简易升降立体车库毕业设计

皖西学院 本科毕业论文（ 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ） 论文题目 小区自动化立体车库结构设计 姓名（学号） 系别 机械与电子 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 专业 机械设计制造及其自动化 导师姓名 二〇一三年五月二十日目录摘要………………………………………………………………………………………………01第1章绪论…………………………………………………………………………………031.1我国大城市小区停车现状……………………………………………………………031.2立体停车库的由来……………………………………………………………………041.3立体停车库优点………………………………………………………………………051.4国内停车设备发展……………………………………………………………………051.5几种库型的介绍………………………………………………………………………061.6结束语…………………………………………………………………………………07第二章　设计要求……………………………………………………………………………08第三章　设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 及主要参数………………………………………………………………09　3.1设计规范………………………………………………………………………………09　3.2设计参数………………………………………………………………………………09第四章　载荷 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 ……………………………………………………………………………10　4.1起升载荷………………………………………………………………………………104.2起升载荷动载系数……………………………………………………………………104.3计算载荷………………………………………………………………………………10第五章传动装置设计计算…………………………………………………………………115.1电机选择………………………………………………………………………………115.1.1电动机选择………………………………………………………………………115.1.2减速机选择………………………………………………………………………115.2链传动设计……………………………………………………………………………125.2.1传动链设计……………………………………………………………………… 125.2.2滚子链静强度计算………………………………………………………………135.2.3提升链设计校核…………………………………………………………………145.2.4链轮设计计算……………………………………………………………………145.3传动轴设计……………………………………………………………………………165.3.1受力分析…………………………………………………………………………165.3.2选择轴的材料……………………………………………………………………175.3.3初步确定轴径……………………………………………………………………175.3.4轴结构设计………………………………………………………………………185.3.5键连接强度校核…………………………………………………………………185.3.6计算支承反力，弯矩及扭矩……………………………………………………185.3.7轴的疲劳强度校核………………………………………………………………195.3.8轴的静强度校核…………………………………………………………………22第六章轴承校核………………………………………………………………………………236.1轴承选择………………………………………………………………………………236.2校核计算………………………………………………………………………………23第七章钢结构设计计算………………………………………………………………………247.1选用材料………………………………………………………………………………247.2纵梁校核………………………………………………………………………………247.2.1受力分析…………………………………………………………………………247.2.2强度计算…………………………………………………………………………247.2.3挠度计算…………………………………………………………………………257.2.4梁的局部稳定性…………………………………………………………………257.3立柱校核………………………………………………………………………………25结论………………………………………………………………………………………………26致谢………………………………………………………………………………………………27皖西学院本科毕业论文（设计）参考文献…………………………………………………………………………………………28小区自动化立体车库结构设计摘要立体车库是专门实现车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。