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4.1.6联轴器选择 36
结论 36
参考文献 37
致谢 38
第1章 绪论
1.1研究的背景与意义
1.1.1研究的背景
随着改革开放和我国社会、经济的迅速发展,人们生活水平的不断提高,私家车的数量增长十分迅速,使得原本人口就十分密集的城市中,小区、街道的停车位严重
的不足停车难的问题日益严重,立体车库无疑是解决小区停车难问题的一种有效途径[1]。
由于经济和社会的快速发展和城市化档次的提高,车辆的数量飞速的加多。
由于过度加多的汽车的数量,因此,城市道路建设的设备无法赶上经济发展的速度,造成严重的交通拥堵和车位的问题。
同时停止网站规划不合理、绿地的占领和车道现象,加剧了交通混乱,导致进一步的交通拥堵,摧毁了城市居住环境和交通之间的关系,成就一个恶性循环。
目前,中国城市机动车所有权和停车位的比例是5:
1,停车位严重短缺。
从城市建设的经验,以确保交通拥堵,不仅要满足基本的停车位100%,还要满足公共停车位20%。
目前,我国大多数城市采用平面式停车场,停车场设备复杂,有效的停车位置很小,面积大,车辆和人员的安全很差。
平均下来一辆小汽车占据40平方米的面积。
因为这些原因,给业主或开发商都是非常不利的。
因此,立体车库的建设迫在眉睫,而且我们国家的经济发展,城市的生活水平改善城市静态交通。
立体车库以其优势的平面式车库,诞生以来广泛的关注,近年来人们越来越多的关注。
本文在这种背景下,试图做一些研究和重建[2]的停车问题。
1.1.2论文研究的意义
为了解决城市停车问题的问题,最小面积,更多的车辆停止,但也允许租户访问车辆安全,方便。
垂直循环停车车库,土地利用率高、操作简单、灵活、安全、可靠、适应性强、和许多其他的优点,是主要的大型城市居住区停车问题的方向发展。
具体来说,本研究的意义主要在以下方面:
1.节省空间
立体停车库的占地面积为平面停车场的1/2-1/25,空间利用率比建筑自走式停车库提高了75%。
尤其在商业中心区、旅游景点、医院、银行、办公楼等人流和车流量大的公共场所,有很大的作用。
2.垂直循环立体停车库完全采用电脑控制,司机存车更方便
该过程自动停车和车辆。
老板简单的停车卡或支付到车库,车是非常方便的访问。
通常一次保存(采取)车时间为2分钟,有效地避免了传统停车库存取车需要走的路程,也节省了找车位的时间,同时也减少了环境的污染,安全便捷[3]。
3.综合投资少
垂垂直循环式立体车库占地面积小的空间,空间利用率高。
这大大减少了投资的土地面积,操作过程中,低能耗,减少管理,也大大节省了成本。
停车场建设具有结构简单、
少量的工程投资,只有少量的通风,所以成本大大降低。
据统计,每个停车位约3-7的新停车设备几百万元,15万元,建设成本[4]自航停车位。
4.配置灵活
立体停车库可单独设计,也可依附在其他建筑物内,可设在地上、地下或半地下,型式多样,适应性广。
5.改善环境
新型循环立体停车库不仅可以改变了停车的环境,伴随着也可以降低噪音、污染及土地覆盖,缓解了行车环境,让交通不在如此的拥堵,达到了人、车分流,维护了行人安全的同样也改善了居住生活环境、加强了绿化面积。
1.2国内外发展状况
1.国内发展状况
中国早期研发的机械车库开始于1980年代,河北承德华谊机械车库集团于1989年建立第一个垂直循环机械式停车设备,填补我国空白机械停车场。
从90年代开始在北京、上海、广州、深圳等地方开始投入使用。
参照国际标准,介绍了中国的行业标准,目前已有上千家公司生产各种类型的停车设备,甚至有些公司的停车设备已开始出口世界各国。
机械式立体车库不仅是一个简单的车库、更是一种具有综合性能的建筑,不仅包含了机械停车设备,其规划建设涉及到区域整体景观、建筑结构、通讯监视、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,需要全能型的人才把国外更加成熟的技术移植到我国停车产业,开发出更加安全、高效、节能、经济的产品,满足国内外市场不断发展的需求[5]。
虽然我国的停车设备有了一定的发展,但是依然存在一些问题,例如没有统一的技术标准;
