毕业设计（论文）电梯升降式立式停车库的设计.doc

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1、目 录摘要第1章 绪论31.1立体车库的基本概念 31.2国内外立体车库的发展状况及前景 31.3 机械立体式停车库的分类及特征51.4 电梯升降式立式停车库的设计概要 10第2章 电梯升降式停车库的总体方案设计 142.1 电梯升降式车库主要组成部分142.2 提升机构的设计142.3 旋转机构的设计18总结与展望致 谢参考文献摘 要 停车是速度为零的交通，停车难不仅影响正常的道路交通秩序，而且将降低城市运行效率与效益，进而影响到城市的经济活力，制约城市发展。停车难是世界上许多国家曾经面临或正在应对的课题。停车难是挑战也是机遇，以人为鉴，从转变观念、健全法规、合理规划、加快建设、科学管理等多

2、方面入手，当是停车难的破解之策。 电梯式立体车库与传统车库对比的优点是：占地面积小，空间利用率高，使用方便，效率高，安全可靠，配置灵活，附加设备较少。本文研究的是以升降电梯、行走小车及其横移机构为主体的电梯式立体车库，并对电梯升降式立体车库进行了比较全面的分析设计。包括整体设计、提升机构设计、旋转机构设计、和横移机构设计。 关键词: 车库，电梯升降式立体停车库，升降电梯，旋转机构，横移机构第1章 绪 论1.1立体停车库的基本概念随着城市化进程的加速，日益增多的汽车带来了城市停车厂不足以及由此引发的一系列问题，立体式停车库是我们在城市中紧凑的地方内对停车空间、停车方式进行新的探索。停车库也有底面

3、向地下、有单层向多层发展，停车方式亦由坡道式向机械式发展。立体停车库属于仓储设施,专门为各类车辆自动停放，科学寄存.其由钢构架、回转台（采用埋人式）、输送车或升降电梯、监控操作台及辅助设备（消防、配电、防盗机构）六大部分联合构成,在国内一些经济较发达，人口密度较大的城市中开发推广,专业车场管理公司采用此类设备的时机日趋成熟。1.2 国内外立体车库的发展状况及前景自人类发明汽车以来，一直都利用现有的地面停车。因这种停车方位与行车道处于同一标高之上，车辆进出便捷，管理也很简单，这是其优点。然而，在经济迅速发展，汽车拥有量猛增，土地寸土寸金的现代化大都市，这种需要占有大面场地，把停放车辆一字摆开的传

4、统停车方式，显然已无法再与现实相适应，明显地落伍了。据交通管理部门的一项初步统计表明，在上海市中心区四平方公里的区域内，高峰期的小轿车停放量多达四千余辆，在有限的停车场内，要找到一个停车位，的确已不再是一件容易的事。于是，一种占地少，停车多的新型停车方式立体式停车库便应时兴起。图1-1 停车难其实，立体化的停车方式在发达国家中已算不得什么新鲜事物。早在1920年，美国就建成了世界上第一座采用机械升降的立体汽车库。50年代以后，美国和西欧陆续兴建了多种形式的机械化停车库，到了60年代后期，随着世界汽车工业的迅猛发展，城市汽车拥有量剧增，尤其是大量私人小汽车的出现，使得欧、美、日等发达国家的一些大

5、城市都不同程度地出现了停车难的问题。由于大城市车多地少，特别是市中心商业区更是建筑物高度密集，寸土寸金。于是，占地面积小的机械化立体停车场（库）便得到迅速发展。到1983年，仅日本的立体车库就达25437座，共有停车位19.2万个。 早期的立体车库一般有24层，利用汽车上下行的坡道连接各层的多层、立体坡道式停车库。后来，为了增加停车的车位，人们又采用垂直输送设备来替代汽车上下行的坡道。由此相继出现了托板式、坑下式和多层升降横移式机械停车装置。目前采用较多的是多层升降横移式停车装置。 多层升降横移式停车装置的结构并不复杂。其上层车位托架可以上下升降，下层车位托架可以左右移动，中间层车位托架则既可

6、升降又可平移。这样，只要中间层和下层各有一个空车位，就可以使车库内任何一辆车自由出入。如停放在第三层的某个车位的汽车需要开出时，只要通过托板的水平移动，使下层和中间层的空位移至需要出车的车位下，然后使停于三层的车辆降至地面。这种开发于80年代中期的多层升降横移式停车装置在我国最先使用。多年来，在城市交通建设中，只注重解决动态交通修路，不重视解决静态交通建停车场，造成现有停车位远远不能满足停车需求的严重局面。都市停车难已是我国当前大中城市中普遍存在的一种现象，在城市市区各大小区、商场、医院、车站等地体现最为突出，停车场的发展远远滞后于实际需要，停车位的供需矛盾越来越突出。长期以来被忽视的静态交通

