FMS中物流輸送系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計-說明書

1、無錫太湖學(xué)院信 機系 機械工程及自動化 專業(yè)畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書一、題目及專題：1、題目 FMS中物流輸送系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) FMS是輸送系統(tǒng)中的重要組成部分，合理的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于物料的更好的運輸。從而節(jié)省了大量的勞動力與財力。FMS的合理設(shè)計占舉足輕重的地位。合理的存儲、運輸系統(tǒng)的通過FMS的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使學(xué)生對FMS中的物流系統(tǒng)有一個更為感性、深刻、全面的認(rèn)識，從而由導(dǎo)師確立的課題。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 畢業(yè)論文是最后階段對大學(xué)四年知識的檢測。通過課題的設(shè)計，使學(xué)生合理得使用所學(xué)到的各種知識和文化，從而進行對所學(xué)知識合理運用

2、能力的檢測。同時學(xué)會二維、三維軟件、以及word文檔的運用。完成任務(wù)書、開題報告、實習(xí)報告、外文翻譯等。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機械95 班 姓名 楊 俊 五、開始及完成日期：自2012年11月12日 至2013年5月25日六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名教研室主任學(xué)科組組長研究所所長簽名 系主任 簽名2012年11月12日 摘 要自動化立體倉庫是一項合理運輸、存儲物料的技術(shù)工程。立體貨架是它主要的標(biāo)志，它的基礎(chǔ)是配套先進運輸?shù)臋C械設(shè)備，運用計算機的強大控制技術(shù)，實現(xiàn)運輸、存儲的機械自動化的功能，是目前先進的倉庫。它占地小、存儲量大、周轉(zhuǎn)快，是機電一體化的產(chǎn)物。它集儲存

3、功能、運輸功能、管理功能于一體。緊接著本文重點研究了各種輸送設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，適用場合以及具體設(shè)計計算進行了討論。并按照其提供的設(shè)計方法，綜合考慮各種因素，設(shè)計出一個小型立體倉庫的輸送系統(tǒng)。該輸送系統(tǒng)的主輸送機采用滾筒輸送機，回庫輸送設(shè)備采用履帶式輸送機，出/入庫輸送機采也用帶式輸送，換向輸送機的主體結(jié)構(gòu)與出/入庫輸送機基本相同，換向機構(gòu)采用氣動裝置。然后分別對各輸送機進行了具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算校核，最后給出設(shè)計的最終結(jié)果。關(guān)鍵字：立體倉庫；立體貨架；輸送機AbstractAutomated three-dimensional warehouse is one of the multi-wa

4、rehousing science and technology projects. It mainly marked by high-level three-dimensional shelf to complete advanced handling equipment based in advanced computer control technology as the main means of achieving handling, storage mechanization, automation, new modern warehouse storage management.

5、 It has small area and large stocks. The advantages of quick turnover are information collection, storage, management with the integration of high-technology-intensive products.This paper gives emphasis to the configurations of all kinds of transportation equipments，the occasion that suit for and ca

6、lculations of design and intension checkout. According to design method that provided, making a comprehensive survey, we had designed a mini type transportation equipments of automated three-dimensional warehouse. Transportation equipments are the important conveyable equipments of flow-rack automat

7、ed storage and retrieval systems. It not only has horizontal and vertical travel model, but also whole case and salver travel model. Whatever the forms of travel, the size and weight of storage goods decides the main parameters of transportation equipments. Moreover, the load rate in unit time is al

8、so important. Unit load and flow-rack automated storage and retrieval systems are widely used in the transportation equipments now. Key words:three-dimensional warehouse;three-dimensional rack;transportation equipments目 錄摘 要IIIABSTRACTIV目 錄V1 緒論11.1 論文研究內(nèi)容和意義11.2 國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r11.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求12 小型FMS立體倉庫輸送系

9、統(tǒng)設(shè)計方案討論22.1 總體設(shè)計思路22.2 最終設(shè)計方案確定23 滾筒輸送機的設(shè)計43.1 滾筒輸送機傳動及動力部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計43.2 滾筒輸送機輸送部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計43.3 滾筒輸送機總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計43.4 基本結(jié)構(gòu)尺寸與受力計算討論53.4.1 原始參數(shù)53.4.2 基本結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)計算53.4.3 受力計算討論73.5 滾筒輸送機設(shè)計結(jié)果164 帶式輸送機的設(shè)計174.1 帶式輸送機傳動及動力部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計174.2 帶式輸送機總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計174.3 鏈傳動尺寸計算與受力校核174.4 帶式輸送機設(shè)計結(jié)果205 出/入庫輸送機的設(shè)計225.1 出/入庫輸送機傳動及動力部件機械

10、結(jié)構(gòu)設(shè)計225.2 出/入庫輸送機輸送部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計225.3 出/入庫輸送機總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計225.4 主軸設(shè)計及校核計算235.5 出/入庫輸送機設(shè)計結(jié)果266 換向輸送機的設(shè)計276.1 換向輸送機傳動及動力部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計276.2 換向輸送機輸送部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計276.3 換向裝置機械結(jié)構(gòu)設(shè)計276.4 換向輸送機總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計286.5 換向輸送機主軸上軸承的校核計算296.6 換向輸送機設(shè)計結(jié)果307 總結(jié)與展望317.1 結(jié)論317.2 不足之處及未來展望31致 謝32參考文獻(xiàn)331 緒論1.1 論文研究內(nèi)容和意義本論文主要針對自動化立體倉庫輸送系統(tǒng)的一切設(shè)備進行必要且深入

