升降橫移式立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì).doc

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1、I 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì) 摘 要 本文選用了社會(huì)需求大，最常見(jiàn)的一種立體車(chē)庫(kù)升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)。介 紹和分析了升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)。 本文介紹了立體車(chē)庫(kù)的現(xiàn)狀，前景和各種型式立體停車(chē)庫(kù)的特點(diǎn)，介紹了升降橫 移式立體停車(chē)庫(kù)的工作原理和優(yōu)點(diǎn),并對(duì)升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的各個(gè)組成部分作了介 紹,其中對(duì)升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的力學(xué)分析，包括升降橫移式立體 停車(chē)庫(kù)的鋼架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、升降傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度和鏈條的強(qiáng)度等。本文還對(duì)升降 橫移式立體停車(chē)庫(kù)的升降傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算.運(yùn)用合理的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì) 車(chē)庫(kù)升降和平移傳動(dòng),同時(shí)還對(duì)升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的整體框架和局部

2、進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu) 化，使整體框架的強(qiáng)度提高了，重量減輕。最后對(duì)車(chē)庫(kù)的控制部分作了簡(jiǎn)單的分析和 介紹，并繪制了電氣原理圖和 PLC 接線(xiàn)圖。 另外還在升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)中使用了一些必要的安全技術(shù)，更好的保證了駕 駛員和車(chē)輛的安全，使得整個(gè)車(chē)庫(kù)安全平穩(wěn)的運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)，升降橫移，結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)系統(tǒng),優(yōu)化，安全 II Design of the Up-down and Translation Cubic Car-base Park ABSTRACT In this paper, the choice of social needs, the most common form of thr

3、ee-dimensional garage - lifting and transferring parking equipment. Introduction and analysis of the PSH16 D/5K lifting and transferring parking equipment and structure of the transmission system. For demand of Cubic Car-base Park in society，The paper analyzed characteristics of every kind of Cubic

4、Car-base Park, elected a kind of mechanical Cubic Car-base Park，the Up-down and Translation Cubic Car-base Park which could meet the society demand. Introduced the Up-down and Translation Cubic Car-base Park to ascend and descend work principle and meaning of horizontal move type stereoscopic parkin

5、g database, and to garage of each one constituted part to make introduction analysis and design, This text still ascended and descend a spread of horizontal move type stereoscopic parking database to move system to carry on a detailed design and calculation to the Up-down and Translation Cubic Car-b

6、ase Park. The method of usage reasonable carried out to the garage ascend and descend peace move to spread to move, the smolder was used to comprehensively analyze the Up-down and Translation Cubic Car-base Park. Including intension of the framework structure and axes etc, The optimal design was per

7、formed on the framework structure and part structure, it added intension and reduced the whole weight. Another is lifting and transferring parking equipment used in a number of the necess ary security technology, better ensure the safety of drivers and vehicles, making the entire garage safety smoot

8、h operation. KEY WORDS: Mechanical parking equipment, lifting and transferring, structure, optimize the transmission system, security III 目錄 摘 要 .I ABSTRACT .II 1 緒論 .1 1.1機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)的定義 .1 1.2課題的背景與意義 .1 1.3自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)的主要結(jié)構(gòu)組成和類(lèi)型 .2 1.3.1 自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)類(lèi)型及特點(diǎn).2 1.3.2 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)組成 3 1.4論文的主要目的和意義 .3 2 升降橫移式立體車(chē)庫(kù) 5

9、2.1升降橫移式立體車(chē)庫(kù)工作原理 .5 2.2升降式橫移立體車(chē)庫(kù)的主要技術(shù)參數(shù) .6 3 車(chē)庫(kù)鋼架結(jié)構(gòu) 7 3.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用 .7 3.2車(chē)庫(kù)鋼架結(jié)構(gòu)的 .8 3.3 主要受力梁選型、計(jì)算與較核.10 3.3.1 受力梁的計(jì)算 10 3.3.2 受力梁的選型11 3.3.3 受力梁的校核12 3.4 主要受力柱的選型、計(jì)算與較核 .14 3.4.1 柱的計(jì)算.14 3.4.2 柱的選型.14 3.4.3 柱的校核.15 3.5 柱腳設(shè)計(jì).16 3.6 鋼結(jié)構(gòu)的連接18 4 機(jī)械系統(tǒng)升降傳動(dòng)設(shè)計(jì) .20 4.1 機(jī)械系統(tǒng)升降傳動(dòng)方案選取20 4.2 機(jī)械系統(tǒng)升降傳動(dòng)的組成 .20 4.3

10、 傳動(dòng)鏈與鏈輪的選擇 .20 4.4 鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算 .21 4.4.1 減速機(jī)與傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)21 4.4.2 升降鏈條的設(shè)計(jì)22 IV 4.5 鏈輪的設(shè)計(jì)算 .23 4.5.1 雙排鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 4.5.2 升降鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算25 4.6 滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算 .26 4.6.1雙排滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算.26 4.6.2升降滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算.26 4.7 滾子鏈的使用壽命計(jì)算 .27 4.8 滾子鏈耐磨性計(jì)算.27 4.9 電動(dòng)機(jī)的選擇 .28 4.10 減速器的選擇 29 4.11 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 31 5 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .36 5.1 橫移傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .36 5.2 G

11、系列小型齒輪減速電機(jī)選型 36 6 其它設(shè)計(jì) .38 6.1 載車(chē)板部分 .38 6.2 防墜裝置 .38 7 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)總控制方案的設(shè)計(jì) .40 7.1 控制原理說(shuō)明 .40 7.2 控制對(duì)象 .40 7.3 控制器的選擇與概述 .40 7.3.1 單片機(jī)的介紹41 7.3.2 PLC 介紹 41 7.3.3 工業(yè)控制機(jī)的介紹42 7.3.4 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制器的選擇42 7.3.5 PLC 的選型 43 8 可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) .45 8.1 I/0 的分配 45 8.2 PLC 模塊的選擇 48 8.3 PLC 的硬件連接圖及 PLC 系統(tǒng)接線(xiàn)圖的設(shè)計(jì) 48 9 電氣原理

12、圖的設(shè)計(jì) .49 4.1 電器原件的選擇 .49 4.2 電氣控制原理圖 .49 致 謝 51 參 考 文 獻(xiàn) 52 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)1 1 緒論 1.1機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)的定義 機(jī)械式停車(chē)庫(kù)就是利用機(jī)械來(lái)存取、停放車(chē)輛的整個(gè)停車(chē)設(shè)施，以立體化存放的 機(jī)械式停車(chē)庫(kù)叫做機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)。它是集機(jī)械、電子、控制技術(shù)于一體的現(xiàn)代化 設(shè)備,成為緩解城市停車(chē)難的有效手段,形成了新行業(yè),步入了引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、制造、使 用相結(jié)合的發(fā)展，己成為技術(shù)密集型產(chǎn)品的代表。 1.2課題的背景與意義 立體停車(chē)起源于20世紀(jì)20年代的美國(guó)，是為了解決大城市內(nèi)停車(chē)難的問(wèn)題。目前， 土地資源緊張是大城市的現(xiàn)狀，在亞洲各國(guó)表現(xiàn)尤其

