升降橫移式立體停車庫模型地結構設計

1、升降橫移式立體停車庫模型的結構設計第3.1節(jié)概述PSH7D升降橫移式立體停車庫的結構設計在整個車庫中非常重要，主框架 部分、載車板部分和傳動系統(tǒng)是PSH7D升降橫移式立體停車庫的主要組成部分， 主框架部分承擔著整個PSH7D升降橫移式立體停車庫的總量，而且它的輕重、 穩(wěn)定性和可靠性以及載車板部分還影響著整個立體停車庫的重量、材料和成本的多少以及安全性，傳動系統(tǒng)決定著 PSH7D升降橫移式立體停車庫運行的好壞， 所以如何設計主框架部分、載車板部分和傳動系統(tǒng)成為影響整個立體停車庫的關 鍵因素。機械傳動系統(tǒng)主要功用是傳遞原動機的功率， 變換運動的形式以實現(xiàn)預定的 要求。傳動裝置的性能、質量及設計布局

2、的合理與否，直接影響機器的工作性能、 重量、成本及運轉費用，合理擬定傳動方案具有十分重要的意義。一般常用以下 幾種傳動方案：方案一：帶傳動，易于實現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動；具有傳動平穩(wěn)，緩沖、 吸振的特性；結構簡單，成本低；可起過載保護作用。方案二：鏈傳動，平均傳動比準確，工作可靠，效率較高；傳動功率大，過 載能力強，相同工況下的傳動尺寸??；可在惡劣環(huán)境中工作；易于實現(xiàn)較大中心 距的傳動；結構輕便，成本低。方案三：蝸桿傳動，能以單級傳動獲得較大傳動比；傳動平穩(wěn)，無噪聲；傳 動具有自鎖性。方案四：直齒輪傳動，傳動準確平穩(wěn)，承載能力高。好的傳動方案除應滿足工作機的性能和適應工作條件外，還應尺寸緊湊、

3、成本低廉，傳動效率高等。故對更方案進行價值分析，由表3.1和表3.2選出較好的萬案5。表3.1定性判定與價值對應判定不用差勉強可用中等滿意較好好很好超目標理想價值P0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0表3.2 傳動方案選擇的使用價值表設計指標加權因子Wi萬案一萬案一方案二方案四價值Pi1RW價值Pi2Pi2Wi價值Pi3RsWj價值Pi4Pi4Wi傳動精度w10.20.020.50.050.80.080.80.08功率W20.10.20.020.40.040.50.050.60.06效率W嚴0.80.120.80.120.20.030.80.12圓周速度w40.10.2

4、0.020.20.020.20.020.20.02制造安裝w50.20.80.160.80.160.20.040.20.04價格lfl,0.15W60.70.1050.60.090.40.060.50.075壽命W70.10.30.030.50.050.50.050.50.05平穩(wěn)噪聲小w80.10.60.060.30.030.60.060.50.05總使用價值PjW0.5350.560.390.495綜上所述，選擇鏈傳動方案更加合理，所以我們的傳動系統(tǒng)采用鏈傳動形式。第3.2節(jié)橫移傳動系統(tǒng)設計橫移傳動系統(tǒng)的作用是使上升到位的搬運器平移到指定位置，其傳動主要是靠電機帶動鏈輪使?jié)L輪在軌道上移動。

5、如圖3.1圖3.1橫移傳動示意圖一、初步參數(shù)的確定PSH7D（七位機）升降橫移式立體停車庫模擬裝置采用與實際立體停車庫標準1 : 8的比例進行設計，設備尺寸為載車板長L=0.7m載車板寬W=0.29m車庫總高H=0.72m底層咼h=0.25m初設承載總質量M=7KG則帶動橫移軸轉動所需功率（假設摩擦因子u=0.2,橫移速度為0.15m/s）:P前輪0.2 -2079.81.50.150.93W4P后輪0.22079.81.50.150.62W所以P總1.55W、橫移傳動系統(tǒng)電動機的選擇橫移所需功率P=FV=1.55W根據(jù)輸出功率選擇電動機：60KTYZ齒輪減速同步電機，220V , 50HZ

6、,P=14W，輸出轉速 n=110r/min三、橫移鏈輪的設計1. 初選小鏈輪齒數(shù)乙10從動大鏈輪齒數(shù)Z2322. 確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp2 初定中心距a。20P,則鏈節(jié)數(shù)Lp 空0 互厶 jZZ161.613p 2a。2取 Lp = 623計算單排鏈所能傳遞的功率Po及鏈節(jié)距P由機械原理與設計 表13-8查得工作情況系數(shù)Ka 1Pea KaP 14W由機械原理與設計表13-10查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=0.663750607,鏈長系數(shù)K10.89044437選擇單排鏈，由機械原理與設計表13-11查得多排鏈系數(shù)Kp=1.0故所需傳遞的功率為p0石E23.687W0.66 0.89 1取鏈節(jié)距P=6

