教学型立体仓库提升与送物部分设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 随着经济全球化步伐的加快，自动化立体仓库现已经成为代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分 , 它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点 1。与计算机管理信息系统联网以及与生产线紧密相连的自动化立体仓库更是当今计算机集成制造系统 (柔性制造系统 (不可少的关键环节。 随着我国经济和科学技术的不断发展，物流供应链中蕴藏的巨大潜力越来越引起人们的注意。而物流中心则是物 流供应链中重要的枢纽之一。它是接受并处理下游用户的订货信息，对上游供应方的大批量货物进行集中储存、加工等作业，并向下游进行批量转运的设施和机构。 题的背景及目的 立体仓库在现代物料仓储与小区车辆停放等应用比较广泛的一个技术，随着土地资源的匮乏，立体仓库技术显得越来越重要 2。因此本课题的选择有一定的现实意义。 本课题研究的目的是研究出教学所用到的立体仓库的提升与送物部分的设计，为以后所开展的教学活动做好硬件准备，以期给同学们以形象准确的实物印象和实验的积极性。 内外自动化立体仓库的发展状况 仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。 1963 年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科 3。 60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚， 1973 年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库，该库 1980 年投入运行。到 2003 年为止，我国自动化立体仓库数量已超过 200 座。立体仓 库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。 动化立体仓库的分类及其特点 自动化立体仓库（ S）是由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系统、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、计算机管理系统以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘、调节平台、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统。运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制、总线、通讯和信息技 术，通过以上设备的协调动作，按照用户的需要完成指定货物的自动有序、快速准确、高效的入库出库作业。 （ 1）提高空间利用率 立体库的空间利用率与其规划紧密相连 4。一般来说，自动化高架仓库其空间利用率为普通平库的 2。这是相当可观的。 （ 2）便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平 自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节。 企业 外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产的一个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产，从而形成一个自动化的物流系统，这是一种“动态储存”，也是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。 动化立体仓库的应用 自动化立体库在我国应用非常广泛： （ 1） 医药生产、配送； （ 2） 汽车制造：国内最早应用应用自动化立体库的领域之一； （ 3） 机械制造 5：是广泛应用自动化立体库的领域之一； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 4） 电子：联想等电子领域在 2000 年后开始采用自动化立体库系统； （ 5） 烟草制造业、配送：广泛采用自动化立体库系统， （ 6） 机场货 运：目前各主要机场均采用立体库系统，用于行李处理； （ 7） 地铁：随着我国地铁建设的蓬勃兴起，自动化立体库应用大面积展开； （ 8） 服装、酒、牛奶； （ 9） 化工、印刷、出版、图书； （ 10） 军队、后勤、装备等尤为普遍； （ 11） 其他：还有很多领域应用了自动化立体库，如岩芯库、轮胎库、教学库等。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 总体方案设计 总体设计是立体仓库的提升与送物部分设计的基础，是立体仓库具体内容的总体描述。