華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè)課程設(shè)計(jì)

華中科技大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名xx學(xué)院機(jī)械學(xué)院班級(jí)機(jī)制xxxx學(xué)號(hào)U20xxxxxxx產(chǎn)品名稱無避讓俯仰式立體停車設(shè)備201x年x月xx日Ⅰ摘要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市人口日益增多，特別是隨著改革開放以來，我國(guó)進(jìn)入了汽車擁有率迅速上升時(shí)候。以往那種單層平面停車場(chǎng)也越來越不能滿足市場(chǎng)的需求。對(duì)多停車位、少占空間、使用操作簡(jiǎn)單、安全可靠的機(jī)械式立體停車庫的建設(shè)，是解決目前寸土寸金的大都市內(nèi)停車難的有效辦法。停車難的問題主要出現(xiàn)在大中城市的住宅小區(qū)里。住宅小區(qū)土地零星，不適合建造大型停車庫，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、占地少的簡(jiǎn)易升降式立體停車設(shè)備能有效解決停車難的問題。但是普通的簡(jiǎn)易升降式立體停車設(shè)備有一個(gè)重大缺點(diǎn)：上層存取車需要將下層車輛從停車位開出。該缺點(diǎn)制約了此類設(shè)備的應(yīng)用。本文在此類設(shè)備基礎(chǔ)上做出了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種新的立體停車設(shè)備——無避讓俯仰式立體停車設(shè)備，并且設(shè)計(jì)計(jì)算了其總體尺寸和結(jié)構(gòu)參數(shù)。隨后根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)使用Pro/E建模。本文提出的設(shè)計(jì)方案克服了簡(jiǎn)易升降類立體停車設(shè)備上層存取車需要下層避讓的缺點(diǎn)，具有一定實(shí)用性。同時(shí)，此方案也有一些弊端，需要在將來做出進(jìn)一步改進(jìn)。3目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于組合使用，易于安裝拆卸。鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，既提高了圖2.1高容量的機(jī)械立體停車庫設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，又使設(shè)備輕巧美觀，載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強(qiáng)韌、耐用?？刂萍夹g(shù)方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù)，使運(yùn)行高速平穩(wěn)，節(jié)省電力，振動(dòng)和噪音也趨于最小。控制形式有，按鈕式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行程開關(guān)、磁性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動(dòng)識(shí)別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊位自動(dòng)跟蹤、鏈條和鋼絲繩長(zhǎng)度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車圖像攝影對(duì)比安全檢測(cè)、自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等日本是最早應(yīng)用機(jī)械式停車設(shè)備的國(guó)家之一，其在上世紀(jì)60年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備。當(dāng)時(shí)日本全國(guó)汽車保有量大約為500萬輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。從80年代開始，日本開始向亞洲地區(qū)的韓國(guó)、中國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國(guó)機(jī)械停車庫技術(shù)是日本機(jī)械停車技術(shù)的派生。其機(jī)械停車產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步，80年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國(guó)近幾年增長(zhǎng)速度都在圖2.1高容量的機(jī)械立體停車庫1.3.2我國(guó)立體車庫發(fā)展概況我國(guó)機(jī)械式停車設(shè)備的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制定的我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百4家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體停車設(shè)備是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備（圖2.2），其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國(guó)外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國(guó)停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。