（最新）升降横移式立体车库毕业设计

（最新）升降横移式立体车库毕业设计 毕业设计(论文) 升降横移式立体停车库机械结构设计 院 别 控制工程学院 专业名称 机械制造及自动化 班级学号 5081901 学生姓名 张舒 指导教师 赵玉倩 2012年6月15日 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 X 页 升降横移式立体停车库机械结构设计 摘 要 随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬，因此在已建设成的住宅小区中再设置机动车位，实际上是很难再有所作为了。因此车位的紧缺就成为今后较长时间内的业主的一大生活难题和物业管理公司管理难点了。 建造立体钢结构车库可能就是解决停车位不足的可靠的途径之一。 和小区车库的发展概况,并对立 本文简要介绍了各类立体停车库的结构和特点, 体停车库的设计要点进行了简要的说明.本文重点介绍了立体车库升降的结构设计和停车设备传动系统的设计. 本设计重点内容包括升降机构的结构设计，材料的选择。 在升降传动系统设计中升降链条的设计计算，链轮的设计计算。 升降部分的电机选择和校核，钢丝绳的选择和计算也是本设计重点。 本设计的主要特点是: 节省资源,控制方便。 关键词:链驱动，升降装置，立体停车库 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 XI 页 Double Layer Lifting Transverse-moving Stereo Parking Garage Mechanical Structure Design Author:Zhang Shu Tutor:Zhao Yuqian Abstract Along with our country city economy and the rapid development of automobile industry, more and more families with private cars, and what answer relatively with this is city parking status.So has the construction of residential quarters as further set up vehicle spaces, is actually very difficult to do anything of. Thus the shortage of parking spaces on the future of a long time one of the owners of large problems in life and property management companies for the management of difficult. Construction of a three-dimensional steel garage may solve the shortage of parking spaces one of the surest ways. The paper summarizes the structure and the features of different of parking place. The introduction of the main performance parameters and introduced too. This paper mainly introduces the design of main components of its elevator and conveying appliance. The design focus include lifting the structure design, the choice of materials, manufacturing methods. Movements in the design of transmission chain of design movements, the sprocket design. Motor movements of the options and checking, rope choice and calculation of the design is key. The design main characteristic is: saves the investment, the control is convenient. Key Words: stereo garage ，elevating gear ，chain actuation 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 XII 页 目 录 1绪论 ................................................................................................................................... 1 1.1课题研究背景 ............................................................................................................ 1 1. 2立体停车库的发展现状 ........................................................................................... 3 1. 3课题研究方法以及研究内容 .................................................................................... 5 2 机械系统 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 ........................................................................................................... 7 2.1 移动方案的比较 ....................................................................................................... 7 2.2 横移机构方式的选用................................................................................................ 8 2.3 提升机构方式的选用.............................................................................................. 10 2.4 总体参数 ................................................................................................................. 11 3升降横移结构的设计 ...................................................................................................... 12 3.1 升降横移式二层车库工作原理 .............................................................................. 12 3.2 横移结构设计 ......................................................................................................... 13 3.2.1托盘的结构设计 .............................................................................................. 13 3.2.2导轨的设计 ...................................................................................................... 15 3.3 升降机构的结构设计.............................................................................................. 15 3.4 升降横移机构整体框架设计 .................................................................................. 15 3.4.1材料的选择 ...................................................................................................... 16 3.4.2结构的强度校核 .............................................................................................. 17 4传动系统的设计.............................................................................................................. 19 4.1 横移传动系统设计 ................................................................................................. 19 4.1.1平移装置中齿轮、齿条、传动驱动电机的选择 ............................................ 19 4.1.2 齿轮、齿条的设计 ......................................................................................... 21 4.1.3 联轴器的选择 ................................................................................................. 24 4.1.4 键联结的强度校核 ......................................................................................... 24 4.2 升降传动系统的设计.............................................................................................. 25 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 XIII 页 4.2.1 升降传动系统的内容介绍 .............................................................................. 25 4.2.2 升降机构的工作原理 ..................................................................................... 26 4.2.3 链轮、链条、钢丝绳的选择计算和校核 ....................................................... 26 4.2.4 驱动机构的设计 ............................................................................................. 30 4.2.5 轴承寿命的计算 ............................................................................................. 37 4.2.6 滚筒与定滑轮的选择 ..................................................................................... 37 4.2.7 升降机构的控制与维护 .................................................................................. 37 结 论 ............................................................................................................................ 39 致 谢 ............................................................................................................................ 