PSH4D型立体停车库升降传动机构设计

目 录

摘 要 (2)

ABSTRACT (3)

1 绪论 (4)

1.1 机械式立体车库设计概论 (5)

1.1.1术语定义 (5)

1.1.2机械车库类型定义 (6)

1.2机械式立体停车设备 (6)

1.2.1停车设备特性 (6)

1.2.2停车设备设计要求 (7)

1.2.3停车设备安全要求 (8)

1.2.4设备种类 (9)

2 升降传动机构设计与计算 (12)

2.1电动机选择 (12)

2.2起升部件的计算选取 (12)

2.2.1钢丝绳的选取 (12)

2.2.2卷筒尺寸的确定 (13)

2.3传动系统计算 (15)

2.3.1传动比I的确定 (15)

2.3.2减速器的选择 (15)

2.3.3大小链轮的选择计算 (17)

2.4轴及轴承的选择、强度计算与校核 (23)

2.4.1轴的选择、强度计算与校核 (23)

2.4.2轴承的选择、强度计算与校核 (26)

2.5键的选择与校核 (27)

2.6联轴器的选择 (28)

2.7装配图 (29)

3 结束语 (30)

致谢 (31)

参考文献 (32)

摘 要

随着我国城市化进程的加快和汽车产业的迅速发展，建筑设计中关于城市停车 场、停车库的合理设计是相关专业领域亟需解决的课题。机械停车库是利用机械设备 提高单位面积停车数量的停车方式， 它是使用机械设备作为运送或既运送且停放车辆 的汽车库。在一个建筑层里叠置2-3层存放车辆的汽车库。它与一般汽车库相比，由 于设备能叠置停车，相同的面积内可多停 30％—50％的小汽车。这对净高适宜的已

将具有积极的现实意义。 建成的单层停车库可以改造成2-3层停放车辆的机械停车库，

本课题组的研究内容为钢丝绳式三层机械式立体停车库， 我个人的研究方向则是 立体停车库升降动力系统的计算设计，具体内容包括：提升电动机的计算选择，用于 提升系统的摆线针轮减速器的计算选择， 卷筒的设计计算， 以及其他动力辅件的计算、 选择以及校核。

关键词：机械式体车库 升降传动系统设计 钢丝绳

Abstract

Along with the development of our country city turns the progress quickly and the automobile industry of quick development, the reasonable design concerning city parking lot, the parking database is the topic that the related and professional realm wants to have a right way to solve in the building design. The machine parking database is a parking method that makes use of the machine equipments exaltation unit area parking quantity, it is to use the machine equipments conduct and actions to deliver or since deliver and park the automobile database of the vehicle. Fold to place the automobile database that 2-3 layers deposit the vehicle in a building layer. It is compared with the general automobile database, because the equipments can fold to place the parking, same area inside can stop 30% more-50% small automobile.This is clean and high and feat to have already set up of single layer the parking database can reform 2-3 layers park the machine parking database of the vehicle, will have the actively realistic meaning.

The research contents of this topic set for the steel wire rope machine as to promote the dynamical steel wire rope type three stereoscopic parking database of the layer machine type, my personal research direction then stereoscopic park the car the calculation design of the database motive system, the concrete contents include: Promote the calculation choice of the electric motor, used for promoting the calculation choice that the system puts the line needle round to decelerate the machine, the design calculation of a tube, and other calculations, choices and school pits that the motive assists the piece..

Key words: Mechanical garage Design of elevator drive mechanism Wire rope

1 绪论

随着我国城市化进程的加快和汽车产业的迅速发展，建筑设计中关于城市停车 场、停车库的合理设计是相关专业领域急需解决的课题。

城市是人类技术进步、经济和社会文明的结晶，同时现代城市又是环境污染，生 态失衡和交通拥挤的写照，久居城市的人们在享受了现代文明的同时，也饱尝了与自 然隔离、人满为患之苦。车流不息带来了烦躁与不安的心理压力。可是城市化的进程 和发展是无法阻挡的，我们只能在节省土地资源的同时尽可能地扩大城市空间容量。 城市的本质是集中，使城市高效、紧凑，充分提高城市空间的利用率，走城市空间集 约化、立体化发展的道路，使城市上、下部空间协调发展，将是现代城市空间发展的 必由之路。