11、的研究，用了較大的篇幅對不同輸送設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)的研究，如重力輸送機，動力輸送機，圓帶滾子輸送裝置，空間輸送機，滾筒輸送機及其換向裝置。最后根據(jù)前面章節(jié)所提出的基本法方法，基本原則以及設(shè)計實例，設(shè)計出一個小型立體倉庫輸送系統(tǒng)，它包括兩臺滾筒輸送機的設(shè)計及計算，一臺帶式輸送機的設(shè)計，兩臺出入庫輸送機和兩臺換向輸送機的設(shè)計。本論文在把主要篇幅給予輸送系統(tǒng)設(shè)備的同時，也把一部分篇幅用于物流系統(tǒng)概論以及自動化立體倉庫的闡述。在緒論中，我就對這部分內(nèi)容做了深入淺出的介紹。這部分內(nèi)容包括何謂物流系統(tǒng)，物流系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，以及其在中國的前景以及本論文所達(dá)到的相關(guān)要求。1.2 國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

12、物料輸送系統(tǒng)是將物料通過輸送裝置，運輸、存儲到指定的位置。其經(jīng)過幾十年的發(fā)展，得到了飛躍的發(fā)展與完善。隨著科技的發(fā)展，它在機械制造及其自動化中起著越來越不可替代的作用。1967年英國研制并建造了FMS系統(tǒng)。通過幾十年左右的發(fā)展與完善，F(xiàn)MS已由實驗轉(zhuǎn)變成實用。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界于1990年投資達(dá)到約140億美元，歐洲占50%，日、德、美、俄、英等領(lǐng)先工業(yè)國家已經(jīng)投入資金于FMS，并得到了成功運行。汽車的換代需要十五年，而通過FMS，已經(jīng)降至不滿五年了，機械制造及其自動化得到了飛躍的發(fā)展，從而節(jié)約了大量的勞動力， 由此可知，F(xiàn)MS使機械制造及其自動化的發(fā)展程度大幅的提高。1984年中國開發(fā)并研制

13、了第一個FMS系統(tǒng)，其落后于西方國家17年。中國的首個FMS系統(tǒng)由北京的機床研究所投資研制成功的。中國雖然并未大面積普及FMS系統(tǒng)，但在將來FMS定會在中國大部分地區(qū)流行。1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求通過畢業(yè)論文的設(shè)計，從而了解物料輸送系統(tǒng)、立體倉庫等，進而進行獨立的輸送系統(tǒng)的設(shè)計。畢業(yè)論文是最后階段對大學(xué)四年知識的檢測。通過課題的設(shè)計，使學(xué)生合理得使用所學(xué)到的各種知識和文化，從而進行對所學(xué)知識合理運用能力的檢測。同時學(xué)會二維、三維軟件、以及word文檔的運用。完成任務(wù)書、開題報告、實習(xí)報告、外文翻譯說明書等。 2 小型FMS立體倉庫輸送系統(tǒng)設(shè)計方案討論2.1 總體設(shè)計思路1 設(shè)計背景我國自動化倉

14、庫正處于不斷發(fā)展和完善階段，世界主要工業(yè)國家都把著眼點放在開發(fā)性能可靠的新產(chǎn)品和采用高技術(shù)上。近年來，國內(nèi)外在建設(shè)物流系統(tǒng)及自動化倉庫方面更加注重實用性和安全性。大型自動化倉庫系統(tǒng)已不再是發(fā)展方向。為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的新形勢，出現(xiàn)了規(guī)模更小、反應(yīng)速度更快、用途更廣的自動化倉庫系統(tǒng)。它是把先進的控制技術(shù)應(yīng)用到分段輸送和技預(yù)定線路輸送方面，保持高度的柔性和高生產(chǎn)率，滿足于工業(yè)庫存搬運的需要1。標(biāo)推的模塊式自動化倉庫系統(tǒng)已引起人們的關(guān)注，這種系統(tǒng)在硬件和軟件方面比傳統(tǒng)的根據(jù)用戶要求而提供的自動化倉庫有更多的現(xiàn)成產(chǎn)品。這種模塊式系統(tǒng)的價格一般也比較適中。2 設(shè)計要求立體倉庫輸送系統(tǒng)要求注重實用性和安全性