40 参考文献 ............................................................................................................................ 41 附 录 ............................................................................................................................ 42 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 1 页 1 绪论 1.1 课题研究背景 随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。以北京市为例，截止到2011年5月底，北京市的机动车保有量达到491万辆。同时，相关部门对停车位数量进行了调查，目前本市有经营和非经营的各类机动车停车场2.1万个，停车位248万个。其中经营性的停车位是有133万个，非经营的停车位115万个,停车环境与城市规划的矛盾十分突出。据建设部城市交通工程技术中心对全国15个大城市停车现状的调查，城市机动车保有量与停车位之比平均为2:1，这一比值对于渴望“车者有其位”的车主来说，形式不容乐观。停车难产生最主要的原因是城市建设规划上的准备不足。上世纪80年代初期，北京市权威部门对2000年北京汽车发展数的预测仅仅是70万,80万辆，而事实上到新世纪钟声敲响之前，北京市汽车总量则足足比预期多了100万辆，其中私人小客车的数量就高达45万辆。面对迅速发展的城市车流，停车设施建设的落后也就不足为奇。据建设部停车技术开发推广中心介绍，北京市停车设施的“欠账”最保守估计应为20,30,。 停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通(车辆停放状态)问题，静态交通是相对于动态交通(车辆行驶状态)而存在的一种交通形态，二者相互联系，互相影响，停车设施是城市静态交通的主要内容，随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，对停车设施的需求也在不断增加，如果两者之间失去平衡，城市里就会出现停车难的一系列问题。数据显示，最近几年我国城市机动车辆平均增长速度在15%-20%，而同时期城市停车基础设施的平均增长速度只有2%-3%，特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度，因此，我们必须重视城市停车难的问题，并积极探求解决的措施。 专家们指出，解决城市静态交通问题，大体分为软硬两种措施。所谓软措施，就是通过政策法规，限制路面停车，提高停车场利用效率，使部分车主更愿意改乘公共交通工具，以减少机动车对停车场的需求。而硬措施，主要包括增建停车场，建设地下及立 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 2 页 体停车场、利用其它空间满足停车需求。而无论采取什么措施，在规划后再收拾残局，于局限内弥补不足，政府和管理部门所需投入得精力和资金都不小。 随着人类社会的不断进步和科学技术的发展，人类的生产、生活方式趋于集中，城市的规模越来越大，人们在城市里的生存空间却越来越小，于是出现了要利用空间的理念，城市中开始建设立体建筑、立体交通和立体停车。作为现代大都市的标志，城市中心商住区高楼大厦林立，社区道路、高架交通干道、立交桥和地下铁路，编织出城市立体交通网，汽车的住宅--停车场也有了长足的发展，由平面停车向立体停车，由简单的机械车库向计算机管理高度自动化的现代立体停车演变，成为具有较强的实用性、观赏性和适合城市环境的建筑。伴随着汽车进入家庭，城市动态、静态交通 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 的不断完善和人们对居住环境要求的提高，给停车产业提供了前所未有发展机遇，停车产业市场前景广阔。 作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展机械式立体停车已成为人们的共识。目前我国经济正处在高速发展时期，随着人们生活水平的不断提高，汽车进入家庭的步伐正在加快，停车产业市场前景广阔。机械式立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段也是停车产业发展的必由之路。当前，我国许多大城市如北京、上海、深圳都开始大力发展机械式立体停车产业。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80,—90,，如果采用地上多层(21层)立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。 机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。 在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 3 页 可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。 近年来 ，随着经济的发展，我国的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽车数量的不断增加。截至2011年6月底，我国个人汽车保有量为9846万辆。其中，个人轿车7206万l辆。但与此同时，汽车停车场地却不能与之同步，汽车泊位与汽车数量的比例严重失调，由此带来停车难、违章停车、停车管理困难等一系列问题。当以往的路边、人行道上停车、地下或地面停车场均解决不了上述问题时，采用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施。机械式立体停车设备又名立体车库，它占地空间小，并且可最大限度地利用空间，安全方便，是解决城市用地紧张，缓解停车难的一个有效手段。国家计委已明确机械式立体停车设备及城市立体停车场为国家重点支持的产业，1998年1月1日起执行的《国家计委6号令》把机械式停车序和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业、产品和技术日录”，国家海关总署对机械式停车产品规定“国内投资项目给予免征进口税”、上述措施为我国机械式立体车库产业的成长提供了良好的条件、也为我国解决城市停车间题提供了机会。可以预见机械式立体车库具有非常广阔的市场前景。 1.2 立体停车库的发展现状 1932年美国开始建造第一台简易式存车库———采用电梯系统上下搬运汽车。它是 Bowser公司在美国俄亥俄州辛辛那提市建造的Carew 塔式车库，共 24 层能容纳500辆汽车，该车库直到1979年才投入使用。1968年6月，英国的第一座大型自动化立体停车库在伦敦的 Rochester Row 建造。这个能容纳300辆汽车的设施，由威斯敏斯区政府的路外停车部门Master Park所有和管理 ，它实际上是一个半自动化升降操作的设施，直到今天还在提供停车服务。 20世纪80年代中期，德国的 Krupp 制造公司在当地安装了两台较大的机械式立体停车设备，一个是在萨尔布吕肯，另一个是在慕尼黑，这两台设备目前都仍在运营 意大利从事停车设备开发和生产也比较早。较好的公司有:Sotefin、 Interpark等。由于欧洲国家土地资源比较富余，停车问题表现不很突出，停车设备应用量不是很大。多数为巷道堆垛式产品，多层升降横移式产品应用很好。意大利和其他一些欧洲国家的优势在巷道堆垛类产品上。截至2002年底，荷兰已有大约90 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 4 页 座机械式停车库 ，但在建筑密度较高的市中心区并不太多，部分原因是由于人们缺乏对机械式停车系统的认识，对这种系统的信任度不高。2001年1月，一种高度相当于14层楼、内部结构好似书架的立体停车库在莫斯科投入使用。韩国机械停车设备技术是日本技术的派生，产业从20世纪70 年代中期开始起步，80年代开始引进日本技术经过消化生产和本土化，90 年代开始为供应使用阶段。由于这几个阶段得到政府的高度重视，各种机械停车设备得到普遍开发和利用，韩国近几年增长速度都在30%左右。1987年，Krupp在韩国首都汉城设计建造了世界上最大的自动化停车库，拥有1300个车位。亚洲的停车设备技术起源于日本，日本从20世纪60年代开始从事机械停车设备的开发、 生产、销售和服务。至今已有四十几年的历史，目前在日本从事机械式停车库及其设备开发、制造的公司约有200多家，其中生产机械式停车设备的公司约100 多家，比较大的公司有新明和、石川岛播磨、日精 、三菱重工等。 图1.1 国外高容量的机械立体车库 而我国机械式车库的早期研究开发工作是从80年代中期开始，90年代开始引进和生产停车设备，在北京、上海、广州、深圳等地都有使用。参照日本等国标准制定的我国行业标准也于近几年出台，目前停车设备生产厂已发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有些停车设备已开始出口。机械式立体车库是一种具有综合性能的建筑，不仅 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 5 页 包含了机械停车设备，其规划建设涉及到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域，就停车设备本身而言，其机械结构的发展已形成了停车设备独有的技术特征，需要多学科、多专业的复合型人才积极参与，把国外停车技术和各领域的成熟技术移植到我国停车产业，开发出安全、经济、高效、节能、省地的产品，满足国内外市场的需求。 在我国的停车产业发展中还存在一些问题，如没有统一的技术标准;多数产品是仿效或引进国外技术制造，技术水平低;缺少具有一定规模的企业，生产能力不足;市场竞争无序，个别企业为抢占市场，采取低价竞争;缺少科研设计单位的参与，技术创新能力严重不足;政策不配套，对停车产业发展和管理严重滞后等。解决上述问题，需要我们在政策市场、管理和技术多方面做出努力。政策方面应参照发达国家的有关政策法规，规划确定出专用和公共停车位的合理数量，实现投资主体多元化，确定车库的管理属性和停车收费标准，给予投资和经营者相应的优惠政策，使其有利可图。市场方面应建立车库市场运行机制，利用价格杠杆调高占路停车收费标准，逐步消除“路满库空”现象。鼓励按市场规则经营车库，并实施政府监督和政策调控，使停车产业良性发展。 图2.2 我国广泛使用的升降横移式机械立体车库 1.3 课题研究方法以及研究内容 本课题主要通过查阅资料、设计以及实验等方法进行研究。本课题的主要目的是 建立升降横移式立体机械车库代替传统的停车库。故课题主要包括以下内容: 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 6 页 1、横移机构设计; 2、升降机构的结构设计; 3、升降横移机构整体框架设计; 4、横移传动系统设计; 5、升降传动系统的设计; 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 7 页 2 立体车库整体方案比较和选择 2.1 移动方案的比较 机械式立体停车库有许多种类型，根据其工作原理可分为:升降横移式;水平循环式;平面移动式等等。采用以载车板升降或横移存取车辆的机械式停车设备叫做升降横移式立体停车库，由于升降横移式停车库的类型比较多，规模可大可小，对场地的适应性强，因此采用这一类型的停车库十分的普遍。 升降横移式立体停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。停泊在这类车库内地面的车只作横移，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。升降横移式立体停车库的布置型式主要有两种:半地下布置型式和地上布置型式 本设计是双层六位五车的小型立体车库，多用于居民小区，其简图如下所示: 465 213 图2.1立体车库各车位移动方案 移动方案(1): 将1号车位作为定位，2，3号车位可以直接提取车。 在存取4号车时，将4号位降到1号位上，进行存取车。 在存取5号车时，将2号位移动到1号为上，5号位降到2号位上，进行存取车。 在存取6号车时，将2号位移动到1号位上，3号位移动到2号位上，6降到3号位进行存取车。 移动方案(2): 可将3号车位作为定位，其存取方式和方案(1)相同，故不再做表述。 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 8 页 移动方案(3): 将2号车位作为定位，1，3号车位可以直接进行存取车。 在存取4号车时，将1号车位移动到2号车位上，4号车位降到1位进行存取车。 在存取5号车时，将5号车位降到2位上，进行存取车。 在存取6号车时，将3移动到2位上，6降到3号车位上，进行存取车。 综上所述，可以知道方案(3)最快捷，所以本设计采用方案(3)作为车库整体移动的方案。 2.2 横移机构方式的选用 就目前的立体车库能储存的车辆数目来说，大致可把立体车库分为两大类，即大型立体车库和小型立体车库。 本设计的立体车库是双层六位的，属于小型立体车库，存取车辆较少，从停车位到出车库所要运行的距离较近，即使速度较低，存取车的时间也不会太长。所以小型车库里采用托盘作为载车容器就可以了。能够使托盘平稳在在水平方向上移动的方式有多种。 根据动力源是(驱动装置)是否在托盘上，可以将横移分为两种，一种是将驱动装置放在托盘上，通过驱动链条来实现传动。但这种方式现在使用不多，只有在大型的立体车库里才使用。