升降横移式立体车库的设计

1、-摘 要在对国外车库现状及开展趋势做了充分调研的根底上,以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，选择三层三列式车库构造作为研究模型。综合考虑立体车库制造本钱和运行平安的双重因素。简单介绍了车库的主体构造和特点，对车库的控制系统也作了简单的说明，依据升降横移式立体车库的运行原理，运用机械设计相关知识进展了一系列传动方案的设计，包括提升系统的传动设计，横移系统的传动设计，还运用力学理论对升降横移式立体车库的构造进展了力学分析，包括升降横移式立体车库的框架构造的强度、横移传动系统中轴的强度和升降传动系统中轴的强度等。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用平安要求的标准、升降横移

2、式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的平安技术，这样保证了车辆的绝对平安，使得整个车库可以平安平稳的运行。关键词：立体停车库；升降横移式立体车库；钢构造；平安措施AbstractIn the domestic and international current situation and trend of development for garage. Based on sufficient investigation, tochoose a more typical of up-down and translation stereo garageas the researc

3、h object, to choose the three layer three row type garage structure as research model. Considering the three-dimensional garage manufacturing cost and operation safety of the double factors.Briefly introduces the main structure and characteristics of the garage, the garage control system are briefly

4、 described, based on the up-down and translation stereo garage operation principle, use of mechanical design knowledge are a series of transmission scheme design, including the upgrading of the transmission system design, shifting the transmission system design, also according to the theory of mecha

5、nics up-down and translation stereo garage structure mechanical analysis is carried out, including up-down and translation stereo garage frame structure strength, shifting transmission system a*ial strength and a*ial strength of lifting transmission system. In order to make parking equipment to meet

6、 the use requirements, according to the country about mechanical parking equipment General requirements for safety standards, up-down and translation stereo garage is actual, in the up-down and translation stereo garage to use some safety technique, so as to ensure the absolute safety of the vehicle

7、, the garage can be safe and steady operation.Keywords: stereo parking garage; up-down and translation stereo garage; steel structure; safety measures目 录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 课题来源与背景11.2 机械式立体停车库开展概况11.3 立体停车库分类及优点31.4 研究升降横移式立体停车库的意义61.5 升降横移式车库的工作原理71.6 升降横移式库机械局部部件构造和功能8第2章方案总体设计102.1 方案总体设计102.

8、2 传动方案的设计102.3 传动方案的选择12第3章主框架局部143.1 钢构造形式的选择143.2 钢构造局部材料的选择14第4章升降传动系统设计164.1 升降电动机的选择164.2 升降链传动的设计184.3 升降轴的设计204.4 联轴器及键的选择224.5 轴承的选择234.6 钢丝绳和滑轮的选用244.7 卷筒的设计244.8 升降轴的强度校核25第5章横移传动系统设计285.1 横移电动机的选择285.2 横移链传动的设计295.3 横移传动轴A的设计325.4 联轴器及键的选择345.5 轴承的选择与计算355.6 横移车轮与导轨的选择36第6章平安防护措施386.1 防坠落

9、装置设计386.2 其他防护措施39第7章车库的控制系统40结论42致43参考文献44CONTENTSAbstractIChapter 1 Introduction11.1 Topic origin and background11.2 Mechanical parking development11.3 Parking classification and advantages 31.4 Studies of up-down and translation stereo garage meaning61.5 Lifting cross-sliding type garage principl

10、e of work71.6 Lifting cross-sliding type garage mechanical parts structure and function8Chapter 2The whole scheme design102.1 The general design of the schemes102.2 Transmission scheme design102.3 The choice of transmission12Chapter 3Steel structure material selection143.1 Steel structure form selec

11、tion143.2 Steel structure material selection14Chapter 4Lifting transmission system design164.1 Lifting motor selection164.2 Lifting chain transmission design184.3 Lift shaft design204.4 Coupling and key selection224.5 Bearing selection234.6 Wire rope and pulley selection244.7 Reel design244.8 Lift s

