【正文】 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖 310. 圖 310 軸 的 結(jié) 構(gòu)軸的機(jī)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(yīng)便于軸上零件的定位、固定和裝拆，盡量減小應(yīng)力集中，受力合理，有良好的工藝性。對(duì)于要求剛度大的軸，還應(yīng)從結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(wú)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(duì)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(dāng)其與合成彎矩圖共面時(shí)是最危險(xiǎn)截面。這時(shí)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(qiáng)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(yīng)力集中，截面 E 處彎矩較大，直徑較小，又有圓角引起的應(yīng)力集中截面 D 處彎矩最大，且有齒輪配合與鍵槽引起的應(yīng)力集中，故屬危險(xiǎn)截面，現(xiàn)對(duì) D 截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。 35由于減速機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對(duì)稱循環(huán)的彎應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩引起的為脈動(dòng)循環(huán)的切應(yīng)力。彎曲應(yīng)力幅為 （3—???625810258aMP??29）式中 W—抗彎截面系數(shù)，由 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 查的 （3—36324..10cm??30）由于是對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，故平均應(yīng)力 ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)式m??? （3—1mSK?????????31）式中 鋼彎曲對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的疲勞極限，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 查得1?45 19.?；270MPa??正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 查得 ；?? .8???尺寸系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查得 。? ???切應(yīng)力幅為??????式中 抗扭截面系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查得p?? ????根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 式（ ） 36 （3—1mSK??????????????32）式中 鋼扭轉(zhuǎn)疲勞極限，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查得 ；1??45 15MPa???切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 按鍵槽 ，K? ?按配合 ，故取 ；????同正應(yīng)力情況；,???平均應(yīng)力折算系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查得 ；??????軸 D 截面的安全系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》式 確定(.) （3—33）??????由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 可知， ，故 ，該軸 D 截面是安全??~25S??S?的。 安全防護(hù)措施的設(shè)計(jì)根據(jù) GB17907~1999《機(jī)械式停車設(shè)備 通用安全要求 》附錄 B 的要求升降橫移累機(jī)械式停車設(shè)備一般裝有以下安全防護(hù)裝置（但不限于此） 。（1） 緊急停止開(kāi)關(guān)：在發(fā)生異常情況時(shí)能使停車設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)；一般緊急停止開(kāi)關(guān)設(shè)置在操作盒上，并為紅色，以示醒目。（2） 防止超限運(yùn)行裝置：停車設(shè)備在升降過(guò)程中，在定位開(kāi)關(guān)上方裝有限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)定位開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，由限位開(kāi)關(guān)使設(shè)備停止工作，起超程保護(hù)作用。（3） 汽車車長(zhǎng)檢測(cè)裝置：超過(guò)停車長(zhǎng)度時(shí)，設(shè)備不動(dòng)作或報(bào)警。一般為光電開(kāi)關(guān)。（4） 阻車裝置：沿進(jìn)入汽車的方向，在載車板適當(dāng)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(cè)裝置：設(shè)備運(yùn)行時(shí)，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(kāi)關(guān)或柵欄。（6） 防止載車板墜落裝置：當(dāng)載車板升至定位后，需設(shè)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(dòng)形式有電磁鐵驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)兩種形式。（7） 警示裝置：設(shè)備運(yùn)行時(shí)，必須有警示裝置，以提醒人員注意。一般為警燈。車庫(kù)設(shè)備承載的是價(jià)值昂貴的汽車，為此設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了設(shè)備各種運(yùn)行狀態(tài)下的安全保護(hù)措施，如停車位置保護(hù)、車輛超長(zhǎng)保護(hù)、人車誤入安全保護(hù)、防墜落保護(hù)、運(yùn)行安全保護(hù)、電路安全保護(hù)、意外安全保護(hù)等安全保護(hù)措施。