簡易液壓升降立體車庫設(shè)計資料

1、本科畢業(yè)設(shè)計 說明書題目：簡易液壓升降立體車庫設(shè)計院（部）：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械工程及自動化班級：機(jī)械08082008072087姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：周海濤完成日期：摘要伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及汽車工業(yè)的發(fā)展，人們收入的提高，政府 鼓勵支持汽車進(jìn)入家庭及一系列相關(guān)優(yōu)惠政策的實施，城市小區(qū)以及各停車場汽車數(shù)量越來越多，在一些車站、碼頭、廣場、飯店、商業(yè)中心、住宅區(qū)，怎么樣 能夠充分利用有限的城市空間，最大限度停放汽車已成為一個大的社會問題。人 們探索各種解決之道，最終無障礙停車車庫走入人們的視線，這是由于無障礙停 車車庫以其平均單車占地面積小的獨特特性，現(xiàn)在已經(jīng)被逐漸推廣并被廣大用戶

2、接受。同時由于家庭單用戶的增多，簡易升降式車庫得到快速發(fā)展。而簡易升降 式車庫的驅(qū)動系統(tǒng)通常采用電機(jī)驅(qū)動，這取決于傳動的特點及其優(yōu)點，本文就是 對簡易升無障礙停車車庫的機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動以及控制的設(shè)計計算，通過對機(jī)械部 分具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算、驅(qū)動部分力計算校核、以及其他輔助元件的設(shè)計選擇， 使得無障礙停車車庫結(jié)構(gòu)更加合理、安全，提高驅(qū)動的效率以及無障礙停車車庫 的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：簡易無障礙停車車庫； 機(jī)械機(jī)構(gòu)；驅(qū)動元件；輔助元件The Design of Simple Lift GarageAbstractWith the rapid development of the social econo

3、my and auto industry, and the dramatic in crease of people's in come ,the gover nment en couraged family to buy more cars, and supported a series of preferential policies related to the implementation of the urban area as well as an increasing number of car parking to carry out. In some stati on

4、s, docks, squares, hotels, commercial cen ters and reside ntial areas, how to make full use of limited urban space to maximize the parked cars has become a major social problem. People come up with the various solutions .Finally the simple lift garage brings people's attention .Because the avera

5、ge bicycle parking area is small for its unique properties, and has now bee n gradually exte nded by the user to acceptAt the same time, the in crease use of sin gle-user home results in the rapid developme nt of easy parking of cars. The simple lift garage is usually driven by hydraulic drive syste

6、m, which depending on the characteristics and advantages of the hydraulic drive .This article is parking on the simple mechanical structure, hydraulic drive and control the design and calculation, through the mechanical part of the specific structure of the design calculations, and checking hydrauli

7、c driving force calculation part, hydraulic source .Other support ing eleme nts of desig n opti ons, which making the easy parking structure more rational and safe, improve the efficiency of hydraulic drive and park ing in the economy.Key words： Simple hydraulic movements of the garage; machinery se

8、ctor; hydraulic driver; auxiliary components1.1 簡易液壓升降式車庫的特點及研究意義伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及汽車工業(yè)的發(fā)展，人們收入的提高，政 府鼓勵支持汽車進(jìn)入家庭及一系列相關(guān)優(yōu)惠政策的實施，城市小區(qū)以及各停車 場汽車數(shù)量越來越多，在一些車站、碼頭、廣場、飯店、商業(yè)中心、住宅區(qū)， 怎么樣充分利用有限的城市空間，最大限度停放汽車已成為一大的社會問題。 人們探索各種解決之道，最終立體車庫走入人們的視線，這是由于立體車庫以 其平均單車占地面積小的獨特特性，現(xiàn)已經(jīng)被逐漸推廣并被廣大用戶接受。立體車庫作為一種立體的車庫結(jié)構(gòu)，也可以說是一種機(jī)電一體化產(chǎn)

9、品，既 有機(jī)械部分，還有電控制機(jī)構(gòu)、驅(qū)動部分等，驅(qū)動有液壓傳動、氣壓傳動、電 動傳動。立體車庫是在立體的空間完成升降的工作動作，將汽車放在垂直的空 間內(nèi)，拓展了城市停車的空間，改善了城市的停車的壓力。它可在PLG單片機(jī)等程序控制的條件下，采用氣壓、液壓傳動方式完成升降、橫移、垂直運(yùn)動， 實現(xiàn)小汽車在車庫內(nèi)的運(yùn)輸存放，立體車庫與地下車庫相比可更加有效地保 證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個設(shè) 備便不會運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗 電量 比工人管理的地下車庫低得多。 機(jī)械車庫一般