机械式汽车库近年来也在我国一些大城市中兴起，虽然尚存在各种各样的问题， 但经验也正在积累中。它具有高效、安全、节省空间等优势，机械式汽车库的发展将 会有广阔的前途。城市化进程的加速，日益增多的汽车带来了城市停车场不足以及由 此引发的一系列问题，已经成为困扰我们的一个社会问题，迫使我们在城市中紧凑的 地域内对停车空间，停车方式进行新的探索。停车库也由地面向地下，由单层向多高 层发展，停车方式亦由坡道式向机械式发展。

机械停车库是利用机械设备提高单位面积停车数量的停车方式， 它是使用机械设 备作为运送或既运送且停放车辆的汽车库。在一个建筑层里叠置2-3层存放车辆的汽 车库。它与一般汽车库相比，由于设备能叠置停车，相同的面积内可多停30％—50％ 的小汽车。这对净高适宜的已建成的单层停车库可以改造成2-3层停放车辆的机械停 车库，将具有积极的现实意义。

本课题组的研究内容为以钢丝绳卷扬机为提升动力的钢丝绳式三层机械式立体 停车库， 我个人的研究方向则是立体停车库升降动力系统的计算设计， 具体内容包括： 提升电动机的计算选择，用于提升系统的摆线针轮减速器的计算选择，卷筒的设计计 算，以及其他动力辅件的计算、选择以及校核。

1.1 机械式立体停车库设计概论

1.1.1术语定义

○ 1 机械停车库：使用车辆以外其它带有动力的搬运器，完成车辆停放、存储工作 的整个设施。○ 2 机械停车设备：机械停车库内用于搬运、停放汽车的机械设备的总 称。○ 3 机械停车库附属设备：为保证机械停车库安全使用，除机械停车设备以外的 一切库内设施、设备的总称。附属设备包括:照明设备、通风设备、报警设备、电源 设备、消防设备、排水设备、紧急出人口等。○ 4 存车位：机械停车库内车辆经搬运 器最终送达的预先划分好的停放位置。○ 5 车辆搬运器：机械停车设备中用于承托、 运送车辆，使车辆到达存车位的全部装置或部件的总称。○ 6 人车交接位：机械停车 库内进行车辆存取作业， 允许驾驶员停止并离开自己车辆或进人自己车辆开始启动车 辆运行的位置。○ 7 机械停车库出入口：车辆进人或离开机械停车库的通口。机械停 车库出人口一般都设有防护门和相关的安全检测开关。○ 8 机械停车库通行通道：从 机械停车库出人口到人车交接位及驾驶员离开机械停车库的库内全部空间区域。○ 9 机械停车库库前空地：为保证车库内车辆安全正常出人，机械停车库出人口至其前面

10 单车最大出(入)库时间：指从给 道路之间用于车辆暂时停放或转向的预留空地。○

出一个车辆出库(入库)指令开始，搬运器将车辆从停车装置中最不利的存车位取出放 到人车交接位(搬运器将车辆从人车交接位送到停车装置中最不利的存车位)，直到该 停车设备能够允许接受下一个出库(入库)指令为止所需要的时间(包括人员驾车入库 和出库时间，前进入库按20s计，后退入库按 30s计，前进出库按20s计，后退出库