15、；規(guī)模小、反應(yīng)速度快、用途廣；具有更短的操作周期和更高的生產(chǎn)能力；同時性價比高，成本低，外形美觀。3 設(shè)計方案本輸送系統(tǒng)是一小型FMS立體倉庫的輸送設(shè)備，根據(jù)以上設(shè)計要求，我的設(shè)計思路與方案為:輸送系統(tǒng)的主輸送機為滾筒輸送機，回庫輸送設(shè)備采用履帶式輸送機，出/入庫輸送機采也用帶式輸送，換向輸送機的主體結(jié)構(gòu)與出/入庫輸送機基本相同，換向機構(gòu)采用氣動裝置2。2.2 最終設(shè)計方案確定經(jīng)過討論，現(xiàn)決定輸送系統(tǒng)的主輸送機采用滾筒輸送機，回庫輸送設(shè)備采用履帶式輸送機，出/入庫輸送機采也用帶式輸送，換向輸送機的主體結(jié)構(gòu)與出/入庫輸送機基本相同，換向機構(gòu)采用氣動裝置，換向方案采用轉(zhuǎn)臺模式3。整個輸送系統(tǒng)成U字

16、型，如圖2.1所示貨物采用托盤托運，出/入庫輸送操作由系統(tǒng)的主輸送機滾筒輸送機完成，分別由兩路輸送，彼此分開。帶式輸送機則在中間，連接著兩路滾筒輸送機。它與滾筒輸送機的轉(zhuǎn)角處則由兩臺換向轉(zhuǎn)臺來完成托盤的換向，從而實現(xiàn)貨物從出庫口由搬運機械運走后，托盤的回庫4。圖2.1 最終設(shè)計方案3 滾筒輸送機的設(shè)計3.1 滾筒輸送機傳動及動力部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)以上方案討論，滾筒輸送機的傳動部分定為使用鏈傳動，動力為步進電動機驅(qū)動，了解鏈傳動結(jié)構(gòu)，鎖緊部分由專門為其設(shè)計的鎖緊鏈輪通過鎖緊架和鎖緊螺桿來實現(xiàn)。圖3.1 滾筒輸送機鏈傳動結(jié)構(gòu)3.2 滾筒輸送機輸送部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計本滾筒輸送機輸送部件采用空心滾筒，

17、材料為45鋼，采用套筒焊接于內(nèi)部，用鍵連接與主軸進行運動的傳遞。如圖3.2和3.3所示，主軸的運動則通過鏈條與鏈輪的運動來傳遞。圖3.2 滾筒輸送機輸送部件圖3.3 滾筒結(jié)構(gòu)3.3 滾筒輸送機總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計本輸送系統(tǒng)的主輸送設(shè)備采用滾筒輸送機，總體結(jié)構(gòu)如圖3.4所示：圖3.4 滾筒輸送機總體結(jié)構(gòu)圖3.4 基本結(jié)構(gòu)尺寸與受力計算討論3.4.1 原始參數(shù)1 滾筒輸送機的形式，長度以及布置形式。2 輸送量（單位時間內(nèi)輸送物品的件數(shù)），輸送速度，載荷在滾筒輸送機上的分布情況。3 單個物品的質(zhì)量，外包裝的材質(zhì)，外形尺寸。3.4.2 基本結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)計算3.4.2.1 滾筒長度滾筒輸送機直線段8圓柱形滾

18、筒輸送機直線段的滾筒長度一般如圖3.5按照下式計算： (3.1) 滾筒長度(mm)；物品寬度(mm)；寬度裕度(mm)，一般可取50150mm。 圖3.5 圓柱形滾筒輸送機直線段的滾筒長度對于底部剛度很大的物件，在不影響止常輸送和安全的情況下，物品寬度可大于滾筒長度，一般取。采用短滾筒的多輥輸送機，其輸送機寬度一般可參照圖3.6，按下式計算： (3.2) 輸送機寬度(mm)；物品寬度(mm)；寬度裕量(mm)， 一般可取50mm。 圖3.6 短滾筒的多輥輸送機當(dāng)多滾筒少于4列時，只宜輸送剛度大的平底物品，物品寬度應(yīng)大于輸送機寬度，可取。 3.4.2.2 輥子間距輥子間距P是保證一個物品始終支撐

19、在三個以上的輥子上，般情況下，可按下式選?。?對要求輸送平穩(wěn)的物品：輥子間距(mm)；物品長度(mm)。對柔性大的細(xì)長物品，還需核算物件的擾度；物品在一個輥子間距上的擾度應(yīng)小于輥子間距的l/500，否則需適當(dāng)縮小輥子間距。輥子輸送機的裝載物品段如承受沖擊載荷時，也需縮小輥子間距或增大輥子直徑；對雙鏈傳動的輥子輸送機輥子間距應(yīng)為1/2鏈條節(jié)距的整數(shù)借。輥子輸送機以圓弧段中心線上的輥子間距作為計算輥子間距。當(dāng)圓弧段采用鏈傳動時，相鄰兩傳動輥子的夾角應(yīng)小于5度，以改善傳動狀況。3.4.2.3 輥子直徑輥子直徑D與輥子承載能力有關(guān)，可按下式選?。鹤饔迷趩蝹€輥子上的載荷(N)， 單個輥子上的允許載荷(N

