升降横移式立体车库的设计说明书(常用版)

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升降横移式立体车库的设计说明书升降横移式立体车库的设计说明书（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）摘要在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上,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结构作为研究模型。综合考虑立体车库制造成本和运行安全的双重因素。简单介绍了车库的主体结构和特点,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行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结构进行了力学分析,包括升降横移式立体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。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安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际,在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术,这样保证了车辆的绝对安全,使得整个车库可以安全平稳的运行。关键词:立体停车库;升降横移式立体车库;钢结构;安全措施AbstractInthedomesticandinternationalcurrentsituationandtrendofdevelopmentforgarage.Basedonsufficientinvestigation,tochooseamoretypicalofup-downandtranslationstereogarageastheresearchobject,tochoosethethreelayerthreerowtypegaragestructureasresearchmodel.Consideringthethree-dimensionalgaragemanufacturingcostandoperationsafetyofthedoublefactors.Brieflyintroducesthemainstructureandcharacteristicsofthegarage,thegaragecontrolsystemarebrieflydescribed,basedontheup-downandtranslationstereogarageoperationprinciple,useofmechanicaldesignknowledgeareaseriesoftransmissionschemedesign,includingtheupgradingofthetransmissionsystemdesign,shiftingthetransmissionsystemdesign,alsoaccordingtothetheoryofmechanicsup-downandtranslationstereogaragestructuremechanicalanalysisiscarriedout,includingup-downandtranslationstereogarageframestructurestrength,shiftingtransmissionsystemaxialstrengthandaxialstrengthofliftingtransmissionsystem.Inordertomakeparkingequipmenttomeettheuserequirements,accordingtothecountryaboutmechanicalparkingequipmentGeneralrequirementsforsafetystandards,up-downandtranslationstereogarageisactual,intheup-downandtranslationstereogaragetousesomesafetytechnique,soastoensuretheabsolutesafetyofthevehicle,thegaragecanbesafeandsteadyoperation.Keywords:stereoparkinggarage;up-downandtranslationstereogarage;steelstructure;safetymeasures目录摘要 IAbstract II第1章绪论 11.1课题来源与背景 11.2机械式立体停车库发展概况 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升降横移式库机械部分部件结构和功能 8第2章方案总体设计 102.1方案总体设计 102.2传动方案的设计 102.3传动方案的选择 12第3章主框架部分 143.1钢结构形式的选择 143.2钢结构部分材料的选择 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章安全防护措施 386.1防坠落装置设计 386.2其他防护措施 39第7章车库的控制系统 40结论 42致谢 43参考文献 44CONTENTSAbstract IChapter1Introduction 11.1Topicoriginandbackground 11.2Mechanicalparkingdevelopment 11.3Parkingclassificationandadvantages 31.4Studiesofup-downandtranslationstereogaragemeaning 61.5Liftingcross-slidingtypegarageprincipleofwork 71.6Liftingcross-slidingtypegaragemechanicalpartsstructureandfunction 8Chapter2Thewholeschemedesign 102.1Thegeneraldesignoftheschemes 102.2Transmissionschemedesign 102.3Thechoiceoftransmission 12Chapter3Steelstructurematerialselection 143.1Steelstructureformselection 143.2Steelstructurematerialselection 14Chapter4Liftingtransmissionsystemdesign 164.1Liftingmotorselection 164.2Liftingchaintransmissiondesign 184.3Liftshaftdesign 204.4Couplingandkeyselection 224.5Bearingselection 234.6Wireropeandpulleyselection 244.7Reeldesign 244.8Liftshaftstrengthanalysis 25Chapter5Transversetransmissionsystemdesign 285.1Traversemotorselection 285.2Traversechaintransmissiondesign 295.3TransverseshaftAdesign 325.4Couplingandkeyselection 345.5Bearingselectionandcalculation 355.6Traversewheelandtrackselection 36Chapter6Securityprotectionmeasures 386.1Anti-droppingdevicedesign 386.2Otherprotectivemeasures 39Chapter7Controlsystem 40Conclusions 42Thanks 43Reference 44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。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,采用钢架结构搭建而成。1.2机械式立体停车库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。