下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì) 系部名稱(chēng) ： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 08-1 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱(chēng) ： 講師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一二年六月 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 The Graduation Design for Bachelors Degree Stereoscopic Garage Candidate： Specialty： Mechanical Design and Manufacture Automation Class： 08-1 Supervisor： Heilongjiang Institute of Technology 2012-06 Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 在我國(guó)汽車(chē)保有量越來(lái)越大、停車(chē)問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重的情況下，開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的立體車(chē)庫(kù)，是解決停車(chē)問(wèn)題的有效途徑。 車(chē)輛無(wú)處停放的問(wèn)題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一 定程度產(chǎn)生的結(jié)果，我國(guó)也于 90 年代初開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)機(jī)械立體停車(chē)設(shè)備，距今已有 近二十 年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶(hù)與車(chē)位的配比為1:1，為了解決停車(chē)位占地面積與住戶(hù)商用面積的矛盾，立體停車(chē)設(shè)備以其平均單車(chē)占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶(hù)接受。 在此設(shè)計(jì)中，通過(guò)利用杠桿和鏈傳動(dòng)曳引活動(dòng)梁實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)的二層存取。 在完成確保雙層車(chē)輛均可自由存取的總體框架的設(shè)計(jì)后，對(duì)鏈傳動(dòng)存取車(chē)輛裝置及其零部件、活動(dòng)梁及停車(chē)梁等主要結(jié)構(gòu)及其零部件進(jìn)行計(jì)算校核。 該立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉，比較適合于家庭用戶(hù)。 關(guān) 鍵詞 ：立體車(chē)庫(kù)； 杠桿 ； 鏈傳動(dòng) ； 曳引 ；校核 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT In our country, as the automobile amount increasing ceaselessly, the parking problem becomes more and more serious. An effective method to solve the parking problem is to develop the stereoscopic garage which adapts to the current situation of our country. In this design, one can use the stereoscopic garage to store and take car in any layer of the double-layer garage by the dragging of the movable ridge, which is accomplished by the lifting and lowering of the level and the transportation of the chain. After finishing the entire design which ensuring that the cars in each layer come in and go out freely without causing obstructions to each other, the tractor-driven device and its fittings,as well as the main structure,such as the movable ridge and parking ridge and their fittings are designed an checked. Having the advantages of the simple structure, convenient operation and low costs, this stereoscopic garage is a good choice for home users. Key words: Stereoscopic Garage； Level； Transportation of Chain； Tractor-driven； Check 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 . I Abstract . II 第 1 章 緒論 . 