畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)已經(jīng)成為代物流系統(tǒng)中迅速發(fā)展的一個(gè)重要組成部分, 它具有節(jié)約用地、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、消除差錯(cuò)、提高倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化水平及管理水平、提高管理和操作人員素質(zhì)、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗、有效地減少流動(dòng)資金的積壓、提高物流效率等諸多優(yōu)點(diǎn)[1]。與計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以及與生產(chǎn)線緊密相連的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)更是當(dāng)今計(jì)

2、算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)及柔性制造系統(tǒng)(FMS)必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。</p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，物流供應(yīng)鏈中蘊(yùn)藏的巨大潛力越來(lái)越引起人們的注意。而物流中心則是物流供應(yīng)鏈中重要的樞紐之一。它是接受并處理下游用戶的訂貨信息，對(duì)上游供應(yīng)方的大批量貨物進(jìn)行集中儲(chǔ)存、加工等作業(yè)，并向下游進(jìn)行批量轉(zhuǎn)運(yùn)的設(shè)施和機(jī)構(gòu)。</p><p>　　1.1課題的背景及目的</p

3、><p>　　立體倉(cāng)庫(kù)在現(xiàn)代物料倉(cāng)儲(chǔ)與小區(qū)車(chē)輛停放等應(yīng)用比較廣泛的一個(gè)技術(shù)，隨著土地資源的匱乏，立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)顯得越來(lái)越重要[2]。因此本課題的選擇有一定的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　本課題研究的目的是研究出教學(xué)所用到的立體倉(cāng)庫(kù)的提升與送物部分的設(shè)計(jì)，為以后所開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)做好硬件準(zhǔn)備，以期給同學(xué)們以形象準(zhǔn)確的實(shí)物印象和實(shí)驗(yàn)的積極性。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外

4、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　倉(cāng)庫(kù)的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。1963年美國(guó)率先在高架倉(cāng)庫(kù)中采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù)。此后，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在美國(guó)和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門(mén)的學(xué)科[3]。60年代中期，日本開(kāi)始興建立體倉(cāng)庫(kù)，并且發(fā)展速度越來(lái)越快，成為當(dāng)今世界上擁有自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)最多的國(guó)家之一。</p><p>　　對(duì)立

5、體倉(cāng)庫(kù)及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開(kāi)始并不晚，1973年開(kāi)始研制我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，該庫(kù)1980年投入運(yùn)行。到2003年為止，我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)數(shù)量已超過(guò)200座。立體倉(cāng)庫(kù)由于具有很高的空間利用率、很強(qiáng)的入出庫(kù)能力、采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理而利于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，越來(lái)越受到企業(yè)的重視。 </p><p>　　1.3自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的分類及其特點(diǎn)<

6、/p><p>　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（AS/RS）是由立體貨架、有軌巷道堆垛機(jī)、出入庫(kù)托盤(pán)輸送機(jī)系統(tǒng)、尺寸檢測(cè)條碼閱讀系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)以及其他如電線電纜橋架配電柜、托盤(pán)、調(diào)節(jié)平臺(tái)、鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)等輔助設(shè)備組成的復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)。運(yùn)用一流的集成化物流理念，采用先進(jìn)的控制、總線、通訊和信息技術(shù)，通過(guò)以上設(shè)備的協(xié)調(diào)動(dòng)作，按照用戶的需要完成指定貨物的自動(dòng)有序、快速準(zhǔn)確、高效的入庫(kù)出庫(kù)作業(yè)。

7、</p><p>　?。?）提高空間利用率 　　</p><p>　　立體庫(kù)的空間利用率與其規(guī)劃緊密相連[4]。一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化高架倉(cāng)庫(kù)其空間利用率為普通平庫(kù)的2-5倍。這是相當(dāng)可觀的。 　　</p><p>　?。?）便于形成先進(jìn)的物流系統(tǒng)，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平</p><p>　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)采用先進(jìn)的自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備，不僅能使貨物在

