畢業(yè)設(shè)計(jì)---物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1本課題的研究背景、目的及研究意義</p><p>　　1.1.1本課題的研究背景</p><p>　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)(AS/RS-Automated Storage and Retrieval System)產(chǎn)生于60年代的美國(guó)，到現(xiàn)在為止大致經(jīng)歷了機(jī)械式立庫(kù)系統(tǒng)、自

2、動(dòng)化立庫(kù)系統(tǒng)、集成化立庫(kù)系統(tǒng)、智能型立庫(kù)系統(tǒng)四代的發(fā)展歷程，并逐漸向第五代“3I" (Inteligent智能化，Integrated集成化，Information信息化)立體庫(kù)系統(tǒng)過(guò)渡。至今，世界上己有將近5000座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，數(shù)量最多的是日本，其次是美國(guó)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是指在不直接進(jìn)行人工處理的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)和提取物料的系統(tǒng)，它是以計(jì)算機(jī)綜合管理控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，加上多層貨架、堆垛機(jī)及其配套的運(yùn)行設(shè)施、托盤、貨箱等聯(lián)合

3、組成。此外，還配有自動(dòng)安全消防監(jiān)控系統(tǒng)，它是機(jī)電一體化和現(xiàn)代信息技術(shù)在物資流通領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)重要分支[1]。</p><p>　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)以后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。20世紀(jì)50代初，美國(guó)出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的倉(cāng)庫(kù)，50年代末到60年代初出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)。1963年美國(guó)首先在倉(cāng)庫(kù)業(yè)務(wù)中采用計(jì)算機(jī)控制，建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù)[2]。國(guó)外貨架的設(shè)計(jì)和制造過(guò)

4、程己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化和數(shù)字化，像國(guó)際上著名公司ABB、Comas、KUKA、BOSCH、NDC、SWISSLOG等都是機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線及物流與倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備的集成供應(yīng)商。</p><p>　　而在國(guó)內(nèi)，貨架的規(guī)范化和數(shù)字化設(shè)計(jì)與研究起步比較晚，我國(guó)于1974年在鄭州紡織機(jī)械廠建成第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)至今，己有上千座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)建成投入運(yùn)營(yíng)，這些倉(cāng)庫(kù)使用在機(jī)器制造業(yè)、電器制造業(yè)、航空港、輕工和化工企業(yè)、商儲(chǔ)業(yè)、軍

5、需部門等。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的需求不斷增加。歷史和現(xiàn)實(shí)已充分證明，使用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)能夠產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。與發(fā)達(dá)國(guó)家比，我國(guó)在自動(dòng)化程度、信息處理、可靠性等方面還有很大的差距，所以一些大型的工程往往被國(guó)外廠商所承攬。由于技術(shù)設(shè)備落后和經(jīng)費(fèi)不足等原因，我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)趕不上實(shí)際需要。目前，只有一些物流設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，如太原剛玉物流工程有限公司、湖州德馬物流有限公司和相關(guān)的科研院進(jìn)行這一些方面的工作，無(wú)論在基礎(chǔ)上，

6、在軟件工具，或是應(yīng)用情況上，相對(duì)于國(guó)際先進(jìn)水平還有相當(dāng)大的差距，特別是設(shè)計(jì)方案的參數(shù)化、分析和優(yōu)化工作開展很少，亟待解決。</p><p>　　1.1.2本課題的目的</p><p>　　本課題的目的是物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化系統(tǒng)開發(fā)的參數(shù)化建模與總體設(shè)計(jì)，用SolidWorks建立物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化模型，開發(fā)程序計(jì)算出各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)所有零部件和總裝的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)與工程圖生成。&l

7、t;/p><p>　　1.1.3本課題的研究意義</p><p>　　目前常見的貨架類型有許多種，每種貨架都有其特定的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍，其結(jié)構(gòu)精度和承載能力都有嚴(yán)格的要求。如何在滿足需求的前提下選擇安全、經(jīng)濟(jì)的貨架類型是設(shè)計(jì)者和使用者共同面臨的問(wèn)題[3]。目前，國(guó)內(nèi)的貨架設(shè)計(jì)行業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)思想上明顯滯后于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，主要存在的問(wèn)題有：①貨架設(shè)計(jì)仍以手工設(shè)計(jì)為主，計(jì)算機(jī)僅僅作為一

8、個(gè)繪圖工具，沒有充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的功能。②貨架設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)系列化、參數(shù)化的過(guò)程，國(guó)內(nèi)的貨架設(shè)計(jì)還不具有參數(shù)化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的效果，造成大量重復(fù)性的勞動(dòng)，影響設(shè)計(jì)效率和速度。③貨架設(shè)計(jì)結(jié)果幾乎全為工程二維平面圖，雖然不影響設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，但是不能更好地體現(xiàn)貨架的三維設(shè)計(jì)效果，造成銷售人員和客戶的溝通困難[4]。為了解決這些問(wèn)題，本文采用基于對(duì)象的分析方法，通過(guò)研究常見貨架形式的組成部件和共同特性，運(yùn)用三維參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)。以不破壞

9、原有設(shè)計(jì)的基本原理和基本結(jié)構(gòu)特性，產(chǎn)生和原有設(shè)計(jì)相似的新產(chǎn)品，可快速、安全、高質(zhì)量、低成本地生產(chǎn)新產(chǎn)品以滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。</p><p>　　1.2課題主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　本課題要解決的問(wèn)題是彌補(bǔ)當(dāng)前對(duì)立體貨架設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的不足，主要工作是設(shè)計(jì)規(guī)范的分析與自用規(guī)范和設(shè)計(jì)流程的形成，部分專題研究，熟悉掌握物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架設(shè)計(jì)計(jì)算方法，熟練掌握VB軟件對(duì)Soli

10、dWorks的二次開發(fā)技術(shù)，用SolidWorks建立物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化模型，開發(fā)程序計(jì)算出各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)所有零部件和總裝的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)與工程圖生成。</p><p><b>　　擬采用的研究手段：</b></p><p>　　本課題主要研究?jī)?nèi)容和研究方法如下:</p><p>　　(l)研究、分析、整理現(xiàn)行貨架設(shè)計(jì)規(guī)范，形成可行的自用設(shè)

11、計(jì)規(guī)范和流程。</p><p>　　(2)用模擬參數(shù)進(jìn)行橫梁式貨架設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)自用設(shè)計(jì)規(guī)范和流程。</p><p>　　(3)運(yùn)用成熟理論和技術(shù)，在自用設(shè)計(jì)規(guī)范和流程的框架下進(jìn)行部分專題研究:</p><p>　　1）、根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)理論，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論建立一個(gè)合理、實(shí)用、計(jì)算量小的平面貨架的力學(xué)、數(shù)學(xué)模型。</p><p>　　2）、建立立體貨

12、架的實(shí)體模型。本專題主要利用SOLIDWORKS軟件的三維建模</p><p>　　功能，建立貨架的實(shí)體模型，實(shí)現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　3）、用VB軟件對(duì)SolidWorks的二次開發(fā)技術(shù)，用SolidWorks建立物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化模型，開發(fā)程序計(jì)算出各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)所有零部件和總裝的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)與工程圖生成。</p><p><b>　　

