摘 要
隨著社會(huì)的發(fā)展，人口的急劇增長(zhǎng)，土地越來(lái)越稀缺，可是科學(xué)在進(jìn)步，科技在發(fā)展，隨著城市的進(jìn)步，車(chē)輛的增多，交通越來(lái)越不便，當(dāng)車(chē)成為人類(lèi)主要的代步工具后，停車(chē)問(wèn)題也日益嚴(yán)重，如果按照以前的做法，一個(gè)車(chē)停一個(gè)位置，那樣對(duì)于土地的利用是不是很浪費(fèi)，所以，關(guān)于設(shè)計(jì)立體車(chē)庫(kù)提上日程。
立體車(chē)庫(kù)設(shè)備是為了專(zhuān)門(mén)的實(shí)現(xiàn)各種車(chē)輛自動(dòng)停放倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備。機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)可充分的利用土地資源，發(fā)揮空間的優(yōu)勢(shì)，最大限度的停放大量車(chē)輛，已經(jīng)成為解決城市靜態(tài)交通問(wèn)題重要途徑。本課題以較典型的液壓升降橫移式立體車(chē)庫(kù)為研究對(duì)象，綜合的考慮立體車(chē)庫(kù)制造成本和運(yùn)行效率的雙重因素。而液壓系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)相比，由于具有更精確，重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快、工作平穩(wěn)、操縱控制方便、可實(shí)現(xiàn)大范圍無(wú)級(jí)調(diào)速、可自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不但可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制的過(guò)程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控等很多優(yōu)點(diǎn)，成為立體車(chē)庫(kù)傳動(dòng)系統(tǒng)的首要選擇，本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括立體停車(chē)庫(kù)機(jī)械系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)微推送力確定等。通過(guò)電機(jī)鏈條實(shí)現(xiàn)載車(chē)平臺(tái)的平移升降，液壓缸實(shí)現(xiàn)載車(chē)平臺(tái)的微平移，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的存取過(guò)程。實(shí)現(xiàn)立體車(chē)庫(kù)占用空間少，存取方便的功能。
因?yàn)槠洫?dú)特的特點(diǎn)，立體車(chē)庫(kù)被廣泛用于，酒店，醫(yī)院，商場(chǎng)，機(jī)關(guān)單位和居民樓小區(qū)內(nèi)。液壓升降立體車(chē)庫(kù)的組成，大概可以分為三個(gè)部分：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分，車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)部分，控制部分。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分分為四個(gè)部分：升降部分，平移部分，載車(chē)版部分和伸縮部分。
關(guān)鍵詞： 機(jī)械設(shè)計(jì)；立體車(chē)庫(kù)；液壓系統(tǒng)
Abstract
With the development of society, the rapid growth of population, the increasing scarcity of land, but the scientific progress, the development of science and technology, with the progress of the city, the increase in the number of vehicles, traffic is more and more inconvenient, when the car has become the main means of transport of human beings, the parking problem has become increasingly serious, if in accordance with previous practice, a car a position, as for the use of land is not a waste, so, on the design of stereo garage on the agenda.
Stereo garage equipment for special automatic warehousing equipment parked vehicles of all kinds. The use of land resources of mechanical parking can make full play, the advantage of space, the maximum number of vehicles parked, has become an important way to solve the city traffic problem. In this paper the static hydraulic up-down and translation stereo garage is typical as the research object. Considering the three-dimensional garage manufacturing costs and the efficiency of the two factors. Compared with the traditional hydraulic system and mechanical system, because it has more precision, light weight, small volume, low inertia, fast response speed, stable operation, convenient control, can achieve a wide range of stepless speed regulation, Can realize the automatic overload protection, when using electrical and hydraulic control, not only can realize the automatic control of a higher degree, but also can realize remote control and many other advantages, become the first choice of transmission system of stereo garage, the main contents of the design include mechanical system design principle of stereo garage, the hydraulic system of micro push send force. Translation lifting the car carrying platform by motor chain, hydraulic cylinder to realize the micro translation vehicle platform, realize the access process of the vehicle. To achieve three-dimensional garage occupies less space and convenient access functions.
Because of its unique characteristics, is widely used in three-dimensional garage, hotel, hospital, shopping malls, office units and residential buildings within the district. A hydraulic lifting stereo garage, can be divided into three parts: transmission part, garage structure part, control part. Transmission mechanism is divided into four parts: the lifting part. The translation part of the vehicle version part and the telescopic part.
