商场和小区多层立体车库机械结构设计【三层升降横移式立体车库含10张CAD图带答辩ppt】
商场和小区多层立体车库机械结构设计【三层升降横移式立体车库含10张CAD图带答辩ppt】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下:
充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609多层立体车库机械结构设计摘 要随着我国GDP的快速发展,越来越多的人把汽车带到家庭中,这使得我国城市的停车难的问题变得越来越严重。各种立体车库已成为解决停车难问题最有效的方法之一,其中升降横移式车库是应用最广泛的立体车库。此次设计的主要内容是包括商场和小区的多层自动立体车库的机械结构设计。自动立体车库可根据具体情况分为立式升降式,立式循环式,升降横式,平面移动式,道路堆垛式,简易升降式,水平循环式等。本设计主要对三层升降横移式立体车库进行比较详细的机械结构设计和对比较关键部位的受力分析并校核以及对控制系统和电机的设计。柱型结构型式钢结构立体车库由于其结构比较简单并且有较大的使用范围,文中对其进行详尽的机械结构设计。本文主要对立体车库的控制系统,支撑柱,纵梁,横梁以及载车板进行比较详尽的受力分析和校核。除此之外,本文中的立体车库采用的是PLC系统进行传动,采用电动机和链条驱动的立体车库。PLC传动的优点在于其控制比较简单,操作人员仅仅按动几个按钮就可实现存取车。并且运行比较安全,有急停的控制,使其适用于更多场合。另外,在车库的文中还简单介绍了车库在运行中比较重要的安全保护装置等。最后,还绘制了立体车库的总装图和零件图。关键词:立体车库;结构设计;PLC ;充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609AbstractNowadays, with the rapid development of GDP in China, more and more people bring cars into families, making it difficult to stop the parking problem in our country. Various kinds of three-dimensional garage become one of the most effective ways to solve the problem of hard to stop parking, of which the lifting and cross stereoscopic garage is the most widely used and most widely used.The main contents of this design are the mechanical structure design of multi-storey automatic three-dimensional garage in shopping malls and residential areas. According to the parking mode, the automatic three-dimensional garage can be divided into vertical lifting class, vertical cycle class, lifting and transversal type, plane moving class, roadway stacking class, simple lifting class, horizontal circulation class and so on. This design focuses on the detailed mechanical structure design of the three layer lifting and shifting stereoscopic garage and the stress analysis and checking of the key parts, and the design of the control system and the motor.Because of its simple structure and large application scope, the cylindrical structure type steel structure solid garage has detailed mechanical structure design. This paper mainly analyzes and checks the control system, supporting columns, longitudinal beams, beams and loading boards of the solid garage. In