13、突出，因此，它的應(yīng)用在亞洲各 國(guó)比較廣泛，目前統(tǒng)計(jì)表明，立體車(chē)庫(kù)在日本、韓國(guó)、中國(guó)等地應(yīng)用很多。 在歐洲，德國(guó)、意大利等國(guó)家從事停車(chē)設(shè)備的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)比較早。比較有名的公 司有:意大利的Sotefin、Inteark、德國(guó)Palis等。由于歐洲國(guó)家的土地資源比較富有， 停車(chē)問(wèn)題不是很突出。停車(chē)設(shè)備的生產(chǎn)量不是很大，停車(chē)設(shè)備多數(shù)采用巷道堆跺式產(chǎn) 品，立體車(chē)庫(kù)的主要優(yōu)勢(shì)式在巷道堆跺式立體車(chē)庫(kù)上。 在亞洲，停車(chē)設(shè)備技術(shù)起源于日本，日本從20世紀(jì)60年代就開(kāi)始從事立體車(chē)庫(kù)的 研究，目前全日本己經(jīng)投入使用的立體車(chē)位超過(guò)30萬(wàn)個(gè)，其中以升降橫移類(lèi)為主。 韓國(guó)立體車(chē)庫(kù)設(shè)備技術(shù)是日本技術(shù)的派生。從20世紀(jì)70年

14、代中期起步，在80年代 開(kāi)始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過(guò)消化生產(chǎn)和本土化，在90年代開(kāi)始進(jìn)入使用階段。由于在這 幾個(gè)階段得到了政府的重視，因此各類(lèi)立體車(chē)庫(kù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，韓國(guó)近幾年增長(zhǎng)率都 在30%左右。目前韓國(guó)立體車(chē)庫(kù)行業(yè)進(jìn)入了穩(wěn)步發(fā)展階段。 我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始從日本引進(jìn)停車(chē)設(shè)備產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)，開(kāi)發(fā)工作從80年 代中期開(kāi)始，90年代以來(lái)，隨著汽車(chē)工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，特別是轎車(chē)進(jìn)入家庭后， 停車(chē)設(shè)備的應(yīng)用逐步推廣，已經(jīng)形成了新興的停車(chē)設(shè)備行業(yè)，步入引進(jìn)、生產(chǎn)、研制、 使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段，現(xiàn)在我國(guó)從事立體車(chē)庫(kù)設(shè)備制造的企業(yè)約有10家，其中 主機(jī)生產(chǎn)超過(guò)50家。一些企業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累發(fā)展壯大，已穩(wěn)

15、居行業(yè)前列，一些中小型 企業(yè)搶抓機(jī)遇在發(fā)展中嶄露頭角，一些大型集團(tuán)公司開(kāi)始跨行業(yè)進(jìn)入停車(chē)領(lǐng)域，如北 京恩菲科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、西安斯達(dá)機(jī)電有限責(zé)任公司等。 在1996年以前，我國(guó)停車(chē)設(shè)備的年生產(chǎn)能力僅為400個(gè)泊位。2003年國(guó)內(nèi)新建機(jī) 械式立體停車(chē)庫(kù)303個(gè)，新增停車(chē)泊位3756個(gè)，較2002年增長(zhǎng)37.7%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 截至2003年底，國(guó)內(nèi)機(jī)械式立體停車(chē)泊位已累計(jì)達(dá)82764個(gè)，分布在31個(gè)省市自治區(qū) 的56個(gè)城市。2003年市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的地區(qū)是江蘇、山東、浙江，泊位分別增長(zhǎng) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）2 512%、364%和11%，此外上海增長(zhǎng)37%，廣東增長(zhǎng)10.3%，北京與上

16、年持平。以上6個(gè)省 市泊位量占到全國(guó)新建泊位總量的87%，成為國(guó)內(nèi)機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)發(fā)展最熱的地區(qū)。 盡管如此，目前我國(guó)各主要城市停車(chē)設(shè)施的建設(shè)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于道路建設(shè)和汽車(chē)工 業(yè)的發(fā)展。據(jù)資料表明，現(xiàn)有停車(chē)位總數(shù)不到需求的7%。因此立體式停車(chē)庫(kù)在我國(guó)有 很大的市場(chǎng)，它的研究與建設(shè)在我國(guó)還有很長(zhǎng)的路要走。 1.3自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)的主要結(jié)構(gòu)組成和類(lèi)型 1.3.1 自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)類(lèi)型及特點(diǎn) 根據(jù)立體車(chē)庫(kù)的修建位置及在空間伸縮方向的 不同，立體停車(chē)庫(kù)的主要類(lèi)型有：升降橫移式、垂 直升降式、巷道堆垛式和地下停車(chē)場(chǎng)等。它們的類(lèi) 型眾多，設(shè)計(jì)各有不同，庫(kù)容量變化比較大，可滿(mǎn) 足不同用戶(hù)要求。但它們都具有建筑面積小

17、，停車(chē) 層數(shù)多，地上和地下空間利用率高的優(yōu)點(diǎn)。停相同 數(shù)量車(chē)的情況下，在車(chē)輛流量大的繁華地段建一座 立體停車(chē)庫(kù)比建一地面停車(chē)場(chǎng)節(jié)省將近 50%70% 的投資。嚴(yán)格的車(chē)庫(kù)管理還保證了車(chē)庫(kù)運(yùn)行的安全 性和可靠性，為存車(chē)人提供了最大的方便，存車(chē)人只 需把車(chē)開(kāi)到指定位置，下面的事都可由車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng) 來(lái)完成。 （1）升降橫移式：多層升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)采 用卷筒、滑輪和鋼絲繩進(jìn)行升降，在整個(gè)機(jī)構(gòu)中有交 流減速橫移電機(jī)和升降電機(jī)、鋼絲繩、停車(chē)位框架、 搬運(yùn)器和橫移導(dǎo)軌等。它的運(yùn)行原理是取上層車(chē)時(shí)， 將下層車(chē)板移開(kāi)留出空位。該設(shè)備下層為左右橫移， 上層為上下升降。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)如圖1一1所示。 （2）垂

18、直升降式：也就是電梯式結(jié)構(gòu)，一般以?xún)?輛車(chē)為一個(gè)層面，中間部分是升降機(jī)，左右兩旁是車(chē) 架。工作原理是:用升降機(jī)將車(chē)輛或載車(chē)板升降到指定 層，然后用安裝在提升機(jī)械上的橫移機(jī)械將車(chē)輛或載 車(chē)板送入存車(chē)位;或是相反，通過(guò)橫移機(jī)械將指定存車(chē) 位上的車(chē)輛或載車(chē)板送入升降機(jī)，升降機(jī)降到車(chē)輛出 圖 1 一 1 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)圖 圖12 垂直升降式立體車(chē)庫(kù)圖 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)3 入口處，打開(kāi)庫(kù)門(mén)，駕駛員將車(chē)輛開(kāi)走，如圖1一2所示。 （3）巷道堆跺式：它的工作原理和堆跺式自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)很相近，升降機(jī)構(gòu)可以上 升和水平移動(dòng)，在運(yùn)行到停車(chē)位時(shí)，通過(guò)伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮，完成在車(chē)架上存取車(chē)工作。 （4）地下停車(chē)場(chǎng)：它是為