11 满负荷运行全部车辆人库时间：在存车库入口不存在交通堵塞的条件 按23s计)。○

下.从存车库处于空库状态开始，以连续入库的方式工作，直到存车库达到满库状态

12 满负荷运行全部车辆出库时间：在存车库出口不存在交 为止所需要的全部时间。○

通堵塞的条件下，从存车库处于满库状态开始，以连续出库的方式工作，直到存车库 达到空库状态为止所需要的全部时间。○

13 满负荷运行全部车辆出入库时间：在存车 库出入口不存在交通堵塞、存车库处于满库状态的条件下，每出库一辆车就入库一辆

车，出库车辆的位置和次序为随机状态，以这种连续出入库的方式工作，直到存车库 内所有的存车位置全部被轮换一次，整个过程所需要的全部时问。

1.1.2 机械车库类型定义

1.按运行装置分类

垂直循环类停车设备：车辆搬运器在垂直平面内做连续循环移动，实现车辆存取 功能的停车设备。多层循环类停车设备：车辆搬运器在垂直平面内排列成 2 层或 2 层以上做连续移动，两端有升降机构进行循环层间转换移动，实现车辆存取功能的停 车设备。水平循环类停车设备：车辆搬运器在水平平面内排列成2列或 2列以上做连 续循环列间转换移动，实现车辆存取功能的停车设备。电梯垂直升降类停车设备：存 车位分布在井道周围，通过升降搬运器在专用井道内做升降运行，实现车辆存取功能 的停车设备。巷道堆垛类停车设备：存车位在巷道一边或两边多层分布，通过搬运器 在专用巷道内做水平、升降或水平升降复合运行。或与升降搬运器结合，实现车辆存 取功能的停车设备。 平面往复移动类停车设备： 存车位与搬运器分布在同一水平面内， 通过搬运器在水平面内做往复移动，实现车辆存取功能的停车设备。简易升降类停车 设备：通过单一搬运器的升降、俯仰或二三层搬运器整体升降、俯仰，实现车辆二三 层存取功能的停车设备。升降横移类停车设备：通过搬运器的垂直升降或水平横移进 行 2(3)位移动，实现车辆存取功能的停车设备。汽车升降梯：搬运器运载车辆(或同 时运载驾驶员)垂直升降运行进行多层平层对位，从搬运器到存车位需要驾驶员驾车 人位，实现车辆存取功能的停车设备。

2.按操作方法分类

无人式机械停车设备：人员不进人机械停车设备，而只是使汽车移动的方式。准 无人式机械停车设备：当人员走出机械停车设备，到机械停车设备外面后，机械停车 设备才开始运行，实现车辆存取功能的停车设备。同乘式机械停车设备：使用允许车 辆与人员同时乘坐的搬运器.实现车辆存取功能的停车设备。

1.2 机械式立体停车设备

1.2.1停车设备特性

这类停车设备一般都是准无人操作方式。结构形式分类共有2种:一种是单一搬运 器的升降、俯仰式运行形式?另一种是2.3层搬运器整体升降、俯仰式运行形式。搬运 器的升降、俯仰式的停车设备多用于地面停车、路边停车和地下停车，尤其适合对原 有地下单层停放车辆的停车库进行改造，来增加停车数量。这种形式停车设备工作原

理一般是先来的车辆驶入升降搬运器，将车辆送到上层存车位，后来车辆直接驶入下 层存车位， 属于机械停车和自走式停车混合使用的停车方式。 2. 3层搬运器整体升降、 俯仰式的停车设备为半地下停车方式，多用于地面停车、路边停车，2层搬运器整体 升降、俯仰式的停车设备可以用在地下。这种形式停车设备工作原理是使用者通过特 定的开关将自己需要的升降搬运器驱动到人车交接位， 车辆直接驶入停车设备规定的 升降搬运器内，将车辆送到上层存车位，后来车辆直接驶入下层存车位。属于机械停 车和自走式停车混合使用停车方式。这类车库一般最多为 3 层(多层高度比较高，稳 定性和经济性较差)，它可以在一个标准停车位扩允2一 3倍的车辆停放数量。

1.2.2停车设备设计要求

(1)这类车库升降搬运器自动化程度一般要求较低，升降速度建议控制在小于 4m/min，最大不要超过6m/min，如果超过6m/min就应当由变频调速，以免由于速度 过快引起的冲击过大，对车造成破坏。

(2)车库库前空地在出人口前预留出一个车辆的转弯半径作为通行车道宽度即可。

(3)带地坑的停车设备，在程序设置时，车库使用前、后的原始状态，地坑位置必 须保证有搬运器补位，不能将地坑明露。在人可能到达的地坑边缘，应当设有1 . 8m 高以上的围墙或围栏、围网。如果停车设备设置在户外，围栏、围网及升降门上的适 当位置应当有夜间闪光警示灯。在出入口应当设有垂直滑动门，地坑深度小于O. 5m 深时，可以不用门，用光电开关配以声光报替机构即可。不带地坑的停车设备，在人 可能到达的上层搬运器升降运行空间边缘，应当设有1 .8m高以上的围墙、围栏、围 网或光电检测开关。出人口应当设有垂直滑动门或光电检测开关配以声光报警机构。