addition, the stereo garage used in this article is a PLC system for transmission, a solid garage driven by motors and chains. The advantage of the PLC transmission is that its control is relatively simple. The operator can only access the vehicle by pressing several buttons. And the operation is relatively safe, with emergency stop control, so that it can be applied to more occasions. In addition, in the garage, the paper also briefly introduces the important safety protection devices in the garage operation.Finally, the general assembly drawing and part drawing of the stereo garage are also drawn.Key words: stereoscopic garage; structural design; PLC;充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609目 录第一章 绪 论 .11.1 课题研究的意义及内容 .11.1.1 本课题研究的意义 .11.1.2 本课题研究的内容是 .11.2 国内外立体车库的发展概况 .21.2.1 国外立体车库发展状况 .21.2.2 国内立体车库的发展状况 .31.3 立体车库的分类 .41.4 本章小结 .4第二章 立体车库的总体设计方案 .52.1 升降横移自动立体车库选型 .52.2 立体车库提升方式的选择 .62.3 立体车库的其他部件 .62.4 自动立体车库的设计参数 .72.5 立体车库结构设计的内容及要求 .72.6 本章小结 .8第三章 立体车库主体框架设计 .93.1 立体车库的工作原理 .93.2 立体车库钢结构设计 .103.2.1 支撑柱的相关设计 .113.2.2 对横梁的受力分析 .133.2.3 对于纵梁的受力分析 .163.3 载车板受力分析校核 .183.4 本章小结 .19第四章 立体车库的传动系统 .214.1 上下层载车板的垂直升降装置设计 .214.2 中间层载车板横向移动装置设计 .23充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-14599196094.3 本章小结 .24第五章 立体车库的相关配套系统 .265.1 安全系统的介绍 .265.2 立体车库的控制系统 .285.3 本章小结 .33第六章 结论与对未来的期盼 .346.1 结论 .346.2 对以未来国内的立体车库市场的期盼 .34参考文献 .35谢 辞 .35充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609图表清单图 2.1 地坑式升降横移式立体车库示意图 .5图 3.1 立体车库的工作原理图 .9图 3.2 立体车库的框架结构原理图 .10图 3.3 立体车库的支撑柱受力图 .11图 3.4 20a 热轧钢示意图 .12图 3.5 横梁图 .14图 3.6 横梁受力分析图 .14图 3.7 纵梁图 .16图 3.8 纵梁受力分析图 .16图 3.9 载车板图 .18图 3.10 横梁受力分析图 .18图 4.1 升降机工作原理 .22图 5.1 防坠钩原理图 .27图 5.2 车库系统控制原理框图 .28图 5.3 PLC 的硬件系统结构框图 .29图 5.4 电动机主电路 .29表 5.1 I/O 地址号分配对照表 .30图 5.5 控制系统的外部接线图 .31图 5.6 控制系统部分的顺序功能图 .32图 5.7 控制系统的梯形图 .33充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-14599196091第 1 章 绪 论1.1 课题研究的意义及内容1.1.1 本课题研究的意义立体车库作为我国解决停车难题的新兴起产业,具有极其广阔的发展前景。随着我国 GDP 的快速发展,城市交通拥堵和停车问题是影响城市发展的重要因素之一 1。传统的一车一库已不能满足城市发展的需要,我国各种汽车的数量不断增加,使得三维的立体车库成为解决这一问题的必然选择。机械式立体车库作为现代城市市的重要标志之一,城市中心高楼大厦林立,各种道路,立交桥和铁路编织出城市立体交通网,停车场也有了全面的发展,从平面停车到立体停车的发展,以及从简单的机械车库到高度智能化的现代立体车库的演变,成为一个实用性强、观赏性强、整合性强的城市环境立体建筑。