三层三列升降横移自动化立体车库机械系统设计【全套包含CAD图纸三维建模和说明书】

买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985三层三列升降横移自动化立体车库机械系统设计摘 要立 体 停 车 库 是 专 门 实 现 各 种 车 辆 的 自 动 停 放 及 科 学 寄 存 的 仓 储 设 施 。随 着 城 市 汽 车 保 有 量 的 不 断 增 加 ， 停 车 难 问 题 己 经 成 为 大 中 型 城 市 的 一个 普 遍 现 象 。 机 械 式 立 体 停 车 库 可 充 分 利 用 上 地 资 源 ， 发 挥 空 间 优 势 ，最 大 限 度 地 停 放 车 辆 ， 成 为 解 决 城 市 静 态 交 通 问 题 的 重 要 途 径 。 本 课 题以 较 典 型 的 升 降 横 移 式 立 体 车 库 为 研 究 对 象 ， 综 合 考 虑 立 体 车 库 制 造 成本 和 运 行 效 率 的 双 重 因 素 。 升 降 横 移 式 立 体 停 车 库 作 为 一 种 新 兴 的 停 车设 备 ， 以 其 独 特 的 特 点 被 广 泛 的 应 用 在 酒 店 、 宾 馆 、 机 关 单 位 以 及 居 民小 区 等 各 种 场 所 。本 文 结 合 了 实 际 的 工 程 项 目 ， 并 以 升 降 横 移 式 立 体 停 车 库 为 例 ， 对 升降 横 移 式 立 体 停 车 库 进 行 系 统 的 专 门 论 述 。 升 降 横 移 式 立 体 停 车 库 就 其组 成 部 分 而 言 ， 可 分 为 三 大 部 分 :车 库 结 构 部 分 、 传 动 机 构 部 分 和 控 制系 统 部 分 。 传 动 结 构 部 分 中 ， 主 要 对 传 动 轴 的 设 计 提 出 改 造 方 案 ， 并 从理 论 上 提 出 改 造 的 依 据 。 停 车 库 的 传 动 型 式 是 升 降 横 移 式 立 体 停 车 库 传动 机 构 的 核 心 问 题 ， 在 实 际 应 用 中 ， 升 降 型 式 主 要 有 :链 条 传 动 和 钢丝 绳 传 动 。 因 而 对 传 动 形 式 进 行 讨 论 ， 并 且 进 行 选 择 和 校 核 。买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985关 键 词 :升 降 横 移 式 立 体 停 车 库 ， 钢 结 构 ， 传 动 机 构 ， 钢 丝 绳The Mechanical System Design OfUPDown And Translation Stereo GarageABSTRACTMechanical parking system is the storage which is used for automatic parking and scientific storage of kinds of automobile. As the quantity of urban automobile has increased continuously in nowadays，the hard-to-park problem has become a common phenomenon . It has become an important way for static traffic problem of cities. The issue studies the typical mechanical parking system which named up-down and translation stereo garage，and regards of the two factors of cost of manufacture and operational Efficiency synthetically，The dragging-forms of multiplayer up-down and translation car-base，as a new kind of parking equipment， is applied in cabarets、hotels 、departments and etc. By its wonderful traits.This paper discusses the dragging-forms of multiplayer up-down and translation car-base technically according to practical projects and two types of applied car-base .According to the form of the dragging-forms of multiplayer up-down and translation car-base，it is made of three parts :part of car-base structure、part of driving-framework and part of