1、升降橫移類機械式立體車庫計算書、工程概況：1、本工程為保定市永和鋼結構工程有限公司。2、建設地點：河北保定富昌路。3、 建筑設計耐久年限：30年。4、建筑物防火分類：W類。5、建筑物耐火等級：不應低于川級。6、建筑結構形式：鋼結構。8、建筑層數：三層。9、 機械停車庫型式：外墻鋼結構90度垂直升降式機械停車庫。10、 停車容量：機械車位7輛。二、設計依據：建筑基礎設計規范(GB50007-2002)鋼結構設計規范(GB50017-2003)GB/T3811-1983立體車庫設計規范GB/T6067-1985 立體車庫安全規程GB17907-1999機械式停車設備通用安全要求Q/HF H0202

2、-2001升降橫移類機械式停車設備技術要求JB/T8713-1998機械式停車設備類別、型式與基本參數建設單位提供的地形圖和有關的設計要求。三、設計參數：1.1設計目標的基本參數及主要技術性能指標停車尺寸：5000X1850X1550單位：mm載車板規格：4720x2360單位：mm單位：mm停車規格：車長X車寬X車高5000X1850X1550;停車最大重量：1 7 0 0 kg提升時間：26秒橫移速度：16秒1.2整體結構設計的內容及要求車庫主體框架鋼結構由前、后立柱，前、后橫梁，縱梁等組成。傳動系統安裝在主體 框架的縱梁與后立柱上，包含傳動的鏈條鏈輪以及鏈條張緊裝置。載車板與傳動鏈條相連

3、, 提升電機和傳動系統驅動升降載車板上下升降，橫移電機驅動橫移載車板左右移動，實現 車輛的停放和存取。車庫主體框架支撐著動力電機、傳動系統和車輛載荷，為保證車庫安 全、可靠地工作，車庫主體框架必須具有足夠的強度和剛度。升降橫移式立體車庫的結構設計主要包括：主體框架、載車板裝置、傳動系統及安 全防護裝置等1.3車庫主體框架設計機械式立體車庫的主體框架主要采用各種型材焊接加工成型作為承重結構。鋼結構構 件大多為軋制型材，可直接用來加工成結構物，且安裝方便，可將工廠加工好的構件運到 施工場地，在工地拼裝。三層升降橫移類機械式立體車庫主體框架結構全部為鋼結構組件。立柱與橫梁都采用 H型鋼，傳動系統采用

4、無縫鋼管與圓鋼，鋼板主要用于載車板及橫梁、立柱的加強肋板。 立柱通過膨脹螺栓與地面基礎相連.立柱與橫梁之問通過高強度螺栓連接成整體結構。車庫主體框架承擔著整個車庫的自重和全部車輛載荷重量，其自身的重量、穩定性和 可靠性對整個車庫成本和安全性有著重要的影響。車庫主體框架在加載條件下的變形直接 影響到鏈傳動系統能否正常運行。車庫適用的最大車型外形尺寸決定了停車車位的有效空間以及車庫框架的尺寸。本立 體車庫所適用的車型的外形尺寸：汽車長X車寬X車高為5000X 1850X 1550mm，另外還要考慮到安裝安全檢測設備（即檢刪汽車長度是否超出停車庫設計要求的檢測器）和橫移 栽車板的電機安裝位置，因此，

5、本立體車庫前后立柱中心的距離定為5890mm ;為方便人進出和安全必須保證第層停車的空間不低于1800mm.所以一層的高度為 2100mm; 一個車位的寬為 2400mm,橫梁的長度為：2400*3+ 550=8020mm。經過初步計算，鋼架立柱采用寬翼緣型150*150的熱軋H型鋼。安裝承載鏈條傳動系統的縱梁受力較復雜，采用寬翼緣型300*150的熱軋H型鋼；前橫梁跨越三個車位，長度較長且承載三輛車的載荷，所以選用寬翼緣型300X 150的熱軋H型鋼。立柱與橫粱之間通過高強度螺栓連接成框架。1.4主體框架關鍵聯接部位螺栓設計計算對載荷進行簡化,(2 1)縱梁與后立柱的螺栓聯結為整個車庫中最危