随着城市汽车保有量的持续增加，停车难己经成为大中型城市必须面对的一个问题。机械式立体车库可充分利用地上资源，发挥空间优势，最大程度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要方法。本文简要介绍了各类立体停车库的结构和特点,和小区车库的发展概况,并对立体停车库的设计要点进行了简要的说明.本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择三层车库结构为研究模型，简单介绍了车库的主体结构和特点，重点计算了传动系统的连接，依据简易升降式立体车库的运行原理，运用力学理论对升降横移式立体车库的结构进行了全面的力学分析，包括升降横移式立体车库的框架结构的强度、传动系统中轴的强度和升降传动系统中轴承的强度等。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.关键词：立体车库简易升降传动系统钢结构AbstractStereogarageisthestoragewhichisusedforautomaticparkingandscientificstorageofkindsofautomobile.Asthequantityofurbanautomobilehasincreasedcontinuouslyinnowadays,thehard-to-ParkProblemhasbecomeacommonphenomenon.Mechanicalstereogaragecanuselandresourcesufficientlyandbringspaceadvantageintoplay,andmaximizethenumberofparkingcars.Ithasbecomeanimportantwayforstatictrafficproblemofcities.Thepapersummarizesthestructureandthefeaturesofdifferentofparkingplace.Theintroductionofthemainperformanceparametersandintroducedtoo.Onthebasisofinvestigationoncurrentsituationanddevelopingtrendofgarageindomesticandabroad,wechoosethree-layergaragestructureastheresearchmodel.Thepapersimplyintroducesmainstructureandcharacteristicsofgarage.Thefiniteelementreliabilitycheckingofsteelstructureofgarageisutilizedaccordingtotheoperationprincipleofup-downandtranslationstereogarage,themechanicswasusedtocomprehensivelyanalyzetheup-downandtranslationstereogarage.Includingintensionoftheframeworkstructureandaxes,etc.Thispapermainlyintroducesthedesignofmaincomponentsofitselevatorandconveyingappliance.Keywords：StereogaragedrivingframeworkSteelstructure.1、绪论我国自改革开放以后，特别是加入WTO之后，国民经济持续快速增长，人民生活水平日益提高，在购买力不断加强和家用轿车连续降价的情况下，我国大中城市中拥有家用轿车的家庭越来越多。但是由于住宅小区普遍缺乏足够的停车空间，特别是缺乏适合停车的车库，引发了在住宅小区内越来越严重的停车难问题．停车难问题的出现和近年来的加剧，导致了居民小区内的车辆乱停乱放、交通状况越来越差、行入和车辆的安全受到威胁、邻里关系紧张等一系列社会问题。住宅小区内停车库的问题如果得不到有效及时地解决，势必会影响住宅小区的居民生活质量、和谐稳定。城市住宅小区内的停车即静态交通问题是全社会交通问题的一部分，住宅小区内的停车问题解决好了，必然会改善整个城市的交通状况。交通状况的好坏直接影响人们的出行、办事效率和生活质量，同时也制约着汽车产业的发展。本课题的研究与人们的“行和住”关系密切，因此，意义非常重要。