搞笑-小王子
范文一：立体车库毕业论文
广州市广播电视大学
CRTVU
毕 业 论 文
论文题目 立体车库
学生姓名
学 号
专 业 机电一体化
指导教师 田玉英、李阳
教学单位 广州市机电技师学院
2011年 12 月 30 日
摘 要
设计立体车库主要是考虑到现如今交通拥挤、车位数量有限。立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受广泛推广。一个立体车库不仅可以解决停车难的社会问题，还可以节省土地资源。本论文设计的立体车库，是以电机为动力通过链条传动带动车体移动，采用PLC 编程控制，垂直提升平移式立体车库
立体车库模型采用垂直提升式的类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位由电机为动力，用行程开关限位控制，可以准确的定位。在构架方面我们采用不锈钢材料，安全性高、轻巧与其他建筑材料相比，钢的强度高材质也好，可靠性强。在控制方面我们采用的PLC 可以自动化控制电机，不需要太多的人工操作。造价与传统的平面停车场相比要低。而且可利用空间多了，不但节约了制造方的成本，与节约了停车的费用。
设计的立体车库有许多特点，而最突出的就是设备可以实现无人值守，只需要有一个控制室操作就行了，存车取车还不用倒车，方便了停车。维护也比较容易，主要的电路都是设计在外面，电路故障很容易排除。在许多的场所都可以运用，所受的限制很少。
关键词：FX2N 编程器、控制电路、升降机构
第一章：系统介绍
1．1控制系统
空气开关主要有起到通断线路和保护线路过载、短路。变压器与整流电路的作用是，提供线路所需的稳定电压和所需的直流电压。交流接触器的作用主要是，实现自锁、互锁和电动机的正反转。按钮的作用主要是，通过按钮的通断来控制FX2N 编程器的信号的输入。FX2N 编程器的作用主要是，控制所有电路的运行。这些元件形成一个自动存车，自动取车系统，并且，通过管理系统的支持下，实现全自动化。
1.2平移系统
主要有横移轨道，电梯框架、220V 交流电机、行程开关、链条和齿轮，主要作用是通过交流电机的正反转带动电梯架左右横移，来实现小车车位左右移动的目的。经过检测系统的排查，确认哪个车位是空库，经横移将电梯架移动到空库位置，来实现车的存取。
1.3升降系统
主要有6~24V直流电机、行程开关、绳索、滑轮、电梯架和电梯厢，主要作用是，通过直流电机的正反转带动电梯厢的升降，来实现小车到达楼层的目的。升降系统是立体车库的中枢部分，它能把检测系统的指令实现，在得到指令后，第一个执行机构由平移系统完成，将车位对应；第二个执行机构就是升降系统，待车位对
应后，电梯就会运作，将车送到检测楼层，并在车离开车厢（电梯厢）后，车厢会在3秒后自动回到底层，以致不影响下一步运作。
第二章：电梯式立体车库的主体结构及工作原理
本次设计中的电梯式立体车库能够完成如下功能：
1）汽车停靠在停车板指定的位置上。
2）通过移动电梯架来实现汽车前后移动，移动到指定的位列。 3）通过电梯的上下移动来实现汽车上下移动，移动到指定的楼层。 4）移动电梯里的移动托板来实现汽车的存取，移动到指定的停车位。 本车库实物模型的结构如下图1所示：
图1：电梯式立体车库实物模型
钢结构框架主要由电梯架、电梯厢、停车库等部件组成
电梯：用6~24V直流电机、220V 交流电机、升降绳、轿厢、行程开关、轮子和钢片焊接框架而成。直流电机电机特点是一断电可以自锁抱紧不用外接自锁，使电梯升降能准确到位。轮子安装在电梯底部使它可以横移动作，电梯平移运动用220V 交流电机加链条带动，行程开关定位可以自动到达一、二、三位和往返。
停车架：全部用钢片钻孔和螺丝拧紧组成，做成三层9车位框架。 1 控制系统
本车库模型的控制系统方框图如下图2所示：
图2：电梯式立体车库控制器方框图
工作原理：当合上空气开关，AC 电源通过变压器变压为6V 和24V 电源低压电源，6V 通过整流电路后给直流电机供电，直流电机的控制，由接触器主触头完成，并且通过变换加在电机上面电压的极性来控制直流电动机正反转。24V 交流电源给交流接触器线圈，由PLC 的输出端控制其是否得电，从而实现电路的通断。
2 平移系统
本车库模型的平移系统方框图如下图3所示
图3：电梯式立体车库平移系统方框图
工作原理：控制系统的编程器得到车位空缺的指令，通过KM1线圈得电，使交流电动机正转，带动齿轮使链条动作，从而电梯架开始平移到对应的车位，撞击行程开关后线圈断电。
3 升降系统
本车库模型的升降系统方框图如下图4所示
图4：电梯式立体车库升降系统方框图
工作原理：平移到位后，得到编程器指令，KM3线圈得电，直流电动机正转，通过滑轮拉动绳索令电梯厢到达指定楼层，撞击行程开关后停止。三秒后KM4线圈得电，直流电动机反转，电梯厢回到一层。
第三章 系统设计
3.1硬件设计
本系统模型采用不锈钢结构材料作为主要支架，其简图及尺寸标注如下图：
电梯框架采用不锈钢焊接而成，停车框架采用不锈钢钻孔，用螺丝螺母拧紧。根据立体车库的概念型设计和取材便利的原则，选择了小功率元件来实现系统的硬件配置，如下表1所示。
表1：电梯式立体车库模型硬件配置清单
3.2 软件设计：
由于本系统的控制器核心，采用了三菱PLC 主机作为控制核心元件，根据控制要求对FX2N-48MR 进行I/O分配（见表2）后，进行了软件的编程和系统调试，其控制系统的软件程序指令表，如表3所示。
表2：电梯式立体车库PLC 控制器I/O分配表
主电路
接线图
M8002
S0
X000 梯形图
4
S0 5
S20 S34 X001 10 S1 13
S1 X011 14
X011 X014
16
X014
X002
S20
X003
S34 30 S20 X020 31 S21 X021 34 S22 X022 37 S23 40 S21 X023 41 S24 X024 44 S25 X025 47 S26 50 S22 X023 51 S27 X024 54 S28 X025 57
S29
60
S23
X023 61
S30
X024 64
S31
X025 67 S32 70
S24
X011 X014
71
K20
X000
S33 80
S25
X011 X015
81
X015
K20
T1
S33 94
S26
X011 X016
95
X016
K20
T2
S33 108
S27
X014 X012
109
X012
K20
T3
S33 122
S28
X015 123
X015 X012
125 X012
K20
T4
S33 138
S29
X016 139
X016 X012
141 X012
K20
T5
S33 154
S30
X014 X013
155
X013
K20
T6
S33 168
S31
X015 169
X015 X013
171 X013
K20
T7
S33 184
S32 X016 185 X016 X013
187 X013
K20
T8
S33 200
S33
X011 201
X011 X014
203 X014
211
S34
X021 X012
Y002
212
X022 X013 X026 X012
Y001
219
X020 X011 X024 X015
Y004
226
X025 X016 X027 X015
Y003
233
X023
X014 240
241
指令表
表3：电梯式立体车库PLC 控制指令表
3.3效果
在设计立体车库的时候，所要实现的功能是汽车可以自动停放，在车停下后可以被机器自动运送到所设计的车库里。经过不懈的努力克服技术困难，我们做出了三乘三一共九个车位。
车库和一个垂直平移的电梯组成概念模型，这个作品可以实现车的定位移动，当车停下后可通过按钮操作，电梯先平移撞到行程开关后停在空余的车位，停下后电梯垂直上升碰到行程开关停在指定的层数。以上就是概念模型所实现的功能和效果。
第四章 电路设计
由五个普通二极管，一个稳压二极管，两个电容1000uF 、100uF ，组成桥式整流电路。把交流电24V 整流成直流稳压电24V 。用在电梯升降直流电机上。 电路图如下图4：
图4 ： 桥式整流电路原理图（参考课本电子技术）
总结
随着汽车工业的迅速发展和人民生活的不断提高，汽车保有量迅速增长，汽车停放车位紧张的问题越来越突出，对立体车库的需要越来越迫切。如何设计建造占地面积少、停车车辆多而且存取速度的立体车库已是现在许多企业和研究立体车库的发展技术与现状的基础上，对升降横移式立体车库进行了研究，完成了升降横移立体车库的设计。
2011年12月，我开始了我的毕业论文工作，时至今日，论文基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。
9月初，在与导师的交流讨论中我的题目定了下来，是“立体车库设计”。当选题报告，开题报告定下来的时候，我当时便立刻着手资料的收集工作中，当时面对浩瀚的书海真是有些茫然，不知如何下手。在导师细心的指导下，
终于使
我对自己现在的工作方向和方法有了掌握。
9月中旬，资料已经查找完毕了，我开始着手制作毕业设计。在制作过程中遇到困难我们就及时和导师联系，并和同学互相交流，请教专业课老师。 12月初，在大家的帮助下，困难一个一个解决掉，“立体车库”也慢慢成型。
我不会忘记这难忘的几个月的时间。毕业设计的制作给了我难忘的回忆。 脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。
在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
致谢
感谢田玉瑛老师、李阳老师在学习工作上的指导，感谢同学们的支持帮助，互相配合共同完成这项任务。
在我的学业和论文的研究工作中无不倾注着老师们辛勤的汗水和心血。老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。
参考文献
1、PLC 编程100例/肖峰，贺哲荣主编 ——北京：中国电力出版社，2009 2、可编程序控制器及其应用/王国海主编 ——2版 ——北京：中国劳动社会保障出版社，2007
3、可编程序控制器及编程实例/王全友，夏国宏主编 ——北京：机械工业出版社，2009.11
4、钳工工艺（第四版）——北京：中国劳动社会保障出版社，2007 5、电机与变压器（第四版）——北京：中国劳动社会保障出版社，2007 6、杨兰春《电梯曳引机设计. 安装. 维修机》 7、张启君《立体车库的主要型式及技术特点》
8、电子技术基础（第四版）——北京：中国劳动社会保障出版社，2007
范文二：自动化立体车库设计毕业论文
自动化立体车库设计毕业论文
目 录
摘 要 . ................................................................................................................................. 错误!未定义书签。 Abstract .............................................................................................................................. 错误!未定义书签。 第 1 章 绪 论 . ............................................................................................................................................... 1 1.1 课题的背景和意义 . ................................................................................................................................... 1 1.2 课题的关键技术及其国内外研究发展现状 . ........................................................................................... 3 1.2.1 国外研究现状 . .................................................................................................................................... 3 1.2.2 国内研究现状 . .................................................................................................................................... 5 1.3 本文的主要工作目标和工作内容 . ........................................................................................................... 6 第 2 章 升降横式立体车库机械部分设计 .................................................................................................. 8 2.1 升降横移式立体车库的基本结构 . ........................................................................................................... 8 2.1.1 升降横移式立体车库简介 . .............................................................................. 错误!未定义书签。 2.1.2 立体车库钢结构设计 . .......................................................................................................................11 2.2 立体车库升降横移机构设计 . ................................................................................................................. 