6、險且最關鍵的聯結部位。 關于螺栓組的計算如下：F0 KAFE/fzi式中：F0螺栓預緊力；Ka防滑系數，取1 .2;Fe實際總載荷，按照車庫極限載荷取14 .4KN;f接合面摩擦系數，取0.4;i接合面數，取 1;z螺栓數目，取4;將數據代入式(2 1)得：Fo KAFE/fzi =1.2*14.4KN/0.4*4*1 =10.8 KN故取最小預緊力Fo為10.8KN。螺栓強度校核公式：(en=5.2Fo/ ndi2(2 _ 2)式中：(en計算應力；Fo 螺栓預緊力；di螺栓直徑，取16mm:e :許用應力，采用高強度螺栓，取12 5MPa。將數據代入式(22 )計算結果如下：en=5.2*

7、10.8KN/3.14*16 2mm2=69.8MpaWe : =125Mpa故螺栓連接滿足要求。1.5傳動系統設計選用鏈條傳動作為車庫的傳動系統。機械式立體車庫目前大多數采用鏈傳動為提升和橫 移系統，其優點是可以保證準確的傳動比，傳動結構緊湊，運行平穩，選用鏈條傳動作為 車庫的傳動系統。1.5.1提升電機的選擇根據車庫使用者要求，設計的升降橫移式立體車庫提升時間不超過2 6秒，設計取提 升時間為2 2秒，提升載車板與橫移載車板之間的凈空垂直距離不得少于1.8m，即提升的位移為2.4m，所以可以計算出提升速度v約為0.08m/s。預估載車板重量約為0.5噸重，停車重量取1.7噸重，合計提升電機

8、需提升的總重約為 2.2 噸，即 2.2*1dN。故電機提升功率P按式2 3計算。P= G X V = 2.2*104x 0.08= 1.76kw(2 3)根據各立體車庫專用電機的型號，選用臺灣的東力電機股份有限公司的立體車庫專用 電機PL40 2 200 4 0型號電機為主傳動系統的提升電機。該電機的輸出功率為 2.2kw，輸出扭矩為53Kg/m，輸出轉速為37.5rpm。在潤滑良好狀況下，各傳動構件之間的摩擦小，車庫傳動系統為低速傳動，電機每天運行的時間很短，僅在車 輛入庫或者出庫時啟動，所選用電機具有一定過載能力，故所選電機能夠滿足要求。1.5.2提升鏈條鏈輪的選擇及計算鏈傳動根據鏈速可

9、分為：中高速鏈傳動，鏈速v0.6m/s ;低速鏈傳動，鏈速 vV0.6m/s。升降橫移式立體車庫鏈條運行速度遠遠低于0 .6m/s，屬于低速 鏈傳動。低速鏈傳動與中高速鏈傳動設計有著很大的區別。對于低速鏈傳動，因抗拉靜力 強度不夠而破壞的幾率很大，設計時在結構允許的條件下，應盡量取較大的鏈輪直徑以減 小鏈條拉力。必須保證小鏈輪與鏈條同時嚙合的齒數大于35。故常按式（24）進 行抗拉靜力強度計算：Sca=Q/K AF+Fc+Ff ： S（24）Fc =qv 2（2 5）Ff=Kfqa*10-2Ff= （ Kf+sin a）qa*102 式中：SCA 鏈的抗拉靜力強度的計算安全系數：Q單排鏈的極限