10、不做成套系統(tǒng)， 而是以 單臺集裝而成。這 樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅 區(qū)的每個組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對眼下車庫短 缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。簡易液壓升降式車庫主要包括液壓舉升裝置、汽車支撐裝置、動力傳 動系統(tǒng)、機(jī)械固定部件及動作控制部分組成。通過汽車支撐裝置將汽車穩(wěn) 定在立體車庫上，當(dāng)液壓動力傳動系統(tǒng)開始運(yùn)行時，推動舉升裝置運(yùn)動， 從而完成車取車或者停車的目的，整個立體車庫還是要固定在地面上，從 而就需要到機(jī)械固定部件的固定作用。隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展， 簡易升降式車庫行業(yè)將成為一個充滿生機(jī)的 朝陽行業(yè)， 簡易升降式車庫的技術(shù)也將得

11、到長足的發(fā)展， 總體來說， 要從根本上解決城市的停車問題，簡易升降式車庫的普遍推廣是必然的趨勢。 停車位的空缺 還很大，并且現(xiàn)在存在車庫挪用等一系列現(xiàn)象，也是停車位比實際統(tǒng)計的還要少。 從近兩年立體停車設(shè)備停車位的增長速度一直保持在50%以上就能看出來，簡易升降式車庫的普遍應(yīng)用的大勢是不可改變的，這一市場有著廣闊的前景。1.2立體車庫的類型及特點（1）升降橫移類機(jī)械式立體車庫：采用以載車板升降或橫移存取車輛的機(jī) 械式立體車庫。特點：由于型式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，對地的適應(yīng)性較強(qiáng)，因此使用十分 普遍。鋼結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、鏈條傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)措施等。 在立體車庫的市場份額約占70%

12、不足點：每組設(shè)備必須留有至少一個空車位；為鏈條牽動運(yùn)行過程不具有防 止傾斜墜落功能。升降橫移類機(jī)械式立體車庫如圖1.1所示。圖1.1升降橫移類機(jī)械式立體車庫（2）垂直循環(huán)類機(jī)械式立體車庫：采用垂直方向做循環(huán)運(yùn)動來存取車輛的機(jī) 械式立體車庫。特點：省地,在58mi的地方建起大型垂直循環(huán)類機(jī)械停車庫， 可容納34輛轎 車，可省去購置土地的大量費用。在立體車庫的市場份額約占3-5%。不足點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有完善的閉鎖和監(jiān)測系統(tǒng)，采用足夠的安全措施 和消防系統(tǒng)，相對比較故障率高。最遠(yuǎn)車位一般一次取車需2分鐘，高峰取車時 間依次取車時間過長，依次取車第20輛約需30分鐘以上，實用性差，因此有的用戶開始

13、拆除（3）水平循環(huán)類機(jī)械式立體車庫 ： 采用一個水平循環(huán)運(yùn)動的車位系統(tǒng)來存 取停放車輛的機(jī)械式立體車庫。特點：可以省去進(jìn)出車道， 提建于狹長地形的地方， 降低拉通風(fēng)裝置的費用， 若多層重疊可為大型停車場。但因一般只有一個出入口，所以存取車時間較長。 在立體車庫的市場份額約占 3-5%。不足點：但因一般只有一個出入口， 所以存取車時間較長， 最遠(yuǎn)車位一般一次取 車需 2 分鐘，高峰取車時間依次取車時間過長， 依次取車第 20輛約需 30分鐘以 上，實用性差，因此有的用戶開始改造。（4）多層循環(huán)類機(jī)械式立體車庫 ： 采用通過使載車板作上下循環(huán)運(yùn)動而實 現(xiàn)車輛多層存放的機(jī)械式立體車庫。特點：無需坡道

14、，節(jié)省占地，自動存取，建于地形細(xì)長且地面只允許設(shè)置一 個出入口的場所。在立體車庫的市場份額約占 1-2%。 不足點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 相對比較故障率高。 最遠(yuǎn)車位一般一次取車需 2 分鐘， 高峰取車時間依次取車時間過長， 依次取車第 20輛約需 30分鐘以上，實用性差， 因此有的用戶開始改造。（ 5） 平面移動類機(jī)械式立體車庫：在同一層上用搬運(yùn)或起重機(jī)平面移動車 輛或泊車板平面橫移存取車輛， 亦可搬運(yùn)機(jī)和升降機(jī)配合實現(xiàn)多層平面移動存取 車輛的機(jī)械式立體車庫。特點：一般設(shè)置在地上或半地下，準(zhǔn)無人方式，地平面層為自走式，不僅降 低建立立體車庫投資費用， 而且地平面層可停放大尺寸車輛。 在立體車庫的市

