【正文】 和民間停車場(chǎng)分別有 80%和 70%是地上和地下的平面停車場(chǎng)，機(jī)械式停車還不為人知。1992 暴增到 644 家，停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入了發(fā)展高峰階段。現(xiàn)在從事停車設(shè)備制造的企業(yè)數(shù)約有 100 家，其中主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)超過(guò) 50 家。目前品種的滿足率已達(dá) 90%左右，有的品種填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到 50%以上。 立體車庫(kù)的研究?jī)?nèi)容及研究意義近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車 7的數(shù)量不斷增加。但與此同時(shí)，汽車停車場(chǎng)地的增長(zhǎng)卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量嚴(yán)重比例失調(diào)，由此帶來(lái)停車難，違章停車，停車管理困難等一系列問(wèn)題。國(guó)家海關(guān)總署對(duì)機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國(guó)內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅” 。本項(xiàng)目的研究與開(kāi)發(fā)，為 21 世紀(jì)初期的城市交通系統(tǒng)提供實(shí)用的，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國(guó)產(chǎn)化城市停車技術(shù)和裝備，對(duì)緩解城市用地緊張，解決城市停車難的問(wèn)題具有重要意義。2) 價(jià)格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場(chǎng)的使用。（四） 垂直循環(huán)式 9產(chǎn)品特點(diǎn)：1) 占地少，兩個(gè)泊位面積可停 6~10 輛車?；谏鲜霰容^，根據(jù)需要現(xiàn)選擇鏈驅(qū)動(dòng)雙層升降橫移式車庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析和受力的分析選擇采用電梯式升降。使用轉(zhuǎn)向盤，當(dāng)車降下時(shí)已轉(zhuǎn)換方向。載荷均勻分布，機(jī)械效率高。經(jīng)濟(jì)性考慮。選擇鏈輪和鏈，確定其尺寸規(guī)格。選擇電磁接觸閥。 綜合以上兩種設(shè)計(jì)方案，第二種方案比較適合本設(shè)計(jì)。移動(dòng)方案的比較機(jī)械式立體停車庫(kù)有許多種類型， 根據(jù)其工作原理可分為： 升降橫移式； 水平循環(huán)式； 平面移動(dòng)式等等。 升降橫移式立體停車庫(kù)的布 置型式主要有兩種：半地下布置型式和地上布置型式。在存取 6 號(hào)車時(shí)，將2 號(hào)位移動(dòng)到1 號(hào)位上， 3 號(hào)位移動(dòng)到2 號(hào)位上， 5 降到 3 號(hào)位 進(jìn)行存取車。 在存取 5號(hào)車時(shí)，將 5號(hào)車位降到 2位上， 進(jìn) 行存取車。此外的控制系統(tǒng)劃歸到軟件控制部分，控制系統(tǒng)將在下章做詳細(xì)的介紹，圖 31 是升降橫一類停車設(shè)備的主要組成部分。圖 32 地面二層升降橫移式機(jī)械停車設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)形式單柱形式結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、搬運(yùn)方便，給駕駛員一種導(dǎo)正的作用，若裝有平衡裝置則在升降過(guò)程中有全程平衡保護(hù)。在此，由于我設(shè)計(jì)的立體車庫(kù)是雙層三列無(wú)車位，結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，故采用跨梁形式。 表 31 立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)型號(hào)選擇 載車板的設(shè)計(jì) 用來(lái)承載入庫(kù)車輛，按結(jié)構(gòu)形式有框架式和拼版式兩種。15 圖 34 載 車 板 這種載車板的優(yōu)點(diǎn)是可按需求設(shè)置行車通道寬度，并具有較好的導(dǎo)入功能，適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)。升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有四點(diǎn)吊掛式、二點(diǎn)吊掛式附平衡機(jī)構(gòu)、后懸二點(diǎn)吊掛式等。電機(jī)減速機(jī)必須設(shè)有制動(dòng)系統(tǒng)。升降部分主要是用于第二層車輛的存 16放，在第一層將車存放在載車板上，通過(guò)兩條升降鏈將車升到二層，然后在經(jīng)過(guò) PLC控制，由循環(huán)鏈來(lái)控制轎車放在哪個(gè)車位。片式關(guān)節(jié)鏈的優(yōu)點(diǎn)：撓性較焊接鏈更好，可靠性高，運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)。片式關(guān)節(jié)鏈?zhǔn)怯杀偲凿N軸鉸接而成的一種鏈條。銷軸和外鏈板、套筒和內(nèi)鏈板為靜配合；銷軸和套筒為動(dòng)配合；磙子空套在套筒上，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以減少嚙合時(shí)的摩擦和和磨損，并可以緩和沖擊，故選擇單排短節(jié)距磙子鏈。??? ? 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬1b?（2）齒側(cè)倒角 ab 23=??（3）齒側(cè)半徑 xrxr.?（4）齒全寬 fmb 排數(shù)，取單排鏈，故 ，即 （3—18）fmb1()tfp???1m?fmb12f?10. 鏈輪公差對(duì)一般用途的滾子鏈鏈輪，其輪齒經(jīng)機(jī)械加工后，齒表面粗糙度1） 滾子鏈鏈輪齒根圓直徑極限偏差及量柱測(cè)量距極限偏差表 32 鏈輪尺寸偏差表（摘自 GB/T12431997）項(xiàng)目 尺寸段 上偏差 下偏差 備注齒根圓極限偏差量柱測(cè)量距極限偏差127fd?50f?f000鏈輪齒根圓直徑下偏差為負(fù)值。