车辆平面移动的二层立体车库的设计(附件)
随着人人们生活水平的提高，汽车数量也随之快速增长，停车难的问题日益严重，在此背景下立体车库被广泛应用。本此设计是基于小型升降横移式立体车库，重点内容包括升降机构的结构设计,纵梁的受力分析和校核，在升降传动系统设计中电机选择,升降链条的设计计算，链轮的设计计算,链传动的静强度安全系数的校核。本设计的主要特点是: 节省资源,控制方便。并对其平面移动机构改进，设计出一个四杆机构，对四杆机构设计计算，使载车板不仅能够横向移动，也能够纵向移动。
关键词 立体车库，升降装置，链传动，四杆机构
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 主要设计内容 3
1.4 创新点 3
2 升降机构的方案选择 3
2.1 提升机构所用方式的比较和选择 3
2.2 链转动升降装置的原理 4
3 立体车库结构设计 5
3.1 纵梁的受力分析和选择 5
3.2 纵梁强度的校核7
3.3立体车库结构布置7
4 链传动升降机构的设计计算9
4.1 载车板质量的估算9
4.2 减速电机的选择9
4.3 提升滚子链的选择10
4.4 第二级链传动的设计 10
4.5 第一级链传动的设计 13
5 横向移动机构的设计17
5.1 横向移动装置原理 17
5.2 横移电机的选择 18
5.3 传动链条的确定 19
5.4 中心距和节数的计算 19
5.5 静力强度安全系数的验算 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
r /> 5.6 链轮主要参数的计算 20
5.7 传动轴直径的选择 21
6 纵移机构的设计21
6.1 纵移机构的原理 21
6.2 四杆机构的计算 22
6.3 加装纵向机构的优点 26
结论 27
致谢 28 参考文献 29
1 引言
1.1研究背景
随着社会经济的飞速发展，人们的生活水平不断地提高，越来越多的人购买汽车作为代步工具,汽车的保有量增长迅速。中国城市人口密度巨大，土地资源稀少，导致我国大中城市普遍存在着停车难的问题。由于人们早期对此认识不足，在城市规划时对停车设施考虑不够，造成现有的基础设施建设相对落后，如学校，医院和老小区等公共场所，停车场数量显然不能满足人们的停车需要，直接导致了车辆的不规范停放，影响交通和出现安全。在此背景下，立体车库的应运而生，其原理是将停车空间向纵向发展，大大地提高了土地利用效率，缓解了停车难的问题，目前为止是解决问题的良好方案。目前，小型升降横移式立体车库在中国被广泛应用，其优点是结构简单，成本较低，便于拆装，并且能在现有的平面车位上直接安装，适用于大多数场所。
1.2国内外发展现状
在发达国家,立体车库生产制造技术比较成熟，立体车库也大范围应用，在日本，大型卖场会配有高度自动化，智能化的车库，车辆存取方便快捷，用户体验非常好。美国作为世界上经济最发达，汽车持有量最多的国家，立体车库更是被广泛应用，事实上，立体车库最早，便是与起源于上世纪20年代的美国，在随后的时间里，以美国日本和德国为代表的国家，汽车业发展迅猛，同时立体车库的研究工作也处于世界领先水平。立体车库发展到如今，已经有了许多种种类：如垂直升降类，平面移动类等等，可以根据实际场地的需要，选择各种立体车库方案。
停车技术几乎包含了当今械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术。机械方面,应用了许多新材料、新工艺。设备结构采用模块化设计，便于组合使用,易于安装拆卸。钢结构选用新型优质钢材,既提高了设备的强度和刚度,又使设备轻巧美观.载车板采用一次成型的镀锌板或彩涂板组装,美观、强韧、耐用。控制技术方面,广泛采用可编程序控制器和矢量变频变压调速闭环控制技术,使运行高速平稳,节省电力,振动和噪音也趋于最小。控制形式有,按钮式、锁匙式、IC卡式、键盘式、触摸屏式、遥控式等。安全元件采用各种光栅显示屏、光电管、机械式行程开关、磁性接近开关、光敏感应开关等,安全保护装置日臻完善,如汽车出入声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟踪、链条和钢丝绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车图象摄影对比安全检测、自动消防灭火系统等。
