1、摘要本文简要介绍了各类立体停车库的结构和特点，给出了各类立体停车库的性能指标，并对立体停车库的设计要点进行了简要说明。本文重点介绍了立体车库升降部分设计，横移部分设计。本设计主要内容分为二大部分：（1）升降机构设计主要设计了主要链条驱动，设计了链条和链轮。（2）横移机构设计主要设计了托盘的结构尺寸，确定了齿轮、齿条的各主要参数，对驱动机构中的各部件进行了选型、设计。本设计的主要特点是：节省投资，控制方便。关键字 立体停车库；升降装置；横移装置； 链驱动2AbstractThe paper summarizes the structure and the features of differen
2、t kind of parking place. The introduction of the main performance parameters and introduced too. This paper mainly introduces the design of main components of its elevator and conveying appliance.The main points of the design include two important pats.1.Elevating appliance designMainly designed the
3、 main chain link to actuate, to design the chain link and the chain wheel.2.Conveying appliance designMainly has designed the tray structure size, had determined the gear, rack each main parameter, has carried on the shaping, the design to in the driving mechanism various parts.The major characteris
4、tic of this design is: major equipment has only a set, save investment, control convenience.Keywords Three-dimensional stops the garage the elevating gear moves horizontally the installment Chain actuation目 录本科机械毕业设计论文 CAD 图纸 QQ 31 绪论 71.1 概述 71.2 机械式立体停车发展概况 81.3 升降横移式立体停车库的特点 91.4 研究升降横移式立体停车库的意义
5、92 设计的基本思想和方案的比较 112.1 平移式立体车库的几种提升机构方式 112.1.1 钢丝绳提升 112.1.2 液压提升 112.1.3 链条提升 112.2 平移式立体车库的几种横移机构方式 112.3 总体方案确定 122.4 运动的基本原理 132.4.1 横移机构的基本原理 132.4.2 提升机构的基本原理 132.5 设计数据 143 横移部分的结构设计 153.1 内容介绍 153.2 托盘的结构设计 153.2.1 托盘的基本设计 153.2.2 滚筒的设计 163.3 齿轮、齿条传动的设计计算 173.3.1 平移装置中齿轮、齿条传动驱动电机的选择 173.3.2
6、 齿轮、齿条的设计 193.4 驱动机构的设计 213.4.1 联轴器的选择 213.4.2 齿轮轴的设计计算和校核 223.4.3 键联接的强度校核 233.5 横移机构一些零部件的选择计算: 243.5.1 托盘运行的轨道设计 243.5.2 齿条实际尺寸的确定 243.5.3 电机支架的设计和计算 244 提升部分的设计计算 2644.1 链轮、链条的设计 264.1.1 链条的设计计算 264.1.2 链轮的设计计算 274.1.3 链传动的润滑 294.2 驱动机构设计 304.2.1 电动机的设计 304.2.2 制动器的选择 304.2.3 联轴器的选择 314.2.4 所用电机
7、机架的设计计算 324.3 链轮轴的设计计算与校核 324.3.1 链轮轴上的功率 2P和转速 1n的计算 324.3.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 334.3.3 轴上零件的轴向定位 334.3.4 求轴上的载荷 344.3.5 按弯矩合成应力校核轴的强度 354.4 键联接的强度校核 364.4.1 对于半联轴器与轴之间的联接平键尺寸 364.4.2 对于链轮与轴之间的联接平键尺寸 365 车库框架的设计 375.1 结构的强度校核 375.2 材料的选择 385.2.1 材料强度高 385.2.2 安全可靠 385.2.3 工业化生产程度高 395.2.4 具有一定的耐热
