2020年升降橫移立體車庫設(shè)計說明書

升降橫移立體車庫設(shè)計說明書

綜合論文訓(xùn)練

題目：升降橫移立體車庫設(shè)計

系別：

專業(yè)：機械工程及自動化

姓名：

同組人員：

指導(dǎo)教師：

7月26日

文檔僅供參考

摘要

升降橫移立體車庫是當(dāng)前中國立體車庫的主要產(chǎn)品，對解決城市停車困難問

題起到很大的幫助。升降橫移立體車庫主要由鋼結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、傳動系

統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)五大部分組成，易于實現(xiàn)控制及管理，車輛出入時

間較短，安全性能較高。本設(shè)計使用單一電機或盡可能少的電機實現(xiàn)升降橫移控

制，同時各部件設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單可靠，操作方便。

目錄

摘要............................................................II

第1章引言..................................................1

1.1.立體車庫調(diào)研.........................................1

1.1.1國內(nèi)外生產(chǎn)情況

1

1.1.2各類產(chǎn)品特點

1

1.2.升降橫移立體車庫調(diào)研..................................2

1.1.3升降橫移式立體停車庫的特點

2

1.1.研降橫移式車庫分類

3

1.1.5功能要求

4

1.1.6使用要求及相關(guān)問題

第2章升降橫移車庫設(shè)計.....................................8

■方案綜述.............................................8

2?1」結(jié)構(gòu)綜述

8

2.LZ傳動方案設(shè)計

12

2.1.3傳動方式的整體特點

12

■具體方案分析與介紹..................................14

221絲杠螺母方式

14

222連桿機構(gòu)

14

223液壓機構(gòu)

15

224鋼絲繩傳動升降方式

16

225齒輪傳動橫移方式

17

226鏈傳動橫移方式

18

文檔僅供參考

2.2.7鋼絲繩提升方式

18

2.2.8鋼絲繩與鏈條組合提升方式

20

229單一升降橫移方式

21

第3章具體方案參數(shù)設(shè)計.....................................21

■方案選取............................................21

L3.升降系統(tǒng)參數(shù)計算及零件選擇..........................22

3.1.1主要設(shè)計參數(shù)

22

3.1.2鋼絲繩的選擇與計算

23

3.1.3滑輪的選擇

24

3.1.4滾筒的設(shè)計計算

26

3.1.5電動機和減速機的設(shè)計計算

29

3.1.6鏈及鏈輪的設(shè)計計算

30

■橫移系統(tǒng)設(shè)計計算....................................34

3.2.1橫移行走輪的設(shè)計

34

3.2.2橫移電動機的選擇以及傳動比分配與減速器的選擇

37

3.2.3橫移鏈輪的選擇

37

第4章裝配圖及零件圖.......................................41

■裝配圖..............................................41

文檔僅供參考

第1章引言

1.1.立體車庫調(diào)研

1.1.1國內(nèi)外生產(chǎn)情況

在立體車庫生產(chǎn)中，日本的新明和、石川島播磨、日精、三菱重工；意大利

的Sotefin、Interpark；德國的Palis等都是世界聞名的立體車庫設(shè)備生產(chǎn)商。而

中國的深圳怡豐、杭州西子聯(lián)合、北京白唇鹿（盛泰銘）、唐山通寶、北京航天

匯信、杭州友佳等也能在國內(nèi)獲得一定的銷售市場。

國外的一些知名停車設(shè)備制造商，擁有很多的技術(shù)專利儲備，制造水平較高,

她們以銷售產(chǎn)品為主，但售價相當(dāng)高；國內(nèi)廠家和科研機構(gòu)研制出的樣品，雖然

價格較低，但無法大批量生產(chǎn)，技術(shù)性能、安全性、可靠性尚與國外產(chǎn)品有一定

差距；中外合資企業(yè)，其產(chǎn)品性能價格比適中，但在引進、消化國外先進技術(shù)面

臨很多難題。

同時，對國內(nèi)而言，現(xiàn)在使用的以大型公共停車庫為主，立體停車庫在國內(nèi)

現(xiàn)在只有一部分單位在投入使用中，而且這些單位里面只有一部分車庫在使用。

另外，中國在立體車庫產(chǎn)業(yè)方面沒有成套的生產(chǎn)管理體系。因此，立體車庫在國

內(nèi)的發(fā)展前景還很大。

1.1.2各類產(chǎn)品特點

當(dāng)前市面上常見的機械式立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循

環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡易升降類等8種。

其中升降橫移式立體車庫由于造價成本較低、配置靈活、拆卸也比較方便，能夠

最大程度降低風(fēng)險系數(shù)，取得成功。而且，當(dāng)前中國多數(shù)小區(qū)采用的也是多層升

降橫移式立體停車設(shè)備，大規(guī)模的倉儲式機械停車庫還很少，因此升降橫移式

立體車庫在國內(nèi)車庫市場占有絕對優(yōu)勢的市場份額，占有率約為80%o

各種立體車庫的特點如下表所示。

類型優(yōu)點缺點容量

多為

型式比較多，規(guī)模可大每組設(shè)備必須留有至兩層、三層

升降橫可小，對地形的適應(yīng)性較少一個空車位;在鏈條牽動車庫，每層

移式強，安裝簡便，工期短因此運行過程不具有防止傾斜停放幾輛

使用十分普遍。墜落功能。至幾十輛

不等。

文檔僅供參考

自動化程度高，封閉性好，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相比其它類

巷道堆一般在100

存車安全。適用于長期密集型故障率較高；取車時間過

垛式輛以上。

型存車長。

出入一輛車整個系統(tǒng)的車

驅(qū)動機構(gòu)較少，工作可靠，

位全移動；占地面積較大，

水平循工作原理簡單，與垂直循環(huán)每層10?

