畢業(yè)設計（論文）任 務 書題 目: 半自動橋式碼垛機旋轉升降機構設計院系名稱：機電工程學院專 業(yè)：過程裝備與控制工程學生姓名：指導教師：起止日期：地 點: 任務書填寫要求1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經學生所在系（教研室）負責人審查、學院（部）領導簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計（論文）開始前一周內填好并發(fā)給學生。2．任務書內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼。3．任務書內填寫的內容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經過所在專業(yè)及學院（部）主管領導審批后方可重新填寫。4．任務書內有關“學院（部） ”、 “專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學生的“學號”要寫全號。5．任務書內“主要參考文獻”的填寫，應按照國標 GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性。6．有關日期的填寫，應當按照國標 GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2014 年 3 月 15 日”或“2014-03-15” 。畢業(yè)設計（論文）任務書1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的：半自動橋式碼垛機是現(xiàn)代化企業(yè)成品倉庫的主要作業(yè)機械，是現(xiàn)在廣泛用于糧食、面粉、飼料等行業(yè)成品庫堆包、碼垛的專用設備。一般碼垛機由進包皮帶機、行走機構、旋轉升降機構及下滑皮帶機組成。本課題針對半自動橋式碼垛機的旋轉升降部分進行設計，其主要內容包括：①旋轉機構設計；②升降機構設計；③升降機構電氣設備選型設計。通過以上工作，使學生掌握半自動橋式碼垛機的設計過程；培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，為今后從事機械設計相關工作奠定基礎。2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：主要論文要求包括：英文文獻翻譯；發(fā)展現(xiàn)狀綜述；橋式碼垛機下滑皮帶機機構的建立；撰寫設計報告。在上述幾個方面達到學院畢業(yè)設計的相關規(guī)定和要求。 1 技術要求 對橋式碼垛機的旋轉連接部分進行設計，選擇連接部分是碼垛機連接小行車與下滑皮帶機的中間部分，設計依據(jù) 30B/min 的堆疊速率進行，考慮橋式碼垛機行走機構與下滑皮帶機部分的尺寸，并依據(jù)碼垛機總體規(guī)劃設定所需設備進行選型設計，進而對旋轉連接部分進行設計，最后完成整體設計。要求所設計的旋轉連接部分安全、可靠。運行速度平穩(wěn)、可調。在設計的基礎上，完成關鍵部件零件圖及裝配圖。 2 工作要求 1）查閱相關資料，完成開題報告(4000 字)； 2）結合設計內容，完成外文文獻翻譯（3000 漢字） ； 3) 完成論文撰寫工作（15000 漢字以上，不含計算公式和圖表） ，并附400 字左右 的中、英文摘要； 4）撰寫畢業(yè)設計總結； 5）修改、整理論文，參加畢業(yè)設計答辯。畢業(yè)設計（論文）任務書3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等〕：1. 收集有關橋式碼垛機方面的資料； 2. 掌握橋式碼垛機工作的主要原理，同時結合設計內容，熟練使用熟練使用 AutoCAD 設計軟件；3. 設計繪制完成橋式碼垛機旋轉連接部分關鍵部件的裝配圖和主要零件圖，圖紙總量不少于 4 張 0 號圖紙，要求全部采用計算機繪圖； 4. 要求撰寫文件：調研報告，開題報告（應按表格的內容填寫） ，畢業(yè)設計說明書，畢業(yè)設計說明書不能少于 5000 字（不含計算公式和圖表） 。4．主要參考文獻：[1] 竇履豫, 劉廣德.面粉堆碼發(fā)展的回顧與展望[J] .糧食加工, 2007, 32(3):49 -51. [2] 劉廣德.懸掛式碼垛機設計說明[Z].2006. [3] 李曉剛,劉晉浩. 碼垛機器人的研究與應用現(xiàn)狀、問題及對策[J]. 包裝工程. 2011(03) [4] 王海良,韓獻生,姚衛(wèi)平. 全自動包裝及機器人碼垛機在飼料加工企業(yè)的應用趨勢[J]. 飼料工業(yè). 2010(19) [5] 時盛志,魏毅立,韓素賢 . 包裝碼垛自動生產線的應用研究 [J]. 科技創(chuàng)新導報. 2009(22) [6] 韓德生. ZML1400 型全自動碼垛機的應用[J]. 純堿工業(yè). 2008(01) [7] 黃泳波. 