【導(dǎo)讀】題的能力，深化、擴展本課程的理論知識。使學(xué)生掌握機械設(shè)計的一般方法和步。通過專題訓(xùn)練，可對學(xué)生在今后學(xué)術(shù)發(fā)展方面有一定系統(tǒng)方面的幫助。對外可為機械專業(yè)創(chuàng)設(shè)好的牌子，對外學(xué)生能為獲得企業(yè)認可打基礎(chǔ)。成了本車庫的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。定，設(shè)計了車庫停車位、載車板的具體結(jié)構(gòu)。然后由此為尺寸參考，完成了鏈傳。動橫移存取機構(gòu)的詳細設(shè)計。構(gòu)的研究和設(shè)計。驗證設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)滿足剛度和強度要求。在此基礎(chǔ)上，建立鋼結(jié)構(gòu)骨架優(yōu)化設(shè)。步完善車庫對多種復(fù)雜情況的處理能力。取形式，減少存取時間。4-5周北京實習(xí)，參觀實體，搜集并整理相關(guān)資料；6-7周確定設(shè)計參數(shù)，選取所需零件；8-9周完成開題報告、專題，擬定設(shè)計總方案；10-12周繪制裝配總圖；11．高健.機械優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:科學(xué)出版社，2020.計、存取車結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計和安全防護設(shè)計。

　　

【正文】 形狀的繩槽接觸時，所產(chǎn)生的摩擦力是不同的。目前曳引輪繩槽的形狀主要有四種 :半圓槽、 V 形槽、凹形槽與帶切口的 V 形槽。 當(dāng)曳引輪繩槽為半圓形時，鋼絲繩幾乎有半個圓周接觸在槽面上，其接觸面大，使用壽命較長，但摩擦力小，使得曳引力也小。 當(dāng)曳引輪繩槽為 V 形時，有較大的摩擦力 減小 V 形槽的角度，就會增加摩擦力 而得到較大的曳引力。但在運轉(zhuǎn)時磨損較大，同時也使得槽形因磨損而變形。 凹形槽結(jié)合半圓槽與 V 形槽的優(yōu)點，將槽做成圓弧狀，同時底部開有一個切口。這樣不僅摩擦力大，而且可使得曳引 繩在槽內(nèi)運行自如，有接觸面大、使用壽命長的優(yōu)點，能獲得較大的曳引力。 當(dāng)曳引輪繩槽為帶切口的 V 形槽時，也能獲得較大的摩擦力，但鋼絲繩的壽命要比凹形槽低。 對于不同的槽形，其中的摩擦系數(shù)的修正系數(shù) K 也不同。 對于半圓槽 : 對于 V 形槽 :k ～ 對于凹形槽 :k ～ 另外 ，曳引力的大小和與曳引繩與繩槽的潤滑狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)兩者表面輕微潤滑時， ～ 。當(dāng)表面充分潤滑時， 。當(dāng)兩者表面基本上是干燥狀態(tài)時， 。后兩種情 況一般都不可取，通常采用第一種情況，只依靠鋼絲繩芯絲部所含的油，在運行時被擠出由內(nèi)向外潤滑鋼絲繩。 車庫選用的是凹形槽繩槽的曳引輪，保證有較大的摩擦力，同時又有較長的使用壽命。曳引鋼絲繩的潤滑采用表面輕微潤滑，即靠鋼絲繩本身所含的油脂潤滑。在經(jīng)一段使用時間后，鋼絲繩如果變舊，表面出現(xiàn)輕微銹跡時，可適當(dāng)在表面添加薄質(zhì)油，但其目的是補充鋼絲繩內(nèi)部的含油量，加油后表面多余的潤滑油應(yīng)該抹干，避免因表面過渡潤滑而使曳引比降低而導(dǎo)致打滑。 系統(tǒng)曳引能力的驗算 在通過各種措施提高系統(tǒng)的曳引能力之外 ，還必須對系統(tǒng)的曳引能力進行驗算，以保證曳引系統(tǒng)在任何條件下都能夠有足夠的曳引力。在曳引條件為不打滑的情況下驗算時，一般采用公式 式中 ，――曳引繩轎廂一邊的張力 N , ――曳引繩對重一邊的張力 N , ―― 繩 槽 形狀對摩擦系數(shù)的修正值，對于凹形槽，取 20 ―― 曳 引 繩與繩槽的摩擦系數(shù)，取 按汽車最大載重量 2200kg 、車庫提升轎廂重量 1000kg 和載車板重量 500kg 之和計算，對重重量為 2500kg。