摘 要

随着我国经济的高速发展，私家车拥有量呈现出爆发式的增长规模，而现有的居民小区，由于规划不完善或者建设时间较长，导致小区内部所提供的私家车停车位严重不足，造成了居民每日停车难，取车难的问题，严重影响了居民的居住体验，并且降低了浪费了小区居民宝贵的空闲时间。因此，建立全方位立体式的停车库迫在眉睫，其可以有效的解决小区内部停车难问题，高效利用小区狭小的停车面积，规范私家车停车秩序，有效缓解上下班高峰期，带来的拥堵现象，从而提高居民的居住舒适度，增强小区的核心竞争力，该项目具有强有力的竞争力，并且具有广泛的市场。

本文旨在研究双层升降横移式立体停车库，其重点为机械结构的设计，并作出相关设计的选型，首先，对于市面上已经存在的立体停车装置进行对比分析，针对居民小区这一特定地点，选出最适合的立体停车库类型，即低层升降横移式立体车库。继而对其进行具体设计，设计的主要内容为升降机构的选型、横移机构的选型以及对于滚动轴的设计。升降传动采用丝杠、滚动外循环螺纹副传动；横移传动采用链传动，同时利用inventor软件对立体车库进行三维建模，利用key shot软件模型进行渲染以及视频制作，对于载荷较大，且形变较为严重的载车板模块，本项目利用inventor进行受力分析，对于其结构进行优化设计，加强了其刚度以及强度。

同时本文还对关键部件进行了校核计算，对于链轮以及滚动轴进行了校核，经过校核，其在假设的最大应力下，选择了合适的材料以及尺寸大小，能够很好地完成既定的目标。

关键词：立体车库；升降横移；inventor；丝杠传动

Abstract

With the rapid development of China#39;s economy, the number of private car ownership shows an explosive growth scale, and the existing residential quarters, due to imperfect planning or long construction time, result in serious shortage of private car parking spaces provided within the community. It has caused residents to have difficulty in parking every day, and the problem of getting a car is difficult, which has seriously affected the residents#39; living experience and reduced the precious free time of the community residents. Therefore, it is extremely urgent to establish an all-dimensional three-dimensional parking garage. It can effectively solve the problem of parking inside the community, efficiently use the small parking area of ​​the community, regulate the parking order of private cars, and effectively alleviate the congestion caused by the peak hours of commuting. In order to improve residents#39; living comfort and enhance the core competitiveness of the community, the project is highly competitive and has a wide market.

The purpose of this paper is to study the double-lifting and traversing three-dimensional parking garage, which focuses on the design of mechanical structure and the selection of related designs. Firstly, the comparative analysis of the existing three-dimensional parking devices on the market is carried out for residential areas. For a specific location, choose the most suitable type of three-dimensional parking garage, that is, a low-rise lifting and traversing stereo garage. Then it is specifically designed, the main content of the design is the selection of the lifting mechanism, the selection of the traverse mechanism and the design of the rolling axis. The lifting drive adopts screw and rolling external circulation thread pair transmission; the traverse transmission adopts chain transmission, and uses the inventor software to carry out three-dimensional modeling of the three-dimensional garage, using the key shot software model for rendering and video production, for large load and deformation For the more serious car board module, the project uses the inventor for force analysis, and optimizes its structure to enhance its rigidity and strength.

At the same time, the key components are checked and verified. The sprocket and the rolling axis are checked. After checking, the material and size are selected under the assumed maximum stress, which can be completed well.

Key Words：Three-dimensional garage; lifting and traversing; inventor; screw drive

