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編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目： 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923160 學(xué)生姓名： 秦 棟 指導(dǎo)教師： 黃敏 （職稱： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書(shū) 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)立體車(chē) 庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成 果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表 示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、 集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 94 學(xué) 號(hào)： 0923160 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書(shū) 一、題目及專題： 1、題目 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 近年來(lái)隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的和汽車(chē)數(shù)量的增加，伴隨而來(lái)的是 城市停車(chē)狀況的尷尬場(chǎng)面，停車(chē)環(huán)境與城市發(fā)展的矛盾十分突出。停 車(chē)問(wèn)題是城市發(fā)展過(guò)程中必然發(fā)生的問(wèn)題。立體車(chē)庫(kù)通過(guò)提高單位 空間的利用率，增加了停車(chē)場(chǎng)單位面積內(nèi)的車(chē)位密度，這樣使得城市 內(nèi)有限的停車(chē)面積上可提供的更多的停車(chē)位。因此，自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù) 成為了解決城市停車(chē)難問(wèn)題最有效的手段之一。 現(xiàn)在我國(guó)正在大力發(fā)展立體車(chē)庫(kù)，這將是未來(lái)的熱門(mén)產(chǎn)業(yè)，所以 要對(duì)車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： ① 了解自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的工作原理，國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)展現(xiàn)狀； ② 完成自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的總體方案設(shè)計(jì)； ③ 完成有關(guān)零部件的選型計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)； ④ 熟 練掌握有關(guān)計(jì)算機(jī)繪圖軟件，并繪制裝配圖和零件圖紙； II ⑤ 完成 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)，并翻譯外文資料 1 篇。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 94 班 姓名 秦 棟 五、開(kāi)始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)〕 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來(lái)越的汽車(chē)進(jìn)入家庭，使得我國(guó)城市停車(chē)難問(wèn)題 日益加劇。立體車(chē)庫(kù)成為目前解決停車(chē)難問(wèn)題的重要方式之一，其中以升降橫移式立體 車(chē)庫(kù)應(yīng)用最為廣泛。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)按結(jié)構(gòu)可分為升 降橫移類、垂直循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動(dòng)類、巷道堆垛類、垂直升降類、簡(jiǎn)易升 降類等。本文主要對(duì)兩層式升降橫移自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和對(duì)關(guān)鍵部位受 力分析并校核。 四柱結(jié)構(gòu)型式鋼結(jié)構(gòu)車(chē)庫(kù)由于其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單有較大使用范圍，本文對(duì)其進(jìn)行詳細(xì) 設(shè)計(jì)。文中主要對(duì)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的橫梁，縱梁，支撐柱以及載車(chē)板進(jìn)行詳細(xì)的受力分析 和校核。另外，本文中的自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)采用了液壓系統(tǒng)進(jìn)行傳動(dòng)，區(qū)別與采用電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)的自動(dòng)車(chē)庫(kù)。由于液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，車(chē)庫(kù)在升降或是橫移過(guò)程中會(huì)更加穩(wěn)定，減少了 運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的噪音，使其適用于更多場(chǎng)合。在車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)中還介紹了車(chē)庫(kù)運(yùn)行中重要 的安全防護(hù)裝置。 除此之外，還繪制了總裝圖、零件圖。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；液壓 IV Abstract With the development of the national economy in our country, more and more cars are entering the common families. Stereo garage becomes the first choice for solving the problems of hard parking. Especially, lift-sliding type stereo garage is the most widely used． The main content of this design is the design of automatic stereo garage, the stereo garage is including lift-sliding type, vertical circulation type, level of circulation, plane mobile, laneway type, vertical lifting, simple movements and etc. The main contents of this paper is about the design structure of two layers of lifting and transferring automatic stereo garage and the force analysis and check by the key parts of stereo garage. Four-column type steel structure garage has a large range of use because of its simple structure. The main content of this paper is the force analysis and check by the beams, stringers, support columns and car carrying boards. In addition, automatic stereo garage use hydraulic system for driving, it has difference between using the motor-driven automatic garage. Because of the advantages of hydraulic transmission, the garage will be more stable in process. This makes it suitable for more occasions. The design of the garage is also introduced the safety protection device in the running of garage. In addition, the paper includes drawn up