【正文】 ，進行叉取作業(yè)。如果貨叉伸出時叉端撓度太大，就會影響堆垛機正常作業(yè)，嚴重時會與貨架發(fā)生干涉，造成事故。因此，堆垛機貨叉設計的基本原則是在保證貨叉強度的前提下，使其前端撓度盡量小 。堆垛機貨叉一般采用3級直線差動機構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式的貨叉由動力驅(qū)動和上、中、底3叉以及向部分構(gòu)成，底叉固定在載貨臺上，中叉可在齒輪齒條(或鏈輪鏈條)的驅(qū)動下，相對于底叉向兩側(cè)伸出一定距離，上叉在安裝于中叉上的增速機構(gòu)的帶動下相對中叉向外伸出更長的距離，實現(xiàn)向貨位內(nèi)存取貨物。這種3級直線差動機構(gòu)的特點是上叉相對于中叉伸出的距離為伸出行程的2／3，而中叉相對于下叉伸出的距離為伸出行程的1／3，上叉與中叉之間、中叉與下叉之間均有合適的導向接觸長度，保證3層貨叉伸出時的相對剛度要求。同時，三層貨叉相對運動時，采用了滾輪與滾道的純滾動摩擦，最大限度地減小了工作摩擦阻力 J。圖1為當堆垛機的貨叉上叉運行到最大距離時各叉板的支承結(jié)構(gòu)簡圖，其中底叉固定在載貨臺上，哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)設計 自動化立體倉庫的機械設計 31中叉運行到貨叉行程的1／3距離，此時有2個導向輪支承，上叉相對于中叉運行貨叉行程的2／3，剛好也有2個導向輪支承，與中叉相連。圖 叉板之間的支承結(jié)構(gòu)底叉 中叉 上叉貨叉機構(gòu)的受力分析在允許的范圍內(nèi)對計算工況適當簡化，假設堆垛機在運動過程中立柱不發(fā)生變形，根據(jù)貨叉的支承結(jié)構(gòu)，作受力分析簡圖如圖2所示。 貨叉機構(gòu)的受力分析圖中，a、b、C、d、e、f、g、h、m和n分別是各支點問的尺寸，設，l、3分別是底叉、中叉和上叉的慣性矩，E是材料的彈性模量。貨叉撓度的計算(1)上叉板撓度計算貨叉在貨物的作用下，在上叉板D處和E處產(chǎn)生支反力，上叉板受力和撓度變形如圖3所示。哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)設計 自動化立體倉庫的機械設計 32由圖3司得到上叉板的D、E處支點及力轉(zhuǎn)角微分方程和撓度方程分別為Fd=eQ/d Fe=(e+d)Q/di=damp。/dx=eQx /2EI3d+i0 2amp。=eQ 6EI3d+i0X+amp。o /當X=d時，amp。o =0，amp。 =0，所以 i0=eQd/6EI3 將式(3)代入式(1)得E處的傾角 i1=eQd/6EI3 載荷Q在E點產(chǎn)生的撓度 amp。1=eQd(hm)/3EI3 （）(2)中叉板撓度計算由于載荷的作用，在支點B處產(chǎn)生反力F ，設在C點的傾角為i：，撓度為 ：。假設h為不變形部分的長度時中叉撓度簡圖如圖4所示。 h為不變形部分時中叉撓度簡圖哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)設計 自動化立體倉庫的機械設計 33由圖4求出B、C點的文反力及BC段的彎矩方程為Fb=nQ/b Fc=Q+nQ/b M=Fbx=Qnx/b則有撓曲線微分方程d amp。/dx = M/EI2=Qnx/ EI2b22傾角和撓度方程分別為i=d/dx=Qnx / 2EI2b+io amp。=Qn /6 EI2b+ioX+amp。o 3因為當 X=b時，amp。=0，amp。o=0，所以io = Qnb/6EI2 則X=b時的傾角和撓度分別為i2=Qnb/3EI2 amp。2=Qnhb/3EI2 （）把b段看成剛性，C點作為固定端考慮，如圖5所示，設載荷Q在中叉產(chǎn)生的反力為Fd和Fe,這些反力在匕叉產(chǎn)生的傾角為i3,撓度為amp。3和amp。4。 C點固定時中叉撓度簡圖Fd產(chǎn)生的貨叉前端傾角和撓度分別為i3 =Pd(hm) /2EI2=ec Q/2EI2d amp。3= ec Q[3(hm) c] 2 （）哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)設計 自動化立體倉庫的機械設計 34Fe產(chǎn)生的貨叉前端傾角和撓度分別為i4 =(e+d) Qm /2EI2d amp。4=(e+d) Qm [3(hm) m] /6EI2d （）2(3)下叉板撓度計算假設l3為不變形部分，則載荷Q在b段產(chǎn)生的作用反力為Fb 和Fc，在C點產(chǎn)生的傾角i5 ，產(chǎn)生的撓度d5，如圖6所示. 下叉板撓度簡圖同理可求得下叉各支點的反力和反力產(chǎn)生的傾角和撓度為Fa=nQ/a+b Fc=Q+nQ/a+bi5 = Fbab(a+g)/6EI1g amp。5= Fbab(a+g)h/6EI1g （）因此，設載貨臺和立柱為剛性時，貨叉前端的總傾角和總撓度為貨叉上、下、中叉的總和i=i1+i2+i3+i4+i5amp。=amp。1+amp。2+amp。3+amp。4+amp。5 貨叉在叉取貨物時的最大撓度一般規(guī)定不超過15mm。