10、拉伸載荷（kN）取55.6*103;Ka工作情況系數，取 1;N 鏈條排數；F鏈的有效拉力（即有效圓周力）（N）,取7860。Fc離心力引起的拉力（N），當vV 4m/s時可以忽略不計。q鏈條單位長度的重量（kg/m） 。v鏈速m/s;Kf垂度系數，取最大值。Ff 懸垂拉力（N），取最大值。:S許用安全系數，一般為48;若按照最大尖峰載荷Fmax代替KaF進行計算，可為36;對于速度較低，從動系統慣性較小，不太重要的傳動或者作用力確 定得比較準確時，S可以取較小值。由電機軸上小鏈輪轉速 ni,與電機功率p,可選擇傳動鏈條為16A,其節距P為25.4mm,單排極限承載為5 5.6KN。按式（24

11、）進行抗拉靜力強度計算，可得到鏈 條抗拉靜力強度計算所需參數，計算結果如下：Sca=Q/K AF+Fc+Ff=55.6*103/1*7860+0+0=7.07 ： S由于升降橫移式立體車庫的結構特殊，考慮電機的安裝位置及受力情況，采用兩級鏈 條傳動，電機鏈輪和主動軸大鏈輪是第一級傳動，主動軸小鏈輪和提升鏈輪是第二級傳動。 立體車庫傳動為低速鏈傳動，小鏈輪齒數可少于17,但不能小于9。在結構允許的條件 下，應盡量取較大的鏈輪直徑以減小鏈條拉力。兼顧提升鏈輪傳動的空間尺寸，提升鏈輪 的齒數取13齒。主動軸小鏈輪從成本及安裝方便出發可取13齒，在分析主動軸小鏈輪 的受力條件后，必需保證鏈條同時與鏈輪

12、嚙合的齒數大于3-5,所以主動軸小鏈輪齒數取 15齒，這樣保證鏈輪3有5個齒與鏈條嚙合。由提升鏈速可得出提升鏈輪的轉速為14.42rpm，整個立體車庫的傳動比i=n電機/n提升鏈輪=37.5/14.42=2.6，鏈傳動比為2-3.5。所以機械式立體車庫的傳動比i為 2.6符合要求。 為保證電機鏈輪同樣有5個齒與鏈條嚙合，電機軸上的小鏈輪齒數取14齒，根據傳動比i為2.6確定主動軸大鏈輪齒數為42齒，至此提升傳動系統確定。1.5.2橫移電機的選擇根據設計要求，橫移時間f為約16s，橫移的距離SL為2.4m，故橫移的速度v為：V= SL/t= 2.4/16=0.15m/s（2 7）取橫移載車板與停

13、放車輛總重為2.2噸，即2.2*104N重。橫移輪與軌道之間為滾動摩擦，取橫移輪與軌道之間的滾動摩擦系數口=0.05，則橫移載車板與軌道之間的摩擦力f為：f=N* 尸G* 尸 2.2*104N *0.05=1100N（28）則橫移電機的所需功率P按式（2 9）計算：P= f X v = 1100Nx 0.15m）/ s= 0.165kw（2 9）根據各立體車庫專用電機的型號，選用臺灣的東力電機股份有限公司的立體車庫專電y用機PL22-200-30-50SB,E型號電機為橫移電機，陔電機的輸出功率為0.2kw，輸出扭矩為6.25Kg/m，輸出轉速為 30rpm。所選用電機具有一定過載能力，故選用

14、的具有計 算功率的電機足夠滿足要求。1.5.3橫移鏈條鏈輪的選擇及計算橫移電機輸出轉速:n t與電機功率Pd,選擇傳動鏈條為10A,其節距p為15.875mm,單 排極限承載為21.8KN。根據橫移速度及橫移車板滾輪的尺寸，選取橫移傳動齒輪的齒數分別為13齒及16齒。1.5.4主傳動軸的設計計算對于主傳動軸，為節約成本采用無縫鋼管，將傳動的鏈輪焊接在無縫鋼管上。這樣結構設計對焊接的要求高，傳動鏈輪焊接達不到要求會產生的不利情況有：1、 焊接處強度達不到要求，導致在提升車輛時出現墜落，后果非常嚴重；2、焊接工藝達不 到要求，不能保證鏈輪中心面與傳動軸軸心的垂直度和同心度，導致傳動時鏈輪擺動，對