8、倉(cāng)庫(kù)內(nèi)按需要自動(dòng)存取，而且可以與倉(cāng)庫(kù)以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)的連接，并通過(guò)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備使倉(cāng)庫(kù)成為企業(yè)生產(chǎn)物流中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　企業(yè)外購(gòu)件和自制生產(chǎn)件進(jìn)入自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存是整個(gè)生產(chǎn)的一個(gè)環(huán)節(jié)，短時(shí)儲(chǔ)存是為了在指定的時(shí)間自動(dòng)輸出到下一道工序進(jìn)行生產(chǎn)，從而形成一個(gè)自動(dòng)化的物流系統(tǒng)，這是一種“動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存”，也是當(dāng)今自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)發(fā)展的一個(gè)明顯的技術(shù)趨勢(shì)。 </p><

9、p>　　1.4自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用</p><p>　　自動(dòng)化立體庫(kù)在我國(guó)應(yīng)用非常廣泛：</p><p><b>　　醫(yī)藥生產(chǎn)、配送；</b></p><p>　　汽車(chē)制造：國(guó)內(nèi)最早應(yīng)用應(yīng)用自動(dòng)化立體庫(kù)的領(lǐng)域之一；</p><p>　　機(jī)械制造[5]：是廣泛應(yīng)用自動(dòng)化立體庫(kù)的領(lǐng)域之一；</p><

10、;p>　　電子：聯(lián)想等電子領(lǐng)域在2000年后開(kāi)始采用自動(dòng)化立體庫(kù)系統(tǒng)；</p><p>　　煙草制造業(yè)、配送：廣泛采用自動(dòng)化立體庫(kù)系統(tǒng)，</p><p>　　機(jī)場(chǎng)貨運(yùn)：目前各主要機(jī)場(chǎng)均采用立體庫(kù)系統(tǒng)，用于行李處理；</p><p>　　地鐵：隨著我國(guó)地鐵建設(shè)的蓬勃興起，自動(dòng)化立體庫(kù)應(yīng)用大面積展開(kāi)；</p><p><b>　　

11、服裝、酒、牛奶；</b></p><p>　　化工、印刷、出版、圖書(shū)；</p><p>　　軍隊(duì)、后勤、裝備等尤為普遍；</p><p>　　其他：還有很多領(lǐng)域應(yīng)用了自動(dòng)化立體庫(kù)，如巖芯庫(kù)、輪胎庫(kù)、教學(xué)庫(kù)等。</p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　總

12、體設(shè)計(jì)是立體倉(cāng)庫(kù)的提升與送物部分設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是立體倉(cāng)庫(kù)具體內(nèi)容的總體描述。因此，在對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的提升與送物部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)之前，必須對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。立體倉(cāng)庫(kù)的總體設(shè)計(jì)要遵循立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則及其相關(guān)要求。</p><p>　　立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則</p><p>　?、賯}(cāng)庫(kù)建設(shè)規(guī)模和儲(chǔ)存能力應(yīng)滿足工廠本世紀(jì)內(nèi)不斷發(fā)展的需要。</p><p>　?、趥}(cāng)庫(kù)的

13、結(jié)構(gòu)與功能注重實(shí)用性,符合工廠所需物資品種儲(chǔ)存的需要。</p><p>　?、厶峁┝己玫谋９軛l件和保管環(huán)境,有利于提高保管質(zhì)量,減少物資消耗。</p><p>　?、茏鳂I(yè)方便,機(jī)動(dòng)靈活,多種作業(yè)方式并存,有利于提高作業(yè)效率和質(zhì)量。</p><p>　　⑤倉(cāng)庫(kù)建筑和設(shè)備應(yīng)滿足防火、防盜和人身安全方面的要求,確保倉(cāng)庫(kù)安全。</p><p>　?、?/p>

14、采取適用技術(shù)和設(shè)備,不虛榮華貴,降低工程造價(jià)和日后運(yùn)用費(fèi)用。</p><p>　　提升與送物部分設(shè)計(jì)的參數(shù)要求</p><p>　　負(fù)載重量G=150N；</p><p>　　托盤(pán)尺寸為 300mm×300mm×20mm；</p><p>　　提升與送物部分移動(dòng)范圍及其速度：</p><p>　　X

