升降横移式停车设备设计—升降系统结构设计

题目： 升降横移式停车设备设计 升降系统结构设计 姓 名： 指导教师： 专 业： 毕 业 设 计（论文）I摘要近年来随着我国城市经济和汽车工业的迅猛发展，城市汽车保有量越来越大，停车环境与城市规划的矛盾十分突出。停车问题是城市发展过程中出现的静态交通问题。立体车库通过提高停车场的空间利用率，使得城市内有限的停车面积上可提供的车位数量大大增加。因此，自动化立体车库成为了解决城市停车难问题最有效的手段之一。本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择三层十列式车库结构为研究模型。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。说明书首先介绍了此设计的选题，明确本设计的研究目的和意义最后通过思考和讨论，最终确定本设计的研究方案。在设计过程部分，详细论述了设备总体结构设计，传动系统设计和安全防护设计。本设计主要的是对车库的结构设计及对机构的验算，确保客户停车取车方便快捷和安全。关键词：升降横移式立体车库，总体结构设计，传动系统设计和安全防护设计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 designspread 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 customers 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 录摘要 .IABSTRACT II第 1 章 绪论 11.1 课题的目的和意义： 11.2 课题研究的背景: .11.2.1 立体车库国内外现状：11.2.2 立体停车场的发展趋势： 31.3 课题研究的内容: .4第 2 章 总体方案论证 52.1 立体车库的分类：.52.2 立体车库主要结构组成：.72.3 提升方式钢丝绳与链轮的比较：.82.4 存取技术：.8第 3 章 升降系统结构设计 113.1 立体车库的结构组成和工作原理 113.2 主体框架的设计 .113.2.1 材料的选择.123.2.2 框架的强度校核 123.3 升降系统的设计 .133.3.1 钢丝绳的设计与校核 133.3.3 滑轮的设计与校核.17IV3.3.4 升降电机及链传动的设计.193.3.5 防止载车板坠落装置 21第 4 章 结论 .23参考文献 24致 谢 26附录 A 英文资料原文部分 27附录 B 英文资料中文翻译 341第1章 绪论1.1 课题的目的和意义：随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。以北京市为例，截止 2006 年底，市区仅有公共停车场 827 处，共计车位 5.6 万个，仅占市区机动车拥有量的 8.5%，停车环境与城市规划的矛盾十分突出。上海的情况也让人无法乐观，仅有的 227 个地下车库使用面积不足 60 万平方米，只能满足1.3 万辆机动车停放的要求，路边停车渐呈泛滥之势，比例高达 64%，而且还有继续上升之势。据建设部城市交通工程技术中心对全国 15 个大城市停车现状的调查，城市机动车保有量与停车位之比平均为 4.84:1，这一比值对于渴望“车者有其位”的车主来说，形式不容乐观。停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通(车辆停放状态)问题，静态交通是相对于动态交通(车辆行驶状态)而存在的一种交通形态，二者相互联系，互相影响，停车设施是城市静态交通的主要内容，随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，对停车设施的需求也在不断增加，如果两者之间失去平衡，城市里就会出现停车难的一系列问题。专家们指出，解决城市静态交通问题，大体分为软硬两种措施。所谓软措施，就是通过政策法规，限制路面停车，提高停车场利用效率，使部分车主更愿意改乘公共交通工具，以减少机动车对停车场的需求。而硬措施，主要包括增建停车场，建设地下及立体停车场、利用其它空间满足停车需求。其中，立体停车场通过提高停车位的空间利用率从而大大增加了停车场地单位面积的车位密度。