垂直循環(huán)立體車庫設計

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1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我 摘要 隨著經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，私家車數(shù)量急劇上升，為了緩 解小區(qū)停車壓力，車庫的建設勢在必行。本次設計旨在如何充分的利用有限 的土地資源，建設盡可能多的停車泊位，緩解城市靜態(tài)交通問題。立體車庫 的出現(xiàn)避免了單一的向平面發(fā)展的方式，以智能化為基礎，向空中、向地下 拓展，不僅有效地解決了停車難得問題，而且取得了可觀的經濟效益。 本次設計分析了各種立體車庫的具體特點，結合城市住宅小區(qū)具體環(huán)境 情況，選擇垂直循環(huán)式立體車庫為研究開發(fā)對象。提出并確定了車庫的總體 方案；確立了車庫的機械系統(tǒng)的組成；設計了車庫的整體尺寸；選擇了車庫 的建材；確定了升降

2、機構主要部件，并分別進行了選擇、設計和校核；車庫 的開發(fā)豐富了小區(qū)內停車設備的建設模式，具有一定的社會意義。 關鍵詞：垂直循環(huán)；立體車庫；機械系統(tǒng) Abstract With the development of the economy and improvement of peoples living standard, a sharp rise in the number of piivate cars. In order to remit the pressure parking in neighborhood, the constmction of the Parking Sys

3、tem is imperative. The design aims to how to make full use of the limited land resources and build as much as possible, and convenient of the parking garage, remit problems of urban traffic . The Mechanical Parking System avoid the appearance of a single plane development way, with intelligent found

4、ation, to the air, underground development, not only effectively solve the parking problem, but also made considerable benefity. The design analysis of the various kinds of the Mechanical Parking System specific characteristcs, combined with the urban residential area specific environmental situati

5、on, select vertical circulation Mechanical Parking System as research object. Put forward the design and detennine the overall plan of the garage; Establish the composition of the Mechanical Parking the overall size of the garage; choose the garage building materials;sure the major components of the

6、 lifting mechanism and select design and check it;The development of the rich Mechanical Parking System in the district of parking equipment constmction mode, and has a certain social and environmental benefits. Keywords： Vertical circulation; tridimensional garage; mechanical system 目錄 摘要 I II

7、 Abstract 第1章緒論 1 研究的背景與意義 1 研究的背景 1 論文研究的意義 2 國內外發(fā)展狀況 3 立體車庫的分類 6 論文的主要研究工作 12 第2章 立體車庫方案的確定及總體結構設計 13 立體車庫總體方案的確定 13 總體結構設計 16 機械系統(tǒng)的工作原理 17 機械系統(tǒng)的組成 17 第3章 升降機構的設計計算 20 驅動系統(tǒng)的設計 20 電動機的選擇 20 減速器的選擇 21 制動器的選擇 21 傳動系統(tǒng)的設計 22 開式齒輪的傳動設計 22 鏈傳動的設計 26 軸的設計與校核 32 結構框架的設計 38 聯(lián)軸器和鍵的選擇 4

8、2 軸承的選擇 44 車輛托盤的設計 45 第4章控制系統(tǒng) 47 結論 48 致謝 49 參考文獻 50 CONTENTS Abstract Chapter 1 introduction 1 research background and significance 1 research background 1 significance of research papers 2 domestic and foreign development situation 3 classification of three-dimensional garage 6 pap

9、er main research work 12 Chapter 2 three-dimensional garage scheme and the determination of the general structure design 13 Three-dimensional garage to determine the overall scheme 13 general structure design 16 The working principle of mechanical system 17 mechanical system composition

10、 17 Chapter 3 lifting mechanism design calculation 20 drive system design 20 motor choice 20 Reducer choice 21 pruning the choice of the brakes 21 tsssioi^ desigf) ■??????????????■■????????????????????????????????????????????????????■??■???????? 22 Open type of gear transmission design 22

11、 chain design 26 The design of the shaft and checking 32 The design of the structural framework 38 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 42 Bearing choice 44 The design of the vehicle tray 45 Chapter 4 Control system 47 conclusion 48 thanks 49

12、 references 50 50 第1章緒論 研究的背景與意義 研究的背景 隨著改革開放的不斷深入，中國經濟的迅速發(fā)展，我國城市居 民經濟條件的日益改善，私人轎車的數(shù)量大大增加，致使在人口集 中的城市里，在繁華的街道小車停車位的嚴重不足，使得停車難問 題日趨嚴重，立體車庫無疑是解決小區(qū)停車難問題的一種有效途徑。 伴隨著我國國民經濟的高速發(fā)展以及城市化水平的不斷加快， 車輛的擁有量在飛速的增長。車輛的不斷增多，城市道路設施跟不 上經濟發(fā)展的步伐，造成了動態(tài)交通的嚴重阻塞。同時停車場地設 置的不合理，出現(xiàn)了嚴重的占道停車，占用居住小區(qū)綠地，造成靜 態(tài)交通混亂現(xiàn)象，從而進一步加劇了

13、交通擁擠，破壞了城市的居住 環(huán)境和城市形象，破壞了動態(tài)交通和靜態(tài)交通的關系，形成了惡性 循環(huán)。目前我國城市機動車輛的擁有量與停車位之比大約為5:1,也 就是說停車位的滿足率只有200:4左右。停車位嚴重不足，造成機動 車非法停放、占道停放現(xiàn)象日益嚴重。從城市建設的經驗看，要保 證交通不擁堵，不僅要滿足100%的基本停車位，還要能滿足20%的 公共停車位。近幾年新增轎車每年在200萬輛左右，按停車位與轎車 數(shù)之比為：1計算，每年需新增停車位240萬個，才能滿足停車位的 需求。目前，我國城市內大部分都采用平面式停車場。該種停車場 占地面積大，設備復雜，有效停車位置少，對人員車輛安全的保障 性差。平