15、=600mm，移動(dòng)速度VX=10m/min；</p><p>　　Y=200mm，移動(dòng)速度VY=3m/min；</p><p>　　Z=600mm；移動(dòng)速度VZ=5m/min；</p><p>　　重復(fù)定位精度為±0.01mm，定位精度為0.025mm。</p><p>　　2.1提升與送物部分外形尺寸及重量估算</p>

16、<p>　　1、∵托盤(pán)尺寸為 300mm×300mm×20mm，根據(jù)重量=體積×材料比重(硬鋁)</p><p>　　∴W=300×300×20×10-3×2.8×10-2=50.4N</p><p>　　2、∵X向托板 450mm×300mm×30mm，</p>

17、<p>　　∴WX=450×300×30×10-3×2.8×10-2=113.4N</p><p>　　3、∵Y向上托板 300mm×300mm×20mm，</p><p>　　∴WY上=300×300×20×10-3×2.8×10-2=50.4N</p

18、><p>　　4、∵Y向下托板 600mm×300mm×20mm，</p><p>　　∴WZ下=600×300×20×10-3×2.8×10-2=100.8N</p><p>　　4、X向?qū)к壸?含電機(jī)) 重量 </p><p>　　(450×300×20

19、)×10-3×2.8×10-2+10×2×10=75.6N+100N=175.6N</p><p>　　5、Y向?qū)к壸ê姍C(jī)）重量</p><p>　　(600×400×20)×10-3×2.8×10-2+10×10=134.4N+100N=234.4N</p>&

20、lt;p>　　6、夾具及工件重量(約) 150N</p><p>　　7、綜上所述，提升與送物部分運(yùn)動(dòng)部件的總重量(約)</p><p>　　50.4×2+100.8+175.6+113.4+234.4+150=875N</p><p>　　2.2圓柱導(dǎo)軌的計(jì)算與選擇</p><p>　　2.2.1 圓柱導(dǎo)軌箱式SC系列的型

21、號(hào)選擇</p><p>　　根據(jù)給定的提升與送物部分部件的總重量及負(fù)載和估算的WX、WY上和WY下，計(jì)算導(dǎo)軌的靜安全系數(shù)：</p><p>　　fSL=C0/P (2.1)</p><p>　　由公式(2.1)可知：C0為導(dǎo)軌的基本靜額定載荷；fSL=1.0～3.0(一般運(yùn)行狀況),3.0～5.0(運(yùn)動(dòng)時(shí)受沖

22、擊、振動(dòng))。</p><p><b>　　∵系統(tǒng)受中等沖擊，</b></p><p>　　∴取fSL=3.0。</p><p>　　又根據(jù)，工作載荷，得：</p><p>　　0.5×() (2.2)</p><p>　　∴PX=0.5×8

23、75N=437.5N；</p><p>　　PY=0.5×(150+50.4×2)N=125.4N；</p><p>　　Pz=0.5×(150+50.4×2+100.8+234.4)N=293N；</p><p>　　C0X=3.0×437.5=1312.5N；</p><p>　　C0Y

24、=3.0×125.4=376.2N；</p><p>　　C0z=3.0×586=879N。</p><p>　　∴根據(jù)計(jì)算的額定靜載荷，同時(shí)確定其長(zhǎng)度為：</p><p>　　X向 450+600+30(余量)=1080mm；</p><p>　　Y向 200+300+30(余量)=530mm；</p>&

25、lt;p>　　Z向 300+600+30(余量)=930mm。</p><p>　　再瀏覽“深圳騰展機(jī)電有限公司”網(wǎng)站[6]，查閱相應(yīng)產(chǎn)品的“資料”，即可選取符合上述計(jì)算結(jié)果的直線軸承。</p><p>　　圖2.1 圓柱導(dǎo)軌箱式SC系列型號(hào)(部分)</p><p>　　∴參照?qǐng)D2.1中的型號(hào)類型，綜合分析考慮，選取符合要求的圓柱導(dǎo)軌型號(hào)，即：X向 SC13W

