簡易多層立體車場設計

摘要世紀以來，我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，人們的收入水平不斷提高，生活也隨之變得愈來愈富裕。汽車的價格也不再那么高高在上，很多尋常老百姓都能承擔得起購買汽車的費用。汽車給人們的日常生活提供了很大的方便，提高了人們出行的效率，汽車成為現(xiàn)代生活中必不可少的交通工具。在未來幾年里，購買汽車的人數(shù)必將愈來愈多，這已經(jīng)成為一個公認的發(fā)展趨勢。立休車場的空間資源利用率非常高，占地面積約為傳統(tǒng)平面停車場的五分之一以下，這種車場節(jié)省了大量的城市土地資源并減少了土建開發(fā)成本。立體車場便于實現(xiàn)自動化操作。立體車場可以布置地靈活，根據(jù)實際的使用狀況，利用零星空地。本文首先分析各種立體車庫的具體特點，結合城市小區(qū)的具體土地情況，選擇垂直循環(huán)式立體車場方案。本文確立了車場的整體結構，整體結構由機械系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)組成；設計了車場的整體尺寸；選擇了車場機架的建材；確定了提升機構的主要部件，并分別對主要部件進行了計算選擇和校核；設計了自動存取車系統(tǒng)的組成和功能；車場的開發(fā)能有效地解決小區(qū)內停車位緊缺的問題。增加了停車設備的建設模式，具有一定的實際意義。關鍵字：垂直循環(huán)；提升系統(tǒng)；自動控制系統(tǒng)；立體車場；機械系統(tǒng)

ABSTRACTSincethe20thcentury,asChina'srapideconomicdevelopment,people'slivingstandardshavemarkedlyimproved,thecarwasnolongerahigh-endproduc.Themillionsofhouseholdscouldbuyacar.Thecardidagreatplacetopeople'slives,improvedtheefficiencyofpeople'slives.Carsalreadybecomeanindispensablepartofpeople’slives.Chinaisadenselypopulatedcountryandthebigcitiesisalreadybecomecongested.Landresourcesbecomeparticularlyvalu-able.However,withtheincreaseinthecar,parkingdemandwillincreasesignificantly.Facedw-ithtightparkingspacearea,whichapparentlyresultedinacontradiction.Tosolveparkingproblem,Weneedtodesignaparkingprogramthanisasmalloccupationoflandresourcesandsafely.Basedonsomepriorartanddevelopmentexperienceofdevelopedcountries,themosteffectivesolutionistoobtainthree-dimensionaldesignofthecarparkingspaces.Thisprogramwillmake"difficultparking"problemcanbeeffectivelyaddressed.Itistheinevitabletrendofrapidurbandevelopment.ThespaceutilizationofStereogarageisveryhigh,Occupationoflandresourcesintheareaofone-fifthofthetraditionalyard,whichsavesalotofyardurbanlandresourcesandreducethedevelopmentcostsofcivilengineering.Stereoyardiseasytoautomateoperations.Accordingtotheactualconditionsofsporadicspace，Stereoyardcanbeflexiblyarranged.Thispaperanalyzesthespecificcharacteristicsofavarietyofthree-dimensionalgarage,combinedwiththespecificcircumstancesofurbanresidentiallandandchoosingverticalcircularperspectiveyardplan.Thispaperestablishestheoverallstructureoftheyard.theoverallstructureiscomposiedbythemechanicalsystemandtheautomaticcontrolsystem.AndIdesignedtheoverallsizeoftheyard;selectedthebuildingmaterialsoftheyardframe.Andthemaincomponentswerecalculatedandchecked.Thendesignedtheautomaticvehicleaccesssystemandfunction.Thedevelopmentofyardcaneffectivelysolvetheproblemofshortageofparkingspaces.Itincreasedconstructionmodeparkingequipment,whichhasacertainpracticalsignificance.Keywords:verticalcirculation;hoistingsystem;automaticcontrolsystem;aperspectiveyard;mechanicalsystems

目 錄摘要 頁1緒論1.1立體車場概述立體車場是“自動立體停車裝備系統(tǒng)”的簡稱，它能夠將汽車自動停放在車場中的適當?shù)能囄?。取出汽車的過程通過系統(tǒng)控制，將汽車自動取出，完全取締了車主存取車的操作過程。這種立體化多空間的自動式車場的技術包含了技術等，可以并可靠地完成汽車的和的管理，是當今社發(fā)展的趨勢。1.2工程研究的背景和意義1.2.1工程研究的背景世紀以來，我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，人們的收入水平不斷提高，生活也隨之變得愈來愈富裕。汽車的價格也不再那么高高在上，很多尋常老百姓都能承擔得起購買汽車的費用。汽車給人們的日常生活提供了很大的方便，提高了人們出行的效率，汽車成為現(xiàn)代生活中必不可少的交通工具。在未來幾年里，購買汽車的人數(shù)必將愈來愈多，這已經(jīng)成為一個公認的發(fā)展趨勢。據(jù)統(tǒng)計，我國汽車的保有量連續(xù)多年快速增長，近年來機動車的保有量每年平均增加萬輛，駕駛機動車的人數(shù)量也在逐年大幅增長，年均增長萬。2015年2月4日公布的數(shù)據(jù)顯示，我國現(xiàn)有的機動車達億輛，其中汽車億輛；機動車駕駛人數(shù)達到億，其中汽車駕駛人數(shù)超過億。從發(fā)達國家的發(fā)展經(jīng)驗來看，停車位數(shù)量與汽車保有量的比值在1:1.4之間才能滿足使用要求，一些學者甚至認為這個比例必須達到1:3。