14、面停車場需要進出車道、通行車道，并且對寬度、轉彎半 徑、坡度都有規(guī)定，因此真正用于停車的面積只占建筑面積的一部 分，平均下來一輛小型車要占用40平方米的面積。平面式停車場由 于上述這些占地面積大、造價高、存車效率低、人員與車輛安全保 百度文庫-讓每個人平等地提升自我 障差等弊病，對于開發(fā)商的效益和業(yè)主的使用都非常不利。故建造 立體車庫已是迫在眉睫，也是我國經濟發(fā)展、人民生活水平提高所 帶來的城市靜態(tài)交通的必由之路。立體車庫憑借其在許多方面的優(yōu) 越性，從其誕生以來就廣泛地引起人們的關注，并在近年來越來越 受到人們的重視，本文正是在這樣的背景下，試圖對城市住宅小區(qū) 的停車問題做一些研究與改

15、造[1] O 論文研究的意義 目前我國城市停車的主要類型還是大型公共停車庫，規(guī)模大， 占地面積較大，建設資金大，停放車輛多，主要應用于車輛停放的 密集區(qū)如商業(yè)中心區(qū)、大型的車站等，這都需要有較大的建設地面 和空間?，F(xiàn)在還沒有應用于城市住宅小區(qū)的立體車庫來解決私人汽 車的停放問題， 為了解決住宅小區(qū)內的停車問題，只能利用小區(qū)內較小的面積， 建立中小型機械式立體車庫，占地面積少，存放的車輛多，而且能 使住戶存取車輛時.，既便捷乂安全可靠。垂直循環(huán)式機械立體停車 庫以其土地利用率和空間利用率高，使用操作簡單、靈活，安全可 靠，適應性強等諸多優(yōu)點，是解決大城市住宅小區(qū)停車問題的主要 發(fā)展方向，將

16、會在新開發(fā)的住宅小區(qū)及舊社區(qū)里大顯身手。具體講， 研究的意義主要有以下幾個方面[=]: 1 .節(jié)省空間 立體停車庫的占地面積為平面停車場的1/2-1/25,空間利用率 比建筑自走式停車庫提高了 75%。尤其在商業(yè)中心區(qū)、寫字樓、醫(yī)院、 銀行等人流量和車流量大的公共場所，發(fā)揮了很大的作用。 2 .機械式立體停車庫完全采用電腦控制，司機存車更方便 司機不用進出車庫，汽車熄火后進庫，全自動停車和取車。車 50 主在進入車庫時只需停車刷卡或交費后，即可存取車，十分方便。 一般一次存（?。┸嚂r間不超過120秒，避免了傳統(tǒng)自走式停車庫存 取車需遠距離走路，也免除了找車過程的時間耗費，還不受尾氣污

17、 染，安全便捷。 3 .綜合投資少 機械式立體停車庫占地面積小，大大節(jié)省了土地的投資費用， 而且空間利用率極高，運營過程中用電少、能耗低、管理人員少、 費用低。立體停車庫土建結構簡單，工程量小，消防要求低，通風 只需少量投資，因而也極大地降低了費用。據(jù)統(tǒng)計，新型立體停車 庫設備每個車位投資約在2-6萬元，而建筑自走式停車庫每個車位的 造價約為12萬元以上。 4 .配置靈活 立體停車庫可單獨設計，也可依附在其他建筑物內，可設在地 上、地下或半地下，型式多樣，適應性廣。 5 .改善環(huán)境 新型立體停車庫不僅有效地改善了停車的環(huán)境，也可減少廢氣 排放、噪音及土地覆蓋，改善了行車環(huán)境，增加了

18、行車流量；改善 了人的生活環(huán)境，實現(xiàn)了人、車分流，同時也改善了居住生活環(huán)境； 停車不占地面，還增加了綠化面積。 國內外發(fā)展狀況 1 .國內發(fā)展狀況 我國機械式車庫的早期研究開發(fā)工作始于上世紀八十年代，河 北承德的華一機械車庫集團有限責任公司于1989年建造起國內第一 臺垂直循環(huán)類機械式停車車庫，填補了國內機械式停車車庫的空白。 90年代開始引進和生產停車設備，在北京、上海、廣州、深圳等地 50 都有使用。參照日本等國標準制定的我國行業(yè)標準也于近幾年出臺， 目前停車設備生產廠已發(fā)展到幾百家，生產各種類型的停車設備， 有些停車設備已開始出口。機械式立體車庫是一種具有綜合性能的 建筑，不僅包

19、含了機械停車設備，其規(guī)劃建設涉及到區(qū)域整體景觀、 交通疏導、建筑結構、供電照明、通訊監(jiān)視、通風排水、環(huán)境保護、 安全消防、收費管理等各學科領域，就停車設備本身而言，其機械 結構的發(fā)展已形成了停車設備獨有的技術特征，需要多學科、多專 業(yè)的復合型人才積極參與，把國外停車技術和各領域的成熟技術移 植到我國停車產業(yè)，開發(fā)出安全、經濟、高效、節(jié)能、省地的產品， 滿足國內外市場的需求。 在我國的停車產業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術 標準；多數(shù)產品是仿效或引進國外技術制造，技術水平低；缺少具 有一定規(guī)模的企業(yè)，生產能力不足；市場競爭無序，個別企業(yè)為搶 占市場，采取低價競爭；缺少科研設計單位的參與

20、，技術創(chuàng)新能力 嚴重不足；政策不配套，對停車產業(yè)發(fā)展和管理嚴重滯后等。解決 上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術多方面做出努力。政 策方面應參照發(fā)達國家的有關政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停 車位的合理數(shù)量，實現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停 車收費標準，給予投資和經營者相應的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。 市場方面應建立車庫市場運行機制，利用價格杠桿調高占路停車收 費標準，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵按市場規(guī)則經營車庫， 并實施政府監(jiān)督和政策調控，使停車產業(yè)良性發(fā)展。 雖然立體車庫在我國的發(fā)展勢頭非常的迅猛，但是目前立體車 庫在住宅小區(qū)內的應用，卻還是少的可憐。其主要原因還是人們的