机械式立体车库既可以采用大面积建造的方式,也可以因地制宜设置,还可以与地面停车场和地下车库一起组合实施,是解决停车难最有效的手段,立体车库与传统的平面地下车库相比,在诸多方面都显示出了优越性。首先,立体车库在节约土地方面具有比较突出的优势,以往的平面地下车库由于要留出足够空间用于行车,一辆车就要均摊大概 30-40 平方米的面积,而如果采用多层立体车库,可使地面的使用率提高很大一部分,这可以极大地节约有限的土地资源,并节约成本。立体车库比平面车库更有效,保证了人和车辆的安全,如果立体车库中汽车或者人没有到达指定位置,整个由计算机控制的机器将无法运行,因此,机械车库的管理层面可以实现完全的人和车分流而行。在地下车库中,使用立体停车还可以减少采暖通风设施。因此,该机器使用的功耗远低于地下平车库。立体车库通常不被制成一个整体系统,而是由一个可组装的单一框架和构成。这样可以充分体现出使用较少土地的优势,可以在住宅小区下的每栋建筑物中随机设立一个立体车库。这为目前车库短缺的居民区和商业区解决停车难的问题。综上所述,可以预见立体车库真的具有非常广阔的市场前景和发展前景。1.1.2本课题研究的内容充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-14599196092立体车库的机械结构设计,包括自动立体车库的总体方案设计,立体车库横移和升降电机的选用,结构强度核对和PLC系统设计,并绘制组装图纸和零件图纸。1.2 国内外立体车库的发展概况经过几年甚至几十年的发展,立体车库逐渐从最初的半自动控制模式发展到全自动控制模式,机械结构也发展到一体化模块化设计,便于组合、拆卸、安装和更换;甚至材料和工艺的使用方面也有了不错的发展。当今,立体车库在西欧、东南亚、日本、韩国等世界各个国家和地区都得到了极其广泛的应用,形成了集设计、制造、安装、使用、维护为一体的产业。1.2.1 国外立体车库发展状况立体车库的想法最早是在 19 世纪 20 年代美国人提出的,企业家对他们的想法进行实施,于是建造了第一座升降式的立体车库。美国虽然是汽车生产大国,但他们的交通拥挤仅仅出现在像纽约,洛杉矶这样的大城市中。这是因为美国领土面积较大,人却比较少。随着各种各样的汽车普及全世界,生活因为汽车变得更加便利了,因此越来越多的人购买了汽车,造成汽车的数量暴增,停车位成为了宝地。19 世纪 50 年代以后,人们开始注意到立体车库的重要性,可以节约很多土地和能源,于是纷纷引进技术,在自己的国家建设立体车库。对于人口比较密集的国家和地区,如欧洲,韩国和日本,他们真正的体会到了立体车库所带来的生活便利,开始大规模的投资兴建立体车库。与此同时,立体车库的技术也在不断的发展和完善,慢慢的他们发现不一定非要建成简易升降式的车库,于是他们想到了改进,随后便产生了横移升降式,垂直循环式等等不同种类的立体车库,这些立体车库各司其职,因地制宜。因为所处环境的不同,而使用不同的立体车库,以达到物尽其用。事实上,立体车库在国外的演变过程不仅仅局限于外观和传动方式,他们还改变了驱动方式,从最早的半人力驱动到电机驱动再到液压乃至气压驱动,这些驱动方式都是立体车库在国外演变的结果。随着,世界科技水平的日益发达,立体车库在控制方式上也有着飞跃式的进步,从半机械半手动到半自动再到全自动,各国这样的不断更新换代,对世界的人民做出了非常大的贡献,也极大充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-14599196093地刺激了各国的经济。交通便利了,百姓可以驾车去商场甚至去各地旅游而不担心车子的停放问题。这不仅仅是对政府,而且是对人民两方面的双赢。值得一提的是立体车库不仅仅方便了停车,而且节约了大量的资源,可以将节省的用地用于发展经济,这不失为一个刺激经济的有效办法。1.2.2 国内立体车库的发展状况对于我们国家来说,立体车库的存在是必要的。但从事实情况来看,停车位在我国是极为稀缺的。众所周知,我国至今还是世界上人口最多的国家,人均占地面积非常少。然而,我国的 GDP 总量占据世界第二的位置,百姓富裕了,自然就会去买车。随着车辆数量的激增,中国现有的停车位数量显然不够,大量的车停在道路边缘,造成城市交通拥堵,尤其是上下班高峰期,有的地方开车还不如骑车快。这是一个非常严肃的问题。中国政府和企业也注意到了这个尖锐的问题,开始考虑如何用最少的成本和资源建造最多停车位的车库。于是他们放眼国外,引进了部分立体车库的先进技术,开始了立体车库的制造和放置。在那个时候,中国的制造技术还是比较落后的,生产的立体车库质量和生产率都比较低下,无法满足有车人士的需要,造成交通依旧拥堵,有车无处停。住在楼小区的楼下车库的价格也是水涨船高,一路飙升。百姓们停车更难了。于是我国开始大量的吸收国外的各种先进的技术,无论是从设计、制造、安装、维修等方面都有涉猎。慢慢的,中国的立体车库市场开始变得繁荣起来,在中国的一些上线城市立体车库已经随处可见了。