立体车库毕业设计方案.doc

1 绪论伴随中国经济发展，汽车工业发展，居民收入提升，激励汽车进入家庭及一系列相关政策实施，城市交通中汽车数量越来越多，在部分商业中心、车站、码头、饭店、住宅区，怎样利用有限空间，最大程度停放汽车已成为一个大问题。而立体车库以其平均单车占地面积小独特特征，已被逐步推广并被广大用户接收。立体车库是一个集机、光、电一体化高度自动化停车场所，是经典机电一体化系统。它发祥于20年代美国。50年代以后，美国、西欧相继发明了多个形式立体车库。到了六七十年代，德国、日本、韩国等国家和香港和台湾等地域则大有以后居上之势。多年来，立体车库从造型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不停更新换代，日趋完美。在中国，停车设备研制才处于起步阶段，伴随小汽车不停进入家庭，停车难问题将日益突出。在人口稠密大城市，仅靠地面停车是远远不够，要朝空中和地下发展。所以，停车设备研制含有宽广前景。立体车库关键优点有：1、 节省占地面积，节省大量投资。立体车库占地面积相当于相同地面停车场1/3-1/20。对于城市寸土寸金面积不大黄金地带，建立体车库经济效益相当可观；2、 出入库管理方便，省时省力。它不需要车主找车，出入库管理全由电脑控制，操作简单，库内存车数量、存车位置、存车时间等全能够显示在操作盘上，一目了然，自动化程度相当高；3、 可避免车辆丢失和损坏。完善闭锁装置可确保汽车安然无恙，外部人员不能随意进入，汽车不会受到人为损伤和丢失；4、 配置灵活。车库规模可大可小，形式多样，适应性广。立体车库发展到今天已出现了以下多个常见形式：1、水平循环式 该形式主体为一水平放置链式输送机，车辆停放在链式传送带托盘上，伴随车辆出入库，全部车辆同时按固定次序作循环运动，由平动机构确保车辆一直处于水平状态，整套系统由一大型电机单独驱动。通常可停放十几辆车。2、垂直循环式 该形式主体是垂直回转链式输送机，车辆停放在呈圆形或长圆形配置托盘上，有做垂直循环运动链条带动，在平动机构控制下保持车位水平。也是由单一大型电机单独驱动。通常可停车10-40辆。3、升降横移式 该形式多为中、小型车库，停放车辆数目从几辆到几十辆不等，通常采取2-5层结构。日本作为一个人口稠密、车辆较多、道路条件较差国家，它在立体车库技术研究和开发、制造、建设、法规及管理等方面全部处于世界领先地位。而立体车库在中国是多年来才刚刚引进，其市场潜力是巨大。但同时也存在着自发性、盲目性、滞后性等问题，所以各相关方面应立即采取对应对策，进行有力宏观调控，方能深入推进立体车库市场深入发展。2 总体方案设计立体车库存取车辆工作原理优劣，直接影响到车主等候时间长短。在现代社会快节奏生活中，采取一套原理便捷存取车辆方案，能够大大降低车主等候时间，这对车库效益和信誉全部含相关键意义。此次任务是设计一个两层可停放5辆小汽车立体车库。依据分析该车库将占据三个地面车位，其上层停放3辆汽车，下层停放2辆，下层空余1个车位用于存取车时周转。可见该车库属于升降横移式立体车库。满足以上基础要求存取车方案能够由不一样数量升降机构、横移机构、出入口以不一样组合形式和空间部署组成。而合理完善方案应确保工作可靠安全、结构简单、尺寸紧凑、成本低廉、维护方便和用户等候时间短等要求。依据设计任务书基础要求和给出相关依据，下面列出了三种方案进行比较，以供选择选择：a)底层边位作为出入口兼周转空车位；b)底层中间位作为出入口兼周转空车位；c)底层3个车位均为出入口，其中任意一个均可用于周转图2-1总体方案比较以上三种方案示意图图2-1所表示。对这三种方案分析如表2-1所表示:表2-1 方案比较分析方案一方案二方案三（1）存取车最多/最少移动车辆数5/13/13/0（2）横移机构数目221（3）升降机构数目 233由表2-1第（1）项满载时存取车时最多/最少移动车辆数分析结果可知:方案三在存取某一辆车时,对其它车位上车辆影响最小。这么车库工作时就最安全，速度最快，用户满意度最高。