13、1.3結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　隨著各種CAD/CAM工具應(yīng)用到制造業(yè)中，這些工具也逐步應(yīng)用到了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和貨架設(shè)計(jì)與制造。這些工具的應(yīng)用表明己經(jīng)開始將利用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)改進(jìn)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，標(biāo)志著自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和貨架設(shè)計(jì)與制造數(shù)字化設(shè)計(jì)的開始。但是從數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和貨架設(shè)計(jì)與制造的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，多數(shù)科學(xué)文獻(xiàn)、學(xué)術(shù)刊物里對(duì)貨架的研究都還停留在局部范圍，沒有對(duì)貨

14、架進(jìn)行系統(tǒng)的研究，目前仍未形成一套完善的體系。立體貨架參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)是非常有研究意義的課題，它使用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等手段，無(wú)論是對(duì)理論研究還是實(shí)際應(yīng)用，都是非常有價(jià)值的。本文通過(guò)查閱大量的資料及相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)了立體貨架參數(shù)化設(shè)計(jì)的目的、意義，其國(guó)內(nèi)外的研究程度，及本課題所用的方法及相關(guān)工具，以便于以后類似工程的設(shè)計(jì)。</p><p>　　第二章 立體貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>

15、;　　2.1貨架設(shè)計(jì)規(guī)范總結(jié)及自用設(shè)計(jì)流程規(guī)劃</p><p>　　2.1.1貨架設(shè)計(jì)的基本規(guī)范</p><p>　　根據(jù)查閱的文獻(xiàn)資料，整理現(xiàn)行的設(shè)計(jì)方法，依據(jù)《鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CECS23:90），可以將貨架的基本設(shè)計(jì)規(guī)范歸結(jié)為:</p><p>　　1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:鋼貨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵守《鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CECS23:90）的規(guī)定、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

16、》(GBJ17—88)、《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GBJ18—87)、及《鋼結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范》等的要求。</p><p>　　2) 材料選擇:鋼貨架承重結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)根據(jù)其重要性、荷載特征、連接方法、使用環(huán)境等具體情況選擇其鋼號(hào)和材質(zhì)。承重結(jié)構(gòu)的鋼材通常宜采用《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB700—88)規(guī)定的Q235鋼和《低合金結(jié)構(gòu)鋼》(GB1591—88)規(guī)定的16錳鋼。當(dāng)有可靠根據(jù)時(shí)，可采用其他鋼號(hào)。</p&

17、gt;<p>　　3) 荷載及荷載效應(yīng)組合:貨架結(jié)構(gòu)上的荷載可分為恒荷載、貨架活荷載、豎向沖擊荷載、水平荷載以及可能有的風(fēng)載、屋面活荷載(或雪載)和地震作用。貨架結(jié)構(gòu)應(yīng)按上列荷載效應(yīng)的最不利組合設(shè)計(jì)。</p><p>　　4) 構(gòu)件的基本設(shè)計(jì)規(guī)定:按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)貨架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算；按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)貨架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值和容許變形進(jìn)行計(jì)算。</p

18、><p>　　2.1.2貨架設(shè)計(jì)流程</p><p>　　根據(jù)總結(jié)的貨架設(shè)計(jì)基本規(guī)范，應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計(jì)思想與現(xiàn)有的CAD/CAM技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的一組設(shè)計(jì)參數(shù)，初步構(gòu)造出貨架的設(shè)計(jì)流程</p><p>　　貨架的模擬設(shè)計(jì)參數(shù)如下:</p><p>　　貨架高18000mm，貨架厚度 1500mm，貨閣寬度2500mm，貨閣高2000mm，最低貨閣距地

19、面為200mm，2排8層40列(合計(jì)640個(gè)貨位)，巷道寬度3500mm。</p><p>　　貨架設(shè)計(jì)要求：每個(gè)貨閣最大承載質(zhì)量2000kg。</p><p>　　貨架相對(duì)應(yīng)的托盤，尺寸要求長(zhǎng)25O0mm寬1500mm高100mm。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)流程如下：</b></p><p>　　1）貨架選型：

20、根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.1.2條例規(guī)定:在鋼結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件</p><p>　　及其連接中，不宜采用：厚度小于4mm的鋼板;壁厚小于3mm的鋼管;截面小于L型454或L型56364的角鋼(對(duì)于焊接結(jié)構(gòu))，或截面小于L型 505的角鋼(對(duì)螺栓連接)。</p><p>　　2）貨架材料的選?。簠⒄栈疽?guī)范第２條</p><p>　　3）確定整體尺寸：參照基本規(guī)范之第1

21、、2條。</p><p>　　4）貨架的載荷與工況分析：參照基本規(guī)范第3條。</p><p>　　5）貨架基本構(gòu)件的尺寸確定：參照前面總結(jié)的規(guī)范之第4條。</p><p>　　6）實(shí)體建摸與數(shù)據(jù)導(dǎo)入：建立貨架立體SolidWorks模型后，用VB編程驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　2.2 貨架簡(jiǎn)介與選型</p><p>　

22、　2.2.1 貨架簡(jiǎn)介</p><p>　　貨架布局一般為矩陣網(wǎng)狀閣式，成單行式或多行式。行間有供堆垛機(jī)械進(jìn)行作業(yè)運(yùn)行的巷道。貨閣為貨架的存儲(chǔ)基本單位，貨架的每一個(gè)方格為貨閣，一個(gè)貨閣可以有一個(gè)或多個(gè)貨位，其所在的位置按統(tǒng)一規(guī)則編碼，成為其在計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)中的地址碼。倉(cāng)庫(kù)的進(jìn)出口裝有光、電或磁原理識(shí)別裝置和記錄裝置，以便對(duì)進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)的貨物進(jìn)行識(shí)別和登記、識(shí)別標(biāo)志。</p><p>　　2.2

23、.2 貨架的類型簡(jiǎn)介</p><p><b>　　(l)立體貨架</b></p><p>　　倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)存方式自平面儲(chǔ)存向高層化立體儲(chǔ)存發(fā)展以來(lái)，貨架即成為立體倉(cāng)庫(kù)的主體。由滿足不同功能要求的各種不同形式的貨架所組成的多種多樣的自動(dòng)化、機(jī)械化倉(cāng)庫(kù)，已成為倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)以至整個(gè)物流系統(tǒng)或生產(chǎn)工藝流程中的重要環(huán)節(jié)。</p><p><b>　　(

24、2)托盤貨架</b></p><p>　　托盤貨架以儲(chǔ)存單元化托盤貨物，配以巷道式堆垛機(jī)及其他儲(chǔ)運(yùn)機(jī)械進(jìn)行作業(yè)。高層貨架多采用整體式結(jié)構(gòu)，一般是由型鋼焊接的貨架片(帶托盤)，通過(guò)水平、垂直拉桿以及橫梁等構(gòu)件聯(lián)接起來(lái)。其側(cè)面間隙，考慮在原始位置貨物的停放精度，堆垛機(jī)的停位精度，堆垛機(jī)及貨架的安裝精度等；貨物支承的寬度必須大于側(cè)面間隙，免得貨物一側(cè)處于無(wú)支承狀態(tài)。</p><p>

