，将车开走。其内部为层状结构，一般以二辆车为一个层面，整个存车库可多达20-25层，平均50平方米的土地可容车40至50辆，比传统的停车场容车量高出约10倍，是酒店、商场、商务场所等人口极度密集区的首选停车设备。这种车库的高度较高（几十米)，对设备的安全性、加工安装精度等要求都很高，造价较高，但外型美观大方，可以与建筑物并设，也可单独设置，与环境融洽结合，高效利用土地。最适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆集中停放的集聚点。（3）巷道堆垛式立体车库其工作原理和堆垛式立体自动化仓库存取货物很相似，采用堆垛机或桥式起重机作为存取车辆的工具，所有进到搬运器的车辆均

20、由堆垛机或桥式起重机水平且垂直移动到存车位，或者从存车位取出，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高 ,所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。 （4）多层循环式立体车库搬运器排列成两层或两层以上并作上下循环运动而实现车辆多层存放的停车设备，根据循环的形状可分为圆形循环式和箱形循环式。圆形循环式车库一般存车位较少，出入库时间短;箱形循环式车库车位一般较(图2-4)多层循环式立体车库多，空间利用率高。在每列任意两层的两端，搬运器以升降运动进行不同层之间的循环。根据循环方向与停车方向的关系，可分为纵式和横式两类。根据汽车出入地下室的方式可分为由汽车自行驶到地下停车装置上的直接

21、出入式和用升降装置使汽车出入的升降式。（5）竖直循环式立体车库垂直循环类机械式停车设备采用与地面垂直方向做循环运动而达到存取车辆的停车设备。其工作原理是通过减速电机带动传动机构，在牵引构件链条上，每隔一定距离安装一个存车拖架，存车拖架随链条一起作循环运动，从而达到存取车辆的目的。存车时，司机将车开至设备存车托架准确位置后，停妥后，司机出库。按动操作按键，电机启动，存车托架随之运动，另一存车托架转动到进口位置即停，则可进行下一存车操作；取车时，按下所取车编号按键，设备动作，存车托架按最短路程欲行 至出口，司机进入存车托架，将车开出。该类型车库占地小，容量大，利用地面两个平面停车位可同时停放7-3

22、2辆车；机械性能稳定，安装操作简便，配置灵活，存取车方便；运行平稳，制动可靠，安全性高，外观轻巧美观。（6）简易升降式立体车库如简易升降类机械式停车设备把停车位分成上、下二层或二层以上，借助升降机构或俯仰机构使汽车存入或取出的一种机械式停车设备。该类车库一般为准无人方式，结构十分简单、建造成本较为经济，安装周期也很短，性能可靠、操作也十分容易。该类车库多适用于多用于私人住宅、企事业单位、地下室等场所，在面积一定时至少增加二倍以上的停车位。托运盘作升降运动的装置有钢丝绳式的、链式的、液压式的等形式。1.4 升降横移式立体车库简介1.4.1 立体车库工作原理（a）寻找待停空位；（b）使空位托盘下方

23、移空，并下移；（c）等待停车；（d）待停车上升；（e）待停车就位；（f）停车位恢复到存车前状态1.4.2 立体车库机械部分部件结构和功能升降横移式立体停车库的优越性在众多的停车设备中，升降横移式立体停车的优点比较突出，主要表现在几个方面： 节约占地面积，充分利用空间。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1/2-1/25，空间利用率比建筑自走式停车库提高了75%。 相对造价比较低。升降横移式立体停车库每个泊位约1.5万元，而建筑自走式停车库每个泊位的造价约为巧万元以上。 使用方便，对操作人员的要求不高，操作简单、安全、可靠，存取车快捷 ,维护也很方便。一般存取一辆车约为80秒

24、。 减少了因路边停车而引起的交通事故。在许多城市的主要地段，司机往往没有找着停场而把车停靠在路边，这样就很容易阻塞交通，甚至引起交通事故 。 增加了汽车的防盗性和防护性。在车库的系统中配置有智能防盗装置 、防火装置等 ，增强了车库的整体安全。 改善了市容环境。在现代化的车库的设计中，不仅仅只是为了满足停车要求 ，更主要的是让其融入城市的整体建筑环境中，成为现代化大都市一道独特的风景 。升降横移式立体停车库是全自动化的停车方式，也是今后停车改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市，采用机械式立体停车方式，显得尤为必要，而升降横移式立体停车库也在机械式立体停车库中显得更加普遍化，居民化。1.5 设计

