【文章內(nèi)容簡介】 橫移軸，橫移軸 上 前后各安裝有一個(gè)導(dǎo)輪，為主動(dòng)輪，另外在載車板的另一邊同 樣裝前后兩個(gè)導(dǎo)輪，但無電機(jī)驅(qū)動(dòng)，為從動(dòng)輪。導(dǎo)輪邊緣制造成凸緣結(jié)構(gòu)，以保證導(dǎo)輪只沿著導(dǎo)軌橫向移動(dòng)而不脫離軌道。電機(jī)安裝在載車板一端邊緣上，與橫移傳動(dòng)軸上下豎直安裝，這樣不會占用載車板的空間，以防止車輛碰撞橫移電機(jī)。橫移機(jī)構(gòu)亦可使用電機(jī)與橫移軸直接用聯(lián)軸器連接，不過這種做法需要一層載車板高度足夠容納下電機(jī)。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，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。 圖 橫移機(jī)構(gòu)工作示意圖 （ 1從動(dòng)鏈輪， 2主動(dòng)鏈輪， 3電機(jī)， 4主軸， 5載車板， 6行走輪， 7導(dǎo)軌） 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 10 頁 升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案的比較 目前升降橫移式立體車庫主要有以下幾種設(shè)計(jì)方案： （ 1） 液壓傳動(dòng) 液壓傳動(dòng)具有通用性、多功能性和可控性的特點(diǎn)，與其他傳動(dòng)方式相比，它有如下優(yōu)點(diǎn)： 在同等功率的情況下，液壓裝置的體積小，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。 液壓傳動(dòng)工作平穩(wěn)。 能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。 操作簡單、安全。 易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，且由于能夠自行潤滑，因此使用壽命較長。 液壓元件都已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于 設(shè)計(jì)、制造及使用。 但是液壓系統(tǒng) 一般 比較復(fù)雜，元件精度要求較高，因此成本較高，而且液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，其傳動(dòng)效率也不高，因此本次設(shè)計(jì)不采用液壓傳動(dòng)。 （ 2） 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。 （ 3） 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高，軸上徑向壓力小，結(jié)構(gòu)緊湊，能 夠適應(yīng)高溫和潮濕的環(huán)境，其制造和安裝精度要求較低，成本也低。適合用在低速重載，工作環(huán)境惡劣等場合。因此選用鏈傳動(dòng)作為升降機(jī)構(gòu)非常適合。 升降方案的確定 上層升降系統(tǒng)采用鏈傳動(dòng)需要進(jìn)行二次傳遞，首先是從電機(jī)減速機(jī)通過鏈傳動(dòng)將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到提升軸，然后再通過提升軸上處于兩端的鏈輪將載車板提升。電機(jī)減速機(jī)固定安裝在橫梁上，提升軸上安裝有 3 個(gè)鏈輪， 1 個(gè)用于連接電機(jī)，另外兩個(gè)分居兩側(cè)，為貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁 提升的主動(dòng)輪。第二次傳動(dòng)的兩鏈輪大小相同，且中心距固定不變但必須大于提升高度，另有兩支撐用的鏈輪，其作用是使與載車板相連接的提 升鏈條能夠與之前兩鏈輪鏈條上下相切，使鏈條只受到的拉力水平，鏈條相連處采用非標(biāo)準(zhǔn)連接。升降機(jī)構(gòu)示意圖如下： 圖 升降機(jī)構(gòu)工作示意圖 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 車長： 4700mm 車寬： 1800mm 車高： 1450mm 車重： 2020kg 橫移速度： ： 因此預(yù)估車庫尺寸為： 單個(gè)車庫寬度： 2500mm 則車庫總寬： 25003=7500mm 車庫長： 5600mm 下層高（出入庫高）： 2020mm 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 12 頁 第三章 各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算 及校核 載車板重量估算 根據(jù)以上車庫及車輛尺寸，確定載車板尺寸為（ mm） 5000 2200 5，選用 45 鋼為材料制造，則密度為 33 / mkg? ，載車板重量為： kgm 3 3339。 ??????? ?板 由于載車板上 還有 其他附件，因此將載車板重量修整為 kgm 450?板 。 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。 縱梁的計(jì)算、選型與校核 本次設(shè)計(jì)車庫共有 4 根縱梁，其中邊上的兩根受力比中間兩根輕一半，因此若 4 根縱梁選用尺寸相同，只需對中間兩根縱梁進(jìn)行校核。 中間縱梁的受力分析簡圖如下： 圖 縱梁受力簡圖 其中， AF 與 DF 為橫梁對縱梁的支撐力， 1F 與 2F 為載車板與汽車對縱梁的拉力，mmll 40031 ?? ， mml 42020 ? 。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 13 頁 載車板與汽車重量為 kgm 24502020450 ???總 ，因此重力 NgmG 2 4 5 0 0?? 總總 ，其中 g 取 10N/kg。則： NGFFFF DA 1 2 2 5 0221 ?????? 總 （ 1）計(jì)算剪力彎矩 對于 AB 段： NFF As 122501 ?? 11 xFM A? ? ?110 lx ?? 對于 BC 段： NFFF As 012 ??? ? ?12122 lxFxFM A ??? ? ?2121 llxl ??? 由于 AB 段 與 CD 段載荷對稱，因此不必計(jì)算。 （ 2）畫剪力彎矩圖 圖 縱梁剪力圖 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 14 頁 圖 縱梁彎矩圖 由上圖可看出， AB 與 CD 段受剪力最大，為 NFs 12250m ax, ? ， BC 段受彎矩最大，為 mNM ?? 