升降橫移式停車設(shè)備設(shè)計—升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

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題目： 升降橫移式停車設(shè)備設(shè)計 ——升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 姓 名： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）I摘要近年來隨著我國城市經(jīng)濟和汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，城市汽車保有量越來越大，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。停車問題是城市發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通問題。立體車庫通過提高停車場的空間利用率，使得城市內(nèi)有限的停車面積上可提供的車位數(shù)量大大增加。因此，自動化立體車庫成為了解決城市停車難問題最有效的手段之一。本文在對國內(nèi)外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層十列式車庫結(jié)構(gòu)為研究模型。為了使停車設(shè)備滿足使用要求，根據(jù)國家關(guān)于機械式停車設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)、升降橫移式立體車庫的實際，在升降橫移式立體車庫中使用了一些必要的安全技術(shù)，這樣保證了車輛的絕對安全，使得整個車庫可以安全平穩(wěn)的運行。說明書首先介紹了此設(shè)計的選題，明確本設(shè)計的研究目的和意義最后通過思考和討論，最終確定本設(shè)計的研究方案。在設(shè)計過程部分，詳細(xì)論述了設(shè)備總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，傳動系統(tǒng)設(shè)計和安全防護設(shè)計。本設(shè)計主要的是對車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計及對機構(gòu)的驗算，確?？蛻敉＼嚾≤嚪奖憧旖莺桶踩?。關(guān)鍵詞：升降橫移式立體車庫，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，傳動系統(tǒng)設(shè)計和安全防護設(shè)計IIABSTRACTIn recent years, with the development of our country and the rapid development of the auto industry, the quantity of the automobile in cities becomes larger and larger. The problem of parking is a static traffic problem arising in the process of urban development. Through improving the utilization rate of park space, parking garage makes the number of parking provided by limited park space in cities greatly increased. Therefore, the automatic mechanical parking system has become one of the effective means to solve the difficulty of parking in cities.On the basis of investigation on current situation and developing trend of garage in domestic and abroad, we chose three-layer and ten-formulistic garage structure as the research model. In order to satisfy using demand in design stereo garage, according to criterion of mechanical paring systems-general safety requirement and the facts of the up-down and translation stereo garage the Paper introduced some safety technique which was used in the up-down and translation stereo garage. This can ensure absolute safety for Car and make the whole stereo garage safety and running smooth. Firstly, it