【文章內(nèi)容簡介】 優(yōu)越性 在眾多的停車設(shè)備中，升降橫移式立體停車的優(yōu)點(diǎn)比較突出，主要表現(xiàn)在幾個方面： 自動立體車庫模擬裝置的開發(fā) 10 ① 節(jié)約占地面積，充分利用空間。一般來說，升降橫移式立體停車庫的占地面積約為平面停車場的 1/21/25，空間利用率比建筑自走式停車庫提高了 75%。 ② 相對造價(jià)比較低。升降橫移式立體停車庫每個泊位約 ，而建筑自走式停車庫每個泊位的造價(jià)約為巧萬元以上。 ③ 使用方便，對操作人員的要求不高，操作簡單、安全、可靠，存取車快捷 ,維護(hù)也很方便。一般存取一輛車約為 80秒。 ④ 減少了因路邊停車而引起的交通事故 。在許多城市的主要地段，司機(jī)往往沒有找著停場而把車?？吭诼愤叄@樣就很容易阻塞交通，甚至引起交通事故 。 ⑤ 增加了汽車的防盜性和防護(hù)性。在車庫的系統(tǒng)中配置有智能防盜裝置 、防火裝置等 ，增強(qiáng)了車庫的整體安全。 ⑥ 改善了市容環(huán)境。在現(xiàn)代化的車庫的設(shè)計(jì)中，不僅僅只是為了滿足停車要求 ，更主要的是讓其融入城市的整體建筑環(huán)境中，成為現(xiàn)代化大都市一道獨(dú)特的風(fēng)景 。 升降橫移式立體停車庫是全自動化的停車方式，也是今后停車改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市，采用機(jī)械式立體停車方式，顯得尤為必要，而升降橫移式立體停 車庫也在機(jī)械式立體停車庫中顯得更加普遍化，居民化。 研究升降橫移式立體停車庫的意義 升降橫移式立體停車庫是一種比較典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品形式，它主要涉及機(jī)械、電子、建工等多個領(lǐng)域，它需要各方面的專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同工作 .在現(xiàn)代化大都市中，升降橫移式立體車庫己經(jīng)滲入到人們的各個生活領(lǐng)域，在機(jī)關(guān)、賓館酒店、醫(yī)院和居民區(qū)等許多地方，升降橫移式立體停車庫成了一道必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。但是我國的機(jī)械式停車庫技術(shù)發(fā)展比較晚，大部分還沿用著日本 80年代的技術(shù)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，轎車擁有量的迅速膨脹，機(jī)械式車庫的現(xiàn) 有功能已落后于人們的要求。現(xiàn)有車庫技術(shù)的不足主要表現(xiàn)在取車得時(shí)間比較長，智能化程度比較低，安全程度不夠，設(shè)計(jì) 形式 比較陳舊。上海和北京等地現(xiàn)有的許多高質(zhì)量的立體停車庫，都是運(yùn)用大量的外匯從國外進(jìn)口的，并且售后服務(wù)也得不到令人滿意的保障。為了打破這種依賴進(jìn)口的格局，打出具有自身特色的車庫產(chǎn)品，就得要在原有技術(shù)上有重大突破，從而帶動國內(nèi)車庫行業(yè)的發(fā)展，因此 ， 對升降式立體停車庫的系統(tǒng)研究顯得尤為重 要。 自動立體車庫模擬裝置的開發(fā) 11 第三章 升降橫移式立體停車庫模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概述 PSH7D升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個車庫中 非常重要，主框架部分、載車板部分和傳動系統(tǒng)是 PSH7D升降橫移式立體停車庫的主要組成部分，主框架部分承擔(dān)著整個 PSH7D升降橫移式立體停車庫的總量，而且它的輕重、穩(wěn)定性和可靠性以及載車板部分還影響著整個立體停車庫的重量、材料和成本的多少以及安全性，傳動系統(tǒng)決定著 PSH7D升降橫移式立體停車庫運(yùn)行的好壞，所以如何設(shè)計(jì)主框架部分、載車板部分和傳動系統(tǒng)成為影響整個立體停車庫的關(guān)鍵因素。 機(jī)械傳動系統(tǒng)主要功用是傳遞原動機(jī)的功率，變換運(yùn)動的形式以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的要求。傳動裝置的性能、質(zhì)量及設(shè)計(jì)布局的合理與否，直接影響機(jī)器的 工作性能、重量、成本及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，合理擬定傳動方案具有十分重要的意義。