【導(dǎo)讀】題的能力，深化、擴(kuò)展本課程的理論知識(shí)。使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步。通過(guò)專題訓(xùn)練，可對(duì)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(duì)外可為機(jī)械專業(yè)創(chuàng)設(shè)好的牌子，對(duì)外學(xué)生能為獲得企業(yè)認(rèn)可打基礎(chǔ)。成了本車庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。定，設(shè)計(jì)了車庫(kù)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(dòng)橫移存取機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)。驗(yàn)證設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)滿足剛度和強(qiáng)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(kù)對(duì)多種復(fù)雜情況的處理能力。取形式，減少存取時(shí)間。4-5周北京實(shí)習(xí)，參觀實(shí)體，搜集并整理相關(guān)資料；6-7周確定設(shè)計(jì)參數(shù)，選取所需零件；8-9周完成開(kāi)題報(bào)告、專題，擬定設(shè)計(jì)總方案；10-12周繪制裝配總圖；11．高健.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:科學(xué)出版社，2020.計(jì)、存取車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全防護(hù)設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 形狀的繩槽接觸時(shí)，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(shí)，鋼絲繩幾乎有半個(gè)圓周接觸在槽面上，其接觸面大，使用壽命較長(zhǎng)，但摩擦力小，使得曳引力也小。 當(dāng)曳引輪繩槽為 V 形時(shí)，有較大的摩擦力 減小 V 形槽的角度，就會(huì)增加摩擦力 而得到較大的曳引力。但在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)磨損較大，同時(shí)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(diǎn)，將槽做成圓弧狀，同時(shí)底部開(kāi)有一個(gè)切口。這樣不僅摩擦力大，而且可使得曳引 繩在槽內(nèi)運(yùn)行自如，有接觸面大、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，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(shí)，也能獲得較大的摩擦力，但鋼絲繩的壽命要比凹形槽低。 對(duì)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(duì)于半圓槽 : 對(duì)于 V 形槽 :k ～ 對(duì)于凹形槽 :k ～ 另外 ，曳引力的大小和與曳引繩與繩槽的潤(rùn)滑狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)兩者表面輕微潤(rùn)滑時(shí)， ～ 。當(dāng)表面充分潤(rùn)滑時(shí)， 。當(dāng)兩者表面基本上是干燥狀態(tài)時(shí)， 。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(yùn)行時(shí)被擠出由內(nèi)向外潤(rùn)滑鋼絲繩。 車庫(kù)選用的是凹形槽繩槽的曳引輪，保證有較大的摩擦力，同時(shí)又有較長(zhǎng)的使用壽命。曳引鋼絲繩的潤(rùn)滑采用表面輕微潤(rùn)滑，即靠鋼絲繩本身所含的油脂潤(rùn)滑。在經(jīng)一段使用時(shí)間后，鋼絲繩如果變舊，表面出現(xiàn)輕微銹跡時(shí)，可適當(dāng)在表面添加薄質(zhì)油，但其目的是補(bǔ)充鋼絲繩內(nèi)部的含油量，加油后表面多余的潤(rùn)滑油應(yīng)該抹干，避免因表面過(guò)渡潤(rùn)滑而使曳引比降低而導(dǎo)致打滑。 系統(tǒng)曳引能力的驗(yàn)算 在通過(guò)各種措施提高系統(tǒng)的曳引能力之外 ，還必須對(duì)系統(tǒng)的曳引能力進(jìn)行驗(yàn)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(yàn)算時(shí)，一般采用公式 式中 ，――曳引繩轎廂一邊的張力 N , ――曳引繩對(duì)重一邊的張力 N , ―― 繩 槽 形狀對(duì)摩擦系數(shù)的修正值，對(duì)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(kù)提升轎廂重量 1000kg 和載車板重量 500kg 之和計(jì)算，對(duì)重重量為 2500kg。鋼絲繩在曳引輪的包角為，根據(jù)公式，計(jì)算得 : 可見(jiàn)系統(tǒng)有足夠的曳引力。 安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在車庫(kù)的使用過(guò)程中，由于各種不確定因素的影響，在運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)一些不安全問(wèn)題，歸納起來(lái)，主要有以下幾種 : 1 失控超速運(yùn)行。在提升過(guò)程當(dāng)中，一旦制動(dòng)器失靈，或者減速器的輪齒、軸、鍵、銷折斷，或者曳引繩嚴(yán)重打滑或斷裂情況發(fā)生，就會(huì)使提升轎廂失去控制，運(yùn)行速度超過(guò)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(yùn)行到頂層或底層，就會(huì)超出正常位置，或者繼續(xù)運(yùn)行，造成沖頂或者蹲底。 3 帶故障運(yùn)行。提升系統(tǒng)在限速器失靈，或者電動(dòng)機(jī)斷相、錯(cuò)相情況下的運(yùn)行，稱為帶故 障運(yùn)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(huì)造成提升系統(tǒng)突然停止運(yùn)行。 為了保護(hù)車庫(kù)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(jì)和選用各種安全機(jī)構(gòu)。 針對(duì)上述各種不安全因素，車庫(kù)采用主要安全策略有 : 1 超速保護(hù)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(shí)的保護(hù)裝置 :強(qiáng)迫減速開(kāi)關(guān)、終端限位開(kāi)關(guān)、終端極限開(kāi)關(guān)。 