control system .The steel structure，as the main body of car-base，has many forms. The plan of reform in the transmission shaft design is brought forward and the paper also puts forward the plans academic base about part of the drive structure. Dragging-form is the core of the driving-framework in the dragging-forms of multiplayer up-down and translation car-base，in practical，it has two types : Chains ripe-dragging and cable wire-dragging. Key words : Dragging-forms of Multiplayer Up-down and Car-base，Steel 买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985Structure ，Transmission，Wire Rope买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985目录摘 要 .iiiABSTRACT.ii第 1章 总体设计 .11.1 车库工作原理 .11.2 升降横移式立体停车库的总体布局 .11.3 传动系统 .21.3.1 升降传动系统 .21.3.2 横移传动系统 .31.4 钢结构框架的选择与设计 .41.5 载车板 .6第 2章 参数计算 .82.1 升降系统参数计算 .82.1.1 升降电机的选择 .82.1.2 升降链传动的设计 .92.1.3 升降轴设计 .112.1.4 联轴器与键的选择 .132.1.5 轴承的选择 .142.1.6 钢丝绳和滑轮的选用 .152.1.7 卷筒的设计 .152.1.8 升降轴的强度校核 .162.2 横移系统参数计算 .182.2.1 横移电机的选择 .182.2.2 横移链传动的设计 .192.2.3 横移传动轴的设计 .21买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 119709852.2.4 联轴器及键的选择 .242.2.5 轴承的选择 .252.2.6 横移车轮和导轨的选择 .25第 3章 升降横移车库装配图与零件图设计 .273.1 设计横移立体车库装配图（A0） .272.2 一层载车板装配图（A3） .272.3 二层移动平台装配图（A3） .282.4 升降轴零件图（A3） .282.5 升降大链轮零件图（A3） .29第 4章 升降横移车库 Soildworks三维造型设计以及动画视频仿真 .30参考文献 .32个人小结 .33买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 1 -买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 2 -第 1章 总体设计1.1车库工作原理该设备的顶层载车板只需上下升降；中层载车板既可升降，又可横移；底层载车板只需左右横移。中层和底层都有一个空位，可以通过横移载车板变换空位，使空位正上方的顶层载车板下降到底层。底层载车板上的汽车可直接出车。整个过程即可完成。根据机械式三层升降横移式立体停车库的运行方式，车库总体采用钢结构设计。在整个机构中有立柱、横梁和纵梁还有横移导轨等组成。底层有可以横移的载车板；二层有移动的框架利用滑轮带动载车板一起做横移运动，并且装有能使载车板升降的提升装；，三层采用框架结构只能升降。升降运动采用升降电动机、链条或钢丝绳提升；横移运动借助导轨采用交流减速横移电动机和滑轮驱动。1.2升降横移式立体停车库的总体布局升降横移式立体停车库由于适应性强而备受青睐，该类车库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。停泊在这类车库内的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可以进入车库内将汽车开进或开出车库，升降由一台电机驱动，通过钢丝绳拖动搬运器垂直升降，横向移动借助导轨，也是利用一台电机便可实现车位的移动，它的主要优点在于同一层的车位移动独立，可以自由动作，并且动作时间短，缩短了存取车的时间。升降横移立体车库可以分成钢结构部分、载车板部分、传动系统、控制系统、安全防护系统五大部分组成。因为我们主要研究的是机械部分因而主要对钢结构部分、载车板部分、传动系统、安全防护系统进行研究和设计。由于升降横移式立体停车库对场地的适应性较强，可根据不同的地形和空间进行任意组合、排列，规模可大可小，对土建的要求比较低，因此，升降横移式立体停车库应用十分广泛普遍。