【正文】 求軸上的載荷 首先做出軸的受力簡(jiǎn)圖如下，根據(jù)受力簡(jiǎn)圖和前面計(jì)算出的各鏈輪壓軸力，可計(jì)算出軸承的反支力，再根據(jù)軸承的受力情況畫(huà)出軸的扭矩圖。軸的設(shè)計(jì)總長(zhǎng)為 2400mm，因此經(jīng)計(jì)算可知軸 56段長(zhǎng)度為 mml 194245 ? 。 雙排鏈輪分度圓直徑 mmd ? ， mmddk 854 ?? ，鏈輪分度圓直徑大于 150mm時(shí) ?K ，則 mmddKh k ???????? 輪轂最小長(zhǎng)度 mmhl i n ???? ，取 mml 80? ，傳動(dòng)軸 34 段應(yīng)比雙排鏈輪輪轂長(zhǎng)度略短，故取 45 段長(zhǎng) mml 7645? 。軸 34 段安 裝雙排鏈輪，取 mmd 853 ? ，mmdd g 2193 ?? 雙 ，因此可以滿(mǎn)足雙排鏈的安裝需求。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 153， 取 1120?A ，于是得 mmmmnPAd 1 2 33210m i n ?????? 傳動(dòng)軸最小直徑是安裝單排鏈輪處直徑，取 mmd 701 ? ， mmdd g 1381 ?? 單 ，因此滿(mǎn)足鏈輪安裝要求。 提升鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算 鏈條的靜強(qiáng)度計(jì)算式為 ? ?nFFFK Qn fcA ???? 其中， ?AK ， NF 12083? ， KNQ ? 86700 ???n 能夠 滿(mǎn)足 靜強(qiáng)度要求。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得當(dāng)鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 1 時(shí)，鏈傳動(dòng)的最大中心距公式為 mmZLpa p 3 1 9 1)2 172 1 8()2( ?????? 計(jì)算鏈速 v ，確定潤(rùn)滑方式 smmpnzv /0 7 9 i n/ 0 0 0 0 0 060 1 ??????? 由 smv /? 和鏈號(hào) 20A,查圖 914 可知應(yīng)采用定期人工潤(rùn)滑。 確定計(jì)算功率 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 96 查得 ?AK ,由圖 913 查得 ?ZK ,單排鏈取 1?PK ，電機(jī)減速器效率為 95%，鏈傳動(dòng)效率為 ，軸承效率為 ，總效率為 ????? ，因?yàn)閭鲃?dòng)軸上有左右兩個(gè)主動(dòng)輪，則計(jì)算功率為 kWKPKKP PzAca ????????? 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù) kWPca ? 及 min/ rn? ，查圖 911,可選 20A。因此中心距可以任意，不再計(jì)算中心距。查表 91，鏈條節(jié)距為mmp ? 。帶入數(shù)據(jù)，計(jì)算可得出： min/ in rn ? 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 升降電機(jī)的選擇 上層載車(chē)板 與 汽車(chē) 重量為 kgm 24502020450 ???總 ， NgmG 2 4 5 0 0?? 總總 ，鏈傳動(dòng)：，電機(jī)減速機(jī)效率一般為 ，則總效 率 9 1 ???? ，升降速度為min/ mv? 則升降電動(dòng)機(jī)的功率至少為 ? ? WvGP 2 0 4 99 1 4 5 0 0 ???????? ?總上 可以選用 臺(tái)灣 明椿 電氣 機(jī)械公司生產(chǎn)的 MLPK 型功率為 的立體車(chē)庫(kù)專(zhuān)用電機(jī)，其具有 40~100 多個(gè)檔位的減速機(jī)搭配可供選擇。 鏈條的靜強(qiáng)度計(jì)算式為 ? ?nFFFK Qn FcA ???? 其中， F 為圓周力； cF 是離心力引起的拉力，按 2qvFc ? 計(jì)算，當(dāng) smv /4? 可以忽略不計(jì)； fF 為懸垂拉力，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 經(jīng)計(jì)算得出。取mma 5500 ? ，相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為 5 08 7 )2 1717(2 17178 7 5 5 02)2(22 202122100 ???????????? ?? apzzzzpaL p 為了避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，應(yīng)將計(jì)算出的鏈節(jié)數(shù) 0pL 圓整為偶數(shù) 86?pL 節(jié)。 （ 1）選擇鏈輪齒數(shù) 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 22 頁(yè) 取鏈 輪 齒數(shù) 1721 ??zz 。 彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度校核 由剪力圖可知，梁在 AB 及 EF 段受剪力最大，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知 ? ? MPa105?? ，故對(duì)其進(jìn)行校核： ? ??? ??1*m a x,m a x tI SF z zs ? ?? ?22121m a x )2(8 tHtBBHtIF zs ????? 