由于电机放在托盘上，托盘在存取车的过程中不断的运动，给电机提供电源和对电机进行控制都比较难实现。 驱动装置安放在固定件上是实现托盘横移的另一种方式。这种方式都可以方便为其提供动力源并对其进行控制。也可以提高安全系数，也比较美观。对车库的效率和外观没有影响。(电机一般放在地面和框架上) 所以，本设计的横移部分的驱动装置不安放在托盘上，而是安放在地面上和框架上。 为实现托盘的横移而采用的驱动方式有三种: (1)利用液压系统进行驱动 (2)利用电机带动链条进行驱动 (3)利用电机带动齿轮、齿条系统进行驱动 液压系统复杂，造价高，维修难，不易维护。链传动是一种不错的传动方式，传动精度高，设计、购买方便，但和齿轮、齿条啮合的传动方式比较起来，链传动的效率低 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 9 页 了一点。所以，采用电机驱动的方式来实现托盘的横向移动，中间的传动装置采用齿轮和齿条的啮合。 根据前面的所述，底层横移部分的动力源采用电机，而且，电机不是安装在托盘上，同时决定采用齿轮和齿条啮合的传动方式，按照常规规定将齿轮作为齿轮和齿条啮合传动的主动件，固定在水平面上，为了不防碍轿车的存取，电机和齿轮只能放在车库的后方。齿轮水平放置，所以齿轮轴的轴向为竖直方向，如果电机水平放置，电机轴的轴向为水平方向，这种情况下，把电机的动力传递给齿轮需要两个相互啮合的圆锥齿轮。圆锥齿轮的设计、制造和安装都比较麻烦，从而导致成本费用比较高，对于小型车库来说经济性不好，同时，两个圆锥齿轮的齿轮轴很难固定，而且占用了较多的纵向水平面积。故决定采用电机竖直放置的方法。 电机竖直安放也存在两种方式。其一，电机轴的轴向向上安放，这种方式下，虽然容易实现电机定位，无论采用底座定位还是凸缘定位都很容易定位。但是，由于要求齿轮安放在水平面上，电机则只有安放在地平面下，这样需要为电机用混凝土浇注一个基坑，这样的话，电机的安放和维修都比较困难。故不采用此方式。 当电机竖直安放且电机轴的轴向向下时，只需要一个联轴器就可以把电机轴和齿轮轴联在一块，从而实现传动力的目的。此处的电机依靠凸缘来定位。采用这种方式的缺点就是电机不容易固定，为了解决这一个问题决定设计一个机架，用来支撑和固定电机。 此处还要考虑减速器的存在。从车库的规模来看，此车库为小型车库，平移速度要求不高。因为平移距离都比较小。速度大了就容易产生较大惯量，不利于制动，使安全系数降低。同时，从时间的角度来看，对于此车库，在速度较低的情况下，存取车的时间也是很短的。所以，此车库要求速度较低(初步定位0.35m/s)众所周知，电机的输出转速一般比较高。所以，在此处减速器是必不可少的部件。目前，减速器已经成为一种比较规范的标准件，设计和选择都比较容易。不过，此处为了安装方便，决定选用带有减速器的电动机。为了减低成本，安装方便，此车库的电动机都采用带有减速器的电动机，具体的型号根据具体的设计而定。 电动机和齿轮都固定在地平面上了，齿条就只有作为齿轮、齿条啮合传动方式的运动件了。齿条可以焊接在托盘的后面的侧面上，也可以使用螺栓固定在托盘后方。由于齿条的长度和托盘的宽度一样，尺寸补角长，如果采用焊接的方法，由于热胀冷缩的原因，在焊接的过程中，回使齿条变形，从而影响齿轮和齿条间懂得啮合精度。所以决定齿条和托盘间的联接方式采用螺栓联接，齿条的宽度由它所承受的载荷而定，具体设计见第三章。齿条的厚度由多哥因素决定，其一:齿条的强度需要满足一定的强度要求;其二:由于滚筒的存在，齿条应该用螺栓固定在托盘的后方的边框的上方，而不是托盘 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 10 页 后面的竖直侧面上，这种情况下要求:齿条和边框在水平方向上哟一定的重合度。其三:要考虑滚轮的宽度，最后要考虑齿条的分度线要和齿轮的分度圆相切。 2.3 提升机构方式的选用 常见的三种方式是液压方式，链条提升方式和钢丝绳提升方式 1、钢丝绳提升 钢丝绳具有承载能力强，重量轻的特点，但它却具有弹性，使用时间长了会产生伸长量，使得传动精度降低，从而使得托盘不能准确到达所应到达的位置，而且，钢丝绳容易自行扭转和松散。 2、液压提升 液压系统驱动是一套十分复杂的驱动系统，它的设计、制造成本较高。而且维修、检测费用也相对较高，液压系统的故障很难检查，如果哪个输油管道出现问题，将会在一定时间内大大降低车库的工作效率，而如果液压站出现了问题，后果将更加严重，故此，此设计没有采用液压驱动系统作为提升机构。 3、链条提升 链传动为电动机通过连轴器、链条、链轮，来带动托盘实现升降的。成本低，安全，易维护，维修。 链条传动兼有齿轮传动和带传动的特点。与齿轮传动比较，链传动较易安装，成本低廉;远距离传动时其结构要比齿轮传动轻便得多。与带传动比较，链传动的平均传动比准确;传动效率高;需要的张紧力小，压轴力也小;结构尺寸紧凑;能在低速重载下较好的工作;能适应较恶劣的环境如油污和高温等场合。 综上所述，升降机构的设计:电动机作为动力源，利用链条和链轮的啮合传递动力，带动滚筒缠绕钢丝绳来实现上层托盘的升降。 为了制造、安装方便，上下两层的托盘基本相同。无论是尺寸，还是组成都基本相同。区别就在于:底层的托盘有滚轮，而上层的托盘有滑轮，此处重点来说明一下链轮、链条和提升电机及相关组成部分。 从电机的安装和美观的角度来考虑，电机应该防在车库框架后方的横梁上，而且一个托盘需要两个电动机，一侧一个水平放置在横梁上，此处电机的定位依靠底盘来定位。提升用的电机和平移用的电机一样也选用带有减速器的电机。 链传动最常见的方式就是利用一条闭合的链条，把一根轴上的动力传递到另一根轴上，两个链轮要求在同一个水平面上。本设计中要求链条传递动力，还要求钢丝绳传递运动，所以采用闭合链条，钢丝绳是采用一端固定，一端固定在滚筒上。这种情况下，一个托盘只有两根钢丝绳在承载，对钢丝绳的要求较高。如果托盘上前端有一个钢丝绳 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 11 页 的固定端，后端有一个钢丝绳的固定端，这种情况下托盘有四根钢丝绳来承载，安全系数较高，但框架上的链条较复杂，制造不方便。如果钢丝绳固定在框架纵向梁的前部，然后和托盘上两个滑轮配合，最后回到纵向梁的后部，示意图如下图所示。这种方式不但有四根钢丝绳来承载，而且提升平稳，安全系数高，所以就采用这种方式。 FF FF G1 G2图2.2上层托盘和轿车提升的简图 由于上层托盘提升到固定位置时，需要在此处长时间停滞，所以需要在链轮轴上安装制动器，制动器应该选用常闭型的制动器，因为托盘挺在固定位置的时间比托盘运动的时间长很多，电机轴和链轮轴之间也采用凸缘式联轴器进行联接。 2.4 总体参数 本课题设定轿车的几何参数为:车身长为4700mm，车身宽为1700mm，车身高为1550mm，总重是1600Kg。托盘为载车容器，其尺寸应该大于轿车的尺寸，故托盘的尺寸初步定为:长L=5400mm，宽W=2000mm。为了保证托盘的自由运动，左右两个立柱间的距离应该大于托盘的宽度，因为这样既有利于轿车的存取，也有利于托盘的安放，所以把左右两个立柱间的距离定为2100mm，基坑的长度为6500mm。这是托盘和车库框架的大体尺寸。 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 12 页 3升降横移结构的设计 3.1 升降横移式二层车库工作原理 机械式立体停车库有许多种类型，根据其工作原理可分为:升降横移式;水平循环式;平面移动式等等。采用以载车板升降或横移存取车辆的机械式停车设备叫做升降横移式立体停车库，由于升降横移式停车库的类型比较多，规模可大可小，对场地的适应性强，因此采用这一类型的停车库十分的普遍。 升降横移式立体停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。停泊在这类车库内地面的车只作横移，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。 465 213 图3.1 车库原理图 升降此车库适用于小区里使用，停放的车辆是小型轿车。此车库一共有3个出入口。底层的载车板只能进行水平的横向移动，上层的载车板只能进行竖直方向上的上下运动。本车库一共可以停放5辆轿车(即一共有5个载车板)。为了实现载车板的自由提升和横移，从而实现轿车的存取，底层存在一个空车位，即能够横移的载车板只有两个，为了对存取车进行详细的说明，对各个车位进行了编号，号码如图3-1所示。现在以取车为例来说明存取车的顺序。如图所示，假设5车位目前为空车位。如果要取4、6车位的轿车，可以直接取车;如果要取2车位的轿车，只需要将2车位的载车板下放到5车位即可以取车，最后让我们来看一下1(3)车位的轿车的取车顺序，要取1(3)车位的轿车，必须先将4(6)车位的载车板横移的空车位(2车位)，然后将1(3)车位的载车板下放到4(6)车位即可以取车了。需要说明一下的是，当轿车取走后，上层的载车板需要提升到原位。存车的过程和取车的过程基本相同，唯一的区别就是:存车时 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 13 页 尽量先将轿车存放在上层的车位，然后再存放下层的车位。 3.2 横移结构设计 3.2.1托盘的结构设计 1、托盘的基本尺寸的设计 此立体车库适合小区使用，所停车辆为轿车和微型面包车，一般轿车的基本参数: 长:L=4700mm; 宽:W=1700mm; 高:H=1550mm; 初步确定托盘的基本尺寸: 长:L=5400mm; 宽:W=2000mm; 、托盘上基本零部件的选择和设计 2 a.滚轮的设计: (1)直接将滚轮安装在托盘上，在存车位上安装导轨(轻轨)，滚轮直接在导轨上滚动，可以减少摩擦力，而且托盘移动平稳。滚轮在安装中有中心轴，轴焊接在托盘上，轴承选择内圈固定，外圈旋转，其结构简图，如图3-2所示。 1-轴承 2-滚筒 3-轴承端盖 4-轴 图3.2滚轮示意图 b.托盘主体结构的材料选择 (1)外框空心钢管的选择 选用结构用冷弯矩形空心钢管(GB6728-86) 选择的尺寸:边长70?， 壁厚t=4.0?， 理论重量7.966?/m。 另选用的结构用冷弯矩形空心钢管(GB-6728-86) 选择的尺寸200?×100?，壁厚t=4.00?，理论重量?/m。 (2)托盘中用于承载汽车的钢板的选择 根据GB3277-82，选择菱形花纹钢板，以增大汽车轮胎与钢板之间的摩擦力。厚度5 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 14 页 ?，宽0.35?，其它钢板，如承载用的平行与水平面的钢板。根据(GB709-88)，选择 厚度5?，宽度0.35?，将0.77?的钢板一分为二。 2 对于钢板厚度 5?， 理论重量 39.2?/m 2 厚度 4?，理论重量 31.42?/m 2 菱形花纹钢板 厚度 5?， 理论重量42.30?/m (3)角钢的选择 根据GB9787-88选择碳素钢Q235-A，尺寸为50*50*5?的热轧钢等，边角钢理论重 量1.822?/m。 (4)托盘整体采用焊接的方法: 焊缝均采用手工电弧焊，焊缝不能有透、熔、蚀等缺陷，修刺倒棱，焊后退火处理， 综上所述得出: 如图:菱形钢板 宽W=0.4m 长L=5.4m 矩形钢板 宽W=0.15m 长L=5.4m 方形钢板 宽W=0.1m 长L=2m 中间钢板 宽W=1.2m 长L=5.4m 边上钢板 宽W=0.45m 长L=3m 得出: 方型钢管:M=7.966?/m×2×2.1m=33.46? 1 矩形钢管:M=18?/m×2×5.4m=194.4? 2 2 中间钢板:M=31.42?/m×5.4m×1.2m=203.47? 3 2×4×0.45m×1.2m=81.22? 菱形钢板:M=42.3?/m4 角钢: M=1.822?/m×4×0.063=0.46? 5 2边上钢板:M=39.25?/m×2×0.45m×3m=94.2? 6 其它重量:M= 4.83? 7 所以上层托盘总重量为M总=M+M+M+M+M+M+M =630?。 1234567由于底层托盘上有滚轮和齿条: 估算滚轮重量M=0.8×4=3.2? 滚 33齿条采用45号钢，淬火，密度为7.9×10?/m 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 15 页 长度为L=2150?，宽度为W=100?,高度为H=60? 33-12M=2150?×100?×60?×7.9×10?/m×10=101.91? 齿条 底层托盘总重量为=624?+101.91kg=725.91? 故底层托盘的重量初步定为730?。 3.2.2 导轨的设计 由于轿车和托盘的重量达到2330?，故选择GB11264-89中的轻轨，型号30。查其总高是108?，总宽是108?，总长是基坑的长度，由车架的设计部分可以得知基坑的长度为6500?，其截面如图3.4所示: 图3.4 托盘的轨道 润滑方式:采用人工加油的方式直接向导轨上浇油，不需要专门的润滑装置。 3.3 升降机构的结构设计 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 3.4 升降横移机构整体框架设计 在此设计中，因为上层的托盘和其上面的轿车重量都有框架来承受，所以框架不仅要结构简单，制造容易，还要求满足一定的强度要求。 主框架底座部分用混凝土浇注,立柱直接筑在混凝土中。因为立柱上安装有导轨，载车板的槽钢内装有导靴，两者需要相配合，立柱的间距应该根据载车板的宽度而定。其 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 16 页 结构如下图: 图 3.5 主框架图 3.4.1材料的选择 在工程结构中，钢结构是应用比较广泛的一种建筑结构，一些高度或跨度比较大的结构，载荷或吊起重量很大的结构，有较大振动的结构，高温车间的结构等等，采用其它建筑材料，目前尚有困难或不是很经济，有时候也满足不了强度要求，则可考虑用钢结构。