15、電機及提升鏈條產生不利影響。根據軸承尺寸及受力條件，選恥外往0為60mm的無縫鋼管，無縫鋼管的厚度3根據粗選計算如下：3R(1-mm參考無縫鋼管規格，初步校核后選取外徑0為60mm，壁厚為5mm的無縫鋼管，材料為 5鋼，主傳動軸強度校核按式(2 1 1)計算：(ea=V M2+(aT)2/W w 門(2一11) 公式中：cc軸的計算應力，單位MPa;M軸所受的彎矩，單位N.mm；VtD3 : t16Tmax/ tD3t)/2公式中：3無縫鋼管壁厚，單位mm；D無縫鋼管外徑，單位 mm；Tmax軸所受最大扭矩，單位N.mm；:t許用切應力，取6 0MPao將相關參數數值代入式(2 10)，得：3

16、60*103*(1-4V3.14*(60*10-3)3X 60X 10T軸所受的扭矩，單位N.imm；-16X 732/3.14*(60*10-3)3X 60X 106-)/2 = 2.44a折合系數，按照靜應力算，取0.3;廠 許用應力，取8 8MPa，即45鋼的極限彎曲應力355/4 = 88MPa;W抗彎截面系數，單位 mm3,可算出鋼管的抗彎截面系數W見式(2 12)W=0.1d3(1-小=0.1*603 *(1-(50/60) “11188mm3(2 12)將上述數據代入式(2 一1 1)得：dca=86.25MPaWc= 88MPa;故主傳動軸強度滿足要求。驗算大鏈輪焊縫焊接強度，

17、若該處滿足要求，則主傳動軸上的其他焊接處也滿足要求。 焊接強度T形接頭計算公式：t2T(R+ a/ n (R+ a)4-R4：r公式中：t焊縫的計算切應力，單位MPa;R軸的半徑，單位mm,無縫鋼管R為3 0mm;T軸所受的扭矩，單位N.mm;a焊縫寬度，取5mm;:t 焊縫的許用切應力，單位MPa，這里取36MPa;將上述數據代入式(2 1 3)得：T23.63MPa：r = 3 6MPa故把鏈輪焊縫強度滿足要求。1.6載車扳設計本次立體車庫采用拼裝式載車板，升降載車板和橫移載車板的主體結構由邊粱、波浪板 及連接橫梁組成，邊粱采用3.5mm厚的鋼板彎成的形狀，通過若干條槽鋼制成的連接粱與方鋼

18、制成的阻車桿用螺栓連接成的框架，在框架上鋪上波浪板組成拼裝式載車板，車輛停 放在波浪板上。波浪板由專門廠家生產，厚度可以根據立體車庫設計使用要求而定，波浪板搭接在左 右對稱的兩根邊粱上長8 0 mm的懸臂上，通過螺栓固定在邊梁上，波浪板彼此之問同樣 通過螺栓連接成整體。升降載車板由鏈條牽引升降，鏈條屬于柔性體，升降載車板與停在載車板上的車輛在 升降過程中會產生前后、左右的擺動，這對停放的車輛會造成危害，所以在升降載車板上 設計了升降導向塊，導向塊安裝在升降載車板的后側，導向塊能前后左右調整，調整到合 適位置通過螺栓擰緊固定在升降載車板上。導向塊在載車扳升降過程中沿著后立柱H型鋼 的翼緣滑行，可以限制升降載車板升降過程中前后左右擺動。橫移載車板同框架、主傳動系統沒有直接關聯，其橫移運動通過安裝在橫移載車板邊 梁上的橫移電機實現，橫移電機的轉動通過鏈輪鏈條傳遞到橫移傳動軸，從而帶動橫移主 軸上的兩個滾輪滾動，實現橫移載車板的橫移運動。1.7防墜落裝置防墜器有專業廠家生產，本次選用的