4900m ax 。 （ 3）縱梁的選型 對于立體車庫鋼結(jié)構(gòu)一般選擇 Q235 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼為材料的工字鋼作為建筑材料，它 具有良好的塑性和焊接性能，成型能力很好，并具有一定的強(qiáng)度，適合于橋梁、建筑等工程結(jié)構(gòu)，實(shí)用性能好，價(jià)格相對也很便宜，性價(jià)比高 。查機(jī)《械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》 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 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 表 縱梁熱軋 H型鋼尺寸規(guī)格 類別 型號（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，故對其進(jìn)行校核，根據(jù)《簡明材料力學(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)度滿足要求。 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 ? ? MPa105?? ，故對其進(jìn)行校核： ? ??? ??1*m a x,m a x tI SF z zs ? ?? ?22121m a x )2(8 tHtBBHtIF zs ????? 帶入上表數(shù)據(jù)，計(jì)算得： ? ? 1 4 0 08 2 2 5 0822? ????????? ? ? M P aM P a a x ??? ?? 因此，縱梁的彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度滿足要求。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 16 頁 橫梁的計(jì)算、選型與校核 根據(jù)本次設(shè)計(jì)，橫梁有前后兩根，所受力為縱梁對它的壓力以及柱的支撐力，由此可畫出橫梁的受力分析圖如下： 圖 橫梁受力簡圖 其中， AF 與 F 為柱對橫梁梁 的 支撐力， 1F 、 2F 、 3F 與 4F 為縱 梁對橫梁的壓力，mmlll 2500321 ??? ， mmll 5054 ?? 。 載車板與 汽車 重量為 kgm 24502020450 ???總 ，因此單個(gè)車位載車時(shí)重力NgmG 2 4 5 0 0?? 總總 ，其中 g 取 10N/kg。則： NGFF 6 1 2 52241 ????? 總 NFFF 1 2 2 5 02 132 ??? NFFFFFF FA 1 8 3 7 52 4321 ?????? （ 1） 計(jì)算 剪力彎矩 對于 AB 段： NFF As 183751 ?? 11 xFM A? ? ?410 lx ?? 對于 BC 段： NFFF As 1225012 ??? 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 17 頁 ? ?42122 lxFxFM A ??? ? ?124 lxl ?? 對于 CD 段： NFFFF As 0213 ???? ? ? ? ?13243133 lxFlxFxFM A ????? ? ?2131 llxl ??? 由于 DE 段與 EF 段分別與 BC 段、 AB 段載荷對稱，因此不必計(jì)算。 （ 2）畫剪 力 彎矩圖 圖 橫梁剪力圖 圖 橫梁彎矩圖 由 上圖 可看出， AB 與 EF 段受剪力最大，為 NFs 18375m ax, ? ， CD 段受彎矩最大，為 mNM ?? a x 。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 18 頁 （ 3）橫梁的 選型 選擇 橫梁 的材料與縱梁相同，選擇的型號如下： 表 橫梁熱軋 H型鋼尺寸規(guī)格 （ 4）橫梁的校核 彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度校核 由于梁的 CD 段受彎矩最大，故對其進(jìn)行校核，根據(jù)《簡明材料力學(xué)》有公式： ? ??? ?? ZWM m a xm a x M P aM P acm mN 235][ 0 9 3 1 3m a x ????? ?? 因此，橫梁的彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度滿足要求。 彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度校核 由剪力圖可知，梁在 AB 及 EF 段受剪力最大，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知 ? ? MPa105?? ，故對其進(jìn)行校核： ? ??? ??1*m a x,m a x tI SF z zs ? ?? ?22121m a x )2(8 tHtBBHtIF zs ????? 帶入上表數(shù)據(jù)，計(jì)算得： ? ? )()(822? ???????????? 類別 型號（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 200 150 194 150 6 9 16 2740 508 283 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 19 頁 ? ? M P aM P a 1 0 58 1 a x ??? ?? 因此，橫梁的彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度滿足要求。 受力柱的計(jì)算、選型與校核 根據(jù)設(shè)計(jì)，二層立體車庫受力柱僅受壓力，受力簡圖如下： 圖 立柱受力 簡圖 其中， NGF 1 8 3 7 543 ???? 總 , mmL 2500? ，選擇 H 型鋼材料梁相同，型號如下： 表 立柱熱軋 H型鋼尺寸規(guī)格 查《簡明材料力學(xué)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可得： 25 cm/N10206 ??E 22 cm/N102 0 0 ??p? 22 cm/N102 3 5 ??s? 類別 型號（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 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度因數(shù)，對于一端固定，一端自由的桿取 2?? ，2min