的機電一體化專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計

1、Design of The vertical lift ParkDu Qian-qian, Meng Ling-qi, (School of Mechanical Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou, Henan, 450001)Abstract: According to the existing parking tense situation and the low efficiency of the planar park in the city, a vertical lift park is designed, and then

2、it can improve or solve this parking problem. The design uses the actual data, so it can be directly applied to the practice.Keywords: park; vertical lift; sprocket gear; bracket 0.引言隨著我國經(jīng)濟不斷的發(fā)展，各大、中、小城市中轎車的使用量也不斷地提高。垂直升降式停車場不僅能夠滿足城市停車的基本的停車功能，同時能又與城市環(huán)境合為一體。1.停車場的整體結(jié)構(gòu)1 垂直升降式停車場，是基于鏈傳動的基本原理和功能而開發(fā)設(shè)計的，

3、其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。2.系統(tǒng)參數(shù)的分析和設(shè)定本停車場的目標(biāo)停車車型為各小、中、大型轎車，具體尺寸如表1所示。表1 停車場的目標(biāo)停車車型Tab1 The expectant car style of the park停放車型長寬高/mm重量/kg?。╔）=4400*1750*1450=1300中（Z）=4700*1800*1450=1500大（D）=5000*1850*1550=1700圖1 垂直升降式停車場示意簡圖Fig1 The schematic map of the vertical lift park1 上鏈輪 2上鏈輪軸 3 托車架 4 上鏈輪支架 5 上橫梁 6下橫梁 7 彈簧

4、8 鏈條 9下鏈輪軸 10 下鏈輪 11懸臂梁1 upper sprocket gear 2 upper sprocket gear shaft 3 bracket 4 upper sprocket gear plank 5 upper beam 6 lower beam 7 spring 8 chain 9 lower sprocket gear shaft 10 lower wheel 11 cantilever根據(jù)目標(biāo)停車車型的具體尺寸，初定各方面系統(tǒng)數(shù)據(jù)如下所示。1.托車架的最大負(fù)載： (1)2.鏈輪的分度圓直徑： (2)3.系統(tǒng)整體最大負(fù)載力： (3)4.系統(tǒng)整體最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩停車場的

5、控制系統(tǒng)使用先進的PLC控制技術(shù)，能夠保證鏈輪兩側(cè)車輛差最多不會超過3輛，設(shè)定最大偏載為3輛，再進行系數(shù)裕度擴大，設(shè)定裕度系數(shù)為1.2，把最大偏載轉(zhuǎn)矩和系統(tǒng)啟動轉(zhuǎn)矩綜合成3輛車的1.2倍偏載，即系統(tǒng)整體最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： (4) 5.系統(tǒng)的最大運行功率 分析該停車場系統(tǒng)，設(shè)定的停車數(shù)量為16輛，停車場整體高度大約20m, 根據(jù)人們對存取車時間的心理預(yù)期，可初定系統(tǒng)的運行速度為1.2m/min,即0.2m/s。則系統(tǒng)的最大運行功率為： (5)3.系統(tǒng)計算和校核3.1鏈條的選定鏈條是系統(tǒng)停車功能實現(xiàn)的關(guān)鍵，主要承擔(dān)托車整體自重，故要保證其有足夠的安全裕度。初定裕度系數(shù)為1.2，鏈條所受載荷為： (6

6、)根據(jù)鏈條的工作載荷，查閱國家標(biāo)準(zhǔn)之重載傳動用彎板滾子鏈和鏈輪標(biāo)準(zhǔn)(GB/T5858-1997)選擇重載鏈條為重型3315鏈條，其節(jié)距是103.45mm，最小抗拉載荷是550KN。3.2電動機的選擇由于停車場的自重特別大，電動機在起動時要克服一個很大的起動轉(zhuǎn)矩（起動轉(zhuǎn)矩為運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)矩的1.21.5倍）。停車場工作時鏈條的運行速度為0.4m/s，則鏈條的輸出功率為： (7)傳動系統(tǒng)選用兩級減速系統(tǒng)，考慮圓柱齒輪（閉式）、軸承、聯(lián)軸器和鏈條的傳動效率，又知系統(tǒng)需要頻繁起動、反轉(zhuǎn)和制動，因此選用起重及冶金用電動機中的YZR 225M，轉(zhuǎn)速為1000r/min，P=22kW。3.3鏈輪的設(shè)計2采用的齒形

