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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1選題背景、目的及意義
近幾年來(lái)，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在一些大、中城市相繼出現(xiàn)了停車難和亂停車的現(xiàn)象。在解決城市停車難的問(wèn)題中，歐美國(guó)家和亞洲國(guó)家采取的措施有所不同。但立體化停車是各個(gè)國(guó)家都積極采取的措施，尤其是全自動(dòng)化的機(jī)械式立體停車庫(kù)，在很多國(guó)家和地區(qū)都得到了快速的發(fā)展。機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。機(jī)械式立體停車設(shè)備以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，引起了各界的重視，得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)械式立體停車庫(kù)可充分利用空間，在有限場(chǎng)地上，最大限度停放車輛，是改善城市交通，緩解城市停車難的新途徑。
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(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)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(kù)，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(kù)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(kāi)發(fā)成本。
隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車修理行業(yè)也迎來(lái)巨大的市場(chǎng)需求。立體車庫(kù)是專門實(shí)現(xiàn)各種車輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施。隨著城市汽車保有量的不斷增加，停車難問(wèn)題已經(jīng)成為大中型城市的一個(gè)普遍現(xiàn)象。機(jī)械式立體車庫(kù)可充分利用土地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢(shì)，最大限度停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問(wèn)題的重要途徑。升降橫移式立體車庫(kù)以其形式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，在國(guó)內(nèi)被廣泛使用。本設(shè)計(jì)研究立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)及工作原理，利用AutoCAD軟件完成總體鋼結(jié)構(gòu)框架、橫移機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電氣系統(tǒng)等部分設(shè)計(jì)及校核計(jì)算，并對(duì)各部件進(jìn)行選型。
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
機(jī)械式停車設(shè)備的應(yīng)用已有30多年的歷史了。發(fā)展較早、較好的有日本、韓國(guó)、德國(guó)等。在亞洲，機(jī)械式停車設(shè)備采用較早應(yīng)用較普遍的是日本、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣省。日本從事機(jī)械式立體停車庫(kù)及其設(shè)備開(kāi)發(fā)、制造的共有200多家，其中生產(chǎn)機(jī)械式立體停車設(shè)備的約100多家，比較大的公司有新明和、日精、三菱重工、大福、日成、東急、內(nèi)外及昭和起重機(jī)等，產(chǎn)品既有出口的，也有進(jìn)口的。韓國(guó)機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀(jì)70年代中期為起步階段，80年代為引進(jìn)階段，90年代為供應(yīng)使用階段。
我國(guó)在20世紀(jì)80年代初開(kāi)始研制和使用機(jī)械式停車設(shè)備。80年代是起步階段，90年代以來(lái)，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車進(jìn)入家庭后，停車設(shè)備的應(yīng)用逐步推廣，己經(jīng)形成了新興的停車設(shè)備行業(yè)，步入了引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段?，F(xiàn)在從事停車設(shè)備制造的企業(yè)數(shù)約有100家，其中主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)50家。目前品種的滿足率己達(dá)90%左右，有的品種填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到50%以上。
1.3研究?jī)?nèi)容及研究方法
本設(shè)計(jì)的自動(dòng)化立體車庫(kù)類型為升降橫移式，占地面積為100m2左右，存車臺(tái)數(shù)為2輛，瞬間功率（最大）為5kW，單臺(tái)平均存取時(shí)間為60s，控制方式為程序控制，結(jié)構(gòu)類型為鋼結(jié)構(gòu)。利用AutoCAD軟件完成總體鋼結(jié)構(gòu)框架、橫移機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電氣系統(tǒng)等部分設(shè)計(jì)及校核計(jì)算，并對(duì)各部件進(jìn)行選型。
1.4 研究?jī)?nèi)容
（1）立體車庫(kù)總體方案設(shè)計(jì)；
（2）利用AutoCAD軟件完成立體車庫(kù)二維總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
（3）校核計(jì)算；
（4）設(shè)計(jì)結(jié)論分析以及撰寫說(shuō)明書。
1.5 研究流程圖
本設(shè)計(jì)的研究流程圖如圖1.1。
收集材料以及總體方案設(shè)計(jì)
AutoCAD二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及校核
是否合理
結(jié)論分析
撰寫說(shuō)明書
圖1.1研究流程圖
第2章 車庫(kù)總體設(shè)計(jì)方案以及工作原理和組成
2.1 全自動(dòng)車庫(kù)的定義與分類
立體停車庫(kù)屬于倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施,專門為各類車輛自動(dòng)停放，科學(xué)寄存.其由鋼構(gòu)架、回轉(zhuǎn)臺(tái)（采用埋人式）、輸送車或升降電梯、監(jiān)控操作臺(tái)及輔助設(shè)備（消防、配電、防盜機(jī)構(gòu)）六大部分聯(lián)合構(gòu)成,目前，在國(guó)內(nèi)一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，人口密度較大的城市中開(kāi)發(fā)推廣,并已經(jīng)日趨成熟。
立體停車庫(kù)就其結(jié)構(gòu)性能上大體分：機(jī)械式、自走式及半機(jī)械式三種．
根據(jù)立體停車機(jī)場(chǎng)的不同，大致可分：升降橫移式 、垂直循環(huán)式、巷道堆垛式、垂直升降式、簡(jiǎn)易升降式等?！?