碼垛機吊臂連桿機構的運動分析與優(yōu)化設計 [J]. 起重運輸機械. 2008(03) [8] 許曉暉,楊桂云. 新型橋式碼垛機的研制[J]. 起重運輸機械. 2006(08) [9] 李春明. 變頻器在碼垛機中的應用[J]. 變頻器世界. 2005(07) [10] 張秀云,閻洪水. 全自動包裝機及碼垛機在純堿行業(yè)的應用[J]. 純堿工業(yè). 2003(04) [11] 胡洪國,高建華,楊汝清. 碼垛技術綜述[J]. 組合機床與自動化加工技術. 2000(06)畢業(yè)設計（論文）任務書5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：起 迄 日 期 工 作 內 容起始：2016 年 03 月 01 日截止：2016 年 03 月 20 日實習調研，收集資料階段； 起始：2016 年 03 月 20 日截止：2016 年 04 月 01 日方案論證，英文翻譯； 起始：2016 年 04 月 01 日截止：2016 年 04 月 30 日結構設計，圖紙繪制階段； 起始：2016 年 04 月 30 日截止：2016 年 05 月 20 日撰寫說明書階段； 起始：2016 年 05 月 20 日截止：2016 年 05 月 30 日答辯準備階段所在系（教研室）審查意見：負責人： 年 月 日院（部）學術委員會意見：負責人： 年 月 日1m機電工程學院畢 業(yè) 設 計 說 明 書設計題目: 橋式碼垛機升降與旋轉結構設計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 2年 05 月 29 日1目 錄摘要2Abstract.3第一章 緒論41.1 選題的背景及其意義.4 1.2 碼垛機的簡介.41.3 國內外碼垛機的發(fā)展現(xiàn)狀4第二章 橋式碼垛機升降與旋轉機構總體結構設計.7 2.1 橋式碼垛機升降與回轉機構傳動方式的選擇7 2.2 橋式碼垛機升降機構的設計與計算.72.2.1 定機構的工作級別72.2.2 計算鋼絲繩的最大靜拉力并選擇鋼絲繩的種類82.2.3 確定最小的卷撓直徑92.2.4 選擇電動機并驗算制動力矩9 2.2.5 計算機構的傳動比并選擇適當?shù)臏p速器102.2.6 聯(lián)軸器的選擇10 第三章 卷筒的設計與計算113.1 卷筒部件的設計與計算113.2 卷筒心軸的計算.1123.3 選擇軸承.133.4 齒輪連接盤的計算.16 設計總結19致謝20參考文獻21摘 要隨著科學技術的快速發(fā)展，機械在現(xiàn)代生活中充當著越來越重要的作用，一方面是因為機械行業(yè)的飛速發(fā)展，另一方面是因為社會對機械的大量需求，在機械漫長的發(fā)展軌跡中，新機械的發(fā)明起著不可替代的作用。與此同時,那些一直被使用的機械更是起到了舉足輕重的作用，一個重要的例子，比如橋式碼垛機。橋式碼垛機和大部分的機械一樣，有著漫長的發(fā)展歷史，都是從一開始的簡單再慢慢的發(fā)展成為復雜的機器，從以前的單一結構發(fā)展成為復雜的結構，從單一的作用演變?yōu)槎喾N作用。并且操作的方式也發(fā)生了比較明顯的變化，由以前的人工操作變成了現(xiàn)在的電腦控制。本次設計主要介紹的是傳統(tǒng)的橋式碼垛機的過去、現(xiàn)在以及未來的發(fā)展。3關鍵詞:橋式碼垛機、卷筒、定滑輪、卷筒軸Abstract4With the rapid development of science and technology，mechanical plays more and more significant impact in contemporary life.For one thing， because of the rapid development of machinery industry，on the other hand is because the social demand for machinery，In mechanical long trajectory，the new mechanical invention plays an irreplaceable role.At the same time，those who have been used machinery has played a pivotal role，an important example，such as bridge type stacker crane.Bridge type stacker crane，like most of the machinery，has a long history，All started with a simple again slowly developed into a complex machine，from the previous single structure become complex