【正文】 2 4 5 0 0?? 總總 ，其中 g 取 10N/kg。 中間縱梁的受力分析簡(jiǎn)圖如下： 圖 縱梁受力簡(jiǎn)圖 其中， AF 與 DF 為橫梁對(duì)縱梁的支撐力， 1F 與 2F 為載車(chē)板與汽車(chē)對(duì)縱梁的拉力，mmll 40031 ?? ， mml 42020 ? 。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(wú)極調(diào)速。 本次設(shè)計(jì)由于只是二層車(chē)庫(kù)，且單層停 3 輛車(chē)，跨度不大，因此選用跨梁式結(jié)構(gòu)就能夠滿(mǎn)足要求。 溫度在 25039。 （ 2） 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(wú)線通信代替原來(lái)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(chē)庫(kù)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(chē)庫(kù)有線線纜的成本，當(dāng)立體車(chē)庫(kù)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(chē)庫(kù)技術(shù)之后，其已經(jīng) 在 本土上共建造了數(shù)萬(wàn)座多種形式的機(jī)械式車(chē)庫(kù)，平均每座容車(chē)量達(dá)到十輛左右，最多的能達(dá)到百輛以上。不過(guò)由于層數(shù)太高，立體車(chē)庫(kù)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(chē)方式相比較， 立體車(chē)庫(kù)具有節(jié)省占地面積、出人庫(kù)管理方便、存取車(chē)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(chē)庫(kù)，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(chē)庫(kù)由于存車(chē)庫(kù)可達(dá) 20~25 層，可存放 40~50 輛車(chē)，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(chē)庫(kù)鏈傳動(dòng)、提升軸等部分的計(jì)算與校核。 特此聲明。車(chē)輛無(wú)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(mén)對(duì)未來(lái)車(chē)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(chē)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(chē)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(mǎn)足小型立體停車(chē)系統(tǒng)的需求，但是 對(duì)于大型立體停車(chē)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(lái)大型化和智能化立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展來(lái)看，作為控制核心，用 DSP 外擴(kuò)CPLD 比 PLC 更有優(yōu)勢(shì)。車(chē)庫(kù)工作原理示意圖如下，其中 6 號(hào)車(chē)位空缺： 圖 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)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。 （ 5） 抗震性能好。 （ 8） 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(chē)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。 （ 2） 鋼絲繩傳動(dòng) 鋼絲繩傳動(dòng)在立體車(chē)庫(kù)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(chē)板的平穩(wěn)性沒(méi)有鏈傳動(dòng)高，因此放棄使用此提升方式。 ??????? ?板 由于載車(chē)板上 還有 其他附件，因此將載車(chē)板重量修整為 kgm 450?板 。查機(jī)《械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 Q235 參數(shù)如下： 表 Q235性能參數(shù) 鋼材 抗拉、抗壓和抗彎 f 抗剪 vf 端面承壓 cef 牌號(hào) 厚度或直徑 （ mm） Q235 鋼 16? 