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TOC\o"1-3"\h\u目錄24534摘要…………………124532關(guān)鍵詞…………………1167811前言…………………2249471.1機(jī)械式立體停車庫(kù)………………2133101.2國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀…………2249211.3自動(dòng)化立體車庫(kù)的主要結(jié)構(gòu)組成和類型………2305251.4升降橫移式雙層立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)組成……………3129031.5論文研究的意義…………………4299252車庫(kù)方案的選擇……………………4146292.1移動(dòng)方案的選擇…………………4325222.2橫移機(jī)構(gòu)的選擇…………………559312.3升降機(jī)構(gòu)的選擇…………………5268262.4設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)…………6244703升降橫移結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………6192413.1橫移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………681223.1.1托盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………616943.1.2導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)……………………7258173.2升降結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………839383.2.1機(jī)構(gòu)整體框架選擇……………816043.2.2材料的選擇……………………8111603.2.3制造方法………………………954693.2.4結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度校核……………991464傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………10191544.1橫移傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………10326274.1.1平移機(jī)構(gòu)中齒輪、齒條和傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇…………10170324.1.2齒輪、齒條的設(shè)計(jì)……………11313124.1.3聯(lián)軸器的選擇………………升降橫移式雙層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)摘要:機(jī)械式立體車庫(kù)與傳統(tǒng)的地下車庫(kù)相比,在許多方面都有優(yōu)越性。首先機(jī)械式立體車庫(kù)具有優(yōu)越的節(jié)地優(yōu)勢(shì);其次機(jī)械式立體車庫(kù)與地下車庫(kù)相比較可更加有效地保證人身及車輛的安全,人在車庫(kù)內(nèi)或車未停準(zhǔn)位置,由電子系統(tǒng)控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。本次設(shè)計(jì)介紹了升降橫移式雙層立體停車庫(kù)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),并對(duì)立體停車庫(kù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明.本設(shè)計(jì)重點(diǎn)的內(nèi)容包括車庫(kù)存取結(jié)構(gòu)的研究,車庫(kù)升降橫移系統(tǒng)的研究和車庫(kù)總體鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究。關(guān)鍵詞:立體停車庫(kù),升降橫移,鏈驅(qū)動(dòng)Liftingandtransferringdoublethree-dimensionaldesignofthegarageAbstract:Mechanicalthree-dimensionalgarage,comparedwiththetraditionalundergroundgarage,hasadvantagesinmanyways.Firstmechanicalthree-dimensionalgaragehasexcellentsectionadvantages;followedbymechanicalthree-dimensionalgarageandundergroundgaragecomparedtomoreeffectivelyensurethesafetyofpersonsandvehiclesinthegarageorthecardidnotstopreferenceposition,controlledbytheelectronicsystemofthewholeThedevicewillnotrun.Liftingandmovingthisdesignintroducedthestructureandcharacteristicsofdoubleparkingequipment,anddesignpointsoftheparkingequipmentisdescribed.Thedesignfocusedontheresearchcontentincludinggarageaccessstructure,lowertheliftingandmovingsystemofresearchandthesteelstructuralframeoftheoverallresearch.Keywords:Solidgarage;Liftingandtransferring;Chaindrive1前言1.1機(jī)械式立體停車庫(kù)機(jī)械式停車庫(kù)就是利用機(jī)械來(lái)停放、存取車輛的整個(gè)停車設(shè)施,以立體化存放的機(jī)械式停車庫(kù)叫做機(jī)械式立體停車庫(kù)。它是集機(jī)械、電子、控制技術(shù)于一體的現(xiàn)代化設(shè)備,成為緩解城市停車難、停車亂等問(wèn)題的有效手段。機(jī)械式立體停車庫(kù)早已經(jīng)形成了新行業(yè),步入了引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、制造、使用相結(jié)合的發(fā)展階段,己成為技術(shù)密集型產(chǎn)品的代表。