26、UU；Y向 SC8WUU；Z向 SC10WUU。</p><p>　　根據(jù)上述所選定的圓柱導(dǎo)軌箱式SC系列的型號(hào)，查閱對(duì)應(yīng)的官方技術(shù)資料，分析并記錄該型號(hào)對(duì)應(yīng)的具體尺寸數(shù)據(jù)參見(jiàn)表2.1所示。</p><p>　　表 2.1 圓柱導(dǎo)軌箱式SC系列尺寸參數(shù)</p><p>　　注：表中各項(xiàng)所指示的零件尺寸部位參見(jiàn)圖2.2中所示。</p><p>

27、　　圖2.2 圓柱導(dǎo)軌箱式SC系列示意圖</p><p>　　2.2.2 直線軸承的型號(hào)選擇</p><p>　　根據(jù)上述圓柱導(dǎo)軌箱式SC系列條件下的軸承配合形式，查取滿足應(yīng)用條件的內(nèi)裝軸承型號(hào)：</p><p>　　圖2.3 LM直線軸承系列(部分)</p><p>　　∴參照?qǐng)D2.3中的型號(hào)定義，綜合分析考慮，選取符合要求的直線軸承型

28、號(hào)，即：X向 LMF13LUU；Y向 LMF8LUU；Z向 LMF10LUU。</p><p>　　根據(jù)上述所選定的圓柱導(dǎo)軌型號(hào)，查閱對(duì)應(yīng)的官方技術(shù)資料，分析并記錄該型號(hào)對(duì)應(yīng)的具體尺寸數(shù)據(jù)參見(jiàn)表2.2所示。</p><p>　　表2.2 LM直線軸承尺寸參數(shù)</p><p>　　注：表中各項(xiàng)所指示的零件尺寸部位參見(jiàn)圖2.4中所示。</p><p

29、>　　圖2.4 LM直線軸承示意圖</p><p>　　2.2.3 軸支座的型號(hào)選擇</p><p>　　根據(jù)上述直線軸承箱式SC系列及對(duì)應(yīng)條件下的軸承配合形式，設(shè)計(jì)滿足應(yīng)用條件的軸支座尺寸，見(jiàn)表2.3所示：</p><p>　　表2.3 軸支座尺寸參數(shù)</p><p>　　注：表中各項(xiàng)所指示的零件尺寸部位參見(jiàn)圖2.2中所示。<

30、/p><p>　　圖2.5 軸支座尺寸示意圖</p><p>　　2.3滾珠絲杠的設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p>　　1、滾珠絲杠的負(fù)荷包括銑削力及運(yùn)動(dòng)部件的重量所引起的進(jìn)給抗力，應(yīng)按銑削時(shí)的情況計(jì)算。</p><p>　　已知：①GX=875N；②GY=50.4×2+150=250.8N； </p><p>

31、;　　③Gz=250.8+100.8+200=551.6N。</p><p>　　(1)最大動(dòng)負(fù)荷Q的計(jì)算</p><p><b>　　(2.3)</b></p><p>　　查表得，系數(shù)fW=1，fH=1，壽命值</p><p>　　L=60nT/106

32、 (2.4)</p><p>　　n=1000Vmax/t (2.5)</p><p>　　查表得，使用壽命時(shí)間T=15000h；初選絲杠螺距t=5mm，由公式(2.5)得絲杠轉(zhuǎn)速n=1000×1.5/5=300r/min；</p><p>　　∴由公式(2.4)可知，L=60

33、15;300×15000/106=270。</p><p>　　又X向絲杠牽引力（為當(dāng)量摩擦系數(shù)）</p><p>　　=1.414×0.01×875=12.373N</p><p><b>　　Y向絲杠牽引力</b></p><p>　　=1.414×0.01×250.

