堆垛式立体车库设计项目说明指导书.doc

清华大学 机械设计综合实践
[堆垛式立体车库设计阐明书]
[搬运小车设计第一某些]

系 别： 机械系
专 业： 机械工程及其自动化
班 级：机械XX班
姓 名： XXX
指引教师：XXX教师

201X年X月XX日

摘 要
随着经济高速发展，人民生活水平不断提高，都市居民私有车辆拥有量也在不断增长，然而都市土地资源紧缺，用地紧张，从而由此引起了“停车难”等一系列社会问题，严重影响了都市建设与发展，并给都市居民生活带来不便，不利于社会和谐稳定发展。
为解决由于“停车难”引起一系列社会问题，各种技术集成机械式立体车库修建显得越来越重要。本文以堆垛式三维立体车库为研究对象，从车库升降机构、横移机构、搬运机构等几种方面展开研究。
一方面，本文阐述了堆垛式立体车库总体构造，简介了主体钢架、升降机构、横移机构等构成某些构造及运营原理，在分析了车库核心构造部件行走小车种类，以往行走小车构造及运营特点后，设计了两种液压式行走小车，重点简介了其各自构造特点、运动过程及其运营原理，并通过对比选取了其中一种行走小车进行详细设计。
本文特点在于，除了老式地简介车库基本构造，本文还着重详细地简介了某些核心机构详细校核、选材、选型，并用Solidworks软件和AutoCAD软件详细绘制了三维图、装配图和零件图，真正地把立体车库从纸面上搬到了生产实际当中。
核心词：堆垛式立体车库；行走小车；叉梳式；二级同轴式减速箱；三级行星齿轮减速器

目录
1. 设计任务书 4
1.1设计背景 4
1.2 设计指标 5
1.3 设计任务与要求 5
2. 引言 5
2.1 任务的目的和意义 5
2.2 相关技术的发展现状 6
2.3 存在的问题分析 8
2.4 拟解决的主要问题 8
2.5 初步解决方案和技术路线 8
2.6 小组成员介绍和任务分工 9
3. 机械系统原理方案和结构设计——肖鹤翀部分 9
3.1 初步方案一： V形夹臂式行走小车 9
3.1.1 V 型夹臂式液压行走小车结构组成 10
3.1.2 V 型夹臂式液压行走小车运行过程 11
3.1.3 方案总体评价 12
3.2 改进方案一：楔形块—夹臂式导轨行走小车 12
3.2.1 楔形块—夹臂式导轨行走小车的结构组成 12
3.2.2 楔形块—夹臂式导轨行走小车的运行过程 13
3.2.3 关于楔形块—夹持臂和车轮受力的简单估计 14
3.2.4 方案总体评价 15
3.3 初步方案二简介（由同组成员陈柏苍同学完成） 15
3.4 改进方案二：新型叉梳式小车的尺寸设计和强度校核 16
3.4.1 查阅预备知识 16
3.4.2 停车库的设计 17
3.4.3 搬运小车上板设计 19
3.4.4梳齿强度校核 20
3.4.5 关于行车颠簸程度的计算（车轮颠簸程度） 20
3.4.6 行走小车电机选型 21
3.4.7减速箱选型 22
3.5 二级同轴式减速箱装配图 23
4. 设备的使用和维护说明 23
5. 设计方案的评价和改进建议 24
6. 设计课程体会 24
7. 参考文献 24

1. 设计任务书
1.1设计背景
堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因而对堆垛机技术规定较高：在多层车库中，升降机可固定在车库两端，运用升降机实现垂直升降运动，中间为搬运器运营巷道，搬运器是一台自动化搬运车，沿巷道高速运营；巷道两侧布置泊位。搬运器可与升降机或与泊位实现存取车辆互换过程。是立体车库最为抱负形式之一，合用范畴广。

