自动化立体车库设计

自动化立体车库设计自动化立体车库是存储车辆的仓储设备。随着社会发展，人民汽车拥有量的增多，停车问题就会变的越来越难，自动化立体车库应时而生。本课题研究对象为自动化立体车库，考虑其制造成本和运行安全的因素。就其组成部分而言分为三大部分：车库结构、传动机构和控制安全系统。动力系统采用电动机驱动，本文就是对其三部分结构设计。使得自动化立体车库结构更加合理、安全，提高驱动的效率以及无障碍停车车库的经济性。1前言近20年数据显示，我国汽车居民保有量持续高速增长的态势。2017年产量更是达到了约2900万辆，我国汽车的保量有量从1999年的1450万辆，增长到2018年约2.32亿辆20年增长近16倍，2019年预计超过美国（约2.5亿辆），成为全球第一。自动化立体车库优点占地小、容量大、安全便捷，是解决城市用地、缓解停车难问题的重要手段之一。我国将立体停车设备项目做为国家重点支持产业。国内外立体车库发展现状国外立体车库发展研究现状早在50的多年前，机械式立体停车场在国外就已经发展起来。自1960年后期，全球经济飞速发展，汽车迅速流行，人们保有量增长，迫使人口多、汽车多的国家和地区用地紧张，积极发展机械式立体停车技术的研究开发与应用迫在眉睫。以日本、美国、德国和其他发达国家为代表，在其领域取得领先地位，中国香港、澳门和台湾等地区引入机械式立体停车技术成功实现了快速发展，使该地区的停车问题得到有效改变善。在机器方面使用了许多新材料和技术。设备实现模块化的结构，安装方便和拆卸简单。钢铁结构采用了高质量的钢铁，不但改善了钢铁结构的稳定性和韧性，还令钢结构轻巧漂亮。控制技术系统可用编程器设定的逻辑控制和矢量变量调控，技术被广泛应用于运行的速度与稳定，电流节约，并且最大限度的震动与噪音。国内研究的发展现状中国该技术研究和开发始于1980年中期，设备引进和生产从1990年始，北京、上海、广州、深圳等区域开始使用。近年来中国遵循了日本和其他国家制定的标准。目前，生产相关设施的公司已经发展到几百个，并且生产各种不同类型的立体停车设备，其中一些已经出口国外。停车设备的技术性，在自动化立体车库领域需要多学科的专业人才的合作参与。中国在立体车库发展发现一些问题，如没有统一的技术标准。产品多数仿造和输入国外技术；科技水平较低由于公司的规模不确定，可以进行生产能是不够的。市场竞争，没有企业采取主动，以较低的价格竞争；缺少科学技术创新的科学研究和设计单位；这些对停车工业的研究和开发严重地落后了国外同行领域。立体车库被分类：升降横移式、巷道堆垛式、垂直升降式、水平循环式。升降横移式升降横移式立体车库顶层除外其余每层都有一个空位，载车板通过横移升降变换空位，完成存取车过程。顶层的载车板可上下升降；底层的可以横移；除这两层外其它层载车板可升降，可横移。其适应性较强，可根据具体场地情况进行任意组合排列，空间利用率高，操作简便，安全可靠，存取方便，造价低。该车库建造形式灵活多样。巷道堆垛式车位放置在巷道两侧，由堆垛机完成水平、垂直运动在巷道内实现车辆存取。横移运动由堆垛机在轨道上水平运动完成的，堆垛机是可以升降的平台，车辆只需停到车库出入口，全过程是自动完成。