三层立体车库机械设计毕业设计论文.docx

本科生毕业论文

第1章 绪 论
1.1 概述
随着我国经济的飞速发展，城市面积扩大，汽车工业高速发展，国名收入水平逐步提高，城市交通中的车辆越来越多，由此产生了大量的问题，停车位的紧张也是其中之一。怎么使用不多的土地和空间，尽最大可能地停放车辆已然成为了一个大问题。立体车库诞生后，靠其使用土地面积少、泊车率高、安放灵活、性价比极高、耗能低、可靠并安全等优点，最大可能地安放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。
1.2立体车库分类
停车场有三类，1地下停车场，2地面停车场，3立体停车库。立体停车库分为2类:一类为非机械式，一类为机械式机械式。以下提到的立体车库，全都指机械式。目前常见的机械式立体车库有：
1.2.1升降横移类；
1.2.2平面移动类；
1.2.3垂直循环类；
1.2.4巷道堆垛类；
1.2.5简易升降类；
1.2.6垂直升降类；
1.2.1升降横移式
 产品特点：
1
采用模块化设计，由于型式比较多，规模可大可小。
2
采用电机加钢丝绳（或起重链条）驱动，运行平稳，噪音不大。
3
装置可靠，故障少，设计行程控制功能。
4
经济适用，维护成本低，建造方便，布局灵活，适应性广。
缺点：工作时要保留空车位，且车位的移动复杂。

图1-1 升降横移式立体车库
1.2.2平面移动式
产品特点：
1
泊车室设有对停放车辆，超长超宽超高超重的检测设置，保证停入车辆为符合车辆。
2
车库在运行当中，停车室的门主动的封闭，此时不容车辆出入。
3
停车场以建筑物标准，设立消防及排风设施。
4
存取车花费时间少，升降机与横移小车各自划分工作职能 ，提高了车辆吞吐能力。
5
个别地区产生故障时，能做到其他区域不受到影响地正常运作，应此更为便利。
6
采用多重保护措施，安全性能卓越。经过计算机和触屏界面地一并经管，可全面看管车库的地运转状态，而且还操纵简易。
缺点：设备布置杂乱，发生故障率高。存车超过二十辆时，取车人较多时，排队太长。

图1-2 平面移动式立体车库
1.2.3　垂直循环式　
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
售价低，土地、外修饰、消防等投入小，组建时间短，并且能够多台组合。
4
可采用计算机控制，一键使用PLC控制调车， 实现存取车。
5
一般不规定通风要求，不需要太多照明，电量消耗少。
缺点：进出够太少，多数只有一个出入口，取车高峰耗时长。

图1-3 垂直循环式立体车库
1.2.4　巷道堆垛式
  　　巷道堆垛式立体车库选用堆垛机当做存取车辆的设备，车辆全都由堆垛机实现存取，所以对堆垛机的提出了很高的要求，致使堆垛机成本很高，是以巷道堆垛式立体车库仅仅适合泊车位数需要较多的大客户。
产品特点：
1
可设置在地上也能放在地下，实现空间的高效利用。
2
载车板同时运转升降和横移，存取车更加便利。
3
封闭式管理，减少外来因素干扰，更加保障安全。
4
存取车辆是依靠升降机、行走台车以及横移设备运送载车板达到目标的，全部过程已全自动。
5
各层行走台车加上固定式升降机的组合形式，可达到多路同时存取车的目的。
缺点：增加了巷道内往复运输的时间，每次存取，必须按固定程序操作，效率较差。

图1-4 巷道堆垛式

1.2.5简易升降式车库：
产品特点
1
一个车位可以停放两部车 。方便多车家庭使用。 　
2
架构简单实用，无用特殊处理地面。适用性广。
3
能够随意意迁移，变通的模块化设计，安装简易，能够多台设备或一台设备组合。
4
配备专用开关，防止陌生人启动动设备。
5
下部设置红外线检测，得以实现车辆安全停放 .
6
存在车板防下落保险配置，确保安全。
缺点：一般多为两层，力学布局不合理，三层及以上运行摇摆较大。