20、)。作用在單個輥子上的載荷，與物品質(zhì)量、支承物品的輥子數(shù)以及物品底部特性有關(guān)，可按此式計算： (3.3) 單個物品的質(zhì)量(kg)；單列輥子有效支承系數(shù)，與物品底面特性及輥子平面度有關(guān)，一般可取0.77；對底部剛度很大的物品，可取0.5；多列輥子不均衡承載系數(shù)，對雙列輥子，取0.70.8；對單列輥子，取物1；n支承單個物品的輥子數(shù)；g重力加速度，取g9.81單個輥子的允許載荷，與輥于直徑及長度有關(guān)，可從產(chǎn)品樣本中查取。在確定需要的單個輥子允許載荷及輥子長度以后，即可選擇適當(dāng)?shù)妮佔又睆紻。3.4.2.4 輸送機高度 輥子輸送機高度根據(jù)物品輸送的工藝要求(如線路系統(tǒng)中工藝設(shè)備物料出入口的高度，裝配、

21、調(diào)試、裝卸區(qū)段人員操作位置等)確定，一般H=500800mm，也可不設(shè)支腿，使機架直接固定在地坪上。3.4.2.5 輸送速度輥子輸送機的輸送速度根據(jù)生產(chǎn)工作要求和輸送方式確定。一般情況下，無動力式輥子輸送機可取0.20.4 m/s，動力式輥子輸送機可取0.250.5 m/s，并盡可能取較大值，以便在同樣滿足輸送量要求的前提下，使物品分布間隔較大，從而改善機架受力情況。當(dāng)工藝上對輸送速度嚴(yán)格限定時，輸送速度應(yīng)技工藝要求選取，但無動力式輥子輸送機不宜大于0.5m/s，動力式輥子輸送機不宜大于1.5 m/s，其中鏈傳動輥子輸送機不宜大于0.5m/s。3.4.2.6 輸送能力的計算輥子輸送機的質(zhì)量輸送

22、能力用下式計算： (3.4) 輥子輸送機的計件輸送能力用下式計算： (3.5) 輸送機質(zhì)量輸送量(t / h)連續(xù)輸送機的計件輸送量(件/h)輸送機工作速度(m/s)每米長度物品的質(zhì)量(kg / m)，輥子輸送機輸送的是成件物品。每米長度物品的質(zhì)量用下式計算： (3.6) G單件物品的質(zhì)量(kg)輸送機上物品的間距(m) 3.4.3 受力計算討論3.4.3.1 運行阻力由于物品沿輥子運動的總阻力系由三部分組成，動力式滾筒輸送機水平或傾斜布置時的物品運行阻力，一般可分別按以下公式計算。1 輥子軸頸處的摩擦阻力 (N) (3.7) 在實際應(yīng)用中，則公示簡化為：G單件物品的質(zhì)量(kg)單個棍子旋轉(zhuǎn)部

23、分質(zhì)量(kg)與單件物品同時接觸的輥子數(shù)輥子軸直徑(cm)輥子外徑(cm)輥子鈾摩擦系數(shù)，滾動軸承0.050.1，滑動軸承0.20.3重力加速度()物品與輥子的摩擦角輸送機傾角2 物品沿輥子滾動阻力 (N) (3.8) k物品與輥子間滾動摩擦系數(shù)，對于一般的鋼制輥子可按表3-1選取。表3-1 物品與輥子間滾動摩擦系數(shù)物品材料k物品材料k鋼0.7-0.9木材1.5-2.53 物品沿輥子滑動阻力 (N) (3.9)物品沿輥子的滑動摩擦系數(shù)：其余符號意義同前。所以，單件物品沿輥子運動的總阻力(N)為：對有輪緣的輥子輸送機，按下式計算：C輪緣附加阻力系數(shù)，C1.21.5在物品開始移動時，固靜摩擦力的作

24、用，其運行阻力要大于上述計算值。靜摩擦系數(shù)一般約為動摩擦系數(shù)的1517倍。當(dāng)物品輸人間隔時間較長，且運行速度大于0.5 m/s時，還須考慮運行中的慣性阻力。3.4.3.2 物品輸送速度的確定物品沿輥子運動的速度與滾筒輸送機的工作狀態(tài)及附加阻力的大小有關(guān)，情況比較復(fù)雜，通常按動能定理簡化如下公式： (3.10) 物品通過L距離時的速度(m/s)物品進入輸送機時的速度(m/s)輸送距離(m)對于無動力式滾筒輸送機來講，輸送速度一般不應(yīng)超過0.5 m/s。如果輸送距離較長，輸送速度過大的，應(yīng)在輸送線路上增加阻尼限速裝置，最簡單的方法是在兩段傾斜輸送之間增加一段水平輸送，以保證輸送平穩(wěn)。3.4.3.3

25、 物品與輥子的摩擦力為保讓物品沿滾筒輸送機運動，物品與輥子的摩擦力應(yīng)能克服輥子的轉(zhuǎn)動阻力，即 (3.11)式中符號意義同前，要使物品能夠沿輥子移動，必須盡量減小輥子的質(zhì)量、輥子軸直徑和軸頸處的摩擦系數(shù)，并盡可能加大輥子的直徑。3.4.3.4 輥子的計算載荷 在進行滾筒輸送機零件強度計算時，輥子的計算載荷按下列值確定；單列輥子輸送機取，雙列輥子輸送機取。G單件物品的質(zhì)量（kg），其余符號同前。輥子重力輸送的速度一般不宜超過0.5 m/s。當(dāng)輸送距離過長、速度超限時，應(yīng)在線路中增設(shè)阻尼裝置，以保證輸送平穩(wěn)。3.4.3.5 正常輸送時的鏈條牽引力1 單鏈傳動 (3.12) 單鏈傳動輥子輸送機傳動鏈條