1 1.1 課題背景 . 1 1.2 立體車(chē)庫(kù)研究意義 . 1 1.3 立體停車(chē)設(shè)備國(guó)內(nèi)外發(fā)展綜述 . 2 1.4 主要研究?jī)?nèi)容 . 2 第 2 章 方案選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 4 2.1 立體車(chē)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 4 2.1.1 車(chē)型及車(chē)庫(kù)參數(shù) . 4 2.1.2 車(chē)庫(kù)工作流程 . 4 2.2 液壓系統(tǒng)部件的選擇與計(jì)算 . 4 2.2.1 液壓缸的選擇與計(jì)算 . 4 2.2.2 液壓泵的選擇 . 7 2.2.3 泵電動(dòng)機(jī)的選擇 . 8 2.3 傳動(dòng)部件的選擇與計(jì)算 . 8 2.3.1 減速機(jī)的選擇 . 8 2.3.2 鏈條的設(shè)計(jì) . 9 2.3.3 鏈輪的設(shè)計(jì) .11 2.4 軸承和軸承座的類(lèi)型 . 13 2.4.1 軸承的類(lèi)型 . 13 2.4.2 軸承座的類(lèi)型 . 14 2.5 其它主要零件的選擇 . 14 2.5.1 停車(chē)梁的選擇 . 14 2.5.2 支承梁與活動(dòng)梁的選擇 . 14 2.6 本章小結(jié) . 15 第 3 章 主要部件強(qiáng)度剛度校核 . 16 3.1 軸的強(qiáng)度和剛度校核 . 16 3.1.1 主動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 . 16 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3.1.2 主動(dòng)軸的剛度校核 . 18 3.1.3 從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 . 19 3.1.4 從動(dòng)軸的剛度校核 . 24 3.2 軸承和鍵的校核 . 25 3.2.1 軸承的校核 . 25 3.2.2 鍵的強(qiáng)度校核 . 27 3.3 梁的強(qiáng)度和剛度校核 . 28 3.3.1 梁的自由扭轉(zhuǎn)計(jì)算 . 28 3.3.2 活動(dòng)梁的強(qiáng)度和剛度校核 . 28 3.3.3 停車(chē)梁的強(qiáng)度和剛度校核 . 35 3.4 本章小結(jié) . 38 結(jié)論 . 39 參考文獻(xiàn) . 40 致謝 . 41 全套 資料帶 CAD 圖， QQ 聯(lián)系 414951605 或 1304139763 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 1.1 課題背景 我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，房地產(chǎn)業(yè)和汽車(chē)工業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)得到了高速發(fā)展，尤其隨著我國(guó)城市建設(shè)速度的加快和人民生活水平的提高，轎車(chē)進(jìn)入家庭已成為必然趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2011 年 我國(guó)民用汽車(chē)保有量約 10578 萬(wàn)輛。其中 私人 轎車(chē)占 41%。 需要大量的 轎車(chē)泊位 ， 通過(guò)建立立體停車(chē)庫(kù)來(lái)解決 我國(guó)城市停車(chē)難的問(wèn)題。 2011 年，我國(guó)已成為全球第 一 大 汽 車(chē)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售總量達(dá)到 1850.51 萬(wàn)輛，而汽車(chē)保有量 破億 ，其中私人轎車(chē)的保有量就有 4322 萬(wàn)輛。停車(chē)難成為繼行車(chē)難之后困擾各大中城市的交通難題。 我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展和汽車(chē)銷(xiāo)售額的高速增長(zhǎng)，必然給城市交通（包括動(dòng)態(tài)交通和靜態(tài)交通）帶來(lái)巨大的壓力，各地政府雖已花大力支持城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，但始終難以滿(mǎn)足汽車(chē)快速增長(zhǎng)的需要。最近十幾年來(lái)，我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)速度年平均在 10% 15%，而城市道路年平均增長(zhǎng)速度只有 2% 3%。特別是大城市的機(jī)動(dòng)車(chē)擁有量和交通的增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)交通基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度。