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1、Design of The vertical lift ParkDu Qian-qian, Meng Ling-qi, (School of Mechanical Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou, Henan, )Abstract: According to the existing parking tense situation and the low efficiency of the planar park in the city, a vertical lift park is designed, and then it can
2、 improve or solve this parking problem. The design uses the actual data, so it can be directly applied to the practice.Keywords: park; vertical lift; sprocket gear; bracket 0.引言随着我国经济不断的发展，各大、中、小城市中轿车的使用量也不断地提高。垂直升降式停车场不仅能够满足城市停车的基本的停车功能，同时能又与城市环境合为一体。1.停车场的整体结构1 垂直升降式停车场，是基于链传动的基本原理和功能而开发设计的，其整体结构如
3、图1所示。2.系统参数的分析和设定本停车场的目标停车车型为各小、中、大型轿车，具体尺寸如表1所示。表1 停车场的目标停车车型Tab1 The expectant car style of the park停放车型长宽高/mm重量/kg小（X）=4400*1750*1450=1300中（Z）=4700*1800*1450=1500大（D）=5000*1850*1550=1700图1 垂直升降式停车场示意简图Fig1 The schematic map of the vertical lift park1 上链轮 2上链轮轴 3 托车架 4 上链轮支架 5 上横梁 6下横梁 7 弹簧 8 链条 9
4、下链轮轴 10 下链轮 11悬臂梁1 upper sprocket gear 2 upper sprocket gear shaft 3 bracket 4 upper sprocket gear plank 5 upper beam 6 lower beam 7 spring 8 chain 9 lower sprocket gear shaft 10 lower wheel 11 cantilever根据目标停车车型的具体尺寸，初定各方面系统数据如下所示。1.托车架的最大负载： (1)2.链轮的分度圆直径： (2)3.系统整体最大负载力： (3)4.系统整体最大负载转矩停车场的控制系统使用
5、先进的PLC控制技术，能够保证链轮两侧车辆差最多不会超过3辆，设定最大偏载为3辆，再进行系数裕度扩大，设定裕度系数为1.2，把最大偏载转矩和系统启动转矩综合成3辆车的1.2倍偏载，即系统整体最大负载转矩为： (4) 5.系统的最大运行功率 分析该停车场系统，设定的停车数量为16辆，停车场整体高度大约20m, 根据人们对存取车时间的心理预期，可初定系统的运行速度为1.2m/min,即0.2m/s。则系统的最大运行功率为： (5)3.系统计算和校核3.1链条的选定链条是系统停车功能实现的关键，主要承担托车整体自重，故要保证其有足够的安全裕度。初定裕度系数为1.2，链条所受载荷为： (6)根据链条的
6、工作载荷，查阅国家标准之重载传动用弯板滚子链和链轮标准(GB/T5858-1997)选择重载链条为重型3315链条，其节距是103.45mm，最小抗拉载荷是550KN。3.2电动机的选择由于停车场的自重特别大，电动机在起动时要克服一个很大的起动转矩（起动转矩为运转时转矩的1.21.5倍）。停车场工作时链条的运行速度为0.4m/s，则链条的输出功率为： (7)传动系统选用两级减速系统，考虑圆柱齿轮（闭式）、轴承、联轴器和链条的传动效率，又知系统需要频繁起动、反转和制动，因此选用起重及冶金用电动机中的YZR 225M，转速为1000r/min，P=22kW。3.3链轮的设计2采用的齿形是三圆弧一直
7、线齿廓。根据链条型号可以设计出链轮，具体设计为已知：链轮转速为2.5r/min，因为链条的节距为103.45mm，最初选择链轮的直径大约为1.5m,所以齿数约为，取z为45, 可确定链轮的主要尺寸。根据链轮的工作情况（低速、平稳、无冲击和振动）选择材料为45钢，热处理为淬火，回火。由于链轮的尺寸较大，采用的是整体式结构，并且为铸造方式。3.4链轮轴的设计3链轮轴由于其受力大而且尺寸大,其材料选择和受力分析都要满足其特殊要求，选用材料为45钢，对其分析计算如下。1、 计算作用力大齿轮 (8) (9)链轮 (10)2、 初步确定轴的最小直径 (11)取3、 链轮轴的形状和载荷分析如图2所示。图2链
8、轮轴的载荷分析图Fig2 The load analyze map of the sprocket gear shaft3.5悬臂梁的设计4悬臂梁的作用是连接链条和托车架，并在系统顶部和底部的弯曲部分，能增加托车架的旋转半径，使其不发生干涉现象，从而保证系统能够正常地工作。作系统旋转不发生干涉现象的极端情况简图，由此来确定悬臂梁的最小长度。根据前面给定的数据，作示意简图如下。 图3托车架旋转不干涉示意简图Fig3 The schematic map of the brackets nonintervention condition 由图3可知，悬臂梁的最小臂长为750mm。4.结语本设计主要是
9、为解决城市停车难而设计的一种立体式停车场，可直接应用于实际当中。在设计过程中参阅了大量的资料，综合了多方面的理论知识，使得设计的停车场具有很高的停车效率，以满足城市的停车需求。参考文献1 赵贤敬,魏兆宏,王吉忠,等.垂直循环机械式停车设备传动系统的形式J. 起重运输机械,2003,5:29-30.Zhao Xian-jing,Wei Zhao-hong,Wang Jie-zhong,deng.The drive system form of the vertical lift parkJ.2003,5:29-30.2 濮良贵,纪名刚. 机械设计（第七版）M.北京：高等教育出版社，2001：16
10、7-170. Pu liang-gui, Ji Ming-gang. Mechanical design (the seventh edition) M.Beijing: Higher Education Press, 2001:167-170.3 刘鸿文. 材料力学（第4版）M.北京：高等教育出版社. 2004：118-127. Liu Hong-wen.Material mechanics (the fourth edition) M.Beijing: Higher Education Press, 2004:118-127.4 王吉忠.垂直循环停车设备托架不干涉条件J.中国学术杂志电子出
11、版社，2005 (3): 22-23.Wang Ji-zhong. The nonintervention condition of the bracket movement in the vertical lift parkJ.China Academic Journal Electronic Publishing House,2005（3）:22-23.5 成大先. 机械设计手册（单行本）常用工程材料G. 化学工业出版社. 2004：Cheng Da-xian. Mechanical design manual (offprint) common engineering materials G. Chemical Industry Press, 2004: 198-227.