畢 業(yè) 設 計 方 案論 證 報 告設計題目: 多層循環(huán)式立體車庫設計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 年 月 日1目 次第一章 立體車庫的發(fā)展與技術………………………………………………………11.1 立體車庫的現(xiàn)狀……………………………………………………………11.2 立體車庫的發(fā)展趨勢………………………………………………………11.3 主要技術及對比…………………………………………………………2第二章設計方案的分析……………………………………………………22.1 主要基本參數(shù)……………………………………………………………22.2 兩種方式的適用范圍………………………………………………………32.3 設計要求分析…………………………………………………………4第三章 設計方案的擬定及分析論證……………………………………………………43.1 整體布局………………………………………………………43.2 車庫結(jié)構(gòu)設計…………………………………………………43.3 驅(qū)動方式選擇……………………………………………………………53.4 提升方式選擇………………………………………………………53.5 傳動系統(tǒng)設計…………………………………………………………5論證結(jié)果…………………………………………………………………………………6參考資料…………………………………………………………………………………71第一章立體車庫發(fā)展與技術1.1 立體車庫的現(xiàn)狀立體車庫是指各種非平面停放車輛的設施，是一種統(tǒng)稱。隨著技術的發(fā)展，不同形式的立體車庫開始出現(xiàn)，依據(jù)其自動化程度可以將其分為自行式立體停車庫、半自動立體停車庫和全自動立體停車庫。從建造和架構(gòu)上來說，一般而言立體停車庫由鋼構(gòu)架、回轉(zhuǎn)臺（采用埋入式） 、監(jiān)控操作臺、輸送車、升降電梯及輔助設備（消防、配電、防盜機構(gòu)）六大部分聯(lián)合組成。立體停車庫就其結(jié)構(gòu)性能大致可以分機械式、自走式及半機械式。當然依據(jù)立體車庫的形式又可以將其劃分為水平循環(huán)式立體車庫、垂直循環(huán)式立體車庫、電梯提升式塔式立體車庫以及多層平移式立體車庫。國外發(fā)展立體車庫較早的有日本、韓國、德國等國家，在停車技術領域的研究處于 世界領先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)也通過引進--移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難的問題，并開始向外輸出技術和出口產(chǎn)品。在亞洲，應用較普遍的是日本、韓國和我國臺灣省。亞洲的機械式停車設備技術起源于日本。日本從 20 世紀 60 年代開始從事機械停車設備的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務，至今已有四十幾年的歷史。目前生產(chǎn)機械式停車設備的公司約 100 多家，比較大的公司有新明和、石川島、日精、三菱重工等。從 90 年代起日本每年投入運行的機械停車泊位都在 10 萬以上，品種也從單一垂直循環(huán)式發(fā)展為多種形式，目前全日本已經(jīng)投入使用機械式停車位超過 300 萬個，其中以升降橫移式停車設備為主。對于日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)品上。韓國機械停車設備技術是日本技術的派生，臺灣機械停車設備的產(chǎn)品概念與技術也主要來自日本。就我國已有的立體停車庫而言，只有少數(shù)幾個大城市才有立體停車庫，絕大多數(shù)城市甚至一些省會城市都沒有立體停車庫。以上海市為例，上海市是我國的經(jīng)濟中心，其汽車數(shù)量遠超出其他城市，停車難問題也是最嚴重的，從而上海市也是我國最早建立立體車庫的城市之一，但是立體車庫在上海的發(fā)展卻是不容樂觀。上海九江路浙江路口在 1994 年就建立了立體車庫――八達停車庫，但是這個車庫直到2005 年都沒有收回建庫成本。1.2 立體車庫的發(fā)展趨勢隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，以及汽車保有量的增加，立體車庫市場有迅猛發(fā)展的態(tài)勢，采用靈活的交換設備以及可靠的控制系統(tǒng)是實現(xiàn)立體車庫自動化的關鍵。立體車庫應具備優(yōu)越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度，管理人員數(shù)里少，便于防盜等特點，使立體車庫管理進入智能化、科學化，一體化的智能管理階段。未來市場是巨大的，但對產(chǎn)品的需求，將會向兩個極端發(fā)展：一個極端就是價格的極端，市場大量需要低價格的機械停車設備，它只要能夠達到增加停車位的目的，能夠保證最基本的使用性能，以價格優(yōu)勢占領市場，這一部分的市場份額預計將達到 70%-80%；另一個極端就是技術與性能的極端，要求停車設備具有優(yōu)越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度。隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速的發(fā)展，城市規(guī)劃2的完善，機械停車設備行業(yè)將成為一個充滿生機的朝陽行業(yè)，機械停車設備的技術也將得到長足的發(fā)展，特別是智能化車庫如代表性的垂直升降類和平面移動類車庫。1.3 主要技術及對比（1）摩擦輪交換技術 國內(nèi)大都采用摩擦輪夾緊載車板下的驅(qū)動條，摩擦輪旋轉(zhuǎn)帶動載車板進出車位，摩擦輪上的正壓力可以用彈簧或調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)整。這項技術的優(yōu)點是運行平穩(wěn)，安裝調(diào)試方便。 但是對摩擦輪外層的橡膠要求較高，是主要易損件。并且需回送空車板，停車空間凈高較大?？煽v向或橫向存取車，適用于垂直升降類，平面移動類，巷道堆垛類。另外德國威爾公司采用雙車板摩擦輪交換技術，摩擦輪作用于車板邊緣，僅應用于縱向存取車。優(yōu)點是存取車速度快，不需要回送空車板。缺點是結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高。但是僅用于縱向存取車，適用于垂直升降類，平面移動類，巷道堆垛類。（2）鏈條勾拉式利用兩根鏈條之間的銷軸勾拉車板下的鉤子，來存取車板?？梢杂脙商籽b置同時工作(雙邊同步勾拉)，也可以只用一套機構(gòu)。鏈條勾拉式的結(jié)構(gòu)簡單，卻對車板和交換機構(gòu)間的配合要求較高，安裝調(diào)試比摩擦輪交換機構(gòu)麻煩。需回送空車板，停車空間凈高較大?？捎糜诳v向和橫向取車，適用于垂直升降類、平面移動類、巷道堆垛類（3）回轉(zhuǎn)勾拉式利用回轉(zhuǎn)臺上的銷軸和滾子來勾拉車板上的勾拉槽，完成存取車動作。使用這種方式時，垂直升降類層高較低，庫內(nèi)使用的電機數(shù)量少，故障點少，交換機構(gòu)除存取車外還能完成車板調(diào)頭功能,易與標準化，采用該交換機構(gòu)的升降搬運器可用于底部、上部或中部進出車。缺點是需回送空車板，存取車速度比梳齒式慢。適用于橫向存取車，適用于垂直升降類、平面移動類、巷道堆垛類。第二章設計方案的分析2.1 主要基本參數(shù)設計的多層循環(huán)立體車庫主要適用于商場、機關、單位、住宅小區(qū)等公共區(qū)域的汽車停放，設計要求車庫為 3 層 7 車位，限重 2500kg，一層限高 H=2m；二層及以上限高 H=1.5m；限寬 L=2m。根據(jù)基本參數(shù)，可初步考慮采用圓形循環(huán)或者箱形循環(huán)來實現(xiàn)設計要求。3圖 1 圓形循環(huán)的結(jié)構(gòu)形式圖 2 方形循環(huán)的結(jié)構(gòu)形式2.2 兩種方式的適用范圍表 1 適用范圍類型 適用范圍圓形循環(huán)式停車庫1.用于場地窄小，無法設置車道，且只允許設置一個出入口的場地2.許用高度或深度較小，但長度較長的場合3.車位數(shù)要求不多4.要求存取車迅速方形循環(huán)式停車庫1.用于場地窄小，無法設置車道，且只允許設置一個出入口的場地2.許用高度或深度較大，但平面尺寸較小的場地3.地下多層車庫，但共用一個出入口的場合44.要求車位數(shù)較多5.對存取車速度要求不高表 2 兩種型式的出入口、庫門的土建尺寸項目 土建尺寸(m)圓形循環(huán)式停車庫 方形循環(huán)式停車庫無回轉(zhuǎn)盤 內(nèi)置回轉(zhuǎn)盤 無回轉(zhuǎn)盤 內(nèi)置回轉(zhuǎn)盤W L W L W L W L≥ .04 ≥ .07 ≥ .07 ≥ .17 ≥ .53 ≥ .26 ≥ .96 ≥ .96出入口 出入口內(nèi)高度≥ .52 ≥ .52 ≥ .52 ≥ .52B(m) H(m) B(m) H(m) B(m) H(m) B(m) B(m)庫門≥ .42 ≥ .81 ≥ .42 ≥ .81 ≥ .42 ≥ .81 ≥ .42 ≥ .812.3 設計要求分析（1）由于多層循環(huán)式立體車庫本身載車板就是存車位，又在不斷的循環(huán)運動所以位置是不固定的，所以必需用系統(tǒng)來記錄載車板及車輛的信息，以達到便捷的目的。（2）多層循環(huán)式立體車庫需存取大數(shù)量的車輛，并且自動化程度較高，所以載車板的運動速度不宜太快，在能實現(xiàn)快捷的基礎上，降低整個機械結(jié)構(gòu)的提升速度，以免產(chǎn)生意外。（3）為實現(xiàn)快速取車，在設計時應考慮設計正反向循環(huán)功能，根據(jù)車輛所在的位置判斷正循環(huán)或者反循環(huán)，以節(jié)省車出入庫所需要的時間?？紤]到各種因素，最終決定采用水平循環(huán)形式的多層循環(huán)式立體車庫。第三章 方案的總體設計3.1 整體布局本次設計共 7 個停車位，采用 3 層結(jié)構(gòu)，1 層 3 個，2、3 層各兩個。