1.2國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)械式停車設(shè)備的應(yīng)用已有30多年的歷史了,發(fā)展較早、較好的有德國(guó)、韓國(guó)、日本等。在亞洲,機(jī)械式停車設(shè)備采用較早應(yīng)用普遍的是韓國(guó)、日本和我國(guó)臺(tái)灣省。韓國(guó)機(jī)械式立體停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀(jì)70年代中期為起步階段,80年代為引進(jìn)階段,90年代為供應(yīng)使用階段,2000年以來(lái)為發(fā)展階段。由于這幾個(gè)階段受到政府的高度重視,各種機(jī)械式停車設(shè)備得到了廣泛的開(kāi)發(fā)和利用,年遞增速度高達(dá)30%。自動(dòng)化停車設(shè)備將隨供應(yīng)量的不斷擴(kuò)大而迅速發(fā)展。我國(guó)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始研制和使用機(jī)械式停車設(shè)備。80年代是起步階段,90年代以來(lái),隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的快速發(fā)展,尤其是轎車大量進(jìn)入家庭后,停車設(shè)備的應(yīng)用逐步推廣,己經(jīng)形成了新興的機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè),步入了引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段。目前我國(guó)城市停車的主要類型還是公共停車庫(kù),規(guī)模大,占地面積大,建設(shè)資金大,停放車輛多,主要應(yīng)用于車輛停放的密集區(qū)如商業(yè)中心區(qū)、大型車站等,這都需要有較大的建設(shè)空間及投入?,F(xiàn)在還沒(méi)有廣泛應(yīng)用于城市住宅小區(qū)的機(jī)械式立體車庫(kù)來(lái)解決私人汽車的停放問(wèn)題,為了解決住宅小區(qū)內(nèi)的停車問(wèn)題,只能因地制宜,利用小區(qū)內(nèi)較小的面積,建立中小型機(jī)械式立體停車庫(kù),占地面積少,存放的車輛多,而且能保證住戶存取車輛時(shí),既安全可靠又便捷。機(jī)械式立體停車庫(kù)以其土地利用率和空間利用率高,使用操作簡(jiǎn)單、靈活,適應(yīng)性強(qiáng),安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn),成為解決大城市住宅小區(qū)停車問(wèn)題的主要方法,將會(huì)在新開(kāi)發(fā)的住宅小區(qū)及舊社區(qū)里大顯身手。1.3自動(dòng)化立體車庫(kù)的主要結(jié)構(gòu)組成和類型根據(jù)立體車庫(kù)的修建位置及其在空間伸縮方向的不同,立體停車庫(kù)的主要類型有:垂直升降式、升降橫移式、巷道堆垛式和地下停車場(chǎng)等。它們類型眾多,設(shè)計(jì)各有不同,庫(kù)容量變化較大,可以滿足不同用戶的要求。同時(shí)它們都具有建筑面積小,停車層數(shù)多,空間利用率高的優(yōu)點(diǎn)。停相同數(shù)量車的情況下,在車輛流量大的繁華地段建一座立體停車庫(kù)比建一個(gè)地面停車場(chǎng)節(jié)省將近60%的投資。嚴(yán)格的車庫(kù)管理還能保證車庫(kù)運(yùn)行的安全性和可靠性,為存車人提供了最大的方便。垂直升降式:就是電梯式結(jié)構(gòu),一般以兩輛車為一個(gè)層面,中間部分為升降機(jī),左右兩旁是車架。利用升降機(jī)將車輛或載車板升降到指定層,然后用安裝在提升機(jī)械上的橫移機(jī)械將車輛或載車板送入存車位;或是相反,通過(guò)橫移機(jī)械將指定存車位上的車輛或載車板送入升降機(jī),升降機(jī)降到車輛出入口,打開(kāi)庫(kù)門(mén),駕駛員入內(nèi)將車輛開(kāi)走。升降橫移式:升降橫移式立體停車庫(kù)大多采用卷筒、滑輪和鋼絲繩進(jìn)行升降,在整個(gè)機(jī)構(gòu)中有交流減速橫移電機(jī)和升降電機(jī)、停車位框架、鋼絲繩、搬運(yùn)器和橫移導(dǎo)軌等。運(yùn)行原理是取上層車時(shí),將下層車板移開(kāi)留出空位。該設(shè)備下層為左右橫移,上層則是上下升降。巷道堆跺式:它的工作原理與堆跺式自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)很相近,機(jī)構(gòu)可以上升和水平移動(dòng),在運(yùn)行到停車位時(shí),通過(guò)伸縮機(jī)構(gòu)伸縮,完成在車架上存取車工作。由于單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高,所以巷道堆垛式立體車庫(kù)適用于車位數(shù)需要較多的地方使用。地下停車場(chǎng):它是為賓館,商廈等原有的停車場(chǎng)設(shè)計(jì)的,原有的停車場(chǎng)大多只能存放一層車輛,經(jīng)過(guò)改建并加上專用設(shè)備后,可放置上下兩層車。有些地下停車場(chǎng)本身是專門(mén)設(shè)計(jì)的與環(huán)境協(xié)調(diào)的自動(dòng)化立體車庫(kù)。其它的立體車庫(kù)還有垂直循環(huán)類停車設(shè)備、水平循環(huán)類停車設(shè)備、簡(jiǎn)易升降類停車設(shè)備等。垂直升降式特點(diǎn):占地面積少,耗能低,但是智能化程度最高,對(duì)地基,消防要求很高,車位造價(jià)高。巷道堆跺式特點(diǎn):低噪聲、低耗能、智能化程度高,等待時(shí)間長(zhǎng),進(jìn)出口少。水平循環(huán)式特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是占地面積大,目前應(yīng)用較少。升降橫移式雙層立體車庫(kù)是中小型車庫(kù)中一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,與其它車庫(kù)相比,屬于中低密度經(jīng)濟(jì)型停車庫(kù),對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng)、可以同時(shí)移動(dòng)多個(gè)車板,提高了工作效率,減少了運(yùn)行時(shí)間;控制系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC),操作管理簡(jiǎn)便,易于操作維護(hù)。