PSH36D7K立體車庫橫移機構設計論文說明書

1、 . . . 農業(yè)大學 海都學院畢業(yè)設計題 目PSH36D/7K立體車庫橫移機構設計院 系 工程系 專 業(yè) 機械設計制造與其自動化 班 級11機制專升本2班 學 生 侯文濤學 號 2011701300 指導教師 艷芬 二一三 年 五 月 二十 日畢業(yè)論文（設計）誠信聲明本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設計）是在導師指導下進行的研究工作與取得的研究成果，論文中引用他人的文獻、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標注，論文中的結論和成果為本人獨立完成，真實可靠，不包含他人成果與已獲得農業(yè)大學海都學院或其他教育機構的學位或證書使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了

2、意。論文（設計）作者簽名：日期：年月日畢業(yè)論文（設計）使用授權書本畢業(yè)論文（設計）作者同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文（設計）的復印件和電子版，允許論文（設計）被查閱和借閱。本人授權農業(yè)大學海都學院可以將本畢業(yè)論文（設計）全部或部分容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設計）。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設計）或與該論文（設計）直接相關的學術論文或成果時，單位署名為農業(yè)大學海都學院。論文（設計）作者簽名：日期年月日指導教師簽名：日期：年月日目 錄摘要1ABSTRACT21緒論31.1課題背景31.2立體停車庫的優(yōu)點31.3國外發(fā)展概況4

3、1.4國發(fā)展概況41.5市場前景分析42.立體車庫概述52.1立體停車庫的分類62.2各種類型的立體停車庫62.2.1升降橫移式62.2.2巷道堆垛式72.2.3垂直提升式72.2.4垂直循環(huán)式82.3 PSH36D/7K停車庫的工作原理93橫移機構設計103.1橫移系統(tǒng)的工作原理103.2橫移系統(tǒng)的傳動方案選擇103.2.1橫移傳動系統(tǒng)的方案優(yōu)化103.2.2橫移機構的總體結構設計113.3橫移載車板動力系統(tǒng)計算113.3.1主要參數(shù)的確定113.3.2功率計算113.4橫移機構軸的設計與校核123.4.1軸的選擇133.4.2選擇材料133.4.3初步估算軸徑133.4.4軸的結構設計13

4、3.4.5橫移傳動空軸校核143.4.6橫移轉軸的校核164橫移機構的傳動系統(tǒng)設計184.1一層載車板橫移運動184.2其余各層載車板橫移運動185主要零部件設計與計算195.1鏈輪的設計195.1.1鏈輪簡介195.1.2鏈輪的設計計算195.2軸承的選擇235.3軌道和導輪的設計計算235.3.1導輪的設計235.3.2軌道的設計235.4 聯(lián)軸器的選擇245.4.1特點245.4.2型號與其尺寸246總結26參考文獻27致2828 / 32摘 要本文以本人完成的課題PSH36D/7K立體停車庫橫移機構為主要容，介紹和分析了升降橫移式立體停車庫的總體結構，工作原理以與橫移機構的傳動系統(tǒng)。

5、就當前社會對于立體停車庫的需求，本文分析了各種型式立體停車庫的特點，選出了一種能廣泛滿足社會需求的機械式立體停車庫升降橫移式立體停車庫。在此基礎上，運用大學幾年所學知識，對PSH36D/7K升降橫移式立體停車庫的結構進行了全面的分析，特別是本課題的主要容橫移機構的結構設計與傳動系統(tǒng)的選擇，包括PSH36D-5升降橫移式立體停車庫的框架結構的強度、橫移傳動系統(tǒng)中軸的強度和升降傳動系統(tǒng)中軸的強度等。在確定基本結構與傳動系統(tǒng)之后，還對PSH36D/7K升降橫移式立體停車庫的橫移機構進行了結構優(yōu)化，使橫移框架的強度提高了，重量減輕，使本型號立體車庫在穩(wěn)定、可靠、快速的基礎上，得到了進一步的提高，性價比

6、更加的高。為了使停車設備滿足使用要求，根據(jù)國家關于機械式停車設備通用安全要求的標準，結合PSH36D/7K升降橫移式立體停車庫的實際，在PSH36D/7K升降橫移式立體停車庫中使用了一些必要的安全技術，這樣保證了車輛的絕對安全，使得整個車庫安全平穩(wěn)的運行。關鍵詞：機械式立體停車庫；PSH36D/7K升降橫移式立體停車庫；結構系統(tǒng)；橫移機構ABSTRACTThe paper introduced and analyzed structure and control system of PSH36D/7K the up-down and translation cubic car-base par