通過對堆垛機的貨叉模型簡化計算，求出了堆垛機貨叉的各個支點的哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)設計 自動化立體倉庫的機械設計 35反力和彎矩公式，推導出了貨叉前端撓度的計算公式，從計算公式中可求得，貨叉前端撓度主要取決于貨叉的材料和合理的設計結(jié)構(gòu)。因為公式：amp。=amp。1+amp。2+amp。3+amp。4+amp。5 根據(jù)（）（）（）（）（）可得，貨叉前端撓度設計結(jié)構(gòu)上主要取決于2個常量h和m,即hm越小，貨叉前端撓度越小，反之變大。即在設計過程中，盡量增大貨叉中上叉、中叉、下叉的最大運行長度，盡量縮小所形成的撓度變量，從而更加方便的提取和存儲貨物，增加空間。第 5 章 總 結(jié)本設計的內(nèi)容為全自動化有軌巷道堆垛起重機，眾所周知，全自動化有軌巷道堆垛起重機是立體倉庫的重要組成部分，因此，通過本次設計加深了對自動化倉儲機械的認識，從而為日后學習整個物流系統(tǒng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。本設計介紹了堆垛機的結(jié)構(gòu)和特點，同時對堆垛機的各個部分進行了設計和計算，畫出了堆垛機重要的部件圖和總的裝配圖，然而，由于時間有限，以及所學知識的局限性，本設計從整體上來說，還有不少需要改進的地方。通過本次畢業(yè)設計，我又重新溫習了四年來學過的知識，并且在已有哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)設計 自動化立體倉庫的機械設計 36知識的基礎(chǔ)上學習了新的知識，提高了接受新知識的能力，為以后的工作和學習打下了良好的基礎(chǔ)，也積累了寶貴的經(jīng)驗。然而，在設計過程中也暴露了自己的許多缺點，這些缺點促使自己不能以一顆恒心把設計做下去，因而浪費了許多時間，導致最后時間非常緊迫，匆匆完成設計，有許多不完善之處。不過通過本次設計培養(yǎng)了我解決實際問題的能力，能用所學的知識分析和解決遇到的問題，使所學的知識進一步得到深化和升華，為把知識轉(zhuǎn)化為力量奠定了重要基礎(chǔ)。參考文獻[1] 張曉川. 現(xiàn)代倉儲物流技術(shù)與裝備. 化學工業(yè)出版社，[2] 胡學林主編，可編程控制器教程[M]，電子工業(yè)出版社，[3] 秦同瞬，楊承新. 物流機械技術(shù). 人民交通出版社，[4] 王偉. 可編程控制器的使用和維護[M]. 北京：化學工業(yè)出版社， [5] 成大先. 機械設計手冊. 化學工業(yè)出版社，[6] 周美蘭. PLC 電氣控制與組態(tài)設計[M]. 北京：科學出版社， [7] 范祖堯. 起重運輸機械設計基礎(chǔ). 機械工業(yè)出社，[8] 程志紅. 機械設計. [9] 王洪欣，戴寧. 機械原理課程商機與設計. 東南大學出版社，[10] 謝桂林，黃章. 電力拖動與控制. 中國礦業(yè)大學出版社，[11] 余夢生，吳宗澤. 機械零部件手冊. 機械工業(yè)出社，[12] 吳宗澤. 機械工程師手冊. 機械工業(yè)出社，哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)設計 自動化立體倉庫的機械設計 37[13] 傅東明. 起重機械. 機械工業(yè)出社，[14] 陳道南，盛漢中. 起重機課程設計. 冶金工業(yè)出版社，[15] 吳中俊，黃永紅. 可編程控制器原理及應用. 機械工業(yè)出版社. [16] 劉昌祺，. 機械工業(yè)出社，[17] 裘為章，吳錫忠. 實用起重機電氣技術(shù)手冊. 機械工業(yè)出社，[18] . 機械工業(yè)出社，[19] 王啟義，余俊，卜炎 .，[20] . 中國電力出版社，[21] 齊治國， [22] 何光遠，趙明生. 機械工程手冊. 機械工業(yè)出社，[23] 王鷹 .連續(xù)輸送機械設計手冊. 中國鐵道出版社，[24] 倪慶興 .起重機械 .交通大學出版社，1990.[25] [日本]吉國宏．自動化倉庫堆垛機的設計．北京：人民鐵道出版社．1999．[26] 鄭鳳翼主編，圖解西門子 S7200 系列 PLC 入門[M],電子工業(yè)出版 社, [27] 汪志鋒. 工控組態(tài)軟件[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， [28] :中國鐵道出版社．[29] 胡宗武．工程振動分析基礎(chǔ)．上海:上海交通大學出版社，2022．9 致 謝在畢業(yè)設計完成之際，首先向我的指導老師張老師致以最誠摯的謝意。在整個設計過程中，張老師一直對我非常照顧，對我循循教導，給我提出設計的建議，幫助我解決設計中的問題，特別是我在設計中遇到困難時，張老師的開導給我了很大的啟發(fā)，使我有信心把設計做下去。張老師對我們嚴格的要求和精心的輔導，將使終生我受益。哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)設計 自動化立體倉庫的機械設計 38我也衷心感謝大學四年來培養(yǎng)過我的各位老師，他們在傳授給我知識的同時，更傳授給我了對知識和學術(shù)的科學態(tài)度。同時我要感謝我的同學，他們給我的設計提出了不少建議，如果沒有他們的幫助我是要走很多彎路