毕业设计（论文）PLC立体车库设计

1、摘 要 就目前的小区来看，由于一般住宅小区的车位设置在项目设计和规划阶段就已经确定了数量，因此在已经建设成的住宅小区中再设置机动车位，实际上是很难有所作为了。因此车位的紧缺就成为今后长时间内的业主的一大生活难题和物业管理公司管理难点了，建造立体钢结构车库就是解决停车位不足的可靠的途径之一。 本文简要介绍了各类停车库的结构和特点以及小区车库的发展概况，并对立体停车库的设计要点进行了简要的说明，重点介绍了立体停车库升降横移的结构设计和停车设备传动系统的设计。 本设计重点内容包括横移机构的结构设计，在升降横移系统设计中链条的设计计算，链轮的设计计算，电机的选择，本文最后还介绍了其控制系统的组成，pl

2、c的实现和控制软件的设计，实现了立体车库的自动控制。关键词：立体停车库 升降横移装置 链条传动 plc abstract on the current quarter,general residential neighborhood parking spaces in the project design and planning stages have been identified on the quantity,so has the constraction of residential quarters as futher set up vehicle spaces is actual

3、ly very difficult tu do anything of thus the shortage of parking space on the futher of a long time one of the owners of large problems in life and property management companies for the management of difficult. construction of a three-dimensional steel garage may solve the shortage of parking spaces

4、 one of the surest ways.the paper summarizes the structure and the features of different of parking place the introduction of the main performance parameters and introduced too.this paper mainly introduce the design of main conponents of its elevator and conveying appliance. the design focus include

5、 lifting the structure design ,the choice of materials manufacturing method,movements in the design of transmission chain of design movements,thesprocket design motor moverments of the option and checking rope choice and calculation of the design is key as well as composition of the control system a

6、nd hardware and software design of lower level plc system.ked words: steteo garage elevating gear chain actuation plc . 目 录第一章 绪论11.1概述11.2立体停车库的分类31.3立体车库的控制系统6第二章 立体停车厂总体设计思路82.1停车方案的选择82.2升降横移式立体停车库的特点82.3升降横移式立体停车库的工作原理92.4立体车库机械部分部件结构和功能102.5 研究升降横移式立体停车库的意义12第三章 升降横移立体车库横移系统的总体设计133.1横移方案选择133

7、.2横移原理133.3横移结构设计143.3.1托盘的结构设计143.3.2滚轮的设计163.3.3导轨的设计163.4横移传动系统设计173.4.1传动驱动电动机的选择173.4.2轴的结构设计193.4.3链条的选择193.5链条链和齿轮主要参数的确定193.5.1链条参数的确定193.5.2齿轮参数的确定213.6链传动的润滑23第四章 升降系统24第五章 防护系统简介25第六章 电气控制系统266.1 plc控制系统简介266.2 plc控制流程图27结论29谢 辞30参考文献31大连交通大学2011届本科生毕业设计（论文）第一章 绪论1.1概述 随着人类社会的发展和科学技术的进步，人

8、类的生产，生活方式趋于集中，城市的规模越来越大，人们在城市的生存空间却变得越来越小，于是人们想到了如何有效地利用空间这个概念，城市中开始建设立体建筑，立体交通，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，编制出立体城市交通网；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，由简单的机械停车设备向计算机管理高度自动化的现代立体停车演变，成为具有较强的实用性，观赏性和适合城市环境的建筑。伴随着汽车进入家庭，城市动态，静态交通管理制度不断完善和人们对于居住环境要求的不断提高，给停车产业带来了前所未有的发展机遇，停车产业市场前景广阔。

9、 早在50多年前，立体停车就在国外有所发展，先后出现了针对家庭使用的双层停车设备；利用住宅空地建起2-4层升降横移停车设备；适合城市商住区使用的停车楼和停车塔，利用广场，建筑物下面的空间建设地下停车场。自70年代末起，世界经济高速发展，汽车逐渐普及，保有量不断增加，迫使地少人多，车多的国家，积极地开展了机械式停车的研究和开发，以日本，美国，德国为代表的国家在停车技术领域处于世界先进水平，韩国和港.澳.台地区通过引进-移植制造，得到了蓬勃的发展，较好的解决了本地区的停车难，并向外输出技术和出口产品。 目前世界停车产业向着多元化发展，其停车技术几乎包含了机械，电子，液压，光学，磁控和计算机技术领域

