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NEW~薄壁圆筒磨边机的结构设计论文

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毕业设计(论文)题目: 薄壁圆筒磨边机设计

学院机电工程与自动化学院

专业(层次) 机械工程及自动化(专升本、本)

年级2012级

班级专升本

学生姓名祝佳陶

学号124A0577

指导教师金健

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

第一章绪论 (3)

1.1磨削加工的特点概述 (3)

1.2砂轮磨削国内外的发展与趋势 (3)

1.2.1国外的发展 (3)

1.2.2国内的发展 (4)

1.2.3发展趋势 (4)

1.3砂轮磨削的关键技术 (5)

1.4课题设计思路 (5)

1.5课题设计结构 (5)

1.6课题研究的目的及意义 (5)

第二章薄壁圆筒磨边机的总体设计方案 (7)

2.1驱动方案的确认 (7)

2.1.1液压驱动 (7)

2.1.2气压驱动 (7)

2.1.3电动机驱动 (8)

2.1.4驱动方案的确认 (8)

2.2砂轮主轴箱升降机构方案的确认 (8)

2.3主轴机构结构方案确认 (9)

2.4圆筒夹紧机构的确认 (9)

2.5整机方案的确认 (10)

2.6本章小结 (11)

第三章薄壁圆筒磨边机磨边砂轮主轴的计算 (12)

3.1驱动电机的选择 (12)

3.2转速图的拟定 (12)

3.3传动轴的估算 (13)

3.4齿轮模数的估算 (15)

3.5各轴结构的设计 (16)

3.6主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (17)

3.7齿轮强度校核 (18)

3.8传动轴挠度的验算 (19)

3.9本章小结 (20)

第四章薄壁圆筒磨边机夹紧机构的设计计算 (21)

4.1拟定技术参数 (21)

4.2滚珠丝杠的计算及选择 (21)

4.3滚珠丝杠支承轴承的选择 (23)

4.4滚珠丝杠的校核 (25)

4.4.1临界压缩负荷 (25)

4.4.2临界转速 (26)

4.4.3滚珠丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率 (26)

4.4.4滚珠丝杠扭转刚度 (28)

4.4.5滚珠丝杠传动精度计算 (29)

4.5滚珠丝杠进给传动系统变形计算 (29)

4.5.1滚珠丝杠精度计算 (30)

4.6伺服电机的选择与计算 (32)

4.6.1进给伺服电机的校核 (34)

4.7联轴器的选择 (35)

4.8本章小结 (35)

第五章薄壁圆筒磨边机主轴提升机构的设计 (36)

5.1拟定技术参数 (36)

5.2滚珠丝杠的计算及选择 (36)

5.3伺服电机计算及选择 (36)

5.4立柱的设计 (36)

5.4.1按立柱外形分类 (36)

5.4.2材料分类 (36)

5.4.3立柱结构的选择 (37)

5.5本章小结 (37)

第六章结论 (38)

参考文献 (40)

致谢 (42)

薄壁圆筒磨边机设计

摘要

据经济合作与发展组织日前发布报告称,世界石油需求快速增长,原因是新兴经济体石油消耗不断增长,纽约——美国能源情报署预测,今年全球石油需求将增加1.2%至万桶/日。在这种情况下,对油桶的需求也必然会增加很多,这就给油桶生产商提供了一个绝佳的增长机会。在油桶的生产中,需要把油桶边缘磨平,安装油桶盖。油桶属于薄壁圆筒,磨削时,加工效率低、噪声大。

本设计为一种自动薄壁圆筒磨边机,它包括砂轮主轴升降机构、磨边砂轮主轴机构、圆筒夹紧机构组成。本机主轴升降机构采用伺服电机配套滚珠丝杠完成驱动,考虑到丝杠和伺服电机的选型过大增加生产成本,本文中增加配重机构已达到减小伺服电机和丝杠的目的。磨边砂轮主轴机构采用变速主轴箱结构,可以实现不同转速下的磨削工作,同时考虑到磨边砂轮的拆装方便,主轴和砂轮的连接采用锥孔拉紧。圆筒夹紧机构同样采用自动结构,代加工油桶放置在工作台上,通过伺服电机驱动带有夹持块的工作台和安装在底座上的定夹紧完成夹紧工作。为了达到降噪的目的,本机安装在隔音房中。本次毕业设计的主要任务是完成整个圆筒磨边机的设计,本文完成整机的设计计算,包括电机功率的确认,主传动轴的校核等,然后利用AUTOCAD软件完成整个圆筒磨边机二维工程图的绘制。

关键词:薄壁圆筒磨边机;升降机构;主轴机构;二维工程图

Abstract

According to the organization for economic cooperation and development recently released a report, world oil demand growth, the reason is that oil consumption growth in emerging economies, New York -- America EIA forecast, this year's global oil demand will increase to 1.2% barrels / day. In this case, the demand for oil will also increase a lot, which give oil producers to provide an excellent opportunity for growth. In oil production, the oil tank cover edges, installation. Oil belongs to the cylinder, grinding, low processing efficiency, high noise.

The design of an automatic thin cylindrical grinding machine, which comprises a grinding wheel spindle elevating mechanism, grinding wheel spindle body, cylinder clamping mechanism. Lifting mechanism of the spindle servo motor ball screw drive matching complete, considering the selection of screw and servo motor is too large to increase the cost of production, increase the weight mechanism has to reduce the servo motor and screw the purpose of this paper. Grinding wheel spindle mechanism with variable speed spindle box structure, can realize the grinding work under different speed, at the same time, taking into account the grinding wheel grinding wheel spindle and convenient assembly and disassembly, connected by a taper tension. Cylinder clamping mechanism using the same automatic structure, processing oil drums placed on the worktable, drive a clamping block by the servo motor and the fixed clamp is arranged on the base of the complete work of clamping. In order to achieve the purpose of noise reduction, the machine is installed in the soundproof room. The main task of this graduation design is the design of the cylindrical grinding machine, this paper completed the calculation of the design, including the confirmation of motor power, the main transmission shaft was checked, and then complete the whole drawing cylindrical grinding machine of 2D engineering drawing by using AUTOCAD software.

Keywords: thin walled cylindrical grinding machine spindle; lifting mechanism; mechanism; 2D engineering drawing

第一章绪论

1.1磨削加工的特点概述

磨削是一种常用的半精加工和精加工方法,砂轮是磨削的切削工具,磨削是由砂轮表面大量随机分布的磨粒在工件表面进行滑擦、刻划和切削三种作用的综合结果。磨削的基本特点如下:

1.磨削的切削速度高,导致磨削温度高。普通外圆磨削时v=35m/s,高速磨削v>50m/s。磨削产生的切削热80%~90%传入工件(10%~15%传入砂轮,1%~10%由磨屑带走),加上砂轮的导热性很差,易造成工件表面烧伤和微裂纹。因此,磨削时应采用大量的切削液以降低磨削温度。

2.能获得高的加工精度和小的表面粗糙度值加工精度可达IT6-IT4,表面粗糙度值可达Ra0.8-0.02μm。磨削不但可以精加工,还可以粗磨、荒磨、重载荷磨削。

3.磨削的背向磨削力大因磨粒负前角很大,且切削刃钝圆半径rn较大,导致背向磨削力大于切向磨削力,造成砂轮与工件的接触宽度较大。会引起工件、夹具及机床产生弹性变形,影响加工精度。因此,在加工刚性较差的工件时(如磨削细长轴),应采取相应的措施,防止因工件变形而影响加工精度。

4.砂轮有自锐作用在磨削过程中,磨粒有破碎产生较锋利的新棱角,及磨粒的脱落而露出一层新的锋利磨粒,能够部分地恢复砂轮的切削能力,这种现象叫做砂轮的自锐作用,有利于磨削加工。

5.能加工高硬度材料磨削除可以加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料外,还能加工一般刀具难以切削的高硬度材料,如淬火钢、硬质合金、陶瓷和玻璃等。但不宜精加工塑性较大的有色金属工件。