8、性 395.3 制造方法 396 停取车的自动控制 406.1 升降横移式立体停车设备工作原理 406.2 电器控制系统 40小结 42致谢 43参考文献 441 绪论本科机械毕业设计论文 CAD 图纸 QQ 51.1 概述车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近 3040 年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于 90 年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有十年的历程。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，链驱动双层升降横移式立体车库停车设备以其平
9、均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。链驱动双层升降横移式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。链驱动双层升降横移式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，链驱动双层升降横移式车库从管
10、理上可以做到彻底的人车分流。在地下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。链驱动双层升降横移式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。在中华人民共和国机械行业标准 JB/T 8713-1998 ：机械式停车设备类别，形式，基本参数要目中，对机械式停车设备进行了划分，其类别代号如下：升降横移类，代号为 SH，是指通过设备的垂直升降和水平横移进行移动，实现车辆存取功能的停车设备。垂直循环类，代
11、号为 CX，是指通过搬运器在垂直平面内做连续的循环移动，来实现车辆存取功能的停车设备。水平循环类，代号为 SX，是指搬运器在水平平面内排列成 2 列或 2 列以上连续循环列尖转换移动，实现车辆存取功能的停车设备。多层循环类，代号为 DX，是指车辆搬运器在垂直平面内排成 2 层或 2 层以上做连续移动，两端有升降机构进行循环层间转换移动，实现车辆存取的停车设备。平面移动类，代号为 PY，是指存车位与搬运器在同一水平面内，通过搬运器在水平面内做往复移动，实现车辆存取功能的停车设备。巷道堆垛类，代号为 XD，是指存车位在巷道一边或两边多层布置，通过搬运器在巷道内做水平，垂直或水平垂直复合运动，实现车
12、辆的存取功能的停车设备。6垂直升降类，代号为 CS，是指停车位分布在井道周围，通过升降搬运器在专用升降通道内做升降移动，时间车辆存取功能的停车设备。简易升降类，代号为 JS，是指通过单一搬运器的升降，俯仰或二三层搬运器的整体升降，俯仰，实现车辆二三层车辆存取功能的停车设备。汽车升降机类代号为 QS;是指搬运器运载车辆(或同时运载驾驶员)垂直升降运行进行多层平层对位，从搬运器到存车位需要驾驶员驾车入位，实现车辆存取功能的停车设备。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
13、客户使用。巷道堆垛式立体车库设备是 20 世纪 60 年代后欧洲根据自动化立体车库原理设计的一种专门用于停放小型汽车的停车设备。该种车库设备采用先进的计算机控制，是一种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体全封闭车库，存车安全等特点。该类车库主要适应大型密集式存车。1. 2 机械式立体停车发展概况机械式立体停车设备的应用己有 30 多年的历史。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、韩国和台湾。日本从 20 世纪 60 年代初就开发并使用可最大限度的利用空间的机械式停车设备。当时日本全国汽车保有量约为 500 万辆，采用的大多是垂直循环式停
14、车设备。80 年代开始向韩国、中国和我国台湾省出口产品和技术。90 年代其汽车保有量达到 6200 万辆，机械式停车设备也得到了高速发展，年递增率达到 30%，品种也从单一的垂直循环式发展为多种形式，其中比较突出的就有升降横移式立体停车库，至今己开发生产出九大类近百个品种，还包括停放自重不大于 13 吨的大型客车、载货汽车、自卸车、工程车等的机械式停车设备。在日本，机械式停车场己超出了单纯用于停车的功能，而是发展成了与城市环境融为一体，具有较强的实用性、观赏性和经济开发价值的城市建筑。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有 100 多家