升降橫移式：是利用載車板的升降或（和）橫向平移存取停放汽車的機(jī)械式停車設(shè)備.適用于住宅小區(qū)、大樓地下室、立交橋下。
垂直循環(huán)式：是用一個(gè)垂直循環(huán)運(yùn)動(dòng)的載車板系統(tǒng)存取停放汽車的機(jī)械式停車設(shè)備 。
巷道堆機(jī)垛式 ：是用巷道堆垛機(jī)或特種起重機(jī)將汽車水平且同時(shí)垂直移動(dòng)到預(yù)定泊車位置或相反取出汽車的機(jī)械式停車設(shè)備。適用于大規(guī)模社會(huì)公用停車樓及地下停車庫(kù) 。
2.2 車庫(kù)總體設(shè)計(jì)方案
鏈驅(qū)動(dòng)雙層升降橫移式立體車庫(kù)，是充分利用小區(qū)地下空間設(shè)置的新型車庫(kù)，其型號(hào)為單層2個(gè)車位。車庫(kù)下降后可完全居于地面之下，車庫(kù)表面能與周邊完全融為一體。并且每個(gè)車庫(kù)均屬獨(dú)立空間，升降自如，停（?。┸嚇O為方便，快捷，是充分利用地下空間改造或興建的安全、新型、便捷式車庫(kù)。該車庫(kù)設(shè)計(jì)新穎、獨(dú)特、巧妙，實(shí)用性強(qiáng)，可以大大緩解小區(qū)車庫(kù)（位）嚴(yán)重不足的矛盾。
2.3 車庫(kù)的工作原理
本設(shè)計(jì)的車庫(kù)是以鏈驅(qū)動(dòng)的雙層升降橫移式車庫(kù)，如圖2-1，車庫(kù)整體放置于底下，升降系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)卷筒，利用滑輪作用實(shí)現(xiàn)載車板的升降，橫移系統(tǒng)采用電機(jī)帶動(dòng)鏈輪使載車板在車庫(kù)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
圖2.1 車庫(kù)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖
2.4 車庫(kù)的總體組成部分
本設(shè)計(jì)的車庫(kù)主要分為車庫(kù)整體框架，載車板，橫移機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)，卷筒，滑輪等幾個(gè)主要零部件。為了保證車庫(kù)各個(gè)零部件的鏈接部分的強(qiáng)度，零部件之間多采用螺栓連接和焊接技術(shù)。
2.5 本章小結(jié)
在本章中簡(jiǎn)單闡述了立體車庫(kù)設(shè)計(jì)的主要分類，闡述了選擇鏈驅(qū)動(dòng)升降橫移車庫(kù)的主要因素和意義，體現(xiàn)了立體自動(dòng)車庫(kù)的主體框架和主要工作原理，整體車庫(kù)系統(tǒng)采用的零件結(jié)構(gòu)以及組成部分，為以后的車庫(kù)各個(gè)組成部分設(shè)計(jì)提供思路和明確目的。
第3章 車庫(kù)主體鋼材的選用
3.1 車庫(kù)上邊框鋼材的選擇
選擇冷彎等邊槽鋼（GB/T6728-2002）。通過(guò)查表3.1-158根據(jù)實(shí)際物理需求，選擇H×B×t=300×200×10。理論質(zhì)量為10.221kg/m。橫截面面積S=13.021,重心X。=1.517。材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。
圖3.1 矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)
3.2 庫(kù)架支撐鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=300×200×10。理論重量為72.7kg/m橫截面面積S=92.6。材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為3500mm，數(shù)量為4根。得質(zhì)量為。
3.3 上下層支撐鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=160×80×8。理論重量為26.81kg/m橫截面面積S=33.64. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為3000mm,數(shù)量為4根。得質(zhì)量為。
3.4 升降臺(tái)輔助支撐鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=100×50×5。理論重量為10.484kg/m橫截面面積S=13.365。 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為1000mm，數(shù)量為4根。得質(zhì)量為。