因此，在对立体仓库的提升与送物部分进行详细设计之前，必须对立体仓库进行总体设计。立体仓库的总体设计要遵循立体仓库设计的基本准则及其相关要求。 (1)立体仓库设计的 基本准则 仓库建设规模和储存能力应满足工厂本世纪内不断发展的需要。 仓库的结构与功能注重实用性 ,符合工厂所需物资品种储存的需要。 提供良好的保管条件和保管环境 ,有利于提高保管质量 ,减少物资消耗。 作业方便 ,机动灵活 ,多种作业方式并存 ,有利于提高作业效率和质 量。 仓库建筑和设备应满足防火、防盗和人身安全方面的要求 ,确保仓库安全。 采取适用技术和设备 ,不虚荣华贵 ,降低工程造价和日后运用费用。 (2)提升与送物部分设计的参数要求 负载重量 G=150N； 托盘尺寸为 30030020 提升与送物部分移动范围及其速度： X=600动速度 0m/ Y=200动速度 m/ Z=600动速度 m/ 重复定位精度为 位精度为 升与送物部分外形尺寸及重量估算 1、托盘尺寸为 30030020根据重量 =体积材料比重 (硬铝 ) W=300 300 20 1010、 X 向托板 45030030 50 300 30 1010文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3、 Y 向上托板 30030020 =300 300 20 1010、 Y 向下托板 60030020 =600 300 20 1010、 X 向导轨座 (含电机 ) 重量 (450 300 20) 10100 2 10=00N=、 Y 向导轨座（含电机）重量 (600 400 20) 10100 10=00N=、夹具及工件重量 (约 ) 150N 7、综上所述，提升与送物部分运动部件的总重量 (约 ) 2+50=875N 柱导轨的计算与选择 柱导轨 箱式 根据给定的提升与送物部分部件的总重量及负载和估算的 和 计算导轨的静安全系数： 0/P (由公式 (知： 导轨的基本静额定载荷； 般运行状况 ),动时受冲击、振动 )。 系统受中等冲击， 取 又根据 ，工作载荷 ）（ ，得： Z,P ，( F ， ) ( 875N= (150+2)N= (150+2+=293N； 586=879N。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据计算的额定静载荷 ，同时确定其长度为： X 向 450+600+30(余量 )=1080 Y 向 200+300+30(余量 )=530 Z 向 300+600+30(余量 )=930 再浏览“深圳腾展机电有限公司”网站 6，查阅相应产品的“资料”，即可选取符合上述计算结果的直线轴承。 图 柱导轨箱式 列型号 (部分 ) 参照图 的型号类型，综合分析考虑，选取符合要求的圆柱导轨型号，即： X 向 Y 向 Z 向 根 据上述所选定的圆柱导轨箱式 列的型号，查阅对应的官方技术资料，分析并记录该型号对应的具体尺寸数据参见表 示。 表 柱导轨箱式 列尺寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 型号 尺寸 (轴径 通用尺寸 C W h D w H G A J E 1 L w 8 11 17 34 22 18 6 24 5 8 8 30 42 58 10 13 20 40 26 21 8 28 6 0 1 35 46 68 13 15 22 44 30 33 510 6 39 64 77 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 圆柱导轨箱式 列示意图 线轴承的型号选择 根据上述圆柱导轨箱式 列条件下的轴承配合形式，查取满足应用条件的内装轴承型号： 图 线轴承系列 (部分 ) 参照图 的型号定义，综合分析考虑，选取符合要求的直线轴承型号，即： X 向 Y 向 Z 向 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据上述所选定的圆柱导轨型号，查阅对应的官方技术资料，分析并记录该型号对应的具体尺寸数据参见表 示。 表 线轴承尺寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 图 线轴承示意图 型号 尺寸 (D L W A 垂直度 (m) d1d 2h 公差 (m) 公差 (m) 公差 (m) 5 0 5 0 2 0 24 25 21 24 15 9 0 5 40 6 29 30 25 29 3 61 43 6 33 34 29 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 支座的型号选择 根据上述直线轴承箱式 列及对应条件下的轴承配合形式，设计满足应用条件的轴支座尺寸，见表 示： 表 支座尺寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 图 支座尺寸示意图 型号 轴径 尺寸 (重量 (g) h A W H T E D C B S J 8 20 21 42 18 5 32 14 4 24 10 13 23 38 20 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 珠丝杠的设计及计算 1、滚珠丝杠的负荷包括铣削力及运动部件的重量所引起的进给抗力，应按铣削时的情况计算。 