【正文】 建筑物高度密集，不可能騰出大量地皮建停車場。亞洲的停車設備技術起源于日本，日本從20世紀 60 年代開始從事機械停車設備的開發(fā)、生產、銷售和服務，至今 已有四機械設計綜合訓練報告 —— 02020542 8 十幾年的歷史。生產機械式立體車庫的公司約 100 多家，比較大的公司有新明和、石川島播磨、日精、三菱重工等。目前全日本己經投入使用機械式停車位超過 300 萬個，其中以升降橫移式停車設備為主。 德國和意大利等歐洲國家從事停車 設備開發(fā)和生產也比較早。由于歐洲國家停車問題表現(xiàn)不很突出，停車設備應用量不是很大。德國和意大利等歐洲國家的優(yōu)勢在巷道堆垛類產 品上。日本和德國的車庫行業(yè)將機、電工業(yè)的高新技術成果隨時轉化和移植到車庫產品中，使車庫技術進步和產品更新很快。又如計算機管理、 IC 卡識別、計時收費系統(tǒng)一出現(xiàn)，立即應用于停車庫，使車庫融于城市樓宇自動化管理系統(tǒng)中，無論是公共停車還是住宅停車變得更容易、更方便。即不但重視停車密度和高性能，更講究產品的經濟實用性。這些新產品都是 90 年代的新技術，一問世，很快替代了老產品。立體車庫產業(yè)在上世紀九十年代迅速興起，步入了引進、開發(fā)、制造和使用的快車道，國內立體停車庫市場正以直線上升的態(tài)勢在飛速發(fā)展。控制形式有 按鈕式、 IC卡式、觸摸屏式、密碼鑰匙式、遙控式等，有些設備還采用了總線控制技術；傳動裝置采用內藏式，以增大停車空間并保護各傳動元件不受污染和腐蝕，提高了設備的耐久性；機械結構中采用了模塊化設計，便于組合使用，易于安裝拆卸，縮短施工周期。還采用一些新材料、新工藝，如采用“ H7，型鋼做鋼梁，組合的鍍鋅板或一體成型的鍍鋅板做載車板：安全保護方面采用了聲光引導及定位裝置，自動消防滅火系統(tǒng)等。 目前國內立體停車設備是以升降橫移類為主，約占總量的 84%。在技術方面，由最初的機械傳動式發(fā)展為液壓傳動式、機械液壓傳動式、電傳動式。 雖然我國停車設備行業(yè)和技術得到了快速發(fā)展，但與停車設備的市場需求還相差甚遠。 本文就是研究最為典型的雙層升降橫移式車庫。其工作原理為：如圖 ，雙層三列升降橫移式立體車庫共有五個停車位（圖中 15）， 6號位為空，為車位的升降騰出空間。為了保證下層平移的暢通，必須有一個車位空出，因此升降車位必須復位，而橫移車位則沒有必要。 機械設計綜合訓練報告 —— 02020542 11 第三章 總體方案設計 車庫運行過程分析 車庫上層載車板只能升降，下層載車 板只能平移。 下層載車板驅動方案 對于下層載車板，由于只需做平移運動，因而可以在地面布置導軌，載車板下面安裝小輪，便能很方便地實現(xiàn)左右的平移。其中鏈傳動和帶傳動是由電機出發(fā)，通過一系列傳動環(huán)節(jié)，最終驅動小輪在導軌上運動，實現(xiàn)載車板的平移。而螺桿與液壓傳動由于距離較長，雖然力量和平穩(wěn)性上占優(yōu)勢，但代價太高，不予考慮。 升降載車板設計方案 上層載車板需要承受很大的重量，在設計上需要格外的謹慎，安全、平穩(wěn)是最基本的設計要求。因而對上層載車板的要求是在保證承重的同時盡可能地減少質量。由于載荷較大，要求運轉平穩(wěn)，因此選用螺旋傳動更為合適。 電機 減速機構 鏈條 驅動小輪 機械設計綜合訓練報告 —— 02020542 12 輔助裝置 除了上述機械設備以外，停車庫還需要整體框架以及相應的支撐等輔助設備，當然控制方面的設備也必不可少，傳感器等控制裝備的設計不在本文討論范圍內。除了車位以外， 整個車庫還搭建了堅固的鋼框架。 電機 減速器 螺桿 螺母 機械設計綜合訓練報告 —— 02020542 13 第四章 載車板設計 尺寸設計 車位的尺寸要求是： 5 4 5 0 2 4 0 0 1 8 0 0m m m m m m??，載車板的尺寸應略大于這個尺寸。 結構工藝設計 載車板采用厚度為 10mm 整體鋼板沖 壓成型，前面設置有一段小斜坡，方便汽車進出。 載車板的后部設有一個寬為 600mm 的平臺，為在上面安置其他零件提供空間。螺旋傳動是由螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求。 載車板的升降機構采用螺旋機構屬于起重螺旋，需要承受很大的軸向載荷。但是滑動螺旋摩擦阻力大，傳動效率低，磨損太大，不適合本文中的場合。 