在住宅楼小区可以看到车库在中央,居民们将车都停于此,存取车非常方便。商场的立体车库大多数都是建造在地下,节省用地面积,市民们停好车可以直接由商场的电梯进入商场购物。提高了存取车效率,是市民们不用担心车的安放问题,从而安心购物。虽然立体车库如此的方便快捷,但是在我国还没有完全的普及,只有大中城市,或者企业愿意投资的城市才有。而在中国更多的城市还是平面停车。我们国家的立体车库产业体系发展的不是太完善,政府也没有相关的保护和优惠政策,这造成中国的企业家不是特别想要投资立体车库相关的项目,这就形成了现在这种只有大城市立体车库才会普及的现象。这样对于其他地方的人民相对来说不太公平,无法享受同样的待遇。虽然现在的局面如此,但是还是有很多机械方面的企业间看中了立体车库在中国的前景,因为人口决定了车的数量,车的数量决定立体车库的数量,而立体车库的数量也就决定了企业家的利润。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-14599196094所以,中国的立体车库的前景还是非常好的。相信国家会支持相关方面的企业,给予扶持。毕竟立体车库的建造可以节约大量的用地,会减少国家土地资源的浪费和紧缺。同样也相信,若干年后,立体车库会随处可见,在中国普及,给更多的人带来便利。1.3 立体车库的分类立体车库种类繁多,根据运行方式和外观特点可分为:垂直升降式,垂直循环式,多层循环式,平面移动式,堆垛式,水平循环式,升降横移式,简易升降式立体车库等八大类。1.4 本章小结章节主要叙述了立体车库的发展前景和空间,对于立体车库的意义和内容进行了比较详尽的阐述,还说明了立体车库在国内外的发展史和成功的历史背景。接下来文章将会对立体车库的整体布局设计,结构设计,结构强度计算以及 PLC 进行设计并画出立体车库总装图、部分零件图以及 PLC 控制图。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-14599196095第二章 立体车库的总体设计方案立体车库主要有以下六种形式:垂直升降式、垂直循环式、简易升降式、平面移动式、升降横移式、巷道堆垛式 2。在我国主要用的是简易升降式车库和升降横移式立体车库,升降横移式立体车库存取车方便,结构简单,方便控制。而简易升降式车库停车辆数量有限不太适合大规模建造,无法进行较大空间的大规模布置和安装 3,因此这次对于立体车库的设计选择了升降横移式。为了节省成本并多停车,可以做成地坑式升降横移式立体车库,这样减少了电机的使用,同时也增加了停车位。如图2.1 所示为地坑式升降横移式立体车库示意图。图2.1 地坑式升降横移式立体车库示意图2.1 升降横移自动立体车库选型升降横移式立体车库的结构框架可分为以下两种。1四柱型式:这种型式充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-14599196096的停车设备的钢结构框架稳定性比较好,有较好的强度和刚度,特别适用于多层式的升降横移类停车设备 4。2二柱型式,这种型式的停车设备的最大优点是具有广阔的视野,方便司机师傅存取车方便。不足是对设备运行的稳定性要求高,同时对结构框架的抗弯水平、抗压水平、设计非常严格。车库的布置方式有很多种,有全地上布置,半地上布置,全地下布置等例,普通居民区用的立体车库一般就是全地上放置的,商场用的立体车库一般为半地上或者全地下的立体车库。全地上布置的车位一般为二层到七层之间,但市面上大部分的全地上布置车库基本都为二层和三层,不选太高层的原因是因为层数越高,缸体结构就越不稳定。对于半地上布置的立体车库,它比全地上布置立体车库多了地下的车库,因此,半地上的车库可以停更多的车,即可以提供更多的车位,不足是挖地坑的成本也是比较大的,但是不容忽视的是,它明显更节约土地资源,更符合市民们对车位的需求。全地下布置的车库与全地上布置的车库大体无差异,只是搬到地下而已,一般安装在商场地下,方便市民停车之后直接购物。2.2 立体车库提升方式的选择升降横移立体车库的升降方式大体有六种:(1)钢丝绳式提升型式(2)链条式提升型式(3)液压式提升型式(4)螺杆式提升型式(5)钢丝绳和液压混合提升型式(6)钢丝绳和链条混合提升型式而本设计中立体车库选用的为钢丝绳和链条混合提升,其优点是方便人员操作、方便维修、安装。如图2.3 所示,为车库传动升降示意图。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-14599196097图2.3 立体车库提升装置示意图而车库横移传动方式也可选用电机带动导轮进行传动,优点是可以控制钢丝绳的方向,使车平稳上升。2.3 立体车库的其他部件立体车库的其他部件还包括载车板,安全系统,横移升降系统,PLC控制系统,电力控制系统,操作系统等 5。载车板是一种用于承载车辆的载体,一般用于立体车库中来方便车辆停在其上,并进行横移或者升降运动。载车板的类型一般只有两种,一种整体型,这种形式的好处体现在制造过程中,非常方便制造,可一气呵成采用锻造,做出来的载车板结构强度也很高,载车板上有焊接在上面的花纹,增大车和载车板之间的摩擦,防止车辆在板上发生移动。