34、8=3.546N</p><p><b>　　Z向絲杠牽引力</b></p><p>　　Pz= =1.414×0.01×551.6=7.800N</p><p>　　∴由公式(2.3)可知，最大動(dòng)載荷為： </p><p>　　X向 ×1×1×12.373=79.970

35、N</p><p>　　Y向 ×1×1×3.546=22.919N</p><p>　　Z向 ×1 ×1 × 7.800=50.414N</p><p>　　查閱相關(guān)的官方技術(shù)資料表，取滾珠絲杠的公稱直徑</p><p>　　X向 d0=10mm，選用滾珠絲杠螺母副的型號(hào)為10&#

36、215;2，其額定動(dòng)載荷為305Kgf（1Kgf=9.8N），足夠用。</p><p>　　Y向 d0=8mm，選用滾珠絲杠螺母副的型號(hào)為8×2，其額定動(dòng)載荷為225Kgf（1Kgf=9.8N），足夠用。</p><p>　　Z向 d0=10mm，選用滾珠絲杠螺母副的型號(hào)為10×2，其額定動(dòng)載荷為305Kgf（1Kgf=9.8N），足夠用。</p><

37、;p>　　同時(shí)，滾珠絲杠的長(zhǎng)為：</p><p>　　X向 1080-30=1050mm；</p><p>　　Y向 530-30=500mm；</p><p>　　Z向 930-30=900mm。</p><p>　　根據(jù)上述所選定的滾珠絲杠型號(hào)，查閱對(duì)應(yīng)的官方技術(shù)資料，分析并記錄該型號(hào)對(duì)應(yīng)的具體尺寸數(shù)據(jù)參見(jiàn)表2.4所示。 </

38、p><p>　　表2.4 滾珠絲杠(8×2、10×2)尺寸參數(shù)</p><p>　　注：表中各項(xiàng)所指示的零件尺寸部位參見(jiàn)圖2.6中所示。</p><p>　　圖2.6 滾珠絲杠局部示意圖</p><p><b>　　2、滾珠絲杠支撐座</b></p><p>　　根據(jù)上述所選定的滾

39、珠絲杠型號(hào)，查閱對(duì)應(yīng)的官方技術(shù)資料，分析并選取該型號(hào)對(duì)應(yīng)的支撐座凸形固定側(cè)類型為EK06、凸形支撐側(cè)類型為EF06；其具體尺寸數(shù)據(jù)參見(jiàn)表2.5和表2.6所示。</p><p>　　表2.5 凸形固定側(cè)(EK08、EK06)尺寸參數(shù)</p><p>　　注：表中各項(xiàng)所指示的零件尺寸部位參見(jiàn)圖2.7中所示。</p><p>　　①軸承座本體；②軸承；③壓板；④套筒；⑤軸

40、封；⑥鎖固螺帽；⑦內(nèi)六角止付螺絲附銅片</p><p>　　圖2.7 凸形固定側(cè)示意圖</p><p>　　表2.6 凸形支撐側(cè)(EF08、EF06)尺寸參數(shù)</p><p>　　注：表中各項(xiàng)所指示的零件尺寸部位參見(jiàn)圖2.8中所示。</p><p>　　①軸承座本體；②軸承；③C型扣環(huán)</p><p>　　圖2.8 凸

41、形支撐側(cè)示意圖</p><p>　　3、滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　(1)基本參數(shù)</b></p><p>　　公稱直徑 d0 8mm/10mm</p><p>　　螺距[7] t 5mm</p><p>　　接觸角 β 45°</p>&

42、lt;p><b>　　(2)螺紋滾道 </b></p><p>　　鋼球直徑Da 1.2mm</p><p>　　螺紋滾道法面半徑R R=0.52·Da=0.52×1.2=0.624mm</p><p>　　偏心距e e=(R-Da/2)?sinβ=(0.624-1.2/2)×sin45°=0

43、.017</p><p>　　螺紋升角γ γ=arc tan=arc tan=11.252°</p><p><b>　　(3)螺桿參數(shù)</b></p><p>　　螺桿外徑 d d=d0-(0.2～0.25)?Da=8-0.2×1.2=7.76mm</p><p>　　d=d0-(0.2～0.25

44、)?Da=10-0.2×1.2=9.76mm</p><p>　　螺桿內(nèi)徑 d1 d1=d0+2e-2R=8+2×0.017-2×0.624=6.786mm</p><p>　　d1=d0+2e-2R=10+2×0.017-2×0.624=8.786mm</p><p>　　螺桿接觸直徑 dZ dZ=d0-Da?co