但传统的立体停车库属于自走形式，在每层停车楼间设有供汽车行驶的坡道，车辆出入车位依靠车辆自身的行驶，这样一来存在着诸多弊端。随着科学技术的不断发展，机械式立体停车库应运而生。它既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下停车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段，也是停车产业发展的必由之路。因此，研究开发出一种高效、稳定可靠的自动化立体车库存取车系统对解决当前的城市静态交通问题显得尤为重要 1。1.2 课题研究的背景:1.2.1 立体车库国内外现状：日本从20世纪50年代中期开始停车场问题研究，1960 年建成了一座四个车位的二段式立体停车场，60 年代末，仅东京市就引进西欧技术建成了各种形式的立体停车场40座，1971年开始发展装配自行式立体停车场。据日本建设厅调查统计，在日本从事立体停车库及其设备开发、制造的公司约有200多家。目前日本已经投入使用立体停车位超过300万个，其2中以升降横移式停车设备为主。对于日本，优势在多层升降横移类、垂直升降类、水平循环类、垂直循环类、简易升降类等产品上。韩国立体停车设备技术是日本技术的派生。产业从20世纪70年代中期开始起步，80 年代开始引进日本技术，经过消化生产和本土化，90 年代开始为推广使用阶段。由于得到政府的高度重视，各种立体停车设备得到普遍开发和利用，韩国近几年增长速度都在30% 左右。德国和意大利等欧洲国家从事停车设备开发和生产比较早。较好的公司有意大利Sotefin、Interpark、德国Palis等。由于欧洲国家土地资源比较富余，停车问题表现不很突出，停车设备应用量不是很大。多数为巷道堆垛式产品 3。我国机械式停车库的早期研究开发工作是从 80 年代中期开始，90 年代开始引进和生产停车设备，在北京、上海、广州、深圳等地都有使用。参照日本等国标准制定的我国行业标准也于近几年出台，目前停车设备生产厂已发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有些停车设备已开始出口。根据机械式立体车库的运动形式和布局方式，在我国通常将机械式立体车库分为九大类具体是:升降横移类、简易升降类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类、汽车专用升降机。机械式立体停车库是一种具有综合性能的建筑，不仅包含了机械停车设备，其规划建设涉及到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域。在我国的停车产业发展中还存在一些问题，如没有统一的技术标准;多数产品是仿效或引进国外技术制造，技术水平低;缺少具有一定规模的企业，生产能力不足;缺少科研设计单位的参与，技术创新能力严重不足;政策不配套，对停车产业发展和管理严重滞后等 5。目前立体停车场国产化率达到50% 以上。一些科研机构和大专院校也开始研究和开发符合国情的立体停车场。由于计算机技术和电力电子技术的飞速发展，由全电脑自动控制，采用变频调速技术的新一代立体停车场首先在日本、德国及美国兴起。英国、法国、瑞士和韩国紧跟其后开始仿效。现在日本在停车场的技术研究与开发、制造、管理等方面的水平都处于国际领先地位，所建成的立体停车场的数量和容车量也居于世界前列。立体车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到 彻底的人车分流。在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量 比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这 样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可 以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。31.2.2 立体停车场的发展趋势：停车问题是一种社会环境问题，是城市发展过程中客观出现的社会现象。我国立体停车场的应用与研究正处于起步阶段，立体停车场行业在我国还是新兴行业，建设的数量远远不足，规模也不大，大型的主要靠进口，小型的应用还不广泛，综合国内外市场的需求，可以断定拥有高技术含量、高附加值、采用机电一体化技术的立体停车场具有广阔的市场前景。