图 1.1 堆垛式立体车库存车示意图
1.2 设计指标
a) 最大存车规格： 5300×2150×1550 mm
b) 载重：2200kg
c) 升降机 不不不大于55Kw SEW 曳引电机，
d) 存取车平均时间 90秒
e) 搬运器重量 ＜㎏
f) 车库容量以6（层）´50（/层）车位为限
g) 各方向运动速度限制（m/min）：
纵向运营速度
<100
起升速度
<40
横向运营速度
<40
1.3 设计任务与规定
a) 设计升降机和搬运器装置，实现定点存取车辆（入库和出库）
b) 广泛调研堆垛式立体车库重要形式和发展趋势，分析已有装置优缺陷。
c) 提出升降机和搬运器新或对既有机械机构改进原理方案，绘制原理方案简图（每组一份）。
d) 绘制总体机械构造装配图（每组一份），重要零件图每人各2张。
e) 设计阐明书每组一份。基本内容涉及：原理方案简图及必要功能阐明；构造设计中重要零部件工作能力计算、误差分析、参照文献等。
2. 引言
2.1 任务目和意义
近年来，随着经济发展，国内都市化水平加快和人民生活水平提高，汽车数量不断增长。依照2月22日国家记录局发布国民经济和社会发展记录公报显示，末全国民用汽车保有量达到12089万辆(涉及三轮汽车和低速货车1145万辆)，比上年末增长14.3%，其中私人汽车保有量9309万辆，增长18.3%。民用轿车保有量5989万辆，增长20.7%，其中私人轿车5308万辆，增长22.8%。与此同步，汽车停车场地增长远远赶不上汽车增长速度，汽车泊位与汽车数量严重比例失调，由此带来了停车难，违章停车，停车管理困难等一系列问题。
机械式立体停车设备又名立体车库，它占地空间小，并且可以最大限度运用空间，安全以便，是解决都市用地紧张，缓和停车难一种有效手段。国家记委已明确机械立体停车设备及都市立体停车场为国家重点支持产业，国家海关总署对机械式停车产品规定“国内投资项目予以免征进口税”。上述办法为国内立体车库产业成长提供了良好条件，也为国内解决都市停车问题提供了机会。可以预见：立体车库具备辽阔市场前景。
本次任务目就是开发一套实用，安全有效堆垛式立体车库设备，并重点对其核心机构，升降、横移装置以及汽车搬运器进行了进一步细致研究。
如果本次任务研究成果，可以开发出一款新型可靠并且成本低廉具备极高商业价值堆垛式立体车库，将会为21世纪初期都市交通系统提供实用，国产化都市停车技术和装备。并且这对缓和都市用地紧张，解决都市停车难问题具备重要意义。
2.2 有关技术发呈现状
a)国外研究现状：
世界上第一座立体车库于二十世纪二十年代建成于美国，该立体车库存取过程基本靠人员自身操作完毕。在后来十年里，美国和西欧某些国家开始大面积修建立体车库。在美国华盛顿等某些大都市，商业中心迅速发展，土地资源成为稀缺资源，要解决停车与土地之间矛盾问题，只能从变化停车方式上进行着手，因此该时期机械化立体车库得到了迅速发展。
在同一时期，欧洲立体车库建设也得到了一定发展， 但是欧洲国家人口数量不是诸多，并且土地资源不是十分匮乏，停车问题体现不是很突出，因此随后一段时期发展较为缓慢。欧洲使用立体车库基本上多数为巷道堆垛式立体车库，该种车库相对于多层升降横移式立体车库占地面积较大，土地使用率较低。
德国和意大利在欧洲国家中从事停车设备开发和生产比较早。较好公司有：意大利 Sotefin、Interpark、德国 Palis 等。由于欧洲国家土地资源比较富余，停车问题体现不很突出，停车设备应用量不是很大。多数为巷道堆垛式产品，多层升降横移式产品应用较好。德国和意大利等欧洲国家优势在巷道堆垛类产品上。
立体车库虽然最早出当前美国和欧洲，但是亚洲国家随后也发展起来，并且在一定期期得到了迅速发展。这是由于机械式立体车库可以有效解决亚洲某些国家浮现停车难急需建设停车设施以解决土地资源紧缺问题。这在日本和韩国得到了充分证明。