運動速度不能太高，出入庫

環(huán)式式比較，耗能、振動及噪聲40輛。

時間較長；一個環(huán)節(jié)出故障

均較低。

全線停運。

只需要一套驅(qū)動機構(gòu)，較容整個系統(tǒng)能量消耗大,振動

易控制，停位較準確，結(jié)構(gòu)及噪聲較大，運動速度不

垂直循簡單，工作可靠，占地面積高，出入庫時間長;經(jīng)濟性總共5~50

環(huán)式小，空間利用率也較高。能差;只有一套驅(qū)動機構(gòu)，一輛。

夠建成地上、半地上、地下旦系統(tǒng)故障，不能實現(xiàn)緊急

式等多種形式。出車，工作機動性較差。

可充分利用地下空間，墻體出入一輛車整個系統(tǒng)的車

多層循總共5?50

建筑費不高，隔振和噪聲效位全移動;結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一

環(huán)式輛。

果較好。般只適用于利用地下空間。

能夠充分利用空間。一般都設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要有完善層數(shù)可達

垂直升做成大型車庫，這樣平均到的閉鎖和監(jiān)測系統(tǒng)，采用20余層，每

降式每個車位的成本較低。車位足夠的安全措施和消防系層可停放

的布置形式多樣。統(tǒng)，相對比較故障率高。20?40輛。

進出口多，可供多輛汽車同

此系統(tǒng)十分龐大，占地面

時進出，可自動計算旋轉(zhuǎn)角

積大，所需的驅(qū)動力大，噪

度，實現(xiàn)最佳調(diào)度，停位準

多層圓音大，若出現(xiàn)故障，則整個

確，可在一分鐘內(nèi)完成作。總共10~

盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，無法

造價合理，且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件100輛

式正常運行。而且外層的汽車

可組合安裝，安裝、維修費

沒有開出，中間的汽車無

用低廉。適合于車輛密集區(qū)

法開出來。

域或都市繁華地段

1.2.升降橫移立體車庫調(diào)研

1.1.3升降橫移式立體停車庫的特點

在眾多的停車設(shè)備中，升降橫移式立體停車的優(yōu)點比較突出，主要表現(xiàn)在以

下六個方面：①節(jié)約占地面積，充分利用空間。一般來說，升降橫移式立體停

車庫的占地面積約為平面停車場的1/2-3/25,空間利用率比建筑自走式停車庫提

高了75%O②相對造價比較低。升降橫移式立體停車庫每個泊位約5萬元，而

建筑自走式停車庫每個泊位的造價約為15萬元以上。③使用方便，對操作人員

文檔僅供參考

的要求不高，操作簡單、安全、可靠，存取車快捷，維護也很方便。一般存取一

輛車約為80秒。④減少了因路邊停車而引起的交通事故。在許多城市的主要地

段，司機往往沒找著停車場就把車?？吭诼愤叄@樣就很容易阻塞交通，甚至引

起交通事故。⑤增加了汽車的防盜性和防護性。在車庫的系統(tǒng)中配置有智能防

盜裝置、防火裝置等，增強了車庫的整體安全。⑥改進了市容環(huán)境。在現(xiàn)代化

的車庫的設(shè)計中，不但僅只是為了滿足停車要求，更主要的是讓其融入城市的整

體建筑環(huán)境中，成為現(xiàn)代化大都市一道獨特的風(fēng)景。

升降橫移式立體停車庫是全自動化的停車方式，也是今后停車改革的主要方

向。特別是寸土寸金的大城市，采用機械式立體停車方式，顯得尤為必要，而升

降橫移式立體停車庫也在機械式立體停車庫中顯得更加普遍化、居民化和實用

化。

1.1.4升降橫移式車庫分類

（1）地上多層升降橫移式

（2）半地下兩三層升降橫移式

（3）單柱升降橫移式

文檔僅供參考

(4)跨梁升降橫移式

單柱形式在結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定性好，其強度、剛度比較好，安裝也較方便，特別適

用于多層式和重列式的升降橫移類立體停車庫?？墒沁@種形式不便于車輛的駛

入，車庫的成本也相應(yīng)的提高了。

跨梁形式中應(yīng)用比較典型的是二柱結(jié)構(gòu)型式，這種型式的停車設(shè)備的最大優(yōu)

點視野寬闊，存取車方便。不利的方面主要表現(xiàn)在對設(shè)備運行的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)框

架的強度、剛度、設(shè)計要求高。它主要用于二層升降橫移類立體停車庫。

后懸臂形式無前柱，對汽車進出載車板較好，但因主框架在后側(cè)，定性較差,

且一般不能做重問題。

1.1.5功能要求

(1)主要功能要求

升降橫移立體車庫主要實現(xiàn)的功能是經(jīng)過升降橫移方式進行停車取車，設(shè)計

中應(yīng)首先保證該功能正常實現(xiàn)。其實現(xiàn)方式如下:

