PPY多層平面移動立體車庫設計計算書知識講解

1、此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除PPY 多層平面移動立體車庫設計計算書設計計算電氣設計校核杭州福瑞科技有限公司1 4 年2 月此文檔僅供學習和交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除目錄第一部分 機構設計計算一、提升速度及電機選型設計計算二、鏈條的選用及校核三、主軸的設計計算四、行走速度及行走電機選型五、行走傳動軸的設計計算六、橫移速度及橫移電機選型 第二部分 結構設計計算一、計算荷載分析二、立柱設計計算三、橫梁（軌道梁）設計計算四、立柱與橫梁螺栓連接設計計算五、焊縫連接設計第三部分 電氣設計說明此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除PPY 多層平面移動立體車庫設計計算書多層平面

2、移動立體車庫為平面移動類停車設備。工作原理為多層車臺使用提升電機工作，升降載車板及車輛至停車層 經(jīng)行走電機行走臺車，通過橫移動作橫移至停車位。通過電控程序的合理 設定，達到自動存取車的目的，使有限的停車空間可倍數(shù)停放車輛。第一部分 機構設計計算一、提升速度及電機選型設計計算1、提升載荷條件說明（1）載車板自重 G1：1800 kg載車重 G2：2300 kg配重 G3 ：3000 kg 提升鏈條重 G4：600 kg（2）空載時： W空=3000-1800+600=1800 kg 重載時： W重=2300+1800-3000+600=1700 kg（3）在空載時提升承受最大載荷，按空載時設計計

3、算提升電機2、選用傳動系統(tǒng)說明電機鏈輪電機提升鏈輪3、提升電機采用 SEW減速電機擬選用行走電機型號： K97DV160M4規(guī)格： AC380V，50Hz，11kW；輸出軸轉速 （n） ：52r/min ； 輸出軸額定扭距： 2040 Nm；4、電機、傳動鏈輪 : 直徑 152.71mm 齒數(shù) Z=15 節(jié)距 P=31.75 mm5、主軸上提升鏈輪：直徑 152.71mm 齒數(shù) Z=15 節(jié)距 P=31.75 mm 提升速度 :V=ZNP/60/1000此文檔僅供學習和交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除=15*65× 31.75/60/1000 0.516 m/s=31.1

4、6 m/min提升電機扭力及功率校核 提升重量 W =1900Kg(1) 提升電機扭距校核： 主軸所承受的扭距M=Fr =1900×9.8*(152.71/2/1000)/2 1422.6Nm M小于電機的額定扭距為 2040Nm，所以符合要求。 ( 2)提升電機功率校核：提升所需要功率為 :P靜=FV=1900× 9.8*0.413 ÷10007.6 kw 傳動系統(tǒng)效率 =0.85P 計算 = P 靜 / 9.02 kw 因為電機的額定功率為 11kw，大于 P 計算，所以符合要求。二、鏈條的選用及校核 選用雙排鏈 20A GB/T 1243-2006 ；查機械

5、設計手冊： 雙排鏈 20A 抗拉強度： Fu=174kN車載板自重： G1=1800kg；車重： G2=2300kg；配重 ： G3=3000 kg 提升速度 :V=0.413 m/s車載板吊掛方式：采用四點吊掛，倍率 1 每一吊點采用一根雙排鏈吊； 每一吊點有一根 20A雙排鏈吊掛，汽車重量采用 6：4 分配； 則，每根雙排鏈所受的靜載為：F 靜= G1/4+0.6*G 2/2+ G 3/4=1890*9.8= 18.522kN 根據(jù) GB/T17907，鏈條安全系數(shù)為 : S 6(V<1 m/s 時) ； 鏈條實際安全系數(shù)為： S=F u/ F 靜=174/18.5229.39 S符

6、合準無人式停車設備 6 倍系數(shù)。三、主軸的設計計算1、主軸軸徑計算 已知主軸所需傳遞扭矩： T=1422.6Nm=1422600Nmm 查機械設計手冊實心軸直徑按轉矩計算公式為： d(5T/ ) 1/3 主軸材料 45鋼調(diào)質(zhì)： 為 3040 N/mm2 取 =40 代入公式 1/3 1/3d(5T/ ) 1/3 =( 5*1422600/40 )1/3=55.1mm 截面有一鍵槽增大 4%5% d55.1* ( 100+4)%=57.3mm 整零后 d=60mm2、主軸強度安全系數(shù)校核 查機械設計手冊第 5 版2 2 1/2S=SS/( S 2+S2) 1/2 S 此文檔僅供學習和交流此文檔收