圖2.2在我國(guó)使用廣泛的簡(jiǎn)易立體停車設(shè)備圖2.2在我國(guó)使用廣泛的簡(jiǎn)易立體停車設(shè)備1.4前景分析對(duì)于商家而言，停車難卻意味著巨大的商機(jī)。目前，都市停車難的矛盾主要體現(xiàn)在住宅小區(qū)、商業(yè)區(qū)、寫字樓。要在短時(shí)間內(nèi)緩解以上三大區(qū)域的停車難，最主要的方法就是建造立體停車設(shè)備。在日本等國(guó)土面積小，汽車數(shù)量眾多的國(guó)家，立體停車設(shè)備已經(jīng)占據(jù)了70%的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，但在我國(guó)，目前機(jī)械式車位所占的比例僅為2%至3%，有關(guān)專家預(yù)測(cè)，立體停車設(shè)備將會(huì)成為未來中國(guó)停車場(chǎng)的主流。停車位需求按1：1.2（100%的基本停車位和20%的公共停車位）計(jì)5算，全國(guó)每年總需增加停車位1300萬個(gè)，如僅考慮10%為機(jī)械式立體停車設(shè)備，每年需提供機(jī)械式立體停車位130萬個(gè)，因此從現(xiàn)有的停車位的缺口情況和今后市場(chǎng)的需求可以看出，機(jī)械式立體停車設(shè)備的市場(chǎng)前景十分良好。實(shí)際上，目前在一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，停車產(chǎn)業(yè)已成為年產(chǎn)值數(shù)十億美元的大產(chǎn)業(yè)。在香港，一個(gè)停車位的售價(jià)比一輛高級(jí)轎車還要貴，如匯景花園的一個(gè)停車位售價(jià)高達(dá)60萬港元；美國(guó)的停車產(chǎn)業(yè)每年大約收益260億美元，提供約100萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。即便是在我國(guó)，一些大都市新建高檔小區(qū)的停車泊位也被開發(fā)商高價(jià)出售，一個(gè)車位相當(dāng)于一輛普通轎車的價(jià)格。如今，無論是在城市中心商業(yè)區(qū)，還是在新建繁華地段，建設(shè)足夠的停車泊位已成為規(guī)劃者的重要手筆。業(yè)內(nèi)專家指出，機(jī)械式立體停車設(shè)備將是未來幾年內(nèi)停車設(shè)備發(fā)展的主要方向，是商家投資的重點(diǎn)。第2章關(guān)于無避讓俯仰式立體停車設(shè)備的介紹無避讓俯仰式立體停車設(shè)備是由簡(jiǎn)易升降類立體停車設(shè)備改進(jìn)而來的，它成功克服了簡(jiǎn)易升降類設(shè)備上層存取車需要下層避讓的缺陷。2.1簡(jiǎn)易升降類立體停車設(shè)備的介紹以及它的優(yōu)缺點(diǎn)1.安全防護(hù)裝置；2.1.安全防護(hù)裝置；2.轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；3.栽車板；4.鋼結(jié)構(gòu)部分；5.控制系統(tǒng)；6.液壓泵；7.控制箱；8.緩沖器；9.載車板；10.鋼結(jié)構(gòu)部分圖圖2.1簡(jiǎn)易升降停車庫的主要組成6簡(jiǎn)易升降類停車設(shè)備見圖2.1。簡(jiǎn)易升降類立體停車設(shè)備下層的車輛可以直接存取，當(dāng)存取上層車輛時(shí)需先將下層車輛開出。如果下層車輛的車主不在，則上層車位無法存取車輛。其具有以下特點(diǎn)：（1）適合于小型車庫，適用于住宅小區(qū)或路邊等比較零星的地塊。（2）設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，成本低。（3）上層存取車不太方便，需要下層車輛避讓。與其他類型車庫相比，簡(jiǎn)易升降類立體車庫更適用于空地零星的地段。但是它有一個(gè)非常大的缺點(diǎn)：上層車位存取車需下層車位車輛避讓。此缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了此類設(shè)備的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)針對(duì)此缺點(diǎn)做出了改進(jìn)。2.2無避讓俯仰式立體停車設(shè)備原理與構(gòu)成無避讓俯仰式立體停車設(shè)備是由簡(jiǎn)易升降類立體停車設(shè)備改進(jìn)后得到的，它具有存取上層車輛無需下層車輛避讓的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)和原理如圖2.2。圖中，（a）（b）圖2.2無避讓俯仰式立體停車設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理（a）為初始狀態(tài)，上層載車板右端和路面齊平，下層載車板右端低于路面，車輛可以從路面開到上層載車板上或從上層載車板開到路面上。如果通過液壓機(jī)構(gòu)7提供動(dòng)力讓兩塊載車板繞各自左端逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一定角度，到達(dá)圖中（b）所示位置，這樣可以使下層載車板右端與路面齊平，上層載車板右端高于路面，車輛可以從路面開到下層載車板上或從下層載車板開到路面上。第3章無避讓俯仰式立體停車設(shè)備設(shè)計(jì)無避讓俯仰式立體停車設(shè)備是由液壓系統(tǒng)操縱載車板俯仰來完成存取車的。