四层立体停车库（链条式）总体设计

第2章 传动系统设计

2.1 电动机的选择

2.1.1

升降运动电机的选择

根据车库使用要求，任务书给定提升速度为V=4m min。 预估载车板重量为m1=450kg，取最大停车重量为m2=2200kg，

m总=m1+m2=2650kg

因此，G总=m总g=2.65×104N取g=10N/Kg

取传动中各部件的效率如下：链传动效率：η=0.97，轴承效率：η=0.99，齿轮效率：η=0.97；η 总=0.912。又考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增大10%。故电机提升功率P为：

P=G×ν×110%/η 总=2.65×104×4 60×1.1/0.912=2.131kw

查《机械设计课程设计手册》表12-6，电动机型号为YZR132M2-6，额定功率P=2.8kw，额定转速为n=940r/min。 2.1.2

横移运动电机的选择

由于电机通过联轴节直接驱动再扯板行走轮转动，实现载车板横移运动。横移速度主要由设备运行周期，周围环境的安全性，载车板运行时的平稳性等因素确定。本设计给定为V=6m min。

横移载车板与停放车辆总重为2650kg，重力为2.65×104N。横移轮与轨道之间为滚动摩擦，取横移滚轮与轨道之间的滚动摩擦系数μ=0.2，则横移载车板与轨道之间的摩擦力f为：

f=μG=2.65×104×0.2=5300N

取传动中各部件的效率如下：轴承效率：η=0.99；齿轮效率：η=0.97；η 总=0.922。 又考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增大10%。则横移电机的所需功率P为：

P=f×ν×110%/η 总=5300×6 60×1.1/0.922=0.632kw

查《机械设计课程设计手册》表12-1，所选电动机型号为Y801-4型电动机，额定功率为P=0.75kw，额定转速n=1390r/min。

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2.2 减速器的选择

2.2.1

升降系统减速器的选择及计算

（1）升降传动比i的确定：

根据电机转速n=940r/min，要求提升速度υ=4m/min。 初取链轮工作直径D=120mm。可得：

n链轮=

i=

取i=89

n链轮=

（2）升降系统减速器的设计： （a）分析：

根据升降系统需要减速装置的特点，通过与电动机直联的摆线针轮减速器进行减速，再通过与摆线针轮减速器输出轴相联的链轮进行减速。

由于以前对摆线针轮减速器了解甚少，而且同学中的大多数人对摆线针轮减速器都不了解，所以在这里，有必要对针轮摆线减速器进行简单介绍。 如图：

n电机i=

940

=10.56r/min 89n电n链轮

=n电πDν=

υ πD940×3.14×120

=88.548

1000×4

图 2-1 针齿

1-输入轴；2-转臂；3-针齿套；4-针齿销； 5-摆线轮；6-输出轴；7-销轴；8-销轴套

摆线针轮减速器是由少齿渐开线行星减速器发展而来的。所不同的是它的行星轮齿是采用摆线齿，而内齿轮是采用针齿（如上图）。“摆线针轮行星传动”是属于一齿差行星传动，即内齿轮齿数ZB和行星轮齿数ZC之差ZB-Z C=1。其转臂和输出机构等则和少齿差行星齿轮传动一样，这时，转臂（输入轴）的转速nx与输出机构（输出轴）的转速nv之间的传动比为：

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i=

nx

=?Z C nv

因此可知，这种行星传动的传动比等于行星轮的齿数，输入轴和输出轴的转向相反。 与普通减速器比较，摆线针轮减速器具有以下优点：

（1）结构紧凑、体积小、重量轻；

（2）寿命比渐开线齿轮减速高出5倍左右； （3）运转平稳，噪声小；

（4）效率较高，一级传动可达90%~95%。 但是摆线针轮减速器也具有一下缺点：

（1）制造精度要求较高，否则达不到多齿接触； （2）摆线齿的磨削需要专用的机床。

设计建造机械式立体停车库的目的就是节省停车用地，所以立体停车库的特点之一便是结构紧凑，占用空间小，但是由于立体停车库的每个车位都需要两个（一个用于提升，另一个用于横移）减速器，若使用一般的渐开线齿轮减速器，便会占用大量空间，达不到节省停车空间的目的，所以，立体停车库所用减速器应该首选结构紧凑、体积小、重量轻、噪声小、寿命长的摆线针轮减速器。