7、集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除S= -1 / K/ /) +m S=-1/ K/ /) +m經(jīng)受力分析： =M/W m=0 = m=T/2Wp M=FL=5238*0.0863=452.04Nm受力分析圖如下F=5238NM86.3mm960mm查機械設計手冊第 5 版并代入公式 =M/W=452.04/18.26=24.76 MPa6+0=4.1256+0.21*18.96*102 2 1/22+3.452) 1/2 =2.646=3.45 = m=T/2Wp=1496.56/39.47=18.96 MPaS =270*106/ 1.97/0.92/0.81)*24.76*10S =155

8、*106/ 1.51/0.92/0.76)*18.96*102 2 1/2S=SS/( S 2+S2) 1/2 =4.125*3.45/( 4.125 查機械設計手冊 : S=1.32.5SS, 主軸強度安全系數(shù)滿足要求 四、行走速度及行走電機選型1、臺車自重： 1200 kg 載車重： 2300 kg行走滾輪： 130mm2、擬選用行走電機型號： S57DT80N4規(guī)格： AC380V，50Hz，2.2kW；輸出軸轉速 （n） ： 154r/min ；輸出軸額定扭距： 123 Nm；3、（1）行走速度 : V=154* *130/1000 62.86 m/min（ 2）行走所需扭矩 : 行走

9、時滾輪和導軌間的滾動摩擦扭矩 M1（摩擦副材料為尼龍和鋼） M1=NK =（1200+2300）*9.8*2=68600 Nmm=68.6 Nm 滑動軸承 （ 軸徑 50）mm的摩擦轉矩 T，摩擦因數(shù) u=0.022 1/2T=FQd/2* u/（1+ u 2） 1/2 =（1200+2300）*9.8*0.05/2* 0.02/（1+ 0.02 2） 1/2 17.15 Nm 行走所需扭矩 M=（M1+T）/0.85 100.88 Nm 輸出軸額定扭距 124 Nm大于所需扭矩 100.88 Nm, 滿足要求（3）行走所需功率： 行走滾動摩擦所需電機功率： P1=FV= M1/R*V=68.

10、6/0.065*62.86/60/1000 1.105 KW 此文檔僅供學習和交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除滑動軸承 ( 軸徑 50)mm的摩擦損耗所需功率：P2= F Qdn* u/(1+ u 2) 1/2 =3.5*9.8*3.14*0.05*154/60* 0.02/(1+ 0.02 2) 1/2 0.276 KW行走所需電機功率 P=(P 1+ P2)/0.85 1.626 KW 選用電機功率 2.2 KW大于行走所需功率 1.626 KW，滿足要求五、行走傳動軸的設計計算1、傳動軸軸徑計算 已知主軸所需傳遞扭矩： T=100.88 Nm=100880Nmm 查機械設計手

11、冊實心軸直徑按轉矩計算公式為： d(5T/ ) 1/3 主軸材料 45 鋼： 為 3040 N/mm2 取 =30 代入公式 1/3 1/3d(5T/ ) 1/3 =(5*100880/30 )1/3=25.62 mm 截面有一鍵槽增大 4%5% d25.62* ( 100+5)%=26.9mm 取 d1=30mm(無鍵槽) d 2=35mm d3=40mm(無鍵槽) 2、主軸強度安全系數(shù)校核查機械設計手冊第 5 版2 2 1/2S=SS/( S 2+S2) 1/2 SS= -1 / K/ /) +m S=-1/ K/ /) +m經(jīng)受力分析，危險截面在 d3=40mm處； 且=M/W m=0

12、= m=T/2WpM=FL=5716.67*0.08=457.33 Nm 受力分析圖如下F=5716.67N80mm 398mm查機械設計手冊第 5 版并代入公式 =M/W=457.33/6.283=72.79 MPa = m=T/2Wp=100.88/25.123=4.02 MPaS =270*106/ 1.92/0.92/0.88)*72.79*106+0=1.56S =155*106/ 1.58/0.92/0.81)*4.02*10 6+0.21*4.02*10 6=16.552 2 1/2 2 2 1/2S=SS/( S 2+S2) 1/2 =1.56*16.55/( 1.56 2+1