7、是三圓弧一直線齒廓。根據(jù)鏈條型號可以設(shè)計出鏈輪，具體設(shè)計為已知：鏈輪轉(zhuǎn)速為2.5r/min，因為鏈條的節(jié)距為103.45mm，最初選擇鏈輪的直徑大約為1.5m,所以齒數(shù)約為，取z為45, 可確定鏈輪的主要尺寸。根據(jù)鏈輪的工作情況（低速、平穩(wěn)、無沖擊和振動）選擇材料為45鋼，熱處理為淬火，回火。由于鏈輪的尺寸較大，采用的是整體式結(jié)構(gòu)，并且為鑄造方式。3.4鏈輪軸的設(shè)計3鏈輪軸由于其受力大而且尺寸大,其材料選擇和受力分析都要滿足其特殊要求，選用材料為45鋼，對其分析計算如下。1、 計算作用力大齒輪 (8) (9)鏈輪 (10)2、 初步確定軸的最小直徑 (11)取3、 鏈輪軸的形狀和載荷分析如圖2

8、所示。圖2鏈輪軸的載荷分析圖Fig2 The load analyze map of the sprocket gear shaft3.5懸臂梁的設(shè)計4懸臂梁的作用是連接鏈條和托車架，并在系統(tǒng)頂部和底部的彎曲部分，能增加托車架的旋轉(zhuǎn)半徑，使其不發(fā)生干涉現(xiàn)象，從而保證系統(tǒng)能夠正常地工作。作系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)不發(fā)生干涉現(xiàn)象的極端情況簡圖，由此來確定懸臂梁的最小長度。根據(jù)前面給定的數(shù)據(jù)，作示意簡圖如下。 圖3托車架旋轉(zhuǎn)不干涉示意簡圖Fig3 The schematic map of the brackets nonintervention condition 由圖3可知，懸臂梁的最小臂長為750mm。4.結(jié)語

9、本設(shè)計主要是為解決城市停車難而設(shè)計的一種立體式停車場，可直接應(yīng)用于實際當(dāng)中。在設(shè)計過程中參閱了大量的資料，綜合了多方面的理論知識，使得設(shè)計的停車場具有很高的停車效率，以滿足城市的停車需求。參考文獻1 趙賢敬,魏兆宏,王吉忠,等.垂直循環(huán)機械式停車設(shè)備傳動系統(tǒng)的形式J. 起重運輸機械,2003,5:29-30.Zhao Xian-jing,Wei Zhao-hong,Wang Jie-zhong,deng.The drive system form of the vertical lift parkJ.2003,5:29-30.2 濮良貴,紀(jì)名剛. 機械設(shè)計（第七版）M.北京：高等教育出版社，2

10、001：167-170. Pu liang-gui, Ji Ming-gang. Mechanical design (the seventh edition) M.Beijing: Higher Education Press, 2001:167-170.3 劉鴻文. 材料力學(xué)（第4版）M.北京：高等教育出版社. 2004：118-127. Liu Hong-wen.Material mechanics (the fourth edition) M.Beijing: Higher Education Press, 2004:118-127.4 王吉忠.垂直循環(huán)停車設(shè)備托架不干涉條件J.中國學(xué)術(shù)雜志電子出版社，2005 (3): 22-23.Wang Ji-zhong. The nonintervention condition of the bracket movement in the vertical lift parkJ.China Academic Journal Electronic Publishing House,2005（3）:22