太阳能驱动停车位说明书.docx

总体结构设计 为了缓解现在停车难的问题，本文将设计一种双层停车位。本章将对双层停车位的基本结构进行设计，主要包含升降方式的比较与选取、防脱机构的设计等。 2.1 升降方式的比较与选择 停车位的上层停车板要求能承载1.2t的小轿车，考虑垂直升降，当下层停有小车而上层停车板要下降时，下层停车板载着小车横向移动腾出位置。针对该课题，考虑了如下三种停车位垂直升降升降方式：（1）链传动——以链轮方式带动上层停车板；（2）齿轮齿条——将上停车板当做齿轮，立柱作为齿条；（3）螺母螺杆——将上停车板作为螺母，立柱作为螺杆。三种方式各自的优劣点如表2.1.1所示。 表2.1.1 三种方案比较 方案序号 方案名称 优点 缺点 方案一 链传动 结构简单、维修简单、成本低 磨耗大，可靠性不高、运动精度不高、有冲击、安装要求高 方案二 齿轮齿条 结构简单、运动精度较高 运动过程中有一定的冲击，成本高 方案三 螺母螺杆 结构简单、运动精度高，运动平稳、可靠性高 有较大磨损，成本较高 双层停车位的设计不仅要求成本较低，更要求具有很好的可靠性，因此通过表2.1.1的比较，选用方案三作为本课题的研究方案。电机驱动螺杆，从而带动上停车板（螺母）上下升降。在上停车板下降前，如果下停车板上停有小车，那么下停车板需进行横向平移以挪出位置，之后上停车板再下降以供小车的进出。 另外，本课题要求在上停车板下降过程中能进行发电，考虑磁生电原理，将小型发电机固定在上停车板上，转子直接与一个小型滚筒相连，在立柱两端系一根绳索，绳索绕过滚筒。在上停车板下降时，滚筒在绳索的带动下转动，从而发电。 2.2 防脱机构设计 防脱机构对于升降机构至关重要，在上停车板处于高位时，如果升降机构失效，那么防脱机构将起到防脱作用。现针对纯机械式防脱机构以及电磁式防脱机构进行比较。 图2.2.1所示的是一种利用推力滑块机构设计的纯机械式防脱机构。升降用的钢丝绳系在挡块3上，当钢丝绳失去对挡块的拉力时，挡块在重力的作用下下坠，从而驱动连杆2下压，最后带动防脱插销1插入立柱的小孔中以阻止上停车板下滑。 1、防脱插销 2、连杆 3、挡块 图2.2.1 纯机械式防脱机构 1、插销 2、机构外壳 3、强力弹簧 4、螺钉 5、电磁铁 图2.2.2 电磁式防脱机构 图2.2.2所示为电磁式防脱机构。电磁铁5在通电时紧紧将插销1吸附柱，当上停车板失效下坠时，电磁铁断电，插销在强力弹簧3的作用下卡进到立柱上的插孔内，以阻止上停车板下坠，从而起到防脱效果。 相较于纯机械式防脱机构，电磁式防脱机构在结构上各位简单，而在维护上也更为方便，因此本文选择电磁式防脱机构。 综上所述，双层停车板的基本结构如图2.1.2所示。 小型驱动电机 2、下停车板 3、上停车板 4、电磁防脱机构 5、立柱 6、钢丝绳 发电机构 8、螺杆 9、驱动电机 图2.1.2 双层停车位简图 2.3 本章小结 本章主要是对整个停车位进行总体的结构设计，主要针对升降方式与防脱机构进行设计，最后给出双层停车位的结构简图。 第三章 零部件设计 针对停车难的问题，本文在第二章进行了相应方案的设计与比较。本章将在第二章所确定的方案的基础上，对主要的零部件进行尺寸设计与强度校核。 3.1 上停车板设计 根据课题要求，上停车板只允许停载空车1.2 t以内的微型车，而微型车总长一般在4 m以内，车轮轴距一般在2.4 m以内，因此取车长L0=4 m，轮距B0=2.4 m。考虑安全问题，设计时取车重m0=1.5 t。当小车停在上停车板上后，小车通过车轮对上停车板施加力。假设每个轮胎给予的力都相等，则每个轮胎给予的力T为： (3-1) 支撑横梁 2、挡板 3、螺母 图3.1.1 上停车板结构简图 上停车板主要由支撑横梁、挡板、螺母三部分组成。其中，支撑横梁是主要承力部位，挡板几乎不受力，只起到防止车底污垢低落的目的，而螺母则是使上停车板能垂直起降。上停车板的具体结构如图3.1.1所示。小车停放后轮胎的作用力直接作用于支撑横梁上。对横梁进行受力分析如图3.1.2所示，并建立方程组。 图3.1.2 横梁受力分析 在图3.1.2中，定，，，，，则： (3-2) 求得： (3-3) 建立弯矩表达式，并绘制弯矩图如图3.1.3所示。 (3-4) 图3.1.3 弯矩图 由图3.1.3知，最大弯矩。支撑梁采用矩形截面，由于微型小轿车的轮距一般在137mm左右，因此定截面宽，厚h，材料采用Q235-A，查表知许用弯曲应力。横梁的抗弯截面模量为： (3-5)