依據(jù)我國汽車現(xiàn)有的數(shù)量并由此估算出我國需要超過億個停車位。結合我國停車位的進展狀況，截至年我國停車位只能達到億個，其中為傳統(tǒng)停車位，大約在萬個。從數(shù)據(jù)可以看出，我國的車位數(shù)量與汽車保有量的比例遠遠低于發(fā)達國家的比例，我國停車位的資源十分短缺，這給我們解決好停車問題提出更大的挑戰(zhàn)。我國的城鄉(xiāng)發(fā)展差距相對較大，汽車也主要集中在城市里。因此汽車的不斷增多，給人們的生活帶來了許多不便。我國是一個人口稠密的國家，在大城市里更是“寸土寸金”，城市早已擁堵不堪，土地資源變得尤為珍貴。然而隨著汽車的增多，停車位的需求也會顯著增加。面對緊張的停車用地面積，這顯然造成了一個矛盾，即“停車難”的現(xiàn)象在城市里尤為突出。要解決停車難的問題，就需要我們設計出占用土地資源少且高效安全的停車方案。依據(jù)國際上一些發(fā)達國家的現(xiàn)有技術和發(fā)展經(jīng)驗，目前最為行之有效得解決方案就是設計汽車立體停車位。這種方案將使得“停車難”問題得以有效解決，是城市快速發(fā)展的必然趨勢。1.2.2工程研究的意義本文主要研究如何讓立體車場給城市生活中提供便利，并設計出一個滿足城市停車需求的車場。立體車場具有如下一些優(yōu)勢：1.土地利用率方面的優(yōu)勢立體車場具有很大的節(jié)約土地面積的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的車場要留出通道供車輛行駛，平均每個車位的面子平方米。立體車場相較于傳統(tǒng)車場，土地利用率提高了幾倍。假設采用地面上多層（層）立體車場，五十平米面積的車庫除去行車道、坡道,還有柱子等的占地，則可至少并排放兩輛車，二十層便可存放至少輛的車。立體車場能夠大幅度地提高土地資源的利用率，極大地節(jié)省了土地珍貴的資源。2.管理方面的優(yōu)勢相比于傳統(tǒng)車庫，多層立體車場可以使用自動化控制技術，完成對汽車進行集中。立體車場對管理人員的數(shù)量要求少，一般一兩個人就可以管理幾十個車位，運營成本較低。立體車場存取車方便，車主不用做像在傳統(tǒng)地下停車場里存取的一系列浪費時間的動作，例如在一個大面積的場地里去尋找自己的車、開車慢慢地掉頭、轉向、避讓過往汽車等。而立體車場真正做到了讓車主存取車在幾分鐘內完成的效率，大量地節(jié)約了車主的時間。3.經(jīng)濟性方面的優(yōu)勢立體車場能夠很有效地緩解“”的問題。城市提高經(jīng)濟性最有效的一種方法。據(jù)調查，在三四線城市車位的均價在五到八萬之間。在一線城市，這個費用將達到十萬以上。立體車場可以利用原有的兩個車位的面積，建成相較原來數(shù)倍甚至數(shù)十倍的車位數(shù)量，這樣價格平攤下來，經(jīng)濟性就凸顯出來了。同時，立體車場布置靈活，對場地的面積要求不高。因此，這樣的車場可以布置在天橋下，馬路旁，購物廣場的地下室等地方。這些車位作為公共基礎設施建設，同樣能收到很好的經(jīng)濟收入。4.安全保障方面的優(yōu)勢立體車場方便對汽車進行集中管理，可以能有效地防止汽車被盜、失火等一些人為的因素造成的危害。傳統(tǒng)車場，在汽車進行存取時，由于過道較小，司機誤操作等原因，很容一發(fā)生汽車刮蹭。從而給司機帶來不必要的煩惱。而立體車場，每輛車都有自己的一個固定的位置，由系統(tǒng)統(tǒng)籌控制汽車的存取。就能很好地避免上訴情況。車場日常維護方便，做到人車分離，保證了車主的人身。1.3國內外技術現(xiàn)狀如今，日益增長的城市人口數(shù)量與緊缺的土地資源之間的矛盾越來越嚴重，城市的擁堵現(xiàn)象越來越嚴重，城市可用土地面積也越來越少?！巴＼囯y”問題困擾著世界上的每個國家。很國家在本國工業(yè)發(fā)展起步之初就開始著手解決停車問題。盡管如此，停車難的問題仍然非常突出。世界上的各個國家都投入很大的人力物力去尋求一種能解決停車問題的有效途徑，經(jīng)過多年的論證，立體停車位技術成為了世界各國的一致選擇。1.3.1目前整體技術現(xiàn)狀立體車場技術經(jīng)過五十多年的發(fā)展，現(xiàn)在立體車場技術已經(jīng)取得相當大的突破，技術越來越趨向成熟。根據(jù)多年的研發(fā)經(jīng)驗和市場驗證，如今已開發(fā)出了多種形式的立體車場，用以滿足不同的市場需求。目前有如下幾種較為成熟的方式：1.升降橫移式立體車場如圖所示。垂升降橫移立體車場可以依據(jù)客戶需求，根據(jù)場地條件，將車場設計成、、多層、等多種形式，容納的車位數(shù)可以從幾個到上百個之間。位于車場頂層的車板可以垂直上下升降，。圖1.1升降橫移式式2.垂直提升式立體車場如圖1.2所示。垂直提升式立體車場工作原理和電梯差不多，在塔樓的兩側布置存放汽車的車位。提升機把載車板提升到系統(tǒng)指定的位置，然后位于提升機上的載車板把汽車送入塔樓里的車位里，完成存取車工作。垂直提升式建筑高度較高，一般都在幾十米以上，車位數(shù)量一般可以達到幾十個。所以車場的造價較高。但這種形式的車場空間利用率很高，在土地使用和稅金方面的費用花費比較少，在這方面來說，具有很大的經(jīng)濟性，能很好地彌補造價方面的投入。圖1.2垂直提升式3.垂直循環(huán)式立體車場如圖1.3所示，垂直循環(huán)式立體車場的傳動系統(tǒng)由鏈傳動組成的。提升鏈系統(tǒng)帶動托架在垂直方向上做循環(huán)運動，汽車在托架里隨鏈傳動系統(tǒng)作循環(huán)升降運動。當用戶需要存車時，控制發(fā)出指令，傳動系統(tǒng)就將空車位降至地面，用戶將車開進空車位里，完成汽車停放的動作。取車時，系統(tǒng)將所要取的車所在的車位降至地面，用戶把車開走，完成汽車取出的工作。這種形式的車場出入口混用，出入口前的通道為雙向通道，這樣用戶將車輛存進車場或把車取出時就省去了調頭的工作，減少了存取車過程中的時間，使用戶存取車的效率得到了大大的提高。這種車場布置方式靈活，場地適應性很強。圖1.3垂直循環(huán)式4.平面移動式立體車場如圖1.4所示，平面移動式立體車場通過升降機與位于處于各自層上的搬運器相互配合運動，把汽車搬運到合適的停車位。車場各層間的搬運裝置獨立工作，它們的動作之間沒有關聯(lián)，能很好地完成存取汽車的工作。這種形式的車場，車位數(shù)量較多每套系統(tǒng)可以容納80-120輛汽車，占地面積較大，適合在大中型建筑物或公共設施中安裝。車場可以讓兩臺汽車可以同時出入庫，存取車時間較短。車場按布置方式可分為縱列或橫列布置這兩種方式。這種形式的車場屬于自動化、大型化的立體車場。圖1.4平面橫移式立體車場5.巷道堆垛式立體車場如圖所示。巷道堆垛式立體車場使用堆垛機來完成存取汽車的工作。巷道堆垛機通過水平移動或者垂直升降的方法將汽車搬運到存車位里，系統(tǒng)控制控制堆垛機使汽車能夠有序地存取。這種形式的車場，主要依賴堆垛機來完成所有存取車動作，在技術方面對堆垛機的要求較高，因此單臺堆垛機制作成本也較高。巷道堆垛式立體車場能停放幾十甚至上百了汽車，占地面積較大。圖1.5巷道堆垛式立體車場6.多層循環(huán)式立體車場如圖所示。根據(jù)實際使用需要，可以在車場的出入口通道上設置轉向裝置，解決用戶倒車、調車的麻煩，設置轉向裝置以后就可以適用于無法設置坡道的場所。這種形式的車場適合建在狹長的地帶。圖1.6多層循環(huán)式立體車場1.3.2國外技術現(xiàn)狀世界上很多發(fā)達國家都對立體車場進行了大量的投入，大力發(fā)展本國立體車場工業(yè)，如美國、日本等發(fā)達國家。德國是最早進行立體車場技術開發(fā)的的國家，德國現(xiàn)在在技術上暫時領先，現(xiàn)在德國已經(jīng)開發(fā)出了多種成熟的立體停車方式。