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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目: 立體停車場機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
專 業(yè): 機(jī)械制造及其自動(dòng)化
班 級(jí): 1204班
學(xué)生姓名: 韓文智
指導(dǎo)教師: 邱國俊
論文提交日期： 2016 年 5 月27日
論文答辯日期： 2016 年 6 月 7 日
摘要
就目前的小區(qū)來看，由于一般住宅小區(qū)的車位設(shè)置在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和規(guī)劃階段就已經(jīng)確定了數(shù)量，因此在已建設(shè)成的住宅小區(qū)中再設(shè)置機(jī)動(dòng)車位，實(shí)際上是很難再有所作為了。因此車位的緊缺就成為今后較長時(shí)間內(nèi)的業(yè)主的一大生活難題和物業(yè)管理公司管理難點(diǎn)了。
建造立體鋼結(jié)構(gòu)車庫可能就是解決停車位不足的可靠的途徑之一。
本文簡要介紹了各類立體停車庫的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),和小區(qū)車庫的發(fā)展概況,并對(duì)立體停車庫的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了簡要的說明。本文重點(diǎn)介紹了立體車庫垂直的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和停車設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容包括垂直機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料的選擇，制造方法。
在垂直傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中垂直鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算，鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。
垂直部分的電機(jī)選擇和校核，鋼絲繩的選擇和計(jì)算也是本設(shè)計(jì)重點(diǎn)。
本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：節(jié)省資源,控制方便。
關(guān)鍵詞： 立體停車庫； 垂直裝置； 鏈驅(qū)動(dòng)
Abstract
On the current quarter, general residential neighborhood parking spaces in the project design and planning stages have been identified on the quantity, So has the construction of residential quarters as further set up vehicle spaces, is actually very difficult to do anything of. Thus the shortage of parking spaces on the future of a long time one of the owners of large problems in life and property management companies for the management of difficult.
Construction of a three-dimensional steel garage may solve the shortage of parking spaces one of the surest ways.
The paper summarizes the structure and the features of different of parking place. The introduction of the main performance parameters and introduced too. This paper mainly introduces the design of main components of its elevator and conveying appliance.
The design focus include lifting the structure design, the choice of materials, manufacturing methods.
Movements in the design of transmission chain of design movements, the sprocket design.
Motor movements of the options and checking, rope choice and calculation of the design is key.
The design main characteristic is: saves the investment, the control is convenient.
Keywords： Stereo garage; Elevating gear; Chain actuation
目 錄
第一章緒論 1
1.1 概述 1
1.2 垂直循環(huán)式立體車庫的特點(diǎn) 3
1.2.1 節(jié)約占地面積，充分利用空間 3
1.2.2 相對(duì)造價(jià)比較低 4
1.2.3 使用方便，對(duì)操作人員的要求不高 4
1.2.4 減少因路邊停車而引起的交通事故 4
1.2.5 增加了汽車的防盜性和防護(hù)性 4
1.2.6 改善了市容環(huán)境 4
1.3 機(jī)械式立體停車庫的分類 4
1.3.1 升降橫移式 5
1.3.2 巷道堆垛式 6
1.3.3 垂直提升式立體車庫 6
1.3.4 垂直循環(huán)式 產(chǎn)品特點(diǎn) 6
1.4 立體車庫自動(dòng)控制系統(tǒng) 6
1.4.1 自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng) 7
1.4.2 自動(dòng)存取車系統(tǒng) 7
1.4.3 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng) 7
1.4.4 自動(dòng)道閘 8
1.4.5 監(jiān)控安保系統(tǒng) 8
1.5 研究垂直循環(huán)式立體停車庫的意義 9
1.6 結(jié)束語 10
第二章立體車庫整體方案比較和選擇 11
2.1 移動(dòng)方案的比較 11
2.2 循環(huán)機(jī)構(gòu)方式的選用 12
2.2.1 循環(huán)的方式和電機(jī)放置位置 13
2.3 提升機(jī)構(gòu)所用方式的比較和選擇 14
2.3.1 鋼絲繩提升 14
2.3.2 液壓提升 14
2.3.3 鏈條提升 15
2.3.4 提升的原理和電機(jī)安放位置 15
2.3.5 設(shè)計(jì)時(shí)注意要點(diǎn) 16
2.4 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 17
第三章垂直循環(huán)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
3.1 垂直循環(huán)式二層車庫工作原理 18
3.2 循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
3.2.1 托盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
3.2.2 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 21
3.3 垂直機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
3.4 垂直循環(huán)機(jī)構(gòu)整體框架設(shè)計(jì) 22
3.4.1 材料的選擇 22
3.4.2 制造方法 23
3.4.3 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度校核 24
第四章垂直循環(huán)停車設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 26
4.1 循環(huán)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26
