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    本人畢業(論文)設計題目

    4 自動立體車庫的傳動系統

    立體車庫的傳動系統大多采用的是機械傳動,而采用液壓傳動的較少。液壓傳動與機械傳動相比較而言有較多優點。自動車庫中液壓傳動最大的優點是噪聲小,工作較平穩,單位體積重量輕,易于進行自動化控制。在如今人們注重居住舒適情況下,液壓傳動對立體車庫噪聲的減小有很大幫助,這可以使自動立體車庫有更大的應用空間。因此,在歐美等發達國家自動立體車庫已向液壓傳動方式發展。

    4.1 上層載車板提升裝置設計

    上層載車板是使車輛從地面提升到上層并提供安全穩定的停車空間的重要提升裝置。所以上層載車板選用卷筒,導輪,鋼絲繩和液壓馬達來完成一系列提升運動。 4.1.1 升降傳動系統設計

    升降系統安裝車庫的頂部,卷筒,液壓馬達和傳動軸安裝在后橫梁上,導輪安裝在縱梁上。

    根據設計需要選擇卷筒,根據起重設計手冊選取T153卷同組,其參數為D0?300mm,最大提升高度為16m,起重量為5000kg,其配套選用的鋼繩直徑為11.5mm。載車板提升時需要導輪和卷筒組共同運動才能完成。

    如圖4.1所示:

    卷同組導輪重物

    圖4.1 提升機工作原理

    計算作用在卷筒上的力;

    卷筒受到汽車重量載車板重量之外,還受到導輪所產生的摩擦力。其鋼繩與導輪之間的摩擦系數f?0.02。

    故有

    F?F車+F載+(F車+F載)?f?18000?6000?(1800?6000)?0.02?28800N (4.1)

    式(4.1)為卷筒組受力計算公式, 式中F為液壓馬達所受的力。

    所以液壓馬達所受力為28800N,根據液壓傳動與氣壓傳動表確定液壓驅動的壓力為

    5Mpa。

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    根據液壓氣壓傳動與控制,液壓馬達結構簡單,噪音和流量脈動小,適用于負載扭矩不大,速度平穩性和噪聲要求較高的場合。所以選擇葉片液壓馬達。液壓馬達基本參數為:排量V?154ml/r,轉速100r/min,輸出扭矩98Nm。液壓馬達出油口為0Mpa與進油口的壓力為5Mpa其壓力差為5Mpa,所以液壓馬達可將油直接流回油箱。

    由于升降系統采用葉片式液壓馬達,使系統實現恒速升降。載車板離地高度為2m,液壓系統在10秒內完成升(降)過程;

    故速度應大于

    v?2?0.2m/s (4.2) 10式(4.2)為載車板速度計算公式。

    取速度v?0.25m/s;由于載車板與鋼絲繩相連,鋼絲繩與卷筒相連,故卷筒的線速度也為0.25m/s;

    卷筒的角速度?:

    v??r v0.25????3.34rad/sr0.3 (4.3)

    式(4.3)為卷筒的角速度計算公式。

    卷筒的轉速n;

    n??t?3.34?60?200r/min (4.4)

    式(4.4)為卷筒的轉速計算公式。

    液壓馬達轉速為100r/min,傳動系統采用鏈輪傳動,其傳動系數i?2; 液壓馬達的流量為:

    q?Vn?154?100?15400ml/min?15.4L/min (4.5)

    式(4.5)為液壓馬達的流量計算公式。

    由于液壓系統管路布置的不確定性,整個液壓回路損失大約為5%,流量損失約為1%; 所以:

    5?5.12Mpa; 1?5.4q??15.6L/min;

    1?1%p?根據上述數據選擇液壓泵,其流量為25L/min,P?6.3Mpa,轉速n?1000r/min。由于液壓泵無法將電動機的驅動完全轉化,所以液壓泵的效率取??80%,根據上述數據對液壓泵電動機進行選型:

    pqP??6.3?106?25?10?3/0.8?3281w?3.21kw (4.6)

    ?式(4.6)為液壓馬達的功率計算公式。 根據所需轉速和功率選擇電動機;

    查機械手冊選擇Y112M1?6型電動機,電動機額度功率為4kw,電動機轉速為

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    1000r/min。

    4.1.2 升降液壓系統設計

    根據上述參數設計液壓系統回路,每次車庫只能有一輛車做升降運動,升降完成后控制系統才能進行其它運動。

    如圖4.2所示:1為過濾器,2為液壓泵,3為可調節流閥,4為直動式溢流閥,11為液壓表;

