升降横移式立体车库 33
滚动轴承和链轮、链轮和链轮之间通过套筒轴向定位。 2）2轴的设计
2轴的主要作用传动轴1和轴3之间扭矩的作用，其两端焊接有法兰盘，其与2、3轴的法兰盘配对使用。为了减小2轴的质量，把2轴设计为空心轴。其外径
d4?100mm，内径d5?50mm，总长度为l3?1634mm。 3）3轴的设计
3轴的Ⅰ-Ⅱ轴段的设计和1轴的Ⅰ-Ⅱ轴段的设计一样。Ⅱ-Ⅲ轴段用于安装双排链轮，其直径为d6?100mm，长度l4?210mm。双排链轮的右端采用锁紧挡圈定位，左端用轴肩定位，故取Ⅲ-Ⅳ轴段d7?116mm，长度l5?95mm。Ⅳ的左边是法兰盘，与2、3轴一样。
（3）轴上零件的周向定位
单排链轮与轴的周向定位均采用平键连接。按d1?90mm查手册得平键截面
b?h?25mm?14mm，键槽用键槽铣刀加工，长为22mm，同时为了保证单排链轮与轴
配合有良好的对中性，故选择链轮轮毂与轴的配合为
H7；同样，双排链轮与轴的连n6接，选用平键为b?h?28mm?16mm?100mm，双排链轮与轴的配合为
H7。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配n6合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为n6。
4．求轴上的载荷及其强度校核
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，由结构图可知轴3的受力比较复杂，下面只对轴3进行受力分析与校核。
首先根据其结构图做出3轴的计算简图，如图4-3所示，然后根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图，如图4-3所示。
从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面Ⅱ是轴的危险截面。现将计算出的截面Ⅱ处的MH、MV及M的值列于下表（表4-15）。
图4-3 3轴的载荷分析图
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表4-15 Ⅱ截面的载荷
载荷 支反力F 弯矩M 水平面H 垂直面V FH1?8251N FH2?8251N MH?0N?m FV1?42103N FV2?16841N MV?4345N?m 总弯矩 扭矩T M1?4345N?m T?1592N?m 5. 按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面Ⅱ）的强度。根据轴的弯扭合成强度条件公式和上表中的数据，以及轴的扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6，轴的计算应力
43452??0.6?1592??ca???41MPa ?5W7.29?10前面选定的轴的材料为40Cr钢，调质处理，由表4-13可知???1??70MPa。因此
22M12???T??ca????1?，故安全。
6. 精确校核轴的疲劳强度
由3轴的载荷分析图可知截面Ⅱ为危险截面。然后对Ⅱ截面的左右两侧进行校核，分别按下面步骤进行。
首先求出该截面的弯曲应力和扭转应力，
M (4-9) W?a??max??a??max?T (4-10) WP 再考虑应力集中等方面的因素，按交变应力状态的疲劳强度的公式进行该截面安全系数的校核计算，
S?S?S?S??S?K?22?[S] (4-11)
S????1????a????m??1K? (4-12)
S?? (4-14)
???
?a????m升降横移式立体车库 35
其中: ??1,??1—对称循环应力时的疲劳极限和扭转疲劳极限； K?,K?—正应力有效应力集中系数和剪应力有效应力集中系数； ?—表面质量系数； ?—尺寸系数； [S]—许用安全系数值。
7．绘制轴的工件图，见附图。
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5 横移传动系统设计
横移传动系统的作用是使上升到位的载车平台平移到指定位置，其传动主要是靠电机带动驱动轮在轨道上移动。
5.1 横移传动结构设计
由于载车单元的横移只受摩擦阻力的作用，阻力比较小，横移速度不高，所以用一个机械特性较软的G系列小型齿轮减速电机直接驱动驱动轮即可实现横移要求。
5.2 G系列小型齿轮减速电机选型
根据车库的设计要求，载车板的横移速度为v?6m/min，载车单元设计的最大大重力 G?46000N，查手册可知滑动摩擦系数f?0.005，环境有灰尘，电源为三相交流，电压220V。
（1）选择电动机的容量
电动机所需的工作功率为 Pd?Pw?akW （5-1）
由式 F?Gf （5-2）
Pw?FvkW 1000因此 Pd?由时机至传动轴的总效率为
FvkW
1000?a ?a??1??2 （5-3） 式中：?1、?2、分别为减速器、联轴器的传动效率，取?1=0.90, ?2=0.99。
?a?0.90?0.99?0.89
所以 F?Gf?46000?0.005?230N
Pd?Fv230?0.106??0.027kW
1000?a1000?0.89（3）确定电动机的转速 驱动轮的工作转速为 n?60?1000v60?1000?0.1??16r/min
?D?120