21、 思維觀念沒有轉變過來，而技術上的問題已經退居其次。可以說， 50 當前的技術已經完全可以滿足小區(qū)內建造立體車庫的主要要求，急 需解決的是人們的思想問題。伴隨著我國住房業(yè)的迅速發(fā)展，小區(qū) 式居住方式已經成為市民住房方式的主流。并且，伴隨我國經濟的 迅速發(fā)展，人們擁有自己的私家車也已經成為一種必然。所以，正 是由于小區(qū)與私家車的數(shù)量越來越多，一旦人們的思想方式轉變過 來，那么應用于小區(qū)內的立體車庫必將會如同雨后春筍般迅速地生 長起來。而且，立體車庫的技術也必然在今后的若干年內有大幅度 的發(fā)展。所以，無論是立體車庫技術的研究，還是立體車庫工程的 建造，發(fā)展前景都是非常樂觀的。 2 .國外發(fā)展狀

22、況 早在50多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對 家庭使用的雙層停車設備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設 備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑 物下面的空間建設地下車庫。自70年代末起，世界經濟高速發(fā)展， 汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地 區(qū)和一些發(fā)達國家積極開展了機械式停車技術的研究開發(fā)和制造應 用。國外發(fā)展立體停車庫較早較好的有日本、韓國、德國等國家。 在亞洲，機械式停車設備采用較早且應用較普遍的國家有日本和韓 國。日本從20世紀60年代初開始研發(fā)機械式停車設備。當時日本 汽車保有量為500萬輛，其中大多采用垂直循環(huán)式停

23、車設備。80年 代，日本開始向韓國和我國臺灣省出口產品和技術。90年代初，其 汽車保有量達到6200萬輛，機械式停車設備得到高速發(fā)展，年遞增 率猛增到30%以上，品種也從單一垂直循壞式發(fā)展為多種型式，至 今已開發(fā)生產出九大類共計近百個品種。其管理體制、技術標準等 方面日趨完善，在役的立體停車庫數(shù)量也最多。韓國機械式停車設 50 備行業(yè)是仿效日本起家的，發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀70年代為起 步階段，80年代為引進階段，90年代為使用階段。制造廠約有近百 家，已進入我國的有現(xiàn)代集團、LG公司、德山公司(DuksAnEng&M 龜Co., Ltd)、真山公司(JinsanPlantCo., Lt

24、d)等。由于受到政府的高 度重視，各種機械式停車設備得到了廣泛的應用，年遞增速度達到 30%;2000年為其發(fā)展階段，機械化停車設備將隨供應量不斷的擴大 而得到快速發(fā)展。德國的停車場行業(yè)也很發(fā)達，生產制造機械式停 車設備的廠商約有24家，其多高層鋼結構立體車庫性能分析和構件 標準化中KLAUS和OTTOWOHR兩家公司的生產量約占德國總產量 的 80%C2]o 立體車庫的分類 經過多年的研究與發(fā)展，立體車庫根據(jù)其構造上的不同，可分 為垂直升降式、升降橫移式、巷道堆垛式、水平循環(huán)式、多層循環(huán) 式、平面移動式、垂直循環(huán)式、簡易升降式等立體車庫。其中垂直 升降式、升降橫移式、巷道堆垛式、水平循環(huán)

25、式、多層循環(huán)式、平 面移動式立體車庫是大型停車場，停放車輛多達數(shù)十輛以至上千輛 之多，適合于建在有相對較大的空間而且車輛停放密集區(qū)如中心商 業(yè)區(qū)、車站、碼頭等。垂直循環(huán)式、簡易升降式一般占地面積較小， 存放車輛較少，適合家庭和住宅小區(qū)停車I”。 (1)CSCK-垂直升降式立體車庫 垂直升降類汽車停車庫亦可稱為塔式立體車庫，它是通過提升 機的升降和裝在提升機上的橫移機構將車輛或載車板橫移，實現(xiàn)存 取車的機械是停車庫，如圖1-1所示。 垂直升降停車設備的工作原理是：用提升機構將車輛或在車板 提到指定層，然后用勇敢裝在提升機上的橫移機構將車輛或在車板 50 百度文庫-讓每個人平等地提升自

26、我 送入存車位；或是相反通過橫移機構制定存車位打開庫門，駕駛員 將車輛開走。 其內部為層狀結構，一般以二輛車為一個層面，整個存車庫可 多達20-25層，平均50平方米的土地可容車40至50輛，比傳統(tǒng)的停車 場容車率高出約10倍，是酒店、商場、商務場所等人口極度密集區(qū) 的首選停車設備。 這種車庫的高度較高（幾十米），對設備的安全性、加工安裝精 度等要求都很高，造價較高，但外型美觀大方，可以與建筑物并設， 也可單獨設置，與環(huán)境融洽結合，高效利用土地。最適宜建筑在高 度繁華的城市中心區(qū)域以及車輛集中停放的集聚點。 圖1-1垂直升降立體車庫 （2）升降橫移類立體停車庫 采用已載車板

27、升降或橫移存取車輛的機械式停車設備的立體停 車庫叫做升降橫移類停車庫，其工作原理為：每個車位均有載車板， 所需車輛的載車板通過升降橫移運動到達地面層，駕駛員進入車庫， 存取車輛完成存取過程。停泊在這類車庫內地面的車只做橫移，不 做升降，上層車位或下層車位需通過中間橫一層橫移出空位，將載 車板升或降到地面層，駕駛員才可以今日車庫把車取出[4] o 50 百度文庫-讓每個人平等地提升自我 此種立體車庫如圖1-2所示。采用模塊化設計，每個單元可設計 成兩層、三層、四層五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上 百個不等。頂層車板上下升降，底層車板左右水平橫移，中間層車 板既可左右橫移乂可