地面以上布置的升降橫移立體

圖1地上3x3升降橫移立體車庫運動原理圖

文檔僅供參考

車庫運動特點如圖所示：底層只能左右橫移，頂層只能上下升降，中間層既可上

下升降，又可左右橫移。除頂層外，中間層和底層必須預(yù)留一個空車位，供進出

車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M出車時，無需移動其它托盤就可直接進出車；中間層、

頂層進出車時，先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時要進行相應(yīng)的橫

移處理，直到下方為空才可進行下降和進出車動作，進出車后再上升回到原位置。

其運動總原則是：升降復(fù)位，平移不復(fù)位。地下布置、半地上半地下布置車庫的

結(jié)構(gòu)與此類似。

（2）其它功能要求

機械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不但包含了機械停車設(shè)備，其

規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通

風(fēng)排水、環(huán)境保護、安全消防、收費管理等各學(xué)科領(lǐng)域。最主要有以下幾個方面:

1）、安全功能。升降橫移車庫除了考慮正常停車取車功能外，最主要的額外

功能便是裝置的安全和意外事故的處理。包括：升降機構(gòu)靜態(tài)和動態(tài)安全保護措

施，即載車板在停止和運行過程的支撐或懸掛零件發(fā)生破壞時的安全性保證；車

輛超載、超尺寸及停放不妥當(dāng)?shù)膱缶到y(tǒng)；采取封閉護欄方式防止人或其它東西

進入車庫，若動作區(qū)域有人或物、運行過程中有車想開進等意外情況，應(yīng)采取報

警，同時使設(shè)備不運行或停止運行；另外，需要車庫設(shè)置較好的通風(fēng)、排水系統(tǒng)

以及便捷有效的消防系統(tǒng)。

2）、檢測功能。車庫中應(yīng)該運用一些有效的傳感器，如煙溫傳感器、檢測斷

繩松繩或斷鏈報警的位移傳感器，以及警示裝置、緊急停車開關(guān)、手動按鈕、復(fù)

位開關(guān)等。

3）、車庫美觀環(huán)保要求。設(shè)計車庫中除了正常功能及相關(guān)安全保障措施外，

應(yīng)考慮美觀、環(huán)保等要求，盡量保證讓人使用舒適便利。

4）、管理功能。對于小型車庫可采取人工收費人工監(jiān)控，或者采用半自動化

控制方式進行管理，對于大型復(fù)雜的車庫應(yīng)設(shè)置自動管理系統(tǒng)。

應(yīng)用環(huán)境

升降橫移式立體車庫由于造價成本較低、配置靈活、拆卸也比較方便，能夠

最大程度降低風(fēng)險系數(shù)，取得成功。而且，當(dāng)前中國多數(shù)小區(qū)采用的也是多層升

降橫移式立體停車設(shè)備，大規(guī)模的倉儲式機械停車庫還很少，因此升降橫移式立

體車庫適于中國的停車環(huán)境，易于進行市場推廣，可行性高。

升降橫移車庫停車取車過程在立體車庫中是較好的一種，但相對于常見的普

通車場較為復(fù)雜一些，不宜應(yīng)用于車輛頻繁出入的公共場所，而是廣泛適用于住

宅小區(qū)、寫字樓、酒店、賓館等停放周期相對長一些地方。對于車輛頻繁出入的

場所，應(yīng)改用流動性較好的車庫或建造普通停車場。

同時，升降橫移車庫對車輛尺寸型號及載重限制較大，一個車庫只適用于某

些特定型號的車輛停放，大部分常見來停放常見小型車輛。

另外，在地形上來說，升降橫移車庫與地面平齊的一層需要每輛車都能夠出

入，因此相對于其它部分立體車庫需要出口面較寬。

文檔僅供參考

1.1.6使用要求及相關(guān)問題

（1）對可靠程度的要求

1）、要求試車、檢驗安全可靠性、按照土建項目的質(zhì)量要求進行基礎(chǔ)的質(zhì)量

驗收；2）要求定期檢修、更換重要部件；3）傳動、支撐使用的鋼索和鏈條就要

經(jīng)常檢修、維護，安全使用的傳感器、定位使用的定位開關(guān)等其它定位設(shè)備要經(jīng)

常檢修、更換。4）對停放車輛的尺寸、外形、重量都有限制。

現(xiàn)在使用的升降橫移立體車庫中，限定尺寸有很多種，但相差不會很大，例

如上海金冠生產(chǎn)的車庫的限定尺寸和限定重量為：

5）要求有過載保護

項目單位技槌能參數(shù)

適驛輛長謊福Mm建米）上車位45000x1850x1550

下車位<5000x1850x1550

KG（千克）上車位＜1700

下車位＜2000

車位尺寸覓MM建米）2400

長MM（至米）5450

如果出現(xiàn)過載現(xiàn)象要有保護措施，例如，車輛超重的情況下，設(shè)置有鎖定支

撐裝置，比如，調(diào)研中看到的鉤子，避免事故的發(fā)生。

6）要求有應(yīng)急措施，如斷電、繩索突然崩斷等

7）要有應(yīng)急預(yù)案，重大存在安全隱患的因素有：機械傷害、觸電事故、交

通安全事故、火災(zāi)爆炸事故、高空墜落事故等，制定合理的應(yīng)急預(yù)案，讓事故現(xiàn)