由表2-1第（2）项横移机构数目标分析结果可知：方案三横移机构只有底层一套，前两个方案则在二层也须设计安装横移机构。而在二层安装横移机构首先要考虑该横移机构和升降机构合理过渡，其次对车库整个框架建筑也提出了更高承载和结构要求。这全部给设计及施工带来一定困难，也肯定增加对应建设资金。 由表2-1第（3）项升降机构数目标分析结果可知：方案一所需升降机构较少。不过此次设计升降机构要求采取液压提升。而通常一台小泵站供给3个车位上3个液压缸工作是比较轻易。所以，升降机构数目标多少对整个方案影响不是很大。经过以上分析比较，最适合是方案三。而且有三个出入口，最多可同时对三辆车进行存取操作。另外，停电时车库也能在底层停放两到三辆车。底层2个车位只横移且均可做出入口，其中任意一个可作周转用，二层3个车位只升降。平时车库无车时，全部液压缸卸荷，停车板均在底层。二层用停车板在上，底层停车板在下。存车时车辆首先开上某一上层车位停车板，人员离去，开启液压提升机构，提升对应停车板及车辆至二层，以后车辆可直接停于其下方。取车时，若是停于底层车可直接开出，若是停于二层车要先判定其下方车位是否有车，若无车则直接降至一层后将车开出，若有车则先将其下方车横移到旁边车位，再降下停车板，将车开出。本设计中汽车进出库采取开车入库，倒车出库方法，不设计转向机构，这是因为：1、上层停车板采取液压系统举升，停车板和液压活塞杆固定，不适合转向；2、本车库结构紧凑，没有多出空间供转向；3、车库有三个自由进出口，不便使用转向机构；4、车库占地面积小，停放车辆少，而其本身就只有两层，专门设计转向机构则肯定降低其经济性。不过为了车辆进出车库方便，在实地建设时，须对建筑方位和进出口前场地进行合理计划和部署。3 机械部分设计计算立体车库机械部分包含对停车架、液压提升机构、横移机构、安全装置等结构具体设计计算和选择。3.1 停车架设计和计算图3-1 上停车板液压结构型式a) 四缸直顶式 b) 单杠侧顶式a)b)立体车库是由一系列停车架和对应数量停车板组成。停车架关键由上停车板、提升机构、立柱、下停车板、横移机构组成。提升上停车板液压结构型式可采取两种方案，即四缸直顶式和单杠侧顶式，图3-1所表示。a) 四缸直顶式结构优点是上停车板四点受支承，受力情况很好活塞杆关键承受压力，且重量有四个液压缸均分，所以活塞杆所需横截面积较小。但此方案相对占地面积较大，因为下层车辆进出和下层停车板横移必需在四根活塞杆间穿过，所以，四根活塞杆间包夹区域必需大于底层停车板，而上层停车板须由这四根活塞杆举升，其尺寸将更大。b) 单杠侧顶式提升结构优点是提升上停车板传力系统简便，占地面积小。且车辆进出方便，外形美观。但上停车板支承悬臂对立柱倾覆力矩较大。综合以上分析，设计采取单杠侧顶式提升结构。因为立体车库最关键目标是尽可能用较小占地面积停放更多车辆；再者，从设备使用性能还应考虑车辆进出方便，外形美观等原因。3.1.1 停车板设计计算停车板用于停放车辆，承受车辆重量，并完成提升或横移动作，所以停车板要有足够空间尺寸和足够强度刚度。同时为降低提升机构和横移机构功率输出，其本身重量要轻。图3-2 下停车板尺寸一、下停车板设计依据任务书给出收容车辆尺寸表中各项车身尺寸，选择各项尺寸中最大一组数据，即全长5350mm，全宽mm，全高1550mm，全重kg进行设计。图3-2所表示，车辆停到停车板上后，车内人员要开门出来，所以停车板在宽度方向上应留有足够空间。经过对车辆实际测量并考虑到车辆停放时偏心，对结果合适放大，下停车板总宽L1=4000mm。因为下停车板只需在其底面和支承框架固定并作横移动作，其长度尺寸没有任何额外要求，所以依据车身全长尺寸，并参考车辆轴距，下停车板总长L2=5100mm。二、上停车板设计图3-3 上停车板结构1-下停车板；2-滚轮；3-横移导轨；4-导轨路基；5-上停车板支承架槽钢；6-架高用角铁或槽钢；7-立柱；8-导向板；9-斜拉杆；10-上停车板；11-引坡段（以上各部件将在后文作具体设计介绍）上停车板在提升时受倾覆力作用，其底部应有坚固支承框架。