28、上下升降。通過不斷的交換空位，完成車輛的 存取。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。 圖1-2升降橫移立體車庫 （3）垂直循環(huán)式立體車庫 垂直循環(huán)類機械式停車設備采用與地面垂直方向做循環(huán)運動而 達到存取車輛的停車設備。其工作原理是通過減速電機帶動傳動機 構，在牽引構件——鏈條上，每隔一定距離安裝一個存車拖架，存 車拖架隨鏈條一起作循環(huán)運動，從而達到存取車輛的目的。 存車時，司機將車開至設備存車拖架準確位置后，停妥后，司 機出庫。按動操作按鍵，電機啟動，存車拖架隨之運動，另一存車 拖架轉動到進口位置即停，則可進行下一存車操作；取車時，按下 所取車編號按鍵，設備動作，

29、存車拖架按最短路程運行至出口，司 機進入存車拖架，將車開出。 該類型車庫占地小，容量大，利用地面兩個平面停車位可同時停 放7-32輛車；機械性能穩(wěn)定，安裝操作簡便，配置靈活，存取車方 50 百度文庫-讓每個人平等地提升自我 便；運行平穩(wěn)，制動可靠，安全性高，外觀輕巧美觀。如圖l-3o 圖1-3垂直循環(huán)立體車庫 (4)巷道堆垛式立體車庫 采用堆垛機作為存取車輛的工具，所有車輛均由巷道堆垛機或 橋式起重機將進到搬運器的車輛水平且垂直移動到存車位，并由存 取裝置實現(xiàn)車輛的有序存取。 其工作原理和堆垛式立體自動化倉庫存取貨物很相似，采用堆 垛機或橋式起重機作為存取車輛的工具，

30、所有進到搬運器的車輛均 由堆垛機或橋式起重機水平且垂直移動到存車位，或者從存車位取 出，因此對堆垛機的技術要求較高，單臺堆垛機成本較高，所以巷 道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用o巷道堆垛 式立體車庫如圖1-4所示。 圖1-4巷道剁堆式立體車庫 (5)多層循環(huán)立體車庫 多層循環(huán)式立體車庫如圖1-5所示。通過教車板左右移動與升降 的相互配合，使載車板循環(huán)運動，從而實現(xiàn)車輛多層存放。根據(jù)需 要，出入口可加設回轉盤，避免倒車麻煩，適用于無法設置坡道的 場所，最適宜建于地形細且面積只允許設置一個出入口的場所。 根據(jù)循環(huán)方向與停車方向的關系，可分為縱式和橫式兩類。根 據(jù)汽車出入

31、地下室的方式可分為由汽車自行駛到地下停車裝置上的 直接出入式和用升降裝置使汽車出入的升降式。 圖1-5多層循環(huán)立體車庫 （6）水平循環(huán)立體車庫 水平循環(huán)運動的車位系統(tǒng)存取停放車輛的機械式停車設備叫做水平 循環(huán)式立體車庫如圖1-6所示。其工作原理是存取停放車輛的車位系 統(tǒng)在水平面上工作循環(huán)移動，將所需存取的車輛的載車板一出入口 處，駕駛員再將汽車粗哺乳或取出。按載車板運動的形式可分為原 型循環(huán)和方形循環(huán)式兩種。圓形循環(huán)式，載車板運動形態(tài)成圓弧狀， 方形循環(huán)載車板運動為直運動。應用這種停車庫，可以省去原停車 的進出口通道，提高土地利用率。最適合建在狹長地形的地方。地 下室采用此種停車庫，

32、由于車輛存取是在出入口，原有行車道有停 車機械代替，不僅提高了地面利用率，還減少了廢氣排放，減少了 污染，降低了通風裝置的費用。 圖1-6水平循環(huán)式立體停車庫 本設計的主要研究工作 基于以上研究目標，確定本課題的主要工作，具體包括以下內 容： 1 .垂直循環(huán)式立體車庫的方案確定 根據(jù)研究目標，將立體車庫選定為垂直循環(huán)式。通過對五種不同的 立體車庫的分析和比較，對照本文的目標，確定其中的一種為本文 50 百度文庫-讓每個人平等地提升自我 所設計研究的方案。 2 .立體車庫總體結構設計 在具體方案確定后，對該立體車庫進行總體結構設計，確定本車庫 由機械和自動控制

33、兩大系統(tǒng)組成。機械系統(tǒng)由整體框架、升降機構 和換向機構組成：自動控制系統(tǒng)由自動收費、自動存取和監(jiān)控安保 三個子系統(tǒng)組成。同時，明確各系統(tǒng)的工作原理。 3 .對立體車庫的機械系統(tǒng)進行設計與分析 根據(jù)立體車庫的總體結構及各系統(tǒng)的功能，對機械系統(tǒng)中的整體框 架、升降機構和換向機構分別進行設計與分析。 第2章立體車庫方案及總體結構設計 立體車庫總體方案的確定 1 .方案的選擇 方案一：升降橫移式立體車庫 升降橫移式立體車庫是指利用載車板的升降或橫向平移存取停 放車輛的機械式停車設備。升降橫移式立體車庫每個車位均有載車 板，所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運動到達地面層，駕 50

34、 百度文庫-讓每個人平等地提升自我 駛員進入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫地面的 車只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過中間層橫移出 空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內將汽車開 進或開出車庫。其工作原理是：三層三個車位可以升降，二層兩個 車位可以升降和平移，一層的兩個車位只能橫向橫移，空車位供三 層和二層的車位下降時借用。1、2號車位可以直接存放車輛；7號 車位需下降后再存放車輛；3號車位，則需先將1號和2號教車板右 移，再將3號載車板下降；4號車位，則需先將2號載車板右移，再 將4號存車板下降；5號車位需要先將1、2、3、4號四個載車極右移， 再將

35、5號載車板下降；6號車位則需要先將2、4號載車板右移，再將6 號載車板降下如圖2-1所示。 圖2-1升降橫移式立體車庫 方案二：垂直升降式立體車庫 車庫中間是升降機垂直運送汽車的通道，兩側是沿垂直方向設 置的停車車位，類似于電梯的工作原理，把容納汽車的停車室和升 降汽車的升降裝置組合起來。存取車時由升降機構帶動車和托盤到 達指定層面，然后用橫移裝置通過橫向伸縮把車和托盤擱放在指定 存車位置上或是相反。通過橫移裝置將指定存車位上的車輛和托盤 送入升降機構，升降機構降到車輛入口處，打開庫門，將車開走。 其內部為層狀結構，一般以二輛車為一個層面，整個存車庫可 多達20-25層，平均50平