15、場 份額約占 2-3%。不足點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對比較故障率高。 存車超過 20 輛時，高峰取車時間 依次取車時間過長，依次取車第 20輛約需 30分鐘以上，實用性差。（ 6） 堆垛類機(jī)械式立體車庫 ：以巷道堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)將進(jìn)到搬運(yùn)器的 車輛水平且垂直移動到存車位，并用存取機(jī)構(gòu)存取車輛的機(jī)械式立體車庫。特點：巷道堆垛類立體停車庫設(shè)備是 20世紀(jì) 60年代后歐洲根據(jù)自動化立體 倉庫原理設(shè)計的一種專門用于停放小型汽車的立體立體車庫。是一種集機(jī)、光、 電、自動控制為一體的全自動化立體立體車庫， 它的出現(xiàn)解決了人們希望解決的 大型自動化停車難題； 全封閉車庫， 存車安全等特點。 該類車庫主要適用于

16、大型 密集式存車。在立體車庫的市場份額約占 3-5%。不足點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 設(shè)有完善的閉鎖和監(jiān)測系統(tǒng)， 采用足夠的安全措施 和消防系統(tǒng)， 相對比較故障率高。 最遠(yuǎn)車位一般一次取車需 2 分鐘，高峰取車時 間依次取車時間過長， 依次取車第 20 輛約需 30分鐘以上， 實用性差， 因此有的 用戶開始改造。（ 7）垂直升降類機(jī)械式立體車庫 ：垂直升降類汽車立體車庫亦可稱為塔式立 體立體車庫，通過提升機(jī)的升降和裝在提升機(jī)上的橫移機(jī)構(gòu)將車輛或載車板橫 移，實現(xiàn)存取車輛的機(jī)械式立體車庫。特點：整個存車庫可多達(dá)2025層，即可停放4050輛車，占地面積不到 50m2 ，空間利用率最高。適宜建筑在高度繁華

17、的城市中心區(qū)域以及車輛集中停 放的集聚點。在立體車庫的市場份額約占 3-4%。不足點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 設(shè)有完善的閉鎖和監(jiān)測系統(tǒng)， 采用足夠的安全措施 和消防系統(tǒng)， 相對比較故障率高。 最遠(yuǎn)車位一般一次取車需 2 分鐘，高峰取車時 間依次取車時間過長， 依次取車第 20 輛約需 30 分鐘以上， 實用性差， 因此有的 用戶開始改造。（ 8） 簡易升降式立體車庫：車位分成上、下二層或二層以上，借助升降機(jī) 構(gòu)或俯仰機(jī)構(gòu)使汽車存入或取出的簡易機(jī)械式立體車庫叫做簡易升降式立體車 庫。簡易升降式立體車庫一般為準(zhǔn)無人方式，即人離開后移動汽車的方式。特點：這類立體車庫的結(jié)構(gòu)簡單、 操作容易， 多用于私人住宅、

18、 企事業(yè)單位、 地下室等。 該類立體車庫可充分利用地下室空間場所， 在面積一定時將至少增加 二倍以上的停車位。（ 9） 汽車專用升降機(jī) ：汽車專用升降機(jī)是專門用作不同平面的汽車搬運(yùn)的 升降機(jī)，它只起搬運(yùn)作用，無直接存取的作用。特點：可以代替汽車進(jìn)出車庫的斜坡道，大大節(jié)省空間，提高車庫利用率， 汽車專用升降機(jī)常用于地下或樓層、屋頂或建筑內(nèi)自走式車庫存取汽車的搬運(yùn)。由于簡易升降式車庫廣闊的市場和發(fā)展空間， 以及目前簡易升降式車庫技術(shù) 的不成熟，特選擇簡易升降式車庫為本設(shè)計題目1.3 簡易液壓升降式車庫的工作原理立體車庫主要由底板來支撐汽車， 而底板是通過螺栓聯(lián)接在底架上， 當(dāng)有汽 車需要?？繒r，

