本科毕业设计论文

1、1 绪论随着我国城市化进程的加快，汽车工业和建筑业两大支柱产业的快速发展，目前新建、改建、扩建公共建筑、住宅区、商业街（区）、旅游区、批发市场等项目时，停车场需求加大，规划设计标准已经有所提高，停车位标准有所提升。在一些大、中城市相继出现了停车难和乱停车的现象。 最近十几年来，我国城市机动车增长速度快于城市道路年平均增长速度，在大中城市的机动车拥有量和交通的增长远远超过交通基础设施的增长速度。交通拥堵、停车难己经成为国内很多城市发展的严重制约因素，建设立体停车库是解决停车难的有效手段，据发达国家的经验, 解决这一问题的途径是建立体停车库, 尤其是高层机械式自动化立体停车库。高层机械式自动化立体

2、停车库, 它是集机械、电子、控制技术于一体的现代化设备, 成为缓解城市停车难的有效手段。步入了引进、开发、制造、使用相结合的发展阶段，机械车库可更有效地保证人身和车辆安全。机械式立体停车库可充分利用空间，在有限场地上，最大限度停放车辆，是改善城市交通，缓解城市停车难的新途径。机械式立体停车设备以其独特的优点，引起了各界的重视，得到了广泛的应用。1.1课题性质在解决城市停车难的问题中，欧美国家和亚洲国家采取的措施有所不同。但立体化停车是各个国家都积极采取的措施，尤其是全自动化的机械式立体停车库使车库设计向空间、向高层发展不断发展，在很多国家和地区都得到了快速的发展。机械车库与传统的自然地下车库相

3、比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。机械式立体停车设备以其独特的优点，引起了各界的重视，得到了广泛的应用。机械式立体停车库可充分利用空间，在有限场地上，最大限度停放车辆，是改善城市交通，缓解城市停车难的新途径。就当前社会对于立体停车库的需求，选出了一种能广泛满足社会需求的机械式立体停车库-升降横移式立体停车库，它也是比较典型的机电一体化产品。一些大城市已运用其解决许多停车问题，具有很高的操作性。1.2课题来源1.2.1 现有停车位严重不足 我国改革开放以来，城市化水平加快，随着城市建设的迅速发展，城市空地越来越少，但是城市里的汽车数量却越来越多。在城区的高级宾馆、饭

4、店、商场、医院、车站、高档住宅区及其他车辆密集区，由于受到原有占地面积的限制，汽车停泊困难，交通阻塞。另外，多年来在城市交通建设中，由于只注重解决动态交通问题比如道路畅通的问题，而对静态交通问题不够注重不如说是停车场的问题，因而造成现有停车位远远不能满足停车需求的严重局面。已成为影响城市交通和市容环境的一大问题。由于停车位严重不足，迫使大量汽车占道停放，成为影响城市交通和市容环境的一大问题。河北省省会某媒体对市内30个小区进行了调查统计，发现在2007年，30个小区共拥有汽车4650辆，车位4536个，基本上一辆机动车一个车位。但到了2011年的4月份，这两个数字分别为9740和6108，平均

5、1.6辆车才能得到一个车位。 1.2.2 新增车辆多 据统计，随着中国加入wto和人民生活水平的进一步提高，预计2012年将达到2500万辆，“ 十五”期间轿车保有量将增加400万辆。停车位需求按1：1.2(100%的基本停车位和20%的公共停车位)计算，总需增加停车位480万个。平均每年需求96万个车位。如仅考虑10%进机械式停车库，这每年需提供机械式停车库9.6万个车位，而且每年还以一定的速度增加。但与此同时，汽车停车场地的增长却不能与之同步，汽车泊位与汽车数量的比例严重失调，由此带来停车难、违章停车、停车管理困难等一系列问题。1.2.3普通车位占地价格昂贵大中城市的繁华地段，土地资源紧缺

6、，费用昂贵。本人查阅了一些关于地段费用的标准及其一些相关信息，北京王府井地区，每平方米使用金已达到5万元以上，上海南京路的价格也在5万元左右。广州市环路区域，外商开发每平方米1万元美元，国内开发每平方米也达1万元;成都市街区每亩价格800万元。修建地面停车场，每个车位平均占地20平方米(含进出车道)，如欲在王府井建40车位的地面停车场，土地面积800平方米，刚需投资4000万元(地面处理费用不计);如建机械式立体停车库，仍存车40台，其车库占地面积为50平方米，出入通道为35平方米，共需土地85平方米，其土地投资为425万元，每车位投资10万元，共400万元，两项总投资825万元。后者节省开支