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平方米的面积,而如果采用双层机械车库,可使地面的使用率提高80%?90%,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。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。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,建设周期短。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,安全可靠。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。安全装置: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6~10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、消防等投资少,建设周期短。4)可采用自动控制,运行安全可靠。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发展迅猛,在国内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。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,可以达到耳目一新的效果。许多装置基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安全系统,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。由于车辆在存取过程中只在极短的时间内低速行驶,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,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。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,因此,应用非常广泛。1.6升降横移式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1-6所示进行分析。图1-6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选用钢架结构如图1-6所示。结构主体采用热制方钢、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。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,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、载车板部分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,要达到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结构,一层和二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,并可以提升结构设计的简化。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、质量及设计布局的合理与否,直接影响机器的工作性能、重量、成本及运转费用,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;结构简单,成本低;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,相同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;结构轻便,成本低。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,结构紧凑,工作可靠,寿命较长,传动准确平稳,承载能力高,功率和速度适应范围广。其结构如图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、成本低廉,传动效率高等。故对更方案进行价值分析,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P 0.1 0.2 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0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0.2 0.02 0.5 0.05 0.8 0.08功率0.2 0.02 0.4 0.04 0.5 0.05效率0.8 0.12 0.8 0.12 0.2 0.03圆周速度0.2 0.02 0.2 0.02 0.2 0.02(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0.8 0.16 0.8 0.16 0.2 0.04价格0.7 0.105 0.6 0.09 0.4 0.06寿命0.3 0.03 0.5 0.05 0.5 0.05平稳噪声小0.6 0.06 0.3 0.03 0.6 0.06总使用价值 0.535 0.56 0.39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,安全系数较低,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、成本低廉,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章主框架部分3.1钢结构形式的选择停车设备的钢结构主要采用热轧H型钢、槽钢、角钢、钢板焊接成型,用高强度螺栓连接成框架结构,具有较好的强度和刚度。根据不同的结构要求,有单注形式、跨梁形式、后悬臂形式等。单注形式结构紧凑,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,故本设计钢结构部分采用单注形式,其结构如图3-1。图3-1单柱钢结构形式3.2钢结构部分材料的选择车库骨架全由钢材结构组成,主要由立柱、横梁、斜拉杆、加强肋等构成;本次设计主要采用热扎H型钢结构,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20GB707-88,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18GB706-88,侧面横梁因受力较小,主要起连接作用,因此只需要外形合适就可以,可采用和正面横梁一样的连接方法,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10GB9787-88,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结构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,故无须对其进行强度校核。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v0.15m/s,载重M1700kg,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选择台湾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MLPK55370603,功率P3.7kw,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A D E F G H L J K525 150 210 260 190 15 21 42.2 85M X Y Z P Q T W 230 255 160 170 65 40 43.5 10 4.2升降链传动的设计初定卷筒直径D200mm,载车板上升速度V0.15m/s,求得卷筒的转速。由得,链轮的传动比初取传动比i1.5。1选择链轮齿数、根据传动比i1.5,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a10p,则节距取Lp443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Kz0.887,链长系数选择双排链,由《机械设计》表6-4查得多排链系数Kp1.7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P38.1mm链号标记为24A?2×44GB1243-19974确定链实际长度L及中心距LLp×P/100044×38.1/10001.68m5计算链速6作用在轴上的压轴力Q圆周力F1000P/V(1000×3.7)/0.2514800N按平均布置取压轴力系数有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??