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1 目 錄 目 錄 ...........................................................................................................................1 第 1 章 緒 論 .........................................................................................................4 1.1 課題的來(lái)源、目的及意義 ..................................................................................4 1.2 機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)的概述 ...............................................................................5 1.2.1 幾種機(jī)械停車(chē)設(shè)備的特點(diǎn)及比較 ............................................................6 1.3 自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng) ...........................................................................7 1.3.1 自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng) ....................................................................................8 1.3.2 自動(dòng)存取車(chē)系統(tǒng) ........................................................................................8 1.3.3 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng) ............................................................................................8 1.3.4 自動(dòng)道閘 ....................................................................................................9 1.3.5 監(jiān)控安保系統(tǒng) ............................................................................................9 1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ...............................................................................................9 1.5 研究的主要內(nèi)容 .............................................................................................11 1.6 課題的主要技術(shù)指標(biāo) .....................................................................................12 第 2 章 立體車(chē)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)的研究及設(shè)計(jì) .........................................................13 2.1 機(jī)械立體車(chē)庫(kù)的總體方案確定 .....................................................................13 2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要參數(shù) .....................................................................................15 2.3 升降驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) .................................................................................................15 2.4 車(chē)輛存取方式 .................................................................................................16 2.5 巷道堆垛式立體停車(chē)系統(tǒng)的控制系統(tǒng) .........................................................19 第 3 章 機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)設(shè)計(jì) .................................................................................21 3.1 傳動(dòng)鏈和鏈輪的選擇 .....................................................................................21 3.2 鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................................................................22 3.3 鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 .............................................................................................25 3.3.1 設(shè)計(jì)鏈論尺寸 .........................................................................................25 3.3.2 確定鏈論結(jié)構(gòu) .........................................................................................32 3.4 滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算 .....................................................................................33 3.5 鏈條的使用壽命計(jì)算 .....................................................................................34 2 3.6 鏈條的耐磨工作能力計(jì)算 .............................................................................36 3.7 存取機(jī)構(gòu)電機(jī)與減速機(jī) .................................................................................39 3.7.1 橫移機(jī)構(gòu)電機(jī) ..........................................................................................39 巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)一般的存取速度在 18-30m/min 之間。 ......................39 3.7.2 微橫移機(jī)構(gòu)電機(jī) ......................................................................................40 3.7.3 選用減速機(jī) ..............................................................................................40 3.7.4 存取機(jī)構(gòu)中聯(lián)軸器的選擇 ......................................................................41 3.8 軸承的選擇 .....................................................................................................41 3.9 軸的選擇 .........................................................................................................42 3.9.1 選擇材料 .................................................................................................42 3.9.2 初步估算軸徑 .........................................................................................42 3.9.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................................................43 3.9.4 軸上的受力分析 ......................................................................................43 3.9.5 軸的強(qiáng)度校核 ..........................................................................................44 3.10 板式輸送機(jī) ...................................................................................................47 3.10.1 板式輸送機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)形式 ........................................................47 3.10.2 主要參數(shù)的選擇與計(jì)算 ........................................................................48 第 4 章 立體車(chē)庫(kù)提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .....................................................................52 4.1 立體車(chē)庫(kù)提升系統(tǒng)的整體布置 .....................................................................52 4.2 曳引系統(tǒng)研究分析 .........................................................................................53 4.2.1 提升系統(tǒng)曳引力的分析計(jì)算 ..................................................................53 4.2.2 與曳引力有關(guān)的因素及其分析 ..............................................................53 4.3 系統(tǒng)曳引能力的驗(yàn)算 .....................................................................................56 4.4 安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .............................................................................................57 4.4.1 超速保護(hù)系統(tǒng) .........................................................................................58 4.4.2 撞底緩沖裝置 ..........................................................................................59 第 5 章 經(jīng)濟(jì)性分析 ...............................................................................................61 結(jié) 論 .........................................................................................................................64 專題部分 ...................................................................................................................66 鏈輪數(shù)控程序加工編制 ...........................................................................................66 3 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................78 附錄 1 ........................................................................................................................79 附錄 2 ........................................................................................................................85 4 第 1 章 緒 論 1.1 課題的來(lái)源、目的及意義 近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的城市化水平加快和人民生活水平的提高， 汽車(chē)的數(shù)量不斷增加。截至 2003 年底，我國(guó)個(gè)人汽車(chē)保有量為 12427672 輛。 其中，個(gè)人轎車(chē) 4890387 輛，比 2002 年增加 1462441 輛，增長(zhǎng)率為 42.7%。 但與此同時(shí)，汽車(chē)停車(chē)場(chǎng)地的增長(zhǎng)卻不能與之同步，汽車(chē)泊位與汽車(chē)數(shù)量嚴(yán)重 比例失調(diào)，由此帶來(lái)停車(chē)難，違章停車(chē)，停車(chē)管理困難等一系列問(wèn)題。 機(jī)械式立體停車(chē)設(shè)備又名立體車(chē)庫(kù)，它占地空間小，并且可以最大限度的 利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車(chē)難的一個(gè)有效手段。國(guó) 家記委已明確機(jī)械立體停車(chē)設(shè)備及城市立體停車(chē)場(chǎng)為國(guó)家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)。 1998 年 1 月 1 日起執(zhí)行的國(guó)家記委 6 號(hào)令把機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)和立體停車(chē) 場(chǎng)列入“國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品和技術(shù)” 。國(guó)家海關(guān)總署對(duì)機(jī)械式停 車(chē)產(chǎn)品規(guī)定“國(guó)內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅” 。上述措施為我國(guó)立體車(chē)庫(kù)產(chǎn)業(yè) 的成長(zhǎng)提供了良好的條件，也為我國(guó)解決城市停車(chē)問(wèn)題提供了機(jī)會(huì)。可以預(yù)見(jiàn)： 立體車(chē)庫(kù)具有廣闊的市場(chǎng)前景。 研究的目的就是開(kāi)發(fā)一套實(shí)用，安全有效的垂直升降式停車(chē)設(shè)備，并進(jìn)行 相應(yīng)的擴(kuò)展研究。 本項(xiàng)目的研究與開(kāi)發(fā)，為 21 世紀(jì)初期的城市交通系統(tǒng)提供實(shí)用的，具有 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國(guó)產(chǎn)化城市停車(chē)技術(shù)和裝備，對(duì)緩解城市用地緊張，解決城市 停車(chē)難的問(wèn)題具有重要意義。 