而当它降至底层时，该框架不能压触到下停车板，所以上停车板及其支承框架可图3-3所表示部署。支承框架最外圈尺寸大于下停车板，其四个角上用角铁或槽钢焊四个支腿6，将上停车板架高，架高高度取100mm，以使其不压触到下停车板。而架高停车板须设一引坡11，以使车辆能平稳地开上上停车板，引坡坡度取。鉴于以上原因，上停车板尺寸要比下停车板尺寸大，取总宽L3=4400mm，总长L4=6000mm。上下停车板材料均选择厚度为4mm菱形花纹钢板（GB3277-82）拼合而成，其中上停车板引坡可直接将钢板弯折加工而成。查表花纹钢板（GB3277-82）,得厚度为4mm菱形花纹钢板理论重量为33.4kg/m2，故上下停车板分别重：kgkg312 停车板支承框架设计计算支承框架首先支承停车钢板及车辆重量，提升钢板刚度，其次起到连接钢板和提升机构作用。上下停车板支承框架均采取槽钢，靠螺栓螺母将钢板固定其上。最外圈四根槽钢和停车板边缘留合适距离，槽钢和槽钢相交处也留有一定空隙，图3-4所表示。a)b)图3-4 停车板支承框架a) 上停车板支承架结构 b) 下停车板支承架结构依据上下停车板受力情况求槽钢截面惯性矩，选择槽钢型号。图3-5a)是上停车板受力情况侧视图。因为下停车板受力情况较上停车板好，故只要使用一样型号槽钢即安全，这里不对其进行校核。单取支承架中间两根纵向槽钢分析，单根槽钢受力图3-5b)，设汽车重力G集中于停车板中央1/2处，槽钢承受钢板及其本身均布载荷。所以对于单根槽钢，它变形是二者共同作用引发。在集中力P单独作用下，其最大挠度图3-5 上支承框架校核a)上停车板工作侧视图 b)受力变形简图a)b)m-4在均布载荷q单独作用下，最大挠度m-4两式中,E材料弹性模量，这里E=210GPa； I材料截面惯性矩。叠加以上结果，求得在集中力和均布载荷共同作用下，单根槽钢最大挠度m-4对于支承框架槽钢要求刚度较大，所以其许可挠度f取0.0002l，令。由此可求得槽钢截面惯性矩m-4查型钢表热轧一般槽钢（GB707-65），选择5号槽钢即可。5号槽钢理论重量为5.44kg/m,依据图3-4所表示尺寸数据，上下两停车板支承框架重量分别为：上框架 kg下框架 kg3.2 上层提升机构设计计算图3-6是侧顶式车架提升机构传力系统。上停车板固定在支承架上，支承架和导向板固定，并用斜拉杆拉住组成一刚性体，靠两根链条直接提升。而链轮靠液压缸图3-6 提升机构1-链轮轴；2-上停车板；3-斜拉杆；4-支承架；5-导槽；6-导向板；7-立柱；8-链轮；9-液压缸；10-提升链；11-地基；12-导槽举升，其中导向板套在立柱上。为使停车板上升时导向板和立柱之间摩擦阻力减小，下降时靠车辆和停车板自重能顺利下滑，在每个导向板两侧上下各装有两个滚轮。当上停车板升降时，仅有滚轮和立柱接触。依据人机工程学，查表中国成年男子和女子人体关键结构平均尺寸参数，取底板提升高度h=1900mm。液压缸垂直部署在两立柱中间，链轮轴固定在液压缸活塞杆顶端，两个链轮对称安装在轴上。提升链一段固定在地面上，另一端绕过链轮后和停车板及支承架垂直固定，组成一级放大机构。采取这么放大机构可使液压缸行程大大缩短。321 导向板、立柱、滚轮、斜拉杆设计计算1、导向板导向板作用是为停车板升降导向。它和停车板支承框架靠螺栓螺母及点焊固定，并和滚轮装配。升降时滚轮在立柱槽内上下滚动，同时斜拉杆一端也固定在导向板上，其结构图3-7所表示。它由三块板料件靠螺栓螺母连接在一起，上边缘两侧还有两块抱箍1，正面下缘和停车板支承架一样靠螺栓螺母连接，同时配以点焊。立柱、滚轮和支承架和它装配位置图3-8左图所表示。两侧面四个孔用于安装滚轮轴，单侧上方孔安装斜拉杆定位轴。其垂直方向各项尺寸已由图3-8右图3-7 导向板图给出，其截面尺寸及整个重量将在后文立柱部分计算得出。