静强度安全系数;??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:q5.6kg/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;??许用安全系数,。代入数据得:符合强度要求。8润滑方式的选择根据链速v0.25m/s和链节距P38.1mm,按《机械设计》图6.16查得润滑方式为人工定期润滑。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,它的结构如下图:图4-3升降轴结构图1估算轴的基本直径选用45钢,调质处理,由《机械设计》表9-1查得640MPa。查表9-3,取C60,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轴的结构设计(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 与半联轴器的内孔配合,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 与链轮轮毂的内孔配合,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 与联轴器的内孔径相适应,故取40mm(2)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 考虑提升部分的结构,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,故选择链轮轮毂与轴的配合代号为H7/k6。4考虑轴的结构工艺性考虑轴的结构工艺性,轴肩处的圆角半径R值为2.5,轴端倒角c2mm;为便于加工,链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12×80GB/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6238GB/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,在轴承座内加入足够的脂润滑即可,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钢丝绳直径的确定按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C0.104根据《机械设计》P27-9,选择圆股钢丝绳-合成纤维芯钢丝绳:d16mm,,最小破断拉力F133.0KN2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D225mm。滑轮的型式由《机械设计手册》图8.1-8选择一般密封,无内轴套的E型滑轮。其标记为:滑轮E16×225-55JB/T9005.3-19994.7卷筒的设计卷筒的类型按JB/T9006.2-1999选择A型卷筒,根据《机械设计》表8.1-47进行卷筒的几何尺寸计算:最大起升高度H5.4m绳槽槽距P1.2d19.2mm,卷筒槽底直径D180.8mm卷筒计算直径(由钢丝绳中心算起的卷筒直径)200mm固定钢丝绳的安全圈数1.5卷筒上有螺旋部分长:无绳槽卷筒端部尺寸,固定钢丝绳所需中间光滑部分长度m43mm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,所以只要对轴进行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,应对它进行扭应力强度较核:(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。其结构如图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M2000kg,横移速度V0.15m/s,由机械设计手册查得摩擦因子μ0.2,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,为使结构紧凑,本设计根据输出功率选择由台湾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P0.75w,速比30,输出转速n18r/min。其外形图与升降电动机相同,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mmA D E F G H L J K365 90 140 175 120 11 15 23.42 65M X Y Z P Q T W 165 175 116 125 45 40 31 7 5.2横移链传动的设计初选横移轮直径D160mm,则车轮的转速应为由于电机转速和车轮转速几乎相同,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Lp424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Kz1.0,选择单排链,由《机械设计》表6-4查得多排链系数Kp1.0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P19.05mm链标记为:12A?62GB/T1243-19975确定链实际长度L及中心距LLp×P/100042×19.05/10000.8mm6计算链速7计算作用在轴上的压轴力Q圆周力F1000/V(1000×0.75)/0.116818N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??静强度安全系数;??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:q1.50kg/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;??许用安全系数,。代入数据得:符合强度要求。9润滑方式的选择根据链速v0.11m/s和链节距P19.05mm,按图6.16查得润滑方式为人工定期润滑。10链轮的结构设计链轮的结构选为整体式,材料为45钢,热处理为淬火、回火,齿面硬度40~50HRC。由《机械设计手册》表14.2-19查得主要结构尺寸如图5-2:图5-2横移链轮5.3横移传动轴A的设计横移传动轴A是一层车库横移电机动力通过链轮输入的一段,它的结构如下图:图5-3横移轴A1估算轴的基本直径选用45钢,调质处理,由《机械设计》表9-1查得640MPa。查表9 全自动液压升降式路障的使用说明书路障的基本组成：由液压桩柱、油泵机站、电器控制部分组成液压升降路障的主要性能及参数：参见《全自动液压升降式路障的安装使用说明书》Ｐ１页详细说明。产品的主要结构及工作原理：同２项液压油的型号、怎么检查油面怎么加油？HＭ３２号抗磨液压油。可以有油箱的侧面的油面镜里观察。也可以用尺子量，到油箱顶大约８０ＭＭ左右。加油时要漏斗上套一根８００ＭＭ左右的软管，将液压油从漏斗里缓缓加入，不要过多的加入，７０升左右。保持在油面镜的中间部位即可。路障同步性调试：参见《全自动液压升降式路障的安装使用说明书》Ｐ４页详细说明。漏油？如果现油面下降太快，可通过两种办法来检查，检查油的刻度、打开路障的检修盖，可以观察是否漏油。上升或下降不到位怎么办？可以操作遥控器的上或下按键或操作油液站的手动手柄。调整液压站压力继电器控制压力输出，重新试验。参见《全自动液压升降式路障的安装使用说明书》Ｐ５页详细说明。液压油的更换时间及清洗？每年更换一次，并用柴油清洗油箱，去除污垢及尘埃。路障不能升降时怎么办？首先检查电源，如果液压站内的油泵工作正常，看液压站内的油压表有无油压。无油压时，检查油箱内的液压油工作油面。如果以上都正常请与厂家或安装技术人员联系。怎么更换油缸的油封？见以下分解：先把油管从检修箱体处断开。把法兰盘拆下来（内六角固定螺丝）；可以把顶丝拆下来，用螺丝顶（不好取的话）把端盖拆下来（内六角固定螺丝）；把油缸和内筒（升降的部分）固定的螺母（拆掉端盖会看到）拆开。取出内筒拆掉固定油缸的四个内六角螺丝；取出油缸连同油管一起取出；更换油封把油缸下面的四个螺母松开；油缸就可以拆开了；更换顶部密封（铜件部分）；更换活塞密封注意密封圈的型号和安装方向。复原反向操作即可。编写人：王平接收人：二0一一年六月日一．塑件使用性能分析