1.2 機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)的概述 使用車(chē)輛之外其他具有動(dòng)力的搬運(yùn)器，完成車(chē)輛的停放，存貯的整套設(shè)備， 5 稱為機(jī)械停車(chē)庫(kù)。以立體形式停放，存儲(chǔ)車(chē)輛的機(jī)械設(shè)備叫機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)。 它包含了當(dāng)前機(jī)械，光學(xué)，電子，液壓，磁控技術(shù)領(lǐng)域的成熟先進(jìn)技術(shù)，是一 種技術(shù)密集型的光機(jī)電一體化設(shè)備。 在中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/T 8713-1998 ：機(jī)械式停車(chē)設(shè)備類(lèi) 別、形式、基本參數(shù)要目中，對(duì)機(jī)械式停車(chē)設(shè)備進(jìn)行了劃分，其類(lèi)別代號(hào)如下： 升降橫移類(lèi)，代號(hào)為 SH，是指通過(guò)設(shè)備的垂直升降和水平橫移進(jìn)行移動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)車(chē)輛存取功能的停車(chē)設(shè)備。 垂直循環(huán)類(lèi)，代號(hào)為 CX，是指通過(guò)搬運(yùn)器在垂直平面內(nèi)做連續(xù)的循環(huán)移 動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛存取功能的停車(chē)設(shè)備。 水平循環(huán)類(lèi)，代號(hào)為 SX，是指搬運(yùn)器在水平平面內(nèi)排列成 2 列或 2 列以 上連續(xù)循環(huán)列尖轉(zhuǎn)換移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛存取功能的停車(chē)設(shè)備。 多層循環(huán)類(lèi)，代號(hào)為 DX，是指車(chē)輛搬運(yùn)器在垂直平面內(nèi)排成 2 層或 2 層 以上做連續(xù)移動(dòng)，兩端有升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行循環(huán)層間轉(zhuǎn)換移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛存取的停 車(chē)設(shè)備。 平面移動(dòng)類(lèi)，代號(hào)為 PY，是指存車(chē)位與搬運(yùn)器在同一水平面內(nèi)，通過(guò)搬 運(yùn)器在水平面內(nèi)做往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛存取功能的停車(chē)設(shè)備。 巷道堆垛類(lèi)，代號(hào)為 XD，是指存車(chē)位在巷道一邊或兩邊多層布置，通過(guò) 搬運(yùn)器在巷道內(nèi)做水平，垂直或水平垂直復(fù)合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的存取功能的停 車(chē)設(shè)備。 垂直升降類(lèi)，代號(hào)為 CS，是指停車(chē)位分布在井道周?chē)?，通過(guò)升降搬運(yùn)器 在專用升降通道內(nèi)做升降移動(dòng)，時(shí)間車(chē)輛存取功能的停車(chē)設(shè)備。 簡(jiǎn)易升降類(lèi)，代號(hào)為JS，是指通過(guò)單一搬運(yùn)器的升降，俯仰或二三層搬運(yùn) 器的整體升降，俯仰，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛二三層車(chē)輛存取功能的停車(chē)設(shè)備。 汽車(chē)升降機(jī)類(lèi)代號(hào)為QS;是指搬運(yùn)器運(yùn)載車(chē)輛(或同時(shí)運(yùn)載駕駛員)垂直升 降運(yùn)行進(jìn)行多層平層對(duì)位，從搬運(yùn)器到存車(chē)位需要駕駛員駕車(chē)入位，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛 6 存取功能的停車(chē)設(shè)備。 從上面對(duì)機(jī)械式停車(chē)設(shè)備的分類(lèi)和定義可以看出，與以往的普通車(chē)庫(kù)相比， 機(jī)械式停車(chē)設(shè)備可以在同樣面積的土地上停放更多的車(chē)輛，大大的提高了土地 面積利用率，同時(shí)具有存車(chē)時(shí)間短，可使用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以是解決城市停車(chē) 面積不足，停車(chē)?yán)щy的有效措施。 1.2.1 幾種機(jī)械停車(chē)設(shè)備的特點(diǎn)及比較 (一) 升降橫移式 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)采用模塊化設(shè)計(jì)，每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、 五層、半地下等多種形式，車(chē)位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。此立體車(chē)庫(kù)適用于地面及 地下停車(chē)場(chǎng)，配置靈活，造價(jià)較低。 1. 產(chǎn)品特點(diǎn)： 1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。 2) 價(jià)格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。 3) 可采用自動(dòng)控制，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安全可靠。 4) 存取車(chē)迅速，等候時(shí)間短。 5) 運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。 6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車(chē)場(chǎng)的使用。 （二）巷道堆垛式 巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)采用堆垛機(jī)作為存取車(chē)輛的工具，所有車(chē)輛均由堆垛 機(jī)進(jìn)行存取，因此對(duì)堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高，所以巷道 堆垛式立體車(chē)庫(kù)適用于車(chē)位數(shù)需要較多的客戶使用。這種車(chē)庫(kù)自動(dòng)化水平很高， 且全封閉式建造，存車(chē)安全性高。 （三）垂直提升式 垂直提升式立體車(chē)庫(kù)類(lèi)似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車(chē)位， 7 一般地面需一個(gè)汽車(chē)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車(chē)庫(kù)一般高度 較高（幾十米） ，對(duì)設(shè)備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價(jià)較 高，但占地卻最小。 （四）垂直循環(huán)式 產(chǎn)品特點(diǎn)： 1) 占地少，兩個(gè)泊位面積可停 610 輛車(chē)。 2) 外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。 3) 價(jià)格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。 4) 可采用自動(dòng)控制，運(yùn)行安全可靠。 基于上述比較，根據(jù)需要現(xiàn)選擇巷道堆垛式立體機(jī)械停車(chē)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1.3 自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng) 立體車(chē)庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包含個(gè)子系統(tǒng)：自動(dòng)收費(fèi)管理、自動(dòng)存取 車(chē)、遠(yuǎn)程診斷、自動(dòng)道閘和監(jiān)控安保。 1.3.1 自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng) 自動(dòng)收費(fèi)采用非接觸式卡,分長(zhǎng)期卡與儲(chǔ)值卡兩種。對(duì)固定用戶，發(fā) 行長(zhǎng)期卡，費(fèi)用可在固定用戶交納管理費(fèi)用時(shí)一并交納；對(duì)臨時(shí)用戶發(fā)行儲(chǔ)值 卡，用戶交納的費(fèi)用存在卡內(nèi)，每次停車(chē)讀卡，費(fèi)用自動(dòng)從卡中扣除。 