7、k which had been finished by author. For demand of cubic car-base Park in society, The paper analyzed characteristics of every kind of cubic car-base Park, elected a kind of mechanical cubic car-basePark -the up-down and translation cubic car-base Park which could meet thesociety demand. The smsolve

8、r was used to comprehensively analyze PSH36D/7K the up-down and translation cubic car-base park. Including intension of the framework structure and axes etc, The optimal design was performed on the framework structure and part structure, it added intension and reduced the whole weight. The character

9、istic of stabilization, credibility ,speediness and high capability made the control system very perfection. In order to satisfy using demand in design cubic car-base park, according to criterion of mechanical parking systems-general safety requirement and the facts of PSH36D/7K the up-down and tran

10、slation cubic car-base park the paper introduced some safety technique which was used in PSH36D/7K the up-down and translation cubic car-base park. This can ensure absolute safety for Car and make the whole car-base park safety and running smooth. The sample of car-base park was founded and tested,

11、this car-base park run well. Every index is higher criterion of country. It is successful and creationary that the paper adopted optimal design and control system.Key words：Mechanical cubic car-base park；PSH36D/7K the uP-down and translation cubic car-base park；Structure system；Dropping prevent mech

12、anism1緒論1.1課題背景近幾年來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)兩大支柱產業(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。在解決城市停車難的問題中，歐美國家和亞洲國家采取的措施有所不同。但立體化停車是各個國家都積極采取的措施，尤其是全自動化的機械式立體停車庫，在很多國家和地區(qū)都得到了快速的發(fā)展。隨著社會經濟的發(fā)展，汽車擁有量的劇增，大中城市普遍面臨停車難的問題。1.2立體停車庫的優(yōu)點為了解決停車位的占地面積與住戶商用面積之間的矛盾，機械式立體車庫以其獨特的平均單車占地面積小的獨特特性，早已被廣大用戶所接受。機械式立體車庫擁有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫都要欲留出足夠的行車通道，平均

13、一輛車就要占據(jù)40 平方米左右的面積，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高到8090，如果采用地上多層（21 層）的立體式停車庫的話，50 平方米的土地面積上就能夠存放40 輛車，這即大節(jié)省了有限的土地資源，又節(jié)省了土建開發(fā)成本。因此，機械式立體停車庫能夠在有限場地上，停放最大限度的車輛，是改善城市交通，緩解城市停車難的新措施。因此，立體停車系統(tǒng)在國外倍受青睞，具有有較多的優(yōu)點：（1）人車分流機械式立體車庫可更加有效全面地保證人身和車輛的安全，人在車庫或車沒有停準位置，由電子控制的整個設備就不會運轉。可以說，機械車庫在管理到控制上全部實現(xiàn)了徹底的人車分流。（2）完備的安全設施自動立體車

14、庫具有較完整的安全系統(tǒng)，如緊急制動裝置、障礙物確認裝置、防止突然落下裝置、漏電保護裝置、過載保護裝置、車輛超長與超高檢測裝置等等。（3）自動化程度高如果應用于公共場合的立體車庫，還可以配有計時裝置，這樣能夠滿足收費要求。存取過程可由人工完成，同樣也可以配備計算機設備全自動完成，這也給今后的開發(fā)設計留下了較大的空間。（4）高倍率的技術經濟指標機械式立體車庫停車容量大，占地面積小，同時可停放各種類型的車輛，特別是轎車。而投資卻比同等容量的地下停車庫少的多，施工周期又短，耗電省，占地面積也遠沒有地下車庫占地面積大。（5）外觀同建筑協(xié)調，管理方便機械式立體車庫最適合用于賓館、商場、辦公樓前、旅游區(qū)等各

15、種地方。許多裝置基本不需要專門的操作人員，一個司機就能夠單獨完成。（6）易于配套機械式立體車庫一般不做成套的系統(tǒng)，而是以單臺的單體為主。這樣就能夠充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，這對目前車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了可靠的解決方法。（7）綠色環(huán)保由于車輛在存取過程中只在短的時間處于低速行駛的狀態(tài)，因此噪聲、排氣極其輕微。1.3國外發(fā)展概況機械式立體車庫在國外的發(fā)達國家和地區(qū)，都已有數(shù)十年的發(fā)展歷史。日本、國由于和我們國家一樣具有人口密度大、對車庫的社會需求比較緊迫的特點，因此對其進行了詳細調研。日本由于土地資源的匱乏，人口密度高，他們的機械式立體車庫發(fā)展起步最早、種類齊全、技術水平與