Keywords: stereo garage; mechanical design; hydraulic system
目錄
第1章 緒論 1
1.1 設(shè)計(jì)背景 1
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和前景 2
1.2.1 國(guó)外有關(guān)現(xiàn)狀 2
1.2.2 國(guó)內(nèi)有關(guān)現(xiàn)狀 3
1.2.3各種立體車(chē)庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn) 4
1.2.4 升降橫移立體車(chē)庫(kù)的研究?jī)r(jià)值及其特點(diǎn) 5
第2章 總體設(shè)計(jì) 7
2.1 運(yùn)行的過(guò)程方式 7
2.2功能原理方案設(shè)計(jì) 7
2.3 載車(chē)板總體設(shè)計(jì) 8
2.4 升降系統(tǒng) 10
2.5 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
2.6載車(chē)板框架設(shè)計(jì) 13
第3章 參數(shù)設(shè)計(jì) 15
3.1橫移系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算 15
3.1.1主要設(shè)計(jì)參數(shù) 15
3.1.2載車(chē)板質(zhì)量估算 15
3.1.3 電機(jī)的選取 16
3.1.4橫移行走輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 17
3.1.5 傳動(dòng)比分配與減速器的選擇 19
3.1.6橫移鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
3.1.7軸的校核 22
3.1.8軸承的校核 27
3.1.9聯(lián)軸器的選擇 29
3.1.10鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算 30
3.2 升降系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算 30
3.2.1電機(jī)選擇 30
3.2.2 軸的設(shè)計(jì) 31
3.2.3鋼絲繩主要參數(shù)選擇 32
3.3 液壓缸計(jì)算 33
3.3.1液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 33
3.3.2液壓缸活塞桿穩(wěn)定性計(jì)算 34
第4章 環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性分析 37
4.1環(huán)保性分析 37
4.2經(jīng)濟(jì)性分析 37
第5章 結(jié)論 39
致謝 40
參考文獻(xiàn) 41
第1章 緒論
1.1 設(shè)計(jì)背景
隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展 ,城市車(chē)輛日漸增多, 人們的生存空間卻越來(lái)越小,停車(chē)難成為困擾城市的發(fā)展一大難題。作為解決城市靜態(tài)交通有效的措施，向空間、向高層發(fā)展的自動(dòng)化立體停車(chē)設(shè)備,以其占地面積少、停車(chē)率高、布置靈活、高效低耗、性?xún)r(jià)比高、安全可靠等重大優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到高層們的青睞。目前市面上常見(jiàn)機(jī)械式立體的停車(chē)庫(kù)有：升降橫移類(lèi)、垂直循環(huán)類(lèi)、多層循環(huán)類(lèi)、水平循環(huán)類(lèi)、平面移動(dòng)類(lèi)、巷道堆垛類(lèi)、垂直升降類(lèi)和簡(jiǎn)易升降類(lèi)等8種立體停車(chē)設(shè)備,其中升降橫移類(lèi)立體車(chē)庫(kù)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、造價(jià)低等眾多優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在國(guó)內(nèi)車(chē)庫(kù)市場(chǎng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的市場(chǎng)份額。從而立體車(chē)庫(kù)的誕生，為解決這一難題給大家?guī)?lái)了希望，將地面停車(chē)向空間發(fā)展，形成立體停車(chē)模式，已經(jīng)成為緩解城市“停車(chē)難”的重要途徑之一。
升降橫移類(lèi)停車(chē)庫(kù)指的是采用以載車(chē)板的升降或橫移存取車(chē)輛的機(jī)械式停車(chē)設(shè)備的立體停車(chē)庫(kù)。由于升降橫移類(lèi)停車(chē)設(shè)備的形式比較多，規(guī)?？纱罂尚。瑢?duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性比較強(qiáng)等，因此，采用這類(lèi)設(shè)備的停車(chē)庫(kù)十分普遍。其工作原理為：每個(gè)車(chē)位均有載車(chē)板，所需存取車(chē)輛的載車(chē)板通過(guò)升、降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車(chē)庫(kù)，存取車(chē)輛，完成存取的過(guò)程。停泊在這類(lèi)車(chē)庫(kù)內(nèi)地面的車(chē)只作橫移，不必升降，上層車(chē)位或下層車(chē)位需要通過(guò)中間層橫移出空位，將載車(chē)板升或降到地面層，駕駛員才可以進(jìn)入車(chē)庫(kù)內(nèi)將汽車(chē)開(kāi)進(jìn)，開(kāi)出車(chē)庫(kù)。運(yùn)行特點(diǎn): 最下層只能進(jìn)行平移, 頂層只能進(jìn)行升降, 中間層既可平移又可升降。除頂層外, 中間層和底層必須留一空車(chē)位, 保證上下車(chē)通道的暢通，以及及時(shí)的車(chē)輛存取，總的原則: 升降復(fù)位, 平移不復(fù)位。
采用以液壓系統(tǒng)帶動(dòng)載車(chē)板升降或電機(jī)帶動(dòng)橫移系統(tǒng)來(lái)存取車(chē)輛的機(jī)械式停車(chē)設(shè)備的立體停車(chē)庫(kù)。此類(lèi)型立體車(chē)庫(kù)適用于地面及地下停車(chē)場(chǎng)，優(yōu)點(diǎn)是配置靈活,造價(jià)較低。這種類(lèi)型立體車(chē)庫(kù)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)單一并且形式較多，規(guī)模也可大可小 采用模塊化得設(shè)計(jì) ,每單元可設(shè)計(jì)成2~5層 、半地下等多種形式 ,車(chē)位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng) 約占國(guó)內(nèi)停車(chē)市場(chǎng)份額70%以上。
而現(xiàn)有的停車(chē)位缺口嚴(yán)重?fù)?jù)預(yù)計(jì)2010年轎車(chē)保有量即將達(dá)到2000萬(wàn)輛，“十五”期間轎車(chē)保有量將增加到400萬(wàn)輛。停車(chē)位需求按1:1.2(100%的基本停車(chē)位和20%的公共停車(chē)位)計(jì)算，一共需要增加停車(chē)位480萬(wàn)個(gè)。而平均每年需求96萬(wàn)個(gè)車(chē)位。如僅考慮10%進(jìn)機(jī)械式停車(chē)庫(kù)，這每年需提供機(jī)械式停車(chē)庫(kù)9.6萬(wàn)個(gè)車(chē)位。因此從現(xiàn)有的停車(chē)位的缺口情況和今后市場(chǎng)的需求可以看出，機(jī)械式停車(chē)設(shè)備的國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)前景十分良好。因而我對(duì)立體停車(chē)庫(kù)中的升降橫移停車(chē)庫(kù)進(jìn)行了如下分析。
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和前景
