PLC立体车库设计升降横移式立体车库机械部分设计

恶劣环境工作。广泛应用于矿山、农业和石油机械中。

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。

M?a??max?W T?a??max?Wp（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，

S?S?S???S?22S??S?

S????1K????S??K??a????m??1?a????m

???

其中：??1,??1——对称循环应力时的疲劳极限和扭转疲劳极限

K?,K?——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

[s]——许用安全系数值 通过校核就可以确定轴的直径。

1、横移传动空轴校核

横移电机型号为CLPK22040303，输出的最大扭矩为6.594kgf.M 6.594kgf.M=65.94NM

链传动最大传动效率为0.98

T?0.98T电机?0.98?65.94?64.6212Nm空心轴的抗扭截面系数为

Wt?

?D16D?4?d4???5016?50?4?454?10?9?40.626?10?6m3?轴的最大切应力为

T64.62126?max???1.59?10Pa?1.59MPa?????60Mpa?6Wt40.626?10 故轴满足强度要求。

提升传动空轴校核

W?700kgf?7000N载车板自重 载

W?2000kgf?20000N载车板额定载荷 车 W总?T电机?0.96?n nT电机?27000??1155.8Nm0.96 为安全和稳定起见选用

横移电机型号台湾明椿MLPK55370603，功率3.7KW，输出的最大扭矩为151.582kgf.m

151.582kgf.m=1515.82Nm

链传动最大传动效率为0.98

T?0.98T电机?0.98?1515.82?1485.503Nm钢管型号为60x6 空心轴的抗扭截面系数为

Wt?

?D16D?4?d4???6016?60?4?544?10?9?70.202?10?6m3?

轴的最大切应力为

T1485.503?max???21.16?106Pa?21.16MPa?????70MPa?6Wt70.202?10 故轴满足强度要求。

2、横移转轴的校核

图 2.10 轴受力示意图

上面章节已求得

起动驱动力矩即最大阻力距：mA?PR??2700?0.04?0.15?162Nm

T?0.98T电机?0.98?65.94?64.6212Nm电机最大输出力矩： 电机功率为0.2KW

轴采用45#钢制造可得 A?0?126?

T??25MPan?23r/min

d1min?A03Pn?126?30.2?0.9823mm?24.677mm轴上最小直径为24mm，可知dmin?24

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I，II，B均无需校核。因此，只需要校核截面A。

根据机械设计课本P373，表15-4可得

W??d3232?bt?d?t?2d?1250.96Nmm W??d3bt?d2

16??t?T2d?2784.17Nmm 横移载车框架自重 W上?1200kgf?12000N

载车板额定载荷 W车?2000kgf?20000N F压?12000/4?20000?0.6/2?9000NM?F?9000?50?450000Nmm

压?S

22?ca???M??W???4???T??2W???36Mpa

据机械设计课本表15-1可知45号钢许用弯曲应力：???1??55MPa。

因此?ca????1?，故安全。

3、载车板提升链校核

本提升装置采用链条传动型式的传动机构来提升，如机构示意图2.11所示，载车板的两个端面各有2个链轮，也各有2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升时，由于链条是定长的，所以不管是上升还是下降，载车板始终保持水平。

整个传动机构分析，载车板在链条的约束下，提升过程中不会出现摆动的现象，使整个提升过程非常平稳，对于升降横移式立体车库，在选择链条时，按照低速链处理(v<0.6m/s)，而不是按高速链的方法来选择，由链条的静强度来确定链条节距。

S?QkFt F1000Pt?v

p?n???6000sin???2z? ???6?107Psin???2z??QSkp?n得 ???6?107Psin???2z??pQSk?n所选择的链条必须满足：

v?S：安全系数（取S=7）； k：链条工况系数（取k=1.3） P：提升电机功率 z：链轮的齿数 n：链轮的转速 p：所选链轮的节距 根据上式很容易确定所需要的链条。

主要参数确定：

载板升降速度：t上?20S t下?25~30S 行程： S=1850mm

S1850V下???74~61mmt下25~30V下?S1850??92.5mmt下20

链条受力分析：平衡链承重约为提升载荷的1/4，上升时提升链承载是提升 载荷的1/2。 载车板自重

W下?7000N载车板额定载荷

W车?20000N

11P平?（W上?W车）?（7000?20000）?6750N44所以，平衡链拉力： 11P升?（W上?W车）?（7000?20000）?13500N22 提升链拉力：