10、的所有成熟技术。机械方面，应用了许多新材料，新工艺。设备结构采用模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸。钢结构采用新型优质钢，既提高了设备的强度和刚度，又使设备轻巧美观，载车板使用一次成型的锌度板和彩涂板组装，美观，坚韧，耐用。控制技术方面采用可编程序控制器和矢量变频变压调速闭环控制技术，使运行高速平稳，节省电力，振动和噪音也趋于最小。控制形式有按钮式，锁匙式，ic卡式，键盘式，触摸屏式，遥控式等。安全元件采用各种光栅显示屏，光电管，机械式行程开关，磁性接近开关，光敏感应开关等，安全保护开关日趋完善，如汽车出入声光引导和定位，汽车尺寸和重量自动识别，限位保护和多从机构互锁，停车泊位自动跟踪，链

11、条和钢丝绳长度超范围自动报警和弹性变形自动补偿，汽车图像摄影对比安全检测，自动消防和灭火等。 立体停车库按建筑形式分为独立式和内置式两种，独立停车建筑适用于地下停车广场和现有建筑群补建停车设施，规划建设时应注意与其周围建筑相融合，在允许条件时，可以利用外墙面布置商业或公益广告，美化环境，提高经济效益。内置式停车建筑适用于与新建筑同步规划建设，停车设备附在建筑物内，对区域建筑规划和建筑观瞻没有影响。现代停车产业的发展已经初具规模，并积极扩展停车设施的辅助功能，为社区提供多种服务。 我国停车产业还处在初级阶段，专用和公共停车位数量距合理的车位与车辆比率相差甚远，停车难到处可见。目前我国的停车场仍以

12、平面停车场，路上停车场，路外停车场，自行式停车场为主。立体停车库和机械停车场相对较少，以我国停车产业发展较快的广州，上海等地为例，路上，路外停车仍占有相当比例，已建成的停车场仍以地下自行式停车场为主，自行式停车场有许多缺点，如车位平均占地多，管理和保安人员多，投资多，存车效率低，耗电量大，对环境有污染等；由于允许人员进入，易于发生盗车，毁车，施暴等停车犯罪，因此近年来在发达国家已经很少兴建自行式停车场而是大量兴建具有现代水平的立体停车库。 立体车库的发展，应该说从第一辆汽车诞生以来就随之产生。然而拥有百年历史的它却远不及汽车工业那么引人注目，更不为大多数人所重视。至今，仍没有人把它严格地归并于

13、哪一类，哪一项，但它是一个涉及物流仓储、建筑结构、物业管理等多科目、多领域的综合性项目。 近年来我国国民经济连续以两位数速度增长，汽车工业空前发展，据中国汽车工业协会公布的数据显示，2006年我国汽车销量超过720万辆，同比增长超过25%，第一次超越日本，成为仅次于美国的第二大汽车消费国。预计2007年国内汽车销量仍有望以15左右速度增长，总量将超过800万辆。 “停车难”便是汽车消费迅速增长带来的突出的现象。例如，位于东海之滨的上海市，其中心地区黄浦区占地4.16平方公里，在每天的高峰时间里，这一区域轿车停放量达到四千辆以上，即每平方公里要停放一千辆左右，而这一地区是上海的黄金地段，贸易金融

14、中心，商家林立，流动人口密度大，停车自然成为一个大难题。尽管政府有关部门已经花了很大力气，“螺蛳壳里做道场”充分利用可利用的每一块地方，每一个空间，但这一切却未从根本上解决“停车难”。自动立体停车库正是在这个严峻形势下应运而生，而大力开发推广它能高效地缓解停车难的矛盾，让城市重新充满生机。目前，在国内一些经济较发达，人口密度又较大的城市中，开发推广立体停车库，并已经日趋成熟。不仅缓解了目前城市中道路空间狭小的矛盾，减少了污染，又适应了城市高节奏快速发展的需要，也可配合市政建设带动一大批第三产业的兴起，可谓有百利而无一害，为城市向更大规模发展提供有利的条件。1.2立体停车库的分类 （1）升降横移