20 2.2.1 横移机构设计 . .................................................................................................................................. 20 2.2.2 载车板设计 . ...................................................................................................................................... 23 2.2.3 安全防护机构 . .................................................................................................................................. 23 2.2.4 提升机构及轴的设计 . ...................................................................................................................... 24 第 3 章 立体车库电气控制系统设计 ........................................................................................................ 31 3.1 电气控制系统整体设计 . ......................................................................................................................... 31 3.2 PLC 控制程序设计 ................................................................................................................................. 36 3.3 电气安全装置 . ......................................................................................................................................... 42 第 4 章 结论与展望 . ................................................................................................................................... 46 4.1 结论 ......................................................................................................................................................... 46 4.2 展望 ......................................................................................................................................................... 46 致 谢 . ................................................................................................................................................................. 49 附录 A . ............................................................................................................................................................... 50 附录 B ................................................................................................................................................................ 77
第 1 章 绪 论
1.1 课 题的背景和意义
随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展,拥有私家车的家庭越来越多,而与此相对 应的是城市停车状况的尴尬。以北京市为例,截止 2006年底,市区仅有公共停车场 827处,共计车位 5.6万个,仅占市区机动车拥有量的 8.5%,停车环境与城市规划的矛盾十分 突出。上海的情况也让人无法乐观,仅有的 227个地下车库使用面积不足 60万平方米, 只能满足 1.3万辆机动车停放的要求,路边停车渐呈泛滥之势,比例高达 64%,而且还有 继续上升之势。据建设部城市交通工程技术中心对全国 15个大城市停车现状的调查,城 市机动车保有量与停车位之比平均为 4.84:1,这一比值对于渴望“车者有其位”的车主 来说,形式不容乐观。停车难产生最主要的原因是城市建设规划上的准备不足。上世纪 80年代初期, 北京市权威部门对 2000年北京汽车发展数的预测仅仅是 70万-80万辆, 而事 实上到新世纪钟声敲响之前,北京市汽车总量则足足比预期多了 100万辆,其中私人小客 车的数量就高达 45万辆。面对迅速发展的城市车流,停车设施建设的落后也就不足为奇。 据建设部停车技术开发推广中心介绍,北京市停车设施的“欠账”最保守估计应为 20-30%。
停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通(车辆停放状态)问题,静态交通是相 对于动态交通(车辆行驶状态)而存在的一种交通形态,二者相互联系,互相影响,停车 设施是城市静态交通的主要内容,随着城市的不断发展,各种车辆的不断增加,对停车设 施的需求也在不断增加,如果两者之间失去平衡,城市里就会出现停车难的一系列问题。
数据显示, 最近几年我国城市机动车辆平均增长速度在 15%-20%, 而同时期城市停车基础 设施的平均增长速度只有 2%-3%, 特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车 基础设施的增长速度,因此,我们必须重视城市停车难的问题,并积极探求解决的措施。 专家们指出,解决城市静态交通问题,大体分为软硬两种措施。所谓软措施,就是通 过政策法规, 限制路面停车, 提高停车场利用效率, 使部分车主更愿意改乘公共交通工具, 以减少机动车对停车场的需求。 而硬措施, 主要包括增建停车场, 建设地下及立体停车场、 利用其它空间满足停车需求。而无论采取什么措施,在规划后再收拾残局,于局限内弥补 不足,政府和管理部门所需投入得精力和资金都不小。
图 1.1 先进的自动化立体车库
随着人类社会的不断进步和科学技术的发展,人类的生产、生活方式趋于集中,城市 的规模越来越大,人们在城市里的生存空间却越来越小,于是出现了要利用空间的理念, 城市中开始建设立体建筑、立体交通和立体停车。作为现代大都市的标志,城市中心商住 区高楼大厦林立, 社区道路、 高架交通干道、 立交桥和地下铁路, 编织出城市立体交通网, 汽车的住宅 --停车场也有了长足的发展,由平面停车向立体停车,由简单的机械车库向计 算机管理高度自动化的现代立体停车演变,成为具有较强的实用性、观赏性和适合城市环 境的建筑。伴随着汽车进入家庭,城市动态、静态交通管理制度的不断完善和人们对居住 环境要求的提高,给停车产业提供了前所未有发展机遇,停车产业市场前景广阔。
作为现代大都市的标志,立体建筑和立体交通都有了显著发展,道路拥挤、车满为患 已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音,发展立体停车已成为人们的共识。目前我国经 济正处在高速发展时期,随着人们生活水平的不断提高,汽车进入家庭的步伐正在加快, 停车产业市场前景广阔。机械式立体车库既可以大面积使用,也可以见缝插针设置,还能 与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施,是解决城市停车难最有效的手段,也是停车
产业发展的必由之路。当前,我国许多大城市如北京、上海、深圳都开始大力发展机械式 立体停车产业。 机械车库与传统的自然地下车库相比, 在许多方面都显示出优越性。 首先, 机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道,平均一辆车 就要占据 40平方米的面积, 而如果采用双层机械车库, 可使地面的使用率提高 80%— 90%, 如果采用地上多层(21层)立体式车库的话, 50平方米的土地面积上便可存放 40辆车, 这可以大大地节省有限的土地资源,并节省土建开发成本。
机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全,人在车库内或车不停 准位置,由电子控制的整个设备便不会运转。应该说,机械车库从管理上可以做到彻底的 人车分流。
在地下车库中采用机械存车,还可以免除采暖通风设施,因此,运行中的耗电量比工 人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统,而是以单台集装而成。这样可以 充分发挥其用地少、可化整为零的优势,在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设 立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。
近年来 ,随着经济的发展,我国的城市化水平加快和人民生活水平的提高,汽车数 量的不断增加。截至 2003年底,我国个人汽车保有量为 12427672辆。其中,个人轿车 4890387辆,比 2002年增加 1462441辆,增长率为 42.7%,但与此同时,汽车停车场地的 增长却不能与之同步, 汽车泊位与汽车数量的比例严重失调, 由此带来停车难、 违章停车、 停车管理困难等一系列问题。当以往的路边、人行道上停车、地下或地面停车场均解决不 了上述问题时,采用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施。机 械 式立 体停车设 备又名立体车库,它占地空间小,并且可最大限度地利用空间,安全方便,是解决城市用 地紧张,缓解停车难的一个有效手段。国家计委已明确机械式立体停车设备及城市立体停 车场为国家重点支持的产业, 1998年 1月 1日起执行的《国家计委 6号令》把机械式停车 序和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业、产品和技术日录” ,国家海关总署对机 械式停车产品规定“国内投资项目给予免征进口税” 、上述措施为我国立体车库产业的成 长提供了良好的条件、也为我国解决城市停车间题提供了机会。可以预见立体车库具有非 常广阔的市场前景。
1.2 课 题的关键技术及其国内外研究发展现状
1.2.1 国 外研究现状
早在 50多年前,立体停车就在国外有所发展,先后出现了针对家庭使用的双层停车 设备;利用住宅空地建起 2-4层升降横移停车设备;适合城市中心商住区使用的停车楼和 停车塔;利用广场、建筑物下面的空间建设地下车库。自 70年代末起,世界经济高速发 展,汽车逐渐普及,保有量不断增加,迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家 积极开展了机械式停车技术的研究开发和制造应用。以日本、美国、德国等为代表的发达
国家在停车技术领域的研究处于世界领先水平,韩国和我国的港、澳、台地区的停车业也 通过引进 --移植制造,得到了蓬勃发展,较好地解决了本地区的停车难,并开始向外输出 技术和出口产品。
图 1.3 国外高容量的立体车库
目前世界停车产业正向多元化发展,其停车技术几乎包含了当今机械、电子、液压、 光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术。机械方面,应用了许多新材料、新 工艺。设备结构采用模块化设计,便于组合使用,易于安装拆卸。钢结构选用新型优质钢 材,既提高了设备的强度和刚度,又使设备轻巧美观,载车板采用一次成型的镀锌板或彩 涂板组装,美观、强韧、耐用。控制技术方面,广泛采用可编程序控制器和矢量变频变压 调速闭环控制技术,使运行高速平稳,节省电力,振动和噪音也趋于最小。控制形式有, 按钮式、 锁匙式、 IC 卡式、 键盘式、 触摸屏式、 遥控式等。 安全元件采用各种光栅显示屏、 光电管、机械式行程开关、磁性接近开关、光敏感应开关等,安全保护装置日臻完善,如 汽车出入声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊 位自动跟踪、链条和钢丝绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车图象摄影对比安全 检测、自动消防灭火系统等。
日本是最早应用机械式车库的国家之一,其在上世纪 60年代初就开发并使用可最大 限度的利用空间的机械式停车设备。当时日本全国汽车保有量大约为 500万辆,大多采用 的是垂直循环式停车设备。从 80年代开始,日本开始向亚洲地区的韩国、中国及台湾地 区出口产品及技术。 韩国机械车库技术是日本机械停车技术的派生。 其机械停车产业从 20世纪 70年代中期开始起步, 80年代开始引进日本技术,经过消化生产和本土化, 90年代 开始为供应使用阶段。由于这几个阶段得到政府的高度重视,各种机械停车设备得到普遍
开发和利用,韩国近几年增长速度都在 30%左右。目前韩国停车设备行业进入稳步发展阶 段。
图 1.4 韩国 LG 公司研发的塔式
1.2.2 国 内研究现状