如北京市在 90 年代小汽車(chē)年平均年增長(zhǎng)速度 達(dá)到 30%左右，但城市道路年平均增長(zhǎng)率只有 1.2%，道路面積年增長(zhǎng)率為 3.7%。靜態(tài)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)更落后于動(dòng)態(tài)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，全國(guó)停車(chē)位缺口平均在 60%以上。因此造成大量車(chē)輛停在道路內(nèi)，形成馬路停車(chē)場(chǎng)。隨著汽車(chē)進(jìn)入家庭的速度不斷加快，對(duì)城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的壓力越來(lái)越大。交通擁堵、停車(chē)難已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)很多城市發(fā)展的嚴(yán)重制約因素，因此也引起了各級(jí)政府的重視。解決停車(chē)難的一個(gè)主要手段就是建設(shè)立體停車(chē)庫(kù)。 立體停車(chē)庫(kù)可以高效地利用土地面積；可以提高交通車(chē)輛的流通速度；可以保證車(chē)輛的安全有序的管理。因此，近 十多年 年 來(lái)立體停車(chē)庫(kù)在我國(guó)得到了高速的發(fā)展，智能停車(chē)設(shè)備行業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)新興的行業(yè)。從 1997 年到 2000 年，年遞增速度在 30%以上， 2000 年到 2009 年，年遞增速度達(dá) 50%以上。到 2009 年底，全國(guó)已有 31 個(gè)省，自治區(qū)，直轄市的 56 個(gè)城市興建了機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)，共 2200 個(gè)，其中，以北京、上海、江蘇、浙江、廣東發(fā)展較快。預(yù)計(jì)在今后五到十年間這種需求有增無(wú)減。 1.2 立體車(chē)庫(kù)研究意義 隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市中的商業(yè)大廈、高級(jí)寫(xiě)字樓、辦公樓和居民小區(qū)如雨后春筍般拔地而起。各大城市對(duì)城市建設(shè)的規(guī)劃都提出在這些高 樓大廈和住宅小區(qū)必須提供機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)場(chǎng) (庫(kù) )的要求。而由于城市建筑用地的緊張和地價(jià)的居高不下，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 這些停車(chē)場(chǎng)自然由過(guò)去的平面形式轉(zhuǎn)為立體形式和地下形式，以期在現(xiàn)有面積的條件下擴(kuò)大停放車(chē)位的數(shù)量 1.3 立體停車(chē)設(shè)備國(guó)內(nèi)外發(fā)展綜述 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r :設(shè)備在國(guó)外最早出現(xiàn)日本。自 1959 年起日本開(kāi)始研究，逐步進(jìn)入設(shè)計(jì)和制造。 1965 年成立行業(yè)協(xié)會(huì)，發(fā)展至今有 110 家會(huì)員。目前在日本立體停車(chē)庫(kù)應(yīng)用普及率很高，主要集中在大城市，在東京、名古屋、大阪三大地區(qū)集中了全國(guó) 75%的車(chē)庫(kù)。在這些城市，幾乎每條街道都能看到不同型式的車(chē)庫(kù)，所 以日本的停車(chē)問(wèn)題解決得相當(dāng)好。日本的車(chē)庫(kù)種類(lèi)很多，技術(shù)比較先進(jìn)。主要種類(lèi)有升降橫移式，垂直循環(huán)式和垂直升降式。 國(guó)外立體停車(chē)設(shè)備的技術(shù)以日本和德國(guó)領(lǐng)先，其發(fā)展主要有兩個(gè)特點(diǎn)： 一是高技術(shù)含量高。日本和德國(guó)的車(chē)庫(kù)行業(yè)將機(jī)、電工業(yè)的高新技術(shù)成果隨時(shí)轉(zhuǎn)化和移植到車(chē)庫(kù)產(chǎn)品中，使車(chē)庫(kù)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品更新很快。比如高速曳引機(jī)和 VVVF調(diào)速控制技術(shù) (即高速電梯技術(shù) )很快應(yīng)用到垂直升降式車(chē)庫(kù)產(chǎn)品，使這種電梯式車(chē)庫(kù)存取速度更快，存車(chē)量更大，從而逐步替代老式的垂直循環(huán)式塔型車(chē)庫(kù)。又如計(jì)算機(jī)管理、 IC 卡識(shí)別、計(jì)時(shí)收 費(fèi)系統(tǒng)一出現(xiàn)，立即應(yīng)用于停車(chē)庫(kù)，使車(chē)庫(kù)溶于城市樓宇自動(dòng)化管理系統(tǒng)中，無(wú)論是公共停車(chē)還是住宅停車(chē)變得更容易、更方便。 二是車(chē)庫(kù)產(chǎn)品朝著性能價(jià)格比更高的方向發(fā)展。即不但重視停車(chē)密度和高性能，更講究產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。