此塑件为一个线架部件—导线杆支架，该塑件的材料为奶黄色聚乙烯。

二．PE塑料的性能特点、成型特点、用途及工艺参数：

1．聚乙烯树脂为白色或淡白色、柔软、半透明的大理石状粒料，手触似蜡，因而又名高分子石蜡。聚乙烯的吸水性极小，且介电性能与频率、温度及湿度无关。聚乙烯能耐大多数酸、碱、盐的侵蚀作用。聚乙烯是高频电绝缘材料。聚乙烯薄膜因具有坚韧、耐水、防蚀、无毒等优点，因而是一种理想的包装材料。

2．成型加工工艺性：

（1）吸湿性很小，成型前可不予干燥。

（2）流动性极好且对压力变化敏感。

（3）可能发生熔体破裂，与有机溶剂接触可发生开裂。

（4）加热时间常会发生分解、烧伤。

（5）冷却速度慢，因此必须充分冷却，模具应设有冷却系统。

（6）成型收缩率范围及收缩值大，方向性明显，容易变形、翘曲。结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保持冷却均匀、稳定。

（7）宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分。

（8）不宜用直接浇口，否则易增大内应力，或产生收缩不均，方向性明显，增大变形。

（9）易软质脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。

3．PE的部分性能及成型工艺参数：

工艺参数

取值范围

工艺参数

取值范围

力学性能

流动比

200～600

压力参数

注射压力MPa

80～120

收缩率

1.5～5

模内平均压力MPa

100

料筒温度℃

后部

230～240

注射时间参数

注射时间(s)

0～5

中部

240～260

保压时间(s)

20～80

前部

230～250

冷却时间(s)

20～50

喷嘴温度℃

220～230

螺杆转速(r•min)20～40

模具温度℃

80～100

三．对塑件设计的原则和要求：

塑料制件主要是根据使用要求进行设计，由于塑件有特殊的机械性能，因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点，补偿其缺点，在满足使用要求的前提下，塑件的形状尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点，在设计时必须考虑：

（1）塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性等；

（2）塑料的成型工艺性，如流动性；

（3）塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料）或快速受热固化（热固性塑料）；

（4）塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异；

（5）模具总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度；

（6）模具零件的形状及制造工艺。

除此之外，还应考虑塑件设计原则：

（1）在满足性能和使用条件下，尽可能使结构简单、壁厚均匀、连接可靠、安装使用方便。

（2）结构合理，用简单的加工方法就能完成模具的制作。

（3）减小成型加工后的辅助加工。

四．模具结构的确定：

塑件的侧壁有两个孔，应考虑到内侧抽芯结构的确定。

斜导柱分型抽芯是应用最广的分型抽芯机构，它借助于机床开模力或推出力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。因此，我选用斜导柱抽芯机构。因有侧抽芯，所以采用推杆脱模机构。我采用了标准模架，省去了不必要的加工麻烦，减少了加工时间，从而减少了人力、物力、才力，提高了生产效率。