帶入上表數(shù)據(jù)，計(jì)算得： ? ? )()(822? ???????????? 類(lèi)別 型號(hào)（高度 寬度 ） 截面尺寸（ mm） 截面面積（ cm2） 截面特性參數(shù) HM 中翼 緣 H B t1 t2 r 慣性矩（ cm4） 慣性半徑 （ cm） 截面模數(shù) （ cm3） IX IY iX iY WX WY 200 150 194 150 6 9 16 2740 508 283 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 19 頁(yè) ? ? M P aM P a 1 0 58 1 a x ??? ?? 因此，橫梁的彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 載車(chē)板與 汽車(chē) 重量為 kgm 24502020450 ???總 ，因此單個(gè)車(chē)位載車(chē)時(shí)重力NgmG 2 4 5 0 0?? 總總 ，其中 g 取 10N/kg。 （ 3）縱梁的選型 對(duì)于立體車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)一般選擇 Q235 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼為材料的工字鋼作為建筑材料，它 具有良好的塑性和焊接性能，成型能力很好，并具有一定的強(qiáng)度，適合于橋梁、建筑等工程結(jié)構(gòu)，實(shí)用性能好，價(jià)格相對(duì)也很便宜，性?xún)r(jià)比高 。 中間縱梁的受力分析簡(jiǎn)圖如下： 圖 縱梁受力簡(jiǎn)圖 其中， AF 與 DF 為橫梁對(duì)縱梁的支撐力， 1F 與 2F 為載車(chē)板與汽車(chē)對(duì)縱梁的拉力，mmll 40031 ?? ， mml 42020 ? 。升降機(jī)構(gòu)示意圖如下： 圖 升降機(jī)構(gòu)工作示意圖 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 車(chē)長(zhǎng)： 4700mm 車(chē)寬： 1800mm 車(chē)高： 1450mm 車(chē)重： 2020kg 橫移速度： ： 因此預(yù)估車(chē)庫(kù)尺寸為： 單個(gè)車(chē)庫(kù)寬度： 2500mm 則車(chē)庫(kù)總寬： 25003=7500mm 車(chē)庫(kù)長(zhǎng)： 5600mm 下層高（出入庫(kù)高）： 2020mm 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 12 頁(yè) 第三章 各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算 及校核 載車(chē)板重量估算 根據(jù)以上車(chē)庫(kù)及車(chē)輛尺寸，確定載車(chē)板尺寸為（ mm） 5000 2200 5，選用 45 鋼為材料制造，則密度為 33 / mkg? ，載車(chē)板重量為： kgm 3 3339。因此選用鏈傳動(dòng)作為升降機(jī)構(gòu)非常適合。 但是液壓系統(tǒng) 一般 比較復(fù)雜，元件精度要求較高，因此成本較高，而且液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，其傳動(dòng)效率也不高，因此本次設(shè)計(jì)不采用液壓傳動(dòng)。 能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。橫移機(jī)構(gòu)亦可使用電機(jī)與橫移軸直接用聯(lián)軸器連接，不過(guò)這種做法需要一層載車(chē)板高度足夠容納下電機(jī)。 本次設(shè)計(jì)由于只是二層車(chē)庫(kù)，且單層停 3 輛車(chē)，跨度不大，因此選用跨梁式結(jié)構(gòu)就能夠滿(mǎn)足要求。當(dāng)耐火要求較高時(shí)，需要采取保護(hù)措施，如在鋼結(jié)構(gòu)外面包混凝土或其他防火板材，或在構(gòu)件表面噴涂一層含隔熱材料和化學(xué)助劑等的防火涂料，以 提高耐火等級(jí)。 溫度在 25039。 鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接后可以做到安全密封，能夠滿(mǎn)足一些要求氣密性和水密性好的高壓容器、大型油庫(kù)、氣柜油罐和管道等的要求。 （ 2） 塑性和韌性好 鋼結(jié)構(gòu)的抗拉和抗壓強(qiáng)度相同，塑性和韌性均好，適于承受沖擊和動(dòng)力荷載，有較好的抗震性 能。下層車(chē)位 存取車(chē)無(wú)需移動(dòng)或升降，可由駕駛員直接駛?cè)胲?chē)庫(kù)停車(chē)，上層車(chē)位存車(chē)需先由下層橫移電機(jī)帶動(dòng)下層載車(chē)板橫移留出空位，然后上層升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)上層載車(chē)板向下移動(dòng)到下層，以便駕駛員停車(chē)入庫(kù)，人離開(kāi)車(chē)庫(kù)后升降電機(jī)反轉(zhuǎn)，將載車(chē)板重新拉回上層，然后橫移電機(jī)反轉(zhuǎn)，將下層載車(chē)板移動(dòng)到原有位置，駕駛員取車(chē)時(shí)，步驟與存車(chē)相同。