36、方米的土地可容車40至50輛，比傳統(tǒng)的停車 場容車率高出約10倍，是酒店、商場、商務場所等人口極度密集區(qū) 的首選停車設備[5] 這種車庫的高度較高（兒十米），對設備的安全性、加工安裝精 度等要求都很高，造價較高，但外型美觀大方，可以與建筑物并設， 也可單獨設置，與環(huán)境融洽結合，高效利用土地。最適宜建筑在高 度繁華的城市中心區(qū)域以及車輛集中停放的集聚點。垂直升降式立 體車庫如圖2-2所示。 圖2-2垂直升降式立體車庫 方案三：垂直循環(huán)式立體車庫 垂直循環(huán)類機械式停車設備采用與地面垂直方向做循環(huán)運動而 達到存取車輛的停車設備。其工作原理是通過減速電機帶動傳動機 構，在牽引構件——鏈條上

37、，每隔一定距離安裝一個存車拖架，存 車拖架隨鏈條一起作循環(huán)運動，從而達到存取車輛的目的。結構示 意圖如圖2-3所示。 圖2-3垂直循環(huán)式立體車庫示意圖 2 .方案的可行性分析 垂直提升式立體車庫一般高度較高(兒十米)，對設備的安全 性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占地卻最小。 升降橫移式立體車庫采用模塊化設計，每單元可設計成兩層、 三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。 此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低⑺ 1 .產品特點： 1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設周期短 2)可采用自動控制，構造簡單，安全可靠。 3) 存取車迅

38、速，等候時間短。 4) 運行平穩(wěn)，工作噪聲低。 垂直循環(huán)立體停車庫，該類型車庫占地小，容量大，利用地面 兩個平面停車位可同時停放7-32輛車；機械性能穩(wěn)定，安裝操作簡 便，配置靈活，存取車方便；運行平穩(wěn)，制動可靠，安全性高，外 觀輕巧美觀I。。 產品特點: 1)占地少，兩個泊位面積可停6 -10輛車。 2) 外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。 3) 價格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設周期短。 4) 可采用自動控制，運行安全可靠。 三.方案的確定 從經濟性，適應性，安全性出發(fā)，選擇方案三垂直循環(huán)式立體 車庫。 2. 2總體結構方案的設計 該種設計方案，減少了車庫的設

39、計難度，建造費用和復雜程度。 轎廂內只存放一輛轎車，能夠減少轎廂的體積，從而從整體上減少 了車庫的設計尺寸與建筑面積。由于只有一個車庫口，該車庫適合 于設在小區(qū)的邊緣處，不會對小區(qū)內的住宅樓產生過多的遮擋或者 噪聲等影響，而且可以通過增加高度的方法增加轎廂的數(shù)量從而增 加車庫容量，不必擔心對周圍產生影響。只具有一個車庫口，同時 也減少了車庫控制系統(tǒng)的設計與編制難度，減少了控制設備。該車 庫也存在著不足：由于只有一個車庫口，在存取車輛高峰時會增加 車輛的等待時間和存取時間。由于不配備換向設備，則必須在車庫 口前面留有足夠的空間給車輛進行調頭，這樣就增加了車庫的附屬 建筑面積。對于內部建筑面積緊張

40、的小區(qū)來說，這種設計方案并不 是一個最優(yōu)秀的方案。 2. 2. 1機械系統(tǒng)的工作原理 機械式垂直循環(huán)的機械系統(tǒng)的工作原理是通過減速電機帶動傳 動機構，在牽引構件一一鏈條上，每隔一定距離安裝一個存車拖架， 存車拖架隨鏈條一起作循環(huán)運動，從而達到存取車輛的目的。 2. 2. 2機械系統(tǒng)的組成 垂直循環(huán)式立體車庫由驅動及傳動系統(tǒng)，鋼組合結構，電控系 統(tǒng)。驅動及傳動系統(tǒng)包括電動機、減速器、制動器、傳動軸、鏈輪 鏈條傳動、開式齒輪傳動；鋼組合結構包括梁、立柱、載車板?；?本組成框圖如圖2-4所示。 圖2-4垂直循環(huán)式立體車庫的組成 1.整體框架 車庫鋼結構骨架支撐動力裝置、機械傳動

41、系統(tǒng)和停車載荷，為 保證停車設備安全、可靠的工作，它具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定 性。車庫鋼結構骨架由支柱、橫梁、斜拉桿、腹桿和支撐動力及附 屬裝置的上、下支承梁等組成，其支柱通過螺栓與基礎相連。 車庫頂端與底端設有角輪導軌，車庫兩邊設有托架邊軌，轎廂 在這些軌道上完成循環(huán)升降運動。 立體車庫的整體框架結構示意如圖2-5所示。 1.整體框架；2.托架：3.托架導軌：4.下鏈輪： 5.處條導軌：6.彼條：7.上鏈輪 圖2-5立體車庫總體框架圖 本車庫一共可以容納8輛小轎車，即擁有8個小轎車轎廂。在 任何時?刻，車庫的最頂端與最底端都要有一個轎廂，其余6個轎廂 平均分配在車庫的兩

42、邊。轎廂大小要依小轎車的外形而定，小轎車 外形尺寸通常是長5050mm寬1850mm高1550mm。轎廂重400Kg 車庫總體尺寸為6766mmx5345mmx9663mmo 2.升降機構 機械傳動系統(tǒng)安裝在鋼結構骨架上，由傳動部件、張緊裝置、 鏈條、車輛托盤、鏈條導軌、托盤導軌等部分組成。 傳動部件是使機械循環(huán)運行的機構，張緊裝置是保證機械正常 運行的部件，鏈條是連接鏈輪與張緊鏈輪的牽引構件，車輛托盤是 存取車的承托裝置，鏈條導軌和托盤導軌是保證鏈條和托盤正常運 行的構件。此傳動系統(tǒng)由電動機、行星減速器、開始齒輪傳動、鏈 輪鏈條組成。電動機轉動通過減速器進行第一次減速，聯(lián)軸器帶動 開式