停车场不仅仅停放小型汽车，随着不断改进，立体停车场的载车型也向大型、重型车辆发展，在日本正在设计开发可以停放载重汽车、大客车的立体停车场，还有专门为家庭设计制造的家用型停车场，另外还有的停车场实现了无人化管理。停车产业正向多元化方向发展，其停车场技术不单单是纯粹的机械设备，它还包含了当今建筑、机械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的大量先进技术。随着当今社会各种高新技术的引入，立体车库正在向专业化、复杂化、智能化和高自动化方向发展，重点表现为以下几个方面:(1) 专业化:立体车库系统稳定可靠，能正常运行而不出故障是用户的首要求，也是一套停车场系统的重中之重。因此，必须提高制造厂家的专业化度，才能保证设备的可靠性，立体车库的软硬件设施及各种设备的配套也应达到专业化程度。(2) 复杂化:立体车库产业正在向多元化方向发展，它已经不仅是纯粹的械设备，还包含了当今机械、电子、建筑、液压、光学、磁控、管理和计算技术等领域的大量先进技术。立体停车系统己经日臻完善，如汽车出入车库采用声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁停车泊位自动跟踪、链绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车安全检图像识别技术、科学管理等，各种领域先进技术的综合使用，已经使立体车成为一个独立的大型复杂的高技术设备。(3) 智能化:立体车库的发展越来越向着智能化方向发展，一些新技术正迅速进入该领域，如变频技术、全电脑控制系统、导航定位技术、图像识别术、传感技术、光纤通讯技术、防火防盗系统、停电及电源故障的自动判别除及处理系统等。对于全电脑自动控制系统，要开发、设计专用硬件系统和用软件，使之适用于存取车全过程的管理和控制，尤其是对于“模块”阁架立体车库的电梯调配，自动送车找位、自动平层，应快捷、准确、可靠。系安全装置的设置要与动态过程安全检测形成闭环，确保存取车过程的安全运。(4) 高自动化:立体车库的高自动化主要表现为先进的自动控制技术和科的管理方法。控制技术和管理方法互为所长，大幅度提高了存取车效率。在制方法上采用了遥控技术和自动识别系统;车辆停靠稳妥(在车库外面需要动转向)后，车库可以将汽车自动停放到合适的位4置，可实现无人操作;在学管理方面，计算机中心对停车场实行全方位管理，整个停车场完全在计算监控之下，包括设备监控、出入口监控、停车场内部监控，整个停车场运行状态信息都可以存入计算机，通过便捷的人机管理界面，实现车流量统计、统故障查询、收费状况查询、进出车辆信息查询、系统运行状态的实时查询。未来的车库系统管理更开放、更灵活，整个管理系统能够实现控制与管一体化，系统操作更加简便，功能更加强大。整个车库的管理可以纳入楼宇动化系统，联入网络，形成一个综合的计算机管理网络信息系统，真正实现体车库的无人化管理。1.3 课题研究的内容:随着我国城市汽车的普及，原本拥挤的城市变得更加拥挤，土地资源的日益紧张，停车难已经成为大家头疼的问题。本课题来源于企业横向研究项目，旨在通过立体车库的设计，在有效面积上，增加停车位，提高现有单位面积的容车率，破解城市停车难题。立体车库以机电一体化技术为核心，整机采用 PLC 控制，实时监控运行状况。研究内容包括提升系统、横移系统、整机控制系统三个部分，本课题主要研究立体车库上下移动运送车辆的提升机构总体结构及零部件设计，并进行强度校核。5第 2 章 总体方案论证2.1 立体车库的分类：目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、垂直循环式、简易升降式、垂直升降式、平面移动式、巷道堆垛式等 9。(1) 升降横移式图 2.1 升降横移式车库整机特点：有效利用空间，提高空间利用率达数倍。存取车快捷便利，独特跨梁设计，车辆出入无障碍。采用 PLC 控制，自动化程度高。环保节能，低噪音。人机界面好，多种操作方式可选配，操作简便。(2) 垂直循环式图 2.2 垂直循环式车库整机特点：省地：在 58m2 的地方建起大型垂直循环类机械停车库，可容纳 34 辆轿车或 24 两面包车。