the assembly diagram, parts diagram. Keywords: automatic stereo garage; structure design; hydraulic V 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................III ABSTRACT ..................................................................................................................................IV 目 錄 ............................................................................................................................................V 1 緒論 .............................................................................................................................................1 1.1 本課題研究的內(nèi)容及意義 ...................................................................................................1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 ................................................................................................................2 1.3 本章小結(jié) ................................................................................................................................4 2 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的總體設(shè)計(jì)方案 .................................................................................................5 2.1 升降橫移自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)選型 ...............................................................................................5 2.2 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)提升方式的選擇 ...........................................................................................6 2.3 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的其他部件 ...................................................................................................6 2.4 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)參數(shù) ...................................................................................................7 2.5 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 ...............................................................................7 2.6 本章小結(jié) ...............................................................................................................................7 3 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)主體框架設(shè)計(jì) .....................................................................................................8 3.1 立體車(chē)庫(kù)的工作原理 ............................................................................................................8 3.2 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................8 3.2.1 支撐柱設(shè)計(jì) ....................................................................................................................9 3.2.2 橫梁受力分析 ..............................................................................................................12 3.2.3 縱梁受力分析 ..............................................................................................................13 3.3 載車(chē)板受力分析校核 .........................................................................................................15 3.4 本章小結(jié) ..............................................................................................................................16 4 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的傳動(dòng)系統(tǒng) .......................................................................................................17 4.1 上層載車(chē)板提升裝置設(shè)計(jì) .................................................................................................17 4.1.1 升降傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................................................17 4.1.2 升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................................................19 4.1.3 升降液壓系統(tǒng)鏈輪設(shè)計(jì) ..............................................................................................20 4.1.4 升降液壓系統(tǒng)傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) ..........................................................................................21 4.2 橫移液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................................................................................................22 4.3 本章小結(jié) ..............................................................................................................................24 5 