【導(dǎo)讀】了數(shù)量，因此在已建設(shè)成的住宅小區(qū)中再設(shè)置機(jī)動車位，實(shí)際上是很難再有所作為了。此車位的緊缺就成為今后較長時(shí)間內(nèi)的業(yè)主的一大生活難題和物業(yè)管理公司管理難點(diǎn)了。建造立體鋼結(jié)構(gòu)車庫可能就是解決停車位不足的可靠的途徑之一。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容包括升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料的選擇，制造方法。在升降傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中升降鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算，鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。降部分的電機(jī)選擇和校核，鋼絲繩的選擇和計(jì)算也是本設(shè)計(jì)重點(diǎn)。本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是:節(jié)省資源，控制方便。橫移的方式和電機(jī)的放置位置……

　　

【正文】 結(jié) 構(gòu) ， 一些高度或跨度比較大的結(jié) 構(gòu)，載荷或吊起重量很大的結(jié) 構(gòu) ， 有較大振動的結(jié)構(gòu)，高溫車間的結(jié)構(gòu)等 等 ， 采用其它建 筑材 料 ， 目前尚有困難或不是很經(jīng)濟(jì)，有時(shí)候也滿足不了強(qiáng)度要 求 ， 則 可考慮用鋼結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu) 用 于 升降裝置 的 支撐及立體車庫的主框架結(jié) 構(gòu) ， 這種鋼結(jié)構(gòu)具有以下 的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 料強(qiáng)度高 在相同的載荷條件 下 ， 采用鋼結(jié)構(gòu) 肘 ， 結(jié)構(gòu)的自重較 小 ， 當(dāng)跨度和載荷相同 時(shí) ， 剛架 的重量只有混凝土層架重量的 1/41/3， 如果用薄臂型鋼屋 架 ， 則 可更強(qiáng)， 由 于 重量輕， 便 于 運(yùn) 輸安裝。 2 安全可靠 鋼材質(zhì)地均 勻 ， 各向同性，彈性模量大，具有良好的塑性和韌性。 17 3 工 業(yè)化生產(chǎn)程度高 與其它建筑結(jié)構(gòu)相 比 ， 鋼結(jié) 構(gòu) 工 業(yè)化生產(chǎn)程度 高 ， 能成批大量生產(chǎn) ， 制造精度 高 ， 采 用 工 廠制造 、 工 地安裝的 施 工 方 法 ， 可縮短周期，降低造 價(jià) ， 提高經(jīng)濟(jì)效益。 4 具有一定的耐熱性 溫度在 35 度以內(nèi)鋼的性質(zhì)變化很 小 ， 溫度達(dá)到 30 度以后強(qiáng)度逐漸下 降 ， 達(dá)到 45 度 ~ 60 度 時(shí) ， 強(qiáng)度為零。因此鋼結(jié)構(gòu)防火性較鋼筋混凝 土 差 ，一般 用 于 溫度不 高 于 25 度的場 Ar=t。 同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列要 求 : (1) 結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng) 度 ， 鋼性和穩(wěn)定性。 (2) 要符合建筑物的使用要 求 ， 要有良好的耐久性 (3) 盡可能節(jié)約鋼 材 ， 減輕鋼結(jié)構(gòu)重量 (4) 盡可能縮短制造安裝時(shí) 間 ， 節(jié)約勞動時(shí) 間 (5) 結(jié)構(gòu)要 便 于 運(yùn)輸、維護(hù) (6) 可能條件 下 ， 盡量注意美 觀 ， 特別是外露機(jī)構(gòu) 根據(jù)以上各項(xiàng)要 求 ， 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視貫徹和研究節(jié)約鋼 材 ， 降低造價(jià)的各種措 施 ， 做到技術(shù)先 進(jìn) ， 經(jīng)濟(jì)合 理 ， 安全適 用 ， 確保質(zhì)量。 3. 4. 2 制造方法 立柱采 用 工 子 鋼 ， 因 為 工 子鋼有很強(qiáng)的承載壓力的能力。一共有 8 根立 柱 ， 前后各有 4 根 ， 采用澆注的方法固定在混凝圖中 (地面采用混凝土〉。橫梁采用寬高為 2021 mmx 100 mm的冷彎矩形空心鋼管 (GB672886)，因?yàn)樘嵘龣C(jī)構(gòu)的電動機(jī)、聯(lián)軸器和制動器要放 在橫梁 上 ， 所以矩形空心鋼管平放在立柱 上 ， 采用焊接的方法連接。 縱向梁的選擇比較困 難 ， 因?yàn)榭v向梁不僅可以用冷彎矩形空心鋼 管 ， 也可以采用角鋼 相對放置構(gòu)成。由前面的設(shè)計(jì)知 道 ， 鏈輪的結(jié)構(gòu)要放在縱向梁 上 ， 不管采用那種方式的縱 向粱。鏈輪的底板都可以方便的固定在縱向梁上。但是 ， 當(dāng)采用前者的方法 時(shí) ， 需要在冷 彎矩形空心鋼管上開矩形 孔 ， 制造比較麻 煩 ， 所以決定采用兩個(gè)角鋼相對放置的方法來制 造縱向 梁 ， 兩個(gè)角鋼之間存在一定的距 離 ， 距離由鏈條的寬度來定。縱向梁也采用焊接的 方式固定在橫梁上。 3. 結(jié) 構(gòu) 的 強(qiáng)度校核 由上面的 分析知 道 ， 鏈輪安裝在縱向梁 上 ， 縱向梁要承受轎車和托盤的重量。同時(shí)由 于 縱向梁跨度比較 大 ， 所以在整個(gè)鋼架 中 ， 對縱向梁的校核最為重要。 現(xiàn)在來分析縱向梁所受的載荷。 取托盤 (含轎車〉為研究對 象 ， 分析受力示意圖如圖 32 所 示 : 18 F 國 36 受力分 析 示意圖 由 于 四 根鏈條同時(shí)承載。所以每根鏈條所受載荷 F 為 : F= CG1+G2 ) /4= 0600+630)kg 因?yàn)槊總€(gè)托盤有四根鏈條來承 載 ， 每條鏈條所承受的拉力為 5537N。鏈條固定在兩根 角鋼 上 ，所以 有 每 根角鋼承受的力為 ，不過 ， 角鋼上要承受兩個(gè)這樣的 力 ， 兩個(gè) 力的距離如圖 37所示。因?yàn)榻卿摰膬啥斯潭ㄔ跈M向梁 上 ， 所以角鋼可以近似的 簡 化 為簡 支 梁 ， 它的受 力 分 析 圖和彎矩 圖 如 圖 37所示。 乒F F 廣丁 今 FS frmTTlFb/l Fa/lllllllll lAIIIIIIIII隊(duì) (c) x 37縱向梁的受力分析 角鋼的承受的最大正應(yīng)力 為 : 5 回 x= ιxlw 式中 w抗彎截面系數(shù) 梁的最大彎矩由圖 33 可 知 ， 抗彎截面系數(shù)和角鋼 的 材 料 有關(guān) ， 查 閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》知 道所選的抗彎截面系數(shù) 為 有 : δ 腦 x=句 對 于 材料 Q235， 查 閱 GB70088， 知 道 δ 在 375Mpa..._， 500Mpa 之 間 ， 故縱向梁 是 安 全 的。 19 4 升降橫移停車設(shè)備傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4. 1 橫移傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 橫移機(jī)構(gòu)傳 動 示 意圖 : l 1 YCJ 系列齒輪減速三相異步電 動 機(jī) 2 聯(lián)軸器 3齒輪軸 4齒輪 5 齒條 6 滾輪 圖 41 橫移傳動示意簡圖 4. 1. 