我設(shè)計(jì)的立體車庫(kù)防墜落裝置由電磁鐵驅(qū)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖 312 圖 312 防墜機(jī)構(gòu) 默認(rèn)狀態(tài)下防墜機(jī)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(xì)來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)诙拥?6 號(hào)車位載車板下降或上升時(shí)，電磁鐵斷電，防墜機(jī)構(gòu)被彈簧彈向右側(cè)，每個(gè)掛鉤向各自的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)掛住掛環(huán)，從而防止追車板墜落；當(dāng)?shù)诙拥?6 號(hào)車位載車板到達(dá)第一層或者第二層的預(yù)定位置時(shí)，電磁鐵通電，每個(gè)掛鉤向各自的的外側(cè)運(yùn)動(dòng)，掛環(huán)脫離掛鉤，載車板被釋放。 384 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(shè)備有電機(jī)減速機(jī)、液壓馬達(dá)等?？刂苹芈分饕轻槍?duì)人、車的安全而設(shè)計(jì)的各種控制回路。控制系統(tǒng)方案的確定： 升 降 橫 移立 體停 車 庫(kù)以 停 放轎 車 為主, 其 代價(jià)較 昂 貴, 而且 立 體停 車庫(kù) 使 用時(shí) 涉 及到 人 身和車輛的安全, 所以對(duì)設(shè)備的安全性和可靠性 要求非常高。 PLC 采用了以計(jì)算機(jī)為核心的通 用 自動(dòng) 控 制裝 置, 集微 機(jī)技 術(shù) 、自 動(dòng)化 技 術(shù)、 通 39訊技 術(shù) 為一 體, 可靠 性強(qiáng) 、 性價(jià) 比高 、 設(shè)計(jì) 緊 湊、 擴(kuò) 展性 好、 操 作方 便, 適用 于頻 繁啟動(dòng) 和 惡劣 的 環(huán)境, 因 此在 立體 停 車庫(kù) 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(shè)備的控制系統(tǒng)采用 PLC 可編程序控制系。主要有手動(dòng)、自動(dòng)、復(fù)位、急停四種控制方法。自動(dòng)控制應(yīng)用于平時(shí)的正常工作狀態(tài)，手動(dòng)控制應(yīng)用于調(diào)試、 維修狀態(tài)，復(fù)位應(yīng)用于排除故障場(chǎng)合，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場(chǎng)合。對(duì)于本設(shè)計(jì)中所列的 5 車位升降橫移式立體停車設(shè)備 PLC 主要要控制上層兩個(gè)升降電 機(jī)的正反和下層兩個(gè)橫移電機(jī)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(bào)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(xì)說(shuō)明：6個(gè)停車位只有2號(hào)這一空車位沒(méi)有停車位，但2號(hào)車位與3號(hào)車位的存取車的過(guò)程基本一致，故三者算作一類，僅以1號(hào)車位為例說(shuō)明；4號(hào)車位和6號(hào)車位的存取車過(guò)程也基本相同，二者算作另一類，以4號(hào)車位為例說(shuō)明；5號(hào)車位與其它車位的存取車 40過(guò)程有所不同，單獨(dú)做為一類。（1）1號(hào)車位的存取過(guò)程：開(kāi)機(jī)，輸入車位號(hào)1，PLC運(yùn)行程序，發(fā)出存取車的信號(hào)，汽車駛進(jìn)1號(hào)車位，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)車停好后，把信息傳給PLC, PLC發(fā)出結(jié)束指令。（2）4號(hào)車位的存取過(guò)程：開(kāi)機(jī)，輸入車位號(hào)4，PLC運(yùn)行程序并啟動(dòng)相應(yīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，即先通過(guò)橫移電機(jī)把1號(hào)車位上的載車板橫移到2號(hào)車位上，然后升降電機(jī)把4號(hào)車位上的載車板移到1號(hào)車位上，載車板到位后，發(fā)出存取車的信號(hào)，汽車駛進(jìn)1號(hào)車位中來(lái)自4號(hào)車位上的載車板，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)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(hào)車位，載車板到位后防墜裝置彈出防墜機(jī)構(gòu)，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)掛鉤掛好后，反饋信息給PLC，PLC發(fā)信息讓停車板復(fù)位，至此4號(hào)車位存取過(guò)程完成。（3）5號(hào)車位的存取過(guò)程：輸入車位號(hào)5，PLC運(yùn)行程序并啟動(dòng)相應(yīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，即通過(guò)升降電機(jī)把5號(hào)車位上的載車板移到2號(hào)車位上，載車板到位后，發(fā)出存取車的信號(hào)，汽車駛進(jìn)2號(hào)車位中來(lái)自5號(hào)車位上的載車板，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)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(hào)車位，載車板到位后防墜裝置彈出防墜機(jī)構(gòu)，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)掛鉤掛好后，反饋信息給PLC，PLC發(fā)信息讓停車板復(fù)位，至此5號(hào)車位存取過(guò)程完成。 PLC 接線圖以下是四號(hào)車位存取汽車的 PLC 接線圖。 42 PLC接線圖 接線圖說(shuō)明： 按下啟動(dòng)按鈕SQ，X0得電，KM1得電使Y0得電，橫移電機(jī)驅(qū)動(dòng)載車板向右橫移至觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ2，KM1失電使Y0失電，X2得電，KM2得電使Y1得電，升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)載車板向下移動(dòng)至觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ1，KM2失電使Y1失電，X1得電，KM3得電使Y2得電，升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)載車板向上移動(dòng)至觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ4，KM3失電使Y2失電，X4得電，KM4得電使Y3得電，橫移電機(jī)驅(qū)動(dòng)載車板向左橫移至觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ4，KM4失電使Y3失電。