introduces the topic and make clear the purpose of the design on the Space Formula Garage. Through thinking and discussion, certain the design. The design discourse the total structure of equipments design﹑spread to move the system design and safe protection designs in detail. The design is mainly about fundamental to garage of structure design and calculate to the chuck of structure, and insure the customer’s safety and convenience when they park the cars.Key words: Lift-Sliding Mechanical Parking System, Total structure design, Spread to move the system, Safe protection designs in detailIII目 錄摘要 .IABSTRACT II第 1 章 緒論 11.1 課題的目的和意義： 11.2 課題研究的背景: .11.2.1 立體車庫國內(nèi)外現(xiàn)狀：11.2.2 立體停車場的發(fā)展趨勢： 31.3 課題研究的內(nèi)容: .4第 2 章 總體方案論證 52.1 立體車庫的分類：.52.2 立體車庫主要結(jié)構(gòu)組成：.72.3 提升方式鋼絲繩與鏈輪的比較：.82.4 存取技術(shù)：.8第 3 章 升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 113.1 立體車庫的結(jié)構(gòu)組成和工作原理 113.2 主體框架的設(shè)計 .113.2.1 材料的選擇.123.2.2 框架的強度校核 123.3 升降系統(tǒng)的設(shè)計 .133.3.1 鋼絲繩的設(shè)計與校核 133.3.3 滑輪的設(shè)計與校核.17IV3.3.4 升降電機及鏈傳動的設(shè)計.193.3.5 防止載車板墜落裝置 21第 4 章 結(jié)論 .23參考文獻 24致 謝 26附錄 A 英文資料－原文部分 27附錄 B 英文資料－中文翻譯 341第1章 緒論1.1 課題的目的和意義：隨著我國城市經(jīng)濟和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。以北京市為例，截止 2006 年底，市區(qū)僅有公共停車場 827 處，共計車位 5.6 萬個，僅占市區(qū)機動車擁有量的 8.5%，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。上海的情況也讓人無法樂觀，僅有的 227 個地下車庫使用面積不足 60 萬平方米，只能滿足1.3 萬輛機動車停放的要求，路邊停車漸呈泛濫之勢，比例高達(dá) 64%，而且還有繼續(xù)上升之勢。據(jù)建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心對全國 15 個大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查，城市機動車保有量與停車位之比平均為 4.84:1，這一比值對于渴望“車者有其位”的車主來說，形式不容樂觀。停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通(車輛停放狀態(tài))問題，靜態(tài)交通是相對于動態(tài)交通(車輛行駛狀態(tài))而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會出現(xiàn)停車難的一系列問題。專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機動車對停車場的需求。而硬措施，主要包括增建停車場，建設(shè)地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。其中，立體停車場通過提高停車位的空間利用率從而大大增加了停車場地單位面積的車位密度。但傳統(tǒng)的立體停車庫屬于自走形式，在每層停車樓間設(shè)有供汽車行駛的坡道，車輛出入車位依靠車輛自身的行駛，這樣一來存在著諸多弊端。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械式立體停車庫應(yīng)運而生。它既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下停車庫和停車樓組合實施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。因此，研究開發(fā)出一種高效、穩(wěn)定可靠的自動化立體車庫存取車系統(tǒng)對解決當(dāng)前的城市靜態(tài)交通問題顯得尤為重要 [1]。