25、<b>　　(3)重力式貨架</b></p><p>　　重力式貨架的每一個(gè)貨格就是一個(gè)具有一定坡度的存貨滑道。入庫(kù)起重機(jī)裝入滑道的貨物單元能夠在自重作用下，自動(dòng)地從入庫(kù)端向出庫(kù)端移動(dòng)，直至滑道的出庫(kù)端或者碰上已有的貨物單元停住為止。位于滑道出庫(kù)端的第一個(gè)貨物單元被出庫(kù)起重機(jī)取走之后，在它后面的各個(gè)貨物單元便在重力作用下依次向出庫(kù)端移動(dòng)一個(gè)貨位。為減少貨箱與貨架之間的摩擦力，在存貨滑道上設(shè)有

26、輥?zhàn)踊驖L輪。</p><p><b>　　(4)貫通式貨架</b></p><p>　　貫通式貨架在同樣的空間內(nèi)比通常的托盤貨架幾乎多一倍的儲(chǔ)存能力，因?yàn)槿∠挥诟髋咆浖苤g的巷道，將貨架合并在一起，使同一層、同一列的貨物互相貫通。</p><p><b>　　(5)閣樓式貨架</b></p><p&g

27、t;　　這是一種充分利用空間的簡(jiǎn)易貨架。在己有的貨架或工作場(chǎng)地上建造一個(gè)中間閣樓以增加儲(chǔ)存面積。閣樓樓板上一般可放輕泡及中小件貨物或儲(chǔ)存期長(zhǎng)的貨物，可用叉車、輸送帶、提升機(jī)、升降臺(tái)提升貨物。閣樓上一般采用輕型小車或托盤牽引小車作業(yè)。</p><p><b>　　(6)屏掛式貨架</b></p><p>　　屏掛式貨架由百頁(yè)式掛屏和掛箱組成，適用于多品種或多規(guī)格的各種小

28、型零件的儲(chǔ)存，也可設(shè)置在手推車或托盤上，做工序間臨時(shí)儲(chǔ)存，或裝配線供料用。</p><p><b>　　(7)移動(dòng)式貨架</b></p><p>　　移動(dòng)式貨架易控制，安全可靠。每排貨架有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由裝置于貨架下的滾輪沿鋪設(shè)于地面上的軌道移動(dòng)。其突出的優(yōu)點(diǎn)是提高了空間利用率，一組貨架只需一條通道，而固定型托盤貨架的一條通道，只服務(wù)于通道內(nèi)兩側(cè)的兩排貨架。所以在相同

29、的空間內(nèi)，移動(dòng)式貨架的儲(chǔ)存能力比一般固定式貨架高得多。</p><p>　　(8)敞開式移動(dòng)貨架</p><p>　　敞開式移動(dòng)貨架其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于貨架底座內(nèi)，操作盤設(shè)于貨架端部，外形簡(jiǎn)潔，操作方便。貨架的前后設(shè)有安全分線開關(guān)，一遇障礙物整個(gè)貨架立即停止。</p><p>　　(9)封閉式移動(dòng)貨架</p><p>　　封閉式移動(dòng)貨架當(dāng)不需要存取

30、貨物時(shí)，所有貨架移動(dòng)到一起后，全部封閉，并可全部鎖住。在各貨架接口處裝有橡皮封口，也稱為封閉式貨架。</p><p><b>　　(10)旋轉(zhuǎn)式貨架</b></p><p>　　旋轉(zhuǎn)式貨架設(shè)有電力驅(qū)動(dòng)裝置(驅(qū)動(dòng)部分可設(shè)于貨架上部，也可設(shè)于貨架底座內(nèi)。貨架沿著由兩個(gè)直線段和兩個(gè)曲線段組成的環(huán)形軌道運(yùn)行。由開關(guān)或用小型電子計(jì)算機(jī)操縱。存取貨物時(shí)，把貨物所在貨格編號(hào)由控制盤

31、按鈕輸入，該貨格則以最近的距離自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至揀貨點(diǎn)停止。揀貨路線短，揀貨效率高。</p><p>　　2.2.3橫梁式貨架的介紹</p><p>　　橫梁式貨架是最流行、最經(jīng)濟(jì)的一種貨架形式、安全方便，適合各種倉(cāng)庫(kù)，直接存取貨物。是最簡(jiǎn)單也是最廣泛使用的貨架?？沙浞值乩每臻g。采用方便的托盤存取方式，有效配合叉車裝卸，極大提高作業(yè)效率。機(jī)械設(shè)備要求：反平衡式叉車或堆高機(jī)。堆高機(jī)可提高地面空間使

32、用率30%，操作高度達(dá)16米多。橫梁式貨架的特點(diǎn)：流暢的庫(kù)存周轉(zhuǎn)，可提供百分之百的挑選能力，提高平均的取貨率，提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品保護(hù)。</p><p>　　橫梁式貨架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖2-1所示:</p><p>　　圖2-1橫梁式貨架的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　鑒于橫梁式貨架結(jié)構(gòu)典型，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用廣泛，本課題在研究中將選取橫梁式貨架作為研究對(duì)象。</p>

33、<p>　　2.2.4貨架選型分析</p><p>　　桁架和剛架是工程中典型的兩種結(jié)構(gòu)，他們的基本區(qū)別是：桁架的所有結(jié)點(diǎn)雖然都是鉸接點(diǎn)，但由于桿布置方面的原因，也能保持幾何不變性；剛架則不同，它是通過(guò)剛結(jié)點(diǎn)來(lái)維持幾何不變性的。</p><p>　　目前立體貨架大多采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于剛架自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得在設(shè)計(jì)立體貨架時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要考慮一些特殊的結(jié)構(gòu)因素。</p&

34、gt;<p>　　最常見的橫梁式貨架，由于堆垛的需要，不可能在貨架的正面加斜桿，那樣將無(wú)法正常地堆垛貨物。所以，貨閣的橫梁和立柱之間只能采用剛結(jié)點(diǎn)連接，即貨架的正面采用鋼架結(jié)構(gòu)。為了保持貨架之間的穩(wěn)定性，可以在貨架之間加背撐(立柱背撐)，采用剛結(jié)。</p><p>　　側(cè)面因無(wú)堆垛的要求，故可采用斜桿鉸接的形式，以降低超靜定次數(shù)。同時(shí)也可以降低其他非荷載因素的影響。如支座移動(dòng)，溫度改變，材料收縮和制

35、造誤差等引起的結(jié)構(gòu)位移和變形，不會(huì)在靜定結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力。同時(shí)，斜桿鉸接形式使桿件截面設(shè)計(jì)趨于簡(jiǎn)單，若采用超靜定結(jié)構(gòu)，只有預(yù)先假定截面尺寸才能求出內(nèi)力，然后再根據(jù)內(nèi)力重新設(shè)計(jì)桿件截面，若設(shè)計(jì)截面與假定截面相差過(guò)大，則需要重新計(jì)算。</p><p>　　根據(jù)自定設(shè)計(jì)流程，結(jié)合現(xiàn)有的一組設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自用設(shè)計(jì)流程研究，并借助SolidWorks軟件建立貨架的實(shí)體模型。</p><p>　　2.3