日本經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了幾次高潮和低谷，車(chē)庫(kù)行業(yè)亦幾起幾落，在競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品越趨成熟越注重經(jīng)濟(jì)實(shí)用，性能價(jià)格比更高。比如日本的三菱、大幅株式會(huì)社和德國(guó) PALIS 公司均研制成功停車(chē)密度較高，而造價(jià)較低的高層車(chē)庫(kù)和無(wú)車(chē)板、無(wú)車(chē)架等先進(jìn)車(chē)庫(kù)。這些新產(chǎn)品都是 90 年代的新技術(shù)，一問(wèn)世，很快替代了老產(chǎn)品，并且正在打入 了中國(guó)車(chē)庫(kù)市場(chǎng)。 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r :我國(guó)在 20 世紀(jì) 80 年代初開(kāi)始研制機(jī)械式停車(chē)設(shè)備，進(jìn)入 90 年代，有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。從 1992 年進(jìn)口第一座垂直循環(huán)式車(chē)庫(kù)到 1996 年成立立體停車(chē)設(shè)備協(xié)會(huì)，短短幾年時(shí)間就完成了從產(chǎn)品和技術(shù)引進(jìn)到自主開(kāi)發(fā)、制造的過(guò)程。幾年來(lái)各種類(lèi)型的車(chē)庫(kù)設(shè)備相繼出現(xiàn)，協(xié)會(huì)成員已發(fā)展到 60 多家企業(yè)和研究院所。目前上海、北京、深圳、廣州、天津、成都、大連、南京、濟(jì)南、福州、沈陽(yáng)等城市都相繼出現(xiàn)了立體車(chē)庫(kù)。庫(kù)型以小型車(chē)庫(kù)為主， 100 個(gè)車(chē)位以下的占 64%； 100500 個(gè)車(chē)位的占 33%； 500 個(gè)車(chē)位以上的 大型車(chē)庫(kù)占 3%，但已有增長(zhǎng)的勢(shì)頭。使用地以商業(yè)住宅小區(qū)為主，用于小區(qū)配套的占 50%，單位自用停車(chē)庫(kù)占 30%，公共停車(chē)庫(kù)占 20%。 1.4 主要研究?jī)?nèi)容 基于立體停車(chē)設(shè)備廣闊的市場(chǎng)前景，結(jié)合 國(guó)內(nèi)立體車(chē)庫(kù)發(fā)展的現(xiàn)狀，決定研究設(shè)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 計(jì)較為簡(jiǎn)單的家庭用雙層立體車(chē)庫(kù)，設(shè)計(jì)以成本低廉，操作方便為原則。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 方案選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 立體車(chē)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1.1 車(chē)型及車(chē)庫(kù)參數(shù) 車(chē)型選擇為中小型轎車(chē)，以桑塔納 LX 為例車(chē)輛總長(zhǎng) 4546mm，總寬 1690mm，總高 1427mm，質(zhì)量 1030kg。軸距為 2548mm，輪距前 1411mm，后 1422mm。由于設(shè)計(jì)定位于低成本的簡(jiǎn)易型雙層立體車(chē)庫(kù)，所以決定采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)易俯仰式立體車(chē)庫(kù)。車(chē)庫(kù)總長(zhǎng) 6700mm，總寬 2330mm，停車(chē)總高度 3500mm，二層車(chē)板距地面 1900mm，二層停車(chē)板最大承受質(zhì)量為 1500kg，俯仰角度為 10。 2.1.2 車(chē)庫(kù)工作流程 其工作原理是二層停車(chē)板處于水平位置時(shí)，下層車(chē)輛可自由出入。當(dāng)有車(chē)輛需要進(jìn)出二層停車(chē)位時(shí)，啟動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)使液壓缸的柱塞下降從而使停車(chē)梁整體下降。當(dāng)停車(chē)梁下降到指定位置時(shí)，液壓泵停止工作，停車(chē)梁尾部電 動(dòng)機(jī)通過(guò)鏈輪帶動(dòng)鏈條使活動(dòng)梁伸出直至地面，此時(shí)車(chē)輛通過(guò)活動(dòng)梁進(jìn)出二層停車(chē)板，隨后活動(dòng)梁收縮至停車(chē)板內(nèi)，液壓泵再次工作推動(dòng)柱塞上升，在停車(chē)板到達(dá)水平位置后停止工作，到此完成了上層車(chē)輛的進(jìn)出。通過(guò)上述動(dòng)作便可實(shí)現(xiàn)雙層立體停車(chē)。 9 6 0 0圖 2.1 立體車(chē)庫(kù)原理圖 2.2 液壓系統(tǒng)部件的選擇與計(jì)算 2.2.1 液壓缸的選擇與計(jì)算 1.計(jì)算受力 在設(shè)計(jì)初，所有的質(zhì)量都是未知的，所以估取車(chē)輛自重 2 噸約為 20KN，停車(chē)梁與各梁的自重為 1 噸約 10KN。停車(chē)梁的長(zhǎng)度 為 6500mm，兩支點(diǎn)的中心距為 4300mm。