升降横移式立体停车库模型地结构设计

实用标准文案精彩文档升降横移式立体停车库模型的结构设计第3.1节概述PSH7升降横移式立体停车库的结构设计在整个车库中非常重要，主框架部 分、载车板部分和传动系统是PSH7升降横移式立体停车库的主要组成部分，主 框架部分承担着整个PSH7升降横移式立体停车库的总量，而且它的轻重、稳定 性和可靠性以及载车板部分还影响着整个立体停车库的重量、材料和成本的多少以及安全性，传动系统决定着PSH7升降横移式立体停车库运行的好坏，所以如 何设计主框架部分、载车板部分和传动系统成为影响整个立体停车库的关键因 素。机械传动系统主要功用是传递原动机的功率， 变换运动的形式以实现预定的 要求。传动装置的性能、质量及设计布局的合理与否，直接影响机器的工作性能、 重量、成本及运转费用，合理拟定传动方案具有十分重要的意义。一般常用以下 几种传动方案：方案一：带传动，易于实现两轴中心距较大的传动；具有传动平稳，缓冲、 吸振的特性；结构简单，成本低；可起过载保护作用。方案二：链传动，平均传动比准确，工作可靠，效率较高；传动功率大，过 载能力强，相同工况下的传动尺寸小；可在恶劣环境中工作；易于实现较大中心 距的传动；结构轻便，成本低。方案三：蜗杆传动，能以单级传动获得较大传动比；传动平稳，无噪声；传 动具有自锁性。方案四：直齿轮传动，传动准确平稳，承载能力高好的传动方案除应满足工作机的性能和适应工作条件外，还应尺寸紧凑、成本低廉，传动效率高等。故对更方案进行价值分析，由表3.1和表3.2选出较好的万案5。表3.1定性判定与价值对应判定不用差勉强可用中等满意较好好很好超目标理想价值P0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0表3.2传动方案选择的使用价值表设计指标加权因子w万案一万案一方案二方案四价值Pi1R1W价值P2R2W价值Pi3R3W价值Pi4R4W传动精度W；10.20.020.50.050.80.080.80.08功率w20.10.20.020.40.040.50.050.60.06效率wT0.80.120.80.120.20.030.80.12圆周速度w；10.20.020.20.020.20.020.20.02制造安装w50.20.80.160.80.160.20.040.20.04价格W60.150.70.1050.60.090.40.060.50.075寿命w,10.30.030.50.050.50.050.50.05平稳噪声小w畀0.60.060.30.030.60.060.50.05总使用价值Z RjW0.5350.560.390.495综上所述，选择链传动方案更加合理，所以我们的传动系统采用链传动形式。第3.2节横移传动系统设计横移传动系统的作用是使上升到位的搬运器平移到指定位置，其传动主要是靠电机带动链轮使滚轮在轨道上移动。如图3.1图3.1 横移传动示意图一、初步参数的确定PSH7七位机）升降横移式立体停车库模拟装置采用与实际立体停车库标准1： 8的比例进行设计，设备尺寸为载车板长L=0.7m载车板宽W=0.29m车库总高H=0.72m底层咼h=0.25m初设承载总质量M=7KG则带动横移轴转动所需功率（假设摩擦因子u=0.2,横移速度为0.15m/s）:P前轮=0.2 7 9.8 1.5 0.15 ： 0.93W204 P后轮=0.27 9.8 1.5 0.15 ： 0.62W20所以P总=1.55W二、横移传动系统电动机的选择横移所需功率P=FV=1.55W根据输出功率选择电动机：60KTYZ齿轮减速同步电机，220V, 50HZ P=14V,输出转速n=110r/min三、横移链轮的设计1. 初选小链轮齿数 乙=10从动大链轮齿数Z2 =322. 确定链条链节数Lpz2初定中心距a0=20P,则链节数Lp =2 +Z2Z2 -乙=61.613p2a。i 2兀丿取 Lp = 623. 计算单排链所能传递的功率P0及链节距P由机械原理与设计 表13-8查得工作情况系数Ka =1FCa 二 KAP =14W由机械原理与设计表13-10查得小链轮齿数系数Kz=0.663750607,链长系数 K, = 0.89044437选择单排链，由机械原理与设计表13-11查得多排链系数Kp=1.0故所需传递的功率为P。汇K z江Kt江K p23.687W0.66 0.89 1取链节距P=6.00mm选择链号 04B 1X 114GB1243.1-834. 确定链实际长度L及中心距aL=LpX P/1000=62 X 6/1000=0.372mmP 卜 Zr +Z2 )Zj + Z2 Y(Z2 - Zj fla。=匚Lp - i+Lp - 丨-8* 11 = 121.179mm4 12丿讥2丿 i 2兀丿中心距调整量丄a -2P =12mm实际中心距 a =a-.