1) 輪轂厚度 hh= ，式中 ， （3—?160kdm?280kd?19）表 35 常數(shù) ：d 50 50~100 100~150 150k 2) 輪轂長(zhǎng)度 l， ， ，??取 1603()63lhm???? （3—20）280(9517)80m?? 253) 輪轂直徑 bd， ， 見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 ??maxhg?d1601?28734hd13. 鏈輪工作圖圖 38 鏈輪工作圖 滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算在低速重載的鏈傳動(dòng)中，鏈條的靜強(qiáng)度占有重要地位，通常 v動(dòng)。， 210ffFkqa???2(sin)10fFkqa????式中 ， ， ，m?/gf,fN?鏈條的靜強(qiáng)度計(jì)算： （3—[]AcfQnnKF??? 2621）式中 靜強(qiáng)度安全系數(shù)；n?鏈條極限拉身載荷（N） ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 ；Q工況系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 ；AK 有效拉力，即有效圓周力（M）查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 ；F? 離心力引起的拉力（N） ，其計(jì)算式為 ； 為鏈條每米的質(zhì)量 ，c 2cFqv?(/)kgm 為鏈速 ；當(dāng) 時(shí)， 可忽略不計(jì)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 取 ，則fF09??F?故 則 在 之間?????n2~8故鏈條安全。 （3—3121950()[]PrcLzipTpv??A24）式中：使用壽命 ；T???h鏈長(zhǎng)，以鏈節(jié)數(shù)表示；pL 鏈速 ；v??/ms小鏈輪齒數(shù)；1z?傳動(dòng)比；i許用磨損伸長(zhǎng)率，按具體工作條件確定；[]pA磨損系數(shù)，見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 ；1c?節(jié)距系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 ；2齒數(shù)速度系數(shù)，見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 ；c鉸鏈比壓（ ） ；rp?MPa確定以上參數(shù)值：鏈節(jié)數(shù) ，鏈速由前面計(jì)算知 ，14pL??小鏈輪齒數(shù) ，傳動(dòng)比 ，許用磨損伸長(zhǎng)率 ，磨損系數(shù) 由《 []3%p?A1c械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 1 確定，節(jié)距系數(shù) ，齒數(shù)速度系數(shù) =1,查《械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 。所選電機(jī)應(yīng)留有余量， 30負(fù)荷率一般取 ～。5. 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程性能的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。為 B 級(jí)絕緣。? 31 減速器的選擇根據(jù)實(shí)際需要，由電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速為 ,要求輸出轉(zhuǎn)速為150/minnr?入，傳動(dòng)比為 ，選擇一級(jí)直聯(lián)擺線針輪減速器型號(hào)為 XWD8160 型，其30/minr?出 51i?主要參數(shù)如下：， ， ， ， ， ，?308A30DC?160?150Em， ， ， ， ， ，370F?38M?41m?19G4p3H， ， ， ， ，25Rm5V25J8L42kg 軸承的選擇本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，用到的軸承以軸向力為主，即主要承受軸向載荷，故根據(jù)軸軸承的特點(diǎn)，可選用深溝球軸承，其主要特點(diǎn)如下：主要承受徑向載荷，也可用來(lái)承受徑向和軸向聯(lián)合負(fù)載，在轉(zhuǎn)速很高，不宜采用推力軸承時(shí)，可用來(lái)承受純軸向負(fù)載。根據(jù)需要，軸可在加工前或加工后進(jìn)行整體或表面熱處理，以及表面強(qiáng)化處理，（如噴丸，滾壓等） ，以提高強(qiáng)度，尤其是疲勞強(qiáng)度和耐磨性。綜合以上因素選擇材料最廣泛的 45 鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)，硬度 HBS 在 217~255 之間，抗拉強(qiáng)度 32，屈服點(diǎn) ，彎曲疲勞極限 ，扭轉(zhuǎn)疲勞極限650bMPa??360sMPa??1270MPa???。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于軸上零件的定位、固定和裝拆，盡量減小應(yīng)力集中，受力合理，有良好的工藝性。0xF?在水平面上的支反力如圖所示， 34 圖 311 軸的受力圖由 ，且受力的對(duì)稱性知0AM??1502zBtRFN在垂直面內(nèi)的支反力由圖 知，d846AyBr?鏈輪的作用力在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖 所示，????鏈輪作用在垂直面內(nèi)的彎矩如圖所示， ???該彎矩圖的作用平面不定，但當(dāng)其與合成彎矩圖共面時(shí)是最危險(xiǎn)截面。? ???切應(yīng)力幅為??????式中 抗扭截面系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查得p?? ????根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 式（ ） 36 （3—1mSK??????????????32）式中 鋼扭轉(zhuǎn)疲勞極限，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查得 ；1??45 15MPa???切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 按鍵槽 ，K? ?按配合 ，故取 ；????同正應(yīng)力情況；,???平均應(yīng)力折算系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查得 ；??????