此车库存车数量多，适用于车辆超多地区。垂直升降式该车库的原理类似电梯，车辆停到入口，车库的传动机构自动把车辆提升并运送到空车位，车位停车板和升降机的载车台结构为梳齿状，升降机下降，车留在停车板上了，停车板回到原位；取车过程类似。此车库单位面积容车量多、智能化程度高、存取车动作简单不需过多动作，适用存取车时间比较自由的场合。水平循环式该车库采用水平循环运动车位系统存取车辆的机械式停车设备，主要由钢结构、载车板、循环驱动系统、控制系统、安全检测装置等部分组成。存车时，利用机械升降横移原理，将车辆停在载车板上，在平面上水平循环运动，车辆被移到空车位，完成存车操作。取车时，载车板在两个层面上作水平循环运动，两边的升降采用两组车台来完成，把车辆移动车库出口，完成取车动作。此车库节省占地容车量多，土地利用高，适宜巷道长、层数少的地下。自动化立体车库研究的意义自动化立体车库是典型的机电一体化形式产品。主要包括机械传动、钢结构、PLC控制系统、建筑和其他方面，需要多方面的技术和技术人员进行合作。第一点，升降横移式立体停车场已渗透进人们的生活领域，在办公室、酒店、医院和居民区等诸多地方被应用，升降横移式立体停车场成为了其中之一基础设施。第二点，由于中国快速发展，汽车行业发展快速，促使机械式立体车库的功用满足不了人们生活的需要。现有技术的落后取放时间长，自动化程度低下，安全程度还不够。中国的一些一线城市许多高质量车库都依靠大量国外进口，服务令人不太满意。冲破对进口模式的依赖，具有独特特性车库产品，就要在现有的技术上实现较大跨越。自动化立体车库的研究就显得十分重要。2设计方案论证车库总体布局自动化立体车库包括主框架、传动系统、控制系统、载车板等部分，车库的承重部分是主框架，框架质量、稳定性、可靠性和载车板影响着整个车库的载重量、材料使用、成本多少及安全性，传动系统决定车库运行是否稳定，如何设计主框架、载车板和传动系统是车库的关键因素。总体布局：为达设计要求以的中小型汽车车库（7车位）为例，车库将开放三层结构，三层三个车位，一、二层都有两个车位和一个空位，需要的场地为8mX6mX6m。驱动系统的设计与选择本设计是为了方便车辆的存取，为了符合系统动力，液压泵、液压马达、柴油机和电动机等。考虑到噪音大小和启动频率及容易控制的水平运动，综合考虑以电动机作为驱动机制。升降方法的设计与选择升降方法包括链式和升降绳等。利用分析，设计采用钢丝绳升降和双重翻滚，这样可以实现平稳升降，也可以简化设计。传动系统设计机械传递系统的主要功能是将原动机的力量传递给载车板并且改变其动作来满足既定的要求。传动系统的设计直接影响机器工作的性能、重量、成本及运营费用。下列传送系统常被使用：方案1：带传动应用于中心距较大的两轴传送，传动稳定、缓冲吸镇;结构简单，造价低；有过载保护的功能。如图2-1：图2-11-电动机2-滚筒3-传动轴4-传动带方案2：链传动传动比准确、工作可靠平稳、效传动功率大效率高、过载保护能力强、传动距离小，工作环境适应能力强，能实现较大的传送距、结构简单，造价低。如图2-2：

