【正文】 總之，我能順利完成這次設(shè)計(jì)，要衷心感謝老師的精心指導(dǎo)，同時(shí)感謝同為一個(gè)小組的黃和柳對(duì)于我的幫助，他們讓我更好地學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)合作。有三個(gè)理由：一是這次設(shè)計(jì)我們學(xué)到了很多的專業(yè)知識(shí)，是在老師的指導(dǎo)下自己刻苦獨(dú)立完成而感到充實(shí)；二是這次設(shè)計(jì)讓我充分懂得不論是做設(shè)計(jì)還是做其他事情都要認(rèn)真，這次設(shè)計(jì)讓我感受到什么是認(rèn)真，這也讓我充實(shí)；三是 在論文寫作過(guò)程中，得到了葉老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。另一方面，自動(dòng)導(dǎo)引小車也會(huì)快速發(fā)展，逐漸取代傳統(tǒng)的人力搬運(yùn)，成為主要的倉(cāng)庫(kù)搬運(yùn)設(shè)備。物流自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)則方便高效地實(shí)現(xiàn)了物料的存取，加快了物料的周轉(zhuǎn)速度。 （ 1）由上述給定條件選擇軸承 試選 7212C 型軸承，查表知： C=； Cr0 =； （ 2）按額定動(dòng)載荷計(jì)算 由式 66010 hnLCP?? 對(duì)球軸承 3?? ， 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 ? ?P r aP f XF YF?? 由 Fa /C0 =；查表 , ?? 由 Fa /Fr =e=；查表 rPF? 代入得 ： P=179。 )= F 2a /F2r =e=, 1X? , 0Y? ? P2 =179。 蝸桿軸上的軸承 要求壽命 2500hLh? ，轉(zhuǎn)速 n=，軸承的徑向載荷 F1r =，作用在軸上的軸向載荷 F1a =。 （ 1）由上述條件試選軸承 試選 6010 型軸承，查表有： Cr =22kN； Cor =；極限轉(zhuǎn)速 n=7000r/min 按額定動(dòng)載荷計(jì)算 由公式： 66010 hnLCP?? ；以及球軸承 ? =3， ? ?P r a P rP f X F Y F f F? ? ? 代入得： P=179。 2= ?? 0AM ， ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?2 1 2 1 1 32 2 0r a N VF L M F L F L L ? ???? ? ? ? ? ??? 12 2 1 311 22N V r aF F L M F L LL 0yF ?? ， 1 2 2 0NV NV rF F F F? ? ? ?； 1 2 2NV r NVF F F F? ? ? 在 AD 段中，將截面左邊外力向截面簡(jiǎn)化，得 M(x1 )=F 1NV 179。 mm； 0HA HBMM?? 2)在垂直面上前輪軸的受力簡(jiǎn)圖 813c)。 由靜力平衡方程求出支座 A、 B的支反力 F 1NH =F 2NH =179。 45176。 h=18mm179。 2)安裝輪輻處的軸段Ⅵ的直徑 d=60mm，該段軸長(zhǎng) 110mm。 110mm179。 （ 2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1)選擇滾動(dòng)軸承。/2d=179。最大負(fù)彎矩在截面 C上。 =, L1 =102mm， L2 =102mm, Mc =F1 L1 =179。各軸肩處的圓角半徑為 R5。 11mm，(GB/T 10951979),鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 80mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn) GB/T 10961979),同時(shí)為了保證左右輪輻與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇左右輪輻與軸的配合為 H7/n6。螺紋大徑 M56mm，長(zhǎng)度取為 25mm，右端安裝軸承軸長(zhǎng)31mm。 80mm179。自動(dòng)導(dǎo)引小車后輪軸只受彎矩的作用，主要承受徑向力而軸向力較小，故選用深溝球軸承。 后輪軸的設(shè)計(jì) 后輪軸由于只承受彎矩而不承受扭矩，故屬于心軸。 （ 4）蝸桿、蝸輪的主要參數(shù)計(jì)算 1）蝸桿：軸向齒距： pa =179。 48 ? 根據(jù) 2 0x? ， 2 ? ，查表得得齒形系數(shù) 2 ? 螺旋角系數(shù) ： Yb =1γ /140176。同時(shí)由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù) KV=,則 1 . 1 5 1 1 . 1 1 . 2 6 5AVK K K K?? ? ? ? ? ? ? 蝸輪的許用彎曲應(yīng)力： [б F ]=48Mpa 取 2 62z ? ， γ= 3176。 mm 圖 810蝸輪 蝸桿受力 經(jīng)計(jì)算得各力的大小 : FF2a1t ?=, FF2t1a ?=。 