另外一种就是拼接型,拼接型载车板是由钢板弯折而成,表面的花纹也是冲压成型的然后用螺栓固定在弯折好的钢板上,适合轿车的停靠。安全系统是用于防止立体车库在紧急情况时或急停时,载车板和汽车意外下降伤人或伤害机器自身的系统,其主要构成就是安全挂钩和安全架,安全挂钩是安装在载车板两侧共四个挂钩,以达到稳定防止坠落。而安全架安装于载车板下方,在发生意外时会有一个托举的作用。在安全挂钩和安全架的联手保护下,载车板手拉力和支持力的作用,因此大大减少了意外的的发生,这就是安全系统的原理和功用。PLC控制系统是用于中间层车位横移和上下两层升降的主要部分,是控制车辆移动的比较重要的系统。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960982.4 自动立体车库的设计参数停车位设计基本尺寸6300mm2600mm1640mm,允许停车的最大质量不超过2000kg;车库一共有三层上层可以停放3辆车只能升降,中间层可停放2辆车只能横移,下层可停放三辆车也只能升降,车库使用PLC控制系统进行控制,操作人员采用面板操作;令车库载车板提升和下降时间为 :5s;令中间层载车板横向移动时间为 :10s。2.5 立体车库结构设计的内容及要求立体车库框架结构由四根支撑柱,各层的前后横梁,左右纵梁等构成。传动系统安装在框架的横梁与立柱上,传动系统包括电动机传动的链条链轮,链条张紧装置,卷筒和钢丝绳 6。钢丝绳经过导轮相连对上下两个载车板进行升高和下降的控制,横移电机和横移导轨控制中间的载车板进行横向移动。由于车辆和钢丝绳对载车板有力的作用,要求载车板具有一定的强度性能和刚度性能,因此,升降横移式立体车库的结构设计应包括:总体框架的设计、传动系统的相关设计、载车板的设计以及安全防护装置的设计和说明。2.6 本章小结本章节完成了立体车库布置方式的选择为半地上式立体车库即地坑式立体车库,并且设计并且查阅了相关资料得出立体车库的相关基本参数,方便之后的设计。车库的传动方式选择电机带动链条链条带动轴和卷筒利用钢丝绳实现升降。最后了解并确定了车库的一些部件和系统,以及安全防护装置,为车库设计打好基础。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-14599196099第 3 章 立体车库主体框架设计为了起到稳定系统的作用,立体车库的主体采用钢架结构,这对车库的安全状况起到了很好的保障作用,这个钢架结构是立体车库的最基本的原型,本章将对其进行相应的设计计算。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609103.1 立体车库的工作原理 1234567812345678123456781234567812345678图3.1 立体车库的工作原理图本章主要设计了改进版的三层升降横移式的立体车库,是以升降横移式立体车库总体的框架为基础,将一层置于地下,其余层置于地上,从而实现车位数量的进一步增加。设计的原理示意图如图 3.1 所示,上层和下层的车和载车板只做升降运动,不做横移运动,中间的车和载车板仅仅做横向的左右移动。本次设计的原理是当驾驶员形式汽车到达立体车库前面时,按动立体车库上面的控制按钮,使载车板移动,然后将车停到指定的车位,最后再次按动按钮使车库的车位复位。举一个例子,举一个例子,如果司机师傅要将车停在 1号车位,他需要在操作面板上按动停 1 号车位按钮,使 7 号载车板向右移动,当载车板触碰到行程开关后停止移动,随后 1 号车位下移,使得 1 号车位下移至地面,触碰到行程开关后停止运动。此时 1 号车位就体现在驾驶员的面前,驾驶员可以将车停进去,由于位置传感器和延时继电器的作用,使 1 号车位隔了一段时间上移,当触碰到行程开关 1 号车位上移停止,这样驾驶员就完成了停车过程,操作非常简单,通俗易懂。以上就是地坑式立体车库的基本原理。3.2 立体车库钢结构设计立体车库的总体结构能主要是由钢筋,钢板等材料连接,并加以一定的连充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960911接和固定形成的简单框架,利用这种钢制材料的大型框架,有利于提高强度和刚度,使得结构承载能力更强,抗拉抗压,耐磨并且具有一定的抗弯效果。而且刚结构的框架其可靠性比较强,整体来说质量比较小,制作起来也比较简单,相比那些沉重的金属材料,这种车库方便拆卸和运输,可以轻易的转移车库的位置。值得一提的是,钢结构的车库一般加工时间短,对于精度的保障还是很高的。所以,精度较高的立体车库需要刚结构的主体框架模式来满足。因此,接下来本章会以钢为材料进行立体车库的计算与说明。如图 3.2 为立体车库的结构原理示意图,图中显示了钢架的基本构成。图3.2 立体车库的框架结构原理图3.2.1 支撑柱的相关设计1对支撑柱受力分析:车库停放车辆质量一般小于2000kg,因此取质量为2000kg,对其车辆前后两部分的载荷以3: 2分布进行计算,每个载车板质量为大约为600kg,这样每个车位满载时的重量为2600kg。