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升降式路边停车系统机械部分的设计.rar

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    编号:20180802233206284    类型:共享资源    大小:2.71MB    格式:RAR    上传时间:2018-08-02
      
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    升降 路边 停车 系统 机械 部分 设计
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    南昌航空大学科技学院学士学位论文0毕业设计(论文)题目 升降式路边停车系统机械部分的设计专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 078105120学 生 姓 名 王飞翔指 导 教 师 熊丽娟二 O 一一年 六 月南昌航空大学科技学院学士学位论文0学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名: 日期:导师签名: 日期:南昌航空大学科技学院学士学位论文0升降式路边停车系统机械部分的设计学生姓名:王飞翔 班级:0781051指导老师:熊丽娟摘要:机械式停车设备是解决城市停车问题的一个有效解决手段,正被广泛应 用于各种场合。论文对垂直升降式停车设备进行了认真的分析和研究。首先对垂直升降式停车设备的特点和概况做了简要的介绍,然后对垂直升降式立体车库的总体结构进行讨论研究。并选定链传动横移方式作为车库的存取形式,选定曳引驱动作为车库的升降驱动形式。在完成总体框架设计之后,对车库的存取机构进行了详细研究。对停车位布置形式及其相关要求进行了分析,确定了符合国家标准要求的车库停车位和载车板的具体结构。 讨论了存取机构设计 功能要求及其实现方法,完成了链传动横移存取车装鬣的设计及其零部件的计算和校核。升降系统是车库的重点组成部分。在升降系统中选用曳引驱动方式,并对曳引系统进行研究,分析影响曳引力的因素,并对曳引能力进行了计算校核。根据 车库提升系统的工作特点,选用交流变频电机。 针对车库运行中的不安全因素,选用了超速保护系统和撞底保护装置等策略来提高升降系统的可靠性。关键词:垂直升降式立体停车设备、存取系统、 结构强度分析和参数优化设计指导老师签名:南昌航空大学科技学院学士学位论文0Design of Machinery Parts for Lifting Mechanical Parking SystemStudent name: Wang Feixiang class: 0781051Supervisor: Xiong LijuanAbstract: Mechanical parking system,which is an effective way to solve the parkingproblems in cities,is widely used in many situations.This paper makes detail analysis and researches of the vertical lifting mechanical parking system.Firstly the general situation and characters of the vertical lifting mechanical parking system is briefly introduced.Secondly the total construction of system is discussed and researched.In the meandme,chain transportation fetching method is chosen to bc used in storage—retrieval structure of the parking system,as well as tractor—driven mode is chosen as lifting-driven mode.After design of framework of the parking system is setup,researches on storage·retrieval structure are further.Configuration methods of parking unit and its relative requirements arc analyzed.And the detail structure of parking unit and parking board are confirmed coinciding to the GB standard.Functional requirements of storage—retrieval structure and its solving methods are discussed.The design of chain transportation-fetching machine is carried through.Calculations and verifications of parts in chain