12、haft strength analysis25Chapter 5Transverse transmission system design285.1 Traverse motor selection285.2 Traverse chain transmission design295.3 Transverse shaft A design325.4 Coupling and key selection345.5 Bearing selection and calculation355.6 Traverse wheel and track selection36Chapter 6Securit

13、y protection measures386.1 Anti-dropping device design386.2 Other protective measures39Chapter 7Control system40Conclusions42Thanks43Reference44. z-第1章绪 论1.1 课题来源与背景近几年来，随着汽车工业和建筑业两大支柱产业的快速开展，在一些大、中城市相继出现了停车难和乱停车的现象。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，在很多国家和地区都得到了快速的

14、开展。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。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，本文介绍了各种型式立体停车库的特点，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作为研究对象，它也是比较典型的机电一体化产品。一些大城市已运用其实现许多停车问题。该车库依据升降横移类机械式停车设备运行原理，采用钢架构造搭建而成。1.2机械式立体停车库开展概况机械式停车设

15、备的应用已有30多年的历史了。开展较早、较好的有日本、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、国和我国省。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、外及昭和起重机等，产品既有出口的，也有进口的。国机械式停车设备行业的开展历程比较平稳。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，年递增速度到达30%；2000年以来为开展阶段，自动化停车设备将随供应量不

16、断的扩大而迅速开展。我国在20世纪80年代初开场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，随着汽车工业和建筑业的开展，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、使用相结合的初步开展阶段。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

17、控制技术；传动装置采用藏式，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；平安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，有的品种填补了国空白，产品国产化率到达50%以上。由于很多新建小区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，已被广阔用户承受。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示

18、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，这可以大节省有限的土地资源，并节省土建开发本钱。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平安，人在车库或车不停准位置，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

19、台集装而成。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。1.3 立体停车库分类及优点1. 立体停车库的分类：停车库就其构造特征来分类，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构造全自动立体停车库。目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环

20、式、圆形水平循环式。(1). 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。此立体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库产品特点：1) 节省占地，配置灵活，建立周期短。2) 价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。3) 可采用自动控制，构造简单，平安可靠。4) 存取车迅速，等候时间短。5) 运行平稳，工作噪声低。6) 适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。平安装置：防坠装置，光电传感器、限位保护器、急停开关等。(2). 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

21、具，所有车辆均由堆垛机进展存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机本钱较高，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1-2巷道堆垛式立体停车库(3). 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，对设备的平安性，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 1-3垂直提升式立体停车库(4). 垂直循环式图1-4垂直循环式立体停车库产品特点：1占地少，两个泊位面积可停610 辆车。2外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。3价格低，地基、外装修、消防等

22、投资少，建立周期短。4可采用自动控制，运行平安可靠。2. 立体车库的优点：立体停车系统，特别是自动立体停车设备在国际上开展迅猛，在国倍受青睐是因为比原有的老式停车库有着较多的优点：    1).高倍率的技术经济指标    自动立体停车库停车容量大。占地面积小，也可停放各种类型的车辆，特别是轿车。而投资却比同等容量的地下停车库少，施工周期却短，耗电省，占地面积也远比地下车库少。    2). 外观同建筑协调，管理方便    自动立体停车库最适合用于商场、宾馆、办公楼前、旅游区。

23、在老式却独具风格的建筑物前，采用优质合金材料，用新型装饰材料，可以到达耳目一新的效果。    许多装置根本无须专门的操作人员，一个司机就可单独完成。    3).完备的配套设施及“绿色环保    自动立体车库具有完整的平安系统，如障碍物确认装置、紧急制动装置、防止突然落下装置、过载保护装置、漏电保护装置、车辆超长及超高检测装置等等，如果应用于公共场合，还可以配有计时装置，满足收费要求。存取过程可由人工完成，也可以配备计算机设备全自动完成，这也给今后的开发设计留有大的空间。  由于车辆在

24、存取过程中只在极短的时间低速行驶，故而噪声、排气极其轻微。1.4 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根底设施。但是我国的机械式停车库技术开展比较晚，大局部还沿用着日本80年代的技术。随着我国经济的飞速开展，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。现有车库技术的缺乏主要表现在取车得时间比较长，智能化程度比较

