【正文】 緒論 課題研究背景 隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和汽車(chē)工 業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車(chē)的家庭越來(lái)越多，而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車(chē)狀況的尷尬。（論文） 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 別 控制工程學(xué)院 專 業(yè)名稱 機(jī)械制造及自動(dòng)化 班級(jí) 學(xué)號(hào) 5081901 學(xué)生 姓名 張舒 指導(dǎo)教師 趙玉倩 2020 年 6 月 15 日 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 X 頁(yè) 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車(chē)的家庭越來(lái)越多，而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車(chē)狀況的尷尬 ，因此在已建設(shè)成的住宅小區(qū)中再設(shè)置機(jī)動(dòng)車(chē)位，實(shí)際上是很難再有所作為了。以北京市為例， 截止到 2020 年 5 月底，北京市的機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)到 491 萬(wàn)輛。 停車(chē)問(wèn)題是城市在發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車(chē)輛停放狀態(tài)）問(wèn)題，靜態(tài)交通是相對(duì)于動(dòng)態(tài)交通（車(chē)輛行駛狀態(tài)）而存在的一種交通 形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車(chē)設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車(chē)輛的不斷增加，對(duì)停車(chē)設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會(huì)出現(xiàn)停車(chē)難的一系列問(wèn)題。伴隨著汽車(chē)進(jìn)入家庭，城市動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對(duì)居住環(huán)境要求的提高， 給停車(chē)產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車(chē)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。 機(jī)械車(chē)庫(kù)與地下車(chē)庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車(chē)輛的安全，人在車(chē)庫(kù)內(nèi)或車(chē)不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。其中，個(gè)人轎車(chē) 7206 萬(wàn) l 輛。 1968 年 6 月，英國(guó)的第一座大型自動(dòng)化立體停車(chē)庫(kù)在倫敦的 Rochester Row 建造。 2020 年 1 月，一種高度相當(dāng)于14 層樓、內(nèi)部結(jié)構(gòu)好似書(shū)架的立體停車(chē)庫(kù)在莫斯科投入使用。機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)是一種具有綜合性能的建筑，不僅 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 包含了機(jī)械停車(chē)設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車(chē)設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車(chē)設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國(guó)外停 車(chē)技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國(guó)停車(chē)產(chǎn)業(yè)，開(kāi)發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。 故 課題主要包括以下內(nèi)容： 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 橫 移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ； 升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ； 升降橫移機(jī)構(gòu)整體框架設(shè)計(jì) ； 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ； 升降傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ； 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 2 立體車(chē)庫(kù)整體方案比較和選擇 移動(dòng)方案的比較 機(jī)械式立體停車(chē)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。 移動(dòng)方案（ 2）： 可將 3號(hào)車(chē)位作為定位，其存取方式和方案（ 1）相同，故不再做表述。所以小型車(chē)庫(kù)里采用托盤(pán)作為載車(chē)容器就可以了。對(duì)車(chē)庫(kù)的效率和外觀沒(méi)有影響。故決定采用電機(jī)豎直放置的方法。 此處還要考慮減速器的存在。不過(guò)，此處為了安裝方便，決定選用帶有減速器的電動(dòng)機(jī)。 提升機(jī)構(gòu)方式的 選用 常見(jiàn)的三種方式是液壓方式，鏈條提升方式和鋼絲繩提升方式 鋼絲繩提升 鋼絲繩具有承載能力強(qiáng)，重量輕的特點(diǎn)，但它卻具有彈性，使用時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)產(chǎn)生伸長(zhǎng)量，使得傳動(dòng)精度降低，從而使得托盤(pán)不能準(zhǔn)確到達(dá)所應(yīng)到達(dá)的位置，而且，鋼絲繩容易自行扭轉(zhuǎn)和松散。 綜上所述，升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，利用鏈條和鏈輪的嚙合傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)滾筒纏繞鋼絲繩來(lái)實(shí)現(xiàn)上層托盤(pán)的升降。這種情況下，一個(gè)托盤(pán)只有兩根鋼絲繩在承載，對(duì)鋼絲繩的要求較高。