1.2砂轮磨削国内外的发展与趋势

1.2.1国外的发展

国外的砂轮磨削发展非常迅速,自20世纪60年代以来,特别是静电植砂及涂附磨具技术的出现及发展,欧、美、日等工业发达国家在砂轮制造技术和砂轮磨床技术上都取得了巨大的成就。在砂轮制造技术方面,随着许多特殊的涂附磨料及涂附形式的出现,产生了如金刚石、立方氯化硼(CBN)、锆刚玉、陶瓷磨料、复合磨料、堆积磨料等各类砂轮,使得砂轮已经能用于干磨、高速,大吃刀量等的重磨削领域,及高精密零件的

磨削加工领域。日本已经开发出用软刚带作为基底的金刚石砂轮,可有效加工一些特殊难加工的高硬度材料,如单晶硅片等。在国际上知名的砂轮品牌有美国3M、美国NYrtYn、德国Hermes、德国VSM、德国KlXngspYr、韩国DEER、日本牛头等。在砂轮磨床方面,有大至磨削宽度5米以上的巨型平面磨床,小至牙医用的修齿机等结构形式各异种类,另外,随着自动化技术的发展,像六轴五联动数控砂轮磨床、机器人砂轮磨削中心、砂轮磨削FMS、并联机构的数控砂轮磨床都已经得到应用。砂轮磨削技术现已成为这些发达国家获得高额经济效益的一种重要手段,且砂轮磨削量已占磨削总加工量一半以上。

1.2.2国内的发展

国内的砂轮磨削技术是在20世纪70年代末才得以真正发展,随着国内的改革开放,砂轮磨削技术日益引起了各行业、研究单位和企业的重视,加之砂轮制造技术的提高及品种的增加,使得砂轮磨削设备的研究和生产也得到了较大的发展。砂轮磨削设备开发与生产的厂家有新乡机床厂、上海机床厂、北京二机等十来家企业;有包括郑州三磨所、湖南大学、东北大学、广东工业大学、广西大学、重庆大学等在内的多家科研院所和高校。

1.2.3发展趋势

砂轮磨削总的趋势正向着强力、高速、高效和精密方向发展。在磨床结构方面,从单一磨头向大型、组合(多磨头、多功能、多工位)形式发展。在加工工艺方面,与特种加工相结合的复合加工方法是砂轮磨削很有前途的发展方向之一,如与超声振动结合可形成超声砂轮精密磨削;与电化学加工结合可形成电解砂轮磨削。另一方面自动化在砂轮磨削中的应用,尤其是数控砂轮磨床及自适应控制技术的应用,使得砂轮磨削的加工效率和精度有了很大的提高,已经使得砂轮磨削精度已经进入精密和超精密加工行列[1]。

砂轮本身在不断的发展和完善中。在砂轮结构方面,近年出现了堆积磨料砂轮、金字塔型砂轮、空心球型砂轮、复层砂轮、高弹性砂轮、防跑偏砂轮、不等厚砂轮、粒度复合砂轮等等。砂轮在我国的制造从国产到从磨料、半成品、成品的进口,再到与国外砂轮企业的合资等多种形式,这些都极大地丰富了我国的砂轮品种,为国内用户提供了更大的选择空间。

1.3砂轮磨削的关键技术

根据国内外砂轮磨削技术的现状和发展趋势的分析,结合我国在砂轮磨削技术上与国外的差距,砂轮磨削的关键技术主要体现在砂轮上。砂轮是砂轮磨削技术发展的关键和重要标志,能否制造高品质的砂轮已经作为衡量一个国家砂轮磨削技术高低的标准。作为构成砂轮三要素的基体、磨料、粘结剂以及由此导致影响磨削性能的十种要素,结合近年来像高分子新材料、新技术、新工艺在涂附磨具中的广泛应用,我国的广大砂轮生产企业及相关研究机构应该在如下五个方面加大研究和开发力度,争取获得有自主知识产权的高品质砂轮:①新型基体的应用和开发;② 合成浆料的应用和开发;③ 粘结剂的应用与开发;④ 磨料的应用与开发;⑤ 砂轮表面涂层的应用与开发[1]。

1.4课题设计思路

1)参考所有与薄壁圆筒磨边机产品相关数据,了解整个薄壁圆筒磨边机的整机系统的组成。

2)薄壁圆筒磨边机整机方案的确认。

3)薄壁圆筒磨边机整机的设计计算,并对主要零部件进行设计校核。

4)薄壁圆筒磨边机整机工程图的绘制。

1.5课题设计结构

本文以薄壁圆筒磨边机项目作为应用背景,对其机械结构进行了研究。全文共分为六章,各章的主要内容如下:

第一章前言部分,主要介绍研究现状和课题研究的目的及意义;

第二章对整个薄壁圆筒磨边机的整机方案进行确认,包括传动系统,驱动系统等确认。

第三章完成薄壁圆筒磨边机主轴升降机构的设计计算;

第四章完成薄壁圆筒磨边机砂轮主轴机构的设计计算;

第五章完成薄壁圆筒磨边机自动夹紧机构的设计计算;

第六章总结了全文的研究工作,给出了存在的问题和进一步研究的方向。

1.6课题研究的目的及意义

据经济合作与发展组织日前发布报告称,世界石油需求快速增长,原因是新兴经济体石油消耗不断增长,纽约——美国能源情报署预测,今年全球石油需求将增加1.2%

至9021万桶/日。在这种情况下,对油桶的需求也必然会增加很多,这就给油桶生产商提供了一个绝佳的增长机会。在油桶的生产中,需要把油桶边缘磨平,安装油桶盖。油桶属于薄壁圆筒,磨削时,加工效率低、噪声大。噪声污染不仅破坏了我们的工作环境,还可能威胁我们工人的身体健康。因此,为了解决工业中加工油筒时加工效率低、噪声大等问题,需要设计出一种能够专门用于油桶边缘磨削的薄壁圆筒磨边机。要求通过各个部分的设计,能实现工件的上下及夹紧自动化,同时达到降低磨削噪音的目的。

通过本课题,让学生在毕业设计过程中综合大学所学基础课程及专业课程,培养学生综合应用所学知识和技能去分析和解决一般工程技术问题的能力;进一步培养学生分析问题、创造性地解决实际问题的能力。

第二章薄壁圆筒磨边机的总体设计方案

2.1驱动方案的确认

设备的驱动方式有液压式、气动式、和电动式。下面将三种驱动方式进行分析比较。

2.1.1液压驱动

设备的驱动系统采用液压驱动,有以下几个优点:

(1)液压容易达到较高的压力(常用液压为2.5~6.3MPa),体积较小,可以获得较大的推力或转矩;

(2)液压系统介质的可压缩性小,工作平稳可靠,并可得到较高的位置精度;

(3)液压传动中,力、速度和方向比较容易实现自动控制;

(4)液压系统采用油液作介质,具有防锈性和自润滑性能,可以提高机械效率,使用寿命长。

液压传动系统的不足之处是:

(1)油液的粘度随温度变化而变化,影响工作性能,高温容易引起燃爆炸等危险;

(2)液体的泄漏难于克服,要求液压元件有较高的精度和质量,故造价较高;

(3)需要相应的供油系统,尤其是电液伺服系统要求严格的滤油装置,否则引起故障。

液压驱动方式的输出力和功率更大,能构成伺服机构,常用于大型设备的驱动。2.1.2气压驱动

与液压驱动相比,气压驱动的特点是:

(1)压缩空气粘度小,容易达到高速;

(2)利用工厂集中的空气压缩站供气,不必添加动力设备;

(3)空气介质对环境无污染,使用安全,可直接应用于高温作业;

(4)气动元件工作压力低,故制造要求也比液压元件低。

它的不足之处是:

(1)压缩空气常用压力为0.4~0.6MPa,若要获得较大的力,其结构就要相对增大;

(2)空气压缩性大,工作平稳性差,速度控制困难,要达到准确的位置控制很困难;

(3)压缩空气的除水问题是一个很重要的问题,处理不当会使钢类零件生锈,导致设备失灵。此外,排气还会造成噪声污染。

气动式驱动多用于点位控制、抓取、开关控制和顺序控制的设备。

2.1.3电动机驱动

电动机驱动可分为普通交、直流电动机驱动,交、直流伺服电动机驱动和步进电动机驱动。

普通交、直流电动机驱动需加减速装置,输出力矩大,但控制性能差,惯性大,适用于中型或重型设备。伺服电动机和步进输出力矩相对小,控制性能好,可实现速度和位置的精确控制,适用于中小型设备。交、直伺服电动机一般用于闭环控制系统,而步进电动机则主要用于开环控制系统,一般用于速度和位置精度要求不高的场合。