1.4升降橫移式雙層立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)組成升降橫移式立體車庫(kù)主要由四部分組成:機(jī)械結(jié)構(gòu)部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、控制管理部分、安全防護(hù)措施。(1)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分:由車架、升降結(jié)構(gòu)和橫移結(jié)構(gòu)組成。(2)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分:由多個(gè)電機(jī)組成,由它來(lái)完成橫移機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)行,完成載車板的上下和左右移動(dòng),以完成存取車的過(guò)程。(3)控制管理部分:立體車庫(kù)控制系統(tǒng)隨著它所采用的控制智能化程度不同而各有差異。(4)安全防護(hù)措施:安全防護(hù)主要有兩個(gè)部分:一是存取車輛時(shí)人的安全保護(hù);二是車輛在存取時(shí)的安全保護(hù)。1.5論文研究的意義隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,私人轎車的擁有量迅速膨脹。行車難、停車難、亂停車等問(wèn)題,加劇了交通擁堵、降低了生活質(zhì)量、惡化了投資環(huán)境,成為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的障礙。為了緩解并改善這種局面,城市停車場(chǎng)所的建設(shè),尤其是少占空間、多停車位、使用操作簡(jiǎn)單、安全可靠的“立體停車庫(kù)”的建設(shè),對(duì)現(xiàn)在城市的發(fā)展有著不可替代的作用。2車庫(kù)方案的選擇2.1移動(dòng)方案的選擇升降橫移式雙層立體停車庫(kù)的每個(gè)車位均有載車板,所需存取車輛的載車板通過(guò)升降橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面一層,駕駛員進(jìn)入車庫(kù),存取車輛,完成存取過(guò)程。停泊在這類車庫(kù)內(nèi)地面的車只作橫移,不用升降,上層車位則通過(guò)中間層橫移出空位,將載車板下降到地面層。本次設(shè)計(jì)的是升降橫移式雙層立體車庫(kù),是四位三車的小型立體車庫(kù),多用于居民小區(qū),其簡(jiǎn)圖如下所示:圖1車庫(kù)車位移動(dòng)方案Fig1Garagemobilesolutions方案:將2號(hào)車位作為定位,1號(hào)車位可直接提取車;在存取4號(hào)車時(shí),將4號(hào)位降到2號(hào)位上,進(jìn)行存取車;在存取3號(hào)車時(shí),將1號(hào)位移動(dòng)到2號(hào)為上,3號(hào)位降到1號(hào)位上,進(jìn)行存取車。2.2橫移機(jī)構(gòu)的選擇根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置是否在托盤(pán)上,橫移可以分為兩種:一種是將驅(qū)動(dòng)裝置放在托盤(pán)上,通過(guò)驅(qū)動(dòng)鏈條來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng),但由于電機(jī)放在托盤(pán)上,托盤(pán)在存取車的過(guò)程中不斷的運(yùn)動(dòng),給電機(jī)提供電源和對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制都比較難實(shí)現(xiàn);另一種方式是將驅(qū)動(dòng)裝置安放在固定件上,這種方式可以方便為其提供動(dòng)力源并對(duì)其進(jìn)行控制,同時(shí)也可以提高安全系數(shù)。所以,本次設(shè)計(jì)的橫移部分的驅(qū)動(dòng)裝置不安放在托盤(pán)上,而是利用固定支架安裝在車庫(kù)后側(cè)。為實(shí)現(xiàn)托盤(pán)的橫移常用的驅(qū)動(dòng)方式有三種:一種是利用液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng);第二種利用電機(jī)帶動(dòng)鏈條進(jìn)行驅(qū)動(dòng);最后一種利用電機(jī)帶動(dòng)齒輪、齒條系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。液壓系統(tǒng)一般都比較復(fù)雜,造價(jià)也高,維修困難,不易維護(hù)。鏈傳動(dòng)是一種很好的傳動(dòng)方式,傳動(dòng)精度高,設(shè)計(jì)和購(gòu)買方便,但和齒輪、齒條嚙合的傳動(dòng)方式比起來(lái),鏈傳動(dòng)的效率相對(duì)低了一點(diǎn)。所以,本次設(shè)計(jì)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式利用齒輪和齒條的嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)托盤(pán)的橫向移動(dòng)。根據(jù)前面的所述,底層橫移部分的動(dòng)力源采用電機(jī),而且,電機(jī)不是安裝在托盤(pán)上,同時(shí)采用齒輪和齒條嚙合的傳動(dòng)方式,按照常規(guī)將齒輪作為齒輪和齒條嚙合傳動(dòng)的主動(dòng)件固定在水平面上,同時(shí)為了不防礙轎車的存取,電機(jī)和齒輪都放在車庫(kù)的后方。為了方便電機(jī)的安裝和維修,電機(jī)豎直安放且電機(jī)軸的軸向向下,此時(shí)利用一個(gè)聯(lián)軸器把電機(jī)軸和齒輪軸聯(lián)在一塊,從而實(shí)現(xiàn)傳送動(dòng)力的目的。電機(jī)依靠凸緣來(lái)定位。本次設(shè)計(jì)的升降橫移式雙層立體車庫(kù)為小型車庫(kù),平移的速度要求不高,平移距離也比較小。所以,此本次設(shè)計(jì)初步定位速度為0.35m/s。由于電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速一般比較高,減速器是必不可少的部件。為了安裝方便,本次設(shè)計(jì)選用帶有減速器的電動(dòng)機(jī)。