車(chē)庫(kù)的配套系統(tǒng) .......................................................................................................................25 5.1 安全系統(tǒng) .............................................................................................................................25 5.2 立體車(chē)庫(kù) 的控制系統(tǒng) .........................................................................................................26 5.3 本章小結(jié) .............................................................................................................................28 6 結(jié)論與展望 ...............................................................................................................................29 6.1 結(jié)論 ......................................................................................................................................29 6.2 不足之處及未來(lái)展望 ..........................................................................................................29 VI 致 謝 ...........................................................................................................................................30 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................31 附 錄 ...........................................................................................................................................32 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 本課題研究的內(nèi)容及意義 本課題研究的內(nèi)容是：自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的總體方案設(shè) 計(jì)，有關(guān)零件部件的選型計(jì)算，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并繪制出裝配圖和零件 圖紙。 本課題研究的意義是：自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)是我國(guó)的新興產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景。隨 著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，城市交通擁堵和停車(chē)難的問(wèn)題成了影響城市發(fā)展的重要因素之 一，傳統(tǒng)的車(chē)庫(kù)己經(jīng)不能適應(yīng)城市發(fā)展的要求，再加上我國(guó)汽車(chē)保有量的不斷增加，自 動(dòng)立體車(chē)庫(kù)成為解決這一問(wèn)題的必然途徑 [1]。機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)具有空間利用率高，節(jié)省城 市有限的土地資源；具有建造成本較低、建造周期較短；車(chē)輛停放入車(chē)庫(kù)快速便捷、自 動(dòng)車(chē)庫(kù)更加安全，還具有節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)還可以在有限的土地上停 放更多的車(chē)輛，便于集中管理，減少管理費(fèi)用和人員等的優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)小區(qū)或空地都可 以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行立體車(chē)庫(kù)的建設(shè)，可大大緩解這些地方停車(chē)難的問(wèn)題，這對(duì) 現(xiàn)在車(chē)庫(kù)緊張的小區(qū)和其他人員較多的公共場(chǎng)所提供了很好的解決方法。因此，機(jī)械式 立體車(chē)庫(kù)具有廣闊的應(yīng)用前景。 而自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是車(chē)庫(kù)建設(shè)及運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)水平與質(zhì)量直接 影響到用戶的安全和建造成本。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可最大限度的利用有限的土地空間，緩 解城市中停車(chē)難的問(wèn)題。而目前我國(guó)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)加工生產(chǎn)廠家沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)：大多 數(shù)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)行業(yè)的生產(chǎn)廠家大多以國(guó)外現(xiàn)有產(chǎn)品或技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行制造，對(duì)產(chǎn)品創(chuàng) 新開(kāi)發(fā)能力差，沒(méi)有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)；我國(guó)對(duì)立體車(chē)庫(kù)的新技術(shù)引入研究較少，而對(duì)立 體車(chē)庫(kù)的主體結(jié)構(gòu)框架鋼研究和優(yōu)化才剛剛起步，不能形成較大的生產(chǎn)加工規(guī)模。機(jī)械 式自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)種類較多，按照現(xiàn)在立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展，可將它分為巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)， 垂直升降式立體車(chē)庫(kù)，垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)，圓形水平循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)等。 根據(jù)運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，水平循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)，垂 直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)，多層循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)，堆垛式立體車(chē)庫(kù)，平面移動(dòng)式立體車(chē)庫(kù)，垂 直升降式立體車(chē)庫(kù)，簡(jiǎn)易升降式立體車(chē)庫(kù)等八大類 [2]。 1、升降橫移式立體車(chē)庫(kù)：整機(jī)特點(diǎn)，可有效利用空間，提高空間利用率達(dá)數(shù)倍。存 取車(chē)快捷便利，其結(jié)構(gòu)使用跨梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使車(chē)輛出入無(wú)障礙。采用PLC控制，自動(dòng)化程 度高，人機(jī)界面好，多種操作方式可選配，操作簡(jiǎn)便，同時(shí)環(huán)保節(jié)能，低噪音。但下層 車(chē)庫(kù)必須有一空位用于車(chē)庫(kù)升降。 2、垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)：車(chē)庫(kù)采取垂直方向做循環(huán)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行對(duì)車(chē)輛存取的方式的立 體車(chē)庫(kù)。垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)調(diào)車(chē)時(shí)間短，取車(chē)快速，占地面積小，可設(shè)置在地面上或 半地上半地下，可獨(dú)立或附設(shè)在建筑物內(nèi)，還可多臺(tái)組合。 3、水平循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)：采用水平循環(huán)運(yùn)動(dòng)來(lái)存取車(chē)輛的機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)。水平循 環(huán)式立體車(chē)庫(kù)可以省去進(jìn)出車(chē)道，充分利用狹長(zhǎng)地形的地方建車(chē)庫(kù)，降低通風(fēng)裝置的費(fèi) 用，若多層重疊可為大型停車(chē)場(chǎng)，但車(chē)庫(kù)只有一個(gè)出入El，存取車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)用性差。 4、簡(jiǎn)易升降式立體車(chē)庫(kù)：其結(jié)構(gòu)大多為一個(gè)車(chē)位泊兩臺(tái)車(chē)，構(gòu)造簡(jiǎn)單實(shí)用，無(wú)需特 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 殊地面基礎(chǔ)要求。適合裝置于工廠、別墅、住宅停車(chē)場(chǎng) 。 5、多層循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)：其工作原理是使載車(chē)板作上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行車(chē)輛的調(diào)取 工作。 6、堆垛式立體車(chē)庫(kù)：通過(guò)升降機(jī)、行走臺(tái)車(chē)及橫移裝置輸送載車(chē)板實(shí)現(xiàn)存取車(chē)操作， 整個(gè)過(guò)程全自動(dòng)完成，可設(shè)置于地上或地下，充分利用有效空間。載車(chē)板的升降和行走 同時(shí)運(yùn)行，存取車(chē)方便快捷。全封閉式管理，安全可靠，保障人、車(chē)安全 [3]。 從機(jī)械式自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的類型上看，應(yīng)用較多的是升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，占自動(dòng)車(chē) 庫(kù)總量的絕大部分，其所占比例隨著機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展還會(huì)繼續(xù)上升 [4]。所以本文詳 細(xì)對(duì)升降橫移式自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已由初期的半自動(dòng)化控制方式發(fā)展到全自動(dòng)化 的控制方式；機(jī)械結(jié)構(gòu)也發(fā)展到了模塊化設(shè)計(jì)，便于組合、拆卸；使用材料和工藝也都 有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展 [5]。如今，立體車(chē)庫(kù)在西歐、東南亞、韓國(guó)、日本都得到了廣泛的應(yīng) 用，形成了一個(gè)包括制造、安裝、使用和維修的行業(yè) [6]。 國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家其自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)在過(guò)去的幾十年中已經(jīng)得到了充分的發(fā)展。日本是 一個(gè)人口眾多人均土地資源較少的國(guó)家，由于其經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，停車(chē)難的問(wèn)題早就出現(xiàn)，同 時(shí)也帶動(dòng)了自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展、使其發(fā)展至今已經(jīng)較為完善，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展出較多車(chē)庫(kù) 種類。同時(shí)日本在車(chē)庫(kù)的技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)、制造、管理等方面的水平都處于亞洲領(lǐng)先地 位，所建成的立體停車(chē)場(chǎng)的數(shù)量和其容車(chē)量也居于世界前列。如今在日本全國(guó)建設(shè)并使 用的自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的停車(chē)位已有 300 萬(wàn)個(gè)，大部分自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)是升降橫移式車(chē)庫(kù)。而 日本的優(yōu)勢(shì)主要在多層升降橫移車(chē)庫(kù)、水平循環(huán)車(chē)庫(kù)、垂直循環(huán)車(chē)庫(kù)、簡(jiǎn)易升降車(chē)庫(kù)、 垂直升降車(chē)庫(kù)等產(chǎn)品上。而在韓國(guó)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的技術(shù)發(fā)展主要受到其鄰國(guó)日本的技術(shù) 影響。韓國(guó)的立體車(chē)庫(kù)產(chǎn)業(yè)從上世紀(jì) 70 年代中期進(jìn)入起步階段，在發(fā)展過(guò)程中又從其鄰 國(guó)日本引進(jìn)相關(guān)技術(shù)，再對(duì)引進(jìn)技術(shù)后不斷改進(jìn)，最后 90 年代立體車(chē)庫(kù)展業(yè)進(jìn)入大規(guī)模 使用階段。經(jīng)過(guò)這幾個(gè)階段的快速發(fā)展再加上韓國(guó)政府的大力支持，自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)在韓 國(guó)國(guó)內(nèi)得到大規(guī)模的應(yīng)用和再開(kāi)發(fā)，使得韓國(guó)這幾年的自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)速度加快 到 30％左右 [7]，使現(xiàn)在其產(chǎn)業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。 國(guó)外的機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)發(fā)源于上世紀(jì) 20 年代的美國(guó)，美國(guó)建成世界上第一座機(jī)械升 降汽車(chē)庫(kù)，但需要由司機(jī)自己開(kāi)車(chē)來(lái)完成車(chē)輛的存??；50 年代以后，伴隨著小汽車(chē)的大 量增加，在西歐、東南亞、韓國(guó)和日本立體車(chē)庫(kù)也得到了廣泛的應(yīng)用，并形成了一個(gè)包 括制造、安裝、使用和維修的行業(yè)完整體系 [8]。這些國(guó)家和公司從上世紀(jì)六十年代初就開(kāi) 發(fā)并使用可最大限度地利用空間的機(jī)械式停車(chē)設(shè)備，經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展，自動(dòng)立體 車(chē)庫(kù)從結(jié)構(gòu)、控制、驅(qū)動(dòng)、監(jiān)測(cè)等方面不斷地更新?lián)Q代，日趨完善。而自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的 外形也發(fā)生了較大的變化，使原來(lái)生硬機(jī)械鋼架子的立體車(chē)庫(kù)變成了一道獨(dú)特的城市景 觀。 國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)汽車(chē)的數(shù)量也在快速發(fā)展，尤其在我國(guó)的大中城市。汽車(chē)數(shù) 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 量的增長(zhǎng)同時(shí)也造成了路面的擁堵，許多車(chē)輛面臨著停車(chē)難的問(wèn)題。面對(duì)這些問(wèn)題，我 國(guó)需要大量的停車(chē)設(shè)施和相關(guān)配套設(shè)備。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，截止到 2008 年底的數(shù)據(jù)，我 國(guó)生產(chǎn)汽車(chē)數(shù)量增長(zhǎng)到近一千萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng) 5％左右 [9]。