本设计中采用钢结构用于升降装置的支撑及立体车库的主框架结构，这种钢结构具有以下的几个优点。 1、材料强度高 在相同的载荷条件下，采用钢结构时，结构的自重较小，当跨度和载荷相同时，刚架的重量只有混凝土层架重量的1/4,1/3，如果用薄臂型钢屋架，则可更强，由于重量轻，便于运输安装。 2、安全可靠 钢材质地均匀，各向同性，弹性模量大，具有良好的塑性和韧性。 3、工业化生产程度高 与其它建筑结构相比，钢结构工业化生产程度高，能成批大量生产，制造精度高，采用工厂制造、工地安装的施工方法，可缩短周期，降低造价，提高经济效益。 4、具有一定的耐热性温度在35度以内钢的性质变化很小，温度达到30度以后强度逐渐下降，达到45度,60度时，强度为零。因此钢结构防火性较钢筋混凝土差，一般用 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 17 页 于温度不高于25度的场合。 同时钢结构设计时应满足下列要求: (1) 结构必须有足够的强度，钢性和稳定性。 (2) 要符合建筑物的使用要求，要有良好的耐久性 (3) 尽可能节约钢材，减轻钢结构重量 (4) 尽可能缩短制造安装时间，节约劳动时间 (5) 结构要便于运输、维护 (6) 可能条件下，尽量注意美观，特别是外露机构 根据以上各项要求，钢结构设计应重视贯彻和研究节约钢材，降低造价的各种措施，做到技术先进，经济合理，安全适用，确保质量。 3.4.3结构的强度校核 由上面的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 知道，链轮安装在纵向梁上，纵向梁要承受轿车和托盘的重量。同时由于纵向梁跨度比较大，所以在整个钢架中，对纵向梁的校核最为重要。 现在来分析纵向梁所受的载荷。 取托盘(含轿车)为研究对象，分析受力示意图如图3.6所示: FF FF G1 G2图3.6 受力分析示意图 由于四根链条同时承载。所以每根链条所受载荷F为: F=(G+G)/4=(1600+630)?×9.8N/?/4=5463.5N 12 因为每个托盘有四根链条来承载，每条链条所承受的拉力为5537N。链条固定在两根角钢上，所以有每根角钢承受的力为2768.5N，不过，角钢上要承受两个这样的力，两个力的距离如图3-7所示。因为角钢的两端固定在横向梁上，所以角钢可以近似的简化为简支梁，它的受力分析图和弯矩图如图3-7所示。 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 18 页 ll FF (a) Fs Fb/1 Fa/1x (b) 3.7纵向梁的受力分析 角钢的承受的最大正应力为: MmaxM δ=M/W maxmax 式中 M-梁的最大弯矩 max x(c) W-抗弯截面系数 梁的最大弯矩由图3.7可知，抗弯截面系数和角钢的材料有关，查阅《机械设计手册》 -6知道所选的抗弯截面系数为6.32×10，所以有: 6δ=2768.5×1.65×10/6.32/2 max ?361.3Mpa 对于材料Q235，查阅GB700-88，知道δ在375Mpa,500Mpa之间，故纵向梁是安全的。 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 19 页 4 升降横移停车设备传动系统的设计 4.1 横移传动系统设计 横移机构传动示意图: 1 23 54 6 1- YCJ系列齿轮减速三相异步电动机 2- 联轴器 3-齿轮轴 4-齿轮 5- 齿条 6- 滚轮 图4.1 横移传动示意简图 4.1.1平移装置中齿轮、齿条、传动驱动电动机的选择 取托盘(含轿车)为研究对象，受力分析示意图: 图4.2 托盘受力分析示意图 由上图可以知道，托盘运行条件是F=N 1f 查阅〈〈摩擦、磨损与润滑手册〉〉(第二册，机械工业出版社)得知: 在任何滚动轴承中，克服摩擦所消耗的功率可以按下式计算的平均摩擦力来计算: N=fP fa N-轴承所受的摩擦力 f f-滚动摩擦系数平均值 a P-按一般动力计算公式得的轴承上的当量载荷 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 20 页 查阅〈〈摩擦手册〉〉表19.14得知部件中由于采用接触式密封，存在制造误差和装配误差，工况加重和润滑剂污染等，fa的值应该扩大一倍 -3 f=1.8×10×2 a 对于深沟球轴承(本设计采用，应用广) P=F×K×K×K rvst F-径向力 r K-旋转系数 v K-安全系数 s K-温度系数 t F=G+G=(1600+740)?×9.8N/?=22932N r12 由于是外圈旋转，取Kv=1.2 查阅〈〈摩擦手册〉〉得Ks=1.1,由表19.11得知Kt=1.0 得P=22932N×1.2×1.1×1.0=30270.2N -3由上式N=f×P=30270.2N×2×1.8×10 =108.9N fa , NF f=1 , F=2T/d 1 3 T=9.55×10/n 由于是小型立体车库，适用于小区，移动速度不宜过快，故托盘的移动速度初步定位V=0.35m/s。 -2 得:P=F×V/1000×/60=108.9×21/1000/60=3.7×10Kw 在此设计中平移部分只需移动一个车位，移动距离较近，从而要求速度较低。查阅《机械设计手册》第五卷(四)表22-1-61，选用YCJ140和Y90S-4一体的YCJ齿轮减速三相异步电动机。 电动机的额定功率为 P=0.75Kw 额定转速为 n=26r/min 输出转距为 T=259N/m ,,,,校核:F=2T/d d=2T/F=2×259N.m/109.4N=4.73? ,3-2 T=9.55×10×3.7×10Kw/30r/min,T=259N.m 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 21 页 ,(T-实际需要转距) 故此电动机合适。 由于动力从电动机传送到托盘要经过联轴器、齿轮、齿条等部件，传递到托盘上的动力也会减少，从而使转距见效，所以齿轮直径和传动轴的直径应该大于4.08 mm. 4.1.2齿轮、齿条的设计 1)选择齿轮、齿条的材料 查阅《机械设计工程学》(中国矿业大学出版社)表8-17: 齿轮选用45号钢调质，表面淬火 HBS1=245,275 齿条选用45号钢正火，表面淬火 HBS2=210,240 2)按齿面接触疲劳强度设计计算 托盘的横移速度 V=0.35m/s 齿轮的角速度 W=2nπ/60=π V=Wr=Wd/2 (r-齿轮分度圆半径，d-分度圆直径) 0.35m/s=πd/2 得d=0.22m=220? 齿轮采用硬齿面，非对称分布。查《机械设计1》的表8-23得齿宽系数 φ =0.4 d 齿轮模数m可由《机械传动装置设计手册》(上册，卜炎主编)查得: m=10 d=mz (Z-齿轮齿数) 220?=10z 得z=22 此齿轮齿数z在推荐值20到40中可以选取，故z=22，符合。 参考《机械设计1》表8-14和表8-15选取 齿轮的齿距 p=πm=3.14×10=31.4? 齿条的齿数 z=L/p=2100?/31.4?=66.87 取整数z=67 2条2 检验校核: 查阅《机械设计1》得: 由式(8-15)得，载荷系数 K=K×K×K×K AVβα K-使用系数 A 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 22 页 K-动载荷系数 V K-齿向载荷系数 β K-齿间载荷系数 α 由表8-20得 K=1.25 A 由图8-57得 初值K=1.15 vt 由图8-60得 K=1.03 β 由公式(8-55)及β=0 得ε=ε=[1.88-3.2(1/22+1/67)]×1=1.69 γα 由表8-21得 K=1.15 α 则载荷系数K的初值为K=1.25×1.15×1.04×1.15=1.72 得K=1.72 tt 由图8-14得节点影响系数 Z=2.5(β=0,x=x=0) H12由图6-65得重合度系数 Z=0.87(ε=0) εβ由式(8-69)得,许用接触应力[δ]=,×Z×Z/SH HHlimNW Z-接触强度寿命系数 N Z-硬化系数 W S-接触强度安全系数 H 接触疲劳极限应力δ,δ 查图8-69得 Hlim1Hlim2 22 δ=570N/? δ=460N/? Hlim1Hlim2由式(8-70)得,应力循环次数 N=60njL 1h按预期寿命5年,每天工作300天,每天工作8小时来算: L=5×300×8 h 7 N=60×30×1×8×300×5=2.16×101 7 N=N/u=0.7×10 21 77 得N=2.16×10 N=0.7×1012 由图8-70得 Z=1.14 Z=1.2 N1N2 由图8-71得 Z=1 W 由表8-27得 S=1.1 H 由公式[δ]=δ×Z×Z/S HHlimNWH 22 得[δ]=570N/?×1.14×1/1.1=591N/? H1 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 23 页 22 [δ]=460N/?×1.14×1/1.1=510N/? H2 综上所述.d的设计初值d为: 11t 1/31/31/21/321/3 d?(2KT)/(φ)×(u+1)/u×(×Z×Z/[,]) 1t1dZEHεH K-载荷系数 Z-节点影响系数 T-输出转距 Z-重合度系数 H1εΦ-齿宽系数 ,-许用接触应力 U-齿数比 Z-弹性系数 dHE 51/31/31/31/3d?(2×1.72×2.24×10)/0.4×(3.04+1)/3.04×(189.8×2.5×1t 1/30.87/5912)?161.47? d=220?,d=161.47? 11t 所以选出齿轮d=220?可用. 1 齿厚b=φ×d=0.4×161.47=64? d1t 齿条宽b=64? 齿轮宽b=b+(5,10)=70? 212 ***由于采用正常齿轮,所以齿顶高系数h=0.8,顶隙系数c,取c=0.3 a分度圆的压力角度数为α=20? 确定齿轮的其它参数如下: 分度圆直径: d=mz=10×22=220? * 齿顶高: h=hm=0.8×10=8? aa ** 齿根高: h=(h+c)m=11? fa ** 齿全高: h=(2h+c)m=19? a 齿顶圆直径: d=d+2h=220+2×8=236? aa 齿根圆直径: d=d-2h=220-2×11=198? ff 基圆直径: d=dcos α=220×cos 20?=206.7? b 齿距: p=πm=31.4? 齿厚: s=πm/2=15.7? 齿槽宽: e=πm/2=15.7? 基圆齿距: p=pcos α=29.5? b 发向齿距: p=pb=29.5? n * 顶隙: c=cm=0.3*10=3? 故齿轮采用铸造齿轮,结构采用普通结构. 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 24 页 4.1.3联轴器的选择 1、类型的选择 电动机 P=0.75Kw (Y90S-4型) 故选择YL型凸缘联轴器(具有结构简单,重量轻,制造成本低,传动 精度高等优点) 2、载荷计算 公称转距 T=Nd/2 f1 N-托盘受的平均摩擦力 f d-齿轮分度圆直径 1 -3 T=109.4×10×220/2=12.034N.m 查阅《机械设计1》表14-1得工况系数KA KA=1.5 计算转距 T=KT=1.5×12.034=18.05N.m caA 3、型号选择 参考系数:电动机的输出轴径是30? 从GB5842-86中查得YL5型凸缘联轴器的许用转距是 63N.m 许用最大转速是 5500 r/min 轴径为 22,30?之间 故YL5型凸缘联轴器合适. 4.1.4键联接的强度校核 键、轴和轮毂的材料都是钢，查阅《机械设计》表7-1得，许用积应压力[δ]=100,p120MPa, 取其平均值[δ]=110MPa。 p 1、对于半联轴器与轴之间的联接平键尺寸: b×h×L=10×8×32 1键的工作长度L=L-b=32-10=22? 1 h=0.5h=0.5×8=4? 1 h-键与毂的接触高度 1 L-键的接触长度 d-轴直径 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 25 页 11静联接，查《机械设计》公式7.1得 T=1/2 h Ld[δ] p 113 [δ]=2T/ h Ld=2×12.034×10/4/12/30=9.6Mp,[δ]=110Mp pp 所以，该平键的挤压强度足够，键是安全的。(半联轴器与轴之间平键安全。) 2、对于齿轮与轴之间的联接平键尺寸: b×h×L=12×8×32 b-键宽度 h-键高度 L-键长度 1键的工作长度L=L-b=32-10=20? 11 T=1/2 h Ld[α] p T-公称转距 1 L-键的接触长度 1 h-键与毂的接触高度 d-轴的直径 [δ]-许用挤压应力 p 113[δ]= 2T/ h Ld=2×12.034×10/4/20/40=7.6Mp,[δ] pp 故齿轮与轴之间的键是安全的。 4.2 升降传动系统的设计 4.2.1升降传动系统的内容介绍 本章主要对链条、连轮、钢丝绳的选择计算与校核，驱动机构的设计，主要包括电动机的选择和校核;联周器的选择和校核;制动器的选择;链轮轴的设计计算与校核;轴承的寿命计算;升降传动系统的控制和维护。 升降传动示意简图: 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 26 页 12 7 3 64 5 1—YCJ系列齿轮减速三相异步电动机 2-链轮 3-滚筒 4-钢丝绳 5-滑轮 6-固定端 7-横梁 图4.3 升降传动示意简图 4.2.2升降机构的工作原理 每块载车板上都配有一套独立的电机减速机与链传动组合的传动系统。其工作原理见图4-3所示。电机顺时针旋转时，载车板上升，电机逆时针旋转时载车板下降。 根据载车板及车辆确定链条所需的传动力。根据传动力及载车板移动速度确定电机功率。