已知： 75N； 2+150= 00= (1)最大动负荷 Q 的计算 (查表得，系数 ， ，寿命值 L=6006 (n=1000t (查表得，使用寿命时间 T=15000h； 初选丝杠螺距 t=5公式 ( 丝杠转速 n=1000 =300r/ 由公式 (知， L=60 300 15000/106=270。 又 X 向丝杠牵引力（ 当f 为当量摩擦系数 ） 当 =875= 向丝杠牵引力 当 = 向丝杠牵引力 =由公式 (知，最大动载荷为： X 向 3X 270Q 1 1 向 3Y 270Q 1 1 向 3 270 1 1 阅相关的官方技术资料表，取滚珠丝杠的公称直径 X 向 0用滚珠丝杠螺母副的型号为 10 2，其额定动载荷为3051足 够用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 Y 向 用滚珠丝杠螺母副的型号为 8 2，其额定动载荷为 2251足够用。 Z 向 0用滚珠丝杠螺母副的型号为 10 2，其额定动载荷为3051足够用。 同时，滚珠丝杠的长为： X 向 1080050 Y 向 53000 Z 向 93000 根据上述所选定的滚珠丝杠型号，查阅对应的官方技术资料，分析并记录该型号对应的具体尺寸数据参见表 示。 表 珠丝杠 (8 2、 10 2)尺寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 图 珠丝杠局部示意图 型号 规格 (d I A B L W X H n 82 8 2 6 29 4 16 23 0 3 135 225 102 10 18 35 5 28 27 2 185 305 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2、滚珠丝杠支撑座 根据上述所选定的滚珠丝杠型号，查阅对应的官方技术资料，分析并选取该型号对应的支撑座 凸形固定侧类型为 凸形支撑侧类型为 具体 尺寸数据参见表 表 示。 表 形固定侧 (寸参数 注：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 轴承座本体； 轴承； 压板； 套筒； 轴封； 锁固螺 帽； 内六角止付螺丝附铜片 图 形固定侧示意图 表 形支撑侧 (寸参数 型号 尺寸 (轴径 2 H b h 1 P X Y Z M T 20 2 2 25 21 13 18 20 30 1 2 23 7 26 4 52 32 26 17 25 26 38 1 12 4 型号 轴径 B H b h 1 P X Y Z 使用轴承 使用C 型扣环 12 42 25 21 13 18 20 30 1 6066 4 52 32 26 17 25 26 38 1 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 注：表中 各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 轴承座本体； 轴承； C 型扣环 图 形支撑侧示意图 3、滚珠丝杠螺母副几何参数计算 (1)基本参数 公称直径 80距 7 t 5触角 45 (2)螺纹滚道 钢球直径 纹滚道法面半径 R R=心距 e e=()() =纹升角 = (3)螺杆参数 螺杆外径 d d=d=杆内径 d1 d1=+2 d1=0+2 杆接触直径 dZ dZ=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 dZ=4)螺母参数 螺母螺纹外径 D D=R=8 =R=10 母内径 (外循环 ) 1=+1=0+、传动效率计算 9 8 t a n 1 . 2 5 21t a n)(t a n t a n 5、刚度验算 滚珠丝杠受工作载荷 P 引起的导程 变化量： 1 = = =E=106(N/F= ()2= 60 0 0 00 10而，丝杠因受扭矩角而引起的导程变化量 小，可以忽略。 综上所述，导程总误差 3 7 0L 0110 m/m) (查表知， E 级精度的丝杠允许误差为 15 m，故刚度足够。 6、稳定性计算 由于丝杠两端采用止推轴承，故 不需要稳定性验算。 进电机的选用 (1)步进电机的步距角 b8 取系统脉冲当量 p=选步进电机的步距角为 b= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (2)步进电机启动力矩的计算 设步进电机等效力矩为 T，负载力为 P，根据能量守恒原理，电机所做的功与负载力做功有如下关系： T =PS (公式 (， 为电机转角， 为机械传动效率， S 为移动部件相 应位移。 