亚洲停车设备技术来源于日本，日本从 20 世纪 60 年代开始从事机械停车设备开发、生产、销售和服务，至今已有四十几年历史。当前在日本从事机械式停车库及其设备开发、制造公司约有 200 多家，其中生产机械式停车设备公司约 100 多家，比较大公司有新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等。从 90 年代起日本每年投入运营机械停车泊位都在 10 万以上。当前全日本已经投入使用机械式停车位超过 300 万个，其中以升降横移式停车设备为主。对于日本，优势在多层升降横移类、垂直升降类、水平循环类、垂直循环类、简易升降类等产品上。
韩国机械停车设备技术是日本技术派生。产业从 20 世纪 70 年代中期开始起步，80 年代开始引进日本技术，通过消化生产和本土化，90 年代开始为供应使用阶段。由于这几种阶段得到政府高度注重，各种机械停车设备得到普遍开发和运用，韩国近几年增长速度都在 30%左右。当前韩国停车设备行业进入稳步发展阶段。
b)国内研究现状：
国内起步较晚，直到1989年河北省承德修建了国内第一台立体车库，该立体车库是一套垂向循环类立体车库。随后国内立体车库发展速度较为缓慢，虽然国内在二十世纪八十年代就开始了立体车库设计研究，但是由于人们思想结识等因素，导致市场需求量没有迅速发展。
但是随着国内汽车工业和房地业迅速发展和轿车进入家庭速度加快，从二十世纪八十年代开始在国内使用机械式停车设备通过近 20 年发展，特别是 后来得到了高速发展，机械式停车设备行业已从不为人知到当前已形成朝阳产业。
2.3 存在问题分析
立体车库堆垛机机械某些由运营机构、起升机构、伸叉机构及载车台和机架构成。它是在所谓高层、高速、高密度存取概念下产物。尽管各厂家各有独创，构造形式有些差别，但可以说大同小异，所有堆垛机都不外乎由机架、载物台、伸缩货叉、轨道和控制系统等某些构成。
立体车库存在几种重要问题是：
①存取车较慢。 由于立体车库存取车需要通过一种搬运和运送汽车过程，整个存取车速度比起平面车库必然会大大下降，这也是立体车库研究中非常需要解决问题；
②搬运器设计复杂，规定高。无论是何种方式， 叉梳式、滑叉式还是行走小车式搬运器设计，都会涉及到设计要适应与不同款式、型号汽车，适应于不同尺寸、轴距汽车。除此之外，对搬运器还需保证运动精准性，以及对强度高规定，这些都使得搬运器设计难度提高了一种档次。如过再考虑停车人性化设计和行车舒服性，设计一款低价、满足市场需求搬运器，看起来主线不是一件容易事；
③存取车方案不够合理，算法不优化。堆垛式立体车库除了设备上问题，在存取车合理性上，也存在着一定可改进性。
2.4 拟解决重要问题
本次任务方案设计拟解决重要技术问题是升降、横移机构设计、校核、选用，以及搬运小车设计、校核，以及有关装配图绘制。
2.5 初步解决方案和技术路线
初步解决方案拟采用查阅有关资料寻找堆垛式立体车库设计基本环节，在基本环节指引下，依照自身课题独特性选取符合自身规定机构进行设计；对于搬运小车某些，则更加侧重于寻找既有小车方案中局限性，改进并设计一款独特搬运小车。
2.6 小构成员简介和任务分工
a) 小构成员三名：翁谋毅、陈柏苍、肖鹤翀
b) 小构成员分工：
翁谋毅： ①车库升降机机构和横移机构设计、选型与强度校核；
②车库升降机构中，电机传动某些三级行星齿轮减速器装配图绘制；
③承担某些叉梳式小车重要传动部件三维图绘制。
陈柏苍：①立体车库叉梳式搬运器设计；
②立体车库叉梳式小车重要传动部件装配图绘制；
③叉梳式小车重要传动部件三维图绘制。
肖鹤翀：①立体车库行走小车式搬运器设计；
②叉梳式小车和叉梳式停车库尺寸设计和强度校核；
③叉梳式小车运营电机和二级同轴式减速箱设计以及该二级同轴式减速箱装配图绘制；
④承担某些叉梳式小车重要传动部件三维图绘制。