36、貨架材料和其整體設(shè)計(jì)尺寸的確定</p><p>　　2.3.1貨架材料及型鋼的選取</p><p>　　為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力，防止在一定條件下出現(xiàn)脆性破壞，應(yīng)根據(jù)結(jié)果的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度和工作環(huán)境等因素綜合考慮，來(lái)選用鋼材和型材。</p><p>　　承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235、Q345、Q390、Q420鋼，其質(zhì)量應(yīng)符

37、和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB700—88)。根據(jù)材料用途，同時(shí)經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，發(fā)覺大多生產(chǎn)廠商采用的材料為Q235，貨架由立柱、橫梁、腹桿和背撐等組成，主要承受垂直方向重力荷載，對(duì)心部要求不高，參考《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB70O—88），故本設(shè)計(jì)選Q235為貨架材料。</p><p>　　在相同承載力的情況下，薄壁型鋼貨架的重量約比熱軋型貨架輕20%。所以選取冷彎薄壁型鋼為貨架材料</p><

38、p>　　2.3.2 貨架整體尺寸的確定</p><p>　　根據(jù)《鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CECS23:90）的第3.3.4條豎向框架寬度一般為0.8-1.5m，橫梁長(zhǎng)度一般為1.0-4.0m；第7.3.1條 ，庫(kù)架合一式貨架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)高度通常取12-20m。</p><p>　　恰當(dāng)?shù)卮_定貨位凈空間尺寸是立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。對(duì)于給定尺寸的貨物單元，貨位尺寸取決于單元四周

39、需要留出空隙的大小。同時(shí)在一定程度上也受到貨架結(jié)構(gòu)造型的影響。這項(xiàng)尺寸之所以重要，是因?yàn)樗苯佑绊懼鴤}(cāng)庫(kù)面積和空間利用率。</p><p>　　貨架基本參數(shù)要求:貨架總高18000mm，貨架厚度1500mm，貨閣寬度2500mm，貨閣高2000mm，最低貨閣距地面為200mm，2排8層40列(合計(jì)640個(gè)貨位)，巷道寬度2000mm，每個(gè)貨閣最大承載質(zhì)量2000kg。</p><p>　　

40、另外貨架相對(duì)應(yīng)的托盤，尺寸要求長(zhǎng)25O0mm寬1500mm高100mm </p><p>　　分析比較各類貨架特點(diǎn)，以橫梁式貨架為參考，按照上述參數(shù)進(jìn)行貨架總體布局設(shè)計(jì)。查閱文獻(xiàn)、資料，參照國(guó)家和有關(guān)行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)范，盡可能全面地總結(jié)、歸納出貨架設(shè)計(jì)計(jì)算參考規(guī)范，并按上述參數(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。橫梁式貨架需從正面堆碼貨物，所以正面一般不采用桁架結(jié)構(gòu)而采用鋼架結(jié)構(gòu)。貨物不從背面出入庫(kù)，為了合理利用空間，橫

41、梁式貨架一般以背靠背形式出現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)形狀如下圖2-2所示:</p><p>　　圖2-2橫梁式貨架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　2.4貨架載荷與工況分析</p><p>　　依據(jù)《貨架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CECS23:90）的4.1.1條，貨架上的載荷可以分為恒載荷、貨架活載荷、豎向沖擊載荷、水平載荷、以及風(fēng)載、屋面活載荷(或雪載)和地震作用。</p>

42、<p>　　1)恒荷載：貨架自重。</p><p>　　2)活荷載：擱置在貨架結(jié)構(gòu)上的貨物和貨箱的自重。</p><p>　　3)豎向沖擊荷載：存放貨物時(shí)沖擊力，取靜荷載的50%，并考慮托盤三點(diǎn)支承的因素。</p><p>　　4)水平荷載：堆垛機(jī)傳至貨架結(jié)構(gòu)的最大靜荷載和最大動(dòng)荷載。</p><p>　　5)地震作用：按最大水平

43、地震影響系數(shù)考慮水平地震作用的影響。</p><p>　　5)荷載效應(yīng)組合：恒荷載+活荷載+豎向沖擊荷載；恒荷載+活荷載+水平荷載。</p><p>　　貨架結(jié)構(gòu)應(yīng)按上述荷載效應(yīng)的最不利組合設(shè)計(jì)，但考慮到貨架僅在堆垛時(shí)的有突加載荷，故在這一章里我們主要以靜力學(xué)計(jì)算為主。</p><p>　　2.4.1立柱的受力情況[5][6]</p><p>

44、;　　立柱主要是軸向受壓，力學(xué)模型為如下圖2-3:</p><p>　　圖2-3立柱受力情況</p><p>　　由于貨物不直接加載在立柱上，而是加載在橫梁上。因此，立柱將受到軸向壓力和彎矩作用，不受扭矩和剪力。</p><p>　　2.4.2側(cè)面斜拉桿的受力情況</p><p>　　斜拉桿采用兩端交接的結(jié)構(gòu)，是典型的二力桿。故只受到軸力F作

45、用，方向如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4斜拉桿的受力</p><p>　　2.4.3橫梁的受力情況</p><p>　　橫梁受到托盤上面貨物的直接荷載，為受彎桿件，在梁上來(lái)說(shuō)，橫梁所受廣義力為彎矩M和剪力P，還有梁的自重q。其受力如圖2-5所示:</p><p>　　圖2-5 橫梁受力模型</p><p>

46、;　　本課題所設(shè)計(jì)的貨架總高為18m，貨架比較高，所以計(jì)算時(shí)，必須考慮地震對(duì)它的影響。</p><p>　　2.5 貨架主要構(gòu)件的尺寸計(jì)算和校核</p><p>　　2.5.1 立柱的確定</p><p>　　（1）立柱的強(qiáng)度和剛度</p><p><b>　　1）強(qiáng)度</b></p><p>　

47、　軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)以凈截面的平均應(yīng)力不超過(guò)鋼材的屈服強(qiáng)度為準(zhǔn)則。根</p><p>　　據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017一2003軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式，得： (2.1)</p><p>　　式中：N——軸心力。</p><p>　　A——構(gòu)件的截面面積。</p><p>　

48、　——鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度值。</p><p>　　橫梁的力學(xué)模型如圖2-6。</p><p>　　圖2-6橫梁的受力分析</p><p>　　圖中，a=200mm，b=500mm，c=150mm、=2500mm。</p><p>　　該力學(xué)模型屬于超靜定問(wèn)題，采用力法[7]求解。</p><p>　　圖2-7力法求解

49、示意圖</p><p>　　由于橫梁自重對(duì)于荷載較小，故可省略。采用簡(jiǎn)支梁為基本結(jié)構(gòu)，基本體系如圖2-7(b)所示，其余未知力為梁彎矩、和水平反力，典型方程為:</p><p><b>　　(2.2)</b></p><p>　　通過(guò)解力法正則方程，得到：</p><p><b>　　(2.3)</b&g

50、t;</p><p><b>　　(2.4)</b></p><p>　　式中：——至結(jié)點(diǎn)的距離。</p><p><b>　　——至結(jié)點(diǎn)的距離。</b></p><p>　　因?yàn)楹团c呈線性關(guān)系，即可利用疊加得出結(jié)果和。</p><p><b>　　(2.5)<