7、建设，由于停车场、泊车位的严重不足，更加会面临前所未有的压力。其中采用立体停车库就是充分利用停车空间和缓解停车空间不足的行之有效办法。由平面停车场发展到立体停车库，使得在同样占地面积下能停纳更多的车，在城市中立体停车库具有较强的实用性，也十分适合城市建筑环境。与此同时，汽车数量的增长也带来巨大的停车市场。在一些发达国家和地区，立体停车库早已成为当地最有效解决停车问题的主要方式。立体停车库能得到进一步的发展，还在于它自身的诸多优点：1. 节省占地面积2. 出入库管理方便，省时省力3. 可避免车辆丢失和损坏4. 配置灵活 立体车库的发展在国外，尤其在日本已有近30至40年的历史，无论在技术上还是经

8、验上均已获得了成功。美、德、日、韩等国家的产品代表国际上的领先水平，国内立体车库多为进口德国和韩国的产品。在西欧、东南亚、韩国和日本得到了广泛的应用，形成了一个包括制造、安装、使用和维修的行业体系。我国于90年代初开始研发使用立体车库，距今已有十多年历程。由于很多新建小区内住户与车位的配比为1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体车库以其平均占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。1.3 机械立体式停车库的分类及特征 机械停车场按停车位的空间配置方向大致可以分为垂直方向配置和水平方向配置两大类。此外，还可以根据汽车的驶入位置，汽车入库后的动作形式分类。常见的机械式停车场的种类如

9、下：1.垂直升降式运行原理：该设备通过PLC控制系统，在垂直方向上垂直运转。汽车停在托架上，托架随传动系统作升降运动，车位辐射状分布，以升降台回转；可将所存取车位升降至地面实现立体存放机型特点：占地面积小，存车方便快捷;设置灵活;可在生活区建筑旁的间隙安装;运行平稳，无震动噪音，符合环保要求;主要组成部分：回转升降装置、高速提升装置、平移装置、整机计算机控制系统以及一套完整的停车检测系统、安全保护系统、自动消防系统等。图1-2 垂直升降式立体停车库2.多层升降横移式运行原理：该设备的顶层载车板可上下升降；二（三、四）层载车板既可升降，又可横移；二、三、四层和底层都有一个空位，可以通过横移载车板

10、变换空位，使空位正上方的载车板下降到底层，完成存取车过程底层载车板上的汽车可直接出车。机型特点：升降驱动系统为钢丝绳四点吊挂式，运行平稳可靠，保证车辆升降安全；对有限的停车空间，可数倍停放车辆，可节省大量空间；PLC 电脑控制，操作简单，存取方便。按钮、触摸屏、 IC 卡可任选；设有防坠落装置，使用安全可靠，避免发生坠落事故；光电检测，控制车辆规格及停放位置，使车辆有序停放；光电安全检测，人员误入运行自动停止，确保车库的安全性；设有急停按钮，非常情况下急停，避免发生意外事故；优秀的钢材及表面热浸锌，且内外表面双层镀锌，电控元件全部进口国际名牌，使产品具有高度安全及长久耐用的优异品质。图1-3

11、多层升降横移式3.平面移动（有托盘式）运行原理：通过升降机的垂直升降和搬运器的平面往复运动，将车辆自动移送到多层平面布置的停车区域的装置，多称平面移动式。采用自动仓储原理，透过升降机及搬运小车，将载车板及车辆由入口地面层下降到地下指定层，在由搬运小车横向移动，将车子存（取）到设定的车位上。特点：每层的搬运器和升降机分别动作，互不干扰，提高了车辆的出入库速度。停车规模可达到80-120辆；采用人性化设计，提高了舒适性。采取多重保险措施，安全性能卓越；采用变频调速技术，运行平稳，定位准确；设置多种安全保护装置，停车安全；配置高效，外形美观。图1-4 平面移动式停车库4.多层循环式运行原理：通过载车

