【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)代各種高科技技術(shù)的發(fā)展，諸如計算機技術(shù)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的新功能被引入到立體車庫中，讓其向?qū)I(yè)化、復(fù)雜化和智能化方向發(fā)展。重點表現(xiàn)為以下幾個方面：①專業(yè)化:立體車庫系統(tǒng)穩(wěn)定可靠  能正常運行而不出故障是用戶的首要要求 也是一套停車場系統(tǒng)的重中之重。制造廠家的專業(yè)化程度越來越強 如保證設(shè)備的可靠性 立體車庫的軟硬件設(shè)施及各種設(shè)備的配套都達到專業(yè)化程度。②復(fù)雜化: 立體車庫產(chǎn)業(yè)正在向多元化方向發(fā)展 它已經(jīng)不僅是純粹的機械設(shè)備  還包含了當今機械、電子、建筑、液壓、光學、磁控、管理和計算機技術(shù)等領(lǐng)域的大量先進技術(shù)。立體停車系統(tǒng)己經(jīng)日臻完善 如汽車出入車庫時采用聲光引導和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護與多重機構(gòu)互鎖、停車泊位自動跟蹤、鏈繩長度超范圍報警和彈性變形自動補償、汽車安全檢測、圖像識別技術(shù)、科學管理等 各種領(lǐng)域先進技術(shù)的綜合使用 已經(jīng)使立體車庫成為一個獨立的大型復(fù)雜的高技術(shù)設(shè)備。③智能化:一些新技術(shù)正在迅速進入該領(lǐng)域 如變頻技術(shù)、全電腦控制系統(tǒng)、導航定位技術(shù)、停電及電源故障的自動判別排除及處理系統(tǒng)等 [14]。車庫可以將汽車自動停放到合適的位置  可實現(xiàn)無人操作[11]。但在我國現(xiàn)有的自動立體車庫產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不十分完善，如在我國車庫行業(yè)中并沒有可依據(jù)較高的行業(yè)技術(shù)標準；大部分車庫是根據(jù)或引進國外先進技術(shù)進行設(shè)計制造，但技術(shù)水平不高；并且我國國內(nèi)并沒有較大規(guī)模的車庫生產(chǎn)加工企業(yè)，其大規(guī)模量產(chǎn)能力明顯不足。在國內(nèi)自動車庫市場競爭無序，小型企業(yè)為搶占市場份額，進行惡性競爭；同無錫太湖學院學士學位論文時我國沒有相關(guān)的部門參與詳細研究，使其技術(shù)創(chuàng)新能力落后于其他國家；國家也沒有相關(guān)政策進行扶持。為了解決上述問題，國家需要出臺相關(guān)市場政策、管理方案等。雖然立體車庫在我國的發(fā)展勢頭非常的迅猛，但是目前立體車庫在住宅小區(qū)內(nèi)的應(yīng)用，卻還是少的可憐。其主要原因還是人們的思維觀念沒有轉(zhuǎn)變過來，而技術(shù)上的問題已經(jīng)退居其次?？梢哉f，當前的技術(shù)已經(jīng)完全可以滿足小區(qū)內(nèi)建造立體車庫的主要要求，急需解決的是人們的思想問題 [12]。伴隨著我國住房業(yè)的迅速發(fā)展，小區(qū)式居住方式已經(jīng)成為市民住房方式的主流。并且，伴隨我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們擁有自己的私家車也已經(jīng)成為一種必然。所以，正是由于小區(qū)與私家車的數(shù)量越來越多，一旦人們的思想方式轉(zhuǎn)變過來，那么應(yīng)用于小區(qū)內(nèi)的立體車庫必將會如同雨后春筍般迅速地生長起來。而且，立體車庫的技術(shù)也必然在今后的若干年內(nèi)有大幅度的發(fā)展 [13]。所以，無論是立體車庫技術(shù)的研究，還是立體車庫工程的建造，發(fā)展前景都是非常樂觀的，都必將在不久的將來得到豐厚的回報。 