图1-5 简易升降式车库

1.2.6垂直升降式
产品特点：
  　　垂直升降式立体车库借助成熟的升降电梯运行方式，在提升机的侧边布置泊车位，运用提升装置把车辆输送到需要的层数，一般地面要配置车辆旋转台，以便免去司机调头。
产品特点：
1
占地面积小，存放车辆多，高层建筑可以最大化的减少一车占地面积。
2
能够让多车位在同一时间进出口，最大化减少等待时间。
3
智能化程度高，可以提前预约存取车，操作便捷。
4
绿色环保车库，能够借助车库外的空隙完成绿化，把车库变为一个被绿化的设备，这样利于对城市的美化。
5
可外置广告牌，增加其商业价值。
缺点：对停车装置的安全性，精度等需求极高，因此价格高昂。

图1-6 垂直升降式

1.3国内外研究现状
1.3.1国外发展状况
第一座机械式立体停车设备被创造出来后。在后来的50年代，欧美国家渐渐投入使用多种类型的立体车库;从60年代以来，在商业繁华地区，建筑物高度密集，没有大量的地皮用于停车场的建设。在这时，立体式停车设备才得以发挥作用。亚洲的泊车设备技术最早开始于日本，日本从60年代开始，就有做机械停车设备的相关公司， 80～90年代初，由于“计算机技术”，“电力电子技术”飞速发展，被计算机自动控制地机械式立体停车设备在日本大量售卖。在日本从事生产机械式立体车库的公司有百余家，比较大的公司有三菱重工等。随着城市地发展，日本开始年年投入使用数万机械停车位。时至今天，全国投入运行
使用地机械式停车位达到300万个，大部分是升降横移式停车设备。日本公司在升降横移类产品上有绝对优势。
由于欧洲国家停车问题表现不很突出，当经济发展太快，城市的单位面积的土地价格不断增长时，车位的成本越来越高，这时就有了立体车库的生产企业。德意志联邦共和国和意大利是欧洲国家中最早从事泊车设备研发的。较好的产品来自: PaliS、Sotefin等。巷道堆垛式产品在本土市场上市场占有很大，升降横移式车库产品销售也很好。总体来讲，在巷道堆垛类产品上一些欧洲国家具有竞争力。
德国和日本在车库设备有2大特点:一是科技含量很高。二是车库产品在性价比这一块儿也很不错。
在家庭用车不断增加地当代，泊车难、泊车位挤占绿地的问题愈发严重，对人们的环境意识和生活质量影响极大。随着汽车停车场地的增长量不能与汽车增长量匹配，汽车数量和停车位数量比例严重失调，停车难问题的出现，给机械立体停车设备迎来了飞速发展的时机。在停车设备生产投入资金的厂商不断增多。在这样的大环境下，机械停车设备行业由此步入稳定发展阶段。

1. 3.2国内发展状况
从上世纪八十年代，国内生产出第一台垂直循环类机械式停车车库。立体车库产业迅速兴起，进入了引进、研究、开发、生产和使用的高速发展期，国内产品的需求量正以直线上升。国内的设备制造厂商通过引进技术并且自力更生地研究开发，产品的科技水准有了很大的改进，多数设备选用了最为适合的技术，当前产品种类满足率高达90％，部分设备为国内首创，车库产品国产化率逐年增长，到达50％以上。并且不断在新材料、新工艺上去的进展。
目前国内立体停车设备有：

升降横移类市场占有84%。我们可以看到国内停车设备的飞速发展与市场需求还差距甚远。停车设备在降低成本上面还有漫漫长路要走，并且需不断提高设备安全性和可靠性，更为智能化。

1.3.3主要发展趋势
伴随科技的不断进步，立体车库地发展方向：
专业化
正常运行并故障率低是用户的首选，这也是一套停车场系统的根本。生产厂家的专业化程度愈来愈高，各类软硬件都会达到专业化程度。
复杂化
立体车库产业正在走向多元化，它不再仅仅是停车设备，还包含了当今其他领域的高科技。立体停车系统持续完善。种种领域先进技术的结合运用，已然使立体车库变成了一个复杂的高端产品。
智能化
随着新技术进入立体车库，人们对立体车库的便利性提出了更高的要求，确保存取车进程中，愈发人性化。
高自动化
凸出体现在科学的管理方法以及自动控制技术。有效改善存取车效率。车库实现把汽车摆放到适合的地方，并能够无人操纵。