方便：使用 PLC 自动调车， 一次按键即可完成存取车。迅速：调车时间短，取车快速。灵活：可设置在地面上或半地上半地下，可独立或附设在建筑物内，还可多台组合。6经济：可省去购置土地的大量费用，有利于合理规划和优化设计。省电：一般不需要强制通风，无大面积照明，耗电量仅为普通地下车库的 35。(3) 简易升降式图 2.3 简易升降式车库整机特点：一个车位泊两台车 (最适宜多车型家庭用)。构造简单实用，无需特殊地面基础要求。适合装置于工厂、别墅、住宅停车场 。可任意迁移，搬迁安装容易或根据地面情况，独立及多台设备。备有专用锁匙开关，防止外人开动设备。车板防下滑保险装置。(4) 垂直升降式 图 2.4 垂直升降式车库整机特点：占地少，容车量大，高层设计最高能够达到平均一辆车仅占一平方米的空间。可同时提供多车位进出口，等待时间短。智能化程度高，可预约存取车及空车位导向。绿色环保车库，利用车库外形的空隙空间可以进行绿化，使车库变成一个立体的绿化体，有利于美化城市和环境。智能化控制，操作简单方便。(5) 平面移动式7图 2.5 平面横移式车库整机特点：每层的车台和升降机分别动作，提高了车辆的出入库速度，可自由利用地下空间，停车规模可达到数千台。部分区域发生故障时，不影响其他区域的正常运行，因此使用更加方便；采用以车辆驾驶员为中心的设计方法，提高了舒适性。采取多重保险措施，安全性能卓越；通过计算机和触屏界面进行综合管理，可全面监视设备的运行状况，并且操作简单(6) 巷道堆垛式图 2.6 巷道堆垛式车库整机特点：可设置于地上或地下，充分利用有效空间。载车板的升降和行走同时运行，存取车方便快捷。全封闭式管理，安全可靠，保障人、车安全。通过升降机、行走台车及横移装置输送载车板实现存取车操作，整个过程全自动完成。固定式升降机各层行走台车的配置形式，可实现多个人同时存取车。2.2 立体车库主要结构组成：升降横移式立体车库主要由三部分组成：机械部分、电机驱动部分和控制管理部分。(1) 机械部分：由车架、提升机构和横移机构组成，它是车库的主架。(2) 电机驱动部分：有多个电机组组成有它来带动横移机构和提升机构的运行，完成载车板的上下和左右移动，以完成存取车过程。(3) 控制管理部分：立体车库控制系统随着它所采用的控制器智能化程度的不同而不同。82.3 提升方式钢丝绳与链轮的比较：(1) 链传动：优点是传动简单可靠，维修简单，造价低廉；缺点是冲击较大，有提升高度的限制，安装调试时需要注意是否有咬链的情况出现。(2) 钢丝绳传动：优点是对车库底盘可以提升的高度可以不加限制，造价比较低；钢丝绳布置灵活，起吊用钢丝绳可在空间内变相设置，起吊钢丝绳失效状况可以用肉眼观察得到，预防性好；钢丝绳拖动柔性好，冲击小，噪声小，可在移动过程中进行较大的变速。缺点是需要外加钢丝绳桶和刹车盘增加了安装调试的时间和造价。(3) 链条拖动型式的传动机构比钢丝绳拖动型式的传动机构复杂，链条的传动效率较低。目前的升降横移车库采用链条提升方式的一般用的都是循环链或者平衡链结构，而采用这种结构的提升方式有一个特点就是链条长度一旦过长，那么用于装载循环链或者平衡链的纵梁必须加长，而本次设计的是三层升降横移式立体车库，从经济、可行性以及上述有优缺点比较，在本次设计中选用钢丝绳提升方式。2.4 存取技术：表 2.7 梳齿存取技术、双车板同时交换技术及无车板存取技术的比较项目 梳齿式存取技术 双车板同时交换存取 技术 无车板存取技术技术来源 德国 德国威尔 德国威尔技术水平 上世纪 80 年代早期产品，在欧洲现已停产 上世纪 90 年代末产品 21 世纪最新产品存取车原理 内梳固定,外梳设置在台车上,可进行上下运动,通过台车的上下升降运动即外梳的上下运动实现车辆的交接。存取机构分上下两层链条呈水平平行布置，设置搬运器两端，上下层链条同时运转且方向相反，链条上设凸块与载车板两侧凹块对应啮合。搬运器上正常只能放置一块载车板，停放有汽车的载车板只放于上层位置（此时下层不放载车板），无车时空载车板在下层（此时上层无载车板）存取台车通过三维运动进行车辆的存取交换。停放车高 建筑净高须 1950mm，且入 只需 1750mm，比梳91550mm 轿车，对建筑净高要求库前汽车要收起天线 齿系统更节省空间 停放车高2050mm 轿车，对建筑净高要求建筑净高须 2450mm，且入库前汽车要收起天线只需 2250mm，比梳齿系统更节省空间停放车长为 5300mm的汽车，所需建筑纵深尺寸5700mm。