（1）我国大城市小区停车现状随着我国市场经济二十多年来的迅猛腾飞，城市经济与汽车工业现处在前所未有的黄金发展时期，随着我国城市化水平的加快与人民生活质量的提高，中国汽车保有量正不断增加。数据显示，2011年末，中国民用汽车保有量达到10578万辆，比上年末增长16.4%，其中私人汽车保有量7872万辆，增长20.4%。大中城市中汽车保有量达到100万辆以上的城市数量达14个。中国的汽车保有量已经超过日本，成为仅低于美国的世界第二大汽车保有国。随着我国大中城市经济的发展、现代化进程的不断加快,以及汽车生产成本和价格的下降和个人购车消费水平的提高,我国私人汽车数量快速增长,私人汽车将大规模的进入家庭,给城市的停车问题带来了很大压力,主要表现在以下几个方面:1．上班“停车难”,特别是在市中心写字楼上班的市民停车更难;2．进城办事“停车难”,尤其是市中心的停车位非常的紧张,几乎所有停车场都是满的,偶尔能有一两个空闲的停车位,所以进市区办事往往要在目的地周围转上一大圈甚至好几圈才能勉强找到车位,有人干脆到附近的居民校区停车;3、下班回家“停车难”,现有住宅小区大部分缺少必要的停车库,小区内的空地面积又少,小轿车到处乱停乱放,马路边、人行道、甚至草坪上都停车,造成小区内拥挤堵塞、污染、噪音等,严重影响小区内的居民出行、交通和生活质量,有时小区里有了重病人或不幸失火,救护车和消防车也开不进去,所以居民校区停车难问题已成为影响一个城市可持续发展的重要问题,其表现主要有以下几个方面:(1)　停车难导致小区外部的环境复杂由于有些小区内部可停的车位没有,于是业主的车只能停在小区外的道路上。这既阻碍交通,同时也导致今年的盗车案件中马路失窃成为增长点。即使交警部门加大惩处力度治理乱停车,但群众不理解,抵触思想较重,因为问题没有解决。(2)　停车难导致小区内环境变差老小区中即使有车位,但预留的不多,而近几年新建的小区中车位设计数量也有限,车位和住户比很多都低于1:1。这样的设计导致的后果就是小区内车位不足,有车的业主在没有车位的情况下,只能乱占道路、绿化带。这一现象在很多小区中都普遍存在。乱停乱放不仅影响市容,汽车启动时带来的噪音污染、废气油污及警报器的报警影响居民休息等给小区带来环境污染,居住区缺少停车场,导致许多车辆占用路边的绿化带停放,有的居住区将原来的绿地铺上水泥砖改为停车场,使住区绿化面积大量减少,影响居民的生活质量,而且小区道路上停放的车辆数量多,占据了整个小区的主干道、次干道,影响了小区的消防安全和交通安全。（2）立体停车库的由来立体车库是根据自动物流系统物料传输的原理,采用多层高架式存放车辆的大型停车设备。它发祥于40年代的美国,是在繁华拥挤的都市里,为了解决停车难所采取的一种措施。50年代以后,伴随着私人小汽车的大量涌现,美国、西欧相继发明了多种形式的立体车库。到了六七十年代,德国、日本、法国等国家以及香港和台湾等地区则大有后来居上之势。近年来,立休车库从造型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不断更新换代,日趋完美,并广泛应用于宾馆、商业大楼、各种娱乐场所、机场、码头及繁华商业街等车辆密集地区。立体车库的诞生,尽管仍有不尽人意之处,但它的确为缓解交通拥挤解决停车难开辟了一条新的途径。（3）立体停车库的优点随着经济的腾飞，城市中的停车难的问题也越来越严重。在寸土寸金的市中心等车辆集中的地区，停车只能向空中、向地下发展，因此建造相当数量的立体停车库已成为必须，同时立体停车库也有不少优点：节约空间。一般情况下，其占地面积约为平面停车场的1/2—1/2.5，机械式“立停”车库在地下和地面都可安装，最大的好处就是可以充分利用小面积向空中发展，尽量多存车辆，是土地资源紧缺、车辆容量小的场所最佳停车方式。自动化操控，使用方便。立体停车库自动化程度高，可以进行旋转式升降。安装了立体停车库的大型地下停车场则配套安装停车场智能管理系统，由经过专业技术 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的工作人员进行24小时值守调度。立体停车库建设成本大大低于传统停车场。据了解，传统停车场的占地和建设成本相当昂贵。一般来说，普通地上停车位每个占地在15平方米左右，地下停车场每个车位的占地面积则至少在25平方米以上。如果使用立体停车库，在30平方米的空地上就可以安装一组8车位立体停车库，平均每个车位占地面积不到4平方米。就建设成本而言，目前小区房产开发商建一个地下车位需投资6-8万元，某些高档写字楼地下停车位第建设成本更是高达十几万元。如果安装立体车库，在空间面积不变的情况下尽量增加停车位，可以将每个停车位的建设成本摊薄到5-6万元。安全可靠、美化环境。配备自动检测系统，各种安全机构，自动报警，消费系统及其他防范设施。汽车不会损坏，丢失。因地制宜，利用零星空地，配以外形美观的车库，美化城市环境。（4）国内停车设备发展由于城市地价飙升，城市地面车位价格激增，地下车库车位增长速度缓慢，传统停车设备已赶不上增长迅猛的汽车数量。自动化停车设备现在已经成为小区，写字楼，商场超市的首选。