25、原始资料 该方案为小轿车停车位设置。汽车设计车型外廓尺寸及参考重量车 型长（m）宽（m）高（m）重量（t）小轿车小4.801.701.601.50中5.051.851.601.60大5.602.051.652.20主要技术指标1驱动方式：电动机链条驱动或钢丝绳卷扬驱动2升降电动机功率采用3.0kw；横移电动机功率采用0.37kw。3升降速度4m/min；横移速度6m/min。4操作方式采用集中按键式操作。5控制采用PLC实现第2章 传动系统设计2.1 电动机的选择2.1.1 升降运动电机的选择根据车库使用要求，任务书给定提升速度为V=4mmin。预估载车板重量为m1=450kg，取最大停车重量

26、为m2=2200kg， m总=m1+m2=2650kg因此，G总=m总g=2.65104N 取g=10N/Kg取传动中各部件的效率如下：链传动效率：=0.97， 轴承效率：=0.99， 齿轮效率：=0.97； 总=0.912。又考虑传动中的各种摩擦阻力， 使载荷阻力增大10%。故电机提升功率P为：P=G110%/ 总=2.651044601.1/0.912=2.131kw查机械设计课程设计手册表12-6，电动机型号为YZR132M2-6，额定功率P=2.8kw，额定转速为n=940r/min。2.1.2 横移运动电机的选择由于电机通过联轴节直接驱动再扯板行走轮转动，实现载车板横移运动。横移速度

27、主要由设备运行周期，周围环境的安全性，载车板运行时的平稳性等因素确定。本设计给定为V=6mmin。横移载车板与停放车辆总重为2650kg，重力为2.65104N。横移轮与轨道之间为滚动摩擦，取横移滚轮与轨道之间的滚动摩擦系数=0.2，则横移载车板与轨道之间的摩擦力f为：f=G=2.651040.2=5300N取传动中各部件的效率如下：轴承效率：=0.99；齿轮效率：=0.97； 总=0.922。又考虑传动中的各种摩擦阻力， 使载荷阻力增大10%。则横移电机的所需功率P为：P=f110%/ 总=53006601.1/0.922=0.632kw查机械设计课程设计手册表12-1，所选电动机型号为Y8

28、01-4型电动机，额定功率为P=0.75kw，额定转速n=1390r/min。2.2 减速器的选择2.2.1 升降系统减速器的选择及计算（1）升降传动比i的确定：根据电机转速n=940r/min，要求提升速度=4m/min。初取链轮工作直径D=120mm。可得：n链轮=Di=n电n链轮=n电D=9403.1412010004=88.548取i=89n链轮=n电机i=94089=10.56r/min（2）升降系统减速器的设计：（a）分析：根据升降系统需要减速装置的特点，通过与电动机直联的摆线针轮减速器进行减速，再通过与摆线针轮减速器输出轴相联的链轮进行减速。由于以前对摆线针轮减速器了解甚少，而且

29、同学中的大多数人对摆线针轮减速器都不了解，所以在这里，有必要对针轮摆线减速器进行简单介绍。如图：图 2-1 针齿1-输入轴；2-转臂；3-针齿套；4-针齿销；5-摆线轮；6-输出轴；7-销轴；8-销轴套摆线针轮减速器是由少齿渐开线行星减速器发展而来的。所不同的是它的行星轮齿是采用摆线齿，而内齿轮是采用针齿（如上图）。“摆线针轮行星传动”是属于一齿差行星传动，即内齿轮齿数ZB和行星轮齿数ZC之差ZB-Z C=1。其转臂和输出机构等则和少齿差行星齿轮传动一样，这时，转臂（输入轴）的转速nx与输出机构（输出轴）的转速nv之间的传动比为：i=nxnv=-Z C因此可知，这种行星传动的传动比等于行星轮的

