升降横移式立体车库设计
2023-01-20 09:12:00
论文总字数：21144字
摘 要
近几年来，随着汽车工业和建筑业两大支柱产业的迅速发展，在一些大、中城市相继出现了停车困难和乱停车的现象。在处理城市停车难的问题中，机械式立体停车设备以其独特的优点，引起了各界的重视，得到了广泛的应用。
本文论述的是采用以载车板升降或横移存取车辆的机械式停车设备的立体停车库叫做升降横移类停车库。由于升降横移类停车设备的型式非常多，规模可大可小，对场地的适应性较强，因此，采用这类设备的停车库十分普遍。其工作原理为：每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。
关键词：停车困难；升降横移；立体车库；载车板
Lift And Horizontal Displacement Stereo Garage Design
Abstract
In recent years, with the rapid development of the two pillar industries of the automobile industry and the construction industry, parking difficulties and parking have appeared in some large and medium-sized cities. Among the problems of handling urban parking difficulties, mechanical three-dimensional parking equipment has attracted the attention of all circles with its unique advantages and has been widely used.
This paper discusses a three-dimensional parking garage called a lifting and traversing parking garage using mechanical parking equipment that lifts or traverses the vehicle with a vehicle board. Due to the large number of types of lifting and traversing parking equipment, the scale can be large or small, and the adaptability to the site is strong. Therefore, parking garages using such equipment are very common. The working principle is as follows: each parking space has a loading board, and the required loading board of the vehicle reaches the ground floor through the ascending, descending and traversing movements, and the driver enters the garage, accesses the vehicle, and completes the access process.
Keywords: Parking Difficulty；Lifting and Traversing；Three-dimensional Garage,；Car Boar
目 录
摘要 І
Abstract ІІ
第一章 绪论 1
1.1选题背景与意义 1
1.2立体车库的国内外现状及发展趋势 1
1.2.1立体车库的国内外现状 1
1.2.2立体车库的发展趋势 1
1.3立体停车库的分类及其优缺点 2
1.3.1立体车库的种类 2
1.3.2各种立体停车库的优缺点 5
第二章 升降横移式立体车库的总体方案设计 7
2.1车辆参数的统计和分析 7
2.2升降横移式立体车库的选型 7
2.3立体总体设计方案的确定 7
2.3.1框架方案的选择 7
2.3.2传动系统的设计 8
2.3.3安全装置的布置 8
2.3.4控制系统的设计 9
2.4设计数据 9
第三章 立体车库钢结构设计 10
3.1立柱受力分析与强度校核 10
3.1.1立柱受力分析 10
3.1.2立柱稳定性校核 11
3.2导轨支撑梁受力分析与强度校核 14
3.2.1导轨支撑梁受力分析 14
3.2.2导轨支撑梁强度校核 15
3.3纵梁受力分析与校核 15
3.3.1纵梁受力分析 15
3.3.2纵梁强度校核： 16
3.4横梁的受力分析与校核 17
3.5钢结构的连接 19
第四章 立体车库传动系统的设计 21
4.1传动链和链轮的选择 21
4.2链的设计计算 21
4.3 链轮的设计计算 22
4.4 滚子链的静强度计算 23
4.5电动机的选择 24
4.6减速器的设计 25
第五章 立体车库PLC控制系统设计 28
5.1 可编程控制器的介绍和选型 28
5.2 控制电路设计 28
5.3可编程控制器的I/O分配 29
第六章 结论 30
致 谢 31
第一章 绪论
1.1选题背景与意义
机械式立体停车库是集机械、电子、自动化控制于一体化的现代化设备,用来存取储放车辆的机械或机械设备系统，用于解决城市停车难的有效方法。升降横移式立体车库作为应用最广泛的一种立体停车库，通常由五部分组成：钢结构部分、载车板部分、传动系统、控制系统、安全防护措施。本设计综合应用所学机械专业知识，完成典型机电产品设计。