本章小結(jié)本章主要介紹了自動立體車庫的主要研究內(nèi)容和及其意義，詳細對自動立體車庫的國內(nèi)外發(fā)展情況做了詳細介紹，在我國自動立體車庫有較大的發(fā)展前景。本文將對車庫主體結(jié)構(gòu)設(shè)計，關(guān)鍵部件校核，傳動部件及液壓系統(tǒng)的設(shè)計和主要機械部位總裝配圖及主要零件圖。自動立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計52 自動立體車庫的總體設(shè)計方案目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡易升降式、垂直升降式、平面移動式、巷道堆垛式 [14]。而在中國使用較多的是升降橫移式自動立體車庫和簡易升降式車庫，升降橫移式自動立體車庫具有存取車快捷便利，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。而簡易升降式車庫所能停車輛數(shù)量較少不適合較大規(guī)模應(yīng)用，無法滿足較大空間的大規(guī)模布置。所以選擇升降橫移式自動立體車庫進行設(shè)計。 所示為升降橫移式立體車庫示意圖。 升降橫移式立體車庫示意圖 升降橫移自動立體車庫選型升降橫移自動立體車庫按照主框架可分為兩種。1．四柱結(jié)構(gòu)型式：這種型式的停車設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)框架穩(wěn)定性好，有較好的強度和剛度，特別適用于多層式或重列式的升降橫移類停車設(shè)備。2．二柱結(jié)構(gòu)型式，：這種型式的停車設(shè)備的最大優(yōu)點是視野寬闊，存取車方便。缺點是對設(shè)備運行的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)框架的強度、剛度、設(shè)計要求嚴格。無錫太湖學院學士學位論文 后懸臂型式立體車庫示意圖按車位布置形式分可分為全地上布置，半地下布置，重列式布置。全地上布置：有二層、三層、四層、五層，一般不超過五層，但也七層以上的，有的還做到了18層，但相對于低層提升速度要提高以保證客戶使用要求。半地下布置：這種布置形式比全地上布置能多建車位，空間利用率高，但土建投資大。重列式布置：（對于只能設(shè)置一個車道，或設(shè)置兩個車道太浪費，但有能停放兩排或兩排以上車輛長度的停車位時，可用這種方式布置）這種布置可充分利用平面減少車道占地，但進出車較麻煩一些。由于車庫要求結(jié)構(gòu)簡單充分利用土地，所以選擇第四柱結(jié)構(gòu)型式的兩層立體車庫進行設(shè)計。 自動立體車庫提升方式的選擇升降橫移自動立體車庫的提升方式有六種：（1）鋼絲繩式提升型式（2）鏈條式提升型式（3）液壓式提升型式（4）螺桿式提升型式（5）液壓馬達、鋼絲繩組合提升型式（6）鏈條、鋼絲繩組合提升型式而車庫選用液壓馬達、鋼絲繩組合提升型式，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)速度快、低速平穩(wěn)性好，并且產(chǎn)生噪音低， 所示 自動立體車庫提升裝置示意圖自動立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計7而車庫橫移傳動方式也可選用液壓馬達帶動導輪進行傳動，其優(yōu)點是可與升降系統(tǒng)使用同一液壓泵減少了系統(tǒng)的占用空間。 自動立體車庫的其他部件自動立體車庫的其他部件還包括載車板，安全系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等。載車板是用于車輛停放以及移動升降車輛的載體，所以載車板設(shè)計必須穩(wěn)定安全便于用戶停放車輛。而載車板按照其結(jié)構(gòu)形式可分為兩種，一種是拼裝式一種是整體式 [11]。拼裝式載車板主要使用普通鋼板彎折成形，載車板面板使用波浪板沖壓成形，并用螺栓固定。整體式載車板使用防滑花紋鋼板焊接在加強筋上而成。由于整體式載車板加工方便快捷，穩(wěn)定安全性高。所以車庫設(shè)計中使用整體式載車板。