精品资料（2021-2022年收藏的）设计说明书000

1、有轨堆垛机伸出式货叉机械部分设计摘 要自动化立体仓库是现代物流中的重要组成部分，有轨堆垛机是自动化立体仓库中最主要的作业机械,是随立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要意义。 本文详细论述了在现代企业中普遍使用的双立柱有轨堆垛机货叉部分的设计。立体仓库堆垛机的货叉伸缩机构是堆垛机结构设计的一个难点，要求在存物取货特定的狭小空间内双向伸缩,而且其刚度,动作行程,灵活性和可靠性都有特殊要求。本文采用齿轮齿条传动的三层货叉直线差动行

2、程增倍机构,合理解决了上述难题,它是由前叉、中间叉、固定叉、驱动齿轮和链轮等组成。文章的重点放在货叉伸缩机构机械部分的设计上，提出一些基本的原理设计方案，通过比较各种方案的优缺选择比较合理的方案，然后对货叉各叉体的受力情况进行了分析并计算，再进行校核，最后确定各个部件的实际值，画出它的装配图和零件图。关键词： 自动化立体仓库；堆垛机； 三层货叉；直线差动 ；行程增倍 The Design of telescopic fork of stacker CraneAbstractAutomated warehouse is an important component of modern logis

3、tics. The stacking crane is the most important automated warehouse operating machinery, and its the special crane developing with the appearance of warehouse. It can travel back and forth in the automated warehouse laneway, putting the goods in the laneway access adit into the Bays of Rack or taking

4、 out the goods to send to the laneway access adit. It is a high-tech product of the modern industrial and social development, which is significant to rising production efficiency and reducing costs。This paper elaborates on the common use of the freight forklift of the stacking crane which has the do

5、uble column in the most enterprises. The telescopic structure of freight forklift in Automated Warehouse is a difficult point, needs a hi-directional expansion in an especially narrow space with special requirements for the rigidity,movement,flexibility and reliability.This problem was solved by usi

6、ng the gear-rack straight line differential doubling mechanism of three-layer freight forklift.The telescopic structure of the freight forklift consists of the front forklift, middle forklift, fixed forklift, drive gear and chain wheel. The main point of the paper focuses on the design for the mecha

7、nism of freight forklifts telescopic structure,putting forward the principle and proposal. By comparing the disadvantages and advantages of varieties of design, a reasonable design was chosen. Ananlyzing,working out the stress condition of different parts of freight forklift, the real data of each c

8、omponents was fixed and the Assembly Drawing as well as the part drawing was finished.Keyword：automated warehouse；stacking crane；Three-layer freight forklift; Straight line differential；Doubling目 录摘 要iAbstractii目 录iii主 要 符 号 表iv1 绪 论51.1 研究背景与发展现状51.1.1 研究背景及意义51.2 研究的内容22 堆垛机货叉部分的结构设计32.1有轨堆垛机的特点32

9、.2有轨堆垛机货叉部分结构的组成和形式3 堆垛机货叉机构的设计计算63.1伸缩货叉的扰度与强度63.1.1下叉的受力分析计算:83.1.2中叉的受力分析计算103.1.3前叉的受力分析计算133.2 轴承的选取与校核153.2.1导向轴承的选取与校核153.2.2定位轴承的选取与校核153.3齿轮5的设计与校核163.4链轮7的设计与校核193.5货叉伸缩装置中的电机的选取203.6轴的设计与校核213.7联轴器的选择25 货叉和在物台的安装与调整264.1货叉与载货台的安装264.2载货台与货叉的调整274.2.1载货台的调整274.2.2货叉伸缩机构调整27总 结28致 谢29参考文献30

10、毕业设计（论文）知识产权声明31毕业设计（论文）独创性声明32主 要 符 号 表C 额定动载荷P 最大载荷W 载荷i 倾角 挠度 总挠度F 轴承压力L 轴承寿命 S 安全系数n 链速iv1 绪 论1 绪 论近年来，随着企业生产与管理的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业提高生产率、降低成本非常重要。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备。本文着重就堆垛机货叉结构设计进行初步研究。1.1 研究背景与发展现状1.1.1 研究背景及意义自动化立体仓库是物流中的重要组成部分，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高