7、3175万元，从这些情况可知，显然建造立体停车库即可节约土地资源，又可节约大量资金。1.3课题前景和意义随着人类社会的不断进步和科学技术的发展，人类的生产、生活方式趋于集中，城市的规模越来越大，人们在城市里的生存空间却越来越小，于是出现了要利用空间的理念，城市中开始建设立体建筑、立体交通和立体停车。作为现代大都市的标志，城市中心商住区高楼大厦林立，社区道路、高架交通干道、立交桥和地下铁路，编织出城市立体交通网，汽车的住宅-停车场也有了长足的发展，由平面停车向立体停车。当以往的路边、人行道上停车、地下或地面停车场均解决不了上述问题时，采用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施。机械式立体停车设备

8、又名立体车库，它占地空间小，并且可最大限度地利用空间，安全方便，是解决城市用地紧张，缓解停车难的一个有效手段。国家计委已明确机械式立体停车设备及城市立体停车场为国家重点支持的产业，1998年1月1日起执行的国家计委6号令把机械式停车序和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业、产品和技术日录”，国家海关总署对机械式停车产品规定“国内投资项目给予免征进口税”、上述措施为我国立体车库产业的成长提供了良好的条件、也为我国解决城市停车间题提供了机会。可以预见立体车库具有非常广阔的市场前景。机械式立体停车具有较多的优点，主要有: (1) 节省占地面积，充分利用空间。一般来说，机械式立体停车库的占地面积约为

9、平面停车场的l/21/25，空间利用率比建筑自走式停车库提高了75%。 (2)相对造价低。机械式停车设备每个泊位投资约3万12万元，而建筑自走式停车库每一个泊位的造价约为7万元以上。(3) 使用方便，操作简单、可靠、安全、存储车快捷。一般一次存(取)车时间不超过1205。 (4)减少了因路边停车而引发的交通事故。 (5) 增加了汽车的防盗性和防护性。(6)改善了市容环境。机械式立体停车方式是全自动化的停车方式，是今后停车改革的主要方向。尤其是在寸土寸金的大城市，采用机械式立体停车方式，显得尤为必要。它具有的占地少、停车多、投资少、停车方式先进等这些优点，越来越受到人们的重视。但设备制造、安装、

10、运行要求较高。目前，我国的机械式立体停车库发展还不上规模，大型的主要靠进口，小型的应用还不广泛，综合国内外市场的需求，可以断定拥有高技术含量、高附加值、采用机电一体化技术的立体停车库具有广阔的市场前景，必将成为解决城市交通困难的有效手段，据本人在南方城市和北方城市的调研，南方城市象广州、上海等大城市机械式立体停车库的发展比较快，而北方城市相对来说比较落后，所以对于机械式立体停车库的研究显得很有必要。2 机械式立体停车库发展概况以及分类2.1发展概况 机械式停车设备的应用已有30多年的历史了。发展较早、较好的有日本、韩国、德国等。在亚洲，机械式停车设备采用较早应用较普遍的是日本、韩国和我国台湾省

11、。日本从事机械式立体停车库及其设备开发、制造的共有200多家，其中生产机械式立体停车设备的约100多家，比较大的公司有新明和、日精、三菱重工、大福、日成、东急、内外及昭和起重机等，产品既有出口的，也有进口的。韩国机械式停车设备行业的发展历程比较平稳。20世纪70年代中期为起步阶段，80年代为引进阶段，90年代为供应使用阶段。由于这几个阶段受到了政府的高度重视，各种机械式停车设备得到了普遍的开发和利用，年递增速度达到30%；2000年以来为发展阶段，自动化停车设备将随供应量不断的扩大而迅速发展。我国在20世纪80年代初开始研制和使用机械式停车设备。80年代是起步阶段，90年代以来，随着汽车工业和

12、建筑业的发展，尤其是轿车进入家庭后，停车设备的应用逐步推广，己经形成了新兴的停车设备行业，步入了引进、开发、制造、使用相结合的初步发展阶段。现在从事停车设备制造的企业数约有100家，其中主机生产企业超过50家。首批获得国家颁发的立体停车设备制造企业资质的企业有22家。产品经引进技术和自我研制开发，生产技术水平有了很大的提高。许多设备采用了当前机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等领域的先进技术，控制型式有按钮式、ic卡式、触摸屏式、密码钥匙式、遥控式等，有些设备还采用了总线控制技术；传动装置采用内藏式，以增大停车空间并保护各传动元件不受污染和腐蚀，提高了设备的耐久性；机构中采用了模块化设计，这

13、样便于组合使用，又易于安装拆卸，且可缩短施工周期;还采用一些新材料、新工艺，如采用h型钢做钢梁，组合的镀锌板或一体成型的镀锌板坐载车板；安全保护方面采用了声光引导、定位装置及自动消防灭火系统等。目前品种的满足率己达90%左右，有的品种填补了国内空白，产品国产化率达到50%以上。由于很多新建小区内住户与车位的配比为1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40 平方米的