3.5 鏈輪支撐鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=120×50×6。理論重量為15.097kg/m橫截面面積S=19.232。 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為500mm，數(shù)量為4根。得質(zhì)量為。
3.6 鏈輪輔助支撐鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=120×50×6。理論重量為15.097kg/m橫截面面積S=19.232。 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為750mm,數(shù)量為4根。得質(zhì)量為。
3.7 滑輪支撐鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=120×50×6。理論重量為15.097kg/m。橫截面面積S=19.232。 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為750mm，數(shù)量為4根。得質(zhì)量為。
3.8 滑輪輔助支撐鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=60×30×4。理論重量為4.826kg/m。橫截面面積S=6.147。 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為750mm，數(shù)量為4根。
3.9 上下層支撐鋼橫向連接鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=100×50×5。理論重量為10.484kg/m。橫截面面積S=13.365。 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為1850mm，數(shù)量為2根。得質(zhì)量為。
3.10 滑輪支撐鋼橫向連接鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=60×30×4。理論重量為4.826kg/m。橫截面面積S=6.147。 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為1850mm，數(shù)量為2根。得質(zhì)量為。
3.11 鏈輪支撐鋼橫向連接鋼的選擇
選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=60×30×4。理論重量為4.826kg/m。橫截面面積S=6.147。材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。 確定長(zhǎng)度為1850mm，數(shù)量為2根。得質(zhì)量為。
圖3.2 矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)
3.12 載車板橫向邊緣鋼
選擇冷彎等邊槽鋼（GB/T6728-2002）。通過(guò)查表3.1-158根據(jù)實(shí)際物理需求，選擇H×B×t=100×50×4.0。理論質(zhì)量為5.788kg/m。橫截面面積S=7.373，重心X0=1.448。 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為4700mm，數(shù)量為2根。得質(zhì)量為 。
(以上理論質(zhì)量都是按鋼的密度為7.85g/=)
鋼架主要結(jié)構(gòu)由各種鋼材通過(guò)焊接或螺紋連接緊固。
分為上、下框架，通過(guò)它可以安裝消防、排水設(shè)施以及作為鋼絲繩和鏈的支撐部件。主要由立柱、上邊架、下邊架以及軌道支架組成。
各鋼板采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)。高強(qiáng)度螺栓連接中，構(gòu)件內(nèi)力是靠構(gòu)件鋼板表面間由高強(qiáng)度螺栓以巨大的夾緊壓力所產(chǎn)生的摩擦力來(lái)傳遞的，故高強(qiáng)度螺栓連接的承載能力是以抗滑強(qiáng)度——被連接鋼板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的載荷來(lái)表示，而不考慮螺栓的受剪?？够瑥?qiáng)度又取決于高強(qiáng)度的預(yù)緊拉力、鋼板表面的摩擦系數(shù)、摩擦面及高強(qiáng)螺栓數(shù)量。高強(qiáng)度螺栓由高強(qiáng)螺栓、高強(qiáng)螺母各一個(gè)，以及高強(qiáng)墊圈個(gè)兩個(gè)組成。