1.3.2 自動(dòng)存取車(chē)系統(tǒng) 自動(dòng)存取車(chē)系統(tǒng)一般由小型可編程控制器控制，包括卡號(hào)識(shí)別與 移動(dòng)載車(chē)盤(pán)兩個(gè)過(guò)程。用戶進(jìn)入車(chē)庫(kù)時(shí)，在門(mén)口刷卡進(jìn)入，讀卡機(jī)自動(dòng)把數(shù)據(jù) 傳送到控制系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)判斷卡號(hào)，自動(dòng)把對(duì)應(yīng)的載車(chē)盤(pán)移動(dòng) 8 到人車(chē)交接的位置。存車(chē)時(shí)，司機(jī)按照指示燈信號(hào)指引入庫(kù)，只有當(dāng)車(chē)輛停放 在安全位置后，停車(chē)正常指示燈才會(huì)亮啟。存取車(chē)完成后，車(chē)庫(kù)門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。 移動(dòng)載車(chē)盤(pán)時(shí)，系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測(cè)信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)，檢測(cè)信號(hào)包括超 長(zhǎng)檢測(cè)、到位檢測(cè)、極限位置檢測(cè)、人員誤入檢測(cè)、急停信號(hào)檢測(cè)等。若有載 車(chē)盤(pán)運(yùn)行不到位或車(chē)輛長(zhǎng)度超出車(chē)庫(kù)允許的長(zhǎng)度，所有載車(chē)盤(pán)將不進(jìn)行運(yùn)作， 若檢測(cè)到急停信號(hào)，將停止一切運(yùn)作，直至急停信號(hào)消失。除此之外，還可從 控制軟件中設(shè)置保護(hù)信號(hào)，比如時(shí)間保護(hù)，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號(hào)失靈 時(shí)主體設(shè)備及車(chē)輛的安全。 1.3.3 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)控制器可以通過(guò)網(wǎng)卡、等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，在控制中心即可解決， 方便管理人員、安保人員異地辦公。 1.3.4 自動(dòng)道閘 在車(chē)庫(kù)出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘，用戶在車(chē)庫(kù)出入 口處刷卡后，系統(tǒng)自動(dòng)判別該卡是否有效。若有效，則道閘自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)感 應(yīng)線圈后，自動(dòng)?xùn)艡谧詣?dòng)關(guān)閉；若無(wú)效，則道閘不開(kāi)啟，同時(shí)聲光報(bào)警。 1.3.5 監(jiān)控安保系統(tǒng) 在停車(chē)樓各處安放的監(jiān)視器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒肟刂剖遥脖Ｈ藛T通過(guò)屏 幕監(jiān)視控制車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況。具有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、車(chē)牌識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種 類(lèi)型的報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等功能，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人看守。 9 1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 機(jī)械立體停車(chē)庫(kù)是解決大都市內(nèi)停車(chē)難問(wèn)題的有效方法。土地資源緊張是 大都市的現(xiàn)狀，在亞洲各國(guó)大城市表現(xiàn)的尤為突出，所以機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)在 亞洲的應(yīng)用比較廣泛，目前統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，立體停車(chē)庫(kù)市場(chǎng)大多在亞洲的日本、 韓國(guó)、中國(guó)等地。 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)，至今已有四十多年的歷史。目前在日本從事 機(jī)械式停車(chē)庫(kù)及其設(shè)備開(kāi)發(fā)、制造的公司約有200多家，其中生產(chǎn)機(jī)械式停車(chē) 設(shè)備的公司約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10萬(wàn)以上。目前全日 本己經(jīng)投入使用的機(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。韓國(guó)機(jī)械停車(chē)設(shè)備技術(shù)是日本技術(shù)的派生。產(chǎn)業(yè)從 20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始起步，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，90年代開(kāi)始進(jìn)入使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī) 械停車(chē)設(shè)備得到普遍開(kāi)發(fā)和利用，韓國(guó)近幾年增長(zhǎng)速度都在30%左右。目前韓 國(guó)停車(chē)設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。 在歐洲，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)家土地資 源比較富余，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)用也很好。德國(guó)和意大利等歐洲國(guó)家的優(yōu) 勢(shì)主要在巷道堆垛類(lèi)產(chǎn)品上。我國(guó)在20世紀(jì)80年代初開(kāi)始研制和使用機(jī)械式停 車(chē)設(shè)備。80年代是起步階段，90年代以來(lái)，隨著汽車(chē)工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤 其是轎車(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)、開(kāi)發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段，現(xiàn)在從事停車(chē)設(shè) 10 備制造的企業(yè)數(shù)約有100家，其中主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)50家。 目前，立體停車(chē)設(shè)備的研究工作在國(guó)內(nèi)也得到逐步的重視，國(guó)內(nèi)許多研究 院所和高等院校都投入技術(shù)力量，對(duì)立體停車(chē)設(shè)備的各個(gè)方面.例如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 控制系統(tǒng)、存取策略、可靠性分析、以及生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行研究，取得了一 系列的成果。與此同時(shí) ，國(guó)家也進(jìn)一步發(fā)展和完善與停車(chē)產(chǎn)業(yè)相關(guān)的法規(guī)和 各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，先后制訂了多項(xiàng)停車(chē)設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)、 技術(shù)開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作。同時(shí)，從中央到地方，都頒布了一系列的法規(guī)條文， 對(duì)停車(chē)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃管理。從2004年起，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局對(duì) 停車(chē)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行許可證評(píng)審工作，規(guī)定在2005年3月31日前未取得生產(chǎn) 許可證的企業(yè)，不得從事停車(chē)設(shè)備的生產(chǎn)工作。 