【正文】 限為。⑶計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，由式（1012）得：σF1=KFN1σFE1S==σF2=KFN2σFE2S==⑷計(jì)算載荷系數(shù)：K=KAKVKHαKHβ==⑸查取齒形系數(shù)：由表（105）查得：⑹查取應(yīng)力校正系數(shù)：由表（105）查得：⑺計(jì)算大、小齒輪的YFaYSaσF并加以比較：YFa1YSa1σF1==YFa2YSa2σF2==所以，YFa1YSa1σF1YFa2YSa2σF2因此在計(jì)算式，取大齒輪的YFaYSaσF，即YFaYSaσF=YFa2YSa2σF2㈡設(shè)計(jì)計(jì)算：m≥32KT1?dZ12YFaYSaσF=32172=對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而吃面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，：m=4mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=，算出小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=225=50這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿(mǎn)足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿(mǎn)足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，安裝在車(chē)庫(kù)托板地橫移系統(tǒng)上，也做到了結(jié)構(gòu)緊湊，因?yàn)槿粽加幂^大空間，也會(huì)浪費(fèi)大量鋼材和建筑空間，所以這樣的傳動(dòng)設(shè)計(jì)也具有較大經(jīng)濟(jì)性，避免了浪費(fèi)。㈤設(shè)計(jì)潤(rùn)滑：考慮到安裝空間等一系列原因，此齒輪對(duì)為開(kāi)式安裝，查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表83164，潤(rùn)滑油黏度為200，采用定期手涂方式進(jìn)行潤(rùn)滑，主義防塵。齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與齒輪的幾何尺寸、毛胚、材料、加工方法、使用要求及經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。通常是先按照齒輪的直徑大小，選定合適的結(jié)構(gòu)形式，然后再根據(jù)推薦用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。n1=4=2mm2 大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：已知：m=4，z2=50，da=108mm，B=65mm，因?yàn)?60 da500，所以應(yīng)該做成腹板式結(jié)構(gòu)。=Pη==T=9550P39。所以τ[τ]，故強(qiáng)度足夠。=Pη2==T=9550P39。所以τ[τ]故強(qiáng)度足夠。 P39。軸采用45號(hào)鋼制造可得：A0=126；τT=25MPa；n=24r/mindmin=A03P39。因此，只需要校核截面A。M=Pd=30=?mT=Pd鏈輪2=2002=663N?mσr4=MW2+4αTWT2=據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本表151可知45號(hào)鋼許用彎曲應(yīng)力：σ1=60MPa 因此σr4σ1，故安全。得 所選擇的鏈條必須滿(mǎn)足： S：安全系數(shù)（取S=7）； k：鏈條工況系數(shù)（取k=）P：提升電機(jī)功率 z：鏈輪的齒數(shù)n：鏈輪的轉(zhuǎn)速 p：所選鏈輪的節(jié)距根據(jù)上式很容易確定所需要的鏈條。載車(chē)板自重 450kg；載車(chē)板額定載荷 2200kg所以，平衡鏈拉力：P平=14G車(chē)+G載車(chē)板=14+10=提升鏈拉力：P升=12G車(chē)+G載車(chē)板=12+10=機(jī)械手冊(cè)表1321。所以要有足夠的裕量。選擇板式鏈LH1244，節(jié)約P=19. 05，極限拉伸載荷P板=99820N。滾子鏈強(qiáng)度計(jì)算：提升鏈運(yùn)動(dòng)速度V上，屬于低速鏈傳動(dòng)。鏈條靜強(qiáng)度n=QFt≥[n]式中：鏈條極限拉伸載荷Q=86700N 設(shè)計(jì)功率：Pca=KAPKZKp==有效圓周力Ft=1000Pcaν=1000=11158N鏈條靜強(qiáng)度n=QFt=8670011158=≥np其中np=4~8,，但由于速度較低故可取較小值，所以安全。b）計(jì)算選擇：已知：鏈輪直徑d=120mm 鍵傳遞的扭矩：T=2Fsd2=Fsd=6500120/1000=780N?m查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表61，選擇鍵的尺寸為：3218，鍵寬b=32mm，高h(yuǎn)=18mm。所以，鍵長(zhǎng)l=140mm(比輪轂寬度小些)。