3.13載車板的結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算
載車板用來(lái)承載庫(kù)存車輛，按結(jié)構(gòu)形式有框架式和拼板式兩種?？蚣苁禽d車板用型鋼和鋼板焊接承載框架，并多數(shù)采用中間突起結(jié)構(gòu)，在兩側(cè)停車通道和中間凸起的頂面鋪設(shè)不同厚度的鋼板。這種載車板的優(yōu)點(diǎn)是可按需要設(shè)置行車通道寬度，并具有較好的導(dǎo)入功能，適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)。拼板式載車板用鍍鋅鋼板一次沖壓或滾壓成組裝件，采用咬合拼裝成載車板，用螺栓緊固連接，拼裝前可以先對(duì)組件進(jìn)行各種表面處理，如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀。
由于本設(shè)計(jì)存車容量為4700×1850×1450中型車，考慮力學(xué)性能，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸如圖3.3。
整體由冷彎空心型鋼、冷彎等邊槽鋼和鋼板焊接而成。
低部三橫梁鋼材選用矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=160×80×8。理論重量為26.81kg/m。橫截面面積S=33.64。材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長(zhǎng)度為1850mm，數(shù)量為3根。得質(zhì)量為。
車板邊梁選擇冷彎等邊槽鋼（GB/T6728-2002）。通過(guò)查表3.1-158根據(jù)實(shí)際物理需求，選擇H×B×t=100×50×4.0。理論質(zhì)量為5.788kg/m。橫截面面積S=7.373， 重心X0=1.448。 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。 確定長(zhǎng)度為4700mm，數(shù)量為2根。得質(zhì)量為。 。
中部支撐剛選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過(guò)查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸H×B×t=100×50×5。理論重量為10.484kg/m。橫截面面積S=13.365。材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼確定長(zhǎng)度為1690mm，數(shù)量為2根。得質(zhì)量為。
鋼板材料采用ZG06Cr13Ni14Mo。體積為。質(zhì)量為=。
圖3.3 載車板結(jié)構(gòu)示意圖
3.14本章小結(jié)
本章主要詳細(xì)闡述了車庫(kù)整體框架的鋼材選用，在車庫(kù)總體框架的不同部位，選擇不同型號(hào)的鋼材，一邊達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求以及節(jié)省成本。在選用不同鋼材的同時(shí)，詳細(xì)計(jì)算了各種鋼材的數(shù)量、密度以及質(zhì)量。著重詳細(xì)的說(shuō)明了載車板的設(shè)計(jì)思路和選擇類型，對(duì)于鋼材的選擇慎重合理，并且詳細(xì)算了載車板使用鋼材的數(shù)量質(zhì)量計(jì)算。
第4章 升降系統(tǒng)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸確定
本系統(tǒng)主要通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩通過(guò)滑輪提升或下放載車板。結(jié)構(gòu)主要由升降臺(tái)、鋼絲繩及滑輪組件、鏈和鏈輪組件、卷筒組件、電動(dòng)系統(tǒng)等組成。
4.1 升降臺(tái)結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)
通過(guò)查《機(jī)械手冊(cè)3》第28篇要求，對(duì)升降臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。其初步結(jié)構(gòu)主要由
螺栓、矩形邊梁鋼、鏈連輪、滑輪、 鋼板 、連接板支撐鋼等組成機(jī)構(gòu)如下：
圖4.1 升降臺(tái)結(jié)構(gòu)
4.2 鋼絲繩的設(shè)計(jì)計(jì)算
1．機(jī)構(gòu)工作類型的選擇
由于本車庫(kù)為家庭用車庫(kù)，工作時(shí)間1
45000N
所選鋼絲繩規(guī)格合格。