我國(guó)城市停車(chē)行業(yè)從80年代末起，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，現(xiàn)在形成了一定的 規(guī)模，但是還處于初始發(fā)展階段，車(chē)庫(kù)建設(shè)尚在起步階段，在一些大城市中機(jī) 械化車(chē)庫(kù)仍然是空白。停車(chē)行業(yè)的發(fā)展仍存在著一些問(wèn)題:第一，停車(chē)設(shè)備企 業(yè)己經(jīng)形成了一定的規(guī)模，但是發(fā)展不平衡，骨干的大中型企業(yè)在20家左右， 其它的則是中小企業(yè)居多，技術(shù)力量薄弱，缺乏自主開(kāi)發(fā)能力，靠引進(jìn)國(guó)外技 術(shù)圖紙。第二，產(chǎn)品的種類(lèi)增多了，但是質(zhì)量、可靠性、安全性、耐久性均存 在著較大的問(wèn)題，產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量難以保證。第三，停車(chē)行業(yè)的市場(chǎng)開(kāi) 始發(fā)育，但是競(jìng)爭(zhēng)太殘酷，目前總體能力過(guò)剩，價(jià)格偏低，有的產(chǎn)品已經(jīng)降到 行業(yè)平均成本價(jià)以下。 1.5 研究的主要內(nèi)容 本文在查閱國(guó)內(nèi)外大量資料的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套有效而實(shí)用的智能全自動(dòng) 立體停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)。從理論上對(duì)立體停車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并 完成了對(duì)立體車(chē)庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)、存取車(chē)的形式及整體控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具體內(nèi) 容如下: 11 (1)立體車(chē)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 分析了目前國(guó)內(nèi)外同類(lèi)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，在對(duì)可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及 技術(shù)可行性分析比較的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套性能相對(duì)優(yōu)良的立體車(chē)庫(kù)系統(tǒng)。 (2)巷道堆垛式立體停車(chē)設(shè)備的存取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在分析比較的基礎(chǔ)上，確定車(chē)庫(kù)的存取車(chē)形式，然后由此詳細(xì)設(shè)計(jì)停車(chē)位、 載車(chē)板和存取機(jī)構(gòu)。 (3)立體車(chē)庫(kù)運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 通過(guò)比較與分析，設(shè)計(jì)了一套運(yùn)輸系統(tǒng)，并對(duì)運(yùn)輸能力進(jìn)行了計(jì)算與校核， 本系統(tǒng)完全滿足設(shè)計(jì)車(chē)庫(kù)的功能要求。為了提高運(yùn)行速度和平層精度，運(yùn)輸系 統(tǒng)采用變頻變壓調(diào)速電機(jī)，變頻變壓調(diào)速技術(shù)和矢量變換控制技術(shù)。 (4)立體車(chē)庫(kù)總體鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究與設(shè)計(jì) 通過(guò)類(lèi)比,設(shè)計(jì)了立體車(chē)庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)骨架，運(yùn)用有限元方法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)骨架 進(jìn)行了各種工況的受力分析和變形分析，找出了鋼結(jié)構(gòu)骨架的最大應(yīng)力作用單 元和最大變形單元。驗(yàn)證設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)滿足剛度和強(qiáng)度要求。在此基礎(chǔ)上，建立 鋼結(jié)構(gòu)骨架優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低材料的消 耗車(chē)庫(kù)整體重量，提高車(chē)庫(kù)的經(jīng)濟(jì)性。 1.6 課題的主要技術(shù)指標(biāo) 電梯升降速度:60m/min(矢量控制) 最大容車(chē)規(guī)格:5.05m (L) X1.75m (W) X 1.60m (H) 載車(chē)板橫移速度:15m/min 最大容車(chē)重量:2200kg 車(chē)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)層高：1.8m 平層精度要求： 5mm 消防設(shè)備：CO2和水 12 第 2 章 立體車(chē)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)的研究及設(shè)計(jì) 2.1 機(jī)械立體車(chē)庫(kù)的總體方案確定 方案 1：一、根據(jù)轎車(chē)尺寸確定每個(gè)車(chē)位運(yùn)輸機(jī)的長(zhǎng)度寬度。設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)的 形式計(jì)算校核運(yùn)輸機(jī)的力學(xué)性能。 二、根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析和受力的分析選擇采用運(yùn)輸機(jī)橫移。選擇鏈 輪和鏈，確定尺寸。選取發(fā)動(dòng)機(jī)、減速器。對(duì)上述部件進(jìn)行力學(xué)校核。 三、使用載車(chē)板輸送，采用雙車(chē)板交換法，減少了送回車(chē)板的動(dòng)作， 從而減少了取車(chē)時(shí)間。 四、載荷均勻分布，機(jī)械效率高。 五、確定制動(dòng)方案。選擇電磁接觸閥。 六、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，拆裝維修方便。 七、考慮安全防護(hù)設(shè)計(jì)。 八、考慮環(huán)保設(shè)計(jì)。 九、經(jīng)濟(jì)性考慮。 方案 2： 一、根據(jù)轎車(chē)尺寸確定每個(gè)車(chē)位運(yùn)輸機(jī)的長(zhǎng)度寬度。設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)的 形式計(jì)算校核運(yùn)輸機(jī)的力學(xué)性能。 二、根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析和受力的分析選擇采用運(yùn)輸機(jī) 移。選擇鏈 輪和鏈，確定其尺寸規(guī)格。選取發(fā)動(dòng)機(jī)、減速器。然后對(duì)其校核。 三、采用履帶輸送，依靠減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)履帶實(shí)現(xiàn)存取車(chē)，其所需 功率一般在 24kw，輸送速度在 1530m/min。 四、載荷均勻分布，機(jī)械效率高。 五、確定制動(dòng)方案。選擇電磁接觸閥。 13 六、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，拆裝維修方便。 七、考慮安全防護(hù)設(shè)計(jì)。 八、考慮環(huán)保設(shè)計(jì)。 九、經(jīng)濟(jì)性考慮。 綜合以上兩種設(shè)計(jì)方案，第二種方案比較適合本設(shè)計(jì)。整個(gè)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)采用鏈傳動(dòng)，在上面放置兩條循環(huán)鏈，兩條鏈通過(guò)一條通軸連接，而通軸上 的鏈輪由與減速器相連鏈帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)兩條循環(huán)鏈同步轉(zhuǎn)動(dòng)，這 樣就保證了傳動(dòng)的平穩(wěn)性。而第一種方案中，如果用鋼絲繩傳動(dòng)也可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu) 的傳動(dòng)，但是如果要實(shí)現(xiàn)第一種方案一樣的功能，傳動(dòng)過(guò)程顯得就要麻煩一些。 因?yàn)橐菍?shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，必須選擇鏈與鋼絲繩同時(shí)使用才能達(dá)到同步傳動(dòng)的效 果。 