16、開發(fā)經驗都很豐富，現(xiàn)已經發(fā)展成有數(shù)十個品種類型的大家族，它可以根據(jù)現(xiàn)場實際條件和使用者的要求選用機型，己經是比較成熟的產品。日本在停車場(庫)的技術研究與開發(fā)、制造與管理等方面的水平都處于世界領先地位，所建成的立體停車場的數(shù)量和其總容車量也居于世界前列。國的機械式停車設備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀70年代中期是其起步階段，80年代是引進階段，90年代為供應使用階段，這時已經進入實際應用過程。由于以上的幾個階段都受到了政府的高度重視，各種機械式停車設備得以得到較普遍的，全面的開發(fā)和利用，年遞增速度達到30%；2000年以來為快速發(fā)展階段，自動化停車設備將隨供應量不斷的擴大而迅速發(fā)展。因此，

17、國的情況對于我們具有重要的借鑒意義。1.4國發(fā)展概況我國在20世紀80年代初開始研制與使用機械式停車設備。80年代是其起步階段，90年代以來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)都有了發(fā)展，尤其是轎車進入普通家庭后，停車設備的應用逐步得到推廣，己經形成了新興的停車設備行業(yè)，步入了引進、開發(fā)、制造、使用各階段相結合的初步發(fā)展階段?，F(xiàn)在我國從事機械式立體車庫制造的企業(yè)數(shù)約有100家，其中主機生產企業(yè)超過了50家。產品經引進技術和自我研制開發(fā)相結合，生產技術水平有了很大的提高以與技術的進步。傳動裝置采用了藏式，以增大停車空間和得以保護各傳動元件不受污染和腐蝕的危害，提高了設備的耐久性；機構的設計過程采用了模塊化設計

18、，這樣便于組合使用，而且易于安裝拆卸，又可縮短施工周期；還采用一些新材料、新工藝，包括采用H型鋼做鋼梁，一體成型的鍍鋅板或組合的鍍鋅板做載車板；安全保護的方面采用了先進聲光引導、定位裝置與自動消防滅火系統(tǒng)等先進技術。目前品種的滿足率己達90%左右，有的品種甚至填補了國的空白，產品國產化率達到50%以上的程度。1.5市場前景分析機械式立體車庫經過幾十年的發(fā)展，已由當初初期的半自動化控制方式發(fā)展到了全自動化的控制方式，更加的方便簡潔；機械結構也發(fā)展到了模塊化的設計，便于組合、拆卸；使用材料和工藝也都有了突飛猛進的發(fā)展。如今，立體車庫在西歐、東南亞、國、日本都得到了廣泛的應用，形成了一個包括制造、安

19、裝、使用和維修的行業(yè)體系。機械式立體車庫具有空間利用率高，節(jié)省城市土地資源；造價低、施工期短；出入庫時間短、管理、使用簡便快捷、安全可靠：節(jié)能和保護環(huán)境等優(yōu)點。據(jù)統(tǒng)計，隨著中國加入WTO組織以與隨著人民生活水平的進一步提高，2010年我國汽車總數(shù)已經達到2000多萬輛，“ 十一五”期間轎車保有量將增加400萬輛。停車位需求按1：1.2(其中100%的基本停車位以與20%的公共停車位)計算，總需增加停車位480萬個。平均每年新增需求96萬個車位。如果只考慮10%進機械式停車庫，這每年就需要提供機械式停車庫9.6萬個車位。另外還有微型車、小型面包車等適合用機械式停車設備的車的車位需求量還尚未考慮，

20、還有出口的需求也沒有考慮在。2 立體車庫概述2.1立體停車庫的分類停車庫根據(jù)其結構特征來分類，可分為平面式與立體式，平面式又分為地下平面式停車庫和地上平面式停車庫；立體停車庫又可分為自行式的立體停車庫、半自動的立體停車庫和全自動立體停車庫，而全自動立體停車庫又可以分為兩層或多層平面式全自動立體停車庫、豎向密集型的全自動立體停車庫以與特殊造型結構全自動立體停車庫。平面式停車庫是最為普通的一種停車場所，在我國應用最為廣泛，它的一系列建筑結構要求已經在我國現(xiàn)行建筑設計規(guī)大全，現(xiàn)行建筑結構規(guī)大全和現(xiàn)行建筑施工規(guī)大全中作了詳細全面的規(guī)定和闡述。2.2各種類型的立體停車庫機械式停車立體車庫的類別按其工作原

21、理分類如下：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式。2.2.1升降橫移式圖 2.1升降橫移式立體停車庫升降橫移式立體車庫以鋼結構框架為主體結構，采用電機驅動鋼絲繩帶動載車板做升降橫移運動，實現(xiàn)存取車輛的操作。其工作原理為：每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升降橫移運動到達地面層，駕駛員駕駛車進入車庫，存取車輛，完成存取過程。升降橫移式立體車庫采用模塊化設計，此立體車庫適用于地面與地下停車場，配置靈活，性價比高。產品特點：（1）節(jié)省占地面積，配置靈活，建設周期短。（2）外裝修、價格低，消防、土建地基等投資少。（3） 可采用自動控制，安全可靠，構造