大多数的产品都是引进国外技术制造,技术水平较低;
而且缺少一定具有规模的企业,生产能力不足;
市场竞争混乱,有的企业为抢占市场,选择低价竞争;
技术创新能力严重不足和管理严重滞后等。
上述问题,需要我们在市场、管理和技术等方面做出努力。
确定公共停车位的合理数量,实现投资的多元化,确定车库的管理属性和停车收费标准,对投资者和经营者给予优惠扶持政策。
市场方面,建立车库市场运行机制,提高占路停车收费标准,让大家都去选择车库停车。
实施政府监督和政策调控,促进产业的良性发展。
虽然立体车库发展趋势快,但是目前立体车库的应用却很少。
其问题不是技术上的原因,而是人们的思维观念没有转变过来。
随着我国经济和住房业的迅速发展,小区式的住房已成为主流、私家车的数量越来越多。
随意人们思想的慢慢转变,立体车库必然能够迅速发展起来。
同时,立体车库的技术也必然在今后的若干年内有飞速的发展。
所以无论是立体车库工程的建造和使用,还是立体车库的研究发展前景都是非常乐观的[6]。
2.国外发展状况
早在50多年前,立体车库在国外就出现了,先后出现了针对家庭使用的双层停车设备;
地下车库;
多层升降横移停车设备;
适合城市中心商住区使用的停车楼和停车塔;
从70年代的结束,世界经济正在迅速发展,汽车的数量不断增加,这使得立体停车技术的研究和开发的研究和开发三维停车技术。
外国发展立体车库前更好的与日本、英国、德国和其它发达国家。
在亚洲,在亚洲,立体停车设备的使用,越来越多的发达国家日本和韩国。
研究从1960年代初停车设备。
当时日本汽车保有量为500万,其中大部分使用垂直循环式停车设备。
80年,日本开始韩国和中国的台湾省,产品和技术的出口。
在90年代初,汽车保留6200万卷,立体停车设备得到高速发展,年增加率飙升至30%以上,品种从单一到多风格发展。
近年来,已经开发了总共9个类别的近一百个品种,其管理制度、技术标准和其他方面的越来越完美。
从日本、韩国立体停车设备技术的引入,开发过程是相对稳定的。
1970年代初期,80年代的介绍阶段,90年代使用的阶段。
工厂有一百多个,已进入中国的现代集团,LG公司,德山公司,该公司和其他许多公司。
因为政府的高度重视和停车设备开发和应用广泛,年增长率达到30%,2000年其发展阶段,与供应的数量不断扩大,停车设备快速发展。
德国的停车产业也很发达,其多高层钢结构立体车库性能分析和组件标准化生产克劳斯和OTTOWOHR两家公司占总产量的大约80%[7]德国。
1.3立体车库的分类
经过长期的发展,立体车库根据其结构,大致可以分为以下几个:
垂直起飞和降落类型、垂直循环类型、水平循环类型,升降平移,巷道类型、水平移动类型,简单的提升式等立体车库。
垂直升降,升降和转让、巷道类型、水平循环类型、平面移动类型停车的车辆多达几十甚至1000汽车。
建在如车站、码头等大空间和交通密集的区域。
垂直循环类型,简单起重类型的区,占地面积更小,减少存储车辆。
(1)垂直升降式立体车库
垂直升降立体车库也叫塔式立体车库,它是通过促进起重机和起重机器上的安排震摇机制将车辆或车辆导线,实现立体车库停车,见下图1-1。
垂直升降停车设备的工作原理是:
用起重设备将停止在车辆上的加载模板指定的级别,然后安装在提升机遍历设备车辆进入停车场。
车库内部分层结构,一般级别存储两辆车多数,停车场高度30-50米,平均50平方米的土地可以存储车辆40到50辆汽车,是传统的停车场车辆包含10倍的速度填充区域的停车设备者优先,如:
酒店、购物中心、旅游景点等。
这个车库也有它的缺点,如:
高度高,设备的安全,加工和安装的要求非常高,成本也很高。
但高利用率的车库,可以设置,也可以单独设置,美丽的外表,和周围的环境很和谐的组合。
最合适的建筑高度在熙熙攘攘的城市中心区域和停车车辆集中积累。
图1-1垂直升降立体车库
(2)升降横移类立体停车库
升降升降平移立体车库:
电机将停止在模板上的车辆停车或汽车通过垂直或水平的遍历。
它的工作原理是:
每辆车进行模板,通过提升车辆携带模板滑动运动到达一楼,从而达到获得车辆的目的。