25、低，平安程度不够，设计形式比较旧。和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，并且售后效劳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，从而带动国车库行业的开展，因此，对升降式立体停车库的系统研究显得尤为重要。1.5升降横移式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

26、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将汽车开进或开出车库。图1-5 七车位升降横移式立体车库工作原理图图1-5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

27、载车板降下。由于升降横移式停车设备对场地的适应性强，介绍系统各机械局部部件构造和功能可根据不同的地形和空间进展任意的组合、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。1.6升降横移式库机械局部部件构造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构造框架局部、载车板局部、横移系统、提升系统、控制系统、平安防护系统六大局部组成。下面我们重点对车库的主要组成(图1-6所示)进展分析。图1-6 升降横移式立体车库主要组成(1) 构造框架立体车库一般主要以钢构造和钢筋混凝土为主，在升降横移式车库中选用钢架构造(如图1-6所示)。构造主体采用热制方钢、角钢和钢板等

28、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。(2) 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1-5 ，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。(3) 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。在下载车板底部装有

29、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。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。(4) 平安装置上载车板上装有上下行程极限开关和防坠落平安装置。防坠落平安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，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

30、动器一旦失灵，上载车板从上停车位坠落，砸坏下层汽车。下载车板的平安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顿。防碰撞板的作用是：下载车板横移时，如果碰撞到人、遗留行或车主宠物时，切断横移电机电源，横移停顿。(5) 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

31、反转。此外要控制上层车位上平安钩的电磁铁和系统报警显示装置等。第2章 方案总体设计2.1方案总体设计升降横移式立体停车库的构造设计在整个车库中非常重要，主框架局部、载车板局部和传动系统是升降横移式立体停车库的主要组成局部，主框架局部承担着整个升降横移式立体停车库的总量，而且它的轻重、稳定性和可靠性以及载车板局部还影响着整个立体停车库的重量、材料和本钱的多少以及平安性，传动系统决定着升降横移式立体停车库运行的好坏，所以如何设计主框架局部、载车板局部和传动系统成为影响整个立体停车库的关键因素。1.总体布局：根据预期的设计要求，要到达7车位的中小型轿车的存取目标，本次设计的车库采用三层构造，一层和二

32、层各两个停车位和一个空位，三层三个停车位。需要场地大概为长8m，宽6m，高6m。2. 驱动机构的设计与选择：本次设计是针对的轿车的存取，可以满足驱动力要求的机构可以是液压马达或液压泵，柴油机，汽油机和电动机等。在车辆存取的过程中，要求升降或者横移动作平稳，并且考虑到噪声的大小和启动的频率以及便于控制，本次设计采用电动机作为驱动机构。3.提升方式的设计与选择：提升的方式有链提升和钢丝绳提升等，通过分析，本次设计采用钢丝绳提升，并采用双滚筒，可以实现平稳提升，并可以提升构造设计的简化。2.2 传动方案的设计机械传动系统主要功用是传递原动机的功率，变换运动的形式以实现预定的要求。传动装置的性能、质量

33、及设计布局的合理与否，直接影响机器的工作性能、重量、本钱及运转费用，合理拟定传动方案具有十分重要的意义。一般常用以下几种传动方案：方案一：带传动，易于实现两轴中心距较大的传动；具有传动平稳，缓冲、吸振的特性；构造简单，本钱低；可起过载保护作用。1-电动机 2-滚筒 3-传动轴 4-传动带图2-1 带传动方案二：链传动，平均传动比准确，工作可靠，效率较高；传动功率大，过载能力强，一样工况下的传动尺寸小；可在恶劣环境中工作；易于实现较大中心距的传动；构造轻便，本钱低。1-电动机 2-联轴器 3-滚筒 4-减速器 5-传动链图2-2 链传动方案三：直齿轮传动，传动效率高，构造紧凑，工作可靠，寿命较长