五．注射机的选择：

设计模具时，应详细地了解注射机的技术规范，才能设计出合乎要求的模具，应了解的技术规范有：注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。以下是制件的体积计算，由制件的体积来选择注射机的型号，并且列出了所选注射机各种技术参数。

PE为结晶性塑料C=0.85

∴Gmax=M×D×C=60×0.95×0.85=48.45g

一次注射和浇注系统重量为M=40×0.95/0.8=47.5g

∵Gmax=48.45g>47.5g

∴校核合格。1、体积计算

（1）．

流动塑件的体积计算：

V=58×16×29－π（19.5/2）2×16－π（8/2）2×29－1.5×（17－8/2）×29－1.5×（22－19.5/2）×16－2π（5.8/2）2×19.5/2－2×6×1/2×4.3×3.72×4－2π（5.8/2）2×6.5/2－2×6×1/2×4.3×3.72×4

=26912－4775.94－1456.96－565.5－294－514.94－383.90－171.65－383.90

=18365.21mm3=18.36521㎝3

约取塑件的体积20㎝3

（2）.浇注系统的体积计算：

主流道：

主流道锥角α约为20～40，对流动性差的可取60～100。通常主流道进口端直径为4～8㎜，

若熔体流动性好，且制品较小时，可取小值，反之取大值。为了补偿对误差并解决凝料的脱模问题，主流道进口端直径比喷嘴直径大0.5～1㎜。在保证制品成型的条件下，主流道的长度应尽可能短，以减少压力损失及废料，一般可小于或等于60㎜。

取α=20，进口端直径为4㎜，长度为30㎜。

出口端直径为：

4+2×30tan20=4+60tan20=4+2.1=6.1㎜

主流道的体积为：

V主=1/3π[（6.1/2）2－（4/2）2]×30=1/3π×5.30×30=166.42㎜3

分流道：

选用梯形截面分流道，由于这种分流道，只切削加工在一个模板上，节省机械加工费用，且热量损失和阻力损失均不大，故为最常用的形式。

其断面尺寸比例为：

h=1～2/3w,x=3/4w,或取斜边与分模线呈100的斜角。

聚乙烯分流道的推荐直径为1.6～9.5㎜。

取w=6㎜,h=2/3w=2/3×6=4㎜,x=3/4w=3/4×6=4.5㎜

分流道的长度Lf一般在8～30㎜之间，也可根据型腔数适当加长，但不宜小于8㎜，否则会给修模带来困难。

取Lf=20㎜

分流道的体积为：

V分=1/2（6+4.5）×4×20×2=420㎜32.注射压力的校核：

注射压力的校核是校验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要，注射压力的大小与制品复杂程度、模具结构、塑料品种、注射速度、流动比、喷嘴及模具流到系统，以及注射机类型等因素有关。以往仅能给模具设计者提供一些定性的经验和原则来帮助估计成型所需的压力，例如，螺杆式注射机传递压力的能力比柱塞式注射机强，注射压力可相应取小些

3.

选择成型设备：

总体积为：

V总=2V+V主+V分

=2×18365.21+166.42+420=37316.84㎜3=37.31684㎝3

总体积约为40㎝3

0.8V总≥V总

V总——注射机的理论注射量

可得V总≥50㎝2

∴可选用注射机型号为XS-Z-60型的注射机。

4.型号为XS-Z-60型的注射机的主要技术参数规格：

工艺参数

取值范围

工艺参数

取值范围

螺杆直径（mm）

38

模具厚度

最大厚度H（mm）

200

最大理论注射容量（）

60

最小厚度H（mm）

70

最大注射面积（cm2）

130

模板参数

尺寸（mm×mm）

330×440

注射压力（MPa）

122

拉杆空间（㎜×㎜）

190×300

锁模力（KN）

500

合模方式

增压式

拉杆空间（mm×mm）

190×300

六．注射机有关工艺参数的校核：

1.最大注射量的校核：

选用螺杆式注射机，其最大注射能力通常以螺杆在料筒内最大推进容积M(cm3)表示，因此最大注射量就是该体积的塑料熔体在料筒内的温度及压力下的重量。最大注射量为：Mmax=M×D×C