215 125 325 選取 熱軋 H 型鋼尺寸如下： （ H高度， B寬， t1腹板厚度， t2翼緣厚度， r工藝圓角） 圖 熱軋 H型鋼截面尺寸 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 15 頁(yè) 表 縱梁熱軋 H型鋼尺寸規(guī)格 類(lèi)別 型號(hào)（高度 寬度 ） 截面尺寸（ mm） 截面面積（ cm2） 截面特性參數(shù) HM 中翼緣 H B t1 t2 r 慣性矩（ cm4） 慣性半徑 （ cm） 截面模數(shù) （ cm3） IX IY iX iY WX WY 300 200 294 200 8 12 20 11400 1600 779 160 （ 4）縱梁的校核 彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度校核 由于梁 的 BC 段受彎矩最大，故對(duì)其進(jìn)行校核，根據(jù)《簡(jiǎn)明材料力學(xué)》有公式： ? ??? ?? ZWM m a xm a x M P aM P acm mN 2 3 5][ 7 94 9 0 0 3m a x ????? ?? 因此，縱梁的彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 受力柱的計(jì)算、選型與校核 根據(jù)設(shè)計(jì)，二層立體車(chē)庫(kù)受力柱僅受壓力，受力簡(jiǎn)圖如下： 圖 立柱受力 簡(jiǎn)圖 其中， NGF 1 8 3 7 543 ???? 總 , mmL 2500? ，選擇 H 型鋼材料梁相同，型號(hào)如下： 表 立柱熱軋 H型鋼尺寸規(guī)格 查《簡(jiǎn)明材料力學(xué)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得： 25 cm/N10206 ??E 22 cm/N102 0 0 ??p? 22 cm/N102 3 5 ??s? 類(lèi)別 型號(hào)（高度 寬度 ） 截面尺寸（ mm） 截面面積（ cm2） 截面特性參數(shù) HM 中翼緣 H B t1 t2 r 慣性矩（ cm4） 慣性半徑 （ cm） 截面模數(shù) （ cm3） IX IY iX iY WX WY 150 100 148 100 6 9 13 2040 151 140 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 20 頁(yè) 計(jì)算壓桿柔度范圍 1? ： 10010200 10206 251 ????? ????pE 計(jì)算壓桿柔度 ? ： miniul?? 其中， ? 為不同條件下的壓桿長(zhǎng)度因數(shù)，對(duì)于一端固定，一端自由的桿取 2?? ，2min cmi ? ，則： 21 25 02m in ???? iul? 因?yàn)?1??? ，故需用歐拉公式計(jì)算臨界壓力，根據(jù)歐拉公式： NEAF cr 2 2 1 1 62 1 3 102 0 2 5222 ?????? ??? 查《機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊(cè) 》金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿安全系數(shù) 3~??n ，取 3??n ，則 ?nFFn cr ???? 因此立柱 足夠 安全，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得當(dāng)鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 1 時(shí)，鏈傳動(dòng)的最大中心距公式為 mmZLpa p 548)2 1786()2( ?????? （ 5）計(jì)算鏈 速 v ，確定潤(rùn)滑方式 smpnzv / 1 ?? ????? 由 smv /? 和鏈號(hào) 10A,查圖 914 可知應(yīng)采用定期人工潤(rùn)滑。 減速機(jī)與傳動(dòng)軸之間鏈傳動(dòng)的選擇與 計(jì)算 通過(guò)設(shè)計(jì) 初期 的分析，在選擇電機(jī)減速機(jī)減速比時(shí)，選擇生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的減速比為100 的減速器，若選擇這個(gè)減速比，則根據(jù)廠家提供的資料，電機(jī)減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速及輸出轉(zhuǎn)矩為： min/13rn ?出 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 28 頁(yè) 設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比為 ?i 。 （ 5）計(jì)算鏈速 v ，確定潤(rùn)滑方式 smpnzv /1 1 0 0 060 0 0 060 1 ?? ????? 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 29 頁(yè) 由 smv /? 和鏈號(hào) 20A,查圖 914 可知應(yīng)采用定期人工潤(rùn)滑。 計(jì)算鏈傳 動(dòng)作用在軸上的軸壓力 PF 有效圓周力為： NvPFe ?????? 鏈輪垂直布置時(shí)的壓軸力系數(shù) ?PFK，則壓軸力為 NFKF eFP P 1 2 6 8 71 4 2 5 ???? 表 20A滾子鏈主要參數(shù) ISO 鏈號(hào) 節(jié)距 p 滾子直徑 1d max 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 1b min 銷(xiāo)軸直徑 2d max 內(nèi)鏈板高度 2h max 排鏈 tp 抗拉載荷 雙排min mm 20A 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 33 頁(yè) 提升鏈輪的尺寸計(jì)算 表 提升軸上單排鏈輪齒槽形狀參數(shù) 名稱(chēng) 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 er mmzdre )2( 1m a x ??? mmzdre )180( 211m in ??? 