45、sβ=8-1.2×cos45°=7.152mm</p><p>　　dZ=d0-Da?cosβ=10-1.2×cos45°=9.152mm</p><p><b>　　(4)螺母參數(shù)</b></p><p>　　螺母螺紋外徑 D D=d0-2e+2R=8-2×0.017+2×0.624

46、=9.214mm</p><p>　　D=d0-2e+2R=10-2×0.017+2×0.624=11.214mm</p><p>　　螺母內(nèi)徑(外循環(huán)) D1 D1=d0+(0.2～0.25)?Da=8+0.2×1.2=8.24mm</p><p>　　D1=d0+(0.2～0.25)?Da=10+0.2×1.2=10.24

47、mm</p><p><b>　　4、傳動(dòng)效率計(jì)算</b></p><p><b>　　5、剛度驗(yàn)算</b></p><p>　　滾珠絲杠受工作載荷P引起的導(dǎo)程L0的變化量：</p><p>　　QX=P=79.970N ,</p><p>　　QY=P=22.919 ,

48、 </p><p>　　QZ=P=50.414N, L0=0.5cm ,E=20.6×106(N/cm2)</p><p>　　F=π?R2=3.14×(0.6786/2)2=0.361cm2</p><p><b>　　∴10-6cm</b></p><p>　　因而，絲杠因受扭矩角而引起的導(dǎo)程

49、變化量ΔL1很小，可以忽略。</p><p>　　綜上所述，導(dǎo)程總誤差</p><p>　　10-6×=10.754(μm/m) (2.6)</p><p>　　∴查表知，E級(jí)精度的絲杠允許誤差為15μm，故剛度足夠。</p><p><b>　　6、穩(wěn)定性計(jì)算</b></p>

50、<p>　　由于絲杠兩端采用止推軸承，故不需要穩(wěn)定性驗(yàn)算。</p><p>　　2.4步進(jìn)電機(jī)的選用</p><p>　　(1)步進(jìn)電機(jī)的步距角θb[8]</p><p>　　取系統(tǒng)脈沖當(dāng)量δp=0.01mm/step，初選步進(jìn)電機(jī)的步距角為θb=1.5°。</p><p>　　(2)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)力矩的計(jì)算</p&g

51、t;<p>　　設(shè)步進(jìn)電機(jī)等效力矩為T(mén)，負(fù)載力為P，根據(jù)能量守恒原理，電機(jī)所做的功與負(fù)載力做功有如下關(guān)系：</p><p>　　T?ψ?η=P?S (2.7)</p><p>　　公式(2.7)中，ψ為電機(jī)轉(zhuǎn)角，η為機(jī)械傳動(dòng)效率，S為移動(dòng)部件相應(yīng)位移。</p><p>　　若取ψ=θb，則S=δp，

52、且P=Ps+μG，則：</p><p><b>　　(2.8)</b></p><p>　　公式(2.8)中，T為電機(jī)軸的負(fù)載力矩，Ps為移動(dòng)部件的負(fù)載(N)，μ為導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)，G為移動(dòng)部件的重量(N)，θb為步進(jìn)電機(jī)的步距角(rad)；</p><p>　　這里，取μ=0.03(淬火鋼滾珠導(dǎo)軌的摩擦系數(shù))，η=0.96，Ps為絲杠牽引力，P

53、sx=PHX=79.970N，Psy=PHY=22.919N,Psz=PHZ=50.414N；</p><p>　　考慮到重力的影響，X向電機(jī)負(fù)載較大，因此取G=GX=875N；GY=250.8N,GZ=551.6N。</p><p>　　∴42.264N?mm</p><p>　　12.113N?mm</p><p>　　26.643N?m

54、m</p><p>　　若不考慮啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，則啟動(dòng)力矩：</p><p><b>　　(2.9)</b></p><p>　　由公式(2.9)取安全系數(shù)為0.3，則：=140.88N?mm；</p><p>　　=40.377N?mm；</p><p>　　=88.81N?mm。&l

55、t;/p><p>　　∴對(duì)于工作方式為三相六拍的三相步進(jìn)電機(jī)：</p><p>　　=162.679N?mm </p><p>　　13.987N?mm</p><p>　　30.766N?mm </p><p>　　(4)步進(jìn)電機(jī)所需功率的計(jì)算</p><p&g