14、面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多层（21 层）立体式车库的话，50 平方米的土地面积上便可存放40 辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。在机械车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。2这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械

15、停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。2.2立体停车库分类停车库就其结构特征来分类，可分为平面式及立体式，平面式又分为地下平面式停车库、地上平面式停车库；立体停车库又可分为自行式立体停车库、半自动立体停车库和全自动立体停车库，而全自动立体停车库还可分为两层或多层平面式全自动立体停车库、竖向密集型全自动立体停车库以及特殊造型结构全自动立体停车库。 平面式停车库是最为普遍的一个停车场所，在我国应用最为广泛，它的一系列建筑结构要求在我国现行建筑设计规范大全、现行建筑结构规范大全、现行建筑施工规范大全中作了详细全面的阐述和规定。 目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷

16、道堆垛式、垂直提升式垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式。32.21升降横移式升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此种立体车库适用于商业、机关、住宅小区配套地面及地下停车场，节省占地，配置灵活，造价较低。采用自动控制，构造简单，安全可靠。采用光敏传感器、限位保护器、急停开关等安全防坠装置。 图1升降横移式立体车库2.21巷道堆垛式巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。 图2巷道堆

17、垛式立体车库2.23垂直提升式立体车库 垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高(几十米)，对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地却最小。 图3垂直提升式立体车库2.24地下停车场地下停车场是使用最广的车库，因为其不需要占地上空间。杜桂荣在“多层升降横移式立体停车库的结构和控制系统”中所述，地下停车场是为宾馆，商厦等原有的停车场专门设计的，原有的停车场一般只能存放一层车辆，经过改建加上专用设备后，可放置上下两层车。有些地下停车场本身是专门设计与环境协调的立体自动化车库。4 综

18、上所诉，从各方面因素的考虑，比较车库的自身优势，我们选择了升降横移式立体停车库作为本课题的研究项目。2.3升降横移式立体停车库的优越性三层停车位，其空间利用率最高，非常适合平面空地使用，而且可根据场地情况量身定做，实现2-5层或更多层的多车位设计。由于其对土建要求较低可根据不同的地形和空间进行任意组合排列，规模可大可小，因此应用十分广泛。在众多的停车设备中，升降横移式立体停车的优点比较突出，主要表现在几个方面：（1） 节约占地面积，充分利用空间。一般来说，升降横移式立体停车库的占地面积约为平面停车场的1/2-1/25，空间利用率比建筑自走式停车库提高了75%。 （2） 相对造价比较低。升降横移

19、式立体停车库每个泊位约1.5万元，而建筑自走式停车库每个泊位的造价约为7万元以上。（3） 使用方便，对操作人员的要求不高，操作简单、安全、可靠，存取车快捷 ,维护也很方便。一般存取一辆车约为80秒。（4） 减少了因路边停车而引起的交通事故。在许多城市的主要地段，司机往往没有找着停场而把车停靠在路边，这样就很容易阻塞交通，甚至引起交通事故 。（5） 增加了汽车的防盗性和防护性。在车库的系统中配置有智能防盗装置 、防火装置等 ，增强了车库的整体安全。（6）改善了市容环境。在现代化的车库的设计中，不仅仅只是为了满足停车要求，更主要的是让其融入城市的整体建筑环境中，成为现代化大都市一道独特的风景。升降

20、横移式立体停车库是全自动化的停车方式，也是今后停车改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市，采用机械式立体停车方式，显得尤为必要，而升降横移式立体停车库也在机械式立体停车库中显得更加普遍化，居民化。2.4研究升降横移式立体停车库的意义升降横移式立体停车库是一种比较典型的机电一体化产品形式，它主要涉及机械、电子、建工等多个领域，它需要各方面的专业技术人员协同工作.在现代化大都市中，升降横移式立体车库己经渗入到人们的各个生活领域，在机关、宾馆酒店、医院和居民区等许多地方，升降横移式立体停车库成了一道必不可少的基础设施。5但是我国的机械式停车库技术发展比较晚，大部分还沿用着日本80年代的技术。随着我国

21、经济的飞速发展，轿车拥有量的迅速膨胀，机械式车库的现有功能已落后于人们的要求。现有车库技术的不足主要表现在取车得时间比较长，智能化程度比较低，安全程度不够，设计形式比较陈旧。上海和北京等地现有的许多高质量的立体停车库，都是运用大量的外汇从国外进口的，并且售后服务也得不到令人满意的保障。为了打破这种依赖进口的格局，打出具有自身特色的车库产品，就得要在原有技术上有重大突破，从而带动国内车库行业的发展，因此，对升降式立体停车库的系统研究显得尤为重要。3 承担的设计任务3.1主要设计内容（1）升降横移式立体停车库横移部分的设计。（2）负重及输送装置的设计。（3）部份零件工作图设计。3.2技术要求（1）