我国机械式车库的早期研究开发工作是从 80年代中期开始, 90年代开始引进和生产 停车设备,在北京、上海、广州、深圳等地都有使用。参照日本等国标准制定的我国行业 标准也于近几年出台,目前停车设备生产厂已发展到几百家,生产各种类型的停车设备, 有些停车设备已开始出口。机械式立体车库是一种具有综合性能的建筑,不仅包含了机械 停车设备,其规划建设涉及到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、 通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域,就停车设备本身而言,其机械 结构的发展已形成了停车设备独有的技术特征,需要多学科、多专业的复合型人才积极参 与, 把国外停车技术和各领域的成熟技术移植到我国停车产业, 开发出安全、 经济、 高效、 节能、省地的产品,满足国内外市场的需求。
在我国的停车产业发展中还存在一些问题,如没有统一的技术标准;多数产品是仿效 或引进国外技术制造,技术水平低;缺少具有一定规模的企业,生产能力不足;市场竞争 无序,个别企业为抢占市场,采取低价竞争;缺少科研设计单位的参与,技术创新能力严 重不足;政策不配套,对停车产业发展和管理严重滞后等。解决上述问题,需要我们在政 策市场、管理和技术多方面做出努力。政策方面应参照发达国家的有关政策法规,规划确 定出专用和公共停车位的合理数量,实现投资主体多元化,确定车库的管理属性和停车收 费标准,给予投资和经营者相应的优惠政策,使其有利可图。市场方面应建立车库市场运 行机制,利用价格杠杆调高占路停车收费标准,逐步消除“路满库空”现象。鼓励按市场 规则经营车库,并实施政府监督和政策调控,使停车产业良性发展。
图 1.5 在我国广泛使用的升降横移式立体车库
1.3 本 文的主要工作目标和工作内容
目前,立体车库主要有以下几种形式:升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直 循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式等。在对国内外各种同类产品进行分析的基础 上,再结合造价、技术难度以及用户需求等各个方面的因素,可以发现升降横移式立体车 库形式比较多,规模可大可小,而且对场地的适应性较强,同时采用这类设备的车库十分 普遍。因此,最终确定研究对象为升降横移式立体车库。
1、工作目标:
(1) 升降横移式立体停车设备总体结构的设计与研究;
确定垂直升降式立体停车设备的总体布局、运行方式,然后进行存取车方式、提升系 统、钢结构等各个组成部分的总体设计。
(2)升降横移式立体停车设备的存取机构设计;
在分析比较的基础上,确定车库的存取车形式,然后由此详细设计停车位、载车板和 存取机构。
(3)升降横移式立体停车设备的升降驱动机构研究;
首先通过比较,选定曳引驱动方式作为整个车库的升降方式。然后设计升降平台、安 全机构等。并计算升降系统电机所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。
2、工作内容:
(1)结合现实生活中已经建成的升降横移式立体车库的项目,了解立体车库; 参观下沙瓯江大酒店的立体车库,了解车库运行基本原理,了解轿车停车流程,记录 立体车库使用注意事项等。
(2)参阅了国内外的几种升降横移式立体车库的相关资料,对当前的车库技术发展 前沿有了大概的了解,从而把握国内外车库技术的发展趋势和方向;通过网上检索,了解 立体车库最新发展概况,以及国外立体车库建设情况等。了解建设立体车库的钢材选用, 电机选择,建设方法等。
(3)据瓯江大酒店立体车库原型,再根据文献资料。初步选择建造立体车库所需钢 构、电机、链轮等组成。
(4)依据以上的车库组成部件选型,利用 AUTOCAD 建立立体车库二维图形。在绘 制 CAD 图形过程中,再对部件选型中不合适的进行替换,以达到最佳效果。
(5)对建立的车库模型进行安全和疲劳校核,检验设计知否合理。再根据人体工学 对车库模型优化设计。
(6)归纳、总结并完善报告。
结合以上 5项计划任务,最后完善论文的总结部分。
第 2 章 升降横式立体车库机械部分设计
2.1 升 降横移式立体车库的基本结构
2.1.1 升 降横移式立体车库简介
1、立体车库的工作原理
升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式停车 设备。升降横移式立体车库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。停泊在这类车库地面的 车只作横移,不必升降,上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位,将载车板升或降 到地面层,驾驶员才可进入车库内将汽车开进或开出车库。图 2.0 为一个地上 7车位的升 降横移式停车设备,其工作原理是:三层三个车位可以升降,二层两个车位可以升降和平 移,一层的两个车位只能横向横移,空车位供三层和二层的车位下降时借用。 1 、 2号车 位可以直接存放车辆 ;7 号车位需下降后再存放车辆 ;3 号车位,则需先将 1 号和 2号载车 板右移,再将 3号载车板下降 ; 4 号车位,则需先将 2 号载车板右移,再将 4号存车板下 降; 5号车位需要先将 1、 2、 3、 4号四个载车板右移,再将 5号载车板下降; 6号车位则 需要先将 2、 4号载车板右移,再将 6号载车板降下。由于升降横移式停车设备对场地的 适应性强,介绍系统各机械部分部件结构和功能 可根据不同的地形和空间进行任意的组 合、排列,规模可大可小,对土建的要求比较低,因此,应用非常广泛。
图 2.0 七车位升降横移式立体车库工作原理图
2、立体车库机械部分部件结构和功能
以三层三列式立体车库为模型建立研究对象。升降横移式立体车库主要由结构框架部 分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全防护系统六大部分组成。下面我 们重点对车库的主要组成 (图 2.1所示 ) 进行分析。
图 2.1 升降横移式立体车库主要组成
①结构框架
立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主,在升降横移式车库中我们选用钢架结 构 (如图 2.0所示 ) 。钢架结构与其它建筑结构相比,具有如下特点:
a. 可靠性高
钢材在生产时,整个过程可严格控制,质量比较稳定,性能可靠。钢材组织均匀,接 近于各向同性匀质体 ; 钢材的物理力学特性与工程力学对材料性能所作的基本假定符合较 好 ; 钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果, 计算结果可靠, 所以说钢结 构的可靠性高
b. 材料的强度高,钢结构自重小
与混凝土等材料相比,虽然钢材的重力密度大,但它的强度和弹性模量较高,而且强 度与重力密度之比也高得多。钢结构自重小,从而便于运输与安装,可减轻基础的负荷, 降低地基和基础部分的造价。
c. 材料的塑性和韧性好
钢材的塑性好,钢结构在一般条件不会因超载等而突然断裂。破坏前一般都会产生显 著的变形,易于被发现,可及时采取补救措施,避免重大事故发生。钢材的韧性好,钢结 构对动力荷载的适应性强,具有良好的吸能能力,抗震性能优越。
d. 钢结构制造简便,施工工期短
钢结构一般在专业工厂制造, 易实现机械化, 生产效率和产品精度高, 质量易于保证, 是工程结构中工业化程度最高的一种结构。构件制造完成后,运至施工现场拼装成结构。
范文三：地坑式立体车库设计毕业论文
地坑式立体车库设计毕业论文
目 录
摘 要 Ⅰ Abstract
第一章 前 言 3
1. 1背景 3
1.2论文结构 10
1.3个人评语 10
第二章 设计分析 11
第三章 结构设计 13
3. 1车库钢结构骨架的研究与设计 13
3. 2 车库停车位的设计 15
3. 3 车库载车板的设计 16
第四章 存取机构 19
4.1 存取机构功能要求及其实现 19
4.2行走机构设计 19 4.2.1行走机构概述 19 4.2.2行走机构结构设计 20 4.2.3行走机构驱动轴的设计校核 21 4.2.4行走机构纵梁的校核 22
4.3横移机构设计 25
4.4存取机构的工作流程 26
4.5存取机构中具体部件的设计计算 27 4.5.1存取机构中电机的选择 27 4.5.2存取机构中减速机的选择 30
4.5. 3存取机构链轮的设计 30
4.5. 4存取机构链条的选择 31
4.5. 5存取机构联轴器的选择 31
4.5. 6存取机构链传动的张紧装置 32
4.5.7链传动传动轴的设计校核 32
第五章 停车设备中升降机构的设计 34
5.1立体车库提升系统的整体布置 34
5. 2承重链条的选择校核 37
5.3液压系统设计计算 37 5. 3. 1 确定液压系统的主要参数 37 5. 3. 2初选系统压力 38 5. 3. 3选择液压缸 38 5. 3. 4液压元件的选择 38 5. 3. 5液压阀的选择 39 5. 3. 6管道尺寸的确定 40 5.3. 7油箱容量的确定 40 5.3. 8液压系统性能验算 40
第六章 控制系统 44 结束语 46 参考文献 47
附录 48
第一章 前 言
1.1 背景
一、 立体车库概述
机械式立体车库是一种利用机械传动和现代自动控制技术的立体车库，是车辆停放向立体发展的一种现代停车设备。在市场经济条件下，我国的汽车工业正在以前所未有的速度发展，小轿车正在进入千家万户，伴随而来的问题将会是车辆无处停放，这在一定程度上将会阻碍城市的社会、经济和交通的发展。所以机械式立体车库已成为解决车辆无处停放的有效方案。它具有功能完备、可靠性高、操作方便、停车价格合理、占地面积小等优点，尤其它具有单车平均占地面积小的独特优势，已被广大用户所接受。
车辆无处停放问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度的结果，立体车库的发展在国外，尤其在日本有近30—40年的历史，无论在技术上还是经验上均已获得了成功。我国也于九十年代处开始研究开发机械立体停车设备，距今以有十多年的历程，由于许多新建小曲内住户与车位的配比为1：1，为了解决停车位占地面积与用户商用地面积的矛盾，立体停车设备以其平均单在占地面积小的独特特征，已被广大用户接受。
机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面显示了优裁性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可以使地面使用率提高80%--90%，如果采用多层立体车库的话。50平方米的土地面积沙锅内便可存放40辆车。这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开收成本。
机械车库有效地保证了人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会定转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。在地下采用机械停车设备，还可以免除暖通风设施，因此，这行中的饿耗电量比2人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成成套系统。而是以单台集装而成，这样可以充分发挥其用地面积少，可以化整为零的优势，在
住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立停车车位，这对于眼下车位短缺的问题提供了方便条件。
随着市场经济的发展和人民生活水平的提高，公路和汽车的高速发展，小汽车已进入千家万户，特别是国家提出“全面建设小康社会”的号召以来，国内外小轿车市场的价格，品牌、功能性挑战正在发展激烈的变化，其购买力每年至少有100万辆以上，根据统计2003年私家车已达到480万辆，加上原有的公车，其原有车库的不足于车辆密度的增加形成明显的矛盾，停车难以成为待解决的问题之一，也是时务之急。向空中地下发展，立体停车是各大城市解决停车车位不足的通用方法，它将原来平面唯一车位改成向空中地下发展的立体式车位，这样在同样的占地面积下，可以容纳成倍增长的车辆。
二、 立体车库的发展的市场前景
近十年来，随着我国经济的发展，汽车快速进入我们的生活中，成为现代社会的重要标志。随着国务院《汽车工业产业政策》的出台，中国的汽车工业走上了一条循序渐进、健康发展的道路，汽车工业的迅猛发展正成为新世纪的一道靓丽的风景线。
加入WTO 后，世界的加工和制造中心逐步向我国转移的趋势越来越明显，中国有望成为世界汽车制造中心。据统计，2002年全国生产汽车325. 12万辆，同比增长38.49%，全球排名上升到第5位，列美国、日木、德国、法国之后。销售汽车324. 8万辆，同比增长36.65% , 其中轿车销售112. 6万辆，I 司比增长56.08%。2003年全国汽车销售达到439万辆，其中轿车销售达到197万辆。随着汽车工业的迅猛发展，汽车保有量的急剧增长，“停车难”成为困扰各大中城市的突出问题之一。停车难是泞致行车难最直接的因素，如不能妥善解决，将直接影响汽车工业的发展和人民的日常生活。所以城市停车场所的建设，尤其是能多停车位、少占空间的“立体停车) 掌，的建设有着十分重要的社会意义和经济意义。
近年来，我国在城市建设方而取得了很大的成就，2002年城市道路长度己达到19. 1万km ，人均拥有道路而积增长至7. 8m2。但与国外相比，反映道路拥有水平的人均长度和而积指标仍然偏低。
而且近年新修建的道路多数在城市边缘区，交通最拥挤的中心区用地十分紧张，新建道路困难很大，造成停车场地奇缺，大多数司机占路停车。如2001年的上海，每人停在马路上的汽车就多达35万辆，广州每人也有35万辆机动车“露宿”街头，北京史有90万辆之多，而在其它很多城市也有诸如此类的现象，致使本来就紧张的交通更拥挤不堪，严重滞后了城市交通的发展。行车难、停车难、乱停车，加剧交通拥堵、降低生活质量、恶化投资环境，成为城市经济发展的障碍，大大降低了城市的文明程度。为了缓解这种局而，从80年代中期我国陆续出现零星的立体停车业，并且在逐年递增。
机械式立体停车设备在国际上己经有30多年的历史，发展较快的有日木、德国、法国、意大利、荷兰、美国、韩国以及我国台湾等地。尤其是日本发展迅速，走在了世界停车业前列。我国机械式停车设备旱期开发工作从80年代中期开始，到1992年以后得到了较快的发展。1996年以前，我国停车设备的年生产能力仅为4 000个泊位。2003年国内新建机械式立体停车库303个，新增停车泊位33 756个，较2002年增长37.7%。出口泊位5 786个，较2002年增长189%，全行业实现产值9. 74亿元。