經(jīng)過多年的大力發(fā)展，發(fā)達國家在全自動化的機械式立體停車庫方面已經(jīng)取得很大的成就。，，。根據(jù)相關的統(tǒng)計結果，立體車場的市場主要集中在日本、中國、等。日本是最早進行立體車場技術研發(fā)的亞洲國家，日本從世紀年代就開始了機械式立體車場技術的研發(fā)。到目前為止，機械式立體停車設備己經(jīng)走過了有了五十多年的發(fā)展歷程。。。現(xiàn)在日本已經(jīng)正式投入運營立體停車位超過300萬個，其中最主要的形式是升降橫移式。日本的立體車場的形式主要為立體垂直循環(huán)式和水平循環(huán)式。這幾種形式的車場在日本的使用率較高，經(jīng)過多年的發(fā)展這幾種形式的車庫在技術具有很大的優(yōu)勢。歐洲發(fā)達國家進行立體車場技術的研發(fā)也比較早，目前生產(chǎn)立體停車設備較好的歐洲企業(yè)是、、等。由于歐洲國家人口較少，城市可用土地面積較大，傳統(tǒng)停車位就能很好地滿足人們的停車需求，因此立體車場的在歐洲的市場不大。韓國的立體停車設備技術是根據(jù)日本技術而衍生出來的。立體車場生產(chǎn)從20世紀70年代開始，1980年以后，韓國開始向日本學習立體車場的先進技術，日本技術經(jīng)過韓國本土化，韓國開發(fā)出符合本國國情的產(chǎn)品。經(jīng)過十多年的改進，韓國立體車場產(chǎn)品從上世紀90年代開始進入供應本國市場使用階段。韓國政府對本國立體車場的發(fā)展給予了高度重視和大力支持，因此各種形式的立體停車設備都得到極大地發(fā)展。近幾年，韓國投入使用的立體車位的數(shù)量在不斷增加，年增長率在左右。1.3.3國內技術現(xiàn)狀立體車場技術在我國研發(fā)、應用比較晚，20世紀80年代以前立體車場技術沒有在我國出現(xiàn)，相關的研究也是沒有人涉及的，主要是因為在當時，我國的汽車工業(yè)還沒有起步，汽車的保有量少，車位的需求能得到很好的滿足。在當時的經(jīng)濟狀況下，立體車場在我國是沒有市場需求的的。年代以后，我國社會逐漸走以經(jīng)濟建設向為中心的轉變，經(jīng)濟從此走進了發(fā)展的快車道。我國開始引進國外的汽車，通過合資的方式引進世界的幾個大的汽車企業(yè)，它們在我國進行了投資建廠。這樣一來，我國的汽車數(shù)量就越來越多了。同時我國在合資企業(yè)的技術帶動下培養(yǎng)了很多汽車人才，我國的汽車工業(yè)慢慢地地發(fā)展起來，汽車的數(shù)量也隨著經(jīng)濟水平的提高而增加。這時候，我國的汽車與車位矛盾就慢慢顯現(xiàn)出來了，立體車場開始在我國有了市場需求。年代中期，我國的科研人員開始進行立體車場的開發(fā)研究工作。年代，我國開始從國外引進立體車場的生產(chǎn)技術，并在自己本國生產(chǎn)立體車場，用以滿足國內的市場需求。我國對立體車場的研究距已經(jīng)走過了將近30年的歷程。2003年以來，我國的機械式立體車場技術進入穩(wěn)步發(fā)展和快速增長的階段，機械式立體車場在種類和功能上都得到了極大的完善?，F(xiàn)在在我國本土內現(xiàn)有的立體車場生產(chǎn)制造廠家已經(jīng)接近了一百多家，立體車場的市場供應能了已經(jīng)具備了一定的規(guī)模，產(chǎn)品類型越來越豐富，有些設備已開始出口。目前我國已初步建立起行業(yè)標準，這將加快立體車場技術的發(fā)展。我國人口眾多，城市可用土地面積很小，根本不能滿足民眾的停車需求，發(fā)展立體車場顯得非常有必要。多年來臺灣地區(qū)的生產(chǎn)立體車場的廠商和日本的這方面的企業(yè)有著較深曾經(jīng)的技術合作和交流。20世紀70年代早期，由日本生產(chǎn)的雙層式立體車場開始進入臺灣市場，拉開了臺灣立體車場發(fā)展的序幕。80年代以后，經(jīng)過技術消化和自主研發(fā)，臺灣生產(chǎn)的立體車場開始投入市場。各個企業(yè)間的競爭越來越激烈，企業(yè)為了能很好地生存下去，不至于破產(chǎn)倒閉。所以生產(chǎn)企業(yè)都加大了研發(fā)力度使立體車場的性能得到改善、生產(chǎn)成本得到很好地控制，這種企業(yè)行為反過來又極大地促進了立體車場的技術發(fā)展。1992年4月臺灣正式成立，在成立初期，加入該協(xié)會的廠商就有家。目前臺灣比較成功的立體車場設備生產(chǎn)公司主要有如下幾家：臺灣新明和、盟立等。它們的生產(chǎn)的產(chǎn)品多數(shù)為立體車場、立體車場、立體車場。臺灣的許多立體車場設備都采用了目前較為先進的機械、磁控等方面的技術，部分立體車場還采用了具有很高穩(wěn)定可靠性的總線控制技術。不同功能的機構進行模塊化生產(chǎn)設計的機構便于快速組合使用方便，在安裝拆卸是比較方便，能在很大程度程度上縮短立體車場的建設周期。在車場的安全性方面則采用定位系統(tǒng)及自動消防滅火防盜系統(tǒng)等技術對車場進行安全防護。1.4本文的研究目標及主要研究工作1.4.1主要研究目標目前，在我國的城市居民私有車輛中有相當一部分是露天任意停放，這種方式既不安全又極大地浪費土地資源，同時又破壞了環(huán)境的和諧。城市小區(qū)可用土地少，但是汽車的數(shù)量卻在連年增長。小區(qū)里的停車位已經(jīng)不夠人們使用，車位資源相當緊缺。所以，本文研究的主要目標是：根據(jù)城市住宅小區(qū)空地面積零星分布的特點，確定一種能合理利用零星土地的設計方。設計要求該種車場，每輛車的平均占地面積要小于，土地利用率是傳統(tǒng)車場的3倍以上；車輛存取獨立，存取時間不超過兩分鐘；結構簡單，易于日常維護運營；同時具備一定的安保及報警功能，方便管理人員的管理，保障車輛的安全。1.4.2主要研究工作機械式立體車場一般由機械傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大部分組成，本次設計的主要任務是設計出這兩大部分，并保證立體車場能正常地工作。1.機械系統(tǒng)的設計根據(jù)存車量的功率要求設計出能滿足使用要求的機械傳動系統(tǒng)。并完成符合生產(chǎn)要求的工程圖繪制。2.控制系統(tǒng)的設計編寫控制程序，實現(xiàn)自動存取車功能，并使系統(tǒng)具備一定的安保方面的功能。設計出控制電路圖。1.5本章小結在本章中闡述了立體車場的主要工程背景，論述了進行本文研究的主要意義。了解了國內外立體車場的發(fā)展現(xiàn)狀，初步確定了立體車場的總體結構和能實現(xiàn)的功能。列出了本文的主要任務和研究目標。