1.2 課題研究的背景:1.2.1 立體車庫國內(nèi)外現(xiàn)狀：日本從20世紀(jì)50年代中期開始停車場問題研究，1960 年建成了一座四個車位的二段式立體停車場，60 年代末，僅東京市就引進西歐技術(shù)建成了各種形式的立體停車場40座，1971年開始發(fā)展裝配自行式立體停車場。據(jù)日本建設(shè)廳調(diào)查統(tǒng)計，在日本從事立體停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200多家。目前日本已經(jīng)投入使用立體停車位超過300萬個，其2中以升降橫移式停車設(shè)備為主。對于日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)品上。韓國立體停車設(shè)備技術(shù)是日本技術(shù)的派生。產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步，80 年代開始引進日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90 年代開始為推廣使用階段。由于得到政府的高度重視，各種立體停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速度都在30% 左右。德國和意大利等歐洲國家從事停車設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)比較早。較好的公司有意大利Sotefin、Interpark、德國Palis等。由于歐洲國家土地資源比較富余，停車問題表現(xiàn)不很突出，停車設(shè)備應(yīng)用量不是很大。多數(shù)為巷道堆垛式產(chǎn)品 [3]。我國機械式停車庫的早期研究開發(fā)工作是從 80 年代中期開始，90 年代開始引進和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。根據(jù)機械式立體車庫的運動形式和布局方式，在我國通常將機械式立體車庫分為九大類具體是:升降橫移類、簡易升降類、垂直循環(huán)類、水平循環(huán)類、多層循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類、汽車專用升降機。機械式立體停車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護、安全消防、收費管理等各學(xué)科領(lǐng)域。在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低;缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足;缺少科研設(shè)計單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足;政策不配套，對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等 [5]。目前立體停車場國產(chǎn)化率達(dá)到50% 以上。一些科研機構(gòu)和大專院校也開始研究和開發(fā)符合國情的立體停車場。由于計算機技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，由全電腦自動控制，采用變頻調(diào)速技術(shù)的新一代立體停車場首先在日本、德國及美國興起。英國、法國、瑞士和韓國緊跟其后開始仿效?，F(xiàn)在日本在停車場的技術(shù)研究與開發(fā)、制造、管理等方面的水平都處于國際領(lǐng)先地位，所建成的立體停車場的數(shù)量和容車量也居于世界前列。立體車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機械車庫從管理上可以做到 徹底的人車分流。在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運行中的耗電量 比工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這 樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可 以隨機設(shè)立機械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。31.2.2 立體停車場的發(fā)展趨勢：停車問題是一種社會環(huán)境問題，是城市發(fā)展過程中客觀出現(xiàn)的社會現(xiàn)象。我國立體停車場的應(yīng)用與研究正處于起步階段，立體停車場行業(yè)在我國還是新興行業(yè)，建設(shè)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，規(guī)模也不大，大型的主要靠進口，小型的應(yīng)用還不廣泛，綜合國內(nèi)外市場的需求，可以斷定擁有高技術(shù)含量、高附加值、采用機電一體化技術(shù)的立體停車場具有廣闊的市場前景。停車場不僅僅停放小型汽車，隨著不斷改進，立體停車場的載車型也向大型、重型車輛發(fā)展，在日本正在設(shè)計開發(fā)可以停放載重汽車、大客車的立體停車場，還有專門為家庭設(shè)計制造的家用型停車場，另外還有的停車場實現(xiàn)了無人化管理。