同时配套的停车场管理系统也进入了智能控制阶段。停车场管理系统的功能越来越完善，通过采用计算机技术、通信技术、自动化机电设备、数据和图像处理设备等先进的技术和设备，并结合用户在停车场的需求，在完成停车收费功能的基础上，还具备车位引导、车牌自动识别、车位查询等功能。系统提供了一种高效的管理方式，通过开发的管理软件和智能化设备极大的简化甚至取代人工劳动，实现了停车场收费、引导以及监控等过程的无人工智能管理。
在中国，立体车库起步相比之下非常晚，上世纪90年代，我国才开始注重立体车库的发展，但是直到如今，立体车库也没用像发达国家那样广泛应用，而且立体车库的种类也比较单一，应用最多的还是小型升降式横移立体车库，原因有很多，有制造厂商技术薄弱，车库改造成本高等原因。
但是在国内，立体车库是热门研究课题。许多学者发表了论文，旨在改进立体停车设备技术，使其能广泛应用于国内各种场所。程怀舟以典型的地上3*3升降横移式车库为例，研究其PLC控制系统，并设计出了其结构，使立体车库实现了自动控制。贺拥军提出了3种高层立体车库的整体结构体系和布置形式；以此为基础，研究其结构所应达到的参数指标，从而确定其技术要求。梁睦通过对3层和多层升降横移式立体车库的结构设计方案的比较，指出多层立体车库在升降平台左右横移时会产生左右晃动，必须设置导向装置，导向装置则是在支撑架上设置2个呈90度垂直的通孔，安装2根偏心轴，在这2根偏心轴上轴承转动中心线与轴孔转动中心线设计2 mm偏心距，零件安装时，用扳手夹紧2根偏心轴的一端转动偏心轴，即可让2个导向滚轮轴承贴近导向立柱，消除升降平台升降和载车托盘横移时的前后、左右晃动。谢志宴以升降横移式立体车库为例，进一步研究了车库的PLC控制系统，并介绍了其原理，算法以及能达到的效果，并举例来说明立体车库所应布置形式。陆体文等设计了一种新型间歇旋转式立体车库升降机械。使用槽轮机构、防摆机构和起升机构实现机械运转过程中的平稳性和间歇性。对传动系统进行优化设计，分析其应力分布，用低副取代高副方式改良结构。对防摆机构进行设计、仿真优化。设计了上升机构，并对内部的螺母丝杆进行校核。张顺达等人于2014年发表的《立体车库升降装置设计研究》，通过对立体车库装置，主要是横移式立体车库的结构设计，以及车板重量估算载车板、横移传动系统设计等方面来考虑并进行改善，从而进行优化设计立体车库。荆友录以垂直升降式立体停车库的钢结构骨架为研究对象使用有限元法建立了其受力模型，并通过ANSYS软件对立体停车库的4种受工况进行了受力分析和变形分析，钢结构骨架能够满足设计要求。并建立了钢构骨架的优化设计模型对其进行了优化设计，使其结构更加合理，大大降低了用钢量。徐格宁、杨瑞刚基于荷载增量失效模式识别方法(广义承力比优化准则法)，建立主要失效模式的安全裕量方程，提出了确定大型结构综合失效概率的计算方法，开发了相关计算的软件，并以钢结构立体车库为例，验证该方法及软件是可行及有效的。陈哗通过研究发现，自动化立体停车设备的钢结构框架及载车板起着分担提升机构荷载和支撑停放车辆荷载的重要作用。他以停车设备钢结构框架及载车板为研究对象，建立了力学模型，并运用有限元法，对立体停车设备的进行了4种工况下的受力分析和结构优化设计研究，使其结构更加合理。优化后的框架及载车板满足设计要求，优化设计是可行而且成功的。李海英、宋华和付丽华研究了小容量经济型钢架结构立体车库强度、刚度及振动问题，利用ANSYS建立了小容量经济型立体车库钢架结构有限元分析模型。对不同工况下的钢架结构进行了整体应力分析和刚度分析，找出了钢架结构的危险点和危险截面，在一二列停车位都有车辆，且向左侧偏载，三列无车的工况中立柱与横梁的连接处，并对钢架结构进行了模态分析，得出钢架的固有频率和振型。