11、生产率、降低成本有着重要意义。近年来，随着企业生产与管理的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反取出货格内的货物运送到巷道口3。自动化立体仓库是实现物流系统合理化的关键。它具有空间利用率高、便于实现自动化管理、实时自动结算库存货物种类和数量、立体仓库信息库可以和中央计算机系统联网运行等许多优点,对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本都有重要意义,已开始应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业。堆垛机是自动化立体仓库中最重要

12、的搬运、起重、堆垛设备,对立体仓库的出入库效率有重要影响,是立体仓库能否达到设计要求和体现其优点的关键设备之一6。有轨巷道堆垛机是自动化立体仓库中最主要的作业机械,是随立体仓库的出现而发展起来的专用起重机。有轨巷道堆垛机通过运行机构、起升机构和货叉的协调工作,完成货物在货架范围内的纵向和横向移动实现货物的三维立体存取。堆垛机的工作原理是：由行走电机通过驱动轴带动车轮在下导轨上做水平行走。由提升电机带动起升滚筒及载货台做垂直升降运动,载货台升降导向是依靠货台两侧设置的导向轮,在堆垛机两根立柱上下运动来实现的。由载货台上的货叉作伸缩运动。通过上述三维运动可将指定货位上的货物取出或将货物送到指定的货

13、位。行走认址器用于控制堆垛机水平行走位置,提升认址器用于控制堆垛机载货台升降位置,货叉下面的行程开关控制货叉伸出的距离,接近光电开关控制货叉的回中位置。通过认址器及光电开关的识别,以及光通讯信号的转化,实现计算机控制,也可实现机上控制盘的手动和半自动控制。根据以上工作原理所设计的有轨巷道式堆垛机。主要3西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）由机架、运行机构、起升机构、货叉、载货台、电气控制和各种安全保护装置构成13。有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。堆垛机是立体仓库中最重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。其主要用途是在高层货架仓库的

14、巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。20世纪70年代初期，我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库，据不完全统计，到目前已建成三百余座。堆垛机做为立体仓库中最重要的起重运输设备，也得到了较快的发展。2随着物流业在我国的兴起、现代工业的发展和日益激烈的市场竞争,对立体仓库也提出更高的要求,同时各种新技术的出现也必将推动立体仓库朝着更加智能化、柔性化的方向发展。在堆垛机方面,市场要求不断推出具有新的物理外形和更高性能的设备,主要包括提高电子和控制技术,使堆垛机在具有更高定位精度的同时提高搜索能力和运行速度13。1.1.2 国内外相关发

15、展现状早在20世纪70年代初期,我国开始研究采用有轨巷道式堆垛机以下简称堆垛机的立体仓库。1980年我国第一座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产,从此,自动化立体仓库在我国得到了迅速发展。随着我国立体仓库的发展，有轨巷道堆垛起重机已广泛用于各行业和地区，有的已形成系列。目前，我国的立体仓库中，应用堆垛机的行业较为广泛，应用于机械制造业、汽车制造业、纺织业、铁路、卷烟、医药等行业较多。因为这些行业的产品比较适合自动仓库存储。由于受人的观念影响，在物流过程中，生产过程库用的较多，成品库用的较少。随着现代工业生产的发展，有轨巷道堆垛起重机技术在不断提高和完善。世界主要工业国家都把着眼点放在开发性能可

16、靠的新产品和采用高新技术上，更加注重实用性和安全性。在堆垛机方面，我们应当看到和世界先进国家的差距，总结经验找出不足，打破传统思路，推出具有新的外形和更高性能的堆垛机。在使用堆垛机具有更高定位精度的同时，提高运行速度，以获得更短的操作周期和更大的生产能力。相信，通过我们的不断努力，更加高速、安全、可靠的堆垛机将不断从国外引进消化到国内，使有轨巷道堆垛起重机发展到一个新阶段。1.2 研究的内容仓库托盘尺寸为1.0mx1.0mx1.0m，重量500kg（含托盘自重）要求设计三节伸缩货叉，总行程1.2m,货叉速度：340m/s，要求自动伸缩，且收放自如。要求设计货叉结构和传动机构，绘制装配图和零部件