51、;/b></p><p><b>　　(2.6)</b></p><p>　　解出和之后，可以用靜定平衡方程解出剪力。</p><p><b>　　結(jié)點(diǎn)剪力的計(jì)算：</b></p><p>　　利用平衡公式，可以計(jì)算出點(diǎn)的剪力。計(jì)算如下：</p><p><b&g

52、t;　?。?.7）</b></p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　此時(shí)可以通過(guò)所得結(jié)果解出支座的反力，該反力即貨架立柱一個(gè)結(jié)點(diǎn)的軸力。貨架總共有8層，邊排立柱要承受8個(gè)結(jié)點(diǎn)載荷，而中間立柱要承受16個(gè)結(jié)點(diǎn)荷載。為了降低生產(chǎn)的成本，應(yīng)該采用同截面的立柱。所以，中間立柱的軸力為16，即：</p><p>&

53、lt;b>　　（2.9）</b></p><p>　　所以，截面面積可以通過(guò)變換，可得截面面積：</p><p>　　式中：；(抗壓)，所以，截面面積為：</p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　邊排立柱受力如圖2-8所示，由于沒有彎矩平衡，所以邊排立柱屬于壓彎組合桿件。Q

54、235服從胡克定律從而可以利用先行疊加原理來(lái)計(jì)算。</p><p>　　圖2-8邊排立柱的受力圖</p><p>　　可以預(yù)見，立柱的危險(xiǎn)截面在橫梁和立柱的交點(diǎn)處。開始計(jì)算時(shí)，可以不考慮軸力p的作用，只根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件選取出抗彎截面系數(shù)W，其計(jì)算為:</p><p><b>　?。?.11）</b></p><p>　　

55、式中：W——立柱截面系數(shù)。</p><p>　　——彎矩最大值，由式（2.18）計(jì)算出的。</p><p>　　——許用應(yīng)力，根據(jù)《鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CECS23:90N）的第3.2.1條鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表2-1采用。</p><p>　　表2-1鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（）</p><p>　　取

56、</p><p><b>　　故：</b></p><p><b>　　（2.12）</b></p><p>　　則立柱危險(xiǎn)截面的最大應(yīng)力點(diǎn)壓應(yīng)力為：</p><p>　　式中：N——立柱的軸向壓力，為N=91.832576kN。</p><p>　　Ａ——立柱橫截面面積。&

57、lt;/p><p><b>　　（2）剛度</b></p><p>　　剛度通過(guò)限制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017—2003第44頁(yè)</p><p><b>　?。?.13）</b></p><p>　　式中：——構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比，對(duì)于

58、僅承受力載荷的桁架為自重產(chǎn)生彎曲的豎向平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比，其它情況為構(gòu)件最大長(zhǎng)細(xì)比。</p><p>　　——構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度。</p><p>　　——截面的回轉(zhuǎn)半徑。</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)［7］，以及立柱的力學(xué)模型分析，長(zhǎng)度系數(shù)理論值1.0、建議值取1.2，在此，取=1.2。則計(jì)算長(zhǎng)度為：</p><p><b>　?。?.1

59、4）</b></p><p>　　查表得：柱、桁架的容許長(zhǎng)細(xì)比所以，截面的回轉(zhuǎn)半徑為:</p><p><b>　　（2.15）</b></p><p>　　近年來(lái)，諸多貨架生產(chǎn)商采用較為流行的一種立柱是截面類似形狀的冷彎薄壁型鋼(見圖2-9)，并稱之為鋼。該類型鋼到目前為止尚未形成國(guó)標(biāo)，也沒有哪家企業(yè)公布該類型鋼的截面特性。利用S

60、olidWorks Simulation進(jìn)行了模擬受力實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)同等荷載(主要是軸向受壓條件)下，鋼受力情況優(yōu)于其它國(guó)標(biāo)類的型鋼(熱軋工字鋼(GB/T7O6—1998)、H型鋼(GB/T11263—1998)、冷彎不等邊角鋼(GB/T6723—1986、冷彎等邊角鋼GB/T6723—1998))。</p><p><b>　　圖2-9 鋼形狀</b></p><p>

61、　　模擬對(duì)象：取與貨架等高的各類型鋼作為立柱。</p><p>　　模擬條件：型鋼上下兩端皆為剛接，力邊界條件各孔的下半部受面荷載9.81O00N。</p><p>　　分析提取參數(shù)：受力后的變形量、應(yīng)力和應(yīng)變。</p><p>　　通過(guò)借助ANSYS軟件的分析，選取鋼為立柱截面。初選截面尺寸如下圖2-10：</p><p>　　圖2-10

62、立柱截面形狀</p><p>　　2.5.2橫梁的確定</p><p>　　橫梁直接承受貨物的重量，其變形主要為垂直方向的變形，屬于抗彎件，在節(jié)點(diǎn)處還有剪力作用。提高彎曲剛度的一般措施是：（1）改善結(jié)構(gòu)形式、減小彎矩?cái)?shù)值；（2）選擇合理的截面形狀。在這兩個(gè)因素中，彎矩?cái)?shù)值優(yōu)化的空間不大，因?yàn)樨涢w的尺寸己經(jīng)很小，很難通過(guò)擺放貨物位置來(lái)減小彎矩大小。主要通過(guò)因素（2）來(lái)提高橫梁的彎曲剛度。純彎

63、曲條件正應(yīng)力公式為:</p><p><b>　　（2.16）</b></p><p>　　即正應(yīng)力大小與截面慣性矩成反比，在彎矩不變條件下減小應(yīng)力，我們應(yīng)該增大截面慣性矩。而不同形狀的截面，盡管面積相同，但慣性矩卻不一定相等，所以選取形狀合理的截面增大慣性矩的數(shù)值，也是提高彎曲剛度的有效措施。</p><p>　　彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件為：&l

64、t;/p><p><b>　?。?.17）</b></p><p><b>　　若將其改寫成：</b></p><p>　　式中：——梁可承受的最大彎矩。</p><p>　　——梁的設(shè)計(jì)許可應(yīng)力。</p><p>　?。住箯澖孛嫦禂?shù)。</p><p>

65、;　　從式中可看出與Ｗ成正比，Ｗ越大越有利。另一方面，使用材料的多少和自重的大小，則與截面面積A成正比，面積越小越經(jīng)濟(jì)，越輕巧。因而合理的截面系數(shù)形狀應(yīng)該是截面面積A越小，而抗彎截面系數(shù)W越大。理論上，彎曲時(shí)梁截面上的點(diǎn)離中性軸越遠(yuǎn)，正應(yīng)力越大。為了充分利用材料，應(yīng)盡可能把材料置放在離中性軸較遠(yuǎn)處。由此可知，圓截面和矩形截面在中性軸附近聚集較多的材料，使其未能充分發(fā)揮作用。同時(shí)在本設(shè)計(jì)中，橫梁不受扭矩作用，故空心截面的性價(jià)比優(yōu)于實(shí)心的矩