2.1.4驱动方案的确认

通过比较上述三种驱动方案,本文采用电机驱动,考虑到整机控制的方便性,本文所有机构均采用电机驱动结构。

2.2砂轮主轴箱升降机构方案的确认

砂轮主轴箱升降机构主要用于确认磨边工作时的进给量以及磨边完成后的油桶的上下料量方便,本次设计的砂轮主轴箱升降机构如图2-1所示:

图2-1砂轮主轴提升机构传动图

如图2-1所示,机主轴升降机构采用伺服电机配套滚珠丝杠完成驱动,考虑到丝杠和伺服电机的选型过大增加生产成本,本文中增加配重机构已达到减小伺服电机和丝杠的目的。本机提升机构立柱采用铸造立柱。

2.3主轴机构结构方案确认

本设计薄壁圆筒磨边机的最终目的是实现圆筒的上边缘的磨削工作。本次设计就是在这一思维下展开的。根据设计内容和需求,本次设计的主轴机构如图2-2所示:

图2-2薄壁圆筒磨边机砂轮主轴结构图

本设计为一种自动薄壁圆筒磨边机砂轮主轴机构主要包括上图2-2所示的几个结构,磨边砂轮通过拉杆和空心轴套的锥孔安装,方便拆卸,主轴电机带动主传动轴转动,通过齿轮传动传动给变速轴,再通过变速轴的齿轮传动给空心主轴,本主轴箱可以实现两档转速调节,方便实现不同的磨削任务。

2.4圆筒夹紧机构的确认

圆筒夹紧机构是为了包装在开始磨削加工时,圆筒要牢靠的安装在工作台上。本次设计就是在这一思维下展开的。根据设计内容和需求,本次设计的圆筒夹紧机构如图

2-3所示:

图2-3薄壁圆筒磨边机圆筒夹紧结构图

如图2-3所示,本次设计的夹紧机构是通过夹紧工作台伺服电机控制夹紧,通过安装在工作台上的动夹紧块和安装在底座上的定夹紧块完成夹紧工作。夹紧开始时。伺服电机带动工作台和动夹紧块向定夹紧块移动,通过伺服电机的横扭矩控制,当夹紧达到扭矩时伺服电机停止,此时圆筒夹紧完成。这样夹紧的好处就是通过伺服电机的横扭矩控制可以使得每次夹紧的力保持恒定,防止油桶被夹坏或者没有夹紧。

2.5整机方案的确认

通过上诉三个主要结构方案的设计确认,本次设计的圆筒磨边机的整机方案图如图

2-4所示:

图2-4薄壁圆筒磨边机整机结构图

如图2-4所示,工作时,工人将圆筒安装在油桶夹紧机构工作台上,夹紧机构开始夹紧工作,夹紧完成后,磨边砂轮主轴开始转动,同时砂轮主轴升降机构开始下降,开始磨削工作,在磨削过程中每次的磨削进给量同样又砂轮主轴升降机构保证,加工完成后,升降机构带动砂轮主轴上升,砂轮主轴停止转动,同时夹紧机构松开,人工取下加工完成后的油桶,一次加工完成。本机全自动机床,由数控系统完成整机的控制,为了防止噪音污染,本机将安装在隔音房中。

2.6本章小结

本章主要完成薄壁圆筒磨边机结构方案的确认,包括驱动方案,各个传动方案,整机结构方案的设计,通过本章设计可以了解整个磨边机各个部分的结构以及各个结构的

作用。

第三章薄壁圆筒磨边机磨边砂轮主轴的计算

3.1驱动电机的选择

机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机,直流电动机从额定转速nd 向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的,属于恒功率,从额定转速nd

向下至最低转速nmin是调节电枢电压的方法来调速的,属于恒转矩;交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小,转动惯量小,动态响应快,没有电刷,能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高,磨损和故障也少,所以在中小功率领域,交流调速电动机占有较大的优势,鉴于此,本设计选用交流调速电动机。

选择YL100L1-4型交流主轴电动机,最高转速是3000r/min.同步转速1500r/min。

3.2转速图的拟定

根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转

速范围

Rdp=nmax/nd=3000/1500=2(3.1)而主轴要求的恒功率转速范围

Rnp= nmax/nd=3000/300=10 ,

远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率转速范围,所以必须串联变速机构的方法来扩大其恒功率转速范围。

设计变速箱时,考虑到机床结构的复杂程度,运转的平稳性等因素,取变速箱的公比Фf等于交流主轴电动机的恒功率调速范围Rdp,即Фf=Rdp=2,功率特性图是连续的,无缺口和无重合的。

变速箱的变速级数

Z=lg Rnp/lg Rdp=lg10/ lg2= 3.3(3.2)取Z=3

确定各齿轮副的齿数:

III轴至Ⅱ轴取S=90

由u=0.5得Z3=30Z3′=60

Ⅱ轴至Ⅰ轴取S=80

由u=2.07得Z2=54Z2′=26

由u=0.6得Z1=30Z1′=50

选用YL100L1-4型交流主轴电动机,连续额定输出功率为2.2kw。

由此拟定主传动系统图、转速图分别如图3-1、图3-2所示

3-1主传动系统图

3-2转速图

3.3传动轴的估算

传动轴除应满足强度要求外,还应满足刚度要求。强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高,不允许有较大的变形。因此疲劳强度一般不是主要矛盾。除了载荷比较大的情况外,可以不必验算轴的强度。刚度要求轴在载荷下(弯曲,轴向,扭转)不致产生过大的变形(弯曲,失稳,转角)。如果刚度不够,轴上的零件如齿轮,轴承等由于轴的变形过大而不能正常工作,或者产生振动和噪音,发热,过早磨损而失效。因此,必须保证传动轴有足够的刚度。通常,

先按扭转刚度算出轴的直径,画出草图后,再根据受力情况,结构布置和有关尺寸,验

算弯曲刚度。

计算转速 nj 是传动件传递全部功率时的最低转速,各个传动轴上的计算转速可以

从转速图上直接得出如表3-1所示。

表3-1 各轴的计算转速 轴

Ⅰ Ⅱ III 计算转速

(r /min )

1500 900 450 各轴功率和扭矩计算:

已知一级齿轮传动效率为0.97(包括轴承),则:

Ⅰ轴: P1=Pd 30.99=2.230.99=2.178 KW

Ⅱ轴: P2=P130.97=2.17830.97=2.113 KW

III 轴: P3=P230.97=2.11330.97=2.05 KW

Ⅰ轴扭矩: T1=9550P1/n1 =955032.178/1500=13.876 N .m

Ⅱ轴扭矩: T2=9550P2/n2 =955032.113/900=22.421N .m

III 轴扭矩: T3=9550P3/n3 =955032.05/450=43.506N .m

表3-2许用切应力的确定 轴 Ⅰ Ⅱ

III []T τ(MPa ) 30

30 30

把以上确定的各轴的输入功率N 、计算转速nj (如表3-1)、允许扭转角[φ](如

表3-2)代入扭转刚度的估算公式

30.2[]T T d τ=

? (3.3)

可得各个传动轴的估算直径,由于轴为花键轴或存在键槽扩大轴径5%~15%:

Ⅰ轴: d1=13.22mm 取d1=30mm

Ⅱ轴: d2=15.92mm 取d2=30mm

III轴:d3=19.55mm取d3=65mm

主轴轴径尺寸的确定:

已知磨边机最大加工直径为Dmax=300mm,

则:

主轴前轴颈直径D1=0.125Dmax±15=22.5~52.5mm取D1=50mm

主轴后轴颈直径D2=(0.7~0.85)D3=45.5~55.5mm取D2=55mm

主轴内孔直径d=0.1Dmax±10=20~40mm取d=23mm

3.4齿轮模数的估算

按接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算齿轮模数比较复杂,而且有些系数只有在齿轮的各参数都已知方可确定,故只有在装配草图画完后校验用。在画草图时用经验公式估算,根据估算的结果然后选用标准齿轮的模数。