34、，传动准确平稳，承载能力高，功率和速度适应围广。其构造如图2-3：1-电动机 2-减速器 3-滚筒 4-直齿大齿轮 5-直齿小齿轮图2-3 直齿轮传动2.3传动方案的选择好的传动方案除应满足工作机的性能和适应工作条件外，还应尺寸紧凑、本钱低廉，传动效率高等。故对更方案进展价值分析，由表3-1和表3-2选出较好的方案。表2-1 定性判定与价值对应判定不用差中等满意较好好很好超目标理想价值P0.10.20.40.50.60.70.80.91.0表2-2 传动方案选择的使用价值表设 计 指 标加权因子方案一方案二方案三价值价值价值传动精度0.20.020.50.050.80.08功 率0.20.02

35、0.40.040.50.05效 率0.80.120.80.120.20.03圆周速度0.20.020.20.020.20.02续表设 计 指 标加权因子方案一方案二方案三价值价值价值制造安装0.80.160.80.160.20.04价 格0.70.1050.60.090.40.06寿 命0.30.030.50.050.50.05平稳噪声小0.60.060.30.030.60.06总使用价值0.5350.560.39升降横移式立体车库的传动要求传动力矩较大，传动速度较慢，经过比较和分析，带传动不能提供较大的传动力矩，容易发生打滑等现象，平安系数较低，所以本方案不予采用。链传动和直齿轮轮传动方案都

36、可以满足传动的要求，但链传动与齿轮传动相比，除满足工作机的性能和适应工作条件外，尺寸紧凑、本钱低廉，安装和维护都比较方便。综上所述，此次方案设计采用方案二。第3章主框架局部3.1钢构造形式的选择停车设备的钢构造主要采用热轧H型钢、槽钢、角钢、钢板焊接成型，用高强度螺栓连接成框架构造，具有较好的强度和刚度。根据不同的构造要求，有单注形式、跨梁形式、后悬臂形式等。单注形式构造紧凑，安装、搬运方便，给驾驶员一种导向作用，也便于设置平衡装置，故本设计钢构造局部采用单注形式，其构造如图3-1。图3-1单柱钢构造形式3.2钢构造局部材料的选择车库骨架全由钢材构造组成，主要由立柱、横梁、斜拉杆、加强肋等构成

37、；本次设计主要采用热扎H型钢构造，材料均选牌号为Q235-A。查参考文献10表7-9初选立柱型号为20 GB707-88，该车库全部重量由立柱承受，立柱外型截面为正方形，中间为空的，外型尺寸为：正方形边长为250mm,立柱厚度为40mm，高度为5100mm,立柱底部上焊有一块正方形铁板，边长为400mm，厚度为30mm，钢材上安装四个地脚螺栓，保证立柱的固定，另外焊接肋板，增加立柱的强度。立柱截面形状如图3-2所示。图3-2 立柱横粱采用工字形截面，如图3-3所示，型号为热扎工字钢18 GB706-88，侧面横梁因受力较小，主要起连接作用，因此只需要外形适宜就可以，可采用和正面横梁一样的连接方

38、法，选热扎槽钢16即可。图3-3 横梁的工字形截面斜拉杆、加强肋均采用热扎等边角钢截面，角钢号数为10 GB9787-88，截面形状如图3-4所示。图3-4 斜拉杆、加强肋的等边角钢截面本次钢构造设计选择的钢材承载能力强，且型钢强度高、耐压、耐弯能力强，根据受力分析知其远远满足设计要求，故无须对其进展强度校核。第4章 升降传动系统设计在升降传动系统中，我们采用钢丝绳传动型式。钢丝绳传动形式的升降传动系统一般是由电机、减速系统、卷筒、滑轮、钢丝组成。在钢丝绳传动型式中，钢丝绳的主要作用是拖动载车板上下升降。钢丝绳一端与载车板相连结，钢丝绳另一端缠绕卷筒上(载车板的前端钢丝绳与后端钢丝绳必须同方向