同時(shí)為了減低成本,安裝方便,本次設(shè)計(jì)車庫(kù)的電動(dòng)機(jī)都采用帶有減速器的電動(dòng)機(jī),具體的型號(hào)則根據(jù)具體的設(shè)計(jì)而定。設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)和齒輪都固定在地平面上,齒條就作為齒輪、齒條嚙合傳動(dòng)方式的運(yùn)動(dòng)件。齒條可以焊接在托盤(pán)后面的側(cè)面上,也可以使用螺栓將其固定在托盤(pán)后方??紤]到焊接過(guò)程中的熱脹冷縮等情況可能會(huì)使齒條變形從而影響齒輪和齒條間的嚙合精度,所以采用螺栓聯(lián)接,齒條的寬度由它所承受的載荷而定。2.3升降機(jī)構(gòu)的選擇升降機(jī)構(gòu)常見(jiàn)的三種方式是液壓方式、鋼絲繩提升方式和鏈條提升方式。液壓系統(tǒng)大多比較復(fù)雜,它的設(shè)計(jì)和制造成本較高。而且維修、檢測(cè)費(fèi)用也相對(duì)較高,液壓系統(tǒng)的故障很難檢查,如果出現(xiàn)故障,將會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)大大降低車庫(kù)的工作效率,所以本次設(shè)計(jì)不采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為升降機(jī)構(gòu)。鋼絲繩具有承載能力大,重量輕的特點(diǎn),但它卻具有一定的彈性,使用一段時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生伸長(zhǎng)量,從而使傳動(dòng)精度降低,托盤(pán)不能到達(dá)準(zhǔn)確位置,而且,鋼絲繩容易自行扭轉(zhuǎn)和松散。鏈傳動(dòng)是電動(dòng)機(jī)通過(guò)連軸器、鏈條、鏈輪從而帶動(dòng)托盤(pán)實(shí)現(xiàn)升降的。鏈傳動(dòng)成本低,安全,易維護(hù)。而且鏈條傳動(dòng)兼有齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的特點(diǎn)。與齒輪傳動(dòng)相比較,鏈傳動(dòng)容易安裝,成本低廉;遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)其結(jié)構(gòu)更比齒輪傳動(dòng)輕便。與帶傳動(dòng)相比較,鏈傳動(dòng)平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確;傳動(dòng)效率高;需要的張緊力?。唤Y(jié)構(gòu)尺寸緊湊;能在低速重載下更好的工作;能適應(yīng)較惡劣的工作環(huán)境。綜上所述,升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源,利用鏈條和鏈輪的嚙合傳遞動(dòng)力,帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)傳動(dòng)軸兩端的滾筒纏繞鋼絲繩實(shí)現(xiàn)上層托盤(pán)的升降。2.4設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)本課題未給定車庫(kù)的幾何參數(shù),考慮到現(xiàn)今大多數(shù)小區(qū)用戶都是中型或者小型汽車,本次設(shè)計(jì)的選用的幾何參數(shù)為:車身長(zhǎng)4700mm,寬1700mm,高1550mm,總重是1600Kg。托盤(pán)為載車容器,其尺寸略大于轎車的尺寸,故托盤(pán)的尺寸初步定為:長(zhǎng)L=5400mm,寬W=2200mm.為了保證托盤(pán)的自由運(yùn)動(dòng),左右兩個(gè)立柱間的距離應(yīng)該大于托盤(pán)的寬度,因?yàn)檫@樣既有利于轎車的存取,所以把左右兩個(gè)立柱間的距離定為2250mm,基坑的長(zhǎng)度為5000mm。3升降橫移結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)此處省略
NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系
扣扣:九七一九二零八零零另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載!該論文已經(jīng)通過(guò)答辯(4)托盤(pán)整體采用焊接的方法:焊縫采用手工電弧焊,焊縫不能有透、熔、蝕等缺陷,并且要修刺倒棱,焊后退火處理.綜上所述得出:菱形鋼板:寬W=0.4m,長(zhǎng)L=5.4m;矩形鋼板:寬W=0.15m,長(zhǎng)L=5.4m;方形鋼管:寬W=0.1m,長(zhǎng)L=2m;中間鋼板:寬W=1.2m,長(zhǎng)L=5.4m;邊上鋼板:寬W=0.45m,長(zhǎng)L=3m。得出:方型鋼管:=7.966㎏/m×2×2.1m=33.46㎏矩形鋼板:=18㎏/m×2×5.4m=194.4㎏中間鋼板:=31.42㎏/㎡×5.4m×1.2m=203.6㎏菱形鋼板:=42.3㎏/㎡×4×0.45m×1.2m=91.37㎏角鋼:=3.770㎏/m×4×0.00785×(50+50-5)×5m=3.73㎏邊上鋼板:=39.2㎏/㎡×2×0.45m×3m=105.84㎏其它重量:=7.6㎏所以上層托盤(pán)總重量為:=++++++=640㎏由于底層托盤(pán)上有滾輪和齒條,估算滾輪重量=0.8㎏×4=3.2㎏;齒條采用45號(hào)鋼,淬火,密度為7.9×㎏/,長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2400㎜,寬度為W=100㎜,高度為H=60㎜=2.4m×0.1m×0.06m×7.9×㎏/=113.76㎏底層托盤(pán)總重量為=632.4㎏+3.2㎏+113.76㎏=746.16㎏故底層托盤(pán)的重量初步定為750㎏.3.1.2導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)由于轎車和底層托盤(pán)的重量達(dá)到2350㎏,故選擇GB11264-89中型號(hào)30輕軌。查其總高是108㎜,總寬是108㎜,總長(zhǎng)就是基坑的長(zhǎng)度,由車架的設(shè)計(jì)部分可以知道基坑的長(zhǎng)度為5000㎜。采用人工直接向?qū)к壣蠞灿偷姆绞竭M(jìn)行潤(rùn)滑。