1.2.1 國(guó)外有關(guān)現(xiàn)狀
早在1920年，美國(guó)建成了世界上第一座機(jī)械式立體停車(chē)設(shè)備。50年代以后美國(guó)和西歐陸續(xù)建成多種型式的立體車(chē)庫(kù);60年代以來(lái)尤其是在市中心的商業(yè)區(qū)，建筑物高度密集，不可能騰出大量地皮建停車(chē)場(chǎng)。此時(shí)，占地面積小的立體式停車(chē)設(shè)備才真正得到發(fā)展普及。第一次變革出現(xiàn)在1914年，當(dāng)時(shí)美國(guó)的福特汽車(chē)公司安裝的汽車(chē)裝配流水線帶來(lái)了汽車(chē)工業(yè)史上的第一次變革。第二次變革發(fā)生在本世紀(jì)50年代。當(dāng)時(shí)歐洲內(nèi)部關(guān)稅壁壘逐漸拆除，使歐洲市場(chǎng)空前繁榮，有力地推動(dòng)了汽車(chē)制造工業(yè)的發(fā)展。第三次的出現(xiàn)在本世紀(jì)60年代末，隨著日本汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)出物美價(jià)廉的汽車(chē)，讓世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)生第三次變革。立體車(chē)庫(kù)的出現(xiàn)是在第二次汽車(chē)工業(yè)的變革之后。隨著歐洲的汽車(chē)工業(yè)空前繁榮發(fā)展，歐洲已經(jīng)出現(xiàn)了最早的立體車(chē)庫(kù)。歐洲立體車(chē)庫(kù)的出現(xiàn)有60多年的歷史。對(duì)照汽車(chē)工業(yè)第三次的革命，隨著日本的汽車(chē)工業(yè)出現(xiàn)奇跡，之后立體車(chē)庫(kù)在日本開(kāi)始迅猛發(fā)展。至今立體車(chē)庫(kù)已經(jīng)在日本有40多年的發(fā)展歷史。與此同時(shí)，韓國(guó)和臺(tái)灣也出現(xiàn)了立體車(chē)庫(kù)。韓國(guó)和臺(tái)灣立體車(chē)庫(kù)出現(xiàn)要晚于日本，亦有近40年歷史。倉(cāng)儲(chǔ)式立體車(chē)庫(kù)技術(shù)最早出現(xiàn)于歐洲。日本立體車(chē)庫(kù)的技術(shù)來(lái)源于歐洲。日本是一個(gè)特別善于學(xué)習(xí)和借鑒其國(guó)家成功經(jīng)驗(yàn)的民族。由于日本地域狹小等原因，塔式立體車(chē)庫(kù)在日本得到了充分的發(fā)展。亞洲的停車(chē)設(shè)備技術(shù)起源于日本，日本從20世紀(jì)60年代開(kāi)始從事機(jī)械停車(chē)設(shè)備的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)，至今已有四十幾年的歷史。到了80年代和90年代初，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，由全電腦自動(dòng)控制，采用變頻技術(shù)的新一代機(jī)械式立體停車(chē)設(shè)備首先在日本進(jìn)入家庭。生產(chǎn)機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)的公司約100多家，比較大的公司有新明和、石川島播磨、日精、三菱重工等。從90年代起日本每年投入運(yùn)行的機(jī)械停車(chē)泊位都在萬(wàn)以上。目前全日本己經(jīng)投入使用機(jī)械式停車(chē)位超過(guò)300萬(wàn)個(gè)，其中以升降橫移式停車(chē)設(shè)備為主。對(duì)于日本，優(yōu)勢(shì)在多層升降橫移類(lèi)、垂直升降類(lèi)、水平循環(huán)類(lèi)、垂直循環(huán)類(lèi)、簡(jiǎn)易升降類(lèi)等產(chǎn)品上。
德國(guó)和意大利等歐洲國(guó)家從事停車(chē)設(shè)備開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)也比較早。較好的公司有:意大利Sotefin、Interpark、德國(guó)PaliS等。由于歐洲國(guó)家停車(chē)問(wèn)題表現(xiàn)不很突出，停車(chē)設(shè)備應(yīng)用量不是很大。多數(shù)為巷道堆垛式產(chǎn)品，多層升降橫移式產(chǎn)品應(yīng)用很好。德國(guó)和意大利等歐洲國(guó)家的優(yōu)勢(shì)在巷道堆垛類(lèi)產(chǎn)品上。
國(guó)外立體停車(chē)設(shè)備的技術(shù)以日本和德國(guó)領(lǐng)先，其發(fā)展主要有兩個(gè)特點(diǎn):一是高技術(shù)含量高。日本和德國(guó)的車(chē)庫(kù)行業(yè)將機(jī)、電工業(yè)的高新技術(shù)成果隨時(shí)轉(zhuǎn)化和移植到車(chē)庫(kù)產(chǎn)品中，使車(chē)庫(kù)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品更新很快。比如高速曳引機(jī)和VVVF調(diào)速控制技術(shù)(即高速電梯技術(shù))很快應(yīng)用到垂直升降式車(chē)庫(kù)產(chǎn)品，使這種電梯式車(chē)庫(kù)存取速度更快，存車(chē)量更大，從而逐步替代老式的垂直循壞式塔型車(chē)庫(kù)。又如計(jì)算機(jī)管理、IC卡識(shí)別、計(jì)時(shí)收費(fèi)系統(tǒng)一出現(xiàn)，立即應(yīng)用于停車(chē)庫(kù)，使車(chē)庫(kù)融于城市樓宇自動(dòng)化管理系統(tǒng)中，無(wú)論是公共停車(chē)還是住宅停車(chē)變得更容易、更方便。二是車(chē)庫(kù)產(chǎn)品朝著性能價(jià)格比更高的方向發(fā)展。即不但重視停車(chē)密度和高性能，更講究產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。比如日本的三菱、大幅株式會(huì)社和德國(guó)PALIS公司均研制成功停車(chē)密度較高，而造價(jià)較低的高層車(chē)庫(kù)和無(wú)車(chē)板、無(wú)車(chē)架等先進(jìn)車(chē)庫(kù)。這些新產(chǎn)品都是90年代的新技術(shù)，一問(wèn)世，很快替代了老產(chǎn)品。
1.2.2 國(guó)內(nèi)有關(guān)現(xiàn)狀
我國(guó)立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展，始于上世紀(jì)八十年代，河北承德的華一機(jī)械車(chē)庫(kù)集團(tuán)有限責(zé)任公司于1989年建造起國(guó)內(nèi)第一臺(tái)垂直循環(huán)類(lèi)機(jī)械式停車(chē)車(chē)庫(kù)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)機(jī)械式停車(chē)車(chē)庫(kù)的空白。立體車(chē)庫(kù)產(chǎn)業(yè)在上世紀(jì)九十年代迅速興起，步入了引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、制造和使用的快車(chē)道，國(guó)內(nèi)立體停車(chē)庫(kù)市場(chǎng)正以直線上升的態(tài)勢(shì)在飛速發(fā)展。我國(guó)立體停車(chē)設(shè)備的產(chǎn)品經(jīng)引進(jìn)技術(shù)和自主研究開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高，許多設(shè)備采用了當(dāng)前機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，如采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，使運(yùn)行高速、平穩(wěn)、省電、減少振動(dòng)和噪聲?？刂菩问接邪粹o式、IC卡式、觸摸屏式、密碼鑰匙式、遙控式等，有些設(shè)備還采用了總線控制技術(shù)；傳動(dòng)裝黃采用內(nèi)藏式，以增大停車(chē)空間并保護(hù)各傳動(dòng)元件不受污染和腐蝕，提高了設(shè)備的耐久性；機(jī)械結(jié)構(gòu)中采用了模塊化設(shè)計(jì)，便于組合使用，易于安裝拆卸，縮短施工周期。目前品種的滿(mǎn)足率己達(dá)90％左右，有的品種填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到50％以上。還采用一些新材料、新工藝，如采用“H7，型鋼做鋼梁，組合的鍍鋅板或一體成型的鍍鋅板做載車(chē)板：安全保護(hù)方面采用了聲光引導(dǎo)及定位裝置，自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等。目前品種的滿(mǎn)足率已達(dá)90％左右，有的品種填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到50％以上。