    5,7,9為三位四通電磁閥; 6,8,10為液壓馬達;

    1YA,2YA為5號三位四通電磁閥的兩個電磁閥; 3YA,4YA為7號三位四通電磁閥的兩個電磁閥; 5YA,6YA為9號三位四通電磁閥的兩個電磁閥;

    圖4.2 提液壓系統工作原理圖

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    表4-1 電磁閥動作順序表

    動作 1號載車板上升 1號載車板下降 2號載車板上升 2號載車板下降 3號載車板上升 3號載車板下降

    1YA + — — — — —

    2YA — + — — — —

    3YA — — + — — —

    4YA — — — + — —

    5YA — — — — + —

    6YA — — — — — +

    表4-1為自動立體車庫液壓系統的電磁閥動作順序表,其中加號為得電,減號為失電。 4.1.3 升降液壓系統鏈輪設計

    上層載車板通過傳動軸提升汽車,而液壓馬達通過鏈輪與傳動軸連接。為了保證其傳動的穩定和安全性,對鏈輪進行選擇校核。

    由于傳動軸的轉速為v?0.25m/s,遠小于0.6m/s,其鏈傳動為低速鏈傳動。鏈輪抗拉靜力強度不夠易受破壞。所以根據機械手冊對鏈輪行抗拉靜力強度計算:

    QSca???S?;

    KAF?Fc?FfFc?qv2

    F'f?Kfqa?10?2Ff?(Kf?sin?)qa?10式(4.7)為抗拉靜力強度計算公式。

    式(4.7)中Sca為鏈的抗拉靜力強度的計算安全系數;

    Q為單排鏈的極限拉伸載荷(KN); KA為工作情況系數為1;

    \?2 (4.7)

    Kc為離心力引起的拉力取0;

    Kf為垂直拉力F?28800N; KA為鏈的有效拉力系數1。

    根據機械設計選擇鏈號[16];

    初步選擇ISO鏈號為20A,其節距p?31.75; 排距Pt?35.76,單排抗拉載荷為86.7KN。 根據式(4.7)為抗拉靜力強度計算公式;

    Q86.7?103Sca???3.01??S??6;

    KAF?Fc?Ff1?28800?0?0本人畢業(論文)設計題目

    其安全系數過小不符合要求。

    重新選擇ISO鏈號為28B,其節距p?44.45; 排距Pt?59.56,單排抗拉載荷為200KN。 根據式(4.7)抗拉靜力強度計算公式;

    Q200?103Sca???6.94??S??6;

    KAF?Fc?Ff1?28800?0?0其安全系數大于6符合要求。

    由于鏈速小于0.6m/s,Z1?13;所以液壓馬達的鏈輪齒數取14齒,液壓馬達與傳動系數i?2;取傳動軸參數為7,傳動鏈輪確定。

    計算鏈輪的分度圓直徑:

    P?1800? d??? (4.8)

    sin?Z?式(4.8)為鏈輪的分度圓直徑計算公式; 其中P為鏈輪節距。

    根據式(4.8)鏈輪的分度圓直徑計算公式;

    44.45?180??d1????199.76mm;

    sin?14?44.45?180??d2????102.45mm;

    sin?7?液壓馬達鏈輪分度圓直徑d1?199.76mm; 液壓馬達鏈輪分度圓直徑d2?102.45mm。 4.1.4 升降液壓系統傳動軸設計

    上層載車板通過傳動軸提升汽車,傳動軸要承受載車板和汽車的所有重量,所以對傳動軸要求較高。

    傳動軸選用?60mm的無縫鋼管,無縫鋼管的厚度為?;傳動系統的卷筒和鏈輪都焊接在鋼管上,但必須焊接牢固。若焊接出現虛焊會使卷筒或鏈輪在運動中脫落,引起車輛掉落,造成嚴重的事故。焊接時也要保證卷筒,鏈輪與傳動軸的同心度,若誤差較大會使鏈輪卷筒與傳動軸的震動加大,影響傳動系統的穩定性和效果。

    傳動軸的長度為2500mm,卷同組焊接在離傳動軸端400mm處,而鏈輪焊接在傳動軸的中間部位。

    對傳動軸進行受力分析: 如下圖4.3所示:

    其中D0為卷筒直徑,d為鏈輪分度圓直徑。

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