4.1.1 平移裝置中齒輪、齒條、傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇 26
4.1.2 齒輪、齒條的設(shè)計(jì) 28
4.1.3 聯(lián)軸器的選擇 31
4.1.4 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 31
4.2 垂直傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32
4.2.1 垂直傳動(dòng)系統(tǒng)的內(nèi)容介紹 32
4.2.2 垂直機(jī)構(gòu)的工作原理 33
4.2.3 鏈輪、鏈條、鋼絲繩的選擇計(jì)算和校核 33
4.2.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 37
4.2.5 軸承壽命的計(jì)算 43
4.2.6 滾筒與定滑輪的選擇 44
4.2.7 垂直機(jī)構(gòu)的控制和維護(hù) 44
第五章控制系統(tǒng) 45
5.1 控制的結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn) 45
5.2 車庫運(yùn)行原理 45
5.3 安全裝置 47
5.4 控制系統(tǒng) 47
結(jié)論 50
致謝 51
參考文獻(xiàn) 52
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論
第一章緒論
1.1 概述
隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越大，人們?cè)诔鞘欣锏纳婵臻g卻越來越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立；社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)；汽車的住宅--停車場也有了長足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡單的機(jī)械停車設(shè)備向計(jì)算機(jī)管理高度自動(dòng)化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進(jìn)入家庭，城市動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對(duì)居住環(huán)境要求的提高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。
早在50多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對(duì)家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起2-4層垂直循環(huán)停車設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設(shè)地下停車庫。自70年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用，以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)--移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。
目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于組合使用，易于安裝拆卸。鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，既提高了設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，又使設(shè)備輕巧美觀，載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強(qiáng)韌、耐用?？刂萍夹g(shù)方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù)，使運(yùn)行高速平穩(wěn)，節(jié)省電力，振動(dòng)和噪音也趨于最小?？刂菩问接校粹o式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行程開關(guān)、磁性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動(dòng)識(shí)別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊位自動(dòng)跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車圖象攝影對(duì)比安全檢測、自動(dòng)消防滅火等。
立體停車庫按建筑形式分為獨(dú)立式和內(nèi)置式兩種。獨(dú)立停車建筑適用于地下廣場和現(xiàn)有建筑群補(bǔ)建停車設(shè)施，規(guī)劃建設(shè)時(shí)應(yīng)注意其與周圍環(huán)境的融合，在條件允許時(shí)，可利用外墻面布置商業(yè)或公益廣告，美化環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益。內(nèi)置式停車設(shè)施適用于與新建筑同步規(guī)劃和建設(shè)，停車設(shè)備附在建筑物內(nèi)，對(duì)區(qū)域環(huán)境規(guī)劃和建筑觀瞻沒有影響?，F(xiàn)代停車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已具有一定規(guī)模，并積極拓展停車設(shè)施的輔助功能，為社區(qū)提供多種服務(wù)。
我國城市停車還處在初級(jí)階段，專用和公共停車位數(shù)量距合理的車位與車輛比率相差甚遠(yuǎn)，停車難到處可見。目前我國的停車場仍以平面停車場、路上停車場、路外停車場、自行式停車場為主，立體停車庫和機(jī)械式停車場數(shù)量還很少。以我國停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的廣州、上海為例，路上、路外停車仍占有相當(dāng)比例，已建設(shè)的停車場大部分是地下自行式停車場和在自行式停車場的基礎(chǔ)上安裝簡易停車設(shè)備，增加存容數(shù)量。自行式停車場存有較多缺陷，如車位平均占地多、管理和保安人員多、投資多、存車效率低、耗電量大、對(duì)環(huán)境有污染等；由于允許人員進(jìn)入，易發(fā)生盜車、毀車、施暴等停車場犯罪，近年來在發(fā)達(dá)國家已很少新建。大量興建的是具有現(xiàn)代水平的機(jī)械式立體停車庫。
我國機(jī)械式停車設(shè)備的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體停車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。
在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場競爭無序，個(gè)別企業(yè)為搶占市場，采取低價(jià)競爭；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對(duì)停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決上述問題，需要我們?cè)谡?、市場、管理和技術(shù)多方面作出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定停車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立停車庫市場運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場規(guī)則經(jīng)營停車庫，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。管理方面應(yīng)把停車庫建設(shè)納入城市總體規(guī)劃，對(duì)停車問題進(jìn)行專題研究，使停車庫真正用來停車，道路用來行車，理順停車庫管理職責(zé)，制定嚴(yán)格的管理處罰措施。技術(shù)方面應(yīng)建立市場準(zhǔn)入機(jī)制，實(shí)施專業(yè)化、協(xié)作化分工，發(fā)展科、工、貿(mào)一體的集團(tuán)專業(yè)公司，以市場為導(dǎo)向，提高技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，培養(yǎng)產(chǎn)品持久的競爭力。