19、液壓站提供液壓動力， 推動液壓缸運(yùn)動， 使得活塞桿推動立體車 庫底板下的底架，底架與四個立柱間由導(dǎo)軌來導(dǎo)向，根據(jù)設(shè)定的活塞桿的行程， 底板到達(dá)指定的高度，然后汽車緩慢停在底板上。在正常車位情況下， 當(dāng)需要取車的時候， 由于本簡易液壓升降式車庫由兩層 組成，取上層車的時候，直接將其開出即可，如果取下層車，開啟液壓系統(tǒng)，通 過液壓缸的活塞桿推動剪叉結(jié)構(gòu)， 從而推動底板底架到與地面相平， 然后將其開 出。本 簡 易 液 壓 升 降 式 車 庫 的 結(jié) 構(gòu) 如 圖 1.2 所 示 。圖 1.2 簡易液壓升降式車庫結(jié)構(gòu)1.4 簡易液壓升降式車庫的結(jié)構(gòu)組成及其功能簡易液壓升降式車庫主要是由四個支柱、導(dǎo)軌、

20、車庫底板、車庫底架、剪叉 舉升機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、擋停部件、加強(qiáng)桿等組成。下面對各主要組成機(jī)構(gòu)部分進(jìn) 行分析。（ 1） 支柱和導(dǎo)軌立體車庫的四個支柱是由鋼板焊接而成，初步選定的鋼板厚度為10mm根據(jù)其擠壓強(qiáng)度選擇鋼板的材料為 Q235焊接后的支柱長、寬、高定為：150X 100 x 6000mm導(dǎo)軌只是起到導(dǎo)向的作用，在本設(shè)計中將4個導(dǎo)軌直接焊接在支柱上， 因為車庫底板的升降主要是由剪叉機(jī)構(gòu)和液壓驅(qū)動來完成的， 所以導(dǎo)軌與底架間 的摩擦較小。支柱通過抓地螺栓與地面聯(lián)接，使得支柱站立在地面上。（ 2） 車庫底板立體車庫的底板選用45鋼，厚度為3mm為了便于底板的安裝與地坑下定 期的衛(wèi)生清理和維修，

21、每層的底板由兩個小底板組成， 其中每個小底板長、 寬設(shè) 計為3000x2500mm鋼板通過M10普通螺栓與底板底架聯(lián)接起來。（ 3） 車庫底架底架在立體車庫中起到舉足輕重的作用， 對該立體車庫強(qiáng)度安全、 結(jié)構(gòu)安全 和升降的穩(wěn)定有著關(guān)鍵性作用。由于其特殊的作用，底架的材料也選為 45鋼， 底架選用厚度和寬度為 20x50mm長度分別為2400mm 2500mm 60000mn!勺矩形 鋼材，鋼柱間通過焊接連接到一起因為底板比較大，底架需要多個連接來支撐， 同時由于需要導(dǎo)向定位，在底架上焊接導(dǎo)向連接機(jī)構(gòu)，整體底架如圖 1.3 所示。圖 1.3 底架（ 4） 剪叉舉升機(jī)構(gòu) 剪叉舉升機(jī)構(gòu)的組成部分較多

22、，剪叉結(jié)構(gòu)叉架選用 45鋼，同時滾輪與導(dǎo)軌 也采用 45 鋼，其外形結(jié)構(gòu)如圖 1.4 所示。（ 5） 液壓系統(tǒng) 在本設(shè)計中采用液壓作為驅(qū)動系統(tǒng)，液壓源采用獨立的液壓站提供液壓動 力，通過調(diào)節(jié)液壓的同步系統(tǒng)， 使兩個液壓缸同步動作， 完成液壓缸活塞桿伸縮。（ 6） 擋停部件當(dāng)汽車開始駛?cè)肓Ⅲw車庫的底板上時， 需要一個定位裝置， 擋停部件就充當(dāng) 了這一角色，擋停部件主要就是一個帶斜度的鐵塊， 當(dāng)駕駛員駕駛汽車駛?cè)胲噹欤?感覺到前輪與擋停部件有突然的碰撞的時候， 說明汽車到達(dá)指定位置， 此時停車。圖 1.4 剪叉結(jié)構(gòu)1.5 簡易液壓升降式車庫的優(yōu)越性在眾多的停車設(shè)備中， 簡易液壓升降式車庫的優(yōu)點較突

