链条式四层升降横移立体车库总体设计毕业设计说明书

四层立体停车库（链条式）总体设计页前言近几年来，随着汽车工业和建筑业两大支柱产业的快速发展，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发展。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。机械车库具有突出的节地优势，而且相对造价低，使用方便、操作简单、安全可靠、存取快捷。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，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,采用钢架结构搭建而成。本文对4层链条式升降横移式立体停车库的结构进行了全面的力学分析，包括升降横移式立体停车库的框架结构的强度、横移传动系统中轴的强度和升降传动系统中轴的强度等。本文还对升降横移式立体停车库的整体框架和局部进行了结构优化，使整体框架的强度提高了，重量减轻。

绪论机械停车库的产品特点及优势=1\*Arabic1.节省占地面积，充分利用空间。一般情况下，机械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75%以上。=2\*Arabic2.相对造价低。机械式停车设备每个泊位投资约2万-8万元，而建筑自走式停车库每个泊位的造价约为15万元以上。据一份资料显示，同样是停50辆车，传统的停车场需1650平方米的空间，造价约750万元，而采用塔式立体车库却只需50平方米，其造价只需400万元（含20万元土建费），可节约47%的投资。=3\*Arabic3.使用方便、操作简单、安全可靠、存取快捷。一般一次存（取）车时间不超过120秒。此外，由于存取车、收费等实现全自动化，因而汽车进入车库后的所有过程均由电脑控制，可减少废弃排放，有利环保。=4\*Arabic4.便于实现城市停车库一卡通管理。以上海为例，现在每年都会新建地铁站，而在其附近往往也会建造一些停车场，并可以使用公交一卡通享受“停车+轨道交通”的换乘优惠，这是目前政府大力推广的哦“P+R”模式，通过建造自动化程度较高的机械车库，将大大方便停车管理，甚至可以做到无人值守。=5\*Arabic5.提升建筑智能化程度及档次。在房地产进入品牌化竞争的同时，采用机械式立体停车库方式，不仅可以提高整个小区、主体建筑的智能化程度和楼盘档次，而且可以吸引更多的消费群。成为楼盘的一个卖点。机械停车库所产生的社会效益及经济效益均高于其他方式的停车库，尤其是特大城市商业用地，意义更为显著。国内外研究现状国外研究现状1932年美国开始建造第一台简易式存车库———采用电梯系统上下搬运汽车。它是Bowser公司在美国俄亥俄州辛辛那提市建造的Carew塔式车库，共24层能容纳500辆汽车，该车库直到1979年才投入使用。1968年6月，英国的第一座大型自动化立体停车库在伦敦的RochesterRow建造。这个能容纳300辆汽车的设施，由威斯敏斯区政府的路外停车部门MasterPark所有和管理，它实际上是一个半自动化升降操作的设施，直到今天还在提供停车服务。20世纪80年代中期，德国的Krupp制造公司在当地安装了两台较大的机械式立体停车设备，一个是在萨尔布吕肯，另一个是在慕尼黑，这两台设备目前都仍在运营。意大利从事停车设备开发和生产也比较早。较好的公司有：意大利Sotefin、Interpark等。由于欧洲国家土地资源比较富余，停车问题表现不很突出，停车设备应用量不是很大。多数为巷道堆垛式产品，多层升降横移式产品应用很好。意大利和其他一些欧洲国家的优势在巷道堆垛类产品上。截至2002年底，荷兰已有大约90座机械式停车库，但在建筑密度较高的市中心区并不太多，部分原因是由于人们缺乏对机械式停车系统的认识，对这种系统的信任度不高。2001年1月，一种高度相当于14层楼、内部结构好似书架的立体停车库在莫斯科投入使用。韩国机械停车设备技术是日本技术的派生。产业从20世纪70年代中期开始起步，80年代开始引进日本技术，经过消化生产和本土化，90年代开始为供应使用阶段。由于这几个阶段得到政府的高度重视，各种机械停车设备得到普遍开发和利用，韩国近几年增长速度都在30%左右。1987年，Krupp在韩国首都汉城设计建造了世界上最大的自动化停车库，拥有1300个车位。亚洲的停车设备技术起源于日本，日本从20世纪60年代开始从事机械停车设备的开发、生产、销售和服务，至今已有四十几年的历史。目前在日本从事机械式停车库及其设备开发、制造的公司约有200多家，其中生产机械式停车设备的公司约100多家，比较大的公司有新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等。国内研究现状我国机械式车库的早期研究开发工作是80年代中期开始，90年代开始引进和生产停车设备，在北京、上海、广州、深圳等地都有使用。参照日本等国标准制定的我国行业标准也于近几年出台，目前停车设备生产厂已发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有些停车设备已开始出口。机械式立体车库是一种具有综合性能的建筑，不仅包含了机械停车设备，其规划建设涉及到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域，就停车设备而言，其机械结构的发展已形成了停车设备独有的技术特征，需要多学科、多专业的复合型人才积极参与，把国外停车技术和各领域的成熟技术移植到我国停车产业，开发出安全、经济、高效、节能、省地的产品，满足国内外市场的需求。在我国的停车产业发展中还存在一些问题，如没有统一的技术标准；多数产品是仿效或引进国外技术制造，技术水品低；缺少具有一定规模的企业，生产能力不足；市场竞争无序，个别企业为抢占市场，采取低价竞争；缺少科研设计单位的参与，技术创新能力严重不足；政策不配套，对停车产业发展和管理严重滞后等。解决上述问题，需要我们在政策市场、管理和技术多方面做出努力。政策方面应参照国家的有关政策法规，规划确定出专用和公共停车位的合理数量，实现投资主体多元化，确定车库的管理属性和停车收费标准，给予投资和经营者相应的优惠政策，使其有利可图。市场方面应建立车库市场运行机制，利用价格杠杆调高占路停车收费标准，逐步消除“路满库空”现象。鼓励按市场规则经营车库，并实施政府监督和政策调控，使停车产业良性发展。主要发展趋势随着当今社会各种高新技术的引入，立体车库正在向专业化、复杂化、智能化和高自动化方向发展，重点表现为以下几个方面：=1\*GB3①专业化：理他日车库系统稳定可靠，能正常运行而不出故障时用户的首要要求，也是一套停车场系统的重中之重。因此，必须提高制造厂商的专业化程度，才能保证设备的可靠性，立体车库的软硬件设施及各种设备的配套也应当达到专业化程度。=2\*GB3②复杂化：立体车库产业正在向多元化方向发展，它已经不仅是纯粹的机械设备，还包含了当今机械、电子、建筑、液压、光学、磁控、管理和计算机技术等领域的大量先进技术。