升降横移类停车设备速度设计计算与验证

陈逢强宝胜系统集成科技股份有限公司 扬州 225819摘 要：以两层升降横移类链条提升式停车设备为例，介绍停车库的提升速度和载车板横移速度的计算方法，为类似停车设备的设计计算提供参考。关键词：升降横移类停车设备；速度；计算中图分类号：TU248.3 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2018）09-0090-03随着我国经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，汽车保有量急剧攀升，立体停车行业也随之稳步发展。停车设备看似简单，但其中涉及很多理论计算和验证。本文以两层升降横移类链条提升式停车设备（见图1）为例，以反验证法探讨停车库提升速度和载车板横移速度的设计计算及验证。1 停车库提升速度车的质量为2 000 kg，载车板质量460 kg，采用停车设备专用减速器MLSPK50220853，其功率P ＝ 2.2kW，减速器速比i ＝ 1：85，输出轴转M ＝ 1 140 N ﹒ m，输出轴荷重Q ＝ 20 000 N，输出轴直径D ＝ 50 mm ，输出轴长度L ＝ 75 mm，材料为45 钢淬火,[δ ] ＝ 190MPa，整个传动装置的传动效率η ＝ 0.85。主动链轮齿数Z 1 ＝ 13, 分度圆直径d 1 ＝ 106.14 mm；提升链轮齿数Z 3 ＝ 14，分度圆直径d 3 ＝ 114.15 mm。传动链选用16A-2， 提升链选用16A， 链节距p ＝ 25.4 mm。图1 两层升降横移类链条提升式停车设备示意图 1.1 求解减速器输出转速、初步确定提升速度取电机转速为1 450 r/min，则根据速比i =1：85，可得减速器输出转速由总质量、电机功率及传动效率，可预算出停车库的提升速度考虑到停车库运行的平稳性，同时考虑国内生产厂同类型产品的提升速度，初步确定停车库的提升速度ν ＝ 4.2 m/min。1.2 求解提升链轮的转速及从动链轮的齿数和分度圆直径由公式 可得提升链轮的转速则从动链轮齿数圆整后Z 2 ＝ 19。从动链轮的分度园直径1.3 求解提升链轮的转矩提升链轮的转矩考虑到传动效率η ＝ 0.85，实际转矩因为是同轴，故传动链轮的转矩也为1 618.78 N﹒m。1.4 求解传动链条的拉力及作用在主动链轮上的转矩由式Mn ＝FR 可得传动链条的拉力则作用在主动链轮上的转矩1.5 校核减速器输出轴强度1）弯曲强度将链条拉力看成是作用在输出轴的中间,M 1 = F 拉﹒L /2 ＝ 786.75 N﹒m， W z ＝ d 3/32≈12 265.63 mm3 ，则2）剪切强度因此，τ ＜ [τ ]，满足剪切强度要求。3) 弯曲与扭转的组合强度考虑到减速器输出轴既受转矩作用又受径向力（弯矩）作用，因此有必要校核其弯曲与扭转组合强度。根据第三强度理论公式, 有1.6 求解停车库实际提升速度和实际功率停车库实际提升速度停车库的实际功率通过以上计算分析可以看出，减速器的功率、转矩及轴的强度皆满足要求。尽管F 拉 ＝ 20 980 N ＞ Q ＝ 20000 N，但考虑减速器设计安全系数，同时考虑该类型停车库运行速度较慢，使用频率亦不高，径向力对轴或减速器轴承不会产生很大的影响，因此可采用该减速器，按照计算得出的速度进行样机试验，视试验结果考虑进一步的项目应用。2 载车板横移速度轿车质量2 350 kg，载车板质量420 kg，减速器选用CFSPK22020703，其功率为0.18 kW，减速器速比i ＝ 1：40，输出轴转矩M ＝ 78.232 N ﹒ m，电机荷重为Q ＝ 3 100 N，输出轴直径D ＝ 22 mm。电机链轮齿数Z 1 ＝ 17，分度圆直径d 1 ＝ 69.12 mm，链条节距p ＝12.7 mm，载车板滚轮直径d ＝ 98 mm，传动效率η ＝0.90。2.1 求解滚动摩擦力矩查《机械工程手册》可知钢质车轮- 钢轨的摩擦因数k ＝ 0.05 cm，有2.2 求解滚轮转速及减速器输出轴转速设定横移速度为8.2 m/min，根据滚轮直径d ＝ 98mm，可求得滚轮转速设定电机转速为1 420 r/min，则由速比i ＝ 1：40得到减速器输出轴转速n 1 ＝ 35.5 r/min。2.3 求解从动链轮的齿数及分度圆直径由n 1/n 2 =Z 2 /Z 1 可得从动链轮的齿数2.4 求解载车板的实际横移速度及横移时所需的实际功率载车板的实际横移速度滚动摩擦力则横移时所需的实际功率2.5 求解链条拉力及作用在减速器输出轴上的实际转矩由公式Mn=FR 可求得链条拉力则作用在减速器输出轴上的实际转矩通过以上计算分析可知，当横移速度为8.0 m/min时，横移减速器的功率0.18 kW，荷重及输出轴的转矩都满足要求。考虑停车库运行的稳定性，建议横移速度以不超过7 m/min 为宜。3 结语根据某两层升降横移类链条提升式停车设备的性能参数，计算得出停车库提升速度为4.169 m/min、载车板的横移速度为8.0 m/min。建议按照计算得出的停车库提升速度进行样机试验，视试验结果考虑进一步的项目应用。同时，考虑停车库运行的稳定性，建议横移速度以不超过7 m/min 为宜。参考文献[1] 成大先. 机械设计手册[M]. 北京：化学工业出版社，2008.[2] 中国重型机械工业协会，停车设备管理委员会. 机械式立体停车库[M]. 北京：海洋出版社，2005.[3] GB/T 17907—2010 机械停车设备通用安全要求[S].举报/反馈发表评论发表作者最新文章高定位精度的第三代核环行起重机运行系统 刚柔耦合动力学仿真01-2014:40液压挖掘机转台有限元分析与疲劳强度评估01-2014:33SPMT 液压平板车车板变形有限元计算与仿真模拟01-2014:31相关文章奥迪Q7更换正时链条后高速行驶时加速不良骁龙870对比骁龙865 Plus有一处“减配”了：取消支持Wi-Fi 6E西平县权寨镇开展无偿献血志愿服务活动

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