据不完全统计，截至2003年底，国内机械式停车泊位己累计达82 764个，分布在31个省市自治区的56个城市。2003年市场增长最快的地区是江苏、山东、浙江，泊位分别增长512%、364%和111%，此外，上海增长37%，广东增长10.3%，北京与上年持平。以上6个省市泊位量占到全国新建泊位总量的87%，成为国内机械式立体停车库发展最热的地区。
车库类型也从最初的垂直循环式、简易升降式，发展到了平面移动式、多层升降横移式、垂直升降式等多个品种。2003年升降横移式车库占新建车库总量的81%，泊位量占总量的84%，仍是机械式立体停车库的主流，但象垂直升降式等技术含量较高、空间利用率史大的停车库也有了迅速增长。一些企业经过长期积累发展壮大，己稳居行业前列，一些中小型企业抢抓机遇在发展中崭露头角，一些大型集团公司开始跨行业进入停车领域。如北京恩菲科技产业集团、承德华一机械车库集团有限贡任公司、北京韩中停车设备有限公司、北京大兆停车设备有限公司等企业。随着业内企业数量
的不断扩大，质量标准的不断提高，服务意识的不断创新，企业业绩的不断增长，中国的停车行业将呈现出勃勃生机。
随着我国社会经济的发展，人民生活水平的提高，城市汽车保有量特别是私人轿车逐年递增，年增长率达38%以上，“停车难、行车难”矛盾日益尖锐。按照国家标准，2010年城市人均道路面积可达到7-15m2，但届时城市汽车保有量也将是现在的4倍以上，可以预见城市交通问题将更加严重。目前我卜}城市机动车辆的保有量与停车位之比大约为5: 1，停车位的满足率只有20%左右，根据上述数据预计，到2010年我国将需要数百万个停车位。因此，立体化停车将是今后停车场建设的发展方向，机械式立体停车设备制造业将具有巨大的发展空间。
参照国外城市公共停车泊位与车辆一般以1: 7比例来计算，如果仅解决1/ 3的京沪两地的马路停车问题，建造停车场的潜在合同额就可达146亿元人民币。在发达国家，停车业早己是一个巨大的产业。在国内，上海在1996年有机动车20万辆，2002年猛增到141万辆，现在上海的停车场规模总体上来说是“供不应求”，只能满足50%的需要。上海目前虽然有许多的停车场所，但都各自为政，缺乏统一的规划。而在美国，停车公司往往实行停车咨询、停车配件、停车场建设、停车场维修等一条龙服务，而日‘建立全国性的网络，给顾客提供各种方便。所以我国要发展停车业，应鼓励实行“多元化”投资政策，对出资建设停车场的企业、个人给子适当优惠政策; 应结合我国的具体国情，建立一整套系统化、多元化、人性化的停车系统标准。
诸多因素表明，我国立体停车产业与其配套产业目前正在成为潜力巨大的前途性产业。停车设备制造业而临千载难逢的发展良机，具有高科技、高安全性、高可靠性、高效率的机械式立体停车库将具有巨大的发展前景。
三、 立体车库的类型
目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式，港道堆垛式，垂直提升式，箱式水平循环式，圆形水平循环式。
（一）、升降横移式
升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库使用于地面等地下停车场，配置灵活，造价较低。
1、产品特点：
1）、节省占地，配置灵活，建设周期短
2）、价格低，消防，外装修，土建地基等投资少
3）、可采用自动控制，构造简单，安全可靠
4）、存取车迅速，等候时间短。
5）、运行平稳，工作噪音低
6）、适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用
2、运行原理
每个停车位都有载车板，顶层载车板上下升降低层车板左右横移，中间和低层都设有一个空位区上方的车辆，底层车为直接存取车。
3、主要组成部分
1）、钢结构
2）、载车板
3）、控制系统
4）、安全防护系统
（二）、巷道堆垛式
巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此，因此，对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数要求教多的客户使用。
1、运行原理
通过可以垂直升降和左右移动的搬运机（托架），将车辆自动移动送到由多结构组成的固定停车
区域（水泥板结构）的装置，适合在大型建筑物成停车专用建筑物里安装，具有结构安全的特点。
2、特点
1）、升降和横移同时进行，提高了车辆的出入速度。
2）、停车间由水泥构成，保证了地下空间的结构安全性。
3）、维护和管理简单。
4）、可自由利用地下空间，可提供大规模的停车位置。
5）、由计算机进行综合管理，可全面监视设备的定性情况，而且操作简单。
（三）、平面移动式
1、运行原理
通过升降机的垂直升降和搬运器的平面往复运动，将车辆自动移送到多层平面布置的停车区域的装置，多称平面移动式。
2、特点
1）、每层的搬运器和升降机分别动作，互不干扰，提高了车辆的出入库速度。
停车规模可达到80-120辆。
2）、采用人性化设计，提高了舒适性。采取多重保险措施，安全性能卓越。
3）、采用变频调速技术，运行平稳，定位准确。
4）、设置多种安全保护装置，停车安全。
5）、配置高效，外形美观。
（四）、垂直提升式
垂直提升式立体车库类拟于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需要一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高，对设备的安全性，加上安装精度要求都很高，因此总价较高，但占地面积却最小。
1、运行原理
该设备通过提升机构将车辆或载车板升降到指定层。然后用安装在提升机构上的横移机构将车辆载车板送入存车位，取车过程与之相反。
2、特点
1）：该设备具有占地面积小的特别
2）：省电、噪音小运行速度快，存取车方便
3）：安全设施齐全
4）：操作简单、维护方便等优点
3、主要组成部分
1）：钢结构
2）：提升装置
3）：横移机构
4）：回转升降装备
5）：电控系统
6）：安全装备
（五）、垂直循环式
产品特点：
1）：占地少，两个泊位面积可停6到10辆车
2）：外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓
3）：价格低，地基，外装修，消防投资少，建设周期短
4）：可采用自动控制，运行安全可靠，占地面积小、存取方便、操作简单。
（六）、简易升降式
简易升降式立体车库是指通过单一搬运器的升降、俯仰或二三层搬运，实现车辆二三层存取功能的停车设备。
1.2论文结构
本设计说明书共分为6章。
第一章 概论，主要介绍了立体车库的发展概况、车库类型及其发展前景； 第二章 设计分析，简要分析车库组成部分的结构及实现方式；
第三章 车库结构的设计，主要介绍了立体车库钢结构骨架设计以及停车位和载车板的设计； 第四章 车库的存取机构设计，介绍了汽车入出库的实现方式，存取机构的组成及其设计计算。 第五章 车库的提升机构设计，介绍了提升动作的实现方式，主要介绍的内容是液压升降台的设
计和校核；
第六章 车库的控制系统，介绍了立体车库的自动控制过程，以及实现自动控制的部件的选择。
1.3个人评语
在这次设计过程中，各位老师和同学都给予我了热情的帮助和大力地支持，尤其苏凤歧老师在整个设计过程中，对我进行了精心的指导，在此我表示由衷地感谢。由于本人设计水平有限加之时间仓促，设计中难免存在许多疏漏之处，敬请各位老师和同学提出宝贵的意见。
第二章 设计分析
根据设计要求及设计数据分析，设计采用地下两层平面移动式立体车库，该车库可停放8辆车，占地面积小，存取快捷，操作方便。
主要组成部分： 1、 立架式钢结构：
利用螺栓将结构用钢梁连接成为立体车库的主体框架。 2、 提升装置：
采用液压升降台来实现承载行走小车、横移机构、载车板、汽车上下运行。 3、 行走机构：
采用电机驱动滚轮来实现纵向行走，当滚轮在导轨上运动到停车位时，由行走机构上的横移机构对车辆进行存取。 4、 横移机构：
采用链传动载车式，其基本原理是以链传动的形式，通过一次微横移和一次横向横移来实现载车板的存取。 5、 电控系统：
采用PLC 自动控制系统，通过传感器把信号传输给PLC ，由PLC 来实现自动控制。 6、 安全装置：
主要是制动装置以及车辆的安全保护和照明等设备。
范文四：毕业论文XX_立体车库开题报告
佳 木 斯 大 学 毕业论文 (设计 ) 开题报告
论文题目:
学 院:专 业:
学生姓名:学 号:
指导教师:樊廷栋 职 称:教授
2011 年 3 月 12 日
开题报告填写要求
1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料 之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成, 经指导教师签署意见审查后生效。
2. 开题报告内容必须按文档标准格式打印或用黑墨水笔工整书写, 禁止打印在 其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见。
3.学生查阅资料的参考文献应在 5篇及以上(不包括辞典、手册) ,开题报告 的字数要在 1000字以上。
4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标 GB/T 7408— 94《数据元和交换格 式、 信息交换、 日期和时间表示法》 规定的要求, 一律用阿拉伯数字书写。 如 “ 2007年 4月 25日”或“ 2007-04-25” 。
毕 业 论 文 开 题 报 告
毕 业 论 文 开 题 报 告
毕 业 论 文 开 题 报 告
范文五：三层立体车库机械设计毕业论文
本科生毕业论文
第1章 绪 论
1.1 概述
随着我国经济的飞速发展，城市面积扩大，汽车工业高速发展，国名收入水平逐步提高，城市交通中的车辆越来越多，由此产生了大量的问题，停车位的紧张也是其中之一。怎么使用不多的土地和空间，尽最大可能地停放车辆已然成为了一个大问题。立体车库诞生后，靠其使用土地面积少、泊车率高、安放灵活、性价比极高、耗能低、可靠并安全等优点，最大可能地安放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。 1.2立体车库分类
停车场有三类，1地下停车场，2地面停车场，3立体停车库。立体停车库分为2类:一类为非机械式，一类为机械式机械式。以下提到的立体车库，全都指机械式。目前常见的机械式立体车库有:
1.2.1升降横移类;
1.2.2平面移动类;
1.2.3垂直循环类;
1.2.4巷道堆垛类;
1.2.5简易升降类;
1.2.6垂直升降类;
1.2.1升降横移式
产品特点:
1 采用模块化设计，由于型式比较多，规模可大可小。
2 采用电机加钢丝绳(或起重链条)驱动，运行平稳，噪音不大。
3 装置可靠，故障少，设计行程控制功能。
4 经济适用，维护成本低，建造方便，布局灵活，适应性广。
缺点:工作时要保留空车位，且车位的移动复杂。
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图1-1 升降横移式立体车库
1.2.2平面移动式
产品特点:
1 泊车室设有对停放车辆，超长超宽超高超重的检测设置，保证停入
车辆为符合车辆。
2 车库在运行当中，停车室的门主动的封闭，此时不容车辆出入。
3 停车场以建筑物标准，设立消防及排风设施。
4 存取车花费时间少，升降机与横移小车各自划分工作职能 ，提高
了车辆吞吐能力。
5 个别地区产生故障时，能做到其他区域不受到影响地正常运作，应
此更为便利。
6 采用多重保护措施，安全性能卓越。经过计算机和触屏界面地一并
经管，可全面看管车库的地运转状态，而且还操纵简易。 缺点:设备布置杂乱，发生故障率高。存车超过二十辆时，取车人较多时，排队太长。
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图1-2 平面移动式立体车库
1.2.3 垂直循环式
产品特点:
1 占地少，两个泊位面积可停6~10辆车。
2 外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。
3 售价低，土地、外修饰、消防等投入小，组建时间短，并且能够多台组合。 4 可采用计算机控制，一键使用PLC控制调车，实现存取车。 5 一般不规定通风要求，不需要太多照明，电量消耗少。
缺点:进出够太少，多数只有一个出入口，取车高峰耗时长。
图1-3 垂直循环式立体车库
1.2.4 巷道堆垛式
巷道堆垛式立体车库选用堆垛机当做存取车辆的设备，车辆全都由堆垛机实现存取，所以对堆垛机的提出了很高的要求，致使堆垛机成本很高，是以巷道堆垛式立体车库仅仅适合泊车位数需要较多的大客户。
产品特点:
1 可设置在地上也能放在地下，实现空间的高效利用。
2 载车板同时运转升降和横移，存取车更加便利。
3 封闭式管理，减少外来因素干扰，更加保障安全。
4 存取车辆是依靠升降机、行走台车以及横移设备运送载车板达到目标的，全
部过程已全自动。
5 各层行走台车加上固定式升降机的组合形式，可达到多路同时存取车的目的。 缺点:增加了巷道内往复运输的时间，每次存取，必须按固定程序操作，效率较差。
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图1-4 巷道堆垛式
1.2.5简易升降式车库:
产品特点
1 一个车位可以停放两部车。方便多车家庭使用。
2 架构简单实用，无用特殊处理地面。适用性广。
3 能够随意意迁移，变通的模块化设计，安装简易，能够多台设备或一台设备
组合。
4 配备专用开关，防止陌生人启动动设备。
5 下部设置红外线检测，得以实现车辆安全停放 .
6 存在车板防下落保险配置，确保安全。
缺点:一般多为两层，力学布局不合理，三层及以上运行摇摆较大。
图1-5 简易升降式车库
1.2.6垂直升降式
产品特点:
垂直升降式立体车库借助成熟的升降电梯运行方式，在提升机的侧边布置泊车位，运用提升装置把车辆输送到需要的层数，一般地面要配置车辆旋转台，以便免去司机调头。
产品特点:
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1 占地面积小，存放车辆多，高层建筑可以最大化的减少一车占地面积。 2 能够让多车位在同一时间进出口，最大化减少等待时间。
3 智能化程度高，可以提前预约存取车，操作便捷。
4 绿色环保车库，能够借助车库外的空隙完成绿化，把车库变为一个被绿化的
设备，这样利于对城市的美化。
5 可外置广告牌，增加其商业价值。
缺点:对停车装置的安全性，精度等需求极高，因此价格高昂。
图1-6 垂直升降式
1.3国内外研究现状
1.3.1国外发展状况