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960912图3.3 立体车库的支撑柱受力图当车库框架空载时支撑柱的受力分析如图3.3 := =5x0.5x6000N=15000N P前 后(3.1)式(3.1)为车库受力计算,其中前支撑柱所受的力为 ; 后支撑柱所P前 后受的力为 。P后当车库框架停满载时支撑柱受力为:=5x0.5x6000N+5x0.5x0.6x2000N=45000N 前(3.2) =5x0.5x6000N+5x0.5x0.4x20000N=35000N 后(3.3)其中式子(3.2)和(3.3)为计算立体车库受力的公式。由于 ,所P后前以对前支撑柱进行校核。 支撑柱停车或者空载时,会产生车库整体对它产生的压应力和剪切应力,但是剪切应力相对来说比较小,因此本次设计暂不考虑剪切应力,只对柱的压应力展开相关计算和校核。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609132支撑柱的材料选择和校核根据材料力学附录表4,选用20a热轧工字钢(GB 70688) 7,材料使用Q235A;图3.4 20a 热轧钢示意图查询书中图表得到20a热轧工字钢参数:屈服极限为 , 弹性模235sMpa量为 , 比例极限为 , 抗拉强度为 52061EMpa20pa, 高度为 h=200mm,腿宽度为 b=100mm,腰厚度为 d=7mm,横37截面积为 W=35.578cm,惯性矩为 , , 截面系数为 437Ixcm4y158Ic, , 惯性半径为 , ;32Wxcm31.5yc.xi2.1yicm。:17.IS对支撑柱屈服强度校核:=P/W=45000/(35.578x0.0001)=12.65MPa1=1002=61.6,因此,12前立柱应该属于细长杆,应按照欧拉公式来计算临界载荷 。柱的最载荷crpPmax=P前=45000N,由欧拉公式求临界压力,其中金属结构中的压杆安全系数查询表格为 1.83,nn取P= 2EI/(2l) 2=141364N (3.8)式子(3.8) 为计算临界压力的公式。rcP前支柱的稳定安全系数n= P/Pmax=141364/45000=3.14n=3 (3.9)式子(3.9)为计算安全系数公式。由于nn,所以前支柱满足相关稳定性要求。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-1459919609153.2.2 对横梁的受力分析横梁主要受载车板和汽车重量所产生的拉应力和弯曲应力作用,根据材料力学附录表4,选用20a热轧工字钢(GB 70688) 15,材料使用Q235A 图3.5 横梁图如图3.5,横梁的总长度为7.8m,由螺栓固定在框架上,其中纵梁每2.6m一个分布在横梁上。现对其中一个横梁进行受力分析,并画出其受力简图,如图3.6所示。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960916图3.6 横梁受力分析图根据图3.6 ,由平衡方程求出A,B两点的支反力 和 :RAFB先求出前横梁受力:1213+780N5F车 载(3.10)其中式子(3.10)为计算前方横梁受力的公式。后横梁受力:1213+420N5FF车 载(3.11)式子(3.11)为计算后方横梁受力的公式。由于前方横梁承受的力超过后方横梁所受的力,所以对前方横梁进行校核 9。R17802.50(2.5)17.8BFKNA178.(3.12)式子(3.12)为计算AB两点支反力的公式。集中力作用在截面上的弯矩分别为:, ; AM=0BR12.540NFmA2B(3.13)式子(3.13)为计算横梁弯矩公式。从以上分析中可求得最大弯矩:;max450NMA6.187.23zKMpaW(3.14)其中式子(3.14)为计算横梁的弯曲许用应力的公式。由于满足强度条件,充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960917因此通过校核可以放心使用。校核梁的切向应力:查表得 ; 。:17.2IxSd0.cm由剪力图得:,将其代入切应力强度公式,maxF.8SKN*maxa 22F178014.78.zs MpaIb (3.15)其中式子(3.15)为计算横梁的切向许用应力的公式。经过严格的校核该横梁同时满足正应力和切应力两方面的强度条件,因此,可以放心使用。3.2.3 对于纵梁的受力分析根据材料力学附录表4,选用20a热轧工字钢(GB 70688) 15,材料使用Q235A;图3.7 纵梁图如图3.7,为纵向梁,其主要受到车和载车板的重力所产生的拉应力以及弯曲应力,本文将对纵梁进行简单的受力分析,其中纵梁长度设置为 ,其相6.3m邻两个固定点间的距离约为 ,离纵梁两端最近的两个固定点离两端的3.954m距离均为 。