【《立体车库的机械结构设计案例概述》12000字】

立体车库的机械结构设计案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u12120立体车库的机械结构设计案例概述 1282131.1立体车库类别 1116061.2立体车库的整体结构 3124071.3立体车库的机械结构和设计 426771.3.1主框架 490921.3.2载车板 13122081.3.3传动系统 15245341.3.4安全防护措施 331.1立体车库类别关于立体车库的种类，根据停车设备的类型、参数等，参考文献书籍REF_Ref27503\r\h[24]，将现阶段的立体车库分为九类，具体的类型、代号、运行管理方式和功能特点如下表所示。表1立体车库分类类型代号运行方式及特点升降横移类PSH通过电机控制载车板的升降和横移移动来实现车辆存取功能。对车库施工地的场地面积要求相对较低,无空间限制;对于车库建筑规模大小可随施工环境任意尺度组合进行排列;车库采用PLC流程控制,自动化管理程度高;环保而又节能,低噪音;后期检修维护容易;安全可靠;对于车库建筑整体维护成本较低等。垂直循环类PCX通过电机控制，车辆载车板沿一个方向不断纵向垂直移动并且不断循环。具有土地资源利用率高，存取车迅速等优点。但缺点是结构复杂且运行稳定性差、成本相对较高。水平循环类PSX通过电机控制载车板的定向循环水平移动的方式进行车辆装载存取。优点同样使占地面积少，一般只应用于大型建筑的地下，而且能够有效减少进出车库的通行车道，降低建筑成本。多层循环类PDX通过电机控制，载车板在多层停车位之间不断循环移动的方式而进行车辆的循环存取。优点是能够对充分有效利用土地资源；车库的出入口位置可设多层任意位置；此外，可以实现自动化管理，有序存取。平面移动类PPY区别于传统平面式停车位，通过移动运输台和升降机，进行多个楼层之间车辆的存取功能。运输台与升降机相互协同进行，存取速度快；另一优势在于车库系统的模块化，方便快捷。但具有硬件繁多，故障率高等缺点。巷道堆垛类PXD采用堆垛起重机、搬运小车和横向移动车板实现车辆进出。车库空间利用率高，存车量大；装载板可同时进行升降和行走动作，使车辆进出更加方便快捷；全过程自动完成；安全可靠；成本相对较高。垂直升降类PCS通过垂直升降存储机构把上下车辆整体抬升至车上指定的地层进行存储,或将上下车辆从车上指定的地层存储降下至指定地面存储层。占地少,土地综合利用率最高;整体容车小重量大;强调绿色环保;采用智能化远程控制,操作简单方便。简易升降类PJS利用简易的汽车升降控制装置在未来可以实现在行人与汽车相互分离后的所有车辆自动存取。设备软件整体设计结构简单美观实用;设备存取数据操作方便快捷;设备可任意位置迁移;但设备只能同时实现两到三层的综合停车。汽车专用升降机PQS适用于不同类型车库管理楼层与各个类型车库出入口之间的各种类型车辆库的专用车库升降机的综合搬运,只是它可以直接实现单个车辆库的搬运,没有实现数据库的存取以及存储等的功能。由前表可知，升降横移式立体车库在结构上与其他不同种类立体车库建筑相比较为简单，优势明显，具有设施建造速度快，工程建设周期短、材料成本低等特点。并且废弃后的一些钢架材料也可以重复利用REF_Ref26141\r\h[6]。车库空间可容纳多种类型车辆，同时由PLC和上位机结合实现的自动化控制也具有安全、高效的特点。并且根据毕业设计课题要求，本次将针对三层四列共10车位的地上布置升降横移式立体车库进行机械结构和电气系统设计。