立体停车系统已经日臻完善，如汽车出入车库时采用声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟踪、链绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车安全检测、图像识别技术、科学管理等，各种领域先进技术的综合使用，已经使立体车库成为一个独立的大型复杂的高技术设备。=3\*GB3③智能化：立体车库的发展越来越向着智能化方向发展，一些新技术正在迅速进入该领域，如变频技术、全电脑控制系统、导航定位技术、图像识别技术、传感技术、光纤通讯技术、防火防盗系统、停电及电源故障的自动判别排除及处理系统等。对于全电脑自动控制系统，要开发、设计专用硬件系统和专用软件，使之适用于存取车全过程的管理和控制，尤其是对于“模块”阁架式立体车库的电梯调配，自动送车找位、自动平层，应快捷、准确、可靠。系统安全装置的设置要与动态过程安全检测形成闭环，确保存取车过程的安全运行。=4\*GB3④高自动化：立体车库的高自动化主要表现为先进的自动控制技术和科学管理方法。控制技术和管理方法互为所长，大幅度提高了存取车效率。在控制方法上采用了遥控技术和自动识别系统：车辆停靠稳妥（在车库外面需要自动转向）后，车库可以将汽车自动停放到合适的位置，可实现无人操作；在科学管理方面，计算机中心对停车场实行全方位管理，整个停车场完全在计算机监控之下，包括设备监控、出入口监控、停车场内部监控，整个停车场运行的状态信息可以存入计算机，通过便捷的人机管理界面，实现车流量统计、系统故障查询、收费状况查询、进出车辆信息查询、系统运行状态的实时查询，同时可以设置打印报表功能。未来的车库系统管理更开放、更灵活，整个管理系统能够实现控制与管理一体化，系统操作更加简便，功能更加强大，整个车库的管理可以纳入楼宇自动化系统，连入网络，形成一个综合的计算机管理网络信息系统，真正实现立体车库的无人化管理。立体车库的分类及特点机械式立体车库根据其构造上的不同可分为垂直升降式、升降横移式、巷道堆垛式、水平循环式、多层循环式、平面移动式、竖直循环式、简易升降式等立体车库。其中垂直升降式、升降横移式、巷道堆垛式、水平循环式、多层循环式、平面移动式立体车库是大型停车场，停放车辆多达数十辆以至上千辆之多，适合于建在有相对较大的空间而且车辆停放密集区如中心商业区、车站、码头等。竖直循环式、简易升降式一般占地面积较小，存放车辆较少，适合家庭和住宅小区停车。（1）升降横移式立体车库由停车位与升降装置立体组合而成的停车装置，升降装置可整体横向移动或升降装置的搬运器可横向移动，停车位设置在升降道和移动道的两侧，通过车盘的升降和横移操作实现停车取车;采用模块化设计，车位数从几个到上百个均可，可以在地面及地下停车场使用，也可设计成半地下形式，使用形式灵活，造价较低，因此这类停车库比较普遍。（2）垂直升降式(电梯式)立体车库车库中间是升降机垂直运送汽车的通道，两侧是沿垂直方向设置的停车车位，类似于电梯的工作原理，把容纳汽车的停车室和升降汽车的升降装置组合起来。存取车时由升降机构带动车和托盘到达指定层面，然后用横移装置通过横向伸缩把车和托盘搁放在指定存车位置上或是相反。通过横移装置将指定存车位上的车辆和托盘送入升降机构，升降机构降到车辆入口处，打开库门，将车开走。其内部为层状结构，一般以二辆车为一个层面，整个存车库可多达20-25层，平均50平方米的土地可容车40至50辆，比传统的停车场容车量高出约10倍，是酒店、商场、商务场所等人口极度密集区的首选停车设备。这种车库的高度较高（几十米)，对设备的安全性、加工安装精度等要求都很高，造价较高，但外型美观大方，可以与建筑物并设，也可单独设置，与环境融洽结合，高效利用土地。最适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆集中停放的集聚点。（3）巷道堆垛式立体车库其工作原理和堆垛式立体自动化仓库存取货物很相似，采用堆垛机或桥式起重机作为存取车辆的工具，所有进到搬运器的车辆均由堆垛机或桥式起重机水平且垂直移动到存车位，或者从存车位取出，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车库适用于车位数需要较多的客户使用。（4）多层循环式立体车库搬运器排列成两层或两层以上并作上下循环运动而实现车辆多层存放的停车设备，根据循环的形状可分为圆形循环式和箱形循环式。圆形循环式车库一般存车位较少，出入库时间短;箱形循环式车库车位一般较(图2-4)多层循环式立体车库多，空间利用率高。在每列任意两层的两端，搬运器以升降运动进行不同层之间的循环。根据循环方向与停车方向的关系，可分为纵式和横式两类。根据汽车出入地下室的方式可分为由汽车自行驶到地下停车装置上的直接出入式和用升降装置使汽车出入的升降式。（5）竖直循环式立体车库垂直循环类机械式停车设备采用与地面垂直方向做循环运动而达到存取车辆的停车设备。其工作原理是通过减速电机带动传动机构，在牵引构件——链条上，每隔一定距离安装一个存车拖架，存车拖架随链条一起作循环运动，从而达到存取车辆的目的。存车时，司机将车开至设备存车托架准确位置后，停妥后，司机出库。按动操作按键，电机启动，存车托架随之运动，另一存车托架转动到进口位置即停，则可进行下一存车操作；取车时，按下所取车编号按键，设备动作，存车托架按最短路程欲行至出口，司机进入存车托架，将车开出。该类型车库占地小，容量大，利用地面两个平面停车位可同时停放7-32辆车；机械性能稳定，安装操作简便，配置灵活，存取车方便；运行平稳，制动可靠，安全性高，外观轻巧美观。（6）简易升降式立体车库如简易升降类机械式停车设备把停车位分成上、下二层或二层以上，借助升降机构或俯仰机构使汽车存入或取出的一种机械式停车设备。该类车库一般为准无人方式，结构十分简单、建造成本较为经济，安装周期也很短，性能可靠、操作也十分容易。该类车库多适用于多用于私人住宅、企事业单位、地下室等场所，在面积一定时至少增加二倍以上的停车位。托运盘作升降运动的装置有钢丝绳式的、链式的、液压式的等形式。升降横移式立体车库简介立体车库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。其结构与运行原理为：各车位由钢丝绳或链条固定在停车托盘的四角于此程序相反，在此不再赘述。另外在工作过程中，为保证各机构运行平稳或紧急处理运行事故，机械停车库必须采用安全装置，以保证设备的安全和有效运行。图1-1升降横移式立体车库工作原理（a）寻找待停空位；（b）使空位托盘下方移空，并下移；（c）等待停车；（d）待停车上升；（e）待停车就位；（f）停车位恢复到存车前状态立体车库机械部分部件结构和功能以四层四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(如图所示)进行分析。图1-2升降横移式立体车库主要组成①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。钢架结构与其它建筑结构相比，具有如下特点：a.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b.材料的强度高，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。