目前國(guó)內(nèi)立體停車(chē)設(shè)備是以升降橫移類(lèi)為主，約占總量的84%。此外還有垂直升降類(lèi)和平面移動(dòng)類(lèi)。在技術(shù)方面，由最初的機(jī)械傳動(dòng)式逐步在發(fā)展液壓傳動(dòng)式、機(jī)械液壓傳動(dòng)式、電傳動(dòng)式。控制方式也由單純的手動(dòng)控制發(fā)展到電氣控制、PLC控制和現(xiàn)場(chǎng)總線控制。
雖然我國(guó)停車(chē)設(shè)備行業(yè)和技術(shù)得到了快速發(fā)展，但與停車(chē)設(shè)備的市場(chǎng)需求還相差甚遠(yuǎn)。停車(chē)設(shè)備需要進(jìn)一步降低制造成本，提高技術(shù)含量以及設(shè)備使用的安全性和可靠性。
由此看來(lái)隨著各種高新技術(shù)的引入，立體車(chē)庫(kù)正在向?qū)I(yè)化、復(fù)雜化、智能化和高自動(dòng)化方向發(fā)展，重點(diǎn)表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:①專(zhuān)業(yè)化:立體車(chē)庫(kù)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，能正常運(yùn)行而不出故障是用戶(hù)的首要要求，也是一套停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)的重中之重。制造廠家的專(zhuān)業(yè)化程度越來(lái)越強(qiáng)，如保證設(shè)備的可靠性，立體車(chē)庫(kù)的軟硬件設(shè)施及各種設(shè)備的配套都達(dá)到專(zhuān)業(yè)化程度。②復(fù)雜化:立體車(chē)庫(kù)產(chǎn)業(yè)正在向多元化方向發(fā)展，它已經(jīng)不僅是純粹的機(jī)械設(shè)備，還包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、建筑、液壓、光學(xué)、磁控、管理和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的大量先進(jìn)技術(shù)。立體停車(chē)系統(tǒng)己經(jīng)日臻完善，如汽車(chē)出入車(chē)庫(kù)時(shí)采用聲光引導(dǎo)和定位、汽車(chē)尺寸和重量自動(dòng)識(shí)別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車(chē)泊位自動(dòng)跟蹤、鏈繩長(zhǎng)度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車(chē)安全檢測(cè)、圖像識(shí)別技術(shù)、科學(xué)管理等，各種領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的綜合使用，已經(jīng)使立體車(chē)庫(kù)成為一個(gè)獨(dú)立的大型復(fù)雜的高技術(shù)設(shè)備。③智能化:一些新技術(shù)正在迅速進(jìn)入該領(lǐng)域，如變頻技術(shù)、全電腦控制系統(tǒng)、導(dǎo)航定位技術(shù)、停電及電源故障的自動(dòng)判別排除及處理系統(tǒng)等。如“模塊”閣架式立體車(chē)庫(kù)的電梯調(diào)配，自動(dòng)送車(chē)找位、自動(dòng)平層，應(yīng)快捷、準(zhǔn)確、可靠。系統(tǒng)安全裝置的設(shè)置要與動(dòng)態(tài)過(guò)程安全檢測(cè)形成閉環(huán)，確保存取車(chē)過(guò)程的安全運(yùn)行。④高自動(dòng)化:立體車(chē)庫(kù)的高自動(dòng)化主要表現(xiàn)為先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)和科學(xué)的管理方法?？刂萍夹g(shù)和管理方法互為所長(zhǎng)，大幅度提高了存取車(chē)效率。車(chē)庫(kù)可以將汽車(chē)自動(dòng)停放到合適的位置，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。
1.2.3各種立體車(chē)庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)
立體車(chē)庫(kù)的類(lèi)別根據(jù)JB/8713一1998機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，按其工作原理區(qū)分主要包括以下九種:(l)升降橫移類(lèi)SH:(2)垂直循環(huán)類(lèi)CX;(3)水平循環(huán)類(lèi)SX;(4)多層循環(huán)類(lèi)DX;(5)垂直升降類(lèi)CS。
不同的類(lèi)型立體車(chē)庫(kù)具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，只有橫向比較才可以得到最合適這塊地方的最優(yōu)法案，“海納百川，有容乃大”只有充分的了解各類(lèi)車(chē)庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)才能更好的采眾之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短。各種立體車(chē)庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1.1。
表1.1各種立體車(chē)庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)
類(lèi)型
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
適合存容量
升
結(jié)構(gòu)框架不高，在垂直平面內(nèi)車(chē)位
每個(gè)載車(chē)板都要自備一套甚
3～43
續(xù)表1.1
降
橫
移
式
布置較緊湊;出入口布置靈活;在樓宇地下室或住宅小區(qū)空地布置方便;相對(duì)成本較低，進(jìn)出一輛車(chē)不必牽動(dòng)全庫(kù)車(chē)輛;可以并列、串列組成組合式車(chē)庫(kù)，形式多樣。
至2套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。成本相對(duì)較高。
垂
直
循
環(huán)
式
只需要一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，較容易控制，停位較準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，占地面積小，空間利用率也較高?？梢越ǔ傻厣?、半地上、地下式等多種形式。
整個(gè)系統(tǒng)能量消耗大，振動(dòng)及噪聲較大，運(yùn)動(dòng)速度不高，出入庫(kù)時(shí)間長(zhǎng);經(jīng)濟(jì)性差;只有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一旦系統(tǒng)故障，不能實(shí)現(xiàn)緊急出車(chē)，工作機(jī)動(dòng)性較差。
5～50
水
平
循
環(huán)
式
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)較少，工作可靠，工作原理簡(jiǎn)單，與垂直循環(huán)式比較，耗能、振動(dòng)及噪聲均較低。
出入一輛車(chē)整個(gè)系統(tǒng)的車(chē)位全移動(dòng)；占地面積較大，運(yùn)動(dòng)速度不能太高，出入庫(kù)時(shí)間較長(zhǎng)；一個(gè)環(huán)節(jié)出故障全線停運(yùn)。
10～40
多層循環(huán)式
可充分利用地下空間，墻體建筑費(fèi)不高，隔振和噪聲效果較好。
出入一輛車(chē)整個(gè)系統(tǒng)的車(chē)位全移動(dòng);結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般只適用于利用地下空間。
6～46
垂直升降式
可以充分利用空間。一般都做成大型車(chē)庫(kù)，這樣平均到每個(gè)車(chē)位的成本較低。車(chē)位的布置形式多樣。