根据车身高度确定上下载车板间的距离，根据这个距离确定钢丝绳的长度，最后根据传动力确定链轮大小，链节形状及大小。 4.2.3 链轮、链条、钢丝绳的选择计算和校核 1、链条的选择计算 由于此车库要求提升速度要求较低，线速度应该小于0.6m/s，属于低载重形式的链传动(低速链)，如果低速链也按疲劳考虑，用额定功率曲线选择和计算，结果常不经济。所以采用静强度计算的方式确定链的规格。 查《机械设计》(第四版)公式14.21得， 链条的静强度计算公式为: s=Q/(KF+F+F)?N ACfp 式中 s-静强度安全系数 Q-链条抗拉载荷 K-工况系数 A 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 27 页 F-工作拉力 F-离心力引起的拉力 C F-垂度拉力 f N-许用安全系数，一般为4,8。此处选择为8。 P 由上式确定链条的型号，也就是求出链条的抗拉载荷。由于动力源是电动机， 而且根据轿车和托盘的重量，可以知道提升机构属于中型升降机，查阅《机械 设计大典》表36.2-5可以得到:K=1.4 F=5463.5N A 由于:v,0.6m/s ,4m/s 查阅《机械设计》(第四版)表14.1可得20A链在单排是抗拉载荷是86.7KN， 选择20A号链作为本设计的传动链。 由表14.1得到滚子链的具体参数如下: 内链节内宽b1 18.90? 内链节外宽b2 27.46? 外链节外宽b3 27.51? 节距 p 31.75? 滚子直径d1 19.05? 由升降系统传动示意图得链条的长度L: L,1800mm 考虑到链条与链轮的啮合和其它因素，决定取:L=2000mm 则链条的节数n为: n=L/p=2000/31.75?63 2、链轮的设计计算和确定参数 于滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合，设计灵活。本设计采用一种常用的三圆弧一直线的齿型，其特点:(1)齿型与滚子啮合时的接触应力小;(2)啮合性能好。 1)由于线速度小于0.6m/s，查阅《中国机械设计大典》表36.2-4得下面结果: Z=15 2)确定链轮的其它参数 由《机械设计》(第四版)公式14.2得: 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 28 页 d=p/sin(180?/z) 式中 d-链轮的分度圆直径 p-配用链条的节距 z-链轮的齿数 d=31.75/sin(180?/15)=31.75/sin12?=31.75/0.2079=151.2? 为了制造方便，d取整数值，d= 151? 由《机械设计》(第四版)公式14.3得: d=p(0.54+cot180?/12) a 式中 d-齿顶圆直径 a z-链轮的齿数 p-配用链条的节距 d=31.75(0.54+cot12?)?170? a 所以d取为170?. a 由《机械设计》(第四版)公式14.4得: d=d-d=151-19.05=131.95? f1 取整数为d=132? f 由《机械设计》(第四版)公式14.5得: dg,p×cot(180?/z)-1.04h-0.76 式中 dg-齿侧凸圆直径 h-内链板高度 由《机械设计》(第四版)表14.1查得: h=30.18? 所以有: d,31.75×cot12?-1.04×30.18-0.76 g ,116.75? 取 d=116? g 先假设与链轮配合的轴的轴径d为40?，现在来计算腹板式单排铸造链轮的主K 要结构尺寸。 查阅《中国机械设计大典》表36.2-22知，轮毂厚度h为: 1 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 29 页 h=9.5+d/6+0.01×d 1K =6.5+40/6+0.01×151 =17.68? 由《中国机械设计大典》表36.2-2同时得知: L=4h 1 d=d+2h R=0.04p hk1 上述式中 L-轮毂宽度 D-轮毂直径 h R-圆角半径 h=17.68? p=31.75? d=40? 1k 得到:L=70.71? d=75.36? R=1.27? h L、d和R分别取为71?、76?、1?。由于d=76?,d=117?,所以dh可以取为76hhg?。 腹板厚度t由与它配合链的节距决定，由《中国机械设计大典》表36.2-22知,当 p= 31.75?时，t取为14.3?。 由综合上面数据得到链轮的示意简图如图4.4: 图4.4 链轮的示意简图 3、提升部分钢丝绳的选择和计算: 钢丝绳提升受力分析: 托盘是由四根钢丝绳承载，所以每根钢丝绳所受的拉力F为: 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 30 页 F=(G1+G2)/4=(630+1600)×9.8= 5463.5N?5.5KN 由《钢丝绳中国标准汇编》查得表4.1知道 表4.1 钢丝绳中国标准汇编 结构 公称直径 允许偏差 最小破断拉力 不松散直径增大值不参考重量 大于 MM KN MM KG/100M 6X+IWS 2.40 ?0.30 4.45 0.25 2.6 3.20 0.30 8.90 0.28 6.3 4.00 0.40 12.45 0.43 6.7 4.80 0.40 18.60 0.48 9.7 5.60 0.40 24.90 0.51 12.8 6.40 0.40 31.20 0.53 16.4 8.00 0.60 43.60 0.61 25.8 9.50 0.70 64.10 0.69 36.2 得钢丝绳选择公称直径为3.2mm，最小破断拉力为8.9KN。 上层托盘下降到最底下，所需要的最大高度为2000mm，托盘上两个滑轮之间的距离为2400mm,所以钢丝绳长度为L: L=2400+2000×2=6400mm 4.2.4驱动机构的设计 1、升降机构驱动电动机的选择和校核 在钢丝绳的设计中已经知道每条钢丝绳所受的力为5537N。链轮的直径为151?，则所产生的力矩T为: T=F×d/2 T=5463.5×151/2/1000?412.49N.m -3-3因为 P=T×n×10/9.55=412.49×30×10/9.55?1.28kw 查阅《机械设计手册》表22-1-61，选择YCJ170和Y112M-4安装在一起的YCJ系列齿轮减速三相异步电动机，其参数如下: 功率 P=4kw 输出转速 n=65r/min 输出转距 T=552N.m 1 因为 T,T 1 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 31 页 所以提升所选用的YCJ170和Y112M-4安装在一起的YCJ系列齿轮减速三相异步电动机 合适。 -3链条的线速度:v=πdn×10/60 -3 =3.14×151×65×10/60 =0.51m/s,0.6m/s 所选的各种设备合适。 所以也得出钢丝绳的提升速度为0.51m/s。 2、联轴器的选择 公称转距为: T=9550×P/n 式中P、n分别是电动机的额定功率和转速 得: T=9550×4/65=587.6N.m 查阅《机械设计》表14-1得工况系数为K=1.5 A 计算转距为: T=K×T caA =1.5×587.6N.m =881.4N.m 参考数据: 电动机轴径:45? 齿轮轴轴径:45? 从GB5843-86中查得，YL型凸缘联轴器满足要求，所以此处选择YL型凸缘联轴器。 10103、制动器的选择 由于采用直接抱紧轮轴的方式实行制动，所以选择短行程块式制动器，由于采用电 动机作为动力源，为了确保动力中断时轿车安全，应选用长闭式制动器。 查《机械设计》第四版16.5公式得: T?T cz 式中 T-计算制动转距 c 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 32 页 T-制动器的转动转距 z 本设计垂直制动，被制动的不仅有惯性质量，还有垂直载荷，在此种类型的制动中，垂直载荷是主要的，惯性质量相对较小，故在计算中可以不予考虑。垂直制动时的计算制动转距按下式计算: T=S×T ct 式中 T-计算制动转距 c S-制动安全系数 查《中国机械设计大典》表40.3-2得S=2.0 T-换算到制动轴上的负载转距 t 垂直制动时的负载转距由下式计算而得: T=mgD/n t0 式中 m-垂直升降物体及其叼具质量 g-重力加速度 D-制动轴的轴径 0 n-制动轴的转速 所以得: -3 T =2230×9.8×40×10/65?13.45N.m t 则 T=S×T=2×13.45=26.9N.m ct 4、链轮轴的设计计算与校核 (1)链轮轴上的功率P和转速n的计算 21 查阅《中国机械设计大典》表40.4-6，选用机座号为16的电磁制动器，其制动转距是120N.m.故设备合适。 由于链轮通过联轴器直接和电机的输出轴相连，所以链轮轴和电机的输出轴拥有一样的转速，都为65r/min，所以有: n=65r/min 1 转距T可以通过链轮的直径和链条所承受的力来确定: T=F×d/2 式中 F-链条承受的力，由前面计算知道为5463.5N 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 33 页 d-链轮的直径，由前面计算知道为151? 所以有: T=5463.5×151/2/1000=412.49N.m 于是有: P=T×n/9550=412.49×65/9550?2.85kw 21 初步估算轴的最小直径。选取材料为45号钢，调质处理。 查阅《机械设计》表15-3，取A=110 0 于是有: 1/31/31/31/3d= AP/n=110×2.85/73?45mm min021 链轮轴的最小直径应该是安装联轴器处轴的轴径，取d=45? min (2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1)为了满足联轴器的轴向定位要求，第二段轴右段要有一个轴肩，故第二段轴径的直径取为50?，由于为了安装方便只在右端支撑的左边设计一个轴肩，直径取为60?，轴的最右端一段直径取为50?。 2)由上面的联轴器的选择知道，第一段长度取为80?，最右端的轴，由轴承的宽度而定，查阅《实用手册》可以得到: 这段轴的长度为15?，它左边的轴肩只起定位作用，所以决定取长度为5?，剩下的一段轴即要安装链轮，又要安装制动器，所以决定取为185?。由此设计出轴的结构简图见零件图。 (3)确定轴上的圆角为R2 轴上倒角为2×45? (4)求轴上的载荷 有效圆周力为Fe为: Fe=1000×P/v =1000×2.85/0.51 =5588.24N 所以根据轴的结构图做出轴的计算简图，确定轴承的支点位置，由于采用深沟球轴承， 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 34 页 支点就在轴承的中点，所以两个支点间的跨距为81+7.5×2=96?，轴的计算简图如图 4-5(a): 4848 RH1FeRH2 4-5(a)受力图H平面内 ?M=0 B F×L-R×(L2+L3)=0 t2H2 F=F=5588.24 te 所以有: 5588.24×48-R×(48+48)=0 H2 R=2794.12N H2 在H平面内同时有: ?Y=0 F=R+R tH2H1 所以有: R=2794.12N H1 故 M=R×L2/2 HH1 =2794.12×48/2 =67058.9N.mm?67.06N.m 由以上计算数据并根据轴的计算简图做出轴的弯矩图，如图4-5，根据已经做出的总弯 矩图和扭矩图，求出计算弯矩M,如图4-5(e): b 67.06 67.064-5(e)弯距图由《机械设计》(第四版)16.3.2节得到: 221/2公式 M=[M+(αT)] b 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 35 页 M-当量弯矩 b M-合成弯矩 T-输出转矩 α-应力校正系数 式中α是考虑扭矩和弯矩的加载情况及产生应力的循环特性差异系数。因为通常情况下由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环的变应力，而扭矩产生的扭矩切应力常常不是对称循环的变应力，故在计算弯矩时，必须考虑这种循环特异性差异的影响，考虑实际工况，扭转切应力为脉动循环变应力时，取α=0.6 22故: M=[67058.9+(0.6×418040)] b ?234500N.? 从轴的结构简图和计算弯矩图中可以看出截面C处的计算弯矩最大，是轴的危险截面。 (5)按弯矩合成应力来校核轴的强度 由《机械设计》(第四版)公式16.3得: ,=M/W bb 式中,-弯曲应力 b W-轴的抗弯截面系数 M-当量弯矩 b 32W=πd/32-bt(d-t)/2/d 32 =3.14×50/32-14×7×(50-7)/2/50 3 =10453.61? 所以δ =244500/10453.61 b 2 =23.3N/? 前面已经选定了轴的材料为45号钢，调质处理，由《机械设计工程学1》表15-1得:[δ]=60Mpa=60N/m -1 因此有:δ,[δ] b-1 所以链轮中心轴的强度符合安全要求。 5、键的制造方式、尺寸确定和强度校核 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 36 页 (1)键的制造方式和尺寸的确定 链轮、半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接，按第一段轴径为45?，由《实用手册》差得平键截面b×h=14×9(GB1096-79),键槽用键槽铣刀加工，长为56?(标准键长，见GB1096-79)，同时为了保证半联轴器与轴的配合有良好的对中性，故选择半联轴器与轴的配合H7/K6，同样选择链轮与轴的配合为H7/K6，选择的平键尺寸为b×h×L=14×9×63 (2)键的强度校核 键、轴和轮毂的材料都是钢，查阅《机械设计》表6-1得许用应力[δ]=100,120Mpa,p δ]=110Mpa。 