通過(guò)表8.1-34選擇起重機(jī)型線接觸鋼絲繩型號(hào)鋼絲繩。
4.3 鋼絲繩夾的選擇
圖4.3 鋼絲繩夾
根據(jù)表8.1-35選擇
A=37.0 B=37 C=74 R=10.5 H=92
螺母M16材料為KTH350-10(GB/T5976-1986)
鋼絲繩夾的使用方法由表8.1-38查得每個(gè)接頭處的鋼絲繩夾最少為4個(gè)，其安裝結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖：
圖4.4 鋼絲繩夾的安裝位置
其中 A=(6~7)d。=120~140mm 取A=130mm。
4.4 滑輪及其組件的設(shè)計(jì)計(jì)算
1．材料和結(jié)構(gòu)的選擇
滑輪用來(lái)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行導(dǎo)向和支撐，以改變繩索及其傳遞拉力的方向或平衡繩索分支的拉力。由于本設(shè)計(jì)的滑輪承受載荷中等，選擇材料為ZG230-450，制成實(shí)體滑輪。
2．滑輪主要尺寸的確定
繩槽半徑R是根據(jù)鋼絲繩直徑d的最大允許偏差為確定的。鋼絲繩繞進(jìn)和繞出滑輪槽時(shí)偏斜的最大角度（即鋼絲繩中心線和與滑輪軸垂直的平面之間的角度）應(yīng)不大于，繩槽表面的精度為?；喌闹饕叽缤ㄟ^(guò)表8.1-63確定滑輪槽斷面
尺寸：
圖4.5 滑輪基本尺寸（JB/T9005.1—1999）
根據(jù)表8.1-64確定滑輪的直徑選擇D=400mm。
3．滑輪形式的確定
由于結(jié)構(gòu)好密封比較嚴(yán)密選擇A型結(jié)構(gòu)。
圖4.6 滑輪基本尺寸
通過(guò)查表8.1-65選擇滑輪軸承尺寸：
。
由表8.1—66選擇輪轂尺寸：
。
4．滑輪強(qiáng)度的計(jì)算
圖4.7 滑輪受力分析
假定輪緣是多支點(diǎn)梁，繩索拉力F使輪緣產(chǎn)生彎曲
繩拉力的合力(N)
（4.3）
式中 F—繩索拉力，為7500N；
—繩索在滑輪上的包角的圓心角為；
所以
輪緣最大彎矩（）；
（4.4）式中L-兩輪輻間的輪緣弧長(zhǎng)（mm）；
mm
所以
輪緣最大彎曲應(yīng)力（）；
（4.5）
式中W—輪緣抗彎斷面摸數(shù)（）；
—許用彎曲應(yīng)力，應(yīng)該小于100 ；
所以
輻條內(nèi)壓應(yīng)力（）；
當(dāng)繩索拉力合力方向與輻條中心線重合時(shí)，輻條中產(chǎn)生的壓應(yīng)力最大：
（4.6）
式中A—輻條斷面面積（），取A=700 ；
—斷面折減系數(shù)，取0.1；
—許用壓應(yīng)力為100；
所以
滑輪滿足要求。
5．滑輪組件的設(shè)計(jì)
查機(jī)《械設(shè)計(jì)手冊(cè)3》按ZB/T J80006.3—1987。選擇A型，如上面示意圖所示。帶有深溝球軸承和圓柱滾子軸承兩個(gè)形式的滾動(dòng)軸承（嚴(yán)密密封）有內(nèi)軸套的滑輪。
根據(jù)上面得到的滑輪的直徑和壁厚選擇 滾動(dòng)軸承分別選擇6216和NF216。
圖4.8 滑輪組件
為了減少摩擦與磨損，同時(shí)有起到冷卻、吸振、防銹，以及降低噪音。由于軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不大于4m/s選擇毛氈密封（從動(dòng)輪）和皮碗密封?；嗇S向的固定采用緊固螺母固定。
4.5 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算和尺寸確定
1．卷筒類型的選擇
選擇周邊大齒輪式（JB/T9006.2—1999）。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是卷筒軸不受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩。一般為開(kāi)式傳動(dòng)。選擇圖8.1-3A型結(jié)構(gòu)。
2．卷筒幾何尺寸的確定
選擇單層卷繞雙聯(lián)卷筒。通過(guò)表8.1—47對(duì)卷筒幾何尺寸進(jìn)行計(jì)算。
卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng)計(jì)算公式
（4.7）
D—卷筒名義直徑,通過(guò)表8.1—48選擇400mm；
d — 鋼絲繩直徑,d=20；
—最大起升高度，取2000mm；
a —滑輪組倍率，a=1；
D0=D+d—卷筒計(jì)算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑；
Z≥1.5—為固定鋼繩的安全圈系數(shù)，取1.6；
P— 繩槽槽距，查表8.1—49，P=22；