3. 机械系统原理方案和构造设计——肖鹤翀某些
3.1 初步方案一： V形夹臂式行走小车
该行走小车是一种新型 V 型夹臂式液压行走小车，可以实现双向车辆存取。其构造示意如下图3.1。

图 3.1 V 型夹臂式液压行走小车示意图
3.1.1 V 型夹臂式液压行走小车构造构成
该行走小车涉及行走某些和存取某些，行走某些位于存取某些下方，行走某些涉及四个在小车主体Ⅰ底部四角均匀分布支撑轮，一组弹性连接驱动轮以及与驱动轮连接电机；存取某些涉及小车主体Ⅰ，在小车主体Ⅰ上中部一侧沿小车行走方向上设立导轨，以及在小车主体Ⅰ上导轨上沿小车行走方向滑动小车主体Ⅱ，小车主体Ⅰ和Ⅱ都由底板、中间板和盖板构成，将小车主体Ⅰ和Ⅱ分为上层和下层，在小车主体Ⅰ和Ⅱ下层均匀分布安有两两成对四个 V 型夹持臂，V 型夹持臂两臂之间夹角为钝角，且 V 型夹持臂 V 型角处与小车主体底板和中间板铰接，成对两 V 型夹持臂铰接处连线与小车行走方向垂直，夹持臂一侧为夹持车轮端，与小车行走方向平行，另一侧中部设有滑槽，端部安装有滚轮，滚轮与底板和中间板相接 触且在底板与中间板间下层滚动，在小车主体Ⅰ和Ⅱ上层中某些别安放有与小车行走方向一致液压缸，液压缸两端分别铰接与液压缸垂直两个横向拉杆中部，每个横向拉杆两端分别与在下层两个成对 V 型夹持臂滑槽内滑动滑块连接。横向拉杆与液压缸铰接构造既有转动副又有移动副，不但可以使液压缸在液压缸与横向拉杆平面内转动还可以使液压缸在横向拉杆方向上做微移动。
3.1.2 V 型夹臂式液压行走小车运营过程
本行走小车构成分为行走某些和存取车某些，均匀分布在小车主体Ⅰ底部四角四个支撑轮 2 起支撑和导向作用，与小车主体Ⅰ1 弹性连接驱动轮10 在电机带动下使小车运动，弹性连接可以保证驱动轮始终与地面接触，并且可使小车双向运动。
整个过程可分为如下几步：①车辆停放在预设位置；②行走小车开始工作，驱动轮在电机驱动下，进入轿车底盘下定位；③液压缸沿小车运营方向伸开，带动夹持臂运动到水平方向；④主体Ⅱ伸出四个夹持臂夹持前两个车轮，主体Ⅰ伸出四个夹持臂夹持后两个车轮；⑤主体Ⅱ 在小车主体Ⅰ导轨上滑动，自适应不同轴距；⑥电机驱动驱动轮进入升降装置。

图 3.1.2 V 型夹臂式液压行走小车工作状态示意图
3.1.3 方案总体评价
本方案长处：
①采用新型弹性连接驱动轮，与行走小车弹性连接可保证驱动轮始终与地面接触，驱动可靠，并且可实现行走小车双向运动。
②液压缸数量少，夹持臂设计可使夹持臂与小车主体两处接触，使夹持臂接触可靠。
本方案缺陷：
①构造设计复杂，整体尺寸较大；
②夹持臂强度规定高，安全性较差。
3.2 改进方案一：楔形块—夹臂式导轨行走小车
在原小车基本上，设计了一种新型楔形块—夹臂式导轨行走小车，可完毕车辆存取搬运工作。示意图如下图3.2。