图2-21-电动机2-联轴器3-滚筒4-减速器5-传动链方案3：直齿轮传动，传动效率高、传动平稳准确、承载能力强、结构紧凑、寿命长、工作可靠、工作环境适应力强。如图2-3：图2-31电动机2减速器3滚筒4直齿大齿轮5直齿小齿轮选择传递系统良好的传动系统不仅应该符合工程机器的绩效并适合工作环境，而且应该是结构紧密、低成本且传动效率较高的系统。通过表3-1和3-2对比选出较好的方案。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P0.1 0.2 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0表3-1传动方案选择的使用价值表表3-2设计指标加权因子Wi方案一方案二方案三P价值i'1PW价值Pi2PW价值Pi3P.3W传动精度W0.110.20.020.50.050.80.08

功率W0.120.20.020.40.040.50.05效率W0.1530.80.120.80.120.20.03圆周速度W0.140.20.020.20.020.20.02制造安装W0.250.80.160.80.160.20.04价格W0.1560.70.1050.60.090.40.06寿命W0.170.30.030.50.050.50.05平稳噪声小W0.180.60.060.30.030.60.06总使用价值工PWiji0.5350.560.39对比分析发现，带传动提供的传动比小，容易打滑，传动不稳定，危险性高，安全系数低。链传动和齿轮传动都能满足传动装置的要求，也要满足原动机的性能和适应工作条件。结构紧凑，尺寸合适，成本低，安装和维护方便。总而言之，选择方案二。3设计计算升降传动系统设计传动形式-钢丝绳传动，电动机、减速器、卷筒、滑轮和钢丝五部分组成。在升降系统中钢丝绳一端连接载车板升降，另一端连接在绕卷筒上。载车板在上升或下降时，电动机会带动着卷筒正转或反转，实现装置工作要求。图4-1所示：图3-11载车板2卷筒3升降轴4链轮5电动机6钢丝绳升降电机选择根据车库设计，设载车板初始速度v=9m/min，链条牵引载重M=2000kg，提升功率：P=Mgv （公式1-1）P=Mgv=2000x9.8x0.15w=2.94kw

由资料《机械设计手册》查⑹得电动机输出功率：P°=Pw/门w式中Pw—所需功率；R减速机与机械的总功率；叩=叩X叩X叩X叩查得链传动效率门1=0.96滚动轴承传动效率门2=0.99带入数据得门w=a%X0.992=爵4（公式1-2）（公式1-3）图3-2电动机输出功率P0=Pw/门^=3.12kw查资料可知，台湾明椿电动机厂研发生产的交流减速电动机，电源为三相交流，电压220V，频率为50HZ，功率P=3.7kw，速比为60，输出转速为n1=21r/min，型号为MLPK55370603。其形状见图（公式1-2）（公式1-3）图3-2升降电动机尺寸表4-2ADEFGHLJK525150210260190152142.285MXYZPQTW230255160170654043.510升降链传动设计卷筒直径设计为D=200.0mm，载车板工作速度V=9m/min，求卷筒转速n2。

由0.1=2兀Rn2，得n=9x1000=14.33r/min60x1000 2 2兀x100齿轮传动比i=1.5.1连齿轮选择z1、Z2依据传动比，查资料《机械设计手册》表8.2-17小轮齿数：Z=17,大轮齿数：Z2=27.2链条链节数Lp求节距，设计中定中心距a=10p=42.25T_2a Z1+Z2=42.25p2a0取Lp=44.3单排链条传递输出功率P0和链节距P由资料《机械设计手册》表13-2-6,由资料《机械设计手册》表13-2-6,查得数据：工作系数KA=1PCaPCa（公式1-4）由资料《机械设计手册》PCaKP=3.7kw表'13-2-7，查得数据：小轮齿数系数K=0.887,链长系数KL=0.7，据以上数据选双排链，由资料《机械设计手册》表13-2-8，查得数据：多排链系数由资料《机械设计手册》PCaKP=3.7kw表'13-2-7，查得数据：小轮齿数系数K=0.887,链长系数KL=0.7，据以上数据选双排链，由资料《机械设计手册》表13-2-8，查得数据：多排链系数Kp=1.7，求出额定功率:1.75P

C

KzxK1xKp―「75x%7—=6.13kw0.887x1.7x0.7SC12由额定功率P0、转速n1查资料《机械设计手册》表13-2-24，得知滚子链型号为链节距p=38.1mm，链标记号：SC12GB10885-2003；求出实际的链长度L、中心、距aL=Lpxp/1000=44x38.1/1000 =1.68m4计算链速x 1 10002-8*=38.1mm21X19X3"1=15.0m/min1000.5压轴力Q圆周力F=P/V=1000x3.7x60/15=14800.0N平均布置压力轴压力，取压轴力系数：Kq=1.15，Q=KxF=17020.0N.6静强度校核链条由资料《机械设计手册》，查得链条静强度计算公式:n= >n= >nKAF+F+七p(公式1-5)式中n静强度安全系数;KA工况系数，查表12-2-3得KA=1.0；Q—链条极限拉伸载荷;Q=249.1KN；"一有效圆周力;厂P1000x3.7F=—= =14.8kNtv0.25F---离心、力引起的力;F=qv2链条质量勺，由资料《机械设计手册第》表6.2-13.查得：q=5.6kg/m；v<4.0m/s时，F忽略不计。F寸―-悬垂力；(K+sin0)qga