22、簡單。（4） 存取車迅速，等候的時間短。（5） 運行平穩(wěn)穩(wěn)定，工作噪聲低。（6） 適用于機關、商業(yè)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。降橫移類立體停車庫與其它類型停車庫相比較其特點是：（1）由于能夠建得很高，其平面和空間的利用率都較高；（2）控制系統(tǒng)先進，使得存取車迅速，運行平穩(wěn)，工作效率較高；（3）具有安全可靠穩(wěn)定的機械與光電安全裝置，同時由于封閉可以防火、防盜、防異物對汽車的傷害；（4）與垂直循環(huán)類相比，整個系統(tǒng)不作整體運動，耗電少，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；（5）噪聲較低；（6）電腦操作，使用簡單方便。因此這類停車庫適用于如城市中的繁華中心區(qū)，小區(qū)等需要車輛集中停放的場所。2.2.2巷道堆垛式圖 2.

23、2 巷道堆垛式立體停車庫巷道堆垛式立體停車庫采用堆垛機作為存取車輛的重要工具，所有車輛都由堆垛機進行存取，因此對堆垛機的技術要求比較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的單位使用。2.2.3垂直提升式圖 2.3 垂直提升式立體停車庫垂直提升式立體車庫與電梯的工作原理相類似，在提升機的兩側都布置有車位，一般地面需一個汽車旋轉臺，可省去司機繁瑣的調頭。對設備的安全性以與加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占地面積卻最小。2.2.4垂直循環(huán)式垂直循環(huán)式立體車庫與垂直升降式較類似，造價都比較高。 圖2 .4垂直循環(huán)式立體停車庫因此，綜上所述，從各方面因素考慮，我們選擇了升降橫移式立體停

24、車庫作為本課題的研究項目。2.3PSH36D/7K停車庫的工作原理本次畢業(yè)設計所選擇的PSH36D/7K立體車庫的主要結構為：橫移傳動系統(tǒng)，升降系統(tǒng)，安全制動系統(tǒng)，主體框架與臺板。其運行原理為：停車設備的出入口在第一層，最高層的停車板只可做升降運動，最底層的停車板只可做橫移運動。中間三層停車既可作升降動作同時又可做橫移動作。下上層均設有空位，停車板通過橫移動作變換出空位，升入上方空位或降下空位上方的汽車，取出汽車，最底層汽車不需要倒車，便可直接開出。圖2.5是PSH36D/7K升降橫移類停車車庫的原理圖。圖2.5橫移機構工作原理假如用戶取出5號車位的汽車，需將2號車位的汽車，通過橫移臺板橫移到

25、1號位；5號車位通過地坑臺板提升到2號車位，從而實現(xiàn)取車工序。3橫移機構設計立體車庫橫移傳動機構由減速電機、驅動輪以與從動輪、地面鋪設導軌組成。升降橫移機構則是升降傳動機構與橫移傳動機構兩者的結合。升降橫移式立體車庫底層和中間層載車板是橫移機構，上層載車板為升降機構。升降裝置由傳動系統(tǒng)、升降架等組成。 3.1橫移系統(tǒng)的工作原理運動原理如圖3.1載車板橫移原理圖所示，減速電機通過聯(lián)軸節(jié)直接驅動載車板行走輪轉動，實現(xiàn)載車板橫移運動。圖3.1橫移機構運動原理3.2橫移系統(tǒng)的傳動方案選擇好的傳動方案除應滿足工作機的性能和適應工作條件外，還應尺寸緊湊、成本低廉，傳動效率高等。其中橫移方式分為下列幾種，可

26、根據(jù)不同要求任意選用。（1）鋼絲繩式橫移型式（2）鏈條式橫移型式（3）液壓式橫移型式（4）螺桿式橫移型式在立體車庫設計中，各種橫移方式特點如下：（1）采用鏈傳動：優(yōu)點是傳動簡單可靠，維修簡單，造價低廉;缺點是沖擊比較大，有橫移距離的限制，安裝和調試時需要注意是否有咬鏈的情況出現(xiàn)。（2）采用鋼絲繩傳動：優(yōu)點是對車庫底盤可以提升的高度可以不加限制，造價比較低;缺點是因為需要外加鋼絲繩桶和剎車盤增加了安裝調試的時間和造價。（3）采用液壓傳動：優(yōu)點是可以真正實現(xiàn)無級調速，結構緊湊，功率與重量比高、響應速度快、抗干擾能力強、誤差小精度高、低速平穩(wěn)性好、調速圍寬、介質自身可起冷卻潤滑作用、安全防爆等優(yōu)點;