7、.00mm選擇鏈號 04B 1 X114GB1243.1-834.確定鏈實際長度 L及中心距aL=Lp XP/1000=62 X6/1000=0.372mma P L乙Z22 2'L乙 Z28* Z2 乙121 179mm0P1厶 1 . 1 / <7 1 1 II 1 142. 2 2中心距調整量a2P12mm實際中心距a'aa109.179mm5 計算鏈速P110 10 6 ,V n 乙0.11m/ s60 1000 60 10006作用在軸上的壓軸力Q圓周力 F=1000P/V=(1000 X14 X0.001 ) /0.11=127.273N按平均布置取壓軸力系數(shù)

8、Kq 1.15有 Q Kq F 146.364N四、橫移傳動軸A的設計橫移傳動軸A是一層車庫的橫移軸，它的受力情況可以簡化成以下的形式FbFa算出 Fc 41.378NFD 27.585 NFe Q 146.364N軸的初步估算軸徑至少為d ' =12.2mm軸的強度校核：Ma 0 知,Fb470 Fc 10 FD460Fe 4980得Fb91.416NMb 0 知,FA 470 FC 460FD 10Fe 280得 Fa 47.792NMC Fa 10477.914N ? mm作軸的剪力圖如下:112.59N由剪力圖可知 Md M c 450 6.413364.159N ?mm作軸的

9、彎矩圖如下:477.91N mm3152.45N mm3364.16N mmD處所受彎矩最大，所以對 D剖面進行強度校核3 Mp:0.1 ib3 3364.159 0.1 1805.717mm小于估算軸徑，所以強度足夠取軸與鏈輪配合處d113mm取軸與軸承配合處d215mm，安裝尺寸da 18mm取軸與滾輪配合處d14mm、橫移傳動軸B的設計橫移傳動軸B是車庫二層的橫移軸，它的受力情況可以簡化成如下的形式Fc上止罵FDFAFb該軸的校核與橫移傳動軸B相同第3.3節(jié)升降傳動系統(tǒng)在升降傳動系統(tǒng)中，我們采用鋼絲繩傳動型式。鋼絲繩傳動形式的升降傳動 系統(tǒng)一般是由電機、減速系統(tǒng)、卷筒、滑輪、鋼絲組成。在

10、鋼絲繩傳動型式中， 鋼絲繩的主要作用是拖動搬運器上下升降。鋼絲繩一端與搬運器相連結，鋼絲繩 另一端纏繞卷筒上（搬運器的前端鋼絲繩與后端鋼絲繩必須同方向繞著卷筒轉 動），當搬運器需要升降時，提升電機便會通過其正反轉來帶動卷筒順時針或逆 時針旋轉實現(xiàn)搬運器的升和降。示意圖如圖 3.2所示圖3.2升降傳動示意圖一、升降傳動系統(tǒng)電動機的選擇 升降所需功率 P = G X V = 7 X9.8 X0.1 = 6.86 W選擇功率P = 25W的電動機，頻率為50HZ，電壓220V，經(jīng)減速器后電 動機的輸出轉速為n1 40r/min初定卷筒直徑為50mm,載車板上升速度V = 0.1 m/s,求得卷筒的轉

11、速n?:2 Rn 2 由，60rn 得,n20.1 60 100022538 .1r / min鏈輪的傳動比inJn 24038 .11 .05初取傳動比i=2、升降鏈輪的設計1.初選小鏈輪齒數(shù)Z113從動大鏈輪齒數(shù)Z2252.確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lpa0=20p,P Z2a°259.21取 Lp = 603.計算單排鏈所能傳遞的功率P。及鏈節(jié)距P 由機械原理與設計表13-8查得工作情況系數(shù)KaPea K a P 25 W由機械原理與設計表13-10查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=0.663750607,鏈長系數(shù)Ki 0.89044437選擇單排鏈，由機械原理與設計表 13-11查得多排鏈系數(shù)Kp

12、=1.0故所需傳遞的功率為PoPeaKZ K1 KP2543.015W0.66 0.88 1取鏈節(jié)距P=6.00mm選擇鏈號 04B 1 X114GB1243.1-834.確定鏈實際長度 L及中心距aL=Lp XP/1000=60 X6/1000=0.36ma。乙 Z222Z1 Z222Z2 Z18* 1122.464 mm2中心距調整量a 2 P12 mm實際中心距a'aa110 .464 mm5.計算鏈速P40136小 c c,Vn 1 Z10.052 m/ s60 10006010006.作用在軸上的壓軸力Q圓周力 F=1000P/V=(1000 X25 X0.001 ) /0.