1.4升降横移式立体车库简介
1.4.1 立体车库工作原理

在图中展示的是十个停车位的升降横移式车库，运行方式是：处于低三层四个车位能够升降，处于第二层三个车位能够升降和平移，而处于底层的3个车位只能左右移动，空车位供三层和二层的车位升降时用。

a立体车库车位分布 b 车位分布简化图
图1-7 立体车库车位分布图
①、②、③号车位能够直接存放车辆;图中第二层的④，⑤，⑥车位要第一层车位横移后，然后④、⑤、⑥号车位下降实现存放车辆;三层的四个车位，;⑦、⑧、⑨、⑩号车位需一、二层车位横移后，然后⑦、⑧、⑨、⑩号车位下降实现存放车辆。
1.4.2立体车库机械部分部件结构和功能
升降横移车库分成：
1钢结构部分、2载车板部分、3传动系统、4控制系统、5安全防护系统五大部分组成。
因为我们主要研究的是：
1钢结构部分、2载车板部分、3传动系统、5安全防护系统

图1-8 立体车库钢结构框架图
1.4.2.1结构框架
立体车库日常选用材料以钢结构和钢筋混凝土为主导，在这次的产品设计中我们采用钢架结构。
1.4.2.2上载车板及其提升系统
每块载车板都配有独立的传动系统。如图，升降电机逆时针旋转时，车辆跟随载车板提起，升降电机顺时针旋转时，车辆跟随载车板降落。按照钢丝绳获得的拉力求得链条要需求的传动力。由设计要求的升降横移速度要求，这样就得到电机功率。通过测量车身高度获得每层载车板之间的尺寸，再求得链节的长度，再依据传动力确定链轮的结构及其他数据大小。

图1-9 立体车库提升系统

1.4.2.3安全装置
1.防火措施：在车库中安装有烟雾传感器，一旦发生火情，及时报警。
2急停措施：当有非正常情况发生时，设备能够马上停止运行，设立急停开关。
3.阻车装置：当设备运转过程中，需要装上防备人车误入装置，以保证安全性，多数使用的是红外装置。在车库工作时，当检测到人或者其他物体进入车库内，车库系统将停止运行。
4.人车误入检出装置：设备运行时过程中，为了确保安全性，必须装有防止人车误入装置，多数使用红外装置。在车库工作时，当检测到人或者其他物体进入车库内，车库系统将停止运行。
5.上下行程极限开关，避免载车板提升高度异常。
6防坠落安全装置，当载车板提升到规定地点，横粱下面的四只挂钩便王动挂入四只耳环内，以避免上载车板在重力作用下缓慢下滑，会导致压坏下层的车辆。
这样也可以避免制动器故障，载车板下坠，损坏下层汽车。
保护装置如下图：

图1-10 防坠落装置
车辆防坠装置立体车库中的一个重要组成部分，在停车场的安全性起着决定性作用。该装置中解除动作依靠PLC完成。作用方式为，电磁铁通电会驱动推杆触动安全钩被推出;当电磁铁断电时推杆会让挂钩重新挂入。
1.4.2.4控制系统
控制系统选用PLC 可编程序控制器控制
主要有：
1手动运行、2自动运行、3复位、4急停四种控制方法。
1手动控制：用于调试、维修状态。
2自动控制：用于平时的正常工作状态。
3复位：用于排除故障场台。
4急停:用于紧急场合。
对于本文设计的设备，可编程控制器PLC 主要要控制横移驱动电机的正转与反转和升降电机的正与反转。此外要控制保护装置（如：防坠吊钩）和系统报警装置等。
1.5原始设计资料
这次设计的立体车库停放的车辆为中型和小型轿车，按照《升降横移类机械式停车设备》，车位的规格为，车库总规格为为。并将车库第一层留足够空间2200mm。
类型
三层升降横移式立体车库
存车数辆
10辆
类型
地表层可升降
限车长
5200mm
限车宽
2400mm
限车高
1800mm
限车重
1700kg
升降速度
4m/min
横移速度
7.2m/min
根据车位规格：（5200×1900×1750）mm；重量：1700kg。参照同类产品得到车位尺寸：
停车长：车长+200=5200+200=5400mm；
停车宽：车宽+500=1900+500=2400mm；
停车高：车高+50≥1800,停车高=1800mm。

