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1、第一章 绪 论1.1 地下轿车库发展背景随着城市的发展。停车难已成了大城市共同的城市病，据了解，目前西安机动车保有量超过100万辆，而每天还以8001000辆的速度增加，不少有车族深有体会，白天把车开出来没有地方停，晚上把车开会加也没有地方停车， 北京市停车位紧缺的现象更为严重，而专业停车场严重不足，停车设施也不善，大型建筑、商业区、住宅区很少有配套停车场，而占用人行道、车行道、占用绿地乱停车以及汽车被盗等现象十分严重，影响了城市交通运行和发展，影响了社会的安定。随着我国鼓励汽车工业发展的“汽车工业产业政策”的颁布，如不加快停车场的开发和建设，上述现象必然会进一步加剧，开发和建设立体车库还能有
2、效地节省用地，缓解耕地紧张。从我国汽车拥有量、土地面积、资金以及停车场的管理体制法规等方面看，在未来数年内立体车库不太可能高速发展，但在大中城市则有可能较快发展，因这些城市的停车难、乱停车、交通堵塞以及汽车被盗等问题，已是社会热点;另外，由于市场用地紧张，地价不断升高，老城区空地极少，因而建造立体车库是必然趋势。建设部、公安部、交通部等有关政府部门及地方政论已认识到发展立体车库的重大意义，我国“汽车工业产业政策”也要求有关部门应采取措施在停车库等设施和制度方面予以支持和保障。因而立体车库在我国有着广阔的市场前景。多建一些停车场是大家共同的愿望，在建设大规模的地面停车场没有可能的情况下，地下停车
3、场就成了一种符合实际的选择。据介绍，传统的平面停车场。每车位需要2530平方米，停50辆车占地面积不少于2亩，而立体式地下停车库的占地面积约为平面停车场的1/21/125,不但节约了土地，而且停车安全方便！它具有功能完备、可靠性高、操作方便、停车价格合理、占地面积小等优点，尤其它具有单车平均占地面积小的独特优势，已被广大用户所接受。1.2 地下轿车库发展概况随着城市的规模越来越大,城市人口车辆日渐增多,城市市区尤其是中心商业区“停车难”的问题已成为制约城市发展的一大难题。为了少占用土地,停车设施必须向空间发展,立体车库便应运而生。早在50多年前,立体停车设备在国外就有所发展,先后出现了针对家庭
4、的双层停车设备;利用住宅空地搭建的24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;利用广场、建筑物地下空间建设的停车库等。自20世纪70年代末以来,世界经济高速发展,汽车保有量不断增加,迫使地少人多的国家、地区和一些发达国家开展了机械式停车技术的研究。以日本、美国、德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研究处于世界领先水平。特别是日本，机械车库停车已经成为最主要的停车模式。中国自20世纪90年代初已经认识到立体车库的优点,并对其进行了一系列相关的研究及实践。其中塔式立体车库以其高密度的容车率优势被广泛地用于全国各宾馆、酒店、办公大厦等商用楼,其仓储式、循环式等形式的立体车库也都
5、以其独特的优势满足了不同业主的个性化需求,而简易升降式和升降横移式这2种立体车库更适合小区,因为它可以根据场地的大小和空间的高度来自由设置层数和列数,建造方便,操作极其简单。目前,中国的停车场仍以平面停车场为主,这些类型的停车场占地面积大,汽车的容积率低,在土地资源越来越稀缺的今天已经不能满足要求,大力推广立体车库已成为必然。我国已建成的立体停车位大部分集中在沿海等发达的大城市,内陆城市以及中小城市分布较少一些;从技术上来看,中国机械式立体车库与日本、美国、德国等发达国家还有很大的差距,尤其是在立体车库的自动化和智能化管理方面。因此,中国立体车库的发展和建设才刚刚 【据新华社济南2007年9月