13、6.552) 1/2 =1.55 查機械設計手冊 : S=1.32.5SS, 主軸強度安全系數(shù)滿足要求 六、橫移速度及橫移電機選型此文檔僅供學習和交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除擬橫移電機選用型號： JNAP-22DX 1HP規(guī)格： AC380V，50Hz，0.75kW；輸出軸轉速 n： 95 r/min ；輸出軸額定扭距： 67 Nm；橫移主動鏈輪：直徑 45.08mm 齒數(shù) Z=11 節(jié)距 P=12.7 mm橫移被動鏈輪：直徑 45.08mm 齒數(shù) Z=11 節(jié)距 P=12.7 mm 橫移滾筒： 48mm載車重 G2：2300 kg(1)橫移框橫移速度V=95 x x0.048

14、 14.3 m/min(2) 橫移框所需扭矩 ( 車載重量按 6:4)滑動軸承 ( 軸徑 24)mm的摩擦轉矩 T，摩擦因數(shù)取 u=0.15T 摩=FQd/2* u/(1+ u 2) 1/2=2300*9.8*0.024/2* 0.15/(1+ 0.15 2) 1/2 40.12 Nm 查機械設計手冊：滾子鏈傳動效率 1=0.96 ，聯(lián)軸器效率 2=0.995， 輸送滾筒效率 3=0.96;經(jīng)受力分析，橫移時在 T1、T2、T3、T4 位置所需扭矩為最大 T1=T摩*0.6/2/( 123)= 40.12*0.6/2/(0.96*0.995*0.96)=13.13Nm T2=T 摩*0.6/2

15、/( 115 2 3)= 40.12*0.6/2/(0.96 15*0.995*0.96)=22.7Nm T3=T摩*0.4/2/( 123)= 40.12*0.4/2/(0.96*0.995*0.96)=8.75 Nm T4=T摩*0.4/2/( 11523)= 53*0.4/2/(0.96 15*0.995*0.96)=15.5 Nm 橫移所需扭矩 Tmax=T1+T2+T3+T460.1 Nm輸出軸額定扭距 67 Nm大于所需扭矩 60.1 Nm, 滿足要求(3) 橫移框所需電機功率P=TN/9550=60.1*95/9550 0.6 kW 已知選用電機功率為 0.75 kW 大于所需功

16、率 0.6 kW 符合要求。此文檔僅供學習和交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第二部分 結構設計計算一、計算荷載分析1、結構及載車機構自重一組結構停車設備的重量約 36 噸。2、載車重量每輛車重 2300kg3、風載荷計算與分配根據(jù) GB3811，風載荷 PW 的計算公式為： PW =CK hqAC 風力系數(shù)；Kh 風壓高度變化系數(shù)；q 計算風壓， N/M 2A 起重機或物品垂直于風向的迎風面積，M2對型鋼制成的平面桁架（充實率0.3 0.6）其風力系數(shù) C：C=1.6風壓高度變化系數(shù) K h：考慮當?shù)貫閮?nèi)陸地區(qū)，則和高度變化的對應關系為:Kh=（h/10）0.3=1.25 計算風壓

17、 q，按照 GB3811 非工作狀態(tài)計算風壓（沿海） q N/M 2 取 q N/M 2 工作狀態(tài)計算風壓 q N/M 2說明：風載計算中，考慮上部車輛的擋風面積，最大擋風高度按 21290mm 取值。起重機或物品垂直于風向的迎風面積按垂直面算（見上圖）此文檔僅供學習和交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 對二片并列等高的型式相同的結構 迎風面積 + . . 取 . * 16.2*5.64 92 m2 兩片相鄰桁架結構前片對后片的擋風折減系數(shù)根據(jù)間隔比 a/h=3.03，查表得 .1則迎風面積 + （ .+.1*.）*9260.72 m2下面計算風載荷 PW非工作狀態(tài)下的風載荷 PW

18、. *1.25* *60.72 119.4*10 3 3工作狀態(tài)下的風載荷 PW . *.25* *60.72 29.6*10 3 4、動載荷影響分析車庫運行中存在以下動載：（1）橫向平移起、 制動慣性載荷， 在結構上部為桁架支撐 , 此項動載遠小于由風載荷引 起的水平橫向載荷 , 故忽略不再計算 .（2）橫向平移因軌道間隙引起的沖擊動載，影響甚微，忽略（3）由突然起升或下降制動引起的沖擊動載，動載系數(shù)1.1 。由于此項動載是一輛車及載車臺的動負荷，主要影響活動車架及橫梁的載荷，對于立柱受力可忽略。二、立柱設計計算、立柱受力分析本設備的立柱總共有四支，左、右各二支， ，由力學分析可知：中間的二