c.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。d.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。e.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。f.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。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，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，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。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。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。对于本文中所列的升降横移式立体停车设备，PLC主要要控制二、三、四层升降电机的正反转和一、二、三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。升降横移式立体停车库的优越性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巧万元以上。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。设计原始资料该方案为小轿车停车位设置。汽车设计车型外廓尺寸及参考重量车型长（m）宽（m）高（m）重量（t）小轿车小4.801.701.601.50中5.051.851.601.60大5.602.051.652.20主要技术指标1．驱动方式：电动机链条驱动或钢丝绳卷扬驱动2．升降电动机功率采用3.0kw；横移电动机功率采用0.37kw。3．升降速度4m/min；横移速度6m/min。4．操作方式采用集中按键式操作。5．控制采用PLC实现

传动系统设计电动机的选择升降运动电机的选择根据车库使用要求，任务书给定提升速度为。预估载车板重量为QUOTEm1=450kgm1=450kg，取最大停车重量为QUOTEm2=2200kgm2=2200kg因此，QUOTE取QUOTEg=10N/Kgg=10N/Kg取传动中各部件的效率如下：链传动效率：QUOTE，轴承效率：QUOTE，齿轮效率：QUOTE；QUOTE又考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增大10%。故电机提升功率P为：查《机械设计课程设计手册》表12-6，电动机型号为YZR132M2-6，额定功率P=2.8kw，额定转速为n=940r/min。横移运动电机的选择由于电机通过联轴节直接驱动再扯板行走轮转动，实现载车板横移运动。横移速度主要由设备运行周期，周围环境的安全性，载车板运行时的平稳性等因素确定。本设计给定为。横移载车板与停放车辆总重为2650kg，重力为。横移轮与轨道之间为滚动摩擦，取横移滚轮与轨道之间的滚动摩擦系数QUOTE，则横移载车板与轨道之间的摩擦力f为：取传动中各部件的效率如下：轴承效率：QUOTE；齿轮效率：QUOTE；QUOTE又考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增大10%。则横移电机的所需功率P为：查《机械设计课程设计手册》表12-1，所选电动机型号为Y801-4型电动机，额定功率为P=0.75kw，额定转速n=1390r/min。减速器的选择升降系统减速器的选择及计算（1）升降传动比QUOTEii的确定：根据电机转速n=940r/min，要求提升速度QUOTE。初取链轮工作直径D=120mm。可得：取QUOTEi=89i=89（2）升降系统减速器的设计：（a）分析：根据升降系统需要减速装置的特点，通过与电动机直联的摆线针轮减速器进行减速，再通过与摆线针轮减速器输出轴相联的链轮进行减速。由于以前对摆线针轮减速器了解甚少，而且同学中的大多数人对摆线针轮减速器都不了解，所以在这里，有必要对针轮摆线减速器进行简单介绍。如图：图2-1针齿1-输入轴；2-转臂；3-针齿套；4-针齿销；5-摆线轮；6-输出轴；7-销轴；8-销轴套摆线针轮减速器是由少齿渐开线行星减速器发展而来的。所不同的是它的行星轮齿是采用摆线齿，而内齿轮是采用针齿（如上图）。“摆线针轮行星传动”是属于一齿差行星传动，即内齿轮齿数QUOTEZBZB和行星轮齿数QUOTEZCZC之差QUOTEZBZB-QUOTEZCZC=1。其转臂和输出机构等则和少齿差行星齿轮传动一样，这时，转臂（输入轴）的转速QUOTEnxnx与输出机构（输出轴）的转速QUOTEnvnv之间的传动比为：i=因此可知，这种行星传动的传动比等于行星轮的齿数，输入轴和输出轴的转向相反。与普通减速器比较，摆线针轮减速器具有以下优点：（1）结构紧凑、体积小、重量轻；（2）寿命比渐开线齿轮减速高出5倍左右；（3）运转平稳，噪声小；（4）效率较高，一级传动可达90%~95%。但是摆线针轮减速器也具有一下缺点：（1）制造精度要求较高，否则达不到多齿接触；（2）摆线齿的磨削需要专用的机床。设计建造机械式立体停车库的目的就是节省停车用地，所以立体停车库的特点之一便是结构紧凑，占用空间小，但是由于立体停车库的每个车位都需要两个（一个用于提升，另一个用于横移）减速器，若使用一般的渐开线齿轮减速器，便会占用大量空间，达不到节省停车空间的目的，所以，立体停车库所用减速器应该首选结构紧凑、体积小、重量轻、噪声小、寿命长的摆线针轮减速器。（b）摆线针轮减速器的选择：已知减速器的输入功率P1=2.8kw，实际输入轴转速n=940r/min，根据表9-2-33，工况系数KA=1.2则：QUOTEPc1=P1KAnn10.3查《机械设计手册》表16-2-141，选择二级直联型摆线针轮减速器，传动比为187，型号为：XWED8185C（C）二级链轮减速器的计算和选择(1)小链轮齿数QUOTEZ1Z1的选择：小链轮齿数QUOTEZ1Z1按照推荐值选择，根据《机械设计使用手册》表8-2-5，选择QUOTEZ1=23Z1=23。=4\*GB2⑷设计及功率：P——传递功率；QUOTEKAKA——工作情况系数，QUOTEKA=1.0KAQUOTEKZKZ——小链轮齿数系数，QUOTEKZ=1.1KZ=1.1；QUOTEKpKp——多排练系数，QUOTEKp=1.75Kp=1.75(2)链条节距选用：根据QUOTEPdPd=QUOTEP0P0（特定条件下单排链条传递的功率），QUOTEP0=1.76kwP0=1.76kw查《机械设计》图9-11，选择链号为24A，节距P=38.1mm的链条。(3)链速：(4)大链轮齿数计算：按照推荐值选择QUOTEZ2=25Z(5)初定中心距：查《机械设计手册》表13-2-2，计算得取QUOTEa0=368mm(6)链节数：取QUOTELP=44(7)理论中心距：查《机械设计》表9-7，得中心距计算系数QUOTEf1=0.250f1=0.2a=(8)链条长度：(9)有效圆周力：(10)作用在轴上的力：(11)润滑方式选择：已知：p=44.45mm,v=0.073m/s,查《机械设计》图8-2-4，选择第Ⅰ种润滑方式，使用人工定期润滑。