22、车库应能进行自动定位停车。（2）应当保证驾驶员开车上位和开车下位的行走空间。（3）保证一定车型和一定吨位的中低档轿车的安全停放。（4）保证一定的车位高度以保证维护人员的维护空间。（5）载车板应采用非燃烧体材料制造，并应具有足够的强度和刚度，以保证停放汽车的安全和存取车动作的正常进行。3.3工作要求（1）设计计算完善正确，表明所选数据出处。（2）设计图样规范，符合国家制图标准。（3）开题报告任务明确，外文资料译文正确通顺，实习报告书写规范。（4）遵守毕业设计期间的纪律，努力完成导师交给的任务。 （5）设计原理应合理，表达应正确。4 总体方案的拟订4.1立体车库的工作原理车库运行原理：该设备的顶层

23、载车板只需上下升降；中层载车板既可升降，又可横移；底层载车板只需左右横移。中层和底层都有一个空位，可以通过横移载车板变换空位，使空位正上方的顶层载车板下降到底层。底层载车板上的汽车可直接出车，整个过程即可完成。升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式停车设备。升降横移式立体车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。停泊在这类车库地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可进入车库内将汽车开进或开出车库。图4为一个地上7车位的升降横移式

24、停车设备，其工作原理是：三层三个车位可以升降，二层两个车位可以升降和平移，一层的两个车位只能横向横移，空车位供三层和二层的车位下降时借用。1 、2号车位可以直接存放车辆；7 号车位需下降后再存放车辆；3 号车位，则需先将1 号和2号载车板右移，再将3号载车板下降；4 号车位，则需先将2 号载车板右移，再将4号存车板下降；5号车位需要先将1、2、3、4号四个载车板右移，再将5号载车板下降；6号车位则需要先将2、4号载车板右移，再将6号载车板降下。由于升降横移式停车设备对场地的适应性强，介绍系统各机械部分部件结构和功能可根据不同的地形和空间进行任意的组合、排列，规模可大可小，对土建的要求比较低，因

25、此，应用非常广泛。图4 七车位升降横移式立体车库工作原理图本升降横移车库的停车标准尺寸(长x宽x高)为5050mmx1850mmx1550mm，停车数量8辆(2层x4辆/层)是较简单升降横移车库，设计的方案包括以下几个方面：(1) 升降横移式立体停车设备总体结构的设计 确定垂直升降式立体停车设备的总体布局、运行方式，然后进行存取车方式、提升系统、钢结构等各个组成部分的总体设计。(2) 升降横移式立体停车设备的存取机构设计 在分析比较的基础上，确定车库的存取车形式，然后由此详细设计停车位、载车板和存取机构。(3) 升降横移式立体停车设备的升降驱动机构设计 首先通过比较，选定曳引驱动方式作为整个车

26、库的升降方式。然后设计升降平台、安全机构等。并计算升降系统电机所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。4.2立体车库机械部分部件结构和功能 以三层三列式立体车库为模型建立研究对象。升降横移式立体车库主要由结构框架部分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全防护系统六大部分组成。6下面我们重点对车库的主要组成进行分析。设计的升降横移立体车库总装图如图5主要分以下几个部分：升降机构，横移机构，整体框架，载车板，安全装置。 图5升降横移立体车库 4.21结构框架在升降横移式立体车库中其主要结构是钢结构，有两部分：主体框架部分和载车板部分。主体框架部分的钢结构比较复杂，运用了“h”型钢、角钢、槽钢

27、等数种型钢形式，就其连接形式而言比较单一，即焊接和螺栓连接两种形式。载车板部分的钢结构比较简单，其框架部分为数段矩形方钢对焊而成，其它辅助结构则以角焊代之。焊接和螺栓连接是车库钢结构部分的两种主要的连接方式，其连接方式的质量优劣将直接影响车库整体结构性能的优良与否，所以在车库的设计和建造中具有很重要的位置。立体车库在连接过程中主要运用对焊、角焊和螺栓连接。钢架主要分为上、下框架，通过它可以安装消防、排水设施以及作为钢丝绳和链的支撑部件。主要由立柱、上边架、下边架以及轨道支架组成。主要结构如图6所示： 图6 钢架结构各钢板采用高强度螺栓联结。高强度螺栓连接中，构件内力是靠构件钢板表面间由高强度螺

28、栓以巨大的夹紧压力所产生的摩擦力来传递的，故高强度螺栓连接的承载能力是以抗滑强度被连接钢板发生相对滑动的载荷来表示，而不考虑螺栓的受剪。抗滑强度又取决于高强度的预紧拉力、钢板表面的摩擦系数、摩擦面及高强螺栓数量。高强度螺栓由高强螺栓、高强螺母各一个，以及高强垫圈个两个组成。一、焊缝连接要求1.焊缝金属宜于基本金属相适应，当不同强度的钢材连接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。2.在设计中，不得任意加大焊缝，避免焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝，同时，焊缝的布置应尽可能对称于构件的重心。3.对接焊缝的坡口形式，应根据板厚和施工条件按现行标准手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸和埋弧焊焊接接头的