場有最小的損失。

另外，要求操作人員掌握一定的機電知識；操作人員應(yīng)經(jīng)常進行常規(guī)檢查；

要求使用環(huán)境不能超過要求范圍；每次開機前對設(shè)備進行檢查;要求要有過載（超

重、超長）檢測警報，一旦警報響即便采取措施。

（2）實地調(diào)研中對安全可靠性方面的措施

文檔僅供參考

例：為

防止在工作

中人員誤闖

入，車庫四

個角上放著

報警裝置，

并方有監(jiān)控

設(shè)備（圖2、

圖3）

例：即

起定位支撐

又起在靜止

時保護車架

不發(fā)生掉落

的防墜器，

如果鋼索斷

了，能起到

支撐作用

（圖4、圖

5）

（3）安全事故分析

文檔僅供參考

1）案例1：,濟南水景華庭小區(qū)內(nèi)，一輛高約1.78米的白色面包車駛?cè)胂?/p>

高1.55米的立體車庫內(nèi)，導(dǎo)致其它車輛和車庫受損。（車庫限高1.55米，肇事司

機屬于外來人員）。

分析原因：

保安沒制止其行為并對其說明，這是操作人員的主觀失誤，未能合格的做好

操作引導(dǎo)。

停放車輛超過了限高，其原因一方面是司機沒注意限高提示，另一方面是車

庫沒能將這種重要提示放到容易看到的地方。

警示：

選用操作人員時不能馬虎，更方面都要過關(guān)

安全提示一定要放在司機容易看到的地方

2）案例2：,杭州西湖文化廣場地下升降橫移立體車庫的車位鋼板突然發(fā)

生傾斜，正巧砸中了紅色“馬六”的車頂。所幸，當(dāng)時車上沒人，并無人員受傷。

分析原因：

發(fā)生機械故障：定位開關(guān)壞了，下車位還沒移開，上車位就開始下降；定位

開關(guān)損壞的原因是因為車主在存取車過程中經(jīng)常會踩到，一段時間后就損壞了。

操作人員沒能在事故發(fā)生前制止事故，操作人員對事故的處理能力不夠

警示：

像定位開關(guān)，傳感器這些保證定位和人員安全的設(shè)施要布置在人員不易碰撞

到的地方；

操作人員的對事故的處理能力要進行足夠的培訓(xùn)。

（4）存在問題

每組車位必須預(yù)留空車位以實現(xiàn)上層車輛的移位，這樣空間使用率還不太

高；安全性有待提高；相對于公共停車場性價比還不夠高；存放大型車輛不方便、

尺寸限制大；存取車輛所使用的時間還有待縮短；新手停車很容易碰到車，不易

停到相應(yīng)位置。

（5）用戶要求

安全性高；使用便捷；結(jié)構(gòu)美觀；噪聲??；造價低；上下班高峰期能夠高效

的實現(xiàn)存取車輛。

第2章升降橫移車庫設(shè)計

■方案綜述

2.1.1結(jié)構(gòu)綜述

根據(jù)立體車庫及升降橫移車庫存在的問題及用戶的需求，當(dāng)前主要是從車庫

整體設(shè)計方面進行解決。升降橫移立體車庫能夠分成鋼結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、

文檔僅供參考

傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)五大部分組成。

(1)、鋼結(jié)構(gòu)部分

升降橫移式車庫選用鋼架結(jié)構(gòu)，具有較大的優(yōu)點?？煽啃愿撸徊牧系膹姸雀?

鋼結(jié)構(gòu)自重小；材料的塑性和韌性好；鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短；鋼結(jié)構(gòu)密

閉性好。因而在經(jīng)濟性能和安全性能方面較好。

另外，在設(shè)計中，利用地坑式設(shè)計方法中，最底層和地面層的載車板均可搭

在與地面接觸的支點上，也能節(jié)省剛架構(gòu)材料。

地面式五層車位的鋼架結(jié)構(gòu)地坑式三層車位的鋼架結(jié)構(gòu)

⑵、載車板部分

載車板用來承載庫存車輛，按結(jié)構(gòu)形式有框架式和拼板式兩種。框架式載車

板用型鋼和鋼板焊接承載框架，并多數(shù)采用中間突起結(jié)構(gòu)，在兩側(cè)停車通道和中

間凸起的頂面鋪設(shè)不同厚度的鋼板。這種載車板的優(yōu)點是可按需要設(shè)置行車通道

寬度，并具有較好的導(dǎo)入功能，適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)。拼板式載車板

用鍍鋅鋼板一次沖壓或滾壓成組裝件，采用咬合拼裝成載車板，用螺栓緊固連接,

拼裝前能夠先對組件進行各種表面處理，如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀。

載車板類型特點缺點

需要設(shè)置行車通道寬度,并具有較好的導(dǎo)入功能，

框架式

適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)

123456

---------m-------'i

1一防墜落裝置2、4一空心方鋼3—3mm鋼板5、6一角鋼7—1mm鋼板

強度大、剛度好、重量輕、減少基礎(chǔ)承力，為整

拼接式

體折彎成型，適合于批量生產(chǎn)

文檔僅供參考

平板式載車板及拼合示意圖

另外，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點來分也可分為三類：1、整體折彎拼焊型；2、拼裝型;