(4)停车设备内部应当设置全方位的自动检测开关，当停车设备运行时，如果有人 员、车辆、异物侵人时，要能够马上检测出来，报警同时锁定运行的停车设备，以确 保人员、车辆安全。如果操作人员操作时完全可以全面详细地观察到停车设备运行的 全部方位，能够确保人员安全，可以减化自动检测机构或元件。

(5)为确保人员安全，停车设备内部凡是能够使人跌落地坑的地方，均需要安装 护栏。停车设备内通道高度尺寸应当在1 . 8m以上，宽度尺寸应当在0.5m以上。存 车位空间高度尺寸应当大于允许停放车辆最大高度加上50mm(最小不能低于1.6m)。 宽度尺寸应当大于允许停放车辆最大宽度(含反光镜)加上150mm。 长度方向上如果没 有地坑或上横梁(即没有形成通口或井道)，搬运器长度可以小

于允许停放车辆最大长度。如果有地坑或上横梁，则地坑的有效空间(或通口空间)，

应当大于允许停放车辆最大长度加上 200mm，以便车库使用者和管理者能够通过目 测确定车辆停放在搬运器内。

(6)对带有地坑的升降搬运器在车辆交接层，搬运器由空载变重载、由重载变空 载时，搬运器距平层定位偏差应在士 5mm。搬运器内车辆通行平面与地面平层高差 应小于1 0mm ,搬运器内车辆通行平面边缘与坑壁间隙应小于50mm。

1.2.3停车设备安全要求

(1)该类停车设备的搬运器同时也是存车位.所以在搬运器上一般都要设置止车挡 块，防止搬运器在运行时车辆移动，发生损坏车辆的事故发生。

(2)在车辆存放正常位置的极限区设置车辆入位检测和车辆超长、超高检测，当超 出允许存放尺寸车辆进入库区时， 或车辆进人搬运器时发出报警并锁定停车设备不能 运行并提示车辆必须退出停车设备。当车辆进人搬运器停故位置不准确时，发出报警 并锁定停车设备不能运行，当调整准确后，转人正常运行状态。

(3)当有依靠钢丝绳或链条来保持车辆在上层位置时，必须设有防止搬运器坠落装 置，即使在钢丝绳或链条断裂时，搬运器也不能发生坠落。

(4)搬运器升降时，除认址定位开关外，还应当设置超行程极限限位开关，防止搬 运器超越极限位置运行。

(5)驱动机构均应有断电制动性能。制动器要灵活可靠，要按期维护检查，以防止 搬运器出现滑车溜车。

(6)对液压传动机构，除断电时必须具有制动性能外，液压系统合理的位置上要安 装止回阀，还应当在油缸油口处装上限速阀，既可避免限速油路系统问题造成油缸失 速， 管路、 接头爆裂等故障造成的事故， 还可避免由于人为误操作造成的破坏性事故。 使用时应注意油缸活塞密封圈内漏问题，它可造成搬运器溜车滑车，严重的会损坏车 辆及停车设备。这一点在设计时一定要明确说明。

(7)利用链条、钢丝绳等传动机构，使用人员能够到达的部位和能够对人员安全产 生危险的部位均要设置防护罩，确保人员安全。

除了上面的要求，停车设备运行还应当有一系列联锁机构。①首要联锁是车辆在 库内停放位置检测机构与停车设备运行联锁。车辆没有明确地停放在规定的区域内 时，停车设备不能运行。②门或出入口光电开关与停车设备运行联锁。门或出人口有 人、车或异物时，停车设备不能运行。③单一搬运器的升降、俯仰式的停车设备，下 层停放车辆与上层搬运器运行联锁。下层停放车辆时，上层搬运器不能运行。

除了以上联锁外，还应当有运行超时保护，当1个搬运器得到指令开始运行，未 在规定时间内到达下一个位置，应当发出故障信号，并锁定停车设备使之不能运行。 在使用、管理及维修人员经常出人的地方，合理的位置要设置自锁式急停按钮，以便 于操作。