13、052=480.769N按平均布置取壓軸力系數(shù) K q 1 . 15有 Q K q F 552 .885 N三、鋼絲繩的選用鋼絲繩直徑的確定 d CFmax確定選擇系數(shù)C = 0.123d 0.123 x 79.81.021根據(jù)機械設計手冊P27-9，選擇圓股鋼絲繩-合成纖維芯鋼絲繩d = 2mm , M 1P 1.38 kg /100 m , b 1570 MPa 最小破斷拉力 F = 2.08 KN四、卷筒A的設計卷筒A是車庫二層的卷筒，最大起升高度 Hmax = 200mm繩槽槽距 P = 1.2d = 2.4mm, 卷筒槽底直徑 D = 47mm卷筒計算直徑（由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑

14、）D o D d 49 mm固定鋼絲繩的安全圈數(shù)Z11 .5卷筒上有螺旋槽部分長L0! H maX Z P2001.52.47.2mm0 1D049無繩槽卷筒端部尺寸 Li 4.8mm，固定鋼絲繩所需長度L2 3P 5mm 中間光滑部分長度 m = 6mm卷筒長度 L s 2 Lo Li L 2 m 40 mm五、卷筒B的設計卷筒B是車庫三層的卷筒，最大起升高度Hmax = 450mm繩槽槽距 P = 1.2d = 2.4mm, 卷筒槽底直徑 D = 47mm卷筒計算直徑（由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑）D 0 D d 49 mm固定鋼絲繩的安全圈數(shù) Z11 .5卷 筒 上 有 螺 旋 槽 部 分

15、 長 L。：, H max “ c 450,“ cL0Z1 P1.5 2.4 12.2mmD049無繩槽卷筒端部尺寸L14.8mm,固定鋼絲繩所需長度L2 3P 5mm中間光滑部分長度 m = 6mm卷筒長度 L s2（ L0 L1 L2） m 50 mm六、升降軸的設計根據(jù)升降傳動軸的受力情況，可簡化為如下形式：6FiF2F (79.8 1 .5)30 .87 NFd 552 .885 N軸的初步估算軸徑至少為d ' =19.1mm軸的強度校核：由 Ma 0知，F(xiàn)1(35 12) FD (7016 12) F2(35 10886 12) FG (24140 108 16)0得 Fg

16、219 .168 N由 Mg 0知，F(xiàn)a (24 140 16 108) F1(35 16 108 82) FD (10882) F2(35 12)0得 Fa 395.783N作軸的剪力圖如下:395.783N218.842N作軸的彎矩圖如下:37204.08N mm18601.8N mmA.illlllllllllllD處所受彎矩最大，所以對 D剖面進行強度校核3 '37204 .08 0.1 18012 .738 mm小于估算軸徑，所以強度足夠10300.87N mm川丨丨丨丨丨IG取與軸承配合處的直徑 d120 mm ,安裝尺寸 da20.5 mm與卷筒配合處直徑 d224.5m

17、m與鏈輪配合處直徑 d 325 mm第3.4節(jié)安全制動設計由于載車板上停有汽車，在升降電機停止工作時，電機會被倒拉反轉，使車 板自動下落。因此需要加以制動。經(jīng)過許多方案的設計和比較，得出較優(yōu)的設計, 運用杠桿原理，靠摩擦使升降軸制動，從而阻止電機被倒拉。但電機在工作時，從而達到消除制動的制動裝置是不需要的，我們又采用電磁鐵通電頂開制動桿,效果。如圖3.3圖3.3電磁鐵結構原理圖當電機不工作時，電磁鐵無電，桿左端由于重力使摩擦帶拉緊， 從而阻止輪子轉 動，輪子安裝于軸上，使軸也固定不動。當電機要運行時，電磁鐵給電，頂起桿, 有杠桿原理使皮帶松開，消除制動。由于該裝置采用杠桿原理，因此它制動使所

18、要產生的摩擦力是可調的，只要調整中間皮帶固定的位置或桿的長度。因而這種 方案還是比較好的。但如果在現(xiàn)實中大型的車庫，就不能采用這種裝置了。第3.5節(jié)主框架部分主框架體系的基本構成是由水平方向的梁和垂直方向的柱通過鋼性結點連接而成。這種結構體系通過結構構件的抗彎剛度來抵抗側向力的作用。主框架體系基本上都是由變形限值作為設計的控制條件， 梁柱的截面尺寸主要由結構的剛 度而不是強度來決定。在具體的設計過程中，所選的梁柱截面尺寸如果滿足了規(guī) 范對層間位移的限制要求，構件的承載力一般也能滿足要求。主框架如圖3.4圖3.4主框架示意圖桿件截面校驗：首先進行柱的校驗，然后是梁的校驗。1柱的校驗：柱選用方鋼，橫截面積 A 625mm2，許用壓應力 170MPa柱橫截面上工作應力為maxA7542262510 6120.68MPa滿足強度條件，故鋼柱的強度