structure，developed into a multifunctional from the previous single function.At the same time，the operation mode has obvious changes have taken place，by the previous manual operation into the present computer control.This design is mainly introduced the traditional bridge type stacker crane， past、present and future development.Key words:Bridge type stacker crane; drum;crown block;drum shaft5第 1 章 緒論1.1 選題的背景及其意義由于社會生產力快速的發(fā)展，產品規(guī)模越來越大以及產品結構越來越復雜，在一定程度上要求作為工廠物資儲存室的物資倉庫需要適當?shù)母慕ɑ驍U建。但是由于國家的土地有限，所以現(xiàn)有的工業(yè)企業(yè)所占的土地也是有限的,因此倉庫用地已經不能再加大了，所以只能充分合理的利用倉庫，充分利用已有的庫區(qū)面積，同時向其他方向延伸，充分利用庫區(qū)空間。于是人們開始研究如何建成多層庫房。從目前我國的發(fā)展趨勢來看,多層庫房有著光明的發(fā)展前景。與此同時由于企業(yè)的生產與管理一直得到不斷改善與提高,越來越多的企業(yè)明白了物流系統(tǒng)的提高與改善對他們非常重要。隨著自動化立體倉庫的建立，物流系統(tǒng)更加合理，它把空間充分的、合理的利用了起來,對降低生產成本、加快物流的速度、提高生產率都有著至關重要的意義，現(xiàn)在已經廣泛應用于機電、食品、材料、化工等諸多領域。1.2 碼垛機的簡介我國的現(xiàn)代物流主要是由自動化立體倉庫構成的，在 20 世紀 70 年代初期,碼垛機的立體倉庫第一次出現(xiàn)在了國內，從此我國的自動化立體倉庫進入了一個發(fā)展的黃金期。自動化立體倉庫中主要的核心設備是碼垛機，它是伴隨著自動化立體倉庫的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，它是倉庫中物料搬運時使用最廣泛的設備,同時也是物流倉儲系統(tǒng)最重要的設備,6早期的碼垛機結構相對簡單，就是把把一個門架懸掛在橋式起重機的起重小車上，習慣上稱為橋式碼垛機，1962 年的時候巷道碼垛機廣泛的出現(xiàn)在了美國，并且隨著立體倉庫的建立，巷道碼垛機慢慢取代了橋式碼垛機。從 1970 年開始日本生產的碼垛機的安裝高度達到了 25 米。隨著電腦技術和自動化立體倉庫的發(fā)展,碼垛機已經應用到大量的領域,性能不斷的得到強化,高度也一直在變高。1972 年時,已經出現(xiàn)了高度為 40 米的碼垛機。碼垛機的運行速度也一直在提高,目前碼垛機水平運行速度已經高達 220m/min,同時碼垛機的升降速度和貨叉伸縮速度也在不斷提高。1.3 國內外橋式碼垛機的發(fā)展現(xiàn)狀我國的運輸機械發(fā)展起步于 20 世紀 40 年代末，從改革開放前少數(shù)幾種水平落后的單機起，到 70 年代，運輸機械取得了長足的進步，運輸機械發(fā)展到了一個新的階段,結構更加復雜，種類更加齊全，出現(xiàn)了大量專業(yè)的運輸機械生產企業(yè),形成了一批專業(yè)化生產的骨干企業(yè)。大量科研院所開始著手研究運輸機械,許多學校也設立了運輸專業(yè)，培養(yǎng)運輸專業(yè)方面的人才，在全國范圍內成立了運輸協(xié)會，在報紙上發(fā)表了各種專業(yè)的論文，運輸行業(yè)部門開始慢慢形成，這也是原機械工業(yè)部管理的 14 個大行業(yè)之一。到 20 世紀末時,種類也越來越多，產品的質量不斷提高，外觀越來越好看，機器的性能也更完善，技術也得到了明顯的提高，我國與先進國家的差距進一步縮小。目前,我國經過 60 多年來的不斷努力，新產品、新材料、新工藝不斷的出現(xiàn),我國在研究輸送機械方面也取得了很大的進步。由于計算機技術的日趨完善，利用計算機進行設計，可以使輸送機的整機布置更加簡便與完美，基本零件更加緊湊耐用。因為自控技術與數(shù)顯技術的快速發(fā)展,所以大大改善了運輸機的控制和安全保護裝置，使工作的安全性和可靠性大大提高。碼垛機作為運輸機中重要的一種。主要的種類有懸掛式碼垛機、碼垛機器人、橋式碼垛機等。(1)懸掛式碼垛機是自動地將貨物運送到一開始預定的位置,然后再進行人工操作，將貨物包裝好。在貨物被運送到工作中，雖然輸送帶和碼垛機可以自動堆碼，7但是必須要有人工進行操作。但其突破了沿用多年的半自動碼垛機須有 3 條輸運帶的傳統(tǒng),得到了非常好的結果。該機僅設有兩條輸運帶，懸掛式碼垛機與傳統(tǒng)的碼垛機有著許多的不同,構造簡單明了、成本低、資源消耗小、維修費用低等優(yōu)點,特別適合應用于跨度小的倉庫。