圖 1-1 提升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)特點(diǎn)是： 自動(dòng)化程度高，快速處理，連續(xù)出入庫(kù)，停車(chē)效率高。 實(shí)現(xiàn)了由百臺(tái)到上千臺(tái)規(guī)模的大容量停車(chē)。 組合式框架設(shè)計(jì)，保證了產(chǎn)品一致性， 安裝拆卸非常方便。 設(shè)有多重安全防護(hù)措施，確保人車(chē)安全。 操作簡(jiǎn)便，既可集中管理，又可由客戶自己操作。 14 電機(jī)及所用電器元件采用進(jìn)口名牌產(chǎn)品。 不排出汽車(chē)廢氣，清潔環(huán)保。 2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要參數(shù) 技 術(shù) 性 能 參 數(shù) 名稱：巷道堆垛式自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù) 型號(hào)：PXDDK 組車(chē)臺(tái)數(shù)：視現(xiàn)場(chǎng)情況而定 使用車(chē)尺寸：500018501550 驅(qū)動(dòng)：5.5kw 電動(dòng)機(jī) 速度：6m/min 車(chē)重：1700kg 控制方式：伺服定位控制 管理方式：專人管理方式 操作方式：觸摸屏操作 (說(shuō)明：可根據(jù)實(shí)際需要提供九層及以下設(shè)備。) 2.3 升降驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 在巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)的組成部分之中，升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是非常重要的一個(gè) 部分，它的設(shè)置形式非常重要，其結(jié)構(gòu)布置與技術(shù)含量將直接影響車(chē)庫(kù)的安全 性和可靠性。 目前巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)的升降驅(qū)動(dòng)形式主要有曳引驅(qū)動(dòng)和強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)兩種， 強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)形式又有鋼絲繩式(卷?yè)P(yáng)式)和鏈輪鏈條兩種形式。 在選定提升方式時(shí)，需要以安全可靠為第一原則，同時(shí)結(jié)合用戶需求、經(jīng) 濟(jì)性等考慮因素。 鋼絲繩卷筒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在起重機(jī)械上被廣泛的運(yùn)用，是使用上較為成熟的 技術(shù)。它布置靈活，起吊用的鋼絲繩可在空間內(nèi)變向設(shè)置。起吊鋼絲繩失效狀 15 況可以用肉眼觀察得到，預(yù)防性好。但是它的結(jié)構(gòu)尺寸較大，占用空間大，對(duì) 提升高度有一定的限制。而且鋼絲繩使用伸長(zhǎng)量大，平層時(shí)會(huì)引起升降搬運(yùn)器 上浮或者下沉現(xiàn)象。由于它自身結(jié)構(gòu)的限制，鋼絲繩式(卷?yè)P(yáng)式)在巷道堆垛式 立體車(chē)庫(kù)中沒(méi)有得到更廣泛的應(yīng)用。 鏈條提升式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，在低速電梯和低層的立體車(chē)庫(kù) 垂直升降或平面移動(dòng)式)上都有應(yīng)用。用于巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)時(shí)，在車(chē)庫(kù) 的層數(shù)不多，提升速度要求不高時(shí)可以選用。 曳引式是一種被廣泛應(yīng)用于電梯上的提升方式。與卷?yè)P(yáng)式相比，它不僅具 有卷筒驅(qū)動(dòng)的一些優(yōu)點(diǎn)，而且還克服了卷筒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的不利因素，例如，與卷 筒相比，它的尺寸大大減小，同時(shí)提升高度要比卷筒高很多，可用于高層的車(chē) 庫(kù)，因而被廣泛的選用。 為了提高車(chē)庫(kù)的運(yùn)行效率，立體車(chē)庫(kù)要求升降系統(tǒng)有較高的提升速度， 并具有良好的可靠性。在參照和比較現(xiàn)有成熟的電梯技術(shù)的基礎(chǔ)上，決定選定 曳引式升降驅(qū)動(dòng)方式。動(dòng)力源選用高效節(jié)能的圓柱齒輪減速曳引機(jī)。曳引電機(jī) 選用矢量控制方式變頻器，可根據(jù)載荷大小和運(yùn)行方向改變升降速度，有效利 用電機(jī)的輸出功率，其調(diào)速性能和運(yùn)行的平穩(wěn)性均能滿足停車(chē)庫(kù)的要求，平層 精度 5 mm. 2.4 車(chē)輛存取方式 利用機(jī)械裝置從提升機(jī)構(gòu)中將車(chē)輛送至泊車(chē)位或?qū)④?chē)輛從泊車(chē)位取回至提 升機(jī)構(gòu)是利用機(jī)械裝置從提升機(jī)構(gòu)中將車(chē)輛送至泊車(chē)位或?qū)④?chē)輛從泊車(chē)位取回 至提升機(jī)構(gòu)是巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)最重要的功能之一，也是它與普通汽車(chē)電梯 的根本區(qū)別所在。巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)的存取車(chē)方式主要有以下幾種: (1)滑叉載車(chē)式:在提升機(jī)構(gòu)上安裝一套多級(jí)滑叉機(jī)構(gòu)(多為3級(jí)滑叉)，存 車(chē)時(shí)，滑叉逐級(jí)滑出，將載車(chē)板送至停車(chē)位上方，再輕輕放下，然后收回滑又;取 車(chē)時(shí)，先將滑叉滑出至載車(chē)板下方，再略微抬起，當(dāng)載車(chē)板與停車(chē)位托架分離 16 后，將滑叉和載車(chē)板收回至提升機(jī)構(gòu)。 滑叉式的主要缺點(diǎn)是滑叉有一半空行程，影響運(yùn)行效率;動(dòng)作中有較大偏 載(尤其是將車(chē)位上的載車(chē)板抬高時(shí))，會(huì)使導(dǎo)軌局部承受彎矩，影響提升機(jī)構(gòu) 運(yùn)行的平穩(wěn)性，增大了運(yùn)行噪聲。 (2)鏈傳動(dòng)載車(chē)式:其基本原理是以鏈傳動(dòng)的形式，通過(guò)一次微橫移和一次 橫向橫移來(lái)實(shí)現(xiàn)載車(chē)板的存取。存車(chē)時(shí)，第一次微橫移的作用是推動(dòng)橫移機(jī)構(gòu) 連同載車(chē)板作短距離橫移，越過(guò)升降轎廂與停車(chē)位之間的間隙;第二級(jí)的作用 是通過(guò)每隔一定鏈節(jié)設(shè)置的加強(qiáng)鏈軸(兩排鏈軸聯(lián)結(jié)并加強(qiáng))或拔叉(或在加強(qiáng) 的鏈軸上再加裝撥叉)隨鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)直線撥動(dòng)載車(chē)板下部的擋板，使載車(chē)板平穩(wěn) 地轉(zhuǎn)移到停車(chē)位的托梁上，為了減少摩擦力，一般還安裝尼龍滾輪，在載車(chē)板 底部與托梁接觸的部位安裝尼龍條。 鏈傳動(dòng)橫移裝置克服了多級(jí)滑叉式橫移裝置的缺點(diǎn)。但它對(duì)提升機(jī)構(gòu)的平 層精確度要求較高。目前一般采用變頻變壓調(diào)速方式及高精度傳感器來(lái)滿足平 層精確度的要求。 (3) 擺桿式:擺桿式橫移裝置是在升降轎廂底中部設(shè)置一個(gè)可正反向360。 旋轉(zhuǎn)的擺桿。在托盤(pán)下部靠近井道一側(cè)的適當(dāng)位置安裝擋塊，通過(guò)擺桿從不同 方向撥動(dòng)擋塊以實(shí)現(xiàn)托盤(pán)的橫向移動(dòng)。該方式在歐洲，尤其是德國(guó)使用較為常 見(jiàn)。日本也有類(lèi)似的改進(jìn)型產(chǎn)品。 在巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)的這幾種存取方式之中，鏈傳動(dòng)式結(jié)構(gòu)緊湊，占用 空間位置小，在保證了提升機(jī)構(gòu)的平層精度蕊二巧。的情況下，是較理想的選 擇，因此選用鏈傳動(dòng)式作為車(chē)庫(kù)的車(chē)輛存取方式。 車(chē)庫(kù)的鏈傳動(dòng)橫移裝置安裝在提升轎廂上，設(shè)計(jì)成上下兩層，上層為存取 載車(chē)板用的橫移機(jī)構(gòu)，包括橫向推拉載車(chē)板電機(jī)和兩組橫移鏈條，其作用是存 取載車(chē)板。下層是微橫移機(jī)構(gòu)，包括兩條微橫移鏈條和微橫移電機(jī)，其作用是 使放置在它上面的橫移機(jī)構(gòu)往左或者往右越過(guò)轎廂和停車(chē)位之間的間隙。它同 時(shí)起到減少摩擦力和定位導(dǎo)向的作用。 