d）滚子链链轮的基本参数和主要尺寸的确定：图2-2滚子链轮=1\*GB4㈠小链轮：已知：节距p=38.1，齿数z=23，链节数QUOTELP=44LP=44，链长QUOTEL=1.68mL=1.68m，中心距a=基本参数：查《机械设计手册》表13-2-1，GB/T1243-1997，配用链条排距为QUOTEpt=45.44mmpt=45.44mm，滚子外径QUOTEd1=22.23mmd主要尺寸：eq\o\ac(○,1)分度圆直径：eq\o\ac(○,②)齿顶圆直径：eq\o\ac(○,③)齿根圆直径：deq\o\ac(○,④)分度圆玄齿高：eq\o\ac(○,⑤)最大齿根距离：eq\o\ac(○,⑥)齿侧凸缘直径：查表13-2-1，内链板高度h2=36.2mm.取QUOTEdg=150mmdg(二)大链轮：已知：节距p=38.1，齿数z=25，链节数QUOTELP=44LP=44，链长QUOTEL=1.68mL=1.68m，中心距a=基本参数：查《机械设计手册》表13-2-1，GB/T1243-1997，配用链条排距为QUOTEpt=45.44mmpt=45.44mm，滚子外径QUOTEd1=22.23mmd主要尺寸：eq\o\ac(○,①)分度圆直径：eq\o\ac(○,②)齿顶圆直径：eq\o\ac(○,③)齿根圆直径：deq\o\ac(○,④)分度圆玄齿高：eq\o\ac(○,⑤)最大齿根距离：eq\o\ac(○,⑥)齿侧凸缘直径：查表13-2-1，内链板高度h2=36.2mm.取QUOTEdg=220mmdg链轮形状设计：本设计中的大小链轮局采用目前流行的三圆弧——直线齿形（或称为凹齿形），奇迹和尺寸计算见表8-2-18。齿形按3RGB1244-1985规定制造。横移系统减速器的选择及计算（1）横移系统传动比QUOTEi2i2的确定：电机转速n=1390r/min托板横移速度v=6m/min滚轮直径：D=80mm=0.08m所以系统总传动比为i=58（2）横移系统减速器的设计：a）分析：横移系统共需要二级减速装置，第一级通过摆线针轮减速器进行减速，第二级通过渐开线圆柱齿轮进行减速。b）摆线针轮减速器的选择：已知输入功率QUOTEP1=0.75kwP1=0.75kw，实际输入转速QUOTEn1=1390r/minn计算输入功率：PQUOTEKAKA——摆线针轮减速器的工作情况系数，考虑电机启动时摆线针轮减速器会受到中等冲击，而且其工作形式属于间歇式工作，查《机械设计使用手册》表9-2-33，QUOTEKAKA取1.2。查表9-2-37，QUOTEn1=1500r/minn1取机型号为3，传动比为29的直连型卧式一级摆线针轮减速器，型号为：ZWDO.75-73B-29c）圆柱齿轮减速器的计算与选型：=1\*GB3①传动比的确定：QUOTEPc1=P1KAnn10.3Pc设QUOTEn2n2为摆线针轮减速器输出轴的转速，即圆柱齿轮减速器的输入转速。所以圆柱齿轮对的减速比为2。=2\*GB3②选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数：=1\*GB4㈠按照传动方案，选用支持圆柱齿轮传动。=2\*GB4㈡由于转速不高，故选用8级精度（GB10095-88）。=3\*GB4㈢材料选择，由表10-1选择小齿轮为40r（调质），硬度为280HBS。大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。=4\*GB4㈣由于此处齿轮传动属于开式齿轮传动，工作条件比较恶劣，轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不至于过小，故小齿轮不宜选择过多的齿数，这里QUOTEZ1Z1取17即可，大齿轮轮齿数QUOTE=3\*GB3③按齿面接触强度设计齿轮：由设计计算公式10-9a进行计算，即：=1\*GB4㈠确定公式内的各计算数值：=1\*GB2⑴试选择载荷系数，查《机械设计实用手册》表8-3-27，取QUOTEkt=1.2kt=1.2=2\*GB2⑵计算小齿轮传递的扭矩：=3\*GB2⑶由表10-7选择齿宽系数，QUOTE。=4\*GB2⑷由表10-6查得材料弹性影响系数QUOTEZE=189.8MPa12.Z=5\*GB2⑸由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限：QUOTE蟽Hlim1=600MPa蟽Hlim1=600MPa；大齿轮的基础疲劳强度极限为QUOTE蟽Hlim2=550MPa蟽Hlim2=550MPa=6\*GB2⑹由式10-13计算应力循环次数：n——齿轮的转速j——齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数——齿轮的工作寿命，单位为h(设计寿命为15年，每年工作365天，一班制，一班工作时间为3h)=7\*GB2⑺由图10-19查得接触疲劳寿命系数：=8\*GB2⑻计算接触疲劳许用应力：式中：S——偏劳强度安全系数，对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声，振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，所以取。QUOTEKHNKHN——考虑应力循环次数影响的系数，称为寿命系数。QUOTE蟽Hlim蟽Hlim——齿轮的疲劳极限因此，=2\*GB4㈡计算：=1\*GB2⑴计算小齿轮分度圆直径QUOTEd1td1t，带入QUOTE中较小值：=2\*GB2⑵计算圆周速度：=3\*GB2⑶计算齿宽：b==4\*GB2⑷计算齿宽与齿高之比QUOTEbhbh：=5\*GB2⑸计算载荷系数：根据v=0.2m/s，8级精度，由图10-8查得动载系数KV=1.06所选齿轮为经表面硬化的直齿轮，假设QUOTEKAFtb<100NmmKAFtb<由表10-2查得使用系数QUOTEKA=1.25KA由表10-4查得8级精度，小齿轮相对支撑布置为悬臂时：带入数据后得：由QUOTE得QUOTE故载荷系数：=6\*GB2⑹按实际的自爱和系数校正计算得的分度圆直径，由式10-10a得：=7\*GB2⑺计算模数：=4\*GB3④按齿根弯曲疲劳强度设计：由式10-5得弯曲强度的计算公式为：式中：K——载荷系数，——齿宽系数，——齿形系数，——载荷作用于齿顶时的应力校正系数。=1\*GB4㈠确定公式内的各计算数值：=1\*GB2⑴由图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为，大齿轮的弯曲疲劳强度极限为。=2\*GB2⑵由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数。