2011年新增自动化泊位314136个，同比增长35.2%，机械式停车库泊位总量突破100万个，达到124.7万个。进入20世纪以来，在国内举办了多个与停车设备相关的展览会，2010年举办上海世博城市停车国际论坛暨国际停车协会年会，它吸引了来自德、日、美等世界上知名的停车设备制造商，全自动立体停车设备的容车能力及其技术完备，先进程度已被世界广泛承认和接受。国内正处于经济与建设发展阶段，目前已有国外多种停车设备出现在国内市场上。（5）几种库型的介绍目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式。1.升降横移式 　升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。 　产品特点： (1)节省占地，配置灵活，建设周期短。 (2)价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。 (3)可采用自动控制，构造简单，安全可靠。 (4)存取车迅速，等候时间短。 (5)运行平稳，工作噪声低。 (6)适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。2.巷道堆垛式 　巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。 3.垂直提升式立体车库 　垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高（几十米），对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地却最小。4.垂直循环式 产品特点： (1)　占地少，两个泊位面积可停6~10辆车。 (2)　外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。 (3)　价格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短。 (4)　可采用自动控制，运行安全可靠。（6）结束语在对国内外各种同类产品进行分析的基础上，再结合造价、技术难度以及用户需求等各个方面的因素，可以发现升降横移立体车库形式比较多，规模可大可小，而且对场地的适应性较强，同时采用这类设备的车库十分普遍。因此，根据实际情况去除横移设备，最终设计三层简易升降立体车库。二、设计要求1．在原有停放车辆的面积内，利用地下空间，使汽车的存放量增加两倍。2．允停车辆尺寸：长X宽X高（mm）重量（kg）≤5000X1850X1550（上层2000）≤17003．升降速度2.5m/min。4．设备应便于生产、运输和安装。5．设备应安全、可靠。三、设计规范及主要设计参数1.设计规范（1)简易升降类机械式停车设备(JB/T8909-1999)（2)机械式停车设备通用安全要求(GB17907-1999)起重机设计规范(GB3811-83)机械设计手册〈第一卷〉、〈第二卷〉、〈第三卷〉、〈第五卷〉（化学工业出版社）2.设计参数(根据起重机设计规范(GB3811-83)确定)设备利用等级：按设备经常中等地使用，总的工作循环次数N=5×105,利用等级U5。载荷状态：设备有时起升额定载荷,一般起升中等载荷,故载荷状态为Q2， 名义载荷谱系数KP=0.25设备工作级别：设备工作级别为A5。机构利用等级：设备经常中等使用，利用等级为T5，总设计寿命为6300小时。机构工作级别：级别为M5。四、载荷分析1.起升载荷PQPQ=PZ+3PC=7400kg=72520NPZ—载车架重量PZ=2300kgPC—允停车辆重量PC=1700kg2.起升载荷动载系数φφ=1+0.35v/60=1.014v—升降速度2.48m/min3.计算载荷PP=PQ·φ≈73570N五、传动装置设计计算(一)电机选择:1电动机选择根据车库的设计要求，载车板的升降速度为2.48m/min，链条的牵引力为73570N，环境有灰尘，电源为三相交流，电压220V。根据容量和转速，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和链传动、减速器的传动比，选定电动机型号为Y132M2-6 型号 额定功率kW 同步转速r/min 满载转速r/min Y132M2-6 5.5 1000 9602减速机选择受力分析功率计算PW=PV×10-3/ηPW—电机功率KwP—计算载荷NV—升降速度m/sη—机械传动总效率本传动装置中涉及各传动类别效率如下:减速器η减=0.95链传动η链=0.91滚动轴承η滚=0.99传动总效率η=η减·η链·η滚=0.86所需电机功率:PW=73570×2.48×10-3/(60×0.86)=3.54Kw根据简易升降类机械式停车设备(JB/T8909-1999)规定,电动机可按短时重复工作制选择。