66、形和圓截面。</p><p>　　最后指出，彎曲變形還與一材料的彈性模量有關(guān)，對(duì)于E值不同的材料來(lái)說(shuō)，E值越大彎曲變形越小。但是各種鋼材的彈性模量E大致相同，所以為提高彎曲剛度而采用鋼強(qiáng)度的鋼材，性價(jià)比并不明顯。</p><p>　　在立柱的常規(guī)計(jì)算中，己經(jīng)敘述了立柱屬于超靜定結(jié)構(gòu)，而且已經(jīng)用力法解出支點(diǎn)的彎矩為：，變成基本結(jié)構(gòu)(如圖2-11)后，分析如下:</p><

67、p>　　圖2-11 橫梁受力分析</p><p>　　其最大彎矩出現(xiàn)在，處，其值為：</p><p><b>　?。?.18）</b></p><p>　　式中：——橫梁最大彎矩。</p><p>　　Ｆ——橫梁豎向力9.8／3KN。</p><p>　　a+2b——距離，其值為1.150

68、m。</p><p>　　所以橫梁的最大彎矩為：</p><p><b>　　（2.19）</b></p><p>　　由此可得根據(jù)式(2.12)計(jì)算出抗彎截面系數(shù)W如下:</p><p><b>　?。?.20）</b></p><p>　　根據(jù)抗彎截面系數(shù)查表可以選取冷彎

69、等邊槽鋼(GB6723—1986)、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼(GB6723—1986)、和冷彎型空心矩形鋼（GB6728—2002）如圖2-12：</p><p>　　圖2-12 冷彎等邊槽鋼、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼、冷彎型空心矩形鋼</p><p>　　等型材，利用模擬分析軟件SolidWorks Simulation進(jìn)分析比較。</p><p>　　模擬對(duì)象：取與橫梁等長(zhǎng)的各類型

70、鋼作為橫梁。</p><p>　　模擬條件：取型鋼上左右端皆為鋼結(jié)，力邊界條件為圖所示的位置加載 9.8/3KN。</p><p>　　兩端結(jié)點(diǎn)加載彎矩5.07558kN·m。</p><p>　　通過(guò)借助Simulation的分析，對(duì)結(jié)果的比較發(fā)現(xiàn)，所選的三種型鋼都滿足撓度要求和強(qiáng)度要求。考慮當(dāng)前市場(chǎng)行情，空心矩形鋼相較于U型鋼和C型鋼價(jià)格更合理，所以采

71、用空心矩形鋼。</p><p>　　2.5.3掛片的確定 </p><p>　　掛片主要用于立柱與橫梁的連接，這種連接的特點(diǎn)是可以靈活更換貨閣的大小，拆裝快速、方便。其與立柱的連接采用插拔形式，與橫梁的連接采用焊接，由于堆放貨物的瞬間屬于動(dòng)荷載，故掛片與橫梁應(yīng)至少三面圍焊，所有圍焊處必須連續(xù)施焊，形式如圖2-13所示。</p><p>　　圖2-13 立柱與橫梁的連

72、接</p><p>　　2.5.4側(cè)面斜桿的設(shè)計(jì)</p><p>　　采用冷彎空心矩形鋼(GB/T6728——2002)mm，其結(jié)構(gòu)見圖2-14</p><p>　　圖2-14 側(cè)面斜桿尺寸</p><p>　　2.5.5框架拉桿的確定</p><p>　　由于貨架是背靠背設(shè)計(jì)的，兩排貨架屬于對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使用框間拉桿可以

73、平衡兩排貨架所受的相反力，增加貨架的穩(wěn)定性。如圖2-15。</p><p>　　框間拉桿選取與斜桿相同的截面，兩端的螺栓連接，使用M8螺栓。</p><p>　　圖2-15 框間拉桿</p><p>　　2.5.6柱腳結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　柱腳與立柱的連接，采用插拔式結(jié)構(gòu)，柱腳和柱腳螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)與選取，參照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行

74、選取的，柱腳根據(jù)立柱的截面尺寸設(shè)計(jì)為200x160x20mm。其結(jié)構(gòu)如圖2-16所示。</p><p>　　地腳螺釘根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，其直徑的選取不得小于15mm，所以，本文選M20的地腳螺釘，地腳螺栓的預(yù)埋深度定為18Omm。其他結(jié)構(gòu)上的連接螺栓都選用M10。</p><p><b>　　圖2-16 柱腳</b></p><p>

75、　　2.5.7 建立實(shí)體模型</p><p>　　根據(jù)以確定的尺寸，應(yīng)用SolidWorks軟件，建立實(shí)體模型，貨架結(jié)構(gòu)中的基本單元如下圖2-17。</p><p>　　圖2-17 實(shí)體模型</p><p>　　第三章 SolidWorks建模過(guò)程</p><p><b>　　3.1各部件設(shè)計(jì)</b></p>

76、<p>　?。?）通過(guò)第二章的貨架選型及尺寸的設(shè)計(jì)，畫出各個(gè)部件，下圖為貨架的立柱整體圖3-1和局部大圖3-2。</p><p>　　圖3-1 立柱整體圖</p><p>　　圖3-2 立柱局部大圖</p><p>　　（2）貨架的橫梁整體圖3-3和局部大圖3-4。</p><p>　　圖3-3 橫梁整體圖</p>

77、<p>　　圖3-4 橫梁的局部大圖</p><p>　?。?）貨架的短梁整體圖3-5。</p><p>　　圖3-5 短梁的整體圖</p><p>　?。?）貨架的斜梁整體圖3-6。</p><p>　　圖3-6 斜梁整體圖</p><p>　　（5）貨架的托盤支撐桿整體圖3-7。</p>

78、<p>　　圖3-7 托盤支撐桿整體圖</p><p>　　（6）貨架的托盤整體圖3-8。</p><p><b>　　圖3-8 托盤</b></p><p>　?。?）貨架的框間拉桿整體圖3-9。</p><p>　　圖3-10 框間拉桿</p><p>　?。?）貨架的柱腳整體圖3-

79、11。</p><p>　　圖3-11 底座整體圖</p><p>　　（9）貨架的螺栓、螺母、彈簧墊片整體圖3-12，上層為M8，下層為M10。</p><p>　　圖3-12 螺栓、螺母、彈簧墊片整體圖</p><p>　　（10）貨架整體裝配圖3-13。</p><p>　　圖3-13 貨架整體裝配體</p

80、><p><b>　　3.2裝配過(guò)程</b></p><p>　　先畫驅(qū)動(dòng)立柱1的草圖1，再插入零部件——立柱，然后添加方程式D1@凸臺(tái)-拉伸1@立柱.part=D2@草圖3。</p><p>　　畫驅(qū)動(dòng)橫梁的草圖2，為了使橫梁與立柱完全定義，草圖與立柱的關(guān)系要預(yù)先計(jì)算好。再插入零部件——橫梁，然后橫梁與草圖裝配，最后添加方程式D1@凸臺(tái)-拉伸2@