M——注射机规定注射容积cm3

D——注射塑料在常温下的比重，PE在常温下的比重是0.95g/cm3

C——料筒温度下塑料体积膨胀率的矫正系数

对结晶性塑料C=0.85

对非结晶性塑料C=0.93

性差的塑料或细薄塑料制品的注射压力应取大些。现可借助于注射模流动模拟计算机软件，对注射成型过程进行模拟，获得注射压力的预测值。部分塑料的注射压力可参考下表：

塑料

注射条件

易流动的厚壁制品

中等流动程度的一般制品

难流动的薄壁窄浇口制品

PE

70～100

100～120

120～150

该制品属于中等流动程度的一般制品，注射压力为

100～120MPa

所以满足要求。

3．锁模力的校核：

高压塑料熔体充满型腔时，会产生很大的，使模具沿分型面涨开，该压力等于制品与浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内熔体的压力PM(PM常取20～40MPa),即为作用在这个面积上的总力FL,该力称为工艺锁模力,它必须小于注射机的额定锁模力F,否则在注射成型过程中会因锁模不紧出现涨模溢料现象.

为了保证注射成型时模腔能够可靠的锁闭,FL≤(0.8～0.9)F.

制品在分型面上的投影面积为:

58×16=928mm2

FL=[928＋π(6.1/2)2＋4.5×40]×10－6×(20～40)=22744.197～45488.394×10－6

=0.023～0.045N

注射机锁模力为500KN

FL≤(0.8～0.9)F

故注射机的锁模力校核合格。

4.

开模行程和顶出装置的校核：

开模行程也叫合模行程,指模具开合过程中动模固定板的移动距离,用符号S表示.

取出制件的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。

对于带有液压----机械联合作用的锁模机构,开模行程由连杆机构的冲程或其它机构的冲程所确定,其最大值与冲程的调节量有关,不受模具厚度影响.

对于双分型面注射模:

Smax≥H1＋H2＋a＋(5～10)㎜

式中：H----制品所需的脱模距离（顶出距离），mm；

H2----制品高度,mm；

a----取出浇注系统凝料必须的长度，mm。

所以S=29+29+30+(5～10)=103～108㎜

S＜Smax

∴所选注射机合格。

5.

模具安装尺寸校核：

为了注射模能顺利安装在注射机上,并生产出合格的塑料制品,设计模具时必须校验注射机上与模具安装有关的尺寸,因为不同型号和尺寸的注射机,其安装模具部位的形状和尺寸各不相同。下面分别对喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具厚度以及模板上的螺孔尺寸等进行校核。

①喷嘴尺寸。注射机喷嘴头的球面半径R1与模具主流道始端的球面半径R2必须吻合,以放止高压塑料熔体从缝隙中溢出。一般R2应比喷嘴头半径R1大1～2㎜,否则主流道内的凝料无法脱出。直角式注射机喷嘴头多为平面,模具主流道始端与其相接触处也应做成平面。

②定位圈尺寸。为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线配合，注射机固定模板上设有定位孔，模具定模板上设计有凸出的与主流道同心的定位圈，定位孔与定位圈之间成较松动的间隙配合，定位圈高度取10mm。

③螺孔尺寸。动模和定模固定板上的螺孔尺寸应分别与注射机动模板和定模板上的螺孔尺寸相适合,模具常用的安装方法有螺钉直接固定和压板固定两种,螺钉或压板数目常为2～4个。当用螺钉直接固定时,模具固定板与注射机上的螺孔应完全吻合,而用压板固定时,只要在模具固定板附近有螺孔就可以了,因此,压板固定有较大的灵活性。

④模具厚度。注射模的动、定模闭合后,沿闭合方向的长度叫做模具厚度或称模具闭合高度。由于注射机的动模和定模固定板之间的距离都具有一定的调节量Δh,因此,对安装使用的模具厚度有一定的限制。一般情况下,实际模具厚度Hm必须在注射机允许安装的最大厚度Hmax及最小厚度Hmin之间。即:Hmin≤Hm≤Hmax