其受力情況見(jiàn)圖 2.2。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 6 0 0 m m2 1 6 0 mm1 6 0 0 mm1 6 0 0 mm6 5 0 0 mmy xF yF 11 0 G1 G 2F xF 1 F 1 圖 2.2 停車(chē)梁受力分析 其中，xF-液壓缸的力在 Y 方向上的投影；（ N） 1G-液壓缸的力在 X 方向上的投影；（ N） 2G-車(chē)重作用在停車(chē)梁上的力；（ N） 1F-支承梁作用在停車(chē)梁上的力；（ N） 2F、 2F-分別是停車(chē)梁靜止和上升時(shí)的摩擦力；（ N）摩擦系數(shù)取 0.5 按計(jì)算公式 0x 0y 0m 計(jì)算 12s i n 1 0 0xmF G G F o12c o s 1 0 c o s 1 0 0yF G G oo12 0yF O C G A C G B C 式中，當(dāng)槽鋼即停車(chē)梁靜止時(shí)2 mFF；當(dāng)停車(chē)梁上升時(shí) 2 mFF。 解得 2 2390F N 13600yF N 1 15960F N xF 2820N（靜止時(shí)） 7600xF N（上升時(shí)） 每側(cè)受力 2 1195F N 6800yF N 1 7970F N 1410xF N（靜止時(shí)） 3800xF N（上升時(shí)） 當(dāng)液壓缸工作時(shí)，認(rèn)為停車(chē)梁處于水平位置，但受力的情況如圖 2.3 所示： 600mm 2160mm 1600mm 1600mm6500mmyxF y F 1G 1 G 2F xF 1 F 1 A B 圖 2.3 停車(chē)梁受力分析 按公式 0y 0m 計(jì)算 12 0yF O C G A C G B C 1F yF 1G 2G 0黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 解得 13620yF N 1 16370F N 作用在每一側(cè)的力分別為 6810yF N 1 8190F N 2.作用在耳環(huán)銷(xiāo)軸上的力 計(jì)算耳環(huán)銷(xiāo)軸上的力的目的在于確定作用在液壓 缸上的力，靜止和舉升時(shí)液壓缸上的力按照 s i n 1 0 c o s 1 0xyF F Foo(2.1) 靜止時(shí) 1410xF N 6800yF N 6940F N 舉升時(shí) 3800xF N 6800yF N 7360F N 液壓缸在工作時(shí)也就是液壓缸達(dá)到最大行程時(shí)，液壓缸所產(chǎn)生的力只是保持現(xiàn)有狀態(tài)，此時(shí) 6810F N。因此，液壓缸的計(jì)算按著最大力的情況下計(jì)算。 3.液壓缸的計(jì)算 已知液壓缸輸出的力 7360F N，工作壓力 P 未知，但按照液壓元件手冊(cè)上選取，考慮到負(fù)載的變化，所以選取負(fù)載 5KN 10KN 對(duì)應(yīng)的工作壓力 1.5MPa 2MPa，故取 2P MPa。根據(jù)液壓缸的理論輸出力 F 和系統(tǒng)選定的壓力。計(jì)算內(nèi)徑 D 按計(jì)算公式 4FDP(2.2) 式中， F -理論輸出力 (N)； P -系統(tǒng)壓力 (MPa)； 0tFF (2.3) 式中，0F-活塞桿的實(shí)際作用力0F=7360N； -負(fù)載率；取 =0.6 t-液壓缸的總效率；假設(shè)液壓缸的密封采用橡膠圈則t 1（容積效率）t=0.9 0 1 3 6 2 9 . 6 3tFF N 缸筒內(nèi)徑 4 9 3 .1 5FDPmm 取缸徑標(biāo)準(zhǔn)值 100D mm。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)缸徑選擇液壓缸，確定為冶金設(shè)備用的標(biāo)準(zhǔn)液壓缸，型號(hào)為Y-HGI-6.3Mpa100/56860L1F6HLQ。 設(shè)定速度比 1.46 ，已知行程為 860mm，令其在 30s 內(nèi)伸出，則 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 1 860 0 .0 2 930v m/s 21 0 .0 3 3vv m/s 式中，1v-活塞桿伸出的速度（ m/s）；2 v-活塞桿收回時(shí)的速度（ m/s） ， 則下降時(shí)需用的 時(shí)間為 860 2 5 .9 83 3 .0 9 s 4.液壓缸的結(jié)構(gòu)及安裝尺寸 液壓缸的結(jié)構(gòu)和尺寸安裝分別見(jiàn)圖 2.4 和表 2.1， 2.2。 TVTV VG圖 2.4 液壓缸尺寸 表 2.1 液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸 缸徑 D(mm) 活塞桿直徑 (mm) 油口尺寸 聯(lián)接螺紋 桿端螺紋 d(mm) 100 56 33 2M 42 2M 56 表 2.2 液壓缸的安裝尺寸 缸徑 TV VG BA FB 100 135 180 68 22 2.2.2 液壓泵的 選擇 已知活塞桿伸出的速度1 0.023v m/s，根據(jù)計(jì)算公式 vqv A 缸( 2.4) 式中， q -液壓缸的流量及泵的實(shí)際流量（ L/min）； A -液壓缸活塞的有效面積（ m2） v缸-液壓缸的容積效率；取 1v 缸，故 1 0 .6 8q v A L/min 因此，泵的實(shí)際流量 2 2 1 .3 6qq泵L/min 估取泵的容積效率為 0.8v ，則泵的理論流量 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 v2 6 .7 t qq 泵 L/min 若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 940 r/min，則泵的排量 28.4tqV n ml/r 泵的選擇因根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際工況來(lái)選擇，在固定設(shè)備中液壓系統(tǒng)的正常工作壓力為泵的額定壓力的 70% 80%，對(duì)于系統(tǒng)工作壓力為 2MPa，則泵的額定壓力在2.5MPa 3MPa。