图 3.2 楔形块—夹臂式导轨行走小车示意图
3.2.1 楔形块—夹臂式导轨行走小车构造构成
该行走小车涉及行走某些和存取某些，行走某些重要是四个驱动轮，负责带动小车运动；存取某些涉及两个某些，一种是车轮提高装置，另一种是液压传动装置。车轮提高装置重要涉及楔形块，外伸板和夹持臂，通过楔形块伸出和夹持臂配合提高并固定汽车；传动某些重要涉及液压装置和中间传动部件，重要目是传递液压运动到楔形块和外伸板上。
整个行走小车是从汽车侧面进入地盘下就位，小车沿楔形块运动方向尺寸应不大于汽车先后车轮间距一定长度；小车外伸板长度应不大于前轮之间或后轮之间间距；楔形块应不不大于车轮宽度；小车夹持臂应长于楔形块宽度。
3.2.2 楔形块—夹臂式导轨行走小车运营过程
整个搬运过程大体可分为：①停车→②搬运小车就位→③汽车被提高→④运送汽车到指定位置→⑥汽车放下→⑦搬运小车归位。
停车：车主须在指定位置，对于沿车身方向上定位规定较精准，侧面方向上定位规定较宽松。沿车身方向上精度保证，可通过对前车轮停放位置定位来解决。即例如画线定下前车轮停车位置，在画线先后误差15cm皆可以为有效停车。
搬运小车就位：搬运小车进入是从两车轮中间侧面进入，对于沿汽车车身方向定位已在停车时候解决，而对于沿小车运动方向上定位，可以在外伸板中相应位置增长光电传感器来解决，通过光电传感器判断小车与否通过了一种车轮而没进入第二个车轮，从而对小车沿小车运动方向进行定位。规定误差在15cm内。
汽车被提高：这一步重要是在液压缸带动，传动装置传动下，外伸板和楔形块同步伸出，楔形块进入小车车轮下部，并超过小车车轮底部一定适当距离，然后楔形块下方夹持臂在电机带动下旋转出，配合楔形块夹持住汽车车轮。这一步需要注意两点是，①楔形块对不同汽车轴距自适应，即与如何判断楔形块与否进入车轮下适当位置这个问题是等价。当前想到解决方案，是在楔形块上加装压力传感器，通过达到一定压力阈值来鉴定位置与否适当。②夹持臂夹持重要作用有两个，一种是辅助楔形块支撑和定位，在楔形块压力阈值判断出了较大误差时可以提供足够支持力，并且可以有效地防止在只有楔形块提高状况下汽车意外滑动（虽然普通状况下车轮已抱死）；第二个是延长楔形块使用寿命，在只有楔形块支撑状况下楔形块受力状况可以视为悬臂梁，局部静强度和疲劳强度都相对比较高，在夹持臂辅助下可以有效楔形块所受最大载荷位置，提高了楔形块寿命。此外还需提一下是，夹持臂在工作状态下与楔形块夹角应为一种锐角，而不是平行关系。
运送汽车到指定位置：这一步普通状况下行走小车只需按照既定导轨运动即可。如果立体车库所修建位置和停车位置有在角度或者距离等方面较大差距话，可以增长一种旋转台，对停好汽车进行位置上调节。
汽车放下：这一步是汽车被提高逆过程。夹持臂先松开，楔形块再收回，最后行走小车退出。
搬运小车归位：行走小车沿导轨归位，准备存或取下一辆汽车。
3.2.3 关于楔形块—夹持臂和车轮受力简朴预计
查阅有关资料知，普通小轿车自重在1.3t~1.8t之间，越野车也许会不不大于2t。为了便于计算不妨取小轿车自重为1.6t，平均到每个车轮上就是400kg，即4000N。汽车在停车状态下车轮抱死，车轮与楔形块发生相对滑动。汽车轮胎和楔形块表面滑动摩擦系数对于旧轮胎可取0.6，楔形块角度取30°。
先假设只有楔形块抬起汽车。在楔形块向外伸开过程中，车轮受到力有诸多，其中竖直方向力重要有车重力、楔形块支持力、楔形块对车轮摩擦力。在楔形块向外运动过程中，支持力和摩擦力方向如下图3.2.3-1，在竖直方向上合力应为4000N。

图 3.2.3-1 车轮上与斜面接触点受力图（摩擦力向下时）
可计算得，车轮受到摩擦力约为4240N。
当楔形块运动停止时，由于扰动等因素（亦可人为控制）导致楔形块向内移动一种微小位移，此时摩擦力方向相反。如下图3.2.3-2。

图 3.2.3-2车轮上与斜面接触点受力图（摩擦力向上时）
此时可重新计算得车轮所受摩擦力为2042N。
由上可以看出，仅有楔形块支撑时，每个车轮所受摩擦力还是相称可观，在2042N~4240N之间。摩擦力带来损耗不可忽视。
但当在楔形块和夹持臂共同配合伙用下提高车轮时，夹持臂斜面可以设计成与楔形块斜面互相垂直，夹持臂所需承受力不会太大（N~4000N），但是可以大大减小车轮所受静摩擦力，从而保护汽车不受损伤。
3.2.4 方案总体评价
本方案长处：
①只采用了一种液压传动，运动构件少，构造简朴，构造尺寸小；
②可自适应各种不同车辆存储，适应性强，运动安全可靠；
③综合已有方案长处，改进缺陷提出了一种新方案，构造新颖，考虑全面。
本方案缺陷：
①工作过程中不可避免会对汽车车轮产生一定损害，不利于汽车维护；
3.3 初步方案二简介（由同构成员陈柏苍同窗完毕）
为了以便简介改进方案二中我工作，这里有必要简介一下和初步方案一V 型夹臂式液压行走小车同步提出另一种初步方案二叉梳式搬运器。如下图3.3-1和图3.3-2 反映了叉梳式搬运器设计思路。