17、图。2 堆垛机货叉部分的结构设计2 堆垛机货叉部分的结构设计2.1有轨堆垛机的特点由于使用场合的限制，巷道堆垛机在结构和性能方面有以下特点：1） 整机结构高而窄，其宽度一般不超过储料单元的宽度，因此限制了整机布置和结构选型。2） 金属结构件除应满足强度和刚度要求外，还要有较高的制造和安装精度。3） 采用专门的取料装置，常用多节伸缩货叉或货板机构。4） 各电气传动机构应同时满足快速、平稳和准确。5） 配备可靠的安全装置，控制系统应具有一系列连锁保护措施。2.2有轨堆垛机货叉部分结构的组成和形式货叉伸缩机构是堆垛机的取放物料装置，它有前叉、中间叉、固定叉、驱动齿轮等组成。货叉伸缩机构的工作速度控制

18、在15m/min，最高可打30m/min，设计时选取20m/min。货叉伸缩机构是堆垛机存取货物的执行机构，它安装在载物台上，承载货物进行升降，并向堆垛机两侧的货架里伸出货叉，以取出或放进货物。为了减少巷道的宽度，并具有足够的伸缩行程，根据托盘的现状，单元货格的尺寸与重量等，通常采用的有二级或三级直线差动式伸缩货叉机构，传动方式采用齿轮齿条式或链条式，根据货架堆放货物及托盘的要求，由叉车式货叉，利用货叉提升或下降，进行货物的存取；钩结式货叉，利用挂钩勾住专用集装盒的方式，搬运速度快，集装盒所占的上下空间小，可以存放更多的集装盒；侧带式货叉，采用牢牢夹住存放物品的搬运方式，硬纸箱可直接存放，不必

19、重新放置，也可以不考虑尺寸大小与隔板式货架组合可以勾住自由定位尺寸2。载货台分为有驾驶室及无驾驶室方式，沿着门架导轨如同升降机一同升降。为使升降平稳，装有导轮和侧轮。货叉作业时产生的力矩由导轮通过升降导轨传递到门架，加、减速度时产生的水平惯性力则通过侧向轮传给升降导轨来承受。2.3有轨堆垛机货叉部分的设计原理如下图2所示为一个双联齿轮和两个齿条组成的直线差动机构，假设齿条1为固定齿条，齿条2为从动齿条，双联齿轮1的分度圆直径D1大于齿轮2的分度圆直径,当滚动的双联齿轮的齿轮1沿固定齿条1滚动时,由双联齿轮毕业设计（论文）独创性声明32西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）2驱动的从动齿条

20、2将以双联齿轮中心运动相反的方向水平移动。其相对运动的距离,式中N为双联齿轮转过的圈数。按此计算公式,当双联齿轮时,不论双联齿轮转过的圈数为多少,齿条1与齿条2走过的相对距离为024。图2齿轮齿条直线差动机构 1-下齿条 2-上齿条如下图2所示为一个滚动齿轮和两个齿条组成的直线差动机构,与图1相比,从动齿条2在滚动齿轮的上方,根据相对运动原理,滚动齿轮与固定齿条的节点为二者的速度瞬心,当滚动齿轮相对于固定齿条1滚动时,从动齿条2将沿滚动齿轮中心运动相同的方向,以滚动齿轮中心两倍的速度平行移动。这样,就形成了从动齿条2相对于滚动齿轮中心速度与行程的增倍机构,为满足堆垛机货叉伸缩的动作要求提供了理

21、论依据24。图2直线差动行程增倍机构1-下齿条 2-上齿条堆垛机货叉一般采用3级直线差动机构,这种结构形式的货叉由动力驱动和上、中、底3叉以及导向部分构成，底叉固定在载货台上,中叉可在齿轮齿条(或链轮链条)的驱动下，相对于底叉向两侧伸出一定距离，上叉在安装于中叉上的增速机构的带动下相对中叉向外伸出更长的距离，实现向货位内存取货物。 这种3级直线差动机构的特点是上叉相对于中叉伸出的距离为伸出行程的2/3，而中叉相对于下叉伸出的距离为伸出行程的1/3，上叉与中叉之间、中叉与下叉之间均有合适的导向接触长度，保证3层货叉伸出时的相对刚度要求。同时,三层货叉相对运动时,采用了滚轮与滚道的纯滚动摩擦,最大

