【《某双层立体车库的方案整体设计及功能分析案例》3300字】

某双层立体车库的方案整体设计及功能分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u13217某双层立体车库的方案整体设计及功能分析案例 1115991.1总体设计构想 1276661.2各部位简介 382761.2.1机械系统 356611.2.2动力系统 1042322各部分功能简介 1050302.1机械系统 1088162.1.1支撑机构 1112172.1.2进出机构 11165412.1.3升降机构 12160152.2动力系统 14183382.2.1步进电机 15324092.2.2发条弹簧装置 161.1总体设计构想双层立体车库的构成有托盘、四根支撑立柱、双导轨以及双层移动支架和动力系统。托盘作用在于承载车辆，并且充当停车位；四根支撑立柱对于双层立体车库的稳定起到主要作用；导轨便于上下层移动支架在车库内运动，进行车辆的存放，同时减少移动支架在上升过程中的摩擦力，对移动支架的平稳运行有很大帮助。电机支撑主要用于承载步进电机以及发条弹簧等动力装置，侧面支撑连接四根支撑立柱，对整个机械框架结构的稳定性起到主要作用。所有机械框架通过焊接方式连接固定。1.2各部位简介1.2.1机械系统机械系统由支撑机构、升降机构、进出机构组成。其中支撑机构通过四根支撑立柱、两根正面支撑杆以及两根侧面支撑杆构成，立柱与支撑杆之间通过焊接固定，形成了整个双层立体车库的机械框架。如图1.1-1.4所示图1.1支撑机构框架图图1.2主立柱×4图1.3侧面支撑×4图1.4正面支撑×2进出机构由托盘、导轨、下层移动支架三部分组成。如图1.5-1.6所示。图1.5进出机构示意图图1.6下层移动支架升降机构由上层移动支架、导轨、托盘三部分组成。如图1.7-1.8所示。图1.7升降机构示意图图1.8上层移动支架进出机构与升降机构共用同一导轨，同一型号的托盘如图1.7-1.8所示图1.7导轨图1.8托盘×21.2.2动力系统动力系统通过电机与发条弹簧结合驱动分别实现托盘的升降、横移的功能，两个运动独立工作，互不影响又相互协调运动。其中发条弹簧固定装置如图1.9所示。图1.9发条弹簧固定装置2各部分功能简介2.1机械系统机械系统由：支撑机构、进出机构、升降机构三部分组成2.1.1支撑机构双层立体停车库机械系统支撑机构主要由正面支撑、侧面支撑、支撑立柱组成。三者通过焊接固定，维持整个车库结构的稳定性．双层立体停车库支撑机构的框架全部使用长度不同的方钢作为材料，包括四根支撑立柱以及正侧面支撑。正面支撑和侧面支撑的作用是加强整个库体的稳定性。所有支撑和四根支撑立柱都通过焊接固定。根据车辆的基本数据可以确定立柱的高度为4000mm。而正面支撑依据车辆宽度确定，长度为6000mm。双层立体停车库的正面支撑和侧面支撑选取的方钢材料可以根据《方钢尺寸规格参数表》【9】选用，具体参数为：A=100mm,S=8mm，取R=1.5,S=12mm；截面系数W=81.78cm3，长为6000mm，材料选用Q345.支撑立柱根据《热轧普通工字钢》选用，工字钢型号为32a,h=320mm,b=130mm,d=9.5mm,r=11.5mm,t=15mm，长为4000mm，材料选用Q345.考虑到侧风横向稳定性因素，需在侧面支撑和支撑立柱、正面支撑之间进行加固，加固后结构如图2.1所示。图2.1支撑机构2.1.2进出机构进出机构由托盘、导轨、移动支架三部分组成。进出机构相对简单，在车主将车驶入指定位置后发挥作用。其功能在于：将私家车通过链条传动带动托盘进入停车位将私家车送至升降系统其中，进出机构完成功能1过程为：车辆经过具有一定倾斜角度的坡道，驶入托盘。与此同时动力系统中横向电机供能驱动底层平移导轨中链条齿轮运转，带动下层移动支架上的托盘，连同托盘上的车辆一起运动到底层停车位。进出机构完成功能2的过程为：车辆经过具有一定倾斜角度的坡道，驶入托盘。与此同时动力系统中纵向步进电机供能驱动垂直方向导轨中链条齿轮运转，带动上层移动支架，连同支架托盘上的车辆一起平行向上运动至二层停车位前，通过二层平移导轨驶入二层停车位。功能传动过程如图2.2所示图2.2功能传动示意图进出系统中载车平台的结构如图2.3所示，由移动支架与托盘组成。图2.3下层载车平台移动支架带着托盘位于小区原有停车位外侧，停车时车主通过斜坡将车辆驶上托盘，载车平台通过与托盘连接的传感装置进行功能选择。