升降横移式双层立体车库的设计_毕业设计(编辑修改稿)

升降横移式双层立体车库的设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

轿车重量都由框架来承受，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。 地面上安装有导轨，底层托盘通过滚轮实现横移，立柱的间距应该根据载车板的宽度而定。 材料的选择 钢结构是 钢材制成的工程结构，通常由型钢和钢板制成的梁、柱、板等构件组成，各部分之间由焊缝、螺栓或铆钉连接，有些钢结构还部分采用钢丝或钢丝束。 钢结构与钢筋混凝土结构、木结构和砖石等砌体结构都是工程结构的不同分支。 它们之间有许多共同性，例如在 结构体系、内力分析和设计程序等方面大体是相同的；但由于材料性质的不同、原材料和构件截面形状的不同，也各有其特殊性。 钢结构具有下列优缺点： （ 1）材质均匀，可靠性高：钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，质量比较稳定。 8 钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果，所以钢结构可靠性较高。 （ 2）强度高，重量轻：钢材强度较高，弹性模量亦高，因而钢结构构件小而轻。 当今有多种强度等级的钢材，即使强度较低的钢材，其密度与强度的比值也小于混凝土和木材，在同样受力情况下钢结构自重小，可以做成跨度较大的结构。 由于杆件小 ，所占空间少，亦便于运输和安装。 （ 3）塑性和韧性好：钢结构的抗拉和抗压强度相同，塑性和韧性均好，适于承受冲击和动力荷载，有较好的抗震性能。 （ 4） 工业化程度高，工期短 ： 钢结构都为工厂制作，具备成批大件生产和精度高等特点 ， 采用工厂制造、工地安装的施 工 方法，有效地缩短工期， 经济效益好。 （ 5） 密封性好 ： 钢结构采用焊接连接后可以做到安全密封，能够满足一些要求气密性和水密性好的高压容器、大型油库、气柜油罐和管道等的要求。 （ 6） 耐热性较好 ： 温度在 250℃ 以内，钢材性质变化很小，钢结构可用于温度不高于250℃ 的场合。 当温度达到 300℃ 以上时，强度逐渐下降， 600℃ 时，强度降至不到三分之一，在这种场合，对钢结构必须采取防护措施。 （ 7）耐锈蚀性差：钢结构耐锈蚀性较差，特别在潮湿和有腐蚀性介质的环境中，容易锈蚀，需要定期维护。 由于钢材和钢结构有上述特点，本次设计的升降横移式双层立体车库主架采用钢结构。 制造方法 立柱采用工字钢，因为工字钢有较强的承载压力的能力。 一共有 6 根立柱，前后各有 4 根，采用浇注的方法固定在混凝土中。 横梁也采用工字钢，由于提升机构的电动机、联轴器和制动器要放在横梁上，所以 采用焊接的方法将横梁平放在立柱上。 纵向梁的选择比较困难，因为纵向梁不仅可以用冷弯矩形空心钢管，也可以采用工字钢。 由于链轮的结构要放在纵向梁上，考虑到采用前者的方法时，需要在冷弯矩形空心钢管上开矩形孔，制造麻烦，所以本次设计全部采用工字钢来搭建车库的钢结构框架。 纵向梁也采用焊接方式固定在横梁上。 结构的强度校核 由上面的分析知道，滑轮安装在纵向梁上，纵向梁要承受轿车和托盘的重量。 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。 取托盘（含轿车）为研究对象，分析受力示意图如 图 3所示： 9 图 2 受力分析示意图 Fig2 Stress analysis diagram 由于四根链条同时承载。 所以每根链条所受载荷 F为： F=（ G1+G2） /4=（ 1600+640）㎏ ㎏ /4=5488N 链条固定在纵向梁上，所以每根梁承受的力为 2744N，纵向梁的承受的最大正应力为 W （ 1） max = maxM 式中 : maxM 梁的最大弯矩； W抗弯截面系数。 梁的受力分析如下图所示： 图 3 梁的受力分析示意图 Fig3 Schematic beam stress analysis 抗弯截面系数与纵向梁的材料有关，查阅《机械设计手册》知道所选的抗弯截面 10 系数为 610 ，所以有： max =2830 106/ = 取  =110Mpa，故纵向梁是安全的。 4 传动系统的设计 横移传动系统 的 设计 平移机构中齿轮、齿条和传动驱动电动机的选择 托盘运行条件是 F1= fN ， 查阅 《 摩擦手册 》 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 ，由公式 fN =af P (2) 式中： fN 轴承所受的摩擦力； af 滚动摩擦系数平均值； P按一般动力计算公式得到的轴承上的当量载荷。 查阅 《 摩擦手册 》 得知部件中是接触式密封，存在制造误差和装配误差，工况加重和润滑剂污染等， af 的值应该扩大一倍，所以： af = 310 2 对于深沟球轴承，由公式： P= rF vK sK tK (3) 式中： rF 径向力； vK 旋转系数； sK 安全系数； tK 温度系数。 rF =G1+G2=(1600+750)㎏ ㎏ =23030N 由于是外圈旋转，取 vK = 查阅 《 摩擦手册 》 得 Ks=,Kt=, 所以： P=23030N = 由式（ 2）可得： fN =af P= 2 310 = 由公式： fN = 1F (4) 1F =2T/d (5) 得出 T= 1F d/2= 220/2=12030N mm= m 11 由于是小型立体车库，适用于小区，移动速度不宜过快，故选择托盘的移动速度为 V=，得齿轮的转速为： n= 60/ =P= 1F V/1000 /60= 210 Kw 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》 ，选用 YCJ132 和 802F24一体的 YCJ 齿轮减速三相异步电动机。 电动机参数为：额定功率为 P= 输出转速为 n=43r/min 输出转距为 T=156N mm 所以选择的电动机合适电动机。 齿轮、齿条的设计 （ 1）选择齿轮、齿条的材料 查阅《机械设计》，齿轮选用 45 号钢调质，表面淬火， 1HBS =217～ 255；齿条选用 45号钢正 火，表面淬火， 2HBS =210～ 240。 （ 2）按齿面接触疲劳强度设计计算 托盘的横移速度 V=齿轮的角速度为： W=2n /60= 由公式： V= rW =Wd/2 （ 6） 式中： d分度圆直径。 可知  d/2，得 d==220 ㎜ 齿轮采用硬齿面，非对称分布。 查《机械设计》得齿宽系数： d = 选取齿轮模数 m=10。 由公式 d=m z （ 7） 式中： Z齿轮齿数。 可知 220 ㎜ =10z，得 z=22 此齿轮齿数 z 在推荐值 20到 40 中可以选取，所以选取 z=22 符合。 查阅《机械原理》由公式 p= m （ 8） 可得齿轮的齿距 p== 10= ㎜。 由公式 12 z2=L 条 /p （ 9） 式中： p链条节距。 可得 齿条的齿数 z2=2400 ㎜ / ㎜ = 取整数 z2=77 查阅《机械设计》，由公式 K = AK VK K K (10) 式中 :K 载荷系数； AK 使用系数； VK 动载系数； K 齿间载荷分配系数； K 齿间载荷分布系数。 查阅《机械设计》可知 AK =； VK =； K =； K =。 所以载荷系数 K 的初值为 tK = = 得 tK =。 查阅《机械设计》 ,由公式 [ H ]= limH NK /S （ 11） 式中： S疲劳。