根據(jù)表8.1—50選取卷筒的部分尺寸，卷筒槽形選標(biāo)準(zhǔn)槽形即可。
選擇基本尺寸D=400 D1=370 D2=360 D3=17 L1=70 L2=28
所以
（4.8）
圖4.9 卷筒基本尺寸
由于卷筒選取A型單層雙聯(lián)卷筒結(jié)構(gòu)，卷筒長(zhǎng)度計(jì)算公式
（4.9）
L1 —無(wú)繩槽卷筒端部尺寸（又結(jié)構(gòu)需要決定）；
L2 —固定鋼繩所需長(zhǎng)度 ；
所以
3．卷筒的技術(shù)條件
（1）、材料
HT200灰鑄鐵。鑄鐵件需經(jīng)時(shí)效處理一消除內(nèi)應(yīng)力鑄鋼件應(yīng)進(jìn)行退火處理。
（2）、表面質(zhì)量
卷筒不得有裂紋，成品卷筒的表面上不得有影響使用性能和有損外觀的顯著缺陷。
（3）、尺寸公差和表面粗糙度
同一卷筒上的螺旋槽的底經(jīng)差不得超過(guò)。
（4）、形位公差
卷筒上配合圓（D1）的圓度比t1、同軸度 t2、左右螺旋槽的徑向圓跳動(dòng)t3以及端面圓挑動(dòng)t4，不得大于GB/T1184中的下列值：
（4.10）
不低于8級(jí)；
（4.11）
4．鋼絲繩在卷筒上的固定
繩端在卷筒上的固定必須安全可靠。在這里采用壓板固定。
圖4.10 壓板式固定
它的構(gòu)造簡(jiǎn)單，檢查拆卸方便。
鋼絲繩的壓板按表8.1—54選取這種壓板使用于各種原股鋼絲繩的繩端的固定。
A=65mm B=60mm
C=20mm D=22mm
F=5.0mm G=21.0mm
R=10.0mm d=20mm
圖4.11 壓班基本尺寸
5．卷筒最小直徑的計(jì)算
計(jì)算公式
Dmin=hd （4.12）
Dmin —按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪和卷筒的最小直徑；
h — 與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)；
查表得 h=18 Dmin =18×20=360
鋼絲繩繞進(jìn)繞出滑輪槽時(shí)偏角的最大角不大于4°
鋼絲繩繞進(jìn)繞出卷筒時(shí)鋼絲繩離螺旋槽兩側(cè)的角度不大于9.5°
6．卷筒強(qiáng)度計(jì)算
卷筒的材料一般采用不低于HT200鑄鐵。
忽略卷筒自重力，卷筒在鋼絲繩最大拉力作用下，使卷筒產(chǎn)生壓、彎曲和扭應(yīng)力，其中壓應(yīng)力最大。由于L≤3D時(shí)只計(jì)算壓應(yīng)力。因?yàn)槭菃螌泳砝@，壓應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算
（4.13）
查《設(shè)計(jì)手冊(cè)1》表3.1—6，
（4.14）
卷筒合格。
4.6 升降鏈及鏈輪的選擇
1．鏈的類型選擇
本設(shè)計(jì)鏈起到平衡和傳動(dòng)的作用，因此通過(guò)表得根據(jù)實(shí)際需要選短節(jié)距精密滾子鏈（簡(jiǎn)稱滾子鏈），其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)鉸接而成。銷軸和外鏈板、套筒和內(nèi)鏈板為靜配合；滾子空套在套筒上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以減少嚙合 時(shí)的摩擦和磨損，并可以緩和沖擊。
2．滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸
根據(jù)實(shí)際需要選擇12A型鏈條，尺寸如圖4.12：
圖4.12 滾子鏈結(jié)構(gòu)尺寸
節(jié)距 P=19.05mm；
滾子直徑 d1=11.91mm；
內(nèi)節(jié)內(nèi)寬 b1=12.57mm；
銷軸直徑 d2=5.96mm；
套筒孔徑 d3=5.98mm；
鏈條通道高度 h1=18.34mm；
內(nèi)鏈板高度 h2=18.08mm；
外鏈板高度 h3=15.62mm；
過(guò)渡鏈尺寸 l1=7.9mm l2=9014mm c=0.1mm；
排距 Pt=22.78。
3.滾子鏈鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸（GB/T1234—1997）
圖4.13 滾子鏈鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸
查表初選Z=18,已經(jīng)選擇鏈條的型號(hào)為12A型。通過(guò)查表查得配用鏈條的節(jié)距P=19.05mm。
滾子鏈外徑 排距。
確定分度圓的直徑d:
（4.15）
齒頂圓直徑 :
（4.16）
由于121.60mm
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