作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識(shí)。目前我國經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。機(jī)械式立體停車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下停車庫和停車樓組合實(shí)施。是解決城市停車難最有效的手段，是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。
1.2 垂直循環(huán)式立體車庫的特點(diǎn)
在眾多的停車設(shè)備中，垂直循環(huán)式立體停車的優(yōu)點(diǎn)比較突出，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.2.1 節(jié)約占地面積，充分利用空間
一般來說，垂直循環(huán)立體停車庫的占地面積約為平面停車場的1/2-1/25，空間利用率比建筑自走式停車庫提高了75%。
1.2.2 相對(duì)造價(jià)比較低
垂直循環(huán)式立體停車庫每個(gè)泊位約需1.5萬元，而建筑自走式停車庫每個(gè)車位的造價(jià)約為15萬以上。
1.2.3 使用方便，對(duì)操作人員的要求不高
操作簡單、安全、可靠，存取車快捷，維護(hù)也很方便。一般存取一輛車為80秒。
1.2.4 減少因路邊停車而引起的交通事故
在許多城市的主要地段，司機(jī)往往沒有找到停車場而把車停靠在路邊，這樣就很容易造成交通阻塞，甚至引起交通事故。
1.2.5 增加了汽車的防盜性和防護(hù)性
在車庫的系統(tǒng)中配置有智能防盜裝置、防火裝置等，增強(qiáng)了車庫的整體安全。
1.2.6 改善了市容環(huán)境
在現(xiàn)代化的車庫設(shè)計(jì)中，不僅僅只是為了滿足停車要求，更主要的是讓其融入城市的整體建筑環(huán)境中，成為現(xiàn)代化大都市一道獨(dú)特的風(fēng)景。
垂直循環(huán)式立體停車庫是全自動(dòng)化的停車方式，也是今后停車改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市。采用機(jī)械式立體停車方式，顯得尤為重要，而垂直循環(huán)式立體停車庫也在機(jī)械式立體停車庫中顯得更加普遍化、居民化、實(shí)用化。
1.3 機(jī)械式立體停車庫的分類
車輛無處停放的問題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近30~40年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。 機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。
機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。
在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對(duì)眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。
目前，立體車庫主要有以下幾種形式：垂直循環(huán)式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式。
1.3.1 升降橫移式
升降橫移式立體車庫采用模塊化設(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，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。此立體車庫適用于地面及地下停車場，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)造簡單，安全可靠。
4) 存取車迅速，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)配套停車場的使用。
2. 安全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護(hù)器、急停開關(guān)等
1.3.2 巷道堆垛式
巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機(jī)作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機(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庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。
1.3.3 垂直提升式立體車庫
垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個(gè)汽車旋轉(zhuǎn)臺(tái)，可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高（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。
1.3.4 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6~10輛車。
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。
1.4 立體車庫自動(dòng)控制系統(tǒng)
現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū)，因此自動(dòng)化立體停車設(shè)備或車庫的自動(dòng)控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個(gè)重要組成部分。操作簡單、迅速，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶提供一個(gè)安全、簡易的使用環(huán)境，這是自動(dòng)化立體停車設(shè)備的基本特點(diǎn)。停車設(shè)備的一切運(yùn)行狀況，車輛停放的時(shí)間，車輛存放交費(fèi)情況，車庫庫容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過網(wǎng)絡(luò)傳送到智能化控制中心，通過智能化控制中心運(yùn)算處理，與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦公室相連，達(dá)到提前發(fā)布相關(guān)控制、管理信息，從而全部實(shí)現(xiàn)智能化管理。通過大廈和小區(qū)的智能化控制中心還可與社會(huì)相關(guān)職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關(guān)信息發(fā)布出去或收集進(jìn)來，擴(kuò)大車庫的社會(huì)利用率和經(jīng)濟(jì)效益。這將是自動(dòng)化車庫的發(fā)展方向。
立體車庫自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包含以下五個(gè)子系統(tǒng)：自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)，自動(dòng)存取車系統(tǒng)，遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，自動(dòng)道閘，監(jiān)控安保系統(tǒng)。
以上子系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃停車庫管理形式，發(fā)布車庫庫存容量，控制車流方案。
1.4.1 自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)
自動(dòng)收費(fèi)采用非接觸式IC卡。IC卡分長期卡與儲(chǔ)值卡兩種。對(duì)固定用戶，發(fā)行長期卡，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，即：用戶交納的費(fèi)用存在卡內(nèi)，每次停車讀卡自動(dòng)從卡中扣除費(fèi)用。
1.4.2 自動(dòng)存取車系統(tǒng)