2立體車場的方案確定及總體結構設計2.1立體車場的方案確定立體車場的形式主要分為以下幾種：巷道堆垛式、多層循環(huán)式。從它們各自的特點來看，平面移動式和升降橫移式占地面積較大、完整且不可分割；巷道堆垛式建設成本比較高；垂直提升式的自高比較高；多層循環(huán)式適合建設于狹長形地帶。但是城市住宅小區(qū)內的空地上，或者在單元樓與單元樓之間不允許有其他過高的建筑。不過小區(qū)邊角處有很多面積很小且散形的地帶，如果小區(qū)的這些地帶可以被充分利用起來，就可以緩解小區(qū)汽車停放問題。垂直循環(huán)式立體車場的設計靈活性較大，這就給設計該種立體車場時提供很多可以滿足使用要求的設計方案，設計出來的車場一般都能合理地利用零星分布的土地。從這些特點來看，垂直循環(huán)式立體車場無疑成為最佳的選擇。這種方案可以根據(jù)小區(qū)現(xiàn)有的空地面積來確定相對合理的布置方式，這樣就能很好地利用小區(qū)邊角處的面積。2.1.1垂直循環(huán)立體車場的方式比較垂直循環(huán)立體車場根據(jù)有無轉向裝置和出入口混用情況可以分為如下2種方式：1.無轉向裝置垂直循環(huán)式立體車場出入口獨立設置且無轉向裝置垂直循環(huán)式立體車場是指車場的出入口獨立，存車時車輛從車場入口駛入，取車時車輛從車場出口駛出，用戶存取車的方向一致，無需調頭。出入口混用無轉向裝置垂直循環(huán)立體車場是指車場只有一個門，存車時從這個門進去，取車時也是從這個門取出。但車場出口處需要保留足夠的空間供用戶調頭。（1）車場功能分析車場的整體框架主要是由型鋼焊接而成，框架主要由車場的支架、汽車托架、鏈導軌這三部分組成?？蚣軐ν７旁谲噲隼锏能噲銎鹆吮Ｗo作用。機械傳動系統(tǒng)可以帶動容納汽車的托架做循環(huán)運動，完成對車輛的運輸工作。自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對車庫的整體控制，主要控制傳動系統(tǒng)工作。這種形式的車場沒有汽車轉向機構，沒有換向功能。（2）車場的優(yōu)點分析這種形式的立體車場，結構相對簡單。整個系統(tǒng)只需要一套傳動系統(tǒng)，而且這個機械動作單一，只需要完成正反轉就能滿足使用要求?？刂葡到y(tǒng)也相對容易，僅僅需要控制電機的定時轉動就能達到使用目標。由于整個系統(tǒng)的動作少，因此這種形式的立體車場機械傳統(tǒng)涉及的部件也少，控制系統(tǒng)需要的電子器件也相對較少。根據(jù)《現(xiàn)代設計理論》的觀點，組成系統(tǒng)的部件越少，系統(tǒng)結構越簡單，系統(tǒng)運行的動作越少，整個系統(tǒng)的可靠性就會越高。因此，可以得出這樣的結論，這種形式的立體車場在安全性和可靠性上是相對較高的。又由于這樣車場的傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)都相對簡單，所以在日常的使用和運行維護方面都是相對容易的。在建設成本方面，因為這樣形式的車場具有上述的特點，所以它的成本也會相對較低，具有較高的經(jīng)濟性。這種形式的車場，在設計難度方面也大大降低，能很好的控制研發(fā)成本。而且在機械制造加工方面和機器安裝調試方面的精度要求都不那么嚴格，這就使這種形式的車場更加容易普及，入門的門檻也較低，適合普通小區(qū)進行投資建設。（3）車場的缺點分析這種新式的車場的主要缺點在建設面積上。無論是出入口獨立設置，還是出入口混用。這兩種形式都需要留出一定的空間完成車輛的轉向工作。例如出入口獨立設置的車場，雖然避免了用戶調頭的動作，但是它再建設上需要在出口處留出一條可供車輛駛出的通道。這樣無疑就占用了寶貴的土地資源。而出入口混用形式的車場，需要在入口處保留一處通道，供用戶調頭使用。這種形式的車場相比于設置轉向裝置的車場而言，在土地利用率方面存在著一定的弱勢。2.有轉向裝置垂直循環(huán)立體車場這種形式的立體車場多為出入口混用，存車或者取車的時候都使用同一個通道。主要區(qū)別在于在車場入口處設置轉向機構。車輛開出車場時在轉向機構上完成車輛的調頭工作。（1）車場功能分析這種形式的車場，在結構方面和無轉向裝置垂直循環(huán)立體車場差別不大。車場的整體框架主要是由型鋼焊接而成，框架主要由車場的支架、汽車托架、鏈導軌這三部分組成，起到對汽車的存儲和保護作用。機械傳動系統(tǒng)負責帶動容納汽車的托架做循環(huán)往復運動，起到對車輛的傳輸作用。主要差別在于，這種形式的車場，多了一個轉向裝置。轉向裝置上有旋轉臺，負責完成車輛的換向。驅動旋轉臺采用機械傳動方式，機械傳動系統(tǒng)一般都是由電機提供動力，減速器進行一級減速，蝸輪蝸桿，齒輪等部件完成功率的傳遞。（2）車場的優(yōu)點分析這種形式的車場的主要優(yōu)勢在于多設置了一個轉向裝置，這個裝置能完成車輛的轉向工作，避免了用戶將車輛調頭的動作。這種裝置可以在很大程度上提高用戶進行存車或者取車的時間效率，縮短用戶存取車時所需要等待的時間。出入口混用，省去了出入口前供用戶調頭使用的過道。這樣就能有效地減少車場的建設面積，提高了土地利用率。（3）車場的缺點分析相對無轉向裝置垂直循環(huán)立體車場而言，這種形式的車場，多了一個轉向裝置。在設計加工制作上復雜程度增加了很多，涉及的部件也增加很多，還有系統(tǒng)的動作相對而言也增加了，因此在系統(tǒng)的安全和可靠性方面有所下降。控制系統(tǒng)也較無轉向裝置立體車庫復雜了很多。同時在維護方面，設備維護難度也跟著增加。在建設成本上，這種方式的立體車場也相對較高。安裝和制作精度的要求都有所增加，車場在普及方面會有所難度，進入門檻也較高。2.1.2車場的方案確定通過對以上兩種方式的比較，結合本科生畢業(yè)設計難度要求。本次設計將設計的方案確定為無轉向裝置出入口混用垂直循環(huán)立體車場。在犧牲一定的土地利用率上，最大程度地降低設計難度和制造難度，增強其日常的安全和可靠性，提高日常維護的簡易性。降低建設成本，使其適用絕大部分的小區(qū)。無轉向裝置垂直循環(huán)立體車場具有如下幾個優(yōu)點：土地占用面積小垂直循環(huán)立體車場可以在僅占兩個傳統(tǒng)車位的面積的情況下，建設可以容納臺汽車的立體車場，土地利用率相較原來增加倍。這樣能非常有效得節(jié)約土地資源，解決現(xiàn)有的“停車難”問題。車場布置靈活由于車場的建設面積小，而且采用模塊化設計。可以根據(jù)現(xiàn)有的需求增加車位和減少車位來使車場達到高度要求。這個特別就決定了它可以滿足小區(qū)不同方位對高度的最高限制。而且車場建設面積小，方便布置，可以根據(jù)現(xiàn)有空地選擇合理的布置方式，能最大限度地利用小區(qū)里可利用的空地。適用性非常廣泛。設計制造簡單可靠性強相較于設置轉向裝置的車場而言，雖然在建設面積上不占優(yōu)勢。但是在車場設計制造的簡易程度上，這種方式車場占了很大的優(yōu)勢。這種車場結構簡單，動作少。因此可靠性和建設成本上都更有優(yōu)勢。結構簡單，維修成本低。方便日常的運營維護由于這種形式的車場結構簡單，整體高度不高，安裝和制造精度的要求都較低，涉及的部件較少。因此車場對技術的要求不那么高端，設備維修起來簡單，日常的運營維護也簡單。運營成不較低，可靠性強，適合在廣大社區(qū)普及。防護和裝飾性強，方便管理車場可以對車輛進行集中管理，降低其被盜，刮蹭，火災等方面的風險。同時可以增加一些防護裝置，避免車輛長期風吹日曬。可以對車場進行美化處理，使其更加美觀，成為小區(qū)的風景線。同時可以進行廣告投放，獲取一定的經(jīng)濟收益。2.2總體結構設計為實現(xiàn)立體車場存取車應具有的功能，立體車場可以分為機械系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)兩大部分。機械傳動系統(tǒng)主要負責車輛的運輸工作；負責控制機械傳動系統(tǒng)的相關動作。2.2.1機械系統(tǒng)的組成和工作原理1.機械系統(tǒng)的組成車場的整體框架主要是由型鋼焊接而成，框架主要由車場的支架、汽車托架、鏈導軌這三部分組成，對車場其它相關設備和停放在車場上的車輛起到支承作用，同時框架也對車輛起到保護作用。機械傳動系統(tǒng)主要涉及鏈傳動。靠鏈的循環(huán)運轉，實現(xiàn)對托車架的運輸。機架如圖2.1所示，機架是使用各種型鋼焊接成的，采用樓房式結構。機架式由兩個相同的鋼架結構，分別用螺栓固定在地基上并列擺放而完成整體框架的職能的。并列擺放在兩側的鋼架，中間用矩形空心方鋼通過銷軸將兩個支架連接在一起，完成對兩個支架的加固。在每個支架上都焊接有鏈導軌，供提升鏈在導軌上行走，起到定位和支撐作用。汽車托架通過圓鋼懸掛在兩邊機架的提升鏈上。