22、限度地减小了工作摩擦阻力15。如下如图2为当堆垛机的货叉上叉运行到最大距离时各叉板的支承结构简图,其中底叉固定在载货台上,中叉运行到货叉行程的1/3距离,此时有2个导向轮支承,上叉相对于中叉运行货叉行程的2/3,刚好也有2个导向轮支承,与中叉相连25。图2叉板之间的支承结构1底叉2中叉3上叉3 堆垛机货叉机构的设计计算 堆垛机货叉机构的设计计算堆垛机是自动化仓库中最核心的自动搬运设备，堆垛机自动行走于自动化仓库巷道中的轨道上，其行走动作是前进和后退。堆垛机上的载物台运动有上升和下降运动，货台上的货叉动作有左出和右出.这些驱动轴的运动均采用变频电动机来实现。堆垛机性能的优劣对自动化仓库的性能影响

23、极大。为确保堆垛机性能好、安全可靠，本节对堆垛机的货叉强度进行了分析与计算7。货叉是堆垛机中最主要的部分, 所设计的货叉,是三节伸缩式货叉,即由上叉、中叉、下叉以及导向滚子等构成的货叉. 它主要由电机、减速器、链轮、链条、齿轮、齿条、下叉、中叉、上叉、轴承等组成.如下图3所示。图3货叉结构1. 下叉 2.中叉 3.上叉 4.轴承 5.齿轮6.齿条 7.链轮 8.联轴器 9.减速电机下叉1侧面装有轴承4并固定在载货台的台架上,中叉2的下板与工字行导轨相连,上叉3的顶板与立板相连,在立板上装有轴承4.货叉由减速电机9通过联轴器8使齿轮5旋转,齿轮带动齿条6及中叉2运动,同时中叉2中的链轮7通过链条

24、带动上叉3沿着中叉2中的工字行导轨运行.中叉在齿轮、齿条条的驱动下从中叉的中点,向前或向后移动大约自身长度的一半,上叉可从中叉的中点,通过链轮、链条的驱动下向前或向后伸出比自身稍长的长度.3.1 伸缩货叉的扰度与强度有轨巷道堆垛机是自动化立体仓库的主要作业设备,货叉是堆垛机的主要工作装置,其作用是随载货台沿有轨巷道堆垛机立柱轨道上下升降运动,在作业货位停准定位,进行叉取作业。如果货叉伸出时叉端挠度太大,就会影响堆垛机正常作西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）业,严重时会与货架发生干涉,造成事故。因此,堆垛机货叉设计的基本原则是在保证货叉强度的前提下,使其前端挠度尽量小2，如下图图3伸出

25、货叉的载荷图初步确定各段的长度：a=60cm ； b=40cm；c=20cm；d=40cm；e=15cml=100cm； l=60cm； l=75cm ；l=131cm；=110cm ; L=120cm; L= 120cm所设计的货叉是指货叉插入货架中的部分,应以厚度尽量薄,同时叉前端的扰度控制在最小,作为设计的目标，将伸出货叉分解为下叉，中叉和上叉进行分别考虑。货叉各参数如下：W载荷I I分别为下叉 中叉 上叉的重力方向的惯性矩E材料的纵弹性系数3.1.1下叉的受力分析计算:图3下叉截面结构如上图把图形看作是由,组成。每矩形的面积及形心位置为：矩形：=，矩形：则整个图形的坐标为：由以上可确定

26、图形的行心，过行心点作出坐标系如图所示：图形是由，组成的，的坐标为（6.5，12），矩形的坐标是（-26，-55.5），利用平移轴公式分别求出个矩形对y想轴和z轴的惯性矩，如下图所示图下叉形心视图矩形：矩形：则对整个图形行心C的坐标为：=+=+如下图3,假设l为不变形部分的长度. 图3下叉受力图P=W l/b ,ax l时的弯矩为M= - P(x-a) （）i=i-dx= i- +(x-a) （） = ix-dx= ix-+(x-a) （）当x= i时, =0i= -( i+b) （3）将(3)代入(3),x=l时c点的倾角与为= - =-l=3.1.2 中叉的受力分析计算图3中叉截面视图 由