自動(dòng)存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號(hào)識(shí)別與移動(dòng)載車盤兩個(gè)過程。用戶進(jìn)入車庫時(shí)，在門口刷卡進(jìn)入，讀卡機(jī)自動(dòng)把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判斷卡號(hào)，自動(dòng)把對(duì)應(yīng)的載車盤移動(dòng)到人車交接的位置，開啟車庫門，縮短存取車的時(shí)間。存車時(shí)，司機(jī)按照指示燈信號(hào)指引入庫，只有當(dāng)車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會(huì)亮啟。存取車完成后，車庫門自動(dòng)關(guān)閉。移動(dòng)載車盤時(shí)，系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)，檢測信號(hào)包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號(hào)檢測等。若有載車盤運(yùn)行不到位或車輛長度超出車庫允許的長度，所有載車盤將不進(jìn)行動(dòng)作，若檢測到急停信號(hào)，將停止一切動(dòng)作，直至急停信號(hào)消失。以上信號(hào)均為硬件信號(hào)，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)保證主體設(shè)備及車輛的安全。
1.4.3 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)
現(xiàn)場控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以通過MODEN實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，監(jiān)測現(xiàn)場運(yùn)行情況，當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障時(shí)，在控制中心即可進(jìn)行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。
1.4.4 自動(dòng)道閘
在車庫出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘，用戶在車庫出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動(dòng)判別該卡是否有效，若有效，則道閘自動(dòng)開啟，通過感應(yīng)線圈后，自動(dòng)?xùn)艡谧詣?dòng)關(guān)閉；若無效，則道閘不開啟，同時(shí)聲光報(bào)警。
1.4.5 監(jiān)控安保系統(tǒng)
監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進(jìn)行監(jiān)視控制車庫現(xiàn)場的運(yùn)行狀況。它具有運(yùn)動(dòng)檢測、車牌識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種類型的報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連動(dòng)等功能，可以實(shí)現(xiàn)無人看守。
系統(tǒng)簡介
視頻監(jiān)控功能：在車庫各出入口，值班室和車庫內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機(jī)，在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺(tái)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)車庫全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果在車庫光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機(jī)。 運(yùn)動(dòng)檢測功能：可以在夜間設(shè)置車庫的運(yùn)動(dòng)檢測區(qū)域，當(dāng)檢測區(qū)有移動(dòng)目標(biāo)時(shí)，運(yùn)動(dòng)檢測功能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒值班人員。
車牌識(shí)別功能：它能夠設(shè)置車庫參照車輛的車牌、車型。當(dāng)參照車輛進(jìn)入車庫監(jiān)視區(qū)域，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)比參照車輛圖像，有異常情況，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)切換和記錄相關(guān)圖像。
報(bào)警連動(dòng)功能：可以連動(dòng)各類報(bào)警主機(jī)，如啟動(dòng)繼電器發(fā)出聲光報(bào)警通知安保人員自動(dòng)放下道閘攔截車輛出入。
數(shù)字錄像功能：可以連續(xù)記錄一個(gè)同在車庫所發(fā)生事件，可以同步回放多個(gè)圖像，可選擇任意圖像進(jìn)行整體放大和局部放大，記錄、回放、備份可同步進(jìn)行各種信息。
據(jù)介紹，已經(jīng)開始有越來越多的居住小區(qū)開始采用機(jī)械停車庫了。考慮到成本及維修，目前多數(shù)小區(qū)采用的是多層垂直循環(huán)式立體停車設(shè)備，大規(guī)模的倉儲(chǔ)式機(jī)械停車庫還很少。垂直循環(huán)式立體停車設(shè)備的泊車流程示意如下：
（1） 紅綠黃指示燈指示車庫運(yùn)行狀態(tài)
紅色指示燈指示有人正在進(jìn)行操作，請(qǐng)稍候；綠色指示燈指示目前無人操作，可進(jìn)行操作；黃色指示燈指示有故障發(fā)生，車庫不能工作。
（2） 存車操作
司機(jī)駕駛車輛從車庫入口進(jìn)入。在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，感應(yīng)過程完畢，柵欄自動(dòng)升起，司機(jī)開車進(jìn)入車庫。車輛進(jìn)入后，柵欄自動(dòng)關(guān)閉。劃卡的同時(shí)，控制器讀取車位號(hào)，車庫內(nèi)對(duì)應(yīng)的載車盤自動(dòng)移動(dòng)到人車交接的位置，車庫單元門自動(dòng)打開。司機(jī)開車進(jìn)入，停車到位，拉手剎，下車走出車庫，用IC卡在車庫出口處晃一下IC卡，車庫單元門自動(dòng)關(guān)閉。完成存車操作。
（3） 取車操作
司機(jī)進(jìn)入車庫時(shí)，在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，控制器自動(dòng)讀取車位號(hào)，車庫內(nèi)對(duì)應(yīng)的載車盤自動(dòng)移動(dòng)到人車交接的位置，車庫單元門自動(dòng)打開，司機(jī)進(jìn)入車庫，開車出來，在車庫出口處的自動(dòng)讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，感應(yīng)完畢，讀卡機(jī)接受信息，上位控制機(jī)自動(dòng)記錄、扣費(fèi)，柵欄自動(dòng)升起，司機(jī)開車出場，出場后，柵欄自動(dòng)關(guān)閉；同時(shí)，控制器自動(dòng)讀取車位號(hào)，對(duì)應(yīng)的車庫單元門自動(dòng)關(guān)閉。取車操作完畢。
車庫在運(yùn)行過程中，有完備的自我保護(hù)裝置。一系列光電開關(guān)、接近開關(guān)、行程開關(guān)等對(duì)載車盤準(zhǔn)確運(yùn)行到位起著決定性的作用；獨(dú)特的防墜落裝置、斷繩報(bào)警裝置、超速保護(hù)裝置對(duì)車輛的安全起到保護(hù)作用?！≤囕v超長檢測、車輛停車不到位檢測、以及人員誤入檢測等信號(hào)對(duì)車輛及人員的安全起著決定性的作用。
1.5 研究垂直循環(huán)式立體停車庫的意義
垂直循環(huán)式立體停車庫是一種比較典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品形式，它主要涉及機(jī)械、電子、建工等多個(gè)領(lǐng)域，它與要各方面的專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同工作。在現(xiàn)代化大都市中，垂直循環(huán)式立體停車庫已經(jīng)滲入到人們的各個(gè)生活領(lǐng)域，在機(jī)關(guān)、賓館酒店、醫(yī)院和居民區(qū)等許多地方，垂直循環(huán)式立體停車庫成了一道必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。但是我過的機(jī)械式停車庫技術(shù)發(fā)展比較晚，大部分還沿用著日本80年代的技術(shù)。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，轎車擁有量的迅速膨脹，機(jī)械式車庫的現(xiàn)有功能已經(jīng)落后于人們的要求?，F(xiàn)有車庫技術(shù)不足主要表現(xiàn)在取車時(shí)間比較長，智能化程度比較低，安全程度不夠，設(shè)計(jì)形式比較陳舊。上海和北京等地現(xiàn)有的許多高質(zhì)量的立體停車庫，都是運(yùn)用大量的外匯從國外進(jìn)口的，并且售后服務(wù)也得布道另人滿意的保障。為了打破這種依賴進(jìn)口的格局，打出具有自身特色的車庫產(chǎn)品，就得要在原有技術(shù)上有重大突破，從而帶動(dòng)國內(nèi)車庫行業(yè)的發(fā)展，因此，對(duì)垂直循環(huán)式立體停車庫的系統(tǒng)研究顯得尤為重要。