此外泵的流量須大于液壓系統(tǒng)工作時(shí)的最大流量，以保證有足夠的壽命，泵的類(lèi)型應(yīng)選用內(nèi)嚙合齒輪泵。根據(jù)額定壓力和排量確定泵的型號(hào)為 G（ P） A3-25，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 2.3 表 2.3 液壓泵技術(shù)參數(shù) 排量 ml/r 壓力 MPa 轉(zhuǎn)速 r/min 效率 質(zhì)量 kg 外型尺寸 額定 最高 容積 總效 長(zhǎng) 寬 高 33.0 10 940 80% 85% 19.4 203152150 2.2.3 泵電動(dòng)機(jī)的選擇 泵的輸出功率 P p q （ 2.5） 式中， p -工作壓力 q -泵的流量 已知工作壓力 2p MPa， 2 4 . 8 2vq v n l/min， 則泵的輸出功率 0 .8 3P p q kw 而泵的輸人功率 0 .9 7 3iPpkw 因?yàn)楸玫妮斎斯β始礊殡妱?dòng)機(jī)的機(jī)械功率，故電動(dòng)機(jī)的功率為 0.973kw。選用 R系列三相異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 2.4 表 2.4 三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定功率 kw 滿(mǎn)載時(shí) 重量 kg Y112M-6 1.5 轉(zhuǎn)速 r/min 電流 A 效率 功率因子 3.3 940 3.91 77.5 0.74 2.3 傳動(dòng)部件的選擇與計(jì)算 2.3.1 減速機(jī)的選擇 通過(guò)測(cè)量可以初步知道活動(dòng)梁所走的長(zhǎng)度約為 5000mm。如果要在 30s 內(nèi)收回，則鏈輪的線(xiàn)速度 0.17v m/s。估取大鏈輪的分度圓直徑 100d mm，活動(dòng)梁與停車(chē)板的質(zhì)量約為 300kg。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 1.鏈條所承受的拉力 s i n 1 0 5 2 0 . 9 5FG o KN，其中 G 為行車(chē)板與活動(dòng)梁的重力。傳遞功率 0 .0 8 81000FvP kw， 則設(shè)計(jì)功率為 0 . 0 5AdZMKPP KK kw，此功率即為電動(dòng)機(jī)功率。式中，AK-工況系數(shù)；取AK=1.0；ZK-小鏈輪齒輪系數(shù)，取小鏈輪齒數(shù) 17，則ZK=0.887；MK-多排鏈排數(shù)系數(shù)；取MK=2 2.鏈輪轉(zhuǎn)速為 30 3 2 .4 7vnrr/min， 式中， v -鏈輪線(xiàn)速度； r -分度圓半徑， r =50 2 6 .0 5M F r Nm。 3.中心鏈輪的扭矩 2 6 .0 5M F r Nm。式中， F -鏈條所受力； r -分度圓半徑。估取小鏈輪的分度圓直徑 80d mm，則電動(dòng)機(jī)的扭矩 2 0 . 8 42dMF Nm。 4.根據(jù)設(shè)計(jì)擺線(xiàn)針輪減速機(jī)， 該減速機(jī)傳動(dòng)比范圍大、體積小、重量輕、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 選用電動(dòng)機(jī)的扭矩 M 20.84 Nm 和功率 0.05dP kw， 選擇擺線(xiàn)針輪減速機(jī) 8085，該減速機(jī)功率 0.18kw，輸入轉(zhuǎn)速 1500r/min， 輸出轉(zhuǎn)速 43r/min，輸出軸直徑18mm，重量 1.1kg。 2.3.2 鏈條的設(shè)計(jì) 1.小鏈輪上的鏈條計(jì)算 小鏈輪的轉(zhuǎn)速1 43n r/min，估算大鏈輪的轉(zhuǎn)速為2 32.47n r/min。 （ 1） 傳動(dòng)比 i 計(jì)算傳動(dòng)比按公式12ni n 計(jì)算，則 1.32i 。 小鏈輪的齒數(shù) 1 17z ，則大鏈輪的齒數(shù)212 2 .5z i z 取 22，則實(shí)際傳動(dòng)比 1.29i ，那么 n2 的實(shí)際轉(zhuǎn)速為 33.33 r/min。 （ 2）鏈條節(jié)距 p 由設(shè)計(jì)功率dp和小鏈輪的轉(zhuǎn)速 n1，選用 0.8A 型的鏈條，其節(jié)距 12.7p mm。檢驗(yàn)小鏈輪孔徑孔徑 dk 最大可以達(dá)到 34mm，而電動(dòng)機(jī)輸出軸 30D mm，maxkdD所以滿(mǎn)足使用要求。 （ 3）初定中心距 小鏈輪與大鏈輪之間的中心距暫取0 20ap（ 4）鏈條節(jié)數(shù) Lp 12002 5 9 . 