由于城市经济的快速增长，国人的购买力也随之增加，对汽车的需求也与日俱增。人们在解决交通问题时逐渐意识到 , 以往仅靠大力拓展道路来满足车辆对动态空间的需求是远远不够的。因为车辆大部分时间还是处于停驶状态。这就是说,车辆占用静态空间( 停车泊位 )的时间远大于其对动态空间( 道路 )的需求。停车泊位不足,会严重影响城市道路畅通、环境与安全。设计一种可以解决大城市繁华地带用地紧张与停车难矛盾的先进停车方式:立体车库。
1.2立体车库的国内外现状及发展趋势
1.2.1立体车库的国内外现状
经过一段时间的发展机械式停车设备已经有了一定的规模。在西方国家因起步较早，机械停车设备发展已经比较完善。
在东亚国家中机械停车设备也有了长足的发展，日本就是其中一个典型的例子，它已有五十年的历史了。对于日本来说，优势在于拥有各种停车产品。另外，过去的韩国学习的是日本停车设备技术，韩国政府就开始决心大力发展机械式停车设备，韩国政府投入了大量资金从全方面研究开发机械停车设备，从刚开始的参考仿制，到后来的自主研发，韩国的停车设备已经步入了高速发展的进程。
在西方发达国家中，他们是最早研究使用机械式停车设备的。欧洲相对人口较少，人均土地使用率较低，机械式停车设备使用也较少，一般使用老式停车位。对于新型的停车设备很少建设使用。发达西方国家比较传统的喜欢使用老式的停车设备。
在我国，由于城市停车设备建设起步较晚。目前主要发展方向是升降横移类停车设备，其他像垂直升降类和平面移动类应用就比较少了。我国目前重点研究方向，已经从早期传统的纯机械传动变为目前较为流行的机械电气混合控制。
我国政府目前十分重视机械横移式立体停车库的的应用。目前许多高校已经展开了有关的课程，但是因为我国对其研究起步较晚，发展不平衡，在停车设备的安全性、稳定性和经济性等方面，仍与发达国家有较大差距。接下来我国对停车设备的研究提出更加经济化的新目标，并研究建造具有高附加值的停车设备。
1.2.2立体车库的发展趋势
随着科学技术的不断进步，现在对立体车库的研究已经上升到一定的高度。立体车库的高复杂性和人机互动性已经成为了发展的主流方向，下面对其特点做出详细介绍：
（1）现今立体停车库的发展要满足各种区域不同人群的多种需求，这就要求在设计立体停车库时加装各种现代化设备。因此，导致了立体停车库成为了由多个个体组合而成的复杂设备。
（2）随着人类物质生活水平的提高，人们对对立体停车库使用的舒适性、可靠性和便捷性极为看重。人机互动能够满足不同人对同种停车设备的多样化需求，在第一时间内，与使用者达成使用要求的共识，更好的为使用者提供服务。
未来的车库系统管理将更加开放和灵活。系统操作更简单，更方便，功能更强大，更稳定。
1.3立体停车库的分类及其优缺点
1.3.1立体车库的种类
立体车库的类别根据机械行业标准GB/T26559-2011，按照其工作原理分主要可以分为以下九种类别：(1)升降横移类SH；(2)简易升降类JS；(3)平面移动类PY；(4)巷道堆垛类XD；(5)垂直升降类CS；(6)垂直循环类CX；(7)水平循环类SX；(8)多层循环类DX；(9)汽车升降机类QS。
(1)升降横移类
这类停车库通过载车板板的上、下或左、右移动进行车辆的停放和存取。其结构形式多为钢结构，钢结构框架上配备电机和链条等设备相互配合，才从实现了车辆快速便捷的存取。此类型车库地面和地下都适用（见图1.1）。
图1.1升降横移类
(2)简易升降类
这类停车库一般2至3层，通过简单的升降机构或俯仰机构，对车辆进行的存取。一般用于地下等狭小空间见图1.2）。
图1.2简易升降类
(3)平面移动类
这类停车库是在同一平面上运行，用搬运台车或起重机来移动车辆，也可以多个平层，但需要互相配合使用，才可以让车辆快速停放（见图1.3）。
图1.3平面移动类
(4)巷道堆垛类
这类停车库充分运用了高自动化的堆垛技术，需通过堆垛机或桥式门式起重机进行垂直或水平的移动让车辆完成存取任务。给停车设备是通过完全封闭式的运行，所以车辆存取过程非常的安全可靠（见图1.4）。
图1.4巷道堆垛类
(5)垂直升降类
该类停车库还被叫做塔式立体车库，通长车辆的存取是通过升降机构将车辆升降到指定层数。由于该设备一般有几十米的高度，对设备安全性，加工和安装精度有很高的要求，但是它节省了空间（见图1.5）。
图1.5垂直升降类
(6)垂直循环类
该停车设备采用电机驱动传动机构，让各层载车板作垂直方向做圆周运动，从而实现车辆的存取（见图1.6）。
图1.6垂直循环类
(7)水平循环类
该类停车库充分利用了汽车车道的空间，用一个水平循环运动的车位系统来进行车辆的存取。大型停车场，可用这种类型的车库多层叠在一起组成（见图1.7）。
图1.7水平循环类
（8）多层循环类
如果停车环境只有一个出入口，则可以选用这种停车设备，其通过载车板作上下循环运动，从而实现多层的车辆停放（见图1.8）。
图1.8多层循环类
(9)汽车升降机类
这类停车设备，可以与智能小车配合使用。通常可以在地下或屋顶的停车场可以看到和使用到。它无直接存取，只起搬运作用，所以专门用作不同平层的汽车搬运的升降机（见图1.9）。
图1.9汽车升降机类
1.3.2各种立体停车库的优缺点
不同类型的立体车库具有不同的优、缺点，只有横向对比后才可以直观得到最合适该设计的方案，各种立体车库的优缺点见下表1.1。
表1.1各种立体车库的优缺点
类型 | 优点 | 缺点 |
升 降 横 移 式 | （1）结构框架不高；（2）在垂直平面内车位布置较紧凑；（3）在楼宇地下室或住宅小区空地布置方便；（4）进出一辆车不必牵动全库车辆；（5）形式多样，可以并列、串列组成组合式车库。 | （1）每个载车板都要自备一套甚至两套驱动机构。 |
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