其中Hmax=Hmin＋Δh

若Hm＜Hmin,并无其它合用的注射机时,可用加设垫板的方法增大厚度。设垫板厚度为H,使H＋Hm≥Hmin,以达到合模要求。若H＞Hmax,就只能重新设计模具厚度或更换注射机，以满足合模要求。

七.导线杆支架注塑模设计：

（一）

腔数目的型确定:

因考虑到塑件的体积较小,侧面有多处抽芯,故选一模两腔。

（二）分型面的选择：

分型面为定模与动模的分界面，合理的选择分型面是使塑件能完好得成型的先决件。

⑴选择分型面时，应从以下几个方面考虑：

⑵塑件在开模后留在动模上。

⑶分型面上的痕迹不影响塑件的外观。

⑷浇注系统，特别是浇口能合理的安排。

⑸使推杆痕迹不留在塑件外观表面上。

⑹使塑件易于脱模。

分型面的位置必须开设在制件断面轮廓最大的地方，才能使制件顺利地从型腔中脱出。

（三）排气槽的设计：

当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体，使蒸汽不能顺利地排出，将在制品上形成气孔,接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时还会因气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生痕迹，而且型腔内气体被压缩产生的反压力会降低充模速度，影响注塑周期和产品质量（特别在高速注射时）。因此设计型腔时必须考虑排气问题。

本模具采用分型面排气可满足要求，这样设计可以减少加工成本，减少一些不必要的工时，提高了工作效率。

（四）浇注系统的设计：

1.对浇注系统的要求：

浇注系统是塑料熔体由注射机喷嘴流向模具型腔的流动通道，因此它应能够顺利引导熔体迅速有序的充满型腔，获得外观清晰，质量优良的塑件，这就使得浇注系统必须具备以下要求。

⑴对型腔迅速有序的填充；

⑵能同时充满整个型腔；

⑶应尽可能的消耗较少的原料；

⑷对热量和压力的损失少；

⑸能够使型腔顺利的排气；

⑹浇道凝料容易与塑件分离或切除；

⑺浇口痕迹对塑件的外观的影响较小；

⑻冷料不会进入型腔。

2.主流道设计：

⑴主流道呈圆锥形，一般在2°～4°的锥角，此设计取α=2°，主流道带锥度是为了使凝料从主流道中拔出；

⑵径向尺寸：主流道径向尺寸的小端直径应大于喷嘴口径0.5～1.0mm,所以主流道小端的径向尺寸取4.0mm，这样，当主流道与喷嘴同轴度有偏差时，可以防止主流道凝料不易从定模一侧拉出。

⑶凹模球面半径R应比喷嘴球径R大1～2mm,可保证在注射过程中，喷嘴与模具紧密接触，防止两球面间产生间隙使熔体充入间隙中而妨碍主流道凝料顺利从定模拉出，此设计取凹模球面半径13mm。

⑷流道内壁有Ra1.6以上的光洁度。

⑸主流道应专门设在主流道衬套中，其结构如图所示。

3.分流道设计：

（1）塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快的充满型腔，流动中温度降低尽可能小，阻力尽可能低，同时，应能将塑料熔体均衡的分配到各个型腔。

（2）分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从减少浇注系统的回料量、压力损失和热量的要求出发，应力求短，但不能过粗，过粗的分流道冷却缓慢，还会增长模塑周期。

（3）分流道的断面面积应尽可能保证型腔充满并补充因型腔内塑料收缩所需的熔体后方可冷却凝固，因此，分流道断面直径或厚度应大于塑件壁厚。

（4）断面形状，实际设计中所采用的分流道断面形状有圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，从使用观点来看，常用梯形分流道和U型分流道，此设计选用梯形分流道。

4.浇口的设计：

浇口是浇注系统的关键部分，浇口的形状和尺寸对塑件质量影响很大，浇口在多数情况下，系整个流道中断面尺寸最小的部分，浇口的断面积与分流道断面积之比约为0.03～0.09，选用点浇口。

壁厚（mm）

浇口宽（mm）

浇口深（mm）

浇口长（mm）

1.5

0.5～2㎜

1.5～15㎜

0.7～2.0㎜

取值

1.6㎜

8㎜

14㎜

5.冷却井的设计：

冷料井在主流道正对面的动模上，直径宜稍大于主流道大端直径，以利于冷料流入，冷料井底部常做成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料井兼有分模时将主流道凝料从流道中拉出附在动模边的作用。

