（优秀毕业全套设计）立体车库设计

信号检测部分采用传感器检测系统运行过程中的状态。

硬件系统如图所示，是车库控制系统的核心，整个车库设计由台对车库进行统的管理和监控，通过控制载车板纵横传动装置以完成对车辆的存取操作。

各车位内车辆的调入调出由根据当前各车位的车辆存放情况，按照相应的调度策略调度车辆进出。

其操作大致分为类以故障诊断和处理为主的操作联系现场状况的数据操作执行用户程序和服务及外部设备的命令操作。

当进行存取操作时，接收和分析操作人员在控制面板按钮或上位机输人的指令，做出合理的工控安排判断检测元件的状态，读取车库机械驱动部分的信息，反馈信息到执行元件，拖动车位板，实现其位置移动，完成车辆的存取操作和信号显示指示灯。

整个动作区域配有光电检测及多重安全系统，以防异常情况发生。

通过光电检测软硬件信号联锁限位防坠保护过载保护等装置，来确保整个系统的安全平稳运行。

系统输入端有自动手动选择开关，自动工作时有总开总停按钮，有上下左右移动按钮，车位号信号输入若干。

输出端需要控制台电机台横移小电机和台升降大电机，加上些用于人机交流及安全检测的数字量输入输出，如数字键盘输入数码显示安全检测及各种操作按钮等。

再考虑到系统的可扩展性，选用公司的系列的点可编程序控制器个信号输入点，个继电器输出点完全满足容量的要求。

在分配输入输出点时按照控制功能分段，相同功能的输入板和输出板组成组。

般情况下输入点与输入信号，输出点与输出控制对应。

分配好后，按系统配置的通道与接点号分配给每个输入信号和输出信号。

在本系统中报警器是几个信号共用个输出点，各报警因素逻辑关系并联后接到报警输出点。

图的硬件系统结构框图程序设计方案如下初始化程序提出系统的控制信息，扫描各到位开关信号主控制程序按照进车优先的原则，将最多的车位保持在进车位置。

每个载车板运动之前，需要先判断目的地是否有空位，有空位才可以动作，前后动作互锁。

判断是否有空位是根据横移电机所对应的到位行程开关动作信息来确定的。

液压升降系统启停动作也是根据相应的到位行程开关来确定故障报警程序故障报警程序能够实时地采集设备异常信息，及时发出声光报警信号，提醒司机和管理人员进行处理。

若在程序执行过程中，有人物侵入车库空间或车辆超长，将按照闭锁关系停止设备运行，同时发出故障报警。

该程序完整而高效的完成了二层升降平移式车库全部动作，具有安全可靠性。

完全达到了作为民用机电体化设备所应具备的条件，充分发挥了它的作用。

.车库外围的设计由于本文设计的升降横移式立体车库规模较小，结构较简单，占地少，因此外围只考虑车库库前空地设计，因为车库库前空地是车辆出入库时保持车辆畅通和安全的必要保证。

由于车库所处的位置车库周边建筑物条件车库所对支路情况车库所对主路情况车流数量和车速等条件的不同，库前空地大小和形状的设计应当不同。

本车库采用前进入库后退出库没有的车库，其库前空地要能满足在允许停放最大尺寸车辆出库时所需的转向空间和辆允许停放最大尺寸车辆将要入库的暂时停放空间。

两者要保留足够的安全距离，并能保证入库车辆在暂时停放位能顺利驶入库内，保证车辆在出入库作业时不能发生相互干扰和危险事情。

汽车在速度下的最小转变变径计算公式为其中，为汽车质量，ν为汽车行驶速度，为汽车最小转弯半径，为汽车轮胎与路面的摩擦系数，正常干燥沥青路面的摩擦系数为.，雨天路面摩擦系数降为.，雪天则为.，因此汽车的最小转弯半径主要与汽车行驶速度汽车轮胎质量和路面状况有关。