1 平移裝置中齒 輪 、齒條、傳動驅(qū)動電動機(jī)的選擇 取托盤 (含轎車 )為研究對象，受力分 析 示 意 圖 : 國 42 托盤受力分析示意圖 由上圖可以知道，托盤運(yùn)行條件 是 F1=Nf 查 閱《摩擦、磨損與潤滑手冊 )) (第二冊，機(jī) 械 工 業(yè)出版社〉得知 : 在任何滾動軸承中， 克服摩擦所消耗的功率可以 按下 式 計(jì)算的平均摩擦力來計(jì) 算 : Nf= Nf 軸承所受的摩擦力 P按一般動力計(jì)算 公 式 得的軸承上的當(dāng)量載荷 查 閱 摩擦手冊 )) 表 由 于 采用接觸式密封，存在制造 誤 差 和裝配 誤 差 ， 工 況加重和潤滑 劑 污 染 等 ， fa 的值應(yīng)該擴(kuò)大一倍 20 3 f.= X 103 X 2 對 于 深溝球軸承 (本設(shè)計(jì)采 用 ， 應(yīng)用廣〉 P=Fr X Kv X Ks X Kt Fr徑向力 Kv旋轉(zhuǎn)系數(shù) 民 安 全系數(shù) 幾 溫度系數(shù) Fr=G1+G 2= (1600+740) kg X 9. 8N/ kg=22932N 由 于 是外圈旋 轉(zhuǎn) ， 取 Kv= 查 閱《摩擦手冊 ))得 Ks=， 由表 得知 Kt= 得 P=22932NX X =30270. 2N 由 上 式 Nf==30270. 2NX2X 10 =108. 9N Nf=F39。1 1 Fl=2T/d39。 2 T=9. 55 X 103/n3 由 于 是小型立體車 庫 ， 適 用 于 小區(qū)，移動速度 不 宜 過 快 ， 故托盤的移動速度初步定位 V=。 得 : P=FXV/1000X /60=108. 9X21/1000/60=3. 7X 10飛 w 在此設(shè)計(jì)中平移部分只需移動一個(gè)車位，移動距離較 近 ， 從而要求速度較低 。 查 閱《機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊》第五卷 (四 )表 22161，選用 YCJ140 和 Y90S4 一體的 YCJ 齒輪減速三相異步 電動 機(jī) 。 電動機(jī)的額定功率為 P=O. 75Kw 額定轉(zhuǎn)速為 n=26r/min 輸出轉(zhuǎn)距為 T=259N/m 校核 : F39。=2T/d39。 d39。=2T/F39。=2X259N. m/109. 4N=4. 73 mm 139。=9. 55X 103 X3. 7X 1O2Kw/30r/minT=259N. m (T39。實(shí)際需要轉(zhuǎn)距 ) 故此電動 機(jī) 合 適。 由 于 動力從 電 動 機(jī)傳送到托盤要經(jīng)過聯(lián)鈾 器 、 齒 輪、齒 條 等 部 件 ，傳遞到托盤上的動 力也會減少，從而使轉(zhuǎn)距見 效 ， 所以齒 輪 直 徑和傳 動軸的直徑應(yīng)該 大 于 mm. 齒 輪 、 齒條的設(shè)計(jì) 1) 選擇齒輪、齒條的材料 查 閱《機(jī)械設(shè) 計(jì) 工 程學(xué) )) (中國礦業(yè)大學(xué)出版社〉表 817: 齒輪選用 45 號 鋼調(diào) 質(zhì) ， 表面漳火 HBS1=24539。39。275 齒條選用 45 號 鋼正 火 ， 表面漳火 HBS2=21039。39。240 21 2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 托盤的橫移速度 V=0. 35m/s 齒輪的角速度 W=2nπ /60=π V=Wr=Wd/2 (r齒輪分度圓半 徑 ， d分度圓直徑 ) 0. 35m/s=π d/2 得 d==220 mm 齒輪采用硬 齒 面 ， 非 對稱分布 。 查 《機(jī)械設(shè)計(jì) 1))的表 823 得齒寬系數(shù) φ d = 齒輪模數(shù) m 可由《機(jī)械傳動裝置設(shè)計(jì)手冊 )) (上 冊 ， 卡炎主編 〉 查 得 : m=10 d=mz (Z齒輪齒數(shù) ) 220 mm=10z 得 z=22 此齒輪齒數(shù) z 在推薦值 20 到 40 中可以選 取 ， 故 z=22，符合。 參考《機(jī)械設(shè)計(jì) 1)) 表 814 和表 815 選取 齒輪的齒距 p=π m=3. 