若底层停车位无车。则选取功能1利用横向电机带动链条运动，若底层停车位已有车辆停放，则选取功能2利用提升电机带动链条产生运动。2.1.3升降机构升降机构由上层移动支架、导轨、托盘三部分组成，用于完成车辆升降进出二层停车位的过程。考虑到双层立体停车库是露天的立体停车库，车辆入库提升的高度以及提升速度要求较低，同时为了适应各种天气状况下停车库的正常工作，所以升降机构中采用链条传动在轨道内部运转带动移动支架上升。提升装置是整个立体车库最主要的部分，由提升链和链轮构成。整个升降过程通过动力系统供能进行，驱动轨道内部的链条带动固定在上层移动支架上的链轮，使得整个移动支架完成升降过程。其中，导轨的轮廓为上层移动支架轴的运动轨迹，移动支架轴通过链轮与链条相连，因此导轨的轮廓与链条运动路径相同。通过导轨的尺寸以及步进电机的选择，即可确定升降链轮、链轮的尺寸【10】。按设计要求计算，车库存放每层存放一辆汽车，尺寸高为2000mm，宽为2000mm。所以水平方向三条平移轨道彼此间距2000mm。因为上层移动支架轴的直径是120mm，在整个过程中导轨只起导向作用，所以导轨每侧留有15mm的间隙，从而得出轨道宽度为150mm，如图2.3所示。图2.3轨道示意图2.2动力系统双层立体车库的动力由电机和发条弹簧共同提供。工作时，步进电机输出动力，经联轴器、传递扭矩给发条弹簧装置和减速器，由于动力系统固定在电机架上不动，从而使轨道内的链轮旋转，并带动链条和移动支架共同运动，实现车辆的停放。2.2.1步进电机整个车库动力系统中，电机分为两类：横向电机与提升电机。1.横向电机通过查阅资料，了解相关规定，确定立体车库托盘的横向移动速度为8.9m/min,即0.15m/s。在选取电机型号时考虑到托盘本身重量为500kg，汽车重量为2200kg左右。所以步进电机所需要提升的总负荷为2700kg左右（G总=2.7×104N）。同时考虑到横向移动过程中会产生滚动摩擦，查阅文献【21】得滚动摩擦系数为μ=0.05。通过公式计算得轨道与托盘之间的摩擦力为：f链传动的效率η1取0.96，滚动轴承效率η2取0.99，所以总效率η总为0.9504，根据公式计算出横向电机所需功率：P根据计算结果选用PL28-0400-30S3B型号的电机，额定功率.04kw，输出转速12.2rpm。通过查阅机械设计手册，满足横移电机功率以及输出转速并且符合横移速度（0.15m/s）的链条型号为：型号为10A，节距p=15.875mm的链条，主从动链轮齿数为19。链条链轮如图2.4所示图2.4链条链轮示意图2.提升电机通过查阅资料，了解相关规定，确定立体车库托盘的提升速度为2.5m/min,即0.075m/s。工况系数f1为1.1，链传动的效率η1取0.95，滚动轴承效率η2取0.99，所以总效率η总为0.9405。根据公式可得提升电机功率：P根据计算结果选用PL50-3700-100S3B型号的电机。与其配用的减速器输出转速为12.2r/min。通过查阅资料中链轮齿数、传动比规定，提升链轮中小链轮齿数设计为z=15。链传动修正计算功率：P其中，KA为工况系数，取1.1；KZ为主动链齿轮系数，取0.775；KP为多排链系数，停车库使用双排链，取1.75。经过计算得Pca=2.0kw。联系转速，查阅机械设计手册可得传动链条型号为28A，节距为42.45mm。由于在链传动过程中链条容易在静力作用下因为结构强度等原因断裂，所以需要对链条静拉强度进行校核计算，计算公式如下：S=其中，S为安全系，KA为工况系数，取1.1；Fυ为28A型号双排链抗拉强度，取340×103N；Ft为有效拉力（链传动有效圆周力）F经计算S为9.78>[s]符合要求。2.2.2发条弹簧装置考虑到单单依靠步进电机供能，整个系统能耗较大，因此设计了一种发条弹簧蓄能机构，通过车辆进入停车位的过程蓄能，并将蓄存的弹性势能在车辆驶出停车位时释放，减小能耗【12】。具体机构设计如下：1.如图2.5所示，凸块轴和凹槽轴组合后形成发条弹簧内扣安装槽，尾端利用伸出轴与凸块轴相连与发条弹簧相结合。利用多个凹槽轴与凸块轴相结合使得多个发条弹簧固定盘相连。图2.5发条弹簧安装槽2.如图2.6所示，将发条弹簧固定于固定盘卡位槽中，卡位槽可内置于外筒内，同时凹槽轴与凸块轴表面存在与外筒上位置一一对应的卡位螺孔，利用多个卡位螺钉锁紧固定盘在外筒内的位置。图2.6发条弹簧外扣安装槽示意图1.如图2.7所示，将多个凸块轴和凹槽轴组合即能