(2)碼垛機器人是為了減少人工工作量并且提高碼垛工作效率而研制的，專用的“ 碼垛機器人“ 和碼垛機配合工作 ,從而把貨物進行自動化的堆碼。開始設計的碼垛機器人只有搬運、旋轉、移動和提升貨物的功能，因此這種固定式機器人構造非常簡單。目前許多國家的搬運機器人技術已經日臻完善，有許多的技術和方法可以向他們學習。機器人碼垛機是用機器搬運替代人工搬運，設備由先進的計算機進行控制。機器人碼垛機只需要在設定的位置抓起和擺放就行了，計算機里的程序控制著兩點之間的軌道，兩點之間做往復的來回運動，可以準確定位。機器人碼垛機不但可以立刻把公司的生產效率和產量提高上來，同時能夠把人工搬運所帶來的誤差降到最低，機器人碼垛機可以隨時隨地長時間的作業(yè),，率也非常的高，可以降低工人的勞動強度，從而節(jié)省加工成本，達到低成本高產出的目的。機器人碼垛機廣泛應用于諸多領域。（3）橋式半自動碼垛機是現(xiàn)代化企業(yè)成品倉庫的主要作業(yè)機械，廣泛應用于大米、小麥、玉米、飼料、食鹽、肥料、鋼材等行業(yè)成品庫堆包碼垛之用，橋式碼垛機優(yōu)點非常明顯，比如操作簡單、運行平穩(wěn)、效率極高、能夠降低加工生產成本，橋式碼垛機又可分為天軌式橋式碼垛機和地軌式橋式碼垛機。天軌式橋式碼垛機主要是依靠大車及主皮帶機上的攔包機來回運動，橫輸送橋橫向移動，并且固定攔包機的隨行走小車跟橫輸送橋一樣，輸送橋把貨物送到指定的地點，這是由于斜輸送橋的角度變化。地軌式橋式碼垛機是由撿拾小車、上下斜輸送橋、斜橋支架、行走體、立柱、橫輸送橋、攔包機轉彎機、橫輸送橋提升動力總成、操作平臺及電器系統(tǒng)等組成。其工作原理是貨物由撿拾小車，經上下斜輸送橋，再由攔包機轉彎機輸送到橫輸送橋上,最后由攔包小車使其到達預定位置。半自動地軌式碼垛機需由人工最后將貨8物碼好。該垛機適應 10-30m 跨度碼垛 25-50kg 的袋裝物品?？v觀世界各國碼垛機的發(fā)展的現(xiàn)狀,對今后的動向,可歸納如下:(1)注重“三化“標準，使我國的碼垛機慢慢達到國際標準。“三化“主要是指碼垛機的標準化、系列化和通用化。對大部分國家而言，產品的“三化“ 工作必須格外注重，而且必須采用國際標準(ISO)。有部分國家為了促進商品的國際間交流，更是直接采用國際標準而廢除了本國標準。（2）如果機械產品要想不斷進步、完善，就必須要完成機電一體化。在當代，機電一體化標志著產品的進步與完善。把計算機技術應用在碼垛機上，不僅可以提高機械性能，保證安全性,而且可以實現(xiàn)無人自動操作的目標。(3)在人機工程學上的應用，碼垛機一般工作的環(huán)境比較差，為了保證工作人員充沛體力和工作的效率，降低工人的工作強度。從人機工程學的角度出發(fā)可以設計部分裝置用來減少振動和降低噪音，以減少加工成本并且進行最合理的投資。第 2 章 橋式碼垛機升降與旋轉機構總體結構設計2.1 橋式碼垛機升降與回轉機構傳動方式的選擇橋式碼垛機的升降與回轉機構是使載貨臺垂直運動的機構,主要的零件有電動機、減速器、聯(lián)軸器、卷筒、動滑輪、鋼絲繩等，電動機提供動力，通過聯(lián)軸器連接減速器帶動鋼絲繩從而使載貨臺升降，鋼絲繩的優(yōu)點是自重量輕，使用安全,工作噪音小，易于維修和保養(yǎng)。在碼垛機的工作環(huán)境下，為了使升降機構充分發(fā)揮出其優(yōu)點，電動機選用的是帶制動器的電動機。這種電動機在工作時，轉子在磁拉力的作用下會產生一部分的軸向位移，同時打開尾部的制動器。只9要一斷電，磁拉力也馬上消失，這時制動器又重新上閘，使電動機立刻停止運行。升降機構的位置位于碼垛機的下部。減速器可以選用 JZQ 型減速器，它是一類特別適合起重機的低硬度齒面的減速器,制造過程相對簡單,供貨充足。卷筒為與減速器配合的自制卷筒，通過齒輪連接盤與減速器的低速軸齒輪軸端相連。這種卷筒的特征是卷筒軸不受轉矩作用，只受到彎矩作用,封閉式傳動，不容易受到外界環(huán)境的影響。 2.2 橋式碼垛機升降機構的設計與計算起重量 M=300kg， 升降速度 v=0.5m/s， 接電持續(xù)率 JC=25%， 升降高度 H=8m2.2.1 定機構的工作級別碼垛機工作級別根據(jù)碼垛機使用條件的兩個重要數(shù)據(jù)——載荷狀態(tài)和利用等級來劃分，是碼垛機設計的依據(jù)，現(xiàn)在根據(jù)碼垛機實際運行情況選定三個參數(shù)如下：利用等級 T4，載荷情況 L2，工作級別 M4。2.2.2 計算鋼絲繩的最大靜拉力并選擇鋼絲繩的種類該機構采用單聯(lián)滑輪組，此時 ：m=nm——滑輪組倍率n——懸掛物品撓性件分支數(shù)10升降機構以省力鋼絲繩滑輪組作為執(zhí)行構件，選取懸掛物品撓性件分支數(shù) n為 2，滑輪組倍率 m 為 2。