一般常用以下幾種傳動方案： 方案一：帶傳動，易于實(shí)現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動；具有傳動平穩(wěn)，緩沖、吸振的特性；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；可起過載保護(hù)作用。 方案二：鏈傳動，平均傳動比準(zhǔn)確，工作可靠，效率較高；傳動功率大，過載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動尺寸?。豢稍趷毫迎h(huán)境中工作；易于實(shí)現(xiàn)較大中心距的傳動；結(jié)構(gòu)輕便，成本低。 方案三：蝸桿傳動，能以單級傳動獲得較大傳動比；傳動平穩(wěn)，無噪聲；傳動具有自鎖性。 方案四：直齒輪傳動，傳動準(zhǔn)確平穩(wěn)，承載能力高。 好的 傳動方案除應(yīng)滿足工作機(jī)的性能和適應(yīng)工作條件外，還應(yīng)尺寸緊湊、成本低廉，傳動效率高等。故對更方案進(jìn)行價(jià)值分析，由表 ]5[ 。 表 定性判定與價(jià)值對應(yīng) 判定 不用 差 勉強(qiáng)可用 中等 滿意 較好 好 很好 超目標(biāo) 理想 價(jià)值 P 自動立體車庫模擬裝置的開發(fā) 12 表 傳動方案選擇的使用價(jià)值表 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 加權(quán)因子iW 方案一 方案二 方案三 方案四 價(jià)值1iP iiWP1 價(jià)值2iP iiWP2 價(jià)值3iP iiWP3 價(jià)值4iP iiWP4 傳動精度 功 率 效 率 圓周速度 制造安裝 價(jià) 格 壽 命 平穩(wěn)噪聲小 總使用價(jià)值 iijWP? 綜上所述，選擇鏈傳動方案更加合理，所以我們的傳動系統(tǒng)采用鏈傳動形式。 橫移傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 橫移傳動系統(tǒng)的作用是使上升到位的搬運(yùn)器平移到指定位置，其傳動主要是靠電機(jī)帶動鏈輪使 滾輪在軌道上移動。如圖 自動立體車庫模擬裝置的開發(fā) 13 圖 橫移傳動示意圖 初步參數(shù)的確定 PSH7D(七位機(jī) )升降橫移式立體停車庫模擬裝置采用與實(shí)際立體停車庫標(biāo)準(zhǔn) 1： 8 的比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)備尺寸為 載車板長 L= 載車板寬 W= 車庫總高 H= 底層高 h= 初設(shè)承載總質(zhì)量 M=7KG 則帶動橫移軸轉(zhuǎn)動所需功率 (假設(shè)摩擦因子 u=, 橫移速度為 ): WP ???????前輪 WP ???????后輪 所以 WP ?總 橫移傳動系統(tǒng)電動機(jī)的選擇 橫移所需功率 P=FV= 根據(jù)輸出功率選擇電動機(jī)： 60KTYZ 齒輪減速同步電機(jī)， 220V， 50HZ， P=14W，輸出轉(zhuǎn)速 n=110r/min 橫移鏈輪的設(shè)計(jì) 221?Z 從動大鏈輪齒數(shù) 622?Z Lp 初定中心距 Pa 200 ? ,則鏈節(jié)數(shù) 2222120210 ??????? ????? ? ZZaPZZpaLp 取 Lp = 62 0P 及鏈節(jié)距 P 由《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》表 138 查得工作情況系數(shù) 1?AK WPKP ACa 14?? 由《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》表 1310 查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) Kz=, 鏈長系數(shù) ?K 選擇單排鏈，由《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》表 1311 查得多排鏈系數(shù) Kp= 自動立體車庫模擬裝置的開發(fā) 14 故所需傳遞的功率為 WKKK PP PZ Ca 1410 ??????? 取鏈節(jié)距 P= 選擇鏈號 04B—1 L 及中心距 a L=LpP/1000=626/1000= mmZZZZLZZLPa PP *8224 212221210 ????????? ?????? ???????? ????????? ??? ? 中心距調(diào)整量 mmPa 122 ??? 