1.2.4 设备种类

立体停车库就其结构性能上大体分：机械式、自走式及半机械式三种． 根据 立体停车机场的不同，大致可分：升降横移式 、垂直循环式、巷道堆垛式、垂直升 降式、简易升降式等。升降横移式：是利用载车板的升降或（和）横向平移存取停放 汽车的机械式停车设备.适用于住宅小区、大楼地下室、立交桥下。 垂直循环式：是 用一个垂直循环运动的载车板系统存取停放汽车的机械式停车设备 。巷道堆机垛 式 ：是用巷道堆垛机或特种起重机将汽车水平且同时垂直移动到预定泊车位置或相 反取出汽车的机械式停车设备。适用于大规模社会公用停车楼及地下停车库 。立体 停车库亦可分为自行式立体停车库、半自动立体停车库和全自动立体停车库.全自动 立体停车库可分为两层或多层平面式全自动立体停车库、 竖向密集型全自动立体停车 库以及特殊造型结构全自动立体停车库（如蜂窝式、迷宫式等)。

升降横移式立体停车库

巷道堆垛式立体停车库

垂直循环式立体停车库

本次所设计的就是升降横移式立体停车库的升降传动系统， 下面简要介绍下升降 横移式立体停车库的工作原理，以二层停车库为例： 1 2 3

4

5

6

将2号车位作为定位，1，3号车位可以直接进行存取车。

在存取4号车时， 将 1号车位移动到 2号车位上， 4号车位降到1位进行存取车。

在存取5号车时，将 5号车位降到 2位上，进行存取车。

在存取6号车时，将 3移动到 2位上，6降到 3号车位上，进行存取车。

对于升降装置，常见的三种方式是液压方式，链条提升方式和钢丝绳提升方式。钢丝 绳具有承载能力强，重量轻的特点，但它却具有弹性，使用时间长了会产生伸长量， 使得传动精度降低，从而使得托盘不能准确到达所应到达的位置，而且，钢丝绳容易 自行扭转和松散。液压系统驱动是一套十分复杂的驱动系统，它的设计、制造成本较 高。而且维修、检测费用也相对较高，液压系统的故障很难检查，如果哪个输油管道 出现问题，将会在一定时间内大大降低车库的工作效率，而如果液压站出现了问题， 后果将更加严重，故此，此设计没有采用液压驱动系统作为提升机构。链传动为电动 机通过连轴器、链条、链轮，来带动托盘实现升降的。成本低，安全，易维护，维修。

链条传动兼有齿轮传动和带传动的特点。与齿轮传动比较，链传动较易安装，成 本低廉；远距离传动时其结构要比齿轮传动轻便得多。与带传动比较，链传动的平均 传动比准确；传动效率高；需要的张紧力小，压轴力也小；结构尺寸紧凑；能在低速 重载下较好的工作；能适应较恶劣的环境如油污和高温等场合。

综上所述，升降机构的设计：电动机作为动力源，利用链条和链轮的啮合传递动 力，带动滚筒缠绕钢丝绳来实现上层托盘的升降。工作原理如图所示：

1-电动机 2-链轮 3-滚筒 4-钢丝绳 5-滑轮 6-固定端 7-横梁

2 升降传动机构设计与计算

2.1 电动机的设计选择

本次设计， 车辆重量定为2200kg， 托盘重量为450kg， 同时升降速度应小于4m/min。 通过对于功率P 的计算，及升降速度，从而进行升降电动机型号的选取。

1.8kw

= 0.067m/s × N 10 × 2.65 = FV

= P 0.067m/s

= 4m/min = V N

10 × 2.65 = 10m/s 450Kg) + (2200Kg = G G = F FV

= P 2

4 2 4 2

升 车 托板

车 ′ +G 50% 100% 156s

78s 156s ) 2(

78s T 78s 77.6s 0.067m./s

5.2m t 5.2m

1.6m 1.6m 2m c = ′ = = ′ = ? = = = = + + = F V H H 一个工作周期 升 升 车库 升 车库 考虑到摩擦、车重，以及本次提升速度低，载荷大，查《机械设计课程设计手册》 （第三版）表12-7，YZR 、YZ 系列电动机用于驱动各种形式的起重机械和冶金设备 中的辅助机械的专用系列产品。它具有较大的过载能力和较高的机械强度，特别适合 短时或断续周期运行、频繁启动和制动、有时过负荷及有显著的振动与冲击的设备。 故选择的电动机型号为 YZR132M2-6,额定功率P=

2.8kw,额定转速n=940r/min.