17 車(chē)庫(kù)工作時(shí)，提升機(jī)構(gòu)首先將轎廂提升到指定層，然后微橫移機(jī)構(gòu)動(dòng)作， 拖動(dòng)上層橫移機(jī)構(gòu)和載車(chē)板稍微移動(dòng)一段距離，靠近停車(chē)位，如果是存入車(chē)輛， 則上層橫移電機(jī)動(dòng)作，帶動(dòng)循環(huán)鏈條，通過(guò)鏈條上的銷(xiāo)拉動(dòng)載車(chē)板及在上面的 汽車(chē)進(jìn)入停車(chē)位，到位后銷(xiāo)與載車(chē)板的嚙合自動(dòng)脫離。在取車(chē)時(shí)則相反，微橫 移機(jī)構(gòu)的動(dòng)作使循環(huán)鏈嚙合載車(chē)板，然后橫移機(jī)構(gòu)拉動(dòng)載車(chē)板到提升吊籠上。 存取車(chē)動(dòng)作結(jié)束后，微橫移機(jī)構(gòu)動(dòng)作，回到轎廂上。 2.5 巷道堆垛式立體停車(chē)系統(tǒng)的控制系統(tǒng) 18 圖 2-1 存車(chē)流程圖 圖 2-2 取車(chē)流程圖 巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)有兩層;管理層和測(cè)控層。管理層負(fù)責(zé)日 常的一些例如計(jì)時(shí)收費(fèi)、打印單據(jù)等管理工作，同時(shí)還和測(cè)控層實(shí)現(xiàn)通訊管理。 它以臺(tái)式電腦為核心，配備有打印機(jī)、通訊模塊等外部設(shè)備。 測(cè)控層則負(fù)責(zé)車(chē)庫(kù)存取車(chē)控制、位置檢測(cè)、安全檢測(cè)等底層操作，因而需 要高度的工作可靠性和快速響應(yīng)性。所以測(cè)控層選用PLC(可編程控制器)作為 控制系統(tǒng)的主控機(jī)。PLC有以下優(yōu)點(diǎn):1、可靠性高，它采取了光電隔離、濾波、 穩(wěn)壓保護(hù)、故障診斷等多種手段，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)5萬(wàn)10萬(wàn)左 右。2、響應(yīng)快。3、小型，并采用模塊化的結(jié)構(gòu)、因而安裝容易。另外，除了 通用的模塊外，還選用了高速計(jì)數(shù)模塊、多點(diǎn)1/0模塊、通訊模塊等。 PLC工作時(shí)，首先開(kāi)機(jī)自檢，確認(rèn)無(wú)故障報(bào)警后，判斷當(dāng)前是手動(dòng)模式還 是自動(dòng)模式。手動(dòng)模式是用于設(shè)備調(diào)試或者故障處理情況。自動(dòng)模式則由PLC 中的程序控制車(chē)輛的存取。 19 第 3 章 機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1 傳動(dòng)鏈和鏈輪的選擇 起重鏈有環(huán)行焊接鏈和片式關(guān)節(jié)鏈。焊接鏈與鋼絲繩相比，優(yōu)點(diǎn)是撓性大， 鏈輪片齒數(shù)可以很少，因而直徑小，結(jié)構(gòu)緊湊，其缺點(diǎn)是對(duì)沖擊的敏感性大， 突然破斷的可能性大，磨損也較快。 另外，不能用于高速，通常速度小于 0.1 米/秒（用于星輪） ，速度小于 1 米/ 秒，用于光輪卷筒。片式關(guān)節(jié)鏈的優(yōu)點(diǎn)：撓性較焊接鏈更好，可靠性高， 運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)。缺點(diǎn)：有方向性，橫向無(wú)撓性，比鋼絲繩重，與焊接鏈差不多， 成本高，對(duì)灰塵和銹蝕膠敏感。 起重鏈用于起重量小，起升高度小，起升速度低的起重機(jī)械。為了攜帶 和拆卸方便，鏈條的端部鏈節(jié)用可拆卸鏈環(huán)。 片式關(guān)節(jié)鏈?zhǔn)怯杀偲凿N(xiāo)軸鉸接而成的一種鏈條。焊接鏈與片式關(guān)節(jié) 鏈選擇計(jì)算方法相同。 根據(jù)最大工作載荷及安全系數(shù)計(jì)算鏈條的破壞載荷 ,PF以 來(lái) 選 擇 鏈 條 ，max,PFs 破壞載荷（N） 鏈條最大工作載荷（ N）maxF 安全系數(shù)（按手冊(cè) 28.175 選?。㏒ 選擇片式關(guān)節(jié)鏈中的傳動(dòng)用短節(jié)距精密磙子鏈 20 結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)： 由外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)鉸接而成。銷(xiāo)軸和外鏈板、套筒和內(nèi)鏈板為靜配合； 銷(xiāo)軸和套筒為動(dòng)配合；磙子空套在套筒上，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以減少嚙合時(shí)的摩 擦和和磨損，并可以緩和沖擊。 選擇單排短節(jié)距磙子鏈。 3.2 鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.鏈輪齒數(shù) 小鏈輪齒數(shù)取 =25，傳動(dòng)比 i=2.51Z 大鏈輪齒數(shù) =i =2.525=62.5 取 622 2.實(shí)際傳動(dòng)比 i= = =2.4821Z65 3.鏈輪轉(zhuǎn)速 初選小鏈輪線速度 =0.1m/s，1V 估選小鏈輪直徑 d=160mm， 則大鏈輪直徑 D=id=2.48160=396mm 由大鏈輪和小鏈輪在同一軸上，故大鏈輪上的線速度 = =0.12.48=0.248m/s，則與電機(jī)相連的小鏈輪的線速度2V1Dd = =0.248m/s3 21 則其轉(zhuǎn)速為 = = =30m/s1n2VR0.486 則大鏈輪轉(zhuǎn)速為 = = =12r/min21i3. 4.修正功率 cp 小鏈輪傳遞功率為 P=2.4kW 故 =2.41.41=3.36kWc 式中參數(shù)： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 14.2-4，工況系數(shù) =1.4，1f 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù) =12f 5.鏈條節(jié)距 P 由修正功率 =3.36kW 和小鏈輪轉(zhuǎn)速 =30r/min，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 2，cp1n 查取鏈節(jié)距 P=12A，即 P=19.05mm 6.初選中心距 0pa 因結(jié)構(gòu)上未限定，取 =35 7.鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù) 0X =2 + +0pa12z3opfa =235 +564.8 =114.49 取 =114 節(jié)，式中 = =34.680X3f25() 22 8.鏈條長(zhǎng)度 L L= = =2.17m01Xp49.05 9.理論中心距 A A=P 021()aZK =19.05（ 2114-62-25）0.24645 =662mm 式中， =0.24645，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 2 插值法求得a 10.實(shí)際中心距 = - =663-0.004662=659mmA 11.與電動(dòng)機(jī)相連的鏈輪上鏈的轉(zhuǎn)速 =v160znp = 2539. =0.238m/s 12.有效圓周力 F F= = =10000N10pv2.438 13.作用于軸上的拉力 Q =1.21100001.20QAFK =12000N 14.潤(rùn)滑方式的確定 根據(jù)鏈號(hào) 12A 和鏈條速度 V=2.1m/s，由圖 14.2-5，選用潤(rùn)滑范圍 3 即油 池潤(rùn)滑或油盤(pán)飛測(cè)潤(rùn)滑， 15.鏈條標(biāo)記 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，采用單排 12A 滾子鏈，節(jié)距為 19.05mm，節(jié)數(shù)為 114 節(jié)， 其標(biāo)記為：2A-1114.GB/T1243-1997 23 鏈條參數(shù)為： 節(jié)距： 19.05pm 滾子直徑： .d 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬： 12.57b 銷(xiāo)軸直徑： .96dm 套筒孔徑： 35. 鏈條通道高度： 18.4h 內(nèi)鏈板高度： 2.0m 外中鏈板高度： 35.6h 過(guò)渡鏈節(jié)尺寸： 17.9l 2.4m0.1c 排距： .78tp 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬： 21.5b 外鏈節(jié)內(nèi)寬： 37.8m 銷(xiāo)軸全寬： 46.9b 24 3.3 鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1 設(shè)計(jì)鏈論尺寸 1. 鏈輪齒數(shù) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中大鏈輪齒數(shù) =62，2z 其他所用鏈輪尺寸與小鏈輪標(biāo)準(zhǔn)相同， =25；1z 2. 