【正文】 軸的結(jié)構(gòu)設計如下圖 310. 圖 310 軸 的 結(jié) 構(gòu)軸的機構(gòu)和形狀取決于下列因素：軸上零件的類型、布置和固定方式，載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況。軸承的類型和尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝要求等。軸的結(jié)構(gòu)應便于軸上零件的定位、固定和裝拆，盡量減小應力集中，受力合理，有良好的工藝性。對于要求剛度大的軸，還應從結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。軸的結(jié)構(gòu)設計入圖所示，根據(jù)軸的受力選取 3 系列深溝球軸承，為了便于軸承的裝配，選取裝軸承處的直徑為 d=60mm,其他部分如圖所示。 軸上的受力分析鏈輪的圓周力：由前面計算知，鏈輪的有效圓周力為 ，10tFkN?鏈輪的徑向力： （3—???? 3327）鏈輪的軸向力：由于鏈輪無軸向力，故 。0xF?在水平面上的支反力如圖所示， 34 圖 311 軸的受力圖由 ，且受力的對稱性知0AM??1502zBtRFN在垂直面內(nèi)的支反力由圖 知，d846AyBr?鏈輪的作用力在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖 所示，????鏈輪作用在垂直面內(nèi)的彎矩如圖所示， ???該彎矩圖的作用平面不定，但當其與合成彎矩圖共面時是最危險截面。這時其彎矩為二者之和，則截面 的最大合成彎矩為 （3—2225871693CzCyM??????28） 軸的強度校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖，截面處較大，且有軸承配合引起的應力集中，截面 E 處彎矩較大，直徑較小，又有圓角引起的應力集中截面 D 處彎矩最大，且有齒輪配合與鍵槽引起的應力集中，故屬危險截面，現(xiàn)對 D 截面進行強度校核。 35由于減速機軸的轉(zhuǎn)動，彎矩引起對稱循環(huán)的彎應力，轉(zhuǎn)矩引起的為脈動循環(huán)的切應力。彎曲應力幅為 （3—???625810258aMP??29）式中 W—抗彎截面系數(shù)，由 機械設計手冊表 查的 （3—36324..10cm??30）由于是對稱循環(huán)應力，故平均應力 ，根據(jù)機械設計手冊式m??? （3—1mSK?????????31）式中 鋼彎曲對稱循環(huán)應力時的疲勞極限，由機械設計手冊表 查得1?45 19.?；270MPa??正應力有效應力集中系數(shù)，由機械設計手冊表 按鍵槽查得K ，按配合查得 ，故取 ；???2K??表面質(zhì)量系數(shù)，軸經(jīng)車削加工，按機械設計手冊表 查得 ；?? .8???尺寸系數(shù)，由《機械設計手冊》表 查得 。? ???切應力幅為??????式中 抗扭截面系數(shù)，由《機械設計手冊》表 查得p?? ????根據(jù)機械設計手冊 式（ ） 36 （3—1mSK??????????????32）式中 鋼扭轉(zhuǎn)疲勞極限，由《機械設計手冊》表 查得 ；1??45 15MPa???切應力有效應力集中系數(shù)，由《機械設計手冊》表 按鍵槽 ，K? ?按配合 ，故取 ；????同正應力情況；,???平均應力折算系數(shù)，由《機械設計手冊》表 查得 ；??????軸 D 截面的安全系數(shù)由《機械設計手冊》式 確定(.) （3—33）??????由《機械設計手冊》表 可知， ，故 ，該軸 D 截面是安全??~25S??S?的。 安全防護措施的設計根據(jù) GB17907~1999《機械式停車設備 通用安全要求 》附錄 B 的要求升降橫移累機械式停車設備一般裝有以下安全防護裝置（但不限于此） 。（1） 緊急停止開關：在發(fā)生異常情況時能使停車設備立即停止運轉(zhuǎn)；一般緊急停止開關設置在操作盒上，并為紅色，以示醒目。（2） 防止超限運行裝置：停車設備在升降過程中，在定位開關上方裝有限位開關，當定位開關出現(xiàn)故障時，由限位開關使設備停止工作，起超程保護作用。（3） 汽車車長檢測裝置：超過停車長度時，設備不動作或報警。一般為光電開關。（4） 阻車裝置：沿進入汽車的方向，在載車板適當位置上裝有高度為 25mm 以上的阻車裝置或其他有效阻車裝置。 37（5） 人車誤入檢測裝置：設備運行時，必須裝有防止人車誤入的裝置，以確保安全。一般采用光電開關或柵欄。