停車產(chǎn)業(yè)正向多元化方向發(fā)展，其停車場技術(shù)不單單是純粹的機械設(shè)備，它還包含了當(dāng)今建筑、機械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計算機技術(shù)等領(lǐng)域的大量先進技術(shù)。隨著當(dāng)今社會各種高新技術(shù)的引入，立體車庫正在向?qū)I(yè)化、復(fù)雜化、智能化和高自動化方向發(fā)展，重點表現(xiàn)為以下幾個方面:(1) 專業(yè)化:立體車庫系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，能正常運行而不出故障是用戶的首要求，也是一套停車場系統(tǒng)的重中之重。因此，必須提高制造廠家的專業(yè)化度，才能保證設(shè)備的可靠性，立體車庫的軟硬件設(shè)施及各種設(shè)備的配套也應(yīng)達(dá)到專業(yè)化程度。(2) 復(fù)雜化:立體車庫產(chǎn)業(yè)正在向多元化方向發(fā)展，它已經(jīng)不僅是純粹的械設(shè)備，還包含了當(dāng)今機械、電子、建筑、液壓、光學(xué)、磁控、管理和計算技術(shù)等領(lǐng)域的大量先進技術(shù)。立體停車系統(tǒng)己經(jīng)日臻完善，如汽車出入車庫采用聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護與多重機構(gòu)互鎖停車泊位自動跟蹤、鏈繩長度超范圍報警和彈性變形自動補償、汽車安全檢圖像識別技術(shù)、科學(xué)管理等，各種領(lǐng)域先進技術(shù)的綜合使用，已經(jīng)使立體車成為一個獨立的大型復(fù)雜的高技術(shù)設(shè)備。(3) 智能化:立體車庫的發(fā)展越來越向著智能化方向發(fā)展，一些新技術(shù)正迅速進入該領(lǐng)域，如變頻技術(shù)、全電腦控制系統(tǒng)、導(dǎo)航定位技術(shù)、圖像識別術(shù)、傳感技術(shù)、光纖通訊技術(shù)、防火防盜系統(tǒng)、停電及電源故障的自動判別除及處理系統(tǒng)等。對于全電腦自動控制系統(tǒng)，要開發(fā)、設(shè)計專用硬件系統(tǒng)和用軟件，使之適用于存取車全過程的管理和控制，尤其是對于“模塊”閣架立體車庫的電梯調(diào)配，自動送車找位、自動平層，應(yīng)快捷、準(zhǔn)確、可靠。系安全裝置的設(shè)置要與動態(tài)過程安全檢測形成閉環(huán)，確保存取車過程的安全運。(4) 高自動化:立體車庫的高自動化主要表現(xiàn)為先進的自動控制技術(shù)和科的管理方法?？刂萍夹g(shù)和管理方法互為所長，大幅度提高了存取車效率。在制方法上采用了遙控技術(shù)和自動識別系統(tǒng);車輛?？糠€(wěn)妥(在車庫外面需要動轉(zhuǎn)向)后，車庫可以將汽車自動停放到合適的位4置，可實現(xiàn)無人操作;在學(xué)管理方面，計算機中心對停車場實行全方位管理，整個停車場完全在計算監(jiān)控之下，包括設(shè)備監(jiān)控、出入口監(jiān)控、停車場內(nèi)部監(jiān)控，整個停車場運行狀態(tài)信息都可以存入計算機，通過便捷的人機管理界面，實現(xiàn)車流量統(tǒng)計、統(tǒng)故障查詢、收費狀況查詢、進出車輛信息查詢、系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時查詢。未來的車庫系統(tǒng)管理更開放、更靈活，整個管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)控制與管一體化，系統(tǒng)操作更加簡便，功能更加強大。整個車庫的管理可以納入樓宇動化系統(tǒng)，聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，形成一個綜合的計算機管理網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，真正實現(xiàn)體車庫的無人化管理。1.3 課題研究的內(nèi)容:隨著我國城市汽車的普及，原本擁擠的城市變得更加擁擠，土地資源的日益緊張，停車難已經(jīng)成為大家頭疼的問題。本課題來源于企業(yè)橫向研究項目，旨在通過立體車庫的設(shè)計，在有效面積上，增加停車位，提高現(xiàn)有單位面積的容車率，破解城市停車難題。立體車庫以機電一體化技術(shù)為核心，整機采用 PLC 控制，實時監(jiān)控運行狀況。研究內(nèi)容包括提升系統(tǒng)、橫移系統(tǒng)、整機控制系統(tǒng)三個部分，本課題主要研究立體車庫上下移動運送車輛的提升機構(gòu)總體結(jié)構(gòu)及零部件設(shè)計，并進行強度校核。5第 2 章 總體方案論證2.1 立體車庫的分類：目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡易升降式、垂直升降式、平面移動式、巷道堆垛式等 [9]。(1) 升降橫移式圖 2.1 升降橫移式車庫整機特點：有效利用空間，提高空間利用率達(dá)數(shù)倍。