30、齿数，输入轴和输出轴的转向相反。与普通减速器比较，摆线针轮减速器具有以下优点：（1）结构紧凑、体积小、重量轻；（2）寿命比渐开线齿轮减速高出5倍左右；（3）运转平稳，噪声小；（4）效率较高，一级传动可达90%95%。但是摆线针轮减速器也具有一下缺点：（1）制造精度要求较高，否则达不到多齿接触；（2）摆线齿的磨削需要专用的机床。设计建造机械式立体停车库的目的就是节省停车用地，所以立体停车库的特点之一便是结构紧凑，占用空间小，但是由于立体停车库的每个车位都需要两个（一个用于提升，另一个用于横移）减速器，若使用一般的渐开线齿轮减速器，便会占用大量空间，达不到节省停车空间的目的，所以，立体停车库所用减

31、速器应该首选结构紧凑、体积小、重量轻、噪声小、寿命长的摆线针轮减速器。（b）摆线针轮减速器的选择：已知减速器的输入功率P1=2.8kw，实际输入轴转速n=940r/min，根据表9-2-33，工况系数KA=1.2则：Pc1=P1KAnn10.3=2.81.2（1500/940）0.3=3.9kw4kw查机械设计手册表16-2-141，选择二级直联型摆线针轮减速器，传动比为187，型号为：XWED8185C（C）二级链轮减速器的计算和选择 (1)小链轮齿数Z1的选择：小链轮齿数Z1按照推荐值选择，根据机械设计使用手册表8-2-5，选择Z1=23。设计及功率：P传递功率；KA 工作情况系数，KA=

32、1.0；KZ小链轮齿数系数，KZ=1.1；Kp多排练系数，Kp=1.75Pca=KAPKZKp=1.02.81.11.75=1.76kw(2)链条节距选用：根据Pd=P0（特定条件下单排链条传递的功率），P0=1.76kwn1=n针轮=n电机i1=940187=5.03r/min查机械设计图9-11，选择链号为24A，节距P=38.1mm的链条。(3)链速：=Z1n1p1000=235.0338.11000=4.4mmini=4.44=1.1(4)大链轮齿数计算：Z2=i2Z1=1.123=25.3按照推荐值选择Z2=25(5)初定中心距：查机械设计手册表13-2-2，计算得a0min=0.2

33、Z1i+1p=368.046mm取a0=368mm(6)链节数：LP=2a0p+Z1+Z22+Z2-Z122Pa0=236838.1+23+252+25-2323.14238.1368=43.33取LP=44(7)理论中心距：查机械设计表9-7，得中心距计算系数f1=0.250，则最大中心距为:a=f1p2LP-Z1+Z2=381mm(8)链条长度：L=LPp1000=4438.11000=1.68m(9)有效圆周力：Ft=1000Pcav=10001.764.460=24000N(10)作用在轴上的力：FQ=kFPFt=1.1524000=27600N(11)润滑方式选择：已知：p=44.4

34、5mm,v=0.073m/s,查机械设计图8-2-4，选择第种润滑方式，使用人工定期润滑。 d）滚子链链轮的基本参数和主要尺寸的确定：图 2-2 滚子链轮小链轮：已知：节距p=38.1，齿数z=23，链节数LP=44，链长L=1.68m，中心距a=368mm，链速v= 0.073m/s基本参数：查机械设计手册表13-2-1，GB/T 1243-1997，配用链条排距为pt=45.44mm，滚子外径d1=22.23mm主要尺寸：分度圆直径：d=psin180z=38.10.136=280.147齿顶圆直径：da=p0.54+cot180z=38.17.84=298.67299齿根圆直径：df=d

35、-d1=280.147-22.23=257.9mm分度圆玄齿高：ha=0.27p=0.2738.1=10.28710.29最大齿根距离：Lx=dcos90z-d1=280.1470.998-22.23=257.26齿侧凸缘直径：dgpcot180z-1.04h2-0.76查表13-2-1，内链板高度h2=36.2mm.dgpcot180z-1.04h2-0.76=228.32-37.65-0.76=189.9取dg=150mm(二)大链轮：已知：节距p=38.1，齿数z=25，链节数LP=44，链长L=1.68m，中心距a=368mm，链速v= 0.073m/s基本参数：查机械设计手册表13-