买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 3 -升降横移式立体停车库的结构设计在整个车库中非常重要，主框架部分、载车板部分和传动系统是升降横移式立体停车库的主要组成部分，主框架部分承担着整个升降横移式立体停车库的总量，而且它的轻重、稳定性和可靠性以及载车板部分还影响着整个立体停车库的重量、材料和成本的多少以及安全性，传动系统决定着升降横移式立体停车库运行的好坏，所以如何设计主框架部分、载车板部分和传动系统成为影响整个立体停车库的关键因素。根据预期的设计要求，要达到 7 车位的中小型轿车的存取目标，本次设计的车库采用三层结构，一层和二层各两个停车位和一个空位，三层三个停车位。需要场地大概为长 8m，宽 6m，高 6m。1.3传动系统升降横移式立体停车库的传动系统分为升降传动系统和横移传动系统。在升降横移式立体停车库中传动系统是其核心部分，传动系统的好坏直接关系着整个车库的安全，尽管升降横移式停车库的种类型式很多，其工作原理都大致相同，均是每一个车位都有一搬运器，所需存取车辆的搬运器通过升降、横移运动到达预定位置，进行车辆存取，完成存取全过程。也就是停泊在地面层的车辆只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需要通过中间层横移出空位，将搬运器降到地面层，驾驶员才可进入车库内存取车辆。1.3.1升降传动系统在升降传动系统中，我们采用钢丝绳传动型式。钢丝绳传动形式的升降传动系统一般是由电机、减速系统、卷筒、滑轮、钢丝组成。在钢丝绳传动型式中，钢丝绳的主要作用是拖动载车板上下升降。钢丝绳一端与载车板相连结，钢丝绳另一端缠绕卷筒上(载车板的前端钢丝绳与后端钢丝绳必须同方向绕着卷筒转动)，当载车板需要升降时，提升电机便会通过其正反转来带动卷筒顺时针或逆时针旋转实现载车板的升和降。示意图如图 1-1 所示：买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 4 -1- 载车板 2-卷筒 3-升降轴 4-链轮 5-电动机 6-钢丝绳图 1-1 升降传动示意图1.3.2横移传动系统SH 升降横移式立体停车库的结构设计在整个车库中非常重要，主框架部分、载车板部分和传动系统是升降横移式立体停车库的主要组成部分，主框架部分承担着整个升降横移式立体停车库的总量，而且它的轻重、稳定性和可靠性以及载车板部分还影响着整个立体停车库的重量、材料和成本的多少以及安全性，传动系统决定着升降横移式立体停车库运行的好坏，所以如何设计主框架部分、载车板部分和传动系统成为影响整个立体停车库的关键因素。根据预期的设计要求，要达到 7 车位的中小型轿车的存取目标，本次设计的车库采用三层结构，一层和二层各两个停车位和一个空位，三层三个停车位。需要场地大概为长 8m，宽 6m，高 6m。横移传动系统的作用是使载车板平移到指定位置，其传动主要是靠电机带动链轮使滚轮在轨道上移动。其结构如图 1-2 所示。1-主动轮 2-链轮 3-电动机 4-载车板 5-从动轮买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 5 -图 1-2 横移传动示意图1.4钢结构框架的选择与设计停车设备的钢结构主要采用热轧 H 型钢、槽钢、角钢、钢板焊接成型，用高强度螺栓连接成框架结构，具有较好的强度和刚度。据不同的结构要求，有单立柱形式、跨梁形式、后悬臂形式等。如图 1-3 所示，单柱形式在结构上稳定性好，其强度、刚度比较好，安装也较方便，特别适用于多层式和重列式的升降横移类立体停车库。但是这种形式不便于车辆的驶入，车库的成本也相应的提高了。跨梁形式中应用比较典型的是二柱结构型式，这种型式的停车设备的最大优点视野宽阔，存取车方便。不利的方面主要表现在对设备运行的稳定性和结构框架的强度、刚度、设计要求高。它主要用于二层升降横移类立体停车库。因而我们采用单柱形式。图：（a）单立柱形式 图：（b）跨梁形式图：（c）后悬臂形式图 1-3 升降横移式立体停车库主框架的典型形式在升降横移式立体停车库的主框架设计中一个重要部分安装连接形式设计的是否合理直接影响结构的质量、安装速度及经济效益，常规的主框架的连接有焊接，铆接与螺栓连接三种。扭剪型高强螺栓是一种新型连接方法，具有买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 6 -受力性能好、耐疲劳、可拆换、施工方便及安全可靠等优点，同普通螺栓相比，单位体积耗钢减少 3050%，近年来在主框架的设计中广为采用。因此使用扭剪型高强螺栓连接。车库骨架全由钢材结构组成，主要由立柱、横梁、斜拉杆、加强肋等构成；本次设计主要采用热扎 H 型钢结构，材料均选牌号为 Q235-A。查参考文献 10表 7-9 初选立柱型号为 20 GB707-88，该车库全部重量由立柱承受，立柱外型截面为正方形，中间为空的，外型尺寸为：正方形边长为250mm,立柱厚度为 40mm，高度为 5100mm,立柱底部上焊有一块正方形铁板，边长为 400mm，厚度为 30mm，钢材上安装四个地脚螺栓，保证立柱的固定，另外焊接肋板，增加立柱的强度。立柱截面形状如图 1-4 所示。