梳齿系统是以车辆前轮定位,而汽车的前悬尺寸相差很大,要同时满足停放奔驰 S 系列和金杯系列的汽车须较大的建筑尺寸，即5700mm.可以自动检测汽车尺寸,以汽车中心定位,只需 5500mm 便可停放所有长度为 5300mm的汽车车位设置设有固定内梳齿及导轨，须安装大量膨胀螺丝，钻孔时损伤楼面和打断楼板钢筋每个车位需设置上下两层放置载车板，存放车辆的载车板送至上层，未停车辆的载车板放于下层车辆停放于楼板上，无须钻孔和维护定位方式前轮定位对中装置对汽车轮胎有影响（红箭头处）载车板上挡车装置中心定位长期停放对轮胎的影响有影响 无影响 无影响10停车位的维保需要经常检查螺丝是否松了，梳齿有否变形，刷防锈漆 需要 终身免维护安全可靠和故障率支撑汽车的梳齿为悬臂结构,长期使用易变形,膨胀螺丝易松动会影响内外梳的车辆交接,且存在安全隐患.见上图少 无钢结构车库 一般 好 一般混凝土结构车库 好 一般 好停车位长度 车长+300 车长+200 车长+200停车位宽度 车宽+100车宽+350（含立柱尺寸） 车宽+100停车位高度 车高+400 车高+280 车高+200车库建筑造价 较高 高低（停车位前后空间及上下高度与梳齿式相比均减少,因此相同车位布置可以节省车库建筑费用）与升降机或穿梭车的配套性一般。长期使用，梳齿变形，内外梳会干涉 好 好库内整体美观度不好一般 美观出入口需设置停车梳架、即有固定的内梳，又有可以升降运动的外梳架且外梳架上还需设有台车运行的导轨需要设置两层放置载车板装置，并且设置一套可将下层空车板升至上层位的装置，出入口装置复杂无转盘时只需在地面上设置中心定位装置11停车舒适感一般。出入口停车平台有大量梳齿，梳齿间存在3050mm 空隙较好 好。出入口停车平台为地平面第 3 章 升降系统结构设计3.1 立体车库的结构组成和工作原理整个“升降横移式立体车库系统”共分为主体框架、升降系统、横移系统、高位保护装置四个组成部分，图 3.1 为升降横移式立体车库系统图。图 3.1 升降横移式立体车库系统图升降横移式立体停车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升降横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆。停泊在这类车库内地面的车只作横移，不必升降，上层车位或者下层车位需要通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员方可进入车库内将汽车驶入或驶离车库。本文所设计的升降横移式立体车库是三层三十间二十八车位立体车库。上层载车板需降至地面层，方可进行汽车的存取，而下层载车板可直接进行车辆存取。一般允许停放的车辆的大小为:5000 X 1850 X 1550，单库位的尺寸为:6500 X 2632 X 1800123.2 主体框架的设计主体框架为钢结构，分为立柱、横梁、纵梁。钢架主要结构由钢材通过焊接或螺纹连接紧固。各钢板采用高强度螺栓联结。高强度螺栓连接中，构件内力是靠构件钢板表面间由高强度螺栓以巨大的夹紧压力所产生的摩擦力来传递的，故高强度螺栓连接的承载能力是以抗滑强度被连接钢板发生相对滑动的载荷来表示，而不考虑螺栓的受剪。抗滑强度又取决于高强度的预紧拉力、钢板表面摩擦系数及高强螺栓数量。3.2.1 材料的选择立柱、前后横梁纵梁和横移梁选择热轧 H 型钢（GB/T 11263-2005） 。根据实际尺寸需求，选择宽翼缘型(HW)200200，见图 3.2。图 3.2 热轧工字钢3.2.2 框架的强度校核13图3.3 升降横移式立体车库提升结构示意图(1) 总体横梁强度校核：前横梁起支撑纵梁的作用，后横梁支撑纵梁的同时也起起吊作用，受弯矩，主要发生弯曲变形。但后横梁下边每个车位均有一根立柱支撑，每个点所受剪力和弯矩较少，故强度做够，无需校核。(2) 横移框架纵梁强度校核：纵梁受弯矩。由于纵梁长度大，使纵梁变形更大，更具有代表性。纵梁强度校核分析：滑轮起吊处重量约为G/4，即5.38KN。算得：前后端受力情况分别为：4.76KN，0.62KN。纵梁受力如图3.4(a)所示。