对于纵梁并画出受力简图如下图3.8 所示。1.5m充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960918图3.8 纵梁受力分析图根据受力分析,由静力的平衡条件求出A,B两点的支反力 和 :RAFB其中左右纵梁:;121+650N2F车 载中间纵梁1213F车 载(3.16)其中式子(3.16)为计算纵梁所受应力的公式。因为中间的纵梁所受的力几乎没有旁边的支柱加以支撑,其所受应力大于左边和右边纵梁所受的应力,因此本文将对中间纵梁进行相关的设计计算。;RB130.5130(4.15)36FKNA.(3.17)式子(3.17)为计算AB两点的支反力的公式。集中力作用在截面上的弯矩分别为:充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960919, ; AM=0BR13NFmA2B(3.18)式子(3.18)为计算纵梁弯矩的公式。从之前的分析求出最大弯矩:;max130NMA654.827z MpaW(3.19)其中式子(3.19)为计算纵梁的弯许用应力公式。符合弯曲许用应力条件。对横梁的切应力进行校核:查表得 ;:17.2IxS;d0.cm由图可知 ,代入切应力的强度公式,maxF13SKN*max221310.87.zs MpaIb (3.20)其中式子(3.20)为计算纵梁切应力的公式。因此满足正应力以及切应力强度条件的纵梁,可以放心使用。3.3 载车板受力分析校核根据材料力学附录表4,选用14b热轧槽钢(GB 70688) 15,材料使用Q235A;如图3.9,总体长度为3.95m的载车板,其受到力约为 ,受到力作用q=20N的的长度为2.8m左右,根据以上条件,对载车板采用弯曲变形校核。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960920图3.9 载车板图纸如图3.10 为载车板受力情况分析:图3.10 横梁受力分析图为了不影响立体车库的工作,需要减小车辆停在载车板时所产生的形变,否则无论是在停车方面还是机器运转方面都会存在相当严重的问题。因此,要对载车板的挠度和强度进行计算和校核。查阅材料力学的书籍,挠曲方程为:24xqlfEI(3.21)式子(3.21)为计算挠曲公式。其最大挠度为:4max38qlfEI(3.22)式子(3.22)为计算最大挠曲公式。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960921由于弹性模量 , 惯性矩 , ,52061EMpa4609Ixcm4y61.Ic, 受力长度 ; 4y61.Icm.8lm由上述条件计算得出:;4 45max 1802.2.910m3860qlfEI 由于这种材料载车板的变形量仅仅为 ,不足以对车库的运行5.产生干扰,并且满足挠度公式要求,因此可以安全放心的使用。对载车板的强度校核:22max0.50.8M4.98qlKNmA(3.23)其中式子(3.23)为计算弯矩公式。查材料力学附录表3, 3=87.1zWc最大应力为:3maxax64.905.Mpa871zM(3.24)其中式子(3.24)为计算载车板强度的校核的公式。载车板采用14b热轧槽钢可以满足使用过程中的各个要求,可以安全放心的使用,至此已经完成了载车板相关计算。3.4 本章小结本章节对于立体车库的基本构成做了比较详尽的计算和校核,在立体车库的框架方面,我们进了支撑柱的受力分析,以及强度的运算和校核;同时也对立体车库的横梁和纵梁进行了受力情况分析,并也对其进行强度等运算和校核。在立体车库的内置部件方面,我们还计算了载车板的强度和挠度,为立体车库总体基本结构提供了安全保障。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960922第 4 章 立体车库的传动系统立体车库的传动基本都是靠机械传动来实现运转的,通过液压,气压和PLC都能够控制系统的运转,它们都各有各的优点,然而采用PLC控制系统传动的立体车库是相对较多的。PLC控制系统传动有比较多的优点,比如工作的时候不会像气压和液压传动系统那样出现漏油等现象,维修比较方便,单位体积重量轻,充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960923方便工作人员操作,停车效率极大地提高了,这得使城市的居民都能享受高科技带来的福利。因此,PLC控制系统的立体车库已经成为当今使用最广泛的立体车库了。4.1 上下层载车板的垂直升降装置设计上下层载车板是使车辆或者货物从地面提升或下降到指定位置并提供安全保障和停车空间的升降储存装置。因此,上层载车板选用卷筒,链轮,钢丝绳,链条和升降电机等零件来完成一系列升降运动,以完成上下层停车的基本需要。升降传动系统设计:升降系统安装各个车位的顶部,靠近后横梁的部分,安装着电机连接着传动轴,传动轴又带动着卷筒,卷筒缠绕着钢丝绳,导轮安装在纵梁上,钢丝绳通过卷筒和导轮实现车子的升降。