56、t;　　∵提升與送物部分最大快移速度為</p><p>　　X向 10m/min，Y向 3m/min，Z向 5m/min;</p><p>　　∴步進(jìn)電機(jī)所需功率：</p><p>　　18.441W (2.10)</p><p><b>　　1.589W</b></p><p><

57、;b>　　5.813W</b></p><p>　　因YS系列三相異步電動(dòng)機(jī)的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維修方便。兩個(gè)端蓋式軸承。絕緣級(jí)為E級(jí)，防護(hù)等級(jí)IP44，廣泛應(yīng)用在機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備上，如小型機(jī)床、冶金、紡織、化工、醫(yī)療器械及日用電器。</p><p>　　其工作條件：環(huán)境溫度不超過(guò)40℃，最低-15℃；相對(duì)濕度不超過(guò)90%；海拔不超過(guò)1000m；電源頻率50

58、Hz，電壓220/380V；工作方式S1；安裝方式IMB14(無(wú)底腳，有軸伸，端蓋上帶凸緣，凸緣有通孔，凸緣在D端，借凸緣安裝)。</p><p>　　所以，查表選用X向YS4522，Y、Z向YS4512型步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)有關(guān)參數(shù)見(jiàn)表2.7：</p><p>　　表2.7 YS4512電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)[9]</p><p><b>　　2.5聯(lián)軸器的選擇<

59、;/b></p><p>　　1、選擇一種合適的聯(lián)軸器類型可考慮以下幾點(diǎn)[10]：</p><p>　　所傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減震功能的要求；</p><p>　　聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大??；</p><p>　　兩軸相對(duì)位移的大小和方向；</p><p>　　聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境；&l

60、t;/p><p>　　聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。</p><p>　　2、計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由于機(jī)器啟動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷和運(yùn)轉(zhuǎn)中可能出現(xiàn)的過(guò)載現(xiàn)象，所以應(yīng)當(dāng)按軸上的最大轉(zhuǎn)矩作為計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca。計(jì)算轉(zhuǎn)矩按下式計(jì)算</p><p>　　Tca=KA·T (2

61、.11)</p><p>　　公式(2.11)中,T為公稱轉(zhuǎn)矩,N·m；KA為工作情況系數(shù),查表,選取KA=1.3；</p><p><b>　　根據(jù)公稱轉(zhuǎn)矩:</b></p><p>　　6 (2.12)</p><p>　　

62、∴ X向 685.268N·mm </p><p>　　Y、Z向 654.571N·mm</p><p>　　故由公式（2.11）得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為:</p><p>　　X向 Tca=1.3×85.268N·mm=110.848N·mm</p><p>　　Y、Z向 Tca=1.

63、3×54.571N·mm=70.942N·mm</p><p><b>　　3、確定聯(lián)軸器型號(hào)</b></p><p>　　首先根據(jù)為了補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移的考慮而選取聯(lián)軸器類型為撓性聯(lián)軸器；再根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca，按照</p><p>　　Tca≤[T] (2.1

64、3)</p><p>　　的條件，由聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)中選定該聯(lián)軸器的型號(hào)：</p><p>　　X向 TGA-C28-8-10；</p><p>　　Y向 TGA-C28-6-10；</p><p>　　Z向 TGA-C28-8-10。</p><p>　　上式(2.13)中的[T]為該型號(hào)聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩,具體尺寸數(shù)據(jù)參見(jiàn)

65、表2.8:</p><p>　　表2.8 撓性聯(lián)軸器(TGA-C28-6/8-10)尺寸參數(shù)</p><p>　　注：表中各項(xiàng)所指示的零件尺寸部位參見(jiàn)圖2.9中所示。</p><p>　　圖2.9 撓性聯(lián)軸器示意圖</p><p><b>　　4、校核最大轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　根據(jù)被連

66、接軸的轉(zhuǎn)速n不應(yīng)該超過(guò)所選聯(lián)軸器所允許的最高轉(zhuǎn)速nmax，參照表2.8中相關(guān)數(shù)值，得：TGA-C28-6/8-10滿足n≤nmax。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深化,使得倉(cāng)庫(kù)成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的一個(gè)重要且不可缺少的環(huán)節(jié)。立體倉(cāng)庫(kù)正以它最小的占地面積和最佳的空間利用率,逐步替代著面積利用率極低且陳舊落后