=3\*GB2⑶计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得：=4\*GB2⑷计算载荷系数：=5\*GB2⑸查取齿形系数：由表（10-5）查得：=6\*GB2⑹查取应力校正系数：由表（10-5）查得：=7\*GB2⑺计算大、小齿轮的因此在计算式，取大齿轮的QUOTEYFaYSa蟽FYFaYSa蟽F，即=2\*GB4㈡设计计算：对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而吃面接触疲劳强度所决定的承载能力仅仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数3.946并就近圆整为标准值：m=4mm，按接触强度算得的分度圆直径QUOTEd1d1=98.16mm，算出小齿轮齿数：大齿轮齿数：Z这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，安装在车库托板地横移系统上，也做到了结构紧凑，因为若占用较大空间，也会浪费大量钢材和建筑空间，所以这样的传动设计也具有较大经济性，避免了浪费。=3\*GB4㈢几何尺寸计算：=1\*GB2⑴计算分度圆直径：=2\*GB2⑵计算中心距：=3\*GB2⑶计算齿宽：b=取=4\*GB4㈣校核：所以，设计合理。=5\*GB4㈤设计润滑：考虑到安装空间等一系列原因，此齿轮对为开式安装，查《机械设计实用手册》表8-3-164，润滑油黏度为200，采用定期手涂方式进行润滑，主义防尘。=6\*GB4㈥计算齿轮对的几何尺寸：已知：=1\*GB2⑴分度圆直径：=2\*GB2⑵齿顶高：=3\*GB2⑶齿根高：=4\*GB2⑷全齿高：=5\*GB2⑸齿顶圆直径：=6\*GB2⑹齿根圆直径：=7\*GB2⑺基圆直径：=8\*GB2⑻齿距：=9\*GB2⑼齿厚：=10\*GB2⑽齿槽宽：=11\*GB2⑾标准中心距：=12\*GB2⑿顶隙：c==13\*GB2⒀基圆齿距：=14\*GB2⒁法向齿距：=15\*GB2⒂顶圆压力角：=16\*GB2⒃重合度：=17\*GB2⒄分度圆齿厚：SS=18\*GB2⒅齿顶高：=19\*GB2⒆齿顶圆直径：=7\*GB4㈦齿轮的结构设计：通过齿轮传动的强度计算，只能确定出齿轮的主要尺寸，如齿数、模数、尺宽、螺旋角、分度圆直径等，而齿圈、轮毂等的结构形式及尺寸大小，通常都由结构设计决定。齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛胚、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计时，必须综合考虑上述方面的因素。通常是先按照齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据推荐用的经验数据，进行结构设计。当齿顶圆直径da<=160mm时，可以做成实心结构齿轮，如图：图2-3齿轮结构当齿顶圆直径da<=500mm时，可以把齿轮做成腹板式结构，如下图：图2-4齿轮各尺寸各尺寸的计算公式为：小齿轮结构设计：已知：m=4，z1=25，da=108mm，da=108mm<160mm，所以小齿轮应该做成实心结构。n大齿轮结构设计：已知：m=4，z2=50，da=108mm，B=65mm，因为160<da<500，所以应该做成腹板式结构。计算如下：D其他传动部件的计算轴的计算与校核（1）提升传动轴的计算与校核：初选QUOTED1=70mmD1=70mm，材料为45升降电机额定功率为P=2.8kw，若取链传动效率QUOTE抗扭截面系数查《机械设计》表15-1,45号钢的弯曲疲劳极限QUOTE[蟿]=45MPa[蟿]=45MPa。所以QUOTE，故强度足够。（2）横移传动轴的计算与校核：初选QUOTED2=45mmD2=45mm，材料为45横移电机额定功率为P=0.75kw，若取每级齿轮传动效率QUOTE，则抗扭截面系数查《机械设计》表15-1,45号钢的弯曲疲劳极限QUOTE[蟿]=45MPa[蟿]=45MPa。所以QUOTE故强度足够。（3）提升系统链轮轴的计算与校核：图2.5提升系统链轮轴受力简图上面章节已求得：电机功率为P=2.8kw;额定扭矩QUOTE轴长等于车位宽度QUOTElAB=7.8mlAB此为大链轮初取QUOTE。轴采用45号钢制造可得：QUOTEA0=126A0=126；QUOTE；QUOTEn=24r/minn=24r/min轴上最小直径为40mm，可知QUOTE取d=60mm查表选择键为bQUOTE脳脳h=18QUOTE脳脳11，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>>表15-4可得W=图2.6提升系统链轮轴弯矩及扭矩图由图得最危险界面为A处。蟽据机械设计课本表15-1可知45号钢许用弯曲应力：QUOTE因此，故安全。载车板提升链校核整个传动机构分析，载车板在链条的约束下，提升过程中不会出现摆动的现象，使整个提升过程非常平稳，对于升降横移式立体车库，在选择链条时，按照低速链处理(v<0.6m/s)，而不是按高速链的方法来选择，由链条的静强度来确定链条节距。得所选择的链条必须满足：S：安全系数（取S=7）；k：链条工况系数（取k=1.3）P：提升电机功率z：链轮的齿数n：链轮的转速p：所选链轮的节距根据上式很容易确定所需要的链条。主要参数确定：链条受力分析：平衡链承重约为提升载荷的1/4，上升时提升链承载是提升载荷的1/2。载车板自重450kg；载车板额定载荷2200kg所以，平衡链拉力：提升链拉力：

机械手册表13-2-1。根据链条的拉力选择适用链条单排滚子链20A、节距P=31.75，极限拉伸载荷QUOTE，是实际提升拉力QUOTE的6.54倍，链条是提升系统中最重要的部分，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。机械手册表8-4-3。选择板式链LH1244，节约P=19.05，极限拉伸载荷QUOTE，是平衡链拉力的14.8倍。裕量很大，除了链条拉力必须满足使用安全的要求外，还要满足结构要求，所以选择LH1244板式链。滚子链强度计算：提升链运动速度QUOTE，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经济。链条静强度

