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1、本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：自动立体车库结构及操纵系统设计 学 院： 机械工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 机自094 学 号： 05 学生姓名： 李 锐 指导教师： 蔡家斌 2021年5月25日贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的功效、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 目 录摘 要III第一章 前 言1立体车库概述1立体车库的分类1立体车库在国内外的进展状况4第二章 整体方案的拟定6起落横移式立体
2、车库工作原理6外部框架方案的选择6钢结构的特点6框架的选择8横移传动机构的设计9起落传动机构的设计10设计方案的比较10起落方案的确信10设计数据11第三章 各机构的设计、计算及校核12载车板重量估算12受力梁的计算、选型与校核12纵梁的计算、选型与校核12横梁的计算、选型与校核16受力柱的计算、选型与校核19横移机构的设计计算20横移电机的选择20横移传动链的选择与计算21横移链轮的尺寸计算23横移链的静强度计算25 横移链的利用寿命计算25横移链的耐磨损工作能力计算25滚子链的抗胶合工作能力计算26起落机构的设计计算27起落电机的选择27减速机与传动轴之间链传动的选择与计算27提升轴上双排
3、链轮的尺寸计算29提升链的选择与计算31提升链轮的尺寸计算32起落链的静强度计算34起落链的耐磨损工作能力计算35起落链的抗胶合工作能力计算36 传动轴的设计与校核36第四章 立体车库操纵部份的设计43操纵系统整体设计43立体车库检测点散布44操纵器的选择44的选型及I/O口的分派44操纵程序编制45第五章 结 论49参 考 文 献50致 谢51附录 立体车库CAD图52自动立体车库结构及操纵系统设计摘 要立体车库是一种用以实此刻较小面积停放更多车辆的机械设备，本文介绍了立体车库的大体情形和要紧分类，并以双层起落横移式立体车库为设计对象，对立体车库进行了综合分析。起落横移立体车库可分为三个部份
4、，即车库框架、传动机构、操纵系统，车库框架和传动机构同属于机械部份。机械部份要紧完成了外部框架结构的选型及力学计算和校核，对照了各类传动方式的特点，设计了起落机构和横移机构，完成了立体车库链传动、提升轴等部份的计算与校核。电气部份采纳三菱FX2N-80mr型PLC为操纵核心，完成了PLC的I/O分派、流程图绘制、接线图绘制，并编写了部份操纵系统梯形图。关键词：立体车库，起落横移，链传动，PLC第一章 前 言立体车库概述几十年来，科学技术的飞速进展使得人们的生活日新月异，曾几何时，作为权利与身份象征的汽车已经成为们人日常生活的一部份，迅速的普及开来。但是，随着我国城市化率愈来愈高，城市的数量不仅
5、愈来愈多，其体积也愈来愈大，产生的停车难问题愈来愈凸显出来。就一般住宅小区而言，私家汽车增加的数量早已超过大多数小区建设时的计划，这使得许多车辆只能停在道路两边，给本已拥堵不堪的城市交通带来了更多隐患。车辆无处停放在专门大程度上是城市进展到必然程度，滞后的基础设施建设与昂贵的用地本钱彼此作用产生的结果，也是经济高速进展后，城市计划部门对以后车辆数量预估不足造成的。因此，提高停车的空间利用率就成了解决这一问题的最正确选择，立体车库就如此应运而生了。立体车库顾名思义确实是通过机械式结构让车库“立体”起来，使其成为像住宅一样的多层结构，以实现用较少的用地面积停更多车辆。与传统停车方式相较较，立体车库
6、具有节省占地面积、出人库治理方便、存取车省时省力、配置灵活等特点，在一样住宅小区，假设利用双层起落横移式立体车库，可节约近一半用地面积；在某些大型商场和城市中心地带采纳的垂直起落式立体车库由于存车库可达2025层，可寄存4050辆车，而占地面积仅需50。 另外，立体车库和传统的地下停车场相较能够加倍有效的保证人们的平安，人在车库内或车停的位置不正确时，自动停车系统便可不能启动，以保证人车平安。应该说，机械车库从治理上能够做到完全的人车分流。立体车库的分类立体车库诸多的优势使得它拥有广漠的进展前景。因此，各类类型的立体车库应运而生，依照利用规模和利用地址不同，立体车库要紧有以下几种：（1）水平循
7、环式立体车库顾名思义，它是一种采纳一个水平循环运动的车位系统来存取和停放车辆的立体车库，可分为圆形循环式和箱型循环式两种形式。它具有这些优势：能够省去进出车道，适合建于狭长地形的地址，因此能够降低通风装置的费用，而且假设多层重叠可建成大型停车场。尽管安装性价比较高，但由于大多数情形下只有一个出入口，因此建的越大取车越困难，专门是在上下班顶峰取车时刻太长，因此难以普遍推行。图 水平循环式立体车库（2） 垂直起落式立体车库这种结构的立体车库一样是两个停车板为一层，由一个提升机将车辆输送到指定层次停车，结构原理与电梯类似，这种停车库一样能够建成数十米高，由于每层只停两辆车，因此占地面积一样不到50平