27、上图可得到，首先确定图形的行心.由于图形有一对称中心C，C就是图形的行心。选取通过行心的水平轴及垂直轴作为y和z轴。把图形看作有,三个矩形矩形组成。矩形的行心坐标为（0，31），矩形的行心坐标为(0,-30)，矩形行心坐标和C重合，利用平行移轴公式分别求出个矩形对y和z轴的惯性矩.矩形：矩形：矩形：如下图: 因载荷W的作用,在b间产生反力P,P,设点C点的倾角为i，挠度为 （假设为不变形部分的长度）。图3中叉受力视图M= Px=x = -= -i= -+i （3）= -+ ix+ （3） 因x=b时, =0, =0 则i= （3）将(3.7)代入(3.5),求x=b时的倾斜角i= - = -如

28、下图3：把b段作为刚性,c点作为固定端考虑,并设由于W在中叉产生的反力为P和P,而由这些反力作用在叉子前端产生的扰度为和则图3中叉受力视图M= - P(x-d)+ PxP=W ， P=W= -dx= = - Px- P(x-d)在x=时 = -(e+d l-e(-d) 其次i= -dx= -当x=时, i= -e(l-d)+(e+d)l所以 = i(l-l)3.1.3前叉的受力分析计算图3上叉的截面图由图形可以直接确定出它的行心坐标（0，0 ）则载荷W在d区间产生的反力有P, P，在E点的倾斜角为i，扰度为,受力分析如下图：图3上叉受力视图则 M=x = -= - i= -+i （3）= -+

29、ix+ (3) 当x=d时, =0, =0 时： i= (3)将（3.10）代入（3.8），当x=d时 = - = -(l-l) 因此，设载货台和立柱为刚性时，伸缩货叉工作的总扰度为 =+（注）当托盘货架进深为120厘米时，值应控制在1015毫米。 故所确定货叉的尺寸合格。3.2 轴承的选取与校核 3.2.1导向轴承的选取与校核设计选取货叉伸缩机构的工作速度为10m/min则每各轴承所承受的压力为F=50010/4=1250N轴承应有的基本额定动载荷值： 通过查仓储物流机械与设备可选取=6300h,初选轴承的外径D=47mm，则通过查机械设计课程设计手册表6-1，可选轴承代号为：2204的调心

30、轴承, 其基本参数：d=20mm，D=47mm，B=18mm，Gr=12.5KN, Gor=3.28KN求相对轴向载荷对应的e值遇Y的值。相对轴向载荷为：F/ F=0<e=0.26，又查表得：，所以 （）轴承的额定静载荷P= =1.25KN 3.28KN 满足轴承的寿命L=()=()=11605.8h (3)因L>>h=6300h 故轴承寿命满足条件。则轴承选取合适。3.2.2定位轴承的选取与校核设计选取货叉伸缩机构的工作速度为10m/min则每各轴承所承受的压力很小初步估计为Fr=250N轴承应有的基本额定动载荷值： 通过查仓储物流机械与设备可选取=6300h,初选轴承的外

31、径D=32mm，则通过查机械设计课程设计手册表6-1，可选轴承代号为：2204的调心轴承, 其基本参数：d=12mm，D=32mm，B=10mm，Gr=5.5KN, Gor=1.25KN求相对轴向载荷对应的e值遇Y的值。相对轴向载荷为：F/ F=0<e=0.26，又查表得：，所以轴承的额定静载荷P= =0.25KN 1.25KN 满足轴承的寿命L=()=()=11058h因L>>h=6300h 故轴承寿命满足条件。则轴承选取合适。3.3齿轮5的设计与校核1. 选取齿轮为40Cr，调质处理，齿面硬度HB=217255，平均硬度为236 2. 初步计算传动尺寸 为软齿面开式传动d