15、式 升降横移式立体停车库采用模块化设计，每单元可设计成2层，3层，4层，5层和半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体停车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。 图1-1升降横移式立体停车厂（2）巷道堆垛式 巷道堆垛式立体停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，因此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停车库适用于车位数较多的客户需要。图1-2 巷道堆垛式立体停车场 （3）垂直提升式立体停车库 垂直提升式立体停车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需要一个汽车旋转台，可省去司机调头，垂直提升式立体停车库一般高度较

16、高，对设备的安全性，加工安装精度较高，因此造价很高，但占地最小。 图 1-3垂直提升式立体停车库 （4）垂直循环式 特点：1）占地少，两个泊位面积可停6-10辆车。 2）外装修可只加顶棚，消防可用消防栓。 3）价格低，建筑周期短。 4）可采用自动控制，运行安全可靠。 图1-4垂直循环式立体停车厂 （5）水平循环类机械式：工作原理是汽车到达多层结构的停车区后，用两端的升降机垂直升降托盘，并通过托盘的水平循环移动，将车辆移送到停车位置。如图1-5所示。图1-5 水平循环类机械式立体停车场1.3立体车库的控制系统 现代大型建筑的主流是智能化大厦和小区，因此自动化立体停车设备和车库的自动控制系统将成为

17、智能化大厦和小区的一个重要组成部分。操作简单，迅速，使用方便，安全可靠，维护量小，为用户提供一个安全，简易的使用环境，这是自动化立体停车设备的基本特点。停车设备的一切运行状况，车辆停放的时间，车辆存放缴费情况，车库库容量，车辆存放量高，低峰情况等情况信息都可以通过网络传送到智能化控制中心，通过智能化中心的运算处理，与广播系统和各分布管理办公室相连，达到提前发布相关控制，管理信息，从而实现全部智能化管理。通过大厦和小区智能化控制中心还可以与社会相关职能部门联网，将相关信息发布和收集回来，扩大车库的社会利用率和经济效益。这将是自动化车库的发展方向。 立体车库自动控制系统主要包括下面5个子系统：自动

18、收费管理系统，自动存取车系统，远程诊断系统，自动倒闸，监控安保系统。 以上子系统均由中央控制室统一控制，可为客户规划停车库管理形式，发布车库库容量，控制车流方案。 （1）自动收费管理系统 自动收费采用非接触式ic卡。ic卡分为长期卡和储蓄卡两种。对固定用户发放长期卡，对临时用户发放存储卡。 （2）自动存取车系统 自动存取车系统一般由小型可编程控制器plc，包括卡号识别和移动载车盘两个过程。用户进入车库时，在门口刷卡进入，读卡机自动将卡数据传送到plc控制系统，plc控制系统通过判断卡号，自动把载车盘移动到人车交接的位置，开启车库门，缩短存取车的时间。存车时，司机按照指示灯信号指引入库，只有当车

19、辆停放在安全位置后，停车指示灯才会变亮。存取车完成后，车库门自动关闭，移动载车盘时，系统严格按照各种检测信号的状态进行移动，检测信号包括超长检测，到位检测，极限位置检测，人员误入检测，急停信号检测等。若有载车盘运行不到位或车辆长度超过车库允许的长度，所有载车盘将停止运行，若检测到急停信号，将停止一切动作，直至急停信号消失。以上信号均为硬件信号，除此之外，还可从控制软件中设置保护信号，比如时间保护，以保证因硬件损坏而导致信号失灵时保证主体设备及车辆的安全。 （3）远程诊断系统 现场控制器可以通过网卡，hub等网络设备与控制中心的局域网相连，可以通过moden进行远程控制，监测现场运行情况，当现场

20、出现故障时，在控制中心即可进行解决，方便管理人员，安保人员异地办公。 （4）自动道闸 在车库出入口处各设非接触式读卡器，感应线圈及道闸，用户在出入口处刷卡后，系统自动判别此卡是否有效，若有效则道闸自动开启，通过感应线圈后，自动栅栏自动关闭；若无效道闸不开启，并发生报警警报。 （5）监控安保系统 监控安保系统是指在中央控制室进行监视控制车库的运行情况，它具有运动检测，车盘识别，网络连接，各种类型的报警系统实现联动等功能，可实现无人看守。 第二章 立体停车厂总体设计思路2.1停车方案的选择机械式立体停车库有些许多类型,根据其工作原理可分为：升降横移式，水平循环式，平面移动式等等。采用以载车板升降或