图3-8 导向板尺寸 1-滚轮；2-立柱；3-导向板；4-支承架槽钢；5-停车板2、立柱图3-9 立柱校核a)立柱受力简图 b)立柱变形简图a)b)提升机构两根立柱设计采取实心方钢加工而成。现在计算其截面。图3-9a)是上停车板在立柱上受力图，设车辆、钢板、支承架等重力P作用在停车板中央，它对立柱力矩同上下滚轮受导轨支承而形成力偶平衡,对于单根立柱有N。立柱受到该力偶反作用力偶m立柱变形简图图3-9b)所表示。图中l为两滚轮轴中心距中点到地面高度，h为立柱全高，设h=4m,依据前文停车板提升高度和设定导向板垂直方向尺寸，取l=2.3m。于是单根立柱最大挠度式中,E钢材弹性模量，这里 E=210GPa；I立柱截面惯性矩(m4)。图3-10a)惯性矩最小截面 b)立柱截面尺寸a)b)一样取许可挠度f为0.0002l，令。由此可求得立柱截面惯性矩m4图3-11 导向板截面尺寸对于矩形截面，图3-10a)所表示，,所以取h=530mm，b=400mm。于是设计立柱截面图3-10b)所表示，两导槽宽度为200mm。现在深入确定导向板尺寸,因为导向板三面包围该矩形立柱,所以依据立柱截面尺寸并放合适余量,其截面尺寸图3-11所表示。3、滚轮图3-12 滚轮装配1-立柱导槽；2-滚轮；3-轮轴；4-轴承；5-导向板钢板；6-双螺母、弹簧、垫圈结构滚轮经过轴承装配在小轮轴上，小轮轴靠螺母固定在导向板上。导向板及停车板等被提升时，滚轮就在立柱导槽内滚动。其装配关系图3-12所表示，另一侧滚轮装配和此图呈镜像。下面对轮轴进行设计和校核。由图3-9a)可知，在倾覆力矩作用下，因为滚轮轴承和导向板钢板距离很短，可看作滚轮轴受剪力。单根轴受到剪力大小F可由下式求出： （3-1）式中,m力偶矩；n力偶对数，这里一根立柱有2组；a上下滚轮轴距。于是N。轴截面积应满足以下关系： （3-2）式中，45号钢调质后抗剪切强度，查表得155MPa。于是m2。由此求得轴直径d0.0265m，取d=30mm。查表GB/T283-94圆柱滚子轴承，选择圆柱滚子轴承N206E。 现在确定导向板钢板厚度。导向板材料选择45号钢，查得其许用挤压应力MPa，则导向板和滚轮轴挤压面积Abs应满足以下关系： （3-3）设导向板厚度为(mm)，因为积压面只有半个圆柱面，所以mm取=10mm。4、斜拉杆图3-13 斜拉杆装配斜拉杆一端固定在导向板上，另一端固定在停车板及支承架上，用于减小停车板对导向板倾覆力矩，改善受力情况。其结构及装配图3-13所表示，即活节螺栓长度很长索具螺旋扣。它和停车板连接处取在停车板从导向板往引坡方向全长2/3处。这是因为连接处离导向板越远，拉杆受拉力越小。但太远则停车板弯矩加大。设车辆停好后，整个重心位和停车板中心，则两根斜拉杆拉应力T以下计算：依据停车板（图3-14所表示）平衡方程mc=0,得 （3-4） kN为减小截面积选择抗拉应力强度b较大50号钢，查表GB699-88优质碳素结构钢，得50号钢MPa,图3-14 斜拉杆校核 m2求得d11mm，取d=13mm, 于是单根斜拉杆重量 kg式中,钢材密度，这里 =7.8103kg/m3；A斜拉杆截面积(m2)；L斜拉杆长度(m)，用勾股定理计算。3.2.2 链轮轴、链条及链轮选择设计计算1、链轮轴图3-15 提升机构平面位置链轮轴由液压缸活塞杆从其中心顶升，同时停车架全部重量经过链条链轮作用在轴上。设计链轮、轴、停车板、立柱平面相对位置尺寸图3-15所表示。设计链轮轴全长3m，两链轮中心剖面间距1.7m，在轴上对称分布。轴结构及和链轮装配图3-16所表示。提升时轴两端最终一端阶梯轴在立柱两条内侧导槽内上下滑动，且和导向板内侧滚轮使用是相同导槽，轴在上，滚轮在下。这么提升时可确保停车板不会因提升过分而发生超程事故。现在依据轴受弯矩对其直径进行设计确定。轴轴向中部受支座支承力，对称间距1.7m处受两链轮经过轴承给轴压力。设支座作用面长200mm。所以轴最大弯矩为单侧链轮对轴压力和其轮毂宽度中心到支座同侧端面距离，即Nm。轴材料选择许用弯曲应力较大40Cr，查表得MPa。