提升鏈上有附件，附件開有孔，可以將圓鋼裝配到孔里，以完成對汽車托架的支撐。汽車托架用型鋼焊機出底板和加強筋，懸掛拉桿通過螺栓連接到地板上。汽車存放在汽車托架內，根據(jù)需要把托架提升到車場的固定位置，完成車輛的存放，實現(xiàn)對車輛的儲存和保護作用。圖2.1機架示意圖本次設計的立體車場可以容納8臺汽車，擁有八個汽車托架。無論什么時候，車場的頂端和底端都有汽車托架。剩下的六個則平均分布在兩側，而且車架底部于車架底部間的距離都為2.2米。在國標《機械式停車設備類別、型式與基本參數(shù)》中有明確的規(guī)定，能夠停放機械式停車設備中車輛，按其尺寸（定義的汽車長、車寬、車高)及重量(包括按定義的整車整備質量加上50kg物品的重量)，將車輛分為X(小)、Z(中)、D(大)、T(特大)、C(超大)五個轎車組和K(客車)一個客車組，共6個組。對應尺寸如表2.1所示，適停車輛舉例車身尺寸見附錄表A。組別代號汽車長車寬車高（mm）重量(kg)X4400175014501300Z4700180014501500D500180015501700T5300190015502350C5600205015502550K5600185020501850表2.1這個國家標準于1998年頒布的，汽車行業(yè)近十年來發(fā)展迅速。很多中級轎車已經(jīng)走入了千家萬戶。近些年來，在中國市場上車型發(fā)展比較好，比較受民眾歡迎。銷量比較好，越來越多的家庭擁有了車型。這類車型尺寸較大，因此需要的車庫的尺寸也較普通小型車大。結合SUV車型和中級轎車的車身尺寸。本次設計的車場尺寸定位為T級，車場的所有尺寸將按照這個標準進行設計。因此，設計汽車托架的長寬高=5260mm2080mm1940mm。為防止左右兩側的托車架在運行的過程中發(fā)生碰撞，車架之間保留著一定的安全距離。初步設定左右兩側的車架間的距離為20CM。整體框架按存放車輛的位置可以分為五層，上下兩層為單個托車架，左右對稱分布的三層每層放兩個車架。考慮到其他傳動部件在框架上的安裝。因此，整體框架的尺寸初步設計為長寬高=3000mm7500mm10220mm。因為整體框架是又型鋼焊接而成，型鋼也有一定的尺寸。因此在最后的具體尺寸上會和初定的設計尺寸有一點出入。本框架對建材的要求并不高，經(jīng)濟性和易加工性為基本準則。因此選用工程上廣泛使用的型鋼作為框架的材料，如圓鋼、空心圓鋼、矩形空心方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼及槽鋼等都能滿足整體框架的使用要求。(2)機械傳動系統(tǒng)垂直循環(huán)立體車場的傳動系統(tǒng)相對簡單而且比較常規(guī)。為實現(xiàn)立體車場的功能且盡可能地降低生產(chǎn)成本和技術難度。本次設計選用的功能元件都從機械行業(yè)里應用最廣泛，生產(chǎn)技術最成熟的產(chǎn)品里選擇。本設計方案主要由電動機提供動力，行星輪減速器起到減和增加扭矩的作用。塊式制動器配合帶制動輪的聯(lián)軸器使用，起到制動和急停的作用。電機通過減速器起完成一級減速的作用后，緊接著鏈傳動完成二級減速的作用。同時進一步增加扭矩。提升鏈上有附件，可以懸掛車架。完成對車架的運輸作用。由于鏈傳動在長期的運轉中會產(chǎn)生微小形變而使鏈條產(chǎn)生松動這不僅僅會是傳動不準確，而且會對傳動鏈和鏈輪產(chǎn)生一定的損壞，為避免這些現(xiàn)象需要對傳動鏈進行不定期微調，因此需要設置手動張緊裝置。機械系統(tǒng)還包涵了傳動軸、聯(lián)軸器、傳動鏈、提升鏈、鏈輪、鍵、軸承座、軸承等元件。傳動系統(tǒng)的每個托架都有固定的編號，受控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制。當車場的控制系統(tǒng)收到存取車指令后，控制系統(tǒng)就開始控制電動機轉動，電機帶動行星輪減速器完成一級減速，減速器通過聯(lián)軸器與主動軸軸連接，帶動鏈輪完成鏈傳動，進行傳動的二級減速。由于提升鏈輪與傳動鏈輪同軸，提升鏈輪便同時跟著傳動鏈輪轉動，通過提升鏈帶動托架按照設計的速度完成升降運動。電機正轉或者反轉，可使托架根據(jù)需要順時針或者逆時針轉動，提高存取車的效率。機械傳統(tǒng)系統(tǒng)的流程圖如圖2.2所示。圖2.2機械傳動系統(tǒng)工作流程圖2.控制系統(tǒng)的組成（1）控制系統(tǒng)的組成自動控制車系統(tǒng)由出入口管理站、計算機遠程控制中心兩大核心部分組成。出入口管理站設置有IC卡感應器、顯示器、指示燈等設備。計算機遠程控制中心設有車位管理系統(tǒng)，可以通過系統(tǒng)查詢當前車場內汽車的存取情況、車位剩余情況和車位狀態(tài)等，可以記錄車場存取車的詳細狀況。當需要進行存取車時，系統(tǒng)則自動判斷當前的車位狀況，智能給出一條最快的取車路線，這樣就可以減少用戶的等待時間。控制系統(tǒng)的工作原理因為車場設計為小區(qū)停車設備，每個用戶購買一個車位，并可以長期使用，而且會有自己固定的車位編號。當有車輛要進入車場存車時，在卡讀卡器上刷一下，自動存取車系統(tǒng)就會識別出你所購買的車位信息，自動檢測你所購買的車位的位置，并將它降到地上，用戶將汽車開進托車架，完成車輛的存放。當需要取車的時候，刷一下卡，自動存取車系統(tǒng)開始識別卡里的信息，同時檢測車用戶車位的位置，并將車輛降到地面，用戶把車開走。另外車場也有一些防護系統(tǒng)，防止車輛被盜等自動監(jiān)控功能。3.車場整體系統(tǒng)總結概述車場的主要構成主要分為機械部分和控制部分。涉及機械和電控兩大知識體系。其中控制軟件的編寫主要涉及PLC方面的知識。這幾個方面的知識相互配合運用，就可以設計出能解決現(xiàn)實問題的產(chǎn)品。車場整體系統(tǒng)的構成如圖2.3所示。閘門制動裝置過載保護急停開關控制程序行程開關控制面板控制器、開關器件鏈條、鏈輪主傳動軸電機及減速器立柱托車架梁自動檢測裝置故障信號報警信號立體車場機械鋼框架自動檢測及信號系統(tǒng)垂直循環(huán)立體停車場電氣保護、安全防護系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)驅動及傳動系統(tǒng)閘門制動裝置過載保護急停開關控制程序行程開關控制面板控制器、開關器件鏈條、鏈輪主傳動軸電機及減速器立柱托車架梁自動檢測裝置故障信號報警信號立體車場機械鋼框架自動檢測及信號系統(tǒng)垂直循環(huán)立體停車場電氣保護、安全防護系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)驅動及傳動系統(tǒng)圖車場組成圖2.3本章小結在本章中，按照本文研究的目標和學校對本科生畢業(yè)設計要求，將立體車場的方案選定為結構相對簡單垂直循環(huán)式立體車場，以達到符合本科生水平的訓練目的。通過對兩種大類的垂直循環(huán)式立體車場進行比較分析，選定出無轉向裝置的方案作為本文的研究目標。確定該立體車場由與兩大系統(tǒng)組成，其中機械系統(tǒng)包括托架三個部分；自動控制系統(tǒng)包括由出入口管理站、計算機遠程控制中心兩大部分組成。確定了托架的具體尺寸為長寬高=5260mm2080mm1940mm；確定車場總體尺寸為長寬高=3000mm7500mm10220mm；確定車場為型鋼焊接而成，明確了車場的各個系統(tǒng)的工作原理。