21、横移存取车辆的机械式停车设备叫做升降横移式立体停车库，由于升降横移式车库的类型较多，规模可大可小，对场地的适应性强，因此，从各方面因素的考虑，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。 升降横移式立体停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。停泊在这类车库内地面的车只做横移，上层车位或下层车位需要通过中间层横溢出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可以进入车库内将汽车开进或开出车库。升降横移式立体停车库的布置形式主要有两种：半地下布置型式和地上布置型式。 本设计采用三层六位的小型立体车库，多用于居民小区，其简图

22、如下： 图2-1三层立体停车库2.2升降横移式立体停车库的特点 在众多停车设备中，升降横移式立体停车库有显著的特点，主要表现在下面几方面： （1）节约占地面积，充分利用空间。一般来说，立体停车库的占地面积占平面停车库的1/2-1/25，空间利用率比自行式停车场节约75%。 （2）相对造价比较低。升降横移立体停车库每个泊位造价约1.5万元，而平面停车场每个泊位造价约15万元。 （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，维护也较方便。一般存取一辆车约为80秒。 （4）减少因路边停车而产生的停车事故。在许多城市的主要路段，司机往往没有找到停车场而把车停在路边，这样很容易

23、造成交通阻塞，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智能防盗系统，防火装置等，增强了车库的整体安全。 （6）改善了市容环境，在现代化的车库设计中，不仅仅是为了满足停车要求，更主要的是融入城市整体建筑当中，成为现代大都市的一道靓丽风景。2.3升降横移式立体停车库的工作原理1、立体车库的工作原理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

24、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2-2为一个地上7车位的升降横移式停车设备，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

25、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，因此，应用非常广泛。图 2-2 升降横移式立体车库工作原理图2.4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。下面我们重点对车库的主要组成(图2-3所示)进行分析。 图 2-3 升降横移式立体车库主要组成结构框架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(如图2-3所示)。结构主体采用热制方钢、角钢和钢板等型材制造

26、，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。上载车板及其提升系统每块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2.5 ，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。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，

27、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。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。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

28、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。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

29、位上安全钩的电磁铁和系统报警显示装置等。2.5 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。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，

30、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。 第三章 升降横移立体车库横移系统的总体设计3.1横移方案选择立体车库横移传动机构由减速电机、驱动轮和从动轮、地面铺设导轨组成。升降横移机构则为升降传动机构与横移传动机构的结合。升降横移式立体车库底层与中间层载车板为横移机构，上层载车板为升降机构。其中横移方式主要分为下列2种，可根据不同要求任意选用。（1）

31、链传动横移方式（2）液压传动横移方式这两移动方式的特点如下（1） 采用链传动：优点是传动简单可靠，没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张力小，作用在轴上的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑，能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作，维修简单，造价低廉;缺点是冲击比较大，安装调试时需要注意是否有咬链的情况出现。（2） 采用液压传动：优点是可以真正实现无级调速，结构紧凑，功率与重量比高、响应速度快、抗干扰能力强、误差小精度高、低速平稳性好、调速范围宽、介质自身可起冷却润滑作用、安全防爆等优点;同时也具有元件昂贵、成本高、密封技术要求高、油液易污染、能源传输不便等缺点。综上所述，

32、本车库为三层六位，这两种横移方式都可以满足要求，但从方案的经济型及可行性角度考虑，选择链传动更为有利，因此，在横移运动中，采用电机通过链条驱动传动轴进行横向移动。3.2横移原理每块载车板后部都配有一套独立的电机减速机传动系统, 安装于于载车后部。载车板底部装有四只滚轮, 可以在导轨上行走, 其中两只为主动轮, 装于长传轴两端, 另两只为独立安装的从动轮。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。如图3-1所示图3-1 载车板横移原理图3.3横移结构设计3.3.1托盘的结构设计1. 托盘基本尺寸的设计本次设计的升降横移式立体停车库适用于小区或