19、賓館，商廈等原有的停車(chē)場(chǎng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，原有的停車(chē) 場(chǎng)一般只能存放一層車(chē)輛，經(jīng)過(guò)改建加上專(zhuān)用設(shè)備后，可放置上下兩層車(chē)。有些地下 停車(chē)場(chǎng)本身是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)的立體自動(dòng)化車(chē)庫(kù)。 其它的立體車(chē)庫(kù)還有垂直循環(huán)類(lèi)停車(chē)設(shè)備、水平循環(huán)類(lèi)停車(chē)設(shè)備、簡(jiǎn)易升降類(lèi)停 車(chē)設(shè)備等。 垂直升降式特點(diǎn)：占地面積少，耗能低，但是智能化程度最高，對(duì)地基，消防要 求很高，車(chē)位造價(jià)高。 巷道堆跺式特點(diǎn)：低噪聲、低耗能、智能化程度高，等待時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)出口少。 水平循環(huán)式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是占地面積大，目前應(yīng)用較少。 多層升降橫移式立體車(chē)庫(kù)（如圖 11 所示）是中小型車(chē)庫(kù)的一種典型機(jī)電一體 化產(chǎn)品，與其它車(chē)庫(kù)相比，它屬于中低密度經(jīng)濟(jì)型停

20、車(chē)庫(kù)規(guī)?？纱罂尚。◤膶拥?層） ；對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)、可同時(shí)移動(dòng)多個(gè)車(chē)板，提高了工作效率減少了運(yùn)行時(shí)間； 控制系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC） ，操作管理簡(jiǎn)便明了，易于操作維護(hù)?？傊?，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，柔性好，啟動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，且安全可靠、同一層的車(chē)位移動(dòng)獨(dú)立，可以自由 動(dòng)作，并且動(dòng)作時(shí)間短，是升降橫移式立體車(chē)庫(kù)最大的優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)場(chǎng)地大小及客戶(hù)需要，該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)層的多層設(shè)計(jì)。由于占地面積小 且動(dòng)作靈活、易操作、造價(jià)低，因此是公司及單位在建造立體停車(chē)庫(kù)時(shí)的理想選擇。 以三層三排存車(chē)為例，可存車(chē)輛，且占地面積僅有 20m 左右。 2 另外，目前國(guó)內(nèi)售價(jià)在每車(chē)位3.導(dǎo)-5萬(wàn)元，而我國(guó)的車(chē)庫(kù)行業(yè)剛剛起步，汽車(chē)

21、， 尤其是轎車(chē)正逐步走入家庭，購(gòu)車(chē)與停車(chē)的矛盾已逐漸變大，立體車(chē)庫(kù)正是為克服這 一矛盾走向市場(chǎng)的。根據(jù)專(zhuān)家建議，我國(guó)目前的機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)價(jià)格應(yīng)在6萬(wàn)/車(chē)位 以下，最好在4萬(wàn)/車(chē)位以下，而升降橫移式停車(chē)庫(kù)正好適應(yīng)這一價(jià)格定位。因此以 “安全、快速、經(jīng)濟(jì)”著稱(chēng)的升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，已成為一個(gè)新的“熱點(diǎn)” 。目前 采用這類(lèi)設(shè)備的停車(chē)庫(kù)被普遍看好，具有良好的市場(chǎng)前景。 1.3.2 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)組成 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)主要由四部份組成：機(jī)械部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、控制管理部 分、安全防護(hù)措施。 （1） 機(jī)械部分：由車(chē)架、起升結(jié)構(gòu)和雙向平移結(jié)構(gòu)組成，它是車(chē)庫(kù)的主架。 （2） 電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分：由多個(gè)電

22、機(jī)組成，由它來(lái)平移機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)行， 完成搬運(yùn)器的上下和左右移動(dòng)，以完成存取車(chē)過(guò)程。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）4 （3） 控制管理部分：立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)隨著它所采用的控制智能化程度不同 而不同。 （4） 安全防護(hù)措施：安全防護(hù)主要有兩部分，一是存取車(chē)輛時(shí)人的安全保護(hù)， 二是車(chē)輛在存取時(shí)的安全保護(hù)。 1.4論文的主要目的和意義 隨著社會(huì)的發(fā)展，城市人口的日益增多，樓房和車(chē)輛也越來(lái)越多。特別是改革開(kāi) 放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展為汽車(chē)工業(yè)注入了強(qiáng)勁的動(dòng)力。 在2001年，我國(guó)通過(guò)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展十五計(jì)劃綱要 ，在綱要中提 及到“鼓勵(lì)轎車(chē)進(jìn)入家庭” 。這是建國(guó)五十余年來(lái)官方文件中第一

23、次明確“轎車(chē)進(jìn)入 家庭”這樣的提法，我國(guó)進(jìn)入了汽車(chē)擁有率迅速上升時(shí)期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1985年我國(guó)汽車(chē) 擁有量為321.12萬(wàn)輛，1990年為551.36萬(wàn)輛，1997年全國(guó)汽車(chē)保有量110萬(wàn)輛，2000 年達(dá)到1608.91萬(wàn)輛。我國(guó)在2001年為全球第7大汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)，2003年全國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)售 達(dá)到439萬(wàn)輛，全球排名上升到第5位，僅列美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)之后。年銷(xiāo)售將 有望在2010年達(dá)到70萬(wàn)輛，將成為全球第3大市場(chǎng)。 在2005年我國(guó)轎車(chē)保有量達(dá)1000萬(wàn)輛，到2001年將達(dá)200萬(wàn)輛。根據(jù)交通規(guī)劃專(zhuān) 家的總體測(cè)算：一個(gè)城市停車(chē)位數(shù)量與機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量之比至少為1.2:1，才能基本滿(mǎn)足 城市的停

24、車(chē)需要，也就是說(shuō)一輛車(chē)除去應(yīng)該擁有一個(gè)固定停車(chē)位之外，包括工作、娛 樂(lè)、消費(fèi)還至少應(yīng)該有0.2個(gè)停車(chē)位。從2005年到2010年，我國(guó)將總共增加停車(chē)位480 萬(wàn)個(gè)，平均每年要96萬(wàn)個(gè)。 表1一1 幾個(gè)主要城市汽車(chē)保有量及停車(chē)位現(xiàn)狀(2005) 城市 汽車(chē)總量 (萬(wàn)輛) 停泊位數(shù)量 （萬(wàn)輛) 所缺車(chē)位數(shù)量 (萬(wàn)輛) 北京 24109.8131.2 廣州 66.821.645. 2 天津 l0413.590 .5 從以上數(shù)據(jù)可以看出，有一大半的機(jī)動(dòng)車(chē)的停放處于無(wú)序狀態(tài)。據(jù)統(tǒng)計(jì)：2001年 的上海，每天停在馬路上的汽車(chē)就多達(dá)35力輛，廣州每天也有35萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車(chē)“露宿” 街頭，北京更有90萬(wàn)輛之多，這

25、些車(chē)大都停在馬路上、綠化隔離帶、胡同、非機(jī)動(dòng)車(chē) 道、消防通道等非停車(chē)地帶。151致使本來(lái)就緊張的交通更擁擠不堪，嚴(yán)重滯后了城 市交通的發(fā)展。行車(chē)難、停車(chē)難、亂停車(chē)，加劇交通擁堵、降低生活質(zhì)量、惡化投資 環(huán)境，成為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的障礙，大大降低了城市的文明程度。 為緩解這種局面，城市停車(chē)場(chǎng)所的建設(shè)，尤其是多停車(chē)位、少占空間、使用操作 簡(jiǎn)單、安全可靠的“立體停車(chē)庫(kù)”的建設(shè)，對(duì)現(xiàn)在寸土寸金的大都市有著不可替代的 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)5 價(jià)值。自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)已成為城市交通一個(gè)研究熱點(diǎn)，并且國(guó)家將其列入了重點(diǎn)科技攻 關(guān)項(xiàng)目之一。 2 升降橫移式立體車(chē)庫(kù) 2.1 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)工作原理 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)