存取車快捷便利，獨特跨梁設(shè)計，車輛出入無障礙。采用 PLC 控制，自動化程度高。環(huán)保節(jié)能，低噪音。人機界面好，多種操作方式可選配，操作簡便。(2) 垂直循環(huán)式圖 2.2 垂直循環(huán)式車庫整機特點：省地：在 58m2 的地方建起大型垂直循環(huán)類機械停車庫，可容納 34 輛轎車或 24 兩面包車。方便：使用 PLC 自動調(diào)車， 一次按鍵即可完成存取車。迅速：調(diào)車時間短，取車快速。靈活：可設(shè)置在地面上或半地上半地下，可獨立或附設(shè)在建筑物內(nèi)，還可多臺組合。6經(jīng)濟：可省去購置土地的大量費用，有利于合理規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計。省電：一般不需要強制通風(fēng)，無大面積照明，耗電量僅為普通地下車庫的 35％。(3) 簡易升降式圖 2.3 簡易升降式車庫整機特點：一個車位泊兩臺車 (最適宜多車型家庭用)。構(gòu)造簡單實用，無需特殊地面基礎(chǔ)要求。適合裝置于工廠、別墅、住宅停車場 。可任意遷移，搬遷安裝容易或根據(jù)地面情況，獨立及多臺設(shè)備。備有專用鎖匙開關(guān)，防止外人開動設(shè)備。車板防下滑保險裝置。(4) 垂直升降式 圖 2.4 垂直升降式車庫整機特點：占地少，容車量大，高層設(shè)計最高能夠達(dá)到平均一輛車僅占一平方米的空間?？赏瑫r提供多車位進出口，等待時間短。智能化程度高，可預(yù)約存取車及空車位導(dǎo)向。綠色環(huán)保車庫，利用車庫外形的空隙空間可以進行綠化，使車庫變成一個立體的綠化體，有利于美化城市和環(huán)境。智能化控制，操作簡單方便。(5) 平面移動式7圖 2.5 平面橫移式車庫整機特點：每層的車臺和升降機分別動作，提高了車輛的出入庫速度，可自由利用地下空間，停車規(guī)?？蛇_(dá)到數(shù)千臺。部分區(qū)域發(fā)生故障時，不影響其他區(qū)域的正常運行，因此使用更加方便；采用以車輛駕駛員為中心的設(shè)計方法，提高了舒適性。采取多重保險措施，安全性能卓越；通過計算機和觸屏界面進行綜合管理，可全面監(jiān)視設(shè)備的運行狀況，并且操作簡單(6) 巷道堆垛式圖 2.6 巷道堆垛式車庫整機特點：可設(shè)置于地上或地下，充分利用有效空間。載車板的升降和行走同時運行，存取車方便快捷。全封閉式管理，安全可靠，保障人、車安全。通過升降機、行走臺車及橫移裝置輸送載車板實現(xiàn)存取車操作，整個過程全自動完成。固定式升降機＋各層行走臺車的配置形式，可實現(xiàn)多個人同時存取車。2.2 立體車庫主要結(jié)構(gòu)組成：升降橫移式立體車庫主要由三部分組成：機械部分、電機驅(qū)動部分和控制管理部分。(1) 機械部分：由車架、提升機構(gòu)和橫移機構(gòu)組成，它是車庫的主架。(2) 電機驅(qū)動部分：有多個電機組組成有它來帶動橫移機構(gòu)和提升機構(gòu)的運行，完成載車板的上下和左右移動，以完成存取車過程。(3) 控制管理部分：立體車庫控制系統(tǒng)隨著它所采用的控制器智能化程度的不同而不同。82.3 提升方式鋼絲繩與鏈輪的比較：(1) 鏈傳動：優(yōu)點是傳動簡單可靠，維修簡單，造價低廉；缺點是沖擊較大，有提升高度的限制，安裝調(diào)試時需要注意是否有咬鏈的情況出現(xiàn)。(2) 鋼絲繩傳動：優(yōu)點是對車庫底盤可以提升的高度可以不加限制，造價比較低；鋼絲繩布置靈活，起吊用鋼絲繩可在空間內(nèi)變相設(shè)置，起吊鋼絲繩失效狀況可以用肉眼觀察得到，預(yù)防性好；鋼絲繩拖動柔性好，沖擊小，噪聲小，可在移動過程中進行較大的變速。缺點是需要外加鋼絲繩桶和剎車盤增加了安裝調(diào)試的時間和造價。(3) 鏈條拖動型式的傳動機構(gòu)比鋼絲繩拖動型式的傳動機構(gòu)復(fù)雜，鏈條的傳動效率較低。目前的升降橫移車庫采用鏈條提升方式的一般用的都是循環(huán)鏈或者平衡鏈結(jié)構(gòu)，而采用這種結(jié)構(gòu)的提升方式有一個特點就是鏈條長度一旦過長，那么用于裝載循環(huán)鏈或者平衡鏈的縱梁必須加長，而本次設(shè)計的是三層升降橫移式立體車庫，從經(jīng)濟、可行性以及上述有優(yōu)缺點比較，在本次設(shè)計中選用鋼絲繩提升方式。2.4 存取技術(shù)：表 2.7 梳齒存取技術(shù)、雙車板同時交換技術(shù)及無車板存取技術(shù)的比較項目 梳齒式存取技術(shù) 雙車板同時交換存取 技術(shù) 無車板存取技術(shù)技術(shù)來源 德國 德國威爾 德國威爾技術(shù)水平 上世紀(jì) 80 年代早期產(chǎn)品，在歐洲現(xiàn)已停產(chǎn) 上世紀(jì) 90 年代末產(chǎn)品 21 世紀(jì)最新產(chǎn)品存取車原理 內(nèi)梳固定,外梳設(shè)置在臺車上,可進行上下運動,通過臺車的上下升降運動即外梳的上下運動實現(xiàn)車輛的交接。存取機構(gòu)分上下兩層鏈條呈水平平行布置，設(shè)置搬運器兩端，上下層鏈條同時運轉(zhuǎn)且方向相反，鏈條上設(shè)凸塊與載車板兩側(cè)凹塊對應(yīng)嚙合。搬運器上正常只能放置一塊載車板，停放有汽車的載車板只放于上層位置（此時下層不放載車板），無車時空載車板在下層（此時上層無載車板）存取臺車通過三維運動進行車輛的存取交換。