33、单位使用，所停车辆多为轿车和小型面包车，一般轿车的基本参数为：长：l=4700mm 宽：w=1700mm 高：h=1550mm所以初步确定托盘的尺寸：长：l=5950mm 宽：w=2000mm根据托盘尺寸确定车位尺寸（3） 适停车辆（4） 长宽高 ：上车位500018501550（mm） ， 下车为500018501550mm 车位尺寸：长：6200mm 宽：2450mm如图3-2所示： 图3-2车位图2.托盘主体结构的材料选择（1） 外框空心管的选择选用结构用冷弯矩形空心刚管（gb6728-86）选择的尺寸200mm100mm，壁厚t=4.0mm，理论重量7.966kg/m（2） 托盘中用于

34、承载汽车的钢板的选择根据gb3277-82，选择+板，以增大汽车与钢板之间的摩擦力，厚度5mm，宽0.35mm。（3） 角钢的选择根据gb9787-88选择碳素钢q235-a，尺寸50*50*5的热轧钢等，边角钢理论重量1.822kg/m托盘示意图如图3-3 图3-3托盘示意图3.3.2滚轮的设计（1） 直接将滚轮安装在托盘上，在停车位上安装导轨（轻轨），滚轮直接在导轨上滚动，可以减少摩擦力，而且托盘移动平稳。轴承选择内圈固定，外圈旋转，其结构简图如图3-4所示 图3-4滚轮 1-轴承 2-滚筒 3-轴承盖 4轴（2）滚轮直径滚轮直径：由结构尺寸及轮压等因素决定，滚轮直径确定为140mm3.3

35、.3导轨的设计 由于轿车和托盘的重量达到2330kg，故选择gb11264-89中的轻轨，型号30.查其总高是108mm，总宽是108mm，总长是6500mm，润滑方式采用人工直接向导轨浇油，不需要专门的润滑装置，如图3-5所示： 图3-5托盘的导轨3.4横移传动系统设计横移传动机构示意图 1 3 2 4 5 6 图3-6横移机构示意图 1减速电机 2 传动小齿轮 3 链条 4 滚轮 5 传动轴 6 传动大齿轮3.4.1传动驱动电动机的选择 取托盘（含轿车）为研究对象，受力分析示意图如下：v g1 g2 f1 nf 图3-7受力分析图由上图可知托盘运行条件是f1=nf查阅摩擦、磨损与润滑手册（

36、第二册，机械工业出版社）得知：在任何滚动轴承中，克服摩擦所消耗的功率可以按以下式计算的平均摩擦力来计算： -轴承所受的摩擦力 -滚动摩擦系数平均值 p-按一般动力计算公式得的轴承上的当量载荷查阅摩擦手册表19.14得知部件中由于采用接触式密封，存在制造误差和装配误差，工况加倍和润滑剂污染等。 对于深沟球轴承（本设计采用，应用广） fr-径向力 kv-旋转系数 ka-安全系数 kt-温度系数 fr=g1+g2=(1600+700)kg9.8n/kg=22932n 由于是外圈旋转，取kv=1.2 查阅摩擦手册得ka=1.1，由表19.11得知kt=1.0 得p=229321.21.11.0=302

37、70.2n 由上式得： 由于是小型立体车库，适用于小区，移动速度不宜过快，故托盘的移动速度初步定为v=0.35m/s。 得：p=fv/1000/60=0.037kw 在此设计中，平移部分只需要移动一个车位，移动距离较近，从而要求速度较低。查阅机械设计手册第五卷（四）表22-1-61，选用ycj140和y90s-4一体的ycj齿轮减速三相异步电动机。 电动机的额定功率为p=0.75kw 额定转速为n=26r/min 输出转矩为t=259n/m 校验： 故此电机满足要求。 3.4.2轴的结构设计 轴的结构设计就是市州的各部分具有合理的形状和尺寸。其主要要求是：（1） 轴应便于加工，轴上零件要易于装

38、拆。（2） 轴和轴上的零件要有准确的工作位置（定位）。（3） 个零件要牢固而可靠的相对固定（固定）。（4） 改善受力情况，减小应力集中和提高疲劳强度。根据以上要求结合本次设计的尺寸设计轴如图3-8所示： 图3-8轴3.4.3链条的选择（1）链条的选择传递动力用的链条，按结构的不同主要有滚子链和齿形链两种。 滚子链是由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5所组成如图3-10，也称为套筒滚子链。其中内链板紧压在套筒两端，销轴与外链板铆牢，分别称为内、外链节。这样内外链节就构成一个铰链。滚子与套筒、套筒与销轴均为间隙配合。当链条齿入和齿出时，内外链节作相对转动；同时，滚子沿链轮轮齿滚动，可以减少