第一座机械式立体停车设备被创造出来后。在后来的50年代，欧美国家渐渐投入使用多种类型的立体车库;从60年代以来，在商业繁华地区，建筑物高度密集，没有大量的地皮用于停车场的建设。在这时，立体式停车设备才得以发挥作用。亚洲的泊车设备技术最早开始于日本，日本从60年代开始，就有做机械停车设备的相关公司，80,90年代初，由于“计算机技术”，“电力电子技术”飞速发展，被计算机自动控制地机械式立体停车设备在日本大量售卖。在日本从事生产机械式立体车库的公司有百余家，比较大的公司有三菱重工等。随着城市地发展，日本开始年年投入使用数万机械停车位。时至今天，全国投入运行
使用地机械式停车位达到300万个，大部分是升降横移式停车设备。日本公司在升降横移类产品上有绝对优势。
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本科生毕业论文
由于欧洲国家停车问题表现不很突出，当经济发展太快，城市的单位面积的土地价格不断增长时，车位的成本越来越高，这时就有了立体车库的生产企业。德意志联邦共和国和意大利是欧洲国家中最早从事泊车设备研发的。较好的产品来自: PaliS、Sotefin等。巷道堆垛式产品在本土市场上市场占有很大，升降横移式车库产品销售也很好。总体来讲，在巷道堆垛类产品上一些欧洲国家具有竞争力。
德国和日本在车库设备有2大特点:一是科技含量很高。二是车库产品在性价比这一块儿也很不错。
在家庭用车不断增加地当代，泊车难、泊车位挤占绿地的问题愈发严重，对人们的环境意识和生活质量影响极大。随着汽车停车场地的增长量不能与汽车增长量匹配，汽车数量和停车位数量比例严重失调，停车难问题的出现，给机械立体停车设备迎来了飞速发展的时机。在停车设备生产投入资金的厂商不断增多。在这样的大环境下，机械停车设备行业由此步入稳定发展阶段。
1. 3.2国内发展状况
从上世纪八十年代，国内生产出第一台垂直循环类机械式停车车库。立体车库产业迅速兴起，进入了引进、研究、开发、生产和使用的高速发展期，国内产品的需求量正以直线上升。国内的设备制造厂商通过引进技术并且自力更生地研究开发，产品的科技水准有了很大的改进，多数设备选用了最为适合的技术，当前产品种类满足率高达90,，部分设备为国内首创，车库产品国产化率逐年增长，到达50,以上。并且不断在新材料、新工艺上去的进展。
目前国内立体停车设备有:
升降横移类、平面移动类和垂直升降类
升降横移类市场占有84%。我们可以看到国内停车设备的飞速发展与市场需求还差距甚远。停车设备在降低成本上面还有漫漫长路要走，并且需不断提高设备安全性和可靠性，更为智能化。
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1.3.3主要发展趋势
伴随科技的不断进步，立体车库地发展方向:
专业化 正常运行并故障率低是用户的首选，这也是一套停车场系统的根
本。生产厂家的专业化程度愈来愈高，各类软硬件都会达到专业化程
度。
复杂化 立体车库产业正在走向多元化，它不再仅仅是停车设备，还包含
了当今其他领域的高科技。立体停车系统持续完善。种种领域先进技
术的结合运用，已然使立体车库变成了一个复杂的高端产品。 智能化 随着新技术进入立体车库，人们对立体车库的便利性提出了更高
的要求，确保存取车进程中，愈发人性化。
高自动凸出体现在科学的管理方法以及自动控制技术。有效改善存取车效率。化 车库实现把汽车摆放到适合的地方，并能够无人操纵。
1.4升降横移式立体车库简介
1.4.1立体车库工作原理
在图中展示的是十个停车位的升降横移式车库，运行方式是:处于低三层四个车位能够升降，处于第二层三个车位能够升降和平移，而处于底层的3个车位只能左右移动，空车位供三层和二层的车位升降时用。
a立体车库车位分布 b 车位分布简化图
图1-7 立体车库车位分布图
?、?、?号车位能够直接存放车辆;图中第二层的?，?，?车位要第一层车位横移后，然后?、?、?号车位下降实现存放车辆;三层的四个车位，;?、?、?、?号车位需一、二层车位横移后，然后?、?、?、?号车位下降实现存放车辆。 1.4.2立体车库机械部分部件结构和功能
升降横移车库分成:
1钢结构部分、2载车板部分、3传动系统、4控制系统、5安全防护系统五大部
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分组成。
因为我们主要研究的是:
1钢结构部分、2载车板部分、3传动系统、5安全防护系统
图1-8 立体车库钢结构框架图
1.4.2.1结构框架
立体车库日常选用材料以钢结构和钢筋混凝土为主导，在这次的产品设计中我们采用钢架结构。
1.4.2.2上载车板及其提升系统
有独立的传动系统。如图，升降电机逆时针旋转时，车辆跟随载每块载车板都配
车板提起，升降电机顺时针旋转时，车辆跟随载车板降落。按照钢丝绳获得的拉力求得链条要需求的传动力。由设计要求的升降横移速度要求，这样就得到电机功率。通过测量车身高度获得每层载车板之间的尺寸，再求得链节的长度，再依据传动力确定链轮的结构及其他数据大小。
图1-9立体车库提升系统
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1.4.2.3安全装置
1.防火措施:在车库中安装有烟雾传感器，一旦发生火情，及时报警。
2急停措施:当有非正常情况发生时，设备能够马上停止运行，设立急停开关。
3.阻车装置:当设备运转过程中，需要装上防备人车误入装置，以保证安全性，多数使用的是红外装置。在车库工作时，当检测到人或者其他物体进入车库内，车库系统将停止运行。
4.人车误入检出装置:设备运行时过程中，为了确保安全性，必须装有防止人车误入装置，多数使用红外装置。在车库工作时，当检测到人或者其他物体进入车库内，车库系统将停止运行。
5.上下行程极限开关，避免载车板提升高度异常。
6防坠落安全装置，当载车板提升到规定地点，横粱下面的四只挂钩便王动挂入四只耳环内，以避免上载车板在重力作用下缓慢下滑，会导致压坏下层的车辆。
这样也可以避免制动器故障，载车板下坠，损坏下层汽车。
保护装置如下图:
图1-10 防坠落装置
车辆防坠装置立体车库中的一个重要组成部分，在停车场的安全性起着决定性作用。该装置中解除动作依靠PLC完成。作用方式为，电磁铁通电会驱动推杆触动安全钩被推出;当电磁铁断电时推杆会让挂钩重新挂入。
1.4.2.4控制系统
控制系统选用PLC 可编程序控制器控制
主要有:
1手动运行、2自动运行、3复位、4急停四种控制方法。
1手动控制:用于调试、维修状态。
2自动控制:用于平时的正常工作状态。
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3复位:用于排除故障场台。
4急停:用于紧急场合。
对于本文设计的设备，可编程控制器PLC 主要要控制横移驱动电机的正转与反转和升降电机的正与反转。此外要控制保护装置(如:防坠吊钩)和系统报警装置等。 1.5原始设计资料
这次设计的立体车库停放的车辆为中型和小型轿车，按照《升降横移类机械式停
500019001750，，LWH，，车设备》，车位的规格为，车库总规格为为1200060006000mm，，。并将车库第一层留足够空间2200mm。
类型 三层升降横移式立体车库
存车数辆 10辆 类型 地表层可升降 限车长 5200mm 限车宽 2400mm 限车高 1800mm 限车重 1700kg 升降速度 4m/min 横移速度 7.2m/min
根据车位规格:(5200×1900×1750)mm;重量:1700kg。参照同类产品得到车位尺寸:
停车长:车长+200=5200+200=5400mm;
停车宽:车宽+500=1900+500=2400mm;
停车高:车高+50?1800,停车高=1800mm。
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第2章参数计算
2.1升降系统参数计算
2.1.1载车板质量估算:
载车板估算:估算车板重1T
图2-1 载车板简图
1-防坠落装置 2-槽钢 3-3mm钢板 4-空心方钢 6-角钢 7-1m钢板 2.1.2升降电机的选择
本次设计的是其中设备，我们选择与其中设备有关的电机。
通过查阅资料，我们选用YZP电机作为升降电动机。
升降电动机选用YZP系列优点:
“YZP系列冶金及起重机用变频调速三相异步电动机是专为冶金及起重机械设计的。”
该电机资料简单介绍:“该电机频率在5Hz-50Hz(或60Hz)范围内作恒转矩调速运行，大于50Hz(或60Hz)-100Hz(120Hz)范围内作恒功率调速运行。 电动机从低频到高频不仅运转平稳，而且无转矩脉动现象，并具有较低的运行噪声和较高的起动转矩及较小的起动电源。能和国内外各种变频装置相配套，从而构成交流变频无极调速系统，该系统与其他调速方式比具有节能效果明显，调速性能好，调速比宽，快速响应性优良等优点，是目前交流调速方案中最先进系统之一。”
取传动部分的效率如下:
联轴器效率:，链传动效率:，轴承效率:，,,,,,,0.990.970.99
滚筒效率:;总。,,0.970.922,,
Mkg,1000Mkg,1000车载载车板总重量。第二、第三层允许存放规格为可得升降需要的拉力F:F>(M+M载)g，取g=9.8N/kg，所以
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FN,，，,()100017009.826460。升降速度v=4 m/min，即v=1/15m/s。P1?Fv/1000=26460/(15x1000)=1.764KW。考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增
P大10%，则Pz?P1×110%=1.941KW。所需电机输出功率>Pz/η总=1.941/0.922=2.1 KW。所以选用YZP112M2?6三相异步电机:额定功率:P=2.2 KW;额定转矩T=22.1N?m;额定转速n=947r/min，质量m=48kg。
2.1.3钢丝绳的选择与计算
2.1.3.1钢丝选取:
由于立体车库一旦发生危险，其后果非常严重。为我们选择钢丝绳是定义其为重要用途的钢丝绳。
《依据升降横移类机械式停车设备》JBT/89101999,，推荐”机械式立体车库的安全系数S>7”，即
FSF,maxp
(2.1)
Fp其中::钢丝绳破断拉力;
Fmax:钢丝绳最大工作静拉力(N);
S:钢丝绳的安全系数;
FF,,p0 (2.2)
,:钢丝绳破断拉力换算系数;
F0:钢丝绳破断拉力总和(N);
把(3.2)代入(3.l)式:
FSmax,F0, (2.3) 由(3.3)式确定钢丝绳的直径d:
dcF,max (2.4)
nc,,k,,,,,b4(2.5)
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d:钢丝绳最小直径(mm);
mmNc:选择系数();
其中: n—安全系数，取n=7;
k—钢丝绳控制折减系数，取k=0.82;
,,—钢丝绳充满系数，取 =0.46;
,,tt—钢丝公称抗拉强度， =0.118MPa;
mm求的c=0.118;
同时
MM，2700载F675N,,,max44(2.6)
带入(2.4)可得d=9.69mm;
根据要求，优先选用线接触钢丝绳，纤维芯钢丝绳柔软、弯曲胜能好，选用纤维芯。纤维芯产品有两种，分别是天然纤维芯以及合成纤维芯。通过查阅资料，我们最后选择天然纤维芯产品。下面对它的优点做简单介绍。
天然纤维芯:
“天然纤维芯储油多，使钢丝绳在工作时，内部有足够的润滑，并防止钢丝的腐蚀”
根据选择的钢丝绳为第二组类天然纤维芯钢丝绳GB/T89182006619,，
mkgm,53.1/100d=12mm，钢丝绳近似重量，钢丝绳公称抗拉强度1570Mpa，钢丝绳最小破断拉力74.6KN，可以满足满足要求。
2.1.3.2钢丝绳的校核:
“钢丝绳的三种主要破坏形式:磨损、腐蚀和疲劳断裂”
本产品钢丝绳主要破坏形式就是1疲劳破坏、2磨损
1、钢丝绳疲劳破坏的三个阶段:
“钢丝绳疲劳破坏的过程是:在循环载荷作用下，绳中钢丝的局部最高应力处，应力最大的钢丝内部晶粒上形成微裂纹，进而裂纹扩展，最终导致疲劳断丝。所以疲劳破坏经历了裂纹形成、扩展和突然断裂三个阶段。”
2、弯曲疲劳对钢丝绳寿命的影响
从理论上说，滚筒或者滑轮的直径与钢丝绳的直径的比值越大，会对钢丝绳的寿
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命造成好的影响。
在中华人民共和国国家标准《JBT 89101999 升降横移类机械式停车设备》上规定，限定D/a不小于20。
D315滚筒,,,26.2520D滚筒d12(在后面计算中可得)
D315滑轮,,,26.2520D滑轮d12(在后面计算中可得)
因此钢丝绳、滚筒、滑轮都符合要求。
磨损对钢丝绳寿命的影响
当在卷筒和滑轮钢丝绳有一定的角度，如果角度太大，与滑轮的钢丝绳因为摩擦的存在，显然会影响钢丝绳使用寿命，磨损，偏转角度较小会好很多，偏角必须被控制在一定的范围之内。钢丝绳根据其工作条件要选择一定的安全系数，依据《JBT 8910-1999 升降横移类机械式停车设备》上规定，安全系数n要大于7。
2.1.3.3钢索套环选择
材料:Q255-A 套环WT12 CB/T 33—1999
图2-2 钢丝绳套环绳夹
2.1.3.4绳夹选择
由钢丝绳的直径，直接选择绳夹GB/T 5976—12Q235-B，
1当绳夹用于起重机上时，夹座材料推荐采用Q235-B钢或ZG270-500制造
2绳夹数量取3，
3“钢丝绳夹间的距离A等于6~7倍钢丝绳直径。”A取60mm。
“钢丝绳夹应按下图所示把夹座扣在钢丝绳的工作段上，U形螺栓扣在钢丝绳的尾段上。钢丝绳夹不得在钢丝绳上交替布置”
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图2-3绳夹与套环安装方式
2.1.4滑轮的设计计算
“对于一定直径的钢丝绳，选择滑轮直径需要考量钢丝绳的1弯曲强度还有2偏角两个因素。钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时偏斜的最大角度(即钢丝绳中心线和与滑轮轴垂直的平面之间的角度)应不大于4?”
先选用普通滑轮。
技术要求:
1“根据承受载荷不大小尺寸滑轮(D?350mm)一般制成实体轮，用强度不低于
0)”. 铸铁(如HT20
2“承受载荷大的滑轮一般采用球铁(如QT420-10)或铸钢(如ZG230-450、ZG270-500或ZG、35Mn等)、铸成带筋和孔或幅轮的结构。"
3大型滑轮(D>800mm)一般用型钢和钢板的焊接结构。
4"铸铁滑轮用于工作级别在M4以下。因而使用ZG450。"
查直径的选用系列与匹配(JB/T 9005.2—1999)。
D315,mm0选择
滑轮直径为315mm,滑轮 E6209 12x315 - 45 JB/T 9005.3 2.1.5滚筒的设计计算:
2.1.5.1滚筒的参数计算
技术要求:
根据国家标准，”卷筒的材料一般采用不低于HT200铸铁、特殊需要时可以使用ZG230-450，ZG270-500铸钢或使用Q235-A焊接制造。”
根据需要采用HT200。
卷筒直径:
Dhdmm,,，,22.412268.8min (2-7)
d—钢丝绳直径;
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hh—“”与机构工作级别和钢丝绳有关的系数，查表系数值 根据JB/T 9006.1—1999和已有成品选择D=315mm。
卷筒上有螺旋槽部分长
,Ha43501，maxLzpmm,，,，，,()(2)743.6501,D3.14327，0 (2-8)
Hmax—最大起升高度:
Hmm,，,195024004350max
a—滑轮组倍率;
D0—卷筒计算直径，由钢丝绳中心算起的卷筒直径321+6=327mm
z,1.51—为固定钢丝绳的安全圈数，取2;
P—绳槽节距;
DDdmm,，,，,315123270
Dmm,315D—卷筒名义直径，;
卷筒长度:单层双联卷筒
LLLLm,，，，2()d012 (2-9) L—无绳槽卷筒端部尺寸，由结构需要决定1
L2—固定钢丝绳所需长度，
Lpmm,,，,2214282 m-中间光滑部分长度，根据钢丝绳允许偏角决定
根据需要和空间限制，选择单层双联卷筒
Lmm,，，，,2(602071)88390d 槽形 6.5×14-1 JB/T 9006.1—1999
卷筒 A350×1500-6.5×14-4.4×1-左 JB/T 9006.2—1999 卷筒 A350×1500-6.5×14-4.4×1-右 JB/T 9006.2—1999
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图2-4 滚筒简图
2.1.5.2卷筒强度计算
如果忽略掉卷筒本身的重力，卷筒在受到钢丝绳最大的拉应力作用，使卷筒产生
了压、弯曲和扭转应力。这其中压应力是最大。 “当L?3D，弯曲和扭应力合成应力不超过10%压应力。所以，当L?3D时只计
算压应力即可。当L?3D时还要考虑弯曲应力。”
3×315=945mm,只计算压应力即可. 因为390mm,
单层卷绕卷筒:
压应力按以下进行计算。
F6750max,,,，,A0.7524.1，p1514, (2-10)
,—单层卷绕卷筒应压力(MPa);
Fmax—钢丝绳最大拉力(N);
A—应力减小系数，一般取A=0.75;
,—卷筒壁厚
P—绳槽节距
,,,bc—许用压应力(MPa);
对于铸铁
,250b,,,50,,,bc55
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本科生毕业论文 ,b—铸铁抗压强度极限
,,,,,24.150,,bc
所以，滚筒的强度合格。
卷筒进行稳定性计算。
pw1.3~1.5K,,p1 (2-11)
pw:失去稳定时临界压力(MPa); p1:卷筒壁单位压力(MPa);
K:稳定性系数
对铸铁卷筒
33,15p,,，,(200000~260000)(200000~260000)21.59~28.0733wD315(2-12)
,—卷筒壁厚
D—卷筒直径
2F26750，maxp,,,2.951Dp31514，(2-13)
Fmax—钢丝绳最大拉力(N);
P—绳槽节距;
D—卷筒直径;
p21.59wK,,,,7.311.3~1.5minp2.951 综上所述，滚筒的强度和稳定性符合要求。 2.1.5.3滚筒毂设计
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图2-5滚筒毂简图
选择带有键槽的滚筒毂，型号3，并做少量修改。
图号: T155-31 d1(h8)/mm: 465 d2/mm: 391.5 d3/mm: 360 d4/mm: 160 d5(H8)/mm: 100 d6/mm: 430 d7(H8)/mm: 17 d8/mm: 290 d9/mm: 50
d10/mm: —
L1/mm: 125 L2/mm: 48
L3/mm: 77
L4/mm: 52
L5/mm: 2.5 L6/mm: 20
L7/mm: 30
L8/mm: 48
L9/mm: 25.5
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本科生毕业论文 B1/mm: 18
B2(H8)/mm: 14
t(+0.16)/mm: 108.3 R1/mm: 20
R2/mm: 2
R3/mm: —
重量/kg: 45.1
2.1.5.4钢丝绳在卷筒上的固定
图2-6滚筒压板安装尺寸 用压板固定，采用压板序号3。压板GB/T 5975—3
图2-7 压板简图
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2.1.6传动设计
2.1.6.1传动比分配
v4,,,nr3.8956/min,,，，d3.140.3150.012，，滚筒转速: ;(2-14)
n9470i,,,243.1n3.8956升降减速比: ;(2-15)
i,121i,2减链因为链轮减速比在2—4;;; 1采用摆线针轮减速器，因为其结构紧凑、体积小、重量轻。
2根据传动比，选择二级减速器。
3根据传动的功率2.2KW，转矩T=22.1N?m 根据以上要求，选择XWED型8145C GB/T2982-1994
2.1.6.2升降链传动的设计
2.1.6.2.1升降链传动的设计计算
nZ12i,,,2链nZ21传动比:
nr/min1—小链轮转速()
nr/min2—大链轮转速()
nr,3.89/min2
ZZ,,91min小链轮齿数
Zi,,,,，29229221，
Z,251取
ZiZ,,，,,2255012021则大链轮齿数 设计功率
PKPKW,,，,1.02.1132.113cA(2-16) P,，，,2.20.990.972.113KW
KA—工况系数，查表“工况系数”取1.0; P—传递功率(KW);
单排链条传递的功率
P2.113c(3-17) PKW,,,0.920KK,，1.341.7ZP
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KZ—小链轮齿数系数，查表“小链轮齿数系数”，取1.34 KP—排数系数，查表:“排数系数”，取1.7
Pn01链排节距P:根据和由“ISO A系列滚子链功率曲线图”或“ISO B系列滚子链
功率曲线图”选取。当要求结构紧凑、传动平稳时，宜选用小节距单排链;当速度高、
功率大时，则选用小功率多排链。
Pmm,15.875选取10A链。。
dd,,75kkmax验证小链轮轴孔直径
dkmax—链轮轴孔最大许用直径，查表“链轮轴孔最大许用直径”
dmm,50k根据摆线针轮减速器轴端选择
a0初定中心距
aZiPP,，,0.2(1)15.20min1(2-18)
aPa,,，,,242415.87538100min
a0p以节距计的初定中心距
a3810a,,,24p0p15.875(2-19)
链条节距:
ZZk，，255122.8012Xa,，，,，，，,222485.83p002224ap0(2-20)
2zz,,,21k,,,2,,, “”
Lp计算得到的值，为了避免使用过度连接，圆整为偶数。 X,86取
XP8615.875，Lm,,,1.3710001000链条长度(2-21)
aZZ,c12计算中心距，因为，
，，ZZZZ，，P21212()()8aXkXf,,，,,,,ca3422，，
379.72,(2-23)
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因而
ZZ，221()f,23=(2-24) 实际中心距a
'aaa,,,c
,,aa(0.002~0.004)c(2-25) '？,,aamm0.998378.96
为了让链条松边有合适的垂度，需要将计算中心距减小，其垂度ac
Fa,(0.01~002)c;(2-26)
,a1"对中心距不可调或无张紧装置或有冲击振动的传动，取小值"
,a2"对中心距可调或着有张紧装置或着无冲击振动的传动，取大值" 链条速度
ZnP257.857815.875，，11vms,,,0.0515/601000601000，，(2-27)
vms,0.6/时，为低速链传动
所以该链传动是低速链传动。
有效圆周力:
1000*2P10001.84，0FN,,,36800tv0.0515(2-28)
作用在轴上的力:
水平或倾斜的运动:
FKF,(1.15~1.20)At
接近垂直的运动:
FKF,1.05At(2-29) 因而
FKFN,,，，,1.051.051.03680038640At 2.1.6.2.2升降链轮的设计计算
一:大链轮的参数计算
23
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p15.875d,,,257.875mm。。180180sinsinZ50分度圆的直径:(2-30) 轮毂厚度:
d110khKdmm,，，,，，，,0.019.50.01257.87530.4166(2-31)
hmm,30.5取整，
轮毂长度l
l,4h=122(2-32)
二:小链轮的参数计算
p15.875d,,,126.66mm。。180180sinsinZ25分度圆的直径:(2-33)
ddpd,，,1.25armax
,，，,126.661.2515.87510.16
,136.34mm齿顶圆直径:(2-34)
1.6ddpd,，，,(1)arminZ
1.6,，，，,126.66(1)15.87510.1625
,mm133.39(2-35)
d,—节距滚子外径排距，查表得;10.16mmr
可在和范围内选择，但当选用时，用展成法加工时可能发生顶切。ddaamaxmin
dmm,136a综上所述:
齿根圆直径
dddmm,,,,,126.6610.16116.5fr(2-36)
分度圆弦齿高，为了简化放大齿形图的绘制而引入的辅助尺寸hh: aa
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0.8hpd,，,(0.625)0.5arminZ
0.8,，，,，(0.625)15.8750.510.1625
,mm5.35(2-37)
hpd,,0.5()armin
,，,,0.5(15.87510.16)2.8575mm(2-38)
hpmm,,，,0.270.2715.8754.286a。(2-39) 最大齿根距离:奇数齿
。90Ldd,,cosxrZ(2-40) 偶数齿
Lddd,,,xfr(2-41)
。90？,,，,,ZLmm25,126.66cos10.16116.297x25(2-42)
2.2横移系统参数计算
2.2.1横移行走轮的设计计算:
材料选择:
“轧制车轮材料，应不低于GB/T 699中规定的60钢;锻造车轮材料，踏面直径
不大于400mm的车轮，应不低于GB/T 699中规定的45钢，选择45钢。” 所以选择45钢。
Dmm,1901设直径D设为160mm，，B=85.
双轮缘车轮， SL-160×85 JB/T 6392.1
车轮内径d=45。
25
本科生毕业论文
图2-8 横移车轮简图
2.2.2轨道选择
图2-10 横移车轮尺寸
选择钢轨型号 9。
轨道高63.5mm
2.2.3轻轨接头夹板
使用轻轨接头夹板(GB/T 11265—1989)，夹板型号为9kg/m轨用
26
本科生毕业论文 2.3轴的设计
.32.1升降轴的设计
该轴是大链轮所在的一段轴，它的结构如下图:
图2-11 升降轴结构图
1. 估算轴的基本直径
,,,b选用45钢，调质处理，由《机械设计》表11-4查得=640MPa。
表11-3，取C=112，由《机械设计》式(11.2)得
P1.8433d11287.3mm,,，,Cn3.89(2-43)
所求为轴的最细处，即装联轴器的地方。但因此处有个键槽，因而轴颈要增大
5%，即d87.31.0591.6mm,，,min
同时选择联轴器。采用刚性联轴器，通过查询联轴器规格，取与轴配合的的联轴
dd95mm,,1278器孔径95mm，故轴颈，长度要比联轴器的一边长度短一点，联轴器
的L为172mm，故轴长取170。
2.轴的结构设计
(1)初定各段直径
位置 轴颈/mm 说明
装联轴器与半联轴器的内孔配合，故取95mm d12=95 轴段
1-2
自由段 联轴器的右端因为要用轴肩定位，取d23=102 2-3 102mm
装链轮轴与链轮轮毂内孔，拆卸容易，所以要d34=110 段 110mm
3-4
轴环段 考虑轴向定位链轮，所以取60mm d45=118 4-5
自由段 考虑轴向定位半联轴器左，所以采取d56=102 5-6 102mm
装联轴器与联轴器的内孔径相适应，故取95mm d67=95 段
6-7
27
本科生毕业论文
3确定各段长度
位置 轴段长度说明
/mm
装联轴器轴该段的长度由联轴器决定，故取170mm l12=170 段
1-2
自由段 考虑轴上零件安装的位置，取100mm l23=100 2-3
装链轮轴段 该轴的长度靠链轮轮毂宽度选取，综合l34=120 3-4 链轮的安装，该轴段长应当略短于轮毂
的宽，所以用120mm 轴环段 考虑到车轮的定位，一般为轴肩高度的l45=12 4-5 1.4倍，取12mm 自由段 考虑提升部分的结构，取424mm l56=424 5-6
装联轴器段 该段的长度由联轴器决定，故取170mm l78=170 6-7
2.3.2滚筒处轴设计
图2-12 滚筒轴简图
1初定各段直径
位置 轴颈/mm 说明 装轴承轴段 与轴承配合，故取95mm d12=95 1-2
装滚筒段 轴承的右端考虑轴肩定位，故取d23=100 2-3 100mm
自由段 轴肩定位故取113mm d34=113 3-4
轴承段 与轴承配合，故取105mm d45=105 4-5
28
本科生毕业论文
自由段 联轴器的左端用轴肩定位故取102mm d56=102 5-6
装联轴器段 与联轴器的内孔径相适应，故取95mm d67=95 6-7
2确定各段长度
位置 轴段长度说明
/mm
装轴承轴段 该段的长度由轴承与轴安装决定，故l12=38 1-2 取38mm 装滚筒段 考虑轴上零件安装的位置，取l23=470 2-3 470mm 自由段 考虑零件的位置故取112mm l34=112 3-4
由轴承决定取13mm 轴承段 l45=13 4-5
自由段 考虑轴的结构的结构，取120mm l56=120 5-6
装联轴器段 该段的长度由联轴器决定，故取l78=130 6-7 130mm
图2-13 轴受力简图
按弯扭合成强度条件校核轴
29
本科生毕业论文 轴在链轮作用下的转矩
P2.1T,,，,,955095504.52KNmn3.89(2-44)