26、牽引力(N)摩擦系數(shù)滾筒輸送機長度(m)重力加速度，取g9.81輥子直徑(m)輥子鏈輪節(jié)圓直徑(m)每米長度物品的質(zhì)量(kg/m)每米長度鏈條的質(zhì)量(kg/m)單個傳動輥子轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量(kg)每米長度內(nèi)傳動輥子數(shù)單個非傳動輥子的轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量(kg)每米長度內(nèi)非傳動輥子數(shù)摩擦系數(shù)見表3-2表3-2 摩擦系數(shù)作用在以個輥子上的載荷（包括輥子自重）/N物品與輥子接觸的底面材料金屬木板硬紙板011011004504509009000.040.030.0250.020.0450.0350.030.0250.050.050.0450.052 雙鏈傳動 (3.13) 雙鏈傳動輥子輸送機傳動鏈條牽引力(N

27、)摩擦系數(shù)傳動輥子直徑(mm)傳動輥子鏈輪節(jié)圓直徑(mm)傳動系數(shù)單個傳動輥子計算載荷(N) (3.14) 非傳動輥子與傳動輥子數(shù)量比，均布在每個輥子上的物品的質(zhì)量(kg)，團鏈條的質(zhì)量(kg)其余符號同前傳動系數(shù)： (3.15) i傳動輥子鏈傳動效率損失系數(shù)，i值與工作條件有關(guān)，潤滑情況良好時取小值，惡劣時取較大值；n傳動輥子數(shù)。傳動系數(shù)Q見表3-3 表3-3 傳動系數(shù)Q傳動輥子數(shù)n輥子鏈傳動效率損失系數(shù)i0.010.0150.020.0250.031020304050607080901001101201301401501.051.11.161.221.291.361.441.521.611

28、.701.811.922.042.162.301.071.161.251.361.471.601.751.912.092.292.512.763.043.353.701.091.211.351.511.691.902.142.422.753.123.564.074.665.366.171.121.281.461.691.952.272.663.103.664.335.146.127.328.7810.561.151.341.591.892.262.723.024.294.936.077.529.3611.714.0818.50注：1.Q值是由表中查得的系數(shù)乘以傳動輥子數(shù)而得，如果實際傳動輥子數(shù)

29、介于表中兩個輥子數(shù)之間，因取較大值。例如，當(dāng)n62，i0.025時，Q3.102表中得出的值，僅適用于趨動裝置布置在趨動端部的情況，如果布置在趨動段中央時，傳動輥子數(shù)應(yīng)取實際傳動輥子數(shù)的1/2。3 功率計算(1) 計算功率 (3.16) 傳動輥子軸計算功率(KW)；鏈條牽引力(N)，對單鏈傳動，；對雙鏈傳動，。輸送速度(m/s)輥子鏈輪節(jié)圓直徑(mm)(2) 電動機功率 (3.17) 電動機功率(KW)；傳動輥子軸計算功率(KW)功率安全系數(shù)，驅(qū)動裝置效率，3.4.3.7 輸送物品在停止器作用下停止運行時的鏈條受力計算當(dāng)輸送機端部物品在停止器作用下停止運行時，其他后續(xù)物品隨之陸續(xù)停止并積聚起來

30、，直至布滿整段滾筒輸送機。此時輥子軸繼續(xù)傳動，而輥筒不轉(zhuǎn)，輥子內(nèi)部的摩擦片(環(huán))打滑。限力式輥子輸送機積放狀態(tài)下的鏈條牽引力以及所需的驅(qū)動功率均大于輸送狀態(tài)，改應(yīng)按積放狀態(tài)計算鏈條牽引力和選擇電動機功率。1 鏈條牽引力單鏈傳動時，可按下式計算： (3.18) 雙鏈傳動時，則按下式計算： (3.19) 單鏈傳動阻力式輥子輸送機積放狀態(tài)下鏈條最大牽引力(N)雙鏈傳動限力式輥子輸送機積放狀態(tài)下鏈條最大牽引力(N)限力輥子直徑(mm)眼力輥子鏈輪節(jié)圓直徑(mm)輥子輸送機長度(mm)；每米長度內(nèi)限力輥子數(shù)(1/m)輥子限制力距(N.m)每米長度鏈條質(zhì)量(kg/m)輥子傳動系數(shù)2 功率計算單鏈傳動： (