式中：链条极限拉伸载荷Q=86700N设计功率：有效圆周力F链条静强度其中QUOTEnp=4~8np=4~8,，但由于速度较低故可取较小值，键的选择和校核：=1\*ROMANI、升降系统键连接的选择与校核：a）分析：输出轴通过键与链轮进行联接，传递转矩和转速，链轮安装方式为外伸悬臂式安装，承受扭矩较大，由于安装工艺，具体环境等因素的影响，链轮有跑偏的可能性，所以在这里选择楔键连接。b）计算选择：已知：链轮直径d=120mm键传递的扭矩：查《机械设计》表6-1，选择键的尺寸为：32QUOTE18，键宽b=32mm，高h=18mm。轮毂宽度：L=1.5d=1.5QUOTE120=180mm。所以，键长l=140mm(比轮毂宽度小些)。所选键的尺寸为：bQUOTEh=32QUOTE18，l=140mm，平头楔键。c）强度计算与校核：楔键联接安装后工作面上的合力为：式中：f——摩擦系数，取f=0.15d——轴的直径，d=120mm则楔键联接的挤压强度条件为：QUOTE——键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用加压力，单位为Mpa。查《机械设计》表6-2，QUOTE蟽Pmin=30MPa蟽因为QUOTE。因此，强度足够。=2\*ROMANII、横移系统键的选择、计算与校核：=1\*GB2⑴连接摆线针轮减速器输出轴与小齿轮的键的计算选择：a）分析：此处连接属于悬臂连接，键除受冲击载荷及扭矩外，没有收到轴向力，考虑到转速较低，齿轮的定心度要求不高，故选择普通平键。b）选择：d=35mm，选择bQUOTEh=10QUOTE8，L=2d=70mm长度系列L选择L=50mm，所选键为：bQUOTEh=10QUOTE8，L=50mm，普通平键。c）强度计算与校核：输出轴直径d=35mm，转速n=48r/min，P=0.75kw。三种材料中：QUOTE蟽Pmin=100MPa蟽由于QUOTE，故强度满足。=2\*GB2⑵连接大齿轮与轴的键的选择：a）分析：此处齿轮的安装属于非对称安装，键除受冲击载荷及扭矩外，没有收到轴向力，考虑到转速较低，齿轮的定心度要求不高，故选择普通平键。b）选择：d=50mm，选择bQUOTEh=14QUOTE9，长度L=63mmc）强度计算与校核：查表6-2，得QUOTE蟽pmin=60MPa蟽由于QUOTE，故强度满足。联轴器的选择在本设计中，由于四个导轮在横向需要同步转动，所以需要动力导轮和从动导轮间的轴连成一体，而由于结构（拆装）要求，动力导轮和从动导轮间的轴不可能使用一跟通轴，所以需要从中间断开，这就需要联轴器对其进行连接。根据需要选择凸缘连轴器（GB5843-86）图2.5联轴器的安装位置1、特点：结构简单，工作可靠，装拆方便，刚性好，成本底，能传递较大的转矩，使用于振动不大，低速和刚性不大的两轴2、型号及其尺寸根据机构需要查《机械设计手册》根据轴的直径d=30mm由表选型号为YLD5的联轴器，许用转矩QUOTE；许用转速QUOTEn=9000r/minn=9000r/min；d=30,32；L=60；L0=124；D=105；D1=85；质量为3.19kg，转动惯量为0.013QUOTE

立体车库结构设计概述结构设计的重要性升降横移式立体停车库的结构设计在整个车库中非常重要，主框架部分、载车板部分和传动系统是升降横移式立体停车库的主要组成部分，主框架部分承担着整个升降横移式立体停车库的总量，它是传动设计和控制系统设计的平台，而且它的轻重、稳定性和可靠性以及载车板部分还影响着整个立体停车库的重量、材料和成本的多少以及安全性，传动系统的性能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部分成为影响整个立体停车库的关键因素。机构体系选择通过对我国多内现有停车场停车现状的分析和国内立体车库使用情况的调研，综合各种车库的原理和使用情况，同时考虑到研发成本及维修，我们选择升降横移式立体车库作为企业进行立体车库研发的市场切入点。升降横移式立体车库由于造价成本较低、配置灵活、拆卸也比较方便，可以最大程度降低风险系数，取得成功，而且，目前我国多数小区采用的也是多层升降横移式立体停车设备，大规模的仓储式机械停车库还很少，因此选择升降横移式立体车库，易于进行后期商推广，可行性很高。下面我们就对升降横移式立体车库的系统结构和方案原理进行分析。按照设计要求，选择四层七列式立体车库功25个车位（有三个车位空出，以便进行升降和横移运动），可以从底层的四个车位入库。升降横移式立体车库可以根据场地和空间的大小设计车库的整体规模，四层七列式立体车库具有一定的代表型。该类型立体车库具有底层、中间层和上层三种载车板和横移架，能实现升降横一类立体车库的所有运动方式；另一方面，每层设置四个车位，车辆入库的方式变得更加复杂，可以实现多种的入库到位，因此有利于对汽车的入库和出库进行控制化，提高立体车库存取车的效率，减少等待时间。该车库结构类型具有典型性，对于后期进行大型车库的设计和制造具有很好的扩展性，因此具有很好的借鉴意义。下面我们以四层七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有钢结构部分、载车板部分、传动系统、控制系统、安全防护系统五大部分组成。下面我们重点对车库的主要组成进行分析，并对该产品的机械结构进行选型。结构尺寸确定由于车库容许的车辆为小型、中型和大型小轿车，因此车辆的最大尺寸为长QUOTE脳脳宽QUOTE脳脳高为5600mmQUOTE脳脳2050mmQUOTE脳脳1650mm，考虑到车库存取车方便性和安全性，同时根据中华人民共和国机械行业标准《升降横移类机械式停车设备》，我们选择一个车位的规格为6200mmQUOTE脳脳2600mmQUOTE脳脳1800mm，总规格为LQUOTE脳脳WQUOTE脳脳H为6200QUOTE脳脳18200QUOTE脳脳7900mm。其中为给第一层留足够空间取高为2500mm。立体车库受力情况分析在车库钢结构设计中，包括轴心受力构件、梁、拉弯和压弯构件的设计。进行轴心受力杆件设计时，轴心受拉构件应满足强度和刚度要求，轴心受压构件除应满足强度、刚度要求外，还应满足整体稳定和局部稳定要求。在梁的设计中，梁的刚度和强度对截面设计起控制作用，因此应先进行这二者的计算。由于车库系统对于系统的安全要求特别高，所以还应对其整体稳定进行计算，此外，梁的接点处均应采取构造措施，以防止其端截面发生扭转。在进行梁的截面设计时，考虑强度，腹板宜既高又薄：考虑整体稳定，翼缘宜既宽又薄，所以在荷载作用下，受压翼缘与腹板有可能发生波形屈曲，即梁发生局部失稳。发生局部失稳后，梁的部分区域推出工作，将使梁的有效面积减小，强度承载力和整体稳定性降低，这时可以采取增大板厚度或设置加强肋等措施。对于压弯件，需要进行强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性的计算；对于拉弯构件，一般只需要进行强度和刚度计算。在对立体车库钢结构骨架的分析中，我们先从单根梁的受力进行分析，适当简化力学模型，在正确分析各梁的约束和受力的基础上，先对各梁和立柱的刚度和强度进行分析，找出系统薄弱处所在，然后再整体分析之中给予特变关注。立体车库钢结构骨架由立柱、横梁、纵梁和支承动力及附属装置的上、下支承梁等组成，其立柱通过螺栓与基础相连，其余钢梁靠焊接或者螺栓相互连接。立柱主要承受压力和其他因素造成的扭矩，即压应力和部分剪应力：前后两个面地纵梁主要承受拉伸和弯矩造成的拉应力和弯曲应力；侧面的横梁承受较小的拉应力和剪应力。为了减小振动和提高稳定性，各部分必须保证足够的强度和刚度。机械传动系统安装在钢结构骨架上，由传动部件和张紧装置组成。停车托架与传动链条相连，驱动装置和机械传动系统驱动托架循环运行，实现车辆的存取和停放。设计时采用Q235碳素钢，其屈服极限为235MPa，抗拉强度为375-500MPa。整体车库钢结构许用位移为10mm。本车库所限车位为小型、中型和大型小轿车，最大容车重为2200kg，载车板重约450kg，所以每个车位最大重量为2200+450=2650kg。由于停车的随机性，载荷作用也就不同。