3、折彎斜接型。性能特點比較如下：

表1三類載車板特點比較

枚能特點描述

比較項目

整體折彎揀惇型拼裝型折彎像凄型

部件件■輕里較輕

材料供應(yīng)花墳板鋼板/曾異銅板花紋板

零件件成簡單較多較簡單

生產(chǎn)設(shè)備專用設(shè)備濠壓機,埃具通用設(shè)備

工藝性能較好一般較好

機椅性能網(wǎng)住.強度好剛性.強度好測性、電度一般

維護性能容易較繁銷較易

安裝性能方便，快捷需起吊安裝繁瑣，無胃起用方便，需起吊

誰放.運輸裝卸.運玲較難運輸方便裝卸、運輸較難

外觀效果平滑,美觀不平涓、外觀不好放好

（4）、控制系統(tǒng)

文檔僅供參考

以PLC搭建的立體車庫控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了鍵盤輸入地址和動作指令、LED顯

示車位、系統(tǒng)分別控制相應(yīng)方向上的電機工作到達指定位置，存取機構(gòu)完成存取

過程，系統(tǒng)自動恢復(fù)的全套動作。對于系統(tǒng)功能方面，盡可能用軟件實現(xiàn)代替硬件,

降低了系統(tǒng)的開發(fā)成本。只要根據(jù)需要進行擴展，就能夠完成大型立體車庫系統(tǒng)

的設(shè)計。

（5）、安全防護系統(tǒng)

標尺指示

水平指示

-0-下降指示

上升指示

慢速設(shè)定

制劭

下降

3命JJ裝吧?

車庫的安全防護措施非常重要，在眾多的車庫中車輛的高價性與車庫自身的

價值相差很大，并與客戶對車庫的信任度有著密切的聯(lián)系。對于升降橫移式立體

車庫，它的安全防護措施要做到以下幾點，并配備有相應(yīng)的防護裝置。

1）防火措施：在車庫中安裝有溫?zé)焸鞲衅鳎蓪噹斓幕鹎閷嵭袑崟r監(jiān)控,

并把監(jiān)控信號傳給中央控制系統(tǒng)。

2）急停措施：在發(fā)生異常情況時能使停車設(shè)備立即停止運轉(zhuǎn)，在操作盒上

安裝有緊急停止開關(guān)，并設(shè)為紅色，以示醒目。

3）阻車裝置：在很多情況下停車時，司機必須要把車停在載車板合適的位

置上，一般在載車板的后端一側(cè)安裝上一高25mm以上的阻車擋鐵。防止超限運

行裝置：停車設(shè)備在升降過程中，在定位開關(guān)上方裝有限位開關(guān)，當(dāng)定位開關(guān)出

現(xiàn)故障時，由限位開關(guān)使設(shè)備停止工作，起超程保護作用。

4）人車誤入檢出裝置：設(shè)備運行時，必須裝有防止人車誤入裝置，以確保

文檔僅供參考

安全，一般采用紅外裝置。一旦檢測到在車庫運作時，有人或其它物體進入車庫,

系統(tǒng)就會使這個車庫停止運作。

5）防止載車板墜落裝置：當(dāng)載車板升至定位點后，需設(shè)置防墜裝置，以防

止載車板因故突然落下，傷害人車，一般防墜裝置采用掛鉤形式。掛鉤防墜方式

為電磁鐵驅(qū)動。

2.1.2傳動方案設(shè)計

在傳動方案設(shè)計中，主要有三大部分和其它部分的設(shè)計，即升降方式、

橫移方式、驅(qū)動方式，以及相關(guān)的保護裝置等。下表為傳動方案的分類情況及相

關(guān)的設(shè)計要求。

表1傳動方案分類及設(shè)計要求

升降方式橫移方式驅(qū)動方式

鋼絲繩鋼絲繩電機驅(qū)動

鏈條鏈條動態(tài)和靜態(tài)卸

鋼絲繩鏈條組合齒輪（或齒條）載（保護）裝置，

液壓液壓液壓驅(qū)動限位設(shè)計。鋼絲繩、

連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)鏈條的張緊及卸載

滾珠絲杠滾珠絲杠氣壓驅(qū)動

（或二者相應(yīng)組合）

設(shè)計要求：三層、每層5個車位（含空位）、地坑式或地面式，有過載保護,

防墜落裝置，盡量實現(xiàn)接觸緩沖，穩(wěn)定性要求，防載車板傾斜。

2.1.3傳動方式的整體特點

（1）、驅(qū)動方式特點

表2驅(qū)動方式種類及特點

裝置優(yōu)點缺點

驅(qū)動速度慢，無行程保護，易發(fā)生撞擊，電機

電機驅(qū)動精確度驅(qū)動方式多數(shù)設(shè)計情況每個車都有提升電機和

電機驅(qū)

高，調(diào)速方便，負橫移電機，而齒輪泵的磨損、電機本身以及減

動

載中等速箱等部件的損耗致使故障點多，維護復(fù)雜，

費用高

液壓系統(tǒng)具有1）油的泄漏和液體的可壓縮性會影響執(zhí)行元件

很大的功率質(zhì)量運動的準確性，故無法保證嚴格的傳動比。2）、

比，適合于大負載對油溫的變化比較敏感，不宜在很高或很低的

液壓驅(qū)