由上式可估算车长，宽的汽车在挡以速度在.的路面上行驶时，汽车最小转弯半径约为，因此空地距离车库最近不应小于.。

为保证安全，设计空地距车库的最小距离不小于，以保证充足空间使车出入库。

.车库整体设计参数本课题给出轿车的几何参数为车身长为，车身宽为，车身高为，总重是。

载车板为载车容器，其尺寸应该大于轿车的尺寸，故载车板的尺寸初步定为长，宽.为了保证载车板的自由运动，左右两个立柱间的距离应该大于载车板的宽度，因为这样既有利于轿车的存取，也有利于载车板的安放，所以把左右两个立柱间的距离定为，基坑的长度为。

这是载车板和车库框架的大体尺寸。

本章小结本章从三层三列式立体车库的原理和基本结构出发，针对每个基本结构如钢架结构载车板升降横移系统安全防护机构控制系统等的分析比较提出了合理的设计方案，并对车库外围进行了设计，确定了车库的基本尺寸参数。

第章车库基本机械结构分析校核.钢结构的分析校核进行受力分析的基本假设由于车库的实际受力情况很复杂，必须对它进行必要的简化和假设后才能进行进步的受力分析，基本假设如下停车库单独建立，不与其它建筑物相接不计由于结构阴面与阳面温差引起的热应力整体结构无初始变形和缺陷在静态环境里，地震载荷与风载荷作用忽略不计。

钢结构骨架的受力情况钢结构受力主要包括钢结构本身自重，结构架上各停车位的车辆及固定叉梳重量，提升系统制动所产生的惯性力，驱动装置的重力，顶部梁架所受滑轮组和配重的重力，它们以集中或均布方式作用。

按基本载荷作用情况，将停车库钢结构骨架结构分析的计算工况分为表所示的种工况。

表车库钢结构的计算工况计算工况计算载荷序号工况说明空载每个车位均无车辆载荷刚结构自重传动系统重量和配重对称满载每个车位均有对称分布的车辆载荷工况的载荷和车位上的车辆载荷非对称满载每个车位均按前后轮分配的车辆载荷工况的载荷和车位上的车辆载荷最大偏载车库侧车位无车，另侧车位均有按前后轮分配的车辆载荷工况的载荷和车位上的车辆载荷由有限元分析法可知，各工况钢结构骨架均在前轮放置侧两边立柱与下方横梁交点处产生最大压应力，其中对称载荷工况压应力最大。

种工况分别在钢结构骨架后轮放置侧立柱与基础连接点处产生最大拉应力，其中非对称载荷工况拉应力最大。

校核计算在车库钢结构设计中，包括轴心受力构件梁拉弯和压弯构件的设计。

进行轴心受力构件设计时，轴心受拉构件应满足强度和刚度要求，轴心受压构件除应满足强度刚度要求外，还应满足整体稳定和局部稳定要求。

设计时采用碳素钢，由文献可知其屈服极限为，抗拉强度为。

整体车库钢结构许用位移为。

本车库所限车型为小型车，最大容车重为，载车板重约，所以每个车位所承受的最大重量为，在每个载车板上模拟汽车前后车轮位置，按照额定载荷比例均匀放置集中载荷。

．立柱稳定性校核前立柱为等截面立柱，受压静力，前立柱受力状态简化如图所示。

两中心压杆的稳定条件为其中临界载荷工作载荷安全系数许用安全系数图立柱受垂直力简图立柱的截面力学特性由文献，型钢表可得型型钢面积惯性矩，惯性半径，确定压杆柔度其中压杆全长为由文献，可得压杆长度系数求压杆柔度范围值其中弹性模量比例极限求压杆柔度范围值其中屈服极限常数查机械手册若则前立柱属于细长杆，应按欧拉公式计算临界载荷。

强度校核设立柱空载时受载车板和上层钢结构载荷满载时前立柱承受最大载荷则立柱的工作载荷由欧拉公式得临界载荷由文献，查得，金属结构中的压杆安全系数，代入得前立柱的稳定安全系数由上式可知安全。

若按插减系数法计算其中受力面积工作载荷安全系数许用安全系数中心压杆折减系数安全裕度较大。

.导轨支撑梁强度校核前后导轨支撑梁均为两点点支撑，承受作用力相同，故我们分析前导轨支撑梁，如果前导轨支撑梁在允许范围之内，则后导轨梁也必然符合设计要求。

如图所示，简支梁为两点支撑，受均布载荷的作用，两端全约束，且同样为均布载荷。

图导轨支撑梁受力分析简图已知两点全约束均布载荷为最大挠度为计算得面积梁所承受的弯矩为则导轨支撑梁所承受的最大弯矩为最大应力为根据文献“失效安全系数和强度”理论，由于钢结构选用材料为，屈服强度为，取安全系数下，所以许用应力。