取其平均值[p 半联轴器与轴之间的联接平键尺寸: b×h×L=14×9×56 键的工作长度l=L-B=56-14=42? 键与轮毂键槽的接触高度K=0.5×h=4.5? 3所以有:,=2T×10/k/l/d p -33 =2×418040×10×10/4.5/42/50 =95.6Mpa,[δ] p 所以，该平键的挤压强度足够，该键是安全的。 链轮与轴之间的联接平键尺寸: b×h×L=14×9×63 因为同一根轴承上所需传递的扭矩T是相同，所以只要考虑键的大小就行了，两种键的尺寸相差不大，所以链轮与轴之间的联接平键是安全的。 4.2.5轴承寿命的计算 对于滚动轴承210，其基本额定动载荷C=27.0KN。下面确定其动量载荷P，由于它不承受轴向力，故有: P=F/2 t 式中，F为链轮作用于轴上的径向力，因为滚动轴承相对于链轮的中心对称，所以P为t F的一半。 t 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 37 页 所以 P=6140.4/2=3070.2N 轴承的寿命为: ε6 L=(C/P)×10/n/60 h 本设计选用的是深沟球轴承，ε=3 336所以:L=(27×10/3070.2)×10/73/60 h 5 ?1.6×10 h 4.2.6滚筒与定滑轮的选择 1、滚筒的选择 查阅《中国设计大典》，根据第三章整体框架的设计，和纵向梁的尺寸，得知，滚筒的基本尺寸为: 长度L=200mm, 外围直径d=150mm 内直径d=50mm 如图4-6所示。 2、滑轮的选择 根据上层托盘(轿车的重量)受力分析，考虑到滑轮安装在托盘上不影响轿车的存取，所以确定滑轮的尺寸: W=10mm, 外圆直径d=100mm, 滑轮槽深h=20mm 滑轮槽宽 4.2.7升降机构的控制和维护 1、升降机构的控制 根据载车板及车辆确定链条所需的传动力。根据传动力及载车板移动速度确定电机功率。根据车身高度确定上下载车板间的距离，根据这个距离确定钢丝绳的长度，最后根据传动力确定链轮大小，链节形状及大小。 2、升降机构的维护 由《机械设计》(第四版)图14.23得，本设计的链传动采用人工定期润滑的方式，润滑的方式:用刷子或油壶定期在链条的内，外链板的间隙中注油。供油量保持在每班注油一次。 为了工作安全、保持环境清洁，防止灰尘进入、减小噪声以及由于润滑需要等原因， 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 38 页 链传动用铸造或焊接护罩封闭。 定期对提升部分的控制系统进行检修，还有就是安全装置的维护，保证提升机构的安全稳定。 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 39 页 结论 毕业设计是每位毕业生的毕业总结，是对大学四年中学习过程的一个综合能力的考核，对每位毕业生来说都非常的重要。它不仅是对大学理论知识学习的总结，更是对大家实际动手能力的一个锻炼，是对我们大学四年知识学习的系统的完善与总结。 经过了寒假的找资料和在校的三个月精心设计，终于将自己的毕业设计如期的圆满完成，到此时我才真正了解我大学四年的知识结构体系，看到自己努力完成的毕业设计论文和图纸，一种成就感油然而生。 立体车库作为解决城市现代化进程中停车难的首选解决方法，它以快捷，高效，占地少和安全方便等优点，迅速出现在各个现代化的城市建设中，作为高科技的新产品，这个选题具有很现实的意义。 由于立体车库目前尚属于高科技产品，现成的资料十分的缺少，我通过上网，到图书馆查资料，不断的收集相关信息，并针对设计题目的要求，最终选定设计方案。 通过完成本次毕业设计，在我的脑海里逐渐形成一套提出问题，分析问题，解决问题的思路，这竟针对以后我们面对新任务时，有更好的解决方法。毕业设计的完成，使得我的创新能力得到了全面的提高。在完成毕业设计的过程中，不仅丰富了我的知识结构体系，更锻炼了我的实际动手能力，这将对将要走上工作岗位的我打下一个坚实的基础。 由于所学的知识有限，而实际经验缺乏，因此，我的实际中难免存在缺陷和不足，恳请老师给予批评指正，以便我在今后的学习工作中得意弥补。 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 40 页 致 谢 经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的导师赵玉倩老师。赵老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是赵老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩赵老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次要感谢我的同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用方面，正因为如此我才能顺利的完成设计，我要感谢我的母校——东北大学秦皇岛分院，是母校给我们提供了优良的学习环境;另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢～谢谢大家～～～。 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 41 页 参考文献 [1].邱宣怀.机械设计第四版.高等教育出版社.2003 [2].刘鸿文.材料力学第四版.高等教育出版社.2004 [3].哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学第六版 .高等教育出版社.2004 [4].周宏浦.机械制造技术基础.高等教育出版社.2005 [5].秦曾煌.电工学第六版.高等教育出版社.2004 [6].朱理.机械原理.高等教育出版社.2004 [7].王兆义.小型可编程控制器实用技术.机械工业出版社,2005 王行义.链传动.机械工业出版社.1984 [8]. [9].王洪兴.机械设计工程学.中国矿业大学出版社.2001 [10].吴相宪.实用机械设计手册.中国矿业大学出版社.1993 章玉鳞.互换性与测量技术.中国林业出版社.1992 [11]. [12].洪晓华.矿井运输提升.中国矿业大学出版社.2000 [13].朱孝录.中国机械设计大典第三卷.江西科学技术出版社.2001 [14].朱孝录.中国机械设计大典第四卷.江西科学技术出版社.2001 [15].成大先.机械设计手册第三版.化学工业出版社.1994 [17].张建中.机械设计基础课程设计.中国矿业大学出版社.1999 [18].谢桂林.电力拖动与控制.中国矿业大学出版社.1997 [19]肖兴明.机电控制及自动化.中国矿业大学出版社.2003 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 42 页 附 录 附录A 1.装配图 2.零件图 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 43 页 附录B Manufacturing Engineering in the Information and The Roles of Engineers in Manufacturing In the early 1980s, engineers thought that massive research would be needed to speed up product development. As it turns out, less research is actually needed because shortened product development cycles encourage engineers to use available technology. Developing a revolutionary technology for use in a new product is risky and prone to failure. Taking short steps is a safer and usually more successful approach to product development. Shorter product development cycles are also beneficial in an engineering world in which both capital and labor are global. People who can design and manufacture various products can be found anywhere in the world, but containing a new idea is hard. Geographic distance is no longer a barrier to others finding out about your development six months into the process. If you have got a short development cycles, the situation is not catastrophic, as long as you maintain you lead. But if you are in the midst of a six year development process and a competitor gets wind of you work, the project could be in more serious trouble. The idea that engineers need to create a new design to solve every problem is quickly becoming obsolete. The first step in the modern design process is to browse the Internet or other information systems to see if someone else has already designed a transmission, or a heat exchanger that is close to what you need. Through these information systems, you may discover that someone already has manufacturing drawings, numerical control tapes, and everything else required to manufacture your product. Engineers can then focus their professional competence on unsolved problems. In tackling such problems, the availability of workstations and access to the information highway dramatically enhance the capability of the engineering team and its productivity. These information age tools can give the team access to massive databases of material properties, standards, technologies, and successful designs. Such protested designs can be downloaded for direct use or quickly modified to meet specific needs. Remote manufacturing, in which product instructions are sent out over a network, is also possible. You 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 44 页 could end up with a virtual company where you do not have to see any hardware. When the product is completed, you can direct the manufacturer to the drop-ship it to your customer. Periodic visits to the customer can be made to ensure that the product you designed is working according to the specifications. Although all of these developments won’t apply equally to every company, the potential is there. Custom design used to be left to mall companies. Big companies sneered at it,they hated the idea of dealing with niche markets or small-volume custom solutions. “Here is my product,” one of