停放車高 建筑凈高須 1950mm，且入 只需 1750mm，比梳91550mm 轎車，對建筑凈高要求庫前汽車要收起天線 齒系統(tǒng)更節(jié)省空間 停放車高2050mm 轎車，對建筑凈高要求建筑凈高須 2450mm，且入庫前汽車要收起天線只需 2250mm，比梳齒系統(tǒng)更節(jié)省空間停放車長為 5300mm的汽車，所需建筑縱深尺寸5700mm。梳齒系統(tǒng)是以車輛前輪定位,而汽車的前懸尺寸相差很大,要同時滿足停放奔馳 S 系列和金杯系列的汽車須較大的建筑尺寸，即5700mm.可以自動檢測汽車尺寸,以汽車中心定位,只需 5500mm 便可停放所有長度為 5300mm的汽車車位設(shè)置設(shè)有固定內(nèi)梳齒及導(dǎo)軌，須安裝大量膨脹螺絲，鉆孔時損傷樓面和打斷樓板鋼筋每個車位需設(shè)置上下兩層放置載車板，存放車輛的載車板送至上層，未停車輛的載車板放于下層車輛停放于樓板上，無須鉆孔和維護定位方式前輪定位對中裝置對汽車輪胎有影響（紅箭頭處）載車板上擋車裝置中心定位長期停放對輪胎的影響有影響 無影響 無影響10停車位的維保需要經(jīng)常檢查螺絲是否松了，梳齒有否變形，刷防銹漆 需要 終身免維護安全可靠和故障率支撐汽車的梳齒為懸臂結(jié)構(gòu),長期使用易變形,膨脹螺絲易松動會影響內(nèi)外梳的車輛交接,且存在安全隱患.見上圖少 無鋼結(jié)構(gòu)車庫 一般 好 一般混凝土結(jié)構(gòu)車庫 好 一般 好停車位長度 車長+300 車長+200 車長+200停車位寬度 車寬+100車寬+350（含立柱尺寸） 車寬+100停車位高度 車高+400 車高+280 車高+200車庫建筑造價 較高 高低（停車位前后空間及上下高度與梳齒式相比均減少,因此相同車位布置可以節(jié)省車庫建筑費用）與升降機或穿梭車的配套性一般。長期使用，梳齒變形，內(nèi)外梳會干涉 好 好庫內(nèi)整體美觀度不好一般 美觀出入口需設(shè)置停車梳架、即有固定的內(nèi)梳，又有可以升降運動的外梳架且外梳架上還需設(shè)有臺車運行的導(dǎo)軌需要設(shè)置兩層放置載車板裝置，并且設(shè)置一套可將下層空車板升至上層位的裝置，出入口裝置復(fù)雜無轉(zhuǎn)盤時只需在地面上設(shè)置中心定位裝置11停車舒適感一般。出入口停車平臺有大量梳齒，梳齒間存在30～50mm 空隙較好 好。出入口停車平臺為地平面第 3 章 升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 立體車庫的結(jié)構(gòu)組成和工作原理整個“升降橫移式立體車庫系統(tǒng)”共分為主體框架、升降系統(tǒng)、橫移系統(tǒng)、高位保護裝置四個組成部分，圖 3.1 為升降橫移式立體車庫系統(tǒng)圖。圖 3.1 升降橫移式立體車庫系統(tǒng)圖升降橫移式立體停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(dá)地面層，駕駛員進入車庫，存取車輛。停泊在這類車庫內(nèi)地面的車只作橫移，不必升降，上層車位或者下層車位需要通過中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員方可進入車庫內(nèi)將汽車駛?cè)牖蝰傠x車庫。本文所設(shè)計的升降橫移式立體車庫是三層三十間二十八車位立體車庫。上層載車板需降至地面層，方可進行汽車的存取，而下層載車板可直接進行車輛存取。一般允許停放的車輛的大小為:5000 X 1850 X 1550，單庫位的尺寸為:6500 X 2632 X 1800123.2 主體框架的設(shè)計主體框架為鋼結(jié)構(gòu)，分為立柱、橫梁、縱梁。鋼架主要結(jié)構(gòu)由鋼材通過焊接或螺紋連接緊固。各鋼板采用高強度螺栓聯(lián)結(jié)。高強度螺栓連接中，構(gòu)件內(nèi)力是靠構(gòu)件鋼板表面間由高強度螺栓以巨大的夾緊壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞的，故高強度螺栓連接的承載能力是以抗滑強度——被連接鋼板發(fā)生相對滑動的載荷來表示，而不考慮螺栓的受剪?？够瑥姸扔秩Q于高強度的預(yù)緊拉力、鋼板表面摩擦系數(shù)及高強螺栓數(shù)量。3.2.1 材料的選擇立柱、前后橫梁縱梁和橫移梁選擇熱軋 H 型鋼（GB/T 11263-2005） 。根據(jù)實際尺寸需求，選擇寬翼緣型(HW)200×200，見圖 3.2。圖 3.2 熱軋工字鋼3.2.2 框架的強度校核13圖3.3 升降橫移式立體車庫提升結(jié)構(gòu)示意圖(1) 總體橫梁強度校核：前橫梁起支撐縱梁的作用，后橫梁支撐縱梁的同時也起起吊作用，受彎矩，主要發(fā)生彎曲變形。但后橫梁下邊每個車位均有一根立柱支撐，每個點所受剪力和彎矩較少，故強度做夠，無需校核。(2) 橫移框架縱梁強度校核：縱梁受彎矩。由于縱梁長度大，使縱梁變形更大，更具有代表性。縱梁強度校核分析：滑輪起吊處重量約為G/4，即5.38KN。算得：前后端受力情況分別為：4.76KN，0.62KN?？v梁受力如圖3.4(a)所示。然后作剪力圖(圖3.4(b))和彎矩圖(圖3.4(c)),進行強度校核：圖3.4查表3-1-59 [21]得： 3160cmWy?MPaPaKNMy 160][2.3max3??????