按载荷作用的基本情况，在进行立体车库钢结构骨架分析考虑空载、对称载荷、非对称载荷和最大偏载四种工况：立体车库钢结构分析设计与校核导轨支撑梁的设计与校核一、材料和截面形式确定在立体车库设计中，梁的主要作用是保持整个结构的稳定性和承担所停车辆与其它构件自重对梁产生的弯矩和剪力。梁的截面可分为实腹式和格构式两大类。型钢有分为热轧钢和冷轧钢，热轧钢通常用得为普通工字钢、H型钢或槽钢，对于承受载荷较小和跨度不大的梁可选用带有卷边的冷成型薄壁槽钢。纵梁材料选取H型钢，材料为Q235碳素钢。二、导轨支撑梁的计算1载荷及内力计算由于前后导轨支撑梁承受作用力相同，故我们重点分析右端跨度较大前导轨支撑梁，如果前梁在允许范围内，则后梁也必然符合设计要求。如图3.1所示，简支梁AB受力如图。图3.1纵梁受力与弯矩简图已知A、B两点为全约束，QUOTElAB=7.8mlAB=7.8m，QUOTEE=210GPaE=210GPa。由于力是通过导轨作用在支撑梁上的，可视为均布载荷。考虑到一个车位空出，两个车位满载，托架、电动机等重量后：G=m鈭檊=3080脳10=3.08脳由于车辆在上升和下降的时候速度比较小，所以在梁的载荷计算式，只作恒载计算，不考虑动载的影响，取恒载分项系数QUOTE。则均布载荷梁所承受的弯矩为：因此纵梁所承受的最大弯矩为：2初选截面由于纵梁选用热轧H型钢，梁所需的净截面模量为：式中：QUOTE——属性发展系数，H型钢QUOTE；f——钢材的强度设计值，QUOTENmm2Nmm2查《钢结构设计手册》，选用H型钢型号为HM200QUOTE脳脳150，其截面特性为：HQUOTE脳脳BQUOTE3截面验算：=1\*GB2⑴强度验算：单位长度梁的自重标准值其中1.2为考虑焊缝、螺栓等附加构件的重量后梁的自重增加系数。单位长度梁的自重设计值梁自重引起的跨中最大弯矩为：因此，梁跨中总的最大弯矩为：最大应力为：因此满足条件。=2\*GB2⑵刚度验算：载荷产生的跨中最大挠度（考虑梁的自重）：两跨中最大容许挠度为：显然，梁的刚度不满足条件。为了保证梁的刚度满足条件，在梁的中间增加斜支撑，此时取梁的跨中自由度为原来的一半，即，在进行刚度验算。a′满足条件。立柱的设计与校核一、材料和截面形式确定选择材料的基本原则是既保证安全可靠，又几经合理。钢材的质量等级愈高，及价格也愈高。因此根据结构的不同特点，；来选择适宜的钢材。本设计中，柱直接承受的动载荷较小，工作温度为常温，柱与其它构件之间的连接是通过焊接和螺栓连接的。因此对钢材的要求不是很高，选择Q235钢可满足条件。柱的截面形式要根据柱的受力大小和特点而确定。柱承受的主要载荷是轴心压力，还有少量的弯矩载荷，因此对柱的截面形式选择可按照轴心受力构件的截面形式进行选择。轴心受力构件的截面形式主要有以下四种：①热轧型钢截面；②冷弯薄壁型钢截面；③实腹式组合截面；④格构式组合截面。从不同构件截面的承载力、整体刚度的稳定性、制造的简便性和便于与其它构件的连接等方面综合考虑，选择柱的截面形式为H型截面。二、柱的计算立柱为等截面立柱，受压静力。由于梁的跨度不同，导致立柱受力不同，因此此处选择受力最大的立柱进行计算，如果其满足条件，则其它立柱也刚度、稳定性要求。1载荷计算：已知单位长度梁的自重设计值QUOTEql=0.449kN/mql=0.449kN/m；QUOTElll第一根柱QUOTE第二根柱QUOTE显然另一侧受力对称，受力最大的是第二根与第三根立柱，其承受的压力设计值为：N=3考虑到屋架结构和其它构件的重量，还有风载、雪载、地震等不确定载荷的影响，为了保证设计的安全性，取柱的压力设计值为QUOTEN'=180kNN'=180kN2初选截面已知立柱长度QUOTEl=7.7ml=7.7m图3.2立柱受垂直力简图查表得：柱的实轴为a类截面，虚轴为b类截面。先假定长细比QUOTE。由《钢结构》附表17-1和17-2查得绕截面强轴和弱轴的截面稳定系数QUOTE和QUOTE。柱所需的截面面积为：所需回转半径：ii查型钢表，选择柱的型号为HW200QUOTE脳脳200，从附表5中查得截面特性为：QUOTEA=64.28cm2A=64.28cm2，QUOTEIx=4770cm4Ix=4770cm4，QUOTEix=8.61cmix=8.61cm，QUOTEIy=1600cm4I3验算立柱的整体稳定和刚度计算长细比：由附表17-1和17-2得：比较这两个值后取：QUOTE。柱的自重设计值式中：QUOTE蟻蟻——立柱的线密度；a——考虑焊材、柱头和助教等钢材的重量后立柱自重增加系数。显然，截面符合对柱的整体稳定和容许长细比的要求。因为轧制型钢和腹板一般都较厚，都能满足局部稳定要求。托架横梁设计与校核一、材料和截面形式确定通过受力分析，托架横梁的受力特点是在承吊车辆时，梁承受着垂直向下的载荷，从而对梁产生弯矩和剪力，同时在车辆处于上升和弦挂两种状态时，由于链条长期受拉力作用，反过来对梁产生轴向压力。即托架横梁同时承受着弯矩和轴向压力，属于压弯构件。考虑选材的统一和制造加工的方便性，选用热轧中翼H型钢，材料为Q235钢。二、载荷计算图3.3托架横梁受力简图载荷设计值梁上轴向压力设计值N=式中：K——链条长期受拉力作用产生轴向力系数值经分析产生最大弯矩位置为受力处。已知QUOTElAB=6.6mlAB=6.6m，取两受力点间距为小车车轮距离，即QUOTE，则两跨中最大弯矩设计值（未考虑梁的自重）：三、初选截面根据经验，还有参照实物，此处选择梁型号为HW150QUOTE脳脳150，查表得其截面特性为：HQUOTEQUOTEA=40.55cm2A=40.55cm2，QUOTEWx=221cm3Wx=221cm3，QUOTEWy=75.1cm3WyQUOTEIx=1660cm4Ix=1660cm4，QUOTEIy=564cm4Iy=564cm4，QUOTEix=6.39cm四、截面验算1先验算梁的强度：查表得：H型钢截面塑性发展系数QUOTE。=1\*GB2⑴实轴方向强度验算：因此，满足条件。=2\*GB2⑵虚轴方向强度验算：因此，也满足条件。2整体稳定性计算由《钢结构使用设计手册》中关于实腹式单向压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式为：式中：N——所计算构件段范围内的轴心压力；QUOTEMmaxMmax——所计算构件段范围内的最大弯矩；QUOTENEX'NEX'——欧拉临界应力，QUOTENEX'=蟺2QUOTE——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；QUOTE——与W相应的截面塑性发展系数，按表5-25取用；QUOTE——计算弯矩作用平面内稳定性时的等效弯矩系数。按a类截面查附表17-1得：QUOTE查机械设计手册得：QUOTE满足条件。托架纵梁设计与校核托架纵梁在结构中的作用是连接和固定托架横梁，保证整个托架的整体性和必要的刚度和强度。托架纵梁只承受拉力以及很小的弯矩，考虑到托架的连接、导轮的安装，其材料和截面形式为，不必对其进行强度校核，因此其强度满足。安全防护机构的设计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。