T2259TNm,, A2
设T为正
11PGG1.7110100013.5kN,，,，，，，, ，，，，车载车板22
PABPBDFAB，,，，，,0A对于B点:
D12.21FFPKN,,，,AB2
MPABKNm,，,5.319
D1TPKN,，,2.2112 3Wd,0.2T(2-46)
3Wd,0.1
弯扭合成强度
,TM221,，,()()30.2MPa,caWWT<40mpa(2-47) 合格="">
图2-14 弯扭简图
30
本科生毕业论文
2.4联轴器的选择
由前可知与联轴器配合处直径为95mm，选用刚性凸缘联轴器。 根据轴直径，选择
GY9凸缘联轴器
主动端:Y型轴孔、A型键槽，d,95，L,172
从动端:J1型轴孔、A型键槽，d,95，L,132。
标记为:GY9联轴器 95172，
GB/T 5843—2003 J95132，1
2.5键联接的选择和验算
1)查《课程设计》选普通平键:
与联轴器配合的选用:键25×14×160 GB/T1095?2003; 与联轴器配合的选用:键25×14×125 GB/T1095-2003; 与链轮配合选用:键28×16×110GB/T1095-1990;
与滚筒配合选用:键28×16×100 GB/T1095-1990; 对于联轴器与轴之间的联接平键尺寸:b×h×L=25×14×160 键的工作长度L=L-b=160-25=135mm.h=14mm
3(2-48) ，，,,,，，，，,,4/ 42.210/(413595[ThLdMpMp)0.17100,,]pp，，
h:键与毂的接触高度
L:键的接触长度
d:轴直径
链轮与轴配合的键 3，，,,,，，，，,,4/ 42.210/(1412595)0.23100ThLdMpMp,[],pp，，
链轮与轴配合的键:
3，，,,,，，，，,,4/ 42.210/(1682110)0.28100ThLdMpMp,[],pp，， 与滚筒配合选用
3，，,,,，，，，,,4/ 42.210/(2672100)0.31100ThLdMpMp,[],pp，， 键符合要求。
经校核键安全。
31
本科生毕业论文
2.6轴承的选择
2.6.1.轴承的选用及校核
轴承均选用深沟球轴承，
选轴承型号为:61819GB/T276-94。 61821GB/T276-94。
2.6.2. 轴承寿命校核
一设计参数
径向力Fr=6750 (N)
轴向力Fa=0 (N)
圆周力 Ft=6750 (N)
轴颈直径 d1=95 (mm)
转速 n=3.89 (r/min)
要求寿命Lh'=10000 (h)
作用点距离 L=656 (mm)
Fr与轴承1距离 L1=328 (mm)
Fr与轴心线距离 La=321 (mm)
温度系数ft=0
润滑方式 Grease=油润滑
二、被选轴承信息
轴承类型深沟球轴承
轴承型号 61819
轴承内径 d=95 (mm)
轴承外径 D=120 (mm)
轴承宽度 B=13 (mm)
基本额定动载荷 C=19800 (N)
基本额定静载荷 Co=21300 (N)
极限转速(脂)=4500 (r/min) 三、当量动载荷
接触角 a=0 (度)
负荷系数fp=1.2
32
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判断系数 e=0.16
径向载荷系数 X=1
轴向载荷系数 Y=0
当量动载荷 P=8100 (N)
轴承所需基本额定动载荷 C'=10744.478 (N) 四寿命校核
输入参数:
额定动载荷 C = 19800(N)
fXFYF()，pra当量动载荷 P=P = 8100(N) (2-49) 轴承转速 n = 3.89(r/min)
工作温度 T = <=120(?)>
(温度系数ft = 1)
要求寿命Lh' = 10000(h)
6计算结果: 10C,,L()hLh60nP计算寿命= 62581(h)(2-50) 校核结果:合格
第三章 主框架部分
3.1材料选择
结构骨架部分
钢架结构包含有:
构建出立体车库的重要部分，起支1立柱、2纵梁和3横梁三部分组成，它们是
撑作用。立体车库多选用钢筋混凝土结构也可以选择使用钢架结构，升降横移式立体
车库在如今大多数采用钢结构，使用钢结构拥有下面的好处: , 高强度材料，重量轻、混凝土与其他材料如钢结构，密度大，但其高强度和
模量，在相同加载条件下，钢结构的横截面积比其他材料的横截面积小，和
结构的重量也小很多，运输和安装便利，安装过程中可以减少和负载的基本
组成部分的基础，降低地基和基础部分的造价。
33
本科生毕业论文
, 材料的塑性和韧性好
可塑性和钢的塑韧性，钢结构一般不超载而突然破裂现象，在钢结构的破坏，通常会产生明显的变形，且变形是很容易被发现，可较快的采取有效的的补救方法从而避免事故产生。钢的韧性较好，为钢结构系统的动态负载适应能力强，有良好的吸振能力，优良的抗震性能。
, 可靠性高
钢结构可靠性高，沿纤维方向和垂直于纤维方向的力学性能基本上是相同的，接近各向同性，和基本要求钢的力学性能及材料的工程性能。在钢结构的分析，其工作性能与理论计算的结果进行比较，计算结果可靠，使高钢结构的可靠性。
, 钢结构生产容易，施工用时少
钢材正常可在工厂进行制造，易于实现机械化，生产效率和产品精度高，处于钢材的生产时，可对它的生产过程全面进行严格控制，使所获得的钢材质量统一固定。钢材生产制造完成后，可直接运至施工现场再进行拼装，整个过程生产周期短，可较快发挥投资的经济效益。由于钢结构具有易于连接特性的优点，这样有利于加强，重建和结构的拆除。
, 钢材的耐锈蚀性差
钢的耐蚀性能差的钢结构焊接尽管其水密性，气密性好的连接，但在腐蚀性介质环境的缺失，用普通钢锈钢结构，然后涂上防锈材料，其锈蚀现象并不严重。况且因为立体车库大多都处于不处于侵蚀介质的情况中，是以对不用对钢结构进行特殊的保护，使得后期护理花费少。
3.2支撑结构选取，设计
升降横移式立体车库钢架结构骨架:立柱通过螺栓与基础连接在一起，用于固定;立柱、梁和其他辅助支承及附属装置采用螺栓联接或着用焊接的形式。机械传动系统部分安装在梁上，由传动部件及一些张紧装置组成。载车板通过吊环等与钢丝绳相连，再与驱动装置连接到一起，从而驱动载车板作运动，实现车辆的存取动作。 3.3结构的受力分析
升降横移式立体车库钢架结构骨架受力有:钢材重量，车辆与载车板的的重力，提升系统自重及驱动装置的惯性，驱动装置一系列设备自身的重量，另外还考虑钢结构在环境下的受力，风载荷、雪载荷、地震载荷以及由环境温度变化而引起的温度应
34
本科生毕业论文
力等，均作用在钢结构构架上。
3.3.1 钢架结构受力分析基本假设
在车库的受力分析模型的假设如下:
1按泊车车库单独耸立，不与其余的任何建筑物连接触的最危险形态计量;
2在静态环境里，地震载荷和风载荷作用忽略计算;
3“不计由于结构向阳背阴温度变化所引起的热应力”;
4“整体结构无初始变形和缺陷。”
基于立体车库钢结构应力的假设之后可知，主要由柱，车库的钢结构梁和横梁的应力分别为:
大多数经受压力和其余因素造成的扭矩。即压应力和个别剪应力的产生的的影响。 立柱:
主要承受由停放车辆和载车板所产生的拉伸和弯曲所造成的拉应力和弯曲应力。 梁:
3.4导轨支撑梁的设计与校核
3.4.1、材料和截面形式确定
在立体车库设计，梁的主要功能是:
保持整个结构的稳定性并且承担车辆以及其它构件自重对梁产生的弯矩和剪力。
纵梁材料选择H型钢，其材料为Q235碳素钢
3.4.2、导轨支撑梁的计算
1 载荷及内力计算
由于车辆的重量主要分布在车头，故我们分析时主要分析车辆车头全部在前面的时候的前纵梁的受力。只要求的前梁在受力在许用范围内，则另外一梁也一定符合设计要求。由于辆重力等是通过导轨作用在前面的梁上的，梁受力可视为均布载荷。如图3.1所示，将其简化为简支梁AB受力如图。
35
本科生毕业论文
图3.1 纵梁受力与弯矩简图 已知A、B两点为全约束，l=6m，E=210GPa。 AB
考虑到车辆、载车板、托架、电动机等重量后:
m=m?k=2700×1.4=3780kg 单车
4G=m?g=3780×10=3.78×10N 由于车辆在上升和下降的时候速度比较小，所以在梁的载荷计算式，只作恒载计
算，不考虑动载的影响，取恒载分项系数γ=1.2。则 G
44P=γ?G=1.2×3.78×10=4.5×10N(3-1) G
均布载荷
4,,12×P12×4.5×10,q===3780Nm(3-2) l6AB
梁所承受的弯矩为:
2ql,,M=6ω?1(3-3) xRε12
纵梁所承受的最大弯矩为:
22ql3780×6AB4M===1.7×10N?m(3-4) max88
3.4.3、 初选截面
纵梁选用热轧H型钢，梁所需的净截面模量W为: nx7M1.7×10max43W===7.5×10mm(3-5) nxγ?f1.05×215x
式中:γ——属性发展系数，H型钢γ=1.05; xx
2,f——钢材的强度设计值，Nmm。
查《钢结构设计手册》，选用H型钢型号为HN15075，其截面特性为:
432,I=675.7cm，W=86.1cm，i=6.01cm，A=17.85cm，ρ=14kgm xxx
HB×t×t=150×75×5×8 12
3.4.4、 截面验算:
3.4.3.1强度验算:
单位长度梁的自重标准值
,q=kρg=1.2×14×10=168Nm k
其中:1.2为考虑焊缝、螺栓等附加重量后梁的自重增加系数。
36
本科生毕业论文 单位长度梁的自重设计值
,q=q?γ=168×1.2=202Nm lkG
梁自重引起的跨中最大弯矩为:
112‘2M=ql=×202×6=907.2N?m maxlAB88
因此，梁跨中总的最大弯矩为:
‘M=M+M=17+0.9=18N?m maxmax总max
最大应力为:
6M18×10max22,,?===199Nmm<?=215Nmm(3-6) max3W?γ86.1×10×1.05xG
因此满足条件。
3.4.3.2刚度验算:
载荷产生的最大挠度，在有梁的自重的情况下:
4?334,,3780×10×6×105ql5ABf=?=×=47.1mm(3-7) 57384EI3842.10×10×0.645×10x
两跨中最大容许挠度为:
3l6×10AB,,f===12mm 500500显然，梁的刚度不满足条件。
为了保证梁的刚度满足条件，在梁的中间增加斜支撑，此时取梁的跨中自由度为
′1原来的一半，即l=l，在进行刚度验算。a′ ,ABAB2
4?334,,5ql×6×10/253780×10ABf=?=×=2.9mm 57384384EI2.10×10×0.645×10x
2.9mm<12mm>
满足条件。
3.5立柱的设计与校核
3.5.1材料和截面形式确定
在本设计中，在常温下工作的柱，动载荷较小，柱间的连接是和其他组件通过螺
Q235栓和焊接连接。因此对钢材的要求不是很高，选择钢即可满足条件。
截面形式要依照柱的受力大小和特征被确定。柱承受的主要是轴向压力载荷，还
37
本科生毕业论文
有少量的弯曲载荷。轴心受力构件的截面形式主要有以下四种:
1热轧型钢截面;
2冷弯薄壁型钢截面;
3实腹式组合截面;
4格构式组合截面。
选择柱为H型钢。
3.5.2柱的计算
立柱为等截面立柱，受压静力。由于立柱的位置不一样，导致立柱受力不同，受力分析选择受力最大的立柱进行计算，当它满足符合要求的时候，则其它立柱也都会符合。
3.5.2.1 载荷计算:
已知单位长度梁的自重设计值q=0.243kN/m;l为一个车位的宽;有一列不停ll
车。
12P+lq=×45+3×0.243=23.3kN 第一根柱P=ll142
12P11第二根柱P=2××+×2lq+×2lq=30+1.5=31.5kN 2ll2l2322
第二根柱P=P 32
另一侧也是一样，受力最大的是第二根与第三根立柱，其承受的压力设计值为:
N=3P=3P=3×31.5=94.5kN max3
考虑到重量的屋架结构和其他组件，以及雪荷载，风荷载，地震和其他不确定性
′的负荷，以保证设计的安全性，设计压力和列值N=150kN。
3.5.2.2 初选截面
已知立柱长度l=6m，柱的受力简图如下图所示。
图3.2立柱受垂直力简图
38
本科生毕业论文 查表得:
柱的实轴是类截面，虚轴是类截面。ab
φ,0.714x假定长细比λ=90。由《钢结构》查得和φ=0.621。 y柱所需的截面面积为:
’3N150×102A===1123.4mm(3-8) φf0.621×215y
所需回转半径:
l6000xi===66.7mm xλ90x
l2200yi===24.5mm yλ90y
查型钢表，选择柱的型号为HW175175，查表得到该型材的截面特性为:
244A=51.43cm，I=2918cm，i=7.53cm，I=983cm，i=4.37cm xxyy3.5.2.3验算立柱的整体稳定和刚度
计算长细比:
600220λ==79.7，λ==50.34 xy7.534.37由表得截面稳定系数:
φ=0.688，φ=0.853 xy
比较这两个值后取小值:
φ=0.688 min
柱的自重设计值 w=2ρglγa=2×40.4×9.8×6×1.2×1.3=9.17kN(3-9) G
式中:——立柱的线密度;
a取1.2:考虑焊材等钢材的重量后立柱自重增加系数
’N+w150K+9.17K22,,==45Nmm
综上截面满足对柱的容许λ和整体稳定要求。 轧钢一般能满足局部稳定性要求
39
本科生毕业论文 3.6托架横梁设计与校核
3.6.1、材料和截面形式确定
通过受力分析，在竖向荷载作用下梁的支架，产生的是弯矩和剪力。弯矩和轴向
压力作用下的梁和支架，属于受弯构件。选用热轧中翼H型钢，材料为Q235钢。
3.6.2、载荷计算
图3.3托架横梁受力简图
11,,P=,G+G,=×1.7+1×10=6.75kN 车载车板44
载荷设计值
F=γP=1.2×6.75=8.1kN G
梁上轴向压力设计值
N=KγP=1.5×1.2×6.75=12.15kN(3-11) G
K:链条长期受拉力作用产生轴向力系数值
γ分项系数=1.2 G
图3.5托架横梁弯矩简图
经分析产生最大弯矩位置为与车轮接触处。
已知l=3m，取两受力点距离为小车车轮距离，即l=2m，则最大弯矩设AB车轮计值(未考虑梁的自重):
l?lAB3?2车轮M=P,,=6.75×=3.375kN?m max22
3.6.2、初选截面
40
本科生毕业论文
HW150150，根据经验，参照材料，此处选择梁型号为
HW150150，查表得截面特性:
H×B×t×t=150×150×7×10 12
233,A=39.65cm，W=221cm，W=75.1cm，ρ=31.1kgm xy
44I=1620cm，I=563cm，i=6.39cm，i=3.77cm xyxy
3.6.3、截面验算
3.6.3.1梁的强度:
22?2mgl×31.1×10×31.2γ1.2G′M=M+=3.88kN?m =5.97+maxmax88查表得:
H型钢截面塑性发展系数γ=1.05，γ=1.2。 xy强度验算:
′36NM12.15×103.88×10max22+==20.2/mm>f=?215N/mm +5AγW39651.05×2.16×10xx
因此，满足条件。
3.6.3.2整体稳定性计算
由《钢结构使用设计手册》中关于
H钢在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式为:
βMNmxmax，,fφA,,xNγW10.8,'xx,,N,,EX
式中:N——所计算构件段范围内的轴心压力; M——所计算构件段范围内的最大弯矩; max
2′′2,N——欧拉临界应力，N=πEA1.1λ; EXEXx
φ——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数; x
γ——与W相应的截面塑性发展系数。取1.05; x
β——计算弯矩作用平面内稳定性时的等效弯矩系数。 mx
,,λ=li=300063.9=47 xxx
按b类截面查截面稳定系数得:φ=0.87 x
225πEAπ，，，2.06103965'N3315kN,,,EX221.1λ1.147，x(3-12)
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本科生毕业论文
查机械设计手册得:β=1.0 mx′NMβmxmax+′,,,φAγW1?0.8NNxxxEX3612.15×101.0×3.88×10=+5,,,33150.87×39651.05×2.16×101?0.8×12.15
22,,=20.7Nmm<?=215Nmm
满足条件。
3.7托架纵梁设计与校核
托架纵梁只承受拉力以及很小的弯矩，考虑到钢架结构的连接连接，选用HN15075，，不对其进行强度校核，其强度满足。
42
本科生毕业论文
第4章连接设计
4.1钢结构的连接种类和特点:
钢结构的搭接方法:
“钢结构的连接方法分为焊接、普通螺栓连接、高强度连接和铆接。"
焊接连接的特点:
焊接对集合形体适应性强，构造单一，省材省工，实线简单自动化，效果高不需打孔，气密性能、水密性能好，布局刚度很大，整体的性能突出。但高要求的焊接材料，焊接工艺严格，质量检验工作。焊接残余应力的结构是容易发生脆性破坏，残余变形进行了结构的形状，尺寸变化;焊接裂缝一经发生，便容易扩展。
螺栓连接的特点:
“螺栓链接施工容易，拆装非常容易，对安装有一定要求，摩擦型高强度螺栓连接性能好，耐疲劳，易阻止裂纹扩展。”但是，螺栓连接孔段的肥料，削弱，螺栓孔的加工精度高。
铆钉连接的特点:
铆接工艺设备简单，抗振动，抗冲击，受力均匀，牢固可靠，但结构一般较为繁琐，连接件(或铆钉)因为一个钉孔，其强度大大削弱。铆接噪声很大，影响操作者身心健康。
4.2纵梁与柱的连接设计
4.2.1搭接板与柱的焊接连接设计
(1)设计条件
搭接板与柱的全部使用Q235钢，焊条采用型号为E43XX系列，采用角焊缝手工焊接，焊缝质量为三级。
F=P=31.5kN，e=120mm，t=10mm，b=200mm，h=230mm 3
(2)连接计算
使用E43XX型焊条的手工焊接厚度小于16mm的Q235钢，采用角焊缝焊接，
w2,强度设计值均为f=160Nmm。 f
?1角焊缝的焊角尺寸h f
角焊缝的最小焊角尺寸
h=1.5t=1.5×11=4.97mm(4-1) ,,f min2
43
本科生毕业论文
式中:t——较厚焊件的厚度; 2
角焊缝的最大焊角尺寸:
h=1.2t=1.2×5=6mm(4-2) f max1
t2—较薄焊件的板厚 式中:
选择焊角尺寸应符合
h<>
he?2角焊缝有效厚度
对直角角焊缝
Ahlhl,,0.7efwew
hhmm,,，,0.70.753.5ef
(3)焊缝截面特性
竖向焊缝的计算面积为 2Ahhmm,,，，,223.52301610fe(4-3)
x轴的惯性矩 焊缝对
2hh，1,,2eIhhhb,，，22fxee,,122,,(4-4)
212303.5，,,2,，，，，，，，23.523023.5200,,122,,
74,，1.9110mm
焊缝最外缘的截面模量
7I1.9110，fx531.6110Wmm,,,，f1230h3.5，，he(4-5) 22
竖向焊缝两端点处的截面模量
72I21.9110，，fx53Wmm,,,，1.6610f2h230 ?正应力:
假设弯矩M由全部焊缝计算截面承受，引起的水平方向应力按三角形分布，其
应力应满足:
MMw?=<βf(4-6)>
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Mσ:长度方向的应力角焊缝在弯矩作用下所产生的垂直于焊缝f1式中:
wf角焊缝的强度设计值 f
,正面角焊缝的强度设计值增大系数，对承受静载荷和间接承受动载荷f
的直角焊缝，β=1.22。 f
?36×10Fe31.5×120×102M,?===23.48Nmm f15W1.61×10f1
wNβf1.22160195.2,，,2ffmm
Mw显然，?<βf，满足条件。>
?剪应力:
3F31.5×1022w,,
满足条件。
?折算应力:
竖向焊缝两端点处，由弯矩引起的应力为:
?36×10Fe31.5×120×102M,?===22.77Nmm f25W1.66×10f2
竖向焊缝两端点的应力应满足
2M?f2w2，,,+τ?f ffβf
22M?22.77f222w22，，,,,,+τ=,,+19.57=27.04Nmm
因此满足要求。
4.3搭接板与牛腿的焊接设计
4.3.1设计条件
牛腿采用T形截面，采用焊缝焊出。材料为Q235碳素钢，焊条型号为E43XX，
采用手工焊，不用引弧板，焊缝质量为三级。牛腿尺寸如下
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图4.1 悬伸支承托座结构图
F=31.5KN，e=110mm，b=180mm，h=200mm，t=10mm，t=8mm 124.3.2连接计算
4.3.2.1牛腿与柱的连接
牛腿与柱焊接在一起，焊缝与牛腿截面相同。在力F作用下，F是前面计算得到的载荷。集中载荷F简化为焊缝计算截面的剪力V=F=31.5kN，弯矩M=Fe=
?331.5×110×10=3.47kN?m。在H型钢翼缘处受到的剪力很小，为计算方便我们认为全部剪力由腹板处的竖向焊缝均匀承受，由整个T形截面焊缝承受弯矩。
查表得:E43XX型焊条的手工焊焊接厚度小于16mm的Q235钢，焊角焊缝对接
2ww,焊缝时，焊缝的抗压强度设计值f=215Nmm、抗拉强度设计值为f=ct
22w,,185Nmm、抗剪强度设计值为f=125Nmm。 v
?1焊缝截面特性
xx,截面形心轴的位置
th,,1bthttt,,，,,,，22，，，，,,122122,,y,1btthtt,,，,,22，，，，1121
10200,,18021020028810,，，，,，，，，，，，，,,22,,,，，，，18021010200288,，,，,，，
,53mm
yhtymm,，,,，,,2001053157，，，，211
x焊缝对轴的惯性矩
3322thttbt,,22，，，，th,,,,11222，，，，Ithtytbty,，,,，，,,22x,,,,112221122122 ,,,,
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32818428，,，，，200,,，，,，，,，，,，818428157,,122 ,,
3210180210，,，，，10,,，，，，,，,1018021053,, 122,,
74,，1.610mm
竖向焊缝的计算面积
2Athtmm,,,，,，,28200281472，，，， 11
正应力:
假设由全部焊缝计算的截面承受弯矩M，所引起的水平方向应力会按照三角形
分布。b点承受最大压应力为:
6M?y3.47×10×157222w,,?===34.05Nmm
满足条件。
a点承受最大拉应力
6M?y3.47×10×5312w2,,?===11.49Nmm
满足条件。
剪应力;
假定剪应力全部由垂直缝承担，所造成的垂直剪切应力均匀分布。
3V31.5×102w2,,τ==<>
?4b点折算应力:
23222,?=,?+3τ=,34.05+3×21.4=50.33Nmm(4-10) Mb
2w,1.1f=1.1×185=203.5Nmm t
w显然?<1.1f，满足条件。>
4.3.2.2纵梁与悬伸支撑托座(牛腿)的螺栓连接设计 (1)设计条件
牛角承受纵梁施加的垂直载荷和很少弯矩和剪力。焊接的材料均使用Q235钢，
考虑到牛角与梁的受力特点，连接时采用螺栓连接。 (2)连接计算
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M20,21.5mm牛角与纵梁的螺栓使用的普通C级螺栓，主要规格，螺栓的数
目为4个，分布如图。
图4-2 牛角连接
考虑受力因素，标准件螺栓强度足够，不进行强度校核。
柱与柱的拼接连接设计
立柱使用H钢，焊缝采用完全焊透的坡口对接焊缝，并采用引弧板施焊时，这
样腹板与翼缘板焊缝可以视为强度相等，省略强度校核。
焊缝符合要求。
纵梁与纵梁的拼接连接设计
梁的拼接分析
梁通常是根据弯矩和剪力设计接头
在拼接梁连接的设计，除了满足强度和刚度的外部连接，还应考虑安装施工方便。 梁的拼接连接节点，通常放在在内力较小处。主要按照板件截面面积的等强度原
则进行设计拼接连接节点。
螺栓的选用及验算
H形截面梁采用HN150×75×5×7，在立柱上设立拼接连接节点;梁拼接用
5.816级的高强度螺栓摩擦型双剪连接MQ235钢;连接标准为采用，螺栓杆与孔壁挤
压面最小高度L?1.25d，先设定L=28mm。 min0min
(3)载荷计算
纵梁的受力图
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图4-3 纵梁的受力和弯矩、剪力示意图 由上图可知只需要分析部分梁的受力情况，简化其连接处弯矩为零，从该梁求得
极限值，其余梁都能保证合格。设该梁只受剪力作用且值最大
ql12F==×3780×6=11.34kN(4-11) S22
(4)连接所需的高强度螺栓数目N，
由下公式求得:
F11.34Sn===0.14 b81Nv
b N,0.9nuPvf
PKN,100
n,2f
u,0.45
考虑拼接的刚性和安全性，采用n=4
bH当双剪连接构件连接的表面处理方法为喷砂时，N=81kN) v(5)螺栓强度验算
螺栓杆与孔壁的挤压强度:
F11.34?4s?===4.7MPa?,?,=60MPa pp21.5×28dLmin
螺栓杆的剪切强度:
F11.34?4S,,τ===7.8MPa?τ=100MPa ππ22d×21.5044
4.4横梁与柱的连接设计
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横梁与柱的连接主要是为了满足车库整体结构的需要。在受力上横梁主要承受自重，还有风载、地震和车位的移动对横梁产生的不确定载荷。
4.4.1 连接形式设计
横梁与柱的连接形式如图所示。通过角焊缝连接搭板、梁、柱。板1和2盘的高强度螺栓连接。
图4.4 横梁与立柱的连接节点示意图
设计条件
立柱型号为HW175175，t=7.5，t=11， 12
横梁型号HN15075，t=5，t=7。 12
设计出的搭接板的尺寸为b×h×t=200×230×10。
梁，柱和板材料都选择Q235钢。用E43XX系列的焊条，全部采用手工焊接。焊缝为角焊缝。焊接质量要求为三级。板与板之间采用10.9及的M16高强度螺栓连接，螺栓连接用单剪连接。
表面处理:钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面
强度校核同柱与导轨下梁。因为选型一样，合格。
4.4.2搭接板1与搭接板2的螺栓连接设计
在四个M16的高强度摩擦型螺栓连接下，经受力分析，横梁载荷较小。其强度合格。
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4.5柱脚设计
柱脚:分为铰接连接柱脚和刚性固定柱脚
依据本此设计车库的结构特点，充分考虑安装便利性。使用外露式铰接柱脚，其
主要由底板、加强肋、锚栓及锚栓支撑托座等组成。 4.5.1设计条件
(1)作用于柱脚处地弯矩:
?3M=3Fe=3×31.5×120×10=17.06kN?m x
’N=N+w=150+3=153kN w=40.4x6x10=3KN
V=0kN
(2)立柱采用HW175×175×7.5×11。
(3)柱及柱脚的连接板件、锚栓等均采用Q235钢，底板下混凝土的强度等级为
C15。
4.5.2柱脚底板尺寸确定
设柱脚一侧的锚栓为M20，则依据柱的截面尺寸和锚栓的设置结构要求，参照
《钢结构连接节点手册》表8-2的数值，设计出底板尺寸为: L=300mm，B=300mm，l=30mm 1
2CNmm,7.5/,,1.115
2,fNmm,8.25/c
N=153KN
D22,，，,2()1256,Amm2
N42,,，,，2.210ALBAmm0fc
取底板宽度 B=175+2X50=275.取300，取L=B=300
2mq=N/(LB-A)=1.72N/m
2qfNmm,,,8.25/c
150/1750.85,,查得,=0.1
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按底板三种区格分别计算单位宽度上的最大弯矩
三边:
22Mqa,,，，,,0.11.7217557941(4-12) 一边板:
22Mqc,,，，,0.50.51.72603096(4-13)
tMf,，,6/121max用最大算:
厚度t取20
4.5.3柱与底板的焊接设计
柱翼缘和腹板均运用完全焊透的坡口对接焊缝连接，这样，焊缝与立柱的截面是
等强度的，不必进行焊缝的强度校核。
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结论
本次设计的三层立体车库能够让依靠用户的需要以及根据场地的大小，形状等进行各种形式的组合，它拥有结构简单、造价低廉、拼装灵活等特点。它主要适合用于对停车位有需求的场所，然而又不太适合建大型停车库的地方。本次设计出来的是简单的三层升降横移式立体车库，其结构紧凑、施工容易，对后面的立体车库的设计有一定的研究作用。
由于设计的时间和设计人员水平有限，还存在很多不足，需要在今后做进一步的改进，使本产品趋于完善，更加方便用户
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