1 引言 1
1.1 研究背景1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 主要设计内容 3
1.4 创新点 3
2 升降机构的方案选择 3
2.1 提升机构所用方式的比较和选择 3
2.2 链转动升降装置的原理 4
3 立体车库结构设计 5
3.1 纵梁的受力分析和选择 5
3.2 纵梁强度的校核7
3.3立体车库结构布置7
4 链传动升降机构的设计计算9
4.1 载车板质量的估算9
4.2 减速电机的选择9
4.3 提升滚子链的选择10
4.4 第二级链传动的设计 10
4.5 第一级链传动的设计 13
5 横向移动机构的设计17
5.1 横向移动装置原理 17
5.2 横移电机的选择 18
5.3 传动链条的确定 19
5.4 中心距和节数的计算 19
5.5 静力强度安全系数的验算 19
r /> 5.6 链轮主要参数的计算 20
5.7 传动轴直径的选择 21
6 纵移机构的设计21
6.1 纵移机构的原理 21
6.2 四杆机构的计算 22
6.3 加装纵向机构的优点 26
结论 27
致谢 28 参考文献 29
1 引言
1.1研究背景
随着社会经济的飞速发展，人们的生活水平不断地提高，越来越多的人购买汽车作为代步工具,汽车的保有量增长迅速。中国城市人口密度巨大，土地资源稀少，导致我国大中城市普遍存在着停车难的问题。由于人们早期对此认识不足，在城市规划时对停车设施考虑不够，造成现有的基础设施建设相对落后，如学校，医院和老小区等公共场所，停车场数量显然不能满足人们的停车需要，直接导致了车辆的不规范停放，影响交通和出现安全。在此背景下，立体车库的应运而生，其原理是将停车空间向纵向发展，大大地提高了土地利用效率，缓解了停车难的问题，目前为止是解决问题的良好方案。目前，小型升降横移式立体车库在中国被广泛应用，其优点是结构简单，成本较低，便于拆装，并且能在现有的平面车位上直接安装，适用于大多数场所。
1.2国内外发展现状
在发达国家,立体车库生产制造技术比较成熟，立体车库也大范围应用，在日本，大型卖场会配有高度自动化，智能化的车库，车辆存取方便快捷，用户体验非常好。美国作为世界上经济最发达，汽车持有量最多的国家，立体车库更是被广泛应用，事实上，立体车库最早，便是与起源于上世纪20年代的美国，在随后的时间里，以美国日本和德国为代表的国家，汽车业发展迅猛，同时立体车库的研究工作也处于世界领先水平。立体车库发展到如今，已经有了许多种种类：如垂直升降类，平面移动类等等，可以根据实际场地的需要，选择各种立体车库方案。
停车技术几乎包含了当今械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术。机械方面,应用了许多新材料、新工艺。设备结构采用模块化设计，便于组合使用,易于安装拆卸。钢结构选用新型优质钢材,既提高了设备的强度和刚度,又使设备轻巧美观.载车板采用一次成型的镀锌板或彩涂板组装,美观、强韧、耐用。控制技术方面,广泛采用可编程序控制器和矢量变频变压调速闭环控制技术,使运行高速平稳,节省电力,振动和噪音也趋于最小。控制形式有,按钮式、锁匙式、IC卡式、键盘式、触摸屏式、遥控式等。安全元件采用各种光栅显示屏、光电管、机械式行程开关、磁性接近开关、光敏感应开关等,安全保护装置日臻完善,如汽车出入声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟踪、链条和钢丝绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车图象摄影对比安全检测、自动消防灭火系统等。