安全系統(tǒng)是用于防止上層車輛和載車板墜落砸壞下層車輛或砸傷駕駛員的重要車庫組成部分。上層載車板安全系統(tǒng)可分為防墜鉤和防墜架。其中防墜鉤安裝于上層載車板上當上層載車板到位后防墜鉤固定住載車板來實現(xiàn)防墜目地。而防墜架安裝固定在下層載車板上，但體積較大不便于用戶在下層停放車輛。經(jīng)過上述分析選擇防墜鉤進行對車輛人員的安全防護。橫移系統(tǒng)是用于底層車位橫移的主要部件。控制系統(tǒng)是控制車輛移動的系統(tǒng)。 自動立體車庫的設(shè)計參數(shù)停車位設(shè)計最大尺寸5200mm2250mm1600mm；最大停車質(zhì)量為1800kg；車庫共兩層上成層可停放3輛車，下層可停放2輛車，車庫使用PLC進行控制；車庫載車板提升時間 10s；下層載車板橫移時間 10s。 自動立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容及要求自動立體車庫主體框架鋼結(jié)構(gòu)由前、后支撐柱，前、后橫梁，縱梁等組成。傳動系統(tǒng)安裝在主體框架的縱梁與后立柱上，包含液壓缸，傳動的鏈條鏈輪，鏈條張緊裝置和鋼絲繩。載車板與鋼絲繩相連進行提升，而下層載車板通過電機和導軌進行橫移。自動立體車庫必須具有足夠的強度和剛度，才能安全穩(wěn)定工作。升降橫移式自動立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：主體框架、傳動系統(tǒng)、載車板及安全防護裝置。 本章小結(jié)本章主要確定了自動立體車庫主體設(shè)計的重要參數(shù)，選擇二層式升降橫移自動立體車庫，其采用液壓傳動方式進行提升和橫移運動，使車庫運行更加平穩(wěn)。還確定了自動立體車庫的安全防護等其他技術(shù)要求。無錫太湖學院學士學位論文3 自動立體車庫主體框架設(shè)計自動立體車庫主體框架在車庫穩(wěn)定和安全中起著很大作用，是車庫的基礎(chǔ)要進行詳細的校核。 立體車庫的工作原理 立體車庫的工作原理圖升降橫移式立體車庫是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機械式停車設(shè)備。，下層載車板只作左右橫移。立體車庫工作原理當車輛駛?cè)胲噹?，用戶根?jù)需要選擇所需停車位置。當用戶選擇上層空載車板時如1號載車板，控制系統(tǒng)會先控制5號載車板向有移動，5號載車板移動到位后系統(tǒng)控制4號載車板向右移動，下層載車板無法同時移動。此時1號載車板下方有空位，控制系統(tǒng)控制1號載車板下移等待用戶將車輛駛?cè)?，用戶將車輛停放好并確認后，提升裝置帶動載車板提升到二層固定位置。下層載車板只作橫移，為上層車庫下移留出空位，所以下層有一個空位。而用戶選擇下層車位時，可將車輛直接駛?cè)胲噹?，但不能駛?cè)霟o載車板的空位。用戶取車時，停放在下層載車板的汽車可直接駛出車庫，停放在上層載車板的汽車操作過程與停車過程類似。升降橫移式自動立體車庫通過這種停車方式自動立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計9可更有效的應(yīng)用土地，增加單位面積停放汽車的數(shù)量。 自動立體車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計立體車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中可選用鋼架結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有可靠性高，材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小，材料的塑性和韌性好，鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短等優(yōu)點。而使用鋼筋混凝土建設(shè)車庫，建設(shè)周期過長同時也無法滿足其精度要求。由于自動立體車庫對其結(jié)構(gòu)精度要求比較高，所以選用鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。 