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升降橫移式雙層立體車庫的設計_畢業(yè)設計(編輯修改稿)

2024-10-03 21:45 本頁面
 

【文章內容簡介】 轎車重量都由框架來承受,所以框架不僅要結構簡單,制造容易,還要求滿足一定的強度要求。 主框架底座部分用混凝土澆注 ,立柱直接筑在混凝土中。地面上安裝有導軌,底層托盤通過滾輪實現(xiàn)橫移,立柱的間距應該根據(jù)載車板的寬度而定。 材料的選擇 鋼結構是 鋼材制成的工程結構,通常由型鋼和鋼板制成的梁、柱、板等構件組成,各部分之間由焊縫、螺栓或鉚釘連接,有些鋼結構還部分采用鋼絲或鋼絲束。 鋼結構與鋼筋混凝土結構、木結構和磚石等砌體結構都是工程結構的不同分支。它們之間有許多共同性,例如在 結構體系、內力分析和設計程序等方面大體是相同的;但由于材料性質的不同、原材料和構件截面形狀的不同,也各有其特殊性。 鋼結構具有下列優(yōu)缺點: ( 1)材質均勻,可靠性高:鋼材組織均勻,接近于各向同性勻質體,質量比較穩(wěn)定。 8 鋼結構的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結果,所以鋼結構可靠性較高。 ( 2)強度高,重量輕:鋼材強度較高,彈性模量亦高,因而鋼結構構件小而輕。當今有多種強度等級的鋼材,即使強度較低的鋼材,其密度與強度的比值也小于混凝土和木材,在同樣受力情況下鋼結構自重小,可以做成跨度較大的結構。由于桿件小 ,所占空間少,亦便于運輸和安裝。 ( 3)塑性和韌性好:鋼結構的抗拉和抗壓強度相同,塑性和韌性均好,適于承受沖擊和動力荷載,有較好的抗震性能。 ( 4) 工業(yè)化程度高,工期短 : 鋼結構都為工廠制作,具備成批大件生產和精度高等特點 , 采用工廠制造、工地安裝的施 工 方法,有效地縮短工期, 經濟效益好 。 ( 5) 密封性好 : 鋼結構采用焊接連接后可以做到安全密封,能夠滿足一些要求氣密性和水密性好的高壓容器、大型油庫、氣柜油罐和管道等的要求。 ( 6) 耐熱性較好 : 溫度在 250℃ 以內,鋼材性質變化很小,鋼結構可用于溫度不高于250℃ 的場合 。當溫度達到 300℃ 以上時,強度逐漸下降, 600℃ 時,強度降至不到三分之一,在這種場合,對鋼結構必須采取防護措施 。 ( 7)耐銹蝕性差:鋼結構耐銹蝕性較差,特別在潮濕和有腐蝕性介質的環(huán)境中,容易銹蝕,需要定期維護。 由于鋼材和鋼結構有上述特點,本次設計的升降橫移式雙層立體車庫主架采用鋼結構。 制造方法 立柱采用工字鋼,因為工字鋼有較強的承載壓力的能力。一共有 6 根立柱,前后各有 4 根,采用澆注的方法固定在混凝土中。橫梁也采用工字鋼,由于提升機構的電動機、聯(lián)軸器和制動器要放在橫梁上,所以 采用焊接的方法將橫梁平放在立柱上。 縱向梁的選擇比較困難,因為縱向梁不僅可以用冷彎矩形空心鋼管,也可以采用工字鋼。由于鏈輪的結構要放在縱向梁上,考慮到采用前者的方法時,需要在冷彎矩形空心鋼管上開矩形孔,制造麻煩,所以本次設計全部采用工字鋼來搭建車庫的鋼結構框架??v向梁也采用焊接方式固定在橫梁上。 結構的強度校核 由上面的分析知道,滑輪安裝在縱向梁上,縱向梁要承受轎車和托盤的重量。由于縱向梁跨度比較大,所以在整個鋼架中對縱向梁的校核最為重要。 取托盤(含轎車)為研究對象,分析受力示意圖如 圖 3所示: 9 圖 2 受力分析示意圖 Fig2 Stress analysis diagram 由于四根鏈條同時承載。所以每根鏈條所受載荷 F為: F=( G1+G2) /4=( 1600+640)㎏ ㎏ /4=5488N 鏈條固定在縱向梁上,所以每根梁承受的力為 2744N,縱向梁的承受的最大正應力為 W ( 1) max? = maxM 式中 : maxM 梁的最大彎矩; W抗彎截面系數(shù)。 