（b）摆线针轮减速器的选择：

已知减速器的输入功率P1=2.8kw，实际输入轴转速n=940r/min，根据表9-2-33，工况系数KA=1.2则：

????1=P1KA =2.8×1.2×（1500/940）0.3=3.9kw<4kw

n

1

n0.3

查《机械设计手册》表16-2-141，选择二级直联型摆线针轮减速器，传动比为187，型号为：XWED8185C

（C）二级链轮减速器的计算和选择 (1)小链轮齿数Z1的选择：

小链轮齿数Z1按照推荐值选择，根据《机械设计使用手册》表8-2-5，选择Z1=23。 ⑷设计及功率： P——传递功率；

KA——工作情况系数，KA=1.0； KZ——小链轮齿数系数，KZ=1.1； Kp——多排练系数，Kp=1.75

Pca=

(2)链条节距选用：

根据Pd=P0（特定条件下单排链条传递的功率），P0=1.76kw

n电机940

n1=n针轮===5.03r/min

i1187第13页

KAPKZ1.0×2.8×1.1==1.76kw Kp1.75

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查《机械设计》图9-11，选择链号为24A，节距P=38.1mm的链条。 (3)链速：

ν=

Z1n1p23×5.03×38.1

==4.4m min 10001000i=

(4)大链轮齿数计算：

Z2=i2×Z1=1.1×23=25.3

按照推荐值选择Z2=25

(5)初定中心距：

查《机械设计手册》表13-2-2，计算得

a0min=0.2Z1 i+1 p=368.046mm

取a0=368mm

(6)链节数：

2a0Z1+Z2Z2?Z12P2×36823+2525?23238.1

LP=++ =++ ×=43.33

p22πa038.122×3.14368取LP=44

(7)理论中心距：查《机械设计》表9-7，得中心距计算系数??1=0.250，则最大中心距为:

a=??1p 2LP? Z1+Z2 =381mm

(8)链条长度：

L=

(9)有效圆周力：

Ft=

(10)作用在轴上的力：

FQ=kFPFt=1.15×24000=27600N

(11)润滑方式选择：

已知：p=44.45mm,v=0.073m/s,查《机械设计》图8-2-4，选择第Ⅰ种润滑方式，使用人工定期润滑。

d）滚子链链轮的基本参数和主要尺寸的确定：

1000Pca1000×1.76

==24000N v4.4÷60LPp44×38.1

==1.68m 100010004.4

=1.1 4第14页

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图 2-2 滚子链轮

㈠小链轮：

已知：节距p=38.1，齿数z=23，链节数LP=44，链长L=1.68m，中心距a=368mm，链速v= 0.073m/s

基本参数：

查《机械设计手册》表13-2-1，GB/T 1243-1997，配用链条排距为pt=45.44mm，滚子外径d1=22.23mm

主要尺寸：

1分度圆直径： ○

d=

②齿顶圆直径： ○

psin

180°=z

38.1

=280.147 0.136

da=p 0.54+cot

③齿根圆直径： ○

180°

=38.1×7.84=298.67≈299 zdf=d?d1=280.147?22.23=257.9mm

④分度圆玄齿高： ○

ha=0.27p=0.27×38.1=10.287≈10.29

⑤最大齿根距离： ○

Lx=d×cos

⑥齿侧凸缘直径： ○

90°

?d1=280.147×0.998?22.23=257.26 z180°

?1.04×h2?0.76 zdg≤p×cot

查表13-2-1，内链板高度h2=36.2mm.

dg≤p×cot

取dg=150mm

(二)大链轮：

已知：节距p=38.1，齿数z=25，链节数LP=44，链长L=1.68m，中心距a=368mm，

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180°

?1.04×h2?0.76=228.32?37.65?0.76=189.9 z