然后作剪力图(图3.4(b)和弯矩图(图3.4(c),进行强度校核：图3.4查表3-1-59 21得： 3160cmWyMPaPaKNMy 1602.3max3故强度满足条件。143.3 升降系统的设计3.3.1 钢丝绳的设计与校核1. 机构工作类型的选择由于本车库为城市用车库，工作时间较长，通过表 8-1-121选择利用等级 T8。2. 机构载荷的等级的选择车库机构一般承受中等载荷，所以通过表 8-1-221选择机构载荷 L23. 机构工作类型的选择通过机构工作类型 T8 和机构载荷 L2 查表 8-1-321选择机构工作类型为 M84. 钢丝绳的设计计算及选择(1) 类型选择通过查表 8-1-621根据起重机型用钢丝绳选择双绕绳式；按钢丝绕制方法选择交互捻绕型；按钢丝绳中丝与丝接触状态选择线接触型；按股绳截面形状选择圆形；按钢丝绳绳芯形式选择纤维芯型。(2) 选择计算按 GB/T381-1983 计算，计算方法如下：（1-2）SCd式中 d钢丝绳最小直径 (mm）S钢丝绳最大静拉力 (N)C选择系数（mm/ ）选择系数 C 的取值按表 8.1-821选取，通过结构工作N级别 M8 选择 C=0.140 ，安全系数 n=9.m/对钢丝绳受力分析： 图 3.5 升降机构总体受力 T即为钢丝绳受力。15钢丝绳的最大受力： （1-3） KNGTS38.510.241所以钢丝绳的最小直径： （1-4）mCd7.故选择直径 md1通过表 8-1-3221选择钢丝绳公称直径为 10钢丝绳应力的校核：钢丝绳的破断应力应该满足公式：（1-5）SnF0所选用的钢丝绳最小破断拉力（N） ；0n安全系数，按表 8-1-821选取。NF4837590由表 8-1-3221知道直径为 20mm 的钢丝绳公称抗拉强度为 1500MPa，所以该钢丝绳的最小破坏拉力为 59.9KN。所以 =59900N48375N。0F所选钢丝绳规格合格。通过表 8-1-3421选择电梯钢丝绳 +NF-11-15000 型号钢丝绳。619S3.3.2 卷筒的设计与校核(1) 卷筒类型的选择选择周边大齿轮式（JB/T9006.21999） 。其结构特点是卷筒轴不受转矩，只承受弯矩。一般为开式传动。(2) 卷筒几何尺寸的确定选择单层卷绕双联卷筒。通过表 8-1-5321对卷筒几何尺寸进行计算。卷筒上有螺旋槽部分长度计算公式：16（1-6） max010()HLzpDD卷筒名义直径,通过表 8-1-5821选择 400mmd钢丝绳直径,d=11mm。最大起升高度， 取 4500mm maxHmaxHa滑轮组倍率，a=1.D0=D+d卷筒计算直径，由钢丝绳中心算起的卷筒直径。 Z1.5为固定钢绳的安全圈系数，取 3P绳槽槽距，查表 8-1-5921，P=13。根据表 8-1-6021选取卷筒的部分尺寸，卷筒槽形选标准槽形即可。选择基本尺寸 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图 3.6 卷筒基本尺寸由于卷筒选取双层双联卷筒结构，卷筒长度计算公式：（1-8） 012sLmL1无绳槽卷筒端部尺寸 L2固定钢绳所需长度 所以：mmLS 50703610 (3) 卷筒最小直径的计算计算公式：17（1-9） minDhd按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小直径minh与机构工作级别和钢丝绳有关的系数查表 8-1-5421，h=252751min(4) 卷筒强度计算卷筒的材料一般采用不低于 HT200 铸铁。忽略卷筒自重力，卷筒在钢丝绳最大拉力作用下，使卷筒产生压、弯曲和扭应力，其中压应力最大。由于 L3D 时只计算压应力。因为是双层卷绕，压应力应按下式计算：（1-10）aaabcbcMPpFAP.832.17345.8.216max1max故卷筒合格。3.3.3 滑轮的设计与校核(1) 材料和结构的选择滑轮用来对钢丝绳进行导向和支撑，以改变绳索及其传递拉力的方向。(2) 滑轮主要尺寸的确定绳槽半径 R 是根据钢丝绳直径 d 的最大允许偏差为 确定的。钢丝绳绕进和绕出滑07轮槽时偏斜的最大角度（即钢丝绳中心线和与滑轮轴垂直的平面之间的角度）应不大于。绳槽表面的精度为 。 4 6.5a根据表 8-1-6521确定滑轮的直径,起吊滑轮为 280mm。(3) 滑轮形式的确定由于结构要求密封比较严密，选择 A 型结构。