一旦系統(tǒng)故障，不能實(shí)現(xiàn)緊急出車(chē)，工作機(jī)動(dòng)性較差。
7～56
1.2.4 升降橫移立體車(chē)庫(kù)的研究?jī)r(jià)值及其特點(diǎn)
通過(guò)對(duì)我國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有停車(chē)場(chǎng)停車(chē)現(xiàn)狀的分析和國(guó)內(nèi)立體車(chē)庫(kù)使用情況的調(diào)研，綜合各種車(chē)庫(kù)的原理和適用情況，同時(shí)考慮到研發(fā)成本及維修，我選擇升降橫移式立體車(chē)庫(kù)作為我對(duì)立體車(chē)庫(kù)研究的切入點(diǎn)。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)由于造價(jià)成本較低、配置靈活、拆卸也比較方便，可以最大程度降低風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，取得成功，而且，目前我國(guó)多數(shù)小區(qū)采用的也是多層升降橫移式立體停車(chē)設(shè)備，大規(guī)模的倉(cāng)儲(chǔ)式機(jī)械停車(chē)庫(kù)還很少，因此選擇升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，易于進(jìn)行以后市場(chǎng)推廣，可行性很高。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)還有其他特點(diǎn)。
（1）需求量大。現(xiàn)在大部分轎車(chē)晚上都停在住宅小區(qū)，己建和在建住宅小區(qū)的特點(diǎn)是配套車(chē)位嚴(yán)重不足，而私家車(chē)在以巧20%的速度增加，有的小區(qū)現(xiàn)在己是車(chē)滿(mǎn)為患，不敢想象2010年以后汽車(chē)關(guān)稅降為零時(shí)停車(chē)會(huì)是什么情況。
（2）該類(lèi)型的立體車(chē)庫(kù)更有效的利用了空間。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程直存直取，不需倒空，無(wú)需倒車(chē)場(chǎng)地，只要提供足夠的車(chē)寬距離，它將利用有限的空間，滿(mǎn)足停車(chē)的需求并且提取車(chē)輛更加方便、快捷。
（3）該立體車(chē)庫(kù)所具有的特點(diǎn)，特別適合于住宅小區(qū)、高級(jí)賓館、飯店、醫(yī)院、車(chē)站等場(chǎng)所。設(shè)備可安置在綠化帶上，同時(shí)又不破壞綠化;操作簡(jiǎn)便快捷，與房產(chǎn)開(kāi)發(fā)相配套，能節(jié)省大量的土地與資金成本，也能為城市解決停車(chē)節(jié)約大量的土地資源。
第2章 總體設(shè)計(jì)
2.1 運(yùn)行的過(guò)程方式
圖1 車(chē)庫(kù)UG設(shè)計(jì)
這是立體車(chē)庫(kù)的運(yùn)行方式，一共18個(gè)車(chē)位，每個(gè)車(chē)位有導(dǎo)軌，堆垛機(jī)從右面空位進(jìn)行上下移動(dòng)，之后下面的平移裝置進(jìn)行左后平移，并且只有升到指定高度才能進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)，只有到右面的空位才能進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，而且左右平移時(shí)候，只有到指定的位置，托盤(pán)才能進(jìn)行伸縮，托盤(pán)上面是載車(chē)板，載車(chē)板上面有電機(jī)，到達(dá)指定位置之后，電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，然后載車(chē)板進(jìn)入車(chē)位。
2.2功能原理方案設(shè)計(jì)
根據(jù)升降橫移式液壓立體停車(chē)庫(kù)的運(yùn)行方式，車(chē)庫(kù)總體采用的是水泥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在整個(gè)平移升降機(jī)構(gòu)中有立柱、橫移導(dǎo)軌是鋼材料組成。
圖2 升降橫移系統(tǒng)總成
2.3 載車(chē)板總體設(shè)計(jì)
載車(chē)板系統(tǒng)的作用是使車(chē)進(jìn)入和取出的工具，其傳動(dòng)主要是靠電機(jī)帶動(dòng)鏈輪使它的滾輪在軌道上移動(dòng)。在設(shè)計(jì)中我們可以充分利用己有型鋼的結(jié)構(gòu)，用H型鋼作為滾輪的軌道，這樣可以保證了軌道的質(zhì)量，還減輕了整體的結(jié)構(gòu)重量。
每個(gè)可停車(chē)位都有一個(gè)獨(dú)立的橫移動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，包含有橫移電機(jī)(帶剎車(chē)的專(zhuān)用減速機(jī))、傳動(dòng)軸和滾輪。底層橫移傳動(dòng)系統(tǒng)與載車(chē)板做成一體，其它層的橫移傳動(dòng)系統(tǒng)均置于車(chē)位架上，主動(dòng)傳動(dòng)端如圖3所示，從動(dòng)端如圖4所示。
主動(dòng)傳動(dòng)端：
1—三相異步電動(dòng)機(jī) 2—彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 3—擺線針輪減速器軸 4—小鏈輪 5—主動(dòng)橫移行走輪 6—大鏈輪 7—橫移軸 8—彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 9—傳動(dòng)軸
圖3 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)
傳動(dòng)示意：橫移三相異步電動(dòng)機(jī)——彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器——小鏈輪——大鏈輪——橫移軸——主動(dòng)橫移行走輪——橫移支架
——彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器——傳動(dòng)軸——主動(dòng)橫移行走輪——橫移支架
1—從動(dòng)橫移行走輪 2—固定軸 3—支架 4—定位螺栓
圖4 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)
圖5 載車(chē)板總體設(shè)計(jì)
2.4 升降系統(tǒng)
圖6 升降系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)聯(lián)軸節(jié)器來(lái)帶動(dòng)鏈輪運(yùn)行，從而帶動(dòng)鏈條提升貨物。因?yàn)樘嵘龣C(jī)的主要靠軸的轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而帶動(dòng)鏈輪的運(yùn)轉(zhuǎn)， 通過(guò)鏈條帶動(dòng)托臺(tái)上升和下降，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 對(duì)軸的要求是非常高的。這里使用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)控制起升機(jī)構(gòu)，同時(shí)為防止停電時(shí)起升平臺(tái)掉落，造成損害或安全事故，這里選用帶剎車(chē)功能的制動(dòng)電機(jī)。因此主要組成部分為：電機(jī)、滑筒、鏈、鏈輪、立柱。如上圖。
鏈條式起升方式是利用鏈條鏈輪進(jìn)行傳動(dòng)，從而提升貨物。
圖6 鏈條起升方式
起降滑筒結(jié)構(gòu)主要滑筒、導(dǎo)向輪組等零部件組成。起降滑筒結(jié)構(gòu)主要用來(lái)固定托盤(pán)機(jī)構(gòu)，承受著載車(chē)板和車(chē)子的重量，設(shè)計(jì)是要滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度要求。托盤(pán)模塊包含多個(gè)導(dǎo)向輪組，導(dǎo)向輪組主要由導(dǎo)向輪、軸承和導(dǎo)向輪軸組成。導(dǎo)向輪組主要與立柱或?qū)к壗佑|，使載貨臺(tái)模塊與立柱模塊連接起來(lái)。下圖為起降滑筒結(jié)構(gòu)：為了使堆垛機(jī)上貨物的存取機(jī)構(gòu)做升降運(yùn)動(dòng)，需要設(shè)計(jì)一個(gè)升降機(jī)構(gòu)，用以滿(mǎn)足該功能要求。起升機(jī)構(gòu)主要包括：電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、卷筒、柔性件、導(dǎo)軌組成。起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)是通過(guò)減速裝置使卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使柔性件卷入卷筒，柔性件機(jī)通過(guò)架立柱頂部的定滑輪與載貨臺(tái)相連，因此柔性件牽引載貨臺(tái)上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定的貨格位置時(shí)，制動(dòng)器動(dòng)作，使載貨臺(tái)平穩(wěn)、準(zhǔn)確地停住。