于是求得轴抗弯截面系数m3。由求得d0.122m，取d=130mm。取轴平均直径为115mm，图3-16 链轮轴装配1-紧定螺钉；2-套筒；3-挡圈；4-链轮；5-轴承；6-活塞杆；7-抱箍这么可求得轴重量大约为kg。因为链轮处径向载荷较大，查表GB/T288-94双列调心滚子轴承，选择双列调心滚子轴承3053726。得该轴承：d=130mm,D=210mm,B=64mm。2、提升链提升链功效是缓慢地提升停车板，并将其固定在一定高度上。起重机械中应用链条有环形焊接链和片式关节链。焊接链优点是：挠性好，可用较小直径链轮和卷筒，由载荷产生驱动机构力矩也较小；比较耐腐蚀。其缺点是：安全可靠性差，不耐冲击；在运动中常常产生滑移，易磨损。片式关节链优点是：挠性比焊接链愈加好，比较可靠，运动较平稳。缺点是：由方向性，横向无挠性；成本高，对灰尘和锈蚀较敏感。而上停车板在提升或悬滞时，为安全起见，不许可有任何滑移，故选择片式关节链。车库链条总是在低速重载工况下工作。所以，设计时不宜像传动链那样使用额定功率曲线图表进行链条规格选择计算，而应按下式进行计算： （3-5）式中,Q链条极限拉伸载荷(N)； Fmax最大工作载荷(N)； n许用安全系数。许用安全系数n通常取48，此次设计选择n=5，同时取N,该载荷值已可包含收容车辆、停车架、导向板及滚轮、斜拉杆和后面将设计安全防坠装置、传感器等在内全部重量。将以上数据代入式3-5，得链条极限拉伸载荷N。因为采取两根链条提升，故每根链条极限拉伸载荷N。依据该参数查表GB1243.1-83A系列滚子链基础参数和关键尺寸，选择链号为20A单排精密滚子链，该规格链条各项基础尺寸为：节距mm，滚子外径mm，内链节内宽mm， 销轴直径mm，内链节外宽mm，外链节内款mm，内链板高度mm，销轴长度mm，单排极限拉伸载荷N，单排每米重量kg/m。3、链轮由前文链轮轴选择轴承可确定链轮轮毂内径mm，估算链轮分度圆直径d=300400mm。 轮毂厚度 （常数K=9.5），mm，取h=47mm；轮毂长度 mm；轮毂直径 mm；轮宽 mm初取齿侧凸缘直径mm，齿根圆直径mm，则初步计算链轮分度圆mm。由,求得z32.7，依据链轮齿数推荐数列，取齿数z=38。于是链轮分度圆直径mm，齿顶圆直径 mm；齿根圆直径 mm；齿侧凸缘直径mm。图3-17 液压提升高度a)未提升时 b)提升到位时a)b)现在深入确定链条长度，图3-17为液压提升各项高度尺寸。所以链条长度为mm取链条150节。3.2.3 液压系统设计计算1、液压系统原理设计本设计中上停车板升降动作要求起动和停止及动作过程平稳，停车板停止后要有安全方法确保其不滑落，另外传动装置体积小，重量轻，易于自动控制，整个设备在停电后仍可方便地取车。图3-18 液压系统原理1-液压缸；2-控制元件；3-液压泵；4-过滤器；5-油箱及其辅件本任务设计液压升降系统有5个部分组成，原理图3-18所表示。电动机带动液压泵旋转，将油箱中液压油吸入液压泵，经过泵和溢流阀使其变为系统所需压力油，经过过滤器、换向阀、球型逻辑阀等送至液压缸，推进活塞上升。若遇停电，可摇动手动泵使其工作，用手推进电磁阀小推杆使之换向，将压力油输送给液压缸，推进活塞上升。实现了停电可存取车辆。系统中球型逻辑阀可利用阀进出口压差大小来调整阀口通油面积大小，当阀进出口压差大，阀口就变小，起节流作用，正常无压差时阀口为最大，这么不用百分比法也能使缸在起动和停止时实现加减速，使活塞杆起动和停止时运行平稳，可有效预防系统中出现液压冲击。2、液压缸关键尺寸计算活塞杆要顶起车辆和停车架，该载荷相当大，且由图3-17可看出，杆长度也较长，所以下面经过压杆稳定对活塞杆直径进行设计。活塞杆要顶升得出了车辆和停车架外，还有链条、链轮、链轮轴等，所以在此设计杆最大工作负载N。取稳定安全系数，则杆临界压力N。由公式 （3-6）式中,E钢材弹性模量，这里E=210GPa； I活塞杆横截面惯性矩(m4)； l活塞杆长度(m)。