图 1-4 立柱横粱采用工字形截面，如图 1-5 所示，型号为热扎工字钢 18 GB706-88，侧面横梁因受力较小，主要起连接作用，因此只需要外形合适就可以，可采用和正面横梁一样的连接方法，选热扎槽钢 16 即可。图 1-5 横梁的工字形截面买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 7 -斜拉杆、加强肋均采用热扎等边角钢截面，角钢号数为 10 GB9787-88，截面形状如图 1-6 所示。图 1-6 斜拉杆、加强肋的等边角钢截面本次钢结构设计选择的钢材承载能力强，且型钢强度高、耐压、耐弯能力强，根据受力分析知其远远满足设计要求，故无须对其进行强度校核。1.5载车板用来承载入库车辆，按结构形式有框架式和拼板式两种。拼板式载车板如图 1.7 所示用镀锌钢板一次性冲压或滚压成组装件，并用咬合拼装成载车板，用螺栓紧固连接，拼装前可以先对组建进行各类表面处理(如电镀、烤漆等)，使载车板轻巧、美观，拼装式载车板运输方便、通用互换性好，强度大、刚度好、重量轻、减少基础承力；而且由于是整体折弯成型，车板厚度小，一般厚度为 5055 毫米，整体折弯成型结构形式适合于批量生产。框架式载车板如图 1.8 所示是先用型钢和钢板焊接成承载框架，然后在两侧停车通道和中间突起的顶面铺设不同厚度的钢板，多数采用中间突起结构。这种载车板的优点是可按需要设置行车通道宽度，并具有较好的导入功能，这种结构形式较适合车型变化较多的小批量生产。图 1.7 拼版式载车板买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 8 -1防坠落装置 2、4 空心方钢 33mm 钢板 5 、6角钢图 1.8 框架式载车板我们这里采用第二种载车板方式框架式载车板，由空心矩形方钢、角钢和钢板焊接而成载车板框架，在框架上面铺设钢板，中间突起。同时在行车通道上安装防滑钢板，它和中间突起的钢板一起，防止汽车在存取时产生纵向或横向的滑动。在底层载车板中装有横移机构带动载车板做横移移动。并且在载车板两侧装有防坠楼装置，防止因意外发生的事故。买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 9 -第 2章 参数计算2.1升降系统参数计算2.1.1升降电机的选择初设升降速度 v=0.15m/s，载重 M=1700kg，提升所需功率为：kw94.215.0892gvMPw由机械设计手册知电动机输出功率：（2-1 ）/0式中： 工作机所需功率wP减速机与工作机之间的总效率链传动总效率：（2-2 ） n321w式中： 链传动效率，查得=0.961滚动轴承效率，查得 =0.99，两对，2代入数据得： 94.0.9602w则电动机的输出功率为： =3.12kWwP/选择台湾明椿电动机厂生产的停车设备专用交流减速电动机，型号为MLPK55370603，功率 P = 3.7kW，频率为 50HZ，电压 220V，速比为 60，输出转速为 。其外形见图 2-1。min/21r图 2-1 电机的外形图买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 10 -表 2-1 升降电机的尺寸表A D E F G H L J K525 150 210 260 190 15 21 42.2 85M X Y Z P Q T W230 255 160 170 65 40 43.5 102.1.2升降链传动的设计初定卷筒直径 D=200mm,载车板上升速度 V = 0.15 m/s,求得卷筒的转速 。2n由 得，1062.0Rn mi/3.1402615.2 r链轮的传动比 .3.421i初取传动比 i = 1.5。1. 选择链轮齿数 、1Z2根据传动比 i=1.5，查机械设计 表 6-6 取小链轮齿数 =17 则大链轮7 1Z齿数 =27。22. 确定链条链节数 Lp初定中心距 a=10p，则节距 25.4221010 ZaPZpaL取 Lp = 443. 计算单排链所能传递的功率 及链节距 P0由机械设计 表 6-3 查得工作情况系数 ，7 1AKkw7.3PCa由机械设计 表 6-5 查得小链轮齿数系数 Kz=0.887,链长系数7 7.0LK选择双排链，由机械设计 表 6-4 查得多排链系数 Kp=1.77计算额定功率： kw13.67.018.0355.10 PZCKP买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 11 -根据额定功率 和转速 查机械设计 图 6.13 选择滚子链型号为0P1n724A，链节距 P=38.1 mm。链号标记为 24A244GB1243-1997。4. 确定链实际长度 L 及中心距 aL=LpP/1000=4438.1/1000=1.68 m mZZZPaP 3812*8224 111 5. 计算链速 snV /5.0160.391601 6. 作用在轴上的压轴力 Q圆周力 F=1000P/V=（10003.7）/0.25=14800N按平均布置取压轴力系数 有15.KNFQ7027. 按静强度校核链条由于链条处于低速重载传动中，其静强度占主要地位。