由于我國(guó)停車(chē)位新建的速度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)達(dá)不到每年汽車(chē)增長(zhǎng)的數(shù)量，致使每年我國(guó)僅在停車(chē)位的缺口數(shù)量就在 300 多萬(wàn)個(gè)左 右，城市現(xiàn)有的停車(chē)位遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需要。當(dāng)前我國(guó)的車(chē)位數(shù)量與汽車(chē)數(shù)量之比 約為 1: 5，而正常的平衡比例應(yīng)當(dāng)是 1: 1.2，與我國(guó)現(xiàn)有情況差距很大，需要大量增加停 車(chē)位，在城市土地資源緊缺的情況下通過(guò)地面增加車(chē)位己成為城市發(fā)展的巨大矛盾指引 [10]。 為了解決這些，我國(guó)從二十世紀(jì)八十年代開(kāi)始使用機(jī)械式停車(chē)設(shè)備。此時(shí)我國(guó)的立體 車(chē)庫(kù)技術(shù)較為落后僅只能進(jìn)行自我的研究和開(kāi)發(fā)，此階段生產(chǎn)企業(yè)無(wú)法滿足用戶的需求， 而自動(dòng)車(chē)庫(kù)種類單一，技術(shù)落后，無(wú)法滿足用戶較大的要求。到二十世紀(jì)九十年代，我 國(guó)開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，由于大量國(guó)外企業(yè)進(jìn)入中國(guó)的立體車(chē)庫(kù)行業(yè)，形成了比較多的 中外合資企業(yè)。而有些有實(shí)力的中國(guó)企業(yè)開(kāi)始向國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，在國(guó)內(nèi)由于其生 產(chǎn)成本與國(guó)外相比較為低廉，這些企業(yè)利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)情況開(kāi)發(fā) 出符合我國(guó)的先進(jìn)的自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)。到如今經(jīng)過(guò)近 30 年的發(fā)展歷史，尤其是 2000 年以 后得到了高速發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)的自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)行業(yè)正處于快速發(fā)展階段并很快進(jìn)入穩(wěn)定 發(fā)展階段，未來(lái)市場(chǎng)巨大。尤其在，我國(guó)的大中型城市中，自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)需要巨大。但 用戶對(duì)產(chǎn)品的要求有兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是降低產(chǎn)品的價(jià)格，第二點(diǎn)是提高產(chǎn)品技術(shù)和性能。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，城市規(guī)劃不斷完善，自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)將使一個(gè)充滿生機(jī)的朝 陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，它的技術(shù)將得到長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。 在我國(guó)隨著現(xiàn)代各種高科技技術(shù)的發(fā)展，諸如計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，越 來(lái)越多的新功能被引入到立體車(chē)庫(kù)中，讓其向?qū)I(yè)化、復(fù)雜化和智能化方向發(fā)展。重點(diǎn) 表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：①專業(yè)化:立體車(chē)庫(kù)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠 能正常運(yùn)行而不出故障是用戶 的首要要求 也是一套停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)的重中之重。制造廠家的專業(yè)化程度越來(lái)越強(qiáng) 如保 證設(shè)備的可靠性 立體車(chē)庫(kù)的軟硬件設(shè)施及各種設(shè)備的配套都達(dá)到專業(yè)化程度。②復(fù)雜 化: 立體車(chē)庫(kù)產(chǎn)業(yè)正在向多元化方向發(fā)展 它已經(jīng)不僅是純粹的機(jī)械設(shè)備 還包含了當(dāng)今 機(jī)械、電子、建筑、液壓、光學(xué)、磁控、管理和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的大量先進(jìn)技術(shù)。立 體停車(chē)系統(tǒng)己經(jīng)日臻完善 如汽車(chē)出入車(chē)庫(kù)時(shí)采用聲光引導(dǎo)和定位、汽車(chē)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(chē)泊位自動(dòng)跟蹤、鏈繩長(zhǎng)度超范圍報(bào)警和彈性變 形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車(chē)安全檢測(cè)、圖像識(shí)別技術(shù)、科學(xué)管理等 各種領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的綜合使 用 已經(jīng)使立體車(chē)庫(kù)成為一個(gè)獨(dú)立的大型復(fù)雜的高技術(shù)設(shè)備。③智能化:一些新技術(shù)正在 迅速進(jìn)入該領(lǐng)域 如變頻技術(shù)、全電腦控制系統(tǒng)、導(dǎo)航定位技術(shù)、停電及電源故障的自 動(dòng)判別排除及處理系統(tǒng)等 [14]。車(chē)庫(kù)可以將汽車(chē)自動(dòng)停放到合適的位置 可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作 [11]。 但在我國(guó)現(xiàn)有的自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不十分完善，如在我國(guó)車(chē)庫(kù)行業(yè)中并沒(méi)有可 依據(jù)較高的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；大部分車(chē)庫(kù)是根據(jù)或引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，但技 術(shù)水平不高；并且我國(guó)國(guó)內(nèi)并沒(méi)有較大規(guī)模的車(chē)庫(kù)生產(chǎn)加工企業(yè)，其大規(guī)模量產(chǎn)能力明 顯不足。在國(guó)內(nèi)自動(dòng)車(chē)庫(kù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)序，小型企業(yè)為搶占市場(chǎng)份額，進(jìn)行惡性競(jìng)爭(zhēng)；同 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 時(shí)我國(guó)沒(méi)有相關(guān)的部門(mén)參與詳細(xì)研究，使其技術(shù)創(chuàng)新能力落后于其他國(guó)家；國(guó)家也沒(méi)有 相關(guān)政策進(jìn)行扶持。為了解決上述問(wèn)題，國(guó)家需要出臺(tái)相關(guān)市場(chǎng)政策、管理方案等。 雖然立體車(chē)庫(kù)在我國(guó)的發(fā)展勢(shì)頭非常的迅猛，但是目前立體車(chē)庫(kù)在住宅小區(qū)內(nèi)的應(yīng)用， 卻還是少的可憐。其主要原因還是人們的思維觀念沒(méi)有轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)，而技術(shù)上的問(wèn)題已經(jīng) 退居其次?？梢哉f(shuō)，當(dāng)前的技術(shù)已經(jīng)完全可以滿足小區(qū)內(nèi)建造立體車(chē)庫(kù)的主要要求，急 需解決的是人們的思想問(wèn)題 [12]。伴隨著我國(guó)住房業(yè)的迅速發(fā)展，小區(qū)式居住方式已經(jīng)成 為市民住房方式的主流。并且，伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們擁有自己的私家車(chē)也已 經(jīng)成為一種必然。所以，正是由于小區(qū)與私家車(chē)的數(shù)量越來(lái)越多，一旦人們的思想方式 轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)，那么應(yīng)用于小區(qū)內(nèi)的立體車(chē)庫(kù)必將會(huì)如同雨后春筍般迅速地生長(zhǎng)起來(lái)。而且， 立體車(chē)庫(kù)的技術(shù)也必然在今后的若干年內(nèi)有大幅度的發(fā)展 [13]。