求得 m4 又 于是求得杆直径约为0.064m，查表GB2348-80活塞杆直径系列，将其圆整为标准系列，取d=70mm。估算立体车库液压缸工作压力小于5MPa，故查表液压缸工作压力和活塞杆直径，得液压缸推荐内径，由此求得mm，将其圆整为标准系列，取D=125mm。依据下式求液压缸工作压力 （3-7）式中,p液压缸工作压力（Pa）； F工作循环中最大外负载（N）；cm液压缸机械效率，通常=0.90.97，这里取0.95。于是求得液压缸工作压力MPa。缸筒壁厚用强度条件来计算。设计选择无缝钢管材料，通常取薄壁圆筒结构，即D/10。其壁厚按下式计算： （3-8）式中,py试验压力，通常取最大工作压力1.5倍（MPa）； 缸筒材料许用应力。无缝钢管：=100MPa。于是求得壁厚mm，取=10mm。 液压缸导向长度应满足以下要求 （3-9）式中,L液压缸最大行程，这里取1000mm；于是mm,取115mm。活塞宽度取mm。为降低加工难度，通常缸筒长度不超出内径2030倍，这里取1250mm。3、油泵计算现取本设计液压系统总压力损失pl=1MPa，则液压泵实际计算工作压力MPa。单个车位提升时液压缸所需最大流量为L/min根据常规选择液压系统泄漏系数kl=1.1,则液压泵流量为L/min依据求得液压泵流量和压力，选择CB-10型齿轮泵。下面确定液压泵电机功率。查取CB-10型齿轮泵总效率=0.8，则三个车位同时工作时，液压泵最大功率为： kW查表JB3074-82Y系列(IP44)电动机技术数据,选择电机Y112M-4。其额定功率4kW；满载转速1440r/min；质量43kg。4、选择控制元件依据系统最高工作压力和经过该阀最大流量，在标准元件产品样本中选择控制元件规格。单向阀： 按p=4.4MPa,q=47.3L/min 选C2-815换向阀： 按按p=4.4MPa,q=47.3L/min 选3WE10P球阀： 按p=3.4MPa,q=43L/min 选CV1-NG25-D10H11溢流阀： 按p=4.4MPa,q=47.3L/min 选YF-L 20H5、油管及其它辅助装置选择查表JB827-66钢管公称通径、外径、壁厚、连接螺纹及推荐流量。在液压泵出口，按流量141.9L/min，查表取管路通径为25；在液压泵入口，选择较粗管道，选择管径为32；其它油管按流量43L/min，查表取15。油箱容量通常取泵流量35倍，本设计取4倍，其有效容积： L3.3 底层横移机构设计计算从某种意义上说，立体车库是起重机械变种，其横移机构运动形式是自行式有轨运动。为简化横移机构传动，主动轮数越少越好，但主动轮数太少，横移机构起动或制动是将会产生打滑现象，从而易使车轮和轨道磨损，并影响工作效率，甚至难以起动。图3-19 横移驱动方法对面驱动单边驱动对角驱动一角驱动四角驱动现在在有轨起重设备运行中，横移机构驱动方法，即驱动轮部署通常有：对面双轮驱动、单边中心驱动、对角双轮驱动、四角四轮驱动和一角单轮驱动等五种形式，图3-19所表示。本设计采取对面双轮驱动方法，它是由电机经过传动轴带动两边轨道上驱动轮一起工作。它特点是集中驱动，使驱动轮转速相等，从而确保了下停车板横移时各轮同时运行，提升了运动平稳性。另外对下停车板整体刚度要求不高，对传动轴加工要求较低。3.3.1 轮轴、导轨、滚轮和支座设计计算1、轮轴轮轴、支座和滚轮装配位置关系图3-20。每个下停车板底部有两根轮轴，靠支座安装于支承架两根纵向槽钢（参阅图3-4）下方。图3-20 轮轴装配1-滚轮；2-套筒；3-轴承；4-轮轴；5-支座；6-轴端盖对单根轮轴受力分析，图3-21所表示。每个支座加在轴上负载是下停车板全重1/4，由前文可求得车辆、下停车板、支承架全重为kg。图3-21 轮轴校核考虑下停车板还有其它安全装置、电机等，故取G=3000kg。设轮轴全长l=3.5m，单侧支座到同侧滚轮轮毂中心距离a=0.15m。于是单个支座对轴弯矩为：Nm轴选择45号钢调质处理，查得其许用弯曲应力-1=60MPa，则轴直径可用下式确定：m，图3-22 横移机构支座取d=60mm。 