所有載車板復(fù)位，至此，4號(hào)車位存取車完成。 PLC 梯形圖及程序 下面以控制存取 4 號(hào)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(hào)車位動(dòng)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(shuō)明；(1）1 號(hào)車位上的載車板移到 2 號(hào)車位上：按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，常開(kāi)觸點(diǎn) X0 得電閉合，常閉觸電 X2 無(wú)電閉合，輸入繼電器 Y0、線圈接通并自鎖，橫移電機(jī)驅(qū)動(dòng) 1 號(hào)車位的載車板移向 2 號(hào)車位直到載車板觸及行程開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作，X2 得電，常閉觸電 X2 斷開(kāi)，Y0 失電，載車板停止移動(dòng)。（2）4 號(hào)車位上的載車板移到 1 號(hào)車位上：同時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn) X2 閉合，常閉觸電 X1 無(wú)電閉合，Y1 得電幷自鎖，升降電機(jī)驅(qū)動(dòng) 4 號(hào)車位上的載車板移向 1 號(hào)車位，直到載車板觸及行程開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作，X1 得電，常閉觸電 X1 斷開(kāi)，Y1 失電，載車板停止運(yùn)動(dòng)。(3）1 號(hào)車位上的載車板移到 4 號(hào)車位上：同時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn) X1 閉合，常閉觸電 X4 和Y3 無(wú)電閉合，Y2 得電幷自鎖，升降電機(jī)驅(qū)動(dòng) 1 號(hào)車位上的載車板移向 4 號(hào)車位，直到載車板觸及行程開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作，X4 得電，常閉觸電 X4 斷開(kāi)，Y2 失電，載車板停止運(yùn)動(dòng)。（4）2 號(hào)車位上的載車板移到 1 號(hào)車位上：同時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn) X4 閉合，常閉觸電 X3 無(wú)電閉合，Y3 得電幷自鎖，橫移電機(jī)驅(qū)動(dòng) 2 號(hào)車位上的載車板移向 1 號(hào)車位，直到載車板觸及行程開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作，X3 得電，載車板停止運(yùn)動(dòng)。至此，4 號(hào)車位存取車完畢。結(jié) 論本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)機(jī)械式立體車庫(kù)升降部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)是傳動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)一根通軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通軸兩側(cè)分別設(shè)計(jì)兩個(gè)循環(huán)鏈，通過(guò)循環(huán)鏈的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)升降過(guò)程。整個(gè)設(shè)計(jì)包括幾個(gè)大的部分，如鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算，鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，鏈于鏈輪的材料的選取，電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的選擇等。經(jīng)過(guò)四個(gè)月進(jìn)展而忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我真正體會(huì)了作為一名機(jī)械工程人員的任務(wù)，找到了一名剛剛畢業(yè)的大學(xué)生所處的位置。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中真正感覺(jué)到了自己的才疏學(xué)淺，缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，是畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)也讓我對(duì)機(jī)械工程專業(yè)產(chǎn)生了更大的興趣，為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，城市化水平加快，隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，城市空地越來(lái)越少。在城市的高級(jí)賓館、飯店、商場(chǎng)、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(lái)，在城市交通建設(shè)中，之后總是解決動(dòng)態(tài)交通——修路，不重視靜態(tài)交通——建停車場(chǎng)（庫(kù)） ，在呈現(xiàn)有停車位遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足停車需求的嚴(yán)重局面。所以從現(xiàn)有停車位的缺口情況和今后的市場(chǎng)需求可以看出，機(jī)械式停車設(shè)備的市場(chǎng)前景十分良好。參 考 文 獻(xiàn)[1][J].中外停車設(shè)備及配套產(chǎn)品重點(diǎn)廠商名錄.1999[2]喻樂(lè)康，[J][3]:浙江科學(xué)技術(shù)出版社，1998[4]王瑞剛，[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，1999（2）[5]:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996[6][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[7]朱昌明，洪致育，張惠僑[M].電梯與自動(dòng)扶梯一原理、結(jié)構(gòu)、安裝、測(cè)試. 上海上[8]崔俊杰，[J]機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2022（5）[9].