1.2立体车库的整体结构图1.1总装图滚筒2-升降系统3-横梁4-立柱5-横移系统6-载车板7-斜拉杆8-地脚螺钉由图1.1可知升降横移式立体车库的总体结构，主要由以下五个部分组成REF_Ref27585\r\h[25]：主框架作为车库承载的主要支撑部分，需要采用钢架结构。其由支撑立柱、横梁、纵梁、斜拉杆等钢架拼接而成，并且可以承载电机、载车板等设备。载车板载车板是车辆的载体，每个车位都有一块相对应的载车板，用于存取和承载车辆。传动装置升降横移立体车库的传动装置可分为两部分。包括升降传动装置和横移传动装置。主要由电机、导轨、链传动、卷筒、钢丝绳等构成。升降传动升降传动的交流减速电机通过链轮带动卷筒转动，卷起和送放钢丝绳来控制载车板的上升和下降。横移传动横移交流减速电机依靠同轴的链轮转动，进而带动主动轮转动，从而实现载车板的左右横移。控制系统立体车库的控制系统主要包括信号检测输入、电机控制输出等组成部分。通过对各个传感器进行信号采集和数据分析，PLC进行控制分析处理，并发出输出指令给电机和安全装置，来实现动作的顺序执行，电机安全互锁等控制。安全装置安全装置采用已用最为广泛的防坠挂钩，具有结构简单、安全性能高、操作方便等特点，是安全防护系统中最为关键的部分。防坠挂钩通过控制电磁铁的得电，从而控制制动杆的伸缩来带动安全挂钩进行上锁解锁操作。1.3立体车库的机械结构和设计1.3.1主框架结构设计立体车库中因为对于车辆的高负载的要求，通常钢结构常常被用作主框架的搭建，因其拥有如下优点：a可靠性高b强度高c材料的塑性和韧性好d钢结构建造周期快、效率高e钢材的耐锈蚀性差主框架的钢架结构部分采用型材，例如槽钢、工字钢、方管等制造，并且加工、拆装方便。REF_Ref27630\r\h[26]主框架的基本结构主要由支撑立柱和横梁、纵梁以及之间的刚性连接进行构建。考虑到在实际过程中，车库车架的钢材主要承受弯曲应力，所以在设计过程中应对梁和立柱的强度、刚度进行校核。立体车库主框架的结构拼接是由空心方钢、工字钢和钢架连接件之间通过高强度螺栓连接而成，并通过斜拉杆搭建人字形结构方式保持的主框架的稳定。根据力学原理，现有的主框架结构主要有以下三种：单柱形式、跨梁形式和后悬臂形式。图1.2升降横移式立体停车库主框架形式1—梁2—立柱3—载车板单立柱形式的结构，立柱之间距离近，梁的跨度短，相对其他结构稳定性最好，在强度刚度方面也足以能够支撑较大负载，对于层数、列数较多的车库更加适用。同时，紧密排列的立柱也可以作为停车时的位置参照，然而，此种结构形式会占用一定面接，间接提高车位停车难度，钢架结构的增多也使建造成本增加。另一种典型的结构框架形式是跨梁形式。同样依靠支撑立柱进行支撑，但因立柱间距更大，横梁长度更长，跨距较大可以使车库拥有宽阔的视野面积，方便驾驶员停入驶出车辆。但是大的跨距所要求钢架结构需要的横梁长度更长REF_Ref27676\r\h[27]，并且跨梁式结构的力学性能、承载能力都远不如前者。后悬臂形式区别前面两种形式，车辆载荷全部由后面的立柱承受，这样所受力矩较大，且需要更高稳定性的立柱，很难适用在大型立体车库上。综合以上分析可知，针对于三层四列的升降横移式立体车库，要结合几种结构的优势，采用单立柱与跨梁形式相结合的框架结构形式，既考虑到结构的力学性能，又满足大的跨距需求。如前所述，弯曲变形是主框架的主要失效形式，但除考虑钢架的弯曲强度外，还需考虑钢架立柱的稳定性，所以本设计将引用人字形式的斜拉杆结构保持框架稳定REF_Ref27725\r\h[28]。