鋼絲繩承受的最大靜拉力為：Smax=Q÷qaη=300×9.81÷（2×1×0.98)=1502NQ——升降載荷（N）, Q=Mg, g=9.81m/(s×s)M——升降重量（㎏）qa——滑輪組分支數(shù)q——滑輪組倍率a——滑輪組鋼絲繩卷入卷筒的根數(shù)η——機構總效率，取為 0.98這個機構中 q=2，a=1根據(jù)承受的最大靜拉力選擇 6×7 型的鋼絲繩，鋼絲繩的強度極限 σt=1570Mpa， 取選擇系數(shù) C=0.099鋼絲繩直徑 m84.315029.maxcd??S取鋼絲繩直徑 d=6mm鋼絲繩的最小破斷拉力 F=8.34KN（纖維芯鋼絲繩）鋼絲繩的安全系數(shù)為11n=1000F÷Smax=1000×8.34÷1502=5.55≥4.52.2.3 確定最小的卷撓直徑取彎曲頻率系數(shù) n2=1，卷筒的工作級別系數(shù) n1=16，滑輪的工作級別系數(shù) n1=18，卷筒的最小直徑： m961dh21dmin???D滑輪的最小直徑： 086h21cin設計采用的是齒輪連接盤式的單層卷繞單聯(lián)卷筒，取以繩槽底測量的卷筒直徑：Dd=140mm，則以鋼絲繩圈中心測量的卷筒直徑為 146mm卷筒為標準槽形的卷筒，槽距 t=7mm，則總長為mDHL 287)614.3082t6dq ?????????（）（ ?取 L=300mm，故滿足設計要求卷筒槽形的槽底半徑 R=3.3mm卷筒的壁厚為： 8.10402.8.0?????D?取 m10??，卷筒強度計算： cpmax?????PFA其中 Fmax=1502N， mm， ，P=7mm75.01?A10?材料為鑄造碳鋼 ZG270--500，則 a13527scpMP???，故滿足設計要求135aa4.13701527.0??????MP122.2.4 選擇電動機并驗算制動力矩選擇的是繞線式交流感應電動機電動機的靜功率為：Pst=Q ÷1000 m=300×9.81×0.5÷1000÷0.85÷1=1.73KW??——額定起升速度（m/s）——機構效率，開始時近似定為?85.0??m——機構電動機個數(shù)選用 Y100L1—4 型電動機，功率為 2.2KW，額定力矩為 2.3Nm，同步轉速為 1430r/min取 M=2.3，對繞線電動機，H=2.1，因此? 2.KWn58.1013.25.08193.210m ???????? PHQ??滿足設計要求，取制動安全系數(shù)為 k=1.75，效率取為 0=1，于是可得：?Tb=kQR 0÷qi=1.75×300×9.81×1.73×1÷2÷23.34=190.7KNm?滿足設計要求，其中 Tb——最小制動轉矩卷筒半徑——R，R=146÷2=73mm2.2.5 計算機構的傳動比并選擇適當?shù)臏p速器傳動系統(tǒng)的總速比為電動機額 定轉速與卷筒轉速之比13卷筒轉速根據(jù)升降速度 v 計算：nd= Dd=30×1000÷3.14÷146=65.44r/min????106傳動總速比為 i=1430÷65.44=21.85選用 JZQ 標準減速器的第 IV 檔速比，i=23.34額定功率為 3.1KW,額定轉速為 1500r/minJZQ—250 型減速器，質量為 100kg2.2.6 聯(lián)軸器的選擇 此聯(lián)軸器為減速器高速軸使用的聯(lián)軸器，而減速器低速軸通過卷筒上的齒輪連接盤直接與卷筒連接。聯(lián)軸器采用調節(jié)性能較好的梅花形彈性聯(lián)軸器選用 LM3 型梅花形彈性聯(lián)軸器即可，轉動慣量為 0.0009kg.㎡，能長期傳遞的最大轉矩為 200Nm，滿足設計要求。第 3 章 卷筒的設計與計算3.1 卷筒部件的設計與計算卷筒的名義直徑為 D=140mm14螺旋的節(jié)距為 t=7mm卷筒長度 L=200mm壁厚 m10??鋼絲繩的最大靜拉力為 Smax=1502N3.2 卷筒心軸的計算選用的軸為 45 號鋼，并且要經過調質處理通過受力分析和做草圖同時得到卷筒心軸的支點位置和卷筒心軸的 受力簡圖及力矩圖，如下圖 3-1、3-2 所示圖 3-1153-21. 左右兩個支座的支反力=1502（316－25.5）＋1502×46.5÷316=1602NAR=1502×(316－46.5)+1502×25.5÷316=1402NB軸右輪轂支承處的最大彎矩 為M = ×46.5=1402×46.5=65190N.mm?BR軸左輪轂支承處的最大彎矩 為m.4085.2165.2NA????由上面兩式可得，應選用右輪轂支承處的最大彎矩2. 疲勞強度的計算16對于疲勞強度的計算應采用等效彎矩，選定等效系數(shù)為 1.??等效彎矩為： m.710659.1d NMK????彎曲應力為： pa.243.0. M??軸的載荷變化為對稱循環(huán)選用軸的材料為 45 號鋼pa60bM??pa30s??pa25843.0b1- M???許用彎曲應力為： ??nk-1-??其中 n 為安全系數(shù)，取 n=1.6k 為應力集中系數(shù)， 61.54.1kmx????其中 為與零件幾何形狀有關的應力集中系數(shù)，取x 4.kx其中 為與零件表面加工光潔度有關的應力集中系數(shù)mk取 15.?