23、出， 表現(xiàn)在下幾個方 面：（ 1） 結(jié)構(gòu)簡單、操作容易。（ 2） 占地面積較小，使用范圍較靈活。多用于私人住宅、企事業(yè)單位、地下室 等。該類立體車庫可充分利用地下室空間場所， 在面積一定時將至少增加 二倍以上的停車位。（ 3） 隨著中國家庭汽車量的增大，其市場發(fā)展空間較大，經(jīng)濟(jì)效益較好。2 簡易液壓升降式車庫機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 概述簡易液壓升降式車庫的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計在立體車庫中有著重要的作用， 主框架 部分、載車板部分和傳動舉升系統(tǒng)是立體車庫的主要結(jié)構(gòu)組成部分， 住框架部分 幾乎承擔(dān)著整個簡易液壓升降式車庫的總量， 而且它的輕重、穩(wěn)定性和可靠性還 影響著整個立體停車庫的重量、材料和成本的多少以及

24、安全性，所以如何設(shè)計主 體框架部分、載車板部分和傳動舉升系統(tǒng)成為影響整個立體停車庫的關(guān)鍵因素。傳動舉升系統(tǒng)主要功用是傳遞原動機(jī)的功率， 變換運(yùn)動的形式以實現(xiàn)預(yù)定的 要求。傳動裝置的性能、質(zhì)量及設(shè)計布局的合理與否，直接影響機(jī)器的工作性能、 重量、成本及運(yùn)轉(zhuǎn)費用，合理擬定傳動方案具有十分重要的意義。 一般常用以下 幾種傳動方案：方案一：皮帶傳動可用于兩軸中間距較大的傳動。優(yōu)點： 緩和沖擊、 吸收震動、噪音少、成本低、保養(yǎng)維修較方便； 變化傳動比。缺點： 皮 帶傳動易打滑，傳動比不準(zhǔn)確 抗熱性差，抗過載能力差，易衰老 傳動 阻尼大，特別是在冷車時 使軸承側(cè)向受力過大 簡單點說，就是皮帶傳動優(yōu) 點有中

25、心距變化范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，有緩沖載荷和安全保護(hù)作用，缺 點是外徑尺寸大，效率低，傳動比不準(zhǔn)確，使用壽命短。方案二：鏈傳動舉升，平均傳動比準(zhǔn)確，工作可靠，效率較高；傳動功率大， 過載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動尺寸??；可在惡劣環(huán)境中工作；易于實現(xiàn)較大中 心距的傳動；結(jié)構(gòu)輕便，成本低。方案三：鋼絲繩舉升，鋼絲繩傳動的特點：優(yōu)點是鋼絲繩傳動可以獲得較大 的提升高度，適合傳動長度較大的傳動，造價比較低，能有效降低制作成本，缺 點是因為需要外加鋼絲繩桶和剎車盤增加了安裝調(diào)試的時間和造價。方案四：液壓傳動舉升，傳動準(zhǔn)確平穩(wěn)，承載能力高，可實現(xiàn)無極調(diào)速，傳 動功率較大，驅(qū)動力大。好的傳動方案除應(yīng)滿足工

26、作機(jī)的性能和適應(yīng)工作條件外， 還應(yīng)尺寸緊湊、成 本低廉，傳動效率高等。綜上所述，選擇液壓傳動舉升方案更加合理，所以我們的傳動系統(tǒng)采用液壓傳動形式。2.2 機(jī)械主體結(jié)構(gòu)設(shè)計主框架體系的基本構(gòu)成是由立體車庫的底板、 底架、支柱等組成， 底板與底 架通過普通螺栓聯(lián)接起來， 這種結(jié)構(gòu)體系通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎剛度來抵抗側(cè)向力 的作用。主框架體系基本上都是由變形限值作為設(shè)計的控制條件， 梁柱的截面尺 寸主要由結(jié)構(gòu)的剛度而不是強(qiáng)度來決定。 在具體的設(shè)計過程中， 所選的梁柱截面 尺寸如果滿足了規(guī)范對層間位移的限制要求，構(gòu)件的承載力一般也能滿足要求。本立體車庫主要是為了存取小轎車而設(shè)計的， 故車庫的底板以及底架大

27、小要 依此小轎車而定。外形尺寸為：長 5500寬2000高1800mm該型車的車自重 2.5t ，根據(jù)車庫設(shè)計的技術(shù)要求， 將立體車庫底板的尺寸定為： 長 6000 寬 2500 高2000mm這樣的尺寸，不僅可以滿足轎車出入時的安全性，還最大限度的減 少了停車所用的空間， 十分符合建在小區(qū)內(nèi)的車庫的技術(shù)要求， 并且提高了工程 的經(jīng)濟(jì)性。2.2.1 支柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)所選車型的高度，以及其他余量高度，本設(shè)計中支柱的高度選為6000mm由于支柱只要起到導(dǎo)向支撐，以及方便安裝的作用，故其材料選為Q235 支柱截面的長 寬為150 100mm其中支柱截面部分尺寸如圖 2.2所示。圖 2.1 支柱截面