；a = 109.179mm5 计算链速PV = n1 Z160 000110 10 660 1000=0.11m/ s6作用在轴上的压轴力Q圆周力 F=1000P/V= (1000X 14X 0.001 ) /0.11=127.273N按平均布置取压轴力系数 Kq =1.15有 Q = Kq F =146.364N四、横移传动轴A的设计横移传动轴A是一层车库的横移轴，它的受力情况可以简化成以下的形式FD =27.585N算出 FC =41.378NFe =Q =146.364N轴的初步估算轴径至少为d =12.2mm轴的强度校核：由a M a = 0知，-FB 470 FC 10 FD 460-Fe 498 =0得 Fb 二-91.416N由 M B = 0知，Fa 470-FC 460-Fd 10-Fe 28=0得 Fa -47.792NMC 二 Fa 10 =477.914N mm作轴的剪力图如下：112.59NA47.79N由剪力图可知 MD 二 MC 450 6.41 =3364.159N mm作轴的弯矩图如下:3364.16N mmD处所受弯矩最大，所以对 D剖面进行强度校核d3364.1590.1 180二 5.717mm小于估算轴径，所以强度足够。取轴与链轮配合处 d1 =13mm取轴与轴承配合处 d2 =15mm，安装尺寸da =18mm取轴与滚轮配合处 d =14mm五、横移传动轴B的设计横移传动轴B是车库二层的横移轴，它的受力情况可以简化成如下的形式该轴的校核与横移传动轴B相同。第3.3节升降传动系统在升降传动系统中，我们采用钢丝绳传动型式。钢丝绳传动形式的升降传动 系统一般是由电机、减速系统、卷筒、滑轮、钢丝组成。在钢丝绳传动型式中， 钢丝绳的主要作用是拖动搬运器上下升降。钢丝绳一端与搬运器相连结，钢丝绳另一端缠绕卷筒上（搬运器的前端钢丝绳与后端钢丝绳必须同方向绕着卷筒转 动），当搬运器需要升降时，提升电机便会通过其正反转来带动卷筒顺时针或逆 时针旋转实现搬运器的升和降。示意图如图 3.2所示图3.2升降传动示意图、升降传动系统电动机的选择升降所需功率 P = G X V = 7 X 9.8 X 0.1 = 6.86 W选择功率P = 25W的电动机，频率为50HZ电压220V,经减速器后电动机的输出转速为m =40r/min实用标准文案初定卷筒直径为50mm载车板上升速度V = 0.1 m/s,求得卷筒的转速 匕:由0.12 二 Rn 260 1000得,r)20.1 60 10002 兀 x 25二 38.1r / min-8*2精彩文档链轮的传动比i =巴 401 .05n 238 .1初取传动比i = 2升降链轮的设计1. 初选小链轮齿数 乙=13从动大链轮齿数Z2 =252. 确定链条链节数Lp初 定 中 心 距 a0=20p, 则 链 节 数Lp2aZ -Z1i 2兀-59.21取 Lp = 603. 计算单排链所能传递的功率R及链节距P由机械原理与设计表13-8查得工作情况系数Ka =1Pea = K aP = 25 W由机械原理与设计表13-10查得小链轮齿数系数Kz=0.663750607,链长系数K 0.89044437选择单排链，由机械原理与设计表 13-11查得多排链系数Kp=1.0故所需传递的功率为P0PCa43.015WKZ x K1 x KP 0.66 x 0.88 x 1取链节距P=6.00mm选择链号 04B 1X 114GB1243.1-834. 确定链实际长度L及中心距a7lp 一L=LpX P/1000=60X 6/1000=0.36m=122.464mm, 乙乙Lp2中心距调整量 : a - 2 P=12 mm实用标准文案实际中心距 a = a - .: a = 110 .464 m m5. 计算链速P40 x 13 汉 6V = n, Z.0.052 m / s60 x 100060 x 10006. 作用在轴上的压轴力Q圆周力 F=1000P/V=( 1000X 25X 0.001 ) /0.052=480.769N按平均布置取压轴力系数 K Q =1.15有 Q 二 K q F = 552 .885 N三、钢丝绳的选用钢丝绳直径的确定 d = Cmax_确定选择系数C = 0.123d 二 0.123 、79.8 = 1.021根据机械设计手册P27-9,选择圆股钢丝绳-合成纤维芯钢丝绳d = 2mm , M 1P =1.38 kg/100m , lc b - 1570 MPa最小破断拉力 F = 2.08 KN四、卷筒A的设计卷筒A是车库二层的卷筒，最大起升高度 Hmax = 200mm绳槽槽距P = 1.2d = 2.4mm, 卷筒槽底直径 D = 47mm卷筒计算直径（由钢丝绳中心算起的卷筒直径）D。