5 22pppzz cLaa 節(jié) 式中，1z、2z-小鏈輪和大鏈輪齒數(shù)；0a-初定中心距；所以取 60 節(jié)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 （ 5）鏈條長(zhǎng)度 L 0 .7 61000PLpL m 式中，PL-鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)； p -鏈條節(jié)距 （ 6）理論中心距 a 21( 2 ) 2 5 6 . 9 8paa P L z z K mm， 式中， P -鏈條節(jié)距；pL-鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)；1z、2z-小鏈輪和大鏈輪的齒數(shù)；aK通過(guò)查表得256.98aK mm； （ 7）鏈速 v 11 0 . 1 5 56 0 1 0 0 0z n pv m/s 式中，1z-小鏈輪齒數(shù)；1n-小鏈輪轉(zhuǎn)速； p -鏈條節(jié)距； （ 8）有效圓周力 F 1000 1200pF vN 式中， p - 傳遞功率， 0.18p kw； v - 鏈條速度 (m/s) ； 作用在軸 上的拉力FQ 1 . 2 1 4 4 0FAQ K F N 式中， F -有效圓周力；AK-工況系數(shù)；取 1.0AK 2.大鏈輪上鏈條的計(jì)算 因?yàn)榉侄葓A直徑相同且齒數(shù)均等于 22 個(gè)齒，所以傳動(dòng)比 1i 。 （ 1）鏈條節(jié)距 P 鏈條的型號(hào)為 08A，所以 12.7p mm。 （ 2）初定中心距 a0 由于結(jié)構(gòu)需要，選用的中心距0 5900a mm （ 3）鏈條節(jié)數(shù) Lp 12002 9 5 1 . 7 32pppzz cLaa 節(jié) ,取 952 節(jié) 式中，00p aa p； 2212zzc ；1z,2z大鏈輪的齒數(shù)1222zz； （ 4）鏈條長(zhǎng)度 L 1 2 .0 91000PLpL m， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 式中，PL-鏈條節(jié)數(shù)； p -鏈條節(jié)距。 （ 5）理論中心距 a 因1222zz，故理論中心距 ( ) 5 9 0 5 . 52 ppa L z mm，式中，pL-鏈條節(jié)數(shù)； p -鏈條節(jié)距； z -鏈輪齒數(shù)。 （ 6）鏈速 v 22 0 . 1 5 56 0 1 0 0 0z n pv m/s， 式中，2z-鏈輪齒數(shù)，2 22z ；2n-鏈輪轉(zhuǎn)速，2 33.33n r/min； p -鏈輪節(jié)距 ， 12.7p mm 3.鏈條的結(jié)構(gòu) 鏈條的結(jié)構(gòu)如圖 2.5，傳動(dòng)用短節(jié) 距精密滾子鏈，其基本參數(shù)和尺寸見(jiàn)表 2.7。由于鏈輪的中心距較大，所以鏈條的支承采用托板式支承方式，托板上可以襯以軟鋼、塑料或耐油橡膠，滾子可以在其上滾動(dòng)。由于中心距較大采用 4 段且兩段之間留有一定的距離，利用鏈條的自重下垂張緊。 Ph3h2L 1C 1L 2C 2圖 2.5 鏈條的結(jié)構(gòu) 2.3.3 鏈輪的設(shè)計(jì) 1.鏈輪基本參數(shù) 鏈輪齒數(shù)：小鏈輪齒數(shù)1 17z ，大鏈輪齒數(shù)2 22z 。鏈條的節(jié)距 12.7p mm。鏈條的滾子外徑 6rd mm。 2.鏈輪的主要尺寸 （ 1）分度圓的直徑按照公式 180sin zpd （ 2.5） 式中， p -鏈條節(jié)距； z -鏈條齒數(shù)； 小鏈輪分度圓直徑1 69.12d mm 大鏈輪分度圓直徑2 89.24d mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 （ 2）齒頂圓直徑按公式 m a x 1 . 2 5ard d p d m i n 1 . 6( 1 )d d dz （ 2.6） 則小鏈輪 1 m a x 7 8 .9 9ad mm 1 m in 7 4 .6 2ad mm 取 小鏈輪齒頂圓 1 75ad mm 而大鏈輪齒頂圓 2 m a x 9 9 .1 2ad mm 2 m in 9 5 .0 2ad mm 大鏈輪齒頂圓取 2 95ad mm （ 3）齒根圓直徑按公式 frd d d（ 2.7） 式中， d -分度圓直徑；rd-滾子外徑； 小鏈輪 1 63.12fd mm 大鏈輪 2 83.24fd mm 3.鏈輪材料的熱處理 由于鏈輪的工作條件需要耐磨損而且無(wú)劇烈沖擊振動(dòng)，所以鏈輪材料為 45 鋼淬火處理表面硬度達(dá)到 40 50HRC。 4.鏈輪結(jié)構(gòu) 由于鏈輪的齒數(shù)較少且分度圓直徑較小，所以采用整體式鋼制小鏈輪。主要結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 2.6。 dh dk hb fL圖 2.6 鏈輪結(jié)構(gòu) （ 1） 輪轂厚度 H 0 . 0 16kdh k d （ 2.8） 式中， k -常數(shù)，取 4.8k 孔徑； d -分度圓直徑； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 小鏈輪輪轂厚度為 1 8.49h mm 大鏈輪輪轂厚度為 2 11.53h mm 中心處大鏈輪 50kd mm，2 8 9 .2 4ddmm 則 14.03h mm （ 2） 輪轂長(zhǎng)度 L 3.3Lh （ 2.9） 小鏈輪 1 28.02L mm 大鏈輪 2 38.03L mm 中心鏈輪 46.28L mm （ 3）輪轂直徑 dh 按公式 2hkd d h計(jì)算，式中，kd-孔徑； h -輪轂厚度； 小鏈輪 1 34.98hd mm 大鏈輪 2 58.06hd mm 中心鏈輪 78.06hd mm （ 4）齒寬 bf 由于節(jié)距 12.7p mm，所以按10.93fbb計(jì)算，式中，1b-鏈條的內(nèi)節(jié)內(nèi)寬； 1min 7.85b mm 所以min 0.93fb mm，1min 7.30b mm 取齒寬 8.00fb mm。 （ 5）齒側(cè)倒角 ba 0 . 1 3 1 . 6 5abp公稱(chēng) mm 式中， p -節(jié)距； （ 6）齒側(cè)半徑 Y 1 2 .7xYp公稱(chēng) mm （ 7）齒全寬 bfm 1( 1 ) 2 2 . 3 8mf t fb m p b mm 式中， m -排數(shù)；1fb-齒寬；tp-排距 2.4 軸承和軸承座的類(lèi)型 2.4.1 軸承的類(lèi)型 根據(jù)鏈輪的軸徑來(lái)選用軸承，考慮到主、從動(dòng)軸可能會(huì)受到軸向力，所以軸承選用既能承受軸向力又能承受徑向力的角接觸球軸承，其外形尺寸見(jiàn)圖 2.7。 基本尺寸： 45d mm 85D mm 19B mm 安裝尺寸：min 52aD mm max 78aD mm max 1asY mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 軸承代號(hào)： 7209C 基本額定動(dòng)載荷 38.5rC KN 0 28.5rC KN 2.4.2 軸承座的類(lèi)型 軸承座是固定和限制軸承運(yùn)動(dòng)的機(jī)件，所以軸承座要與軸承相匹配。其選用軸承座結(jié)構(gòu)圖 2.8。 dD da Da圖 2.7 軸承 尺寸 2.5 其它主要零件的選擇 2.5.1 停車(chē)梁的選擇 停車(chē)梁作為主要承重的梁，需要有良好的機(jī)械性能和力學(xué)性能，以及能夠使 1 其外觀設(shè)計(jì)美觀簡(jiǎn)潔。所以可選用槽鋼，其外形尺寸見(jiàn)表 2.5。 2.5.2 支承梁與活動(dòng)梁的選擇 支承梁作為一個(gè)主要支承，要考慮到各個(gè)方向的受力情況，所受力能夠得到有效支撐而不發(fā)生變形和斷裂，但要盡可能減小自身的重量，所以采用冷彎矩形空心型鋼，其規(guī)格見(jiàn)表 2.6。 活動(dòng)梁的重量不能過(guò)重，這會(huì)給電動(dòng)機(jī)帶來(lái)較大的負(fù)荷，在保證強(qiáng)度和剛度的情況下減小自重。所以，活動(dòng)梁也采用冷彎矩形空心型鋼。為了保證有足夠的強(qiáng)度和剛度決定采用雙層冷彎矩形空心型鋼。其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖 2.9，規(guī)格見(jiàn)表 2.11。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 ABL圖 2.8 軸承座尺寸 圖 2.9 空心型鋼結(jié)構(gòu) 表 2.5 冷彎矩形空心型鋼規(guī)格 邊長(zhǎng) 壁厚 mm 理論重量 kg/m 截面面積 cm2 A B 150 100 5.0 18.334 23.356 表 2.6 冷彎矩形空心型鋼規(guī)格 邊長(zhǎng) 壁厚 mm 理論重量 kg/m 截面面積 cm2 A B 100 50 5.0 10.484 13.356 80 40 5.0 6.710 8.547 2.6 本章小結(jié) 本章主要根據(jù)要設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì) 液壓系統(tǒng)部件 、 傳動(dòng) 部件進(jìn)行 選擇與計(jì)算，其中主要是對(duì)液壓缸、液壓泵、電動(dòng)機(jī)、減速電機(jī)、鏈條及鏈輪的選擇和計(jì)算，另外通過(guò)是上述零部件的選擇確定了軸承的類(lèi)型及梁的選擇。 D d2Ag黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第 3 章 主要部件強(qiáng)度剛度校核 3.1 軸的強(qiáng)度和剛度校核 在設(shè)計(jì)過(guò)程中隨 著計(jì)算的深入，其結(jié)構(gòu)形式以明確。梁的重量可以初步確定，活動(dòng)梁的總成重量約為 300kg。這個(gè)力作用在兩根軸的兩側(cè)，若假設(shè)將質(zhì)量看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，作用在中心處。并把梁看作一個(gè)直桿，則所受的力如圖 3.1 5 9 0 0 mmyxF 1F 2ACB2 9 5 0 mm10圖 3.1 活動(dòng)梁受力分析 圖中，1F-從動(dòng)軸對(duì)活動(dòng)梁的支承力；2F-主動(dòng)軸對(duì)活動(dòng)梁的支承力； G -活動(dòng)梁與 行車(chē)板的自重； 按照公式： 0y 0AM (3.1) 計(jì)算 12 c o sF F G 2c o s 0G A B F A C 解得 1 1477.21F N 2 1477.20F N 每一側(cè)軸上的力為 1 738.6F N 2 738.6F N 3.1.1 主動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 首先將主動(dòng)軸簡(jiǎn)化，受力情況如圖 3.2。 F 2F F V1 F H1 F V2 F H2 F 2 FTTT1694mm54mm20mm 60mm 54mm 20mmO A B C D圖 3.2 主動(dòng)軸受