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贵州大学本科毕业论文（设计）

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第二章 总体方案的拟定

2.1升降横移式立体车库工作原理

本次设计所做为双层升降横移式立体车库，这也是升降横移立体车库中最为简单，但同时也是最为典型的设计。立体车库的上层只能够进行升降，而下层只可以横移，下层有一个车位空出，以便下层两个载车板能够横移方便。下层车位存取车无需移动或升降，可由驾驶员直接驶入车库停车，上层车位存车需先由下层横移电机带动下层载车板横移留出空位，然后上层升降电机驱动上层载车板向下移动到下层，以便驾驶员停车入库，人离开车库后升降电机反转，将载车板重新拉回上层，然后横移电机反转，将下层载车板移动到原有位置，驾驶员取车时，步骤与存车相同。车库工作原理示意图如下，其中6号车位空缺：

图2.1 升降横移式立体车库工作原理示意图

2.2外部框架方案的选择

2.2.1钢结构的特点

在工程建设中，钢结构是最为常用的材料之一，一般可作为梁、柱、板、支架等结构材料，而且各种连接用件，如螺栓、螺钉，键，以及传动机构如轴、钢丝绳等等都由钢结构制造。钢结构在我们日常生活中应用广泛，因此本次设计的升降横移式立体车库外部框架结构也采用钢结构框架，它具有如下特性： （1） 强度高，重量轻

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钢材强度较高，弹性模量亦高，因而钢结构构件小而轻。当今有多种强度等级的钢材，即使强度较低的钢材，其密度与强度的比值一般也小于混凝土和木材，从而在同样受力情况下钢结构自重小，可以做成跨度较大的结构。 （2） 塑性和韧性好

钢结构的抗拉和抗压强度相同，塑性和韧性均好，适于承受冲击和动力荷载，有较好的抗震性能。

（3） 工业化程度高，工期短。 钢结构都为工厂制作，具备成批大件生产和品精度高等特点；采用工厂制造、工地安装的施丁方法，有效地缩短工期，为降低造价、发挥投资的经济效益创造条件。 （4） 密封性好。

钢结构采用焊接连接后可以做到安全密封，能够满足一些要求气密性和水密性好的高压容器、大型油库、气柜油罐和管道等的要求。 （5） 抗震性能好。

钢结构由于白重轻和结构体系相对较柔，受到的地震作用较小，钢材又具有较高的抗拉和抗压强度以及较好的塑性和韧性，因此在国内外的历次地震中，钢结构是损坏最轻的结构，已公认为是抗震设防地区特别是强震区的最合适结构。 （6） 耐热性较好。

温度在250'以内，钢材性质变化很小，钢结构可用于温度不高于250~E的场合。当温度达到300~E以上时，强度逐渐下降，600~C时，强度降至不到三分之一，在这种场合，对钢结构必须采取防护措施。 （7） 耐火性差

钢结构耐火性差，钢材表面温度达300~400摄氏度以后，其强度和弹性模量显著下降，600摄氏度时几乎降到零。当耐火要求较高时，需要采取保护措施，如在钢结构外面包混凝土或其他防火板材，或在构件表面喷涂一层含隔热材料和化学助剂等的防火涂料，以提高耐火等级。 （8） 耐锈蚀性差

钢结构耐锈蚀性较差，特别在潮湿和有腐蚀性介质的环境中，容易锈蚀，需要定期维护，增加了维护费用。

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2.2.2框架的选择

立体车库的外部框架结构主要由梁和柱组成，一般升降横移式立体车库结构主要有三种形式，即单柱式、后悬臂式和跨梁式。单柱式有四根前立柱、四根后立柱，结构稳定，但立柱较多连接较多，在三层以上立体车库中应用较多；后悬臂式车库前面没有立柱，主要靠后面悬臂结构进行支撑，因此后部受力较大，结构稳定性不如单柱式，但由于前面无柱，存取车比较方便，多用于升降机构为螺母丝杠方式传动的立体车库中；跨梁式前后各有两根立柱分立左右，中间不设立柱，因此存取车容易，不过由于中间没有支撑柱，因此车库不易做的过长，此结构多用于地下双层立体车库。本次设计由于只是二层车库，且单层停3辆车，跨度不大，因此选用跨梁式结构就能够满足要求。

图2.2 单柱式框架

图2.3 悬臂式框架

图2.4 跨梁式框架

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图2.5 立体车库框架结构

2.3横移传动机构的设计

立体车库的横移传动方式采用链传动，由电机驱动链轮链条将转动传给装有导轮的横移轴，横移轴上前后各安装有一个导轮，为主动轮，另外在载车板的另一边同样装前后两个导轮，但无电机驱动，为从动轮。导轮边缘制造成凸缘结构，以保证导轮只沿着导轨横向移动而不脱离轨道。电机安装在载车板一端边缘上，与横移传动轴上下竖直安装，这样不会占用载车板的空间，以防止车辆碰撞横移电机。横移机构亦可使用电机与横移轴直接用联轴器连接，不过这种做法需要一层载车板高度足够容纳下电机。也可使用电机安装齿轮，驱动装在载车板后部的齿条的方式，但与链传动相比，齿轮齿条传动制造成本太高，且齿条太长，不易安装维护，链传动方式成本低更，传动精度及效率也比较高。

图2.6 横移机构工作示意图

（1-从动链轮，2-主动链轮，3-电机，4-主轴，5-载车板，6-行走轮，7-导轨）

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2.4升降传动机构的设计

2.4.1设计方案的比较

目前升降横移式立体车库主要有以下几种设计方案： （1）液压传动

液压传动具有通用性、多功能性和可控性的特点，与其他传动方式相比，它有如下优点：1、在同等功率的情况下，液压装置的体积小，质量轻，结构紧凑。2、液压传动工作平稳。3、能在大范围内实现无极调速。4、操作简单、安全。5、易于实现过载保护，且由于能够自行润滑，因此使用寿命较长。6、液压元件都已实现标准化、系列化和通用化，便于设计、制造及使用。

但是液压系统一般比较复杂，元件精度要求较高，因此成本较高，而且液压传动不能保证严格的传动比，其传动效率也不高，因此本次设计不采用液压传动。 （2）钢丝绳传动

钢丝绳传动在立体车库升降机构中应用广泛，主要是因为它有承载能力强，结构简单便于维护等优点，但由于本次设计是二层升降结构，提升距离不大，采用钢丝绳传动后卷筒价格太高，而且钢丝绳提升载车板的平稳性没有链传动高，因此放弃使用此提升方式。 （3）链传动

链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率高，轴上径向压力小，结构紧凑，能够适应高温和潮湿的环境，其制造和安装精度要求较低，成本也低。适合用在低速重载，工作环境恶劣等场合。因此选用链传动作为升降机构非常适合。

2.4.2升降方案的确定

上层升降系统采用链传动需要进行二次传递，首先是从电机减速机通过链传动将转动传递到提升轴，然后再通过提升轴上处于两端的链轮将载车板提升。电机减速机固定安装在横梁上，提升轴上安装有3个链轮，1个用于连接电机，另外两个分居两侧，为