這是托盤(pán)和車(chē)庫(kù)框架的大體尺寸。本車(chē)庫(kù)一共可以停放 5 輛轎車(chē)（即一共有 5 個(gè)載車(chē)板）。滾輪在安裝中有中心軸，軸焊接在托盤(pán)上，軸承選擇內(nèi)圈 固定，外圈旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖 32 所示。 由于底層托盤(pán)上有滾輪和齒條： 估算滾輪重量 M 滾 =4= ㎏ 齒條采用 45 號(hào)鋼，淬火，密度為 103㎏ /m3 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 長(zhǎng)度為 L=2150 ㎜，寬度為 W=100 ㎜ ,高度為 H=60 ㎜ M 齒條 =2150 ㎜ 100 ㎜ 60 ㎜ 103㎏ /m31012= ㎏ 底層托盤(pán)總重量為 =624 ㎏ += ㎏ 故底層托盤(pán)的重量初步定為 730 ㎏。 材料強(qiáng)度高 在相同的載荷條件下，采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)的自重較小，當(dāng)跨度和載荷相同時(shí)，剛架的重量只有混凝土層架重量的 1/4～ 1/3，如果用薄臂型鋼屋架，則可更強(qiáng)，由于重量輕，便于運(yùn)輸安裝。同時(shí)由于縱向梁跨度比較大，所以在整個(gè)鋼架中，對(duì)縱向梁的校核最為重要。 （ 2） 要符合建筑物的使用要求，要有良好的耐久性 （ 3） 盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量 （ 4） 盡可能縮短制造安裝時(shí)間，節(jié)約勞動(dòng)時(shí)間 （ 5） 結(jié)構(gòu)要便于運(yùn)輸、維護(hù) （ 6） 可能條件下，盡量注意美觀，特別是外露機(jī)構(gòu) 根據(jù)以上各項(xiàng)要求，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視貫徹和研究節(jié)約鋼材，降低造價(jià)的各種措施，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用，確保質(zhì)量。其 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 主框架圖 材料的選擇 在工程結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)是應(yīng)用比較廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)，一些高度或跨度比較大的結(jié)構(gòu)，載荷或吊起重量很大的結(jié)構(gòu)，有較大振動(dòng)的結(jié)構(gòu)，高溫車(chē)間的結(jié)構(gòu)等等，采用其它建筑材料，目前尚有困難或不是很經(jīng)濟(jì)，有時(shí)候也滿足不了強(qiáng)度要求，則可考慮用鋼結(jié)構(gòu)。 對(duì)于鋼板厚度 5 ㎜ ， 理論重量 ㎏ /m2 厚度 4 ㎜ ， 理論重量 ㎏ /m2 菱形花紋鋼板 厚度 5 ㎜ ， 理論重量 ㎏ /m2 (3)角鋼的選擇 根據(jù) GB978788 選擇碳素鋼 Q235A，尺寸為 50*50*5 ㎜的熱軋鋼等，邊角鋼理論重量 ㎏ /m。存車(chē)的過(guò)程和取車(chē)的過(guò)程基本相同，唯一的區(qū)別就是：存車(chē)時(shí) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 盡量先將轎車(chē)存放在上層的車(chē)位，然后再存放下層的車(chē)位。此車(chē)庫(kù)一共有 3 個(gè)出入口。托盤(pán)為載車(chē)容器，其尺寸應(yīng)該大于轎車(chē)的尺寸，故托盤(pán)的尺寸初步定為：長(zhǎng) L=5400mm， 寬 W=2020mm。 鏈傳動(dòng)最常見(jiàn)的方式就是利用一條閉合的鏈條，把一根軸上的動(dòng)力傳遞到另一根軸上，兩個(gè)鏈輪要求在同一個(gè)水平面上。與齒輪傳動(dòng)比較，鏈傳動(dòng)較易安裝，成本低廉；遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)其結(jié)構(gòu)要比齒輪傳動(dòng)輕便得多。齒條的厚度由多哥因素決定，其一：齒條的強(qiáng)度需要滿足一定的強(qiáng)度要求；其二：由于滾筒的存在，齒條應(yīng)該用螺栓固定在托盤(pán)的后方的邊框的上方，而不是托盤(pán) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 后 面的豎直側(cè)面上，這種情況下要求：齒條和邊框在水平方向上喲一定的重合度。所以，在此處減速器是必不可少的部件。此處的電機(jī)依靠凸緣來(lái)定位。齒輪水平放置，所以齒輪軸的軸向?yàn)樨Q直方向，如果電機(jī)水平放置，電機(jī)軸的軸向?yàn)樗椒较?，這種情況下，把電機(jī)的動(dòng)力傳遞給齒輪需要兩個(gè)相互嚙合的圓錐齒輪。這種方式都可以方便為其提供動(dòng)力源并對(duì)其進(jìn)行控制。 橫移機(jī)構(gòu)方式的選用 就目前的立體車(chē)庫(kù)能儲(chǔ)存的車(chē)輛數(shù)目來(lái)說(shuō)，大致可把立體車(chē)庫(kù)分為兩大類，即大型立體車(chē)庫(kù)和小型立體車(chē)庫(kù)。 在存取 5號(hào)車(chē)時(shí)，將 2號(hào)位移動(dòng)到 1號(hào)為上， 5 號(hào)位降到 2號(hào)位上，進(jìn)行存取車(chē)。 圖 我國(guó)廣泛使用的升降橫移式機(jī)械立體車(chē)庫(kù) 課題研究方法以及研究?jī)?nèi)容 本課題 主要通過(guò)查閱資料、設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)等方法進(jìn)行研究。 圖 國(guó)外高容量的機(jī)械立體車(chē)庫(kù) 而 我國(guó)機(jī)械式車(chē)庫(kù)的早期研究開(kāi)發(fā)工作是從 80 年代中 期開(kāi)始， 90 年代開(kāi)始引進(jìn)和生產(chǎn)停車(chē)設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。意大利和其他一些歐洲國(guó)家的優(yōu)勢(shì)在巷道堆垛類產(chǎn)品上。 立體停車(chē)庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀 1932 年美國(guó)開(kāi)始建造第一臺(tái)簡(jiǎn)易式存車(chē)庫(kù) ———采用電梯系統(tǒng)上下搬運(yùn)汽車(chē)。 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(chē)數(shù)量的不斷增加。首先，機(jī)械車(chē)庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。 隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越