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2国内外研究对比分析 3

1.2.1国外研究现状分析 3

1.3研究意义 3

1.4 主要研究内容及待解决的问题 3

第2章 立体车库的选型 5

2.1 常用的几种立体停车库 5

2.2 现有车辆的尺寸大小 5

2.3 立体车库的选型 6

2.3.1对于车库的建造地点 6

2.3.2 对于车库的车流量 6

2.3.3 对于车库的成本 6

2.3.4 对于车库的存取车时间 6

2.4升降横移式机械式立体车库特点分析 6

2.4.1主要优点 6

2.4.2不足之处 7

2.5平面移动式立体车库特点分析 7

2.5.1 主要优点 7

2.5.2 不足之处 7

2.6 结论 7

第3章 升降横移式车库的结构设计 8

3.1 整体工作原理 8

3.2立体车库各模块方案的确定 9

3.2.1升降机构的选择： 9

3.2.2横移模块的结构确定： 16

3.2.3载车板结构的确定： 16

3.2.4电机的选择： 18

3.2.5减速器型号选择： 19

3.2.6滚轮及滚轮轴设计： 20

3.2.6链传动设计： 21

3.2.7链条计算： 23

3.2.8滚子链链轮设计 24

3.2.9 安全防护措施设计 25

3.3滚轮轴校核： 26

3.3.1滚轮轴结构 26

3.3.2垂直方向上受力 27

3.3.3水平方向受力 28

3.3.4校核轴的强度 29

第4章 升降横移式车库的应力分析 31

4.1载车板的条件分析 31

4.1.1 模型的建立 31

4.1.2 网格划分 31

4.1.3 加载力分析 31

4.2 初步分析 31

4.3 优化设计 33

4.4 优化后应力分析 33

第五章 总结 35

参考文献 36

致 谢 37

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

随着我国经济的不断腾飞，人民的生活质量显著提高的同时，私家车的数量也在突飞猛进。根据有关部门数据显示，截至2016年底，全国民用汽车保有量达到1.9亿辆，其中私家车总量达1.6亿辆，全国平均每百户家庭拥有38辆私家车。随着私家车数量的激增，在一线城市、二线城市的很多居民小区，停车难的问题日益突出。以武汉市为例，2003年以前武汉市并没有明确的小区停车位配建要求，后经多次调整于2014年将住宅配建停车场车位指标提高至1~1.2车位/百平米。但对于老旧小区来说，设计规划的不合理导致停车位缺口严重，车辆的不断增加和停车位供应不足是停车难问题的根本原因。小区车位供需失衡最直接的后果是小区内车辆乱停乱放，影响居民生活质量，严重的还会占用安全通道，影响救护及消防车辆的通行。

图1.1 全国私人汽车拥有量 图1.2 居民区车辆乱停乱放

为了有效缓解居民小区停车难的问题，提高小区内有限的空间利用率，研发出功能更为完善、占地面积更小、更安全、更人性化的立体车库逐渐成为主要趋势。立体车库通过机械装置向空中拓展停车空间，将一般的平面停车转化为立体停车，在相同的占地面积情况下，可以大大增加停车位。目前市场上的立体车库按存车数量可分为大中小型立体车库，大型立体车库存车可达百余辆，但其体积大、结构复杂，存取车时间长，影响用户体验，不适合居民区等对环境要求较高的区域；小型立体车库则与大型立体车库特点相反，其空间利用率很难突破200%，较小的占地也适用于居民区等场所。

图1.3 大型和小型立体车库

经过调研得知，现有居民区内的立体车库主要存在以下问题：1）小区中立体车库大部分均选择升降横移类别的立体车库，其存取车运动过程较为复杂，技术相对落后，居民使用率不高；2）大中型立体车库虽然空间利用率高，但对小区环境影响大，对于老旧小区，安装空间不足，且会造成阻碍居民楼房采光，噪声污染等问题。

图1.4 不同类型立体车库使用情况占比 图1.5 武汉市美林公馆立体车库

现有的居民小区分为两种，第一种是老式的居民小区，其大多数在建设时没有考虑到当今私家车拥有量的激增，故没有预留出空间建设车库。第二种是现代化小区，其中现代化小区又可以分为普通小区和高档小区。

（1）对于普通小区而言，开发商从自己利益出发，更加倾向于用更多的面积去建设居民楼，其配套的绿化以及停车位一直做不到位。而近几年，随着私家车的普及化，普通居民小区成为了停车难的重灾区，而由于受到各种限制，已经不可能再建设地下停车场或者建造高层的停车场，故现在普通居民小区内，居民只能占用车道，路边停车，或者利用狭小的空间来停放车辆。

（2）对于高端小区而言，在建设初期已经配套建设有停车位或者地下停车场。但是一般按照的是每一户一辆车的规格进行设计，近年来，很多家庭已经不满足于1辆车，往往他们拥有多辆车，由此，在高端小区也会存在各种各样的停车问题。

综上所述，立体车库的发展势在必行，它的理论知识已经相当成熟，主要解决停车难所带来的以下问题：

（1）占用居民公共用地。很多车主会选择停放在离自己家很近的小花园旁或者居民楼旁边，甚至直接停在绿化带上，严重的占用了居民公共用地，特别是对于一些老人而言，极大的影响了他们日常的自由活动范围。同时由于这些地方没有明确的标识与归属，经常会发生争吵，会影响邻里关系，妨碍小区和谐。

（2）居民的安全得不到保障。很多车主将自己的车辆停放在转角口或者随意停放，对于小孩以及老人都造成了隐形的安全威胁。

（3）堵塞安全通道，大部分小区都设置有安全通道，供消防车辆以及救护车行驶，但是由于私家车的增多，很多车主选择将车辆停放在平日无人的安全通道上，一旦出现危险，消防车辆以及救护车将难以及时赶到现场，造成巨大的损失。