图1.3主框架图根据文献[29]对立柱、梁等钢架结构进行选型设计。立体车库全部重量都由立柱进行承受，所以初选立柱型号20GB707-88空心方钢，截面为空心正方形，截面形状如图4（a）所示。外型尺寸为250×250×5500mm，立柱厚度为8mm。为了安装方便和稳定性考虑，在底部焊有一块400×400×30mm的正方形铁板，同时留出空间可以安装四个地脚螺钉来固定立柱。另外在立柱上焊接肋板来增加立柱的强度。横粱和纵梁的结构钢材采用工字钢，截面形状如图4（b）所示。所选类型为为300×130mm热扎工字钢18GB706-88，横梁长度5800mm，纵梁长度5870mm。斜拉杆采用角钢，截面形状如图4（c）所示。钢架连接处结构如图4（d）所示。立柱截面（b）横梁、纵梁截面（c）斜拉杆截面（d）钢架连接结构图1.4截面图强度校核支撑立柱车库停放车辆质量为1700kg，载车板重量560kg，工字钢的质量为57.5kg/m，则横梁质量为2668kg，纵梁质量为2070kg；空载总质量为10500kg，满载总质量为27500kg；车辆前后轮载荷以3：2分布进行计算，但电机作用与后梁，则可估计所有立柱在满载时所受压力相同，既F其中FN为每个立柱所收到的压力，M支撑立柱在生产实际中所受到的剪切力较小，主要承受压应力作用，所以考虑到危险情况，只需校核立柱的压应力和稳定性即可。材料选择Q235A，其材料参数：屈服极限；弹性模量；比例极限；抗拉强度；惯性矩，；截面系数，；惯性半径，；；考虑立柱自身重力，则立柱危险截面在立柱底端靠近地面处，所受压力FNFa支撑立柱屈服强度校核：σ经计算可得危险截面所受应力远小于支撑柱屈服强度，则支撑柱满足强度要求。b支撑立柱稳定性校核：由工况条件判断压杆的约束是一端固定另一端自由，所以压杆的长度因数μ=2；同时，已知支撑柱材料性能惯性半径imin=9.89cmλλ式（）（）为支撑柱的柔度计算公式。根据《机械设计》：a=304Mpa，b=1.12Mpa；λ式（）为最小柔度计算公式。支撑柱的柔度λ大于λp和λ2，λ>λp>λ2，属于细长杆，需要利用欧拉公式来计算临界载荷FcrFn式（）为安全系数计算公式，则支撑立柱满足稳定性要求。（2）横梁校核横梁的受力主要是车辆和载车板合计重量所产生的拉应力和弯曲应力。横梁的结构设计选择用20a热轧工字钢（GB706—88），材料使用Q235A。考虑到中层横梁需要承受中层载车部件的重量，则对中层横梁进行强度校核即可。横梁设计的总长度为5.8m，在整体框架中通过螺栓和钢架连接键与纵梁相互进行连接。对横梁进行受力分析，并绘制如下简化图图1.5。图1.5横梁受力示意图考虑载车板和汽车重量，由式（）可以求出A，B两点处的支反力FRF仅考虑压力和支反力的弯矩，最大弯矩M1计算如式（），仅考虑横梁自重弯矩，最大弯矩MMM则合并M1MM=a校核梁的弯曲应力σ根据式（）可得，横梁符合弯曲许用应力条件。b校核梁的剪切力由剪力图得：Fsmaxτ根据式（）得，横梁满足切应力强度条件。纵梁校核纵梁的受力同横梁有所区别，纵梁的受力虽然也主要是车辆和载车板合计重量所产生的拉应力和弯曲应力，但这两者是通过滑轮直接作用在纵梁上，针对纵梁的结构设计选用热轧工字钢。考虑到中间纵梁需要承受两边得载车板和汽车重量，则对中间纵梁进行强度校核。纵梁总长度为5.87m，在主框架中通过螺栓和钢架连接件与横梁相互进行连接。对纵梁的校核需要对其进行受力分析，绘制出的受力简化图如图1.6所示。