39、绕着卷筒转动)，当载车板需要升降时，提升电机便会通过其正反转来带动卷筒顺时针或逆时针旋转实现载车板的升和降。示意图如图4-1所示：1-载车板 2-卷筒 3-升降轴 4-链轮 5-电动机 6-钢丝绳图4-1升降传动示意图4.1 升降电动机的选择初设升降速度v=0.15m/s，载重M=1700kg，提升所需功率为：由机械设计手册知电动机输出功率： 4-1式中 工作机所需功率减速机与工作机之间的总效率链传动总效率： 4-2式中 链传动效率，查得=0.96滚动轴承效率，查得=0.99，两对，代入数据得：则电动机的输出功率为：=3.12kw选择明椿电动机厂生产的停车设备专用交流减速电动机，型号为MLPK

40、55370603，功率P = 3.7kw，频率为50HZ，电压220V，速比为60，输出转速为。其外形见图4-2。图4-2 电机的外形图表4-1 升降电机的尺寸表ADEFGHLJK525150210260190152142.285M*YZPQTW230255160170654043.5104.2 升降链传动的设计初定卷筒直径D=200mm,载车板上升速度V = 0.15 m/s,求得卷筒的转速。由得，链轮的传动比初取传动比 i = 1.5。1.选择链轮齿数、根据传动比i=1.5，查?机械设计?表6-6取小链轮齿数=17则大链轮齿数=27。2.确定链条链节数Lp初定中心距a=10p，则节距取Lp

41、 = 443.计算单排链所能传递的功率及链节距P由?机械设计?表6-3查得工作情况系数由?机械设计?表6-5查得小链轮齿数系数Kz=0.887,链长系数选择双排链，由?机械设计?表6-4查得多排链系数Kp=1.7计算额定功率根据额定功率和转速查?机械设计?图6.13选择滚子链型号为24A，链节距P=38.1mm链号标记为24A2×44GB1243-19974.确定链实际长度 L及中心距L=Lp×P/1000=44×38.1/1000=1.68 m5.计算链速6.作用在轴上的压轴力Q圆周力F=1000P/V=1000×3.7/0.25=14800N按平均布

42、置取压轴力系数有7.按静强度校核链条由于链条处于低速重载传动中，其静强度占主要地位。由?机械设计手册?知，链条静强度计算式：4-3式中 静强度平安系数；工况系数，查表12-2-3取；链条极限拉伸载荷，=249.1kN；有效圆周力，；离心力引起的力，其中为链条质量，可由?机械设计手册?表12-2-9查得：q=5.6kg/m；时，可以忽略。悬垂力，其中为系数，查?机械设计手册?图12-2-3得：，为中心距，为两轮中心线对水平面的倾角，则；许用平安系数，。代入数据得：符合强度要求。8. 润滑方式的选择根据链速v=0.25m/s和链节距P=38.1mm，按?机械设计?图6.16查得润滑方式为人工定期润

43、滑。4.3升降轴的设计升降轴是升降电机动力通过链轮输入的一段，它的构造如以下图：图4-3 升降轴构造图1. 估算轴的根本直径选用45钢，调质处理，由?机械设计?表9-1查得=640MPa。查表9-3，取C=60，由?机械设计?式9-2得所求为轴的最细处，即装联轴器处图5-2。但因此处有个键槽，故轴颈应增大5%，即。为了使所选的直径与联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器。由?机械设计?查得采用刚性联轴器，取与轴配合的的半联轴器孔径40mm，故轴颈，与轴配合长度83mm。2.轴的构造设计1初定各段直径，见表4-2表4-2 升降轴各段直径位置轴颈/mm说明装联轴器轴段1-2=40与半联轴器的孔配合，

44、故取40mm自由段2-3=46半联轴器的右端用轴肩定位，故取46mm装链轮轴段3-4=50与链轮轮毂的孔配合，并便于拆装，故取50mm轴环段4-5=60考虑链轮的轴向定位，故取60mm自由段5-6=46考虑半联轴器左端的轴向定位，故取46mm装联轴器段6-7=40与联轴器的孔径相适应，故取40mm2确定各段长度，见表4-3表4-3 升降轴各段长度位置轴段长度/mm说明装联轴器轴段1-2=83该段的长度由链轮轮毂宽度决定，故取83mm自由段2-3=35考虑轴上零件安装的位置，取52mm 续表位置轴段长度/mm说明装链轮轴段3-4=82该段长度由链轮轮毂宽度决定，考虑链轮的安装，该轴段长略短于轮毂