查表轻轨及重轨，选择24号轻轨做横移路轨。滚轮直径取100mm，轮宽依据钢轨取65mm。2、支座支座结构及安装方法图3-22所表示。它安装在下停车板支承架底部，和两根相交支承槽钢靠三组螺栓螺母垫圈等连接，每块下停车板有四个支座。轴承孔结构及装配图3-20所表示。3.3.2 电动机、减速器和滑接输电装置选择1、电动机选择计算电动机驱动力是经过主动轮和轨道间粘着摩擦实现。设电机输出牵引力最大值为F，而总牵引力是各从动轮运行静摩擦力FC和运动惯性力Fa之和，于是主动轮不打滑条件为。单个从动轮滚动摩阻力偶矩M用下式计算： （3-10）式中,滚动摩阻系数，查得钢质车轮和钢轨滚动摩阻系数=0.05mm；N滚轮和钢轨支承面正压力N。于是Nmm。设滚轮直径r=100mm，则单个从动轮运动所需牵引力为N。设横移速度为v=0.15m/s，则其速度最大改变量v=0.15m/s，依据具体情况选择t=0.2s(其范围通常在0.010.5s),于是运动惯性力N。所以总牵引力为N电机要输出功率W。查表JB3074-82Y系列(IP44)电动机技术数据,选择电机型号为Y801-4。该电机额定功率0.55kW，满载转速1390r/min，质量17kg。2、减速器选择 为确保下停车板横移速度，即v=0.15m/s，选择传动比较大蜗轮蜗杆减速器。滚轮直径取mm，于是滚轮周长为m。所以下停车板横移时，滚轮转速为r/min，故传动比。取蜗杆头数,查表GB/T10085-1988CWU型减速器关键技术参数，取蜗轮齿数。选择CWU160-53-F减速器（GB9147-88）,中心距mm。3、滑接输电装置对电机供电采取滑接输电装置。依据立体车库现场实际情况，选择柔性一体式滑线。该类型滑线特点是：比较柔软，能够卷绕成盘，张紧型标准长度为100m，也能够依据用户要求定长生产。滑线安装方便，无接头，电压降较小，滑线许可运行速度高,同时运行平稳，噪音低，集电器散热效果好，使用寿命长。它适用条件如表3-1。环 境污染等级4级（通常导电粉尘和凝露状态），耐酸、耐碱、耐盐雾。环境温度-15+55相对湿度95%安装空间比较小载 流 量50120A电 压交流660V以下，直流1000V以下运行速度V600m/min表3-1 柔性一体式滑线适用条件图3-24 DHB-4-10滑线图3-23 滑接输电装置柔性一体式滑线按工作条件不一样分为张紧型和非张紧型两种安装形式。张紧型滑线就是在安装时对滑线本体施加一定张紧力；非张紧型是在安装时无需张紧力，直接将滑线悬吊安装。本设计采取张紧型滑线，水平式安装,图图3-23所表示。滑线载流量选择必需确保对应滑线载流量IN大于总计算额定电流ING,即InING。对于下层两块停车板，运行电流A。图3-25 BXJM-4悬吊夹查表滑线本体型号，选择DHB-4-10滑线,图3-24所表示。悬吊夹选择BXJM-4图3-25所表示。张紧器选择BJQ-4I图3-26所表示。集电器选择JDS-25双挑式图3-27所表示。图3-27 JDS-25集电器图3-26 BJQ-4I 张紧器3.4 安全装置设计对于立体车库，安全装置是必不可少。不然当系统，尤其是提升系统出问题时，会造成重大经济损失。3.4.1 提升系统安全装置提升系统采取防坠两级安全保护，即液压系统自锁和安全装置锁紧。图3-18控制元件部分中球型逻辑阀是利用控制油路油压改变来改变球阀芯位置，从而实现对油路通断控制。它特点是：1、 阀芯和阀孔为线性接触，故密封性好，在多种压力工作下工作时，均可确保终端位置不泄漏；2、 换过程中不对称液流作用在球面上摩擦力使钢球旋转，使它不停改变和球座间接触位置，所以磨损均匀，大大提升了元件使用寿命；3、 消除了液压卡紧现象，动作可靠性大大提升；4、 球阀芯采取标准轴承专用钢球，精度高，使用寿命长，价格廉价。基于以上特点，这种阀适适用于立体车库。因为这种阀在使用时无泄漏，当停车板到位停止后，液压缸一直处于上位，不会因阀有泄漏而使停车板下降，所以安全可靠性高。