【正文】 立體車庫控制部分的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 立體車庫控制系統(tǒng)主要是通過控制各個(gè)升降和橫移電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止來實(shí)現(xiàn)下層載車板的橫移和上層載車板的升降，以此實(shí)現(xiàn)智能化的存取車。 圖 提升軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 軸上零件的周向定位 兩個(gè)單排鏈輪與雙排鏈輪的周向定位均采用平鍵連接。雙排鏈輪右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則 45 段直徑為。 升降鏈的耐磨損工作能力計(jì)算 （ 1）減速機(jī)到傳動(dòng)軸鏈的耐磨損工作能力計(jì)算 滾子鏈的磨損壽命計(jì)算公式為： 由可查出、因此鏈的磨損使用壽命為： （ 2）提升鏈的耐磨損工作能力計(jì)算 由可查出、因此鏈的磨損使用壽命為： 升降鏈的抗 膠合工作能力計(jì)算 對(duì)于 A 系列的標(biāo)準(zhǔn)滾子鏈，其計(jì)算公式如下： 上式中，為小鏈輪不發(fā)生膠合的極限轉(zhuǎn)速。查表 91，鏈條節(jié)距為。 （ 4）計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距。則 完全能夠滿足靜強(qiáng)度。 （ 2）確定計(jì)算功率 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 96 查得 ,由圖 913 查得 ,單排鏈，電機(jī)減速器效率為 95%，則計(jì)算功率為 （ 3）選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù)及，查圖 911,可選 10A。則： （ 1）計(jì)算剪力彎矩 對(duì)于 AB 段： 對(duì)于 BC 段： 對(duì)于 CD 段： 由于 DE 段與 EF 段分別與 BC 段、 AB 段載荷對(duì)稱，因此不必計(jì)算。 載車板與汽車重量為，因此重力，其中取 10N/kg。因此選用鏈傳動(dòng)作為升降機(jī)構(gòu)非常適合。 能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。本次設(shè)計(jì)由于只是二層車庫，且單層停 3 輛車，跨度不大，因此選用跨梁式結(jié)構(gòu)就能夠滿足要求。 溫度在 25039。 塑性和韌性好 鋼結(jié)構(gòu)的抗拉和抗壓強(qiáng)度相同，塑性和韌性均好，適于承受沖擊和動(dòng)力荷載，有較好的抗震性能 。利用無線通信代替原來的有線通信方式 ,可有效增加采集信號(hào)的數(shù)量，提高立體車庫的智能性，為進(jìn)一步的技術(shù)升級(jí)打下基礎(chǔ)，避免了布線的復(fù)雜性，有利于故障的迅速 定位和設(shè)備維護(hù)，同時(shí)可以大大節(jié)省立體車庫有線線纜的成本，當(dāng)立體車庫規(guī)模較大時(shí)尤為明顯。首先，低損耗、高容量、低色散的單模光纖在通信干線中占絕對(duì)的主導(dǎo)地位。日本由于國(guó)土面積小而應(yīng)用最廣，自從 1959年引進(jìn)了建造機(jī)械式立體停車庫技術(shù)之后，其已經(jīng)在本土上共建造了數(shù)萬座多種形式的機(jī)械式車庫，平均每座容車量達(dá)到十輛左右，最多的能達(dá)到百輛以上。不過由于層數(shù)太高，立體車庫的控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)會(huì)比較復(fù)雜，因此故障發(fā)生情況較多且建設(shè)維護(hù)成本會(huì) 比較高。與傳統(tǒng)停車方式相比較，立體車庫具有節(jié)省占地面積、出人庫管理方便、存取車省時(shí)省力、配置靈活等特點(diǎn)，在一般住宅小區(qū)，若使用雙層升降橫移式立體車庫，可節(jié)約近一半用地面積；在某些大型商場(chǎng)和城市中心地帶采用的垂直升降式立體車庫由于存車庫可達(dá) 20~25 層，可存放 40~50 輛車，而占地面積僅需 50?。機(jī)械部分主要完成了外部框架結(jié)構(gòu)的選型及力 學(xué)計(jì)算和校核，對(duì)比了各種傳動(dòng)方式的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了升降機(jī)構(gòu)和橫移機(jī)構(gòu)，完成了立體車庫鏈傳動(dòng)、提升軸等部分的計(jì)算與校核。 特此聲明。車輛無處停放在很大程度上是城市發(fā)展到一定程度，滯后的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與高昂的用地成本相互作用產(chǎn)生的結(jié)果，也是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展后，城市規(guī)劃部門對(duì)未來車輛數(shù)量預(yù)估不足造成的。它具有這些優(yōu)點(diǎn)：能夠省去進(jìn)出車道，適合建于狹長(zhǎng)地形的地方，因此可以降低通風(fēng)裝置的費(fèi)用，而且若多層重疊可建成大型停車場(chǎng)。但是由于規(guī)模較大，因此建設(shè)成本較高，維護(hù)不易。盡管 PLC 在功能特點(diǎn)上有很多優(yōu)勢(shì)，完全能夠滿足小型立體停車系統(tǒng)的需求，但是對(duì)于大型立體停車系統(tǒng)而言，運(yùn)行速度和生產(chǎn)的成本兩個(gè)方面成為了制約其發(fā)展的因素。 因此，就未來大型化和智能化立體車庫的發(fā)展來看，作為控制核心，用 DSP 外擴(kuò) CPLD 比 PLC 更有優(yōu)勢(shì)。