31、3.20) 雙鏈傳動： (3.21) 電動機功率(W)；功率安全系數(shù)；單鏈傳動限力式輥子輸送機積放狀態(tài)下鏈條最大牽引力(N)；雙鏈傳動限力式輥子輸送機積放狀態(tài)下鏈條最大牽引力(N)；輸送速度（m/s）；驅(qū)動裝置效率，。3.4.3.8 鏈輪尺寸及鏈傳動布置計算已知條件：軸的轉(zhuǎn)速，傳動比，1.7kW計算：1 鏈輪齒數(shù)選大鏈輪齒數(shù)2 鏈條節(jié)數(shù)初定中心距，由式 (3.22) 3 計算功率由機械設(shè)計手冊查得，故 (3.23) 4 鏈條節(jié)距 (3.24) 估計此鏈傳動工作即可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞，得：采用單排鏈，故由機械設(shè)計手冊查得當(dāng)時，16A鏈條能傳遞的功率為3.8kW（1.99kW），故采用16A鏈條，

32、節(jié)距p=25.4mm5 實際中心距將中心距設(shè)計成可調(diào)節(jié)的，不必計算實際中心距，可取6 鏈速 (3.25) 7 選擇潤滑方式按，由手冊知應(yīng)采用滴油潤滑。8 鏈輪校核查機械設(shè)計手冊查得16A鏈條每米長質(zhì)量q=2.60kg/m, 故離心拉力: 因鏈速很低，值很小，可不計。水平布置時垂度系數(shù)圓周力 緊邊拉力 松邊拉力 靜力強度安全系數(shù)由機械設(shè)計手冊查得16A鏈的極限拉伸載荷Q=55600N，故安全系數(shù)9 鏈輪主要尺寸分度圓直徑小鏈輪：大鏈輪：齒頂圓直徑小鏈輪： 取大鏈輪：取齒根圓直徑小鏈輪：大鏈輪：3.5 滾筒輸送機設(shè)計結(jié)果表3-4 電動機選擇電動機型號Y 90L4額定轉(zhuǎn)速r/min1400電動機質(zhì)量

33、kg22減速器傳動比i1：6輸出轉(zhuǎn)速r/min233額定功率kw1.5最大轉(zhuǎn)矩N.m2.2額定轉(zhuǎn)矩N.m2.2 表3-5 鏈輪設(shè)計參數(shù)頂圓直徑mm根圓直徑mm分度圓直徑mm齒數(shù)使用軸承型號軸徑mm主動鏈輪7053581522從動鏈輪70535815600440鎖緊鏈輪70535815600440滾筒鏈輪7053581522表3-6 滾筒輸送機設(shè)計參數(shù)設(shè)計輸送速度m/s1最大輸送載荷kg25滾筒直徑mm82滾筒間距mm240滾筒寬度600水平輸送距離mm5000輸送平面高度700使用鏈條型號16A鏈條鏈結(jié)表面硬度160-200HBC鏈條材料35鋼鏈條熱處理方式正火輸送貨物托盤尺寸550mm(長)

34、700mm(寬)20mm(厚度)鏈傳動傳動比i1：14 帶式輸送機的設(shè)計4.1 帶式輸送機傳動及動力部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計帶式輸送機在本輸送系統(tǒng)中應(yīng)用于回庫流程中，其動力由電動機提供，電動機與主驅(qū)動軸之間的運動通過鏈輪與鏈條傳遞，驅(qū)動軸與輸送帶之間則通過摩擦力來傳遞運動，履帶的張緊則采用螺釘鎖緊。7輸送機采用寬大的輸送履帶，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，輸送平穩(wěn)。其傳動及動力部件機械結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。圖4.1 帶式輸送機傳動及動力部件結(jié)構(gòu)4.2 帶式輸送機總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計帶式輸送機采用寬大的輸送履帶，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，輸送平穩(wěn)。效果圖如下：圖4.2 帶式輸送機總裝圖4.3 鏈傳動尺寸計算與受力校核帶式輸送

35、機鏈傳動的計算9已知條件：軸的轉(zhuǎn)速，傳動比，1.7kW計算：1 鏈輪齒數(shù)選大鏈輪齒數(shù)2 鏈條節(jié)數(shù)初定中心距， (4.1)3 計算功率由機械設(shè)計手冊查得，故 (4.2)4 鏈條節(jié)距 (4.3) 估計此鏈傳動工作于疲勞曲線的左側(cè)（即可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞），得：采用單排鏈，故由機械設(shè)計手冊查得當(dāng)時，16A鏈條能傳遞的功率為3.8kW（1.99kW），故采用16A鏈條，節(jié)距p=12mm5 實際中心距將中心距設(shè)計成可調(diào)節(jié)的，不必計算實際中心距，可取6 帶速 (4.4) 7 選擇潤滑方式按，由手冊知應(yīng)采用滴油潤滑。8 校核鏈輪查機械設(shè)計手冊查得16A鏈條每米長質(zhì)量q=2.60kg/m,故離心拉力： 因鏈速

