升降横移式立体车库设计本科学位论文.docx

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升降横移式立体车库设计本科学位论文

第1章绪论

1.1选题背景、目的及意义

近几年来，随着汽车工业和建筑业两大支柱产业的快速发展，在一些大、中城市相继出现了停车难和乱停车的现象。

在解决城市停车难的问题中，欧美国家和亚洲国家采取的措施有所不同。

但立体化停车是各个国家都积极采取的措施，尤其是全自动化的机械式立体停车库，在很多国家和地区都得到了快速的发展。

机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。

首先，机械车库具有突出的节地优势。

机械式立体停车设备以其独特的优点，引起了各界的重视，得到了广泛的应用。

机械式立体停车库可充分利用空间，在有限场地上，最大限度停放车辆，是改善城市交通，缓解城市停车难的新途径。

由于很多新建小区内住户与车位的配比为1:

1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。

机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。

首先，机械车库具有突出的节地优势。

以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。

随着汽车行业的蓬勃发展，汽车修理行业也迎来巨大的市场需求。

立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。

随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题已经成为大中型城市的一个普遍现象。

机械式立体车库可充分利用土地资源，发挥空间优势，最大限度停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。

升降横移式立体车库以其形式比较多，规模可大可小，对场地的适应性较强，在国内被广泛使用。

本设计研究立体车库的结构及工作原理，利用AutoCAD软件完成总体钢结构框架、横移机构、升降机构、电气系统等部分设计及校核计算，并对各部件进行选型。

1.2国内外研究现状

机械式停车设备的应用已有30多年的历史了。

发展较早、较好的有日本、韩国、德国等。

在亚洲，机械式停车设备采用较早应用较普遍的是日本、韩国和我国台湾省。

日本从事机械式立体停车库及其设备开发、制造的共有200多家，其中生产机械式立体停车设备的约100多家，比较大的公司有新明和、日精、三菱重工、大福、日成、东急、内外及昭和起重机等，产品既有出口的，也有进口的。

韩国机械式停车设备行业的发展历程比较平稳。

20世纪70年代中期为起步阶段，80年代为引进阶段，90年代为供应使用阶段。

我国在20世纪80年代初开始研制和使用机械式停车设备。

80年代是起步阶段，90年代以来，随着汽车工业和建筑业的发展，尤其是轿车进入家庭后，停车设备的应用逐步推广，己经形成了新兴的停车设备行业，步入了引进、开发、制造、使用相结合的初步发展阶段。

现在从事停车设备制造的企业数约有100家，其中主机生产企业超过50家。

目前品种的满足率己达90%左右，有的品种填补了国内空白，产品国产化率达到50%以上。

1.3研究内容及研究方法

本设计的自动化立体车库类型为升降横移式，占地面积为100m2左右，存车台数为2辆，瞬间功率（最大）为5kW，单台平均存取时间为60s，控制方式为程序控制，结构类型为钢结构。

利用AutoCAD软件完成总体钢结构框架、横移机构、升降机构、电气系统等部分设计及校核计算，并对各部件进行选型。

1.4研究内容

（1）立体车库总体方案设计；

（2）利用AutoCAD软件完成立体车库二维总体结构设计；

（3）校核计算；

（4）设计结论分析以及撰写说明书。

1.5研究流程图

本设计的研究流程图如图1.1。

图1.1研究流程图

第2章车库总体设计方案以及工作原理和组成

2.1全自动车库的定义与分类

　　立体停车库属于仓储设施,专门为各类车辆自动停放，科学寄存.其由钢构架、回转台（采用埋人式）、输送车或升降电梯、监控操作台及辅助设备（消防、配电、防盗机构）六大部分联合构成,目前，在国内一些经济较发达，人口密度较大的城市中开发推广,并已经日趋成熟。

　　立体停车库就其结构性能上大体分：

机械式、自走式及半机械式三种．

　　根据立体停车机场的不同，大致可分：

升降横移式、垂直循环式、巷道堆垛式、垂直升降式、简易升降式等。

　　升降横移式：

是利用载车板的升降或（和）横向平移存取停放汽车的机械式停车设备.适用于住宅小区、大楼地下室、立交桥下。

　　垂直循环式：

是用一个垂直循环运动的载车板系统存取停放汽车的机械式停车设备。

巷道堆机垛式：

是用巷道堆垛机或特种起重机将汽车水平且同时垂直移动到预定泊车位置或相反取出汽车的机械式停车设备。

适用于大规模社会公用停车楼及地下停车库。

2.2车库总体设计方案

链驱动双层升降横移式立体车库，是充分利用小区地下空间设置的新型车库，其型号为单层2个车位。

车库下降后可完全居于地面之下，车库表面能与周边完全融为一体。

并且每个车库均属独立空间，升降自如，停（取）车极为方便，快捷，是充分利用地下空间改造或兴建的安全、新型、便捷式车库。

该车库设计新颖、独特、巧妙，实用性强，可以大大缓解小区车库（位）严重不足的矛盾。

2.3车库的工作原理

本设计的车库是以链驱动的双层升降横移式车库，如图2-1，车库整体放置于底下，升降系统采用电动机带动卷筒，利用滑轮作用实现载车板的升降，横移系统采用电机带动链轮使载车板在车库内运动。