利用無(wú)線(xiàn)通信代替原來(lái)的有線(xiàn)通信方式 ,可有效增加采集信號(hào)的數(shù)量，提高立體車(chē)庫(kù)的智能性，為進(jìn)一步的技術(shù)升級(jí)打下基礎(chǔ)，避免了布線(xiàn)的復(fù) 雜性，有利于故障的迅速定位和設(shè)備維護(hù)，同時(shí)可以大大節(jié)省立體車(chē)庫(kù)有線(xiàn)線(xiàn)纜的成本，當(dāng)立體車(chē)庫(kù)規(guī)模較大時(shí)尤為明顯。 （ 2） RS485 通信 速度 慢，不支持熱插拔、需要專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)程和 485 卡，給使用帶來(lái)諸多不便。首先，低損耗、高容量、低色散的單模光纖在通信干線(xiàn)中占絕對(duì)的主導(dǎo)地位。 就控制技術(shù)來(lái)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)自動(dòng)立體停車(chē)裝備系統(tǒng)采用 PLC 控制，通訊方貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 5 頁(yè) 式以有線(xiàn)通信為主。日本由于國(guó)土面積小而應(yīng)用最廣，自從 1959 年引進(jìn)了建造機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)技術(shù)之后，其已經(jīng) 在 本土上共建造了數(shù)萬(wàn)座多種形式的機(jī)械式車(chē)庫(kù)，平均每座容車(chē)量達(dá)到十輛左右，最多的能達(dá)到百輛以上。一般規(guī)模較大，封閉性高，監(jiān)控檢測(cè)設(shè)備多種多樣，因此可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛防盜及保護(hù)人員安全，適用于大型地下停車(chē)庫(kù)的建立。不過(guò)由于層數(shù)太高，立體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)和安 全系統(tǒng)會(huì)比較復(fù)雜，因此故障發(fā)生情況較多且建設(shè)維護(hù)成本會(huì)比較高。因此，各種類(lèi)型的立體車(chē)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生，根據(jù)使用規(guī)模和使用地點(diǎn)不同，立體車(chē)庫(kù)主要有以下幾種： （ 1）水平循環(huán)式立體車(chē)庫(kù) 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 2 頁(yè) 顧名思義，它是一種采用一個(gè)水平循環(huán)運(yùn)動(dòng)的車(chē)位系統(tǒng)來(lái)存取和停放車(chē)輛的立體車(chē)庫(kù)，可分為圓形循環(huán)式和箱型循環(huán)式兩種形式。與傳統(tǒng)停車(chē)方式相比較， 立體車(chē)庫(kù)具有節(jié)省占地面積、出人庫(kù)管理方便、存取車(chē)省時(shí)省力、配置靈活等特點(diǎn)，在一般住宅小區(qū)，若使用雙層升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，可節(jié)約近一半用地面積；在某些大型商場(chǎng)和城市中心地帶采用的垂直升降式立體車(chē)庫(kù)由于存車(chē)庫(kù)可達(dá) 20~25 層，可存放 40~50 輛車(chē)，而占地面積僅需 50 ㎡。就普通住宅小區(qū)而言，私家汽車(chē)增加的數(shù)目早已超過(guò)大多數(shù)小區(qū)建設(shè)時(shí)的規(guī)劃，這使得許多車(chē)輛只能停在道路兩邊，給本已擁擠不堪的城市交通帶來(lái)了更多隱患。機(jī)械部分主要完成了外部框架結(jié)構(gòu)的選型及力學(xué)計(jì)算和校核，對(duì)比了各種傳動(dòng)方式的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了升降機(jī)構(gòu)和橫移機(jī)構(gòu)，完成了立體車(chē)庫(kù)鏈傳動(dòng)、提升軸等部分的計(jì)算與校核。畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） 中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。 特此聲明。電氣部分采用三菱 FX2N80mr 型 PLC 為控制核心，完成了 PLC 的 I/O 分配、流程圖繪制、接線(xiàn)圖繪制，并編寫(xiě)了部分控制系統(tǒng)梯形圖。車(chē)輛無(wú)處停放在很大程度上是 城市發(fā)展到一定程度 ，滯后的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與高昂的用地成本相互作用 產(chǎn)生的結(jié)果 ，也是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展后，城市規(guī)劃部門(mén)對(duì)未來(lái)車(chē)輛數(shù)量預(yù)估不足造成的。 