鋼絲繩在曳引輪的包角為，根據(jù)公式，計算得 : 可見系統(tǒng)有足夠的曳引力。 安全機構(gòu)的設(shè)計 在車庫的使用過程中，由于各種不確定因素的影響，在運行中可能會出現(xiàn)一些不安全問題，歸納起來，主要有以下幾種 : 1 失控超速運行。在提升過程當(dāng)中，一旦制動器失靈，或者減速器的輪齒、軸、鍵、銷折斷，或者曳引繩嚴重打滑或斷裂情況發(fā)生，就會使提升轎廂失去控制，運行速度超過極限速度。 2 終端越位。當(dāng)平層控制電路出現(xiàn)故障，轎廂運行到頂層或底層，就會超出正常位置，或者繼續(xù)運行，造成沖頂或者蹲底。 3 帶故障運行。提升系統(tǒng)在限速器失靈，或者電動機斷相、錯相情況下的運行，稱為帶故 障運行。 4 突然停駛。由于控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或者是電網(wǎng)停電等原因，會造成提升系統(tǒng)突然停止運行。 為了保護車庫設(shè)備和停放車輛的安全，杜絕安全事故的發(fā)生，需要設(shè)計和選用各種安全機構(gòu)。 針對上述各種不安全因素，車庫采用主要安全策略有 : 1 超速保護系統(tǒng) :限速器、安全鉗。 2 撞底緩沖裝置 :緩沖器。 3 超越上下限工作位置時的保護裝置 :強迫減速開關(guān)、終端限位開關(guān)、終端極限開關(guān)。 4 供電系統(tǒng)斷相、錯相保護裝置 :相序保護繼電器。 5 針對突然停駛，曳引機 上安裝有手動盤車，可以手動移動提升轎廂。 超速保護系統(tǒng) 提升系統(tǒng)在運行中，一旦超速或失控，將會帶來無法估量的損失。為了確保提升系統(tǒng)的安全運行，需要加裝限速器和安全鉗，組成超速保護裝置。 限速器的作用，是當(dāng)提升系統(tǒng)達到限定值的時候，發(fā)出信號切斷電源，同時以機械動作帶動安全鉗。安全鉗在限速器的作用下，將提升轎廂或?qū)χ貜娦兄仆Ｔ趯?dǎo)軌上。 限速器需要和張緊裝置以及鋼絲繩三部分一起組合使用。限速器安裝在最頂層，張緊裝置位于提升井道底坑，鋼絲繩則繞過限速器和張緊裝置的繩輪，把限速器和張緊裝置連接起來。 提升系統(tǒng)的運行速度，通過鋼絲繩反映到限速器繩輪的轉(zhuǎn)速上，張緊裝置則保證了鋼絲繩與限速器之間有足夠的摩擦力。提升系統(tǒng)運行時，轎廂的速度轉(zhuǎn)化為限速器上繩輪的轉(zhuǎn)速，當(dāng)其速度超過極限速度的時候，將會使得限速器內(nèi)部的機械機構(gòu)動作，切斷電源，同時卡住鋼絲繩，迫使安全鉗動作，強行制停。 安全鉗裝置是與限速器配套，由制停機構(gòu)和操縱機構(gòu)組成的超速保護裝置。安全鉗裝置必須由限速器來操縱，禁止使用電氣、液壓或氣壓裝置來操作安全鉗。它由兩部分組成 。 1 操縱機構(gòu)，它是一組連桿系統(tǒng)，限速器通過此連桿系統(tǒng)操 縱安全鉗動作。 2 制停機構(gòu)，也叫做安全鉗嘴，它的作用是轎廂或者對重制停，夾持在導(dǎo)軌上。 限速器兩端的繩頭與安全鉗杠桿系統(tǒng)的驅(qū)動連桿相連接。提升系統(tǒng)在正常運作時，轎廂通過驅(qū)動連桿帶動限速器鋼絲繩動作。此時，安全鉗處于非動作狀態(tài)，其制停元件與導(dǎo)軌之間保持一定間隙。當(dāng)轎廂超速達到限定值時，限速器動作，卡住鋼絲繩，于是隨著轎廂的繼續(xù)下降，驅(qū)動連桿將會被鋼絲繩提起，從而帶動安全鉗動作，安全鉗嘴夾住導(dǎo)軌，制停住轎廂。 安全鉗的在制動過程當(dāng)中，將吸收運動轎廂的全部動能和勢能，根據(jù)能量守衡法則 : 因此，制動力 式中 ， E――制動前轎廂動能和勢能的總和 N*m 。 Y――限速器動作速度 m /s 。 W――轎廂自重加汽車重量 kg 。 s――制停距離 m 。 g――重力加速度 。 F――制動力（ N） 根據(jù)前述設(shè)計參數(shù)，由計算得車庫所需的安全鉗制動力為 4016N，由此作為安全鉗的挑選標準之一。 沖裝置 當(dāng)提升轎廂在上升或者下降的過程中，由于鋼絲繩斷裂，曳引摩擦力、抱閘制動力不足且控制系統(tǒng)失靈時，會超越下線底層，造成直接撞底或者沖頂事故，為此，需要安裝緩沖器，作為提供最后安全保護的一道措施 。 