配用鏈條的節(jié)距、滾子外徑、排距 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 2 表 14.2-2 配用鏈條的節(jié)距 P=19.05mm 滾子外徑 =11.91mmrd 排距 =22.78mmtp 3. 分度圓直徑 d = = =152mm1d018sinz80259.i = = =376mm20218sizp01862.i 4. 齒頂圓直徑 ad =maxD1.25rp9.01.64 25 minaD1.6()rpdz.52()9.05.18maxd1.rpd376259.01.38mmina2()rz1.637()9.051.8 可在 和 之間選取，但當(dāng)選 時(shí)，應(yīng)注意用展成法加工時(shí)admaxindmaxd 又可能發(fā)生頂切，故由 =164mm =158mm 取 =160mmaxDinaaD =388mm =378mm, 取 =380mmmadmidd 若為三圓弧一直線齒形，則 =p(0.54+ )a 018cotz 5. 齒根圓直徑 fd1fd521.940.rDm2f37.36.r 6. 分度圓弦齒高 ah 26 1maxh10.8(.625).5rpdz.(.)9.1.965086m1minah.().5(0.)3.57rpdm2ax2.0.6.rz .8(.5)19.051.96m2inh0.().(.)3.57rpdm 是為簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助尺寸， 相應(yīng)于 ，a maxhmaxd 相應(yīng)于 ，故 取介于 與 之間的數(shù)，即可取 =4mm, minhminadahmaxinh1 =5mm2a 7. 最大齒根距離 xL 奇數(shù)齒 =dx09coszrd 偶數(shù)齒 = =dxfr 由 =25 故 =1z1xL019cosrzd = 52.140m 27 =62 故 = = 2z2XLfd2r =372-11.91=360.09mm 360mm 8. 齒側(cè)凸緣（或排間槽直徑） gd h內(nèi)鏈板高，可由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 2 表 14.2-2018cot.4.76gzdp 查的，h=18.08mm 故0181t..gz =19.05 co.418.0761325m 02182tgzdph = 9.co.418.076356 9. 軸向齒廓及尺寸 (1)齒寬 1fb 則 2.7pf10.95b 查表 14.2-2 得 則2.7 = ，當(dāng) 時(shí)，若經(jīng)制造廠同意，亦可1fb10.95..5m12.7p 使用 時(shí)的齒寬。 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬2.7p1b (2)齒側(cè)倒角 a =ab0.619.543pm 28 (3)齒側(cè)半徑 xr xr19.05pm (4)齒全寬 fb 排數(shù)，取單排鏈，故fm1()tfp1m 即 fb12f 10. 鏈輪公差 對(duì)一般用途的滾子鏈鏈輪，其輪齒經(jīng)機(jī)械加工后，齒表面粗糙度。 滾子鏈鏈輪齒根圓直徑極限偏差及量柱測(cè)量距極限偏差 （摘自 GB/T1243-1997） 尺寸段 上偏差 下偏差 備注 齒根圓極限偏 差 量柱測(cè)量距極 限偏差 127fd50f2fd00 0 -0.25 -0.301h 鏈輪齒 根圓直 徑下偏 差為負(fù) 值。它 可以用 量柱法 間接測(cè) 量，量 柱測(cè)量 距的工 稱尺寸 見(jiàn)下表 29 滾子鏈鏈輪的量柱測(cè)量距（摘自 GB/T1243-1997） 項(xiàng) 目 符號(hào) 偶數(shù)齒量柱測(cè)量距 奇數(shù)齒 RM 計(jì)算公式 =376+11.91=388minRMdm09icosRz1521.64 注：量柱直徑 =滾子直徑 ，量柱的技術(shù)要求為：極限偏差為 。Rdd 0.1 滾子鏈鏈輪齒根圓徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng) 項(xiàng) 目 要 求 鏈輪孔和齒根圓直 徑之間的徑向圓 跳動(dòng) 不應(yīng)超過(guò)下列兩數(shù)值中的較大值 或 ，最大到(0.8.0)fdm.1576 軸孔到鏈輪齒側(cè)平直部 分的端面圓跳動(dòng) 不應(yīng)超過(guò)下列計(jì)算值 ，(.90.8)fdm 最大值 1.4 11. 鏈輪材料及熱處理 材料選用 45 鋼，經(jīng)淬火，回火處理，齒面硬度在 4050HRC 之間，應(yīng)用 范圍：無(wú)劇烈沖擊震動(dòng)和要求而耐磨損的主、從動(dòng)鏈輪，根據(jù)實(shí)際情況選材符 合要求。 12. 鏈輪結(jié)構(gòu) 中等尺寸的鏈輪除表所列的整體式結(jié)構(gòu)外，也可做成板式齒圈的焊接結(jié)構(gòu) 或裝配結(jié)構(gòu)，輪輻剖面可用橢圓形或十字形，可參考鑄造齒輪結(jié)構(gòu)。 30 圖 3-1 鏈輪 圖 3-2 滾動(dòng)鏈 31 3.3.2 確定鏈論結(jié)構(gòu) 1.輪轂厚度 h h= ，式中 ，60.1fdk160kdm280kd 常數(shù) ： d 150 k 3.2 4.8 6.4 9.5 2.輪轂長(zhǎng)度 l ， ， ，故3.lhmin2.6h3l取 1603(9.5.152)63lhm280(9.5.17)80m 3.輪轂直徑 bd ， ， 見(jiàn)表 14.2-11hkmaxhgd16021d28734h 3.4 滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算 在低速重載的鏈傳動(dòng)中，鏈條的靜強(qiáng)度占有重要地位，通常 v 1.337/0.92 1.45kw 選電機(jī)功率 1.5kwPP 3.7.2 微橫移機(jī)構(gòu)電機(jī) 橫移機(jī)構(gòu)的行程 0.2m ，微動(dòng)時(shí)間 設(shè)定為2s,則速度2L2t / 0.lm/s。 2VL2t 所移動(dòng)的質(zhì)量 2500kg，則所消耗的功率為2M * * * * 2500*9.8*0.2*0.1 0.49kw2PF2gV 鏈傳動(dòng)的功率 0.920.96 ，取最小值計(jì)算，n 所需電機(jī)功率 0.49/0.92 0.53P 選電機(jī)功率 0.75 kw2 3.7.3 選用減速機(jī) 橫移機(jī)構(gòu)選用上海邁特傳動(dòng)設(shè)備有限公司的行星齒輪減速機(jī)(N系列)，結(jié) 構(gòu)形式為普通雙軸伸式雙軸聯(lián)接型，安裝形式為臥式安裝。行星齒輪減速機(jī)采 用了行星齒輪形式，除具有常規(guī)特性外，還使結(jié)構(gòu)更加合理化，它不僅比單級(jí) 行星齒輪傳動(dòng)具有更高的傳動(dòng)效率和承載能力，還在結(jié)構(gòu)布局上縮小了空間位 置，同時(shí)在相近體積條件下，能獲得更大傳動(dòng)比，更有利于設(shè)備的配置。 微橫移機(jī)構(gòu)則選用上海邁特傳動(dòng)設(shè)備有限公司的斜齒輪硬齒面減速機(jī)(D系 列)，結(jié)構(gòu)形式為普通軸伸式，安裝形式為臥式安裝(W4)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、 體積小、工作平穩(wěn)、輸出轉(zhuǎn)速選擇范圍寬，通用性強(qiáng)的特點(diǎn) 39 3.7.4 存取機(jī)構(gòu)中聯(lián)軸器的選擇 在存取機(jī)構(gòu)中，鏈輪與其驅(qū)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)軸與減速機(jī)之間都需要用聯(lián)軸器連 接。在存取機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合中，鏈輪與軸、軸與減速機(jī)之間難以保證精確對(duì)中，要 選用有補(bǔ)償功能的聯(lián)軸器，同時(shí)又要結(jié)合成本方面考慮。 滾子鏈聯(lián)軸器是利用一條公用的雙排鏈條同時(shí)與兩個(gè)齒數(shù)相同的并列鏈輪 嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)兩半鏈軸器的聯(lián)接，為了改善潤(rùn)滑并防止污染，一般都將聯(lián)軸器密 封在罩殼內(nèi)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用標(biāo)準(zhǔn)件，工藝性好，制造容易，對(duì)安裝精 度要求不高，裝拆方便、具有一定補(bǔ)償能力，對(duì)環(huán)境適用范圍廣等結(jié)構(gòu)特性， 可用于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的一般水平傳動(dòng)軸系。本設(shè)計(jì)中選用武漢正通公司的滾子鏈聯(lián) 軸器。 3.8 軸承的選擇 本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，用到的軸承以軸向力為主，即主要承受軸向載荷， 故根據(jù)軸軸承的特點(diǎn)，可選用深溝球軸承，其主要特點(diǎn)如下： 主要承受徑向載荷，也可用來(lái)承受徑向和軸向聯(lián)合負(fù)載，在轉(zhuǎn)速很高，不 宜采用推力軸承時(shí)，可用來(lái)承受純軸向負(fù)載。允許內(nèi)圈軸線相對(duì)于外圈軸線 61, 3.9 軸的選擇 3.9.1 選擇材料 軸