39、链条与齿轮的磨损。 齿形链是由许多齿形链板用铰链连接而成，齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓想齿合。与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重。 所以本设计采用滚子链作为传递动力的链条。3.5链条链和齿轮主要参数的确定3.5.1链条参数的确定（1）链条型号根据机械设计基础（第五版）表13-11选择a系列链10a-1-87 gb/t1243-1997表示链号为10a、单排、87节滚子链。故由表可知：a. 节距p=15.875mm b. 每米长质量q=1kg/mc. 节数lp=87节（2）中心距一般可取中心距=（30-50）p,所以初定中心

40、距。由机械设计基础（第五版）所以=40p=4015.875=635mm（3）计算链速由机械设计基础（第五版）公式13-20得：故v=0.16m/s（4） 链条长度l（5） 链条基本参数的确定根据计算结果及机械设计基础（陈良玉主编）表10-9得：节距：p=15.875mm滚子外径：内链节内宽：销轴直径：内链节外宽：销轴长度：内链板高度：极限拉伸载荷：单排质量： 根据以上数据设计链条如图3-9、3-10所示 图3-9 图3-103.5.2齿轮参数的确定（1）链轮齿数根据机械设计基础（第五版）表13-12选小齿轮齿数取z1=25 传动比i=2.5由传动比公式i=z2/z1得z2=iz1=2.525=

41、62.5取z2=62故实际传动比i=62/25=2.48因为误差小于5%，故允许选用。（2） 分度圆直径d根据机械设计基础（第五版）公式13-19得： （3）齿顶圆直径小轮： 大轮 ： 可在和之间选取，故选：小轮：大轮：（3） 齿根圆直径根据公式13-19=小轮：=大轮：=（4） 分度圆弦齿高小轮： 大论： 是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助尺寸，取介于与之间的数，即可取小轮=3mm，大轮=4mm。7 最大齿根距离奇数齿 ，偶数齿 由 故由 故8 齿侧凸缘（或排间槽直径）小轮： 大轮： 9 轴向齿廓及尺寸（1）齿宽 ，则， -内链节内宽 ，当时，若经制造厂同意亦可使用（2）倒角宽 取倒角半径

42、，取（3）链轮齿总宽排数根据以上数据涉及大小链轮如图3-11、3-12 图 3-11 图3-123.6链传动的润滑链传动的润滑至关重要。合宜的润滑能显著降低链条铰链的磨损，延长使用寿命，所以结合本设计我采用人工定期用油壶或油刷给油的方式进行润滑。第四章 升降系统本文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。图3-4 载车板提升原理图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

43、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。升降电机型号为clpk22040303，输出的最大扭矩为6.594kgf.m6.594kgf.m=65.94nm链传动最大传动效率为0.98为安全和稳定起见选用升降电机型号台湾明椿mlpk55370603，功率3.7kw，输出的最大扭矩为151.582kgf.m 第五章 防护系统简介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。1.防火措

44、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。4.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

45、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。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。如图5-1所示 图5-1防坠落装置 第六章 电气控制系统6.1 plc控制系统简介plc是车库控制系统的核心，其操作大致分为3类:(1)以故障诊断和处理为主的操作;(2)联系现场状况的数据vo操作;(3)执行用户程序和服务及外部设备的

46、命令操作。当进行存取操作时，plc接收和分析操作人员在控制面板按钮(或上位机)输人的指令，做出合理的工控安排:判断检测元件的状态，读取车库机械驱动部分的信息，反馈信息到执行元件，拖动车位板，实现其位置移动，完成车辆的存取操作和信号显示(指示灯)。整个动作区域配有光、电检测及多重安全系统，以防异常情况发生。通过光电检测、软硬件信号联锁、限位、防坠保护、过载保护等装置，来确保整个系统的安全、平稳运行。其控制原理见图5-1。图 5-1 plc 控制原理图该系统中plc主要完成对托盘、托板位置及运行状态的检测和存取车的操作。用各种光电开关、行程开关检测位置状态，用接触器、继电器控制拖动电机的起停。对车

