张向红 韩忠义

（河北省智能装备数字化设计及过程仿真重点实验室，唐山学院，河北 唐山063000）

1 概述

随着全面建设小康的完成，经济和汽车工业在我国得到快速发展，生活水平进一步提高，私家车的数量急速上升。调查数据显示，我国汽车数量在过去的十几年里，其增长率为20%，但在同一时期里，停车设备的增长率仅为3%。更为值得关注的是大城市的增长率，汽车数量和停车设备相差甚远。这些数据提示我们要重视停车难的问题，并在短时间内找到解决办法。

面对熙熙攘攘的街道停车空间严重不足、城市停车形势严峻的尴尬情况，立体停车库的确是解决社区和街道停车难的有效方法。为了适应社会停车方面的需求，解决停车难的问题，大多采用地下停车库，地下停车库平均每辆车占地面积高达两个车位的大小。部分大公司采用升降横移立体停车库，其占用平面土地多，储存车的数量较多，但不适合应用在住宅小区。对于住宅小区，保证一定绿化的基础上，空闲地块有限，停车位数量需求较大，而且还要保障居民的采光。针对这些问题，通过调研、考察小区的空闲面积，采用垂直循环立体停车库较为合适。

垂直循环立体停车库使用土地面积小，土地利用率高较高，它可以很好的解决由于汽车数量多导致的停车难的问题，其占用土地面积仅为平面停车库的一多半，空间的环境得到了充分的利用，适合在医院、商场等车流量大的公共场所和小区楼房之间使用，既不影响通行，也不会影响居民楼的采光需求。采取刷卡式存取车辆，其自动化程度也为车主存取车辆减少了时间，避免了传统式停车所需行走的路程，也为保护环境做出了一份贡献。

2 垂直循环立体停车库的方案设计

垂直循环立体停车库主要包括驱动装置、传动装置、提升装置、轿厢和库体（承载装置）四部分（图1）。其工作原理为：电机作为动力输入，通过减速器和一级链传动减速，将运动和动力传递到提升装置。提升链上均匀分布六个连接臂，轿厢通过连接臂与提升链相连接。存车时，司机需将汽车驾驶到轿厢的指定位置，然后启动，车库旋转至一个空车位。取车时，启动后，车库自动将车主的车辆旋转到底部驶出口。

传动装置的方案确定，需要考虑以下几个方面的因素：能在低速、重载和不同温度条件及雨雪恶劣天气的不良环境中工作；转速比较均匀，传递功率较大。根据此要求，采用链传动。

提升装置采用提升链。由于停车库是露天的立体停车库，提升链更适合在各种天气状况下工作。提升装置是整个立体车库最主要的部分，由提升链和链轮组成，轿厢通过连接臂均匀固定在提升链上，在提升链带动下，做循环运动，实现存取车的目的。综合考虑垂直循环立体停车库的承载，选择滚子链作为提升链。

图1 垂直循环立体停车库

图2 传动装置简图

3 垂直循环立体停车库的传动装置设计

垂直循环立体停车库的传动装置是由电动机3、减速器2、链传动1 和提升链4、5 四部分组成的。电动机3 输出回转运动，经减速器2 减速带动链传动1 和提升链4、5 运动，提升链条带动所有轿厢进行回转运动，从而实现垂直循环立体停车库的车辆存取功能。其传动简图如图2 所示。

根据计算，选取电机为Y2805-8 电机，额定功率37kw,电机转速750r/min。减速器型号ZSY555-40.189-ⅠZBJ19004-88,与其配用的减速器输出转速为19r/min。传动链选择型号为48A，节距p=76.20mm 的套筒滚子链，两链轮齿数分别为15、47。

图3 轿厢

图4 链轮

图5 连接臂

4 垂直循环立体停车库的提升装置设计

4.1 轿厢的设计

根据汽车的外形尺寸：长×宽×高≤4550x1850x1700mm，两侧留出一定距离，保证车辆可以自由出入，并且不剐蹭。设计轿厢的尺寸为长×宽×高=5000x2250x1800，如图3 所示。

4.2 提升链的设计

根据垂直循环立体停车库的工作情况和承载情况，选择板式链中的滚子链做为提升链。按设计要求计算，车库存放六辆汽车，轿厢尺寸高为1900，宽为2000。可以确定传动链链轮直径在2m 左右。查阅参考文献资料，选节距P=76.20mm，齿数Z=76，链节数LP=158，链轮结构如图4 所示。

4.3 连接臂的设计

由于提升链链轮的分度圆直径D=1843mm，一个轿厢高为1800mm，为了最上方车位在循环时，不与上链轮轴发生干涉，轿厢底部与上链轮轴留有约200mm 间距，所以连接臂的长度为1150mm，宽度为270mm，如图5 所示。

4.4 导轨的设计

导轨的轮廓为轿厢轴的运动轨迹，轿厢轴通过连接臂与链条相连，因此导轨的轮廓与链条运动路径相同。通过链轮、连接臂的尺寸，即可确定导轨的尺寸。

提升链链轮分度圆直径D=1843mm，连接臂的长度为1150mm，则导轨最内侧直径为1710mm，导轨宽120mm。轿厢轴的直径φ90mm，导轨只起导向作用，所以每侧留有15mm 的间隙，从而得出轨道宽度为120mm，如图6 所示。

5 垂直循环立体停车库的库体设计

图6 导轨

图7 车库库体

立体停车库库体的框架全部使用不同长度的方钢，主要包括立柱和横梁。上链轮轴的轴承座固定在横梁2 和横梁6 上，由它承重。横梁3 和横梁7 的作用是加强整个库体的稳定性。横梁4 和横梁8 作为下链轮轴的承重梁。横梁9 与电机座焊接为一体。所有横梁均与立柱四面焊接。立柱根据车库容纳车辆数设计，立柱高度为8050mm。横梁依据车宽确定，横梁长度为3675mm。立体停车库库体如图7 所示。

6 结论

垂直循环立体停车库是当今车库行业领域中的重要组成部分，是一种非常方便存取车辆的设备，是立体停车库行业领域里不可替代的产品。针对目前生活小区中，汽车数量逐步提升，泊车位紧张，汽车乱停乱放严重阻碍交通的现状，地面的停车库已经不能适应当今的停车需求，因此，垂直循环立体停车库的设计与应用是很有价值的。

本文介绍了垂直循环立体停车库的设计思路和设计方法，以供有关人员参考。该车库实现了自动存取汽车的功能，为满足更多车辆的停放，可以在空间上进行扩展，有效利用了立体空间，缩减了占用的土地面积，不仅有效地解决了停车难的问题，还成为人们生活中一道亮丽的风景。