緩沖器是當(dāng)轎廂超過下極限位置時，用來吸收轎廂或?qū)χ匮b置所產(chǎn)生的動能的制停安全裝置。當(dāng)轎廂或者對重失控下墜時，將具有相當(dāng)大的動能，要盡量減少或避免損失，就必須吸收和消耗這些動能。所以緩沖器的原理就是使運動物體的動能轉(zhuǎn)化為一種無害的或者是安全的能量形式。在剛性碰撞的情況下，碰撞加速度和碰撞力將趨于無窮大，緩沖器將使運動著的轎廂或?qū)χ匾欢ㄐ谐毯蜁r間內(nèi)減速停止，將碰撞加速度和碰撞力控制在安全范圍內(nèi)。緩沖器一般都安裝在底坑里。緩沖器需要裝三個，兩個正對著提升轎廂，一個正對著對重，三個緩沖器的規(guī)格是一樣的。 按結(jié)構(gòu)形式，緩沖器可以分為彈簧緩沖器和油壓緩沖器。彈簧緩沖器是一種蓄能型緩沖器，它在受到?jīng)_擊后，將動能和勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。由于彈簧的反力作用，使轎廂和對重得到緩沖減速。但是當(dāng)彈簧壓縮到極限位置的時候，彈簧要釋放緩沖過程中的彈性勢能，將會回彈，因此緩沖過程不平穩(wěn)，所以蓄能型緩沖器只能用于額定速度不超過 im/s 的電梯。 油壓緩沖器是一種耗能型緩沖器，當(dāng)油壓緩沖器受到?jīng)_擊的時候，緩沖器柱塞向下移動，油缸中的油被擠壓，迫使油通過環(huán)形節(jié)流孔噴向柱塞腔，利用液體通過節(jié)流孔流動的阻尼作用，來消耗受到的動 能和勢能。由于油壓緩沖器是以消耗能量的方式實行緩沖的，所以沒有回彈現(xiàn)象，緩沖平穩(wěn)，所以適用于任何額定速度的電梯，同時耗能型緩沖器的緩沖行程大約是蓄能型緩沖器的一半。 第 5 章 經(jīng)濟性分析 1．機會研究 （ 1）社會需求程度 隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在一些大、中城市相繼出現(xiàn)了停車難和亂停車的現(xiàn)象。在解決城市城市停車難的問題中，機械式立體停車設(shè)備以其獨特的優(yōu)點，引起了各界的重視，得到了廣泛的應(yīng)用。 車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國外，尤 其在日本已有近 30~40 年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗上均已獲得了成功。我國也于 90 年代初開始研究開發(fā)機械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為 1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。 機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù) 40 平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提 高 80％ 90％，如果采用地上多層（ 21 層）立體式車庫的話， 50 平方米的土地面積上便可存放 40 輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅 區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設(shè)立機械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。 車庫 是大中城市的熱門話題，國家經(jīng)貿(mào)委將 城市立體車庫 列為 近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點 ，隨著家用汽車的不斷增加，公共場所及社區(qū)內(nèi)存車矛盾、車擠綠地的問題將會越來越突出，在人們對生活質(zhì)量和環(huán)境意識不斷增強之時 車庫 日漸成為熱門話題，機械自動化立體車庫將會在新開發(fā)的樓盤及商業(yè)里大顯身手。 