滾珠絲杠副的結構形式選擇 按螺紋滾道法向截面形狀、滾珠的循環(huán)方式、消除間隙和調整預緊方法的不同，螺旋副有多種結構形式。 圖 外循環(huán)滾動螺旋副 材料選擇 由于螺桿行程較長 ,對精度沒有特別的要求，因此使用普通螺桿的材料即可。 螺紋尺寸設計計算 基本參數(shù)： 基本額定靜載荷 oaC 、基本額定動載荷 aC 、額定壽命 L 。因此設計承重載荷為： F = m g = (1 7 0 0+ 1 0 0 0 ) 1 0= 2 7 0 0 0m N? 查手冊得：載荷系數(shù) 1FK? （平穩(wěn)和輕微沖擊） 硬度影響系數(shù) 1( 58)HK HRC?? 短行程系數(shù) 1lK? 因此，計算載荷 2 7 0 0 0 1 1 1 2 7 0 0 0c m F H lF F K K K N? ? ? ? ? ? 計算 oaC ： 39。 有效行程： 1 2 2 5 0 0 2 6 0 2 3 8 0ucL L L m m? ? ? ? ? ? 目標行程公差： 300 2380 52 413300 300uPPLe V um? ? ? ? 300mm 內允許行程變動量： 300 52PV um? 滾珠絲杠支撐 軸頸對絲杠軸線徑向圓跳動為 63um。 機械設計綜合訓練報告 —— 02020542 17 第六章 升降電機及減速器選擇 關于 YZ 系列電機 升降電動機選用 YD系列， YD 系列為鼠籠型異步電動機，具有較大的啟動轉矩和過載能力，能夠頻繁起動，轉差率較高，并具有良好的防護特性。上層載車板大部分時間都處于靜止狀態(tài)，只有在升降過程中電機才起動，故適合采用 YZ系列電機。 采用 B5 大法蘭基座豎直安裝便于連接減速器 。 這里采用單級圓柱齒輪減速器即可，這類減速器裝配維修方便，可用于各類機械中。承載能力高，運轉平穩(wěn)，噪聲低。 結合本工程實例，最終選用規(guī)格為 的減速器，其額定輸入功率為 11kW。螺桿豎直放置，主要受軸向載荷，頂部與齒輪嚙合處承受部分徑向載荷。 螺桿外徑為 66mm，螺桿軸下端使用軸環(huán)定位 ,螺桿軸最大直徑為： 軸環(huán)寬度： 1 . 4 1 . 4 0 . 1 6 1 8 . 5 4 9b a m m? ? ? ? ? ? 確定頂部軸頸直徑： ( 1 0 .1 2 ) 6 1 0 .8 4 8 .8 5 0zjd d m m? ? ? ? ? ? ? 若底部軸頸直徑也為 50mm，則找不到相應的軸承型號，因此把底部軸頸直徑擴大為 60mm。底部選用代號為 29412 的推力圓錐滾子軸承。平鍵靠側面?zhèn)鬟f轉矩。通過查手冊可得鍵的尺寸： 1 2 , 8 , 5 .0b m m h m m t m m? ? ? 根據該軸段長度為 30mm，鍵長 L 取 24mm。矩形花鍵多齒工作，承載能力高，對中性好，導向性好，齒根較淺，應力集中較小，軸與轂強度削弱小，加工方便，能用磨削方法獲得較高精度。 根據國標（ GB/T11441987），選用中系列尺寸，大徑 D=48mm，鍵數(shù) N=8，鍵寬 B=8mm，小徑 d=42mm。倒角尺 c=,圓角尺寸 r=。 圖 螺桿軸的花鍵聯(lián)接 花鍵精度：裝配形式為固定， d為 h7， D 為 a11。 第一部分是導軌部分， 1是龍門形的導軌（槽形結構），直接與地面相連。 5為斜拉桿，能夠使載車板保持水平，并且把拉力分擔到龍門導軌支架上。 第二部分為傳動部分。螺桿轉動使螺母 4上下移動，而螺母通過螺旋與載車板固連，最終實現(xiàn)載車板的上下移動。載車板底部設置八個滾輪，其中起驅動作用的滾輪有兩個，其余做支撐。根據 實際應用選擇 45 鋼。八個滾輪， 16 個軸承，平均每個軸承受徑向載荷為 = ( 2 0 0 0 + 5 0 0 ) 1 0 /1 6 = 1 5 6 2 . 5 NQ ? 由于載荷量較小，故采用較小尺寸軸承即可。由此可以得到滾輪軸轉速為： / 1 0 / ( 0 .1 1 4 ) 2 8 / m inn v C r?? ? ? ? 軸傳遞功率最大為： kW? 計算軸的最小尺寸 : 33m in 41 241 28Pd A m mn?? ? ? ? ?? 考慮軸上開鍵槽等因素，適當擴大軸徑至 d=30mm。 機械設計綜合訓練報告 —— 02020542 24 圖 載車板底部小輪 電機選擇 由于驅動載車板水平移動所需克服載荷不大，這里選用小功率異步電動機即可。 底部載車板及其零部件總重為