（五）脱模机构的设计：

对脱模机构的要求有：①塑件流于动模；②塑件不变形损坏；③良好的塑件外观；④结构可靠。

1.结构设计：

本模具采用推杆脱模结构，因制件侧面有多处抽芯，所以采用推杆脱模结构。脱模机构应使塑件留于动模，使之不变形损坏且有良好的外观。另外机构应机构可靠。

2.脱模力的计算：

塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，其尺寸逐渐缩小，而将型芯或凸模包紧，在塑件脱模时必须克服这一包紧力，此制件不带通孔，即脱模时还要克服大气压力。此外，此制件是厚壁塑件，脱模力Q可用下式计算：

F=2（a＋b）ESL(f－tgφ)/(1＋μ＋k1)k2＋0.1A

式中：k1、、k2为无因次系数，k2=1+fsinφcosφ≈1；

a、b为矩形型心的断面尺寸（㎜）；

f为制品与型心之间的静摩擦系数，常取为0.1～0.2；

S为塑料平均成型收缩率（％）；

E为塑料的弹性模量（MPa）；

L为制品对型心的包容长度（㎜）；

φ为模具型心的脱模斜度（0）；

μ为塑料的泊松比；

A为盲孔制品型心在脱模方向上的投影面积（㎜2），通孔制品的A=0。

所以，可得脱模力：

F=2（a＋b）ESL(f－tgφ)/(1＋μ＋k1)k2＋0.1A

=2（58＋16）×290×3×29(0.15－tg10)/(1＋0.5＋1)×1＋0.1×0

=197971.236N

注射机锁模力为500KN，故符合。

（六）侧向分型与抽芯机构设计：

此塑件上具有与开模方向不同的内侧凹，不能直接脱模，需设计有侧向分型与抽芯机构，此设计采用圆柱螺旋压缩弹簧与斜导柱共同作用完成抽芯的动作。

斜导柱几何尺寸和最小开模行程的计算：

1.斜导柱几何尺寸的计算：已知必须的抽拔距S之后，即可计算斜导柱几何尺寸和开模时为了完成抽拔距斜导柱所需的平移距离，即最小开模行程。

斜导柱一的有效长度为：

L=S/sinα（α为斜导柱的斜角，一般为15°～20°，最大不得超过25°。本设计取18°）

=（8-1.5/2）/sin18°=7.25/0.3090=23.4627=23.5

斜导柱二的有效长度为：

L=S/sinα（α为斜导柱的斜角，一般为15°～20°，最大不得超过25°。本设计取18°）

=16/sin18°=16/0.3090=51.78=52.8

2.最小开模行程的计算：最小开模行程是指抽出侧滑块所必须的开模运动距离H。

H=Sctgα=Lcosα

H1=23.5cos18°=23.5×0.9510=22.35

H2=52.8cos18°=52.8×0.9510=50.16

（七）成型零件工作尺寸的计算：

PE的成型收缩率(％)为1.5～5，取3。

由平均收缩率计算尺寸：

型腔径向尺寸：Dm=[(1+Scp)D-Xδ]+ξ

型心径向尺寸：dm=[(1+Scp)D+Xδ]-ξ

型腔深度尺寸：Hm=[(1+Scp)h-Xδ]+ξ

型心高度尺寸：hm=[(1+Scp)h+Xδ]-ξ

其中：Scp----平均收缩率；

X----模具尺寸系数；

δ----注射零件标准尺寸公差；

ξ----模具尺寸公差，其公差等级比塑件高一级，可查公差表。

a.型腔径向尺寸：

成型制件φ19.5㎜处型腔直径D1的计算：

D1=Dm=[(1+Scp)D-Xδ]+ξ

=[(1+3％)×19.5-0.40/6]+0.40/5=20.018+0.08㎜

成型制件φ8㎜处型腔直径D2的计算：

D2=Dm=[(1+Scp)D-X