1 巷道堆垛式立體停車設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)的研究 綜合考慮各方面因素，在參照和對比國內(nèi)外同類停車設(shè)備的基礎(chǔ)上， 完成了本車庫的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 （ 2）車庫存取結(jié)構(gòu)的研究 選取鏈傳動橫移機構(gòu)作為本車庫的車輛存取機構(gòu)，根據(jù)國家標準中的規(guī)定，設(shè)計了車庫停車位、載車板的具體結(jié)構(gòu)。然后由此為尺寸參考，完成了鏈傳動橫移存取機構(gòu)的詳細設(shè)計。 3 車庫升降系統(tǒng)的研究 采取曳引式升降驅(qū)動形式作為升降系統(tǒng)的提升形式，對曳引能力進行了驗算，選用變頻變壓調(diào)速電機作為提升系統(tǒng)的電機，并完成了升降系統(tǒng)的安全機構(gòu)的研究和設(shè)計。 4 立體車庫總體鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究與設(shè)計 通過對比 ，設(shè)計了立體車庫的鋼結(jié)構(gòu)骨架 ，對鋼結(jié)構(gòu)骨架進行了各種工況的受力分析和變形分析，找出了鋼結(jié)構(gòu)骨架的最大應(yīng)力作用單元和最大變形單元。驗證設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)滿足剛度和強度要求。在此基礎(chǔ)上，建立鋼結(jié)構(gòu)骨架優(yōu)化設(shè)計模型，對鋼結(jié)構(gòu)骨架進行優(yōu)化設(shè)計，進一步降低材料的消耗，提高車庫的經(jīng)濟性。 隨著科技的發(fā)展，各種新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，巷道堆垛式立體停車設(shè)備的研究將會有廣闊的前景。 在如何提高車庫存取效率方面，可以進行存取策略的進一步研究，探索更好的策略，或者結(jié)合控制系統(tǒng)方面考慮，進一步完善車庫對多種復(fù)雜情況的處理能力。 另外，還可以考慮對現(xiàn)有存取機構(gòu)進行 優(yōu)化改進，或者采用新的車輛存取形式，減少存取時間。 車庫升降系統(tǒng)的研究還需要進一步深入?？梢越Y(jié)合分析和仿真軟件，考察升降系統(tǒng)的受力、振動等因素，提高系統(tǒng)的可靠性，同時降低成本。 專題部分 鏈輪數(shù)控程序加工編制 零件分析：鏈輪由 24 齒均布，鏈輪的每一個齒廓都由 6 個不同曲率半徑的拐點相接而成。 加工坐標原點： X：取鏈輪的圓心； Y：取鏈輪的圓心； Z：取鏈輪的下表面。 機床坐標系設(shè)在 G54。 工藝分析：鏈輪分成 24 輪均布，則兩齒間的夾角為 15176。 ,一個齒形的終點相當(dāng)于下一個齒形的起點。在實際加工中 ,每銑 削一個齒后 ,將坐標系旋轉(zhuǎn)一定的角度 ,再繼續(xù)銑削 ,從而降低了編程工作量。編程時以加工一個齒形為基準 ,一個齒形加工程序的終點即作為下一齒形加工的起點 ,如此循環(huán) 24 次 ,完成鏈輪的加工。使用￠ 10mm 的硬質(zhì)合金立銑刀進行加工。 程序編制： O0037 MAIN PROGRAM G54 G90 G00 X70. Y450.； S3000 M3； G00 Z5； G01 Z0. F100； G01 F600； M98 P0137 L24； G00 Z100. M09； G69； G90 G00 X100. Y0； M05； M30； O0137 SUB PROGRAM G91 G68 R15； M98 P1137； M99； O1137 SECOND SUB PROGRAM G90 G02 R425.； G02 ； G03 ； G03 ； G03 ； G02 ； M99； 數(shù)控機床加工中所有工步的刀 具選擇、走刀軌跡、切削用量、加工余量等都要預(yù)先確定好并編入加工程序。一個合格的編程員首先應(yīng)該是一個很好的工藝員，他對數(shù)控機床的性能、特點和應(yīng)用、 切削規(guī)范和標準