故強度滿足條件。143.3 升降系統(tǒng)的設(shè)計3.3.1 鋼絲繩的設(shè)計與校核1. 機構(gòu)工作類型的選擇由于本車庫為城市用車庫，工作時間較長，通過表 8-1-1[21]選擇利用等級 T8。2. 機構(gòu)載荷的等級的選擇車庫機構(gòu)一般承受中等載荷，所以通過表 8-1-2[21]選擇機構(gòu)載荷 L23. 機構(gòu)工作類型的選擇通過機構(gòu)工作類型 T8 和機構(gòu)載荷 L2 查表 8-1-3[21]選擇機構(gòu)工作類型為 M84. 鋼絲繩的設(shè)計計算及選擇(1) 類型選擇通過查表 8-1-6[21]根據(jù)起重機型用鋼絲繩選擇雙繞繩式；按鋼絲繞制方法選擇交互捻繞型；按鋼絲繩中絲與絲接觸狀態(tài)選擇線接觸型；按股繩截面形狀選擇圓形；按鋼絲繩繩芯形式選擇纖維芯型。(2) 選擇計算按 GB/T381-1983 計算，計算方法如下：（1-2）SC?d式中 d—鋼絲繩最小直徑 (mm）S—鋼絲繩最大靜拉力 (N)C—選擇系數(shù)（mm/ ）選擇系數(shù) C 的取值按表 8.1-8[21]選取，通過結(jié)構(gòu)工作N級別 M8 選擇 C=0.140 ，安全系數(shù) n=9.m/對鋼絲繩受力分析： 圖 3.5 升降機構(gòu)總體受力 T—即為鋼絲繩受力。15鋼絲繩的最大受力： （1-3） KNGTS38.510.241???所以鋼絲繩的最小直徑： （1-4）mCd7.故選擇直徑 md1?通過表 8-1-32[21]選擇鋼絲繩公稱直徑為 10?鋼絲繩應(yīng)力的校核：鋼絲繩的破斷應(yīng)力應(yīng)該滿足公式：（1-5）SnF0?—所選用的鋼絲繩最小破斷拉力（N） ；0n—安全系數(shù)，按表 8-1-8[21]選取。?NF4837590???由表 8-1-32[21]知道直徑為 20mm 的鋼絲繩公稱抗拉強度為 1500MPa，所以該鋼絲繩的最小破壞拉力為 59.9KN。所以 =59900N48375N。0F所選鋼絲繩規(guī)格合格。通過表 8-1-34[21]選擇電梯鋼絲繩 +NF-11-15000 型號鋼絲繩。619S?3.3.2 卷筒的設(shè)計與校核(1) 卷筒類型的選擇選擇周邊大齒輪式（JB/T9006.2—1999） 。其結(jié)構(gòu)特點是卷筒軸不受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩。一般為開式傳動。(2) 卷筒幾何尺寸的確定選擇單層卷繞雙聯(lián)卷筒。通過表 8-1-53[21]對卷筒幾何尺寸進行計算。卷筒上有螺旋槽部分長度計算公式：16（1-6） max010()HLzpD????D—卷筒名義直徑,通過表 8-1-58[21]選擇 400mmd—鋼絲繩直徑,d=11mm。—最大起升高度， 取 4500mm maxHmaxHa—滑輪組倍率，a=1.D0=D+d—卷筒計算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑。 Z≥1.5—為固定鋼繩的安全圈系數(shù)，取 3P—繩槽槽距，查表 8-1-59[21]，P=13。根據(jù)表 8-1-60[21]選取卷筒的部分尺寸，卷筒槽形選標(biāo)準(zhǔn)槽形即可。選擇基本尺寸 D=400 D1=370，D 2=360，D 3=17，L 1=70，L 2=28。所以：（1-7）mmLLS 36)870()(221 ??????13)40(.350?圖 3.6 卷筒基本尺寸由于卷筒選取雙層雙聯(lián)卷筒結(jié)構(gòu)，卷筒長度計算公式：（1-8） 012sLm??L1—無繩槽卷筒端部尺寸 L2—固定鋼繩所需長度 所以：mmLS 50703610 ?????(3) 卷筒最小直徑的計算計算公式：17（1-9） minDhd?—按鋼絲繩中心計算的滑輪和卷筒的最小直徑minh—與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)查表 8-1-54[21]，h=252751min??(4) 卷筒強度計算卷筒的材料一般采用不低于 HT200 鑄鐵。忽略卷筒自重力，卷筒在鋼絲繩最大拉力作用下，使卷筒產(chǎn)生壓、彎曲和扭應(yīng)力，其中壓應(yīng)力最大。由于 L≤3D 時只計算壓應(yīng)力。因為是雙層卷繞，壓應(yīng)力應(yīng)按下式計算：（1-10）????aaabcbcMPpFAP.832.17345'.8.216'max1max???????故卷筒合格。3.3.3 滑輪的設(shè)計與校核(1) 材料和結(jié)構(gòu)的選擇滑輪用來對鋼絲繩進行導(dǎo)向和支撐，以改變繩索及其傳遞拉力的方向。(2) 滑輪主要尺寸的確定繩槽半徑 R 是根據(jù)鋼絲繩直徑 d 的最大允許偏差為 確定的。鋼絲繩繞進和繞出滑07?輪槽時偏斜的最大角度（即鋼絲繩中心線和與滑輪軸垂直的平面之間的角度）應(yīng)不大于。繩槽表面的精度為 。 4? 6.5a根據(jù)表 8-1-65[21]確定滑輪的直徑,起吊滑輪為 280mm。(3) 滑輪形式的確定由于結(jié)構(gòu)要求密封比較嚴(yán)密，選擇 A 型結(jié)構(gòu)。