由机械设计手册 知，链条静强度计算式：6（2-3 ）pfctAnFKQn式中： 静强度安全系数；工况系数，查表 12-2-3 取 ；A 0.1AK链条极限拉伸载荷， =249.1kN；QQ有效圆周力， ；tFNPFt k8.1425.073v1离心力引起的力， ，其中 为链条质量，可由 机械c cq设计手册 表 12-2-9 查得： q=5.6kg/m； 时， 可以忽略。6 sm/4cF买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 12 -悬垂力， ，其中 为系数，查机械设计手册fF10)sin(qgaKFff fK图 12-2-3 得： ， 为中心距， ， 为两轮中心线对水平面6 f m381.0的倾角， ，则 ；90 NqgaFff k41.038.96521)sin( 许用安全系数， 。p 4pn代入数据得： pfctA nFKQn 3.16.08129符合强度要求。8. 润滑方式的选择根据链速 v=0.25m/s 和链节距 P=38.1mm，按机械设计 图 6.16 查得7润滑方式为人工定期润滑。2.1.3升降轴的设计升降轴是升降电机动力通过链轮输入的一段，它的结构如下图：图 2-2 升降轴结构图1. 估算轴的基本直径选用 45 钢，调质处理，由机械设计 7表 9-1 查得 b=640MPa。查表 9-3，取 C=60，由机械设计 7式（9-2）得： m2.38.1460nd33PC所求为轴的最细处，即装联轴器处。但因此处有个键槽，故轴颈应增大5%，即 。m9.305.128dmin买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 13 -为了使所选的直径与联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器。由机械设计 查得采用刚性联轴器，取与轴配合的的半联轴器孔径 40mm，故轴颈7，与轴配合长度 83mm。m40d8122. 轴的结构设计（1）初定各段直径，见表 2-2表 2-2 升降轴各段直径位置 轴颈/mm 说明装联轴器轴段1-2=4012d与半联轴器的内孔配合，故取 40mm自由段2-3 =4623半联轴器的右端用轴肩定位，故取 46mm装链轮轴段3-4 =504d与链轮轮毂的内孔配合，并便于拆装，故取 50mm轴环段4-5 =605考虑链轮的轴向定位，故取 60mm自由段5-6 =466考虑半联轴器左端的轴向定位，故取 46mm装联轴器段6-7 =407d与联轴器的内孔径相适应，故取 40mm（2）确定各段长度，见表 2-3表 2-3 升降轴各段长度位置 轴段长度/mm 说明装联轴器轴段1-2=8312l该段的长度由链轮轮毂宽度决定，故取83mm自由段2-3 =3523l考虑轴上零件安装的位置，取 52mm装链轮轴段3-4=824该段长度由链轮轮毂宽度决定，考虑链轮的安装，该轴段长略短于轮毂的宽，故取82mm轴环段4-5 =1045l考虑到车轮的定位，一般为轴肩高度的 1.4倍，取 10mm自由段5-6 =7926考虑提升部分的结构，取 792mm装联轴器段6-7=8378l该段的长度由链轮轮毂宽度决定，故取83mm买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 14 -3. 轴上零件的周向固定半联轴器的周向定位均采用平键连接，按 由机械设计 查得平键尺12d7寸 （GB/T1096-2003） ，键槽采用键槽铣刀加工，长为 80mm，半联812hb轴器与轴的配合代号为 H7/k6。同样，链轮毂与轴连接处，选用平键为，为保证链轮与轴的周向固定，故选择链轮轮毂与轴的配合代号为94H7/k6。4. 考虑轴的结构工艺性考虑轴的结构工艺性，轴肩处的圆角半径 R 值为 2.5，轴端倒角 c=2mm；为便于加工，链轮和半联轴器处的键槽布置在同一轴面上。2.1.4升降轴的设联轴器及键的选择1. 联轴器的选择由前可知与联轴器配合处直径为40mm，查参考文献2选用刚性联轴器。2. 键的选择与校核（1） 查机械设计 表9-4选普通平键：7与联轴器配合的选用：键1280 GB/T1095-1990；与链轮配合选用： 键1480 GB/T1095-1990。（2） 校核：查机械设计 知校核公式为：7（2-4 ）1023ppkldT式中： T传递的转矩， ；mKN49.025.69FL键与轮毂键槽的接触高度， ，h为键的高度；k键的工作长度，圆头平键 ；l bl轴的直径；d许用挤压应力，查表6-2知： 。p MPa1502p联轴器与轴配合的键： ， ，代入上述m40dm68bLl公式可得：买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 15 -MPa07.94681.0213 ppkldT链轮与轴配合的键： ， ，代入校核公m5m64bLl式可得： Pa2.5067149.2103 ppkldT由此可知键的选择能满足要求。2.1.5轴承的选择1. 轴承的选用及校核轴承均选用深沟球轴承，查参考文献 10选轴承型号为6238 GB/T276-94。2. 