transportation—fetching machine ale also finished.Lifting system is one of COre parts in parking system running.Tractor-driven method is used in lifting system and researches on it arc preceded.Influential factors of driving ability are analyzed and driving ability is calculated and verified.According to the working condition of lifting system,the analyses and research of lifting system is completed.According to the characters of the vertical lifting mechanical parking system,VVVF motor is selected.Contraposing unsafe factors in system running,over—speed protecting device and bottom—bumping protecting device are put into practice.Keyword: Ertical Lifting Mechanical Parking System,Storage—retrieval System,Structure strength analysis,parameter optimization designSignature of Supervisor:南昌航空大学科技学院学士学位论文1目 录1 绪论 ......................................................21.1 课题的来源及研究的目的和意义...............................21.2 机械式停车库...............................................31.3 国内外研究状况.............................................41.4 本论文研究的主要内容.......................................52 立体车库总体结构研究....................................62.1 垂直升降式停车设备概况.....................................62.2 升降驱动系统...............................................72.3 车辆存取方式...............................................82.4 垂直升降式立体停车系统的控制系统...........................103 车库的存取机构研究设计.................................123.1.1 停车位布置形式及相关要求...............................123.1.2 垂直升降式立体车库停车位结构...........................133.2 载车板结构................................................143.3.1 存取机构功能要求及其实现...............................153.3.2 存取机构的工作流程.....................................173.3.3 存取机构中具体部件设计计算.............................184 立体车库升降机构的研究与设计.........................224.1 升降机构的整体结构........................................224.2.1 提升系统曳引力的分析计算...............................234.2.2 曳引系统的受力分析.....................................264.2.3 曳引电机及其调速方法选择...............................284.2.4 曳引电机的容量选择.....................................294.2.5 对重匹配研究...........................................305 总结与展望................................................325.1 总结......................................................325.2 展望......................................................32参考文献........................................................33致谢.............................................................34南昌航空大学科技学院学士学位论文2第1章 绪论1.1 课题的来源及研究的目的和意义随着社会生活水平的不断提高,大多数城市人已经解决了“衣食住行”中的前三项,开始着手考虑买车,汽车进入寻常百姓家已是指日可待的。