齿轮模数的估算有两种方法,第一种是按齿轮的弯曲疲劳进行估算,第二种是按齿轮的齿面点蚀进行估算,而这两种方法的前提条件是各个齿轮的齿数必须已知,所以必须先给出各个齿轮的齿数。

根据齿轮不产生根切的基本条件:齿轮的齿数不小于17,在该设计中,即最小齿轮的齿数不小于17。而由于Z3,Z3’这对齿轮有最大的传动比,各个传动齿轮中最小齿数的齿轮必然是Z3。取Z3=30,S=114,则Z3’=60。

从转速图上直接看出直接可以看出Z3的计算转速是450r/min。

根据齿轮弯曲疲劳估算公式m3

32

N z nj

*

=2.6 (3.4) 根据齿轮接触疲劳强度估算公式计算得: m=2.84

由于受传动轴轴径尺寸大小限制,选取齿轮模数为m=3mm,对比上述结果,可知这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,而且考虑到两传动轴的间距,故取同一变速组中的所有齿轮的模数都为m=3mm。现将各齿轮齿数和模数列表如下:

表3-3齿轮的估算齿数和模数列表

齿轮Z1Z1’Z2Z2’Z3Z3’

齿数265450306030

模数(mm)333333

3.5各轴结构的设计

I轴的一端与电动机相连,将其结构草图绘制如下图3-3所示

图3-3I轴(主传动轴)II轴安装滑移齿轮,其结构如草图3-4所示

图3-4II轴(变速轴)

III 轴其结构完全按标准确定,根据轴向的尺寸将结构简图绘制如下图3-5所示

图3-5 III 轴(空心主轴)

3.6主轴组件的刚度和刚度损失的计算

最佳跨距的确定:

取弹性模量E =2.1X 1110Pa ,D =65; 主轴截面惯距64(44) 2.48102

D d I m --=∏=? 截面面积:A =4415.632mm

主轴最大输出转矩:

955014n p M N m n ==?

床身上最大回转直径约为最大加工直径的80%,即240mm 。故半径为0.12m

116.670.12n z M F N == Fy =0.5Fz =58.33N 故总切削力为: F =22Fz Fy +=130.43N

其中a/D 表示了主轴的悬伸特性,其变化范围相当大,对于y 和L 0/a 的大小有很大

的影响。 依据设计的主轴计算出450.6965

a D == 估算时,暂取L0/a =3,即取3x120=360mm .

附件B: 毕业设计(论文)开题报告 1.课题的目的及意义(含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等) 毕业设计是大学阶段尤为重要的一个环节,是一个理论联系实际的工作,是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用,通过毕业设计,我们能够了解并掌握建筑设计的全过程,锻炼我们调查研究、收集资料查阅资料以及阅读中、外文文献的能力,提高我们独立分析解决实际问题的能力以及创新能力,通过一个完整的设计过程,我们对相关设计规范、手册、标准图集以及实际工程中常用的知识能有较系统的认识。 此次毕业设计的题目为都江堰市公安局办公楼设计。办公楼不同于其它的建筑,在一栋办公楼中,有普通办公室、领导办公室、洗手间、大小各异的会议室、值班室等功能不同的房间,它使得我们的结构布置无法像普通住宅或宿舍楼那样整齐、简单,因此,本次设计的课题对我们来说是有一定挑战性的,但同时也是一种难得的锻炼机遇,要求我们能充分运用大学四年学到的基本知识去解决建筑功能要求与结构设计的不协调所产生的问题,直到设计出满足使用和安全要求的建筑,同时也让我们对建筑物的设计过程有一个详细的认识。在设计中能学到许多专业知识,同时也能让我了解高层框架剪力墙结构的特点。这对我以后的工作学习有很大的帮助。 在建筑设计方面,我们要综合考虑,以满足人性化的设计理念。在尽量满足使用功能的前提下我们确保结构的安全,再考虑建筑的舒适性,与周围环境的协调性,技术的先进性以及新材料新工艺的使用,促进建筑行业的健康发展。在使

用功能方面,办公楼是社会中企、事业单位发展的服务设施,是各类集体、单位、公司处理日常事务的场所,因此应稳重、功能化、自然又具人性化。现在有些办公楼的设计,过分强调造型,体型夸张,装饰豪华,违背了办公建筑的本质,因此在设计建筑的平面布局和立面造型的时候,应尽量以功能的实际需要来分割立面和开窗,强调韵律与节奏感,巧妙运用材质进行搭配,摒弃无谓的装饰和多余的构件,利用建筑自身的真实结构解决建筑舒适性问题,使其更符合可持续发展之道。 在结构设计方面,这次毕业设计内容是都江堰市公安局办公楼设计,体系采用框架剪力墙结构。在框架结构中的部分跨间布置剪力墙,或把剪力墙结构中的部分剪力墙抽掉改成框架承重,即成为框架剪力墙结构。它既保留了框架结构建筑布置灵活、使用方便的有点,又具有剪力墙结构抗侧刚度大、抗震性能好的优点,同时还可以充分发挥材料的强度作用,具有较好的技术经济指标。在这种结构中,框架和剪力墙是协同工作的,框架主要承受竖向荷载,剪力墙主要承受水平荷载。结构布置的关键是剪力墙的数量和位置,因为这既影响到建筑使用功能,又影响到结构整体抗侧刚度。确定剪力墙的合理数量是一个十分复杂的问题,在方案设计阶段,作为一个初步估算的方法,一般可以按剪力墙的壁率或剪力墙面积率确定。剪力墙的布置①在建筑平面上的布置宜均匀、对称,对于地震区的框架剪力墙结构,剪力墙沿纵横两个方向都要布置,并应使两个方向的结构自振周期较为接近;②宜布置在房屋竖向荷载较大处;③宜布置在建筑平面形状变化处、楼梯间和电梯间的周围;④尽量布置在结构区段的两端或周边,以利于结构区段的整体抗扭。

本科毕业设计论文 题目:西安万达商业广场Ⅲ区 桩基础及深基坑支护结构设计(B方案) 院、系:建筑工程 学科专业:土木工程 学生:刘丽 学号: 040702129 指导教师:赵敏 2008年6月

前言 前言 大学四年的时间是短暂的,学习的东西也是有限的。我们在校期间主要学习的是关于建筑基础和有关地质的一些最基本的知识。只有打好扎实的专业知识,才能为我们日后进行设计工作提供必要的准备。而毕业设计就给了我们一个将大学四年所基本知识应用于实践的机会。 本次,我所设计的是西安万达商业广场III区的桩基础及深基坑支护结构设计。通过此次设计,不仅让我学会了如何查阅相关资料和建筑规范,更为可贵的是让我培养了一种做事认真负责,做事有理有据的态度。毕业设计与我们之前所做的学期课程设计不同,它是在老师的指导下,能独立系统的完成一项具体工程设计的全部过程。毕业设计具有实践性,综合性强的的显著特点。因而对培养我们的综合素质,创新能力和自学能力都具有其他环节无法替代的重要重用。在这一过程中,我们能够对以前所学的知识进行回顾,归纳与总结。同时,通过毕业设计还让我掌握了关于基础和支护设计的一些方法和思路。同时,在毕业设计过程中,我还学会了使用本专业的绘图软件,如CAD、天正等,使自己的制图能力有了一个质的飞跃。 毕业设计是我们专业培养计划的最后,也是最重要的一个环节。它可以让我更好的了解本专业的基本知识,能较快的适应工作环境,解决具体的土木过程设计问题所需的综合能力和创新能力。因此,搞好本次设计,能够提高自身的各种能力和综合素质,为我今后的工作打下一个坚实的基础,也为以后的发展提供必要的前提。