36、很低，值很小，可不計。水平布置時垂度系數(shù) 圓周力 緊邊拉力 松邊拉力 靜力強度安全系數(shù) 由機械設(shè)計手冊查得16A鏈的極限拉伸載荷Q=55600N，故安全系數(shù)9 (4.5) 9 鏈輪主要尺寸分度圓直徑小鏈輪：大鏈輪：齒頂圓直徑小鏈輪： 取大鏈輪：取齒根圓直徑小鏈輪：大鏈輪：4.4 帶式輸送機設(shè)計結(jié)果表4-1 電動機選擇電動機型號Y 90L4額定轉(zhuǎn)速r/min1400電動機質(zhì)量kg22減速器傳動比i1：6輸出轉(zhuǎn)速r/min233工作功率kw15最大轉(zhuǎn)矩N.m2.2額定轉(zhuǎn)矩N.m2.2表4-2 鏈輪設(shè)計參數(shù)頂圓直徑mm根圓直徑mm分度圓直徑mm齒數(shù)使用軸承型號軸徑mm主動鏈輪73.656.561.5

37、1622從動鏈輪88.471.776.72028表4-3 滾筒輸送機設(shè)計參數(shù)設(shè)計輸送速度m/s0.8設(shè)計輸送載荷kg25輸送帶寬度mm706設(shè)計通過寬度mm700中間支撐滾筒間距mm200端部滾筒間距mm3860輥子選用軸承型號6304中間滾筒選用軸承型號6002水平輸送距離mm4000輸送平面高度700使用鏈條型號16A鏈條鏈結(jié)表面硬度160-200HBC鏈條材料35鋼鏈條熱處理方式正火輸送貨物托盤尺寸550mm(長)700mm(寬)20mm(厚度)鏈傳動傳動比i4：5主/從鏈輪中心距mm2165 出/入庫輸送機的設(shè)計5.1 出/入庫輸送機傳動及動力部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計出/入庫輸送機用于貨物的出

38、/入庫環(huán)節(jié)，貨物通過它輸送到搬運機器人上，然后出庫，入庫也相同，只是過程相反10。其動力由自帶減速箱的步進電機提供，它與主軸的運動傳遞也是通過鏈輪與鏈條，主軸與鏈輪通過鍵連接來傳遞轉(zhuǎn)矩，其設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖5.1所示：圖5.1 出/入庫輸送機傳動及動力部件機械結(jié)構(gòu)5.2 出/入庫輸送機輸送部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計本出/入庫輸送機的輸送部件采用帶傳動，傳送帶為專門設(shè)計，帶輪材料采用塑料，這是考慮到輸送功率并不大，而塑料又易于做復(fù)雜外形型的緣故。帶輪中鑲嵌有軸承，采用過盈配合安裝，在用過渡配合與帶輪軸配合12。輸送帶的鎖緊是采用鎖緊架通過鎖緊螺母進行鎖緊。5.3 出/入庫輸送機總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計出/入庫輸送機用于

39、貨物的出/入庫環(huán)節(jié)，貨物通過它輸送到搬運機器人上，然后出庫，入庫也相同，只是過程相反13?？傃b配圖如圖5.2所示。圖5.2 出/入庫輸送機總裝圖5.4 主軸設(shè)計及校核計算鏈輪I與鏈輪II間的作用力如下： (5.1) ；選擇軸材料 主軸選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，1 初步估算軸的直徑為14，其中，代入得：2 主軸的受力分析主軸的結(jié)構(gòu)如圖5.3所示，求垂直面內(nèi)的支承反力，作彎矩圖如圖5.4中b、c所示。，求C點垂直面內(nèi)的彎矩，其彎矩圖；求水平面內(nèi)的支承反力及彎矩圖， （5.2）；求B、C點水平面內(nèi)的彎矩：，求合成彎矩：；繪制彎矩圖 ， 圖5.3 主軸結(jié)構(gòu)圖5.4 主軸受力分析圖5.5 主軸彎矩圖由圖5.5

40、可知，危險截面為C面求當(dāng)量彎矩，取，3 校核軸的強度材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，C面為危險截面，校核C點的強度，由公式，考慮到軸上零件的削弱作用，將d增大4%，故，小于，所以強度足夠。5.5 出/入庫輸送機設(shè)計結(jié)果表5-1 電動機選擇電動機型號90BYG450C步進電機電流 A4電壓 V100電動機質(zhì)量kg4.8相數(shù)2/4保持轉(zhuǎn)矩 N.M6.3空載運行頻率 KHz700空載起動頻率 Hz10定位轉(zhuǎn)矩 N.M0.08工作轉(zhuǎn)速r/min120運行步距角0.9度驅(qū)動器2HB1108MA表5-2 鏈輪設(shè)計參數(shù)頂圓直徑mm根圓直徑mm分度圓直徑mm齒數(shù)使用軸承型號軸徑mm主動鏈輪7053581514從動鏈輪70

41、53581520表5-3 滾筒輸送機設(shè)計參數(shù)設(shè)計輸送速度m/s0.5設(shè)計輸送載荷kg25輸送帶寬度mm40輸送帶間距mm630主軸直徑mm20帶輪間距mm240從動帶輪直徑mm80主動帶輪直徑mm80主軸選用軸承型號6302帶輪選用軸承型號6302水平輸送距離mm4000輸送平面高度700使用鏈條型號16A鏈條鏈結(jié)表面硬度160-200HBC鏈條材料35鋼鏈條熱處理方式正火輸送貨物托盤尺寸550mm(長)700mm(寬)20mm(厚度)鏈傳動傳動比i1：1主軸/端部從動帶輪間距mm7206 換向輸送機的設(shè)計6.1 換向輸送機傳動及動力部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計換向輸送機的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計是在出/入庫輸送機基