26、由于適應(yīng)性強(qiáng)而備受青睞，該類(lèi)車(chē)庫(kù)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)或開(kāi)出車(chē)庫(kù)，每個(gè)車(chē)位升降均由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)鏈條拖動(dòng)搬運(yùn)器垂 直升降，橫向移動(dòng)借助導(dǎo)軌，也是利用一臺(tái)電機(jī)實(shí)現(xiàn)車(chē)位的移動(dòng)，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于 同一層的車(chē)位移動(dòng)獨(dú)立，可以自由動(dòng)作，并且動(dòng)作時(shí)間短，縮短了存取車(chē)的時(shí)間。 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)為多層多列布置，除頂層外每層設(shè)一空位，作為交換車(chē)位， 除底層以外的所有車(chē)位

27、均能自行升降，除頂層以外的所有車(chē)位均能自行橫移，當(dāng)某一 車(chē)位需存取車(chē)輛時(shí)，該車(chē)位下方到空位之間的所有車(chē)位向空位方向橫移一個(gè)車(chē)位的距 離，該車(chē)位下方形成一升降通道，此時(shí)，該車(chē)位便可自由升降，當(dāng)車(chē)位降至地面時(shí)， 車(chē)輛便可開(kāi)進(jìn)或開(kāi)出，見(jiàn)圖 21 。 (1)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，包括多層結(jié)構(gòu)的框架，在框架上設(shè)置有橫移導(dǎo)軌，底 層橫移導(dǎo)軌上設(shè)置有可以沿導(dǎo)軌移動(dòng)的載車(chē)盤(pán)，上層橫移導(dǎo)軌上設(shè)置有可以沿導(dǎo)軌移 動(dòng)的載車(chē)架，以及通過(guò)鏈條連接在載車(chē)架上可以升降的載車(chē)盤(pán)。其特征在于：框架上 除頂層以外的其他每一層均有一空閑的載車(chē)盤(pán)位置，作為上層載車(chē)盤(pán)下降的通道，載 車(chē)架的一端的橫梁上安裝有升降電機(jī)和減速器并通過(guò)鏈輪和鏈

28、條帶動(dòng)傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸 上安裝有四個(gè)鏈輪，每個(gè)鏈輪帶動(dòng)一根鏈條，鏈條的是一端設(shè)計(jì)成套狀，繞在載車(chē)架 縱梁上的鏈輪組上，另一端則繞過(guò)一個(gè)鏈輪與載車(chē)盤(pán)連接。載車(chē)架上設(shè)計(jì)有防墜掛鉤， 圖 2-1 車(chē)庫(kù)示意圖 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）6 用于懸掛載車(chē)盤(pán)。防墜掛鉤由電磁鐵和復(fù)位彈簧控制它的彈出與復(fù)位。 (2)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的出入庫(kù)方法，其特征在于包括如下步驟： A. 將除頂層以外的每一層空閑的車(chē)位集中在同一縱向位置上，作為初始位置。 B. 如有汽車(chē)入庫(kù)按如下步驟進(jìn)行： a)如需進(jìn)入底層的停車(chē)位直接駛?cè)爰纯伞?b)如需進(jìn)入底層以外的上層車(chē)位，先將位于上層車(chē)位縱軸線(xiàn)和初始空閑車(chē)位縱 軸線(xiàn)之間的所

29、有該上層車(chē)位下面的載車(chē)架同時(shí)向初始空閑車(chē)位方向橫移一個(gè)載車(chē) 架位置；然后將該上層停車(chē)位的載車(chē)盤(pán)垂直放下直到底層，將車(chē)輛駛?cè)胼d車(chē)盤(pán)后， 再將載車(chē)盤(pán)垂直升高到原來(lái)的位置；最后將其它載車(chē)架橫移回到初始位置。 C. 如有汽車(chē)出庫(kù)按如下步驟進(jìn)行。 a)如底層汽車(chē)出庫(kù)直接駛出載車(chē)盤(pán)即可。 b)如有除底層以外的上層車(chē)位的車(chē)出庫(kù)，先將位于該上層車(chē)位縱軸線(xiàn)和初始空 閑車(chē)位縱軸線(xiàn)之間的所有該上層停車(chē)位下面的載車(chē)架同時(shí)向初始空閑車(chē)位方向橫 移一個(gè)載車(chē)架位置；然后將該上層車(chē)位的載車(chē)盤(pán)垂直放下直到底層；將車(chē)輛駛出 載車(chē)盤(pán)后，再將載車(chē)盤(pán)垂直升高到原來(lái)的位置；最后將其他載車(chē)架橫移回到初始 位置。 2.2 升降式橫移立體車(chē)庫(kù)

30、的主要技術(shù)參數(shù) 由于設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，本車(chē)庫(kù)是一個(gè)三層、16 位的升降橫移式立體車(chē)庫(kù)。車(chē)庫(kù)的 主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表 21： 表 21 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)主要設(shè)計(jì)參數(shù) 名稱(chēng)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù) 總長(zhǎng)（mm） 5300 升降 7.2m/min 總寬（mm） 1900 額定速度 m/min 橫移 6m/min 總高（mm） 1550 升降 5.5kw 容車(chē)規(guī)格 重量（kg） 2400 電動(dòng)機(jī) （kw）橫移 0.18kw 存車(chē)單元寬 2550 驅(qū)動(dòng)方式鏈條 存車(chē)單元長(zhǎng) 5860 車(chē)位 16 車(chē)庫(kù)總寬 16600 層數(shù)三 車(chē)庫(kù)總深度 6500 車(chē)庫(kù)總高度 7350 控制方式 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，PLC 全自動(dòng) 控制 停車(chē)設(shè)備

31、 尺寸 （mm） 出入層高度 2000 操作方式按鈕，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) 存車(chē)方式倒車(chē)入庫(kù)，前進(jìn)出庫(kù) 安全裝置 急停裝置，防墜落裝置， 光電管，防護(hù)網(wǎng)電源電壓 220VAC 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)7 3 車(chē)庫(kù)鋼架結(jié)構(gòu) 3.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用 鋼結(jié)構(gòu)是鋼材制成的工程結(jié)構(gòu)，通常由型鋼和鋼板等制成的梁、桁架、柱、板等 構(gòu)件組成，各部分之間焊縫、螺栓或鉚釘連接，有些鋼結(jié)構(gòu)還部分采用鋼絲或鋼絲束。 鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和磚石等砌體結(jié)構(gòu)都是工程結(jié)構(gòu)的不同分支。 它們之間有許多共同性，例如在結(jié)構(gòu)體系、內(nèi)力分析和設(shè)計(jì)程序等方面大體是相同的； 但由于材料性質(zhì)的不同、原材料和構(gòu)件截面形狀的不同，也有其特殊性，例如