若取 = b，则 S= p，且 P= G，则： ）（ GP s (公式 (， T 为电机轴的负载力矩， N)， 为导轨的摩擦系数， G 为移动部件的重量 (N)， b 为步进电机的步距角 ( 这里，取 =火钢滚珠导轨的摩擦系数 )， =丝杠牵引力， 考虑到重力的影响， X 向电机负载较大，因此取 G=75N；Z= 8 0/(8 7 8 0/( ） 8 0/( 不考虑启动时运动部件惯性的影响，则启动力矩： T q (由公式 (安全系数为 ：= = = 对于工作方式为三相六拍的三相步进电机： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 6 08 6 T m a x = T m a 8 6 4 T m a (4)步进电机所需功率的计算 提升与送物部分最大快移速度为 X 向 10m/Y 向 3m/Z 向 5m/步进电机所需功率： 60/10()8 7 (60/3()60/5() 列三相异步电动机的体积小，重量轻，结构简单，运行可靠，维修方便。两个端盖式轴承。绝缘级为 E 级，防护等级 泛应用在机械传动设备上，如小型机床、冶金、纺织、化工、医疗器械及日用电器。 其工作条件：环境温度不超过 40，最低 相对湿度不超过 90%；海拔不超过 1000m；电源 频率 50压 220/380V；工作方式 装方式底脚，有轴伸，端盖上带凸缘，凸缘有通孔，凸缘在 D 端，借凸缘安装 )。 所以，查表选用 X 向 Y、 Z 向 步进电机，电机有关参数见表 表 机技术数据 9 型号 功率 /W 电流 /A 电压 /V 转速/(r/最大转矩 外形尺寸 (6 80 2800 50 100 115 5 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴器的选择 1、选择一种合适的联轴器类型可考虑以下几点 10： (1)所传递的转矩大小和性质以及对缓冲减震功能的要求； (2)联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小； (3)两轴相对位移的大小和方向； (4)联轴器的可靠性和工作环境； (5)联 轴器的制造、安装、维护和成本。 2、计算联轴器的计算转矩 由于机器启动时的动载荷和运转中可能出现的过载现象，所以应当按轴上的最大转矩作为计算转矩 算转矩按下式计算 A T (公式 ( ,T 为公称转矩 ,N m； 工作情况系数 ,查表 ,选取 根据公称转矩 : 6 ( X 向 6 Y、 Z 向 6 由公式（ 计算转矩为 : X 向 、 Z 向 、确定联轴器型号 首先根据为了补偿两轴的相对位移的考虑而选取联轴器类型为挠性联轴器；再根据计算转矩 照 T (的条件，由联轴器标准中选定该联轴器的型号： X 向 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 Y 向 Z 向 上式 (的 T为该型号联轴器的许用转矩 ,具体尺寸数据参见表 表 性联轴器 (寸参数 d1(d2(D(L(L1(轴向偏差 (6 10 额定扭矩 (Nm) 最大扭矩 (Nm) 最高转速 (重量 (g) 拧紧力矩 (Nm) 000 46 ：表中各项所指示的零件尺寸部位参见图 所示。 图 性联轴 器示意图 4、校核最大转速 根据被连接轴的转速 n 不应该超过所选联轴器所允许的最高转速 相关数值，得： 足 n 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结 论 企业现代化生产规模的不断扩大和深化 ,使得仓库成为生产物流系统中的一个重要且不可缺少的环节。立体仓库正以它最小的占地面积和最佳的空间利用率 ,逐步替代着面积利用率极低且陈旧落后的平面仓库 ,这种替代促使仓储物流业的水平得以提高。自动化立体仓库的仓库经营理念较为先进 , 注重大客户原则与理念 , 并在此基础上强强联手 ,相互依存 ,实现共 赢 11。本文设计的教学型立体仓库提升与送物部分就是二者相结合的产物，特别是在 Z 轴的设计上还增加了稳固加强筋，以降低运作时引发的振动与不稳定性，为制造业提供了一种全新的实验加工方法。 在设计的初始，因为我对立体仓库的样式、运作机理还不太了解，也不清楚教学型立体仓库应是怎么样的，至于总体设计也就更找不到满意的切入点了。幸好有杨老师的悉心指导，他不仅带领我到学校的理工实验大楼的实验室里参观了一款类似的教学型立体仓库的模型，还给予了我一定的解释和材料支持，让我对立体仓库提升与送物部分的总体设计有了基本概念，并得 到了相应的感性认知。在设计的过程中，我遇到的一些问题，如立体仓库提升与送物部分工作台尺寸大小的确定、直线轴承与支撑支座的配合、滚珠丝杠的选择等等。但是，这些问题都在老师和同学们的帮助下比较圆满的得以解决了。 由于本设计中用到不少标准件，通过设计的整个过程，让我学会了选择标准件的重要性、方便性、经济性，明白了设计的细致和耐心之处，让我对机械设计制造及其自动化专业