6、16日电】目前，机械式停车库已得到广泛的应用。截至2006年末，我国各类机械式立体停车库达2200多座，停车泊位增至28万多个，在数量上仅次于日本，世界排名第二。覆盖全国26省（市）、自治区的68个城市。近几年的年增长速度超过50%，为充分利用城市土地资源缓解城市停车难起到了良好的作用。2007年与2006年相比，机械式停车设备在国内的安装量、销售量双双取得较大幅度增长。据统计，2007年内所进行安装的机械式停车库达到652个，比2006年的519个增加了133个，增长了25.6%，增幅超过上一年度10%的增幅。2007年内所安装的车库泊位数为118899个。比上年度增加了32109 个，增幅
7、约37%，超过上年29%的增幅。1.3 目前地下轿车库的类型及特点根据其其各自的存放特点可分为：升降横移式立体车库、地坑式立体车库、塔式立体车库、横移堆垛式其适用范围：小区、各大中小型建筑物的停车场都适用。升降横移式立体车库可因地势的不同设置于地上、地下室，可建2-8层，可因地势不同结合业主的需要设置不同的列数，广泛适用于办公写字楼、居民集中住宅区等处的地下室停放车辆；可充分利用地下室的有效空间高度和柱间距宽度来布置停车位；更加适合车位紧张的已建车库扩建。 地坑式立体车库地下再挖一层，一个车位可停3辆车，地下停放几百辆车，公园还是以前的公园！ 塔式立体车库采用与电梯类似的原理与结构，是通过可编
8、程控制器PLC控制设备各部件有序运行，通过触摸屏人机操作使设备成为操作简单、智能化程度高的全自动立体停车设备；通过搬运器的升降和装在搬运器上的横移机构将车辆或车板横移来实现存取车辆，根据场地大小，空间高低，充分利用三维空间，灵活建造车库；可建成全地下或半地上半地下型式；车库结构可为钢筋混凝土式也可为全钢结构式，最适宜设置在繁华的城市中心。 横移堆垛式立体车库充分利用空间，吸收升降横移式及堆垛式的优点设计而成，因地势的不同设置于地上、地下室，可建2-8层，结合业主的需要设置不同的列数，广泛适用于办公室写字楼、居民集中住宅区等处的地下室停放车辆。 堆垛式立体车库，利用各种狭窄地形，设计灵活，系统造
9、型多样，空间利用率高，可实现上千台规模的大容量停车，通过水平和垂直运动的组合来存取指定位置的车辆，只需停到入口，司机即可离开，存取车全过程均由系统自动完成。下面是潍坊大洋自动泊车设备有限公司生产的二层地下车库图1-3-1图1-3-1第二章 设计方案的确定2.1方案一1、方案简介：采用四个同步伸缩液压缸，分别作用于车库的四个角上，由同步液压回路控制四个液压缸的同步伸缩，这种方案最大的优点是直接由液压能转换为车库的伸缩运动，可以承受很大的载荷，安全性比较好，但这种方案也存在很大的缺点，因为液压系统不可避免会产生泄漏，泄漏很容易导致同步回路控制的四个液压缸不再进行同步运动，会对车库自身会产生很大的扭
10、曲应力，降低车库使用寿命，甚至直接将车库破坏；其次，由于液压缸只能铰连接即它只能承受拉伸和压缩两种力量，这就要求在车库上加装导向装置，同样如果液压缸运动不平衡车库的导向装置也会产生很大的扭矩，即使不把导向装置破坏，也会产生很大的摩擦力，降低在使用方案2、其方案图如下图2-1-1：图2-1-12.2 方案二1、方案简介：该方案采用四组链条链条与车库固定，链条安装到上下两根传动轴上面，传动轴由由液压马达驱动，液压系统采用一个三位四通电磁换向阀控制马达的运转与停止。该方案最大的优点是车库下边占用的空间特变小，由于采用机械式的同步轴将两个主传动链到一起，可以稳定地保证四组传动链同步运行，三位四通电磁换
11、向阀很好地将车库的运行操作转变为电信号，有利于使用PLC等遥控控制，安全可靠、运动平稳、操作方便等优点。2、其方案如下图2-2-1图2-2-12.3方案确定综合考虑以上因素选择方案二更为合适，以下将详细介绍该方案的整个设计过程第三章 机械传动部分设计计算参数和要求：(1)最大起升重量10吨，2层，层间净高1.6m：(2)存车台面积 23005000(3)起升速度7.5cm/s ，要求每个位置能准确停车，安全可靠。由已知条件得：V链 =7.5cm/s=0.075m/s； =GV=1010009.80.0017.5=7.35 kw传动总效率:=0.9820.960.90.96=0.797 其中：为