建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间:2018-06-15T09:59:12.437Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第1期作者:董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要:伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发,从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施,希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词:建筑结构设计;不规则性;问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响,从而导致建筑结构不规则,这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响,因此在今后的建筑结构设计过程中,必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究,从而为建筑企业创造更高的经济效益,推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时,所表现出的不规则性主要分为两种,即平面结构不规则与竖向结构不规则,首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现,具体而言主要体现在以下三个方面,①不规则扭转,在对不规则扭转进行判断时,设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸,在进行建筑结构设计时,设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断,并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30%,这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性,关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则,体现在以下四个方面,①不规则倾向刚度,在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70%,并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80%以内。②竖向抗侧力构建不连续性,建筑物的竖向结构,抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀,这要求设计人员楼层受力程度应该低于80%。④楼层质量不均匀性,也就是和下一层相比,应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系,并且两种之间呈线性函数关系,因此在进行建筑结构设计时,为了防止出现扭转现象,提升建筑物结构设计规则性,在进行建筑结构设计时,就必须要不断的减少偏心距,这样才能通过线性函数调节,从而使整体的建筑结构更加的平均分布,而减少偏心距的方法有很多种,如通过详细的数据计算,从而对主体结构以及平面空间分布进行调整,并且在设计图纸之中,将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注,除此之外,在进行偏心距调节时,还可以采用数据分析的方式,从而对建筑结构刚度进行重新分布,这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时,会受到很多的因素影响,这些因素造成了建筑结构的不规则性转变,因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查,其发现在进行建筑结构设计时,每增加一个计算扭矩,地震扭矩也就是质心与刚心不重合时,就会与附加扭矩等比例放大,并且当位移小于等于1.2时,放大系数就会等于1,而当位移大于1.2时,位移系数也会大于1,由此可以看出,在附加扭矩不断增大的过程中,抗承载能力也会不断增加,而这会增加偏心距,而通过上述文章介绍也可以发现,偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因,因此提高建筑结构抗扭承载力,是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时,可以分为主体设计与基础设计两个部分,其中主体设计是建筑结构设计的重点内容,而在进行建筑物主体设计时,绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容,因此从某个角度分析,建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响,而通过以往的相关研究中发现,建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能,尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时,当受到地震或者外力作用时,易出现一些偏心问题,从而导致建筑结构出现不规则性,因此在进行建筑结构设计时,能够提升抗震性能,强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度,这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用,从而发挥出建筑物的弹性作用,满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时,提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的,并且通过以往的数据调查研究发现,当建筑物主体结构出现扭转效应时,会与自我震动周期出现一个平方值函数关系,利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期,并且消除主体结构的扭转效应,为此在进行建筑结构设计时,应该采用科学的计算调整方法,从而对墙体长度与墙体厚度进行调节,进而使建筑结构刚度远离中心墙体,并且采取边缘装置柱梁的方式,从而对主体结构震动周期进行调整,这样有利于建筑结构刚度值的提升,从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中,建筑行业迅速崛起,在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升,而在进行建筑结构设计过程中,不可避免的会出现一些不规则设计现象,这也为建筑结构设计增添了难度,因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求,设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究,从而不断的提高建筑结构设计的质量,满足建筑结构设计的需求,从而实现建筑结构设计工作的顺利完成,促进建筑行业长远发展。

毕业论文论文题目立体车库

摘要 设计立体车库主要是考虑到现如今交通拥挤、车位数量有限。立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性,已被广大用户接受广泛推广。一个立体车库不仅可以解决停车难的社会问题,还可以节省土地资源。本论文设计的立体车库,是以电机为动力通过链条传动带动车体移动,采用PLC编程控制,垂直提升平移式立体车库 立体车库模型采用垂直提升式的类似于电梯的工作原理,在提升机的两侧布置车位由电机为动力,用行程开关限位控制,可以准确的定位。在构架方面我们采用不锈钢材料,安全性高、轻巧与其他建筑材料相比,钢的强度高材质也好,可靠性强。在控制方面我们采用的PLC可以自动化控制电机,不需要太多的人工操作。造价与传统的平面停车场相比要低。而且可利用空间多了,不但节约了制造方的成本,与节约了停车的费用。 设计的立体车库有许多特点,而最突出的就是设备可以实现无人值守,只需要有一个控制室操作就行了,存车取车还不用倒车,方便了停车。维护也比较容易,主要的电路都是设计在外面,电路故障很容易排除。在许多的场所都可以运用,所受的限制很少。 关键词:FX2N编程器、控制电路、升降机构

第一章:系统介绍 1.1控制系统 空气开关主要有起到通断线路和保护线路过载、短路。变压器与整流电路的作用是,提供线路所需的稳定电压和所需的直流电压。交流接触器的作用主要是,实现自锁、互锁和电动机的正反转。按钮的作用主要是,通过按钮的通断来控制FX2N 编程器的信号的输入。FX2N编程器的作用主要是,控制所有电路的运行。这些元件形成一个自动存车,自动取车系统,并且,通过管理系统的支持下,实现全自动化。 1.2平移系统 主要有横移轨道,电梯框架、220V交流电机、行程开关、链条和齿轮,主要作用是通过交流电机的正反转带动电梯架左右横移,来实现小车车位左右移动的目的。经过检测系统的排查,确认哪个车位是空库,经横移将电梯架移动到空库位置,来实现车的存取。 1.3升降系统 主要有6~24V直流电机、行程开关、绳索、滑轮、电梯架和电梯厢,主要作用是,通过直流电机的正反转带动电梯厢的升降,来实现小车到达楼层的目的。升降系统是立体车库的中枢部分,它能把检测系统的指令实现,在得到指令后,第一个执行机构由平移系统完成,将车位对应;第二个执行机构就是升降系统,待车位对应后,电梯就会运作,将车送到检测楼层,并在车离开车厢(电梯厢)后,车厢会在3秒后自动回到底层,以致不影响下一步运作。

土木工程毕业论文开题报告 一、毕业设计(论文)课题来源、类型 本课题来源于工程实践,设计为高层商业住宅楼,用途为居住。课题类型是工程设计类。 二、选题的目的及意义 目的:进入21世纪以来,随着经济的快速发展,越来越多的人来到城市里工作、生活,甚至长期居住,造成城市人口集中,住房用地面积受农业发展需要受限制,以及商业竞争的激烈化,使人们对住宅楼的需求越来越大,要求也越来越高,小高层,甚至是高层已然成为现代开发商与消费者选择的主流。设计这栋住宅楼的目的是解决普通老百姓的住房问题,从根本上解决普通老百姓的住房问题,为老百姓创造更好的居住条件,同时也能加快城市建设的脚步。 意义:通过本工程的设计,培养我们综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能,解决具体问题的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力,这对我们以后走向工作岗位是一个极宝贵的经验。我们在老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之有关的所有问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的显著特点。 通过这次毕业设计 1)获取施工组织设计、预算等具体的专业应用能力 2)培养自己综合应用能力 3)培养分析解决工程实际问题能力和创新精神 三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势 研究状况:在高层建筑中,结构除了承受竖向荷载,还要承受水平荷载。因此常用的结构类型有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构。其中框架结构不利于结构抗震,而高层建筑中剪力墙结构也有明显的缺点,一是剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的使用要求;二是结构自重往往较大,造成建材用量增加,地震力增大,使上部结构和基础设计困难。由框架和剪力墙共同承受竖向和水平荷载的结构体系称为框架- 剪力墙结构体系。框剪结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,将框架与剪力墙结合起来共同工作,竖向荷载由框架和剪力墙共同承担,水平荷载由框架承受20%—30%,剪力墙承受70%—80%。剪力墙负担决大部分的水平荷载,框架以负担竖向荷载为主,分工合理,物尽其用,从而构成灵活自由的使用空间,以满足建筑功能的要求。 框剪结构的变形是剪弯型。众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对