28、支柱與地面連接處的支柱底座設(shè)計尺寸為直徑為300mm厚度為15mm由于支柱并不起到對車庫的支撐作用，故無需校核222底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核根據(jù)車庫設(shè)計的技術(shù)要求，需要用到兩個規(guī)格相同的底板，兩個底板并列聯(lián) 接到車庫底架上，底板將立體車庫底板的尺寸定為：長3000寬2500厚3mm底板并列聯(lián)接后的尺寸為6000 2500 3mm.由于對應(yīng)力的承受能力要求較高，故底板的材料選為45鋼。將底板聯(lián)接到底架上采用普通螺栓聯(lián)接，底板上需要加工的螺栓通孔設(shè)計直 徑為12mm數(shù)目為21個螺栓。螺栓孔的位置設(shè)計在板上為距離板的邊緣25mm處，螺栓孔在板上的分布。應(yīng)力校核當(dāng)汽車停在底板上時，由于每個車輪與底板的接觸

29、面積為 0.02平方米，總 的接觸面積為0.08平方米，當(dāng)人在車?yán)锩?，再加上其他?fù)重，以及汽車的自重， 底板受到的力G=人重+自重+車F= (75+20+250010=25950N45鋼的抗拉強(qiáng)度400M pa底板上接觸面的擠壓應(yīng)力F 2595032437.5paA 0.08故材料及其底板尺寸選擇滿足要求，強(qiáng)度校核安。底架的結(jié)構(gòu)設(shè)計底板的外邊框架采用矩形實心的鋼材，鋼材規(guī)格為寬厚為50 20mm兩個寬邊長度為2500mm長邊框架長度為6000mm長寬框架通過焊接技術(shù)將其連接 起來，框架的中間設(shè)計一個長 寬 厚為2500 100 20mm勺實心鋼架。由于底板 框架跨度較大，需要加強(qiáng)鋼架對其強(qiáng)度加

30、強(qiáng)，加強(qiáng)架鋼材選為角鋼，并與底板框 架通過焊接連接起來，角鋼的規(guī)格選為50 50mm在底板框架的長邊方向中心位 置焊接一個加強(qiáng)架，在寬邊方向?qū)ΨQ焊接兩個加強(qiáng)鋼架，其長度分別為設(shè)計為 2500mn和 6000mm 見圖 1.3 2.3剪叉結(jié)構(gòu)設(shè)計 該簡易液壓升降車庫的升降結(jié)構(gòu)部分采用剪叉結(jié)構(gòu)形式，因為剪叉升降結(jié)構(gòu) 制造容易，價格低廉，堅實耐用，便于維修保養(yǎng)等特點，在民航、交通、冶金等 行業(yè)逐步得到廣泛應(yīng)用。首先要確定液壓缸也叉架桿的鉸接處，由于車庫底架的寬度 B為2.5m，所 以將剪叉結(jié)構(gòu)的叉架的長度I設(shè)計為2m當(dāng)液壓缸下降到最低位置處，及剪叉升 降臺下降到最低位置時，設(shè)計叉架桿與地面的最小夾角

31、為0=14°,此時液壓缸處于最大的工作壓力狀態(tài)，根據(jù)公式tan1 tan I a可求得液壓缸與地面的夾角最小 °。同時由于a未知(a為活塞桿與叉架桿鉸接處與叉架桿的一端最短距離)， 但是考慮到剪叉架升降的位移關(guān)系及其車庫底架寬度，又因為活塞推力與臺面荷 重量關(guān)系式2I cosasin( )丨 sin( )得知在不變的情況下， 與成反比設(shè)計但是考慮到剪叉架升降的位移關(guān)系及其 車庫底架寬度，a為0.9m，所以得出o=33°，當(dāng)剪叉架與地面的夾角最小的時 候液壓缸的荷重最大。叉架桿是剪叉結(jié)構(gòu)的基本組成構(gòu)件，也是關(guān)系到整個舉升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵， 是最主要的舉升部分，是主要的