19、支立柱受力最 大，由于各立柱截面及外形尺寸相同，故只計算中間立柱底板的強度。中間 2 根立柱承受設備自重和載車重量的1/2 ，也承受風載的 1/2。工作狀態(tài)下，中間單立柱承受的最大軸力N=N自重/4+ N 載車/2+ （ PW2*5.5/2 ） /5.55/23N = 36000/4*9.8 + 2300*9/2*9.8+29.6*103*5.5/（2*2*5.55） = 254791 N= 25101.1 kgf在非工作狀態(tài)下，中間單立柱承受的最大軸力此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除1 PW1 5.5 22 5.5533*5.5/(2*2*5.55) =127443 N =13004

20、.4 kgf立柱底板采用厚度30 毫米的 Q235 熱軋鋼板焊接而成，外形尺寸為500mm*5001NN自重4N = 36000/4*9.8 + 158.4*10按工作狀態(tài)下進行校核。2、立柱底板之強度：此文檔僅供學習和交流mm*30mm ，可近似認為立柱底板為受等分布負荷之平面板， cd I：根據(jù) GB381183，對 Q235鋼材，其 s=235Mpa， b=390MPa s/ b = 235/390 = 0.6 0.7對立柱底板，主要承受壓應力，因此這里僅計算其端面承壓許用應力2cdI =1.5I=s=235MPa =2350 KG/CM 現(xiàn)在計算立柱底的實際承壓應力 =F/S 中間單只

21、底板承重 F=24351.1 kgf 。底板面積 S 為： S=50*50=2500 CM2那么 =F/S=26101.1 /2500=10.44 KG/CM 2=1.04 MPa cdI，立柱底板的實際承壓應力符合規(guī)范要求。 對底板再進行局部壓應力計算，設載荷偏向全部作用在 240*240 的單翼上 m= F/( t*c)t 板厚， t=30MM c集中負荷分布長度 c=240MMm= F/( t*c) =26101.1*9.8/( 30*240 ) =35.14 Mpa m cdI 立柱底板局部壓應力 m，也符合規(guī)范要求3、立柱強度計算：選用立柱為 200*200*8 方管(見下圖)截面為

22、 200*200*8 ，其截面積 S為： S=61.44cm2W=378.14 cm3立柱所受最大力 F 與立柱底板相同， F=255791 N 。 立柱受壓強度： N=F/S=255791 / 61.44*10 2 41.63 Mpa33M風載 = P W/2 ×H/8 =39.6*10 3 ×19.5/16 48.3 ×103 NmM車載 = Mmax × 2=7210.8*2 Nm 14.42 ×103 Nm車載= M車載 /W= (14.42 ×103)/378.14 38.1 Mpa 取N 立柱受壓受彎的強度和= M 風載

23、/W+ N3= (48.3 × 103)/378.14+ 41.6 127.73 + 41.6 =169.3 Mpa 對 Q235 200*200*8 方管，其 s=235 Mpa，根據(jù) GB3811 ， 拉伸、壓縮、彎曲許用應力 I 為： I= s/1.3=180.8 MPa 立柱實際承受應力在標準規(guī)定的許用應力內(nèi)，故設計符合要求。三、橫梁（軌道梁）設計計算1、橫梁（軌道梁）強度校核軌道梁選用 125*125*6.5*9 型鋼，根據(jù)受力分析，其最大彎曲力矩在單跨中點處，由于 各跨受力相等，故僅對一處進行彎曲強度設計和校核。現(xiàn)在計算 A 處的實際最大彎曲應力：= M max/W3對

24、125*125*6.5*9 型鋼的截面系數(shù)計算為 W 131.14 cm 3橫梁選用 200*100*5.5*8 號 H 鋼，截面系數(shù)為 W323.63 cm3，經(jīng)分析受力最大處、跨 度最大處與軌道梁相同，并且截面系數(shù)比軌道梁大，故只設計和校核軌道梁；最大彎矩 Mmax 在單跨中點處，承載 1 輛車，動載系數(shù) 1.1。F = （ 1.1*2.3+0.5+1.2）*1000 /2 *9.8+210*9.8 =22785 N經(jīng)受力分析：承載最大時 FS=12258 NL= 5640 mm =5.64 m L1=L2= 1545 mm =1.545 m L3= 2550 mm =2.55 m Mma

25、x = Fs*L/4= 12258*5.64/4 17283.8 NM 計算其實際最大彎曲應力：= M max/Wz=17283.8/131.14 131.8 MPa 此處 = s/1.3 =180.8 Mpa ，顯然故橫梁強度符合要求。2、橫梁(軌道梁)剛度校核 根據(jù)標準，當滿載小車位于跨中時， 主橫梁垂直靜撓度 YL應滿足下述要求： YL L/700 ， 其中 L 為起重機跨度。這里水平橫梁為 YL最大處 其跨度 L=5640 mm則許用撓度為 5640/700=8.05 mm 下面計算實際度撓度 YL實際撓度 YL=-(F*X3*X3)/(3*E*I Z L 3) E材料的彈性模量， Q