f— 100其系数、，查资料《机械设计手册》表5得：七=「中心距a=0.381m，两个轮中心线的水平倾角0=90。F=(K+sin0)qga=2x对x坚xo.381=041kN

f100 100 . .；np—-许用安全系数代入数据得:n= =皿=16.32nKAF+F+七14.8+0.41 p.7润滑选择根据链速v=15.0m/s和链节距P=38.1mm,按《机械设计手册》表13-2-48,查得润滑方式为人工定期润滑。升降轴设计升降轴是电动机动力传输的一段，结构如下图：图3-3.1轴的基本直径用45号钢并进行热处理，由资料《机械设计手册》表6-4，查得抗拉强度ab=650MPa。查表9-3，取A=60，由《机械设计手册》表6-1-3得P. ■3.7d>A3，一=60x/ =38.2mmtn14.33装联轴器处为轴的最细处，有个键槽，所以轴颈应增大5%，得dmin=38.2XL05=39-9mm。为直径与联轴器孔径相配合，则需要同时选择联轴器。由资料《机械设计手册》查采用刚性联轴器，与轴配合的半联轴器孔径d=40mm，轴颈12d=d=40mm，半联轴器与轴配合长度83mm。.2轴的构造(1)初定各段轴直径表4-1位置轴颈/mm说明轴段d=40.0轴段1-2配合半联轴器内孔，故取1-21240.0mm轴段d=46.0轴段2-3定位半联轴器的右端，取2-32346.0mm轴段d=50.0轴段3-4配合链轮轮毂的内孔，且便3-434于拆装，取50.0mm轴段4-5d45=60.0轴段4-5轴向定位链轮，取60.0mm轴段d=46.0轴段5-6轴向定位半联轴器左端，取5-65646.0mm轴段d=40.0轴段6-7配合联轴器内孔径，取6-76740.0mm(2)确定每一段的长度表4-2位置轴段长度/mm说明轴段1-2l12=83.0链轮轮毂宽度决定轴段1-2，取83.0mm轴段2-3l23=35.0部件在轴上安装位置，取52.0mm轴段3-4l34=82.0链轮轮毂宽度决定该轴段长度，考虑安装链轮，该轮毂宽比该轴段略长，取82.0mm轴段4-5、=10.0车轮定位考虑轴段4-5,一般取轴肩高度的1.4倍，取10.0mm轴段5-6l56=792.0提升部分结构考虑轴段5-6，取792.0mm轴段6-7l78=83.0链轮轮毂宽度决定轴段6-7长度，故取83.0mm轴上零件固定半联轴器采用周向定位用平键连接，由《机械设计手册》表5-3-1,查得平键尺寸bxh=8x7(GB/T1096-2003)，用端铣刀加工键槽，长l=80.0mm(GB/T10962003)，半联轴器与轴连配合，配合代号为H7/r6；轮毂与轴连接处，选用平键为bxh=14x9,链轮与轴为周向固定，所以配合代号为H7/r6。轴的结构工艺性考虑零件轴结构工艺性，轴肩圆角半径r=2.5，倒角c=2mm。链轮、半联轴器键槽在同一轴面上布置以便加工。联轴器及键联轴器由前设计可知，联轴器配合直径d=40.0mm,查得资料《机械设计手册》选刚性联轴器。键《机械设计手册》表5-3-2查得选普通平键：选用与联轴器配合的键：8x30GB/T1096-2003；选用与小链轮配合的键：8x30GB/T1096-2003；选用与车轮配合的键：14x70GB/T1096-2003。校核查《机械设计手册》表5-3-2知校核公式为：2Tx103