2.2 起升部件的计算选取

2.2.1钢丝绳的选取

钢丝绳工作时的受力情况复杂多变，内部应力状态除受拉外，绕上滑轮与卷筒时 还受到弯曲和挤压，钢丝间也产生挤压。为简化计算，设计时一般采用静力计算法。 《起重机设计规范》推荐了两种计算方法，本次设计我们采用以下算法：

N P P N

P 6500

4 / 26000 4 / 26000 g

400kg 2200kg 1 = = = = ′ + = 每条钢丝绳的张力 ） （ 总张力

钢丝绳直径按《工程起重机》（第二版）式 5-1：

s

c d = 其中：

d 为钢丝绳最小直径（mm） ，

c 为选择系数，

s 为钢丝绳最大工作静拉力（N）。

根据《工程起重机》（第二版）表 5-1“钢丝绳的使用及其结构型式” ，选用钢丝 绳为6w(19)金属芯的钢丝绳，公称抗拉强度 pa 1550 b M = s 。

当工作级别为 4 M4,1550MPa s = 时，n=5,c=0.1,所以：

s c d = =8mm

d=1.1d=8×1.1=8.8mm,取d=9.2mm.

所选钢丝绳型号为：钢丝绳6w（19）-9.2-1550-GB20118-2006.

2.2.2卷筒尺寸的确定

（1） 卷筒的直径：

a). d

D ′ = h 1min 其中， 1min D 为按钢丝绳中心计算的卷筒的最小卷绕直径（mm）

。根据《工程起重机》 （第二版）表5-5，当机构工作级别为M4时，卷筒h=16。

300mm

mm 2 . 147 2 . 9 16

h 1min

1min = 3 = ′ = ′ = D D D d D 故取 根据 （2） 卷筒有效长度计算：

绳长： 2

1 0 L L L L + +

=

12m

3.6

4.8 3.6 = + + = 总 L 两段钢丝绳预留各三圈，则为6圈，

m m D L 5.6 5.56 6

1 ? = = p 预留 钢丝绳固定位置，同样各占三圈，

m m D L 6 . 5 5.56 6

2 ? = = p 预留 取 24m

= L 300mm

293mm 20 2 253 L 20mm

253mm 9.2 25 1.1 1zd . 1

25 0.0092)

(0.3 14 . 3 24 ) d (D m ，取整为 则 卷筒两侧侧板厚度取 圈 卷筒 卷筒 = ′ + = = ′ ′ = = ? + ′ = + = L L Z p （3）卷筒壁厚计算：

卷筒壁厚一般先按经验公式初步确定，然后再进行强度校核。为了减轻重量，降低 成本，并且考虑到系统安全性，在这里选择铸造卷筒，带6通孔减少重量。

根据《工程起重机》（第二版）式5-25；

mm 10 - 6 0.02D ） （ + ? d ，取 14mm

= d 卷筒工作时候，由于受钢丝绳最大拉力 max S 的作用，卷筒壁主要承受钢丝绳缠绕 箍紧所产生的压缩应力，以及扭转和弯曲应力，当卷筒长度小于3倍直径（L 小于等 于3D）时，弯曲和压缩应力一般不超过压缩应力的10%-50%，因此可以滤去不计，只 按压缩应力进行强度校核。

为了计算卷筒截面上的压应力，在壁厚为d 的卷筒上取宽度为绳槽节距t 的圆环， 并切开，由于d 远远小于D，可以认为d c 是均匀分布的，根据《工程起重机》（第 二版）式5-23，由平衡条件可得：