此外，立體 車(chē)庫(kù) 和傳統(tǒng)的地下停車(chē)場(chǎng) 相比 能夠更加有效的保證人們的安全 ，人在車(chē)庫(kù)內(nèi)或車(chē) 停 的位置不正確時(shí) ， 自動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)便不會(huì)啟動(dòng)，以保證人車(chē)安全 。它具有這些優(yōu)點(diǎn)：能夠省去進(jìn)出車(chē)道，適合建于狹長(zhǎng)地形的地方，因此可以降低通風(fēng)裝置的費(fèi)用，而且若多層重疊可建成大型停 車(chē)場(chǎng)。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 3 頁(yè) 圖 垂直升降式立體車(chē)庫(kù) （ 3） 升降橫移式立體車(chē)庫(kù) 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)大多數(shù)為小型停車(chē)庫(kù)，一般為 2— 5 層，采用鏈傳動(dòng)或鋼絲繩傳動(dòng)的方式來(lái)提升載車(chē)板，頂層以下每層空出一個(gè)車(chē)位，以方便下層車(chē)橫移給上層車(chē)讓出通道。但是由于規(guī)模較大，因此建設(shè)成本較高，維護(hù)不易。從技術(shù)特征上看，日本更重視豎式自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展，即密集型自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)的發(fā)展。 盡管 PLC 在功能特點(diǎn)上有很多優(yōu)勢(shì)，完全能夠滿(mǎn)足小型立體停車(chē)系統(tǒng)的需求，但是 對(duì)于大型立體停車(chē)系統(tǒng)而言 ，運(yùn)行速度和生產(chǎn)的成本兩個(gè)方面成為了制約其發(fā)展的因素。其次，智能型網(wǎng)絡(luò)及外圍設(shè)備用電纜作為接口。 因此，就未來(lái)大型化和智能化立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展來(lái)看，作為控制核心，用 DSP 外擴(kuò)CPLD 比 PLC 更有優(yōu)勢(shì)。采用無(wú)線(xiàn)通信方式代替有線(xiàn)通信方式，使立體車(chē)庫(kù)能夠監(jiān)控的信號(hào)更加豐富，工作更加穩(wěn)定可靠，為新型電子高智能化立體車(chē)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。車(chē)庫(kù)工作原理示意圖如下，其中 6 號(hào)車(chē)位空缺： 圖 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)工作原理示意圖 外部框架方案的選擇 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 在工程建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)是最為常用的材料之一，一般可作為梁、柱、板、支架等結(jié)構(gòu)材料，而且各種連接用件，如螺栓、螺釘，鍵，以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如軸、鋼絲繩等等都由鋼結(jié)構(gòu)制造。 （ 3） 工業(yè)化程度高，工期短。 （ 5） 抗震性能好。以?xún)?nèi)，鋼材性質(zhì)變化很小，鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于 250~E 的場(chǎng)合。 （ 8） 耐銹蝕性差 鋼結(jié)構(gòu)耐銹蝕性較差，特別在潮濕和有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，容易銹蝕，需要定期維護(hù)，增加了維護(hù)費(fèi)用。 圖 單柱式框架 圖 懸臂式框架 圖 跨梁式框架 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 9 頁(yè) 圖 立體車(chē)庫(kù)框架結(jié)構(gòu) 橫移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 立體車(chē)庫(kù)的橫移傳動(dòng)方式采用鏈傳動(dòng)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪鏈條將轉(zhuǎn)動(dòng)傳給裝有導(dǎo)輪的橫移軸，橫移軸 上 前后各安裝有一個(gè)導(dǎo)輪，為主動(dòng)輪，另外在載車(chē)板的另一邊同 樣裝前后兩個(gè)導(dǎo)輪，但無(wú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，為從動(dòng)輪。也可使用電機(jī)安裝齒輪，驅(qū)動(dòng)裝在載車(chē)板后部的齒條的方式，但與鏈傳動(dòng)相比，齒輪齒條傳動(dòng)制造成本太高，且齒條太長(zhǎng)，不易安裝維護(hù)，鏈傳動(dòng)方式成本低更，傳動(dòng)精度及效率也比較高。 操作簡(jiǎn)單、安全。 （ 2） 鋼絲繩傳動(dòng) 鋼絲繩傳動(dòng)在立體車(chē)庫(kù)升降機(jī)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，主