the big companies would say. “This is the best we can make it ,you ought to like it. If you don’t, these is smaller company down the street that will work on your problem. ” Today, nearly every market is a niche market, because customers are selective. If you ignore the potential for tailoring your product to specific customers’ needs, you will lose the major part of your market share,perhaps all of it. Since the niche markets are transient, your company needs to be in a position to respond to them quickly. The emergence of niche markets and design on demand has altered the way engineers conduct research. Today, research is commonly directed toward solving particular problem. Although this situation is probably temporary, much uncommitted technology, developed at government expense or written off by major corporation, is available today at very low cost. Following modest modifications, such technology can often be used directly in product development, which allows many organizations to avoid the expense of an extensive research effort. Once the technology is free of major obstacles, the research effort can focus on overcoming the barriers to avoid the barriers to commercialization rather than on pursuing new and interesting, but undefined, alternatives. When viewed in this perspective, engineering research must focus primarily on removing the barriers to rapid commercialization of known technologies. Much of this effort must address quality and reliability concerns, which are foremost in the minds of today’s consumers. Clearly, a reputation for poor quality is synonymous with bad business. Everything possible,including thorough inspection at the end of the manufacturing line and automatic replacement of defective products,must be done to assure that the customer receives a properly functioning product. Central to the process of improving reliability and lowering costs is the intensive and 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 45 页 widespread use of design software, which allows engineers to speed up every stage of the design process. Shortening each stage, however, may not sufficiently reduce the time required for the entire process. Therefore, attention must also be devoted to concurrent engineering software with shared databases that can be accessed by all members of the design team. Many engineers have as their function the designing of products that are to be brought into reality through the processing or fabrication of materials. In this capacity they are a key factor in the material selection-manufacturing procedure. A design engineer, better than any other person, should know what he or she wants a design to accomplish. He knows what assumptions he has made about service loads and requirements, what service environment the product must withstand, and what appearance he wants the final product to have. In order to meet these requirements he must select and specify the material(s) to be used. In most cases, in order to utilize the material and to enable the product to have the desired form, he knows that certain manufacturing processes will have to be employed. In many instances, the selection of a specific material may dictate what processing must be used. At the same time, when certain processes are to be used, the design may have to be modified in order for the process to be utilized effectively and economically. Certain dimensional tolerances can dictate the processing. In any case, in the sequence of converting the design into reality, such decisions must be made by someone. In most instances they can be made most effectively at the design stage, by the designer if he has a reasonably adequate knowledge concerning materials and manufacturing processes. Otherwise, decisions may be made that will detract from the effectiveness of the product, or the product may be needlessly costly. It is thus apparent that design engineers are a vital factor in the manufacturing process, and it is indeed a blessing to the company if they can design for producibility,that is, for efficient production. Manufacturing engineers select and coordinate specific processes and equipment to be used, or supervise and manage their use. Some design special tooling that is used so that standard machines can be utilized in producing specific products. These engineers must have a broad knowledge of machine and process capabilities and of materials, so that desired operations can be done effectively and efficiently without overloading or damaging machines and without adversely affecting the materials being processed. These manufacturing engineers also play an important role in manufacturing. A relatively small group of engineers design the machines and equipment used in 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 46 页 manufacturing. They obviously are design engineers and, relative to their products, they have the same concerns of the interrelationship of design, materials, and manufacturing processes. However, they have an even greater concern regarding the properties of the materials that their machines are going to process and the inter reaction of the materials and the machines. Still another group of engineers,the materials engineers,devote their major efforts toward developing new and better materials. They, too, must be concerned with how these materials can be processed and with the effects the processing will have on the properties of the materials. Although their roles may be quite different, it is apparent that a large proportion of engineers must concern themselves with the interrelationship between materials and manufacturing processes. Low-cost manufacture does not just happen. There is a close and interdependent relationship between the design of a product, selection of materials, selection of processes and equipment, and tooling selection and design. Each of these steps must be carefully considered, planned, and coordinated before manufacturing starts. This lead time, particularly for complicated