47、位的操作即控制横移小电机和升降大电机，使它们在不同时间实现正反转。而且上层升降动作和以下各层的横移动作必须是互锁的，即当上层泊位在升降时，下面各层泊位不能移动，反之亦然。并且上层泊位每次只能有一个泊位进行上下升降运动。为了保证存取车可靠安全，系统要精确定位。行程开关的设置保证了托板能平移到预定位置以及托盘能上升或下降到准确位置，但行程开关逻辑要严格互锁。例如1, 2水平限位开关在静态情况下只能有一个是断开的，如果2个以上开关闭合即表示托板不到位。在车库静止时，所有固定托板的挂钩信号均应断开(负逻辑)，2层上限位开关断开，3层上限位开关闭合。为了保证载车板运行过程的安全性，必须采取传动系统自锁保

48、险设计和安全挂钩保险设计:链传动采用制动电机，无论发生什么情况，都处于自我保护状态;控制安全挂钩动作的电磁铁上必须有一反馈信号，可用于指示挂钩是否已把托盘挂好。光电开关布置在不同的位置有不同的功能:安装在托盘底层左右2边的光电开关，可以检测托盘上汽车停放是否到位;在托盘对角线上安放的光电开关可以检测托盘上有无车;装设于停车库车辆人口处左右2侧的光电开关还可以用于检测外界的错误动作和车位移动时出现的异常情况等。若遇车辆未停妥、动作区域有人或物、运行过程中有车想开进等意外情况，光电开关光线被遮，会给plc一个电平变化信号，从而改变plc的输人，蜂鸣器发出长音并报警，设备不运行或停止运行。在车库中还

49、运用了一些传感器，如烟温传感器、检测断绳松绳或断链报警的位移传感器，以及警示装置、紧急停车开关、手动按钮、复位开关等。6.2 plc控制流程图(1) 控制程序流程图(2) 软件设计中几个关键问题的处理程序所用状态元件、定时器及数据存储器均选用具有掉电保护功能的元件，当系统掉电时元件保持掉电前的状态，以保存现场信息，待上电后继续完成被中断的动作;当发生意外情况时，按下急停按钮中止系统的运行并保存现场断点信息;当出现电气或机械故障时，如电机过载、过热时自动中止系统运行，并发出声光报警，同时系统转人手动方式进行故障处理。 结论 立体车库的发展，应该说从第一辆汽车诞生以来就随之产生。然而拥有百年历史的

50、它却远不及汽车工业那么引人注目，更不为大多数人所重视。至今，仍没有人把它严格地归并于哪一类，哪一项，但它是一个涉及物流仓储、建筑结构、物业管理等多科目、多领域的综合性项目。 近年来我国国民经济连续以两位数速度增长，汽车工业空前发展，据中国汽车工业协会公布的数据显示，2006年我国汽车销量超过720万辆，同比增长超过25%，第一次超越日本，成为仅次于美国的第二大汽车消费国。预计2007年国内汽车销量仍有望以15左右速度增长，总量将超过800万辆。 “停车难”便是汽车消费迅速增长带来的突出的现象。例如，位于东海之滨的上海市，其中心地区黄浦区占地4.16平方公里，在每天的高峰时间里，这一区域轿车停放

51、量达到四千辆以上，即每平方公里要停放一千辆左右，而这一地区是上海的黄金地段，贸易金融中心，商家林立，流动人口密度大，停车自然成为一个大难题。尽管政府有关部门已经花了很大力气，“螺蛳壳里做道场”充分利用可利用的每一块地方，每一个空间，但这一切却未从根本上解决“停车难”。自动立体停车库正是在这个严峻形势下应运而生，而大力开发推广它能高效地缓解停车难的矛盾，让城市重新充满生机。 目前，在国内一些经济较发达，人口密度又较大的城市中，开发推广立体停车库，并已经日趋成熟。不仅缓解了目前城市中道路空间狭小的矛盾，减少了污染，又适应了城市高节奏快速发展的需要，也可配合市政建设带动一大批第三产业的兴起，可谓有百利而无一害，为城市向更大规模发展提供有利的条件。虽然立体车库目前在我国应用还较少，但我国城市人口密度较稠，随着家庭轿车的增加，立体车库未来市场必将是巨大的，但对产品的需求，将会向两个极端发展：一个极端就是价格的极端，市场大量需要低价格的机械停车设备，它只要能够达到增加停车位的目的，能够保证最基本的使用性能，以价格优势占领市