29、基本形式与尺寸的要求选用。4.在对接焊缝的拼接处，当焊接的宽度不同或厚度相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向，从一侧或两侧做成坡度不大于1/4的斜角，当厚度不同时，焊缝坡口形式应根据较薄焊件厚度选定基本形式与尺寸。5.当采用不焊透的对接焊缝时，应在设计图中注明坡口的形式和尺寸，其有效厚度不得小于，t为坡口所在焊件的较大厚度。在承受动力载荷的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用不焊透的对接焊缝。6.角焊缝两焊脚边的夹角a一般为90度(直角角焊缝)。夹角a120度或a6mm时，。圆孔或槽孔内的焊缝焊角尺寸不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。 （3）角焊缝的两焊角尺寸一般为相等，当焊件的厚度

30、相差较大，且焊脚尺寸不能符合上列要求时，可采用不等焊脚尺寸，与较薄焊件接触的焊脚边以及与较厚焊件接触的焊脚边应分别符合上列要求。 （4）侧面脚焊缝或正面脚焊缝的计算长度不得小于和4mm。 （5）侧面脚焊缝的计算长度不宜大于60h(承受静力荷载或间接承受动力载荷时)或40h(承受动力载荷时);当大于上述数值时，其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面焊缝全长分布时，其计算长度不受此限。 8.在直接承受动力载荷的结构中，角焊缝表面应做成直线形或凹形。焊脚 尺寸的比例：对正面脚焊缝宜为1：1.5(长边顺应力方向);对侧面脚焊缝应为1：1。 9.在次要构件或次要焊件连接中，可采用断续焊接。断续焊接之间

31、的净距，不应大于巧t(对受压焊件)或30t(对受拉构件)，t为较薄焊件厚度。 10.当角焊缝的端部在构件转角处作长度为的绕脚焊时，转角处必须连续施焊。二、螺栓连接要求在立体车库的钢结构中，主立柱与横移导轨“h”型钢的连接是整体结构中的主连接，高强度螺栓连接则是主连接中常用的连接形式。高强度螺栓连接按其受力的性能可分为：摩擦型和承压型。摩擦型高强度螺栓连接摩擦型高强度螺栓连接完全依靠被连接的构件间的摩擦阻力来传力，完全不靠孔壁承压和栓杆受剪。摩擦阻力的大小决定于作用在构件摩擦面上的压力(螺栓的预紧力)，同时也与被连接构件的材料及表面处理情况有关。施工时不得在摩擦面上误涂丹红、油漆、淋雨、受潮等。

32、承压型高强度螺栓连接靠孔壁承压和栓杆受剪，与普通的螺栓相似，其连接多为螺纹连接和绞制孔用螺栓连接。对于同时承受剪力和螺栓杆轴方向拉力的承压型高强度螺栓，应符合下式要求：其中式中，每个承受型高强度螺栓所受的剪力和拉力； 每个承压型高强度螺栓的受剪、受拉、承压承载力设计值。立体车库钢结构受力主要包括：钢结构本身自重，结构架上各停车位的车辆及载车板重力，提升系统起制动所产生的惯性力，驱动装置的重力，顶部梁架受滑轮组、轿箱和配重的重力，整体结构所受的风力、地震载荷以及结构由于外界环境温度变化而引起的温度应力等，它们均以集中或分布方式作用。由于该立体车库为四层五列式，属于低层钢结构建筑。因此，我们对该车

33、库模型进行受力分析时作如下假设：1、车库单独建立，不与其它建筑物相连接，属于最常见状况;2、不计由于结构阴面与阳面温差引起的热应力;3、整体结构无初始变形和缺陷;4、在静态环境里，地震载荷与风载荷作用忽略不计。 立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主，在升降横移式车库中我们选用钢架结构。钢架结构与其它建筑结构相比，具有如下特点：（1）可靠性高钢材在生产时，整个过程可严格控制，质量比较稳定，性能可靠。钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体;钢材的物理力学特性与工程力学对材料性能所作的基本假定符合较好;钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果，计算结果可靠，所以说钢结构的可靠性高（2）材料