c）強(qiáng)度計(jì)算與校核：楔鍵聯(lián)接安裝后工作面上的合力為：F=Tx+fy+f?d2=btb+6fdT=2Fsd2=Fsd=780N?m式中：f——摩擦系數(shù)，取f= d——軸的直徑，d=120mm則楔鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度條件為：σP=2Fbl≤σP σP——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用加壓力，單位為Mpa。因此，強(qiáng)度足夠。b）選擇：d=35mm，選擇bh=108，L=2d=70mm長(zhǎng)度系列L選擇L=50mm，所選鍵為：bh=108，L=50mm，普通平鍵。T=9550Pn=9550=149N?mσP=2T103kld=2T=214985035=三種材料中：σPmin=100MPa由于σPσPmin，故強(qiáng)度滿(mǎn)足。b）選擇：d=50mm，選擇bh=149，長(zhǎng)度L=63mmc）強(qiáng)度計(jì)算與校核：T=9550Pn=9550=?mσp=2T103kld=296350=查表62，得σpmin=60MPa由于σpσpmin，故強(qiáng)度滿(mǎn)足。根據(jù)需要選擇凸緣連軸器（GB584386） 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，裝拆方便，剛性好，成本底，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，使用于振動(dòng)不大，低速和剛性不大的兩軸型號(hào)及其尺寸根據(jù)機(jī)構(gòu)需要查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》根據(jù)軸的直徑d=30mm由表選型號(hào)為YLD5的聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩M=63N?m ；許用轉(zhuǎn)速n=9000r/min；d=30,32；L=60；L0=124；D=105；D1=85；，?m第3章 立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概述 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)車(chē)庫(kù)中非常重要，主框架部分、載車(chē)板部分和傳動(dòng)系統(tǒng)是升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的主要組成部分，主框架部分承擔(dān)著整個(gè)升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的總量，它是傳動(dòng)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的平臺(tái)，而且它的輕重、穩(wěn)定性和可靠性以及載車(chē)板部分還影響著整個(gè)立體停車(chē)庫(kù)的重量、材料和成本的多少以及安全性，傳動(dòng)系統(tǒng)的性能決定著升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)運(yùn)行的好壞,所以如何設(shè)計(jì)主框架部分成為影響整個(gè)立體停車(chē)庫(kù)的關(guān)鍵因素。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)由于造價(jià)成本較低、配置靈活、拆卸也比較方便，可以最大程度降低風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，取得成功，而且，目前我國(guó)多數(shù)小區(qū)采用的也是多層升降橫移式立體停車(chē)設(shè)備，大規(guī)模的倉(cāng)儲(chǔ)式機(jī)械停車(chē)庫(kù)還很少，因此選擇升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，易于進(jìn)行后期商推廣，可行性很高。按照設(shè)計(jì)要求，選擇四層七列式立體車(chē)庫(kù)功25個(gè)車(chē)位（有三個(gè)車(chē)位空出，以便進(jìn)行升降和橫移運(yùn)動(dòng)），可以從底層的四個(gè)車(chē)位入庫(kù)。該類(lèi)型立體車(chē)庫(kù)具有底層、中間層和上層三種載車(chē)板和橫移架，能實(shí)現(xiàn)升降橫一類(lèi)立體車(chē)庫(kù)的所有運(yùn)動(dòng)方式；另一方面，每層設(shè)置四個(gè)車(chē)位，車(chē)輛入庫(kù)的方式變得更加復(fù)雜，可以實(shí)現(xiàn)多種的入庫(kù)到位，因此有利于對(duì)汽車(chē)的入庫(kù)和出庫(kù)進(jìn)行控制化，提高立體車(chē)庫(kù)存取車(chē)的效率，減少等待時(shí)間。下面我們以四層七列式立體車(chē)庫(kù)為模型建立研究對(duì)象。下面我們重點(diǎn)對(duì)車(chē)庫(kù)的主要組成進(jìn)行分析，并對(duì)該產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型。其中為給第一層留足夠空間取高為2500mm。進(jìn)行軸心受力桿件設(shè)計(jì)時(shí)，軸心受拉構(gòu)件應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度要求，軸心受壓構(gòu)件除應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求。