梁的受力分析如下圖所示: 圖 3 梁的受力分析示意圖 Fig3 Schematic beam stress analysis 抗彎截面系數(shù)與縱向梁的材料有關,查閱《機械設計手冊》知道所選的抗彎截面 10 系數(shù)為 610 ,所以有: max? =2830 106/ = 取 ??? =110Mpa,故縱向梁是安全的 。 4 傳動系統(tǒng)的設計 橫移傳動系統(tǒng) 的 設計 平移機構中齒輪、齒條和傳動驅動電動機的選擇 托盤運行條件是 F1= fN , 查閱 《 摩擦手冊 》 得知 , 在任何滾動軸承中,克服摩擦所消耗的功率可以按下式計算的平均摩擦力來計算 ,由公式 fN =af P (2) 式中: fN 軸承所受的摩擦力; af 滾動摩擦系數(shù)平均值; P按一般動力計算公式得到的軸承上的當量載荷。 查閱 《 摩擦手冊 》 得知部件中是接觸式密封,存在制造誤差和裝配誤差,工況加重和潤滑劑污染等, af 的值應該擴大一倍,所以: af = 310 2 對于深溝球軸承,由公式: P= rF vK sK tK (3) 式中: rF 徑向力; vK 旋轉系數(shù); sK 安全系數(shù); tK 溫度系數(shù)。 rF =G1+G2=(1600+750)㎏ ㎏ =23030N 由于是外圈旋轉,取 vK = 查閱 《 摩擦手冊 》 得 Ks=,Kt=, 所以: P=23030N = 由式( 2)可得: fN =af P= 2 310 = 由公式: fN = 1F (4) 1F =2T/d (5) 得出 T= 1F d/2= 220/2=12030N mm= m 11 由于是小型立體車庫,適用于小區(qū),移動速度不宜過快,故選擇托盤的移動速度為 V=,得齒輪的轉速為: n= 60/ =P= 1F V/1000 /60= 210 Kw 在此設計中平移部分只需移動一個車位,移動距離較近,從而要求速度較低。查閱《機械設計手冊》 ,選用 YCJ132 和 802F24一體的 YCJ 齒輪減速三相異步電動機。 電動機參數(shù)為:額定功率為 P= 輸出轉速為 n=43r/min 輸出轉距為 T=156N mm 所以選擇的電動機合適電動機。 齒輪、齒條的設計 ( 1)選擇齒輪、齒條的材料 查閱《機械設計》,齒輪選用 45 號鋼調質,表面淬火, 1HBS =217~ 255;齒條選用 45號鋼正 火,表面淬火, 2HBS =210~ 240。 ( 2)按齒面接觸疲勞強度設計計算 托盤的橫移速度 V=齒輪的角速度為: W=2n? /60=? 由公式: V= rW =Wd/2 ( 6) 式中: d分度圓直徑。 可知 ? d/2,得 d==220 ㎜ 齒輪采用硬齒面,非對稱分布。查《機械設計》得齒寬系數(shù): d? = 選取齒輪模數(shù) m=10。 由公式 d=m z ( 7) 式中: Z齒輪齒數(shù)。 可知 220 ㎜ =10z,得 z=22 此齒輪齒數(shù) z 在推薦值 20到 40 中可以選取,所以選取 z=22 符合。 查閱《機械原理》由公式 p=? m ( 8) 可得齒輪的齒距 p== 10= ㎜。 由公式 12 z2=L 條 /p ( 9) 式中: p鏈條節(jié)距。 可得 齒條的齒數(shù) z2=2400 ㎜ / ㎜ = 取整數(shù) z2=77 查閱《機械設計》,由公式 K = AK VK ?K ?K (10) 式中 :K 載荷系數(shù); AK 使用系數(shù); VK 動載系數(shù); ?K 齒間載荷分配系數(shù); ?K 齒間載荷分布系數(shù)。 查閱《機械設計》可知 AK =; VK =; ?K =; ?K =。所以載荷系數(shù) K 的初值為 tK = = 得 tK =。 查閱《機械設計》 ,由公式 [ H? ]= limH? NK /S ( 11) 式中: S疲勞
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