图1.6纵梁受力示意图考虑载车板和汽车重量，由式（）静力平衡方程式求出C，D两点的支反力FC7F得FC=14仅考虑压力和支反力的弯矩，最大弯矩M计算如式（）M=a校核梁的弯曲应力σ根据式（）可得，纵梁符合弯曲许用应力条件。b校核梁的剪切力由剪力图得：Fsmaxτ根据式（）得，纵梁满足切应力强度条件。(a)主框架有限元分析模型（b）主框架有限元分析应力图（c）主框架有限元分析应变图（d）主框架有限元分析总位移图图1.7有限元仿真1.3.2载车板升降横移式立体车库的工作原理是通过各个车位对应的交流异步减速电机带动载车板进行升降、横移动作来对实现车辆的存取功能。载车板是车辆在存储过程中的载体。在车辆驶入立体车库后，后续操作全部由载车板进行拖动，固定。现在已有两种类型的载车板结构，分别为框架式载车板和拼接式载车板，下面分析比较两种载车板的不同特点。框架式载车板的结构是由钢板直接焊接而成的，中间的结构部分将钢板做成凸起的形状，增加摩擦力，保证防滑的能力，可以避免在存取过程中车辆发生滑动而产生人财损失。载车板的宽度根据实际车辆的大小类型进行设计，车辆存取方便，因此这种结构形式可以适用于大多数车型。缺点是因其不能统一标准的特点，只能进行小批量的生产。另一种结构形式是由钢板镀锌而制造的拼接式载车板。在制造生产过程中，板胚经过滚压等工艺后，直接形成载车板的部件。之后再通过高强度螺栓进行连接而成为载车板成品。载车板是由各种组件拼接而成，在生产制造和运输等方面十分便利。并且根据材料的力学性能，拼接式载车板的刚度、强度相较之下强度更高。并因为可拼接的特点，非常适合大批量的生产。结构设计相较之下，本设计将采用拼接式载车板，其组成构件有波浪板、边梁、边梁加强肋板、连接横梁及阻车杆等。其中，边梁式载车板的框架，给搭载的波浪板提供支撑，采用3.5mm后的钢板折弯成图1.8边梁；波浪板通过折弯的脚部相互扣合，再用螺栓连接形成载车面。每块波浪板长度235mm，厚度1.3mm，外形见图1.9波浪板拼接示意图。将拼接好的载车面铺设在左右两根边梁的悬臂上，采用螺栓连接成整体。为了增加载车板整体的强度与刚度，还设置了连接横梁及边梁加强肋，避免载车板的中间部位由于缺少支承而导致其使用寿命降低。图1.8边梁图1.9拼接示意图载车板需满足前、后车辆停进载车板内并留有一定空间，且左右开关车门没有干涉的条件，针对立体车库停放的车辆尺寸D型车5000mm×1850mm×1550mm，设计了载车板的载车面尺寸5400mm×2380mm。载车板整体由22块波浪板拼接而成。图1.10为载车板结构图。图1.10载车板结构图1.3.3传动系统升降横移式立体车库的传动系统根据载车板的移动方向分为两个部分。传动系统在立体车库的结构中作为关键一环，是车辆存取过程中的基础。自动化立体车库运作的由减速电机带动，，传动系统中，电机输入的动力在经过减速器后转化为相应转矩的力，再通过一系列传动过程，通过控制载车板移动。升降传动系统升降横移式立体车库的升降实现多层停车位转换之间的装置，它可将车辆提升或降落至不同车层。这也是立体车库与传统平面式车库的区别关键，把平面从空间角度上升为立体，可以实现立体车库土地资源率和存取效率高等优势。目前的在立体车库的类型中的传动方式主要有以下几种：钢丝绳拉伸载车板式、液压推动载车板升降式和链条拖拉载车板升降式等形式[30]。下面对这几种不同的提升方式进行分析比较：链条式：与链传动形式相似，这种方式采用链轮对链条进行拉伸，从而实现载车板的上下移动，具有成本低、结构简单等特点；但是链传动拥有很多缺点，传动不平稳、噪声大等特点，并且可能会在链传动中出现咬链现象。