1.6 結(jié)束語
“車庫”是大中城市的熱門話題，國家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫”列為“近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)”，隨著家用汽車的不斷增加，公共場所及社區(qū)內(nèi)存車矛盾、車擠綠地的問題將會(huì)越來越突出，在人們對(duì)生活質(zhì)量和環(huán)境意識(shí)不斷增強(qiáng)之時(shí)“車庫”日漸成為熱門話題，機(jī)械自動(dòng)化立體車庫將會(huì)在新開發(fā)的樓盤及商業(yè)里大顯身手。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 立體車庫整理方案比較和選擇
第二章立體車庫整體方案比較和選擇
2.1 移動(dòng)方案的比較
機(jī)械式立體停車庫有許多種類型，根據(jù)其工作原理可分為：垂直循環(huán)式；水平循環(huán)式；平面移動(dòng)式等等。采用以載車板垂直或循環(huán)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備叫做垂直循環(huán)式立體停車庫，由于垂直循環(huán)式停車庫的類型比較多，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)場地的適應(yīng)性強(qiáng)，因此采用這一類型的停車庫十分的普遍。
垂直循環(huán)式立體停車庫每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過垂直循環(huán)運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫內(nèi)地面的車只作循環(huán)，不必垂直，上層車位或下層車位需要通過中間層循環(huán)出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可以進(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或開出車庫。垂直循環(huán)式立體停車庫的布置型式主要有兩種：半地下布置型式和地上布置型式
本設(shè)計(jì)是雙層六位五車的小型立體車庫，多用于居民小區(qū)，其簡圖如下所示:
圖2-1 立體車庫各車位移動(dòng)方案
移動(dòng)方案（1）：
將1號(hào)車位作為定位，2，3號(hào)車位可以直接提取車。
在存取4號(hào)車時(shí)，將4號(hào)位降到1號(hào)位上，進(jìn)行存取車。
在存取5號(hào)車時(shí)，將2號(hào)位移動(dòng)到1號(hào)為上，5號(hào)位降到2號(hào)位上，進(jìn)行存取車。
在存取6號(hào)車時(shí)，將2號(hào)位移動(dòng)到1號(hào)位上，3號(hào)位移動(dòng)到2號(hào)位上，6降到3號(hào)位進(jìn)行存取車。
移動(dòng)方案（2）：
可將3號(hào)車位作為定位，其存取方式和方案（1）相同，故不再做表述。
移動(dòng)方案（3）：
將2號(hào)車位作為定位，1，3號(hào)車位可以直接進(jìn)行存取車。
在存取4號(hào)車時(shí)，將1號(hào)車位移動(dòng)到2號(hào)車位上，4號(hào)車位降到1位進(jìn)行存取車。
在存取5號(hào)車時(shí)，將5號(hào)車位降到2位上，進(jìn)行存取車。
在存取6號(hào)車時(shí)，將3移動(dòng)到2位上，6降到3號(hào)車位上，進(jìn)行存取車。
綜上所述，可以知道方案（3）最快捷，所以本設(shè)計(jì)采用方案（3）作為車庫整體移動(dòng)的方案。
2.2 循環(huán)機(jī)構(gòu)方式的選用
就目前的立體車庫能儲(chǔ)存的車輛數(shù)目來說，大致可把立體車庫分為兩大類，即大型立體車庫和小型立體車庫。
本設(shè)計(jì)的立體車庫是雙層六位的，屬于小型立體車庫，存取車輛較少，從停車位到出車庫所要運(yùn)行的距離較近，即使速度較低，存取車的時(shí)間也不會(huì)太長。所以小型車庫里采用托盤作為載車容器就可以了。能夠使托盤平穩(wěn)在在水平方向上移動(dòng)的方式有多種。
根據(jù)動(dòng)力源是（驅(qū)動(dòng)裝置）是否在托盤上，可以將循環(huán)分為兩種，一種是將驅(qū)動(dòng)裝置放在托盤上，通過驅(qū)動(dòng)鏈條來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。但這種方式現(xiàn)在使用不多，只有在大型的立體車庫里才使用。由于電機(jī)放在托盤上，托盤在存取車的過程中不斷的運(yùn)動(dòng)，給電機(jī)提供電源和對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制都比較難實(shí)現(xiàn)。
驅(qū)動(dòng)裝置安放在固定件上是實(shí)現(xiàn)托盤循環(huán)的另一種方式。這種方式都可以方便為其提供動(dòng)力源并對(duì)其進(jìn)行控制。也可以提高安全系數(shù)，也比較美觀。對(duì)車庫的效率和外觀沒有影響。（電機(jī)一般放在地面和框架上）
所以，本設(shè)計(jì)的循環(huán)部分的驅(qū)動(dòng)裝置不安放在托盤上，而是安放在地面上和框架上。
為實(shí)現(xiàn)托盤的循環(huán)而采用的驅(qū)動(dòng)方式有三種：
（1）利用液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)
（2）利用電機(jī)帶動(dòng)鏈條進(jìn)行驅(qū)動(dòng)
（3）利用電機(jī)帶動(dòng)齒輪、齒條系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)
液壓系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)高，維修難，不易維護(hù)。鏈傳動(dòng)是一種不錯(cuò)的傳動(dòng)方式，傳動(dòng)精度高，設(shè)計(jì)、購買方便，但和齒輪、齒條嚙合的傳動(dòng)方式比較起來，鏈傳動(dòng)的效率低了一點(diǎn)。所以，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式來實(shí)現(xiàn)托盤的橫向移動(dòng)，中間的傳動(dòng)裝置采用齒輪和齒條的嚙合。
2.2.1 循環(huán)的方式和電機(jī)放置位置
根據(jù)前面的所述，底層循環(huán)部分的動(dòng)力源采用電機(jī)，而且，電機(jī)不是安裝在托盤上，同時(shí)決定采用齒輪和齒條嚙合的傳動(dòng)方式，按照常規(guī)規(guī)定將齒輪作為齒輪和齒條嚙合傳動(dòng)的主動(dòng)件，固定在水平面上，為了不防礙轎車的存取，電機(jī)和齒輪只能放在車庫的后方。齒輪水平放置，所以齒輪軸的軸向?yàn)樨Q直方向，如果電機(jī)水平放置，電機(jī)軸的軸向?yàn)樗椒较?，這種情況下，把電機(jī)的動(dòng)力傳遞給齒輪需要兩個(gè)相互嚙合的圓錐齒輪。圓錐齒輪的設(shè)計(jì)、制造和安裝都比較麻煩，從而導(dǎo)致成本費(fèi)用比較高，對(duì)于小型車庫來說經(jīng)濟(jì)性不好，同時(shí)，兩個(gè)圓錐齒輪的齒輪軸很難固定，而且占用了較多的縱向水平面積。故決定采用電機(jī)豎直放置的方法。
電機(jī)豎直安放也存在兩種方式。其一，電機(jī)軸的軸向向上安放，這種方式下，雖然容易實(shí)現(xiàn)電機(jī)定位，無論采用底座定位還是凸緣定位都很容易定位。但是，由于要求齒輪安放在水平面上，電機(jī)則只有安放在地平面下，這樣需要為電機(jī)用混凝土澆注一個(gè)基坑，這樣的話，電機(jī)的安放和維修都比較困難。故不采用此方式。