第2章参数计算
2.1升降系统参数计算
2.1.1载车板质量估算：
载车板估算：估算车板重1T

图2-1 载车板简图
1-防坠落装置 2-槽钢 3-3mm钢板 4-空心方钢 6-角钢 7-1m钢板
2.1.2升降电机的选择
本次设计的是其中设备，我们选择与其中设备有关的电机。
通过查阅资料，我们选用YZP电机作为升降电动机。
升降电动机选用YZP系列优点：
　　“YZP系列冶金及起重机用变频调速三相异步电动机是专为冶金及起重机械设计的。”
该电机资料简单介绍：“该电机频率在5Hz-50Hz（或60Hz）范围内作恒转矩调速运行，大于50Hz（或60Hz）-100Hz（120Hz）范围内作恒功率调速运行。
电动机从低频到高频不仅运转平稳，而且无转矩脉动现象，并具有较低的运行噪声和较高的起动转矩及较小的起动电源。能和国内外各种变频装置相配套，从而构成交流变频无极调速系统，该系统与其他调速方式比具有节能效果明显，调速性能好，调速比宽，快速响应性优良等优点，是目前交流调速方案中最先进系统之一。”
取传动部分的效率如下：

载车板总重量。第二、第三层允许存放规格为可得升降需要的拉力F：F>（M+M载）g，取g=9.8N/kg，所以。升降速度v=4 m/min，即v=1/15m/s。P1≥Fv/1000=26460/(15x1000)=1.764KW。考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增大10%，则Pz≥P1×110%=1.941KW。所需电机输出功率>Pz/η总=1.941/0.922=2.1 KW。所以选用 YZP112M2-6三相异步电机：额定功率：P=2.2 KW；额定转矩T=22.1N·m；额定转速n=947r/min，质量m=48kg。

2.1.3钢丝绳的选择与计算
2.1.3.1钢丝选取：
由于立体车库一旦发生危险，其后果非常严重。为我们选择钢丝绳是定义其为重要用途的钢丝绳。
，推荐”机械式立体车库的安全系数S>7”，即
（2.1）
其中: :钢丝绳破断拉力；
:钢丝绳最大工作静拉力(N)；
S:钢丝绳的安全系数；
(2.2)
:钢丝绳破断拉力换算系数；
:钢丝绳破断拉力总和(N)；
把(3.2)代入(3.l)式：
　　　　　　　　　　　　　 (2.3)
由(3.3)式确定钢丝绳的直径d:
　　　　　　　　 　　　 (2.4)
（2.5）
d:钢丝绳最小直径(mm)；
c:选择系数()；
其中: n—安全系数，取n=7;
k—钢丝绳控制折减系数，取k=0.82;
—钢丝绳充满系数，取 =0.46;
—钢丝公称抗拉强度， =0.118MPa;
求的c=0.118；
同时
(2.6)
带入（2.4）可得d=9.69mm；
根据要求，优先选用线接触钢丝绳，纤维芯钢丝绳柔软、弯曲胜能好，选用纤维芯。纤维芯产品有两种，分别是天然纤维芯以及合成纤维芯。通过查阅资料，我们最后选择天然纤维芯产品。下面对它的优点做简单介绍。
天然纤维芯：
“天然纤维芯储油多，使钢丝绳在工作时，内部有足够的润滑，并防止钢丝的腐蚀”