图 3.3-1 叉梳式搬运器侧视图

图 3.3-2 叉梳式搬运器工作状态主视图
该方案具备设计简朴、方案新颖、对车辆和谐特点，因而在组内讨论过程中得到采纳，最后选用改进后叉梳式小车方案作为咱们详细设计方案。
3.4 改进方案二：新型叉梳式小车尺寸设计和强度校核
3.4.1 查阅预备知识
由于要对本方案停车库和小车叉梳上板进行尺寸设计，必要对各种不同款式车辆尺寸有一种范畴预计，保证本叉梳式设计可以满足不同汽车需求。
如下是权威资料罗列：
①小轿车外廓尺寸和重量表

②汽车轴距范畴：2.6m~3.1m；车轮直径范畴：0.6~0.8m；
③小汽车普通停车位尺寸：最小：2.5mx5.2m，最大：3.0mx6.0m；
④轮胎宽度：微型车都在125-155mm之间、小型车大概在165-195mm之间、中型车大概在195-225mm，宽轮胎245mm。
3.4.2 停车库设计
如下图3.4.2是停车库设计示意图。

图 3.4.2 停车库设计示意图
详细尺寸以及拟定原则：
①主体尺寸采用6000×2600×120；
6000是由于考虑到汽车长度5000，需要留一定余量用于停车以及设计梳齿；
2600是依照汽车宽度2200拟定，考虑到停车舒服性以及预留一定停车左右偏移量，故设计为2600；
120是由于载车板需要有足够强度承载汽车重量。
②前轮停放位置：距离尽头1000-，前轮叉梳某些宽度：1000；
前轮停放位置是考虑到车头长度以及预留一定过停倒车空间；宽度定为1000是由于假设原则前轮停车位置在1500话，那么出于人性化考虑在1500先后各预留500范畴供停车。
③先后轮叉梳间距：1500 ，后轮叉梳某些宽度：1500
这个是依照前轮定下位置后，配合汽车轴距数据，同步预留一定停车空间，计算出来后轮叉梳宽度和先后叉梳间距（中间没有叉梳某些）。
④停车库叉梳尺寸：长度700，截面尺寸Φ80；梳齿间隙：90 （规定不不大于梳齿宽度）；叉梳连接方式：螺纹连接
⑤停车库左右两侧叉梳距离：900
这个数据和④中长度100都是依照汽车宽度1.5~2.15来拟定，为了保证车两个轮子一定可以同步并且稳本地停在停车库上。
3.4.3 搬运小车上板设计
搬运小车上板示意图如下图3.4.3。

图 3.4.3 搬运小车上板示意图
设计尺寸：板体某些：5000×800×120，叉梳宽度以及分布同停车库配套；
板体某些选5000是由于小车只需要保证叉梳和停车库配套，别的长度都是可以削减，不必和停车库相似；800是由于要保证叉梳小车在抬车时候不会发生干涉。
3.4.4梳齿强度校核
几种假设：
•汽车质量：2200kg
•每个轮子力平均分派到两个梳齿上
•考虑到先后轮也许存在受力不均匀状况，不妨取前轮受力：后轮受力 = 6：4
前轮每个梳齿受力：3234N （g取9.8N）
（阐明：这里力虽然只是竖直方向上受力，并不是梳齿承受实际力；但是通过背面计算可以验证，这是可以有较好地近似）
•梳齿为典型悬臂梁构造（如下图3.4.4），考虑极端状况受力集中在点B

图 3.4.4 悬臂梁构造梳齿
计算过程：
最大弯矩：，安全系数可取S = 4
惯性矩
弯曲强度校核公式：
可得360.3MPa，选用低合金高强度构造钢可满足规定，例如Q420
3.4.5 关于行车颠簸限度计算（车轮颠簸限度）
已知条件：①车轮直径在600~800，半径在300~400；②梳齿间隙为90；
模型如下图3.4.5。

可计算得车轮上下移动幅度为：10.8~8.3
因此结论是，车轮颠簸限度在合理范畴内，不会影响到行车舒服性。
3.4.6 行走小车电机选型
a)小车运营阻力计算：
小车运营阻力重要分为摩擦阻力和风阻力两某些。
运营摩擦阻力计算公式：

G为行走小车自重载荷，取G=3000×9.8=29400N；f为滚动摩擦系数，取0.8；μ为车轮轴摩擦系数，取0.015；d为与轴承相配合处车轮轴直径，为100mm；β为附加摩擦阻力系数，取1.5。
运营摩擦阻力