轴承寿命校核查参考文献 1知轴承寿命计算公式为：（2-5 ）)(601PCnLh查表知： ，当量动载荷为 。对于球轴承，218kNCkN8.92F， ，代入数据得：3r/min.4n h10.)8.9(3.1460)( 736 PLh可知轴承寿命足够长，选择符合要求。3. 轴承润滑由于传动轴转速比较低，故轴承采用脂润滑即可，在轴承座内加入足够的脂润滑即可，对承受较大载荷来说此种润滑方式十分适宜。2.1.6钢丝绳和滑轮的选用1. 钢丝绳直径的确定按GB/T3811-1983计算买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 16 -（2-6）maxFCd式中： d钢丝绳的最小直径钢丝绳的最大静拉力maxFC选择系数由表 81-8 确定选择系数 C = 0.104 m56.1496014.0min d根据机械设计 P27-9，选择圆股钢丝绳-合成纤维芯钢丝绳。7d = 16mm , , kgMP/.81 MPab70最小破断拉力 F = 133.0KN2. 滑轮的选择滑轮用来导向和支撑，以改变钢丝绳传递力的方向。该滑轮受载荷比较小，一般制成实体滑轮，材料为铸钢。由钢丝绳的直径 d，按机械设计手册表 8.1-64 查得与钢丝绳直径匹配的滑轮直径 D=225mm。滑轮的型式由机械6设计手册 图 8.1-8 选择一般密封，无内轴套的 E 型滑轮。其标记为：6滑轮 E16225-55 JB/T9005.3-19992.1.7卷筒的设计卷筒的类型按 JB/T9006.2-1999 选择 A 型卷筒，根据机械设计 表 8.1-747 进行卷筒的几何尺寸计算： 最大起升高度 Hmax = 5.4m，绳槽槽距 P = 1.2d = 19.2mm,卷筒槽底直径 D = 180.8mm，卷筒计算直径（由钢丝绳中心算起的卷筒直径） =200mm。0固定钢丝绳的安全圈数 =1.51Z卷筒上有螺旋部分长 ：0L mPDH9.632.15.204max10 无绳槽卷筒端部尺寸 ,57固定钢丝绳所需 L6.32中间光滑部分长度 m = 43mm买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 17 -卷筒长度 mLLS 4022102.1.8升降轴的强度校核1. 轴的受力分析轴的力学模型如下图：图 2-3 轴力学模型图根据升降传动轴的受力情况，此轴主要受扭矩作用，所以只要对轴进行扭转应力强度校核即可，由机械设计 可知校核公式为：7PWT（1）求出轴传递的扭矩： mKN47.23.1950nPT（2）求轴上的作用力：链轮上的圆周力 k8.90.5d34t TF链轮上的径向力 35.N.6tanr A处切向力： FACBk.817.9lt B处切向力： AB2.0536.ltA处扭矩： mk7.14.82d1 NFT买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 18 -B处扭矩： mk24.0.582d67B NFT该轴的扭矩图如图2-4所示：图2-4 扭矩示意图可以看出轴的第二个键槽中心截面（即与链轮配合处）受扭矩最大，为危险截面，应对它进行扭应力强度较核：（2-7 ）maxaPWT式中 ；KN47.23.1950max nPT。33 064.1dWp代入数据可得： 。MPa90Pa193.724maxa pT由此可知强度符合要求，设计合理。2.2横移系统参数计算2.2.1横移电机的选择初设承载总质量 M=2000kg，横移速度 V=0.15m/s，由机械设计手册查得摩擦因子 =0.2，则带动横移轴转动所需功率： kwmgvFVPW 58.01.8920. 买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 19 -由机械设计手册知电动机输出功率：（2-8 ）wP/0式中 工作机所需功率wP减速机与工作机之间的总效率链传动总效率：（2-9 ）n321w式中： 链传动效率，查得=0.961滚动轴承效率，查得 =0.99，两对，2代入数据得： 。94.0.9602w则电动机的输出功率为： =0.594kwwP/由于横移的速度较慢，要求横移电机的转速较低，为使结构紧凑，本设计根据输出功率选择由台湾明椿电机厂 生产的交流减速电动机，型号为20MLPK40075803，额定电压 220V，功率 P=0.75w，速比 30，输出转速n=18r/min。其外形图与升降电动机相同，见图 2-1。电机的主要安装和外形尺寸如下表：表 2-4 电机外形尺寸(mm)A D E F G H L J K365 90 140 175 120 11 15 23.42 65M X Y Z P Q T W165 175 116 125 45 40 31 72.2.2横移链传动的设计初选横移轮直径 D=160mm，则车轮的转速应为 min/9.17804.32516v106n2 rR由于电机转速和车轮转速几乎相同，故传动比为 1。1. 初选链轮齿数由机械设计 表 6-6 查得 ，则从动链轮齿数7 91Z192Z买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 20 -2. 