的情形。溫度條件下工作。3）、能量損失（泄漏損失、

動

其優(yōu)點在于它溢流損失、節(jié)流損失、摩擦損失等）較大，傳

的高精度、高靈敏動效率較低，也不適宜作遠距離傳動。4）、系

度和安全性。比如統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不易查找原因。

文檔僅供參考

在一些工作區(qū)域

對所帶電壓有要

求的場合。

氣壓驅(qū)結(jié)構(gòu)簡單、安全可

精度、可控性差，推力偏小。

動靠、價格便宜

（2）、傳動方式特點

表3傳動方式的特點

傳動方比較適宜的配置

特點缺點

式（或組合）方法

提升晃動幅度大，需要外卷筒

具有卷揚式（卷筒）和剎車盤，增加了安裝調(diào)試的

曳引式（滑輪）。穩(wěn)定時間和造價，制造復(fù)雜且影響

電機、減速裝、

鋼絲繩性好，載車板提升的美觀，安裝時可能造成繩體打

卷筒、滑輪、鋼

傳動高度能夠不加限制，結(jié)或小股斷裂，造成安全隱

絲繩、配重構(gòu)成

造價比較低，跳絲、患。易損壞，需頻繁更換，同

斷絲容易判斷時維護與更換需要換掉整根

繩。

穩(wěn)定性好，傳動簡單主要由電機、小

可靠，維修簡單，只鏈輪、大鏈輪、

沖擊比較大，有提升高度的限

鏈條傳需將破壞鏈節(jié)更換主軸、提升鏈輪、

制，安裝調(diào)試時需要注意是否

動掉，造價低廉。環(huán)境提升鏈、平衡鏈、

有咬鏈的情況出現(xiàn)。

適應(yīng)性好，可在高溫載車板、導(dǎo)向塊

潮濕環(huán)境下工作構(gòu)成

液壓同液壓驅(qū)動

尺寸小，壽命長，性緩沖吸振能力差，安裝精度要

齒輪能一般。開式可用于求高，環(huán)境適應(yīng)性一般，傳動短距離

低速低精度傳動距離短。

運動副一般均為低

副，壓強較小，載荷

部分需要防死點及自鎖，運動

連桿傳大；有利于潤滑，磨

累計位移誤差大。需要平衡慣適于低速運動

動損?。贿\動副元素的

性力，高速情況下難以平衡

幾何形狀簡單，加工

簡單。

電機帶動滾珠絲杠驅(qū)

成本較高，運行平穩(wěn)性較鏈條

滾珠絲動載車板作升降動

驅(qū)動的差，要求滾道密封性密封性能要求高

杠傳動作。摩擦阻力小，結(jié)

好。

構(gòu)簡單

電傳動結(jié)構(gòu)簡單，高效等特對電機要求很高，系統(tǒng)復(fù)雜，現(xiàn)主要用于航天

文檔僅供參考

點維護困難，成本高，故障率高方向。當(dāng)前不宜

應(yīng)用

■具體方案分析與介紹

2.2.1絲杠螺母方式

由電機帶動小齒輪，將動力傳遞給大齒輪，再經(jīng)過內(nèi)螺紋（可制成滾珠

及滾道方式）將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)榻z杠的直線運動，絲杠與載車板相連，從而帶動載

車板的橫移和升降。

2.2.2連桿機構(gòu)

由曲柄滑塊機構(gòu)帶動載車板升降（橫移），載車板一般采用后懸臂式。

文檔僅供參考

上述支撐方案中，曲柄滑塊機構(gòu)可采用如下機構(gòu)，由曲柄滑塊與四桿機構(gòu)組

成。滑塊在極限位置時候有較長時間近似停歇功能，因此載車板幾乎平穩(wěn)到達相

應(yīng)位置，沖擊小，不需要特別的減震裝置。

/

/

/

/

2.2.3液壓機構(gòu)

液壓機構(gòu)進行傳動傳力大，具有行程保護、過載保護優(yōu)勢，具有防墜落架隨

車位運動，自身無任何機械動作，較一般采用的電磁式防墜落裝置易發(fā)生的線路

故障、電磁鐵損壞、安全鉤打不開等技術(shù)缺陷，防墜落架具有零故障、無需維修、

更加安全可靠等優(yōu)點。但無法保證嚴格的傳動比；對油溫的變化比較敏感，不宜

在很高或很低的溫度條件下工作；能量損失（泄漏損失、溢流損失、節(jié)流損失、

摩擦損失等）較大，傳動效率較低，也不適宜作遠距離傳動；系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，