[ ] [ ] c c c max c max

c 5 . 137 2

275 2 93 . 100 2

. 9 14 2 6500 d d d d d d d d < \ = = = = ′ ′ = ′ =

= ′ ′ mpa mpa Mpa t S S t s 所以壁厚合理，所选卷筒适用。

卷筒零件图

2.3 传动系统计算

2.3.1传动比i 的确定

根据电机转速n=940r/min,最大起升速度V=4m/s,倍率m=1

再根据卷筒的工作直径D=300mm

可以计算出：

2.3.2减速器的选择

已知减速器的输入功率P1=2.8kw,实际输入轴转速 ' 1

n 940r /min = ， min / 4.2r min / 4.23r 222 940 i n n 222 221.37 4

1 1000 300 3.14 940 mv n i mv

n i n ? = = = ? = ′ ′ ′ ′ = = \ = = 电 卷 电 卷 电

D D

p p

kw K K K P P A A A 4 3.9kw 940 1500 1.2 2.8 P 1.2

33 - 2 - 9 n

n 0.3 c1 0.3

1 1 c1 < = ÷ ? ? ? è ?′ ′ = \ = ÷ ÷ ? ? ? ? è ? = ， （第二版）表 《机械设计实用手册》 为工作情况系数，根据 其中 计算输入功率 查表9-2-35，选择型号为7，传动比为直联型卧式一级摆线针轮减速器，型号为：ZWD

2.8-73B-87.（P=2.8kw，i=87）

。摆线针轮减速器原理如下：

摆线针轮减速器是由少齿渐开线行星减速器发展而来的。所不同的是它的行星 轮齿是采用摆线齿，而内齿轮是采用针齿（如上图）。 “摆线针轮行星传动”是属于一

齿差行星传动，即内齿轮齿数 B z 和行星轮齿数 C z 之差 B z - C z

=1。其转臂和输出机 构等则和少齿差行星齿轮传动一样，这时，转臂（输入轴）的转速 x n 与输出机构（输 出轴）的转速 v n 之间的传动比为：

x c v

n i=z n =- 因此可知，这种行星传动的传动比等于行星轮的齿数，输入轴和输出轴的转向相 反。

与普通减速器比较，摆线针轮减速器具有以下优点：

（1），结构紧凑、体积小、重量轻；

（2），寿命比渐开线齿轮减速高出5倍左右；

（3），运转平稳，噪声小；

（4） ，效率较高，一级传动可达90%~95%。

但是摆线针轮减速器也具有以下缺点：

（1），制造精度要求较高，否则达不到多齿接触；

（2），摆线齿的磨削需要专用的机床。

设计建造机械式立体停车库的目的就是节省停车用地， 所以立体停车库的特点之一便 是结构紧凑，占用空间小，但是由于立体停车库的每个车位都需要两个（一个用于提 升，另一个用于横移）减速器，若使用一般的渐开线齿轮减速器，便会占用大量空间， 达不到节省停车空间的目的，所以，立体停车库所用减速器应该首选结构紧凑、体积 小、重量轻、噪声小、寿命长的摆线针轮减速器

2.3.3 大小链轮的选择计算

（1）传动比确定：

2.6 2.55 87 222 i i i 87

, 222 1

2 1 ? = = = = = i i （2）小链轮齿数 1 Z 的选择：

小链轮齿数 1 Z 按照推荐值选择，

根据《机械设计实用手册》（第二版）表8-2-5， 取 1 Z =19。

（3）大链轮齿数计算：

48.5 19 2.6

i 1 2 2 = ′ = ′ = Z Z ， 2 Z 选择推荐值57 2 Z =57。

（4）设计功率：

同样参照《机械设计实用手册》（第二版）表8-2-5,

复排链排数系数

小链轮齿数系数

工作情况参数

传递功率

其中， - - - - m m

z d K K K P K K P

K P Z A A × × =

2.14kw 1.7

1.00

2.8 1.3 1.7

1.00 K 1.3 8 - 2 - 8 7 - 2 - 8 6 - 2 - 8 m z d m Z = ′ ′ = × × = = = = K K P K P K K A A ， ， 可得：

及表 ， 册》（第二版）表 查阅《机械设计实用手 （5）链条节距选用：

根据 0 d P P = (特定条件下单排链条传递的功率)， 0 P =2.14kw

min / 10.8r 87

940 i n n n 1 1 = = = = 电机 小链轮 查《机械设计实用手册》（第二版）图8-2-2（A 系列），选择链号为16A，节距 p=25.4mm 的链条。

（6）初定中心矩：

347.5mm 347.472mm 25.4 3.6 19 0.2 p 1 i 0.2 a 1 0min ? = ′ ′ ′ = + = ） （

Z （7）链节数：

68 68.03 5 . 347 4 . 25 3.14 2 19 - 57 2 57 19 25.4 2 347.5 a p 2

z - z 2 z z p 2a 2 0 2

1 2 2 1 0 p ? = ′ ÷ ?