图2.1车库总体设计结构示意图

2.4车库的总体组成部分

本设计的车库主要分为车库整体框架，载车板，横移机构，升降机构，卷筒，滑轮等几个主要零部件。

为了保证车库各个零部件的链接部分的强度，零部件之间多采用螺栓连接和焊接技术。

2.5本章小结

在本章中简单阐述了立体车库设计的主要分类，阐述了选择链驱动升降横移车库的主要因素和意义，体现了立体自动车库的主体框架和主要工作原理，整体车库系统采用的零件结构以及组成部分，为以后的车库各个组成部分设计提供思路和明确目的。

第3章车库主体钢材的选用

3.1车库上边框钢材的选择

选择冷弯等边槽钢（GB/T6728-2002）。

通过查表3.1-158根据实际物理需求，选择H×B×t=300×200×10。

理论质量为10.221kg/m。

横截面面积S=13.021

重心X。

=1.517。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

图3.1矩形冷弯空心型钢结构

3.2库架支撑钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=300×200×10。

理论重量为72.7kg/m横截面面积S=92.6

。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为3500mm，数量为4根。

得质量为

。

3.3上下层支撑钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=160×80×8。

理论重量为26.81kg/m横截面面积S=33.64

.材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为3000mm,数量为4根。

得质量为

。

3.4升降台辅助支撑钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=100×50×5。

理论重量为10.484kg/m横截面面积S=13.365

。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为1000mm，数量为4根。

得质量为

。

3.5链轮支撑钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=120×50×6。

理论重量为15.097kg/m横截面面积S=19.232

。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为500mm，数量为4根。

得质量为

。

3.6链轮辅助支撑钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=120×50×6。

理论重量为15.097kg/m横截面面积S=19.232

。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为750mm,数量为4根。

得质量为

。

3.7滑轮支撑钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=120×50×6。

理论重量为15.097kg/m。

横截面面积S=19.232

。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为750mm，数量为4根。

得质量为

。

3.8滑轮辅助支撑钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=60×30×4。

理论重量为4.826kg/m。

横截面面积S=6.147

。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为750mm，数量为4根。

3.9上下层支撑钢横向连接钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=100×50×5。

理论重量为10.484kg/m。

横截面面积S=13.365

。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为1850mm，数量为2根。

得质量为

。

3.10滑轮支撑钢横向连接钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=60×30×4。

理论重量为4.826kg/m。

横截面面积S=6.147

。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为1850mm，数量为2根。

得质量为

。

3.11链轮支撑钢横向连接钢的选择

选择矩形冷弯空心型钢结构（GB/T6723-1986）。

通过查表3.1-165，根据实际需求选择尺寸H×B×t=60×30×4。

理论重量为4.826kg/m。

横截面面积S=6.147

。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为1850mm，数量为2根。

得质量为

。

图3.2矩形冷弯空心型钢结构

3.12载车板横向边缘钢

选择冷弯等边槽钢（GB/T6728-2002）。

通过查表3.1-158根据实际物理需求，选择H×B×t=100×50×4.0。

理论质量为5.788kg/m。

横截面面积S=7.373

，重心X0=1.448。

材料选择优质碳素结构钢20钢。

确定长度为4700mm，数量为2根。

得质量为

。

（以上理论质量都是按钢的密度为7.85g/

=

）

钢架主要结构由各种钢材通过焊接或螺纹连接紧固。

分为上、下框架，通过它可以安装消防、排水设施以及作为钢丝绳和链的支撑部件。

主要由立柱、上边架、下边架以及轨道支架组成。

各钢板采用高强度螺栓联结。

高强度螺栓连接中，构件内力是靠构件钢板表面间由高强度螺栓以巨大的夹紧压力所产生的摩擦力来传递的，故高强度螺栓连接的承载能力是以抗滑强度——被连接钢板发生相对滑动的载荷来表示，而不考虑螺栓的受剪。

抗滑强度又取决于高强度的预紧拉力、钢板表面的摩擦系数、摩擦面及高强螺栓数量。

高强度螺栓由高强螺栓、高强螺母各一个，以及高强垫圈个两个组成。

3.13载车板的结构和尺寸的设计计算

载车板用来承载库存车辆，按结构形式有框架式和拼板式两种。

框架是载车板用型钢和钢板焊接承载框架，并多数采用中间突起结构，在两侧停车通道和中间凸起的顶面铺设不同厚度的钢板。

这种载车板的优点是可按需要设置行车通道宽度，并具有较好的导入功能，适合车型变化较多的小批量生产。

拼板式载车板用镀锌钢板一次冲压或滚压成组装件，采用咬合拼装成载车板，用螺栓紧固连接，拼装前可以先对组件进行各种表面处理，如电镀、烤漆等，使载车