可得，由强度理论可知导轨支撑梁稳定。

.三层横梁强度校核三层横梁可以简化为固定梁，受力状态如图所示。

横梁两端固定，两点产生相应的支反力和。

图三层横梁受力简图及弯矩图所承受的主要是拉压受力，所以我们只对其正应力进行分析。

梁所承受的弯矩为最大弯矩为其中代入得最大正应力为其中为抗弯截面系数，由文献查得由此可得则由弯曲强度理论可知三层横梁稳定。

.立体车库传动系统设计机械传动系统安装在钢结构骨架上，由传动部件和张紧装置组成。

停车托架与传动链条相连，驱动装置和机械传动系统驱动托架循环运行，实现车辆的存取和停放。

横移载车板动力计算.主要参数的确定横移运动行程横移运动时间横移速度，主要由设备运行周期，周围环境的安全性，载车运行时的平稳性等因素确定。

行走轮直径由结构尺寸及轮压等因素决定，行走轮直径确定为。

横移载车板自重载车板额定载荷.功率计算电机输出轴转速计算其中横移速度行走轮直径驱动力矩计算由文献表查得行走轮与钢导数的静摩擦系数.行走轮与钢导数的滚动摩擦系数.滚动轴承的摩擦系数.正压力则起动驱动力矩走驱动力矩电机功率计算由于结构紧凑，容纳电机的空间狭小，选择台湾明椿电气的减速电机，其参数如下输出扭矩输出转速功率载车板的额定载荷是承载的最高上限，实际使用概率很小，通常可以泊车的车辆的重量都在之间这是由车型所决定的，所以功率不需留余量，选择.的电机比较经济电机允许短时超载，静摩擦引起的大起动阻力矩不会造成电机损坏。

传动轴的分析校核本文中立体车库的升降部分和横移部分均采用链传动输入动力。

链传动由主动轮从动轮和绕在链轮上的链条组成。

链传动的特点能保证准确的平均传动比传动效率高，可达到作用在轴上的压力较小能在高温油污等恶劣环境工作。

轴在升降传动系统和横移传动系统中都是特别重要的，它不但影响着传动的好坏还影响着车辆的安全，在轴的设计中，按照常规设计方法，先进行初算轴，然后进行轴的结构设计，确定轴径后，再对轴的强度进行校核。

根据实际情况确定危险截面，求出该截面的弯曲应力和扭转应。

循环特征为对称循环，脉动循环再考虑应力集中等方面的因素，按交变应力状态的疲劳强度的公式进行该截面安全系数的校核计算，其中对称循环应力时的疲劳极限和扭转疲劳极限正应力有效应力集中系数和剪应力有效应力集中系数表面质量系数尺寸系数许用安全系数值通过校核就可以确定轴的直径。

.横移传动空轴校核横移电机型号为，输出的最大扭矩为，链传动最大传动效率为.空心轴的抗扭截面系数为轴的最大切应力为故轴满足强度要求。

.提升传动空轴校核载车板自重载车板额定载荷为安全和稳定起见选用提升电机型号台湾明椿，功率.，输出的最大扭矩为。

链传动最大传动效率为.钢管型号为空心轴的抗扭截面系数为轴的最大切应力为故轴满足强度要求。

.横移转轴的校核图轴受力示意图轴的受力如图所示，上面章节已求得起动驱动力矩即最大阻力距电机最大输出力矩电机功率为.轴采用钢制造，得轴上最小直径为，可知虽然键槽轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面均无需校核。

因此，只需要校核截面。

由文献表可得横移载车框架自重载车板额定载荷据文献表可知号钢许用弯曲应力。

因此，故安全。

载车板提升链分析校核本提升装置采用链条传动型式的传动机构来提升，载车板的两个端面各有个链轮，也各有根定长的链条绕在链轮上，初始位置载车板水平，当提升电机带动载车板向上提