d=12mm，钢丝绳近似重量，钢丝绳公称抗拉强度1570Mpa，钢丝绳最小破断拉力74.6KN，可以满足满足要求。

2.1.3.2钢丝绳的校核：
“钢丝绳的三种主要破坏形式：磨损、腐蚀和疲劳断裂”
本产品钢丝绳主要破坏形式就是1疲劳破坏、2磨损
1、钢丝绳疲劳破坏的三个阶段：
“钢丝绳疲劳破坏的过程是:在循环载荷作用下，绳中钢丝的局部最高应力处，应力最大的钢丝内部晶粒上形成微裂纹，进而裂纹扩展，最终导致疲劳断丝。所以疲劳破坏经历了裂纹形成、扩展和突然断裂三个阶段。”
2、弯曲疲劳对钢丝绳寿命的影响
从理论上说，滚筒或者滑轮的直径与钢丝绳的直径的比值越大，会对钢丝绳的寿命造成好的影响。
在中华人民共和国国家标准《JBT 89101999 升降横移类机械式停车设备》上规定，限定D/a不小于20。
（在后面计算中可得）
（在后面计算中可得）
因此钢丝绳、滚筒、滑轮都符合要求。
磨损对钢丝绳寿命的影响
当在卷筒和滑轮钢丝绳有一定的角度，如果角度太大，与滑轮的钢丝绳因为摩擦的存在，显然会影响钢丝绳使用寿命，磨损，偏转角度较小会好很多，偏角必须被控制在一定的范围之内。钢丝绳根据其工作条件要选择一定的安全系数，依据《JBT 8910-1999 升降横移类机械式停车设备》上规定，安全系数n要大于7。
2.1.3.3钢索套环选择
材 料：Q255-A 套环WT12 CB/T 33—1999

图2-2 钢丝绳套环绳夹
2.1.3.4绳夹选择
由钢丝绳的直径，直接选择绳夹GB/T 5976—12Q235-B，
1当绳夹用于起重机上时，夹座材料推荐采用Q235-B钢或ZG270-500制造
2绳夹数量取3，
3“钢丝绳夹间的距离A等于6~7倍钢丝绳直径。”A取60mm。
“钢丝绳夹应按下图所示把夹座扣在钢丝绳的工作段上，U形螺栓扣在钢丝绳的尾段上。钢丝绳夹不得在钢丝绳上交替布置”

图2-3 绳夹与套环安装方式

2.1.4滑轮的设计计算
“对于一定直径的钢丝绳，选择滑轮直径需要考量钢丝绳的1弯曲强度还有2偏角两个因素。钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时偏斜的最大角度(即钢丝绳中心线和与滑轮轴垂直的平面之间的角度)应不大于4°”
先选用普通滑轮。
技术要求：
1“根据承受载荷不大小尺寸滑轮（D≤350mm）一般制成实体轮，用强度不低于铸铁（如HT200）”.
2“承受载荷大的滑轮一般采用球铁（如QT420-10）或铸钢（如ZG230-450、ZG270-500或ZG、35Mn等）、铸成带筋和孔或幅轮的结构。"
3大型滑轮（D>800mm）一般用型钢和钢板的焊接结构。
4"铸铁滑轮用于工作级别在M4以下。因而使用ZG450。"
查直径的选用系列与匹配(JB/T 9005.2—1999)。
选择
滑轮直径为315mm,滑轮 E6209 12x315 - 45 JB/T 9005.3
2.1.5滚筒的设计计算：
2.1.5.1滚筒的参数计算
技术要求：
根据国家标准，”卷筒的材料一般采用不低于HT200铸铁、特殊需要时可以使用ZG230-450，ZG270-500铸钢或使用Q235-A焊接制造。”
根据需要采用HT200。
卷筒直径：　　　　　
　　　 (2-7)
d—钢丝绳直径；

根据JB/T 9006.1—1999和已有成品选择D=315mm。
卷筒上有螺旋槽部分长
　　(2-8)
—最大起升高度:

—滑轮组倍率；
—卷筒计算直径，由钢丝绳中心算起的卷筒直径321+6=327mm
—为固定钢丝绳的安全圈数，取2；
P—绳槽节距；

D—卷筒名义直径，；
卷筒长度：单层双联卷筒
　　　　　　　　 (2-9)