滾子定位圓弧半徑 ir mmdri 1m in ?? mmddri 3 11m a x ??? 滾子定位角 ? `421 3 4901 4 0m a x ?????? z? `421 1 4901 2 0m in ?????? z? 提升軸上單排鏈輪主要尺寸參數(shù) 名稱(chēng) 符號(hào) 計(jì)算公式及結(jié)果 分度圓直徑 d mmzpd 17180s in180s in ??????? ???????? ?? 齒頂圓直徑 ad mmdzpdd a 1 8 1m i n ???????? ??? mmdpdd a 1m a x ???? 齒根圓直徑 fd mmddd f ????? 齒高 ah ? ? mmdph a 1m in ??? mmz pdph a 1m a x ???? 確定的最大軸凸 緣直徑 gd mmhzpd g o t 2 ????? 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 34 頁(yè) 表 提升軸上單排鏈輪軸向齒廓尺寸參數(shù) 名稱(chēng) 符號(hào) 計(jì)算公式及結(jié)果 齒寬 1fb mmbb f 11 ?? 齒側(cè)倒角 ab mmpba ??公稱(chēng) 齒側(cè)半徑 xr mmprx ??公稱(chēng) 齒全寬 fnb ? ? mmbpnb ftfn 1 ???? 升降鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算 減速機(jī)到傳動(dòng)軸鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算 鏈條的靜強(qiáng)度計(jì)算式為 ? ?nFFFK Qn fcA ???? 其中， F 為圓周力； cF 是離心力引起的拉力，按 2qvFc ? 計(jì)算，當(dāng) smv /4? 可以忽略不計(jì) ； fF 為懸垂拉力，其值遠(yuǎn)小于圓周力 F ，因此也忽略不計(jì)， ??n 為許用安全系數(shù)，一般為 48。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 各段直徑設(shè)計(jì) 為了滿(mǎn)足單排鏈輪的軸向定位要求，軸 12 段右端應(yīng)制出一軸肩，故取 23 段直徑mmd 802 ? 。 軸 23 段用來(lái)安裝軸承，軸承和軸承座的總寬度為 ，左端有一段余量，由于外球面軸承不需要軸肩定位，因此不必靠著軸肩安裝，考慮到后面雙排鏈輪的安裝需要，初步取 mml 14023 ? 。 圖 提升軸受力簡(jiǎn)圖 上面的簡(jiǎn)圖中， 1PF 、 2PF 和 3PF 分別是 3 個(gè)鏈輪的壓軸力，大小前面已計(jì)算出， NF的 4 個(gè)力分別為軸承的反支力， 1T 、 2T 和 3T 分別為各鏈輪所受圓周力對(duì)軸產(chǎn)生的扭矩，軸的各段長(zhǎng)度也。軸 67段長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于軸 12 段，則 mml 6367? 。 由于立體車(chē)庫(kù)體積較大，且傳動(dòng)精度要求不高，完全可以選用這種軸承，選用這種軸承后廠家會(huì)有配套一體的軸承座，選用 UCFL200 系列棱形帶座軸承，型號(hào)為 UCFL216，具體參數(shù)如下。則 ?AK NF 17863? KNQ ? 173500 ???n 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 35 頁(yè) 完全能夠滿(mǎn)足靜強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)上級(jí)鏈傳動(dòng)的降速，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為 m in/ rn ?? 選擇鏈輪齒數(shù) 取鏈 輪 齒數(shù) 1721 ??zz 。 （ 2）確定計(jì)算功率 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 96 查 得 ?AK ,由圖 913 查得 ?ZK ,雙排鏈取?PK ，電機(jī)減速器效率為 95%，則計(jì)算功率為 kWKPKKP PzAca %%92 ??????? （ 3）選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù) kWPca ? 及 min/13rn? ，查圖 911,可選 20A。通常鏈速小于 低速鏈傳動(dòng) ， 所以橫移傳動(dòng)鏈屬于低速鏈，但由計(jì)算可看出其負(fù)載并不大，為了安全考慮，本次設(shè)計(jì)依然進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。 表 各種材料滾動(dòng)摩擦力取值表 摩擦副材料 滾動(dòng)摩擦因 數(shù) 摩擦副材料 滾動(dòng)摩擦因 數(shù) 軟鋼與軟 鋼 約 表面淬火車(chē)輪與鋼軌 圓錐形車(chē)輪 圓柱形車(chē)輪 木材與鋼 木材與木材 鋼輪與木面