因此 ??pa106.281- M????，所以滿足強度要求1-?3. 靜強度計算 卷筒軸屬于升降機構低速軸零件，其動力系數(shù)取為 2.1c??17m7823065192.c2max ????NM???p3.61.0782d.3maxaxM????許用應力為：??pa5.1876.30nsM???，故卷筒軸的強度滿足設計要求?max3.3 選擇軸承由于卷筒軸上的左軸承的內、外圈以同樣轉速轉動，故無相對運動，可按照額定靜載荷來選擇。右軸承的外座圈固定，內座圈與軸一同 旋轉，內座圈與軸一同旋轉，應按照額定動負荷來選擇1. 左端軸承 軸承的額定靜負荷， ，其中 為額定靜負荷，0pnc?0c為當量靜負荷， 為安全系數(shù)，取 =1.040p00選用調心球軸承，型號為 1205，軸承的額定靜負荷 ，N30c?左軸承的當量靜負荷： RA17620.fpd0??表示動負荷系數(shù)，取值為 1.1df選取 ，安全，滿足設計要求00 c1832764.pn???N182. 右端軸承右端軸承也選擇 1205，其額定動載荷 ??120c?右軸承的徑向負荷： NRFB54.fdr??軸向負荷 0a設軸承工作時數(shù) ，查機械設計手冊 1205 的軸承h4h?Le=0.27，令 e，由于 x=1，y=2.4 ，故當量動載荷?0raFN15420.1542yxpar ?????軸承的壽命： 36)(pcnLhn 為軸承內外圈的相對轉速，單位是 r/minc 為軸承的額定動載荷，單位是 N故 3636h 481.210.10np???L）（故動負荷 ??c3548.2pc?N）（安全強度滿足設計要求3. 繩端固定裝置設計與計算 由鋼絲繩的直徑大小為 6mm，選擇壓板固定裝置并將壓板的繩槽19改用 的梯形槽，雙頭螺柱的直徑為 M6 ，已知卷筒長度計算中04??采用的附加圈數(shù)為 ，繩索與卷筒繩槽間的摩擦系數(shù)為 。20?Z 15.0f?則作用在繩端固定處力的大小為： NS63e15024.famx???壓板螺柱受到的拉力大小為： 891.05fsp1?其中 表示的是壓板梯形槽與鋼絲繩的換算摩擦系數(shù)1f并且當 時，04?? 198.076.150643.fcosinf1 ??????螺柱由拉力和彎矩作用的合成應力為： ZdM3121.4ZP.???其中 Z=2（螺柱數(shù)） （螺紋內徑）m8.4d1?7295.63???NSLM?pa6.108.404.1289. 33 M???螺柱材料為 Q—235，屈服極限為 pa240s?所以許用拉伸應力為： ??156.n2sl M?可取安全系數(shù) ，計算得：6.1n2???l??滿足強度條件要求，故設計通過203.4 齒輪連接盤的計算1. 選擇齒輪連接盤材料 齒輪連接盤選用 45 號鋼，經過調質處理 HBS=245---275HBS2. 按齒面接觸疲勞強度設計與計算，確定齒輪連接盤內齒輪傳動精度等級，第??3t n0.2~1.p??2? 公差組精度等級為 7 級，齒輪連接盤內齒輪的分度圓直徑為：??32d11u2KT??????????HEZ???齒寬系數(shù)按齒輪相對軸承為懸臂布置取為: ，內齒輪的齒數(shù)為14.0d??，內齒輪轉速與卷筒轉速相同 ，內齒輪的轉矩40?Z min/r.65n為：102.34.6510.9np105.9 561 ??????? NT載荷系數(shù)為： ??kVA使用系數(shù)為： ，動載荷系數(shù)為：1?2.1k?V齒向載荷分布系數(shù)為： ， 齒間載荷分布系數(shù)為：k? 1.k??則載荷系數(shù) k 的初值為： 452.1.21???21彈性系數(shù)為： ，節(jié)點影響系數(shù)為：2m8.19NZE? 5.2?HZ重合度系數(shù)為： ，許用接觸應力為：7.0? ??HWNS?lim?接觸疲勞極限應力 =570limH?2/N則應力循環(huán)次數(shù)得： ??7h 108.30817.606njL????則接觸強度得壽命系數(shù)為： ，硬化系數(shù)為：NZWZ接觸強度安全系數(shù)為： ，1.?HS??2m/518.570N???故 的設計初值為： =1td ??3 2d1t1u2?????????HZKTE??m6.7958.0.94.03253 2???????????齒輪模數(shù) ，所以取 m=2mm9.140/6.7z/dmt1??內齒輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值為： 80m24zd1???由于齒寬系數(shù)為： ，所以齒輪齒寬為：14.0d??，對于一般齒輪有： ，m2.814.0db??? 1ha??25.0c?齒頂高為： 1ha??齒根高為： ????m5.20.caf ???齒頂圓直徑為： 76-82h-daa ??22齒根圓直徑為： m85.280h2dff ????