32、在結(jié)構(gòu) 型式、構(gòu)件計(jì)算方法、構(gòu)件連接方法和構(gòu)造處理方法等方面都有顯著的差別。 鋼結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)缺點(diǎn)： （1） 材質(zhì)均勻，可靠性高 鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體。鋼材由鋼廠(chǎng)生產(chǎn)，控制嚴(yán)格，質(zhì)量比較 穩(wěn)定。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算結(jié)果，所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性 較高。 （2） 強(qiáng)度高，重量輕 鋼材強(qiáng)度較高，彈性模量亦高，因而鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件小而輕。當(dāng)今有多種強(qiáng)度等級(jí)的 鋼材，即使強(qiáng)度較低的鋼材，其密度與強(qiáng)度的比值一般也小于混凝土和木材，從而在 同樣受力情況下鋼結(jié)構(gòu)自重小，可以做成跨度較大的結(jié)構(gòu)。 由于桿件小，所占空間少，亦便于運(yùn)輸和安裝。 （3） 塑性和韌性好 鋼結(jié)構(gòu)的抗拉和抗壓強(qiáng)度

33、相同，塑性和韌性均好，適于承受沖擊和動(dòng)力荷載，有 較好的抗震性能。 （4） 工業(yè)化程度高，工期短。 鋼結(jié)構(gòu)都為工廠(chǎng)制作，具備成批大件生產(chǎn)和品精度高等特點(diǎn)；采用工廠(chǎng)制造、工 地安裝的施丁方法，有效地縮短工期，為降低造價(jià)、發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造條件。 （5） 密封性好。 鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接后可以做到安全密封，能夠滿(mǎn)足一些要求氣密性和水密性好 的高壓容器、大型油庫(kù)、氣柜油罐和管道等的要求。 （6） 抗震性能好。 鋼結(jié)構(gòu)由于白重輕和結(jié)構(gòu)體系相對(duì)較柔，受到的地震作用較小，鋼材又具有較高 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）8 的抗拉和抗壓強(qiáng)度以及較好的塑性和韌性，因此在國(guó)內(nèi)外的歷次地震中，鋼結(jié)構(gòu)是損 壞最

34、輕的結(jié)構(gòu)，已公認(rèn)為是抗震設(shè)防地區(qū)特別是強(qiáng)震區(qū)的最合適結(jié)構(gòu)。 （7） 耐熱性較好。 溫度在 250以?xún)?nèi)，鋼材性質(zhì)變化很小，鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于 250E 的場(chǎng)合。 當(dāng)溫度達(dá)到 300E 以上時(shí)，強(qiáng)度逐漸下降，600C 時(shí)，強(qiáng)度降至不到三分之一，在這 種場(chǎng)合，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)必須采取防護(hù)措施。 （8） 耐火性差 鋼結(jié)構(gòu)耐火性差，鋼材表面溫度達(dá) 300400 攝氏度以后，其強(qiáng)度和彈性模量顯著 下降，600 攝氏度時(shí)幾乎降到零。當(dāng)耐火要求較高時(shí)，需要采取保護(hù)措施，如在鋼結(jié) 構(gòu)外面包混凝土或其他防火板材，或在構(gòu)件表面噴涂一層含隔熱材料和化學(xué)助劑等的 防火涂料，以提高耐火等級(jí)。 （9） 耐銹蝕性差 鋼結(jié)構(gòu)耐銹蝕

35、性較差，特別在潮濕和有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，容易銹蝕，需要定 期維護(hù)，增加了維護(hù)費(fèi)用。 由于鋼材和鋼結(jié)構(gòu)有上述特點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)常用于各種工程結(jié)構(gòu)中。升降橫移式立體 車(chē)庫(kù)主架也采用鋼結(jié)構(gòu)。 3.2 車(chē)庫(kù)鋼架結(jié)構(gòu)的 車(chē)庫(kù)主框架體系的基本構(gòu)成是由水平方向的梁和垂直方向的柱通過(guò)鋼性結(jié)點(diǎn)連接 而成。這種結(jié)構(gòu)體系通過(guò)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎剛度來(lái)抵抗側(cè)向力的作用。主框架體系是典 型的柔性結(jié)構(gòu)體系，受層間位移的限制，結(jié)構(gòu)的剛度在設(shè)計(jì)中起控制作用。也就是說(shuō)， 基本上都是由變形限值作為設(shè)計(jì)的控制條件，梁柱的截面尺寸主要由結(jié)構(gòu)的剛度而不 是強(qiáng)度來(lái)決定。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，所選的梁柱截面尺寸如果滿(mǎn)足了規(guī)范對(duì)層間位 移的限制要求，構(gòu)

36、件的承載力一般也能滿(mǎn)足要求。 停車(chē)設(shè)備的主框架主要采用熱軋 H 型鋼、槽鋼、角鋼、矩形鋼和鋼板焊接成型， 以其作為承重結(jié)構(gòu)，用高強(qiáng)度螺栓連接成主框架，具有較好的強(qiáng)度和剛度，其特點(diǎn)我 們從三個(gè)方面去認(rèn)識(shí)它：一是自重輕，基礎(chǔ)寬度不大，從而降低基礎(chǔ)部分的造價(jià)；二 是施工速度快，工期短，見(jiàn)效快，不受地質(zhì)條件及材料制約；三是可拆遷，由于這種 車(chē)庫(kù)是組裝式的車(chē)庫(kù)，這就決定了它具有靈活性。主框架的骨架由支柱、橫梁腹桿和 支撐動(dòng)力及附屬裝置的上、下支承梁等組成。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在主框架部分骨架上， 由傳動(dòng)部件和張緊裝置組成。載車(chē)板與鏈條相連，驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)載車(chē) 板上下和左右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的停放和存

37、取。停車(chē)庫(kù)主框架骨架支撐著動(dòng)力裝置、機(jī) 械傳動(dòng)系統(tǒng)和停車(chē)載荷，為保證停車(chē)設(shè)備安全、可靠地工作，它應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛 度和穩(wěn)定性。 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)主框架的第一層根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)要求，有單柱形式、跨梁 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)9 形式、后懸臂形式等。圖 3-1 為升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)主框架的幾種典型形式。單柱 型式結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、搬運(yùn)方便，給駕駛員一種導(dǎo)正的作用，若裝有平衡裝置在升降 過(guò)程中有全程平衡保護(hù)?？缌盒问竭M(jìn)出車(chē)輛較方便，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單但較單柱形式跨度大， 所以安裝搬運(yùn)不方便。后懸臂形式無(wú)前柱，對(duì)汽車(chē)進(jìn)出載車(chē)板較好，但因主框架在后 側(cè)，穩(wěn)定性較差，且一般不能做重列式?？紤]到安全性和結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題

38、，目前一般 大于二層都采用單柱形式。 在主框架設(shè)計(jì)中，當(dāng)斜向支撐構(gòu)件的兩端均位于梁、柱相交處，另一端在另一支 撐與梁的連接點(diǎn)處同梁相連，則構(gòu)成了框架一中心支撐結(jié)構(gòu)體系。從圖 4-2 中可以看 出，斜向支撐構(gòu)件與梁、柱一起形成了豎向支撐析架。與框架結(jié)構(gòu)體系相比，框架一 中心支撐結(jié)構(gòu)體系在彈性變形階段具有較大的剛度，很容易滿(mǎn)足規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)物層間位 移的限制要求。在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方面，將全部梁、柱節(jié)點(diǎn)作成剛性連接，由支撐析架和框 架共同承擔(dān)水平荷載，這樣就比較保險(xiǎn)，可以 保證主框架的可靠性。 在側(cè)向力作用下，豎向支撐析架表現(xiàn)為彎 曲型變形，框架為剪切型變形，二者互為補(bǔ)充， 變形相互協(xié)調(diào)。在這種結(jié)構(gòu)體系中，由