67、的平面?zhèn)}庫(kù),這種替代促使倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)的水平得以提高。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的倉(cāng)庫(kù)經(jīng)營(yíng)理念較為先進(jìn), 注重大客戶原則與理念, 并在此基礎(chǔ)上強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,相互依存,實(shí)現(xiàn)共贏[11]。本文設(shè)計(jì)的教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分就是二者相結(jié)合的產(chǎn)物，特別是在Z軸的設(shè)計(jì)上還增加了穩(wěn)固加強(qiáng)筋，以降低運(yùn)作時(shí)引發(fā)的振動(dòng)與不穩(wěn)定性，為制造業(yè)提供了一種全新的實(shí)驗(yàn)加工方法。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的初始，因?yàn)槲覍?duì)立體倉(cāng)庫(kù)的樣式、運(yùn)作機(jī)理還不太了解，

68、也不清楚教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)是怎么樣的，至于總體設(shè)計(jì)也就更找不到滿意的切入點(diǎn)了。幸好有楊老師的悉心指導(dǎo)，他不僅帶領(lǐng)我到學(xué)校的理工實(shí)驗(yàn)大樓的實(shí)驗(yàn)室里參觀了一款類似的教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)的模型，還給予了我一定的解釋和材料支持，讓我對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分的總體設(shè)計(jì)有了基本概念，并得到了相應(yīng)的感性認(rèn)知。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到的一些問(wèn)題，如立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分工作臺(tái)尺寸大小的確定、直線軸承與支撐支座的配合、滾珠絲杠的選擇等等。但是，這些問(wèn)題都在老師和同

69、學(xué)們的幫助下比較圓滿的得以解決了。</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中用到不少標(biāo)準(zhǔn)件，通過(guò)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，讓我學(xué)會(huì)了選擇標(biāo)準(zhǔn)件的重要性、方便性、經(jīng)濟(jì)性，明白了設(shè)計(jì)的細(xì)致和耐心之處，讓我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的課程有了一個(gè)全面而系統(tǒng)的回顧及總結(jié)。</p><p>　　經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的忙碌，我已設(shè)計(jì)出基本符合要求的教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分。由于水平、學(xué)識(shí)所限，再加上實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，我的設(shè)

70、計(jì)之中難免會(huì)有一些不足之處，還請(qǐng)老師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和建議。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文是在楊漢嵩老師的悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，專業(yè)知識(shí)的熟練運(yùn)用，都使我受到了很大的啟發(fā)和幫助，也給我留下了深刻的印象。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，老師總是會(huì)耐心的回答我的問(wèn)題；在做出適當(dāng)引導(dǎo)的前提下，

71、還添加了很多風(fēng)趣幽默的談話，讓我在輕松的環(huán)境中，更加肯定老師的正確的指導(dǎo)，讓我更加有耐心的進(jìn)行我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。</p><p>　　俗話說(shuō)：“師傅領(lǐng)進(jìn)門(mén)，修行在個(gè)人”，我知道了老師的合理化建議的意義，知識(shí)的力量是給予自己的最大財(cái)富，我是必須親身經(jīng)歷了才能有這么深刻的體會(huì)。這次的設(shè)計(jì)過(guò)程，我愈加明白了在科學(xué)上的獨(dú)立思考的快樂(lè)，體會(huì)了在苦思冥想之后的開(kāi)心，我感受到了學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。</p><p&g

72、t;　　我將在今后的工作中，我將以積極上進(jìn)、追求向上的理念，做好本職工作；在生活中，樂(lè)觀向上、精彩生活、充實(shí)精神文化生活。我會(huì)謹(jǐn)記老師給予我的指導(dǎo)，銘記老師的恩情，經(jīng)常和老師取得聯(lián)系，繼續(xù)向老師請(qǐng)教遇到的問(wèn)題。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] yanxi5288mm.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù).百度百科[EB/OL].</p>

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