3.2升降結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.2.1機(jī)構(gòu)整體框架選擇主框架的第一層根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)要求,有單柱形式、跨梁形式、后懸臂形式等。單柱型式結(jié)構(gòu)緊湊,安裝、搬運(yùn)方便,能給駕駛員一種導(dǎo)正的作用。跨梁形式進(jìn)出車輛方便,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但較單柱形式跨度大,安裝搬運(yùn)不方便。后懸臂形式無(wú)前柱,對(duì)汽車進(jìn)出載車板較好,但主框架在后側(cè),穩(wěn)定性較差。考慮到安全性和結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題,本次設(shè)計(jì)采用單柱形式。設(shè)計(jì)中上層的托盤(pán)和其上面的轎車重量都由框架來(lái)承受,所以框架不僅要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,還要求滿足一定的強(qiáng)度要求。主框架底座部分用混凝土澆注,立柱直接筑在混凝土中。地面上安裝有導(dǎo)軌,底層托盤(pán)通過(guò)滾輪實(shí)現(xiàn)橫移,立柱的間距應(yīng)該根據(jù)載車板的寬度而定。3.2.2材料的選擇鋼結(jié)構(gòu)是鋼材制成的工程結(jié)構(gòu),通常由型鋼和鋼板制成的梁、柱、板等構(gòu)件組成,各部分之間由焊縫、螺栓或鉚釘連接,有些鋼結(jié)構(gòu)還部分采用鋼絲或鋼絲束。鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和磚石等砌體結(jié)構(gòu)都是工程結(jié)構(gòu)的不同分支。它們之間有許多共同性,例如在結(jié)構(gòu)體系、內(nèi)力分析和設(shè)計(jì)程序等方面大體是相同的;但由于材料性質(zhì)的不同、原材料和構(gòu)件截面形狀的不同,也各有其特殊性。鋼結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)缺點(diǎn):(1)材質(zhì)均勻,可靠性高:鋼材組織均勻,接近于各向同性勻質(zhì)體,質(zhì)量比較穩(wěn)定。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算結(jié)果,所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性較高。(2)強(qiáng)度高,重量輕:鋼材強(qiáng)度較高,彈性模量亦高,因而鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件小而輕。當(dāng)今有多種強(qiáng)度等級(jí)的鋼材,即使強(qiáng)度較低的鋼材,其密度與強(qiáng)度的比值也小于混凝土和木材,在同樣受力情況下鋼結(jié)構(gòu)自重小,可以做成跨度較大的結(jié)構(gòu)。由于桿件小,所占空間少,亦便于運(yùn)輸和安裝。(3)塑性和韌性好:鋼結(jié)構(gòu)的抗拉和抗壓強(qiáng)度相同,塑性和韌性均好,適于承受沖擊和動(dòng)力荷載,有較好的抗震性能。(4)工業(yè)化程度高,工期短:鋼結(jié)構(gòu)都為工廠制作,具備成批大件生產(chǎn)和精度高等特點(diǎn),采用工廠制造、工地安裝的施工方法,有效地縮短工期,經(jīng)濟(jì)效益好。(5)密封性好:鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接后可以做到安全密封,能夠滿足一些要求氣密性和水密性好的高壓容器、大型油庫(kù)、氣柜油罐和管道等的要求。(6)耐熱性較好:溫度在250℃以內(nèi),鋼材性質(zhì)變化很小,鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于250℃的場(chǎng)合。當(dāng)溫度達(dá)到300℃以上時(shí),強(qiáng)度逐漸下降,600℃時(shí),強(qiáng)度降至不到三分之一,在這種場(chǎng)合,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)必須采取防護(hù)措施。(7)耐銹蝕性差:鋼結(jié)構(gòu)耐銹蝕性較差,特別在潮濕和有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,容易銹蝕,需要定期維護(hù)。由于鋼材和鋼結(jié)構(gòu)有上述特點(diǎn),本次設(shè)計(jì)的升降橫移式雙層立體車庫(kù)主架采用鋼結(jié)構(gòu)。3.2.3制造方法立柱采用工字鋼,因?yàn)楣ぷ咒撚休^強(qiáng)的承載壓力的能力。一共有6根立柱,前后各有4根,采用澆注的方法固定在混凝土中。橫梁也采用工字鋼,由于提升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和制動(dòng)器要放在橫梁上,所以采用焊接的方法將橫梁平放在立柱上??v向梁的選擇比較困難,因?yàn)榭v向梁不僅可以用冷彎矩形空心鋼管,也可以采用工字鋼。由于鏈輪的結(jié)構(gòu)要放在縱向梁上,考慮到采用前者的方法時(shí),需要在冷彎矩形空心鋼管上開(kāi)矩形孔,制造麻煩,所以本次設(shè)計(jì)全部采用工字鋼來(lái)搭建車庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)框架??v向梁也采用焊接方式固定在橫梁上。3.2.4結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度校核由上面的分析知道,滑輪安裝在縱向梁上,縱向梁要承受轎車和托盤(pán)的重量。由于縱向梁跨度比較大,所以在整個(gè)鋼架中對(duì)縱向梁的校核最為重要。取托盤(pán)(含轎車)為研究對(duì)象,分析受力示意圖如圖3所示:圖2受力分析示意圖Fig2Stressanalysisdiagram由于四根鏈條同時(shí)承載。所以每根鏈條所受載荷F為:F=(G1+G2)/4=(1600+640)㎏×9.8N/㎏/4=5488N鏈條固定在縱向梁上,所以每根梁承受的力為2744N,縱向梁的承受的最大正應(yīng)力為W(1)=式中:-梁的最大彎矩;W-抗彎截面系數(shù)。梁的受力分析如下圖所示:圖3梁的受力分析示意圖Fig3Schematicbeamstressanalysis抗彎截面系數(shù)與縱向梁的材料有關(guān),查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》知道所選的抗彎截面系數(shù)為33.1×,所以有:=2830×106/33.1=85.5Mpa取=110Mpa,故縱向梁是安全的。4傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1橫移傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1.1平移機(jī)構(gòu)中齒輪、齒條和傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇托盤(pán)運(yùn)行條件是F1=,查閱《摩擦手冊(cè)》得知,在任何滾動(dòng)軸承中,克服摩擦所消耗的功率可以按下式計(jì)算的平均摩擦力來(lái)計(jì)算,由公式=P(2)式中:-軸承所受的摩擦力;-滾動(dòng)摩擦系數(shù)平均值;P-按一般動(dòng)力計(jì)算公式得到的軸承上的當(dāng)量載荷。查閱《摩擦手冊(cè)》得知部件中是接觸式密封,存在制造誤差和裝配誤差,工況加重和潤(rùn)滑劑污染等,的值應(yīng)該擴(kuò)大一倍,所以:=1.8××2對(duì)于深溝球軸承,由公式:P=×××(3)式中:-徑向力;-旋轉(zhuǎn)系數(shù);-安全系數(shù);-溫度系數(shù)。=G1+G2=(1600+750)㎏×9.8N/㎏=23030N由于是外圈旋轉(zhuǎn),取=1.2查閱《摩擦手冊(cè)》得Ks=1.1,Kt=1.0,所以:P=23030N×1.2×1.1×1.0=30399.6N由式(2)可得:=×P=30399.6N×2×1.8×=109.4N由公式:=(4)=2T/d(5)得出T=d/2=109.4×220/2=12030N·mm=12.03N·m由于是小型立體車庫(kù),適用于小區(qū),移動(dòng)速度不宜過(guò)快,故選擇托盤(pán)的移動(dòng)速度為V=0.35m/s,得齒輪的轉(zhuǎn)速為:n=0.35×60/3.14×0.24=27.9r/minP=×V/1000×/60=109.4×0.35/1000=3.8×Kw在此設(shè)計(jì)中平移部分只需移動(dòng)一個(gè)車位,移動(dòng)距離較近,從而要求速度較低。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,選用YCJ132和802F2-4一體的YCJ齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)參數(shù)為:額定功率為P=0.75Kw輸出轉(zhuǎn)速為n=43r/min輸出轉(zhuǎn)距為T(mén)=156N·mm所以選擇的電動(dòng)機(jī)合適電動(dòng)機(jī)。4.1.2齒輪、齒條的設(shè)計(jì)(1)選擇齒輪、齒條的材料查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》,齒輪選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì),表面淬火,=217~255;齒條選用45號(hào)鋼正火,表面淬火,=210~240。(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算托盤(pán)的橫移速度V=0.35m/s齒輪的角速度為:W=2n/60=由公式:V==Wd/2(6)式中:d-分度圓直徑??芍?.35m/s=d/2,得d=0.22m=220㎜齒輪采用硬齒面,非對(duì)稱分布。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得齒寬系數(shù):=0.4選取齒輪模數(shù)m=10。由公式d=m·z(7)式中:Z-齒輪齒數(shù)。可知220㎜=10z,得z=22此齒輪齒數(shù)z在推薦值20到40中可以選取,所以選取z=22符合。查閱《機(jī)械原理》由公式p=m(8)可得齒輪的齒距p==3.14×10=31.4㎜。由公式z2=L條/p(9)式中:p-鏈條節(jié)距??傻谬X條的齒數(shù)z2=2400㎜/31.4㎜=76.43取整數(shù)z2=77查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》,由公式=×××(10)式中:-載荷系數(shù);-使用系數(shù);-動(dòng)載系數(shù);-齒間載荷分配系數(shù);-齒間載荷分布系數(shù)。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知=1.25;=1.15;=1.15;=1.04。所以載荷系數(shù)的初值為=1.25×1.15×1.15×1.04=1.72得=1.72。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》,由公式[]=/S(11)式中:S-疲勞強(qiáng)度安全系數(shù),取S=1;-壽命系數(shù);-接觸疲勞極限應(yīng)力。由公式N1=60nj(12)按預(yù)期壽命5年,每天工作300天,每天工作8小時(shí)來(lái)算,得,應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1=60×30×1×8×300×5=2.16×;N2=N1/u=0.7×查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》,選取=1.1,=1.15;=570MPa=460MPa。由公式(11)得:[]=570MPa×1.1×/1=627MPa[]=460MPa×1.15×/1=529MPa綜上所述.由公式≥≥161.47㎜(13)可得:d1=220㎜>=161.47㎜所以選出齒輪d1=220㎜可用。由公式b=×(14)可得齒厚b=0.4×161.47=64㎜齒條寬=64㎜齒輪寬=+(5~10)=70㎜由于采用正常齒輪,所以齒頂高系數(shù)=0.8,頂隙系數(shù)c*,取c*=0.3分度圓的壓力角度數(shù)為α=20°確定齒輪的其它參數(shù)如下:分度圓直徑:d=m·z=10×22=220㎜齒頂高:=m=0.8×10=8㎜齒根高:=(+c*)m=11㎜齒全高:h=(2+c*)m=19㎜齒頂圓直徑:=d+2=220+2×8=236㎜齒根圓直徑:=d-2=220-2×11=198㎜基圓直徑:=d·cosα=220×cos20°=206.7㎜齒距:p=m=31.4㎜齒厚:s=m/2=15.7㎜齒槽寬:e=m/2=15.7㎜基圓齒距:=p·cosα=29.5㎜法向齒距:=p·cosα=29.5㎜頂隙:c=c*m=0.3×10=3㎜4.1.3聯(lián)軸器的選擇(1)類型的選擇由電動(dòng)機(jī)額定功率P=0.75Kw,選擇YL型凸緣聯(lián)軸器載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)距由公式T=d1/2(15)式中:-托盤(pán)受到的平均摩擦力;d1-齒輪分度圓直徑。