12、板左右移动与升降的相互配合，使载车板循环运动，从而实现车辆多层存放。根据需要，出入口可加设回转盘，避免倒车麻烦，适用于无法设置坡道的场所。特点：比自助停车方式空间利用效率高达 6 倍，因此可以充分地利用拥挤的地下空间；采用最新技术，安装层数最高可达 6 层；采用高速升降方式，缩短了出入库的时间；为内置转盘结构（上部升入式），方便了前进出入库，采用数字键操作方式，使用简单；最适宜建于地形细长且面积只允许设置一个出入口的场所。图1-5 多层循环式停车库5. 电梯式运行原理：汽车专用升降机是专用于汽车升降的专用设备，可采用机械或液压两种方式提升车辆，该设备运行平稳能耗小，安全可靠，用于停车场配套建设

13、。根据驱动方式不同可分为卷扬式、曳引式及液压式三种。特点：机械室区隔设置、清除升降路内操作之噪音；下降时无需驱动油压，节省能源；采用无段变速设计，升降中平稳安全；车台结构才悬背式设计，节省升降之面积；外接遥控专职，在车内即可全自动操作；原装进口滑升门或特制不锈钢门，美观快速；断链防止下坠之节速器，安全可靠；LC 控制回路，维修快速，性能稳当；电梯式手动操作面板，美观耐用。图1-6 电梯式停车库1.4 电梯升降式立式停车库的设计概要1.4.1 电梯升降式车库的存取方式 本设计方案设计的车库是总共十层，每层停车位为8个（第一层设计一个进车车位），呈扇形分布，实际车位数79个，车库外部设计一圈环形车

14、道，用以取车，驾驶员驾驶汽车从车库入口进入升降电梯，停在旋转平台上，由计算机迅速找出空余车位，根据车位朝向，旋转平台转动，调整汽车方位至正对车位入口，升降电梯提升至指定楼层，驾驶员自驾汽车驶入车库，停好车后驾驶员由车库观光电梯离开车库，取车时，由观光电梯进入自己的车位，驾车从环形单向车道驶出。1.4.2 电梯升降式停车库的设计参数该车库用在大型公共区域，要求面积小，外形美观。根据停车类型，停车厂设计标准有关规定和实际使用性，选用如下实际参数环形电梯式停车库适停车辆轿车，微型车总停车位79位每层停车位8位最大容车尺寸5.30m（长）2.60m（宽）1.65m（高）最大容车重量2000kg车库标准

15、层高2.7m(第一层3.15m)车库占地面积482电源交流380V，50HZ功率35KW电梯升降速度45m/min转台旋转速度6r/min取车时间0120s存车时间.0100s车辆交换方式自驾车辆提升方式电梯垂直升降车辆选位方式转盘旋转存取车辆方向始终向前出入口数量2个控制方式PLC控制消防设备灭火主构架钢结构表1-1 车库设计参数1.4.3 电梯升降式停车库与传统停车库对比 1.4.4 电梯升降式停车库占地面积： 1.4.5传统式停车库占积：经过对比我们可以发现，要停放80台车，立体式车库所占面积只有传统车库占地面积的约五分之一同时，1.电梯升降式停车库占地面积小，空间利用率高；传统停车库占

16、地面积大，空间利用率低。2.电梯升降式停车库停取车辆方便、智能、迅速；传统停车库停取车辆找车位困难，耗时长。3.电梯升降式停车库环保，损害环境较小；传统车库灰尘污染较多，对环境危害较大。 第2章 电梯升降式停车库的总体方案设计2.1 电梯升降式车库主要组成部分电梯升降式停车库主要由主框架部分、提升机构、旋转机构、环形车道、观光电梯及安全防护装置几大部分组成。电梯升降式车库的结构设计在整个车库中非常重要，主框架部分承担着整个停车库的总量，而且它的轻重、稳定性和可靠性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，提升机构是整个车库垂直运行的主要部件，旋转机构负责车辆停放的取向，旋转机构可

17、以使车辆在每层随意停放至任意车位，安全防护装置保证了车辆停取的安全。2.2 提升机构的设计设计原理采用电梯提升结构，曳引机选择有减速器的，钢丝绳用曳引比是1：1的绕法。箱体固定在导架上，导架带动箱体沿导轨运动。图2-1 提升机构示意图2.3 旋转机构的设计机构采用圆盘旋转定位，托盘横向运动存放车辆。具体形式是；汽车驶入车库后，计算机分析所要停放的车位，旋转平台旋转将汽车旋转到指定方向，提升机构将汽车提升到指定高度，然后托盘横向运动，实现存放，如下结构示意图：图2-2 旋转机构示意图2.3.1 旋转电机的选择电动机的容量选的合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不