32、2.32 (3)（1）转矩T=9.55P/n （2）设计时，因V值未知，K不能确定，故可初选K=1.4 （3）取齿宽系数=0.45（4）取弹性系数Z=189.8 （5）初选Z=24，齿条=（6）许用接触应力由式= 取接触疲劳极限应力为=595MPa 齿轮的应力循环次数分别为N=60naL=1.08 取寿命系数Z=1.06 取安全系数S=1.0 则=630.7 Mpa （7）齿轮的分度圆直径d,初算为u=Z/Z= 故 则d=2.32 (3) 根据货差的实际机构故取d=120mm计算齿宽b： (3)计算齿宽与齿高之比模数：齿高：，计算载圆周速度：故所以齿轮精度7，经查手册可取动载荷系数：直齿轮，;

33、由机械设计课本中的表10-2查的使用系数通过查机械设计课本中的表10-4用差值法差得7精度，由， 查图10-13得 ;故载荷系数为：按实际的载荷系数校正所算分度圆直径：，故取d=120mm 合适计算模数 2.按齿根弯曲强度设计由弯曲强度的设计公式：（1）确定公式内的个计算数值1）有机械设计书中图10-20c差得齿轮的弯曲疲劳强度极限 2）有图10-18取弯曲疲劳寿命系数 3）计算弯曲疲劳许用。 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ,则4）计算载荷系数k5）查取齿形系数和校正系数由表10-5查得 6）计算, (2) 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数

34、，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度计算的模数2.43并就近圆整为m=2.5mm，按接触疲劳强度计算得分度圆直径d=120mm。算出齿轮齿数： 几何尺寸的计算（1）计算分度圆直径 （2）计算齿轮宽度 3.4链轮7的设计与校核 设轴径d=48mm，链传动比i=1 链速n=V=159.2r/minP=0.11. 选择链轮齿数：初步确定Z=212. 定链的节距 取K，齿数系数K，多排链系数K 所需传递功率为 由此，可选取满足条件的08A链，P=12.7mm 3. 定链长、中心距 初定中心距a=40p，则链节数

35、L=101节 链长L=LP/1000=10112.7/1000=1.28m 中心距a=508mm 中心距调整量 实际中心距4 求作用在轴上的力 工作拉力F=1000P/V=1500N 作用在轴上的压力F=1.2F=1800N轴径 取d=16mm 取轮径D=48mm计算结果总汇：链条规格：08A单排链，101节，长1.28米大小轮齿数都为21，中心距压轴力F，轴径d=16mm，轮径D=48 mm，分度圆直径的=85.2mm， 节距p=12.73.5货叉伸缩装置中的电机的选取堆垛机电机的选择是否合理,将直接影响到堆垛机的运行效果.货叉电机容量太大,将直接导致货叉振动,容量太小,则不能完成装载单元的

36、存取作业。因此,应正确选择堆垛机电机的容量。齿轮5的转速为，计算出货叉的工作功率 =调心滚子轴承 摩擦系数为的：0.020-0.025取=0.0025则，由于有传动效率的损失其中 为联轴器的传动效率：=0.98为轴承的传动效率：= 链轮的传动效率：=0.95为齿轮齿条的传动效率：=0.98故 转矩T=9.55P/n=17.78 图减速电机根据计算的结果与实际情况由上图选择JK 37 的减速电机其安装尺寸如下图：图3减速电机安装视图3.6轴的设计与校核初步设计出轴的几何尺寸如图图3轴的结构示图进行轴的强度校核计算时,应根据轴的具体受载及应力情况,采取相应的计算方法,并恰当地选取其许用应

37、力。对于仅仅承受扭矩的轴，应按扭矩强度条件计算；对于只承受弯矩的轴，应按弯矩强度条件计算；对于即承受弯矩又承受扭矩的轴，应按弯矩合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。传动轴受力结构简图如下图：图3传动轴的受力简图校核轴的强度已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某危险截面做弯矩合成强度校核计算。按第三方强度理论，计算应力：通常由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力则常常不是对称循环变应力。轴的扭转强度条件： 由上式可得轴直径：校核轴的强度为：已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某危险截面做弯矩合成强度校核计算。按第三方强度理论，计算应力：对于直径为d的圆轴，弯曲