kld

式中T传递的转矩；T=FL=0.028x3.92=0.11KN-m.k键与轮毂键槽接触高度；k=0.5九=3.5mm,h为键的高度；键工作长度，圆头平键l=L-b；d轴的直径；g]许用挤压应力；p查表5-3-3得知：g]=120-150MPa。2Tx103

kld联轴器与轴配合的键：d=28mm，l=L-b=30-2Tx103

kld=102.04MPa<[b]2=102.04MPa<[b]3.5x22x28链轮与轴配合的键：d=45mm，I=L-b=70-14=56mm，可得:2Tx103

kld=19.4MPa<[2Tx103

kld=19.4MPa<[b]4.5x56x45由此可知键的选择能满足要求。轴承选择与计算轴承选用、校核轴承选用深沟珠轴承。查《机械设计手册》选轴承为6238GB/T276-1994型号。轴承寿命校核查《机械设计手册》得知计算轴承寿命公式为：也C也C）860〃P（7-2-1）查表：额定动载荷C查表：额定动载荷C=218kNC=218KN当量动载荷为P=F/2=3.92KN。球轴, 106,C、 106Lh=囱（下, 106,C、 106Lh=囱（下）S218x（——）3=1.6x108h60x17.9 3.92轴承使用时间足够长，符合要求。轴承润滑轴承采用脂润滑，此种润滑方式合适传动轴转速低，承受较大载荷并且轴承座内加入足够的脂润滑。钢丝绳和滑轮钢丝绳直径确定（摘自GB/T3811-1983）查资料《机械设计手册》钢丝绳直径d计算d=C.、/S （8-1-1）式中d钢丝绳最小直径mm;S钢丝绳最大静拉力N;C选择系数mm/^N;查表8-1-15选择系数C=0.104mmyNd.=0.104J19600 =14.56mm根据《机械设计手册》表8-1-17，选择圆股合钢丝绳：d=16mm, M1p=88.1kg/100m, [qJ=1570MPa最小破断拉力F=133.0KN滑轮滑轮作用是导向改变钢丝绳传递力的方向和支撑钢丝绳。此滑轮受载荷较小，一般用铸钢制成实体滑轮。钢丝绳直径d，查资料《机械设计手册（新版）》表8.1-64滑轮直径匹配钢丝绳直径，滑轮直径D=225mm。滑轮型式由《机械设计手册（新版）》图8.1-8选择B类一般密封，带滚动轴承无内轴套E型滑轮。其标记为：滑轮E16X225-55（JB/T9005.3-1999）卷筒的设计查资料《机械设计手册（新版）》，（按JB/T9006.2-1999）卷筒选择A类型图8.1-3,查表8.1-50计算卷筒的几何尺寸：最大起升高度：H=5.4mmax绳槽槽距：P=1.2d=19.2mm卷筒槽底直径：D=180.8mmD0卷筒直径（钢丝绳中心、算起卷筒直径）；D=200mm0Z1固定钢丝绳安全圈数；Z1=1.5L0卷筒上有螺旋部分长：/ （Hmax）八（5400 …）小小〜八L= +ZP= +1.5x19.2=63.9mm^ 0 /L1无绳槽卷筒端部尺寸；L2固定钢丝绳所需;m中间光滑部分长度;Ls卷筒长度;L]=57mmL^3P=57.6mmm=43.0mm2(L0+L+L)+m=400mm升降轴轴的受力分析轴力学模型如下图:据升降传动轴受力册》，校核公式：据升降传动轴受力册》，校核公式：图3-4轴受扭矩作用，对轴进行扭转应力强度校核，由《机械设计手(1)T轴传递的扭矩;P 3.7T=9550—=9550x =2.47KN-m14.33(2)求轴上的作用力:F链轮上圆周力;2T