现选取德国SEW减速机（R83DV112M4-BMG/B8/270˚）功率4Kw速比1:52输出转数27r/min(二)链传动设计:1传动链设计（1）小链轮齿数Z1Z1=13（2）大链轮齿数Z2Z2=27（3）链条选取根据设备提升载荷及安全系数为7的要求，预选取《杭州东华链条厂》生产的立体车库专用链条16ALT-2，基本参数与尺寸同GB1243.1-83中16A-2一致,仅极限拉伸载荷不同,为143.1KN。（4）初定中心距a0a0=20p=508(mm)（5）链条节数LpLp=aop==20k=4.96Lp==60.2取62（6）理论中心距acac=p(2Lp–Z1-Z2)kaka=0.24858ac=25.4×(262-13-27)0.24858=530.37(mm)（7）实际中心距aa=ac(1-∆a)取∆a=0.004a=530.37×(1-0.004)=528.25(mm)（8）链速vv===0.15m/s（9）有效圆周力FtFt===20402.2N（10）作用在轴上的力FrFr=KFFt=1.05×20402.2=21411.31N2滚子链静强度计算n=≥[n]式中Q—链条极限拉伸载荷，NQ=143100NFt—有效圆周力，N[n]—许用安全系数，[n]=7n==7.014≥7满足安全条件3．提升链设计校核（1）提升链轮齿数Z3Z3=15（2）提升链速V/V/=（m/min）根据传动机构可知，载车架升降速度为V//2，约为2.48m/min.（3）提升链静强度计算根据受力分析可知，单根提升链受力F=P/4，约为18392.5Nn==7.78≥7满足安全条件为了节省电力以及方便进出，特设计两组车库使用单独的链传动系统，同时也提高系统的稳定性。4．链轮设计计算（1）基本参数节距p=25.4滚子外径dr=15.88排距pt=15.88（2）分度圆直径d1===106.14d2===218.79d3===122.17（3）齿顶圆直径da1===116.77da2===231.03da3===133.21（4）齿根圆直径df1=d1-dr=106.14-15.88=90.26df2=d2-dr=218.79-15.88=202.91df3=d3-dr=122.17-15.88=106.29（5）分度圆弦齿高ha=0.27p=0.27×25.4=6.858（6）齿侧凸缘直径dg1≤h—内链板高度==77.2取75dg2≤==191.5取120dg3≤==93.6取90（7）齿形—按3RGB1244-85（8）轴向齿廓尺寸①齿宽bf=0.93b1=0.93×15.75=14.65②倒角宽ba=(0.1～0.15)p=2.54～3.81取ba=3.2③倒角半径rx≥p取rx=27④齿侧凸缘圆角半径r=1（9）链轮材料及热处理材料选用40Cr钢,齿面热处理硬度为HRC45～50.（三）传动轴设计1.受力分析abcde2．选择轴的材料选择轴的材料为45号钢，调质处理。σb=590N/mm2,σS=295N/mm2,σ-1=255N/mm2。3．初步确定轴径d=A取A=105（因转速低且载荷稳定）大链轮处轴径d1=105×=64.8(mm)考虑键槽,轴径应增大4～5%,取d1=70mm提升链轮处轴径d2=105×=51.4(mm)考虑键槽,轴径应增大4～5%,取d2=60mm4．轴结构设计轴承装配处直径为65mm。装配链轮及轴承处配合为H8/h7，链轮处粗糙度Ra6.3,轴承处粗糙度Ra1.8。5．键联接强度校核选用A型平键（GB1096-79），与大链轮联接处键的尺寸为b×h×L=20×12×80，与提升链轮联接处键的尺寸为b×h×L=18×11×70。大链轮处键联接传递扭矩T1为：T1=Ftd2/2=20402.2×0.219/2=2235N·m提升链轮处键联接传递扭矩T2为：T2=T1/2=2235/2=1117.5N·m键联接强度通过6．计算支撑反力、弯矩及扭矩轴的受力简图及垂直面受力简图见b图及c图。（1）支撑反力2224RA+140F=(2224+140)F+(2224-140)FrRA==38456NRB=2F+Ft-RA=2×18392.5+21411.3-38456=19740.3N（2）弯矩A点弯矩:MA==-2575N·mB点弯矩:MB==-2575N·mC点弯矩:MC==234N·m弯矩图见d图。（3）扭矩大链轮传递扭矩T1=2235N·m提升链轮扭矩T2=1117.5N·m(扭矩图见e)7．轴的疲劳强度校核（1）确定危险截面根据载荷分布及应力集中部位，选取轴上八个截面（Ⅰ～Ⅷ）进行分析（图a）。截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别与Ⅷ、Ⅶ、Ⅵ相比，有相同的截面尺寸和应力集中状态，且载荷分布基本同，故截面Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ可不予考虑。截面Ⅳ与Ⅴ相比两者截面尺寸相同，截面Ⅴ载荷小，不予考虑。（2）校核危险截面的安全系数S=≥[S]①截面Ⅰ：TⅠ=1117.5N·mMⅠ=MA·