钢丝绳式：相对而言，结构更为简单可靠，只需要配备对应的卷筒和刹车盘，成本也不高，与链条式提升方式相比，它没有提升高度的限制。液压式：液压传动可以实现提升过程中的无极调速，此外，液压的提升方式具有高功率，较好的平稳性等特点。缺点是这种形式的成本较高，而且对油液的处理和定期维修具有要求。本设计将采用钢丝绳式传动方式，组成主要有如图所示的几个部分：交流异步减速电机、钢丝绳、卷筒等。在运行过程中，升降电机提供动力，通过链传动传递动力到卷筒上，通过卷松钢丝绳，从而实现载车板的升降，完成车辆的存取过程。图1.12钢丝绳传动升降图1—减速电机2—卷筒3—中部移动部件4—横移主动轮5—载车板6—升降拉伸钢丝绳7—滑轮由上图分析传动方式的结构和工作原理，钢丝绳6的一端与载车板5连在一起，另一端缠绕在滚筒2上，中间部分通过两个滑轮7进行调节方向，交流减速异步电机通过控制卷筒来带动载车板移动[31]。钢丝绳传动的一个主要问题在于载车板需要靠钢丝绳保持水平，两条钢丝绳被缠绕在同一滚筒上，所以当滚筒转动时两条钢丝绳的伸出或缩短的变形量是一致的，足以保证水平位置。图1.13升降传动示意图载车板2-卷筒3-升降轴4-链传动链轮5-升降减速电机6-升降拉伸钢丝绳升降电机选择根据题目设计和实际中考虑，将升降速度定为v=0.15m/s，根据载车板设计以及车辆类型，升降传动系统载重2260kg，提升载车板所需的功率为，计算公式如下：P根据参考书籍可查得电动机输出功率：P式中ηw——从电机到执行机构中间得效率根据实际工况，链传动效率=0.96，两对深沟球轴承的效率=0.99，则可根据下式计算链传动总效率：代入数据，链传动总效率ηw根据上式，可以计算出电动机输出功率为：P0根据工况和设计需求，并与其他电机进行比较，发现台湾明椿（MCN）电动机厂生产的停车设备专用型的交流减速电动机适用于本升降横移式立体车库的设计。MLPK55370603，功率P=3.7kw，频率为50HZ，输出转速为n1图1.14电机外形图表升降电机的尺寸表ADEFGHLJK526151211261191162241.386MXYZPQTW231256161171664143.611升降链传动的设计首先需要对钢丝绳缠绕的卷筒进行选择设计，用来判断链传动的相关参数，选定卷筒直径D=200mm。同时考虑到载车板的上升速度，求解卷筒的转速。由得，链轮的传动比初取传动比i’=1.5a选择链轮齿数。首先选择取小链轮齿数z1=17，根据链传动的传动比算出大链轮齿数z2b确定计算功率。在《机械设计》参考书籍[32]中查得升降传动的工况系数KA=1.0，并且也可查得主动链轮齿轮系数KZ则计算功率的计算如下式所示。Pc选择链条型号和节距。根据Pca=3.28kw，n1查《机械设计》图9-11，可选24A；查《机械设计》表9-1，链条节距为p=38.1mm链号标记为24A—2×44GB1243-1997d计算链节数和中心距。初选中心距a0L取链长节数Lp根据图表，采用线性插值，计算得到中心距计算系数f1a综合立体车库设计需求考虑，选取中心距a=400mm。e计算链速v，确定润滑方式。v=由v=0.23m/s和链号24A，查阅参考书籍可知应本传动将采用定期人工润滑即可。f计算压轴力FP有效圆周力的计算公式如下。F当链轮竖直布置时，KFpF校核链条考虑到实际工况，链传动处于低速重载的工况，静强度是需要校核考虑的关键。