F=——

td34空70=98.8kN0.05Fr链轮上的径向力;F=Ftana=98.8x0.36=35.59kN[A处切向力；F=F玉=98.8x1375=88.53

tlac1535FB处切向力;TOC\o"1-5"\h\zF=FL=98.8x160=10.23

b tlac 1535气A处扭矩；T=^^=88.5x004=1.77kN-m

2 2TBB处扭矩；T="W67=88.5x。如=0.24kN-mB2 2该轴扭矩图如图3-7所示：图3-5链轮配合处轴的第二个键槽中心截面受扭矩最大是危险截面，进行扭应力强度较核：T =―max<[T]（4-7）maxWP（4-7）… p 3一7式中Tnax=9550-=9550x14-^=2.47KN-m兀d兀d3_3.14x0.04316 16=013x10-4m3可得:t=*=—247—=19MPa<[t]=90MPamaxWp 0.13x10-4可得:符合强度要求，设计合理。横移传动系统设计横移传动装置的作用是把载车板横移到预定的位置，主要靠电动机在轨道上。如图示。图3-61-主动轮2-链轮3-电动机4-载车板5-从动轮横移电动机设计横移速度v=9m/min，承载总质量M=2000kg，查资料《机械设计手册》摩擦因数h=0.2，横移功率：Pw=FV=hmgv=0.2x2000x9.8x0.15=0.588S查资料《机械设计手册》表25-1-15得电动机输出功率：P0=Pw/门w式中匕工作机所需功率；hw减速机与工作机之间的总效率；链传动总效率：叩=叩x叩X叩X叩式中 门］链传动效率；门=0.96门2滚动轴承效率；门2=0.99得：门=0.96x0.992=0.94电动机输出功率：P=p/门w=0.594kw查资料可知，台湾明椿电动机厂研发生产的交流减速电动机，电源为三相交流，额定电压220V，频率为50HZ，功率P=0.75kw，速比30，输出转速为n=18,/min，型号为MLPK40075803。电动机主要安装和外形尺寸如下表:电机外形尺寸(mm)ADEFGHLJK36590140175120111523.4265MXYZPQTW1651711612545403175表5-1横移链传动横移轮直径D=160mm，车轮的转速：60x1000v60x1000x0.15%=-3^=2x3.14x80=17.9r/min电机转速与车轮转速相同，传动比1。.1链轮齿数查资料《机械设计手册》表8.2-17得彳=19，则从动链轮齿数Z2=19。计算功率七，由于载荷平稳，查资料《机械设计手册第》表8.2-39得工作系数K^=1.0，P=KP=0.75kw。.2初定中心距a0，链条链节数Lp中心、距a0=22P，链节数2=42r 2a Z2=42Lp=—0+ 2+—p2a0得Lp=42.3单排链传递功率P及链节距P0由《机械设计手册》表13-2-5查得小链轮齿数系数Ka=1.0,选择单排链，表13-2-8查得多排链系数Kp=1.0，表13-2-7查得长度系数、=0.98，传递的功率：P>—X—= °.75 =0.45kw0七xKx*1.7x0.98x1据额定功率和转速查《机械设计手册》表13-2-27选滚子链型号为SC6,查表13-2-24得链节距P=19.05mm链标记为：SC604GB/T10855-2003

.4链实际长度L及中心距aL=LpxP/1000=42x19.05/1000=0.8mm+x\Lp+x\Lp-2-8*(Z-ZJ=419.1mm18x1918x19x19.05s, =0.11m/sF=些=1000xOf=6.8kNt0.1160x1000 60x1000.6计算作用在轴上压轴力QF圆周力：F=1000P/V=1000x0.75/0.11=6818N