27、同時也具有元件昂貴、成本高、密封技術要求高、油液易污染、能源傳輸不便等缺點。綜上所述，本車庫為五層，考慮到立體車庫車位之間距離不大，屬于相對短距離傳動，且具有相當高的準確傳動性、彈性相對較小且安裝調整方便等優(yōu)點，并且考慮經濟因素，所以其傳動方式選用鏈輪鏈條傳動比較適合。3.2.1橫移傳動系統(tǒng)的方案優(yōu)化綜上所述：傳動方案：電機減速箱鏈輪傳動軸到鏈輪，再到鏈條帶動載車板傳動形式。入車方式：上部倒退入車。 3.2.2橫移機構的總體結構設計橫移機構主要原理是：通過電動機帶動導輪，導輪載著載車板沿軌道橫向移動。主要包括電動機、減速器、鏈輪、軌道、鋼架等組成。圖3.2橫移機構3.3橫移載車板動力系統(tǒng)計算3

28、.3.1主要參數(shù)的確定橫移運動行程:s = 2500mm 橫移運動時間: t = 20s 橫移速度，主要由設備運行周期，周圍環(huán)境的安全性，載車運行時的平穩(wěn)性等因素確定。（3.1）行走輪直徑：由結構尺寸與輪壓等因素決定，行走輪直徑確定為80mm。橫移載車板自重: （3.2）載車板額定載荷: （3.3）3.3.2功率計算電機輸出軸轉速n計算：（3.4）其中：橫移速度V=125mm/s；行走輪直徑D=80mm；驅動力矩M計算：由機械設計手冊1冊表1-1-7、1-1-9、1-1-10查得：行走輪與鋼導數(shù)的靜摩擦系數(shù)：=0.15；行走輪與鋼導數(shù)的滾動摩擦系數(shù)：=0.05；滾動軸承的摩擦系數(shù)：=0.001

29、5；正壓力：（3.5）則起動驅動力矩：（3.6）行走驅動力矩：（3.7）電機功率計算：（3.8）（3.9）（3.10）則由于結構緊湊，容納電機的空間狹小，選擇明椿電氣的減速電機，其參數(shù)如下：輸出扭矩：輸出轉速：功率：載車板的額定載荷是承載的最高上限，實際使用概率很小，通?？梢圆窜嚨能囕v的重量都在1000kgf2000kgf之間這是由車型所決定的，所以功率不需留余量，選擇0.2KW的電機比較經濟電機允許短時超載，靜摩擦引起的大起動阻力矩不會造成電機損壞。3.4 橫移機構軸的設計與校核3.4.1軸的選擇五層降式立體車庫的橫移臺板共存在3種軸件，分別為主動輪組的主動軸和同步軸，從動輪組的從動軸。3.

30、4.2選擇材料軸的常用材料是35，45，50碳素鋼。最常用的是45鋼。不重要的或受力較小的軸，也可用Q235制造；對于受力較大，要求限制軸的尺寸和質量，或需提高軸徑的耐模性，或處于高溫、低溫以與處于腐蝕等條件下工作的軸，應采用合金鋼。根據(jù)需要，軸可在加工前或加工后進行整體或表面熱處理，以與表面強化處理，（如噴丸，滾壓等），以提高強度，尤其是疲勞強度和耐磨性。在一般溫度下（低于）碳素鋼和合金鋼的彈性模量相差很小，故用合金鋼并不能提高軸的剛度。有時改用強度較低的碳素鋼使軸徑增大，反而能有效地軸的剛度。球墨鑄鐵和一些高強度鑄鐵，容易鑄成復雜的形狀，而且吸振性能好，對應力集中敏感性低，常用于制造外型復

31、雜的軸，如曲軸和凸輪軸等。綜合以上因素選擇材料最廣泛的45號鋼，熱處理為調質，硬度HB在220-250之間，抗拉強度，屈服點，彎曲疲勞極限，扭轉疲勞極限。3.4.3 初步估算軸徑初步估算軸徑常用類比法，經驗法與按許用切應力估算法，初步估算軸徑作為軸結構設計的基礎。根據(jù)機械設計手冊表15-2公式初步估算軸徑，材料為45鋼，有表簡明機械零件設計手冊， (3.1)其中P傳遞的功率，A與材料有關取106，n 傳動軸的轉速。3.4.4 軸的結構設計圖3.2 傳動軸軸的機構和形狀取決于下列因素：軸上零件的類型、布置和固定方式，載荷的性質、大小、方向與分布情況。軸承的類型和尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝要求