12、滚子轴承效率0.98 ：链传动效率0.96 ：导向装置的效率：0.9 ：锥齿轮的效率：0.963.1 滚子链传动设计计算1、 到链传动处效率：=0.980.960.9=0.8472、单根链条传递功率：=4=2.169 kw3、链轮齿数选择和传动比：本链条只作为拉升车库所用，取传动比为一，而且为使链轮直径较小选齿数为17。查机械设计手册如下图3-1-2得其对应的齿数系数为=1.5表3-1-3工况系数为=1.0(参见机械设计手册第五卷化学工业出版)其修正功率= =2.1691.51.0=3.254 kw由于修正功率较大选择使用三排链=2.5=1.302 kw初设链轮转速n=5r/min由下图3-1
13、-1得,可选用24A型链三排。(见机械设计设计手册第三卷化学工业出版，下面设计链条、链轮部分均参考此书，下面就不再特别声明)图3-1-1图3-1-2链传动工作情况系数KA载荷情况原动机种类电动机汽轮机内燃机有流体机构无流体机构平稳运转中等冲击严重冲击1.01.31.51.01.21.41.21.41.7表3-1-34、验算链轮转速查手册24A型链节距P=38.1mm。则链轮直径d=17P=206.169 mm 由链条线速度=0.075m/s得：n= =6.948r/min （3-1-4）大于初设转速，则24A型链符合要求5、初定中心距a0，取定链节数Lp由于设计结构，初定中心距a0=3600m
14、m。Lp=205.9mm 取Lp =206节(取偶数)。6、确定链长和中心距链长L=Lpp/1000=13615.875/1000=2.16m中心距：a取3600mm，符合设计要求。7、求作用在轴上的力链速：V链 =0.075m/s；有效圆周力：Ft=1000P/v=10002.169/0.075=28920 N工作平稳，取工况系数f1 =1.0轴上的压力F =f1Ft =1.028920N=28920 N8、选择润滑方式根据链速V链 =0.075m/s，链型号24A，按下图3-1-4链传动选择定期人工润滑9、设计结果：滚子链型号24A-3206GB1243-1997，链轮齿数 z1=17，z
15、2=17，中心距 a =611.55mm，压轴力F =28920 N。其基本参数与尺寸：节距p: 38.1滚子直径d1max: 22.23内节内宽b1min: 25.22销轴直径d2max: 11.11套筒孔径d3min|mm: 11.14链条通道高度h1min: 36.55内链板高度h2max: 36.2外或中链板高度h3max: 31.24过渡链节尺寸l1min: 15.8过渡链节尺寸|l2min: 18.26过渡链节尺寸|c|mm: 0.18排距pt: 45.44内链节外宽b2max: 35.46外链节内宽b3min: 35.51销轴全宽|单排|b4max: 50.8销轴全宽|双排|b5
16、max: 96.3销轴全宽|三排|b6max: 141.7止锁件附加宽度b7max: 6.6测量力|单排|N: 1110测量力|双排|N: 2220测量力|三排|N: 3340抗拉载荷|单排|min|kN: 124.6抗拉载荷|双排|min|kN: 249.1抗拉载荷|三排|min|kN: 373.7图3-1-410、滚子链的静强度计算：由于链速V链 =0.075m/s0.6m/s属于低速，链条的静强度占主要地位。要进行链条的静强度的验算。 n=np (13-2-1)=式中：n-静强度安全系数； Q-链条极限拉伸载荷（抗拉载荷），N Fc-离心力引起的拉力，N，Fc=qv2=5.60.0752
17、=0.0315 N q-链条质量参见下图3-1-5 Ff-悬垂拉力，N，在Ff1和Ff2中取大值 Ff1=0 Ff2= Kf-系数，由图13-2-4得Kf=0 a-链传动中心距 -两链轮中心线对水平面倾角 nP-许用安全系数，nP=484.2确定液压执行元件液压执行元件的类型、数量、安装位置及与主机的连接关系等，对主机的设计有很影响，所以，在考虑液压设备的总体方案时，确定液压执行元件和确定主机整体结构布局是同时进行的。液压执行元件的选择可参考1表21-2-9.选用：内曲线径向柱塞马达其特点：扭矩很大，转速低，低速平稳性好应用于：挖掘机、拖拉机、冶金机械、起重机、采煤机牵引部件4.3绘制液压系统