? ? è ? ′ + + + ′ = × ÷ ? ? ? è ? + + + = p L 70 p 取 L 。 （8）链条长度：

1.78m 1000

25.4 70 1000 p = ′ = × = P L L （9）理论中心矩：

( ) mm

374 25 . 374 0.23022

57 - 19 - 70 2 25.4 Z - Z - 2 p a 0.23022

9 - 2 - 8 1.342 38

51 19 - 57 19 - 70 - - Z - Z - 2 p a a 2

1 p 1

2 1

p a 2

1 p ? = ′ ′ ′ = = = = = = = K L K Z Z Z L K L A ） （ ，得 》（第二版）表 查《机械设计实用手册 ） （ （10）实际中心矩：

373mm

5031 . 372 1.4969 - 374 a 1.4969

347.5 0.004 a 0.004 ~ 0.002 a a

- a a ' 0 ' ? = = = ′ = = D D = mm ） （ （11）链速：

s m p / 08 . 0 1000

60 4 . 25 8 . 10 19 1000 60 n Z v 1 1 = ′ ′ ′ = ′ × × = 属于低速传动。

（12）验算小链轮轮毂孔径（即轴孔直径）：

max

k k d d ￡ 查 10

- 2 - 8 （第二版）表 《机械设计实用手册》 129mm

d kmax = k d 为针轮摆线减速器输出轴的直径。

（13）有效圆周力：

N N P F 3 10 21.54 21538.5 0.13

2.8 1000 v 1000 ′ ? = ′ = × = （14）作用在轴上的力：

N N F K F A Q 3 3 10 4.78 10 21.54 0.21122 1.05 1.05

′ = ′ ′ ′ = × × = （15）润滑方式选择：

已知：p=38.1mm,v=0.19m/s,查《机械设计实用手册》 （第二版）图8-2-4，选

择第Ⅰ种润滑方式，使用人工定期润滑。

查阅《机械设计实用手册》（第二版）表8-2-16：

（1）小链轮：

已知：

s

m m L L Z p / 0.08 v mm 373 a 1.78 70 19 25.4mm p = = = = = = ，链速 中心距 ，

，链长 ，链节数 ，齿数 节距 基本参数：

查《机械设计实用手册》（第二版）表8-2-2（GB/T 1243-1997）配用链条排距为 mm P t 29 . 29

= ,滚子外径 mm d 88 . 15 1 = 主要尺寸：

①分度圆直径：

154.31mm 0.1646 25.4 z

180 sin p d = = = o ②齿顶圆直径：

166mm 93 . 165 0.1646 0.9864 0.54 25.4 z 180 cot 0.54 p d a ? = ÷ ?

? ? è ? + ′ = ÷ ÷ ?

? ? ? è ? + = mm o ③齿根圆直径：

mm 4 . 138 15.88 -

154.31 d - d d 1 f = = = ④分度圆玄齿高：

6.86mm

858 . 6 25.4 0.27 0.27p h a ? = ′ = = ⑤最大齿根距离：

mm

9 . 137 15.88

- cos4.737 154.31 d - 90 cos d 1 x = ′ = ′ = o o

Z

L ⑥齿侧凸缘直径：

0.76 - h 1.04 - 180 cot p d 2 g ′ ′ ￡ Z

o

查表8-2-2，内链板高度 2 h =24.13mm.

120mm

d 128mm

887 . 127 0.76

- 24.13 1.04 - 5.993 25.4 0.76

- 24.13 1.04 - cot9.474 25.4 0.76 - h 1.04 - 180 cot p d g 2 g = ? = ′ ′ = ′ ′ = ′ ′ ￡ 取 o o

Z