38、应力为，扭转切应力为,将，代入公式得轴的弯扭合成强度条件为：式中：轴的计算应力，MPa M轴所受的弯矩，N.mm T轴所受的扭矩，N.mm W轴的抗弯截面系数， 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力按疲劳强度条件进行精确校核求出计算安全系数并应使其稍大于或至少等于设计安全系数S,即:轴的刚度校核计算轴的弯曲刚度校核计算：式中：阶梯轴第i段的长度，mm阶梯轴第i段的直径，mm 阶梯轴的计算长度，mm 阶梯轴计算长度内的轴段数。当载荷作用与两支承之间时，Ll（l为支承跨距）；当载荷作用于悬臂端时，L=l+K（K为轴的悬臂长度，mm）。轴的弯曲刚度条件为：挠度 偏转角 式中：轴的允许挠度，mm轴的允许偏

39、转角，rad轴的扭转刚度校核计算轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。圆轴扭转角的计算公式为：光轴 阶梯轴 式中：T轴所受的扭矩，N.mm G轴的材料的剪切弹性模量，MPa，对于钢材， 轴的截面的极惯性矩，对于圆轴， L阶梯轴受扭矩作用的长度，mm ，分别代表阶梯轴第i段上所受的扭矩，长度和极惯性矩，单位同前 Z阶梯轴受扭矩作用的轴段数。轴的扭转刚度条件为：式中，为轴每米长的允许扭转角，与轴的使用场合有关。对于一般传动轴，可取0.51（°）/m;对于精密传动轴，可取0.250.5（°）/m；对于精度要求不高的轴可大于1（°）/m。由此计算可得轴满足设计要求。3.7联

40、轴器的选择联轴器是机械传动中常用的部件，它是用来连接轴与轴，以传动转矩与运动，有时也可能用作安全装置。由于货叉经常作伸缩运动，使得轴经常做正反转。通过比较几种联轴器的特点，选择弹性套柱销联轴器，它是一种具有一定补偿俩轴线相对偏移和减震缓冲能力，适用于安装底座刚性好，冲击载荷不大的中，销功率轴系传动，可用于正反转，启动频繁的场合，工作温度为-20-+70，此联轴器满足货叉的工作要求26。其结构如图3所示：图3.联轴器4 货叉和载物台的安装与调整 货叉和在物台的安装与调整4.1货叉与载货台的安装货叉是通过螺栓连接在载物台上的，安装是有保证其安装精度要求，载货台的安装导向装置，断绳保护装置的或超速保

41、护装置的制动夹紧装置的安装。在安装在安装载物台之前，应首先拆掉一侧影响载物台与立柱装配的上下导轮装置，和同侧的断绳保护装置的安全钳组。如果是采用超速保护装置则应卸掉制动夹紧装置的连杆，松开调整螺栓，把夹紧装置绕轴翻开;然后在下横梁上搁置枕木，把载物台吊起靠近立柱，使另一侧导向轮和楔块槽对准升降导轨后，把载物台放平在枕木上，把卸下的导向轮装置，安全钳组分别安装就位，如是制动夹紧装置则翻回夹紧装置，通过调节螺栓，使导轨进入制动块和偏心轮间，连上连杆，拧紧连杆上的螺母。注意安装导向轮时，应保证导向轮与导轨之间有2-3mm间隙2，在安装货叉时，先通过螺栓将滚动轴承座安装在载物台上，再通过螺栓将减速电机

42、安装在载物台上，然后将齿轮安装在轴承座上，同时通过联轴器将轴和电机连接起来，然后通过螺栓将一侧下叉安装在载物台上，再将中叉如图装好后，将另一侧下叉固定在载物台上，然后安装好中叉上的链轮，最后将上叉安装在中叉上，接好链条，进行调试。如下图所示西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）图4货叉安装示意图西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）4.2载货台与货叉的调整4.2.1载货台的调整接通起升电源，低速起动，微升载货台，移开下横梁上的枕木，通过旋转升降导向轮轴来调整载货台的位置。调整时，应对立柱两侧上下，对应的导向轮同时成对进行调整，先调一对到位后，调另一对。调整适应保证货叉与运行导轨的垂