32、等。軸的結構應便于軸上零件的定位、固定和裝拆，盡量減小應力集中，受力合理，有良好的工藝性。對于要求剛度大的軸，還應從結構上考慮減小軸的變形。軸的結構設計，根據(jù)軸的受力選取帶立式座球面球軸承UCP205，為了便于軸承的裝配，選取裝軸承處的直徑為d=25mm,其他部分如圖3.5.3所示。由于車庫的實際受力情況復雜，直接對車庫實際結構使用傳統(tǒng)的結構分析方法進行分析比較困難，本設計中立體車庫的橫移部分采用鏈傳動輸入動力。鏈傳動由主動輪、從動輪和繞在鏈輪上的鏈條組成。鏈傳動的特點：能保證準確的平均傳動比；傳動效率高，可達到0.950.98；作用在軸上的壓力較小；能在高溫、油污等惡劣環(huán)境工作。廣泛應用于礦

33、山、農業(yè)和石油機械中。軸在橫移傳動系統(tǒng)中是特別重要的，它不但影響著傳動的好壞還影響著車輛的安全，在軸的設計中，按照常規(guī)設計方法，先進行初算軸，然后進行軸的結構設計，確定軸徑后，再對軸的強度進行校核。根據(jù)實際情況確定危險截面，求出該截面的彎曲應力和扭轉應力。（3.2）（3.3）其中，循環(huán)特征為對稱循環(huán)，脈動循環(huán)。 再考慮應力集中等方面的因素，按交變應力狀態(tài)的疲勞強度的公式進行該截面安全系數(shù)的校核計算，（3.4）（3.5）（3.6）其中：對稱循環(huán)應力時的疲勞極限和扭轉疲勞極限正應力有效應力集中系數(shù)和剪應力有效應力集中系數(shù)表面質量系數(shù)尺寸系數(shù) s許用安全系數(shù)值 通過校核就可以確定軸的直徑。3.4.5

34、橫移傳動空軸校核圖3.3軸的受力分析橫移電機型號為CLPK22040303，輸出的最大扭矩為6.594kgf.M=6.594kgf=65.94NM鏈傳動最大傳動效率為0.98（3.7）空心軸的抗扭截面系數(shù)為：（3.8）軸的最大切應力為：（3.9）故軸滿足強度要求。提升傳動空軸校核載車板自重 載車板額定載荷 （3.10）（3.11）為安全和穩(wěn)定起見選用:橫移電機型號明椿CLPK22040503，功率0.4KW，輸出的最大扭矩為151.582kgf.m 151.582kgf.m=1515.82Nm鏈傳動最大傳動效率為0.98（3.12）鋼管型號為60x6空心軸的抗扭截面系數(shù)為（3.13）軸的最大切

35、應力為（3.14）故軸滿足強度要求。3.4.6橫移轉軸的校核圖 3.4 軸受力示意圖上面章節(jié)已求得，起動驅動力矩即最大阻力距：（3.15）電機最大輸出力矩： （3.16）電機功率為0.2KW軸采用45號鋼制造可得（3.17）軸上最小直徑為24mm，可知雖然鍵槽、軸肩與過渡配合所引起的應力集中均將削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉強度較為寬裕確定的，所以截面I，II，B均無需校核。因此，只需要校核截面A。根據(jù)機械原理與設計課本P373，表15-4可得（3.18）（3.19）橫移載車框架自重 : 載車板額定載荷 （3.20）（3.21）（3.22）據(jù)機械設計課本表15-1可知45號鋼許用

36、彎曲應力：。因此，故安全。本章小結：在了解升降橫移式立體車庫工作原理之后，對強度和剛度進行校核，并對橫移機構進行設計，確定橫移電機型號，并對傳動軸進行了校核。4橫移機構的傳動系統(tǒng)設計如圖4-1橫移機構傳動系統(tǒng)結構圖，橫移傳動系統(tǒng)的作用是使上升到位的搬運器平移到指定位置，其傳動主要是靠電機帶動鏈輪使?jié)L輪在軌道上移動。1-后段傳動軸，2-電機，3-前段傳動軸，4-傳動鏈輪圖4.1橫移機構傳動系統(tǒng)結構圖橫移傳動方式為：電機啟動，通過鏈輪鏈條傳動，通過主動鏈輪帶動橫移從動鏈輪，從動鏈輪帶動橫移主軸轉動，導輪通過導軌做直線運動，框架橫移，實現(xiàn)載車板的橫移運動。4.1一層載車板橫移運動第一層1、2、3、4