停在车库地上在车里只做滑动和提升,通过交叉的中间一层穿越一个空缺上铺或较低的层停车场应该车辆承载板上升或下降到底层,司机可以今天车库汽车[10]。
立体车库是见下图1-2展示。
使用模块化设计,每个单元可以设计成两层、三层、四层、五层和其他形式,停车位的数量从几到几百种不同的。
模板底部楼层只有水平运动,中间层可以横向和可以上下升降,顶部层提升。
通过不断提升和水平运动,获得完整的车辆。
这种立体车库低成本、灵活配置,易于安装,适用于地面和地面层。
图1-2升降横移立体车库
(3)垂直循环式立体车库
垂直循环立体停车设备采用与地面垂直方向做循环运动而达到存取车辆的目的。
其工作原理是通过减速电机带动传动机构,在牵引构件链条上,存放在载车板上的车量随链条一起作循环运动,从而达到存取车辆的目的。
存车时,驾驶员将车开到设备最下面存车拖架准确位置后,出库后按动车库旁边的操作按键,电机启动,存车拖架将随之运动,直至另一空的存车拖架转动到最下面的位置即停止运动;
取车时,按下车辆所存放位置的编号按键,设备启动,存车拖架按最短路程运行至最下端,驾驶员将车开出。
该车库的机械性能稳定、配置灵活、安装操作简便,运行平稳、安全性高、存取车
方便,外观轻巧美观。
同时占地面积较小、容量大、利用四个平面停车车位就能停放
10-30辆车。
如图1-3。
图1-3垂直循环立体车库
(4)巷道堆垛式立体车库
采用巷道堆垛机作为存取车辆的工具,所有的车辆均由桥式起重机或堆垛机将在搬运器内的车辆,水平和垂直移动到存车位,并由存取装置实现车辆的有序存取。
其工作原理是采用桥式起重机或堆垛机作为存取车辆的工具,所有进到搬运器的车辆均由桥式起重机或堆垛机水平和垂直移动到存车位或者从存车位取出车辆,因此对堆垛机的技术要求较高,由于堆垛机的成本较高,巷道堆垛式立体车库多用于车位数需要较多的客户使用[12]。
如图1-4所示。
图1-4巷道剁堆式立体车库
(5)多层循环立体车库
如图1-5所示。
汽车携带,升降和移动通过左右与圆周运动,从而实现任意多层存储车辆。
根据需要增加入口的方向机制,避免倒车麻烦。
最适宜建在地形狭窄且只允许设置一个出入口的场所。
根据车辆进入地下室的不同形势,划分成汽车从地面到地下停车场设备直接从方法和使用的起重装置,使汽车的升力。
根据循环方向和停车方向上的不同,可分为横式和
纵式两种[13]。
图1-5多层循环立体车库
(6)水平循环立体车库
水平循环式立体车库如图1-6所示。
通过水平循环实现获得车辆的目的。
它的工作原理是访问停放车辆停车系统在水平平面圆形移动需要访问车辆进行模板搬到门口,司机和汽车移除或沉积。
根据汽车的运动的形式可分为圆形和方形两个循环类型。
广场循环:
载车板运动形式为直线运动;
圆形循环:
载车板做圆弧形状运动。
圆形车库最适合建在地形狭长的地方,能够提高土地的利用率,省去了进出口通道。
地下室多采用水平循环式立体停车库,在出入口存取车辆大大增加了土地使用效率,还有效地减少污染和废气,通风设备的成本也大大减少了。
图1-6水平循环式立体停车库
1.4本设计的主要研究工作
基于以上分析与研究,确定本课题的主要工作,具体包括以下内容:
1.垂直循环式立体车库的方案确定
通过对五种不同的立体车库的比较、分析和对比,将立体车库选定为垂直循环立体停车设备。
2.垂直循环立体车库总体结构设计
在确定具体方案之后,对该立体车库进行总体结构设计,车库整体结构的设计—
—升降机构的设计——驱动系统的设计(电动机、减速器、制动器的选择)——传动系统的设计(齿轮、链传动、轴的设计)——结构框架的设计——换向机构的设计。
第2章 立体车库方案及总体结构设计
2.1立体车库总体方案的确定
一、垂直循环立体车库
和地面的方向做圆周运动,从而达到的目的访问车辆停车设备称为垂直循环停车设备。
工作原理是传导机制是由电机、减少和存储汽车拖带坐标系作为圆周运动链,可以达到获得车辆的要求。
结构示意图如图2-1所示。
图2-1垂直循环式立体车库示意图
二.方案的可行性分析
垂直循环立体停车库,占地小,容量大,利用地面两个平面停车位可同时停放8-20辆车;
安装操作简单、配置灵活、性能稳定、安全性高、存取车方便、外观轻巧美观[16]。