0按平均布置查《机械设计》取压力系数Kq=1，15Q=KqxF=1.15x6818=7840.7N.7链条静强度校核链条处于低速重载传动中，静强度占主要地位。由《机械设计手册》知，链条静强度计算式：(5-3)式中n静强度安全系数;查表13-2-6,Ka工况系数;Q链条极限拉伸载荷;Q=31.1kNF有效圆周力;tFc离心力;F=qv2q为链条质量，由《机械设计手册》表6.2-13.查得：q=1.50kg/m；v<4m/s时，FC可以忽略。(K+sin0)qgaF悬垂力；f—'100其中七为系数，由《《机械设计手册》表6.2-7得：K广1,a为中心、距，a=0.419m,两个轮中心、线的水平倾角0=90。，则F=(Kf+sin0)qga=2x9.8x1.5x0.419=0睥

f— 100 1^0 . .；n「午用安全系数;31.1 =4.52nKAF+F+七6.8+0.13 p强度符合要求。.8润滑方式的选择据链速v=0.11m/s和链节距P=19.05mm，图6.16查得润滑方式为人工定期润滑。.9链轮的结构设计结构选为整体式钢式链轮，选材材45钢，淬火、回火的热处理方式，齿面硬度40~50HRC。由《机械设计手册》表15-2-21查得主要结构尺寸如图5-2所示：图3-7横移传动轴A的设计传动轴是一层电动机动力传输的一段，如下图所示:JEEZZ1 ^□ZD=JLTOC\o"1-5"\h\z1S 3 45 6 ?S 9图3-8.1轴的基本直径设计使用45匹钢《机械设计》表9-1查得［qJ=640MPao«机械设计手册》表6-1-3,P ,'075取C=110，由式(9-2)得d>C3-=110x3,——=26.13mm。轴的最细处，装联轴器3'n 118处。此处有个键槽，轴颈应增大5%，即dmin=26.13x1.05=27.44mm，则yd89=27.44mmo为使选的直径与联轴器孔径相适应，需同时选择联轴器。由《机械设计》查采用刚性联轴器，取与轴配合的的半联轴器孔径28.mm，轴颈d^=d89=28.0mm，与轴配合长度44.0mm。.2轴结构设计(1)各段直径见下表：横移轴各段直径表5-2位置轴颈/mm说明轴段1-2*=28.0轴段1-2配合链轮内孔，取28.0mm轴段2-3d23=32.0轴段2-3用轴肩定位链轮的右端，取32.0mm轴段3-4d34=45.0轴段3-4与车轮的内孔配合，易于拆装，取45.0mm轴段4-5d45=50.0轴段4-5便于车轮的轴向定位配合，取50.0mm轴段5-6d56=34.0轴段5-6轴承的轴向定位配合，取34.0mm轴段6-7d67=32.0轴承的内孔决定轴段6-7。选深沟球轴承内孔直径d=32，取32.0mm轴段7-8d78=30.0轴段7-8与联轴器左端轴向定位配合，取30.0mm轴段8-9d89=28.0轴段8-9与联轴器的内孔径配合，取28.0mm表标明每一段的长度：横轴每个部分的长度见表5-3位置轴段长度/mm说明轴段1-2轴段2-3l12=38.0l23=52.0轮毂宽度决该轴段1-2长度，取38.0mm零件安装在轴段2-3，取52.0mm轴段3-4l34=78.0车轮轮毂的宽度决定轴段3-4长度，取78mm轴段4-5l45=10.0车轮定位在轴段4-5，取10.0mm轴段5-6l56=46.0考虑到轴承的安装位置，取46.0mm轴段6-7l67=17.0轴承的宽度决定轴段6-7长度，选深沟球轴承，宽17mm，取17.0mm轴段7-8l78=22.0联轴器的安装位置为轴段7-8，取22.0mm轴段8-9l89=41.0半联轴器与轴段8-9轴配合部分长度为44mm，保证不接触轴的端面，轴段8-9长度稍短联轴器配合长度，取41.0mm.3零件在轴上轴向固定半联轴器采用周向定位用平键连接，由《机械设计手册》表5-3-1,查得平键尺寸bxh=8x7(GB/T1096-2003)，用端铣刀加工键槽，长l=25.0mm(GB/T10962003)，半联轴器与轴连配合，配合代号为H7/r6；轮毂与轴连接处，选用平键为bxh=14x9,链轮与轴为周向固定，所以配合代号为H7/r6。.4轴的结构工艺性考虑零件轴结构工艺性，轴肩圆角半径r=2.5，倒角c=2.0mm。链轮、半联轴器键槽在同一轴面上布置以便加工。.5键《机械设计手册》表5-3-2查得选普通平键：选用与联轴器配合的键：8x30GB/T1096-2003；选用与小链轮配合的键：8x30GB/T1096-2003；选用与车轮配合的键：14x70GB/T1096-2003。校核查《机械设计手册》表5-3-2知校核公式为：2Tx103。~kd-g](5-4)式中T传递的转矩；T=FL=0.028x3.92=0.11KN-m.；k键与轮毂键槽的接触高度，h为键的高度；