42、礎(chǔ)上展開，傳動及動力部件與出/入庫輸送機完全相同，在此不再贅述。所不同的是其換向部分。6.2 換向輸送機輸送部件機械結(jié)構(gòu)設(shè)計換向輸送機的部件也與出/入庫輸送機完全相同，均是采用帶傳動，在此不在贅述。6.3 換向裝置機械結(jié)構(gòu)設(shè)計換向輸送機的換向裝置是其核心部件，在此將作重點闡述。換向裝置的動力源采用氣動裝置，通過氣缸推動活塞，再由活塞推動換向搖柄，由換向搖柄將轉(zhuǎn)矩傳遞給換向軸從而實現(xiàn)輸送部件的換向轉(zhuǎn)彎，此種設(shè)計的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，較之在前述設(shè)計方案討論中的圓弧型支架要簡單的多，同時也容易制造與裝配15。換向軸安裝于換向基座內(nèi)，其中安裝有推力軸承與滾動軸承，前者承受軸向力，主要是輸送部件

43、和要輸送貨物的重力，后者承受徑向力，主要用來保持輸送部件的平衡，以及平衡在換向時旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的角動量。其具體結(jié)構(gòu)如圖6.1所示。圖6.1 換向裝置結(jié)構(gòu) 由于換向時要產(chǎn)生沖擊載荷，因此設(shè)計了彈簧緩沖支架用于平衡沖擊。其結(jié)構(gòu)如圖6.2所示 圖6.2 換向緩沖裝置結(jié)構(gòu)6.4 換向輸送機總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計圖6.3 輸送機總裝圖6.5 換向輸送機主軸上軸承的校核計算圖6.4 軸承受力分析軸1為放松端：軸2為壓緊端：查機械設(shè)計手冊可得因軸的結(jié)構(gòu)要求兩端選擇同樣尺寸的軸承，今，故按為計算依據(jù)。因載荷較平穩(wěn)，查機械設(shè)計手冊得；工作溫度正常，得。所以軸承6302AC符合設(shè)計要求。對換向輸送機主軸上軸承的校核及對出入

44、庫輸送機主軸上軸承進行了校核，這是由于兩者的設(shè)計功率與結(jié)構(gòu)完全相同。6.6 換向輸送機設(shè)計結(jié)果圖6-1 電動機選擇電動機型號90BYG450C步進電機電流 A4電壓 V100電動機質(zhì)量kg4.8相數(shù)2/4保持轉(zhuǎn)矩 N.M6.3空載運行頻率 KHz700空載起動頻率 Hz10定位轉(zhuǎn)矩 N.M0.08工作轉(zhuǎn)速r/min120運行步距角0.9度驅(qū)動器2HB1108MA圖6-2 鏈輪設(shè)計參數(shù)頂圓直徑mm根圓直徑mm分度圓直徑mm齒數(shù)使用軸承型號軸徑mm主動鏈輪7053581514從動鏈輪7053581520圖6-3 滾筒輸送機設(shè)計參數(shù)設(shè)計輸送速度m/s0.5設(shè)計輸送載荷kg25輸送帶寬度mm40輸送帶

45、間距mm630主軸直徑mm20帶輪間距mm240從動帶輪直徑mm80主動帶輪直徑mm80主軸選用軸承型號6302帶輪選用軸承型號6302水平輸送距離mm4000輸送平面高度700使用鏈條型號16A鏈條鏈結(jié)表面硬度160-200HBC鏈條材料35鋼鏈條熱處理方式正火輸送貨物托盤尺寸550mm(長)700mm(寬)20mm(厚度)傳動比i1：1主軸/端部從動帶輪間距mm720 7 總結(jié)與展望7.1 結(jié)論倉儲是現(xiàn)代物流的兩大支住之一，自動化立體倉庫貨架是儲存系統(tǒng)的最高階段。于1959年美國開發(fā)并研制了第一個倉庫存儲系統(tǒng)。我國于1975年左右逐步嘗試運作，但至2013年左右，規(guī)模、數(shù)量都有待提高。伴隨著機械工業(yè)的進步，自動化立體倉庫的推廣與運用必定成為當(dāng)今的趨勢。之所以自動化倉庫在西方工業(yè)各國獲得迅速發(fā)展，主要是自動化立體倉庫具有如下的優(yōu)點：1 建地面積小，合理得運用了空間。每平方米的物料儲存量大約在3.6噸左右，而的占用的而積僅是0.14平方米。2 高程度的機械自動化。機械自動化的作業(yè)實現(xiàn)了物料的出/入庫的功能，物料的類型多、吞吐較為頻梵，同時可以快速處理，許多不同的特殊環(huán)境，它都可以得到適應(yīng)。3 計算機的使用，使倉庫得到更合理的運用，同時加速了周轉(zhuǎn)，并且使庫存減少，倉庫的管理水平進而得到了較大的提高。7.2 不足之