确定计算功率 cP由于载荷比较平稳，由机械设计 查表 6-3 得工况系数 =1.0，7 K因此 = =0.75kwcPK03. 初定中心距，确定链条链节数 Lp初定中心距 ,则链节数a2042212010 ZaZpaL取 Lp = 42。4. 计算单排链所能传递的功率 及链节距 P0由机械设计 表 6-5 查得小链轮齿数系数 Kz=1.0,选择单排链，由机7械设计 表 6-4 查得多排链系数 Kp=1.07由机械设计 图 6.14 查得长度系数 =0.98 故所需传递的功率为7 LKkw7.0198.510 PZCKP根据额定功率和转速查机械设计 图 6.13 选择滚子链的型号为 12A，7由表 6-1 查得链节距 P=19.05mm链标记为：12A62GB/T1243-19975. 确定链实际长度 L 及中心距 aL=LpP/1000=4219.05/1000=0.8mmmZZZPaP 1.492*8224 111 6. 计算链速 sZnV/1.065.190617. 计算作用在轴上的压轴力 Q圆周力 F=1000 /V=（10000.75）/0.11=6818 N0P按平均布置查机械设计 取压轴力系数7 15.QK有 FKQ.840615.买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 21 -8. 按静强度校核链条由于链条处于低速重载传动中，其静强度占主要地位。由参考文献 5知，链条静强度计算式：（2-10 ）pfctAnFKQn式中： 静强度安全系数；n工况系数，查表 12-2-3取 ；AK0.1A链条极限拉伸载荷， =31.1kN；QQ有效圆周力， ；tF NPFt k8.61.075v1离心力引起的力， ，其中 为链条质量，可由机械设c 2cq计手册 表 12-2-9查得： q=1.50kg/m； 时， 可以忽略。6 s/4cF悬垂力， ，其中 为系数，由机械设fF10)sin(gaKFff fK计手册 查图 12-2-3得： ， 为中心距， ， 为两轮6 f m419.0中心线对水平面的倾角， ，则9；NqgaKFff 13.01.58.210)sin( 许用安全系数， 。pn4p代入数据得：，符合强度要求。pfctA nFKQ5.13.0869. 润滑方式的选择根据链速 v=0.11m/s 和链节距 P=19.05mm，按图 6.16 查得润滑方式为人工定期润滑。10. 链轮的结构设计链轮的结构选为整体式，材料为 45 钢，热处理为淬火、回火，齿面硬度4050HRC。由机械设计手册 表 14.2-19 查得主要结构尺寸如图 5-2：6买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 22 -图 2-5 横移链2.2.3横移传动轴的设计横移传动轴 A 是一层车库横移电机动力通过链轮输入的一段，它的结构如下图：图 2-6 横移轴 A1. 估算轴的基本直径选用 45 钢，调质处理，由机械设计 表 9-1 查得 =640MPa。7b查表 9-3，取 C=110，由式（9-2）得。m13.26875.01nd33PC所求为轴的最细处，即装联轴器处。但因此处有个键槽，故轴颈应增大5%，即 ，则 。4.705.26min m4.27d8912买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 23 -为了使所选的直径与联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器。由机械设计手册 查得采用刚性联轴器，取与轴配合的的半联轴器孔径 28mm，故6轴颈 28mm，与轴配合长度 44mm。2. 轴的结构设计（1）初定各段直径，见下表：表 2-5 横移轴各段直径位置 轴颈/mm 说明装链轮轴 1-2 =2812d与链轮的内孔配合，故取 28mm自由段 2-3 =323链轮的右端用轴肩定位，故取 32mm装车轮轴 3-4 =454与车轮的内孔配合，并便于拆装，故取45mm轴环段 4-5 =505d考虑车轮的轴向定位，故取 50mm自由段 5-6 =3456考虑轴承的轴向定位，故取 34mm装轴承段 6-7 =327d由轴承的内孔决定。初选深沟球轴承，型号为 6232，其内孔尺寸 d=32，故取32mm自由段 7-8 =3078考虑联轴器左端的轴向定位，故取 30mm装联轴器 8-9 =289d与联轴器的内孔径相适应，故取 28mm（2）确定各段长度，见下表：表 2-6 横移轴各段长度位置 轴段长度/mm 说明装链轴段 1-2 =3812l该段的长度由链轮轮毂宽度决定，故取 38mm自由 2-3 =523考虑轴上零件安装的位置，取 52mm装车轮轴 3-4 =784l该段长度由车轮轮毂的宽度决定，故取 78mm买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 24 -轴环段 4-5 =1045l考虑到车轮的定位，一般为轴肩高度的 1.4 倍，取 10mm自由段 5-6 =466考虑到轴承的安装位置，取 46mm装轴承段 6-7 =177l该段长度由轴承的宽度决定，该轴承为深沟球轴承，代号为 6332，宽 17mm，故取 17mm自由段 7-8 =228考虑联轴器的安装位置，取 22mm装联轴器段 8-9=419l因半联轴器与轴配合部分的长度为 44mm，为保证轴的端面不接触，取该段长度略短于与联轴器配合长度，故取 41mm3. 