45、的宽，故取82mm轴环段4-5=10考虑到车轮的定位，一般为轴肩高度的1.4倍，取10mm自由段5-6=792考虑提升局部的构造，取792mm装联轴器段6-7=83该段的长度由链轮轮毂宽度决定，故取83mm3.轴上零件的周向固定半联轴器的周向定位均采用平键连接，按由?机械设计?查得平键尺寸GB/T1096-2003，键槽采用键槽铣刀加工，长为80mm，半联轴器与轴的配合代号为H7/k6。同样，链轮毂与轴连接处，选用平键为，为保证链轮与轴的周向固定，应选择链轮轮毂与轴的配合代号为H7/k6。4.考虑轴的构造工艺性考虑轴的构造工艺性，轴肩处的圆角半径R值为2.5，轴端倒角c=2mm；为便于加工，链

46、轮和半联轴器处的键槽布置在同一轴面上。4.4联轴器及键的选择1.联轴器的选择由前可知与联轴器配合处直径为40mm，查参考文献2选用刚性联轴器。2.键的选择与校核1查?机械设计?表9-4选普通平键：与联轴器配合的选用：键12×80 GB/T1095-1990；与链轮配合选用：键14×80GB/T1095-1990。2校核：查?机械设计?知校核公式为： 4-4式中 T传递的转矩，；键与轮毂键槽的接触高度，h为键的高度；键的工作长度，圆头平键；轴的直径；许用挤压应力，查表6-2知：。联轴器与轴配合的键：，代入上述公式可得：链轮与轴配合的键：，代入校核公式可得：由此可知键的选择能满

47、足要求。4.5 轴承的选择1.轴承的选用及校核轴承均选用深沟球轴承，查参考文献10选轴承型号为6238 GB/T276-94。2. 轴承寿命校核查参考文献1知轴承寿命计算公式为： 4-5查表知：，当量动载荷为。对于球轴承，代入数据得：可知轴承寿命足够长，选择符合要求。3. 轴承润滑由于传动轴转速比较低，故轴承采用脂润滑即可，在轴承座参加足够的脂润滑即可，对承受较大载荷来说此种润滑方式十分适宜。4.6 钢丝绳和滑轮的选用1. 钢丝绳直径确实定按GB/T3811-1983计算 4-6式中 d钢丝绳的最小直径钢丝绳的最大静拉力 C选择系数由表81-8确定选择系数 C = 0.104根据?机械设计?P

48、27-9，选择圆股钢丝绳-合成纤维芯钢丝绳:d = 16mm , , 最小破断拉力 F = 133.0KN2.滑轮的选择滑轮用来导向和支撑，以改变钢丝绳传递力的方向。该滑轮受载荷比较小，一般制成实体滑轮，材料为铸钢。由钢丝绳的直径d，按?机械设计手册?表8.1-64查得与钢丝绳直径匹配的滑轮直径D=225mm。滑轮的型式由?机械设计手册?图8.1-8选择一般密封，无轴套的E型滑轮。其标记为：滑轮 E16×225-55 /T9005.3-19994.7 卷筒的设计卷筒的类型按/T9006.2-1999选择A型卷筒，根据?机械设计?表8.1-47进展卷筒的几何尺寸计算：最大起升高度 Hm

49、a* = 5.4m绳槽槽距 P = 1.2d = 19.2mm,卷筒槽底直径 D = 180.8mm卷筒计算直径由钢丝绳中心算起的卷筒直径=200mm固定钢丝绳的平安圈数=1.5卷筒上有螺旋局部长：无绳槽卷筒端部尺寸,固定钢丝绳所需中间光滑局部长度 m = 43mm卷筒长度4.8 升降轴的强度校核1. 轴的受力分析轴的力学模型如以下图：图4-4 轴力学模型图根据升降传动轴的受力情况，此轴主要受扭矩作用，所以只要对轴进展扭转应力强度校核即可，由?机械设计?可知校核公式为：1求出轴传递的扭矩：2求轴上的作用力：链轮上的圆周力链轮上的径向力A处切向力：B处切向力：A处扭矩：B处扭矩：该轴的扭矩图如图