26、235 為 E=206*103 MPa IZ - 材料的截面慣性矩對 125*125*6.5*9 型鋼的梁 慣性矩 I z= 824.77*10 4 mm43 3 3 4 3 實際撓度 YL= -(12258*2820 3*2820 3)/ (3*206*10 3* 824.8*10 4*5640 3) = -8 mm 由于實際撓度 YL 許用撓度 YL=8.05 mm 所以結構件剛性校核合乎要求。四、立柱與橫梁螺栓連接設計計算立柱與橫梁連接為：螺栓 GB/T5782-2000 M12*45 ， 性能等級 8.8 級。載荷分別有受軸向載荷緊螺栓連接多層平面移動立柱與橫梁的連接在重載時載荷相同，

27、8 顆，受橫向載荷緊螺栓連接 4 顆，且每組螺栓的每顆螺栓可視為所受力均勻分布。 受軸向載荷緊螺栓連接 8顆為：螺栓 GB/T5780-2000 M12*45 ， 性能等級 4.8 級。 受橫向載荷緊螺栓連接 4顆為：螺栓 GB/T5780-2000 M12*45 ， 性能等級 8.8 級。 重載時 12 顆螺栓所受總載荷 F 總 =6860+544=7404N 經(jīng)連接板所能承受載荷分析：受軸向載荷受 1178N 和橫向載荷 6226N 分布，受軸向載荷的平均每顆螺栓載荷為： F 軸 =1178/8=147.25N ；受橫向載荷的平均每顆螺栓載荷為：F橫= 6226/4=1556.5 N21、

28、受軸向載荷緊螺栓連接計算公式為：=1.3 F軸/( /4*d 12) =1.3*147.25/ ( /4*10.106 2) =2.39 MPa 查機械設計手冊第五板 = S/S S=320/3=106.67 MPaM12 螺栓 故符合要求。22、受橫向載荷緊螺栓連接計算公式為：=1.3 FP/ ( /4*d 12) 其中 FP=Kf F 橫/( mf) =1.2*1556.5/ ( 1*0.16 ) =11673.75 N2=1.3*11673.75/ ( /4*10.106 2)=189.2 MPa 查機械設計手冊第五板 = S/S S=640/3=213.33 MPaM12 螺栓 故符合

29、要求五、焊接連接計算當焊縫承受復合應力時，對接焊縫的強度H 按下式計算：H=22+2 )1/2 H H- 焊縫的許用應力(見下表)焊縫的許用應力焊縫種類應力種類符號用普通方法檢查的手工焊自動焊、精確方法檢查的手工焊對接拉伸、壓縮應力 H0.8 對接及貼角焊縫剪切應力 H0.8 / 2 /2表中 為結構件材料的基本許用應力。這里Q235鋼板 s/b <0.7，則：拉伸、壓縮、彎曲許用應力 I為： I=s/1.5剪切許用應力 I為：I= I/ 3此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除端面承壓許用應力 cdI為： cdI=1.5 I下面計算焊接應力，中間立柱的固定架受力最大，其筋板處為雙面連

30、續(xù)焊（見下圖）承受縱向剪力，根據(jù)前面（二）的計算， 剪應力 =F/A剪力大小 F 為：F= 鋼構分攤重量 +車輛分攤重量 =（29000/4+2300*9/4 ） /2=6987.5*9.8=68477.5 N 受剪面的面積 A為： A=B*H*2B焊縫長度 B=200+110=330MMH焊縫高度查表得對 10MM厚鋼板焊縫高度 H=4 6MM，取 H=4MMA=2*330*4 =2640MM2剪應力 =F/A =68477.5/2640=25.94 Mpa 剪切基本許用應力 I 為：1/2 1/2 1/2 I=I/31/2 = s/1.5/3 1/2 =235/1.5/3 1/2 =90.5 Mpa1/2焊縫的許用剪切應力 H = 0.8 I / 2 1/2= 0.8*90.5/1.414 = 51.2 Mpa 焊縫的剪應力小于焊縫的許用剪切應力 H 且倍率為 51.2/25.94=1.97故焊縫校核合乎要求。此文檔僅供學習和交流此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第三部分 電氣設計說明一、電 氣概述為保障 PSH升降橫移立體停