然而在买车成为一种时尚之后,停车却愈来愈成为一大难题。一些大城市(如北京、上海等)的土地资源特别紧张,甚至要求买车者在购车后必须再购买到一个停车位才能办理汽车牌照。于是为了顺应社会发展的需要,立体停车库的研究与开发也就变的愈加紧迫。近年来,我国汽车产量不断增加,汽车保有量更是急剧上升。据统计,1997 年汽车产量为 157.8 万辆,汽车保有量为 1100 万辆,其中轿车约 400 万辆;2000 年我国轿车保有量接近 400 万辆,2002 年我国轿车保有盘接近 500 万辆,据估计 2005年我国轿车保有量将达到 1000 万辆,平均每年增长 80 万辆(据最新统计,2002 年轿车实际销售 120 万辆),而 2010 年轿车保有童将达到 2000 万辆,平均每年增长200 万辆。如此数量的汽车主要集中在城市,将给城市停车泊位带来巨大的压力。如果全部露天平面停放,假设普通轿车的尺寸为 4.5(长)x1.8(宽),则每辆轿车所需要的最小停车位面积为 19.2 。目前的 500 万辆车将会占用 9600 万 (即 14.42m2m万亩)的土地。相反,如果改为立体停放,特别是高层立体车库,每辆车的占用面积将会大为降低,例如,10 层高的电梯式立体车库,每辆车的占用面积为 3.0 左右,2将会节省 84.6%(即 2.7 4.1 万亩)的土地,即使有 10%的轿车停放在立体车库中,:这在大城市的繁华地带也将产生巨大的经济效益。然而,目前只有很少城市建立了少数立体停车库,而大多数汽车则停放在露天停车场,甚至是占道停放。这样,一方面,在寸土寸金的大城市,设立露天停车场,是对有限土地资源的严重浪费;另一方面,汽车占道停放又造成城市交通拥堵,汽车被盗、被撞现象经常发生,市容环境极差。因此,在大中城市建设立体停车库是不可回避的当务之急。国家计委已将发展城市停车场作为支持基础设施建设的重点之一,国家计委第 6 号令中,已明确机械式立体车库(设备)及城市立体停车场为国家重点支持的产业。目前,汽车停放己经成为全世界大城市普遍关注的问题,许多国家都拿出资金资助这一课题的研究。基于以上情况,我的升降式路边停车系统机械部分设计选择“垂直升降式机械南昌航空大学科技学院学士学位论文3立体停车库机械部分”作为我的研究课题,符合现实需要,顺应当今科技发展的潮流。1.2.机械式停车库为了解决多层立体停车库驾驶员驾车上下坡道的问题,20 世纪 60 年代国外出现了一种早期机械式停车库,取消了曲线坡道,汽车上下由升降电梯解决,然而水平运输仍然由驾驶员来驾驶。取车时,驾驶员跟随电梯一起上去,到了楼层后驾驶员驾车离开电梯找车位停下,然后驾驶员坐人梯下楼;相反,取车时,驾驶员先坐人梯上楼,然后开车到电梯口等候电梯,人车随电梯一起下楼。这种车库最大的缺点是,驾驶员在取车等电梯时,一方面等候时间不定;另一方面,汽车处于怠速状态,尾气污染特别严重。这样,虽然解决了坡道行驶问题,却带来其它问题,而且面积和体积的节省并不十分明显。到了 20 世纪 70 年代,随着科学技术的进步,停车库逐渐向全机械化、自动化方向发展,机械式停车库便应运而生。机械式停车库是利用机械设备提高单位面积停车数量的停车方式,分为运送器和停车位两部分。运送器是机械停车设备中装载并运送汽车的部件总称,包括托架、托板、台车等。停车位是车库中为停放汽车而划分的停车空间或机械停车设备中停放汽车的部件,它由车辆本身的尺寸加四周必须的距离组成。这样的车库就把每辆车的停车面积和空间尽可能压缩到最小,车库实际上成为一种停放车辆的容器,充分发挥了机械停车库的优势。进入 20 世纪 90年代,随着电脑智能化管理和自动化仓储技术的发展,出现了智能全自动机械停车库,更加提高了土地利用率。机械式停车库按其停放形式的不同可分为机械立体停车库和复式停车库。复式停车库上下只有两三层,利用机械设备汽车在货架上可以上下重叠放置,车库内有车道和人员停留。机械立体停车库的室内没有人员停留,车辆的存取是全自动的,这种车库是最节省土地资源和自动化程度最高的,其具体优点如下:(l)节省面积,约为平面停车场的 1/2 1/25。特别适合土地紧张的大城市和一:般城市的繁华区。(2)造价低,机械式停车设备每个车位投资约 2 12 万元,而建筑自行式停车库每个车位造价约为 20 万元以上,而且可能造成库内污染。即使平面停车,光土地征用费也是不菲。(3)使用方便。存车时,驾驶员打卡后只需按指示信号把汽车开上升降车上即可南昌航空大学科技学院学士学位论文4离开,系统会自动把汽车放到合适的车位;取车时,驾驶员打卡后系统就会自动把要取的汽车取下来,驾驶员只等待开车离开就行。按设计要求,一般取车时间不超过1 加秒,通常不出现存取车排队的现象。(4)减少了因路边停车而引起的交通事故;(5)增加了汽车的防盗性和防护性;(6)改善了市容环境。综上所述,本课题中的车库形式选择为机械立体车库,以求研究开发一种占地面集小、自动化程度高、安全高效的停车系统。1.3 国内外研究状况近年来世界各国汽车保有量都急剧增加,在给人们带来极大方便的同时也给社会带来了新的问题一汽车的安全有序的存放问题。这一点引起了各国的重视,均拿出资金资助这一课题的研究。