32、受力機(jī)構(gòu)，對其設(shè)計成功與否關(guān)系到整個設(shè)計的 成敗，由于其進(jìn)行材料選擇，選為 45鋼，熱軋鋼板，具體的叉架桿結(jié)構(gòu)外形如 圖2.2所示。圖2.2叉架桿結(jié)構(gòu)外形確定叉架桿的結(jié)構(gòu)材料及尺寸(1) 對叉架桿進(jìn)行受力分析首先對每個叉架的名稱編號如圖2.3所示圖2.3叉架外形及編號對于桿3和桿4的活動鉸聯(lián)接在水平方向上除了摩擦力沒有其他力， 故可以 對其水平方向上的受力忽略不計，只對豎直方向受力考慮，現(xiàn)對桿3進(jìn)行受力分 析，如圖2.6所示。圖2.4桿3受力首先計算液壓缸的最大載荷，設(shè)人的重量為M人=80kg底板架的質(zhì)量底板架及其支撐桿質(zhì)量M 1 V 7.85 2.5 6 3353.25kg設(shè)汽車駕駛員的重量

33、為80kg，所以最大總荷載W= （M1+M 人+M 車）X 10=(353.25+80+2.5X 1000x2)x 10=54332.5N本設(shè)計中用兩個二級剪叉結(jié)構(gòu)，兩個結(jié)構(gòu)對稱分布，所以每一級剪叉結(jié)構(gòu)的A1D1B干受力 W/2=27166N根據(jù)力學(xué)知識得出，當(dāng)叉架升降結(jié)構(gòu)處于最低位置，即0=14°時，所受彎矩最大如圖2.7所示。圖2.5桿3所受彎矩W 丄丄.2 C0S 2 2 Wcos .Mmax -(228 I 13256Nm(2.7)升降結(jié)構(gòu)最高位置，即=40°時，桿所受的軸向力最大，如圖2.8所示。D*圖2.6桿3所受軸向力分析圖ND1 BW .sin=7984NN

34、BA1W .sin=-7984N桿4的受力情況與桿3的受力情況一樣下面對桿1進(jìn)行受力分析，如圖2.9所示對D點進(jìn)行力矩分析：p- si n(23Ww 1FanI sinI coscos42 2可得 Fan=17316.5NF面繼續(xù)計算彎矩關(guān)系式，對上圖轉(zhuǎn)化后進(jìn)行分析如圖2.10所示p5ln（e（+6）/2A匚艮AF wtsiniH-W 匚 口三口/4Wcasa/z圖2.8桿1所受力矩根據(jù)以上條件畫彎矩圖代入個力的數(shù)值， 最大彎矩在C點，同時最大軸向力也在C點，從而得出最大彎矩 M max =54668Nm。計算軸向力，同樣將桿1的受力分析圖轉(zhuǎn)化為軸向力圖分析，如下圖2.11所示。ACBI圖2.

35、9桿1的軸向力分析圖計算分析后得出，CD段所受的軸向力最大，F(xiàn)cd= 76820N,將計算出的桿3和桿4的最大軸向力和最大彎矩與桿1比較，都小于桿1,故只對桿1在此狀態(tài) 下進(jìn)行應(yīng)力狀態(tài)分析以及校核。計算該狀態(tài)下的應(yīng)力，設(shè)叉架桿的截面面積 A=bx h則該應(yīng)力狀態(tài)下的工作應(yīng)力為Mmax6bh2NcA157.6Mpa ,其中 一叉架桿實際工作應(yīng)力，材料需用應(yīng)力170Mpas 材料的極限應(yīng)力，45鋼的s為340Mpan安全系數(shù)，數(shù)值應(yīng)該大于1，本設(shè)計中采用n為2根據(jù)要求選擇h=70mm由上式可以看出彎矩對工作應(yīng)力的影響較軸向力要顯著的多，所以在計算時應(yīng)該以最大彎矩為主要的計算對象，桿1所受的最大工作

36、應(yīng)力，桿1的C截面擁有最大彎矩，即可以認(rèn)為C截面擁有最大的工作應(yīng)力，我們按照最大工作 應(yīng)力來選取合適的叉架桿的截面，將 h=70mn代入上式：最大的工作應(yīng)力=163.4Mpa < 170Mpa b 27mm，這里取b= 30 mm,即叉架桿的截面為A1=bx h=70X 30 mm2(2) 叉架桿鉸接處校核桿1和桿3的鉸接處B所受的垂直載荷最大，故對其鉸接校核，此處的面積2A2=BX H=600mm所受最大載荷F=W/4=10112N因此所受載荷=F/A=168.5 Mpa< s =170Mpa故該處鉸接強(qiáng)度滿足安全要求,因此其他的鉸接處同樣滿足強(qiáng) 度安全要求。2.3.2 叉架橫軸