同时配套的停车场管理系统也进入了智能控制阶段。停车场管理系统的功能越来越完善，通过采用计算机技术、通信技术、自动化机电设备、数据和图像处理设备等先进的技术和设备，并结合用户在停车场的需求，在完成停车收费功能的基础上，还具备车位引导、车牌自动识别、车位查询等功能。系统提供了一种高效的管理方式，通过开发的管理软件和智能化设备极大的简化甚至取代人工劳动，实现了停车场收费、引导以及监控等过程的无人工智能管理。
在中国，立体车库起步相比之下非常晚，上世纪90年代，我国才开始注重立体车库的发展，但是直到如今，立体车库也没用像发达国家那样广泛应用，而且立体车库的种类也比较单一，应用最多的还是小型升降式横移立体车库，原因有很多，有制造厂商技术薄弱，车库改造成本高等原因。
但是在国内，立体车库是热门研究课题。许多学者发表了论文，旨在改进立体停车设备技术，使其能广泛应用于国内各种场所。程怀舟以典型的地上3*3升降横移式车库为例，研究其PLC控制系统，并设计出了其结构，使立体车库实现了自动控制。贺拥军提出了3种高层立体车库的整体结构体系和布置形式；以此为基础，研究其结构所应达到的参数指标，从而确定其技术要求。梁睦通过对3层和多层升降横移式立体车库的结构设计方案的比较，指出多层立体车库在升降平台左右横移时会产生左右晃动，必须设置导向装置，导向装置则是在支撑架上设置2个呈90度垂直的通孔，安装2根偏心轴，在这2根偏心轴上轴承转动中心线与轴孔转动中心线设计2 mm偏心距，零件安装时，用扳手夹紧2根偏心轴的一端转动偏心轴，即可让2个导向滚轮轴承贴近导向立柱，消除升降平台升降和载车托盘横移时的前后、左右晃动。谢志宴以升降横移式立体车库为例，进一步研究了车库的PLC控制系统，并介绍了其原理，算法以及能达到的效果，并举例来说明立体车库所应布置形式。陆体文等设计了一种新型间歇旋转式立体车库升降机械。使用槽轮机构、防摆机构和起升机构实现机械运转过程中的平稳性和间歇性。对传动系统进行优化设计，分析其应力分布，用低副取代高副方式改良结构。对防摆机构进行设计、仿真优化。设计了上升机构，并对内部的螺母丝杆进行校核。张顺达等人于2014年发表的《立体车库升降装置设计研究》，通过对立体车库装置，主要是横移式立体车库的结构设计，以及车板重量估算载车板、横移传动系统设计等方面来考虑并进行改善，从而进行优化设计立体车库。荆友录以垂直升降式立体停车库的钢结构骨架为研究对象使用有限元法建立了其受力模型，并通过ANSYS软件对立体停车库的4种受工况进行了受力分析和变形分析，钢结构骨架能够满足设计要求。并建立了钢构骨架的优化设计模型对其进行了优化设计，使其结构更加合理，大大降低了用钢量。徐格宁、杨瑞刚基于荷载增量失效模式识别方法(广义承力比优化准则法)，建立主要失效模式的安全裕量方程，提出了确定大型结构综合失效概率的计算方法，开发了相关计算的软件，并以钢结构立体车库为例，验证该方法及软件是可行及有效的。陈哗通过研究发现，自动化立体停车设备的钢结构框架及载车板起着分担提升机构荷载和支撑停放车辆荷载的重要作用。他以停车设备钢结构框架及载车板为研究对象，建立了力学模型，并运用有限元法，对立体停车设备的进行了4种工况下的受力分析和结构优化设计研究，使其结构更加合理。优化后的框架及载车板满足设计要求，优化设计是可行而且成功的。李海英、宋华和付丽华研究了小容量经济型钢架结构立体车库强度、刚度及振动问题，利用ANSYS建立了小容量经济型立体车库钢架结构有限元分析模型。对不同工况下的钢架结构进行了整体应力分析和刚度分析，找出了钢架结构的危险点和危险截面，在一二列停车位都有车辆，且向左侧偏载，三列无车的工况中立柱与横梁的连接处，并对钢架结构进行了模态分析，得出钢架的固有频率和振型。
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