可得T=109.4××220/2=12.03N·m查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1得工況系數(shù)=1.5,由公式=T(16)可得轉(zhuǎn)距=1.5×12.03N·mm=18.05N·m(3)型號(hào)選擇參考系數(shù):電動(dòng)機(jī)的輸出軸徑40㎜查得GYH5型凸緣聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)距是400N·m,許用最大轉(zhuǎn)速是8000r/min,軸徑為30-42㎜之間,故GYH5型凸緣聯(lián)軸器合適。4.1.4鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》得,許用積應(yīng)壓力[]=100~120MPa,取其平均值[]=110MPa。對(duì)于半聯(lián)軸器與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸b×h×L=10×8×32鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=32-10=22㎜K=0.5h=0.5×8=4㎜查《機(jī)械設(shè)計(jì)》由公式[]=2T×/Kd(17)可得[]=2×11.98×/4/22/30=9.08Mp<[δp]=110Mp。該平鍵的擠壓強(qiáng)度足夠,所以鍵是安全的。對(duì)于齒輪與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸b×h×L=12×8×32鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=32-10=20㎜,K=0.5h=0.5×8=4mm由公式[]=2T×/Kd(18)式中:T-公稱轉(zhuǎn)距;-鍵的接觸長(zhǎng)度;K-鍵與轂的接觸高度;d-軸的直徑;[]-許用擠壓應(yīng)力??傻肹]=2×11.98×/4/20/40=7.49Mp<[]。所以齒輪與軸之間的鍵是安全的。4.2升降傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.2.1升降傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容介紹本章主要對(duì)鏈條、鏈輪的選擇計(jì)算與校核,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),主要包括電動(dòng)機(jī)的選擇和校核;聯(lián)軸器的選擇和校核;制動(dòng)器的選擇;軸承的壽命計(jì)算;升降傳動(dòng)系統(tǒng)的控制和維護(hù)。4.2.2升降機(jī)構(gòu)的工作原理每個(gè)載車板上都有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),載車板上升,電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)載車板下降。根據(jù)載車板及車輛確定鏈條所需的傳動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)力及載車板移動(dòng)速度確定電機(jī)功率,根據(jù)車身高度來(lái)確定上下托盤(pán)間的距離,根據(jù)這個(gè)距離確定鋼絲繩的長(zhǎng)度,最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小,鏈節(jié)形狀和大小。4.2.3鏈輪、鏈條、鋼絲繩的選擇計(jì)算和校核(1)鏈條的選擇計(jì)算:由于此車庫(kù)要求提升速度要求較低,線速度應(yīng)該小于0.6m/s,鏈條受力F=5488N。查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知20A鏈在單排是抗拉載荷是86.7KN,所以選擇20A號(hào)鏈作為本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈。滾子鏈的具體參數(shù)如下:內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬=18.90㎜內(nèi)鏈節(jié)外寬=27.46㎜外鏈節(jié)外寬=27.51㎜節(jié)距p=31.75㎜滾子直徑=19.05㎜內(nèi)鏈板高度=30.18mm(2)鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算和確定參數(shù)滾子鏈與鏈輪的嚙合屬于非共軛嚙合。本次設(shè)計(jì)采用一種常用的三圓弧-直線的齒型,其特點(diǎn):齒型與滾子嚙合時(shí)的接觸應(yīng)力??;嚙合性能好;由于線速度小于0.6m/s,取Z=17(3)確定鏈輪的其它參數(shù)由公式d=p/sin(180°/z)(19)式中:d-鏈輪的分度圓直徑;p-配用鏈條的節(jié)距;z-鏈輪的齒數(shù)??傻胐=31.75/sin(180°/17)=168.2㎜,取整數(shù)值d=168㎜。由公式=d+p(1-1.6/z)-(20)=d+1.25p-(21)代入數(shù)據(jù)得:=177.91mm,=188.84mm,所以da取為184㎜。由公式=d-(22)可得=168-19.05=148.95㎜,取整數(shù)為=149㎜。由公式=p·cot(180/z)-1.04-0.76(23)可得=31.75×cot10.588-1.04×30.18-0.76=137.5mm,取=137㎜。鋼絲繩的選擇鋼絲繩提升受力分析:托盤(pán)是由四根鋼絲繩承載,所以每根鋼絲繩所受的拉力F為:F=(G1+G2)/4=(640+1600)×9.8=5488N≈5.5KN選擇鋼絲繩的公稱直徑為3.2mm,最小破斷拉力為8.9KN。4.2.4驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(1)升降機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇和校核在鋼絲繩的設(shè)計(jì)中已經(jīng)知道鋼絲繩一端所受的力為5488N。