由于車(chē)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)于系統(tǒng)的安全要求特別高，所以還應(yīng)對(duì)其整體穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算，此外，梁的接點(diǎn)處均應(yīng)采取構(gòu)造措施，以防止其端截面發(fā)生扭轉(zhuǎn)。發(fā)生局部失穩(wěn)后，梁的部分區(qū)域推出工作，將使梁的有效面積減小，強(qiáng)度承載力和整體穩(wěn)定性降低，這時(shí)可以采取增大板厚度或設(shè)置加強(qiáng)肋等措施。在對(duì)立體車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的分析中，我們先從單根梁的受力進(jìn)行分析，適當(dāng)簡(jiǎn)化力學(xué)模型，在正確分析各梁的約束和受力的基礎(chǔ)上，先對(duì)各梁和立柱的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行分析，找出系統(tǒng)薄弱處所在，然后再整體分析之中給予特變關(guān)注。立柱主要承受壓力和其他因素造成的扭矩，即壓應(yīng)力和部分剪應(yīng)力：前后兩個(gè)面地縱梁主要承受拉伸和彎矩造成的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力；側(cè)面的橫梁承受較小的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在鋼結(jié)構(gòu)骨架上，由傳動(dòng)部件和張緊裝置組成。設(shè)計(jì)時(shí)采用Q235碳素鋼，其屈服極限為235MPa，抗拉強(qiáng)度為375500MPa。本車(chē)庫(kù)所限車(chē)位為小型、中型和大型小轎車(chē)，最大容車(chē)重為2200kg，載車(chē)板重約450kg，所以每個(gè)車(chē)位最大重量為2200+450=2650kg。按載荷作用的基本情況，在進(jìn)行立體車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架分析考慮空載、對(duì)稱(chēng)載荷、非對(duì)稱(chēng)載荷和最大偏載四種工況： 立體車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)與校核 導(dǎo)軌支撐梁的設(shè)計(jì)與校核一、材料和截面形式確定在立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)中，梁的主要作用是保持整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承擔(dān)所停車(chē)輛與其它構(gòu)件自重對(duì)梁產(chǎn)生的彎矩和剪力。型鋼有分為熱軋鋼和冷軋鋼，熱軋鋼通常用得為普通工字鋼、H型鋼或槽鋼，對(duì)于承受載荷較小和跨度不大的梁可選用帶有卷邊的冷成型薄壁槽鋼。二、導(dǎo)軌支撐梁的計(jì)算1 載荷及內(nèi)力計(jì)算由于前后導(dǎo)軌支撐梁承受作用力相同，故我們重點(diǎn)分析右端跨度較大前導(dǎo)軌支撐梁，如果前梁在允許范圍內(nèi)，則后梁也必然符合設(shè)計(jì)要求。 縱梁受力與彎矩簡(jiǎn)圖已知A、B兩點(diǎn)為全約束，lAB=，E=210GPa。考慮到一個(gè)車(chē)位空出，兩個(gè)車(chē)位滿(mǎn)載，托架、電動(dòng)機(jī)等重量后：m單=m車(chē)?k=2200=3080kgG=m?g=308010=104N由于車(chē)輛在上升和下降的時(shí)候速度比較小，所以在梁的載荷計(jì)算式，只作恒載計(jì)算，不考慮動(dòng)載的影響，取恒載分項(xiàng)系數(shù)γG=。查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用H型鋼型號(hào)為HM200150，其截面特性為：Ix=2740cm4，Wx=283cm3，ix=，A=，ρ=HBt1t2=194150693 截面驗(yàn)算：⑴強(qiáng)度驗(yàn)算：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值qk=kρg=10=、螺栓等附加構(gòu)件的重量后梁的自重增加系數(shù)。⑵剛度驗(yàn)算：載荷產(chǎn)生的跨中最大撓度（考慮梁的自重）：f=5384?qlAB4EIx=5384103105107=兩跨中最大容許撓度為：f=lAB500=103500=顯然，梁的剛度不滿(mǎn)足條件。=12lAB，在進(jìn)行剛度驗(yàn)算。4EIx=5384103103/105107=滿(mǎn)足條件。鋼材的質(zhì)量等級(jí)愈高，及價(jià)格也愈高。本設(shè)計(jì)中，柱直接承受的動(dòng)載荷較小，工作溫度為常溫，柱與其它構(gòu)件之間的連接是通過(guò)焊接和螺栓連接的。柱的截面形式要根據(jù)柱的受力大小和特點(diǎn)而確定。軸心受力構(gòu)件的截面形式主要有以下四種：①熱軋型鋼截面；②冷彎薄壁型鋼截面；③實(shí)腹式組合截面；④格構(gòu)式組合截面。二、柱的計(jì)算立柱為等截面立柱，受壓靜力。