（6） 防止載車板墜落裝置：當載車板升至定位后，需設置防墜落裝置；以防止載車板因故突然墜落，傷害人車；一般防墜落裝置采用掛鉤形式。掛鉤驅(qū)動形式有電磁鐵驅(qū)動和機械驅(qū)動兩種形式。（7） 警示裝置：設備運行時，必須有警示裝置，以提醒人員注意。一般為警燈。車庫設備承載的是價值昂貴的汽車，為此設計時充分考慮了設備各種運行狀態(tài)下的安全保護措施，如停車位置保護、車輛超長保護、人車誤入安全保護、防墜落保護、運行安全保護、電路安全保護、意外安全保護等安全保護措施。我設計的立體車庫防墜落裝置由電磁鐵驅(qū)動，其結(jié)構(gòu)見下圖 312 圖 312 防墜機構(gòu) 默認狀態(tài)下防墜機構(gòu)被彈簧片彈向右側(cè)，防止追車板墜落；電磁鐵通電掛鉤被拉向左側(cè)釋放載車板。詳細來說，當?shù)诙拥?6 號車位載車板下降或上升時，電磁鐵斷電，防墜機構(gòu)被彈簧彈向右側(cè)，每個掛鉤向各自的內(nèi)側(cè)運動掛住掛環(huán)，從而防止追車板墜落；當?shù)诙拥?6 號車位載車板到達第一層或者第二層的預定位置時，電磁鐵通電，每個掛鉤向各自的的外側(cè)運動，掛環(huán)脫離掛鉤，載車板被釋放。 384 立體車庫控制系統(tǒng)設計 控制系統(tǒng)主要由主回路和控制回路組成。主回路主要控制載車板的升降、橫移，其設備有電機減速機、液壓馬達等?？刂苹芈分饕轻槍θ?、車的安全而設計的各種控制回路?？刂葡到y(tǒng)方案的確定： 升 降 橫 移立 體停 車 庫以 停 放轎 車 為主, 其 代價較 昂 貴, 而且 立 體停 車庫 使 用時 涉 及到 人 身和車輛的安全, 所以對設備的安全性和可靠性 要求非常高。 PLC 采用了以計算機為核心的通 用 自動 控 制裝 置, 集微 機技 術(shù) 、自 動化 技 術(shù)、 通 39訊技 術(shù) 為一 體, 可靠 性強 、 性價 比高 、 設計 緊 湊、 擴 展性 好、 操 作方 便, 適用 于頻 繁啟動 和 惡劣 的 環(huán)境, 因 此在 立體 停 車庫 控制 系 統(tǒng) 中通常采用 PLC 作為電控系統(tǒng)的核心。升降橫升降橫移式立體停車設備的控制系統(tǒng)采用 PLC 可編程序控制系。主要有手動、自動、復位、急停四種控制方法。自動控制應用于平時的正常工作狀態(tài)，手動控制應用于調(diào)試、 維修狀態(tài)，復位應用于排除故障場合，急停應用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場合。對于本設計中所列的 5 車位升降橫移式立體停車設備 PLC 主要要控制上層兩個升降電 機的正反和下層兩個橫移電機的正反轉(zhuǎn)。 此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報警顯示裝置。 PLC 控制流程圖 圖41 PLC控制流程圖控制流程詳細說明：6個停車位只有2號這一空車位沒有停車位，但2號車位與3號車位的存取車的過程基本一致，故三者算作一類，僅以1號車位為例說明；4號車位和6號車位的存取車過程也基本相同，二者算作另一類，以4號車位為例說明；5號車位與其它車位的存取車 40過程有所不同，單獨做為一類。（1）1號車位的存取過程：開機，輸入車位號1，PLC運行程序，發(fā)出存取車的信號，汽車駛進1號車位，光電開關檢測車停好后，把信息傳給PLC, PLC發(fā)出結(jié)束指令。（2）4號車位的存取過程：開機，輸入車位號4，PLC運行程序并啟動相應傳動機構(gòu)，即先通過橫移電機把1號車位上的載車板橫移到2號車位上，然后升降電機把4號車位上的載車板移到1號車位上，載車板到位后，發(fā)出存取車的信號，汽車駛進1號車位中來自4號車位上的載車板，光電開關檢測車停好后，把信息傳給PLC, PLC發(fā)出指令，載車板上升回到4號車位，載車板到位后防墜裝置彈出防墜機構(gòu)，光電開關檢測掛鉤掛好后，反饋信息給PLC，PLC發(fā)信息讓停車板復位，至此4號車位存取過程完成。（3）5號車位的存取過程：輸入車位號5，PLC運行程序并啟動相應傳動機構(gòu)，即通過升降電機把5號車位上的載車板移到2號車位上，載車板到位后，發(fā)出存取車的信號，汽車駛進2號車位中來自5號車位上的載車板，光電開關檢測車停好后，把信息傳給PLC, PLC發(fā)出指令，載車板上升回到5號車位，載車板到位后防墜裝置彈出防墜機構(gòu)，光電開關檢測掛鉤掛好后，反饋信息給PLC，PLC發(fā)信息讓停車板復位，至此5號車位存取過程完成。 