50、3-7所示：图4-5 扭矩示意图可以看出轴的第二个键槽中心截面即与链轮配合处受扭矩最大，为危险截面，应对它进展扭应力强度较核： 4-7式中 ；。代入数据可得：。由此可知强度符合要求，设计合理。第5章横移传动系统设计横移传动系统的作用是使载车板平移到指定位置，其传动主要是靠电机带动链轮使滚轮在轨道上移动。其构造如图5-1。1-主动轮 2-链轮 3-电动机 4-载车板 5-从动轮图5-1 横移传动示意图5.1 横移电动机的选择初设承载总质量M=2000kg，横移速度V=0.15m/s，由机械设计手册查得摩擦因子=0.2，则带动横移轴转动所需功率：由机械设计手册知电动机输出功率： 5-1式中 工作机

51、所需功率减速机与工作机之间的总效率链传动总效率： (5-2)式中 链传动效率，查得=0.96滚动轴承效率，查得=0.99，两对，代入数据得：则电动机的输出功率为：=0.594kw由于横移的速度较慢，要求横移电机的转速较低，为使构造紧凑，本设计根据输出功率选择由明椿电机厂生产的交流减速电动机，型号为MLPK40075803，额定电压220V，功率P=0.75w，速比30，输出转速n=18r/min。其外形图与升降电动机一样，见图4-2。电机的主要安装和外形尺寸如下表：表5-1电机外形尺寸(mm)ADEFGHLJK36590140175120111523.4265M*YZPQTW165175116

52、12545403175.2 横移链传动的设计初选横移轮直径D=160mm，则车轮的转速应为由于电机转速和车轮转速几乎一样，故传动比为1。1.初选链轮齿数由?机械设计?表6-6查得，则从动链轮齿数2.确定计算功率 由于载荷比较平稳，由?机械设计?查表6-3得工况系数=1.0，因此 =0.75kw3.初定中心距，确定链条链节数Lp初定中心距,则链节数取Lp = 424. 计算单排链所能传递的功率及链节距P由?机械设计?表6-5查得小链轮齿数系数Kz=1.0,选择单排链，由?机械设计?表6-4查得多排链系数Kp=1.0由?机械设计?图6.14查得长度系数=0.98故所需传递的功率为根据额定功率和转速

53、查?机械设计?图6.13选择滚子链的型号为12A，由表6-1查得链节距P=19.05mm链标记为：12A62GB/T1243-19975.确定链实际长度 L及中心距L=Lp×P/1000=42×19.05/1000=0.8mm6.计算链速7. 计算作用在轴上的压轴力Q圆周力F=1000/V=1000×0.75/0.11=6818N按平均布置查?机械设计?取压轴力系数有8.按静强度校核链条由于链条处于低速重载传动中，其静强度占主要地位。由参考文献5知，链条静强度计算式： 5-3式中 静强度平安系数；工况系数，查表12-2-3取；链条极限拉伸载荷，=31.1kN；有效圆周力，；离心力引起的力，其中为链条质量，可由?机械设计手册?表12-2-9查得：q=1.50kg/m；时，可以忽略。悬垂力，其中为系数，由?机械设计手册?查图12-2-3得：，为中心距，为两轮中心线对水平面的倾角，则；许用平安系数，。代入数据得：符合强度要求。9.润滑方式的选择根据链速v=0.11m/s和链节距P=19.05mm，按图6.16查得润滑方式为人工定期润滑。10.链轮的构造设计链轮的构造选为整体式，材料为45钢，热处理为淬火、回火，齿面硬度4050HRC。由?机械设计手册?表14.2-19查得主要构造尺寸如图5-2：图5-2 横移链轮5.3 横