产品特点:
1)占地少、容量大,两个车位面积可停8-20辆车;
2)造价低、外装修和消防投资少,建设快外装修;
3)运行安全可靠、稳定。
2.2总体结构方案的设计
该设计方案,很大程度上减了车库的设计和建造难度。
同时也降低了建造费用和复杂程度。
每个轿厢内只存放一辆车,进而在整体上减小了车库的建筑面积。
该车库一般都只有一个车库口,适合于建造在小区或建筑物的边缘,不会对附近的人或物产生噪声或遮挡等影响,同时也可以通过增加高度来增加轿厢的数量,进而达到存放更多车辆的目的。
一个出口也大大减小了车库控制系统的设计与编制难度,减少了控制设备的数量。
该车库也存在着不足:
因为该车库只有一个进出口,在存取车辆高峰期需要排队等待,可以在车库口处设计一个转向装置,这样能够大大减少驾驶员用来掉头的时间和所需的面积。
同时,也增加安全性。
2.2.1机械系统的工作原理
垂直循环立体停车设备的工作原理是通过减速电机带动传动机构,在牵引构件链条上,存放在载车板上的车辆随着链条一起作循环运动,从而达到存取车辆的目的。
2.2.2机械系统的组成
垂直循环立体停车设备是由电控系统、驱动及传动系统以及刚组合结构三大部分构成的。
钢组合结构包括立柱、梁、载车板;
驱动和传动系统主要由电动机、减速器、制动器、链轮、链条、齿轮和传动轴的开放。
差不多构成了框图如图2-2所示。
图2-2垂直循环立体车库的组成
1.整体框架
动力装置、载荷和机械传动系统都是有立体车库的刚结构骨架支撑的,刚结构骨架具有足够的强度、刚度和稳定性,保证了设备的安全性和可靠性。
车库的支架由一个支持,一个斜杆,一个横梁,腹杆、支撑力量和支持梁的上部和下部的辅助设备。
车库顶端与底端设有角轮导轨,车库两边设有托架边轨,轿厢在这些轨道上完成循环升降运动。
立体车库的整体框架结构示意如图2-3所示。
1.整体框架;
2.托架;
3.托架导轨;
4.下链轮;
5.链条导轨;
6.链条;
7.上链轮图2-3立体车库总体框架图
该车库车库共有十辆,可容纳10车。
结束在车库里的顶部和底部各有一辆车,剩下的8共享汽车在车库里两边的车。
汽车的基本尺寸是长5050毫米宽1850毫米高1550毫米。
汽车重量400公斤,车库的总体规模是6800毫米*5400毫米*5400毫米。
2.升降机构
在机械传动系统安排在钢结构框架中,传输部分组成的,一个链条,链条导轨,张力装置、车辆托盘和托盘导轨。
机械循环运动的机构是传动部件,链条是连接链轮与张紧链轮的牵引构件,链条导轨主要作用是保证链条正常运行,使机械正常运行的是张紧装置,车辆托盘是用来放置车辆的。
传动系统由电动机、减速器、联轴器、开始齿轮传动、链传动组成。
电动机通过两次减速,第一次是通过减速器减速,第二个是耦合驱动齿轮减速。
因为齿轮和链轮在同一根轴,链轮和齿轮旋转同时驱动链的旋转,最后意识到马车的运动。
系统传输图如图2-4所示。
图2-4系统传动图
第3章 升降机构的设计计算
升降机构主要解除机制主要由电机、双级行星齿轮减速机,一个刹车,耦合,开放的齿轮、链条传动,传动系统和传输系统。
3.1驱动系统的设计计算
3.1.1电动机的选择
1.计算功率
链速度不是太快,否则不仅车库的整体机制的破坏,减少使用寿命的车库,车本身会造成一定的伤害,链速度太慢,否则它将车库,这样工作效率会降低。
根据访问车辆时间小于一分钟计算,循环链的速度是6米/分钟,一辆汽车的重量是1700公斤,最高权力上升盘所需:
根据参考文献[17]可以了解电动机输出功率:
式中:
——大设备要求功率;
——减速机与设备之间的传动总效率。
其中:
所需动力
要求的速度
带入上式为:
链传动总效率:
——联轴器效率,可以设0.99;
h2——滚动轴承传动效率可以设0.99。
则电机的输出功率为:
2.选择电动机
取同步转速750r/min。
有效转速730r/min。
额定功率22kW的起重冶金电动机
Y225M-8。
3.1.2减速器的选择
链条传动速度:
总传动比:
取减速器及传动比为130,则开始齿轮的传动比为:
由传动比130确定减速器的型号,根据机械设计手册选取减速器型号为NGW102。
3.1.3制动器的选择