所示自動立體車庫鋼結(jié)構(gòu)框架圖，包括前后支撐柱，縱梁和橫梁。 立體車庫的框架原理圖 支撐柱設(shè)計1．支撐柱受力分析車庫停放車輛最大質(zhì)量為1800kg，其車輛前后輪載荷以3: 2分布進行計算；載車板質(zhì)量為約為600kg；每個車位滿載為2400kg；無錫太湖學院學士學位論文 立體車庫的支撐柱受力圖 所示： 1360N92P???后前（）式（）為車庫受力計算；其中 為前支撐柱所受的力；P前其中 為前支撐柱所受的力。后當車庫滿載時支撐柱的受力： 13360+180N2525????前（） 1980P后（）式（）（）為車庫受力計算。，所以對前支撐柱進行校核。P?后前由于支撐柱主要受壓應(yīng)力和剪切力作用，而支撐柱受剪切力影響較小，所以主要對支撐柱的壓應(yīng)力進行校核和穩(wěn)定性分析。2．支撐柱的材料選擇和校核根據(jù)《材料力學》附錄Ⅱ表4，選用20a熱軋工字鋼（GB 706—88） [15]，材料使用Q235A；自動立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計11 20a熱軋鋼示意圖20a熱軋工字鋼參數(shù)：屈服極限 ；235sMpa??彈性模量 ； 061E?比例極限 ；抗拉強度 ；375pa?～高度 h=200mm；腿寬度 b=100mm；腰厚度 d=7mm；橫截面積 W=178。；慣性矩 ， ；42370Ixcm?4y158Ic?截面系數(shù) ， ；3W3.慣性半徑 ， ；；:1IS支撐柱屈服強度校核： ； ????????（）式（）為支撐柱屈服強度公式。，所以符合屈服強度要求。支撐柱的穩(wěn)定性校核：壓桿的長度因數(shù) ，由于壓桿的約束條件是一端固定一端自由，所以 ；u 2u?慣性半徑 ；?無錫太湖學院學士學位論文支撐柱長度 ；230lcm?支撐柱的柔度： ????（） 51 201ppE?????（）式（）（）為支撐柱的柔度計算公式。根據(jù)《材料力學》：, ；304Mpa? 2356..s????（）式（）為直線公式的最小柔度計算公式。支撐柱的柔度 大于 和 ， ，則前立柱屬于細長桿，?.???應(yīng)按歐拉公式計算臨界載荷 。crp立柱的工作載荷 ；max0NP前由歐拉公式求得臨界壓力；金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿安全系數(shù) ~3,nn????取 ??2r5cEIl?（）式（） 為臨界壓力計算公式。rcP前支撐柱的穩(wěn)定安全系數(shù) ????（）式（）安全系數(shù)計算公式。所以滿足穩(wěn)定要求。 橫梁受力分析橫梁主要受載車板和汽車重量所產(chǎn)生的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力作用，根據(jù)《材料力學》附錄Ⅱ表4，選用20a 熱軋工字鋼（ GB 706—88） [15]，材料使用Q235A 自動立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計13 橫梁圖 橫梁圖紙所示其總長度為 ，縱梁以 的間距分別連接與橫梁上，螺栓進行連接。對橫梁進行受力分析，并繪制受力簡化圖， 所示。 橫梁受力分析圖 所示由靜力平衡方程式求出A,B兩點處的支反力 和 ：RAFB前橫梁受力： 1213+680N5F???車 載（）式（）為前橫梁受力計算公式。后橫梁受力： 1213+205FF???車 載（）式（）為后橫梁受力計算公式。由于前橫梁所受的力大于后橫梁所受的力，所以對前橫梁進行校核。 ()???? ..（）式（）為AB兩點支反力計算公式。四個集中力作用在截面上的彎矩分別為， 。 AM=??A無錫太湖學院學士學位論文 ??A（）式（）為橫梁彎矩計算公式。從圖中可得最大彎矩。max420?A ???????（）式（）為橫梁彎曲許用應(yīng)力計算公式。符合彎曲許用應(yīng)力條件。校核梁的切應(yīng)力查表得 ； 。:?由剪力圖得：,代入切應(yīng)力強度條件， ??*a MpaIb? ???????（）式（）為