k=0.5九=3.5mml键的工作长度，圆头平键I=L-b；』轴的直径；g]许用挤压应力；p查表5-3-3知：g]=120-150MPa。联轴器与轴配合的键：d=28.0mm，l=L-b=30-8=22.0mm2T2Tx103_2x0.11x106kld—3.5x22x28=102.04MPa<[b]链轮与轴配合的键:d=45.0mm，l=L—b=70-14=56.0mm2Tx103

kld2x0.112Tx103

kld-4-5_56_45=19.4MPa<[b]键的选择能满足要求。.6轴承选择与计算(1)轴承选用、校核查《机械设计手册》选用深沟珠轴承，轴承型号为6238GB/T276-94。轴承寿命校核：查《机械设计手册》得知计算轴承寿命公式为：也C也C）860〃P（5-5）查表：额定动载荷C=218.0kN，当量动载荷P=F/2=3.92kN。球轴承系数8=3,n=17.9r/min，得：L=些（C）8= 10—x（当）3=1.6x108hh60nP60x17.9 3.92轴承使用时间够长，符合要求。(2)轴承润滑轴承采用脂润滑，此种润滑方式合适传动轴转速低，承受较大载荷并且轴承座内加入足够的脂润滑。横移车轮与导轨查资料《机械设计手册》，车轮选双轮缘车轮(JB/T6392.2-1992)，车轮直径D=160mm。标记：车轮SL-160X90JB/T6392.1，车轮材料45号钢，查表8-1-124得结构表5-4数据。查资料《机械设计手册》导轨选轻型钢轨(GB/T11264-1989)，表8-1-117结构如图5-5数据。车轮尺寸如表5-4：表5-4

DD1BB1dd1D2S1601909080457012020基本尺寸/mm参考尺寸/mm表5-5导轨尺寸如表5-5：图3-10导轨尺寸如表5-5：图3-10截面尺寸/mm轨高底宽头宽头高腰高底高腰厚ABCDEFt10710775276020164结构设计4.1钢结构选择该停车设备结构主要用材选用钢材，选用热轧H型钢、槽钢、角钢、钢板焊接成型，框架是由坚固螺丝连接一起，具有较好的稳定性和刚性。单柱钢结构形式结构简单，安装和搬运方便，能给司机很好的导向作用，方便设计和安装平衡装置。单柱钢结构形式如图4-1：

4.1,1钢结构部分材料的选择车库框架由钢结构组成，主要由柱、梁、斜杆、加强筋等钢结构组成。本设计主要采用热扎工字钢结构，材料选用型号Q235-A。查《实用用钢铁材料手册》表7-9柱模型为20GB707-88，车库支撑全部靠柱支撑，柱形的切割截面为方形，中间中空，安装尺寸：正方形边长l=250.0mm、支柱厚度d=40.0mm、高度h=5100.0mm；支撑柱底部焊接方形板，长度l=400.0m