當(dāng)電機(jī)豎直安放且電機(jī)軸的軸向向下時(shí)，只需要一個(gè)聯(lián)軸器就可以把電機(jī)軸和齒輪軸聯(lián)在一塊，從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)力的目的。此處的電機(jī)依靠凸緣來定位。采用這種方式的缺點(diǎn)就是電機(jī)不容易固定，為了解決這一個(gè)問題決定設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)架，用來支撐和固定電機(jī)。
此處還要考慮減速器的存在。從車庫的規(guī)模來看，此車庫為小型車庫，平移速度要求不高。因?yàn)槠揭凭嚯x都比較小。速度大了就容易產(chǎn)生較大慣量，不利于制動(dòng)，使安全系數(shù)降低。同時(shí)，從時(shí)間的角度來看，對(duì)于此車庫，在速度較低的情況下，存取車的時(shí)間也是很短的。所以，此車庫要求速度較低（初步定位0.35m/s）眾所周知，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速一般比較高。所以，在此處減速器是必不可少的部件。目前，減速器已經(jīng)成為一種比較規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)和選擇都比較容易。不過，此處為了安裝方便，決定選用帶有減速器的電動(dòng)機(jī)。為了減低成本，安裝方便，此車庫的電動(dòng)機(jī)都采用帶有減速器的電動(dòng)機(jī)，具體的型號(hào)根據(jù)具體的設(shè)計(jì)而定。
電動(dòng)機(jī)和齒輪都固定在地平面上了，齒條就只有作為齒輪、齒條嚙合傳動(dòng)方式的運(yùn)動(dòng)件了。齒條可以焊接在托盤的后面的側(cè)面上，也可以使用螺栓固定在托盤后方。由于齒條的長度和托盤的寬度一樣，尺寸補(bǔ)角長，如果采用焊接的方法，由于熱脹冷縮的原因，在焊接的過程中，會(huì)使齒條變形，從而影響齒輪和齒條間懂得嚙合精度。所以決定齒條和托盤間的聯(lián)接方式采用螺栓聯(lián)接，齒條的寬度由它所承受的載荷而定，具體設(shè)計(jì)見第三章。齒條的厚度由多哥因素決定，其一：齒條的強(qiáng)度需要滿足一定的強(qiáng)度要求；其二：由于滾筒的存在，齒條應(yīng)該用螺栓固定在托盤的后方的邊框的上方，而不是托盤后面的豎直側(cè)面上，這種情況下要求：齒條和邊框在水平方向上有一定的重合度。其三：要考慮滾輪的寬度，最后要考慮齒條的分度線要和齒輪的分度圓相切。
2.3 提升機(jī)構(gòu)所用方式的比較和選擇
常見的三種方式是液壓方式，鏈條提升方式和鋼絲繩提升方式
2.3.1 鋼絲繩提升
鋼絲繩具有承載能力強(qiáng)，重量輕的特點(diǎn)，但它卻具有彈性，使用時(shí)間長了會(huì)產(chǎn)生伸長量，使得傳動(dòng)精度降低，從而使得托盤不能準(zhǔn)確到達(dá)所應(yīng)到達(dá)的位置，而且，鋼絲繩容易自行扭轉(zhuǎn)和松散。
2.3.2 液壓提升
液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)是一套十分復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)、制造成本較高。而且維修、檢測費(fèi)用也相對(duì)較高，液壓系統(tǒng)的故障很難檢查，如果哪個(gè)輸油管道出現(xiàn)問題，將會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)大大降低車庫的工作效率，而如果液壓站出現(xiàn)了問題，后果將更加嚴(yán)重，故此，此設(shè)計(jì)沒有采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為提升機(jī)構(gòu)。
2.3.3 鏈條提升
鏈傳動(dòng)為電動(dòng)機(jī)通過連軸器、鏈條、鏈輪，來帶動(dòng)托盤實(shí)現(xiàn)垂直的。成本低，安全，易維護(hù)，維修。
鏈條傳動(dòng)兼有齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的特點(diǎn)。與齒輪傳動(dòng)比較，鏈傳動(dòng)較易安裝，成本低廉；遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)其結(jié)構(gòu)要比齒輪傳動(dòng)輕便得多。與帶傳動(dòng)比較，鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率高；需要的張緊力小，壓軸力也??；結(jié)構(gòu)尺寸緊湊；能在低速重載下較好的工作；能適應(yīng)較惡劣的環(huán)境如油污和高溫等場合。
綜上所述，垂直機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，利用鏈條和鏈輪的嚙合傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)滾筒纏繞鋼絲繩來實(shí)現(xiàn)上層托盤的垂直。
2.3.4 提升的原理和電機(jī)安放位置
為了制造、安裝方便，上下兩層的托盤基本相同。無論是尺寸，還是組成都基本相同。區(qū)別就在于：底層的托盤有滾輪，而上層的托盤有滑輪，此處重點(diǎn)來說明一下鏈輪、鏈條和提升電機(jī)及相關(guān)組成部分。
從電機(jī)的安裝和美觀的角度來考慮，電機(jī)應(yīng)該防在車庫框架后方的橫梁上，而且一個(gè)托盤需要兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，一側(cè)一個(gè)水平放置在橫梁上，此處電機(jī)的定位依靠底盤來定位。提升用的電機(jī)和平移用的電機(jī)一樣也選用帶有減速器的電機(jī)。
鏈傳動(dòng)最常見的方式就是利用一條閉合的鏈條，把一根軸上的動(dòng)力傳遞到另一根軸上，兩個(gè)鏈輪要求在同一個(gè)水平面上。本設(shè)計(jì)中要求鏈條傳遞動(dòng)力，還要求鋼絲繩傳遞運(yùn)動(dòng)，所以采用閉合鏈條，鋼絲繩是采用一端固定，一端固定在滾筒上。這種情況下，一個(gè)托盤只有兩根鋼絲繩在承載，對(duì)鋼絲繩的要求較高。如果托盤上前端有一個(gè)鋼絲繩的固定端，后端有一個(gè)鋼絲繩的固定端，這種情況下托盤有四根鋼絲繩來承載，安全系數(shù)較高，但框架上的鏈條較復(fù)雜，制造不方便。如果鋼絲繩固定在框架縱向梁的前部，然后和托盤上兩個(gè)滑輪配合，最后回到縱向梁的后部，示意圖如下圖所示。這種方式不但有四根鋼絲繩來承載，而且提升平穩(wěn)，安全系數(shù)高，所以就采用這種方式。
圖2-2 上層托盤和轎車提升的簡圖
由于上層托盤提升到固定位置時(shí)，需要在此處長時(shí)間停滯，所以需要在鏈輪軸上安裝制動(dòng)器，制動(dòng)器應(yīng)該選用常閉型的制動(dòng)器，因?yàn)橥斜P挺在固定位置的時(shí)間比托盤運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長很多，電機(jī)軸和鏈輪軸之間也采用凸緣式聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)接。
2.3.5 設(shè)計(jì)時(shí)注意要點(diǎn)
1）按照不同的工況，選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)鏈條，這是基本原則，但是由于具體工況的多樣性和復(fù)雜性，而且標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋面總是有限的。因此必要時(shí)也可以在規(guī)格、尺寸、參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)對(duì)此鏈條的性能提出較高的要求，并以此向鏈條廠咨詢協(xié)商定貨。
2）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)鏈條，如遇到標(biāo)準(zhǔn)鏈條不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，有時(shí)要進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)體設(shè)計(jì)。此時(shí)要盡量查找國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，參照標(biāo)準(zhǔn)提供的尺寸參數(shù)，改選較好的材質(zhì)等。