二D d = 49mm固定钢丝绳的安全圈数 Z 1 =1.5精彩文档Lo卷 筒 上 有 螺 旋 槽 部 分H max+Z1 兀Do二 491.52.4 ： 7.2mm长L-0无绳槽卷筒端部尺寸 L 4.8m m,固定钢丝绳所需长度L? : 3P = 5mm 中间光滑部分长度m = 6mm卷筒长度 L 2 L0 L1 L2m = 40 mm五、卷筒B的设计卷筒B是车库三层的卷筒，最大起升高度 Hmax = 450mm绳槽槽距P = 1.2d = 2.4mm, 卷筒槽底直径 D = 47mm卷筒计算直径（由钢丝绳中心算起的卷筒直径）D0 = D = 49 mm固定钢丝绳的安全圈数 Z1 =1.5卷 筒 上 有 螺 旋 槽 部 分 长L0:Lo込x+乙P = 一Do丿4501.52.4 : 12.2mm：. : 49无绳槽卷筒端部尺寸L 4.8m m ,固定钢丝绳所需长度L2 ： 3P = 5mm中间光滑部分长度m = 6mm卷筒长度 Ls = 2(L0 L1 L2) m = 50 mm六、升降轴的设计根据升降传动轴的受力情况，可简化为如下形式：FaF1FdF2Fg!T!i.LU.-JJJL J tEC6F1 = F2 = F = (79.81 .5) = 30 .87 N20Fd = 552 .885 N轴的初步估算轴径至少为d =19.1mm 轴的强度校核：由a M a = 0知，-F1 (35 12)-Fd (70 16 12)-F2 (35 108 86 12) FG (24 140 108 16 0 得 Fg - 219 .168 N由v Mg =0知，-Fa (24 140 16 108) F1(35 16 108 82) FD (108 82) F2 (35 12) = 0得 Fa =395.783N作轴的剪力图如下:395783N 364.9你187.972N218.842N作轴的弯矩图如下:37204.08N mm10300.87N mm111 Hi I,. g18601.8N mm 门心| |Ad丨川川川川丨川川川川川丨川一3 37204.08 0.1 180D处所受弯矩最大，所以对 D剖面进行强度校核二 12 .738 mm小于估算轴径，所以强度足够。取与轴承配合处的直径 d1 = 20 mm ,安装尺寸da二20.5mm与卷筒配合处直径 d 24.5mm与链轮配合处直径 d 25 mm第3.4节安全制动设计由于载车板上停有汽车，在升降电机停止工作时，电机会被倒拉反转，使车 板自动下落。因此需要加以制动。经过许多方案的设计和比较，得出较优的设计, 运用杠杆原理，靠摩擦使升降轴制动，从而阻止电机被倒拉。但电机在工作时， 制动装置是不需要的，我们又采用电磁铁通电顶开制动杆， 从而达到消除制动的效果。如图3.3图3.3电磁铁结构原理图当电机不工作时，电磁铁无电，杆左端由于重力使摩擦带拉紧， 从而阻止轮子转 动，轮子安装于轴上，使轴也固定不动。当电机要运行时，电磁铁给电，顶起杆, 有杠杆原理使皮带松开，消除制动。由于该装置采用杠杆原理，因此它制动使所 要产生的摩擦力是可调的，只要调整中间皮带固定的位置或杆的长度。因而这种 方案还是比较好的。但如果在现实中大型的车库，就不能采用这种装置了。第3.5节主框架部分主框架体系的基本构成是由水平方向的梁和垂直方向的柱通过钢性结点连接而成。这种结构体系通过结构构件的抗弯刚度来抵抗侧向力的作用。主框架体系基本上都是由变形限值作为设计的控制条件， 梁柱的截面尺寸主要由结构的刚 度而不是强度来决定。在具体的设计过程中，所选的梁柱截面尺寸如果满足了规 范对层间位移的限制要求，构件的承载力一般也能满足要求。主框架如图3.4图3.4 主框架示意图杆件截面校验：首先进行柱的校验，然后是梁的校验。1. 柱的校验：柱选用方钢，横截面积 A = 625mm2，许用压应力！= 170MPa柱横截面上工作应力为；，Fmax75422 = 120.68MPaA 6250满足强度条件，故钢柱的强度是安全的。2. 梁的校验：梁选用热轧等边角钢8， d =4mm , b = 25mm。梁主要受到的力是弯矩和剪力,许用正应力L- .1 - 170MPa，许用切应力！. J-100MPa(1)正应力图3.5角钢截面由图3.5所示的三个截面处抗弯截面系数分别为Wx= 0.59cm3 ,W40 = 0.92cm3，Wy = 0.40cm3，贝U-maxmaxWy9902535.88 100.40 10“=24.75MPa 卜.1(2)剪应力先求出角钢的静矩 Sz八 Ayi =25 4 2 21 4 12.5 = 1250mm3maxIzd45165.5 12501.03 1 04 4=137Q31Pa可见，选用的角钢同时满足弯曲正应力与弯曲切应力强度条件。