18、能保证工作机的正常或使电动机因长期过载而过早损坏，容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，因经常不在满载下运作其效率和功率因数都较低造成浪费，电动机容量主要由电动机运行时发热条件而定，而发热又与其工作有关，本设计适用于间歇性运作的情况下根据如下公式，选择电动机的功率其中: P 为选择功率； N 为电机转速，根据设计参数取6r/min； 为总效率，是圆锥齿轮传动效率，一般为0.940.97，是摩擦传动效率，一般取0.850.92. T 为转动力矩，代入公式可得：选用型号Y180L-6的电动机，具体参数为，功率15 KW 、电压380 V 、转速970R/min，如下图：图2-3 Y180L-

19、6电动机2.3.2传动机构的设计计算传动方案中电机的输出转速为970r/min,传递至旋转平台为6r/min总传动比i=970/6=161.7传动过程经过两次减速，首先经过减速器减速一次，再经过圆柱齿轮减速第二次1、 传动比分配设计圆柱齿轮传动比i齿轮 = 5，则减速器传动比为i减速器 = 161.7 / 5 =32.32、 选择减速器查减速器型号，选取WPDX250型蜗杆减速器，输入功率15KW，传动比i=30故调整传动比分配方案，i减速器 = 30，则i齿轮 = 161.7 / 30 = 5.43、 设计圆柱齿轮传动设计参数如下：P = 15KW （忽略减速器功率损失），i齿轮 = 5.4

20、，输入转速n1 = 970 / 30 =32.3 r/min电动机驱动，载荷平稳，双向运转。（1） 选择齿轮材料并确定许用应力选用材料：小齿轮：45钢，调质，HBW=220-250，大齿轮：45钢，正火，HBW=170-200。确定齿面接触疲劳极限：按齿面硬度的中间值查的=570MPa、=160MPa确定最小安全系数：根据通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求可获得安全系数S=1.0计算许用应力：由公式得=/S =570MPa、=/S=460MPa（2） 按齿面接触疲劳强度设计计算:计算小齿轮传递的转矩选择齿宽系数：取=0.9计算小齿轮分度圆直径d：，取d=220mm计算齿轮的模数m： 对于

21、一般机械中的齿轮，按经验公式来确定：按要求取标准值m=12mm 确定和： 计算齿轮参数及主要尺寸 分度圆直径： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 齿顶高：齿根高：齿高： 齿厚： 齿槽宽：齿距： 齿宽： 取200mm(4)校核齿根抗弯疲劳强度 确定许用弯曲应力 由此查的齿轮的抗弯疲劳极限为 由此查的抗弯强度的最小安全系数 由式计算齿根的许用弯曲应力为 计算齿轮的齿根弯曲应力由此查的复合齿形 抗弯强度足够。（5）确定齿轮精度 计算齿轮的圆周速度V： 确定齿轮精度应选用8级精度（6）齿轮结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮有关尺寸：轴孔直径 d=40mm轮毂直径轮毂长度轮缘

22、厚度轮缘内径腹板厚度腹板中心孔直径腹板孔直径齿轮倒角腹板式齿轮图：总结与展望 车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近3040年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于90年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有十年的历程。由于很多新建小区内住户与车位的配比为1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。 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

23、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8090，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

24、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。 致 谢 毕业设计已经接近了尾声，这也意味着我的大学生活就要结束了，学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。首先，我要特别感谢我的指导老师刘靖老师。做设计的过程是艰辛的，但是在我的努力之下还是完成了。在这个过程中刘靖老师给了我很大的的帮助，没有他的尽心指导和严格的要求，我也不会顺利完成这次设计。每次遇到难题，我最先做的就是向刘老师寻求帮助，而刘老师每次不管忙或闲，总会抽空来找我面谈，然后一起商量解决的办法。刘老师平日里工作繁多，但我做毕

25、业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来，刘老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。其次，还要感谢这三年来教我知识的老师们，毕业设计能够顺利完成，你们也都有很大的功劳。最后，要向这三年大学生活期间所有帮助过我的同学们以及各位朋友们说一声谢谢。 写作毕业设计是一次再系统学习的过程，毕业设计的完成，同样也意味着新、生活的开始。希望大家在将来的生活中继续追逐最初的梦想，永不放弃。参 考 文 献1. 张启军，立体车库的主要型式及技术特点，机电产品

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