39、于支撐 的存在，使得作用在梁、立柱及其節(jié)點(diǎn)域上的 力減少，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和構(gòu)造要比框架結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn) 單、可靠。對(duì)于在工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的如圖 3-2(a),(b),(c)所示的人字形支撐，我們一般 通過(guò)加大與之相連接的框架梁的截面尺寸，使 其在強(qiáng)震作用下仍能處于彈性變形狀態(tài)，以此 來(lái)改善整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的受力性能。我們?cè)诹Ⅲw車(chē)庫(kù)中采用了圖 3-2(a)的形式。 圖 3-1 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)主框架的典型形式 圖 3-2 中心支撐框架 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）10 3.3 主要受力梁選型、計(jì)算與較核 3.3.1 受力梁的計(jì)算 車(chē)庫(kù)受力梁主要承受靜載荷的作用，根據(jù)其結(jié)構(gòu)圖做出計(jì)算簡(jiǎn)圖，見(jiàn)圖 3-2

40、。 圖 3-2 受力梁計(jì)算簡(jiǎn)圖與剪力、彎矩圖 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)11 由設(shè)計(jì)可知： kNF kNFF kNF 5 . 11 23 5 . 11 4 32 1 mml mmll mmll 2300 2480 220 3 42 51 1計(jì)算支反力 由于載荷成對(duì)稱(chēng)分布，所以 A 與 B 端的支反力為 kN FFFF FF ByAy 5 . 34 2 4321 2建立剪力與彎矩方程 由于載荷對(duì)稱(chēng)分布，所以只計(jì)算左半部分，由圖 3-2 得該梁左半部分的剪力與彎 矩方程如下： 對(duì)于 AC 段 kNFF Ays 5 . 34 1 11 0lx 11 xFM Ay 11 0lx 對(duì)于 CD 段 kNFFF A

41、ys 23 12 2121 llxl 12122 lxFxFM Ay 2121 llxl 對(duì)于 DG 段 kNFs0 3 2 321321 lllxll 213213133 llxFlxFxFM Ay 2 321321 lllxll 3.畫(huà)彎矩圖與剪力圖 剪力圖與彎矩圖見(jiàn)圖 3-2。 可以看出 DE 段的彎矩最大，其值為 mkNM63.64 max 可以看出 AC 與 BF 段的剪力最大，其值為 kNFs 5 . 34 max, 3.3.2 受力梁的選型 由于梁的受力和安裝的需要，選用材料為 Q235 鋼的工字型組合梁。查鋼結(jié)構(gòu)規(guī) 范得 Q235 鋼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值見(jiàn)表 3-1。 表 3-1 鋼材

42、的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 2 mmN 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）12 鋼材 牌號(hào) 厚度或直徑 （mm） 抗拉、抗壓和抗彎f抗剪 v f端面承壓 ce f Q235 鋼16 215125325 選取的工字型組合梁截面特征見(jiàn)表 3-2。 表 3-2 組合梁截面參數(shù) 3.3.3 受力梁的校核 1彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度校核 由受力梁的彎矩圖可知 D、E 截面是梁的危險(xiǎn)截面，所以只對(duì) D、E 截面進(jìn)行彎曲 正應(yīng)力強(qiáng)度校核。 由表 3-1 可知 2 215mmN 等截面直梁的強(qiáng)度條件為 （3-1） Z W Mmax max 2 3 max 9 . 101 634 64630 mmN cm mN 則 max 尺寸參考數(shù)

43、值 x-xy-y HhBw t l t 截面 面積 理論 重量 x I x W x i x S y I y W y i 型號(hào) mm 2 cmKg/m 4 cm 3 cmcm 3 cm 4 cm 3 cmcm 200300 30028020061056.844.6951063412.934913001334.85 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)13 可見(jiàn)梁的彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度符合要求。 2彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度校核 由受力梁的剪力圖可知 A、B 截面的梁的危險(xiǎn)，所以只對(duì) A、B 截面進(jìn)行彎曲切應(yīng) 力強(qiáng)度校核。 由上表可知 2 125mmN 等截面梁的強(qiáng)度條件為 （3-2） z zs I SF max,max, max

44、在中性軸處切應(yīng)力最大，可得最大切應(yīng)力 22 0max 8 hbbh I F z s 2 8 22 5 . 88 006 . 0 1095108 18 . 0 194 . 0 3 . 02 . 034500 mmN 則 max 可見(jiàn)梁的彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度符合要求。 3撓度的校核 撓曲軸的近似微分方程 （3-3） EI xM d d w x w w 查手冊(cè)可知， 23 10206mmNE 4 9510cmI 則 26 10 6 . 19mmNEI 由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)分布，最大撓度發(fā)生在 M 截面處。 載荷單獨(dú)作用時(shí)，截面 C 的轉(zhuǎn)角與撓度分別為 2 F EI lF FB 2 2 11 1 EI lF w F

45、B 3 3 11 1 由作用在截面 M 的撓度為 1 F 111 2 3 2FBFBFG w l lw 載荷單獨(dú)作用時(shí) D 截面的轉(zhuǎn)角與撓度分別為 2 F EI llF FC 2 2 322 2 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）14 EI llF w Fc 3 3 322 2 由作用在截面 M 的撓度為 2 F 222 2 3 FCFCFG w l w 根據(jù)疊加原理，得截面 G 的撓度為 mmwww FGFGG 2 . 5 21 查手冊(cè)得梁的容許撓度 mm l 11 700 則 G w 可見(jiàn)受力梁的鋼度條件符合要求。 3.4 主要受力柱的選型、計(jì)算與較核 3.4.1 柱的計(jì)算 由于鋼架結(jié)構(gòu)的

46、跨度不大，層數(shù)不多，所以采用等截面柱，按其結(jié)構(gòu)得計(jì)算簡(jiǎn)圖 見(jiàn)圖 3-3。 由設(shè)計(jì)可知 kNFF69 21 kNF20 3 mkNMM56.16 21 易知柱腳截面 A 受的彎矩和軸力最大，是危險(xiǎn)截面，所以對(duì)此截面進(jìn)行計(jì)算與較核。 截面 A 受的軸力 ，kNFFFFA158 321 截面 A 受的彎矩由兩部分組成，繞 x 軸的彎矩，繞 y 軸的彎矩。 x M y M mkNMMM x 12.33 21 圖 3-3 柱的計(jì)算簡(jiǎn)圖 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)15 mNM y 0 3.4.2 柱的選型 由柱的受力和安裝的需要，選用材料為 Q235 鋼的工字型組合柱。選取的工字型 組合柱截面特征見(jiàn)表 3-3。