1.2国内外研究对比分析

1.2.1国外研究现状分析

欧美以及亚洲等发达国家，他们所面对的停车难问题已经得到了广泛的重视。各国都采取各种措施解决问题，每个国家的国情以及国土面积不同，导致每个国家所采取的方法也不同，但是建立大型立体车库是每一个国家都会选择的一种方式，尤其在亚洲几个发达国家，人口密度大，面积狭小，全自动化的立体车库受到了广大人民的欢迎，在日本、欧洲等国家，立体车库的占比已经超过70%，于此同时，对于发展中国家，由于私家车数量较少，停车难问题仍然得不到重视。

根据文献所提供的资料，国外现有的立体停车装置大致分为以下几种：升降横移式立体车库,垂直循环式立体车库,水平循环式立体车库,多层循环式立体车库,平面移动式立体车库,巷道堆垛式立体车库,垂直升降式立体车库,简易升降平台等。

以日本为例，日本作为发达国家，其国土面积小，人口众多，面临着汽车拥有量过大的问题。日本在上个世纪60年代就开始广泛使用立体停车设备以追求高的土地利用率。根据统计数据显示，当时日本全国汽车保有量大约500万辆，而因为日本城市化程度较高，以东京为例，市区内大多采用的是垂直循环式停车设备。控制形式多样化，其中比较主流的为按钮控制、IC卡控制、触屏控制以及遥控控制。

1.2.2国内研究现状

上世纪80年代初期，我国就开始着手立体车库的研发设计以及初步使用，在90年代初期，我国开始引进国外先进产品以及技术，在北上广深等城市开始推广使用。于此同时，参照日本等国标准我国自主制定的立体车库行业标准也于近几年出台。目前立体车库设备生产厂家已经发展到了上百家，很多厂家已经初具规模，可以生产各种类型的立体停车设备，其中部分停车设备已经走向国外，开始进行出口贸易。国内厂家近年来技术已经渐渐发展成熟。根据调查可知，现有国内立体停车装置主要由升降横移式、简易立体车库以及平面横移式组成，其中，升降横移式立体车库应用较为广泛。如图1.6所示。

图1.6 国内升降横移立体车库

1.3研究意义

本项目旨在解决小区内部停车难的问题，设计一款升降横移式立体停车库，从而来解决停车难，取车难的问题。同时根据市面上的不同样式的立体停车库，进一步优化立体停车库的结构设计，以及减少停车取车所用的时间。

1.4 主要研究内容及待解决的问题

根据阅读到的文献以及资料，现主要待解决的问题分为两个部分。

第一部分是对于立体车库的整体框架进行设计优化，现有的立体车库虽然可以提高土地利用率，但依旧存在体积过大，重量过大的问题。国内外学者利用有限元分析对整体框架进行仿真，进行了结构的优化，对立体车库骨架钢截面进行优化设计，使其结构更加合理，同时降低了钢材的用量。

第二部分是对于存取车时间的优化设计，现有的立体车库存取车时间普遍较长，用户的体验感较低，研究人员通过改进整体存车结构，以及优化存取程序，来减少用户等待的时间，通过改进驱动模块，减小噪音，提高用户体验。

本文根据阅读到的文献以及资料，再立足于以上提出的问题，进一步的讨论与研究。本文的主要研究内容包含以下几个部分：

第一部分是介绍国内外对于立体停车库的研究现状，以及整体趋势，说明课题的研究目的以及研究意义，同时总结出现今存在的主要问题，确定本文的研究方向以及研究内容。

第二部分是主要是对于现有市面上的立体车库进行选型比较，比较升降横移式立体车库与其他种类车库之间的区别，以及解释选择升降横移立体车库的原因。

第三部分是整体结构的设计，概述了升降横移式立体车库的工作原理，存取车模式。确定了升降机构的类型，确定了横移机构的类型，确定了载车板的防滑设计，讨论了三种整体框架的利弊，选出了最优的装配方案并绘制其整体简图，根据框架，对于滚珠丝杠，以及电动机，减速机进行尺寸设计以及选型。

第四部分是根据第三章得出的模型，利用ANSYS有限元分析，对于整体框架进行机构分析，优化机构，分析其在不同种类车辆的情况下，载车板以及框架材料所受到的最大应力是否超过材料的屈服强度。

第2章 立体车库的选型

2.1 常用的几种立体停车库

目 前 ，根据JB/T8713-1998 机械行业标准，立体车库的类型按其工作原理区分，其类别及代号如下图所示：

类型			升降横移类	垂直循环类	水平循环类	平面移动类	巷道堆垛类	垂直升降类	简易升降类	汽车升降机类
代号			SH	CX	SX	PY	XD	CS	JS	QS
型 式	相对于地面的位置	地面上	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;
		半地下	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;
		全地下		radic;	radic;	radic;	radic;
	与主体建筑的关系	内置式	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;	radic;
		地下式	radic;		radic;		radic;	radic;	radic;
		独立式	radic;	radic;		radic;	radic;	radic;	radic;
		室外式	radic;	radic;					radic;
	按进出口位置

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：