81、橫梁.part=D3@草圖2。</p><p>　　畫驅(qū)動(dòng)立柱2的草圖3，為了使立柱與橫梁完全定義，草圖與橫梁的關(guān)系預(yù)先計(jì)算好。再插入零部件——立柱，然后立柱與橫梁和草圖裝配。</p><p>　　畫驅(qū)動(dòng)短梁的草圖4，為了使短梁與立柱完全定義，草圖與短梁的關(guān)系預(yù)先計(jì)算好。再插入零部件——短梁，然后短梁與草圖裝配。最后添加方程式D1@凸臺(tái)-拉伸1@短梁.part=D3@草圖4。</p&

82、gt;<p>　　插入零部件——立柱3，立柱與短梁和草圖3裝配，使之完全定義。</p><p>　　插入零部件——橫梁，橫梁與立柱和草圖3裝配，使之完全定義。</p><p>　　插入零部件——立柱、短梁，進(jìn)行裝配。</p><p>　　在立柱2上插入基準(zhǔn)面1，為使斜梁與立柱2、立柱3完全定義，通過(guò)計(jì)算立柱與斜梁的角度，以確定基準(zhǔn)面與立柱的角度。畫驅(qū)動(dòng)

83、斜梁的草圖5，然后插入零部件——斜梁，最后斜梁與草圖裝配。最后添加方程式D1@凸臺(tái)-拉伸1@斜梁.part=D2@草圖14，其余斜梁裝配同理，貨架兩邊各裝配兩個(gè)斜梁。</p><p>　　插入零部件——托盤支撐桿，使之與橫梁裝配，然后添加方程式D1@凸臺(tái)-拉伸2@托盤支撐桿.part=D2@草圖14 - 8。最后沿著橫梁方向進(jìn)行線性零部件陣列，使托盤支撐桿均等分布。</p><p>　　插

84、入零部件——托盤，使之與橫梁和托盤支撐桿裝配，然后添加方程式D1@凸臺(tái)-拉伸1@托盤.part=D3@草圖2（長(zhǎng)），D1@草圖1@托盤.part=D3@草圖4 +110（寬）。</p><p>　　線性零部件陣列托盤支撐桿、托盤和橫梁。單元貨架完成。下圖3-14為裝配關(guān)系的方程式。</p><p>　　圖3-14 裝配關(guān)系的方程式</p><p><b>

85、　　3.3結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　通過(guò)用SolidWorks對(duì)立體貨架建模，為后續(xù)的VB二次開發(fā)做好準(zhǔn)備。由于VB驅(qū)動(dòng)SolidWorks時(shí)容易錯(cuò)，即過(guò)定義或欠定義。筆者在初次驅(qū)動(dòng)時(shí)，貨架出現(xiàn)散架。通過(guò)筆者多次嘗試，終于找到適合初學(xué)者的方法：1.部件裝配時(shí)一定要有順序，例如逆時(shí)針或順時(shí)針裝配，從下向上裝配或從上向下裝配。2.邊裝配邊調(diào)試程序，這樣能讓初學(xué)者輕松地知道錯(cuò)誤的地方。</p&

86、gt;<p>　　第四章 VB對(duì)SolidWorks二次開發(fā)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 SolidWorks二次開發(fā)技術(shù)</p><p>　　4.1.1 SolidWorks二次開發(fā)平臺(tái)</p><p>　　SolidWorks提供的強(qiáng)大的二次開發(fā)接口——SolidWorks的API(Application Programming Inter

87、face)應(yīng)用編程接口，是基于OLE Automation的編程接口，其中包含了數(shù)以百計(jì)的功能函數(shù)，這些函數(shù)提供了程序員直接訪問(wèn)SolidWorks的能力。目前的SolidWorks版本不僅提供了VB, VBA, C, VC++, SolidWorks宏等開發(fā)接口，還增加了對(duì)Visual Studio.NET的開發(fā)接口，可以方便的對(duì)其進(jìn)行二次開發(fā)。</p><p>　　目前，許多單位和企業(yè)從不同的領(lǐng)域?qū)olid

88、Works二次開發(fā)技術(shù)進(jìn)行研究，取得了大量的成果。其研究主要集中在機(jī)械產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、通用件庫(kù)及模具設(shè)計(jì)等方面[8]。隨著SolidWorks軟件版本的不斷升級(jí)及二次開發(fā)技術(shù)的成熟，其應(yīng)用的范圍也將越來(lái)越廣。</p><p>　　根據(jù)對(duì)回轉(zhuǎn)式立體庫(kù)設(shè)計(jì)和開發(fā)的要求，以及SolidWorks提供的強(qiáng)大的二次開發(fā)功能，本課題選擇SolidWorks軟件作為此次二次開發(fā)的平臺(tái)。</p><p>

89、　　4.1.2 SoGdWorks API對(duì)象概述[9][10]</p><p>　　SolidWorks支持OLE標(biāo)準(zhǔn)，完全實(shí)現(xiàn)了OLE自動(dòng)化。作為一個(gè)OLE服務(wù)器，SolidWorks提供了大量的OLE對(duì)象，以及這些對(duì)象所擁有的方法和屬性，用戶通過(guò)在客戶應(yīng)用程序中對(duì)這些OLE對(duì)象及其方法和屬性的操作，可以在自己開發(fā)的應(yīng)用軟件中實(shí)現(xiàn)諸如生成直線、構(gòu)造實(shí)體、檢查曲面表面參數(shù)等幾乎所有的SolidWorks軟件功能

90、。</p><p>　　圖4-1是SolidWorks API對(duì)象的一個(gè)詳細(xì)梗概，它并不代表對(duì)象的起源層次或唯一的來(lái)去途徑[11]。從圖中可以看到SolidWorks API的對(duì)象分為若干層，每一層又包括若干對(duì)象。每一個(gè)對(duì)象都有自己的屬性、方法和事件。</p><p>　　SldWorks對(duì)象是SolidWorks API中的最高層的對(duì)象，它能夠直接和間接地訪問(wèn)SolidWorks API

91、中的所有其他對(duì)象。利用它，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的最基本的操作，如生成、打開、關(guān)閉、結(jié)束文件、重排圖標(biāo)和窗口、設(shè)置當(dāng)前激活文件、生成屬性定義，也可以對(duì)SolidWorks的系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。ModelDoc2對(duì)象屬于模型層，是SldWorks的子對(duì)象。用ModelDoc2對(duì)象可以實(shí)現(xiàn)視圖設(shè)置、輪廓線修改、參數(shù)控制、對(duì)象選擇、打開和保存文檔、生成編輯特征參量、生成框架等與實(shí)體模型相關(guān)的各種操作。在SolidWorks中，有三種主要的文件類型：零

92、件、工程圖和裝配體[12]。</p><p>　　每種文件類型有它自己的API對(duì)象及相關(guān)的一套函數(shù)。零件、工程圖和裝配體的API對(duì)象分別為PartDoc, DrawingDoc和AssemblyDoc。PartDoc對(duì)象提供了一些執(zhí)行零件模型操作的函數(shù)，如:生成體和特征、執(zhí)行壓縮操作、獲得零件范圍、通過(guò)名稱查詢實(shí)體等[13]。DrawingDoc對(duì)象提供了一些執(zhí)行工程圖操作的函數(shù)，例如，生成、對(duì)齊、訪問(wèn)工程圖視區(qū)