36、2-1，GB/T 1243-1997，配用链条排距为pt=45.44mm，滚子外径d1=22.23mm主要尺寸：分度圆直径：d=psin180z=38.10.125=304.8齿顶圆直径：da=p0.54+cot180z=38.17.94=302.5303齿根圆直径：df=d-d1=304.8-22.23=282.57mm分度圆玄齿高：ha=0.27p=0.2738.1=10.28710.29最大齿根距离：Lx=dcos90z-d1=304.80.998-22.23=281.97齿侧凸缘直径：dgpcot180z-1.04h2-0.76查表13-2-1，内链板高度h2=36.2mm.dgpco

37、t180z-1.04h2-0.76=302.38-37.65-0.76=263.97取dg=220mm链轮形状设计：本设计中的大小链轮局采用目前流行的三圆弧直线齿形（或称为凹齿形），奇迹和尺寸计算见表8-2-18。齿形按3RGB1244-1985规定制造。2.2.2 横移系统减速器的选择及计算（1）横移系统传动比i2的确定：电机转速n=1390r/min托板横移速度v=6m/min滚轮直径：D=80mm=0.08mn滚轮=D=63.140.08=24r/mini=n电n滚轮=139024=58所以系统总传动比为i=58 （2）横移系统减速器的设计：a）分析：横移系统共需要二级减速装置，第一级通

38、过摆线针轮减速器进行减速，第二级通过渐开线圆柱齿轮进行减速。b）摆线针轮减速器的选择：已知输入功率P1=0.75kw，实际输入转速n1=1390r/min计算输入功率：Pc1=P1KAnn10.3KA摆线针轮减速器的工作情况系数，考虑电机启动时摆线针轮减速器会受到中等冲击，而且其工作形式属于间歇式工作，查机械设计使用手册表9-2-33，KA取1.2。查表9-2-37，n1=1500r/minPc1=P1KAnn10.3=0.751.2（1500/1390）0.3=0.92kw1.1kw取机型号为3，传动比为29的直连型卧式一级摆线针轮减速器，型号为：ZWDO.75-73B-29c）圆柱齿轮减速

39、器的计算与选型：传动比的确定：Pc1=P1KAnn10.3=0.751.2（1500/1390）0.3=0.92kw1.1kw设n2为摆线针轮减速器输出轴的转速，即圆柱齿轮减速器的输入转速。所以圆柱齿轮对的减速比为2。选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数：按照传动方案，选用支持圆柱齿轮传动。由于转速不高，故选用8级精度（GB10095-88）。材料选择，由表10-1选择小齿轮为40r（调质），硬度为280HBS。大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。由于此处齿轮传动属于开式齿轮传动，工作条件比较恶劣，轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不至于过小，故小齿轮不宜选择过

40、多的齿数，这里Z1取17即可，大齿轮轮齿数Z2=i2Z1=217=34按齿面接触强度设计齿轮：由设计计算公式10-9a进行计算，即：d1t2.323ktT1di1iZEH2确定公式内的各计算数值：试选择载荷系数，查机械设计实用手册表8-3-27，取kt=1.2计算小齿轮传递的扭矩：T1=95.5105P1n1=95.51050.7548=1.5105Nmm由表10-7选择齿宽系数，d=0.6。由表10-6查得材料弹性影响系数ZE=189.8MPa12.由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限：Hlim1=600MPa；大齿轮的基础疲劳强度极限为Hlim2=550MPa。由式10-

41、13计算应力循环次数：n齿轮的转速j齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数齿轮的工作寿命，单位为h(设计寿命为15年，每年工作365天，一班制，一班工作时间为3h) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数：计算接触疲劳许用应力：H=KHNHlimS式中：S偏劳强度安全系数，对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声，振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，所以取。KHN考虑应力循环次数影响的系数，称为寿命系数。Hlim齿轮的疲劳极限因此，H1=KHN1 Hlim1S=KHN1 Hlim1=118600=708MPaH2=KHN2 Hlim2S=KHN2 Hlim2=114550=665.5MP