3機械系統(tǒng)設計3.1驅動部分設計3.1.1鏈條速度的確定鏈條速度不能過快，否則在制動時，汽車會搖晃，增加汽車損壞的風險。同時如果鏈條速度過快，會對車場造成損害，降低車場的使用壽命，在運動過程中容易使托架產(chǎn)生搖晃，從而對車輛本身也會造成一定的危害，使車輛間發(fā)生碰撞；鏈條速度也不可太慢，否則會加長存取車的等待時間，降低車場的工作效率。綜合兩方面考慮，將提升鏈的最快速度定為8/min，即托架的提升速度定為0.13m/s，保證存取車最長的等待時間在一分鐘左右3.1.2電機的選擇根據(jù)T級車庫的規(guī)定，結合目前的發(fā)展狀況。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，和資源的不斷消耗。世界各國都在提倡綠色環(huán)保，節(jié)能這些概念，汽車行業(yè)的發(fā)展也順應著這個時代潮流。為達到節(jié)能環(huán)保的目的，汽車的重量越來越輕，排量越來越小。目前的一般的私家車的質量都在m=1800kg左右，本文設計取汽車的質量為m=2000kg。在車場中，車輛為對稱分布，兩側的車輛數(shù)量最大差值為3臺。電機選擇的步驟如下：電機的實際功率式中——最大起重力= ——提升鏈的最大速度車場屬于工程機械范疇，一般選擇8級制造精度有設計方案圖可以得到該設計有諸多部分組成，各部分傳動效率如下：減速器效率減速器和電機間的聯(lián)軸器效率=0.99減速器和主動軸間的聯(lián)軸器效率傳動鏈效率提升鏈效率滾動軸承效率系統(tǒng)總效率電機的額定功率根據(jù)《機械設計手冊》規(guī)定，選用三相異步電動機，額定轉速，額定功率。3.1.3.減速器的選擇假設提升用鏈輪直徑，提升鏈速度為8。則鏈輪的速度則系統(tǒng)的總傳動比為由鏈傳動的知識，推薦使用鏈傳動比由此規(guī)定得，需要選擇一個合適傳動比的減速器，同時考慮到減速器的尺寸和復雜程度，選用行星輪減速器。根據(jù)《機械設計手冊》可選用NBZD450二級行星輪減速器。公稱傳動比鏈傳動傳動比3.1.4.主動軸與減速器間的聯(lián)軸器選擇根據(jù)工況，選擇的彈性套柱銷聯(lián)軸器聯(lián)軸器的轉矩計算由《機械設計手冊》得——驅動功率n——工作轉速——動力機系數(shù)=1.0K——工況系數(shù)K=1.5——啟動系數(shù)——溫度系數(shù)——公稱轉矩根據(jù)《機械設計手冊》得電機和行星輪減速器的參數(shù)，如圖3.1，3.2尺寸示意圖所示。電機伸出軸行星減速器伸出軸由總設計方案圖可以看出，在電機和減速器之間需要設置一個制動器，制動器需要標配一個制動輪，為使結構更簡單。根據(jù)《機械設計手冊》選用彈性套柱銷帶制動輪聯(lián)軸器。聯(lián)軸器型號為GB/T4323-2002。額定轉矩，制動輪直徑D=315mm，主動軸端長度L=112mm,從動軸端的長度L=112mm。所以聯(lián)軸器滿足使用要求。根據(jù)電機和減速器的尺寸系列參數(shù)，按《機械設計手冊》規(guī)定，聯(lián)軸器主動軸和從動軸端使用的平鍵是一樣的，選用C型平鍵單鍵布置，平鍵型號為GB/T1096鍵C14X9X80。圖3.1電機主要尺寸圖3.2減速器主要尺寸3.2傳動系統(tǒng)設計3.2.1軸設計結構設計就是依據(jù)軸上所安裝零件的定位和軸的制作工藝要求進行設計的，設計出的軸應該保證能滿足使用要求。結構設計主要包括軸的結構形式設計和各個軸段的尺寸參數(shù)。軸的工作能力計算包括計算軸的剛度等。軸的工作能力往往由軸的強度決定，因此本文只進行強度計算，本文的軸轉動速度較低，不需要進行振動穩(wěn)定性計算。軸不屬于標準件，沒有固定的結構形式，一般根據(jù)具體使用要求進行設計。設計時主要考慮以下幾點：1）保證軸和裝載軸上的零件能準確定位。2）保證軸上零件便于拆裝調整。3）軸的制造工藝符合機械加工準則。1.主動軸設計（1）最小軸徑設計按扭轉強度條件計算軸的材料選用，進行調質熱處理。查閱相關文獻，得式中A。=120P——軸傳遞的功率n——軸的轉速軸上有兩個鍵槽，根據(jù)文獻，軸徑增大7%。故圓整d=155mm，查《機械設計手冊》軸取d=160mm2.從動軸設計（1）最小軸徑設計低速軸載荷較大，但無很大沖擊，為減小尺寸和整個軸的質量，選用40Ｃｒ，采用空心軸結構。查文獻得，式中Ｐ——從動軸傳輸功率即空心軸的內徑與外徑之比，通常取。本文取在軸上開超過兩個鍵槽，根據(jù)文獻，軸徑增大７％3.2.2傳動鏈系統(tǒng)設計1.齒數(shù)確定根據(jù)文獻，一般情況下主動輪齒數(shù)都取奇數(shù)，本次設計去主動鏈輪的齒數(shù)，從動鏈輪的齒數(shù)，圓整取2.傳遞功率計算查閱相關文獻，確定計算功率式中——工況系數(shù)——主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)——多排鏈系數(shù)，本設計選用兩個鏈輪傳動故3.主動鏈輪轉速4.查《機械設計手冊》根據(jù)鏈輪傳遞的功率和轉速選擇鏈條的型號由及，查閱相關文獻選用帶排滾子鏈，48A-1鏈條節(jié)距。滾子鏈示意圖如圖3.3所示圖3.3滾子鏈示意圖5.計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距取，相對應的鏈長節(jié)數(shù)為圓整取鏈接數(shù)。型號為鏈48A-1-111GB/T1234-2006，重量為22.6kg/m查閱相關文獻，鏈傳動的最大中心距為式中——中心距計算系數(shù)計算鏈速，確定潤滑方式根據(jù)鏈號48A-1和v=0.15m/s，查閱相關文獻選用定期人工潤滑的方式即可滿足使用要求。滾子鏈的靜強度校核在不考慮動載荷的情況下，查閱相關文獻，鏈傳動的主要受力分析如下。（1）工作拉力式中P——傳動功率——鏈條速度（2）垂直拉力式中因為本文的設計傳動鏈為垂直布置，則q——傳動鏈單位質量，q=22.6kg/m(3)緊邊拉力、松邊拉力由于本次設計采用垂直布置鏈條的方式，所以松邊拉力等于緊邊拉力，而且鏈條速度很低，故忽略離心力。（4）壓軸力計算近似等于緊邊和松邊的總拉力之和。本設計中鏈條速度很低，離心拉力忽略不計，由此得，垂直拉力相對于緊邊拉力來說很小，可以忽略，不納入計算范圍，故壓軸力取近似值式中——應用應力系數(shù)查文獻得（5）傳動鏈的靜強度計算在低速重載的鏈傳動中，鏈條的強度主要是由鏈條的靜強度決定的。通常將v<0.6m/s時，看作是低速傳動。低速傳動一般不按照按疲勞強度計算，因為低速疲勞強度是用額定功率曲線計算的，這樣計算出來的結果不經(jīng)濟的。另外，當進行有限壽命計算時，如所要求的使用壽命過短，使用功率過高。查閱相關文獻，鏈條靜強度計算公式為式中——靜強度安全系數(shù)——鏈條極限拉伸載荷——工況系數(shù)F——工作拉力——離心力引起的拉力，本文等于0——懸垂拉力——許用安全系數(shù)，一般取4~8經(jīng)驗算得，滾子鏈滿足靜強度安全使用要求。主動滾子鏈輪設計（1）鏈輪的主要尺寸計算主動鏈輪的分度圓直徑式中P——鏈條節(jié)距P=76.2mm根據(jù)計算出的尺寸，結合國家標準，鏈輪采用輪輻式鑄造結構。選用45鋼，調質處理。齒頂圓直徑式中——滾子外徑選用齒根圓直徑分度圓弦齒高取最大齒根距離奇數(shù)齒滾子鏈輪示意圖如圖3.4所示圖3.4滾子鏈輪示意圖（2）鏈輪的結構尺寸計算輪轂厚度式中——孔徑d——分度圓直徑圓整取輪轂長度輪轂直徑齒側凸緣直徑式中——內鏈板高度側凸緣寬度齒式中——內鏈節(jié)內寬輪緣部分尺寸圓角半徑輻板厚度鏈輪結構尺寸如圖3.5所示圖鏈輪結構尺寸示意圖（3）主動滾子鏈輪軸承面齒廓尺寸設計齒寬齒側半徑齒側倒角量柱測量距式中——量柱直徑鏈輪齒廓如圖3.6所示圖鏈輪齒廓示意圖9.從動滾子鏈輪設計（1）鏈輪的主要尺寸設計鏈輪的分度圓直徑式中P——鏈條節(jié)距P=76.2mm根據(jù)計算出的尺寸，結合國家標準，鏈輪采用輪輻式鑄造結構，材料使用45鋼。