93、等函數(shù)。AssemblyDoc對(duì)象提供了一些執(zhí)行裝配體操作的函數(shù)，例如，添加新的零部件、添加配合條件、隱藏和爆炸零部件等函數(shù)。</p><p>　　圖4-1 SolidWorks API對(duì)象</p><p><b>　　4.2程序代碼</b></p><p>　　SolidWorks提供了多種工具的開發(fā)接口，包括目前人們常用的VBA, Delp

94、hi,VC++等。新版本的SolidWorks-API-SDK增加了對(duì)Visual Studio.NET的開發(fā)，使其二次開發(fā)跟上了軟件工具的升級(jí)速度。</p><p>　　Visual Basic語(yǔ)言規(guī)則簡(jiǎn)單，不如其他的高級(jí)語(yǔ)言(如C++, Delphi等)那么復(fù)雜，但它的功能很全、使用簡(jiǎn)捷，用戶只要掌握幾個(gè)關(guān)鍵詞就可以開始建立實(shí)用的應(yīng)用程序。使用Visual Basic，即使是初學(xué)者，也可以編寫出漂亮的應(yīng)用程序

95、。所以本課題的驅(qū)動(dòng)代碼選擇用Visual Basic 6.0進(jìn)行編程驅(qū)動(dòng)[14]。</p><p>　　4.3 Visual Basic 6.0開發(fā)SolidWorks的步驟</p><p>　　1）啟動(dòng)Visual Basic 6.0，新建一個(gè)工程，如下圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 “新建工程”對(duì)話框</p><p>　　2

96、）單擊【確定】按鈕，進(jìn)入程序設(shè)計(jì)環(huán)境，如下圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 程序設(shè)計(jì)環(huán)境</p><p>　　3）在【Form1】里添加控件，修改其屬性，形成與用戶的互交界面。如下圖4-3所示。</p><p><b>　　圖4-3 窗體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4）驅(qū)動(dòng)程序<

97、/b></p><p>　　Option Explicit</p><p>　　Private Sub Form_Load()</p><p>　　Combo1.Clear</p><p>　　Combo1.AddItem "1"</p><p>　　Combo1.AddItem "

98、2"</p><p>　　Combo1.AddItem "3"</p><p>　　Combo1.AddItem "4"</p><p>　　Combo1.AddItem "5"</p><p>　　Combo1.AddItem "6"</p>

99、;<p>　　Combo1.AddItem "7"</p><p>　　Combo1.AddItem "8"</p><p>　　Combo1.AddItem "9"</p><p>　　Combo1.AddItem "10"</p><p><

100、;b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub Command1_Click()</p><p>　　Dim part As Object</p><p>　　Dim strfilename As String</p><p>　　Dim longstatus As Long</p>

101、<p>　　Dim C As Double</p><p>　　Dim K As Double</p><p>　　Dim G As Double</p><p>　　Dim CJ As Double</p><p>　　Dim N As Integer</p><p>　　Dim a As Intege

102、r</p><p>　　Dim M As Integer</p><p>　　Dim b As Double</p><p>　　Dim i As Integer, q As Integer, j As Integer, t As Integer</p><p>　　Dim d As Double</p><p>　　

103、Dim p As Double</p><p>　　Dim x As Integer</p><p>　　Dim y As Double</p><p>　　Dim f As Double</p><p>　　If Dir(strfilename) = "" Then</p><p>　　MsgBo

104、x ("文件不存在，請(qǐng)檢查路徑是否正確：" & vbCrLf & strfilename)</p><p><b>　　Exit Sub</b></p><p><b>　　End If</b></p><p>　　strfilename = "C:\Documents and

105、 Settings\Administrator\桌面\貨架參數(shù)化AA\貨架參數(shù)化.SLDASM"</p><p>　　Set swApp = CreateObject("sldworks.application")</p><p>　　swApp.Visible = True</p><p>　　Set part = swApp.Ope

106、nDoc4(strfilename, 1, 0, "", longstatus)</p><p>　　Set part = swApp.ActivateDoc("貨架參數(shù)化.SLDASM")</p><p>　　C = Text1.Text</p><p>　　K = Text2.Text</p><p&g

107、t;　　G = Text3.Text</p><p>　　CJ = Text4.Text</p><p>　　M = Text6.Text</p><p>　　N = Combo1.Text</p><p>　　part.Parameter("D3@草圖2").SystemValue = C / 1000 '橫

108、梁長(zhǎng)</p><p>　　part.Parameter("D1@基準(zhǔn)面2").SystemValue = (K + 29) / 1000 '螺栓</p><p>　　part.Parameter("D2@草圖3").SystemValue = G / 1000 '立柱高</p><p>　　part.Par

109、ameter("D8@草圖8@立柱.SLDPRT").SystemValue = (G - 200 - 25) \ 80 + 1 '立柱與橫梁接口個(gè)數(shù)</p><p>　　part.Parameter("D5@草圖9@立柱.SLDPRT").SystemValue = (G - 250 - 62) \ 400 + 1</p><p>　　p

110、art.Parameter("D4@草圖10@立柱.SLDPRT").SystemValue = (G - 250 - 5) \ 80 + 1</p><p>　　x = (G - 250 - 5) \ 80 + 1</p><p>　　part.Parameter("D3@局部線性陣列3").SystemValue = (80 * (x - 1)

111、- 80 - 3 * 80) / 1000</p><p>　　part.Parameter("D3@局部線性陣列4").SystemValue = (80 * (x - 1) - 80 - 3 * 80) / 1000</p><p>　　part.Parameter("D3@草圖4").SystemValue = K / 1000 '短

112、梁長(zhǎng)</p><p>　　part.Parameter("D1@基準(zhǔn)面3").SystemValue = Atn(400 / (K - 40)) '基準(zhǔn)面1</p><p>　　part.Parameter("D1@基準(zhǔn)面4").SystemValue = Atn(400 / (K - 40)) '基準(zhǔn)面2</p>

113、<p>　　d = (K - 40) * (K - 40) + 160000 '+ 400 * 400</p><p>　　part.Parameter("D2@草圖14").SystemValue = (Sqr(d) + 40) / 1000 '400 / Sin(d) + 40 '斜梁長(zhǎng)</p><p>　　j = (G - 41

114、0 - 320) \ (12 * 80) '斜梁</p><p>　　part.Parameter("D3@局部線性陣列10").SystemValue = (j * 80 * 12 + 240) / 1000 '拉桿</p><p>　　part.Parameter("D3@局部線性陣列9").SystemValue = (j *

115、 80 * 12 + 240) / 1000</p><p>　　part.Parameter("D1@局部線性陣列6").SystemValue = j</p><p>　　part.Parameter("D1@局部線性陣列5").SystemValue = j</p><p>　　y = (80 * (x - 1) - 8

116、0 - 3 * 80) / 1000</p><p>　　For t = 12 To 1000</p><p>　　f = (80 * t) / 1000</p><p>　　If (y - f * j) < (80 * j / 1000) Then</p><p>　　part.Parameter("D3@局部線性陣列5&q

117、uot;).SystemValue = f</p><p>　　part.Parameter("D3@局部線性陣列6").SystemValue = f</p><p><b>　　Exit For</b></p><p><b>　　End If</b></p><p><