42、a计算：计算小齿轮分度圆直径d1t，带入H中较小值：计算圆周速度：计算齿宽：b=dd1t=0.676.92=46.152计算齿宽与齿高之比bh：计算载荷系数：根据v=0.2m/s，8级精度，由图10-8查得动载系数KV=1.06所选齿轮为经表面硬化的直齿轮，假设KAFtb100Nmm查表10-3，得：KH=KF=1.2由表10-2查得使用系数KA=1.25由表10-4查得8级精度，小齿轮相对支撑布置为悬臂时：KH=115+0.181+0.67d2d2+0.3110-3b带入数据后得：KH=115+0.181+0.670.620.62+0.3110-346.152=1.385由bh=4.53，K

43、H=1.385，查图10-13得KF=1.325故载荷系数：K=KAKVKHKH=1.251.061.21.368=2.024按实际的自爱和系数校正计算得的分度圆直径，由式10-10a得：d1=d1t3KKt=76.9232.2041.2=94.2mm计算模数：按齿根弯曲疲劳强度设计：由式10-5得弯曲强度的计算公式为：m32KT1dZ1YFaYSaF式中：K载荷系数，K=KAKVKHKH齿宽系数，齿形系数，载荷作用于齿顶时的应力校正系数。确定公式内的各计算数值：由图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为，大齿轮的弯曲疲劳强度极限为。由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数。计算弯曲疲劳许用应力

44、：取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得：F1=KFN1FE1S=0.955001.4=339.29MPaF2=KFN2FE2S=0.953801.4=244.29MPa计算载荷系数：K=KAKVKHKH=1.251.061.21.325=2.107查取齿形系数：由表（10-5）查得：查取应力校正系数：由表（10-5）查得：计算大、小齿轮的YFaYSaF并加以比较：YFa1YSa1F1=2.971.52339.29=0.01331YFa2YSa2F2=2.511.64244.29=0.01685所以，YFa1YSa1F1YFa2YSa2F2因此在计算式，取大齿轮的YFaYSaF，即

45、YFaYSaF=YFa2YSa2F2设计计算：m32KT1dZ12YFaYSaF=322.1071.51050.61720.01685=3.946mm对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而吃面接触疲劳强度所决定的承载能力仅仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数3.946并就近圆整为标准值：m=4mm，按接触强度算得的分度圆直径d1=98.16mm，算出小齿轮齿数：大齿轮齿数：Z2=iZ1=225=50这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度

46、，安装在车库托板地横移系统上，也做到了结构紧凑，因为若占用较大空间，也会浪费大量钢材和建筑空间，所以这样的传动设计也具有较大经济性，避免了浪费。几何尺寸计算：计算分度圆直径：d1=Z1m=254=100mmd2=Z2m=504=200mm计算中心距：计算齿宽：b=dd1=0.6100=60mm取b1=60mm，b2=65mm校核：Ft=2T1d1=21.5105100=3103KAFtb=1.25300060=62.5Nmm100Nmm所以，设计合理。设计润滑：考虑到安装空间等一系列原因，此齿轮对为开式安装，查机械设计实用手册表8-3-164，润滑油黏度为200，采用定期手涂方式进行润滑，主义

47、防尘。计算齿轮对的几何尺寸：已知：分度圆直径：齿顶高：ha1=ha*m=14=4mmha2=ha*m=14=4mm齿根高：hf1=ha*+cm=1+0.254=5mmhf2=ha*+cm=1+0.254=5mm全齿高：齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径：db1=d1cos=1000.940=94.0mmdb2=d2cos=2000.940=188.0mm齿距：齿厚：S=m2=3.142=6.28mm齿槽宽：e=m2=3.142=6.28mm标准中心距：顶隙：c=c*m=0.254=1mm基圆齿距：法向齿距：顶圆压力角：重合度：分度圆齿厚：S1=m2+2x1mtan=6.28mmS2=m2+2x2

48、mtan=6.28mm齿顶高：ha=ha*m=14=4mm齿顶圆直径：齿轮的结构设计：通过齿轮传动的强度计算，只能确定出齿轮的主要尺寸，如齿数、模数、尺宽、螺旋角、分度圆直径等，而齿圈、轮毂等的结构形式及尺寸大小，通常都由结构设计决定。齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛胚、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计时，必须综合考虑上述方面的因素。通常是先按照齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据推荐用的经验数据，进行结构设计。当齿顶圆直径da=160mm时，可以做成实心结构齿轮，如图：图 2-3 齿轮结构当齿顶圆直径da=500mm时，可以把齿轮做成腹板式结构，如下