14X 10= 皿 齒條的齒數(shù) z2=L 條 /p=2100 mm/ mm= 取整數(shù) z2=67 檢驗(yàn)校 核 : 查 閱《機(jī)械設(shè)計(jì) 1))得 : 由式 (815) 得 ， 載荷系數(shù) K=XKv XIlKXKα 使用系數(shù) Kv動載荷系數(shù) KIl 齒向載荷系數(shù) Kα齒間載荷系數(shù) 由表 820 得 KA= 由圖 857 得初值 Kvt= 由圖 860 得 Kp = 由公式 (855)及 。 =0 得 E v =E α =[. 2(1/22+1/67) ] X 1= 由表 821得 Ka = 則載荷系數(shù) K 的初值為 Kt= X X X = 得 Kt= 由圖 814 得節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) ZH=2. 5(自 噸 ， Xl=X2=0) 由圖 665 得重合度系數(shù) Z， = (E 儼 0) 由 式 (869) 得，許用接觸應(yīng) 力 [5 H]= amp。陽 XZNXZw/SH ZN接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) Zw硬化系數(shù) SH接觸強(qiáng) 度 安 全 系數(shù) 接觸疲勞極限應(yīng) 力 5 川 h δ HliJn2 查圖 869 得 5 削 illl=l 570N/mm 2 δ HliJn2=460N/mm 2 22 5 由式 (870) 得，應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60njLh 按預(yù)期壽命 5 年，每 天 工 作 300 天，每 天 工 作 8 小時(shí)來算 : Lh=5X300X8 N=l 60 X 30 X 1X 8 X 300 X 5= X 107 N2=Nt!u=0. 7 X 107 得 N1= X 10 7 由圖 870 得 ZN1= 由 圖 871 得 Zw=1 由 。表 827 得 SH= 由公 式 [δ HJ=δ 山 XZNXZW/SH N2=0. 7X 107 ZN2= 得 [δ H1J=570N/mm 2X 1/=591N/mm 2 [δωJ =460N/mm 2X 1/=510N/mm 2 綜上所述 .d 1的設(shè)計(jì)初值 dlt 為 : dlt 二注蘭 (ω2KT1) 川 /(φ d) ν川 3 X (ωu+1) 山 /uν川 3 X (X弘ZZHX Ztε / [ amp。 HJ 2)γlν/ K仨 載荷系數(shù) ZH節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) T1輸出 轉(zhuǎn) 距 Ztε重合度系數(shù) φ d齒寬系數(shù) amp。H許用接觸應(yīng)力 u齒數(shù)比 Z彈性系數(shù) dlt 二三 (2 X X 2. 24 X 10 ) 川 / X (+1) 川 /3. 04川 X ( X 2. 5 X ) 川 注 mm d1=220 mmd1產(chǎn) mm 所以選出齒輪 dl=220 mm可用 . 齒厚 b叩 d X d1t=0. 4X =64 皿 齒條寬 b2=64 mm 齒輪寬 b1=b2+ (539。10) =70 mm 由 于 采用正常齒輪，所以齒 頂 高 系數(shù) h=:，頂隙系數(shù) c\ 取 ♂ = 分度圓的壓力角度數(shù) 為 α =20。 確定齒輪 的 其 它 參數(shù) 如 下 : 分度圓直 徑 : 齒 頂 高 : 齒根 高 : 齒 全高 : 齒頂圓直徑 : 齒根圓直徑 : 基圓直徑 : 齒距 : 齒厚 : 齒槽寬 : 基圓齒距 : d=mz=10 X 22=220 mm h.=h:m=O. 8 X 10=8 mm hf= (h:+c*) m=l1 mm h=(2h:+擴(kuò) )m=19 mm d.=d+2h.=220+2 X 8=236 mm df=d2hf=2202 X 11=198 mm db=dcos α =220 X cos 20 0 =206. 7 mm P