15、，比较大的公司有石川岛播磨、新明和、日精、三菱重工、大福、日成、东急、内外及昭和起重机等，产品有出口，也有进口的。日本目前每年投运的机械式停车设备在 10 万个车位以上。韩国机械设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的到了普遍的开发和利用，年递增速度达到 30%; 2000 2010 年为发展阶段，自动化停车设备将随供应量不断的扩大而得到迅猛发展。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本科机械毕业设计论文 CAD
16、 图纸 QQ 7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，已经形成了新兴的停车设备行业，步入引进、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。首批获的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究开发，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，如采用交流变频调速系统，使运行高速、平稳、省电、减少振动和噪声;控制形式有按钮式、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
17、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;机械结构中采用了模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸，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做载车板;安全保护方面采用了声光引导及定位装置，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。停车设备行业的发展牵涉到停车立法、收费政策、城市规划、交通管理等诸多方面。目前我国有关城市停车的立法尚未完善，城市停车规划、停车管理办法、停车收费政策大多数还处于酝酿之中，因此我国停车业的发展还需走一段艰
18、难的历程。但人们普遍认为停车设备行业发展前景良好，并已被誉为 21 世纪最热门的行业之一。1. 3 升降横移式立体停车库的特点升降横移式立体停车的优点比较突出，主要表现在以下几个方面:（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。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。尤其是寸上寸金的大城市，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
19、车库中显得更加普遍化、居民化和实用化。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已经与人们的生活息息相关，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是必不可少的基础设施。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8功能已落后于人们的要求，立体车库的使用更加迫不及待，而我国的立体车库一般都是上世纪 80 年代日本进口的，而上海和北京等地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，不但价格昂贵而且售后服务也得不到令人满意
20、的保障。为了打破这种依赖进口的格局，同时缓解城市用地的紧张，解决城市停车难的现状，就得要在原有技术上有重大突破，从而加速国内立体车库的发展，因此，对升降横移式立体停车库的系统研究显得尤为重要。本科机械毕业设计论文 CAD 图纸 QQ 92 设计的基本思想和方案的比较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。2.1 平移式立体车库的几种提升机构方式根据调查发现升降运动的方式一般采用钢丝绳拉动载车板来实现。少数采用液压，还有采用链条来实现。因此，升降运动的实现有三种方式。即：
21、液压式，钢丝绳式和链条式2.1.1 钢丝绳提升钢丝绳具有承载能力强，重量轻的特点，但它却具有弹性，使用时间长了会产生伸长量，使得传动精度降低，从而使得托盘不能准确到达所应到达的位置，而且，钢丝绳容易自行扭转和松散。所以此次设计中也没有采用钢丝绳提升方式作为提升机构。2.1.2 液压提升液压系统驱动是的驱动系统比较复杂，并且它的设计、制造成本较高，而且其维修、检测费用也相对较高，液压系统的故障很难检查，如果某个输油管道出现问题，将会在一定时间内大大降低车库的工作效率，而如果液压站出现问题，后果将更加严重，故此次设计没有采用液压系统作为提升机构。2.1.3 链条提升链传动为电机带动齿轮、齿条，带动