由《机械设计手册》[33]知，链条静强度可由下式进行计算：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，，可链条质量q由参考书籍查得：q=5.6kg/m。当时，忽略。——悬垂力，，其中为系数，查参考书籍得：，中心距，两轮中心线对水平面的倾角。。——许用安全系数，。代入数据得：最后求得链传动满足强度要求。钢丝绳和滑轮的选用a钢丝绳直径。钢丝绳的最小直径的计算公式为：确定选择系数C=0.104。根据参考设计指南[34]，选择的钢丝绳类型为圆股-合成纤维芯钢丝绳。具体钢丝绳参数为d=16mm,,[σ钢丝绳可承受的最大拉力F=133.0KNb滑轮的选择。滑轮的直接与钢丝绳想接触，在此处，主要也用来承受车辆和载车板的重量。滑轮一般材料为铸钢。按《机械设计手册》[33]和已设计钢丝绳的直径可以查得与其匹配的滑轮直径D=225mm。滑轮的型式选择无内轴套的E16型滑轮。卷筒的设计根据实际工况和设计手册标准选择A型。下面是卷筒的几何尺寸：最大起升高度Hmax=5.4m。绳槽的槽距P=1.2d=19.2mm。卷筒槽底直径D=180.8mm。卷筒计算直径=200mm。固定钢丝绳的安全圈数=1.5。卷筒上的螺旋部分长：。无绳槽卷筒端部尺寸。固定钢丝绳所需。中间光滑部分长度m=43mm。卷筒长度。升降轴的设计现在对交流减速电机与链轮之间进行动力传递，它的结构设计如下。图1.15升降轴结构图a估算轴的基本直径。轴的材料选用调制处理后的45钢，许用强度[σb]=640MPa。同时取C=60，由《机械设计。所求的地方为卷筒与轴相连的地方，套联轴器。但因为键槽的缘故，将轴颈增大5%，即。同时对联轴器进行选型设计，由《机械设计》[34]查得此轴连接将采用刚性联轴器。孔径为40mm，故传动轴的轴颈，而联轴器与轴的配合长度为83mm。b轴的结构设计。表升降轴各段直径位置轴颈/mm说明装联轴器轴段1−2=40与半联轴器的内孔配合，故取40mm自由段2−3=45半联轴器的右端用轴肩定位，故取4装链轮轴段3−4=50与链轮轮毂的内孔配合，并便于拆装，故取50mm轴环段4−5=60考虑链轮的轴向定位，故取60mm自由段5−6=45考虑半联轴器左端的轴向定位，故取4装联轴器段6−7=40与联轴器的内孔径相适应，故取40mm表升降轴各段长度位置轴段长度/mm说明装联轴器轴段1−2=83该段的长度由链轮轮毂宽度决定，故取83mm自由段2−3=52考虑轴上零件安装的位置，取52mm装链轮轴段3−4=82该段长度由链轮轮毂宽度决定，考虑链轮的安装，该轴段长略短于轮毂的宽，故取82mm轴环段4−5=10考虑到车轮的定位，一般为轴肩高度的1.4倍，取10mm自由段5−6=1218考虑提升部分的结构，取装联轴器段6−7=83该段的长度由链轮轮毂宽度决定，故取83mmc轴上零件的周向固定。半联轴器的周向定位采用平键连接，按d12由《机械设计》[34]查得平键尺寸，并采用键槽铣刀加工，长为80mm，半联轴器与轴的公差配合为H7/k6。同样，链轮毂与轴连接处，选用平键尺寸，同时考虑到链轮与轴的周向固定，选择链轮轮毂与轴的公差配合为H7/k6。d轴的结构工艺性。考虑轴的加工结构的工艺性，所有轴肩处的圆角半径为2.5mm，两轴端的倒角C联轴器及键的选择a联轴器的选择。由前可知选用刚性联轴器。b键的选择与校核。与联轴器配合选用：键12×80GB/T1095−1990；与链轮配合选用：键14×80GB/T1095−1990。查《机械设计》知校核公式为：式中T——传递的转矩，。 ——键与轮毂键槽的接触高度，，h为键的高度。