18圖 3.7 滑輪基本尺寸（JB/T9005.1—1999）通過查表 8-1-67a 選擇滑輪軸承尺寸 [21]， ， ， ， ， ， ，310B?6D2寬 度 162A?12NF60B?48，72S由表 8-1-68 選擇輪轂尺寸 [21]R=5.5，d=11，H=17.5， ， ， ， ，310B?48DM129?15D27?， ， ， ， ， ，1059?D6B7D.57F508R螺 栓 孔 數(shù) n=4螺 釘 孔 數(shù) n=8(4) 滑輪強度的計算假定輪緣是多支點梁，繩索拉力 F 使輪緣產(chǎn)生彎曲拉力的合力(N)： 2sinpF??式中 F—繩索拉力，為 5375N—繩索在滑輪上的包角的圓心角為? 45o所以：NFp 12sin5372sin???。?19輪緣最大彎矩（ ）：Nm?ax16pFLM?式中 L—兩輪輻間的輪緣弧長(mm) mD769328014.3842????所以： NLFp ??6791max輪緣最大彎曲應(yīng)力（ ）aMPmaxsin82wpW????式中 W—輪緣抗彎斷面模數(shù)（ ）3m—許用彎曲應(yīng)力，應(yīng)小于 100 wp? aMP所以： aaPFL108.79245sin1.08769352sin8max ??????故合格。當(dāng)繩索拉力合力方向與輻條中心線重合時，輻條中產(chǎn)生的壓應(yīng)力最大2sinccpFA??????式中 A—輻條斷面面積（ ） ，取 A=700 2m2m—斷面折減系數(shù)，取 0.1?—許用壓應(yīng)力為 100cp?aMP所以： aac PAF106.75801.24sin5372sin???????滑輪滿足要求。3.3.4 升降電機及鏈傳動的設(shè)計1. 升降電機的選擇由于本車庫升降速度 v=4.8m/min20η=0.912考慮傳動中摩擦阻力是載荷阻力增大 10%電機每日工作 24h 負(fù)載均勻平穩(wěn)，負(fù)載系數(shù)為 1.25機構(gòu)升降功率為：KWFVP07.21.9%06.842150/ ???9?電故選擇的升降電機功率為3KW，型號為YCJ160-3-52。2. 鏈傳動設(shè)計(1) 小鏈輪的設(shè)計：由于選擇鏈輪的齒數(shù)要大于 17。選擇鏈輪的齒數(shù) ,單排。查表 14-2-251?Z3[21]，選擇鏈條的型號為 20A 型。圖 3.8 鏈條鏈節(jié)距： mp5.731?滾子鏈外徑： dr8分度圓的直徑： zp25410sin??齒頂圓的直徑： mzpda 270)8cot54.(??21齒根圓的直徑： mdrf236??齒側(cè)凸緣直徑： mhzpg 687.04.18cot????圖 3.9 鏈輪(2) 大鏈輪的設(shè)計：由于選擇的小鏈輪的齒數(shù)為 27。傳動比 。1?i大鏈輪的齒數(shù): 2512??Zi鏈節(jié)距： mp.73?滾子鏈外徑： dr8分度圓的直徑： zp25410sin??齒頂圓的直徑： mzpda 270)8cot54.(??齒根圓的直徑： rf 36??齒側(cè)凸緣直徑： hzpdg 907.04.18cot????22圖 3.10 鏈輪 2選擇三圓弧—直線齒形，齒形按 3R GB 1244-85 規(guī)定制造。由于本設(shè)計的鏈輪無劇烈沖擊振動和要求耐磨損的主從動鏈輪，所以根據(jù)表 14-2-18[21]選擇鏈輪的材料為ZG45。熱處理方法為：淬火 回火，齒面硬度要求 40—50HRC。3.3.5 防止載車板墜落裝置當(dāng)載車板升至定位點后，需設(shè)置防墜裝置，以防止載車板因故突然落下，傷害人車。本次防墜裝置設(shè)計采用掛鉤形式，解鎖動作由電磁鐵完成。解鎖動作要求，當(dāng)電磁鐵通電時以推桿觸動安全鉤解鎖；當(dāng)電磁鐵斷電時推桿自動縮回。圖 3.12 防墜裝置23第4章 結(jié)論停車問題作為城市的靜態(tài)交通問題，其目前的矛盾十分突出。在傳統(tǒng)的平面(地面和地下)停車場的設(shè)計和運行模式下，隨著城市的發(fā)展和機動車數(shù)量的迅猛增長，停車位的供應(yīng)愈來愈不能滿足老百姓的日常工作和生活的需求。而在以計算機技術(shù)為依托的過程控制自動化技術(shù)飛速發(fā)展的今天，建立一個升降橫移式自動化立體車庫，從而提高停車場的空間利用率，提升存取車的自動化程度和效率，已成為現(xiàn)代都市解決停車難問題的有效途徑之一。本論文在設(shè)計前期進行了較為全面地市場調(diào)研，對設(shè)計目標(biāo)進行了認(rèn)真選型，并且設(shè)計過程經(jīng)過了完善地用戶需求分析、總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計。自動化立體車庫控的設(shè)計是一項較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及學(xué)科內(nèi)容廣泛，本論文進行了一些初步的研究開發(fā)工作，搭建出了一個基礎(chǔ)框架，但設(shè)計中仍有許多不足和可深入的地方需要在今后的工作中不斷地改進升級。24參考文獻[1]. 王兆義. 小型可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M]. 機械工業(yè)出版社[2]. 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