不易查找原因。

文檔僅供參考

可選零件：

液壓馬達：雙向定量馬達；

液壓缸：單活塞桿雙作用缸；

儲油箱、過濾器、可調(diào)節(jié)流閥、分流閥、二位三通電磁換向閥。

外嚙合齒輪泵：利用齒和泵殼形成的封閉容積的變化，完成泵的功能，不需

要配流裝置，不能變量。結(jié)構(gòu)最簡單、價格低、徑向載荷大。

電磁換向閥：選用濕式電磁鐵，壽命長，其電源采用直流型。交流型電磁鐵

啟動電流大，在閥芯被卡主時易使電磁鐵線圈燒壞。直流式工作可靠性，壽命長,

換向沖擊小，頻率高。（電源系統(tǒng)要有一套降壓和整流裝置，費用高。但閥內(nèi)帶

有整流器，通入的交流電經(jīng)整流后再供給給電磁鐵，使用方便）。

2.2.4鋼絲繩傳動升降方式

傳動路徑：電動機——聯(lián)軸器——小鏈輪——大鏈輪一一鋼絲繩滾筒

鋼絲繩——滑輪一一載車板

文檔僅供參考

該方案優(yōu)點：適合傳遞長距離的負載，能夠承受多種載荷及變載荷的作用；

承載安全系數(shù)大，使用安全可靠；具有較高的抗拉強度、抗疲勞強度和抗沖

擊韌性；耐磨、抗震、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好。

該方案缺點：鋼絲繩過載斷裂時危害嚴重；須定期更換鋼絲繩，檢查潤滑狀

態(tài)O

安全措施及卸載方式

鋼架設(shè)置掛鉤于載車板下方防止載車板墜落

載車板提升到位后，鋼架下半部彈出的銷與載車板上的孔配合，從而卸載,

使鋼繩變松。

2.2.5齒輪傳動橫移方式

橫

移

方

向

傳動路徑：電動機——聯(lián)軸器——齒輪減速器一一橫移軸——橫移行走輪

優(yōu)點：效率較高，傳動比穩(wěn)定，工作可靠性高，壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可

靠。

缺點:制造和安裝精度高，維護成本高，應(yīng)用環(huán)境要求高，潤滑條件要好，不

適合灰塵較多以及距離較遠的兩軸之間的傳動。

文檔僅供參考

傳動路徑：電動機一一聯(lián)軸器一一小鏈輪一一大鏈輪一一橫移軸

——橫移行走輪

優(yōu)點：能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高，傳遞功率大，過載能力強;

能在低速重載下較好工作；能適應(yīng)惡劣環(huán)境如多塵、油污、腐蝕和高強度場合。

缺點：瞬時鏈速和瞬時傳動比不為常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲，磨損后易發(fā)

生跳齒，不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用。

2.2.7鋼絲繩提升方式

1,載車板；2,卷揚筒；3,軸；4減速器；5,電動機；6,鋼絲繩；7,限

位器；8,定滑輪；9,電磁鐵；10,掛鉤

文檔僅供參考

優(yōu)點：1、機械結(jié)構(gòu)簡單；2、每個載車板的電機和鋼繩都是獨立的，某個電

機壞了，其它的車依舊能夠?qū)崿F(xiàn)存?。ǔ四禽v車正上方的）3,鋼絲繩價格低;

缺點：1、鋼絲繩壽命短，需要常更換；2、因為每個都有單獨的電機，容易

出現(xiàn)電機故障，故障排查麻煩；

文檔僅供參考

2.2.8鋼絲繩與鏈條組合提升方式

概況：該方式經(jīng)過電機帶動鋼絲繩，在經(jīng)過定滑輪與動滑輪提升載車板后面,

同時地上層與地下層的同一面載車板經(jīng)過同一條鏈條牽引。地面層只能橫移，地

上層只能升降，地下層也只能升降；

優(yōu)點：1、升降總的只用兩個電機，排查故障和更新設(shè)備就比較方便；2、-

個豎直面的升降使用兩根鏈條，節(jié)省鏈條使用數(shù)量；3、鏈條外廓尺寸大，環(huán)境

適應(yīng)性好，可在高溫潮濕環(huán)境下工作。

缺點：1、鏈條穩(wěn)定性不夠好；2、電機數(shù)量少，電機的使用次數(shù)就增多，更

換周期就段。

文檔僅供參考

概況：統(tǒng)一由一處實現(xiàn)升降，其余位置載車板沿橫移軌道運動實現(xiàn)橫移。

優(yōu)點：1,架構(gòu)簡單，加工布置方便；2,總的只用到4個電機，節(jié)省電機；

3,只用到兩個載車板，更新方便；4、鋼繩便宜；5,存取車速度快；

缺點：1.空間利用率低，對于車多的地方不適宜；2、那兩組鋼絲繩經(jīng)常使用,

容易出故障。

第3章具體方案參數(shù)設(shè)計

■方案選取

本設(shè)計所選方案為鋼絲繩提升方案，用獨立電動機實現(xiàn)升降，橫移方式為每

個電機單獨控制，所選方案示意圖如下圖所示。

文檔僅供參考

1.3.升降系統(tǒng)參數(shù)計算及零件選擇

3.1.1主要設(shè)計參數(shù)

文檔僅供參考

類型三層升降橫移式立體車庫

存放輛數(shù)13形式第二層可升降

全長5200mm全寬1900mm

全高1500mm全重1900kg

升降速度0.15m/s橫移速度8m/min

根據(jù)車位規(guī)格：(5200X1900X1500)nun；重量：kg。

確定車位尺寸：

停車長：車長+200=5200+200=5400mm；

停車寬：車寬+500=1900+500=2400mm；

停車高：車高+5021600,停車高=1600皿。

3.1.2鋼絲繩的選擇與計算

鋼絲繩根據(jù)不同工作條件，必須保證一定的安全系數(shù)，依據(jù)JB/T8910-1999

升降橫移類機械式停車設(shè)備有關(guān)文獻，推薦機械是立體車庫的安全系數(shù)S要

大于7,即

小可(3-D

其中，■：鋼絲繩破斷拉力；

FmM:鋼絲繩最大工作靜拉力(N)；

S：鋼絲繩的安全系數(shù)；

耳=鶴)0-2)