它由載車板部分、鋼結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)機(jī)構(gòu)五部分組成。本章將對(duì)它的載車板、鋼結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.1總體參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算首先，需要確定停車設(shè)備能停車輛的最大尺寸。私家車車輛長(zhǎng)度一般不超過5.5米，寬度不超過2米，高度除了SUV約為2米外其他車輛不超過1.6米。因此確定車位長(zhǎng)為5.6米，寬為2.4米，下層高度為1.8米，上層無高度限制（低于1.6米車輛停下層，高于1.6米車輛停上層）。把設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，如圖3.1。圖3.1停車設(shè)備總體尺寸圖圖中，CD=5600mm，AB=CD/COS10°=5.515mm，AC=900mm，BD=1800mm。3.2載車板設(shè)計(jì)載車板是用來承載庫存車輛的,按結(jié)構(gòu)形式分有一框架式和拼板式兩種。此處采用框架式載車板?？蚣苁捷d車板用型鋼和鋼板焊接成承載框架,其多數(shù)采用中間凸起結(jié)構(gòu),并在兩側(cè)停車通道和中間凸起的頂面鋪設(shè)不同厚度的鋼板。這種8載車板的優(yōu)點(diǎn)是可按需要設(shè)置行車通道寬度,并具有良好的導(dǎo)入功能,適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)。拼板式載車板用鍍鋅鋼板(鋼板)一次沖壓或滾壓成組裝件,采用咬合拼裝成載車板,用螺栓緊固連接。拼裝前可以先對(duì)組件進(jìn)行各類組件進(jìn)行表面處理(如電鍍、烤漆等),使載車板輕巧、美觀、運(yùn)輸方便、通用性互換性好,適合批量生產(chǎn)。沿進(jìn)入汽車的方向,在載車板適當(dāng)位置上應(yīng)當(dāng)裝有高度為25mm以上的阻車裝置或其它有效阻車裝置。在本次設(shè)計(jì)中，使用拼板式載車板，為了簡(jiǎn)便，僅設(shè)計(jì)載車板的外形結(jié)構(gòu)，不設(shè)計(jì)拼板之間的連接和阻車裝置。載車板的尺寸根據(jù)車位尺寸確定，長(zhǎng)為5600mm，寬為2400mm，厚度為5mm，其模型如圖3.2所示。圖3.2載車板模型3.3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工字鋼是一種斷面力學(xué)性能更為優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型斷面鋼材，其翼緣寬，側(cè)向剛度大，抗彎能力強(qiáng)，翼緣兩表面相互平行使得連接、加工、安裝簡(jiǎn)便。而鋼結(jié)構(gòu)部分作為設(shè)備的承重部分，需要承受較大的彎矩和載荷，因此在本次設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)部分采用工字鋼。工字鋼的規(guī)格為100×63×4.5mm，截面如圖3.3所示。把多塊工字鋼焊接在一起作為設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)部分，模型如圖3.4。圖3.3工字鋼截面尺寸9圖3.4鋼結(jié)構(gòu)部分3.4支撐桿、活塞桿和液壓缸支撐桿、活塞桿和液壓缸是主要承重部件，支撐桿和活塞桿直徑為40mm，液壓缸內(nèi)徑為40mm，外徑為60mm。如圖3.5。（a）（b）（c）圖3.5支撐桿（a）、活塞桿（b）和液壓缸（c）3.5鉸鏈連接機(jī)構(gòu)鉸鏈連接機(jī)構(gòu)連接載車板和支撐桿或鋼架，需承受較大應(yīng)力。鉸鏈連接機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)有兩種如圖3.6的（a）和（b）。10（a）（b）圖3.6鉸鏈連接機(jī)構(gòu)3.6螺栓和螺母在本次設(shè)計(jì)中，使用大號(hào)螺栓代替銷釘連接鉸鏈。螺栓和螺母使用標(biāo)準(zhǔn)件，使用兩種規(guī)格的螺栓與螺母，螺紋規(guī)格分別為M17和M20。其模型如圖3.7所示。（a）M20螺栓（b）M20螺母圖3.7螺栓和螺母第4章裝配模型圖(a)鉸鏈連接1（b）鉸鏈連接211（c）上層可存取車輛（d）下層可存取車輛圖5.1裝配模型圖第5章總結(jié)簡(jiǎn)易升降式立體停車設(shè)備有造價(jià)低，配置靈活，安裝拆卸方便等特點(diǎn)，能解決城市住宅小區(qū)以及路邊等不適合修建大型停車庫的地方停車難的問題，本此設(shè)12計(jì)對(duì)普通簡(jiǎn)易升降類停車設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，使之克服了上層存取車需下層避讓的缺點(diǎn)。在本次專業(yè)課程設(shè)計(jì)中，由于時(shí)間有限和個(gè)人能力有限，還有很多問題沒有考慮到，或考慮到了但無法付諸于本次設(shè)計(jì)中，而且本次設(shè)計(jì)沒有預(yù)期那樣細(xì)致，并存在很多缺點(diǎn)，如有機(jī)會(huì)，會(huì)在未來的研究與設(shè)計(jì)中改進(jìn)。參考文獻(xiàn)[1]王青，吳倩.我國(guó)汽車需求增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)換與消費(fèi)政策調(diào)整[J].經(jīng)濟(jì)縱橫，2013.[2]宋秋紅，安豐貞，方鈾，曹小龍.城市立體車庫的現(xiàn)狀及展望[J].城市公用事業(yè)，2012.[3]文德立