22、托盘来实现升降。停车时，车辆从存车入口到电梯再到泊车位，或从泊车位到电梯再到出口都是由一个直推进式输送车完成。输送车是一个与轿厢底一体的带 4 个轮的托盘。存车时，输送车先滑到入口处车辆下方的窄槽中，且展开两个侧叉形成一个支架抬起车辆前轮并将其拖回轿厢；当电梯提升平层时，输送车将车轮拖出，送至泊车位上，输送车收回叉子，返回轿厢，完成存车操作。经过综合比较上述三种设计形式，钢丝绳驱动式由于存在安全问题，对钢丝绳的要求较高。液压驱动由于系统比较复杂，而且造价高，维修难。所以本设计选用链条提升。链条传动兼有齿轮传动和带传动的特点。与齿轮传动比较 ，链传动较易安装，成本低廉；远距离传动时，其结构要比齿
23、轮传动轻便得多。与带传动比较，链传动的平均传动比准确；传动效率高；需要的张紧力小，压轴力也小；结构尺寸紧凑；能在低速重载下较好地工作；能适应较恶劣环境如油污都尘和高温等场合。2.2 平移式立体车库的几种横移机构方式10上面确定了多层平移式立体车库的提升机构的方案，现在让我们来探讨一下，多层平移式立体车库的平移部分应该采用什么方式？根据动力源（或驱动装置）是否在托盘上，可以将横移方式分为两种：一种是将驱动装置放在托盘上，通过驱动链条来实现传动。电机放在托盘上，而托盘在存取车时来回的不断运动，难以实现对电机提供电源和对电机进行控制，所以这种方式现在一般只大型车库里才使用。当然，并不是没有方法。例如
24、，可以采用给电车提供电源的方式给电机供电；利用无限电对电机进行控制。但是，在这种情况下，立体车库的成本费用将会很高。从而导致停车费用提高，故不采用这种方式对电机进行平移驱动。另一种方式是驱动装置安放在固定件上来实现托盘横移。例如，地面，地下或车库的框架上。无论安装在什么位置上都可以方便的为其提供动力源并对其进行控制，当然这种便利只是相对安放在托盘上的驱动装置来说的。就拿电机作为驱动装置来说吧，如果电机安放在地面上或地下，电线可以方便的安放在地平面上开的槽内，这样即可以提高安全系数，也比较美观。即使电机安放在车库的框架上，电线也可以沿框架安装，绝对不会因为电线的凌乱而影响车库的效率和外观。所以，
25、本次设计的横移部分的驱动装置采用安放在地面上和框架上的方式。有三种驱动方式可实现托盘的横移：（1）利用液压系统进行驱动， （2）利用电机带动链条进行驱动， （3）利用电机带动齿轮、齿条系统进行驱动。之所以不采用液压方式进行驱动的原因和上面所述的原因相同。链传动传动精度高，设计简单、购买方便，但和齿轮、齿条啮合的传动方式比较起来，链条传动的传动效率低了一点。所以，采用电机驱动的方式来实现托盘的横向移动，采用齿轮和齿条的啮合作为中间传动装置。2.3 总体方案确定由于设计的是链驱动双层升降横移式车库，所以首先应确定用哪种方式升降，如可采用升降机式、电梯式。其次，对于传动系统（包括链传动的链与棘轮的设
26、计、钢丝吊动的滑轮和钢丝绳的设计、电机型号的选用） 、载车板等机械部分的绘图设计和控制系统的简单设计，要确定传动的方式，如钢丝绳，链条等；初步拟定方案如下：一、首先根据轿车尺寸确定每个车位载车板的长度宽度。设计载车板的形式，计算校核载车板的力学性能。二、由上面的几种横移方式可以确定选用通过驱动装置安放在固定件上来实现托盘横移。选择电机和减速机，设计齿轮齿条和其他零件，并确定其尺寸规格。然后对其校核。三、综合钢丝绳提升，液压提升，链条提升的优劣后确定使用链条提升方式。根据本科机械毕业设计论文 CAD 图纸 QQ 11传动结构的分析和受力的选择电机和减速机，设计链轮和链以及其他的零件，确定其尺寸规
27、格。然后对其校核。四、根据上面所得到的提升机构和横移机构设计车库的立体框架，并对其进行强度校核五、设计立体车库的控制部分，使用 PLC 编出其控制程序。2.4 运动的基本原理2.4.1 横移机构的基本原理图 2-2 横移部分原理图1-电机 2-联轴器 3-齿轮轴 4-齿轮 5-齿条 6-滚轮底层的载车板只做左右横移运动，一般以电机来做动力源，通过齿轮和齿条啮合来实现传动。为了方便轿车的存取电机不安装在托盘上，而是将电机和齿轮放在车库的后方。为了能实现传动齿轮只能水平放置，齿轮轴的轴向为竖直方向，如果电机水平放置，电机轴的轴向为水平方向，这种情况下，把电机的动力传递给齿轮需要两个互相啮合的圆锥齿
28、轮。圆锥齿轮的设计、制造和安装都比较复杂，且成本费用较高，对于小型车库来说经济性不好。同时，两个圆锥齿轮的齿轮轴很难固定（指某一端） ，例如，和电机轴相连的齿轮轴，它的一端通过联轴器和电机轴联接，而另一端则必须设立一个机架，以便实现对其进行固定。还有建立立体车库的目的就是为了充分利用空间，节约水平方向的占地面积，这种水平放置电机的方法相对竖直放置电机的方法占用了较多的纵向水平面积。所以决定不采用此方法。电机竖直安放可以向上放置也可以向下放置，但是为了方便电机的安放和维修一般情况下不采用电机向上放置的方法。另一种就是将电动机竖直安放且电机轴的轴向向下，这样只须用一个联轴器就可以把电机轴和齿轮轴联在一起，从而实现传动动力的目的。此处的电机依靠凸缘来定位。采用这种方式必须设计一个机架，用来支撑和固定电机。众所周知，电动机的输出转速一般情况下都较高。所以，在此处减速器是必不可少的部件。不过，此处为了安装方便，决定选择带有减速器的电动机。为了降低设计成本，