其中：D为车轮踏面直径，为100mm
风阻力计算：
计算公式：
式中：
l 为风力系数，钢板值查表得1.3~1.9，取1.6；
l q为计算风压，Pa：

其中：空气密度关于系数，设计时假定为
为计算风速，与小车速度相似，约0.7m/s；因此
=0.30 Pa
l A为垂直于风向(逆运营方向)堆取料机迎风面积，，简化计算取为1.5。
l 为风压变化系数，取1.0。
因此：
0.73N
结论是：风阻力可以忽视。
b) 行走小车电机功率计算
计算公式：
选取一种200W电机即可满足规定。
通过电机选型，选取一款电机参数如下：
功率：200W
转速：1400rpm
转轮直径：15cm
当传动比为20:1时，速度为 0.55m/s（约33m/min）。
3.4.7减速箱选型
减速箱选用二级同轴式减速箱，通过两对齿轮两级减速，两级传动比分别为1：5和1：4。
两对齿轮参数如下：
①Z1 = 20，Z2 = 100
d1 = 16 mm，d2 = 80 mm
m = 0.8 mm，b = 20 mm
②Z3 = 20，Z4 = 80
d3 = 20 mm，d4 = 80 mm
m = 1 mm b = 25 mm
3.5 二级同轴式减速箱装配图
详细装配图请见上传装配图。

图 3.5 二级同轴式减速箱装配图
4. 设备使用和维护阐明
减速箱使用和维护：
①装配前零件用煤油清洗，滚动轴承由汽油清洗，箱体内不容许有杂物，箱体内壁涂耐油油漆；
②检查齿面接触点，按齿高方向不不大于40%，按齿长方向不不大于50%；
③减速器剖分面，各接触面及密封处不容许漏油、渗油，减速器内装L-AN中15号润滑油，油量达到规定高度；
④减速器外表面涂灰色油漆；
⑤按减速器实验规程进行实验。
5. 设计方案评价和改进建议
叉梳式小车方案长处：
①设计简朴，方案新颖；
②对车辆无害；
叉梳式小车方案缺陷：
①对叉梳式小车运营精度规定很高，和停车库配合规定很精准；
②每个停车库都要建成叉梳式，费时费力。
改进建议：
①可以减小叉梳梳齿个数，增大梳齿间隙以便于交叉配合；
6. 设计课程体会
本次设计课程让我第一次真正接触到了实际工程问题并尝试去解决它。从审题、分析，到初步设计、改进设计，强度校核、评价方案，再到最后选材、选电机、绘制装配图，整个过程让我收获了不少设计上和绘图上经验。正如张教师所说，有些同窗从设计者角度出发去设计，而不是从使用者角度出发去设计，这样会导致设计出产品顾客体验很差，我觉得我就存在这样问题。我许多设计，例如叉梳梳齿形状设计，都是在教师提出质疑之后才领悟到我所想形状在事实上是很不科学并且难以加工。另一方面，我所做某些强度校核， 涉及楔形块上车轮所受摩擦力检查，涉及在梳齿上行车舒服度检查，也都是在教师提出质疑之后才做校核。虽然最后校核成果还算令人满意，但是像我这样缺少思考缜密性是很难真正胜任实际生产。
总体而言，虽然这次小学期中遇到了一点波折，但是我所做和所学基本没有落下，成果还算令人满意。如果有下一次机会，我必定会做更好。
7. 参照文献
[1] 中华人民共和国机械行业原则JBT 8713-1998. 机械式停车设备 类别、型式与基本参数
[2] 李斌,张政.新型巷道堆垛式立体车库虚拟设计.河南工程学院学报
[3] 段文军.机械式三维立体车库机械构造及控制系统设计.研究生学位论文
[4] 张炜等.用于堆垛式立体车库中自动泊车机器人.上海大学
[5] 华文瀚.立体车库中存取车机械装置及其控制系统研究开发.研究生学位论文
[6] 荆友录,栾德宇.立体车库车辆存取机构设计.山东交通学院
[7] 荆友录.电梯升降式立体停车库研究与设计.研究生学位论文
[8] 张宝国等.轨行式斗轮堆取料机行走机构驱动功率计算及电机选型.矿山机械
[9] 李浩等.堆垛式立体车库存取车优化.机械研究与应用
[10] 胡清明.立体车库构造优化与智能控制.研究生学位论文
[11] 华文瀚等.堆垛式立体车库存取车方略及途径优化问题分析研究.机械设计与制造