的机电一体化专业 毕业设计

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.引言随着我国经济不断的发展，各大、中、小城市中轿车的使用量也不断地提高。垂直升降式停车场不仅能够满足城市停车的基本的停车功能，同时能又与城市环境合为一体。1.停车场的整体结构1 垂直升降式停车场，是基于链传动的基本原理和功能而开发设计的，

3、其整体结构如图1所示。2.系统参数的分析和设定本停车场的目标停车车型为各小、中、大型轿车，具体尺寸如表1所示。表1 停车场的目标停车车型Tab1 The expectant car style of the park停放车型长宽高/mm重量/kg小（X）=4400*1750*1450=1300中（Z）=4700*1800*1450=1500大（D）=5000*1850*1550=1700图1 垂直升降式停车场示意简图Fig1 The schematic map of the vertical lift park1 上链轮 2上链轮轴 3 托车架 4 上链轮支架 5 上横梁 6下横梁 7 弹簧

4、8 链条 9下链轮轴 10 下链轮 11悬臂梁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根据目标停车车型的具体尺寸，初定各方面系统数据如下所示。1.托车架的最大负载： (1)2.链轮的分度圆直径： (2)3.系统整体最大负载力： (3)4.系统整体最大负载转矩停车场的

5、控制系统使用先进的PLC控制技术，能够保证链轮两侧车辆差最多不会超过3辆，设定最大偏载为3辆，再进行系数裕度扩大，设定裕度系数为1.2，把最大偏载转矩和系统启动转矩综合成3辆车的1.2倍偏载，即系统整体最大负载转矩为： (4) 5.系统的最大运行功率 分析该停车场系统，设定的停车数量为16辆，停车场整体高度大约20m, 根据人们对存取车时间的心理预期，可初定系统的运行速度为1.2m/min,即0.2m/s。则系统的最大运行功率为： (5)3.系统计算和校核3.1链条的选定链条是系统停车功能实现的关键，主要承担托车整体自重，故要保证其有足够的安全裕度。初定裕度系数为1.2，链条所受载荷为： (6

6、)根据链条的工作载荷，查阅国家标准之重载传动用弯板滚子链和链轮标准(GB/T5858-1997)选择重载链条为重型3315链条，其节距是103.45mm，最小抗拉载荷是550KN。3.2电动机的选择由于停车场的自重特别大，电动机在起动时要克服一个很大的起动转矩（起动转矩为运转时转矩的1.21.5倍）。停车场工作时链条的运行速度为0.4m/s，则链条的输出功率为： (7)传动系统选用两级减速系统，考虑圆柱齿轮（闭式）、轴承、联轴器和链条的传动效率，又知系统需要频繁起动、反转和制动，因此选用起重及冶金用电动机中的YZR 225M，转速为1000r/min，P=22kW。3.3链轮的设计2采用的齿形

7、是三圆弧一直线齿廓。根据链条型号可以设计出链轮，具体设计为已知：链轮转速为2.5r/min，因为链条的节距为103.45mm，最初选择链轮的直径大约为1.5m,所以齿数约为，取z为45, 可确定链轮的主要尺寸。根据链轮的工作情况（低速、平稳、无冲击和振动）选择材料为45钢，热处理为淬火，回火。由于链轮的尺寸较大，采用的是整体式结构，并且为铸造方式。3.4链轮轴的设计3链轮轴由于其受力大而且尺寸大,其材料选择和受力分析都要满足其特殊要求，选用材料为45钢，对其分析计算如下。1、 计算作用力大齿轮 (8) (9)链轮 (10)2、 初步确定轴的最小直径 (11)取3、 链轮轴的形状和载荷分析如图2

8、所示。图2链轮轴的载荷分析图Fig2 The load analyze map of the sprocket gear shaft3.5悬臂梁的设计4悬臂梁的作用是连接链条和托车架，并在系统顶部和底部的弯曲部分，能增加托车架的旋转半径，使其不发生干涉现象，从而保证系统能够正常地工作。作系统旋转不发生干涉现象的极端情况简图，由此来确定悬臂梁的最小长度。根据前面给定的数据，作示意简图如下。 图3托车架旋转不干涉示意简图Fig3 The schematic map of the brackets nonintervention condition 由图3可知，悬臂梁的最小臂长为750mm。4.结语

9、本设计主要是为解决城市停车难而设计的一种立体式停车场，可直接应用于实际当中。在设计过程中参阅了大量的资料，综合了多方面的理论知识，使得设计的停车场具有很高的停车效率，以满足城市的停车需求。参考文献1 赵贤敬,魏兆宏,王吉忠,等.垂直循环机械式停车设备传动系统的形式J. 起重运输机械,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 濮良贵,纪名刚. 机械设计（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 刘鸿文. 材料力学（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.垂直循环停车设备托架不干涉条件J.中国学术杂志电子出版社，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