37、的設(shè)計選取連在活塞桿端部的橫軸.根據(jù)總體結(jié)構(gòu)布局確定橫軸的長度為500mm,因為液壓缸是單耳環(huán)聯(lián)接，耳環(huán)內(nèi)徑為50mm因為耳環(huán)與橫軸間在工作時有相對 轉(zhuǎn)動,所以設(shè)計橫軸的直徑d為48mm單耳環(huán)的寬度值為60mm#叉桿要聯(lián)接到橫 軸處得孔進(jìn)行加長處理，是兩者接觸面積適當(dāng)?shù)脑龃髞頊p少彎曲應(yīng)力及其剪應(yīng)力 按照圖2.13對橫軸進(jìn)行受力分析。當(dāng)a =14°時，p=73644N所以Ra Rb =36822N作用于橫軸上的力p是均勻分布的，分布距離為60mm所以力的分布均為：q=p/L = 73644/0.06=1.23 X 106 N/m截面O上的最大彎矩為M=RAX0.235-q X 0.03

38、 X 0.03/2=8099.7Nm截面C和截面D上的剪力Q=Ra =36822N,所以彎曲應(yīng)力為M -32 25.2Mpa <剪切應(yīng)力Q 14.3Mpa<-d34均滿足安全要求，故尺寸設(shè)計合理。3動力系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的設(shè)計和選擇3. 1選擇電動機(jī)1）按照設(shè)計的車庫大小，提升的高度為 2000mm選取提升和下降和過程都是45s完成，而且這一過程是勻速的，這樣就可以 計算出提升的速度：2000V44.4mm/s45有電動機(jī)驅(qū)動液壓系統(tǒng)來帶動立體車庫的運(yùn)動， 電動機(jī)卷筒正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)載車 板的提升和下降。計算所需的功率：p -FKW1000其中：F,工作機(jī)構(gòu)的有效阻力（N）V，工作機(jī)構(gòu)的速

39、度（m/s），工作機(jī)構(gòu)自身的傳動效率。由于是采用液壓缸來實現(xiàn)舉升和下降，采用垂直提升方式，由此可以計算出總的工作阻力F1=（人重+車重+載車板重）X 10=（80+2.5 X 1000X 2+353.25） X 10=54332.5NFV100054332.5 0.0441000 0.972.46KW上式中取 =0.97但實際情況需要將功率擴(kuò)大些，R=110%P=2.46< 1.1=2.7kw計算卷筒的轉(zhuǎn)速進(jìn)一步選取電機(jī)有機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計上公式:nw60 1000v ,.r / minD60 1000 0.044r/min5001.682r/min選擇電機(jī)YZR132M2-63.2 液壓

40、系統(tǒng)的設(shè)計剪叉舉升機(jī)構(gòu)主要是完成升降的動作， 其升降驅(qū)動采用全液壓系統(tǒng)，這是因 為采用液壓系統(tǒng)有以下特點：（1）在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)生更多的動力， 在同等的功 率下，液壓裝置的體積小，重量輕，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓馬達(dá)的體積和 重量只有同等功率電機(jī)的12%（2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應(yīng)快，液壓裝置易于 實現(xiàn)快速啟動，制動和頻繁的換向。（3） 液壓裝置可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，（調(diào)速范圍可達(dá)到2000）,還可 以在運(yùn)行的過程中實現(xiàn)調(diào)速。（4）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，他對液體壓力，流量和流動方向易于進(jìn)行調(diào) 解或控制。（5）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護(hù)。（6）

41、液壓元件以實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化，壓也系統(tǒng)的設(shè)計制造和使 用都比較方便。當(dāng)然液壓技術(shù)還存在許多缺點，例如，液壓在傳動過程中有較多的能量損失， 液壓傳動易泄露，不僅污染工作場地，限制其應(yīng)用范圍，可能引起失火事故，而 且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動平穩(wěn)性及正確性。對油溫變化比較敏感，液壓元件制造精 度要求較高，造價昂貴，出現(xiàn)故障不易找到原因，但在實際的應(yīng)用中，可以通過 有效的措施來減小不利因素帶來的影響。液壓系統(tǒng)的基本方案液壓執(zhí)行元件主要是液壓缸和液壓泵， 前者主要是實現(xiàn)直線運(yùn)動，后者完成回轉(zhuǎn) 運(yùn)動。本方案米用兩個完全相同的液壓缸，其運(yùn)動完全同步。確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)參考升降產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)可知起升高度為 2000mm寸，平均起升時間為45s設(shè)計 成本簡易液壓立體車庫最小起升時間為 40s最大起升時間為50s，由此可計算出 執(zhí)行元