PLC 接線圖以下是四號車位存取汽車的 PLC 接線圖。 42 PLC接線圖 接線圖說明： 按下啟動按鈕SQ，X0得電，KM1得電使Y0得電，橫移電機驅(qū)動載車板向右橫移至觸動行程開關SQ2，KM1失電使Y0失電，X2得電，KM2得電使Y1得電，升降電機驅(qū)動載車板向下移動至觸動行程開關SQ1，KM2失電使Y1失電，X1得電，KM3得電使Y2得電，升降電機驅(qū)動載車板向上移動至觸動行程開關SQ4，KM3失電使Y2失電，X4得電，KM4得電使Y3得電，橫移電機驅(qū)動載車板向左橫移至觸動行程開關SQ4，KM4失電使Y3失電。所有載車板復位，至此，4號車位存取車完成。 PLC 梯形圖及程序 下面以控制存取 4 號位的車輛為例，其 PLC 控 制的梯形圖如右下圖41。圖43 PLC控制4號車位動作的梯形圖程序如下；LD X0OR Y1ANI X2OUT Y0OR Y1ANI X1OUT Y1LD X1OR Y2ANI X4ANI Y3OUT Y2LD X4OR Y3ANI X3 OUT Y3梯形圖及程序說明；(1）1 號車位上的載車板移到 2 號車位上：按下啟動開關，常開觸點 X0 得電閉合，常閉觸電 X2 無電閉合，輸入繼電器 Y0、線圈接通并自鎖，橫移電機驅(qū)動 1 號車位的載車板移向 2 號車位直到載車板觸及行程開關，開關動作，X2 得電，常閉觸電 X2 斷開，Y0 失電，載車板停止移動。（2）4 號車位上的載車板移到 1 號車位上：同時常開觸點 X2 閉合，常閉觸電 X1 無電閉合，Y1 得電幷自鎖，升降電機驅(qū)動 4 號車位上的載車板移向 1 號車位，直到載車板觸及行程開關，開關動作，X1 得電，常閉觸電 X1 斷開，Y1 失電，載車板停止運動。(3）1 號車位上的載車板移到 4 號車位上：同時常開觸點 X1 閉合，常閉觸電 X4 和Y3 無電閉合，Y2 得電幷自鎖，升降電機驅(qū)動 1 號車位上的載車板移向 4 號車位，直到載車板觸及行程開關，開關動作，X4 得電，常閉觸電 X4 斷開，Y2 失電，載車板停止運動。（4）2 號車位上的載車板移到 1 號車位上：同時常開觸點 X4 閉合，常閉觸電 X3 無電閉合，Y3 得電幷自鎖，橫移電機驅(qū)動 2 號車位上的載車板移向 1 號車位，直到載車板觸及行程開關，開關動作，X3 得電，載車板停止運動。至此，4 號車位存取車完畢。結(jié) 論本次設計主要是對機械式立體車庫升降部分傳動機構(gòu)的設計。設計的創(chuàng)新點是傳動過程中通過電機帶動一根通軸轉(zhuǎn)動，通軸兩側(cè)分別設計兩個循環(huán)鏈，通過循環(huán)鏈的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)升降過程。整個設計包括幾個大的部分，如鏈的設計計算，鏈輪的設計計算，鏈于鏈輪的材料的選取，電動機電動機的選擇等。經(jīng)過四個月進展而忙碌的畢業(yè)設計，使我真正體會了作為一名機械工程人員的任務，找到了一名剛剛畢業(yè)的大學生所處的位置。在畢業(yè)設計中真正感覺到了自己的才疏學淺，缺乏實際工作經(jīng)驗，是畢業(yè)設計讓我看到了自己太多的不足，讓我知道自己所缺少的是什么，但是同時也讓我對機械工程專業(yè)產(chǎn)生了更大的興趣，為今后繼續(xù)學習打下了堅實的基礎。 我國改革開放以來，城市化水平加快，隨著城市建設的迅速發(fā)展，城市空地越來越少。在城市的高級賓館、飯店、商場、醫(yī)院、車站、高檔住宅區(qū)及其他車輛密集區(qū)，由于受到原有占地面積的限制，汽車停泊困難，交通阻塞。另外，多年來，在城市交通建設中，之后總是解決動態(tài)交通——修路，不重視靜態(tài)交通——建停車場（庫） ，在呈現(xiàn)有停車位遠遠不能滿足停車需求的嚴重局面。所以從現(xiàn)有停車位的缺口情況和今后的市場需求可以看出，機械式停車設備的市場前景十分良好。參 考 文 獻[1][J].中外停車設備及配套產(chǎn)品重點廠商名錄.1999[2]喻樂康，[J][3]:浙江科學技術(shù)出版社，1998[4]王瑞剛，[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，1999（2）[5]:中國建筑工業(yè)出版社，1996[6][M].北京：機械工業(yè)出版社，1992[7]朱昌明，洪致育，張惠僑[M].電梯與自動扶梯一原理、結(jié)構(gòu)、安裝、測試. 上海上[8]崔俊杰，[J]機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2022（5）[9].