——键的工作长度，圆头平键。——轴的直径。——许用挤压应力，查表6-2知：。联轴器与轴配合的键：，，代入上 述公式可得：。链轮与轴配合的键：，，代入校核 公式可得：所选的键满足应用需求。轴承的选择根据轴向力和径向力，轴承均选用深沟球轴承，选轴承型号为6238。轴承寿命计算公式为。由参考可知：，当量动载荷为。对于深沟球轴承，，，代入数据得。可知轴承寿命足够长，选择符合要求。对轴承润滑方式进行选择，考虑到轴转速比较低，采用脂润滑进行润滑即可，适合承受较大载荷的工况。（9）升降轴的强度校核根据升降传动轴的实际情况，升降轴主要受扭矩作用，所以只需要进行扭转应力强度校核，校核公式为。轴传递的扭矩。轴上的作用力。链轮上的圆周力。链轮上的径向力。A处切向力。B处切向力。A处扭矩。B处扭矩。该轴的扭矩图如图1.16所示。图1.16扭矩示意图由上图可以看出，轴的与链轮配合处为危险截面，所受扭矩最大，并对其进行扭应力强度较核。其中；。由前式计算可得：。由此可知强度符合要求。横移传动系统立体车库横移传动系统主要有主动轮和从动轮、减速电机和导轨、以及中层载车部件等构成。图1.17横移传动机构1—交流减速电机和主动轮2—载车板3—导轨4—从动轮升降传动系统将载车板运送到相应的停车层，然后横向传动系统将载车板进行平移，完成车辆进出的过程。其运动原理如上图所示。交流异步电动机通过链条驱动驱动驱动轮，带动车厢板移动。在结构设计中，为了简化，减少不必要的工作量，充分利用现有条件，使得H型梁的轨道材料选择能够满足要求。根据升降横移立体车库的工作原理，上装车板只有升降动作，其他装车板通过横移动作为上装车板的升降建立了向下通道。每个中底装车板上都设有相对独立的水平移动力系统，主要包括水平移动电机、传动轴和辊子。横移电机选择根据题目设计和实际中考虑，由前可知承载总重量M=2260kg，可设计横移速度v=0.15m/s。由机械设计手册查得钢制车轮-钢轨的摩擦因子μ=0.05，则带动横移轴转动P根据参考书籍可查得电动机输出功率。Pηw——从电机到执行机构中间得效率根据实际工况，链传动效率=0.96，两对深沟球轴承的效率=0.99，则可根据下式计算链传动总效率：代入数据得，链传动总效率ηw根据上式，可以计算出电动机输出功率为：P根据工况和设计需求，并与其他电机进行比较，发现台湾明椿（MCN）电动机厂生产的停车设备专用型交流减速电动机适用于本升降横移式立体车库的设计。CLPK22040303。功率P=0.2kw，输出转速为n1图1.18电机外形图表升降电机的尺寸表ADEFGHLJK36590140175120111523.4265MXYZPQTW1651751161254540317横移链传动的设计根据电机选择和其他设计，选定横移车轮直径D=160mm，则车轮的转速应为。链轮的传动比。a选择链轮齿数。取小链轮齿数z1=19，大链轮齿数z2b确定计算功率。根据《机械设计》参考书籍[32]查得工况系数KA=1.0，并查得主动链轮齿轮系数KZ则计算功率计算如下。Pc选择链条型号和节距。根据Pca=0.27kw，n1查《机械设计》图9−11，可选12A；查《机械设计》表9−1，链条节距为p=19.05mm链号标记为12d计算链节数和中心距。初选中心距a0L取链长节数Lp根据图表，采用线性插值，计算得到中心距计算系数f1a综合立体车库设计需求考虑，取中心距a=400mm。e计算链速v，确定润滑方式。v=由v=0.14m/s和链号12A，查《机械设计》图9-14可知应采用定期人工润滑。