圖7 起降滑塊結(jié)構(gòu)
2.5 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的主框架設(shè)計(jì)中一個(gè)重要部分—安裝連接形式設(shè)計(jì)的是否合理直接影響結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、安裝速度及經(jīng)濟(jì)效益，常規(guī)的主框架的連接有焊接，鉚接與螺栓連接三種。扭剪型高強(qiáng)螺栓是一種新型連接方法，具有受力性能好、耐疲勞、可拆換、施工方便及安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，同普通螺栓相比，單位體積耗鋼減少30~50%，近年來(lái)在框架的設(shè)計(jì)中廣為采用。因此使用扭剪型高強(qiáng)螺栓連接。
圖8 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)骨架
2.6載車(chē)板框架設(shè)計(jì)
載車(chē)板是用來(lái)承載入庫(kù)車(chē)輛，按結(jié)構(gòu)形式分為框架式和拼板式兩種組成。拼板式載車(chē)板如圖9所示，是用鍍鋅鋼板一次性沖壓或滾壓成組裝件，用咬合拼裝成載車(chē)板，并且用螺栓緊固連接，拼裝前可以先對(duì)組建進(jìn)行各類(lèi)表面來(lái)處理(如電鍍、烤漆等)，來(lái)使載車(chē)板輕巧、美觀，拼裝式載車(chē)板運(yùn)輸方便、通用互換性好，強(qiáng)度大、剛度好、重量輕、減少基礎(chǔ)承力；而且由于是整體折彎成型，車(chē)板厚度小，一般厚度為50～55毫米，整體折彎成型結(jié)構(gòu)形式適合于批量生產(chǎn)?？蚣苁捷d車(chē)板如圖10所示是先用型鋼和鋼板焊接成承載框架，然后在兩側(cè)停車(chē)通道和中間突起的頂面鋪設(shè)不同厚度的鋼板，多數(shù)采用中間突起結(jié)構(gòu)。這種載車(chē)板的優(yōu)點(diǎn)是可按需要設(shè)置行車(chē)通道寬度，并且具有較好的導(dǎo)入功能，這種結(jié)構(gòu)形式較適合車(chē)型變化較多的小批量生產(chǎn)。
圖9 拼版式載車(chē)板
1—防墜落裝置 2、4—空心方鋼 3—3mm鋼板 5、6—角鋼 7—1mm鋼板
圖10 框架式載車(chē)板
我們這里采用第二種載車(chē)板方式——框架式載車(chē)板，由空心矩形方鋼、角鋼和鋼板焊接而成載車(chē)板框架，在框架上面鋪設(shè)鋼板，中間突起。同時(shí)在行車(chē)通道上安裝防滑鋼板，它和中間突起的鋼板一起，防止汽車(chē)在存取時(shí)產(chǎn)生縱向或橫向的滑動(dòng)。在底層載車(chē)板中裝有橫移機(jī)構(gòu)帶動(dòng)載車(chē)板做橫移移動(dòng)。并且在載車(chē)板兩側(cè)裝有防墜樓裝置，防止因意外發(fā)生的事故。
第3章 參數(shù)設(shè)計(jì)
3.1橫移系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算
3.1.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)
表3.1 液壓堆垛升降橫移式立體車(chē)庫(kù)
類(lèi)型
液壓升降橫移式立體車(chē)庫(kù)
存放輛數(shù)
18
形式
巷道堆垛
全長(zhǎng)
5400mm
全寬
2100mm
全高
18700mm
全重
1800kg
升降速度
3.5m/min
橫移速度
8m/min
根據(jù)車(chē)位規(guī)格：（1700×1400×1800）mm；重量：1800kg。
3.1.2載車(chē)板質(zhì)量估算
載車(chē)板估算：焊接件，兩側(cè)14B槽鋼作為邊框，采用熱軋槽14B（GB/707-88），h=140mm，b=60mm，d=8mm，理論質(zhì)量m=16.73kg/m，設(shè)為M1。中間用10#槽鋼均勻分布在車(chē)輪下布置，采用熱軋槽鋼10#（GB/707-88），h=100mm，b=48mm，d=5.3mm，理論質(zhì)量m=10.00kg/m，設(shè)為M2。上面焊接3mm厚菱形鋼板。則鋼板的質(zhì)量設(shè)為M3。中間層采用1mm普通鋼板設(shè)為M4。橫向肋板采用熱軋等邊角鋼（GB/9787-88）型號(hào)為4.5#，根據(jù)實(shí)際需要，選用等邊角鋼型號(hào)為：（45×45），d=6mm，理論質(zhì)量m=3.985kg/m，設(shè)為M5；縱向肋板采用熱軋等邊角鋼（GB/9787-88）型號(hào)為5#，根據(jù)實(shí)際需要，選用等邊角鋼型號(hào)為：（50×50），d=4mm，理論質(zhì)量m=3.095kg/m，設(shè)為M5
M1=5.4×2×16.73=180.68kg；
M2=4.6×2×10=92kg；
M3=4.6×0.66×2×25.6=155.44kg；
M4=1.04×0.66×8.02+0.8×2.36×8.02=20.64kg；
M5＝2.36×7×3.985=65.83kg；
M6=5.4×2×3.095=33.426kg；
綜上可得載車(chē)板總質(zhì)量：
M=M1+M2+M3+M4+M5+M6=180.68+92+155.44+20.64+65.83+33.426=548kg。
3.1.3 電機(jī)的選取
圖11 行走機(jī)構(gòu)
行走機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)所需的功率為可按下式計(jì)算：
（KW） （3.1）
式中 —行走阻力； v—行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度
—行走機(jī)構(gòu)的總效率，一般可取0.85-0.95
由上式可知，現(xiàn)須確定行走阻力的大小，可按下式計(jì)算：
（N） （3.2）
式中 —堆垛機(jī)的額定起重量和自重之和；
—軸承摩擦系數(shù)，查表選取0.1；
f—車(chē)輪滾動(dòng)阻力系數(shù)，查表選取0.3；
D—車(chē)輪直徑；
d—軸徑；
—阻力摩擦系數(shù)，查表選取1.5；
將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3.2）中，算得：=20050 N，并將其結(jié)果帶入式（3.1），最后算得所需電動(dòng)機(jī)的功率P=29KW，因此選擇型號(hào)為YZR225M—6，轉(zhuǎn)速為957r/min,額定功率為34KW，效率為90%且3490%=30.6，可選。安裝代號(hào)選取1M1003，國(guó)際基準(zhǔn)機(jī)座號(hào)為160M。
3.1.4橫移行走輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
(1)橫移行走輪參數(shù)計(jì)算
材料選擇：軋制車(chē)輪材料，應(yīng)不低于GB/T 699中規(guī)定的60鋼；鍛造車(chē)輪材料，踏面直徑不大于400mm的車(chē)輪，應(yīng)不低于GB/T 699中規(guī)定的45鋼，踏面直徑大于400mm的車(chē)輪，應(yīng)不低于GB/T 699中規(guī)定的55鋼；鑄造車(chē)輪材料，應(yīng)不低于GB/T 11352中規(guī)定的ZG340-640鋼。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇45鋼。
設(shè)直徑D設(shè)為120mm，車(chē)輪與軌道有效接觸長(zhǎng)度為30mm
(2)驅(qū)動(dòng)輪打滑檢驗(yàn)