實(shí)際中心距 mmaaa , ???? 5．計(jì)算鏈速 smPZnV / 61011010006011 ?? ??????? 6．作用在軸上的壓軸力 Q 圓周力 F=1000P/V=（ 100014） /= 按平均布置取壓軸力系數(shù) ?QK 有 NFKQ Q ??? 橫移傳動軸 A 的設(shè)計(jì) 橫移傳動軸 A 是一層車庫的橫移軸，它的受力情況可以 簡化成以下的形式 : CF DF BF AF BF 算出 NFC ? NQFE ?? 軸的初步估算軸徑至少為 d’= 軸的強(qiáng)度校核 : 由 ? ?0AM 知， NFD ?自動立體車庫模擬裝置的開發(fā) 15 A4 7 . 79N6 .41N2 1 . 17N1 9N049846010470 ????????? EDCB FFFF 得 NFB ?? 由 ? ?0BM 知， 028104 6 04 7 0 ???????? EDCA FFFF 得 NFA ? mmNFM AC ???? 作軸的剪力圖如下： 由剪力圖可知 mmNMM CD ????? 1 5 3 6 5 0 作軸的彎矩圖如下： mmmmEmm A D 處所受彎矩最大，所以對 D 剖面進(jìn)行強(qiáng)度校核 ? ? mmMdbP 331?????? 小于估算軸徑，所以強(qiáng)度足夠。 取軸與鏈輪配合處 mmd 131 ? 取軸與軸承配合處 mmd 152 ? ，安裝尺寸 mmda 18? 取軸與滾輪配合處 mmd 14? 橫移傳動軸 B 的設(shè)計(jì) 橫移傳動軸 B 是車庫二層的橫移軸，它的受力情況可以簡化成如下的形式 : CF DF EF AF BF 自動立體車庫模擬裝置的開發(fā) 16 該軸的校核與橫移傳動軸 B 相同。 鏈輪的齒數(shù)、鏈節(jié)數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) 鏈傳動傳動設(shè)計(jì)公式為 Po≥ (KAp)/(KzKaKiKp) KW （ 1） 式中 ,Po 一特定條件下 , 單列鏈傳遞的功率 P—— 鏈傳遞的額定功率 KW KA—— 工作情況系數(shù) Kz—— 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) Ki—— 傳動比系數(shù) Ka—— 中心距系數(shù) Kp—— 多列鏈系數(shù) 上述某些參數(shù)可按下述公式計(jì)算 Po=(t/)() KW (2) Kz=(Z1/19) (3) Ka=+≤ 3 時(shí) (4) Ki=+（ ） i＞ 3 時(shí) (5) Kj=+(1+i) (6) Kp= (7) 上述式中 Zi—— 小齒輪齒數(shù) Ni—— 小齒輪轉(zhuǎn)速， rpm t—— 鏈節(jié)距， mm i—— 鏈傳動比， i=n1/n2, n2為大齒輪轉(zhuǎn)速， rpm K0—— 中心距的鏈節(jié)數(shù)， K0=a/t,a 為鏈傳動中心距 P—— 為鏈的列數(shù) 自動立體車庫模擬裝置的開發(fā) 17 （一） 數(shù)學(xué)建模 設(shè)計(jì)變量： 已知條件（ 1）傳動功率 p (2)小鏈輪轉(zhuǎn)速 n1 (3)傳動比 i (4)原動機(jī)類型 （ 5） 工作機(jī)的載荷性質(zhì) 設(shè)計(jì)變量為 X=[x1,x2,x3]T=[Z,t,K0]T 為了讓鏈傳遞功率取最大值，約束函數(shù)如下： F(x)=p0K2KaKi 為了方便求解，講函數(shù)改為： F(x)=p0K2KaKi （求最小值） 式中各參數(shù)可用（ 2） —— （ 6）帶入。 優(yōu)化過程 已知 KA= P=10 P0=(x2/)() Kz=(x1/19) Ki= Ka=+ 約束條件 由最小鏈齒數(shù)限制 9≤ Z1≤ 25 得 G1(x)=x119≥ 0 G2(x)=25x1≥ 0 由最小鏈節(jié)距限制 ≤ t≤ 得 G3=≥ 0 G4=≥ 0 自動立體車庫模擬裝置的開發(fā) 18 由傳動中心距的限制 50t≤ a≤ 60t 得 G5=x350≥ 0 G6=60x3≥ 0 由鏈速限制 ≤ v≤ 15 又 v=Z1tn1/60000 m/s 得 G7= G8= 采用內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法計(jì)算，在可行域內(nèi)取初始點(diǎn) x(0)=[22,10,55]T，初始懲罰參數(shù) r(0)=1,遞減系數(shù) e=,要求目標(biāo)很熟收斂精度ε =，解得： X*=[,]T F(x*)= 優(yōu)化結(jié)果： Z1=23， Z2=67， t=,a=60,用雙排 鏈一根。 該優(yōu)化方式能使橫移鏈傳動的功率得到很大提升。