products, may take months, even years, and the expenditure of large amount of money may be involved. Typically, the lead time for a completely new model of an automobile is about 2 years, for a modern aircraft it may be 4 years. With the advent of computers are machines that can be controlled by either tapes made by computers or by the computers themselves, we are entering a new era of production planning. The integration of the design function and the manufacturing function the computer is called CAD/CAM (computer aided design/computer aided manufacturing). The design is used to determine the manufacturing process planning and the programming information for the manufacturing process themselves. Detailed drawings can also be made from the central data base used for the design and manufacture, and programs can be generated to make the parts as needed. In addition, extensive computer aided testing and inspection (CATI) of the manufactured parts is taking place. There is no doubt that this trend will continue at ever-accelerating rates as computers become cheaper and smaller. As we move more fully into the Information Age success will require that the engineer possess some unique knowledge of and experience in both the development and the management of technology. Success will require broad knowledge and skills as well as expertise in some key technologies and disciplines;it also require a keen awareness of the 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 47 页 social and economic factors at work in the marketplace. Increasingly, in the future, routine problems will not justify heavy engineering expenditures, and engineers will be expected to work cooperatively in solving more challenging, more demanding problems in substantially less time. We have begun a new phase in the practice of engineer. It offers great promise and excitement as more and more problem-solving capability is placed in the hands of the computerized and wired engineer. To assure success, the capability of our tools and the unquenched thirst for better products and systems must be matched by the joy of creation that marks all great engineering endeavors. Mechanical engineering is a great profession, and it will become even greater as we make the most of the opportunities offered by the Information Age. 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 48 页 中文译文B 信息时代的机械工程及工程师在机械行业的应用 在80年代初期,工程师们曾经认为要加快产品的研制开发,必须进行大量的研发工作。结果是实际上只进行了较少的研究工作,这是因为产品开发周期的缩短,促使工程师们尽可能的利用现有的技术。研制开发一种创新性的技术并将其应用在新产品上,是有风险的,并且易于招致失败。在产品开发过程中采用较少的步骤是一种安全的和易于成功的方法。 对于资金和人力都处于全球性环境中的工程界而言,缩短产品研制开发周期也是有益的。能够设计和制造各种产品的人可以在世界各地找到.但是,具有创新思想的人则比较难找。对于你已经进行了6个月的研制开发工作,地理上的距离已经不是其他人发现它的障碍。如果你的研制周期较短,只要你仍然保持领先,这种情况并怒会造成严重后 一个竞争对手了解你的研果。但是如果你正处于一个长达6年的研制开发过程的中期, 究工作的一些信息,这个项目将面临比较大的麻烦。 工程师们在解决任何问题时都需要进行新的设计，这种观念很快就过时了。在现代设计中的第一步是浏览因特网或者其他信息系统,看其他人是否设计了一种类似于你所需要的产品,诸如传动装置或者换热气等。通过这些信息系统,你可能发现有些人已经有了制造图纸,数控纸带和制造你的产品所需要的其他所有东西。这样,工程师们就可以把他们的职业技能集中在上尉解决的问题上。 在解决这类问题时,利用工作站和进入信息高速公路可以大大增强工程小组的能力和效率。这些信息时代的工具可以使工作小组利用大规模的数据库.数据库中有材料性能,标准,技术和成功的设计方案等信息。这些经过验证的设计可以通过下载直接应用,或者通过对其进行快速,简单的改进来满足特定的要求。将产品的技术要求通过网络送出去的远程制造也是可行的。你可以建立一个没有任何加工设备的虚拟公司。你可以指示制造商,在产品加工完成后,将其直接送给你的客户。定期访问你的客户可以保证你设计的产品按照设计要求进行工作.尽管这些研发方式不可能对每个公司都完全适用,但 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 49 页 这种可能性是存在的。 过去客户设计的产品通常是由小公司来制造。大公司不屑于制造这种产品，他们讨厌与特殊定向产品市场,或者是客户设计的小批量产品打交道。 “这就是我们的产品”,一家大公司这样说:“这是我们能够制造出来的最好产品,你应该喜欢它.如果你不喜欢,顺这条街走有一家小公司,它会按你的要求去做。” 今天,因为顾客们有较大的选择余地,几乎所有的市场都是特殊定向产品市场。如果你不能使你的产品满足某些特定客户的要求,你将失掉你的市场份额中的一大部分,或者失掉全部份额.由于这些定向产品市场是经常变化的,你的公司应该对市场的变化作出快速的反应。 定向产品市场和根据客户要求进行设计这种现象的出现改变了工程师研究工作的方式。今天,研究工作通常是针对解决特定问题进行的.现在许多由政府资助或者由大公司出资开发的技术可以在非常低的成本下被自由使用,尽管这种情况可能是暂时的.在对这些技术进行适当改进后,他们通常能够被直接用于产品开发,这使得许多公司可以节省昂贵的研究经费.在主要的技术障碍被克服后,研究工作应该主要致力于产品的商品化方面,而不是开发新的,有趣的,不确定的替换产品。 采用上述观点看问题,工程研究应该致力于消除将已知技术快速商品化的障碍.工作的重点是产品的质量和可靠性,这些在当今的顾客的头脑中是很重要的。很明显一个质量差的声誉是一个不好的企业的同义词。企业应该进最大的努力来保证顾客得到合格的产品，这个努力包括在生产线的终端对产品进行严格的检验和自动更换有缺陷的产品。 研究工作应该着重考虑诸如可靠性等因素对成本带来的益处。当可靠性提高时，制造成本和系统的最低成本将会降低。如果在生产线的终端产生了30,的废品，这不仅会浪费金钱，也会给你的竞争对手创造一个利用你的想法制造产品，并将其销售给你的客户的良机。 提高可靠性和降低成本这个过程的关键是深入，广泛的地利用设计软件。设计软件可以使工程师加快每一阶段的设计工作。然而，仅仅缩短每一阶段的设计时间，可能不会显著地缩短整个设计过程的时间。因而，必须致力于采用并行工程软件，这样可以使所有设计组的成员都能使用共同的数据库。 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 50 页 许多工程师的职责是进行产品设计，而产品是通过对材料的加工制造而生产出来的。设计工程师在材料选择，制造方法等方面起着关键的作用。一个设计工程师应该比其他的人更清楚地知道他的设计需要达到什么目的。他知道他对使用荷载和使用要求所做的假设，产品的使用环境，产品应该具有的外观形貌。为了满足这些要求，他必须选择和规定所使用的材料。通常，为了利用材料并使产品具有所期望的形状，设计工程师知道应该采用哪写制造方法。在许多情况下，选择了某种特定材料就可能意味着已经确定了某种必须采用的加工方法。总之，在将设计转变为产品的过程中，必须有人作出这些决定。在大多数情况下，如果设计人员在材料加工方面具有足够的知识，他会在设计阶段作出最为合理的决定。否则，作出的决定可能会降低产品的性能，或者使产品变得过于昂贵。显然，设计工程师是制造过程中的关键任务，如果他们能够进行面向生产(即可以进行高效率生产)的设计，就会给公司带来效益。 制造工程师们选择和调整所采用的加工方法和设备，或者监督和管理这些加工方法和设备的使用。一些工程师进行专用装备的设计，以使通用机床能够被用来生产特定的产品。这些工程师们在机床， 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 能力和材料方面必须句用广泛的知识，以使机器在没有过载和损坏，而且对被加工材料没有不良影响的情况下，更为有效地完成所需要的加工工序。这些制造工程师们在制造业中也起到重要作用。 少数工程师们设计在制造业中使用的机床和设备。显然，他们上设计工程师。而且对于他们的产品而言，他们同样关心设计，材料，和制造方法之间的相互关系。然而，他们更多地关心他们所设计的机床将要加工的材料的性能和机床与材料之间的相互作用。 还有另外一些工程师，即材料工程师，他们致力于研制新型的和更好的材料，他们也应该关心这些材料的加工方法和加工对材料性能的影响。 尽管工程师们所起的作用可能会有很大差别，但是，大部分工程师们都必须考虑材料与制造工艺之间的相互关系。 低成本制造并不是自动产生的。在产品设计，材料选择，加工工艺装备选择和设计之间都有着非常密切的相互依赖关系。这些步骤中的每一个都必须在开始制造前仔细的加以考虑，规划和协调。这种从产品设计到实际生产的准备工作，特别是对于复杂产品，可能需要数月甚至数年的时间，并且可能花费很多钱。典型的例子有，对于一种全新的 东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第 51 页 汽车，从设计到投产所需要的时间大约为2年，而一种现代化飞机则可能需要4年。 随着计算机和由计算机产生的纸带与计算机本身控制机器的出现，我们进入了一个生产 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 的新时代。采用计算机将产品的设计功能与制造集成，被称为CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)。这种设计被用来制定加工工艺规程和提供加工过程本身的编程信息。可以根据提供设计与制造用的中心数据库内的信息绘制零件图，需要时可以生成加工这些零件时使用的程序。此外，对加工后零件的计算机辅助试验与检验也得到了广泛的应用。随着计算机价格的降低和性能的提高，这种趋势将毫无疑问地得到不断加速的发展。 随着我们步入信息时代，要取得成功，工程师们在技术开发和技术管理方面都应该具有一些独特的知识和经验。成功的工程师们不但应该具有宽广的知识和技能，而且还应该是某些关键技术或学科的专家，他们还应该在社会因素和经济因素对市场的影响方面有敏锐的洞察能力。将来，花在解决日常工程问题上的费用将会减少，工程师们将会在一些更富挑战性，更亟待解决的问题上协同工作，大大缩短解决这些问题所需的时间。我们已经开始了工程实践的新阶段。计算机和网络使工程师们具有了越来越强的解决问题的能力，这也给他们的工作带来了很大的希望和喜悦。为了确保成功，我们所使用的工具的性能和对更好的产品与系统的不断追求应该与标志着在工程方面所有巨大努力的创新工作所带来的喜悦相适应。机械工程是一个伟大的行业，在我们尽可能多地利用了信息时代所提供的机遇后，它将变得更加伟大。