車庫工作原理示意圖如下，其中 6 號(hào)車位空缺： 圖 升降橫移式立體車庫工作原理示意圖 外部框架方案的選擇 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 在工程建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)是最為常用的材料之一，一般可作為梁、柱、板、支架等結(jié)構(gòu)材料，而且各 種連接用件，如螺栓、螺釘，鍵，以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如軸、鋼絲繩等等都由鋼結(jié)構(gòu)制造。 抗震性能好。 耐銹蝕性差 鋼結(jié)構(gòu)耐銹蝕性較差，特別在潮濕和有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，容易銹蝕，需要定期維護(hù)，增加了維護(hù)費(fèi)用。也可使用電機(jī)安裝齒輪，驅(qū)動(dòng)裝在載車板后部的齒條的方式，但與鏈傳動(dòng)相比，齒輪齒條傳動(dòng)制造成本太高，且齒條太長(zhǎng)，不易安裝維護(hù)，鏈傳動(dòng)方式成本低更，傳動(dòng)精度及效率也比較高。 鋼絲繩傳動(dòng) 鋼絲繩傳動(dòng)在立體車庫升降機(jī)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，主要是因?yàn)樗谐休d能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但由于本次設(shè)計(jì)是二層升降結(jié)構(gòu)，提升距離不大，采用鋼絲繩傳動(dòng)后卷筒價(jià)格太高，而且鋼絲繩提升載車板的平穩(wěn)性沒有鏈傳動(dòng)高，因此放棄使用此提升方式。 受力梁的計(jì)算、選型與校核 根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，受力梁分為橫梁和縱梁，載車板和汽車的重量直接作用在縱梁上，縱梁則壓在橫梁上，因此受力梁的計(jì)算需要進(jìn)行兩次，即縱梁和橫梁的計(jì)算。 彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度校核 由剪力圖可知，梁在 AB 及 CD 段受剪力最大，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知，故對(duì)其進(jìn)行校核： 帶入上表數(shù)據(jù)，計(jì)算得： 因此，縱梁的彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度滿足要求。 橫移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 橫移電機(jī)的選擇 載車板與 汽車重量為，因此重力，其中取 10N/kg，由于下層載車板在滾動(dòng)導(dǎo)軌上滾動(dòng)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可看出鋼輪與鋼軌之間的滾動(dòng)摩擦因素為，初取滾輪直徑為 D80mm，載車板橫移速度為，則摩擦力為： 驅(qū)動(dòng)力矩為： 滾輪轉(zhuǎn)速為： 根據(jù)公式： 則需電動(dòng)機(jī)最小功率為： 選用上海萬鑫機(jī)電有限公司生產(chǎn)的 GH 型臥式齒輪減速馬達(dá)，額定功率為 ，減速比可達(dá) 3~1800，轉(zhuǎn)速為 1350r/min，輸出轉(zhuǎn)矩為 58Nm。 （ 6）計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的軸壓力 有效圓周力為： 鏈輪垂直布置時(shí)的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為 表 10A 滾子鏈主要參數(shù) ISO 鏈號(hào) 節(jié)距 p 滾子直徑 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 min 銷軸直徑 內(nèi)鏈板高度 排鏈 抗拉載荷 單排 min mm 10A 橫移鏈輪的尺寸計(jì)算 表 橫移鏈輪齒槽形狀參數(shù) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及結(jié) 果 最小齒槽形狀 最大齒槽形狀 齒側(cè)圓弧半徑 滾子定位圓弧半徑 滾子定位角 表 橫移鏈輪主要尺寸參數(shù) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及結(jié)果 分度圓直徑 d 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒高 確定的最大軸凸緣直徑 表 橫移鏈輪軸向齒廓尺寸參數(shù) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及結(jié)果 齒寬 齒側(cè)倒角 齒側(cè)半徑 齒全寬 橫移鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算 在低速重載鏈的傳動(dòng)中，鏈條的靜強(qiáng)度占有主要地位。 （ 1）選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)為。 （ 6）計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的軸壓力 有效圓周力為： 鏈輪垂直布置時(shí)的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為 表 20A 型滾子鏈主要參數(shù) ISO 鏈號(hào) 節(jié)距 p 滾子直徑 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 min 銷軸直徑 內(nèi)鏈板高度 排鏈 抗拉載荷 雙排 min mm 20A 提升軸上雙排鏈輪的尺寸計(jì)算 表 提升軸上雙排鏈輪的齒槽形狀參數(shù) 名 稱 符號(hào) 計(jì)算公式及結(jié)果 最小齒槽形狀 最大齒槽形狀 齒側(cè)圓弧半徑 滾子定位圓弧半徑 滾子定位角 表