将球型逻辑阀安装在液压缸周围，当管道因为某种原因破裂时，阀能自动封闭管道，使液压缸内压力油不能流出，停车板不会所以而坠落，造成砸车事故。为预防因液压油被污染后造成阀内泄漏，所引发停车板坠落，须在球型逻辑阀进出口加过滤器，保护阀不被污染，确保液压系统能正常可靠地运行。尽管液压系统含有自锁功效，但因为停车时间长短不一，有时一辆车可能停几十个小时，甚至更长，液压系统难免会出现漏油现象；另外提升链长久使用和锈蚀也可能出现断裂等问题。所以必需考虑机械安全装置。机械安全装置有限速器、安全钳和缓冲器，三者安装部署如附图提升机构及机械防沉降安全装置所表示。1、限速器限速器反应上停车板实际运行速度，当上停车板运行速度达成或超出设定极限值时（通常为额定速度115%以上），限速器停止运转，并借助绳轮中摩擦力或夹绳机构提拉拉杆，经过机械动作发出信号，切断控制电路，同时迫使安全钳动作，使上停车板强行制停在立柱上，所以限速器是在上停车板超速并达成临界值时起监测及操纵作用。它和安全钳要联在一起使用。当上停车板正常运行时，限速器不起作用。本设计中限速器安装在立柱顶上。 限速器装置由限速器、钢丝绳和张紧装置组成。钢丝绳两端分别绕过限速器和张紧装置绳轮形成一个封闭环路后，固定在导向板安全钳绳头拉手上，该拉手能提拉起安全钳连杆系统。使两导向板内侧安全钳楔块撑紧导槽，是超速下落上停车板被迫制停。在安全钳动作同时，其提拉杆操纵安全开关，使控制电路断开。只有当全部安全开关复位后，释放安全钳，上停车板才能恢复正常使用。张紧装置由支架、张紧轮和配重组成。它作用是使钢丝绳张紧，确保钢丝绳和限速器之间有足够摩擦力，以正确地反应上停车板运行速度。张紧轮安装在张紧装置支架轴上，能够灵活地转动，调整其配重重量，能够调整钢丝绳张力。当限速器动作时，要求钢丝绳拉力应大于安全钳起作用时所需力两倍，且大于300N(GB7588-1995)。2、安全钳图3-28 安全钳工作原理1-导向板；2-拉杆；3-楔块；4-活动安全嘴；5-销钉；6-立柱 安全钳是和限速器配套使用超速保护装置。当上停车板超速运行或出现忽然情况时，安全钳能够受限速器操纵，以机械动作将上停车板紧急制停在立柱上。图3-29 缓冲器1-缓冲橡皮；2-缓冲头；3-缓冲弹簧；4-地脚螺栓；5-缓冲弹簧座安全钳由制停和操纵两部分组成。制停部分常称安全钳。操纵部分是一组连杆系统，由限速器动作时同时操纵。其联动原理图3-28所表示。当上停车板运行速度达成限速器动作速度时，限速器便停止运转，钢丝绳借助绳轮中摩擦力或夹绳机构，提拉起装在导向板上安全钳连杆系统，使导向板安全钳楔块同时撑住导槽，超速上停车板便被制停在立柱上。3、缓冲器 缓冲器是上停车板极限位置最终一道安全装置。当全部保护方法全部失效时，带有较大速度和能量上停车板便会冲向底层，造成严重后果。所以必需设置缓冲器以吸收、消耗上停车板能量，降低损失。 弹簧缓冲器也称蓄能型缓冲器，由缓冲橡皮、缓冲座、压缩弹簧和缓冲弹簧座等部分组成，图3-29所表示。当弹簧缓冲器受到撞击时，弹簧会发生变形，于是将上停车板下落时产生动能和势能转化为弹性变形能，是上停车板下落时得到缓冲、减速。安装时将4个弹簧缓冲器分别安装在上停车板四角边缘正下方地面上。3.4.2 横移系统安全装置图3-30 横移制动器1-制动弹簧调整螺母；2-制动瓦块定位弹簧螺栓；3-制动瓦块定位螺栓；4-倒顺螺栓；5-制动电磁铁；6-电磁铁心；7-拉杆；8-定位螺栓；9-制动臂；10-制动瓦块；11-制动衬料；12-制动轮；13-制动弹簧螺杆；14-手动松闸凸轮；15-制动弹簧 横移系统采取电磁制动器制动。制动器由制动电磁铁、制动臂、制动瓦块、制动弹簧等组成，图3-30 所表示。图3-31 电磁铁1-联接螺栓；2-左铁心；3-端盖；4-磁铁座；5-线圈；6-右铁心；7-外壳制动器原理是：当下停车板处于静止状态时，横移电机、电磁制动器线圈中均无电流经过，这是因电磁铁（图3-31所表示）铁心