轴上零件的周向固定链轮，车轮和半联轴器的周向定位均采用平键连接，按 由机械设计手12d册 查得平键尺寸 （GB/T1096-2003） ，键槽采用键槽铣刀加工，6 78hb长为 25mm。为保证链轮与轴的周向固定，故选择链轮轮毂与轴的配合代号为H7/r6；同样，车轮轮毂与轴连接处，选用平键为 车轮与轴的配合代914hb号为 H7/k6；半联轴器与轴连接和链轮，选用平键为 ，半联轴器与轴78的配合代号为 H7/k6；滚动轴承与轴的周向定位靠过盈配合来保证，此处选H7/r6。4. 考虑轴的结构工艺性考虑轴的结构工艺性，轴肩处的圆角半径 R 值为 2.5，轴端倒角 c=2mm；为便于加工，链轮和半联轴器处的键槽布置在同一轴面上。2.2.4联轴器及键的选择1. 联轴器的选择由前可知与联轴器配合处直径为28mm，查机械设计手册 选用刚性联6轴器。2. 键的选择与校核（1）机械设计手册 表9-4选普通平键：6与联轴器配合选用：键 830 GB/T1096-2003；与小链轮配合选用：键 830 GB/T1096-2003；买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 25 -与车轮配合选用： 键 1470 GB/T1096-2003。（2）校核查机械设计手册 知校核公式为：6（2-11 ）1023ppkldT式中： T传递的转矩，由 ；mKN1.092.8. FL键与轮毂键槽的接触高度， ，h为键的高度；k 53k键的工作长度，圆头平键 ；l bl轴的直径；d许用挤压应力，查表6-2知： 。p MPa1502p联轴器与轴配合的键： ， ，代入上述公m28dm83bLl式可得： Pa04.125.3016ppklT链轮与轴配合的键： ， ，代入校核公4d567bLl式可得： MPa4.1956.02103 ppklT由此可知键的选择能满足要求。2.2.5轴承的选择1. 轴承的选用及校核轴承均选用深沟球轴承，查机械设计手册 选轴承型号为66238 GB/T276-94。轴承寿命校核：查参考文献 1知轴承寿命计算公式为：（2-12）)(601PCnLh查表知： ，当量动载荷为 。对于球轴承，218kNCkN92.3F， ，代入数据得：3r/min9.7买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 26 -h106.)92.38(1760)(1 86 PCnLh可知轴承寿命足够长，选择符合要求。2. 轴承润滑由于传动轴转速比较低，故轴承采用脂润滑即可，在轴承座内加入足够的脂润滑即可，对承受较大载荷来说此种润滑方式十分适宜。2.2.6横移车轮与导轨的选择由机械设计手册 按 JB/T6392.2-1992 选择双轮缘车轮，车轮的直径为6160mm。其标记为：车轮 SL-16048 JB/T6392.1，车轮的材料选择 45 钢，其结构如图 2-7。导轨的选择按机械设计手册 表 8.1-117 选择轻型钢轨（GB/T11264-61989） ，其结构如图 2-8。车轮的主要尺寸如下表：表 2-7 车轮的主要尺基本尺寸/mm 参考尺寸/mmD D1 B B1 d d1 D2 S160 190 90 80 45 70 120 20导轨的主要尺寸如下表：表 2-8 导轨的主要尺寸截面尺寸/mm轨高 底宽 头宽 头高 腰高 底高 腰厚A B C D E F t107 107 75 27 60 20 16买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 27 -图 2-7 车轮 图 2-8 导轨第 3章 升降横移车库装配图与零件图设计3.1设计横移立体车库装配图（详见附件）买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 28 -3.2一层载车板装配图（详见附件）3.3二层移动平台装配图（详见附件）买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 29 -3.4升降轴零件图（详见附件）3.5升降大链轮零件图（详见附件）买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 30 -买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 31 -第 4章 升降横移车库 Soildworks三维造型设计以及动画视频仿真截图：买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 32 -视频截图：买文档就送您 CAD 图纸和三维图纸全套，Q 号交流 197216396 或 11970985- 33 -参考文献1 吴克坚 于晓红 钱瑞明. 机