37、號車位設置在地平面，汽車的存取可在對應位置進行，車輛進入載車板后，只需實現(xiàn)水平橫移的運動方式。4.2其余各層載車板橫移運動第二層5、6、7、8車位是由一個橫移矩形框架與一個懸掛載車板組成，汽車進入載車板后，既要進行水平橫移運動，又要進行垂直升降運動。橫移傳動方式為：橫移減速電機4一橫移主動鏈輪3-鏈條一橫移從動鏈輪1-橫移主軸5-行走輪2-橫移框架7，實現(xiàn)第二層載車板的橫移運動。第三,四，五層的橫移傳動結構和第二層的一樣。5 主要零部件設計與計算5.1 鏈輪的設計5.1.1鏈輪簡介鏈輪是與鏈條相配使用的，大部分情況下鏈輪是為鏈條服務的。在工程應用中其主要用途為傳動、輸送與傳力三種作用。從宏觀上

38、看它們都基本要完成“拔齒”的動作，基本功能是用來傳遞轉矩的。鏈傳動是屬于具有中間撓性件的嚙合傳動零件，它同時具有齒輪傳動和帶傳動的一些特點。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求比較低，鏈輪齒受力情況較好承載能力較大，有一定的緩沖和減震性能，結構輕便與摩擦型帶傳動相比，鏈傳動的平均傳動比準確，傳動效率稍高，并且能在惡劣環(huán)境條件下工作鏈傳動的應用圍很廣，通常中心距較大，平均傳動比要求準確的傳動，環(huán)境惡劣的開式傳動等都可成功采用鏈傳動鏈的使用壽命很大程度上取決于鏈的材料與其熱處理、制造精度等，鏈輪材料應能滿足強度和耐磨性的要求，鏈輪采用中碳鋼制造。五層式立體車庫由于小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，

39、因此對材料的要求也比大鏈輪高，所以鏈輪采用45號鋼。設計鏈輪齒形時，除了要確保鏈條能在鏈輪上順利地嚙入與嚙出與應具有良好的加工工藝性外，還需遵循如下原則：（1）鏈輪齒必須能吸收或傳遞鏈條力，無論是主動輪、從動輪或是惰輪，均要求鏈輪能實現(xiàn)平穩(wěn)和連續(xù)地工作。（2）鏈輪齒必須合理地容納鏈條伸長量以與鏈輪齒的工作面與根圓處的磨損量。（3）鏈輪齒必須與使用時的工況條件相適應。如鏈條運行速度、是否有外來物體落入鏈與鏈輪嚙合部位的可能等。5.1.2鏈輪的設計計算標準GB/T1815002000滾子鏈傳動選擇指導是鏈傳動設計選擇的標準。按此標準設計計算鏈輪如下所示。（1）電機鏈輪的計算標準GB/T181500

40、2000滾子鏈傳動選擇指導是鏈傳動設計選擇標準。按此標準設計計算鏈輪。如圖5-2，鏈輪結構圖。圖5.1鏈輪結構圖1）鏈輪齒數(shù)：鏈輪齒數(shù)z=18；2）配用鏈條的節(jié)距、滾子外徑、排距：查機械設計手冊2表14.2-2得：配用鏈條的節(jié)距p=12.7mm；滾子外徑=7.95mm；排距=32.7mm；3）分度圓直徑D： D=73.136(mm) (4.1)其中p節(jié)距，z主動鏈輪數(shù)。4）齒頂圓直徑：= (mm) (4.2)=73.136+（1-）12.7-7.95(mm) =76.757 (mm) (4.3) 其中D鏈輪分度圓直徑, 滾子外徑?？稍诤椭g選取，但當選時，應注意用展成法加工時又可能發(fā)生頂切，故

41、由=81.061mm =76.757mm5）齒根圓直徑：=D-=73.136-7.95=65.186(mm) (4.4)其中滾子外徑。6）齒側凸緣（或排間槽直徑）：<pcot-1.04h-0.76 h鏈板高，可由機械設計手冊2表14.2-2查的，h=24.13mm 故，<pcot-1.04h-0.76=58.172(mm) (4.5)其中 p節(jié)距z主動連輪齒數(shù)h鏈板高度。所以電機鏈輪齒側凸緣直徑取=56mm。7）軸向齒廓與尺寸：齒寬：p=12.7則，=7.458 (mm) (4.6)齒側倒角：=1.27(mm)齒側半徑：=p=12.7齒全寬：即 =44(mm) (4.7)其中: p

42、t排距,排數(shù)，取雙排鏈，故m=2, 齒側凸緣圓角半徑r=1 mm。（2） 主動輪組鏈輪的計算1）鏈輪齒數(shù)z=14；2）配用鏈條的節(jié)距、滾子外徑、排距：查機械設計手冊2表14.2-2，配用鏈條的節(jié)距p=17.7mm，滾子外徑=7.95mm，排距=29.29mm。3）分度圓直徑D： D=570.73(mm) (4.8) 其中：p節(jié)距，z主動鏈輪數(shù)，齒頂圓直徑。= (mm) (4.9)=57.673+（1-）12.7-7.95(mm) =60.972(mm) (4.10) 其中D鏈輪分度圓直徑, 滾子外徑?？稍诤椭g選取，但當選時，應注意用展成法加工時又可能發(fā)生頂切，故由=64.992mm =60.