—固定钢丝绳所需长度，

根据需要和空间限制，选择单层双联卷筒

槽 形 6.5×14-1 JB/T 9006.1—1999
卷筒　A350×1500-6.5×14-4.4×1-左　JB/T 9006.2—1999
卷筒　A350×1500-6.5×14-4.4×1-右　JB/T 9006.2—1999

图2-4 滚筒简图

2.1.5.2卷筒强度计算
如果忽略掉卷筒本身的重力，卷筒在受到钢丝绳最大的拉应力作用，使卷筒产生了压、弯曲和扭转应力。这其中压应力是最大。
“当L≤3D，弯曲和扭应力合成应力不超过10%压应力。所以，当L≤3D时只计算压应力即可。当L≥3D时还要考虑弯曲应力。”
因为390mm＜3×315=945mm,只计算压应力即可.
单层卷绕卷筒：
压应力按以下进行计算。
　　　 (2-10)
—单层卷绕卷筒应压力（MPa）；
—钢丝绳最大拉力（N）；
A—应力减小系数，一般取A=0.75；
—卷筒壁厚
P—绳槽节距
—许用压应力（MPa）；
对于铸铁

—铸铁抗压强度极限

所以，滚筒的强度合格。
卷筒进行稳定性计算。
　　　　　　　　 (2-11)
:失去稳定时临界压力（MPa）；
：卷筒壁单位压力（MPa）；
K：稳定性系数
对铸铁卷筒
(2-12)
—卷筒壁厚
D—卷筒直径
(2-13)
—钢丝绳最大拉力（N）；
P—绳槽节距；
D—卷筒直径；

综上所述，滚筒的强度和稳定性符合要求。
2.1.5.3滚筒毂设计

图2-5 滚筒毂简图
选择带有键槽的滚筒毂，型号3，并做少量修改。
图号: T155-31
d1（h8）/mm: 465
d2/mm: 391.5
d3/mm: 360
d4/mm: 160
d5（H8）/mm: 100
d6/mm: 430
d7（H8）/mm: 17
d8/mm: 290
d9/mm: 50
d10/mm: —
L1/mm: 125
L2/mm: 48
L3/mm: 77
L4/mm: 52
L5/mm: 2.5
L6/mm: 20
L7/mm: 30
L8/mm: 48
L9/mm: 25.5
B1/mm: 18
B2（H8）/mm: 14
t（+0.16）/mm: 108.3
R1/mm: 20
R2/mm: 2
R3/mm: —
重量/kg: 45.1
2.1.5.4钢丝绳在卷筒上的固定

图2-6 滚筒压板安装尺寸
用压板固定，采用压板序号3。 压板GB/T 5975—3

图2-7 压板简图

2.1.6传动设计
2.1.6.1传动比分配
滚筒转速: ； (2-14)
升降减速比: ； (2-15)
因为链轮减速比在2—4；；；
1采用摆线针轮减速器，因为其结构紧凑、体积小、重量轻。
2根据传动比，选择二级减速器。
3根据传动的功率2.2KW，转矩T=22.1N·m
根据以上要求，选择XWED型8145C GB/T2982-1994
2.1.6.2升降链传动的设计
2.1.6.2.1升降链传动的设计计算
传动比:
—小链轮转速（）
—大链轮转速（）

小链轮齿数
，
取
则大链轮齿数
设计功率
(2-16)
KW
—工况系数，查表“工况系数”取1.0；
—传递功率（KW）；
单排链条传递的功率
(3-17)
—小链轮齿数系数，查表“小链轮齿数系数”，取1.34
—排数系数，查表：“排数系数”，取1.7
链排节距P：根据和由“ISO A系列滚子链功率曲线图”或“ISO B系列滚子链功率曲线图”选取。当要求结构紧凑、传动平稳时，宜选用小节距单排链；当速度高、功率大时，则选用小功率多排链。
选取10A链。。
验证小链轮轴孔直径
—链轮轴孔最大许用直径，查表“链轮轴孔最大许用直径”
根据摆线针轮减速器轴端选择
初定中心距
(2-18)