机械式智能立体车库的创新设计 发表时间:2019-08-05T11:33:40.157Z 来源:《基层建设》2019年第15期作者:贺天贵[导读] 摘要:随着城市经济的发展,停车难已经成为一个普遍现象,本文设计了一种缩微版的旋转式智能立体车库,并介绍了其基本结构和工作原理。 身份证号码:41132319880715XXXX 河南南阳 473000 摘要:随着城市经济的发展,停车难已经成为一个普遍现象,本文设计了一种缩微版的旋转式智能立体车库,并介绍了其基本结构和工作原理。 关键词:智能立体车库;智能控制模块;步进电机 近年来,随着人们消费能力水平的不断提升,私家车数量逐年增加,如何利用有限的城市空间满足日益增长的停车需求已成为当前亟待解决的城市问题。立体车库的单位面积车容量大、建设成本低,并且有不同规模的工程设计,能够适应不同容量的用户需求。因此深入研究立体车库控制系统,建造安全、可靠、稳定、智能的立体车库对日常生活具有重要意义。智能立体车库一般由机械系统、控制系统、液压辅助系统、电气系统、传感器系统组成,融合了机械、数控、计算机、自动化、传感器、人工智能等技术,是一种智能化、立体化的物流储运系统。自1920年美国建成第一座机械式升降立体车库以来,其相关技术不断向着智能化、网络化的大趋势发展。如何利用计算机、物联网、云计算和嵌入式技术实现自动存取、自主收费、网上预约、远程管理、网络监控、故障诊断与预警,成为当下立体车库研究的主要方向。 1系统组成与工作原理 在旋转智能立体车库中,机械传动系统是实现库位循环旋转的核心,其工作原理是步进电机通过减速机构和联轴器把运动传递到输出轴上,输出轴旋转带动链轮及输送链传动,输送链再带动链上的车位做循环运动,使车位运行或停靠在某一指定位置。系统分为两大部分:传动部分和承载部分。承载部分的部件有:梁柱等框架结构及车位的载车底板。传动部分部件有:电动机、减速器、联轴器、制动器、传动轴、链轮链条、连接齿轮等。 1.1双组链条停车模块 双组链条停车模块,用于循环停车取车。具体包括:(1)框架单元:用于支撑整个结构,保证整个结构的支撑。(2)链条单元:用于悬挂所有的车位,对车位进行运转。(3)车位单元:用于停放车辆。(4)驱动单元:通过步进电机传递动力,用于驱动整个链条单元带动车位进行运转,可实现快速取停车。 1.2智能控制模块 智能控制模块,用于识别车库停放需求信息,并按照需求信息控制车库运转进行停车取车,并能通过控制模块联结互联网对接云平台,进行数据交换,实现智能化。智能控制模块具体包括:(1)车位监测单元:通过光电传感器检测车库各车位的使用状态。(2)信息传输单元:用于联结互联网,实现车位信息数据上传。 1.3主要控制 电路电机选择两相四拍步进电机57BYG250C,驱动器选择HBS57全数字式闭环步进驱动器,采用最新专用电机控制双核DSP 芯片和应用矢量型闭环控制算法,从而彻底克服了开环步进电机丢步的问题,同时也能明显提升电机的高速性能、降低电机的发热程度和减小电机的高中低速振动,从而提升机器的加工速度和精度以及降低机器的能耗。此外,在电机连续过载时,驱动器会输出报警信号,具有与交流伺服系统同样的可靠性。PLC选择PLC224型号,该微型旋转车库有六个停车位,PLC实时读取输入口键盘信息,根据键盘输入的库位信息,进行输出操作。停车取车工作原理:(1)接通电源,车库接收到车辆停放信息,自动运转空车位到底部第一层,方便车辆入库;若车库识别到取车信息,读取到取车的车辆信息后,车库会自动将此车辆运转到底部第一层,方便车辆的取出;旋转式立体车库在旋转工作时,采用光电传感器检测每个车位的位置,PLC根据检测结果控制步进电机运行,使某一车位转到指定位置。采用闭环控制,能自动补偿车位旋转时的累计误差,保证车位快速精准定位。(2)停车、取车的操作完成后,整个机构运动状态为静止时,智能控制模块会将车库车辆的停放信息数据上传云平台,实现信息实时传递,其他驾驶人员能通过手机APP及时了解该车库资源的使用情况,是否有空车位等信息;此外为了保证车库的安装方便,采用模块式安装,安装顺序为:先安装一侧立体框架,上传动轴,从动齿轮,链条,下传动轴,链条,再安装另一侧立体框架,太阳能顶棚,动力源,控制箱。 2机械式智能立体车库的创新设计 2.1车道宽度设计 在进行车道宽度设计时,相关设计人员首先应当对我国相关标准规范进行了解掌握,其次,应当对一些规范中的规定数值进行明确,对车道宽度、出入口宽度进行设计时除应满足规范要求的最小数值外,考虑经济性、实用性合理设置宽度避免造成浪费。相关部门也应当在设计人员完成设计方案之后,对设计方案进行审核校验,确保设计方案中的数据具有准确性,促使设计方案更加完善、准确,对土地面积进行合理的利用,尽可能的缓解停车位紧张的问题 2.2机械式智能立体车库的创新设计 创新设计方案应用于现实生活中,主要是解决城市化发展进程中出现的问题,主要侧重于在城市住宅区和商业区等功能区相对人口密集的场所,发挥出密集空间的停车优势以及道路两边停车位的性能。创新设计一方面是功能原理方案设计,根据用户的实际需求首先构建出具体模型,主要包含总共能和功能元,设计出立体车库功能原理方案;另一方面是利用环境保护来限制综合方案设计。对于立体车库的建成环境进行深入分析,立足于立体车库的结构和功能特点,设计出下列方案,有移动式停车层和固定式停车层两种。机械式智能立体车库的创新设计方便了用户,由此可以这样说,此创新设计具有着重要的现实意义。 2.3车库排水设计 相关人员在进行排水系统的设计时,如果采取暗沟排水的方式,首先就应当合理的安排暗沟的位置,尽量将暗沟设置在停车位的尾部,尽可能的减少车辆碾压的次数,提高排水效率,延长盖板的使用年限。当然,设计人员在设计汽车的坡道时也应当设置排水系统,例如:在坡道外端设置一条截水沟,同时要设置一条大约为0.1-0.15米高的高反坡路段,这样能够在最大程度上避免室外的水流渗入到车道内部。采取合适的措施,合理的设置截水沟,从而提高防排水效果。

1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载,过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求,效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关,因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载,因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载,不能追求等效的精度,以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载,另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关,当结构的覆土厚度大于时,结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨(非柱网)的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心),消防车荷载是一种出现频率很高的荷载,此时应该考虑构件的裂缝和挠度,对消防车不经常出现的住宅小区,可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中,《全国民用建筑设计技术措施》中规定:地下 室外墙计算时,室外地面荷载取值不小于10kN/m2,汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定:人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度,与建筑的功能区分和区段的出口有关,与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中,结构单元内经常使用的人数超过8000人,抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分,还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用,并不应该小于规范数值,设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的,而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

目录 摘要........................................................................Abstract..................................................................... 第一章绪论.............................................................. 1.1 课题的来源及研究的目的和意义...................................... 1.2 机械式停车库.................................................... 1.3 机械优化设计相关知识.............................................. 1.3.1 优化设计概述.................................................. 1.3.2 约束优化方法................................................ 第二章立体车库总体结构的研究............................................. 2.1 机械立体车库的总体结构形式...................................... 2.2 立体车库的总体结构的选择与设计....................................... 2.3 立体车库的存取车方式的总体设计.................................... 2.4 立体车库主体建筑结构的总体设计................................. 第三章固定叉梳的优化设计................................................ 3.1 横移叉梳和固定叉梳结构形式的设计................................... 3.2 固定叉梳的优化设计................................................. 第四章立体车库钢结构骨架的优化设计.................................... 4.1 立体停车库钢结构骨架基本结构的设计................................... 4.2 立体停车库钢结构骨架的模型化..................................... 4.3 钢结构骨架的受力情况............................. 4.4 进行受力分析的基本假设................................... 4.5 钢结构骨架的受力分析............................................. 4.6 钢结构骨架的变形分析........................................... 4.7 结构优化设计模型的建立....................................... 4.8 优化结果及分析........................................................结论.................................................................... 致谢.................................................................... 参考文献(References)................................................