8、方米，由于它土地利用率极高，因此超级适合在寸土寸金的都市繁华地段，其在欧美及日本的大城市中应用超级的多。只是由于层数太高，立体车库的操纵系统和平安系统会比较复杂，因此故障发生情形较多且建设保护本钱会比较高。图 垂直起落式立体车库（3） 起落横移式立体车库起落横移式立体车库大多数为小型停车库，一样为25层，采纳链传动或钢丝绳传动的方式来提升载车板，顶层以下每层空出一个车位，以方便基层车横移给上层车让出通道。它型式多样，建设本钱低，而且能适应许多场地，专门是居民住宅小区停车的需要，因此应用极为普遍。图 起落横移式立体车库（4）巷道堆垛式立体车库巷道堆垛式立体车库的运行原理在必然程度上和堆垛式仓储中
9、心相似，通过一个可起落横移的搬运机将车辆输送到各个停车位。一样规模较大，封锁性高，监控检测设备多种多样，因此可实现车辆防盗及爱惜人员平安，适用于大型地下停车库的成立。可是由于规模较大，因此建设本钱较高，保护不易。图 巷道堆垛式立体车库立体车库种类繁多，形式多样，除以上要紧四种之外，还有垂直循环式、多层循环式、多层圆盘旋转式，平面移动式等，这些种类由于应用较少，因此不做介绍。立体车库在国内外的进展状况就进展类型来讲，自动立体停车装备系统活着界各地的进展是不尽相同的，德国开发最先，技术居于领先地位，在二层及多层平面式立体停车库系列中，它已进展了H型、U型和V型。日本由于国土面积小而应用最广，自从1
10、959年引进了建造机械式立体停车库技术以后，其已经在本土上共建造了数万座多种形式的机械式车库，平均每座容车量达到十辆左右，最多的能达到百辆以上。从技术特点上看，日本更重视竖式自动立体车库的进展，即密集型自动立体停车库的进展。进入20世纪以来，在国内举办了多个与停车设备相关的展览会，这些展览会吸引了来自德、日、美等世界上知名的停车设备制造商，全自动立体停车设备的容车能力及其技术完备，先进程度已被世界广泛承认和接受。国内正处于经济与建设发展阶段，立体车库系统在国内大型城市的发展已有一定时间，在解决停车难的问题上取得了较为良好的效果，但在一些三线城市及大多数中小城市还未普及开来。 就操纵技术来讲，目
11、前国内外大多数自动立体停车装备系统采纳PLC操纵，通信方式以有线通信为主。尽管PLC在功能特点上有很多优势，完全能够知足小型立体停车系统的需求，可是关于大型立体停车系统而言，运行速度和生产的本钱两个方面成了制约其进展的因素。在运行速度方面，PLC的运算速度只能达到脚(微秒)级，这随着大型电子智能化立体车库的进展已经慢慢地不能知足出库对操纵芯片的要求了；在生产本钱方面，大型电子智能化立体车库需要的I/O点数比较多，若是用PLC的操纵方式，生产本钱将会很高，这关于降低电子智能化立体车库的存取车的本钱来讲是一个严峻的挑战。有线通信作为一种已经趋于成熟的通信技术，具有多方面的优势特点。第一，低损耗、高
12、容量、低色散的单模光纤在通信干线中占绝对的主导地位。第二，智能型网络及外围设备用电缆作为接口。由于立体车库的特殊性，有线通信方式在车库的应用中存在一些问题，具体表现如下：（1）由于PLC的I/O点数限制，有线线缆布线的复杂,使系统搜集的信号数量有限，关于大型智能型立体车库的实现是一个瓶颈，性能很难再有进一步的提升。第二，有线传输电缆在车辆调度进程中，随拖车板起落横移，很容易显现故障，关于规模庞大的车库，本钱较高、布线复杂而且阻碍美观。（2）RS-485通信速度慢，不支持热插拔、需要专门的驱动程和485卡，给利用带来诸多不便。因此，就以后大型化和智能化立体车库的进展来看，作为操纵核心，用DSP外
13、扩CPLD比PLC更有优势。第一在运行速度方面，PLC的运算速度只能达到us级，而DSP的运算速度能够到ns级，因此能更好地知足电子高智能化立体车库关于操纵芯片的要求；在生产本钱方面，由于立体车库需要的 I/O点数比较多，若是用PLC的操纵方式，生产本钱将会很高，可是用DSP+CPLD实现的话会在生产本钱上大大降低，目前DSP外扩CPLD的方式已经取得了普遍的应用；在功能扩展方面，DSP在片内集成了各类工业上经常使用的各类模块，为立体车库功能的升级提供了壮大的硬件保障。另外，相较于传统的通信方式，无线通信能解决有线通信无法解决的问题。利用无线通信代替原先的有线通信方式,可有效增加搜集信号的数量
14、，提高立体车库的智能性，为进一步的技术升级打下基础，幸免了布线的复杂性，有利于故障的迅速定位和设备保护，同时能够大大节省立体车库有线线缆的本钱，当立体车库规模较大时尤其明显。采纳无线通信方式代替有线通信方式，使立体车库能够监控的信号加倍丰硕，工作加倍稳固靠得住，为新型电子高智能化立体车库的实现打下了坚实的基础。第二章 整体方案的拟定起落横移式立体车库工作原理本次设计所做为双层起落横移式立体车库，这也是起落横移立体车库中最为简单，但同时也是最为典型的设计。立体车库的上层只能够进行起落，而基层只能够横移，基层有一个车位空出，以便基层两个载车板能够横移方便。基层车位存取车无需移动或起落，可由驾驶员直接驶入车库停车，上层车位存车需先由基层横移电机带动基层载车板横移留出空位，然后上层起落电机驱动上层载车板向下移动到基层，以便驾驶员停车入库，人离开车库后起落电机反转，将载车板从头拉回上层，然后横移电机反转，将基层载车板移动到原有位置，驾驶员取车时，步骤与存车相同。车库工作原理示用意如下，其中6号车位空缺：图 起落横移式立体车库工作原理示用意外部框架方案的选择钢结构的特点在工程建设中，钢结构是最为经常使用的材料之一，一样可作为梁、柱、板、支架等结构材料，而且各类连接用件，如螺栓、螺钉，键，和传动机构如轴、钢丝绳等等都由钢