本文根据立体车库总体参数的需要来选择卷筒,并根据起重机的设计手册选取T153 卷筒组,其基本参数为 ,能提升高度为 ,最大抬起重024Dm16m量为 ,与其配套的钢绳直径为 。如图4.1,为升降装置的基本结构,50kg1.5需要各个机构紧密配合。 重 物导 轮卷 同 组图4.1 升降机工作原理计算作用在卷筒上的力;卷筒受到的力很复杂,但此次设计仅关注三个力,车和载车板组合质量带来的重力,还导轮和钢丝绳的摩擦力。其钢绳与导轮之间的摩擦系数 。0.2f充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960924故有+F(206(206)0.265f N车 载 车 载 )(4.1)其中式子(4.1)为计算卷筒组受力的公式,式中 为电机所受的力。所以升降电机所受力为26520N,为了使系统实现以平稳的速度升降,升降系统采用三相异步电动机进行驱动。载车板距离其下面一层的高度平均约为 ,为了满足停车效率,应当使1.8m车5秒内下降或上升完成;故速度应大于.036/5vs(4.2)式(4.2)为载车板速度计算公式。取速度 ;由载车板,钢丝绳,与卷筒依次相连接,故卷筒的线0.4/vms速度等于升降的速度也为 ;./s卷筒的角速度 :vr0.43.6/12rads(4.3)式(4.3)为卷筒的角速度计算公式。卷筒的转速 ;n3.06198.35/mintr(4.4)由于卷筒的角速度与大链轮的角速度相同即: =3.06rad/s链 卷取大链轮分度圆直径为 ,则D24m链 v=.4链 卷升降电机的选用:充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960925工作机所需功率: P10.73kWwFv链 w为 工 作 机 效 率(4.5)所需电动机的功率: d1.06kw为 电 动 机 到 工 作 机 总 效 率(4.6)其中式(4.5)、(4.6)为计算电机所需功率的公式。查机械手册选择Y180L-6 型电动机,电动机额度功率为15kW,电动机转速为970r/min 10。因此,大小链轮传动比可求出 n970i=4.8513电卷小链轮分度圆直径为:Dd4.5mi链链4.2 中间层载车板横向移动装置设计中间层载车板在电机的驱动下做横向移动,并在水平轨道上做匀速运动,由安装在载车板后方的步进电动机带动运转。中间层载车板在横移导轨上受力很简单,只需要受一个力的作用,即导轨与导轮之间的滑动摩擦力,其计算方式为:()(206)0.126Ff NA车 载(4.11)式子(4.11)为计算摩擦力的公式。其中 和 分别为车辆和载车板自身重力,滑轮之间的摩擦系数为车 载, 导轮直径 ;0.1f10Dm导轮所受的扭矩:130.56.2MFDNmA(4.12)式子(4.12)为计算导轮扭矩的公式。充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960926载车板运动速度:2.60/1vms(4.13)式子(4.13)为计算载车板速度的公式。导轮角速度为:0.265./vradsr(4.14)式子(4.14)为计算导轮角速度的公式。导轮转速为:5.26031/minntr式子(4.15)为计算导轮速度的公式。横移电机的选用:工作机所需功率:0.1260.P.71195NwfFvkW(4.15)所需电动机的功率:0.71.39wdPk(4.16)查机械手册选择Y90S-6型电动机,电动机额度功率为0.75kW,电动机转速为910r/min。4.3 本章小结本文主要对立体车库升降横移系统进行设计计算和校核,其中包括立体车充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960927库上层和下层载车板的升降装置设计,通过对升降装置的设计,可以让停车车的效率大大提高。在此之后,又进行了升降电动机的选型,链轮的设计校核和计算。本章的后半部分为中间层载车板横移系统传动设计,通过对横移系统的设计,可以让各个车位都可以停上车,实现了倒车位的作用,随后进行了横移电机的选用,是的横移系统更加稳定可靠充值后即可下载预览所包含的全套带图纸源文件压缩包,需要其他课题加 Q-145991960928第 5 章 立体车库的相关配套系统立体车库的从系统层面看包含两个系统,分别为安全系统和控制系统,这两个系统各司其职,保证立体车库的安全运转和逻辑稳定运转,是立体车库最重要的组成部分之一 11。5.1 安全系统的介绍不得不说,车库的安全系统是非常必要的,虽然车库只是大体上的一个钢架子,但是里面停的车辆的价值是无法估计,驾驶员的生命更不是用金钱就能衡量的。因此,立体车库的安全装置的意义可见一斑,它可以保护车辆无论是高价值的还是低价值的,都会让司机们感到由内而外的安全,让他们放心停车,去忙其他的事情而不会分心。它还可以在停车过程中保障人员们的安全,使他们不会有生命危险,这无论对车库管理员还是驾
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