43、齒輪第二次減速。由于齒輪與鏈輪在同一根軸上面所以鏈輪和 齒輪同時轉動帶動鏈條轉動，從而實現(xiàn)車廂的上下運動。 系統(tǒng)傳動圖如圖2-6所示 圖2-6系統(tǒng)傳動圖 第3章升降機構的設計計算 升降機構主要由電機、制動器、雙級行星齒輪減速器、聯(lián)軸器、 開式齒輪和鏈傳動等組成，及由驅動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)組成。 3. 1驅動系統(tǒng)的設計計算 電動機的選擇 1 .計算功率 鏈條速度不可太快，否則不但對車庫整體機構造成損害，降低 車庫使用壽命，而且會對轎車本身造成一定的危害；鏈條速度也不 可太慢，否則會使車庫工作效率降低。按存取車輛時間小于一分鐘 計算，鏈條循環(huán)取速度為6m/min, 一輛轎車的重

44、量是1 700kg,托盤上 升所需最大功率： 山參考文獻知電動機輸出功率： P0 = Pw/k (3T) 式中：Fw——工作機所需功率； 〃 w ——減速機與工作機之間的傳動總效率。 Pw = (3-2) 其中：驅動力；Fw = mg = (1.7 + 0.4) X 9.8 X 8 = 164.6 kN 工作速度vw=6ni inin 代入數(shù)據(jù)得： Pw = FwVw/60 = 164.64 x 6/60 = 16.46 kN 鏈傳動總效率： % =小 X 7J2 X rj3 ... X 71n (3-3) 小一一聯(lián)軸器效率，查參考文獻［16］表1-2??； 人 —

45、—滾動軸承傳動效率查參考文文獻［16］表1-2取。 代入數(shù)據(jù)得： 小v = 〃/ x rj24 = 0.94 則電機的輸出功率為: Po = Pw/癡=16.64/0.94 = 17.702kN 2 .選擇電動機 由參考文獻［16］表6-2-1,取同步轉速750r/min,有效轉速 720r/min,額定功率的起重冶金電動機Y225s-8。 減速器的選擇 鏈條傳動速度： n = v/Tid = 6/2tt = 1.31r/min (3-4) 總傳動比： i 忘=N../n = 750/1.31 = 572.5 (3-5) 取減速器及傳動比力為130,則開始齒輪的傳動

46、比J為： i2 = = 572.5/130 = 3.84 由傳動比130確定減速器的型號，根據(jù)參考文獻［16］表3-8-58 選取減速器型號為NGW102,傳動比代號為18,機座號10。高速軸 輸入功率，低速軸輸出轉矩1413N-m。 制動器的選擇 制動器的類型很多，現(xiàn)在廣泛被采用的是電力液壓瓦塊制動器 (代號為YWZ),有標準產品，可以買到。這種制動器動作平穩(wěn)，噪 聲很小，壽命長，尺寸小，重量輕，不易滲漏，而且省電，交流供 電方便，可用于操作每小時720-1200次。補償型單推桿有補償制動磨的功能，不需要經常調整。 制動器制動軸與Y型軸孔4=48相配的。=200由參考文獻［19］

47、選 取制動器型號為YWZ200/25 o 3. 2傳動系統(tǒng)的設計 開式齒輪傳動設計 1 .選擇齒輪的材料、熱處理、精度及齒數(shù) （1）車庫為一般工作機械，故選擇8級精度（GB/T10095-2000） （2）由參考文獻［20］表7-2,選小齒輪的材料為45鋼，調質， 齒面硬度為230HBW;大齒輪材料為ZG310-570,正火，齒面硬度為 190HBWo （3）選小齒輪齒數(shù)Z］=40,Z2 =i2 xz1 = x40=152 2 .按齒面接觸疲勞強度設計 設計公式為： dlt> (3-6) 1） 確定公式中的各計算參數(shù) （1）選擇載荷系數(shù)K產 （2）計算小齒輪傳遞

48、的扭矩： = 9.55 x 106 x- = 9.55 X — = 2.42 x 105 （3 - 7） 1 N 750 , ， （3）由參考文獻［20］圖選取區(qū)域系數(shù)ZH = 2.5 （4）由參考文獻［20］查的開式齒輪傳動中,=0.3 —05取 a a 0.3 （5）由參考文獻［20］表7-10查的材料影響系數(shù)Ze = 189.8MPa (6)由參考文獻[20]圖(b)小齒輪接觸疲勞強度極限 aHliml = 590MPa oHUm2 = 470Mpa (7)計算應力循環(huán)次數(shù)： M = 60nJLh = 60 x 750 x 1 x (20 x 5 x 365) =

49、 1.64 x 109 (3-8) (8)由參考文獻[20]圖取接觸疲勞壽命系數(shù)K“ni = 09, 5 = 0.95 (9)計算接觸疲勞許用應力。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=l, 則： [(JH]1 = 11ml= 0 9 x 590Mpa = 53MPa (3 - 9) [aH]2 = = =0.95 x 470MPa = 446.5MPa (3 - 10) 2) 設計計算 (1)計算小齒輪分度圓直徑t，代入GT較小值。即: 代入數(shù)據(jù)得: 3 2x 1.8 X 2.42 x 105 J 03 /189.8 X 25\2 \ 446.5~~) =354.6mm

50、  (2)計算圓周速度也 7rdit幾1 v = 60 X 1000 3.14 x354.6 x 750 = 1 Q 91 60 X 1000 (3 -12) (3)計算齒寬b: b = 0d X dit = 0.3 X 354.6 = 106.38 (4)計算齒寬與齒高的比 模數(shù) mt = — = 34,6- = 8.86mm 齒高 h = 2.5mt = 2.5 X 8.86 = 19.93mm (3 - 13) b _ 106.38 h= 19.93 =5.34 (5)計算載荷系數(shù)。根據(jù)v=s,8級精度由參考文獻［20］圖查的 動載荷系數(shù)Kv