制动器许多类型的刹车,现在广泛使用的是电动液压垫制动(代号为YWZ),一个标准的产品,可以买。
刹车动作稳定、寿命长、体积小、重量轻、噪音低、不容易泄漏,也非常权力,供电方便,可以每小时720-1200倍。
补偿型单推杆补偿刹车磨的功能,并且不需要定期调整。
制动轴和Y轴洞d=48匹配d=200,正确的参考[17]选择YWZ200/25制动模型。
3.2传动系统的设计
3.2.1开式齿轮传动设计
1.选择齿轮的材料、热处理、精度及齿数
(1)车库是普通的工作设备,所以考虑用8级精度。
(2)由文献[18]选小齿轮的材料为45钢,调质,齿面硬度为230HBW;
大齿轮材料为
ZG310-570,正火,齿面硬度为190HBW。
(3)选小齿轮齿数 =40, = =4.29×
40=172
2.按齿面接触疲劳强度设计设计公式为:
1)确定公式中的各计算参数
(1)选择载荷系数=1.8
(2)计算小齿轮传递的扭矩:
(3)选取区域系数
(4)由文献[18]查的开式齿轮传动,取
(5)查的材料影响系数MPa
(6)小齿轮接触疲劳强度极限
(7)计算应力循环次数:
(8)由文献[18]取接触疲劳寿命系数,
(9)计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数S=1,则:
2)设计计算
(1)计算小齿轮分度圆直径 ,代入 较小值。
即:
代入数据得:
(2)计算圆周速度v:
(3)计算齿宽b:
(4)计算齿宽与齿高的比:
模数
mm
齿高
(5)计算载荷系数。
根据v=6.44m/s,8级精度查文献[18]表10-3可知动载荷系数直齿轮
由=4.8,查的 故载荷系数:
(6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径:
(7)计算模数m:
取标准模数m=4mm
(8)计算分度圆直径、中心距、齿宽:
计算齿宽:
取
3.校核齿根弯曲疲劳强度校核公式
1)确定计算式中的各个参数
(1)载荷系数:
(2)齿形系数与应力校正系数为:
小齿轮
大齿轮
(3)计算弯曲疲劳应力
查文献[18]表2-1的小齿轮的弯曲疲劳强度极限a
查文献[18]图2-15的弯曲疲劳寿命系数
取弯曲疲劳安全系数S=1.3,则:
(4)小齿轮所受的圆周力:
1)校核计算
所以大小齿轮的弯曲疲劳强度均满足强度要。
3.2.2链传动的设计
链传链传动组成的一个链条,驱动链轮,链轮驱动,并与车辆的传动链存储架和传输链。
电机启动时,牵引链的传动系统循环在垂直平面上,和车辆架驱动垂直环流运动,最后车辆访问。
1.链条的选择
中心距、传动比小,低速大螺距链单行选择。
由额定功率和转速n查的选择滚子
链型号48A,链条节距63.50mm(GB/T1243-1997)。
主要技术参数:
即节距P=76.2mm
滚子外径 mm
销轴直径 mm
内链节内宽47.35mm
极限拉伸载荷N
单排每米质量q=22.6kg/m
内链板高度 mm
技术要求:
调质处理220~250HBS,材料为45钢。
表3-140A滚子链的基本参数和尺寸
润滑方式:
根据链速v=6m/s,节距p=76.2选择用油刷或油壶人工定期润滑方式。
链条结构:
导辊链条上添加十个特殊输出机制,和分布链,每个机构由两个耦合部件组成:
与链链的连接板连接,安装只要更换一个链接链中内链板,另一个连接上的托盘水平轴连接。
这个特殊的铁路输出机制见3-1的图片:
2.链条的设计计算
1.导轨链输出装置图3-1导轨链
由p=76.2mm选取齿数z=95则分度圆直径:
为使托盘运动至车库上部的链轮最上端时不发生碰撞,每个特殊输出结构之间距离至少为2.5m。
根据设计要求:
10辆汽车的股票,选择帧尺寸2050毫米,高1700毫米。
它可以估计,链轮的直径约两米。
(1)初步估算链轮中心距:
(2)链节数计算:
链长长度
链条节数
(3)确定链条实际中心距:
链条长度
当时
理论中心距
实际中心距
其中,取
(4)链条速度
取最长取车时间t,=则1m有in :
由
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