18、工况图（一） 液压马达转角和速度和载荷由于该液压马达为连续旋转运动，转角 =f(t)= 式中：f时间，t=0T,T为工作循环周期时间 单位s n转速，液压马达的要求转速。液压马达的速度即为要求转速n=6.948r/min液压马达的转矩即为已知的输出转矩： =T=6.338 Nm（三）工况图（1）动作线图4-3-1安装尺寸如图5-3-2：图5-3-24 联接方式槽钢与车托板和车盖板之间均采用螺栓连接方式，导轨与车托板和车盖板之间同样采用螺栓联接方式。根据一汽大众一般车型数据：全长4762mm，全宽1670mm，前后轮中心距2670mm，左右轮中心距1632mm。四根槽刚对称分布于车库前后左右四个
19、方向，根据以上车辆轮胎位置设置槽钢正好处于车库标准停车位置与四个轮胎最接近的位置。即前后槽钢距离为2670。 整体布局方式如图5-3-3图5-3-3结束语经过这次毕业设计，给我留下了非常深刻的影响，将我学到了许多新的知识都系统地整理了一遍，把一些零散的东西都很好的联系到了一起，以前很多不理解的东西现在明白了许多，在原有专业知识的基础上使我的思维进一步拓展，在以前从来没有接触过这么大大的系统性的设计，起初拿到这个题目的时候感觉这个设计很简单，从我所见过机器设备中来看这个题目再简单不过，首先运动过程简单就是垂直升降，而且其组成结构也简单，但是当我细心地进入设计过程中才发现比我想象的复杂的很多很多，
20、设计中使用的任何的一个小零件都有它存在理由，不是仅仅从外看上去行就能使用，就拿简单的轴的上零件固定来说，由于这里使用的传动轴比较长，就不得不考虑受温度的影响而产生的缩短与伸长，这样两端就不能全部固定，只能采用一端固定一端游动，所以两端要选择不同的轴承，在我选好轴承后，新的问题又一次出现了，就是轴承与轴的固定，一般采用的都是过渡配合，但这里轴太长，从遥远的轴端将轴承装入不太现实即使采用热装也不太方便，而且这样的固定液不可靠，在详细翻阅手册后才发现紧定套这种装置，从而解决了这个难题，在这之后还遇到过很多难题，如普通双键成一百八十度固定，而楔键则成九十度分部。像这样的问题数不胜数，总之，我的设计过程
21、就是一个不断地发现问题与解决问题的过程。纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行。不经过实际运用不知道自己以前学的东西有多么浅薄，课本上的东西和生产实际需要有很大差别，通过毕业实习和设计过程中对一些实物的了解，使我感觉到以后的学习之路还很长，要想使自己有一技之长，就必须在社会的大课堂上继续挖掘。最后，衷心感谢汪建新老师和各位同学对我的指导和帮助。参考文献1 王积伟等编.液压传动.：机械工业出版社出版,2009.1。2 成大先主编.机械设计手册第五版第一卷、第二卷、第三卷、第四卷、第五卷 北京：化学工业出版社出版,1969.6。3 濮良贵等主编.机械设计 高等教育出版社出版,2006.5。4 徐灏主编.机
22、械设计手册第五卷.北京：机械工业出版社出版。1992.1。5 上海西张春光导轨有限公司.导轨规格EB/OL.6 席光伟 机械设计课程设计高等教育出版社 2003年第一版7 叶玉驹等主编 机械制图手册第四版 机械工业出版社 2008.88 吴宗泽主编.机械设计课程设计手册第二版. 北京：高等教育出版社,1999.6。9 现代机械传动手册编委会编.现代机械传动手册第2版.北京：机械工业出版社出版,2002.3。10机械设计师手册. 北京：机械工业出版社,1989.1。9 廖常初主编. 11 马一林主编.机械设计原理.高等教育出版社.199212 花国梁主编. 互换性与测量技术基础. 北京：北京理工大学出版社.1990