所以，無(wú)論是立體車(chē)庫(kù)技 術(shù)的研究，還是立體車(chē)庫(kù)工程的建造，發(fā)展前景都是非常樂(lè)觀的，都必將在不久的將來(lái) 得到豐厚的回報(bào)。 1.3 本章小結(jié) 本章主要介紹了自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的主要研究?jī)?nèi)容和及其意義，詳細(xì)對(duì)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的國(guó) 內(nèi)外發(fā)展情況做了詳細(xì)介紹，在我國(guó)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)有較大的發(fā)展前景。本文將對(duì)車(chē)庫(kù)主 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，關(guān)鍵部件校核，傳動(dòng)部件及液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和主要機(jī)械部位總裝配圖及主 要零件圖。 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 2 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的總體設(shè)計(jì)方案 目前，立體車(chē)庫(kù)主要有以下幾種形式：升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式、垂 直升降式、平面移動(dòng)式、巷道堆垛式 [14]。而在中國(guó)使用較多的是升降橫移式自動(dòng)立體車(chē) 庫(kù)和簡(jiǎn)易升降式車(chē)庫(kù)，升降橫移式自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)具有存取車(chē)快捷便利，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 而簡(jiǎn)易升降式車(chē)庫(kù)所能停車(chē)輛數(shù)量較少不適合較大規(guī)模應(yīng)用，無(wú)法滿足較大空間的大規(guī) 模布置。所以選擇升降橫移式自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 如圖2.1 所示為升降橫移式立體車(chē)庫(kù)示意圖。 圖2.1 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)示意圖 2.1 升降橫移自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)選型 升降橫移自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)按照主框架可分為兩種。1．四柱結(jié)構(gòu)型式：這種型式的停車(chē) 設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)框架穩(wěn)定性好，有較好的強(qiáng)度和剛度，特別適用于多層式或重列式的升降 橫移類停車(chē)設(shè)備。2．二柱結(jié)構(gòu)型式，亦叫后懸臂型式立體車(chē)庫(kù)如圖2.2所示：這種型式的 停車(chē)設(shè)備的最大優(yōu)點(diǎn)是視野寬闊，存取車(chē)方便。缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)框架 的強(qiáng)度、剛度、設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 圖2.2 后懸臂型式立體車(chē)庫(kù)示意圖 按車(chē)位布置形式分可分為全地上布置，半地下布置，重列式布置。全地上布置：有 二層、三層、四層、五層，一般不超過(guò)五層，但也七層以上的，有的還做到了18層，但 相對(duì)于低層提升速度要提高以保證客戶使用要求。半地下布置：這種布置形式比全地上 布置能多建車(chē)位，空間利用率高，但土建投資大。重列式布置：（對(duì)于只能設(shè)置一個(gè)車(chē) 道，或設(shè)置兩個(gè)車(chē)道太浪費(fèi)，但有能停放兩排或兩排以上車(chē)輛長(zhǎng)度的停車(chē)位時(shí)，可用這 種方式布置）這種布置可充分利用平面減少車(chē)道占地，但進(jìn)出車(chē)較麻煩一些。 由于車(chē)庫(kù)要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單充分利用土地，所以選擇第四柱結(jié)構(gòu)型式的兩層立體車(chē)庫(kù)進(jìn) 行設(shè)計(jì)。 2.2 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)提升方式的選擇 升降橫移自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的提升方式有六種： （1）鋼絲繩式提升型式 （2）鏈條式提升型式 （3）液壓式提升型式 （4）螺桿式提升型式 （5）液壓馬達(dá)、鋼絲繩組合提升型式 （6）鏈條、鋼絲繩組合提升型式 而車(chē)庫(kù)選用液壓馬達(dá)、鋼絲繩組合提升型式，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)速度快、低 速平穩(wěn)性好，并且產(chǎn)生噪音低，其升降傳動(dòng)方式如圖2.3 所示 圖2.3 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)提升裝置示意圖 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 而車(chē)庫(kù)橫移傳動(dòng)方式也可選用液壓馬達(dá)帶動(dòng)導(dǎo)輪進(jìn)行傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是可與升降系統(tǒng) 使用同一液壓泵減少了系統(tǒng)的占用空間。 2.3 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的其他部件 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的其他部件還包括載車(chē)板，安全系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)，控制系 統(tǒng)等。 載車(chē)板是用于車(chē)輛停放以及移動(dòng)升降車(chē)輛的載體，所以載車(chē)板設(shè)計(jì)必須穩(wěn)定安全便 于用戶停放車(chē)輛。而載車(chē)板按照其結(jié)構(gòu)形式可分為兩種，一種是拼裝式一種是整體式 [11]。 拼裝式載車(chē)板主要使用普通鋼板彎折成形，載車(chē)板面板使用波浪板沖壓成形，并用螺栓 固定。整體式載車(chē)板使用防滑花紋鋼板焊接在加強(qiáng)筋上而成。由于整體式載車(chē)板加工方 便快捷，穩(wěn)定安全性高。所以車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)中使用整體式載車(chē)板。 安全系統(tǒng)是用于防止上層車(chē)輛和載車(chē)板墜落砸壞下層車(chē)輛或砸傷駕駛員的重要車(chē)庫(kù) 組成部分。上層載車(chē)板安全系統(tǒng)可分為防墜鉤和防墜架。其中防墜鉤安裝于上層載車(chē)板 上當(dāng)上層載車(chē)板到位后防墜鉤固定住載車(chē)板來(lái)實(shí)現(xiàn)防墜目地。而防墜架安裝固定在下層 載車(chē)板上，但體積較大不便于用戶在下層停放車(chē)輛。經(jīng)過(guò)上述分析選擇防墜鉤進(jìn)行對(duì)車(chē) 輛人員的安全防護(hù)。 橫移系統(tǒng)是用于底層車(chē)位橫移的主要部件?？刂葡到y(tǒng)是控制車(chē)輛移動(dòng)的系統(tǒng)。 2.4 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)參數(shù) 停車(chē)位設(shè)計(jì)最大尺寸5200mm×2250mm×1600mm； 最大停車(chē)質(zhì)量為1800kg； 車(chē)庫(kù)共兩層上成層可停放3輛車(chē)，下層可停放2輛車(chē)，車(chē)庫(kù)使用PLC進(jìn)行控制； 車(chē)庫(kù)載車(chē)板提升時(shí)間 10s； 下層載車(chē)板橫移時(shí)間 10s。 2.5 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)主體框架鋼結(jié)構(gòu)由前、后支撐柱，前、后橫梁，縱梁等組成。傳動(dòng)系 統(tǒng)安裝在主體框架的縱梁與后立柱上，包含液壓缸，傳動(dòng)的鏈條鏈輪，鏈條張緊裝置和 鋼絲繩。載車(chē)板與鋼絲繩相連進(jìn)行提升，而下層載車(chē)板通過(guò)電機(jī)和導(dǎo)軌進(jìn)行橫移。自動(dòng) 立體車(chē)庫(kù)必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，才能安全穩(wěn)定工作。