【文章內容簡介】 強度和撓度小的適當剛度。 本次畢業(yè)設計選取雙立柱下部支承式門架進行結構計算。 框架的彎矩和撓度 9 雙立柱門架簡圖 堆垛機的矩形門架是超靜定結構。這里按角變位移法解如下： 堆垛機門架的設計計算參數(shù)： Q1 — 上梁及附 件重量 Q2 — 貨臺、貨物、附件及搭乘人員 (本設計沒有人工駕駛室，所以此重量不計入 )的總重量 Q3 — 電氣控制盤的重量 Q4 — 卷揚裝置的重量 Q5 — 上橫梁的重量 10 Q6— — 下橫梁的重量 Q7— 立柱的總重量 q— 柱的單位長度的平均重量 作用在門架上的慣性力： Hi =（ ? /g） Qi 及 qh1 ? /g (? :減速度， g = 米 /秒 2 ) h1~h4 — 下梁中心線分別到 Q1 ~ Q4 的中心高度 l— 立柱的中心距 I1— 立柱 AB、 DC 的斷面慣性距 ? — 上梁與下梁端部的偏轉角 R— 因構件兩端變位產生的彎距 E： 縱彈性模量 C— 由構件的中間載荷在杠端產生的彎距，稱為載荷項。 K1= I1/ h1— 立柱的剛度 K=I/l— 上下梁的剛度 n=K/ K1— 剛度比 M— 彎距 由于水平載荷產生的彎距 作出作用于框架結構的慣性力圖解： 11 h3h2h1l21B CDBlD1 C4h4h1 圖 1 列出角變位移方程： M39。 AB =2EK1 （ 2 A‘? +? 39。 B 3R39。 ） M39。 BA =2EK1 （ 2? 39。 B +? 39。 A 3R39。 ） M39。 BC =2EK1 （ 2? 39。 B +? 39。 C ） M39。 CB =2EK1 （ 2? 39。 C +? 39。 B ） M39。 CD =2EK1 （ 2? 39。 C +? 39。 D 3R39。 ） +CCD M39。 DC =2EK1 （ 2? 39。 D +? 39。 C 3R39。 ） CDC M39。 AD =2EK1 （ 2 A‘? +? 39。 D ） M39。 DA =2EK1 （ 2? 39。 D + A‘? ） 其中載荷項： CCD =（ 1/h2 1 ） [H2 h2 2 (h1 h2 )2 +H3 h3 ( h1 h3 )2 ]+q h2 1 ? /12g C DC =（ 1/h2 1 ） [H2 h2 2 (h1 h2 )2 +H3 h3 2 ( h1 h3 )]+q h2 1 ? /12g 12 有節(jié)點的彎距平衡方程式： M39。 BA + M39。 BC =0 M39。 AB +M39。 AD =0 M39。 CB + M39。 CD =0 M39。 DA + M39。 DC =0 由隔離體靜力平衡方程式： M 39。 AB +M 39。 BA + M 39。 CD +M 39。 DC +H 1 h 1 +H 2 h 2 + H 3 h 3 + q h2 1 ? /2g=0 A‘? +? 39。 B +? 39。 C +? 39。 D =4 R39。 +（ n/6EK） (C DC CCD H1 h1 H2 h2 H3 h3 q h2 1 ? /2g) 有上面各式，可先求出 A‘? 、 ? 39。 B 、 ? 39。 C 、 ? 39。 D 、 R39。 再帶入可求出 上下梁內力 — M39。 AD M39。 AD 、 M39。 BC 、 M39。 CB ； 、 立柱內 力 — M39。 AB = M39。 AD 、 M39。 BA = M39。 BC M39。 CD = M39。 CB 、 M39。 DC = M39。 DA 圖 2 列出角變位移方程式： M AB =2EK1 （ 2? A +? B 3R ） CAB M BA =2EK1 （ 2? B +? A 3R ） +CBA M BC =2EK(2? B +? C ) M CB =2EK(2? C +? B ) M CD =2EK1 （ 2? C +? D 3R ） M DC =2EK1 （ 2? D +? C 3R ） 13 M AD =2EK(2? A +? D ) M DA =2EK(2? D +? A ) 固端彎距（載荷項） C AB =（ 1/h2 1 ） H4 h4 (h1 h4 )2 + q h2 1 ? /12g CBA =（ 1/h2 1 ） H4 h4 2 (h1 h4 )+ q h2 1 ? /12g CCD =CDC =CBC =CCB =CAD =CDA 有節(jié)點的彎距平衡方程式： M AB + M AD =0 M BA + M BC =0 M CB +M CD =0 M DC + M DA =0 有隔離體靜力平衡方程式： M AB + M BA +M CD + M DC + H4 h4 +q h2 1 ? /2g ? A + ? B + ? C + ? D =4R +(n/6EK)( C AB C BA H 4 h 4 q h2 1 ? /2g)=0 解上面各式，可先求出 ? A 、 ? B 、 ? C 、 ? D 、 R 。 再求出上下梁及立柱的內力 有水平載荷產生的彎距，可由圖 1 圖 2 疊加得出： M 1AB = M39。 AB + M AB M 1BC = M39。 BC + M BC M 1CD = M39。 CD + M CD M 1DA = M39。 