49、图：图 2-4齿轮各尺寸各尺寸的计算公式为：1 小齿轮结构设计：已知：m=4，z1=25，da=108mm ，da=108mm160mm，所以小齿轮应该做成实心结构。n1=0.54=2mm2 大齿轮结构设计：已知：m=4，z2=50，da=108mm，B=65mm，因为160 da500，所以应该做成腹板式结构。计算如下：D0da-12m=208-124=160mmC0.2B=0.265=13mmn1=0.5D4=0.445=72mmD2=0.3D0-D3=0.388=26.4mmD112D0+D3=160+722=116mm2.3 其他传动部件的计算2.3.1 轴的计算与校核（1）提升传动轴

50、的计算与校核：初选D1=70mm，材料为45号钢，根据安装形式与工作情况，应该对其进行悬臂梁抗弯强度校核：升降电机额定功率为P=2.8kw，若取链传动效率=0.97 P=P=2.80.97=2.716kwT=9550Pn链轮=95502.71610.8=2401.65Nm抗扭截面系数WT=0.2d3=0.20.0703=6.8610-5=TWT=2401.656.8610-5=35MPa查机械设计表15-1,45号钢的弯曲疲劳极限=45MPa。所以，故强度足够。（2）横移传动轴的计算与校核：初选D2=45mm，材料为45号钢，根据齿轮安装形式与工作情况，应该对其进行悬臂梁抗弯强度校核：横移电机

51、额定功率为P=0.75kw，若取每级齿轮传动效率=0.97，则P=P2=0.750.972=0.706kwT=9550Pn滚轮=95500.70624=280.9Nm抗扭截面系数WT=0.2d3=0.20.0453=1.8210-5=TWT=208.91.8210-5=11.478MPa查机械设计表15-1,45号钢的弯曲疲劳极限=45MPa。所以故强度足够。（3）提升系统链轮轴的计算与校核：图2.5 提升系统链轮轴受力简图P=2.8kw; P=2.716kwT=25100Nm轴长等于车位宽度lAB=7.8m此为大链轮初取d链轮=200mm。T=25MPa；n=24r/minbh=1811，W

52、=d332- bt(d-t)22d=18926.25mm3WT=d316- bt(d-t)22d=40121.25mm3P=14G车+G载车板=142.2+0.4510=6.63kN图2.6 提升系统链轮轴弯矩及扭矩图由图得最危险界面为A处。M=Pd=6.6330=198.9NmT=Pd链轮2=6.632002=663Nmr4=MW2+4TWT2=22.44MPa2.3.2 r4载车板提升链校核P平=14G车+G载车板=142.2+0.4510=6.63kNP升=12G车+G载车板=122.2+0.4510=13.25kNP滚=86700NP升机械手册表8-4-3。选择板式链LH1244，节约

53、P=19. 05，极限拉伸载荷P板=99820N，是平衡链拉力的14.8倍。裕量很大，除了链条拉力必须满足使用安全的要求外，还要满足结构要求，所以选择LH1244板式链。链条静强度n=QFtnPca=KAPKZKp=1.02.81.11.75=1.76kwFt=1000Pca=10001.7610.08=11158Nn=QFt=8670011158=7.78np其中np=48,，但由于速度较低故可取较小值，2.3.3 键的选择和校核：I、升降系统键连接的选择与校核：a）分析：输出轴通过键与链轮进行联接，传递转矩和转速，链轮安装方式为外伸悬臂式安装，承受扭矩较大，由于安装工艺，具体环境等因素的影响，链轮有跑偏的可能性，所以在这里选择楔键连接。b）计算选择：已知：链轮直径d=120mm 键传递的扭矩：T=2Fsd2=Fsd=6500120/1000=780Nm查机械设计表6-1，选择键的尺寸为：3218，键宽b=32mm，高h=18mm。轮毂宽度：L=1.5d=1.5120=180mm。所以，键长l=140mm(比轮毂宽度小些)。所选键的尺寸为：bh=3218，l=140mm，平头楔键。c）强度计算与校核：楔键联接安装后工作面上的合力为：F=Tx+fy+fd2=btb+6fdT