尤其是那些人口多、土地相对较少的国家和地区一如日本、韩国以及我国的香港等地区立体停车设备在国外尤其是在欧洲、美国、日本等国发展己有 30 多年的历史,技术经验较为成熟,发展较快的有日本、德国、法国、意大利、荷兰、美国、韩国以及我国台湾等。尤其是日本,从 1962 年研制出第一台立体停车设备以来,至今已经开发、生产出九大类近百个品种的立体停车设备,拥有停车设备制造企业 400 多家,车库设备年增长率达 30%;台湾拥有停车设备制造企业 268 家,产量几乎两年翻一翻;韩国现在拥有停车设备制造企业 400 多家,主要通过引进日本技术和自我开发,每年车库设备以 30%的速度发展。. 我国机械式立体停车设备的早期开发工作开始于 80 年代中期,1992 年以后得到较快发展。而真正有起色则是近几年的事情,因此还处在发展初期我国机械式停车设备早期开发工作从八十年代中期就开始了,从 1992 年以后得到了较快的发展。大多数企业是近几年发展起来的,应当说,还处于刚刚起步的阶段,时间虽短,但也取得了很大的进步,具体情况如下:生产能力:1996 年以前一共才提供了近 4000 个泊位,现有能力己达年产 1 万个泊位;品种方面:已能提供垂直循环式、简易升降式、平面移动式、升降横移式、垂直升降式等多种型式,有些还申请了专利。另外还发展了停车场管理系统、收费系统、咪表等配套设备;产品覆盖面:已为北京、天津、上海、杭州、西安、广州、深圳、重庆、成都、南昌航空大学科技学院学士学位论文5武汉、长沙、太原、徐州、昆明等 10 多个城市提供了各式机械式停车设备及部分配套设备;企业数:1982 年以前我们还没有生产企业,1998 年我们统计国内有研究、开发或生产机械停车设备及配套产品的单位已有 150 多家,还有不少企业正在调整产品结构,转向这一行业。我们生产的机械式停车设备已开始出口日本、台湾等国家和地区。但是,机械式停车设备行业应当说是一个新兴的行业,我们的发展还处于刚刚起步阶段,从行业本身来分析,还存在很多问题:(l)生产能力远远不能满足国内外市场发展的需要;(2)没有具有一定规模的企业,现有能力最大的也就是年产 1000 个泊位;(3)自主开发能力弱,目前大多是仿效国外技术或引进国外技术生产的,缺乏自主开发能力,缺乏对品种、材料、工艺、功能、安全等方面适合国情的研究,产品虽在市场上销售了,但国内没有统一的技术标准,也缺乏安全认证,产品的质量和可靠性难以得到保证。因此,我们应该大力开发机械式立体停车设备,以适应蓬勃发展的国民经济和汽车工业的发展。1.4 本论文研究的主要内容论文在查阅大量资料的基础上,完成了一套实用有效的垂直升降式机械停车设备整体结构的设计工作,并在文中依次阐述停车设备中各个重要环节的设计过程。主要有以下内容:l、垂直升降式立体停车设备总体结构的设计与研究在对国内外同类产品进行分析的基础上,结合造价、技术难度以及用户需求等各个方面的指标,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、垂直升降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、直升降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、配重系统等。并计算升降系统所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。本章小结南昌航空大学科技学院学士学位论文6本章简要介绍了机械式立体停车系统的定义和分类、机械立体停车设备在国外的应用情况、国内停车行业的研究现状以及发展中的一些问题。另外介绍了本课题的来源,总结了本课题研究的目的、意义及拟解决的问题。第二章 立体车库总体结构研究2.1 垂直升降式停车设备概况垂直升降式停车设备习惯上称为电梯式立体车库,同时亦可称为塔式立体停车库,它是将存车位分布在井道周围,然后通过提升机构在井道内做升降运动,实现车辆存取功能的机械式停车设备。此类车库一般每层可以存两辆车,整个车库一般在 10 层以上,可以停放 20--60 辆汽车,而占地面积不到 50 平方米,所以具有很高的平面和空间利用率,具有高效、节能、噪声低、安全可靠、操作筒单、维护方便等特点。最适合建在寸土寸金的城市中心区。在 20 世纪 20 年代,已经出现了电梯式立体停车库。M 当时是以汽车专用电梯作为提升工具,驾驶员(或泊车员)需随车升降存取车辆。到 60 年代后期,欧、美、日等发达国家的大都市都出现了停车难问题,这使得立体车库开始发展和普及。欧洲的德国、意大利等国家开始建造大型的电梯式立体停车库,此时已实现机械横移存取车辆,无需驾驶员跟车上下。到 80 年代末 90 年代初,随着微机技术、可编程技术以及交流变频技术的发展和成熟,以电梯为核心的电梯式立体车库开始在日本、欧洲、美国、韩国、台湾等地大量兴起,成为机械式立体停车库的一大主流。垂直升降式停车设备主要由钢结构骨架、提升装置、横移装置、停车检测系统、电控系统、安全保护系统、自动消防系统等组成,是一种技术含量很高的科技产品。垂直升降式停车设备的工作原理是:存车时,用提升机构将车辆和载车板提升到指定的楼层,然后用安装在提升轿厢上的横移机构将车辆和载车板存入存车位;取车时,通过稹移机构将指定存车位上的车辆和载车板取出送入提升机构,提升机构下降到出口处,车辆离去。2.2 车库整体方案中华人民共和国机械行业标准 JB/T 8713.1998:机械式停车设备类别、型式与基本参数要目中,在参考国外标准的基础上,结合我国的实际情况列出了垂直升
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