4 供電系統(tǒng)斷相、錯(cuò)相保護(hù)裝置 :相序保護(hù)繼電器。 5 針對(duì)突然停駛，曳引機(jī) 上安裝有手動(dòng)盤(pán)車，可以手動(dòng)移動(dòng)提升轎廂。 超速保護(hù)系統(tǒng) 提升系統(tǒng)在運(yùn)行中，一旦超速或失控，將會(huì)帶來(lái)無(wú)法估量的損失。為了確保提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行，需要加裝限速器和安全鉗，組成超速保護(hù)裝置。 限速器的作用，是當(dāng)提升系統(tǒng)達(dá)到限定值的時(shí)候，發(fā)出信號(hào)切斷電源，同時(shí)以機(jī)械動(dòng)作帶動(dòng)安全鉗。安全鉗在限速器的作用下，將提升轎廂或?qū)χ貜?qiáng)行制停在導(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(guò)限速器和張緊裝置的繩輪，把限速器和張緊裝置連接起來(lái)。 提升系統(tǒng)的運(yùn)行速度，通過(guò)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(yùn)行時(shí)，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(guò)極限速度的時(shí)候，將會(huì)使得限速器內(nèi)部的機(jī)械機(jī)構(gòu)動(dòng)作，切斷電源，同時(shí)卡住鋼絲繩，迫使安全鉗動(dòng)作，強(qiáng)行制停。 安全鉗裝置是與限速器配套，由制停機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成的超速保護(hù)裝置。安全鉗裝置必須由限速器來(lái)操縱，禁止使用電氣、液壓或氣壓裝置來(lái)操作安全鉗。它由兩部分組成 。 1 操縱機(jī)構(gòu)，它是一組連桿系統(tǒng)，限速器通過(guò)此連桿系統(tǒng)操 縱安全鉗動(dòng)作。 2 制停機(jī)構(gòu)，也叫做安全鉗嘴，它的作用是轎廂或者對(duì)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(dòng)連桿相連接。提升系統(tǒng)在正常運(yùn)作時(shí)，轎廂通過(guò)驅(qū)動(dòng)連桿帶動(dòng)限速器鋼絲繩動(dòng)作。此時(shí)，安全鉗處于非動(dòng)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(dá)到限定值時(shí)，限速器動(dòng)作，卡住鋼絲繩，于是隨著轎廂的繼續(xù)下降，驅(qū)動(dòng)連桿將會(huì)被鋼絲繩提起，從而帶動(dòng)安全鉗動(dòng)作，安全鉗嘴夾住導(dǎo)軌，制停住轎廂。 安全鉗的在制動(dòng)過(guò)程當(dāng)中，將吸收運(yùn)動(dòng)轎廂的全部動(dòng)能和勢(shì)能，根據(jù)能量守衡法則 : 因此，制動(dòng)力 式中 ， E――制動(dòng)前轎廂動(dòng)能和勢(shì)能的總和 N*m 。 Y――限速器動(dòng)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(dòng)力（ N） 根據(jù)前述設(shè)計(jì)參數(shù)，由計(jì)算得車庫(kù)所需的安全鉗制動(dòng)力為 4016N，由此作為安全鉗的挑選標(biāo)準(zhǔn)之一。 沖裝置 當(dāng)提升轎廂在上升或者下降的過(guò)程中，由于鋼絲繩斷裂，曳引摩擦力、抱閘制動(dòng)力不足且控制系統(tǒng)失靈時(shí)，會(huì)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(hù)的一道措施 。 緩沖器是當(dāng)轎廂超過(guò)下極限位置時(shí)，用來(lái)吸收轎廂或?qū)χ匮b置所產(chǎn)生的動(dòng)能的制停安全裝置。當(dāng)轎廂或者對(duì)重失控下墜時(shí)，將具有相當(dāng)大的動(dòng)能，要盡量減少或避免損失，就必須吸收和消耗這些動(dòng)能。所以緩沖器的原理就是使運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為一種無(wú)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(wú)窮大，緩沖器將使運(yùn)動(dòng)著的轎廂或?qū)χ匾欢ㄐ谐毯蜁r(shí)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(gè)，兩個(gè)正對(duì)著提升轎廂，一個(gè)正對(duì)著對(duì)重，三個(gè)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(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能。由于彈簧的反力作用，使轎廂和對(duì)重得到緩沖減速。但是當(dāng)彈簧壓縮到極限位置的時(shí)候，彈簧要釋放緩沖過(guò)程中的彈性勢(shì)能，將會(huì)回彈，因此緩沖過(guò)程不平穩(wěn)，所以蓄能型緩沖器只能用于額定速度不超過(guò) 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(shí)候，緩沖器柱塞向下移動(dòng)，油缸中的油被擠壓，迫使油通過(guò)環(huán)形節(jié)流孔噴向柱塞腔，利用液體通過(guò)節(jié)流孔流動(dòng)的阻尼作用，來(lái)消耗受到的動(dòng) 能和勢(shì)能。由于油壓緩沖器是以消耗能量的方式實(shí)行緩沖的，所以沒(méi)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(shí)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(jì)性分析 1．機(jī)會(huì)研究 （ 1）社會(huì)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(wèn)題中，機(jī)械式立體停車設(shè)備以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，引起了各界的重視，得到了廣泛的應(yīng)用。 車輛無(wú)處停放的問(wèn)題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、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(guó)外，尤 其在日本已有近 30~40 年的歷史，無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。我國(guó)也于 90 年代初開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)機(jī)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(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。 