選取與齒輪連接盤相配的減速器，其低速軸齒輪軸端的模數(shù)為2mm，齒數(shù)為 40。3. 齒根彎曲疲勞強度校核計算??FSFFYKT?????a1mbd2表示齒形系數(shù)，內齒輪 =2.60aFYaF表示應力修正系數(shù)，內齒輪 =1.60aS aSY表示重合度系數(shù)，?Y 69.072.1/5.0/75.20a???????許用彎曲應力位： ??FNFSY/xlim?彎曲疲勞極限位： ， 彎曲壽命系數(shù)為：2li/460?1?NY尺寸系數(shù) ， 安全系數(shù) ，則1xY3.1FS,所以有?? 2lim m/85/460/ NFFXN?????????FF ???? 2/1.360/7.315.2346.12故滿足強度要求，設計合理。2324設計總結本次畢業(yè)設計對于我來說比較困難,首先我不太懂軟件設計這方面的知識,其次碼垛機在學習中接觸的也不多。但我還是選擇了這個設計題目,因為碼垛機肯定會在機械行業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用,借助于電腦會幫助我們更好的完成設計工作。碼垛機的設計工作可以參照設計手冊一步步來做,這些工作大多都是重復的工作而且涉及到大量的計算,所以用程序來解決是非常好的。在碼垛機選型設計工作中都會涉及到查表,這也是機械設計特點,需要查找大量的資料。好在能夠借助互聯(lián)網解決這一問題。通過網上查找,將問題都解決了。通過這次畢業(yè)設計,我學到了很多書本上學不到的東西，發(fā)現(xiàn)只要自己邁出第一步問題就已經解決一半。其次就是在解決問題過程中,我發(fā)現(xiàn)有時看似是一個很大的問題其實它是由一個個小問題堆積而來的,所以自己在解決問題的時候不能因為小就認為他沒問題,但一個小問題給你帶來無數(shù)的問題時,它就不在是一個小問題了,所以,有問題要盡早解決。還有就是在這個過程中，我又把大學學過的知識又學了一遍，加深了印象，自己的動手能力也得到了提高。25致謝通過這次畢業(yè)設計，我從中學到了很多東西，讓我受益匪淺，感觸頗深。首先，我要感謝河南工業(yè)大學和機電工程學院對我的培養(yǎng)和教育，是他們給了我這四年學習的機會，使我無論在知識上還是在生活經驗上都有了長足的進步。其次，我要感謝學校為我們提供充裕的電子資源和書刊資料。正是通過查閱大量的信息資料才使我順利的完成畢業(yè)設計，解決設計中遇到的難題。再次，我要真誠地感謝我的指導老師王星老師。正是由于他豐富扎實的專業(yè)知識、豐富的實踐經驗以及孜孜不倦的敬業(yè)態(tài)度和耐心的教誨，幫助我順利的完成畢業(yè)設計，他的這些精神使我終身受益。最后，我要感謝自己同班的同學，大學四年的生活，讓我們難舍難分。他們給予了我足夠的耐心和無私的幫助。我深深地感謝他們！再次對所有幫助過我，教導過我，關心過我的人表示衷心的感謝！26參考文獻[1] 張質文等.起重機設計手冊,北京：中國鐵道出版社，1997[2] 毛謙德，李振清.袖珍機械設計師手冊(第 2 版)，北京：機械工業(yè)出版社，2000[3] 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米。起重運輸經營者,附帶一個負荷平臺,包括,安排旅行沿著桅桿垂直?；締挝?起重運輸和承載平臺大小沿著倉庫過道寬度 0.9 米到 1 米?；締挝辉谒椒较虻乃俣瓤赡苁?1 米5 米/秒。起重運輸?shù)乃俣群统休d平臺在垂直方向可能小于 1.5 m / s?；締挝坏乃竭\動和垂直運動的起重運輸和承載平臺可能發(fā)生在同一時間,以便快速項目位置和檢索發(fā)生盡管相對較低的運動速度。描述發(fā)明的領域這項發(fā)明涉及起重或塔式起重機。更特別的是這項發(fā)明與一條狹窄的過道碼垛機中使用的倉儲系統(tǒng)有關。背景傳統(tǒng)的倉儲系統(tǒng)涉及到大量倉庫的使用,單層倉庫擁有寬闊的通道，通道之間放置的存儲區(qū)域,如擱置,為叉車或其他物品提供通道服務設備。然而,高昂的土地成本意味著傳統(tǒng)的單層倉庫模型在許多情況下是不劃算的。還存在著其他缺點。倉庫需要提供一個系統(tǒng)的操作設施實現(xiàn)空間效率比，目前是可以實現(xiàn)的。理想情況下,倉庫設施應包括狹窄的過道,過道放置在存儲區(qū)域之間。應該建立一個存儲區(qū)域高度大于當前系統(tǒng)為了最大化存儲空間在同一占用的土地。然而,許多系統(tǒng)為提高存儲效率。塔式起重機的需求仍然存在,使倉庫與空間構造的有效設計存儲區(qū)域之間有狹窄的過道。發(fā)明摘要巷道碼垛機的各個方面的發(fā)明克服至少其中一些和其他現(xiàn)有系統(tǒng)的缺點。根據(jù)研究,本發(fā)明提供了巷道碼垛機用于倉庫、其他設施。碼垛機包括一個基本單位,能在倉庫通道之間運行。根據(jù)發(fā)明的總結,基本單位可能包括傳輸機制,如車輪?；締挝豢梢匝刂F路系統(tǒng)配置為之運行。