3）鏈傳動(dòng)是利用中間撓性鏈條和鏈輪輪齒的相互嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。它具有帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是瞬間傳動(dòng)比變化，因?yàn)殒湽?jié)與鏈輪相嚙合時(shí)，可看成是鏈節(jié)繞在多邊形的鏈輪上。鏈的節(jié)距p愈大，鏈輪齒數(shù)z愈小，則鏈速的不均勻性以及附加的動(dòng)載荷大。設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)，在滿足鏈傳動(dòng)傳遞功率的前提下，應(yīng)盡可能選用較小的節(jié)距和較多的齒數(shù)。
4）鏈傳動(dòng)安裝時(shí)，兩鏈輪軸的平行度至關(guān)重要，特別是速度較高的鏈傳動(dòng)及多排鏈傳動(dòng)，其兩輪軸線的平行度達(dá)不到規(guī)定精度時(shí)，會(huì)使鏈與鏈輪嚙合狀況惡化，并將加大沖擊與振動(dòng)。
5）對(duì)于傳遞動(dòng)力的鏈傳動(dòng)，當(dāng)鏈速較高時(shí)，其潤滑就成為重要的問題，應(yīng)采用推薦的潤滑方式進(jìn)行潤滑，否則，它將嚴(yán)重影響鏈的壽命。
6）設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)加裝防護(hù)罩或防護(hù)裝置。
2.4 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
本課題給出轎車的幾何參數(shù)為：車身長為4700mm，車身寬為1700mm，車身高為1550mm,總重是1600Kg。托盤為載車容器，其尺寸應(yīng)該大于轎車的尺寸，故托盤的尺寸初步定為：長L=5400mm,寬W=2000mm.為了保證托盤的自由運(yùn)動(dòng)，左右兩個(gè)立柱間的距離應(yīng)該大于托盤的寬度，因?yàn)檫@樣既有利于轎車的存取，也有利于托盤的安放，所以把左右兩個(gè)立柱間的距離定為2100mm,基坑的長度為6500mm。這是托盤和車庫框架的大體尺寸。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 垂直循環(huán)停車設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
第三章垂直循環(huán)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 垂直循環(huán)式二層車庫工作原理
機(jī)械式立體停車庫有許多種類型，根據(jù)其工作原理可分為：垂直循環(huán)式；水平循環(huán)式；平面移動(dòng)式等等。采用以載車板垂直或循環(huán)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備叫做垂直循環(huán)式立體停車庫，由于垂直循環(huán)式停車庫的類型比較多，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)場地的適應(yīng)性強(qiáng)，因此采用這一類型的停車庫十分的普遍。
垂直循環(huán)式立體停車庫每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過垂直循環(huán)運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫內(nèi)地面的車只作循環(huán)，不必垂直，上層車位或下層車位需要通過中間層循環(huán)出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可以進(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或開出車庫。
圖3-1 車庫原理圖
垂直此車庫適用于小區(qū)里使用，停放的車輛是小型轎車。此車庫一共有3個(gè)出入口。底層的載車板只能進(jìn)行水平的橫向移動(dòng)，上層的載車板只能進(jìn)行豎直方向上的上下運(yùn)動(dòng)。本車庫一共可以停放5輛轎車（即一共有5個(gè)載車板）。為了實(shí)現(xiàn)載車板的自由提升和循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)轎車的存取，底層存在一個(gè)空車位，即能夠循環(huán)的載車板只有兩個(gè)，為了對(duì)存取車進(jìn)行詳細(xì)的說明，對(duì)各個(gè)車位進(jìn)行了編號(hào)，號(hào)碼如圖3-1所示。現(xiàn)在以取車為例來說明存取車的順序。如圖所示，假設(shè)5車位目前為空車位。如果要取4、6車位的轎車，可以直接取車；如果要取2車位的轎車，只需要將2車位的載車板下放到5車位即可以取車，最后讓我們來看一下1（3）車位的轎車的取車順序，要取1（3）車位的轎車，必須先將4（6）車位的載車板循環(huán)的空車位（2車位），然后將1（3）車位的載車板下放到4（6）車位即可以取車了。需要說明一下的是，當(dāng)轎車取走后，上層的載車板需要提升到原位。存車的過程和取車的過程基本相同，唯一的區(qū)別就是：存車時(shí)盡量先將轎車存放在上層的車位，然后再存放下層的車位。
3.2 循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.1 托盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1） 托盤的基本尺寸的設(shè)計(jì)
此立體車庫適合小區(qū)使用，所停車輛為轎車和微型面包車，一般轎車的基本參數(shù)：
長：L=4700mm; 寬：W=1700mm; 高：H=1550mm;
初步確定托盤的基本尺寸：
長：L=5400mm; 寬：W=2000mm;
（2） 托盤上基本零部件的選擇和設(shè)計(jì)
a.滾輪的設(shè)計(jì)：
（1）直接將滾輪安裝在托盤上，在存車位上安裝導(dǎo)軌（輕軌），滾輪直接在導(dǎo)軌上滾動(dòng)，可以減少摩擦力，而且托盤移動(dòng)平穩(wěn)。滾輪在安裝中有中心軸，軸焊接在托盤上，軸承選擇內(nèi)圈固定，外圈旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)簡圖，如圖3-2所示。
1-軸承 2-滾筒 3-軸承端蓋 4-軸
圖3-2 滾輪示意圖
b.托盤主體結(jié)構(gòu)的材料選擇
托盤示意簡圖見零件圖（A1）
（1）外框空心鋼管的選擇
選用結(jié)構(gòu)用冷彎矩形空心鋼管（GB6728-86）
選擇的尺寸：邊長70㎜, 壁厚t=4.0㎜, 理論重量7.966㎏/m.
另選用的結(jié)構(gòu)用冷彎矩形空心鋼管（GB-6728-86）
選擇的尺寸200㎜×100㎜,壁厚t=4.00㎜,理論重量㎏/m.
(2) 托盤中用于承載汽車的鋼板的選擇
根據(jù)GB3277-82，選擇菱形花紋鋼板，以增大汽車輪胎與鋼板之間的摩擦力。厚度5㎜,寬0.35㎜,其它鋼板，如承載用的平行與水平面的鋼板。根據(jù)（GB709-88），選擇厚度5㎜,寬度0.35㎜,將0.77㎜的鋼板一分為二。
對(duì)于鋼板厚度 5㎜, 理論重量 39.2㎏/m2
厚度 4㎜, 理論重量 31.42㎏/m2
菱形花紋鋼板 厚度 5㎜, 理論重量42.30㎏/m2
(3) 角鋼的選擇
根據(jù)GB9787-88選擇碳素鋼Q235-A，尺寸為50*50*5㎜的熱軋鋼等，邊角鋼理論重量1.822㎏/m.
(4) 托盤整體采用焊接的方法：
焊縫均采用手工電弧焊，焊縫不能有透、熔、蝕等缺陷，修刺倒棱，焊后退火處理，
綜上所述得出：
如圖：菱形鋼板 寬W=0.4m 長L=5.4m
矩形鋼板 寬W=0.15m 長L=5.4m
方形鋼板 寬W=0.1m 長L=2m
中間鋼板 寬W=1.2m 長L=5.4m
邊上鋼板 寬W=0.45m 長L=3m
得出：
方型鋼管：M1=7.966㎏/m×2×2.1m=33.46㎏
矩形鋼管：M2=18㎏/m×2×5.4m=194.4㎏
中間鋼板：M3=31.42㎏/m2×5.4m×1.2m=203.47㎏
菱形鋼板：M4=42.3㎏/m2×4×0.45m×1.2m=81.22㎏
角鋼： M5=1.822㎏/m×4×0.063=0.46㎏
邊上鋼板：M6=39.25㎏/m2×2×0.45m×3m=94.2㎏
其它重量：M7= 4.83㎏
所以上層托盤總重量為M總=M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7 =630㎏.
由于底層托盤上有滾輪和齒條：
估算滾輪重量M滾=0.8×4=3.2㎏
齒條采用45號(hào)鋼，淬火，密度為7.9×103㎏/m3
長度為L=2150㎜，寬度為W=100㎜,高度為H=60㎜
M齒條=2150㎜×100㎜×60㎜×7.9×103㎏/m3×10-12=101.91㎏
底層托盤總重量為=624㎏+101.91kg=725.91㎏
故底層托盤的重量初步定為730㎏.