升降橫移式自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：主體框架、傳動(dòng)系統(tǒng)、載車(chē)板及安全防護(hù)裝置。 2.6 本章小結(jié) 本章主要確定了自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)主體設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，選擇二層式升降橫移自動(dòng)立體 車(chē)庫(kù)，其采用液壓傳動(dòng)方式進(jìn)行提升和橫移運(yùn)動(dòng)，使車(chē)庫(kù)運(yùn)行更加平穩(wěn)。還確定了自動(dòng) 立體車(chē)庫(kù)的安全防護(hù)等其他技術(shù)要求。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 3 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)主體框架設(shè)計(jì) 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)主體框架在車(chē)庫(kù)穩(wěn)定和安全中起著很大作用，是車(chē)庫(kù)的基礎(chǔ)要進(jìn)行詳 細(xì)的校核。 3.1 立體車(chē)庫(kù)的工作原理 圖3.1 立體車(chē)庫(kù)的工作原理圖 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)是指利用載車(chē)板的升降或橫向平移存取停放車(chē)輛的機(jī)械式停車(chē) 設(shè)備。如圖3.1所示上層載車(chē)板只作上下移動(dòng)，下層載車(chē)板只作左右橫移。 立體車(chē)庫(kù)工作原理當(dāng)車(chē)輛駛?cè)胲?chē)庫(kù)，用戶根據(jù)需要選擇所需停車(chē)位置。當(dāng)用戶選擇 上層空載車(chē)板時(shí)如1號(hào)載車(chē)板，控制系統(tǒng)會(huì)先控制5號(hào)載車(chē)板向有移動(dòng)，5號(hào)載車(chē)板移動(dòng)到 位后系統(tǒng)控制4號(hào)載車(chē)板向右移動(dòng)，下層載車(chē)板無(wú)法同時(shí)移動(dòng)。此時(shí)1號(hào)載車(chē)板下方有空 位，控制系統(tǒng)控制1號(hào)載車(chē)板下移等待用戶將車(chē)輛駛?cè)?，用戶將?chē)輛停放好并確認(rèn)后，提 升裝置帶動(dòng)載車(chē)板提升到二層固定位置。下層載車(chē)板只作橫移，為上層車(chē)庫(kù)下移留出空 位，所以下層有一個(gè)空位。而用戶選擇下層車(chē)位時(shí)，可將車(chē)輛直接駛?cè)胲?chē)庫(kù)，但不能駛 入無(wú)載車(chē)板的空位。用戶取車(chē)時(shí)，停放在下層載車(chē)板的汽車(chē)可直接駛出車(chē)庫(kù)，停放在上 層載車(chē)板的汽車(chē)操作過(guò)程與停車(chē)過(guò)程類似。升降橫移式自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)通過(guò)這種停車(chē)方式 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 可更有效的應(yīng)用土地，增加單位面積停放汽車(chē)的數(shù)量。 3.2 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 立體車(chē)庫(kù)一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車(chē)庫(kù)中可選用鋼架結(jié) 構(gòu)或鋼筋混凝土。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有可靠性高，材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié) 構(gòu)自重小，材料的塑性和韌性好，鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工工期短等優(yōu)點(diǎn)。而使用鋼筋混 凝土建設(shè)車(chē)庫(kù)，建設(shè)周期過(guò)長(zhǎng)同時(shí)也無(wú)法滿足其精度要求。由于自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)對(duì)其結(jié)構(gòu) 精度要求比較高，所以選用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖3.2 所示自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)框架圖， 包括前后支撐柱，縱梁和橫梁。 圖3.2 立體車(chē)庫(kù)的框架原理圖 3.2.1 支撐柱設(shè)計(jì) 1．支撐柱受力分析 車(chē)庫(kù)停放車(chē)輛最大質(zhì)量為1800kg， 其車(chē)輛前后輪載荷以3: 2分布進(jìn)行計(jì)算； 載車(chē)板質(zhì)量為約為600kg； 每個(gè)車(chē)位滿載為2400kg； 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 圖3.3 立體車(chē)庫(kù)的支撐柱受力圖 當(dāng)車(chē)庫(kù)空載時(shí)支撐柱的受力如圖3.3 所示： 1360N92P???后前 （3.1） 式（3.1）為車(chē)庫(kù)受力計(jì)算； 其中 為前支撐柱所受的力；P前 其中 為前支撐柱所受的力。后 當(dāng)車(chē)庫(kù)滿載時(shí)支撐柱的受力： 13360+180N2525????前 （3.2） 1980P后 （3.3） 式（3.2）（3.3）為車(chē)庫(kù)受力計(jì)算。 ，所以對(duì)前支撐柱進(jìn)行校核。P?后前 由于支撐柱主要受壓應(yīng)力和剪切力作用，而支撐柱受剪切力影響較小，所以主要對(duì) 支撐柱的壓應(yīng)力進(jìn)行校核和穩(wěn)定性分析。 2．支撐柱的材料選擇和校核 根據(jù)《材料力學(xué)》附錄Ⅱ表4，選用20a熱軋工字鋼（GB 706—88） [15]，材料使用 Q235A； 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 圖3.4 20a熱軋鋼示意圖 20a熱軋工字鋼參數(shù)： 屈服極限 ；235sMpa?? 彈性模量 ； 061E? 比例極限 ； 抗拉強(qiáng)度 ；375pa?～ 高度 h=200mm； 腿寬度 b=100mm； 腰厚度 d=7mm； 橫截面積 W=35.578cm2； 慣性矩 ， ；42370Ixcm?4y158Ic? 截面系數(shù) ， ；3W3. 慣性半徑 ， ；8.xi2yi ；:1IS 支撐柱屈服強(qiáng)度校核： ； 42507.8Mpa2353.1PspaW???????? （3.4） 式（3.4）為支撐柱屈服強(qiáng)度公式。 支撐柱屈服強(qiáng)度遠(yuǎn)大于7.08Mpa，所以符合屈服強(qiáng)度要求。 支撐柱的穩(wěn)定性校核： 壓桿的長(zhǎng)度因數(shù) ，由于壓桿的約束條件是一端固定一端自由，所以 ；u 2u? 慣性半徑 ；min2.1yc? 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 支撐柱長(zhǎng)度 ；230lcm? 支撐柱的柔度： min23016.98.ul???? （3.5） 51 201ppE????? （3.6） 式（3.5）（3.6）為支撐柱的柔度計(jì)算公式。 根據(jù)《材料力學(xué)》表9.2： , ；304Mpa?1.2pab 2356..s???? （3.7） 式（3.7）為直線公式的最小柔度計(jì)算公式。 支撐柱的柔度 大于 和 ， ，則前立柱屬于細(xì)長(zhǎng)桿，?12123.591.??? 應(yīng)按歐拉公式計(jì)算臨界載荷 。crp 立柱的工作載荷 ；max0NP前 由歐拉公式求得臨界壓力； 金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿安全系數(shù) 1.8~3,nn????取 ?? 2r5cEIl? （3.8） 式（3.8） 為臨界壓力計(jì)算公式。rcP 前支撐柱的穩(wěn)定安全系數(shù) 3max15836.02crPnn???? （3.9） 式（3.9）安全系數(shù)計(jì)算公式。 所以滿足穩(wěn)定要求。 3.2.2 橫梁受力分析 橫梁主要受載車(chē)板和汽車(chē)重量所產(chǎn)生的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力作用，根據(jù)《材料力學(xué)》 附錄Ⅱ表4，選用20a 熱軋工字鋼（ GB 706—88） [15]，材料使用Q235A 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 圖3.5 橫梁圖 圖3.5 橫梁圖紙所示其總長(zhǎng)度為 ，縱梁以 的間距分別連接與橫梁上，通過(guò)7.5m2.5 螺栓進(jìn)行連接。對(duì)橫梁進(jìn)行受力分析，并繪制受力簡(jiǎn)化圖，如圖3.6 所示。 