根據(jù)研究,基本單位可以耦合到桅桿結構向上提升,使訪問存儲區(qū)域,如貨架、倉庫環(huán)境。桅桿結構可能會提升到一個高度大于 10 米的結構。桅桿結構可能是可移動的支持在一個上端通過指導鐵路系統(tǒng)或其他支持系統(tǒng)。起重運輸可能提供一個沿著桅桿的垂直結構。起重運輸機可能會提供給桅桿一個相對水平的結構。起重運輸機可能配置包括一個承載平臺,收到托盤貨物,集裝箱貨物,松散的貨物或其他負載配置的存儲區(qū)域倉庫環(huán)境。起重運輸機可能要配置進行操作的工作人員。根據(jù)發(fā)明的一個總結,運營商控制可能會包含起重運輸機在內。操作員控制可能包括接觸墊所涉及的運行結構的一部分,這樣起重機不能操作,除非操作者是坐著的。至少有一個馬達可以傳達的動機力量提供起重運輸?shù)幕疽?。根?jù)發(fā)明的一個總結,基本單位,像起重運輸和承載平臺可能大小沿著過道的寬度約 0.8 米到大約 1.3 米?；締挝豢赡艿乃剿俣鹊囊苿营M窄的過道起重機在地板約 1 m / s 大約 5 米/秒。提供的水平速度可能沿著一個方向顯著水平相對于地板上。起重運輸和承載平臺可能與垂直速度移動的起重運輸和承載平臺沿著桅桿結構在低于大約 1.5 m / s。提供的垂直速度可能沿著一個方向大大垂直相對于地板上。運動的基本單位顯著水平方向可能同時進行起重運輸和承載平臺的運動在垂直方向。結果并發(fā)起重運輸和承載平臺的運動在水平和垂直方向相對于地板上增加的速度到達指定的位置,盡管個人速度相對較慢的基礎單元在水平方向上和起重運輸和承載平臺在垂直方向。基本單位可能設計水平速度約為 1.5 m / s 大約 3 米/秒。根據(jù)本發(fā)明的另一個安排,起重運輸和承載平臺可能包括一個垂直速度約為0.25 m / s 大約 0.75 m / s。桅桿高度可能大于大約 15 米。根據(jù)發(fā)明的另一個安排,桅桿高度可能約 19 米約 25 米。當基本單位完全降低,承載平臺相對于地面的高度，水平大小約0.75 米。當完全降低時,承載平臺相對于地面的高度水平大小大約0.3 米至 0.7 米，承載平臺相對于地面的高度水平大約是 0.45 米。根據(jù)本發(fā)明的一個總結,可能包括桅桿結構的寬度約 0.6 米到大約 0.9 米。桅桿結構可能被配置為支持的重量限制起重運輸和承載平臺大約 350 公斤約 650 公斤。馬車和承載平臺可能大小沿著倉庫過道的寬度約 0.9 米約 1 米。轉移結構可能提供接收塔式起重機組裝。轉移結構可能包括一個鐵路系統(tǒng)指導塔式起重機組裝到傳輸結構。轉移結構可能包括垂直支撐結構進行的桅桿結構塔式起重機。轉移結構可能包括傳輸機制,使結構轉移運輸兩個或兩個以上的通道之間的塔式起重機。轉移可能運輸塔式起重機結構沿著路徑大大垂直通道開始鐵路和目的地之間的過道鐵路。轉移可能運輸塔式起重機結構沿路徑曲線起始通道鐵路和目的地之間的過道鐵路。這些和其他方面功能的發(fā)明在以下圖紙和詳細描述中將變得明顯。也可以理解,上述一般描述和下面的詳細描述是模范,許多其他對象、特性和優(yōu)勢的發(fā)明在閱讀下面的詳細描述后應該變得明顯。簡要描述的圖紙圖 1 演示了一個透視圖的一條狹窄的過道碼垛機。圖 2 a 演示了一個頂級的角度視圖。圖 2 b 說明了底部透視圖。圖 3 演示了一個后方的角度對桅桿結構的上層部分。圖 3 b 說明了前面的角度對桅桿結構的上層部分。圖 4 說明了一個起重運輸和負荷平臺。圖 5 如圖一個拖車?？偨Y一個軌道系統(tǒng)可能有 120 個基本單位在運行,安裝在不同的通道或者是嵌在水平地板。軌道系統(tǒng)可能在地板水平之上。拖車運行軌道在相鄰軌道之間。拖車運行軌道可以適當提供拖車,允許運動之間的過道和可能提供的垂直取向相對于軌道的相鄰的行。另外,拖車運行 r 軌道提供非垂直方向相對于軌道的相鄰行。普通技能之一會容易觀察各種不同取向之間的拖車運行軌道和軌道相鄰行的部件。低容量重量碼垛機 100 的發(fā)明,以相對較低的速度可以確保運行軌道系統(tǒng)可能顯著輕于那些在傳統(tǒng)的塔式起重機的安裝使用。上層指導軌道可能提供與上層部分的桅桿結構在 130 個指導輥325。上層軌道可能包括一個“T”形的概要文件,或可能是貼在架門戶梁屋頂部分提供了一個倉庫或其他結構。為了使用一個倉庫的多個通道,要么專用塔式起重機可能提供,每個通道或塔式起重機必須有倉庫的貨架之間移動的能力。有兩種主要的方法,使起重機之間的移動通道的倉庫,這是使用在通道末端彎軌,或使用汽車提供一個基地轉移到起重機的驅動器在過道的盡頭。汽車可以移動在軌道延長轉移沿著走廊的兩端對齊鐵路起重機擴展以及相鄰通道的長度。起重機可以退出傳輸車,沿著新倉庫過道。有不同的方法實現(xiàn)適當?shù)霓D移車的使用,包括每個起重機的專用拖車在一個倉庫里,和一個為每個倉庫的拖車,可能在需要的時候被要求由一個操作符。這些和其他適合的解決方案可以用于本發(fā)明的塔式起重機移動倉庫通道之間,這取決于特定的應用程序。附件：外文資料原文