以节距计的初定中心距
(2-19)
链条节距：
(2-20)
“”
计算得到的值，为了避免使用过度连接，圆整为偶数。
取
链条长度 (2-21)
计算中心距，因为，
(2-23)

因而
= (2-24)
实际中心距a
(2-25)

； (2-26)
1"对中心距不可调或无张紧装置或有冲击振动的传动，取小值"
2"对中心距可调或着有张紧装置或着无冲击振动的传动，取大值"
链条速度
(2-27)
时，为低速链传动
所以该链传动是低速链传动。
有效圆周力：
(2-28)
作用在轴上的力：
水平或倾斜的运动：

接近垂直的运动：
(2-29)
因而

2.1.6.2.2升降链轮的设计计算
一：大链轮的参数计算
分度圆的直径： (2-30)
轮毂厚度:
(2-31)
取整，
轮毂长度l
l＝4h=122 （2-32）
二：小链轮的参数计算
分度圆的直径： (2-33)
齿顶圆直径： (2-34)
(2-35)

综上所述：
齿根圆直径
(2-36)

(2-37) (2-38)
。 (2-39)
最大齿根距离：奇数齿
(2-40)
偶数齿
(2-41)
(2-42)
2.2横移系统参数计算
2.2.1横移行走轮的设计计算：
材料选择：
“轧制车轮材料，应不低于GB/T 699中规定的60钢；锻造车轮材料，踏面直径不大于400mm的车轮，应不低于GB/T 699中规定的45钢，选择45钢。”
所以选择45钢。
设直径D设为160mm，，B=85.
双轮缘车轮， SL-160×85　JB/T 6392.1
车轮内径d=45。

图2-8 横移车轮简图

2.2.2轨道选择

图2-10 横移车轮尺寸

选择钢轨型号 9。
轨道高63.5mm

2.2.3轻轨接头夹板
使用轻轨接头夹板(GB/T 11265—1989)，夹板型号为9kg/m轨用

2.3轴的设计
2.3.1 升降轴的设计
该轴是大链轮所在的一段轴，它的结构如下图：

图2-11 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11-4查得=640MPa。
表11-3，取C=112，由《机械设计》式（11.2）得
(2-43)
所求为轴的最细处，即装联轴器的地方。但因此处有个键槽，因而轴颈要增大5%，即
同时选择联轴器。采用刚性联轴器，通过查询联轴器规格，取与轴配合的的联轴器孔径95mm，故轴颈，长度要比联轴器的一边长度短一点，联轴器的L为172mm，故轴长取170。
2. 轴的结构设计
（1）初定各段直径
位置
轴颈/mm
说明
装联轴器轴段
1-2
=95
与半联轴器的内孔配合，故取95mm
自由段
2-3
=102
联轴器的右端因为要用轴肩定位，取102mm
装链轮轴段
3-4
=110
与链轮轮毂内孔，拆卸容易，所以要110mm
轴环段
4-5
=118
考虑轴向定位链轮，所以取60mm
自由段
5-6
=102
考虑轴向定位半联轴器左，所以采取102mm
装联轴器段
6-7
=95
与联轴器的内孔径相适应，故取95mm

3确定各段长度
位置
轴段长度/mm
说明
装联轴器轴段
1-2
=170
该段的长度由联轴器决定，故取170mm
自由段
2-3
=100
考虑轴上零件安装的位置，取100mm
装链轮轴段
3-4
=120
该轴的长度靠链轮轮毂宽度选取，综合链轮的安装，该轴段长应当略短于轮毂的宽，所以用120mm
轴环段
4-5
=12
考虑到车轮的定位，一般为轴肩高度的1.4倍，取12mm
自由段
5-6
=424
考虑提升部分的结构，取424mm
装联轴器段
6-7
=170
该段的长度由联轴器决定，故取170mm

2.3.2滚筒处轴设计

图2-12 滚筒轴简图

1初定各段直径
位置
轴颈/mm
说明
装轴承轴段
1-2
=95
与轴承配合，故取95mm
装滚筒段
2-3
=100
轴承的右端考虑轴肩定位，故取100mm
自由段
3-4
=113
轴肩定位故取113mm
轴承段
4-5
=105
与轴承配合，故取105mm
自由段
5-6
=102
联轴器的左端用轴肩定位故取102mm
装联轴器段
6-7
=95
与联轴器的内孔径相适应，故取95mm