51、= 1.13 直齒輪 KHa = KFa = 1 KHp = 1.456 由卜 K“6= 1456,由參考文獻［20］圖的KF. = 1.41故載荷 系數(shù)： K = KA-Kv-KHa- KHp = IX 1.31 x 1 x 1.456 = 1.645 (6)按實際的教荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑： (3 - 14) 50 (7)計算模數(shù)m： 八 344.88 (3- 15) m = — = ——— = 8.62mm Zi 40 取標準模數(shù)m= 10mm （8）計算分度圓直徑、中心距、齒寬: = mzj = 10 x 40 = 400mm d2 = mz

52、2 = 10 x 152 = 1520mm 4 + d2 400 + 1520 a =——-——= =960mm 2 2 (3 -16) 計算齒寬: b = 0d x d] = 0.3 x 400 = 120mm 取瓦=120mm b2 = 120mm 3校核齒根彎曲疲勞強度 (3- 17) 1）確定計算式中的各個參數(shù) （1）載荷系數(shù)： K = KA-Kv-KFa - KF^ = lx 1.31 x 1 x 1.41 = 1.593 （2）齒形系數(shù)與應力校正系數(shù)為： 小齒輪 = 2.65 紇皿=1.58 大齒輪 YFa2 = 2.1808 YSa2 = 1.7

53、808 （3）計算彎曲疲勞應力由參考文獻［20］圖（b）查的小齒輪的 彎曲疲勞強度極限 （JFE1 = 430MPa oFE2 = 380MPa 由參考文獻［20］表查的彎曲疲勞壽命系數(shù) Kfn1 = 0.89 Kfni = 092 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=,貝h r、 KfniOfei 0 89 X 430 z 、 ［0/=,差『=—————MPa = 294.4MPa （3 - 18） O JL ?。 校核公式 『1 Kfm20F21 0.92 X 380 z [aF]2 = =—————MPa = 268.9MPa (3 - 19) J JL (4)小齒輪所受的圓周

54、力: Ft = 27i/di = 2x 2.42 X 105/400 = 1200N (3 - 20) 2)校核計算 % = 麗= 1.593 x 1200 x 2.65 x 1.58 125 x 10 =65.44MPa < 片a2匕a2 =65.44 x 2.1808 X 1.7808 2.65 x 1.58 =60.69MPa < [aF]2 所以大小齒輪的彎曲疲勞強度均滿足強度要。 3. 2. 2鏈傳動的設計 傳統(tǒng)的鏈傳動主要由鏈條、主動鏈輪和從動鏈輪組成，在停車 裝置傳動系統(tǒng)的牽引鏈條上，每隔一定間距安裝1個存車托架，存車 托架與傳動鏈條相連，用于存

55、放車輛。啟動電機時，傳動系統(tǒng)的牽 引鏈條在垂直平面內循環(huán)運行，帶動存車托架做垂直循環(huán)運動，從 而達到存取車輛的目的。 1. 鏈條的選擇 由參考文獻[19],中心距大，傳動比小，速度較低時選大節(jié)距 單排鏈。由額定功率Po,和轉速n查的參考資料[19],圖選擇滾子 鏈型號為40A,查表6-1的鏈條節(jié)距(GB/T1243-1997)。 主要技術參數(shù)： 即節(jié)距p= 滾子外徑di = 39.68mm 銷軸直徑= 19.84mm 內鏈節(jié)內寬 極限拉伸教荷FQlim = 347000N 單排每米質量q=m 內鏈板高度：九2 = 60.33 mm 技術要求：調質處理220~250HBS

56、,材料為45鋼。 表37 40A滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸 鏈號 節(jié)距 P mm 滾子 外徑 mm 內鏈 節(jié)內 寬 mm 內鏈 節(jié)外 寬 mm 內鏈 板高 度 mm 銷軸 直徑 mm 極限拉 伸載荷 Q 單排重 量q kg/m 40A 347kN 潤滑方式： 根據(jù)鏈速—6m/s,節(jié)距〃=由參考文獻［19］圖選擇用油刷或油 壺人工定期潤滑方式。 鏈條結構： 在導軌滾子鏈的鏈節(jié)上加裝八個特殊輸出機構，并均分布在鏈 條上，每個機構由兩個聯(lián)結部分組成：一個聯(lián)結與鏈條內鏈板聯(lián)接， 安裝只要替換鏈條中一個鏈節(jié)的內鏈板即可，另一個聯(lián)

57、結與托盤上 的橫軸相聯(lián)接。此特殊的輸出機構的導軌鏈如圖3-1所示： 1.導軌徒輸出裝置 圖3-1導軌鏈 2鏈條的設計計算 根據(jù)本次設計要求：存量為八臺車，選擇車架尺寸寬為2050mm, 高為1700mm。可以初步估計鏈輪直徑在兩米左右。由p=查參考文 獻[19],選取齒數(shù)z=95則分度圓直徑： (3-21) =1920.75mm 為使托盤運動至車庫上部的鏈輪最上端時不發(fā)生碰撞，每個特殊 輸出結構之間距離至少為。 (1)初步估算鏈輪中心距： 2.15n - nd 2.15 x 8- 3.14 x 1920.75 x W3 , 、 a = = = 5.59m (3

58、 - 22) (2)鏈節(jié)數(shù)計算: 鏈長長度 L = 2.15 X 8= 17.20m 鏈條節(jié)數(shù) 17.20 Lp = - = ? t = 271 p P 63.5 x IO-3 (3)確定鏈條實際中心距: 由參考文獻［19］表知 鏈條長度 LpP 271 X 63.5 L = = ———— = 17.208m 1000 1000 當 Z] = Z2 = Z 時 理論中心距： P z 、 63.5 z 、 a = -(LP-Z) = (271 - 95) = 5.588m 實際中心距: ar = a - Aa 其中 Aq = (0.002 - 0.004)a