圖3.6 橫梁受力分析圖 根據(jù)圖3.6 所示由靜力平衡方程式求出A,B兩點(diǎn)處的支反力 和 ：RAFB 前橫梁受力： 1213+680N5F???車(chē) 載 （3.10） 式（3.10）為前橫梁受力計(jì)算公式。 后橫梁受力： 1213+205FF???車(chē) 載 （3.11） 式（3.11）為后橫梁受力計(jì)算公式。 由于前橫梁所受的力大于后橫梁所受的力，所以對(duì)前橫梁進(jìn)行校核。 R16802.50(2.5)16.87BFKN???? A.168.. （3.12） 式（3.12）為AB兩點(diǎn)支反力計(jì)算公式。 四個(gè)集中力作用在截面上的彎矩分別為 ， ; AM=0BR12.540NFm??A 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 2RB.5420NMFm??A （3.13） 式（3.13）為橫梁彎矩計(jì)算公式。 從圖中可得最大彎矩 ;max420?A ??617.3zKNMpaW????? （3.14） 式（3.14）為橫梁彎曲許用應(yīng)力計(jì)算公式。 符合彎曲許用應(yīng)力條件。 校核梁的切應(yīng)力 查表得 ； 。:17.2IxS?d0.cm 由剪力圖得： ,代入切應(yīng)力強(qiáng)度條件，maxF6.8SKN ?? *a 2213.9517.0.zs MpaIb? ??????? （3.15） 式（3.15）為橫梁切許用應(yīng)力計(jì)算公式。 進(jìn)過(guò)校核橫梁滿足正應(yīng)力和切應(yīng)力強(qiáng)度條件。 3.2.3 縱梁受力分析 根據(jù)《材料力學(xué)》附錄Ⅱ表4，選用20a熱軋工字鋼（GB 706—88） [15]，材料使用 Q235A； 圖3.7 縱梁圖 如圖3.7 所示縱梁圖紙，縱梁長(zhǎng)度為 ，其固定點(diǎn)的間距為 ，固定點(diǎn)離縱梁兩5.m4m 端分被為 ?？v梁主要受載車(chē)板和汽車(chē)重量所產(chǎn)生的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，對(duì)縱梁進(jìn)行0.75m 受力分析，并繪制受力簡(jiǎn)化圖如圖3.8 所示。 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 圖3.8 橫梁受力分析圖 由靜力平衡方程式求出A,B兩點(diǎn)處的支反力 和 ：RAFB 左右縱梁： ；121+60N2F???車(chē) 載 中間縱梁 12F車(chē) 載 （3.16） 式（3.16）為縱梁受力計(jì)算公式。 由于中間縱梁所受的力大于左右縱梁所受的力，所以對(duì)中間縱梁進(jìn)行校核。 ;R120(41)26BFKN???? A0 （3.17） 式（3.17）為AB兩點(diǎn)的支反力計(jì)算公式。 四個(gè)集中力作用在截面上的彎矩分別為 ， ; AM=0BR12NFm??A 2 （3.18） 式（3.18）為縱梁彎矩計(jì)算公式。 從圖中可得最大彎矩 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 ；max120NM?A ??65.37z paW????? （3.19） 式（3.19）為縱梁彎許用應(yīng)力計(jì)算公式。 符合彎曲許用應(yīng)力條件。 校橫梁的切應(yīng)力： 查表得 ；:17.2IxS? ；d0.cm 由剪力圖 ,代入切應(yīng)力強(qiáng)度條件，maxF12SKN? ?? *max229.717..1zs MpaIb? ?????? （3.20） 式（3.20）為縱梁切應(yīng)力計(jì)算公式。 所以橫梁滿足正應(yīng)力和切應(yīng)力強(qiáng)度條件。 3.3 載車(chē)板受力分析校核 根據(jù)《材料力學(xué)》附錄Ⅱ表4，選用14b熱軋槽鋼（GB 706—88） [15]，材料使用 Q235A； 如圖3.9 所示，載車(chē)板的總長(zhǎng)度為5.5m,而載車(chē)板受到力為 ,受力的長(zhǎng)度為 。q=180N4m 對(duì)載車(chē)板進(jìn)行彎曲變形校核。 圖3.9 載車(chē)板圖紙 對(duì)載車(chē)板受力分析，如圖3.10 所示： 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 圖3.10 橫梁受力分析圖 上層載車(chē)板使用鋼絲進(jìn)行固定升降，其載重后不能變形過(guò)大，否則會(huì)影響其正常運(yùn) 行，對(duì)車(chē)輛安全產(chǎn)生影響。所以對(duì)載車(chē)板進(jìn)行校核。 根據(jù)材料力學(xué)書(shū)， 撓曲方程為： 24xqlfEI?? （3.21） 式（3.21）為撓曲計(jì)算公式。 最大撓度為： 4max38qlfEI? （3.22） 式（3.22）為最大撓曲計(jì)算公式。 其中彈性模量 ；52061EMp?? 慣性矩 ， ， ；49Ixcm4y.Ic4y61.Ic? 受力長(zhǎng)度 ； l 計(jì)算得： ； 445max 18809.310m3826.qlfEI ?????? 經(jīng)校核后載車(chē)板的變形量?jī)H為 ，滿足要求。59.3m? 載車(chē)板的強(qiáng)度校核： 載車(chē)板共使用4根相同的熱軋槽鋼 22max0.04M98qlKN???A （3.23） 式（3.23）為彎矩計(jì)算公式。 查材料力學(xué)附錄表3， 3=87.1zWcm 最大應(yīng)力為： ?? 3maxax690.Mpa<.zM?????? （3.24） 式（3.24）為載車(chē)板強(qiáng)度校核計(jì)算公式。 所以載車(chē)板使用14b熱軋槽鋼滿足強(qiáng)度要求， 同時(shí)也滿足撓度要求。 3.4 本章小結(jié) 本章主要對(duì)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)框架主體進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，其中包括立體車(chē)庫(kù)的支撐柱的材 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 料選擇再對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性校核，縱梁和橫梁的材料選擇以及正應(yīng)力和切應(yīng)力強(qiáng)度的校核。 本章還對(duì)載車(chē)板進(jìn)行材料選擇，強(qiáng)度和擾度校核。 4 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的傳動(dòng)系統(tǒng) 立體車(chē)庫(kù)的傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用的是機(jī)械傳動(dòng)，而采用液壓傳動(dòng)的較少。液壓傳動(dòng)與 機(jī)械傳動(dòng)相比較而言有較多優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)車(chē)庫(kù)中液壓傳動(dòng)最大的優(yōu)點(diǎn)是噪聲小，工作較平 穩(wěn)，單位體積重量輕，易于進(jìn)行自動(dòng)化控制。在如今人們注重居住舒適情況下，液壓傳 動(dòng)對(duì)立體車(chē)庫(kù)噪聲的減小有很大幫助，這可以使自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)有更大的應(yīng)用空間。因此， 在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)已向液壓傳動(dòng)方式發(fā)展。 4.1 上層載車(chē)板提升裝置設(shè)計(jì) 上層載車(chē)板是使車(chē)輛從地面提升到上層并提供安全穩(wěn)定的停車(chē)空間的重要提升裝置。 所以上層載車(chē)板選用卷筒，導(dǎo)輪，鋼絲繩和液壓馬達(dá)來(lái)完成一系列提升運(yùn)動(dòng)。 4.1.1 升降傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 升降系統(tǒng)安裝車(chē)庫(kù)的頂部，卷筒，液壓馬達(dá)和傳動(dòng)軸安裝在后橫梁上，導(dǎo)輪安裝在 縱梁上。 根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇卷筒，根據(jù)起重設(shè)計(jì)手冊(cè)選取T153卷同組，其參數(shù)為 ，03Dm? 最大提升高度為 ,起重量為 ,其配套選用的鋼繩直徑為 。載車(chē)板提升時(shí)16m50kg1.5 需要導(dǎo)輪和卷筒組共同運(yùn)動(dòng)才能完成。 如圖4.1所示： 重 物導(dǎo) 輪卷 同 組 圖4.1 提升機(jī)工作原理 自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 計(jì)算作用在卷筒上的力； 卷筒受到汽車(chē)重量載車(chē)板重量之外，還受到導(dǎo)輪所產(chǎn)生的摩擦力。其鋼繩與導(dǎo)輪之 間的摩擦系數(shù) 。0.2f? 故有 +F(1806(1806).028f N??????車(chē) 載 車(chē) 載 ） （4.1） 式（4.1）為卷筒組受力計(jì)算公式， 式中 為液壓馬達(dá)所受的力。 所以液壓馬達(dá)所受力為28800N，