2确定各段长度
位置
轴段长度/mm
说明
装轴承轴段
1-2
=38
该段的长度由轴承与轴安装决定，故取38mm
装滚筒段
2-3
=470
考虑轴上零件安装的位置，取470mm
自由段
3-4
=112
考虑零件的位置故取112mm
轴承段
4-5
=13
由轴承决定取13mm
自由段
5-6
=120
考虑轴的结构的结构，取120mm
装联轴器段
6-7
=130
该段的长度由联轴器决定，故取130mm

图2-13 轴受力简图

按弯扭合成强度条件校核轴
轴在链轮作用下的转矩
(2-44)

设T为正

对于B点：

(2-46)

弯扭合成强度
<40MPa (2-47）
合格

图2-14 弯扭简图

2.4联轴器的选择
由前可知与联轴器配合处直径为95mm，选用刚性凸缘联轴器。
根据轴直径，选择
GY9凸缘联轴器
主动端：Y型轴孔、A型键槽，d＝95，L＝172
从动端：J1型轴孔、A型键槽，d＝95，L＝132。
标记为：GY9联轴器
GB/T 5843—2003

2.5键联接的选择和验算
1） 查《课程设计》选普通平键：
与联轴器配合的选用：键25×14×160 GB/T1095-2003；
与联轴器配合的选用：键25×14×125 GB/T1095-2003；
与链轮配合选用：键28×16×110 GB/T1095-1990；
与滚筒配合选用：键28×16×100 GB/T1095-1990；
对于联轴器与轴之间的联接平键尺寸： b×h×L=25×14×160
键的工作长度L=L-b=160-25=135mm.h=14mm
(2-48)

h:键与毂的接触高度
L:键的接触长度
d:轴直径
链轮与轴配合的键

链轮与轴配合的键：

与滚筒配合选用

键符合要求。
经校核键安全。
2.6轴承的选择
2.6.1. 轴承的选用及校核
轴承均选用深沟球轴承，
选轴承型号为：61819GB/T276-94。
61821GB/T276-94。
2.6.2. 轴承寿命校核
一设计参数
　　径向力 Fr=6750 (N)
　　轴向力 Fa=0 (N)
　　圆周力 Ft=6750 (N)
　　轴颈直径 d1=95 (mm)
　　转速 n=3.89 (r/min)
　　要求寿命 Lh'=10000 (h)
　　作用点距离 L=656 (mm)
　　Fr与轴承1距离 L1=328 (mm)
　　Fr与轴心线距离 La=321 (mm)
　　温度系数 ft=0
　　润滑方式 Grease=油润滑
二、被选轴承信息
轴承类型 深沟球轴承
　　轴承型号 61819
　　轴承内径 d=95 (mm)
　　轴承外径 D=120 (mm)
　　轴承宽度 B=13 (mm)
　　基本额定动载荷 C=19800 (N)
　　基本额定静载荷 Co=21300 (N)
　　极限转速(脂) =4500 (r/min)
三、当量动载荷
　　接触角 a=0 (度)
　　负荷系数 fp=1.2
　　判断系数 e=0.16
　　径向载荷系数 X=1
　　轴向载荷系数 Y=0
　　当量动载荷 P=8100 (N)
　　轴承所需基本额定动载荷 C'=10744.478 (N)
四寿命校核
输入参数：
额定动载荷 C = 19800(N)
当量动载荷 P= P = 8100(N) (2-49)
轴承转速 n = 3.89(r/min)
工作温度 T = <=120(℃)
（温度系数 ft = 1）
要求寿命 Lh' = 10000(h)
计算结果：
计算寿命 = 62581(h) (2-50)
校核结果：合格

第三章 主框架部分
3.1材料选择
结构骨架部分
钢架结构包含有：
1立柱、2纵梁和3横梁三部分组成，它们是构建出立体车库的重要部分，起支撑作用。立体车库多选用钢筋混凝土结构