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升降横移式立体停车库模型的结构设计.doc

升降横移式立体停车库模型的结构设计

Aubrey青财
2018-04-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《升降横移式立体停车库模型的结构设计doc》,可适用于综合领域

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升降横移式立体停车库模型的结构设计升降横移式立体停车库模型的结构设计第节概述PSHD升降横移式立体停车库的结构设计在整个车库中非常重要主框架部分、载车板部分和传动系统是PSHD升降横移式立体停车库的主要组成部分主框架部分承担着整个PSHD升降横移式立体停车库的总量而且它的轻重、稳定性和可靠性以及载车板部分还影响着整个立体停车库的重量、材料和成本的多少以及安全性传动系统决定着PSHD升降横移式立体停车库运行的好坏所以如何设计主框架部分、载车板部分和传动系统成为影响整个立体停车库的关键因素。机械传动系统主要功用是传递原动机的功率变换运动的形式以实现预定的要求。传动装置的性能、质量及设计布局的合理与否直接影响机器的工作性能、重量、成本及运转费用合理拟定传动方案具有十分重要的意义。一般常用以下几种传动方案:方案一:带传动易于实现两轴中心距较大的传动具有传动平稳缓冲、吸振的特性结构简单成本低可起过载保护作用。方案二:链传动平均传动比准确工作可靠效率较高传动功率大过载能力强相同工况下的传动尺寸小可在恶劣环境中工作易于实现较大中心距的传动结构轻便成本低。方案三:蜗杆传动能以单级传动获得较大传动比传动平稳无噪声传动具有自锁性。方案四:直齿轮传动传动准确平稳承载能力高。好的传动方案除应满足工作机的性能和适应工作条件外还应尺寸紧凑、成本低廉传动效率高等。故对更方案进行价值分析由表和表选出较好的方案。表定性判定与价值对应判定不用差勉强中等满意较好好很好超目标理想可用价值P表传动方案选择的使用价值表方案一方案二方案三方案四设计指标加权因子价值价值价值价值PWPWPWPWiiiiiiiiWPPPPiiiiiW传动精度功率WW效率W圆周速度W制造安装W价格W寿命W平稳噪声小PW总使用价值,iji综上所述选择链传动方案更加合理所以我们的传动系统采用链传动形式。第节横移传动系统设计横移传动系统的作用是使上升到位的搬运器平移到指定位置其传动主要是靠电机带动链轮使滚轮在轨道上移动。如图图横移传动示意图一、初步参数的确定PSHD(七位机)升降横移式立体停车库模拟装置采用与实际立体停车库标准:的比例进行设计设备尺寸为载车板长L=m载车板宽W=m车库总高H=m底层高h=m初设承载总质量M=KG则带动横移轴转动所需功率(假设摩擦因子u=,横移速度为ms):P,,W前轮P,,W后轮所以P,W总二、横移传动系统电动机的选择横移所需功率P=FV=W根据输出功率选择电动机:KTYZ齿轮减速同步电机VHZP=W输出转速n=rmin三、横移链轮的设计初选小链轮齿数Z,从动大链轮齿数Z,确定链条链节数Lp,aZZZZP,,初定中心距,则链节数a,P,,Lp,,,pa,,取Lp=计算单排链所能传递的功率P及链节距P由《机械原理与设计》表查得工作情况系数K,AP,KP,WCaA由《机械原理与设计》表查得小链轮齿数系数Kz=,链长系数K,选择单排链由《机械原理与设计》表查得多排链系数Kp=PCaP,,,W故所需传递的功率为KKKZP取链节距P=mm选择链号B×GB确定链实际长度L及中心距aL=Lp×P=×=mmZZZZZ,ZP,,,,,,,,a,L,L,,*,mm,,,,,,PP,,,,,,,,,,a,P,mm中心距调整量,a,a,,a,mm实际中心距(计算链速PV,nZ,,ms(作用在轴上的压轴力Q圆周力F=PV=(××)=N按平均布置取压轴力系数K,Q有Q,KF,NQ四、横移传动轴A的设计横移传动轴A是一层车库的横移轴它的受力情况可以简化成以下的形式:FFFCDBFFAB算出F,NCF,NDF,Q,NE轴的初步估算轴径至少为d’=mm轴的强度校核:由M,知,A,FFF,F,BCDE得F,,NB由M,知,BF,F,F,F,ACDE得F,NAM,F,N,mmCA作轴的剪力图如下:NNANN由剪力图可知M,M,N,mmDC作轴的弯矩图如下:AENmmNmmNmmD处所受弯矩最大所以对D剖面进行强度校核MPd,,,mm,,,,b小于估算轴径所以强度足够。取轴与链轮配合处d,mm取轴与轴承配合处安装尺寸d,mmd,mma取轴与滚轮配合处d,mm五、横移传动轴B的设计横移传动轴B是车库二层的横移轴它的受力情况可以简化成如下的形式:FFFCDEFFAB该轴的校核与横移传动轴B相同。第节升降传动系统在升降传动系统中我们采用钢丝绳传动型式。钢丝绳传动形式的升降传动系统一般是由电机、减速系统、卷筒、滑轮、钢丝组成。在钢丝绳传动型式中钢丝绳的主要作用是拖动搬运器上下升降。