橫移機(jī)構(gòu)的運(yùn)行是由于電動(dòng)機(jī)所發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力矩傳給驅(qū)動(dòng)輪軸后，使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。如果此時(shí)車(chē)輪圓周切向力不大于車(chē)輪與軌道的最大粘著力，則車(chē)輪能滾動(dòng)向前;否則將出現(xiàn)車(chē)輪在軌道上打滑的現(xiàn)象(既有滾動(dòng)，又有滑動(dòng))。因?yàn)槠饎?dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)輪圓周切向力最大，容易發(fā)生打滑，所以在起動(dòng)時(shí)需要進(jìn)行驗(yàn)算。考慮最可能打滑的情況應(yīng)按機(jī)構(gòu)無(wú)載工作(此時(shí)輪壓小)及驅(qū)動(dòng)輪緣不摩擦軌道邊緣時(shí)的情況進(jìn)行計(jì)算。
為了保證不打滑，因此設(shè)計(jì)時(shí)常使粘著力與圓周切向力之比不小于規(guī)定的安全系數(shù)，即：
（3.3）
—防止打滑的安全系數(shù)，常取1.05—1.2;
—粘著力；
—圓周切向力；
(3.4)
(3.5)
(3.6)
(3.7)
(3.4)
(3.5)
—驅(qū)動(dòng)輪的輪壓;
—粘著系數(shù)，即滑動(dòng)摩擦系數(shù)，在室外工作時(shí)，取f=0.12;
(3.8)
—從動(dòng)輪的輪壓;
—車(chē)輪軸承的摩擦系數(shù)，滾珠式滾動(dòng)軸承取0.015；
—軸承內(nèi)徑為0.05(m);
—滾動(dòng)摩擦系數(shù)(m)，它與車(chē)輪和軌道的材料性質(zhì)、幾何尺寸及接觸表面情況有關(guān)，當(dāng)鋼車(chē)輪直徑為0.l2m時(shí)，對(duì)于平頂鋼軌，k取0.0003；
—附加阻力系數(shù)，對(duì)驅(qū)動(dòng)輪取1，從動(dòng)輪取1.5;
—車(chē)輪直徑(m);
故橫移機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪可以保證不打滑。
(3)橫移行走輪強(qiáng)度校核
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，車(chē)輪在使用中，多為疲勞損傷，應(yīng)按赫茲公式計(jì)算車(chē)輪與軌道接觸疲勞強(qiáng)度。
1、車(chē)輪踏面疲勞計(jì)算載荷:
(3.9)
—車(chē)輪踏面疲勞計(jì)算載荷(N);
—設(shè)備正常工作時(shí)的最大輪壓(N);
—設(shè)備正常工作時(shí)的最小輪壓(N);
2、車(chē)輪踏面疲勞接觸應(yīng)力計(jì)算
根據(jù)赫茲公式可導(dǎo)出線接觸時(shí)的局部擠壓應(yīng)力為
（3.10）
—與材料有關(guān)的許用線接觸應(yīng)力常數(shù)(MPa)，根據(jù)材料的抗拉強(qiáng)氏進(jìn)行選擇，當(dāng)時(shí)，取
—車(chē)輪直徑(mm);
—車(chē)輪與軌道有效接觸長(zhǎng)度(mm);
—轉(zhuǎn)速系數(shù)，取;
—工作級(jí)別系數(shù)，取;
所以，車(chē)輪滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度的要求。所以直徑D設(shè)為120mm，車(chē)輪與軌道有效接觸長(zhǎng)度為30mm，足夠使用。
3.1.5 傳動(dòng)比分配與減速器的選擇
擺線針輪減速器的特點(diǎn)是采用擺線針輪嚙合行星傳動(dòng)原理的減速機(jī)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是傳動(dòng)比大，一級(jí)減速時(shí)傳動(dòng)比范圍是11—87，二級(jí)減速時(shí)的傳動(dòng)比范圍是20—128；由于采用了行星擺線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小重量輕，在功率相同的條件下，體積和重量是其他減速器一半；由于擺線針輪、針齒套、銷(xiāo)軸、軸套、都是由軸承鋼制作，工作中又是滾動(dòng)摩擦，因此大大加強(qiáng)了各零件的機(jī)械性能并保證使用壽命，提高了傳動(dòng)效率。選擇使用擺線針輪減速器。
根據(jù)傳動(dòng)的功率：P=0.55KW；轉(zhuǎn)矩T=2.2N·m；
選擇ZW 0.55-3A-43 GB/T2982-1994
3.1.6橫移鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
(1)鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
傳動(dòng)比
(3.11)
(3.12)
(3.13)
(3.14)
(3.15)
—小鏈輪轉(zhuǎn)速（）
—大鏈輪轉(zhuǎn)速（）
小鏈輪齒數(shù)且，
所以試取，大鏈輪齒數(shù)
試取，大鏈輪齒數(shù)
試取，大鏈輪齒數(shù)
注：增大，鏈條總拉力下降，多邊形效應(yīng)減弱，但結(jié)構(gòu)重量增大；增大鏈傳動(dòng)的使用壽命降低。、取奇數(shù)，鏈節(jié)數(shù)LP為偶數(shù)時(shí)，可使鏈條與鏈輪輪齒摩擦均勻，優(yōu)先選用齒數(shù)17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。
大、小鏈輪齒數(shù)合理，所以，；
—工況系數(shù)，取1.0；
—傳遞功率（KW）；
特定條件下單排鏈條傳遞的功率
—小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查表“小鏈輪齒數(shù)系數(shù)”，取1.34;
—排數(shù)系數(shù)，查表：“排數(shù)系數(shù)”，取1.0;
鏈排節(jié)距P：根據(jù)和由“ISO A系列滾子鏈功率曲線圖”或“ISO B系列滾子鏈功率曲線圖”選取。為使傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、宜選用小節(jié)距單排鏈；當(dāng)速度高、功率大時(shí)，則選用小功率多排鏈。綜合考慮選取06B鏈。mm。
驗(yàn)算小鏈輪軸孔直徑
—鏈輪軸孔最大許用直徑，查表“鏈輪軸孔最大許用直徑”
根據(jù)擺線針輪減速器軸端選擇
初定中心距
(3.15)
以節(jié)距計(jì)的初定中心距
(3.16)
計(jì)算得到的值，應(yīng)圓整為偶數(shù)，以避免使用過(guò)度連接，否則其極限過(guò)度拉伸載荷必低20%。
（3.17）
(3.17)
其垂度；對(duì)中心距不可調(diào)或無(wú)張緊裝置或有沖擊振動(dòng)的傳動(dòng)，取小值，對(duì)中心距可調(diào)或有張緊裝置或無(wú)沖擊振動(dòng)的傳動(dòng)，取大值
鏈條速度
時(shí)，為低速鏈傳動(dòng)
，為中速鏈傳動(dòng)
，為高速鏈傳動(dòng)
(3.18)
(3.19)
(3.20)
(3.21)
(3.22)
(3.23)
(3.24)
因而該鏈傳動(dòng)為低速鏈傳動(dòng)。
有效圓周力：
作用在軸上的力：水平或傾斜的運(yùn)動(dòng)
接近垂直的運(yùn)動(dòng)
因而
(2)橫移鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
1、大鏈輪的參數(shù)計(jì)算
分度圓的直徑：
齒頂圓直徑：
—節(jié)距滾子外徑排距，查表得10.16mm；
可在和范圍內(nèi)選擇，但當(dāng)選用時(shí)，因注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切。
綜上所述：
(3.25)
齒根圓直徑
分度圓弦齒高，為了簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助尺寸，
(3.26)
(3.27)
(3.28)
(3.29)
(3.30)
(3.31)
(3.32)
。
最大齒根距離：奇數(shù)齒
偶數(shù)齒
2、小鏈輪的參數(shù)計(jì)算
分度圓的直徑：
齒頂圓直徑：
—節(jié)距滾子外徑排距，查表得10.16mm；
可在和范圍內(nèi)選擇，但當(dāng)選用時(shí)，因注意用展成法加工時(shí)有可能發(fā)生頂切。
綜上所述：
（3.33）
（3.34）
最大齒根距離：奇數(shù)齒
偶數(shù)齒
3.1.7軸的校核
圖12 橫移軸的示意圖
按彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸
對(duì)軸進(jìn)行受力分析：見(jiàn)圖（a）
(3.34)
(3.35)
(3.36)
(3.37)
(3.38)
(3.39)
(3.40)
(3.41)
(3.42)
(3.43)
(3.44)
(3.45)
（1）計(jì)算支撐反力
水平面支撐反力