0：鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù)；

F°：鋼絲繩破斷拉力總和(N)；

把(3-2)代入(3-1)式：

FS

E>(3-3)

(P

文檔僅供參考

由（3-5）式便可確定鋼絲繩的直徑d:

d=cH（3-4）

d:鋼絲繩最小直徑（mm）；

<：：選擇系數(shù)（11101/）；c=I-

[ks卜

其中：n—安全系數(shù)，取n=7;

k一鋼絲繩控制折減系數(shù)，取k=0.92;

。一鋼絲繩充滿系數(shù)，取。=0.46;

外一鋼絲公稱抗拉強度，%=1770MPa;

求的c=0.117mmVN；同時凡、=也也^xg="5￥Sx9.8=6242N帶入

max44

（3-2）可得d=9.24mm；根據(jù)GB/T8919-選擇的鋼絲繩為6*19S+FC,d=12,

Fp=84.IkN,m=53.Ikg/lOOm,crb=1770IVIP

Ll>5400+1600*2=8600mm,L2>3200

3.1.3滑輪的選擇

滑輪一般用來導(dǎo)向和支承，以改變繩索及其傳遞拉力的方向或平衡繩索

分支的拉力?；喼睆绞怯绊戜摻z繩允許偏角的主要因素，在鋼絲繩直徑一

定的情況下，滑輪直徑越大，允許偏角越小。如果滑輪直徑小必然造成鋼絲

繩纏繞的曲率半徑小，致使鋼絲繩的彎曲應(yīng)力增加，因此對于某一直徑的鋼

絲繩，確定滑輪直徑應(yīng)考慮鋼絲繩的彎曲強度和偏角兩個影響因素?；喌?/p>

繩槽深度是影響鋼絲繩允許偏角的又一因素，繩槽越深，允許偏角越大。但

其對偏角影響一般不超過0.50,但考慮槽深更利于鋼絲繩不跳槽現(xiàn)象的發(fā)生,

因此在鋼絲繩直徑一定的情況下，選用深槽滑輪。

承受載荷不大小尺寸滑輪（D<350mm）一般制成實體輪，用Q235-A或

鑄鐵（如HT150）.承受載荷大的滑輪一般采用球鐵（如QT420-10）或鑄鋼

文檔僅供參考

(如ZG230-450、ZG270-500或ZG、35Mn等)、鑄成帶筋和孔或幅輪的結(jié)構(gòu)。

大型滑輪(D>800mm)一般用型鋼和鋼板的焊接結(jié)構(gòu)。因而使用ZG450。

滑輪直徑D。2h-d=18xl2=216mm；取值315mm。

h—與工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)；

d—鋼絲繩的直徑。

選用鑄造滑輪

查起重機設(shè)計手冊，得

%

文檔僅供參考

E）型按Ez型按

ih5bubiiiSR

GB276GB283

801001401707080636082164221626

3.1.4滾筒的設(shè)計計算

材料的選擇：根據(jù)國家標準，卷筒的材料一般采用不低于HT200鑄鐵、特殊

需要時能夠使用ZG230-450,ZG270-500鑄鋼或使用Q235-A焊接制造。根據(jù)

需要采用HT300o

卷筒直徑：21M=〃d=22.4xl2=268.8mm(3-5)

d-鋼絲繩直徑；

h-與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)，查表"系數(shù)h值"

根據(jù)JB/T9006.1—1999和已有的成品選擇D=315mm。

卷筒上有螺旋槽部分長

文檔僅供參考

4350x1

4=(乙-W+zJp=(.+2)x7=44.2\mm(3-6)

°兀Do3.14x321

“m"一最大起升高度，"儂=1950+2400=4350/wn；

。一滑輪組倍率；

4一卷筒計算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑

421.5—為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)，取2；

P一繩槽節(jié)距；

D()=D+d=315+6=321mm

D一卷筒名義直徑，D=315mm；

卷筒長度：單層單聯(lián)卷筒5=4+2L,+L2(3-7)

單層雙聯(lián)卷筒乙=2(4+4+乙)+m(3-8)

多層卷繞卷筒L(3-9)

;rn(D+nd)

右一無繩槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要決定

4一固定鋼絲繩所需長度，L乏3P=3x7=21mm

m—中間光滑部分長度，根據(jù)鋼絲繩允許偏角決定

I一多層卷繞鋼絲繩總長度，I=Hmma

n—多層卷繞圈數(shù)

根據(jù)需要和空間限制，選擇單層雙聯(lián)卷筒

Ld=2(44.21+74+21)+88=366.42mm

根據(jù)R40系列和實際需要取值為600mmo

文檔僅供參考

□

采用階梯軸，外面選用D=30；里面選用D=40,長500

文檔僅供參考

3.1.5電動機和減速機的設(shè)計計算

v0.15

滾筒轉(zhuǎn)速:Yl---.、9r/min；

n-d3.14x(0.315+0.0025)

分配Q=2.2

則，減速器后輸出轉(zhuǎn)速為19.8

選擇選擇YO系列減速電動機，(JB/T6447-199