34、的强度高，钢结构自重小与混凝土等材料相比，虽然钢材的重力密度大，但它的强度和弹性模量较高，而且强度与重力密度之比也高得多。钢结构自重小，从而便于运输与安装，可减轻基础的负荷，降低地基和基础部分的造价。（3）材料的塑性和韧性好钢材的塑性好，钢结构在一般条件不会因超载等而突然断裂。破坏前一般都会产生显著的变形，易于被发现，可及时采取补救措施，避免重大事故发生。钢材的韧性好，钢结构对动力荷载的适应性强，具有良好的吸能能力，抗震性能优越。（4）钢结构制造简便，施工工期短钢结构一般在专业工厂制造，易实现机械化，生产效率和产品精度高，质量易于保证，是工程结构中工业化程度最高的一种结构。构件制造完成后，运至

35、施工现场拼装成结构。拼装可采用安装方便的螺栓连接，有时还可在地面拼装成较大的单元，再进行吊装。施工工期短，可尽快发挥投资的经济效益。由于钢结构具有连接的特性，故易于加固、改建和拆迁。（5）钢结构密闭性好钢结构采用焊接连接可制成水密性和气密性较好的常压和高压结构、管道等。（6）钢材的耐锈蚀性差在没有腐蚀介质的一般环境中，普通钢材制成的钢结构经除锈后再涂上合格的防锈涂料，锈蚀问题并不严重。立体车库多在没有腐蚀介质的环境中，所以对钢结构本身的维护费用低。结构主体采用热制h 型钢、槽钢、角钢和钢板等型材制造，具有较好的强度和刚度，轻巧、美观，并可二次拆卸安装，运输方便。4.22上载车板及其提升系统每块

36、上载车板都配有一套独立的电机减速机与链传动组合的传动系统。其工作原理如图4，电机顺时针旋转时，载车板上升，电机逆时针旋转时，载车板下降。根据载车板及车重确定链条所需的传动力。根据传动力及载车板的移动速度确定电机功率。根据车身高度确定上下载车板间的距离，根据这个距离确定链条的长度，最后根据传动力确定链轮大小，链节形状及大小。升降装置包括：驱动机，即电机、减速箱和制动器；传动部件，包括钢丝绳和滑轮（或升降链条、链轮）等；搬运器，由载车台及横移滑道组成，载车台是由左右竖框和前后横梁组成的矩形框架，用于升降时支托车辆；升降导轨和对重导轨。曳引驱动机通过钢丝绳（或链条）使载车台升降，同时对重也相应运动，

37、平衡重量，这样有利于减小电机功率。如图7为升降装置 1 2 3 图7简单升降装置 1滑轮 2 汽车 3 托车板4.23下载车板及其横移系统由于下载车板不需悬挂链条，所以为了节省材料，下载车板比上载车板要短。每块下载车板后部都配有一套独立的电机减速机传动系统，藏于载车板内。在下载车板底部装有四只钢轮，可以在导轨上行走，其中两只为主动轮，装于长传动轴两端，另两只为独立安装的从动轮。8电机减速机驱动长传动轴运转，长传动轴上的主动钢轮在导轨上滚动行走从而使下载车板作横向平移运动。根据载车板及车辆的重量、行走速度、滚轮与导轨间的摩擦系数确定横移电机的驱动功率。目前已有多种横移装置设计型式。对于较普遍的滑

38、叉式横移装置来说，其工作过程是电机通过链传动带动长轴转动，长轴两端通过链条、链轮带动两端的三级滑叉作横向同步运动，实现车辆横移。三级滑叉由支承板、导轮、第二三级滑叉、链轮、齿条及齿轮箱等组成。第二级、第三级滑叉中的链传动设有“行程倍增机构”。横移机构如图所示： 图8为横移装置示意图（3）载车板载车板放置在钢结构架中的载车板架上，用于搬运和支托车辆。载车板应采用非燃烧材料制造，质量要轻但应有足够的强度和刚度，且应能防止液体滴漏。载车板按结构形式可分为框架式和拼板式。电机顺时针旋转时，载车板上升，电机逆时针旋转时，载车板下降。 图9载车板载车板用来承载库存车辆，按结构形式有框架式和拼板式两种。框架

39、是载车板用型钢和钢板焊接承载框架，并多数采用中间突起结构，在两侧停车通道和中间凸起的顶面铺设不同厚度的钢板。这种载车板的优点是可按需要设置行车通道宽度，并具有较好的导入功能，适合车型变化较多的小批量生产。拼板式载车板用镀锌钢板一次冲压或滚压成组装件，采用咬合拼装成载车板，用螺栓紧固连接，拼装前可以先对组件进行各种表面处理，如电镀、烤漆等，使载车板轻巧、美观。如图10所示。图 10 拼板式载车板及拼合示意图4.24安全装置上载车板上装有上下行程极限开关和防坠落安全装置。防坠落安全装置装在纵梁与上载车板上停位之间，在纵梁两测各装两只挂钩，上载车板两侧相应位置处各装两只耳环，当上载车板上升到位后，纵