43、直度和载货台货叉平面的水平度以及载货台在港道内的对称度，同时注意导向轮与导轨间隙，调整好后应把升降导向轮装置螺母拧紧，并配装导向轮支座上的销孔，打入锁紧销。4.2.2货叉伸缩机构调整货叉伸缩机构在出厂前要进行调试，在仓库现场一般对超载离合器不需要在进行调整。对货叉行程和复位停准精度可通过位于货叉两侧的形程开关位置的调整来保证，如货叉左伸行程不足，即左侧行程开关向左移，其移动的距离应接近行程不足值，如伸叉行程过头，则将行程开关向右移；反之右向伸叉即调右侧行程开关。复位停准精度是通过对左右两侧另外两只行程开关位置调整来达到，有时也可通过移动撞尺的为位置来调整。总 结总 结本次“有轨堆垛机货叉部分的

44、设计”属于工程制图设计，对堆垛机货叉伸缩机构进行了详细设计，首先通过对几种常用的货叉伸缩机构的原理进行分析，对比它们的优缺点，选择比较合理的方案，画出其装配草图然后对货叉进行受力分析，并推导出弯矩挠度公式，设计出货叉的外部结构尺寸，接着又设计校核了货叉内部零件的尺寸，最终设计出了满足条件、灵活、适用、简捷、方便的货叉结构，并选取出适宜的减速电机。同时对货叉的安装做出了简要的说明，以及对载物台进行设计，简要的说明了它的安装与调试。最后，设计出了一种体积小、灵敏度高、动作可靠、带柔性装置的货叉，并给出详细尺寸，绘制出其工作装配图与零件图。本次设计，囊括了大学四年所学知识的方方面面，是我在以后的学习

45、工作之前，对各个学科课程的一次深入的综合性的练习，锻炼了自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，并为以后的工作学习打下良好的坚实的基础。本次设计是对四年以来学习的总结，并锻炼了总体设计的能力。由于本人能力有限，以及时间上的仓促，设计中难免有考虑不周与设计不正确的地方，希望各位老师能够给予谅解，并提出您的宝贵建议，我将不胜感激！ 致 谢致 谢能顺利完成本次毕业论文设计，首先与我的导师田太明老师的悉心教导分不开的，在此，我先向田老师致以我深深的谢意！本次论文设计从论文的选题、撰写、修改直到打印完成自始自终都是在田老师的悉心指导和勉励下完成的。田老师渊博的学识、敏锐的思维、民主而严谨的作风使我受益非

46、浅；田老师一丝不苟的钻研精神，严谨求实的治学态度，执着忘我的工作作风，独树一帜的思维方式，无时无刻不在影响着我，让我终身难忘。他的言传身教，将永远指导着我今后的学习和工作。感谢机械教研室的诸位老师，在进行毕业论文工作中所给予的帮助，他们的不倦教诲和点拨是我今日点滴知识的来源。感谢图书馆、资料室、微机室的各位老师的关心和帮助。还要感谢我的学友和朋友对我的关心和帮助，他们的启发和友爱互助的精神给予我论文写作极大的帮助。最后，再次向他们表示忠心的感谢！参考文献参考文献1 张晓萍.现代生产物流及仿真M.北京：清华大学出版社，1988.2 田奇. 仓储物流机械与设备.机械工业出版社，2008.1.3 郭

47、环,禹永伟. 自动化立体仓库中堆垛机的设计. 物流技术2002.3：7778.4 秦明森,王方智.实用物流技术.北京:中国物资出版社,1991.5 斯麦霍夫A A.自动化仓库M.北京:机械工业出版社,1984.6 杨宏，江进国.自动化立体仓库堆垛机的设计.起重运输机械.2004(6).7 安晓钢,史胜楠,徐正林等.自动化仓库堆垛机货叉强度的分析与计算. 陕西科技大学学报2007.03：123-125.8 刘昌祺,徐正林,胡志刚.物流配送中心管理技术M.北京:机械工业出版社,2006.9 于永泗，奇民.机械工程材料.7版.大连：大量理工大学出版社，2007.10 菊田一郎.國際港.物流中的自動化倉J.Material Flow,2006,(4):69-76.11 刘昌祺,董良.自动化立体仓库设计M.北京:机械工业出版社,2004.12 刘昌祺.物流配送中心设计M.北京:机械工业出版社,2002. 13 吴勇,李双祥. 物流配送中心的有轨巷道式堆垛机. 机械工程师.2006（