齒頂圓直徑式中——滾子外徑選用齒根圓直徑分度圓弦齒高取最大齒根距離奇數(shù)齒（2）從動滾子鏈輪的結構尺寸計算輪轂厚度式中——孔徑d——分度圓直徑圓整取輪轂長度輪轂直徑齒側凸緣直徑式中——內鏈板高度側凸緣寬度齒式中——內鏈節(jié)內寬輪緣部分尺寸圓角半徑輻板厚度（3）從動滾子鏈輪軸承面齒廓尺寸設計齒寬齒側半徑齒側倒角量柱測量距式中——量柱直徑量柱測量距示意如圖3.7所示圖3.7量柱測量距示意圖10.軸上鍵的選擇（1）主動軸上鍵的選擇主動輪有定心要求，故選用平鍵進行連接，平鍵同時起到定心和傳遞扭矩的作用。由于鏈輪不在軸端，故選用普通平鍵（A型）。根據(jù)軸徑，查手冊，得選用平鍵的截面尺寸為。由鏈輪輪轂長度可得鍵長。因此選用GB/T1096鍵40x22x160。（2）鍵的強度校核鍵選用45鋼，本文設計的傳動有輕微的沖擊，許用擠壓應力鍵的工作長度鍵與輪轂槽的接觸高度式中T——軸傳遞的轉矩顯然單鍵的強度不能滿足使用要求，根據(jù)手冊，改用雙鍵沿周向布置滿足使用要求。（3）從動軸鍵選擇從動鏈輪有定心要求，根據(jù)，查手冊選擇A型平鍵，起到定心和傳遞扭矩的作用。平鍵的截面尺寸為。根據(jù)輪轂長度，選擇鍵的長度,材料為45鋼。傳動伴隨輕微沖擊，。鍵的連接選擇周向雙鍵布置。查閱手冊因此選用GB/T1096鍵。（2）鍵的強度校核鍵選用45鋼，本文設計的傳動有輕微的沖擊，許用擠壓應力鍵的工作長度鍵與輪轂槽的接觸高度式中T——軸傳遞的轉矩平鍵滿足使用要求。3.2.3提升鏈系統(tǒng)設計1.提升鏈整體參數(shù)設計為避免托架上下干涉，托架的上下層距離取20厘米，機架總高10.22米。初取提升鏈輪分度圓直徑。提升鏈附件的長度取左右。提升鏈總提升高度左右。2.提升鏈的選擇（1）確定輸送條件輸送采用托盤承運，對象是汽車，總質量為6噸。輸送路線為垂直運輸，輸送環(huán)境為在常溫下工作。（2）初步選擇輸送鏈的類型查閱手冊，計算參數(shù)式中——預緊張力——摩擦系數(shù)——速度系數(shù)作用在鏈條上的張力式中——被輸送物料在單位長度上的重量選用鋼制套筒鏈，節(jié)距。鋼制套筒鏈示意圖如圖3.8所示圖鋼制套筒鏈示意圖（3）鏈節(jié)數(shù)計算鏈長度式中——提升的中心距——軌道半徑鏈節(jié)數(shù)取因此鏈的具體型號為鏈。（4）鏈的校核查閱文獻，得計算公式式中——鏈條的許用張力式中——鏈條的最小極限拉伸載荷——載荷修正系數(shù)——安全系數(shù)所以鋼制套筒鏈能滿足使用要求。3.提升鏈輪設計（1）鏈輪的主要尺寸由前面的設計的，取鏈輪的分度圓直徑由得由查手冊，得齒數(shù)。鏈輪分度圓的實際直徑根據(jù)計算出的尺寸，結合國家標準，鏈輪采用輪輻式鑄造結構。齒頂圓直徑式中——鏈板高度最大值齒根圓直徑式中——鏈條套筒直徑最大值（2）鏈輪齒廓參數(shù)計算齒槽中心分離量取工作面長度齒根圓弧半徑取壓力角根據(jù)齒數(shù)，查相關文獻得齒廓頂部圓弧半徑（3）鏈輪軸向齒廓齒寬式中——內鏈節(jié)最小內寬倒角寬鋼制套筒鏈鏈輪主要尺寸示意圖如圖3.9所示圖鏈輪主要尺寸示意圖（4）鏈輪主要結構尺寸鏈輪采用輻板單排式結構，材料為輪轂厚度式中——孔徑d——分度圓直徑圓整取輪轂長度輪轂直徑輪緣部分尺寸圓角半徑輻板厚度選用GB/T1096鍵，周向布置，作為鏈輪的定心和傳遞扭矩的作用。3.3相關標準件選擇3.3.1聯(lián)軸器的選擇減速器與主動軸之間的聯(lián)軸器，根據(jù)工況需要，選擇彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。1.聯(lián)軸器的轉矩計算式中——驅動功率查《機械設計手冊》得以下的參數(shù)n——工作轉速——動力機系數(shù)=1.0K——工況系數(shù)K=1.5——啟動系數(shù)——溫度系數(shù)——公稱轉矩根據(jù)行星減速器輸入軸D1=170mm。傳動軸的主動軸徑D2=160mm。選擇型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。查《機械設計手冊》該聯(lián)軸器的公稱轉矩所以型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器滿足使用要求。2.聯(lián)軸器基本參數(shù)及連接鍵的選擇聯(lián)軸器主動軸端長度L1=204mm，從動軸軸端長度L2=302mm聯(lián)軸器型號標記為GB/T5015-2003LZ10。根據(jù)選用的行星輪減速器NBZD450的技術要求，查得輸出軸上的鍵槽長度L=240mm，鍵槽寬度b=40mm，帶鍵伸出軸軸徑t=179mm，兩個鍵槽呈周向分布。如圖3.3所示故配合聯(lián)軸器主動軸端選用普通C型平鍵。鍵的具體型號為GB/T1096鍵C40x22x220。配合聯(lián)軸器從動軸端選用普通C型平鍵，單鍵布置。鍵的型號為GB/T1096鍵C40X22X280。3.軸的校核聯(lián)軸器主動軸端選擇的鍵是由廠商規(guī)定的，在出廠的時候，廠家已經(jīng)完成了校核，一般能滿足使用要求，不需要再進行校核。聯(lián)軸器從動軸端的平鍵校核查手冊，鍵選用45鋼，本文設計的傳動有輕微的沖擊，許用擠壓應力鍵的工作長度鍵與輪轂槽的接觸高度故普通C型平鍵滿足使用要求。3.3.2軸承的選擇1.主動軸的軸承選擇根據(jù)整體設計和工況要求，軸承主要受到徑向力，同時伴隨微小的軸向力。軸承在安裝，密封，配合方面無特殊要求。在工程中，調心滾子軸承主要用在彎曲較大的傳動軸上，以及運用在支承座孔不易保證嚴格同心的地方。調心滾子軸承的滾子與兩個套圈滾道的接觸是修正線接觸，承載能力較大，特別適于重載的工作場合。調心滾子軸承配合軸承座使用，便于安裝、拆卸。本次設計的的車庫，軸的跨度比較大，容易發(fā)生一定的變形，因此需要軸承具備一定的調心性能，主動軸而且傳遞功率也較大，主要受徑向力，軸向力較小。因此選用具有一定調心功能的調心滾子軸承作為主動軸上的軸承。根據(jù)主動軸軸徑d=160mm，查閱《機械設計手冊》根據(jù)車場的工況要求，結合整體框架的實際情況。本次使用的軸承安裝在軸承座上，達到拆裝方便的目的，同時也大大簡化了框架的結構，使設計更加容易實現(xiàn)。查閱相關文獻，軸承配套使用SD3136TS四螺柱立式軸承座。本次設計的主動軸，由于跨度較大，如果采用軸肩定位這樣傳統(tǒng)的方法，會增大主動軸的軸徑。由于跨度較大，軸徑增大使整個軸的重量增加很多，從而使整個系統(tǒng)重量增加。因而，主動軸采用光軸設計。軸承的定位需要加緊定套。因此配套使用H3136緊定套，達到定位軸承的作用。根據(jù)緊定套的參數(shù)，選用23136CK調心滾子軸承。。2.軸承的使用壽命校核本次設計的車場使用壽命為15年，與我國規(guī)定的家用車平均使用壽命相匹配。本車場設有8個車位，每次存取時間設為一分鐘，假設每臺汽車，一天存取4次，則八個車位共32次?？偣补ぷ鲿r間為32min。按特殊時期計算，則將工作時間放大兩倍?？偣ぷ鲿r間根據(jù)前面計算得到壓軸力轉速n=6r/min查手冊得基本額定動載荷計算公式式中——壽命因數(shù)——速度因數(shù)——沖擊載荷因數(shù)——溫度因數(shù)——力矩載荷系數(shù)速度小時，取——額定靜載荷計算式中——安全因數(shù)——當量靜載荷——由此可得，23136CK軸承滿足使用要求。3.從動軸軸承的選擇根據(jù)主動軸軸徑d=200mm，查閱《機械設計手冊》根據(jù)車場的工況要求，結合整體框架的實際情況。本次使用的軸承安裝在軸承座上，達到拆裝方便的目的，同時也大大簡化了框架的結構，使設計更加容易實現(xiàn)。查閱相關文獻，軸承配套使用SD3144TS四螺柱立式軸承座。本次設計的主動軸，由于跨度較大，如果采用軸肩定位這樣傳統(tǒng)的方法，會增大主動軸的軸徑。