豎直面支撐反力
（2）畫(huà)彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖、計(jì)算彎矩圖
水平面彎矩圖，圖略：
豎直面彎矩圖，見(jiàn)圖（b）：
合成彎矩圖，見(jiàn)圖（c）：
轉(zhuǎn)矩圖，見(jiàn)圖（d）：
計(jì)算彎矩，見(jiàn)圖（e）： （3.11）
—根據(jù)轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生應(yīng)力的性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)；對(duì)不變化的轉(zhuǎn)矩，取值0.3。
（3）校核軸的強(qiáng)度：
由圖（a）可知2的剖面直徑最小而彎矩較大，7剖面所承受的彎矩最大而軸頸卻不是最大值，即2剖面和7剖面較危險(xiǎn)，所以校核2和7剖面。
(3.46)
(3.47)
2剖面的計(jì)算應(yīng)力為
7剖面的計(jì)算應(yīng)力為
查表得軸的許用彎曲應(yīng)力
因而軸安全。
圖13 軸校核系列圖
精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
，，，，，
1、判斷危險(xiǎn)剖面，在圖（a）中1—9剖面均為有應(yīng)力集原中剖面，均有可能是危險(xiǎn)剖面。其中2、3、5均為過(guò)度圓角引起的應(yīng)力集中，他們的計(jì)算彎矩值很接近，所以只驗(yàn)算2剖面即可。1剖面與2剖面相比較，只是應(yīng)力集中影響不同，可取應(yīng)力集中系數(shù)值較大的進(jìn)行驗(yàn)算即可。6—8剖面他們的直徑均相同， 8剖面的計(jì)算彎矩值小，所以6、7的剖面較危險(xiǎn)，選擇大的進(jìn)行計(jì)算。9剖面與1剖面的情況相同只計(jì)算1剖面即可，4剖面與5剖面距離很接近承載情況也很相近，取較大者即可。因而最終只需計(jì)算1、2、6剖面即可。
2、校核1、2剖面的疲勞強(qiáng)度，1剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表“1—1” 【5】查的，。2剖面因配合H7/r6引起的應(yīng)力集中由附表“1—1” 【5】查的，。2剖面因過(guò)度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表“1—2” [5]查的（用插入法查表）
； ；
求的 ；
故應(yīng)按1剖面的鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)來(lái)驗(yàn)算
1剖面承受的彎矩及轉(zhuǎn)矩
(3.48)
1剖面產(chǎn)生的正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為：
(3.49)
1剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為：
(3.50)
(3.51)
絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由附表“1—4”查的；
表面質(zhì)量系數(shù)由附表“1—5”查的；
1表面的安全系數(shù)為
(3.52)
(3.53)
(3.54)
取 ，所以1剖面安全。
3、校核6、7剖面的疲勞強(qiáng)度，6剖面因配合H7/r6引起的應(yīng)力集中由附表“1—1” 【5】查的，。6剖面因過(guò)度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表“1—2” [5]查的（用插入法查表）
； ； (3.55)
求的 ；
7剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表“1—1” 【5】查的，。
故應(yīng)按7剖面的鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)來(lái)驗(yàn)算
7剖面承受的彎矩及轉(zhuǎn)矩
(3.56)
1剖面產(chǎn)生的正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為：
(3.57)
(3.58)
1剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為：
(3.59)
(3.60)
絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由附表“1—4”查的；
表面質(zhì)量系數(shù)由附表“1—5”查的；
1表面的安全系數(shù)為
(3.61)
(3.62)
取 ，所以1剖面安全。
所以，該軸安全。
橫移軸的校核與升降軸的校相同，經(jīng)校核后可知滿(mǎn)足使用條件，安全。
3.1.8軸承的校核
滾動(dòng)軸承是屬于摩擦傳動(dòng)的軸承，由于其摩擦損失很小，易于安裝和維護(hù)而得到廣泛運(yùn)用。因此，滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)及大小，轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度以及工作條件等按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用。選擇滾動(dòng)軸承應(yīng)考慮多種因素：軸承所受負(fù)荷的大小、方向及性質(zhì)，軸向固定形式，調(diào)心性能要求，剛度要求，轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境，經(jīng)濟(jì)性和其它特殊要求。
圖13 軸承受力分析圖
（1）計(jì)算軸承支反力
水平支支反力 (3.63)
垂直支反力 (3.64)
合成支反力 (3.65)
（2）計(jì)算軸承的軸向力
差得手冊(cè)，可以差得；
由表“9—8”知，因e值與有關(guān)，現(xiàn)軸承所受軸向力A尚為未知數(shù)，因此需用試算、逼近法來(lái)確定e，S，以及A的值。
試算過(guò)程如下：
初取，則
(3.66)
(3.67)
由例圖之e所知，軸承1、2軸向力
(3.68)
(3.69)
根據(jù)初算得到的，之值再進(jìn)行驗(yàn)算：
軸承1：，查表：“9—6”，用插值法可得
這時(shí) (3.70)
軸承2：，查表：“9—6”，用插值法可得
這時(shí) (3.71)
所以 (3.72)
(3.73)
從計(jì)算的結(jié)果來(lái)看，算到的，值與初算的結(jié)果相近，故以下就可以按試算得到的，及，值進(jìn)行當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算。
（3）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷
軸承1： (3.74)
（3.75）
查表“9—6”，可得。此軸承承受中等沖擊載荷，故按表“9—7” 查取沖擊載荷系數(shù)。則當(dāng)量動(dòng)載荷為
軸承2： (3.76)
查表“9—6”，可得。此軸承承受中等沖擊載荷，故按表“9—7” 查取沖擊載荷系數(shù)。則當(dāng)量動(dòng)載荷為
(3.77)
（4）計(jì)算軸承壽命
比較兩軸承的動(dòng)量載荷知，故隨便一個(gè)進(jìn)行計(jì)算即可。
其他軸承的校核
升降滾筒處的軸承、定滑輪處的軸承、橫移從動(dòng)輪出的軸承，校核方法與上相同，經(jīng)校核可知，滿(mǎn)足使用條件，安全
3.1.9聯(lián)軸器的選擇
橫移電機(jī)減速軸器軸端處
選擇HL1聯(lián)軸器,國(guó)標(biāo)GB/T 5014-1985。
減速器低速軸外伸段
從動(dòng)端
名義轉(zhuǎn)矩 (3.79)
計(jì)算轉(zhuǎn)矩 (3.80)
公稱(chēng)直徑 (3.81)
許用轉(zhuǎn)速 (3.82)
橫移軸與傳動(dòng)軸軸端處
選擇HL2聯(lián)軸器,國(guó)標(biāo)GB/T 5014-1985。
減速器低速軸外伸段
從動(dòng)端
名義轉(zhuǎn)矩 (3.83)
計(jì)算轉(zhuǎn)矩 (3.84)
公稱(chēng)直徑 (3.85)
許用轉(zhuǎn)速 (3.86)
3.1.10鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算
選擇鍵22×14 GB/T 1096-79A型，,其參數(shù)為L(zhǎng)=110mm
R=b/2=11mm，k=h-t=14-9=5mm，
l=L-2R=50-2×11=28mm，
d=64mm。齒輪材料為45#鋼，載荷稍有波動(dòng)，靜聯(lián)接，
由表2-1，查得
(3.87)
(3.88)
大鏈輪、橫移軸