軸 D 截面的安全系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》式 確定(.) （3—33）??????由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 可知， ，故 ，該軸 D 截面是安全??~25S??S?的。（3） 汽車車長(zhǎng)檢測(cè)裝置：超過(guò)停車長(zhǎng)度時(shí)，設(shè)備不動(dòng)作或報(bào)警。一般采用光電開(kāi)關(guān)或柵欄。一般為警燈。 384 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)主要由主回路和控制回路組成。 PLC 采用了以計(jì)算機(jī)為核心的通 用 自動(dòng) 控 制裝 置, 集微 機(jī)技 術(shù) 、自 動(dòng)化 技 術(shù)、 通 39訊技 術(shù) 為一 體, 可靠 性強(qiáng) 、 性價(jià) 比高 、 設(shè)計(jì) 緊 湊、 擴(kuò) 展性 好、 操 作方 便, 適用 于頻 繁啟動(dòng) 和 惡劣 的 環(huán)境, 因 此在 立體 停 車庫(kù) 控制 系 統(tǒng) 中通常采用 PLC 作為電控系統(tǒng)的核心。對(duì)于本設(shè)計(jì)中所列的 5 車位升降橫移式立體停車設(shè)備 PLC 主要要控制上層兩個(gè)升降電 機(jī)的正反和下層兩個(gè)橫移電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。（2）4號(hào)車位的存取過(guò)程：開(kāi)機(jī)，輸入車位號(hào)4，PLC運(yùn)行程序并啟動(dòng)相應(yīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，即先通過(guò)橫移電機(jī)把1號(hào)車位上的載車板橫移到2號(hào)車位上，然后升降電機(jī)把4號(hào)車位上的載車板移到1號(hào)車位上，載車板到位后，發(fā)出存取車的信號(hào)，汽車駛進(jìn)1號(hào)車位中來(lái)自4號(hào)車位上的載車板，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)車停好后，把信息傳給PLC, PLC發(fā)出指令，載車板上升回到4號(hào)車位，載車板到位后防墜裝置彈出防墜機(jī)構(gòu)，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)掛鉤掛好后，反饋信息給PLC，PLC發(fā)信息讓停車板復(fù)位，至此4號(hào)車位存取過(guò)程完成。所有載車板復(fù)位，至此，4號(hào)車位存取車完成。(3）1 號(hào)車位上的載車板移到 4 號(hào)車位上：同時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn) X1 閉合，常閉觸電 X4 和Y3 無(wú)電閉合，Y2 得電幷自鎖，升降電機(jī)驅(qū)動(dòng) 1 號(hào)車位上的載車板移向 4 號(hào)車位，直到載車板觸及行程開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作，X4 得電，常閉觸電 X4 斷開(kāi)，Y2 失電，載車板停止運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)是傳動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)一根通軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通軸兩側(cè)分別設(shè)計(jì)兩個(gè)循環(huán)鏈，通過(guò)循環(huán)鏈的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)升降過(guò)程。 我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，城市化水平加快，隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，城市空地越來(lái)越少。參 考 文 獻(xiàn)[1][J].中外停車設(shè)備及配套產(chǎn)品重點(diǎn)廠商名錄.1999[2]喻樂(lè)康，[J][3]:浙江科學(xué)技術(shù)出版社，1998[4]王瑞剛，[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，1999（2）[5]:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996[6][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[7]朱昌明，洪致育，張惠僑[M].電梯與自動(dòng)扶梯一原理、結(jié)構(gòu)、安裝、測(cè)試. 上海上[8]崔俊杰，[J]機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2020（5）[9]. 機(jī)。另外，多年來(lái)，在城市交通建設(shè)中，之后總是解決動(dòng)態(tài)交通——修路，不重視靜態(tài)交通——建停車場(chǎng)（庫(kù)） ，在呈現(xiàn)有停車位遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足停車需求的嚴(yán)重局面。經(jīng)過(guò)四個(gè)月進(jìn)展而忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我真正體會(huì)了作為一名機(jī)械工程人員的任務(wù)，找到了一名剛剛畢業(yè)的大學(xué)生所處的位置。至此，4 號(hào)車位存取車完畢。圖43 PLC控制4號(hào)車位動(dòng)作的梯形圖程序如下；LD X0OR Y1ANI X2OUT Y0OR Y1ANI X1OUT Y1LD X1OR Y2ANI X4ANI Y3OUT Y2LD X4OR Y3ANI X3 OUT Y3梯形圖及程序說(shuō)明；(1）1 號(hào)車位上的載車板移到 2 號(hào)車位上：按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，常開(kāi)觸點(diǎn) X0 得電閉合，常閉觸電 X2 無(wú)電閉合，輸入繼電器 Y0、線圈接通并自鎖，橫移電機(jī)驅(qū)動(dòng) 1 號(hào)車位的載車板移向 2 號(hào)車位直到載車板觸及行程開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作