钢丝绳一端与搬运器相连结钢丝绳另一端缠绕卷筒上(搬运器的前端钢丝绳与后端钢丝绳必须同方向绕着卷筒转动)当搬运器需要升降时提升电机便会通过其正反转来带动卷筒顺时针或逆时针旋转实现搬运器的升和降。示意图如图所示图升降传动示意图一、升降传动系统电动机的选择升降所需功率P=G×V=××=W选择功率P=W的电动机频率为HZ电压V经减速器后电动机的输出转速为n,rmin初定卷筒直径为mm,载车板上升速度V=ms,求得卷筒的转速:nRn,,由得n,,rmin,n链轮的传动比i,,,n初取传动比i=二、升降链轮的设计初选小链轮齿数Z,从动大链轮齿数Z,确定链条链节数Lp初定中心距a=p,则链节数,,,aZZZZP,,,,Lp,pa,,取Lp=计算单排链所能传递的功率及链节距PP由《机械原理与设计》表查得工作情况系数K,AP,KP,WCaA由《机械原理与设计》表查得小链轮齿数系数Kz=,链长系数K,选择单排链由《机械原理与设计》表查得多排链系数Kp=PCaP,,,W故所需传递的功率为KKKZP取链节距P=mm选择链号B×GB确定链实际长度L及中心距aL=Lp×P=×=mZZZZZ,ZP,,,,,,,,a,L,L,,*,mm,,,,,,PP,,,,,,,,,,a,P,mm中心距调整量,a,a,,a,mm实际中心距计算链速PV,nZ,,ms作用在轴上的压轴力Q圆周力F=PV=(××)=N按平均布置取压轴力系数K,Q有Q,KF,NQ三、钢丝绳的选用d,CF钢丝绳直径的确定max确定选择系数C=d,,根据《机械设计手册》P选择圆股钢丝绳合成纤维芯钢丝绳:d=mm,,,,,,MPaM,kgmbP最小破断拉力F=KN四、卷筒A的设计卷筒A是车库二层的卷筒最大起升高度Hmax=mm绳槽槽距P=d=mm,卷筒槽底直径D=mm卷筒计算直径(由钢丝绳中心算起的卷筒直径)D,Dd,mm固定钢丝绳的安全圈数Z,卷筒上有螺旋槽部分长:L,,Hmax,,,,L,ZP,,mm,,,,,,D,,,,无绳槽卷筒端部尺寸,固定钢丝绳所需长度L,mmL,P,mm中间光滑部分长度m=mm卷筒长度L,LLLm,mmS五、卷筒B的设计卷筒B是车库三层的卷筒最大起升高度Hmax=mm绳槽槽距P=d=mm,卷筒槽底直径D=mm卷筒计算直径(由钢丝绳中心算起的卷筒直径)D,Dd,mm固定钢丝绳的安全圈数Z,卷筒上有螺旋槽部分长:L,,Hmax,,,,L,ZP,,mm,,,,,,D,,,,无绳槽卷筒端部尺寸,固定钢丝绳所需长度L,mmL,P,mm中间光滑部分长度m=mm卷筒长度L,(LLL)m,mmS六、升降轴的设计根据升降传动轴的受力情况可简化为如下形式:FFFFFGADF,F,F,(),NF,ND轴的初步估算轴径至少为d’=mm轴的强度校核:M,由知,A,F(),F(),F()F(),DG得F,NGM,由知,G,F()F()F()F(),AD得F,NA作轴的剪力图如下:NNNN作轴的弯矩图如下:NmmNmmNmmAGD处所受弯矩最大所以对D剖面进行强度校核PMd,,,mm,,,,b小于估算轴径所以强度足够。取与轴承配合处的直径,安装尺寸d,mmd,mma与卷筒配合处直径d,mm与链轮配合处直径d,mm第节安全制动设计由于载车板上停有汽车在升降电机停止工作时电机会被倒拉反转使车板自动下落。因此需要加以制动。经过许多方案的设计和比较得出较优的设计运用杠杆原理靠摩擦使升降轴制动从而阻止电机被倒拉。但电机在工作时制动装置是不需要的我们又采用电磁铁通电顶开制动杆从而达到消除制动的效果。如图电磁铁图电磁铁结构原理图当电机不工作时电磁铁无电杆左端由于重力使摩擦带拉紧从而阻止轮子转动轮子安装于轴上使轴也固定不动。当电机要运行时电磁铁给电顶起杆有杠杆原理使皮带松开消除制动。由于该装置采用杠杆原理因此它制动使所要产生的摩擦力是可调的只要调整中间皮带固定的位置或杆的长度。因而这种方案还是比较好的。但如果在现实中大型的车库就不能采用这种装置了。第节主框架部分主框架体系的基本构成是由水平方向的梁和垂直方向的柱通过钢性结点连接而成。这种结构体系通过结构构件的抗弯刚度来抵抗侧向力的作用。主框架体系基本上都是由变形限值作为设计的控制条件梁柱的截面尺寸主要由结构的刚度而不是强度来决定。在具体的设计过程中所选的梁柱截面尺寸如果满足了规范对层间位移的限制要求构件的承载力一般也能满足要求。主框架如图图主框架示意图杆件截面校验:首先进行柱的校验然后是梁的校验。柱的校验:A,mm柱选用方钢横截面积许用压应力,,,,MPaFmax柱横截面上工作应力为,,,,MPa,,,,,A满足强度条件故钢柱的强度是安全的。梁的校验:d,mmb,mm梁选用热轧等边角钢,。梁主要受到的力是弯矩和剪力,许用正应力许用切应力,,,,MPa,,,,MPa()正应力图角钢截面由图所示的三个截面处抗弯截面系数分别为W,cmxW,cm则W,cmyx,Mmax,,,,MPa,,,,max,Wy()剪应力先求出角钢的静矩S,Ay,,mm,ZiiFSSz,maxmax,,,,,,Pa,,maxIdZ可见选用的角钢同时满足弯曲正应力与弯曲切应力强度条件。

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