f计算压轴力FP有效圆周力为。F当链轮竖直布置时，参考的压轴力系数KFpF校核链条考虑到实际工况，链传动处于低速重载的工况，静强度是需要校核考虑的关键。由《机械设计手册》[33]知，链条静强度可由下式进行计算：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，=31.1kN；——有效圆周力，；——离心力引起的力，，其中为链条质量，可由表12−2−9查得：q=1.50kg/m；当时，忽略。——悬垂力，，其中为系数，查查参考书籍得：，为中心距，，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。根据链速v=0.14m/s和链节距P=19.05mm，查得润滑方式为人工定期润滑。横移传动轴设计现在对交流减速电机与链轮之间进行动力传递设计，它的结构如下。图1.19横移轴Aa估算轴的基本直径。轴的材料选用调制处理后的45钢，许用应力=640MPa。取C=110，由式得。所求最小直径的一段为轴的最细处，即装联轴器处。但因为键槽的缘故，将轴颈增大5%，即，则。同时对联轴器进行选型设计，由《机械设计手册》[33]查得采用刚性联轴器，且与轴配合的的半联轴器孔径28mm，故轴颈28mm，与轴配合长度44mm。b轴的结构设计表横移轴各段直径位置轴颈/mm说明装链轮轴段1-2=28与链轮的内孔配合，故取28mm自由段2-3=32链轮的右端用轴肩定位，故取32mm装车轮轴段3-4=45与车轮的内孔配合，并便于拆装，故取45mm轴环段4-5=50考虑车轮的轴向定位，故取50mm自由段5-6=34考虑轴承的轴向定位，故取34mm装轴承段6-7=32由轴承的内孔决定。初选深沟球轴承，型号为6232，其内孔尺寸d=32，故取32mm自由段7-8=30考虑联轴器左端的轴向定位，故取30mm装联轴器段8-9=28与联轴器的内孔径相适应，故取28mm表横移轴各段长度位置轴段长度/mm说明装链轮轴段1-2=38该段的长度由链轮轮毂宽度决定，故取38mm自由段2-3=52考虑轴上零件安装的位置，取52mm装车轮轴段3-4=78该段长度由车轮轮毂的宽度决定，故取78mm轴环段4-5=10考虑到车轮的定位，一般为轴肩高度的1.4倍，取10mm自由段5-6=46考虑到轴承的安装位置，取46mm装轴承段6-7=17该段长度由轴承的宽度决定，该轴承为深沟球轴承，代号为6332，宽17mm，故取17mm自由段7-8=22考虑联轴器的安装位置，取22mm装联轴器段8-9=41因半联轴器与轴配合部分的长度为44mm，为保证轴的端面不接触，取该段长度略短于与联轴器配合长度，故取41mmc轴上零件的周向固定：半联轴器的周向定位采用平键连接，按d12由《机械设计》[34]查得平键尺寸，并采用键槽铣刀加工，长为25mm，半联轴器与轴的公差配合代号为H7/r6。同样，链轮毂与轴连接处，选用平键为，同时考虑到链轮与轴的周向固定，故选择链轮轮毂与轴的配合代号为H7/k6。半联轴器与轴连接和链轮，选用平键为，半联轴器与轴的配合代号为H7/k6；滚动轴承与轴的周向定位靠过盈配合来保证，此处选H7/r6d轴的结构工艺性：考虑轴的加工结构的工艺性，所有轴肩处的圆角半径为2.5mm，两轴端的倒角C联轴器及键的选择a联轴器的选择。由前可知选用刚性联轴器。b键的选择与校核。与联轴器配合选用：键8×30与小链轮配合选用：键8×30与车轮配合选用：键14×70查《机械设计》知校核公式为：式中T——传递的转矩，。 ——键与轮