40、梁下面的四只挂钩便自动套入四只耳环内，以防止升降电机常闭制动器慢释放后，上载车板在汽车和载车板本身的重力作用下慢慢下滑，压坏下层汽车。另外也防止制动器一旦失灵，上载车板从上停车位坠落，砸坏下层汽车。下载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞板。行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止。防碰撞板的作用是：下载车板横移时，如果碰撞到人、遗留行李或车主宠物时，切断横移电机电源，横移停止。车库的安全防护措施非常重要，在众多的车库中车辆的高价性与车库自身的价值相差很大，并与客户对车库的信任度有着密切的联系。对于升降横移式立体车库，它的安全防护措施要做到以下几点，并配备有相应的防护装置。 安全保护

41、装置应符合gb17907-1999机械式停车设备通用安全要求1.防火措施：在车库中安装有温烟传感器，可对车库的火情实行实时监控，并把监控信号传给中央控制系统。2急停措施：在发生异常情况时能使停车设备立即停止运转，在操作盒上安装有紧急停止开关，并设为红色，以示醒目。3.阻车装置：在很多情况下停车时，司机必须要把车停在载车板合适的位置上，一般在载车板的后端一侧安装上一高25mm以上的阻车挡铁。防止超限运行装置：停车设备在升降过程中，在定位开关上方装有限位开关，当定位开关出现故障时，由限位开关使设备停止工作，起超程保护作用。5.人车误入检出装置：设备运行时，必须装有防止人车误入装置，以确保安全，一般

42、采用红外装置。一旦检测到在车库运作时，有人或其它物体进入车库，系统就会使这个车库停止运作。6.防止载车板坠落装置：当载车板升至定位点后，需设置防坠装置，以防止载车板因故突然落下，伤害人车，一般防坠装置采用挂钩形式。挂钩防坠方式为电磁铁驱动。图 11 防止载车板坠落装置载车板的防坠落装置是立体车库中的一个关键部件，在泊车安全方面起着决定性的作用。防坠落装置中解锁动作由电磁铁完成。解锁动作要求，当电磁铁通电时以推杆触动安全钩解锁;当电磁铁断电时推杆自动缩回。4.25控制系统升降横移式立体停车设备的控制系统采用plc可编程序控制器控制，主要有手动、自动、复位、急停四种控制方法。自动控制应用于平时的正

43、常工作状态，手动控制应用于调试、维修状态，复位应用于排除故障场合，急停应用于发现异常的紧急场合。对于本文中所列的7车位升降横移式立体停车设备，plc 主要要控制二、三层五个升降电机的正反转和一、二层四个横移电机的正反转。此外要控制上层车位上安全钩的电磁铁和系统报警显示装置等。 电气控制系统是垂直升降类停车库的核心技术之一，它根据操作输入指令通过电脑程序完成存车、取车的全部动作，直接关系到存取车的速度。电气控制系统主要包括：（1）供电部分，提供各种动作所需的电源及相应的短路、过载、缺相、错相等电源自动保护；（2）程序控制部分，根据输入指令进行存取车程序分析，输出各种控制动作指令；（3）召唤操作盘

44、和信号指示部分，用于输入存取车指令，显示工作状态或故障信息，操作运行可采用全自动运行或手动分解运行方式；（4）调速部分。主要如图所示： 图12 控制示意图 4.28其它附属设备 其它附属设备包括：（1）通风、排烟和采暖设备；（2）照明设备；（3）消防设备；（4）排水设备；（5）避雷设施；（6）电源设备；（7）监视及自动计费设备等。 5 设计计算以及校核5.1横向电机选择车板横移的速度v设为7m/min。滚轮的直径d为0.1m滚轮转动一圈需要的时间t=d/v=3.140.1607=2.7s则滚轮的转速v1=0.37r/s=22.2r/min在本次设计中，横移运转过程要求输出平稳连续的载荷，而且传

45、递功率较小。故只需使电动机的额定功率pcd等于或稍大于电动机的实际输出功率pd,即pcdpd就可以了，一般不需对电动机进行热平衡计算和校核启动力矩。电机的输出功率为 = 试中 为工作机所需输入的功率（kw）； 为传动装置的总效率。 工作机所需功率由工作机的工作阻力（f或t）和运动参数（v或n）按下式计算或 式中 f工作机阻力（n）；v工作机线速度（m/s）t工作机阻力矩（nm）n工作机转速(r/min)工作机效率，根据工作机的类型确定。传动装置总效率按下式计算 式中 ，分别为传动装置中每一传动副，每一对轴承及每一个联轴器的效率其数值的选取可以通过查相关手册选择。工作机所需输入功率f为滚轮的滚动