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。连接设计钢结构的连接种类和特点钢结构的连接方法钢结构的连接方法由焊接、普通螺栓连接、高强度连接和铆接。焊接连接的特点焊接对集合形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，功效高不需打孔，气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。但是焊接对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大。焊接残余应力使结构易发生脆性破坏，残余变形使结构形状、尺寸发生变化；焊接裂缝一经发生，便容易扩展。螺栓连接的特点螺栓连接施工简单，装拆方便，对安装工的要求高，摩擦型高强度螺栓连接动力性能好，耐疲劳，易阻止裂纹扩展。但是螺栓连接肥料、开孔截面削弱，螺栓孔加工精度要求高。铆钉连接的特点铆接连接工艺设备简单、抗振、耐冲击、传力均匀和牢固可靠等优点，但结构一般较为笨重，被连接件（或被铆接）上由于制有钉孔，使强度受到较大的削弱，铆接时一般噪声很大，影响工人健康。纵梁与柱的连接设计搭接板与柱的焊接连接设计(1)设计条件搭接板与柱的材料均为Q235钢，焊条型号为E43XX型，采用角焊缝手工焊接，焊缝质量为三级。QUOTEF=P3=47.38kNF=P3=47.38kN，QUOTEe=120mme=120mm，QUOTEt=10mmt=10mm，QUOTEb=220mmb=220mm，QUOTEh=250mmh=250mm(2)连接计算连接采用全角施焊的角焊缝链接，转角处连续施焊，没有起弧和落弧引起的缺陷。查表得E43XX型焊条的手工焊焊接厚度小于16mm的Q235钢，焊角焊缝为角焊缝时，抗拉、抗压、抗剪强度设计值均为QUOTEffw=160Nmm2eq\o\ac(○,1)角焊缝的焊角尺寸QUOTEhfhf角焊缝的最小焊角尺寸式中：QUOTEt2t2——较厚焊件的厚度；角焊缝的最大焊角尺寸：式中：—较薄焊件的板厚选择焊角尺寸应符合eq\o\ac(○,2)角焊缝有效厚度对直角角焊缝(3)焊缝截面特性竖向焊缝的计算面积为焊缝对轴的惯性矩焊缝最外缘的截面模量竖向焊缝两端点处的截面模量=4\*GB2⑷正应力：假设弯矩M由全部焊缝计算截面承受，引起的水平方向应力按三角形分布，其应力应满足：式中：QUOTE——角焊缝在弯矩作用下所产生的垂直于焊缝长度方向的应力；QUOTE——正面角焊缝的强度设计值增大系数，对承受静载荷和间接承受动载荷的直角焊缝，QUOTE尾f=1.22尾f=1.22显然，QUOTE，满足条件。=5\*GB2⑸剪应力：满足条件。=6\*GB2⑹折算应力：竖向焊缝两端点处，由弯矩引起的应力为：竖向焊缝两端点的应力应满足因此满足要求。搭接板与悬伸支撑托座（牛腿）的焊接连接设计(1)设计条件悬伸支撑托座采用组合T形截面，其与搭接板之间为对接与交接组合焊缝连接。材料为Q235碳素钢，焊条型号为E43XX，采用手工焊，不用引弧板，焊缝质量为三级。悬伸支撑托座的尺寸和作用的集中载荷如图4.1所示。图4.1悬伸支承托座结构图QUOTEF=47.38KNF=47.38KN，QUOTEe=110mme=110mm，QUOTEb=200mmb=200mm，QUOTEh=200mmh=200mm，QUOTEt1=10mmt1=10mm，QUOTEt2=8mmt2=8mm(2)连接计算悬伸支撑托座由翼缘的水平对接与角接组合焊缝和腹板的竖直对接和角接组合焊缝与搭接板相连。焊缝的截面为T型，尺寸与悬伸支撑托座相同。承受集中载荷F的作用，计算时将F简化到焊缝计算截面得到剪力QUOTEV=F=47.38kNV=F=47.38kN，弯矩。由于翼缘处剪力很小，可以认为全部剪力由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T形截面焊缝承受。查表得：E43XX型焊条的手工焊焊接厚度小于16mm的Q235钢，焊角焊缝对接焊缝时，焊缝的抗压强度设计值QUOTEfcw=215Nmm2fcw=215Nmm2、抗拉强度设计值为QUOTEftw=185Nmmeq\o\ac(○,1)焊缝截面特性截面形心轴的位置焊缝对轴的惯性矩竖向焊缝的计算面积eq\o\ac(○,2)正应力：假定弯矩M由全部焊缝计算截面承受，引起的水平方向应力按三角形分布。b点承受最大压应力为：满足条件。a点承受最大拉应力满足条件。eq\o\ac(○,3)剪应力;假定剪应力V全部由竖直焊缝承受，引起的竖向剪应力均匀分布。eq\o\ac(○,4)b点折算应力：显然QUOTE，满足条件。纵梁与悬伸支撑托座（牛腿）的螺栓连接设计(1)设计条件悬伸支撑托座承受纵梁施加的垂直载荷和很少弯矩和剪力。材料均为Q235钢，考虑到两者之间的受力特点，螺栓采用与木材相适应的普通螺栓C及螺栓。(2)连接计算悬伸支撑托座与纵梁的螺栓布置选用螺栓的为的普通C级螺栓，螺栓孔的直径为，螺栓的数目为4个，其布置简图如图4.2所示。由于此处的螺栓连接承受的剪力和弯矩很小，所以不对螺栓的强度进行校核。柱与柱的拼接连接设计立柱材料为H型钢，柱与柱之间的连接形式为：翼缘和腹板均采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，并采用引弧板施焊时，可视焊缝与翼缘板和腹板是等强度的，不必进行连接焊缝的强度计算。因此，焊缝满足强度要求。纵梁与纵梁的拼接连接设计梁的拼接分析梁的轴向在一般情况下，相对于弯矩和剪力而言其数值较小。因此，梁通常是按其承受的弯矩和剪力进行拼接连接设计的。在设计梁的拼接连接时，除了满足连接处的刚度和强度外，尚应考虑施工安装的方便。梁的拼接连接节点，一般应设在内力较小的位置。因而作为刚性连接的拼接连接节点，如果将梁翼缘的连接按实际内力进行设计，则有损于梁的连续性，可能造成结构的实际情况与设计是的内力分析模型不协调，并降低结构的延性。因此在对于要求结构有较好延性的抗震设计和按塑性设计的结构，其拼接连接节点应按板件截面面积的等强度条件进行设计。螺栓的选用及验算H形截面梁采用QUOTEH200脳150脳6脳9H200脳150脳6脳9（内圆弧半径QUOTEr=16r=16），拼接连接节点设置立柱上；梁及其拼接连接板均采用Q235钢；连接采用5.8级得M16高强度螺栓摩擦型双剪连接，螺栓孔径为QUOTE蠒21.5蠒21.5mm。螺栓杆与孔壁挤压面最小高度QUOTE，初选QUOTELmin=28mmLmin=28mm。(1)载荷计算纵梁的受力和弯矩、剪力如图4.3所示：图4.3纵梁的受力和弯矩、剪力示意图由图可知只需分析最长梁受力情况，简化其连接处弯矩为零，只受剪力作用且值最大F(2)连接所需的高强度螺栓数目QUOTEnn，由下公式求得：考虑拼接的刚性和安全性，采用QUOTEn=4n=4（一个10.9级的M16高强度螺栓摩擦型连接的承载力设计值QUOTENvbHNvbH按表9-73采用；当采用双剪连接且构件在连接处接触面的处理方法为喷砂时，QUOTENvbH=81kNN(3)强度验算螺栓杆与孔壁的挤压强度：螺栓杆的剪切强度：横梁与柱的连接设计横梁与柱的连接主要是为了满足车库整体结构的需要。在受力上横梁主要承受自重，还有风载、地震和车位的