18图 3.7 滑轮基本尺寸（JB/T9005.11999）通过查表 8-1-67a 选择滑轮轴承尺寸 21， ， ， ， ， ， ，310B6D2宽 度 162A12NF60B48，72S由表 8-1-68 选择轮毂尺寸 21R=5.5，d=11，H=17.5， ， ， ， ，310B48DM12915D27， ， ， ， ， ，1059D6B7D.57F508R螺 栓 孔 数 n=4螺 钉 孔 数 n=8(4) 滑轮强度的计算假定轮缘是多支点梁，绳索拉力 F 使轮缘产生弯曲拉力的合力(N)： 2sinpF式中 F绳索拉力，为 5375N绳索在滑轮上的包角的圆心角为 45o所以：NFp 12sin5372sin。19轮缘最大弯矩（ ）：Nmax16pFLM式中 L两轮辐间的轮缘弧长(mm) mD769328014.3842所以： NLFp 6791max轮缘最大弯曲应力（ ）aMPmaxsin82wpW式中 W轮缘抗弯断面模数（ ）3m许用弯曲应力，应小于 100 wp aMP所以： aaPFL108.79245sin1.08769352sin8max 故合格。当绳索拉力合力方向与辐条中心线重合时，辐条中产生的压应力最大2sinccpFA式中 A辐条断面面积（ ） ，取 A=700 2m2m断面折减系数，取 0.1许用压应力为 100cpaMP所以： aac PAF106.75801.24sin5372sin滑轮满足要求。3.3.4 升降电机及链传动的设计1. 升降电机的选择由于本车库升降速度 v=4.8m/min20=0.912考虑传动中摩擦阻力是载荷阻力增大 10%电机每日工作 24h 负载均匀平稳，负载系数为 1.25机构升降功率为：KWFVP07.21.9%06.842150/ 9电故选择的升降电机功率为3KW，型号为YCJ160-3-52。2. 链传动设计(1) 小链轮的设计：由于选择链轮的齿数要大于 17。选择链轮的齿数 ,单排。查表 14-2-251Z321，选择链条的型号为 20A 型。图 3.8 链条链节距： mp5.731滚子链外径： dr8分度圆的直径： zp25410sin齿顶圆的直径： mzpda 270)8cot54.(21齿根圆的直径： mdrf236齿侧凸缘直径： mhzpg 687.04.18cot图 3.9 链轮(2) 大链轮的设计：由于选择的小链轮的齿数为 27。传动比 。1i大链轮的齿数: 2512Zi链节距： mp.73滚子链外径： dr8分度圆的直径： zp25410sin齿顶圆的直径： mzpda 270)8cot54.(齿根圆的直径： rf 36齿侧凸缘直径： hzpdg 907.04.18cot22图 3.10 链轮 2选择三圆弧直线齿形，齿形按 3R GB 1244-85 规定制造。由于本设计的链轮无剧烈冲击振动和要求耐磨损的主从动链轮，所以根据表 14-2-1821选择链轮的材料为ZG45。热处理方法为：淬火 回火，齿面硬度要求 4050HRC。3.3.5 防止载车板坠落装置当载车板升至定位点后，需设置防坠装置，以防止载车板因故突然落下，伤害人车。本次防坠装置设计采用挂钩形式，解锁动作由电磁铁完成。解锁动作要求，当电磁铁通电时以推杆触动安全钩解锁；当电磁铁断电时推杆自动缩回。图 3.12 防坠装置23第4章 结论停车问题作为城市的静态交通问题，其目前的矛盾十分突出。在传统的平面(地面和地下)停车场的设计和运行模式下，随着城市的发展和机动车数量的迅猛增长，停车位的供应愈来愈不能满足老百姓的日常工作和生活的需求。而在以计算机技术为依托的过程控制自动化技术飞速发展的今天，建立一个升降横移式自动化立体车库，从而提高停车场的空间利用率，提升存取车的自动化程度和效率，已成为现代都市解决停车难问题的有效途径之一。本论文在设计前期进行了较为全面地市场调研，对设计目标进行了认真选型，并且设计过程经过了完善地用户需求分析、总体结构规划设计。自动化立体车库控的设计是一项较为复杂的系统工程，涉及学科内容广泛，本论文进行了一些初步的研究开发工作，搭建出了一个基础框架，但设计中仍有许多不足和可深入的地方需要在今后的工作中不断地改进升级。24参考文献1. 王兆义. 小型可编程控制器应用技术M. 机械工业出版社2. 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