46、摩擦力，即：m载车板装配体及其车辆的重量；取为2500g为9.8n/；滚动摩擦系数约为0.050.1之间在此次设计中取0.1，所以f为所以 pw为： m载车板装配体及其车辆的重量；取为2500g=9.8n/；v载车板的横移速度；取为7m/min；工作机效率；取为0.95；=0.41（kw）电动机的输出功率 = 从电机到传动轴就一个链传动所以有：链传动的效率取为0.95；所以=0.95根据上述计算，取电动机型号为ycj112，其同步转速为90r/min,此电机为自带减速装置的电机其减速比为1/16功率为550w。上面的计算是以轴2进行的轴1比轴2的力略小，所以选取同样的电机。5.2 链轮的设计

47、根据前述已知：一级链传动的传动比，从动链轮转速，主动链轮转 (1) 选择链轮齿数 查机械设计手册，初选取小链轮齿数；从动链轮齿数(2) 计算功率链传动的计算功率为：式中：工况系数，选择；传递功率，单位。由上式可得计算功率为：1.54kw (3)选链条型号和节距根据 查表得p=19.05p为链条节距（4） 链节数中心距取那么取76 节（5） 算链速其中 n为主动轮转速z为链轮齿数p为链条节距代入数据得v=0.27m/s(6)链长及其强度计算机械手册3, 13-82页表13-2-1。根据链条的拉力选择适用链条单排滚子链08b，节距p=12.70，极限拉伸载荷p滚=17.80kn。链条是输送系统中最

48、重要的部分，对车库设备的安全起着绝对重要的作用，所以要有足够的裕量，采用此类链条较为合适。 滚子链强度计算:横移链运动速度v上0.6m/s，属于低速链传动。由于载荷较大，静强度占主要地位，按静强度计算比用疲劳强度计算要好。链条静强度n=式中:链条极限拉伸载荷q=17800n有效圆周力ft=设计功率pd=kap机械手册2, 13-84页表13-2_3查得，ka=1.2 机械设计实用手册, 961页表8-2-3查得，极限拉伸载荷为17800 n链条传递功率p链=pv10-3=24500.06510-3=0.159wpd=kap链 =1.20.159=0.1911kw因而链条静强度所以非常安全。（7

49、）计算链轮 大链轮分度圆齿顶圆直径mm链轮轮毂厚度链轮长度l=4h1=80mm小链轮分度圆齿顶圆直径mm链轮轮毂厚度5.3 轴的设计计算5.3.1轴设计的主要内容 轴的设计主要包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。 轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。因此，轴的结构设计是轴设计中的重要内容。轴的工作能力计算指的上是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需要对轴进行强度计算，以

50、防止断裂或塑性变形。而对刚度要求高的轴（如车床主轴）和受力大的细长轴，还应进行刚度计算，以防止工作时产生过大的弹性变形。对高速运转的轴，还应进行震动稳定性计算，以防止发生共振而破坏。5.3.2轴的材料轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用扎制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的方法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常用的是45钢，可以满足本课题传动机构的使用要求。合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此，在传动大动力，并要求减少尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下

51、工作的轴，常采用合金钢。5.4.3. 各轴段直径和长度的确定以及轴的校核本设计中立体车库的升降部分和横移部分均采用链传动输入动力。链传动由主动轮、从动轮和绕在链轮上的链条组成。链传动的特点：能保证准确的平均传动比；传动效率高，可达到0.950.98；作用在轴上的压力较小；能在高温、油污等恶劣环境工作。广泛应用于矿山、农业和石油机械中。轴在升降传动系统和横移传动系统中都是特别重要的，它不但影响着传动的好坏还影响着车辆的安全，在轴的设计中，按照常规设计方法，先进行初算轴，然后进行轴的结构设计，确定轴径后，再对轴的强度进行校核。根据实际情况确定危险截面，求出该截面的弯曲应力和扭转应力。（循环特征为对

52、称循环，脉动循环）再考虑应力集中等方面的因素，按交变应力状态的疲劳强度的公式进行该截面安全系数的校核计算，其中：对称循环应力时的疲劳极限和扭转疲劳极限 正应力有效应力集中系数和剪应力有效应力集中系数 表面质量系数 尺寸系数 s许用安全系数值 通过校核就可以确定轴的直径。(1) 横移轴的校核图 2.10 轴受力示意图上面章节已求得起动驱动力矩即最大阻力距：电机最大输出力矩：电机功率为0.55kw轴采用45号钢制造可得 轴上最小直径为24mm，可知 虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面i，ii，b均无需校核。因此，只需要校核截面a。根据机械设计课本p373，表15-4可得 横移载车框架自重 : 载车板额定载荷 据机械设计课本表15-1可知45号钢许用弯曲应力：。因此，故安全。5.4轴承的选择计算5.4.1轴承强度的校核由于轮子转动速度很慢，轴承主要承受静载荷，所以，轴承的校核以静校核为主。1一端防尘轴承 查gb/