43、972mm 4）齒根圓直徑：=D-=57.067-7.95=49.123(mm) (4.11)其中滾子外徑。 5）齒側凸緣（或排間槽直徑）：h鏈板高，可由機械設計手冊2表14.2-2查的，h=24.13mm 故=42.33(mm) (4.12)其中， p節(jié)距z主動連輪齒數(shù)h鏈板高度。所以主動鏈輪齒側凸緣直徑取=40mm。6）軸向齒廓與尺寸齒寬：由p=12.7則 =7.458(mm) (4.13)齒側倒角=1.27(mm)；齒側半徑=p=12.7；齒全寬：即=25(mm) (4.14)其中: pt排距,排數(shù)，取雙排鏈，故m=2, 齒側凸緣圓角半徑r=1 mm。5.2 軸承的選擇本車庫的設計過程中

44、，用到的軸承以徑向力為主，即主要承受徑向載荷，故根據(jù)軸軸承的特點，橫移臺板的主動輪組可選用帶方型座球面球軸承UCP205，橫移臺板的從動輪組可采用帶防塵蓋的深溝球軸承6025-2Z。其主要特點為：主要承受徑向載荷，也可用來承受徑向和軸向聯(lián)合負載，在轉速很高，不宜采用推力軸承時，可用來承受純軸向負載，允許圈軸線相對于外圈軸線。5.3軌道和導輪的設計計算5.3.1導輪的設計（1）選擇導輪的形式由于要求載車板在橫移過程中平穩(wěn)，要求導輪承載能力好，所以選擇雙輪緣導輪（2）車輪踏面形式的選擇：選擇圓柱踏面。（3）導輪材料的選擇：選擇鍛造45鋼（GB/T699）。（4）導輪的熱處理：熱處理以后應該滿足：踏

45、面與輪緣側面硬度HB300380。淬硬層260HB處深度大于等于15mm。（5）導輪精度的要求：導輪踏面直徑尺寸偏差應不低于GB/T1801-1802中規(guī)定的。軸孔的尺寸偏差應該不低于H7.導輪踏面和基準面（其上加工出深1.5mm的溝槽作標記）相對于孔軸的徑向與端面圓跳動應該不低于GB/T1184中規(guī)定的8級。（6）導輪的尺寸D=160mm；D1=190mm；B=90mm；B1=84mm；d=45mm；s=20mm；d1=70mm；D2=100mm；R=5mm5.3.2軌道的設計由于所設計載重導軌符合中小型起重機的車輪。常采用輕型鐵路導軌，其尺寸結構圖如圖5-2。 圖5.2軌道基本尺寸由于導輪

46、尺寸所以對應符合的軌道尺寸應該為A=69.85mm B=69.85mm C=38.10mm D=19.85mm E=37.70mm F=12.30mm t=7.54mm5.4聯(lián)軸器的選擇在本設計中，由于四個導輪在橫向需要同步轉動，所以需要動力導輪和從動導輪間的軸連成一體，而由于結構（拆裝）要求，動力導輪和從動導輪間的軸不可能使用一跟通軸，所以需要從中間斷開，這就需要聯(lián)軸器對其進行連接。根據(jù)需要選擇凸緣連軸器（GB5843-86）圖5.3聯(lián)軸器的安裝位置5.4.1特點結構簡單，工作可靠，裝拆方便，剛性好，成本底，能傳遞較大的轉矩，使用于振動不大，低速和剛性不大的兩軸5.4.2型號與其尺寸 根據(jù)機

47、構需要查簡明機械零件設計手冊根據(jù)軸的直徑d=30mm由表16-6選型號為YLD5的聯(lián)軸器，圖5.4聯(lián)軸器的結構尺寸許用轉矩Mp=63N.m ,許用轉速np=9000 min-1d=30,32L=60L0=124D=105D1=85質量為3.19kg，轉動慣量為0.013kg.m2本章小結：本章主要對橫移傳動系統(tǒng)的設計，橫移系統(tǒng)中各零部件的結構設計和尺寸確定，本章節(jié)中主要依據(jù)機械設計手冊，通過查表，查圖進行尺寸的設計與計算。6總 結通過查閱網絡各種相關的立體車庫資料，以與在學校圖書館數(shù)據(jù)庫的利用，現(xiàn)在已經了解車庫的橫移機構裝置的工作原理、使用等，根據(jù)車庫容量完成驅動電機的選型，并對立體停車庫的機械機構部分設計