3.2.2 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
由于轎車和托盤的重量達(dá)到2330㎏，故選擇GB11264-89中的輕軌，型號(hào)30。查其總高是108㎜，總寬是108㎜，總長是基坑的長度，由車架的設(shè)計(jì)部分可以得知基坑的長度為6500㎜，其截面如圖3-4所示：
潤滑方式：采用人工加油的方式直接向?qū)к壣蠞灿?，不需要專門的潤滑裝置。
3.3 垂直機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
垂直循環(huán)式立體停車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)車庫中非常重要，主框架部分、載車板部分和傳動(dòng)系統(tǒng)是垂直循環(huán)式立體停車庫的主要組成部分，主框架部分承擔(dān)著整個(gè)垂直循環(huán)式立體停車庫的總量，而且它的輕重、穩(wěn)定性和可靠性以及載車板部分還影響著整個(gè)立體停車庫的重量、材料和成本的多少以及安全性，傳動(dòng)系統(tǒng)決定著垂直循環(huán)式立體停車庫運(yùn)行的好壞，所以如何設(shè)計(jì)主框架部分、載車板部分和傳動(dòng)系統(tǒng)成為影響整個(gè)立體停車庫的關(guān)鍵因素
3.4 垂直循環(huán)機(jī)構(gòu)整體框架設(shè)計(jì)
在此設(shè)計(jì)中，因?yàn)樯蠈拥耐斜P和其上面的轎車重量都有框架來承受，所以框架不僅要結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，還要求滿足一定的強(qiáng)度要求。
主框架底座部分用混凝土澆注,立柱直接筑在混凝土中。因?yàn)榱⒅习惭b有導(dǎo)軌，載車板的槽鋼內(nèi)裝有導(dǎo)靴，兩者需要相配合，立柱的間距應(yīng)該根據(jù)載車板的寬度而定。其結(jié)構(gòu)如下圖：
圖 3-5 主框架圖
3.4.1 材料的選擇
在工程結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)是應(yīng)用比較廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)，一些高度或跨度比較大的結(jié)構(gòu)，載荷或吊起重量很大的結(jié)構(gòu)，有較大振動(dòng)的結(jié)構(gòu)，高溫車間的結(jié)構(gòu)等等，采用其它建筑材料，目前尚有困難或不是很經(jīng)濟(jì)，有時(shí)候也滿足不了強(qiáng)度要求，則可考慮用鋼結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu)用于垂直裝置的支撐及立體車庫的主框架結(jié)構(gòu)，這種鋼結(jié)構(gòu)具有以下的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
（1） 材料強(qiáng)度高
在相同的載荷條件下，采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)的自重較小，當(dāng)跨度和載荷相同時(shí)，剛架的重量只有混凝土層架重量的1/4～1/3，如果用薄臂型鋼屋架，則可更強(qiáng)，由于重量輕，便于運(yùn)輸安裝。
（2） 安全可靠
鋼材質(zhì)地均勻，各向同性，彈性模量大，具有良好的塑性和韌性。
（3） 工業(yè)化生產(chǎn)程度高
與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化生產(chǎn)程度高，能成批大量生產(chǎn)，制造精度高，采用工廠制造、工地安裝的施工方法，可縮短周期，降低造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益。
（4） 具有一定的耐熱性
溫度在35度以內(nèi)鋼的性質(zhì)變化很小，溫度達(dá)到30度以后強(qiáng)度逐漸下降，達(dá)到45度～60度時(shí)，強(qiáng)度為零。因此鋼結(jié)構(gòu)防火性較鋼筋混凝土差，一般用于溫度不高于25度的場合。
同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列要求：
結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度，鋼性和穩(wěn)定性。
要符合建筑物的使用要求，要有良好的耐久性
盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量
盡可能縮短制造安裝時(shí)間，節(jié)約勞動(dòng)時(shí)間
結(jié)構(gòu)要便于運(yùn)輸、維護(hù)
可能條件下，盡量注意美觀，特別是外露機(jī)構(gòu)
根據(jù)以上各項(xiàng)要求，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視貫徹和研究節(jié)約鋼材，降低造價(jià)的各種措施，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用，確保質(zhì)量。
3.4.2 制造方法
立柱采用工子鋼，因?yàn)楣ぷ愉撚泻軓?qiáng)的承載壓力的能力。一共有8根立柱，前后各有4根，采用澆注的方法固定在混凝圖中（地面采用混凝土）。橫梁采用寬×高為2000㎜×100㎜的冷彎矩形空心鋼管（GB6728-86），因?yàn)樘嵘龣C(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和制動(dòng)器要放在橫梁上，所以矩形空心鋼管平放在立柱上，采用焊接的方法連接。
縱向梁的選擇比較困難，因?yàn)榭v向梁不僅可以用冷彎矩形空心鋼管，也可以采用角鋼相對(duì)放置構(gòu)成。由前面的設(shè)計(jì)知道，鏈輪的結(jié)構(gòu)要放在縱向梁上，不管采用那種方式的縱向梁。鏈輪的底板都可以方便的固定在縱向梁上。但是，當(dāng)采用前者的方法時(shí)，需要在冷彎矩形空心鋼管上開矩形孔，制造比較麻煩，所以決定采用兩個(gè)角鋼相對(duì)放置的方法來制造縱向梁，兩個(gè)角鋼之間存在一定的距離，距離由鏈條的寬度來定?？v向梁也采用焊接的方式固定在橫梁上。
3.4.3 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度校核
由上面的分析知道，鏈輪安裝在縱向梁上，縱向梁要承受轎車和托盤的重量。同時(shí)由于縱向梁跨度比較大，所以在整個(gè)鋼架中，對(duì)縱向梁的校核最為重要。
現(xiàn)在來分析縱向梁所受的載荷。
取托盤（含轎車）為研究對(duì)象，分析受力示意圖如圖3-2所示：
圖3-6 受力分析示意圖
由于四根鏈條同時(shí)承載。所以每根鏈條所受載荷F為：
F=（G1+G2）/4=（1600+630）㎏×9.8N/㎏/4=5463.5N
因?yàn)槊總€(gè)托盤有四根鏈條來承載，每條鏈條所承受的拉力為5537N。鏈條固定在兩根角鋼上，所以有每根角鋼承受的力為2768.5N，不過，角鋼上要承受兩個(gè)這樣的力，兩個(gè)力的距離如圖3-7所示。因?yàn)榻卿摰膬啥斯潭ㄔ跈M向梁上，所以角鋼可以近似的簡化為簡支梁，它的受力分析圖和彎矩圖如圖3-7所示。
圖3-7 縱向梁的受力分析
角鋼的承受的最大正應(yīng)力為：
δmax=Mmax/W
式中 Mmax-梁的最大彎矩
W-抗彎截面系數(shù)
梁的最大彎矩由圖3-3可知，抗彎截面系數(shù)和角鋼的材料有關(guān)，查閱《機(jī)械