47、表 3-3 柱的截面參數(shù) 尺寸參考數(shù)值 x-xy-y HhBw t l t 截面 面積 理論 重量 x I x W x i X S Y I y W y i 型號(hào) mm 2 cmKg/m 4 cm 3 cmcm 3 cm 4 cm 3 cmcm 300400 400360300122016312848030240017.2133090106007.43 3.4.3 柱的校核 1. 由于該柱是壓彎構(gòu)件，所以強(qiáng)度計(jì)算按下式進(jìn)行。 （3-4）f wr M wr M A N nyy Y nxx x n 式中 、：繞 x、y 彎矩； x M y M 、：截面塑性以展系數(shù)； x r y r 、：繞 x、y

48、軸的凈截面抵抗矩。 nx w ny w 查手冊(cè)可知 2 215mmNf 05 . 1 x r 2 . 1 y r 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）16 則 fmmN wr M wr M A N nyy y nxx x n 2 64 1 . 32 10240005 . 1 33120 10163 158000 可見(jiàn)滿(mǎn)中強(qiáng)度要求。 2. 局部穩(wěn)定性要求 （1）柱翼緣板外伸寬度與其厚度 之比應(yīng)滿(mǎn)足下列要求bt （3-4） y ft b235 15 由表可知 3 . 0 Bb 02 . 0 l tt 查手冊(cè)可知 Q235 鋼的屈服點(diǎn) 2 235mmNfy 則 15 235 235 1515 t b

49、可見(jiàn)符合條件。 （2）腹板計(jì)算高度與其厚度之比應(yīng)滿(mǎn)足下列要求 0 h w t 當(dāng)時(shí)，6 . 10 0 （3-5） yw ft h235 255 . 016 0 0 由設(shè)計(jì)可知 4 . 1 0 147 mmh360 0 mmtw12 2 235mmNfy 則 9 .120 235 255 . 01630 12 360 0 0 yw ft h 可見(jiàn)符合要求。 3.5 柱腳設(shè)計(jì) 軸心壓力設(shè)計(jì)值（靜力荷載） ，鋼材kN1000 Q235，焊條 E43 型，基礎(chǔ)混土強(qiáng)度等級(jí) C15，選用 帶靴梁的柱腳見(jiàn)圖 3-4。 1確定底板平面尺寸LB 基礎(chǔ)凝土強(qiáng)度等級(jí) C15，；采 2 5 . 7mmNfcc 用錨

50、栓，錨栓孔面積 mmd30 圖 3-4 柱腳 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)17 22 0 16956306mmA 靴梁厚度取，懸臂 C 取mmtb10 mmdC903 則 2 3 0 15028916956 5 . 7 101000 mmAfNLBA cc mmctbB b 50090210230022 mmL300 500 150289 采用 ；580500 LB 則 2 3 67 . 3 16956580500 101000 mmNa 2確定底板厚度 （1）區(qū)格為四邊支承板，查表得，；67 . 2 150400ab1132 . 0 mmNmmqaM/1642815045 . 6 1132 . 0 2

51、2 （2）區(qū)格為三邊支承板，查表得，；3 . 030090 11 ab0273 . 0 mmNmmqaM/1584830045 . 6 0273 . 0 22 1 （3）區(qū)格為三邊支承板，查表得，；1 22 ab1117 . 0 mmNmmqaM/58369045 . 6 1117 . 0 22 2 最大彎矩；， （鋼板） ；柱承mmNmmM/16428 max 2 215mmNf mmt4016 受靜力荷載，鋼板受彎時(shí)；2 . 1 mm fMt x 5 . 19 2152 . 1164286 6 max 取 mm20 3靴梁與柱身間堅(jiān)向焊縫計(jì)算 靴梁與柱身間共有四條焊縫，每條焊縫計(jì)算如下：

52、23 22321607 . 04101000)7 . 04(mmfNlh w fwf 取 22 223235204408mmmmlh wf 靴梁高度取。mm450 4靴梁與底板連焊縫計(jì)算 焊縫總長(zhǎng)度 ；mmlw1500904105802 所需焊腳尺寸 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）18 mm lNh wff 88 . 4 150016022 . 1 7 . 0101000 7 . 0 3 取 。mmtmmhf7 . 65 . 17 柱端與底板間焊縫亦采用。mmhf7 3.6 鋼結(jié)構(gòu)的連接 鋼結(jié)構(gòu)是由鋼板、型鋼等組合連接制成基本構(gòu)件，如梁、柱、桁架等；運(yùn)到工地 后再通過(guò)安裝連接組成整體結(jié)構(gòu)。

53、連接在鋼結(jié)構(gòu)中占有很重要的地位，將直接影響鋼 結(jié)構(gòu)的制造安裝和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及使用性能。連接設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全可靠、節(jié)省鋼材、構(gòu) 造簡(jiǎn)單、制造安裝方便等原則。 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法可分為焊縫連接、螺栓連接和鉚釘連接等。在本車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)的 連接主要采用焊縫連接和螺栓連接。下面對(duì)本車(chē)庫(kù)的主要結(jié)構(gòu)的連接作簡(jiǎn)要說(shuō)明。 主要受力梁之間的連接 梁與梁的拼接節(jié)點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置在內(nèi)力分布較小的位置，通常設(shè)在距梁端 1m 左右位 置處，分為： 1.翼緣和腹板完全焊透的對(duì)接焊縫連接； 2.采用翼緣對(duì)接焊縫連接和腹板螺栓連接的混合連接； 3.翼緣和腹板均采用高強(qiáng)度螺栓連接。 根據(jù)車(chē)庫(kù)主要受力梁的受力和安裝的需求，車(chē)庫(kù)主要受力梁之間的連

54、接采用翼緣 對(duì)接焊縫連接和腹板螺栓連接的混合連接，其連接方式見(jiàn)圖 3-5。 圖 3-5 翼緣焊接、腹板螺栓連接 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)19 主要柱與梁之間的連接 梁與柱連接通常采用的是柱貫通的連接形式，按柱對(duì)梁約束剛度可分為三類(lèi)： 1 鉸接連接：梁腹板傳遞豎向剪力 2 半剛性連接 ：梁腹板與翼緣傳遞剪力和部分彎矩 3 剛性連接：梁上下翼緣傳遞彎矩，腹板傳遞剪力 根據(jù)車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)受力和安裝的需要，鋼柱與軌道橫梁之間的連接采用剛性連接，其 連接方式見(jiàn)圖 3-6。 柱與其它梁的連接采用半剛性 連接，其連接方式見(jiàn)圖 3-7。 圖 3-6 梁與柱的鋼連接 圖 3-7 梁與柱的半鋼性連接 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)

55、計(jì)說(shuō)明書(shū)）20 4 機(jī)械系統(tǒng)升降傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1 機(jī)械系統(tǒng)升降傳動(dòng)方案選取 升降機(jī)構(gòu)有直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)和交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的調(diào)速性能好、運(yùn) 行平穩(wěn)、平層精度高(5mm 以?xún)?nèi)) ,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備體積大、制造成本高。交流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)有變壓調(diào)速控制和變頻變壓調(diào)速控制,其調(diào)速性能、運(yùn)作平穩(wěn)性都能滿(mǎn)足停車(chē)庫(kù) 的要求,平層精度也較高(15mm 以?xún)?nèi)),構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,設(shè)備體積小、制造成本低。所以 本設(shè)計(jì)選擇交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案比較多，目前應(yīng)用得最多是主要有兩種，鏈條傳動(dòng)和鋼繩牽引傳動(dòng)。 鋼繩牽引傳動(dòng)體積較大、笨重，但是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維護(hù)；鏈條傳動(dòng)體積較小，運(yùn)行 平穩(wěn)、安全，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