59、,取 Aq = 0.003a a1 = 5.588 - 0.003a = 5.571m (4)鏈條速度 取最長取車時間t=lmin,則有 L 17.208 0.157 , v =—=-———= m = 8.6m/ min 2t 2x60 s / III znp v = 1000 lOOOv 1000 X 8.6 n = =—————=1.558r/ min zp 95 x 63.5 / (3 - 23) (3- 24) (3 - 25) (3 - 26) (3- 27) (3 - 28) (5)按靜強度校核 由參考文獻［20］ 6-16： 對于鏈

60、條速度v<0.6m/s的低速鏈傳動，其主要失效形式為鏈的 過載拉斷，按抗拉經強度計算，應滿足： (3 - 29) 其中 F］ = Ft + Fc + Ff 式中 Ka——工況系數(shù) 由參考文獻［19］表取及4= 1.0； FQhm- 一單排鏈的極限拉伸載荷； th 排數(shù)； Pt 有效圓周力; 1000P S——安全系數(shù)，一般取S = 4~8； (3 - 30) (3 - 31) 1000 X 18.94 一— =120.60kN 0.157 Pc 離心力引起的力 Fc = QV2 式中q為每米鏈長質量，kg/m。如前面知q = 16.1kg/m Fc = qv2

61、= 16.1 x 0.1572 = 0.4N Ff 懸垂力 Ff = 100 (3 - 32) 由參考文獻［18］圖得勺=1, a為中心距，J為兩輪中心線對水 平面的傾角 貝IJ Ff = (勺+ sin 0)qga 2 x 16.1 x 9.8 x 6.363 100 100 =20.08N 代入公式（3 —30）得: ^Qlim 1 X 347 = — 4/1 > S KaF> ~ 10.06 + 20.48-3 - ,一 經校核符合強度要求 3鏈輪結構的設計計算 本次設計采用滾子鏈國家標準規(guī)定的端面齒形即三圓弧直線齒 形，這種齒

62、形與滾子嚙合時的接觸應力小，且作用角隨著齒數(shù)的增 大而增大，所以嚙合性能好。 小直徑鏈輪一般做成整體式，中等直徑鏈輪多做成輻板式，為便 于搬運、裝卡和減重，在輻板上開孔，大直徑鏈輪可做成組合式， 此時齒圈與輪芯可用不同材料制造。111 P=> 19.05, z不限。根據(jù)參考 資料［16］表選用腹板式，由于要求強度較高，耐磨損故采用材料 為 ZG310-570o 鏈輪的結構尺寸如圖3-2 3 _ T Z 7 % 圖3-2輪轂結構 主要技術參數(shù)： 由參考文獻［19］表得輪轂厚度 dk 220 九=9.5 + J + O.Old = 9.5 + —+ 0.01 X 1920.

63、75 = 65mm (3 - 33) 6 6 輪轂直徑以=dk + 2h = 350m m 百度文庫-讓每個人平等地提升自我 輪轂長度I = 4h=260mm 分度圓直徑d= 齒頂圓直徑d。= d + 1.25p - & = 1960.68mm 齒根圓直徑 %> = d — d］ = 1881.07mm 腹板厚度t = 28.6mm 齒 w, bf、= 0.95瓦=36mm 齒側倒角 ba = 0.13p = 8.25mm 4鏈的張緊裝置 鏈傳動張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的垂度過大時產生 嚙合不良和鏈條的振動現(xiàn)象；同時也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包 角。 本次

64、設計的張緊裝置為彈簧自動調節(jié)裝置，該機構通過與鏈輪的 自由安裝配合來調整鏈條的張緊程度。 3. 2. 3軸的設計與校核 選取材料均為45號鋼，主傳動軸兩根（由于主傳動軸較長，為 便于加工將其分為兩段，中間用聯(lián)軸器連接），從轉動軸兩根，材 料均為45鋼，調質處理220~250HBS,查參考文獻［23］表19-1知： 45鋼的。8 = 600MPa,其屈服極限% = 350MPa,且查表0-2知，對塑 性材料有：彎曲［a］f = 1~1.2⑺，扭轉［可=0.5~0.6團，擠壓㈤「= 1.5~2.5⑷，剪切［（j］j = 0.6~0.8㈤。因45鋼許用拉應力為㈤= 至177.5MPa, n為安全

65、系數(shù)，對塑性材料通常取1.5~2.2,故。［內= n 178MP, ［t］ = 90MPa. 1下鏈輪軸的設計校核 共兩個從動軸，長度為748mm在車庫上部對稱分布。在直徑 220mm處裝配鏈輪，上面開有鍵槽，防止軸和鏈輪的相對移動，該 段長260mm；與軸承座配合的直徑為200mm ,該段長34mm,鏈輪 50 百度文庫-讓每個人平等地提升自我 左右均有一個；它需要承受垂直方向的壓力，鏈輪軸向定位采用軸 肩定位。軸的公差，跳動度以及圓柱度，表面粗糙度，軸肩粗糙度 均按照與配合的要求選取。如圖3-3示意圖所示，具體的結構和受力 分析如圖3-3: 50 B C

66、 D E Tl 五 PrnTnTnTniTrmv^ 圖3-3軸的結構和受力分析 (1)軸的受力分析 據(jù)受力分析處處在復雜的應力狀態(tài)下，故需對其彎扭合成法來進 行強度校核。 每根從動軸受到的最大壓力為四輛車的重量：m1 = 4 x 1700 = 6800kg 鏈條總重量啊=% ? pq = 296 X 63.5 x 10-3 X 16.1 = 302.68kg 取鏈輪質量= 500kg 由 F = mg = (m1 + m2+ rn3)g = 76.03kg (2)計算彎矩和扭矩 F L FL 76.03 X (560 - 140) z 、 M = -x- = —= = 7.96kN - m (3- 34) T = M M = Fd/2 式中F為四輛車的重量 尸=mg = 4 x 1700 x 10 = 68kN 代入數(shù)據(jù) T = M = 68 x 1920.75/2 x IO-3 = 65.31kN - m 扭矩圖如圖3-5所示: 圖3