图书馆建筑结构设计毕业论文 一.建筑设计论述 (一).设计依据: 1.依据建筑工程专业2007届毕业设计任务书。 2.《建筑结构荷载规》 3.《混凝土结构设计规》 4.《建筑抗震设计规》 5.《建筑地基基础设计规》及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。 (二).设计容: 1.设计容、建筑面积、标高: (1)设计题目为“某学校图书馆设计”。 (2)建筑面积:5971.5m2,共五层,层高均为3.9m。 (3)室外高差0.450m,室外地面标高为-0.450m。 (4)外墙370mm厚空心砖,隔墙240mm厚空心砖,楼梯间墙为370mm厚空心砖。 2.各部分工程构造: (1)屋面( 不上人屋面) SBS型改性防水卷材 冷底子油一道 30mm厚1:3水泥砂浆找平层 煤渣找坡层2%(最薄处15mm厚)平均厚度81mm 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 80mm厚苯板保温层 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚混合砂浆板下抹灰 刮大白二遍 (2)楼面:

石板 15mm水泥砂浆找平层 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚石灰沙浆抹灰 刮大白二遍 3.建筑材料选用: 墙:普通粘土空心砖窗:采用塑钢窗 二.结构设计论述 1.气象条件:雪荷载0.50KN/m2,基本风压:0.55KN/m 2. 2.工程地质条件: 根据地质勘探结果,给定地质情况如下表: 地质条件一览表 序号岩土分类土层深度厚度围地基土承载力桩端阻力桩周摩擦力 1 杂填土0.0—0.8 0.3 ——— 2 粉土0.8—1.8 0.5 120 —10 3 中砂 1.8—2.8 0.8 200 —25 4 砾砂 2.8—6. 5 3.7 300 2400 30 5 圆砾 6.5—12.5 5.6.0 500 3500 60 注:1 拟建场地地形平坦,地下稳定水位距地表-6m,表中给定土层深度由自然地坪算起。 2 建筑地点冰冻深度-1.2m。 3 建筑场地类别:Ⅱ类场地土。 4 地震设防基本烈度:7 度。 3.材料情况: 非承重空心砖MU5;砂浆等级为M5; 混凝土:C30(基础)、C30(梁、板、柱、楼梯) 纵向受力钢筋:HRB335级;箍筋:HPB235级钢筋 4.抗震设防要求:设防基本烈度为7度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度 值为0.10g。 5.结构体系:现浇钢筋混凝土框架结构。

毕业设计(论文)任务书 本科2007 级 土木工程学院土木工程专业设计(论文)题目(建筑物名称自拟)高层办公楼 学生姓名学号 起讫日期2011年2月28号~2011年5月27日 设计地点华侨大学厦门校区土木工程学院制图室 指导教师职称 2011 年 2 月28 日

一、设计题目:(建筑物名称自拟)高层办公楼 二、结构质式:现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构 三、目的要求: 使学生在教师指导下,通过毕业设计独立完成工程项目设计。培养学生综合运用以往所学的基础知识和专业知识,进行分析和解决土建工程设计等实际问题的能力;培养学生建立理论联系实际,勤奋、严谨、求实、创新的科学态度以及土建工程技术人员必备的建筑、结构、施工和经济的全局观点;培养学生调查研究、查阅资料、综合分析的能力。具体要求如下: 1、熟悉高层办公大楼建筑设计的原则、方法,并初步掌握其建筑总平面图的布置,平、立、剖面建筑扩初设计。 2、掌握框架-剪力墙体系框架和剪力墙的布置原则与方法;综合以往所学的数学、力学及钢筋砼结构、结构抗震设计的基本知识,掌握框架-剪力墙协同工作的计算、内力分析以及构件截面设计的方法;并掌握其基础设计方法。 3、绘制部分建筑扩初图和结构施工图,训练用工程图表达设计意图的技能。 四、设计依据: 1、工程概况:本工程为某开放城市拟建的出租商用办公楼,底层提供大楼管理、出租店面及快餐部,二层以上提供办公场所出租给外商或内地商业办事机构。建筑总面积7000~9000m2,层数控制在10层左右。 首层:设门厅、楼梯、电梯间、问询处、大楼管理处、卫生间,并设有快餐部和可供出租的店面。 标准层:电梯、楼梯间、卫生间、配电房;办公面积要求能灵活分隔以便出租。 屋顶层:设咖啡茶座、康乐活动、屋顶花园等。 另:总平面上要留出停车场地。 2、气象资料: 常年主导风向为东南风,基本风压为0.65kN/m2 ,年最高温度39℃,最低温度4℃。 3、地质水文资料:建筑物所处的场地土为Ⅱ类土,地下水位高度为地面下4.5m左右,地下水为无腐蚀性的一般水,地质情况见附表1。 4、建筑物场地处于地震区,设防烈度按7度考虑(0.15g),设计分组第二组;地震特征周期值0.40s。 5、建筑材料: 混凝土为C20~C45,钢筋为HPB235、HRB335及HRB400钢。 五、应完成的设计工作量: (一)编写设计说明书内容包括设计依据,建筑与结构方案的概述,主要技术经济指标及主要内外装修材料及做法等。 (二)结构计算书:内容包括: 1)二层结构一个完整区段的楼板、次梁内力计算及配筋; 2)框架一剪力墙在水平荷载作用下的协同工作计算; 3)垂直荷载作用下的框架内力分析; 4)单榀框架、单片剪力墙的内力组合及截面设计(单榀框架取底层、中间某层和

第九章基础设计 9.1概述 基础是高层建筑结构的重要组成部分[F11,P164]。在整个工程中,基础部分的工程量大、造价高、工期长,同时,由于基础承托着上部结构的全部重量和外部作用力,又属于地下隐蔽工程,其设计和施工质量直接关系着建筑物的安危,一旦出事补救并非容易[F13,P2]。因此,应当充分认识到基础设计的重要性。 基础设计应满足以下要求:[F11,P187][F27,P511] ⒈基础的型式、构造和尺寸应能适应上部结构的需要,符合使用要求; ⒉基底压力不超过地基承载力或桩基承载力,基础总沉降量和差异沉降量应控制在允许值范围内; ⒊要有足够的强度、刚度和耐久性。 9.1.1基础选型 基础结构的型式很多[F13,P1],选择哪一种基础型式,应根据建筑物的性质、上部结构的特点及荷载大小、工程地质、水文地质、施工条件、场地和环境等因素综合考虑、认真比较,不可机器套用。概括地说,要在保证安全和使用的前提下尽量选择施工周期较短及经济的方案。[F14,P326]地基-基础-上部结构是一个相互作用的整体,因此基础设计一定要考虑它们三者共同工作和相互制约的内在关系。当上部结构的刚度和整体性较差、地基软弱、不均匀时,基础刚度应适当加强;而上部结构刚度和整体性较好,地基较均匀,也不特别软弱时,基础的刚度要求可适当放宽。[F14,P326] 目前我国高层建筑常用的基础型式主要有筏板基础、箱形基础和桩基础。

筏板基础适用于上部结构荷载较大、地基较好、无地下室或地下室使用空间要求灵活的房屋。箱形基础刚度大,整体性好,适用于软弱地基上的荷载大、对不均匀沉降或防水要求较高的情况。当基底以下持力层有足够的承载力[F13,P210],并且地基沉降计算范围内土层的压缩性较低[F13,P76],易满足沉降计算要求时,宜优先选用浅基础。当地基土质较差,采用上述各类基础仍不能满足设计要求或不经济时,宜采用桩基础。表9-1[F21,P265]列出了我国部分高层建筑的基础型式。 我国部分高层建筑基础现状表表9-1

摘要 近年来,随着经济的发展,我国的城市化水平加快和人民生活水平的提高,汽车的数量不断增加。但与此同时,汽车停车场地的增长却不能与之同步,汽车泊位与汽车数量严重比例失调,由此带来停车难,违章停车,停车管理困难等一系列问题。由此,自动化立体车库便应运而生了。 本篇论文论述了我在做大学本科工学学士毕业设计期间所从事的设计课题——自动化立体停车设备的设计过程。 目前社会上有很多成熟技术的停车设备比如:升降横移类;垂直循环类;水平循环类;平面移动类;巷道堆垛类;垂直升降类;简易升降类。通过对这些车库类型特点的比较与分析,我最终选择了巷道堆垛类作为设计的车库类型。 论文以研究工作的进展顺序为序,分章、节逐一论述了课题的来源,目的及意义,设计过程,在设计中遇到的问题与难点及其解决方法与措施。在设计过程部分,详细论述了设备总体结构设计、横移传动系统设计、运输传动系统设计、存取车结构设计、控制系统设计和安全防护设计。 关键词立体停车设备结构设计控制系统 PLC 安全性