56、本設(shè)計(jì)選擇鏈條傳動(dòng)方式。 4.2 機(jī)械系統(tǒng)升降傳動(dòng)的組成 升降傳動(dòng)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)、二級(jí) NGW-L 行星 減速器、傳動(dòng)軸、雙排鏈輪、單排鏈輪等，見(jiàn)圖 4-1。 4.3 傳動(dòng)鏈與鏈輪的選擇 圖 4-1 升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)21 車(chē)庫(kù)的升降傳動(dòng)采用鏈傳動(dòng)，因?yàn)殒渹鲃?dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳力大，平均傳動(dòng)比準(zhǔn) 確，能在較大的軸間距間傳動(dòng)，經(jīng)濟(jì)耐用，維護(hù)容易，也有一定的緩沖減振作用。又 由于升降傳動(dòng)不經(jīng)常傳動(dòng)，只有有在存取車(chē)時(shí)才傳動(dòng)而且采用低速傳動(dòng)，所以選用傳 動(dòng)用短節(jié)矩精密滾子鏈（簡(jiǎn)稱(chēng)滾子鏈 GB/T 12341997） 。 由于升降傳動(dòng)所用鏈輪都是小尺寸鏈輪，所

57、以鏈輪結(jié)構(gòu)選用整體式結(jié)構(gòu)。由于設(shè) 計(jì)鏈輪的齒數(shù)較少，所以鏈輪采用 20 號(hào)鋼，見(jiàn)表 4-1。減速機(jī)與傳動(dòng)軸之間采用雙排 鏈傳動(dòng)，其余都采用單排鏈傳動(dòng)。 表 4-1 鏈輪的材料參數(shù) 材料熱處理熱處理后的硬度 20 滲碳、淬火、回火 5060HRC 4.4 鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.4.1 減速機(jī)與傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì) 減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速及主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速，減速機(jī)的輸出功率 P=3.8Kw,傳動(dòng)min/18 1 rn 比。5 . 1 0 i 1. 選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù),大鏈輪的齒數(shù)為。17 1 z25175 . 1 2 z 2. 確定計(jì)算功率 由表 9-6 查得,由圖 9-13 查得,雙排鏈。4 . 1 A

58、 K1 Z K75 . 1 P K 則計(jì)算功率為 kWP K KK P P ZA ca 04 . 3 75 . 1 8 . 314 . 1 3. 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù)及，查圖 9-11,可選 20A。查表 9-1，鏈條節(jié)距為kWPca04 . 3 min/18 1 rn P=31.75mm。 4. 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距。mmmmpa 5 . 1587 5 . 95275.31)5030()5030( 0 取，相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為mma1100 0 3 . 90 1100 75.31 ) 2 1725 ( 2 2517 75.31 1100 2) 2 ( 2 2 2 0 212210

59、0 a pzzzz p a LP 為了避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，應(yīng)將計(jì)算出的鏈節(jié)數(shù)圓整為偶數(shù)=90 節(jié)。 0P L P L 查表 9-8 得到中心距計(jì)算系數(shù)，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為24978 . 0 1 f =)(2 211 ZZLpfa P 1094)2517(90275.3124978 . 0 5. 計(jì)算鏈速 v，確定潤(rùn)滑方式 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）22 smsm pzn v/161 . 0 / 100060 75.311718 100060 11 由 v=0.161m/s 和鏈號(hào) 20A,查圖 9-14 可知應(yīng)采用定期人工潤(rùn)滑。 6. 計(jì)算軸壓力 P F 有效圓周力為 N V P F

60、e23602 161 . 0 8 . 3 10001000 鏈輪垂直布置時(shí)的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為05 . 1 P F K NFKF eFP P 247822360205 . 1 雙排滾子鏈的規(guī)格和主要參數(shù)見(jiàn)表 4-2。 表 42 雙排滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 抗拉載荷 節(jié)距 p 滾子直徑 1 d max 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi) 寬 1 b min 銷(xiāo)軸直徑 2 d max 內(nèi)鏈板高 度 2 h max 排鏈 t p ISO 鏈號(hào) mm 雙排 min 20A31.7519.0518.99.5430.1835.76173.5 4.4.2 升降鏈條的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸及鏈輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)軸的輸出功率；傳動(dòng)軸帶四個(gè)min/12

61、 2 rn kWP4 . 3 1 鏈輪運(yùn)動(dòng)，每個(gè)鏈輪的的輸出功率；傳動(dòng)比 i=1。kWP85 . 0 2 1. 選擇鏈輪齒數(shù) 取鏈輪齒數(shù) z=19。 2. 確定計(jì)算功率 由表 9-6 查得=1.4,由圖 9-13 查得=1,單排鏈,則計(jì)算功率為 A K Z K kWPKKP ZAca 19 . 1 85 . 0 14 . 1 3選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù)及，查圖 9-11,可選 20A。查表 9-1，鏈條節(jié)距為kWPca19 . 1 min/12 2 rn P=31.75mm。 4. 計(jì)算鏈速 v，確定潤(rùn)滑方式 smsm zpn v/121 . 0 / 100060 75.311912 1000

62、60 1 由 v=0.121m/s 和鏈號(hào) 20A,查圖 9-14 可知應(yīng)采用定期人工潤(rùn)滑。 6. 計(jì)算軸壓力 P F 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)23 有效圓周力為 N V P Fe7025 121 . 0 85 . 0 10001000 2 鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為15 . 1 P F K 。NFKF eFP P 8078702515 . 1 表 43 單排滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 抗拉載荷 節(jié)距 p 滾子直徑 1 d max 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi) 寬 1 b min 銷(xiāo)軸直徑 2 d max 內(nèi)鏈板高 度 2 h max 排鏈 t p ISO 鏈號(hào) mm 雙排 min 20A31.7519.0518

63、.99.5430.1835.7686.7 4.5 鏈輪的設(shè)計(jì)算 4.5.1 雙排鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 鏈輪的齒形參數(shù)見(jiàn)表 4-4 與 4-5。 表 44 雙排滾子鏈小鏈輪的齒槽形狀 計(jì)算公式及結(jié)果 名稱(chēng)符號(hào) 最小齒槽形狀最大齒槽形狀 齒側(cè)圓弧 半徑 e rmmzdre 4 . 43)2(12. 0 11max mmzdre 5 . 71)180(008 . 0 2 11min 滾子定位 圓弧半徑 i rmmdri6 . 9505 . 0 1min mmddri7 . 9069 . 0 505 . 0 3 11max 滾子定位 角 7 . 134 90 140 1 min z 7 . 114 90 120 1 min z 表 45 雙排滾子鏈大鏈輪的齒槽形狀 計(jì)算公式及結(jié)果 名稱(chēng)符號(hào) 最小齒槽形狀最大齒槽形狀 齒側(cè)圓弧 半徑 e rmmzdre 7 . 61)2(12 . 0 21max mmzdre 7 . 122)180(008 . 0 2 21min 滾子定位 圓弧半徑 i rmmdri6 . 9505 . 0 1min mmddri7 . 9069 . 0 505 . 0 3 11max 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）24 滾子定位 角 4 . 136 90 140 2 max z 4 . 116 90