由于跨度較大，軸徑增大使整個軸的重量增加很多，從而使整個系統(tǒng)重量增加。因而，主動軸采用光軸設計。軸承的定位需要加緊定套。因此配套使用H3144緊定套，達到定位軸承的作用。根據(jù)緊定套的參數(shù)，選擇23644CK調心滾子軸承。4．從動軸軸承的校核根據(jù)主動軸軸承的校核結果可以看出，由于本車庫的工作時間較短。因此，軸承都能達到使用要求，而且余量差很大。所以，從動軸承能滿足使用，校核過程略。軸承在日常使用過程中注意及時檢修、更換，一般就能滿足正常的工作需求。3.4整體框架設計1.機架設計機架起到對整體車場的支持作用，所有部件都依托才能實現(xiàn)其功能。安裝在支架上的部件包括傳動鏈系統(tǒng)，驅動系統(tǒng)，制動器系統(tǒng)，托架，部分感應器等。支架的要求是強度和剛度都能到達使用要求，同時應該保證在機架在工作的時候不發(fā)生傾倒，嚴重變形等現(xiàn)象。機架要滿足尺寸要求，保證安裝所有部件都能很好地安裝在上面，部件與部件之間留有足夠的空間，各自工作不發(fā)生干涉，正常完成各自的工作。機架還要達到對車輛的存儲作用，要有足夠的空間存儲汽車。根據(jù)工程經(jīng)驗，和已經(jīng)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品驗證。機架一般都是焊接結構，通過對焊接強度的調整，是機架到達強度和剛度要求。焊接材料一般選用型鋼。為減輕機架重量，選用的型鋼一般為矩形方鋼。型鋼的尺寸主要為、、這幾種。長度根據(jù)實際安裝位置進行選擇。焊接方式選用成本較低，可靠性較強的手工電弧焊方式。焊縫高度控制在4~8mm之間。重要部偉可根據(jù)實際需求對焊縫進行適當調整。焊縫一般采用三角形焊縫。同時可以根據(jù)實際需求，一些部位的連接方式可以采用螺栓連接，鉚接，銷連接等常用機械連接方式。機架與地基的連接方式是采用螺栓連接，機架有四個底座，通過螺栓分別與地基進行連接。機架的尺寸為長寬高=3000mm7500mm10220mm。機架的三維模型示意圖，如圖3.10所示。圖3.10機架三維模型2.機架的校核由于機架的受力相對復雜，本科生階段在受力分析方面能力有所欠缺。根據(jù)畢業(yè)設計導師要求，對機架的受力分析方面只做學習使用，不做深入的受力分析。機架的主要受力點為四個導軌的圓弧面上，導軌承載著8臺車、托架、提升鏈的重量，載荷大約為。為方便安裝減速器、電機、制動器，在機架上焊接出一個臺子。將減速器、電機、制動器安裝在上面，承載著三個部件的重量，載荷大約為。用有限元分析法對支架進行粗略的受力分析，強度分析圖如圖3.11圖3.11機架應力分析圖

圖3.11機架應力分析圖由有限元分析圖可知，機架的最大應力為。支架使用的鋼材多為型鋼，型鋼使用的材料是。查《機械設計手冊》得，的抗拉強度為，屈服強度為之間。綜上所述，機架的整體強度滿足使用要求。機架在收到載荷后，會發(fā)生形變。形變過大將會影響車場的整體工作，同時降低機架的穩(wěn)定性。因此對機架用有限元分析法進行粗略計算。機架的整體形變如圖3.12所示圖3.12機架形變圖由上圖可知，機架的最大形變位于導軌的圓弧處，左邊的形變量為，右邊導軌的形變量為左右。由于車庫的提升系統(tǒng)為鏈傳動，鏈的位置要求不是很高，鏈在導軌上運動，導軌能起到定位作用，能滿足工作需求。相對于整個機架而言，形變量僅為千分之一左右，變形量在允許范圍內。綜上所述，機架的形變量基本能到達設計要求。3.5本章小結本章完成了整個機械系統(tǒng)的設計。包括完成車場傳遞功率的計算；完成主要軸系的設計；完成了傳動鏈系統(tǒng)設計，包括傳動鏈的選擇計算，鏈輪的設計等；完成提升鏈系統(tǒng)的設計，包括提升鏈的選擇計算，提升鏈輪的設計；完成機架的設計和強度校核以及變形校核；完成聯(lián)軸器的選型計算，軸承的選型校核，鍵的選型校核。4制動器的設計4.1計算制動轉矩及制動器方案確定4.1.1制動轉矩的計算立體車場屬于提升設備，其制動效果應該保證重物能可靠懸掛。本次的制動器設計按垂直制動進行轉矩計算。由于提升速度很小，而且垂直載荷是主要的，慣性轉矩可以忽略不計。查閱相關文獻，得到計算制動轉矩的公式式中——換算到制動軸上的載荷轉矩——垂直載荷對載荷軸的轉矩——制動軸到載荷軸的傳動比——從制動軸到載荷軸的機械效率——保證重物可靠懸吊的制動安全系數(shù)式中——最大提升重量——套筒鏈鏈輪分度圓直徑4.1.2制動器設計方案確定使運動中的機械系統(tǒng)停止或者減速一般有兩種方法：第一種方法是利用電力制動，這種制動方案消耗機器一部分功能，只能起到減小或限制運動速度的作用，一般無法使運動中的系統(tǒng)完全停止；另一種方法是機械制動，機械制動的裝置叫制動器。1.制動器具有以下功能①制動作用：讓運轉中的機械系統(tǒng)或設備完全停止下來；②減速作用：讓運轉中的機械系統(tǒng)或設備的速度降低，以滿足實際使用要求；③支持作用：這一般是指在已切斷設備的動力源并已制動的情況下，但系統(tǒng)在重力或其他力的作用效果下仍然有運動趨勢的機構或設備。此時，制動器使其在制動力的作用下保持原位，停止運動，以避免發(fā)生事故，例如提升機械設備。2.制動器的分類、特點與應用（1）按工作狀態(tài)分類，可分為常閉式與常開式a.常閉式：通常靠彈簧或重力作用是制動器常處于制動狀態(tài)，當機械設備需要運轉時松開(如起重機設備、卷揚機設備等)b.常開式：制動器常處于松閘狀態(tài)，當機械設備需要制動時操縱制動器，施加外力對機械設備進行制動（如運輸車輛、私家車等）。（2）按操縱方式劃分，制動器可以分為人力方式、電力操縱方式、電磁鐵操縱方式、氣動操縱方式和液力操縱方式。人力操縱方式和電磁鐵操縱方式適用于制動轉矩要求不太大的場合，電磁鐵操縱方式又分直流電磁鐵操縱方式和交流電磁鐵操縱方式。（3）按結構型式可分為摩擦式（常見的有塊式、蹄式、盤式、帶式等多種型式)和非摩擦式(常見的有磁粉式、磁渦流式等多種型式）。本次設計選用的制動器應該為常閉式制動器，選用的結構型式為摩擦式中的短行程塊式制動器。表給出塊式制動器的類型對比表對比表得，選用電力液壓塊式制動器作為本次設計的方案。本次設計中，制動器需要安裝在一個焊接而成的機架上，應盡量減小安裝尺寸，減少懸臂結構。型立式電力液壓塊式制動器的推動器設置在制動器的上部，可以滿足某些空間位置和安裝尺寸有限制的需要。因此，選用型立式電力液壓塊式制動器方案較為合理。4.2制動器計算設計4.2.1制動器主要部件設計1.塊式制動器主要聯(lián)接尺寸塊式制動器的結構型式很多，在設計塊式制動器時必須注意設計的塊式制動器的聯(lián)接尺寸是否符合.JB/T7021.1-1993的規(guī)定，如果不符合國標規(guī)定，制動器的有關易損件將無法保證其互換性和配套性。根據(jù)聯(lián)軸器制動輪的尺寸，結合國標規(guī)定。確定如下幾個主要聯(lián)接尺寸。制動直徑；制動瓦安裝高度；制動瓦安裝中心距；制動瓦外寬；制動瓦寬度；安裝孔位置；；安裝孔徑。結構示意圖如圖所示。圖4.12.制動輪設計制動輪的基本參數(shù)如下：；；制動輪寬度；；；；；質量；轉動慣量為更加方便表達尺寸關系，附聯(lián)軸器示意圖如圖4.2所示圖4.2聯(lián)軸器3.制動瓦設計為達到機械設計中互換性和配套性的原則，因盡量在現(xiàn)有的國家標注中選型設計。根據(jù)塊式制動器制動瓦（塊）（JB/T7021.2-1993）選則適用于本次設計的制動瓦。本次設計選用粘接式制動襯塊，鐵質制動瓦。根據(jù)國家標準規(guī)定，制動瓦材料一般不低于GB9439-1988《灰鑄鐵件》中HT200的抗拉強度。對于特殊要求的場合，制動瓦可以使用鍛鋼、鑄鋼、鑄鋁、鋼板或球墨鑄鐵等符合使用要求的材料。本次設