升降平移式立体车库的设计

升降平移式立体车库的设计说明书

1. 设计任务

1.1 设计课题

设计一个升降平移式立体车库，要求每个停车板可承载一辆普通轿车，承载重量为1~2吨。

1.2 任务内容

（1）一份机械传动设计说明书

（2）一份机械图，用AutoCAD画出

（3）一份电路设计图

（4）一份电路的输出说明

2. 机械传动设计说明书

2.1 立体车库的工作原理

升降平移式立体车库选用钢结构框架，采用电机驱动链条带动载车板做升降横移运动，从而实现车辆的存取。其工作原理为：每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升降横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。停泊在车库内地面层的车辆只作横移，不需要升降；而停在第二层的车辆只作升降运动。

两层升降横移式车库的工作原理：

存取车的出入口在第一层，第二层停车板既可作升降动作又可做横移动作。第一层设有空位，停车板通过横移动作变换空位，降下空位上方第二层的汽车，取出汽车，第一层的汽车可直接开出。如图2.1

图2.1 两层立体车库示意图

2.3 立体车库的机械传动方式说明

（1）底层车板及横移装置

每个底层车板底部装有四只钢轮，可以在导轨上滚动，其中两只为主动轮，装在长得传动轴上，另两只是从动轮。车板上的电机减速机驱动长传动轴运转，带动主动钢轮在导轨上滚动从而使车板作横向平移运动。简图如下：

图2.2 横移装置简图

（2）第二层车板及提升装置

在第二层，每个车板都装有一个独立的电动机和链轮传动系统。电动机顺时针运转时，链轮带动卷筒1、2旋转，滚筒1和滚筒3是通过钢丝绳绑定的，滚筒1旋转时，钢丝绳的一头下降，另一头带动滚筒3同步旋转。滚筒2和滚筒4也是这样连接的。钢丝绳环绕在卷筒上，车板被提升，反之，车板下降。简图如下：

图2.3 升降装置简图

（3）上下行程开关

行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止。

（4）安全装置

针对本车库设计了电磁防坠落装置和紧急停车按钮．当第二层的车板回到原位时，电磁防坠落装置断电，安全钩钩入，防止车板意外坠落；当车板正常下降时，该装置通电，安全钩脱开，车板得以下放。在运行中如果有突发事件，应立即按紧急停车按钮，防止非正常下坠造成事故。简图如下：

图2.4 防坠落装置简图

2.4 立体车库的主要参数确定（假设车库只适用于中型轿车）

（1）立体车库钢架以及载车板的参数

中型轿车的长宽高分别为4700mm,1800mm,1450mm ，质量大约2000kg ，所以支撑柱的高应大于1450mm,设计时应留有余量，初步取立柱的高为L 1=2100mm 。载车板的长取L 2=4500mm,宽取L 3=1900mm,厚度取为L 4=10mm,质量大约为700kg 。载车板的截面图如下：

图 2.5 载车板截面图

（2）钢丝绳的选取 1.类型选取

通过查机械设计手册表10.1-5，

根据起重机型用钢丝绳选用双绕绳式；按钢丝绕制方法选择交互捻绕型；按钢丝绳中丝与丝接触状态选择线接触型；按股绳截面形状选择圆形；按钢丝绳绳芯形式选择纤维芯型。

2.选择计算

按GB8918-88计算，计算方法如下：

14m d =式中d---钢丝绳最小直径（mm ）

max F --钢丝绳最大静拉力（N ）

C---选择系数（）选择系数C 的取值按表8.1-8选取，通过结构工作级别M6选择C=0.109b

a MP δ，安全系数n=6.

对钢丝绳受力分析

图3.8 升降机构钢丝绳受力分析

图 2.6 钢丝绳受力图

T--即为钢丝绳受力。

G---钢丝绳所提升的重物，包括载车板及附属零件，车重。 G=G1+G2=(2000+700)*10=27000N 。

钢丝绳的最大受力Fmax=0.25*27000=6750N

所以钢丝绳的最小直径96.86750109.0max =⨯==F c d mm 。

故选择直径mm d 96.8≥，由于在启动阶段会产生惯性力，故通过表8.1-9选择钢丝绳公称直径为0d =16mm 。

钢丝绳应力的校核：

钢丝绳的破断应力应该满足公式

0max F nF ≥ 式中

0F ——所选用的钢丝绳最小破断拉力（N ）； n ——安全系数，按表8.1-8选取。

∴0F ≥6⨯6750=40500N

由表8.1-9知道直径为16mm 的钢丝绳公称抗拉强度为1670a MP ，所以该钢丝绳的最小破坏拉力为144KN.

所以0F =144000N>40500N 所选钢丝绳规格合格。 （3） 卷筒尺寸设计

本次设计采用铸造卷筒，设计参数如下： 卷筒名义直径 d h D ⋅=1

其中，h ：与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数 d ：钢丝绳直径

查《机械设计手册》第二卷表8.1.54得到： h=18 所以d h D ⋅=1=18⨯16=288mm 。 再按照表8.1.58取卷筒直径D=400mm 卷筒槽形选择标准槽形，查表8-1-59得： 槽底半径R=10.5mm 槽距P=21mm

按照表8-1-60选择A 型卷筒，卷筒直径D=400mm ，长度L=300mm ；起升高度H=1850mm

（4）链及链轮的选择 1．链的类型选择

本设计链起到平衡和传动的作用，因此通过表14.2—1根据实际需要选短节距精密滚子链（简称滚子链），其结构特点：由外链节和内链节铰接而成。销轴和外链板、套筒和内链板为静配合；滚子空套在套筒上可以自由转动，以减少啮合时的摩擦和磨损，并可以缓和冲击。 2．滚子链的基本参数和尺寸

根据实际需要选择12A 型链条，尺寸如图3.9。

图2.7滚子链结构尺寸

节距 P=19.05mm 滚子直径 d 1=11.91mm

内节内宽 b 1=12.57mm 销轴直径 d 2=5.96mm 套筒孔径 d 3=5.98mm 链条通道高度 h 1=18.34mm