ABSTRACT In recent years, along with the economical development, our country urbanized level sped up with the lives of the people level enhancement, the automobile quantity unceasingly increases. But at the same time, the automobile parking location growth actually cannot with it synchronization, the automobile berth and automobile quantity serious imbalance, from this brings stops difficultly, violates regulations to stop, stop control difficulty and so on a series of questions. From this, the automated three-dimensional garage has then arisen at the historic moment . The design topic ——automation three-dimensional parking facility design process which this paper elaborated me to have been making university undergraduate course technology bachelor graduation project period is engaged in . At present in the society has very many mature technical the parking facility for instance: Rises and falls horizontally moves the kind; Vertical circulation class; Level circulation class; Plane migration class; The tunnel piles up the kind; Vertical fluctuation class; Simple fluctuation class. Through to these garage type characteristics comparisons and the analysis, I has finally chosen the vertical fluctuation class achievement design garage type . The paper take researc h work progress order as a foreword, divided chapter, the festival elaborated the topic origin one by one, the goal and the significance, the design process, met the question and the

题目:学生公寓 学院:应用技术学 院 专业:土木工程 学生姓名:李唯一学号: 指导老师:陈金陵、唐亮、农金龙、罗舟 2014年 3 月10 日

毕业设计(论文)开题报告1.文献综述:结合毕 业设计(论文)课题情 况,根据所查阅的文献 资料,每人撰写2500 字以上的文献综述,文 后应列出所查阅的文 献资料。

文献综述一、引言 建筑是人类最早的生产活动之一,是在一定的历史条件下,随着社会生产力发展而形成发展的。由于经济的发展、土地的减少,现代建筑趋向于多高层建筑,而砌体结构存在自重大、砌筑工作相当繁重、抗拉抗弯性能低、粘土砖用量很大,往往占用农田,影响农业生产等缺点,现代建筑多采用框架结构、框剪结构、框筒结构等结构体系。近年来框架结构在世界各地又有了很大的发展,许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、旅馆、办公楼和多功能建筑等各种类型的框架建筑[1]。 土木工程专业学生毕业后参加或从事框架结构设计已成为必须面对的现实之一。而框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。框架结构

有钢筋混凝土框架和钢框架,而钢筋混凝土框架在教育建 筑中较为常用。框架结构内部可用轻型材料分隔,许多轻型、隔热、隔音材料不断出现,绿色建材不断涌现[2]。 我的毕业设计是做框架 结构,需要对该结构具有较为深入的了解。该学生的建筑要求设计4000平米左右,五~六层。建筑设计要求建筑物功能分区合理,布置适宜,满足各项使用功能要求;结构设计要求结构布置合理,构件设计安全经济合理。 二、建筑设计[3] 1、学生宿舍建筑的功能要求 宿舍的功能主要是满足学生睡眠、休息、学习、交往、研讨、储存及做饭用膳等多种要求。标准不同,则功能有所增减,但基本上可以归纳为住宿、学习及社交三大功能。学生宿舍需要的

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施 发表时间:2016-08-22T13:42:43.237Z 来源:《低碳地产》2015年第11期作者:谷峰云 [导读] 由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高。 信阳市水利勘测设计院 【摘要】由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高,特别是在工程建筑工作中,针对相关建筑项目的结构设计问题也提出了更深层次的要求。建筑结构设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。本文对建筑结构设计的方法进行了分析总结,并详细分析了建筑结构设计中存在的问题,希望相关研究工作可为设计师提供一定的帮助。 【关键词】建筑结构设计;问题;应对措施 1.引言 近年来,社会不断发展前行,人们生活水平日益提高,生活环境也不断改善,建筑工程的规模也在不断攀升,人们对建筑结构质量的要求也越来越高。在建筑的设计中,结构设计是一个关键的环节,也是一项复杂、全面并且系统的工作,需要加强对其的重视,认真分析结构设计中的问题,并采取有针对性的措施来保证结构设计的合理性,保证建筑的整体质量,同时,做到美观、经济和适用。但现阶段,在我国建筑结构设计的过程中仍然存在着诸多的问题,特别是使用最多的框架结构建筑存在许多令人不满意的缺陷。此外,现代化的建筑结构设计理念较之前并没有较大的突破,工程人员只是单纯凭借单一的设计模式来建筑项目构建,在一定程度上极大地限制了建筑项目的设计质量。因此,分析建筑结构设计过程中所出现的问题,探讨其解决方案对保障建筑结构质量、安全等意义重大。 2.建筑结构设计 2.1建筑结构分类 建筑物有各种不同的使用功能要求,建筑结构按照不同的划分标准具有不同的划分形式。建筑结构的分类具体如下:(1)根据建筑物的层数,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑;(2)依据建筑物的实际使用性能进行划分:工业建筑与民用建筑;(3)建筑物可以根据其结构形式进行划分:框架结构、排架结构、筒体结构、剪力墙结构等;(4)建筑物根据所使用的结构材料可以分为:砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构和混合结构等。 2.2建筑结构设计的原则 适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的基本原则。建筑物的设计应该从实际出发,在满足建筑物各项功能要求的前提下,必须综合运用有关技术知识,确保结构的坚固、安全。在进行建筑构造设计时,应该改变传统设计师浮夸的设计理念,力求做到建筑物符合用户的实际需求。此外,还要通过科学的设计方案,节省投资方的资金投入。同时,应该适当融合国内外的美学原理,使建筑物具有一定的观赏性。 2.3建筑结构设计 建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,主要包括以下四个过程:方案设计→结构分析→构件设计→绘施工图。 3.建筑结构设计中的常见问题 3.1 建筑结构设计中地基设计存在的具体问题 在工程结构的建筑设计工作中,地基和基础的建筑构造通常是工程人员比较关注的工程建设问题,在此基础上由于地基构造是制约工程后期质量的关键要素,所以地基基础建设对提高整体建筑质量具有相当积极的推进作用。建筑结构设计中地基设计所存在的具体问题主要表现在以下两个方面:(1)地基设计过程中忽视了地基沉降的问题:现如今,在建筑地基结构设计的过程中,地基沉降问题很容易被忽略,建筑物地基沉降可以导致建筑物上部结构出现裂痕,更甚者可以导致地基破坏。地基质量一旦出现问题,将严重威胁建筑结构的安全性能,对居民的正常使用造成威胁;(2)建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理:在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍,建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准,将严重影响到地基的有效承载能力,严重威胁了建筑结构的安全性能。 3.2建筑框架结构设计不合理 建筑结构设计不合理主要表现在以下几个方面:(1)在进行结构设计时,只关注横向设计,而忽略了纵向框架设计,影响建筑物的使用性能;(2)框架梁端截面的底层纵向受力钢筋和顶层的纵向受力钢筋配筋量的比值不符合规范要求,这种设计方式不仅影响建筑工程质量,降低建筑物的安全性,更为严重的是,一旦发生地震,很可能会引起房屋倒塌;(3)在建筑结构设计中,承重柱的截面设计高度过小;(4)连梁全长箍筋设计没有按规定的构造方式对两端进行加密处理;(5)连续梁的设计问题,一般在进行建筑结构设计时,往往会把连续梁按照单梁来设计。 3.3建筑上部结构的设计所出现的问题 上部结构设计中所存在的问题主要表现在以下几个方面:(1)现浇混凝土强度等级:现浇框架结构设计时,根据结构中梁、柱、板的受力特性,常常将它们设计为不同的混凝土等级,但是在浇筑一块楼板的四周设置施工缝时,由于混凝土等级不同,造成施工工艺不当;此外,在同一平面内浇筑不同的混凝土既增加了框架结构的施工难度,又会增加施工管理的难度,并且使高强度混凝土浇筑了低强度混凝土区域,既造成了混凝土的浪费,又造成了建筑结构的安全隐患;(2)钢筋混凝土保护层厚度:混凝土保护层的厚度直接影响着混凝土构件的耐久性,如果主梁、楼板、次梁交叉处的钢筋分布不当,使得楼板负筋一侧的保护层厚度不足,影响到整个工程结构的强度、稳定性。 4.建筑结构设计所出现问题的解决措施 4.1地基结构设计优化 在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境,对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算,并在施工过程中对建

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