1 載荷計(jì)算：已知單位長(zhǎng)度梁的自重設(shè)計(jì)值ql=； ll為一個(gè)車(chē)位的寬；有一列不停車(chē)。=180kN。 立柱受垂直力簡(jiǎn)圖查表得：柱的實(shí)軸為a類(lèi)截面，虛軸為b類(lèi)截面。由《鋼結(jié)構(gòu)》附表171和172查得繞截面強(qiáng)軸和弱軸的截面穩(wěn)定系數(shù)φx==。柱的自重設(shè)計(jì)值w=2ρglγGa=2=式中：ρ——立柱的線(xiàn)密度；a——考慮焊材、柱頭和助教等鋼材的重量后立柱自重增加系數(shù)。因?yàn)檐堉菩弯摵透拱逡话愣驾^厚，都能滿(mǎn)足局部穩(wěn)定要求。即托架橫梁同時(shí)承受著彎矩和軸向壓力，屬于壓彎構(gòu)件。二、載荷計(jì)算P=14G車(chē)+G載車(chē)板=14+10=載荷設(shè)計(jì)值F=γGP==梁上軸向壓力設(shè)計(jì)值N=KγGP==式中：K——鏈條長(zhǎng)期受拉力作用產(chǎn)生軸向力系數(shù)值經(jīng)分析產(chǎn)生最大彎矩位置為受力處。=Mmax+=+102=?m查表得：H型鋼截面塑性發(fā)展系數(shù)γx=，γy=。γxWx=1034055+105=f=215N/mm2因此，滿(mǎn)足條件。γxWx=105=f=215N/mm2因此，也滿(mǎn)足條件?！躥式中：N——所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)的軸心壓力； Mmax——所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩； NEX39。=； φx——彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)； γx——與W相應(yīng)的截面塑性發(fā)展系數(shù)，按表525取用； βmx——計(jì)算彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性時(shí)的等效彎矩系數(shù)。==π21051002=查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：βmx=NφxA+βmxMmax39。=4055+=f=215Nmm2滿(mǎn)足條件。托架縱梁只承受拉力以及很小的彎矩，考慮到托架的連接、導(dǎo)輪的安裝，其材料和截面形式為，不必對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，因此其強(qiáng)度滿(mǎn)足。對(duì)于升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，它的安全防護(hù)措施要做到以下幾點(diǎn)，并配備有相應(yīng)的防護(hù)裝置。2急停措施：在發(fā)生異常情況時(shí)能使停車(chē)設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在操作盒上安裝有緊急停止開(kāi)關(guān)，并設(shè)為紅色，以示醒目。防止超限運(yùn)行裝置：停車(chē)設(shè)備在升降過(guò)程中，在定位開(kāi)關(guān)上方裝有限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)定位開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，由限位開(kāi)關(guān)使設(shè)備停止工作，起超程保護(hù)作用。一旦檢測(cè)到在車(chē)庫(kù)運(yùn)作時(shí)，有人或其它物體進(jìn)入車(chē)庫(kù)，系統(tǒng)就會(huì)使這個(gè)車(chē)庫(kù)停止運(yùn)作。掛鉤防墜方式為電磁鐵驅(qū)動(dòng)。防墜落裝置中解鎖動(dòng)作由電磁鐵完成。當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)推桿自動(dòng)縮回。 焊接連接的特點(diǎn)焊接對(duì)集合形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，省材省工，易于自動(dòng)化，功效高不需打孔，氣密性、水密性好，結(jié)構(gòu)剛度較大，整體性較好。焊接殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞，殘余變形使結(jié)構(gòu)形狀、尺寸發(fā)生變化；焊接裂縫一經(jīng)發(fā)生，便容易擴(kuò)展。但是螺栓連接肥料、開(kāi)孔截面削弱，螺栓孔加工精度要求高。 縱梁與柱的連接設(shè)計(jì) 搭接板與柱的焊接連接設(shè)計(jì)(1)設(shè)計(jì)條件搭接板與柱的材料均為Q235鋼，焊條型號(hào)為E43XX型，采用角焊縫手工焊接，焊縫質(zhì)量為三級(jí)。查表得E43XX型焊條的手工焊焊接厚度小于16mm的Q235鋼，焊角焊縫為角焊縫時(shí)，抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均為ffw=160Nmm2。角焊縫有效厚度對(duì)直角角焊縫(3)焊縫截面特性豎向焊縫的計(jì)算面積為 焊縫對(duì)軸的慣性矩 焊縫最外緣的截面模量 豎向焊縫兩端點(diǎn)處的截面模量 ⑷正應(yīng)力：假設(shè)彎矩M由全部焊縫計(jì)算截面承受，引起的水平方向應(yīng)力按三角形分布，其應(yīng)力應(yīng)