傳動(dòng)軸的直徑為40㎜,則所產(chǎn)生的力矩:T=F×d/2=5488×40/2/1000=109.76N·m軸實(shí)際的轉(zhuǎn)速為:n=0.35×60×1000/3.14×80=83.6r/min傳動(dòng)軸兩端都有一個(gè)滾筒,所以實(shí)際功率為:P=2×T×n×/9.55=2×109.76×83.6×/9.55=1.92kw選擇YCJ160和112MF3-4的YCJ系列齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī),其參數(shù)如下:功率P=4kw輸出轉(zhuǎn)速n=115r/min輸出轉(zhuǎn)距T1=312N·m(2)聯(lián)軸器的選擇公稱轉(zhuǎn)距為:T=9550×P/n9550×4/65=587.7N·m查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》選取工況系數(shù)為=1.5由公式(16)得:=×T=1.5×587.7N·m=881.55N·m參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取GYH5型凸緣聯(lián)軸器。(3)鍵的制造方式、尺寸確定和強(qiáng)度校核a.鍵的制造方式和尺寸的確定鏈輪、半聯(lián)軸器與軸的軸向定位都采用平鍵連接,按第一段軸徑為40㎜,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1查得平鍵截面b×h×L=12×8×56,鍵槽用鍵槽銑刀加工,為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好的對(duì)中性,選擇半聯(lián)軸器與軸的配合h6/k6,同樣選擇鏈輪與軸的配合為h6/k6,選擇的平鍵尺寸為b×h×L=12×8×63b.鍵的強(qiáng)度校核鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1得許用應(yīng)力[]=100~120MPa,取其平均值[]=110Mpa.半聯(lián)軸器與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸:b×h×L=12×8×56鍵的工作長(zhǎng)度=L-B=56-12=44㎜鍵與輪轂鍵槽的接觸高度K=0.5×8=4㎜所以有:=2T×/k//d=31.2Mpa<[]所以,選擇該鍵安全。鏈輪與軸之間的聯(lián)接平鍵尺寸:b×h×12×8×63因?yàn)橥桓S承上所需傳遞的扭矩T是相同,所以只要考慮鍵的大小就行了,兩種鍵的尺寸一樣,所以鏈輪與軸之間的平鍵是安全的。傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核軸兩端有滾筒,收到鋼絲繩的拉力,取[]=110Mpa軸的彎曲受力分析如下圖所示:圖4軸的彎曲受力分析Fig4Axisbendingstressanalysis由圖可知,軸受到的最大彎矩為:M=5488×cos7°×60×2160/2220×1000=318N·m由公式=/32(24)=M/(25)可得:=318×32/3.14/=50.63Mpa<[]=110Mpa。所以軸是安全的取[]=40Mpa,軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的受力分析如下圖所示:圖5軸的扭轉(zhuǎn)受力分析Fig5TorsionalAnalysisshaft由公式=16T/(26)其中T=109.76+109.76=219.52N·m可得:D==0.03035=30.35mm<40mm。所以選擇的軸是安全的。4.2.5軸承壽命的計(jì)算和滾筒和滑輪的選擇軸承壽命的計(jì)算對(duì)于滾動(dòng)軸承6308,其基本額定動(dòng)載荷C=40.8KN。下面確定其動(dòng)量載荷P,由于它不承受軸向力,故有:P=Ft/2=5488/2=2744N由公式=×/n/60(27)由于本設(shè)計(jì)選用的是深溝球軸承,取ε=3,所以:=(40.8×/2744)3×/60/73=7.5×h(2)滾筒的選擇考慮到安裝等要求,選擇滾筒的基本尺寸為:長(zhǎng)度L=100mm,外側(cè)直徑D=100mm,內(nèi)側(cè)纏繞鋼絲繩部分直徑d=80mm,內(nèi)圓直徑為40mm。(3)滑輪的選擇由于滑輪的安裝不能影響轎車的存取,確定滑輪的尺寸為:滑輪槽寬W=10mm,外圓直徑d=100mm,滑輪槽深h=20mm。4.2.6升降機(jī)構(gòu)的控制和維護(hù)(1)升降機(jī)構(gòu)的維護(hù)本次設(shè)計(jì)的鏈傳動(dòng)采用人工定期潤(rùn)滑的方式。用刷子或油壺定期在鏈條的內(nèi),外鏈板的間隙中注油,供油量保持在每班注油一次。為了工作安全、保持環(huán)境清潔,防止灰塵進(jìn)入、減小噪聲等原因,用鑄造或焊接護(hù)罩將鏈傳動(dòng)封閉。定期對(duì)提升部分的控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修,還有就是安全裝置的維護(hù),保證提升機(jī)構(gòu)的安全穩(wěn)定。5控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1控制系統(tǒng)升降橫移式雙層立體車庫(kù)的控制對(duì)象主要包括升降電機(jī)和橫移電機(jī)。本次設(shè)計(jì)采用PLC即可編程控制器。PLC最初只具備邏輯控制,定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,主要是用來(lái)取代繼電接觸器的功能。PLC是計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電接觸控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,它采用了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序和順序執(zhí)行操作的原理。PLC發(fā)展至今,它采用了中央處理單元CPU,從而具有強(qiáng)大的應(yīng)用功能,而且它的指令系統(tǒng)豐富,程序結(jié)構(gòu)靈活,通用性和適用性強(qiáng),主要用以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制,是目前自動(dòng)化控制中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備。在本次設(shè)計(jì)中,由于停車庫(kù)中存、取車控制比較復(fù)雜,但又是順序動(dòng)作控制,控制方式也很單一,故選用PLC控制最為合適。PLC用于自動(dòng)化立體車庫(kù)控制有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):(1)
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