而多層循環(huán)式立體車庫主要由它主要有三部分組成：升降系統(tǒng)。包括升降機及相應的檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛的出入和不同層面的連接。水平循環(huán)系統(tǒng)。包括框架、載車板、鏈條、水平傳動系統(tǒng)等，實現(xiàn)不同層面上的車輛在水平面上移動。5電氣控制系統(tǒng)。包括控制柜、外部功能件及控制軟件，實現(xiàn)自動存取車、安全檢測及故障自診斷。3.2 車庫結(jié)構(gòu)設計立體車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中可選用鋼架結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有可靠性高，材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小，材料的塑性和韌性好，鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短等優(yōu)點。而使用鋼筋混凝土建設車庫，建設周期過長同時也無法滿足其精度要求。由于自動立體車庫對其結(jié)構(gòu)精度要求比較高，所以選用鋼結(jié)構(gòu)進行設計。圖 3 立體車庫的框架原理圖3.3 驅(qū)動方式的選擇本次設計是針對的轎車的存取，可以滿足驅(qū)動力要求的機構(gòu)可以是液壓馬達或液壓泵，柴油機，汽油機和電動機等。在車輛存取的過程中，要求升降或者橫移動作平穩(wěn)，并且考慮到噪聲的大小和啟動的頻率以及便于控制，本次設計采用電動機作為驅(qū)動機構(gòu)。3.4 提升方式的選擇提升的方式有鏈提升和鋼絲繩提升等，通過分析，本次設計采用液壓馬達+鋼絲繩提升，并采用雙滾筒，可以實現(xiàn)平穩(wěn)提升，并可以提升結(jié)構(gòu)設計的簡化。3.5 傳動系統(tǒng)設計機械傳動系統(tǒng)主要功用是傳遞原動機的功率，變換運動的形式以實現(xiàn)預定的要求。所以考慮有三種方案。方案一：帶傳動，易于實現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動；具有傳動平穩(wěn)，緩沖、吸振的特性；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；可起過載保護作用。如圖 3。1-電動機 2-滾筒 3-傳動軸 4-傳動帶6圖 4 帶傳動方案二：鏈傳動，平均傳動比準確，工作可靠，效率較高；傳動功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸小；可在惡劣環(huán)境中工作；易于實現(xiàn)較大中心距的傳動；結(jié)構(gòu)輕便，成本低。如圖 4。1-電動機 2-聯(lián)軸器 3-滾筒 4-減速器 5-傳動鏈圖 5 鏈傳動方案三：直齒輪傳動，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命較長，傳動準確平穩(wěn)，承載能力高，功率和速度適應范圍廣。如圖 5。1-電動機 2-減速器 3-滾筒 4-直齒大齒輪 5-直齒小齒輪圖 6 直齒輪傳動立體車庫的傳動要求傳動力矩較大，傳動速度較慢，經(jīng)過比較和分析，帶傳動不能提供較大的傳動力矩，容易發(fā)生打滑等現(xiàn)象，安全系數(shù)較低，所以本方案不予采用。鏈傳動和直齒輪輪傳動方案都可以滿足傳動的要求，但鏈傳動與齒輪傳動相比，除滿足工作機的性能和適應工作條件外，尺寸緊湊、成本低廉，安裝和維護都比較方便。綜上所述，此次采用鏈傳動。論證結(jié)果本次多層循環(huán)式立體車庫采用 3 層 7 車位布局，循環(huán)方式為方形循環(huán)，鋼結(jié)構(gòu)7設計，以電動機驅(qū)動，液壓馬達+鋼絲繩作為提升系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)則選擇用鏈傳動。參考資料[1] 付翠玉，關景泰.立體車庫發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005:1~25.[2] 中國重型機械工業(yè)協(xié)會，停車設備管理委員會編.機械式立體車庫[M]. 北京：海洋出版社， 2001：33~47.[3] 杜桂榮,宋曼華.多層升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)[J].甘肅工業(yè)大學學報，2003,29(6):64～66.[4] 常紅梅，楊永平.機電一體化立體停車庫的 PLC 控制[J].起重運輸機械，1993，33(4)：62-67.[5] 張壽明,盧金鼎.多層升降橫移式立體停車庫及其控制仁[J].電氣自動化，2003，15(2):28~31.[6] 成大先. 機械設計手冊[M].第五版？第 3 卷. 北京：化學工業(yè)出版社，1992:86~128.[7] 門艷忠. 機械設計[M]. 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