DA + M DA 又有節(jié)點方程式可得 M 1AB = M 1AD M 1BC = M 1BA M 1CD = M 1CB M 1DA = M 1DC 14 門架立柱端部的線變位 ? ： ? =? 39。 +? =h1 (R39。 +R ) 由行走車輪的反力產生的彎距 受力分析圖如下： 列出角變位移方程式： DB CalaAh1 M 2BC =2EK（ 2 B? + C? ） M 2AB =2EK（ 2 A? + B? ） M 2BA =2EK（ 2 B? + A? ） M 2CB =2EK（ 2 C? + B? ） M 2CD =2EK（ 2 C? + D? ） M 2DC =2EK（ 2 D? + C? ） 15 M 2AD =2EK（ 2 A? + D? ） +C M 2DA =2EK（ 2 D? + A? ） C 固端彎距： C=V a? A? =n(2+n)C/2EK (n+1)(n+3) B? = nc/ 2EK(n+1)(n+3) A? = D? B? = C? M 2AB =[1/(n+1)(n+3)][(2n+3) aV?? ] M 2BA =[1/(n+1)(n+3)](n aV?? ) M 2DA =[1/(n+1)(n+3)][n(n+2) aV?? ] 在此， M 2AB = M 2DC M 2BA = M 2BC M 2CB = M 2CD M 2DA = M 2AD V：走行車輪的反力，按 1/2（堆垛機總重量 +載重）求出。 有叉 取作業(yè)產生的彎矩 由于貨叉作業(yè)，在門架上及與走行方向成直角的方向增加了彎矩，產生了擾度。但是，此彎矩相比前兩種相差很大，而且不會在貨叉伸出的情況下走行，所以可以認為最大彎矩為 M1 和 M2 合成的彎矩。 設計數(shù)據(jù)計算校核 框架結構的設計數(shù)據(jù)如下： 上下 梁 為焊接件，具體尺寸見圖 立 柱（ 等邊 角鋼， I=361.,67 厘米 4 ） l= h1 =20m h2 =18m h3 =2m h4 =1m a= Q1 =200kg Q2 =700kg Q3 =150kg Q4 =250kg 16 q=? /g= Hi = 堆垛機總重量（自重 +載重） =1300kg 載重增加 25%作為試驗載荷，為 300*（ 1+25%） =375kg 根據(jù) 的討論，關于載荷的補加系數(shù)，對堆垛機的沖擊系數(shù) f=，作業(yè)系數(shù) M*=。則載荷組合為 M*（ SG +SL +SH ） 。 各部分的彎矩 n=K/K1 =Ih1 /I1 l= 20xx24 ??? 固端彎矩： C AB = CBA = Nm CCD = Nm CDC = Nm R=R39。 +R =+= 走行停止時產生振動的立柱上端的線變位： ? =1780? = (注： ? 值容許范圍一般在 — 5cm,符合要求 ) 由水平載荷產生的各部分的彎矩： M 1AD =M*（ M39。 AD +M AD ） =? （ +） = Nm M 1BC = M*(M39。 BC +M BC )=? (+)= Nm M 1CB = M*(M39。 CB +M CB )=? (+)= Nm M 1DA = M*(M39。 DA +M DA )=? (+75)= Nm 由走行輪的反力產生的各部分的彎矩 : V=M*(80002300? ? 2300)/2=4906kg 固端彎矩 : C=4906? 45=220. 8Nm 17 因此 :M 2AB = Nm M 2BA = Nm M 2DA = Nm 最大彎矩 :MAB = += 201 Nm MBA = += Nm MBC == Nm MCB =+= Nm MCD = = Nm MDC = = Nm MDA =+= Nm MAD == Nm 結構構件的彎曲應力 上下梁的斷面系數(shù) Z=498 cm3 ,柱的斷面系數(shù) Z1 =789cm3 則 :? AB = 2560N/cm2 BA? = 3010N/cm2 BC? =4780 N/cm2 CB? =613 N/cm2 CD? = 3870 N/cm2 DC? = 4610 N/cm2 DA? =8230 N/cm2 AC? =2870 N/cm2 隨著堆垛機往復運動 ,這些應力交變出現(xiàn) ,在下梁 A 和 D 點產生最大應力振幅 .如用應力比法 ,則 K= 2870/8230= ,按切口分類為 a,可查出疲勞許用應力為 12500 N/cm2 .故能滿足上述彎曲應力 條件 . 18 第三章 堆垛機伸縮貨叉機構的設計計算 貨叉是堆垛機中最主要的部分 , 所設計的貨叉 ,是三節(jié)伸縮式貨叉 ,即由上叉、中叉、下叉以及導向滾子等構成的貨叉 . 它主要由 SEW 減速機 、齒輪、齒條、下叉、中 叉、鋼絲繩 、 叉、上叉、軸承等組成 .如圖所示 . 滑輪 導向輪 行走輪 SEW 減速機 齒輪 滑輪 深溝球軸承 固定叉（下叉） 中叉 上叉 1齒條 下叉 1側面裝有軸承 4并固定在載貨臺的臺架上 ,中叉 2 的下板與工字行導軌相連 ,上叉 4的頂板與立板相連 ,在立 板上裝有軸承 鏈條帶動齒輪 5 旋轉 ,齒輪帶動齒條及中叉 2 運動 ,同時中叉 2 中的鏈輪 7 通過鏈條帶動上叉 3 沿著中叉 2 中的