機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)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(jī)械車庫(kù)，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(kù)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(kāi)發(fā)成本。 機(jī)械車庫(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫(kù)中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫(kù)低得多。機(jī)械車庫(kù)一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)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(shì)，在住宅 區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問(wèn)題提供了方便條件。 車庫(kù) 是大中城市的熱門(mén)話題，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委將 城市立體車庫(kù) 列為 近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn) ，隨著家用汽車的不斷增加，公共場(chǎng)所及社區(qū)內(nèi)存車矛盾、車擠綠地的問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越突出，在人們對(duì)生活質(zhì)量和環(huán)境意識(shí)不斷增強(qiáng)之時(shí) 車庫(kù) 日漸成為熱門(mén)話題，機(jī)械自動(dòng)化立體車庫(kù)將會(huì)在新開(kāi)發(fā)的樓盤(pán)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(duì)比國(guó)內(nèi)外同類停車設(shè)備的基礎(chǔ)上， 完成了本車庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 （ 2）車庫(kù)存取結(jié)構(gòu)的研究 選取鏈傳動(dòng)橫移機(jī)構(gòu)作為本車庫(kù)的車輛存取機(jī)構(gòu)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，設(shè)計(jì)了車庫(kù)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(dòng)橫移存取機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。 3 車庫(kù)升降系統(tǒng)的研究 采取曳引式升降驅(qū)動(dòng)形式作為升降系統(tǒng)的提升形式，對(duì)曳引能力進(jìn)行了驗(yàn)算，選用變頻變壓調(diào)速電機(jī)作為提升系統(tǒng)的電機(jī)，并完成了升降系統(tǒng)的安全機(jī)構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)。 4 立體車庫(kù)總體鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究與設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)比 ，設(shè)計(jì)了立體車庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)骨架 ，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)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(yàn)證設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)滿足剛度和強(qiáng)度要求。在此基礎(chǔ)上，建立鋼結(jié)構(gòu)骨架優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低材料的消耗，提高車庫(kù)的經(jīng)濟(jì)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(huì)有廣闊的前景。 在如何提高車庫(kù)存取效率方面，可以進(jìn)行存取策略的進(jìn)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(jìn)一步完善車庫(kù)對(duì)多種復(fù)雜情況的處理能力。 另外，還可以考慮對(duì)現(xiàn)有存取機(jī)構(gòu)進(jìn)行 優(yōu)化改進(jìn)，或者采用新的車輛存取形式，減少存取時(shí)間。 車庫(kù)升降系統(tǒng)的研究還需要進(jìn)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(dòng)等因素，提高系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)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(gè)齒廓都由 6 個(gè)不同曲率半徑的拐點(diǎn)相接而成。 加工坐標(biāo)原點(diǎn)： X：取鏈輪的圓心； Y：取鏈輪的圓心； Z：取鏈輪的下表面。 機(jī)床坐標(biāo)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(gè)齒形的終點(diǎn)相當(dāng)于下一個(gè)齒形的起點(diǎn)。在實(shí)際加工中 ,每銑 削一個(gè)齒后 ,將坐標(biāo)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(shí)以加工一個(gè)齒形為基準(zhǔn) ,一個(gè)齒形加工程序的終點(diǎn)即作為下一齒形加工的起點(diǎn) ,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(jìn)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(jī)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(gè)合格的編程員首先應(yīng)該是一個(gè)很好的工藝員，他對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、特點(diǎn)和應(yīng)用、 切削規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)