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) （ 1） 選擇蝸桿的傳動(dòng)類型和材料 根據(jù) GB/T 100851988 的推薦，采用漸開線蝸桿 (ZI)。 聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 查電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，知電動(dòng)機(jī)軸直徑為Φ 12mm，而且由于輸出軸 削平了一部分，與蝸桿軸聯(lián)接部分軸徑為Ф 16mm，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 89 所示。 其中 1J 是車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 2J 是蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 3J 是蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 4J 是蝸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 m，其中查表取η =， W=，μ =。 m 牽引力 F： F=M/(D/2)= 圖 87 后輪受力圖 圖 88 電機(jī)傳動(dòng) 電機(jī)軸上的負(fù)荷力矩 : LT =(F+μ W)/η179。 =980N 根據(jù)車輪受力列出 0zF?? , 0xM ?? 平衡方程，解得前車輪受力 F=,后車輪受力為 F=。 179。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 AGV 的行走 速度為 30m/min，即 500mm/s，車輪的直徑是 408mm，則車輪的轉(zhuǎn)速： m in/ 0 601 0 00 rvn ?? ???? ?? 根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)選擇蝸輪 蝸桿的減速比 : 62?i ,則電機(jī)的轉(zhuǎn)速為： n=i179。但是有刷直流電動(dòng)機(jī)有電刷和換向器，其間形成的滑動(dòng)機(jī)械接觸嚴(yán)重地影響了電機(jī)的精度、性能和可靠性，所產(chǎn)生的火花會(huì)引起無(wú)線電干擾，縮短電機(jī)壽命，換向器電 刷裝置又使直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大、維護(hù)困難，因此長(zhǎng)期以來(lái)人們都在尋求可以不用電刷和換向器裝置的直流電動(dòng)機(jī) — 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。為了使系統(tǒng)運(yùn)行可靠且維護(hù)方便，本系統(tǒng)采用兩個(gè)直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。通過(guò)直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪，當(dāng)兩前輪運(yùn)動(dòng)速度不同時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。優(yōu)點(diǎn)是適合室外遠(yuǎn)距離的跟蹤和制導(dǎo)。缺點(diǎn)是系統(tǒng)成本較高同時(shí)掃描頭需較高位置。優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)，靈活性強(qiáng)，便于組合，柔性極好。該方法的缺點(diǎn)是成本昂貴，傳感器、反射裝置等設(shè)備安裝復(fù)雜 。 (3)激光制導(dǎo)方式 該方法是在 AGV 行走路徑的特定位置處，安裝一批激光 /紅外光束的反射鏡。小車上裝有光學(xué)檢測(cè)器，均勻分布在漆帶及兩側(cè)位置上，檢測(cè)不同的組合信號(hào)，以控制小車的方向，使 其跟蹤路軌。該方法可靠性高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，是目前最為成熟且應(yīng)用最廣的導(dǎo)引方式。 導(dǎo)引系統(tǒng)及導(dǎo)引方式 選擇 導(dǎo)引部分是 AGV的關(guān)鍵部分， AGV需要實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的情況下選擇合理路線，這需要依靠導(dǎo)引系統(tǒng)的導(dǎo)引，從而實(shí)現(xiàn)沿一定的路線自動(dòng)行駛 。導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)航方式不同可分為電磁導(dǎo)航、磁條導(dǎo)航、激光導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航等不同形式 .通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)能使 AGV確定其自身位置，并能沿正確的路徑行走。 AGV配備有車載計(jì)算機(jī)，控制自身地工作。為 了提到AGV 的轉(zhuǎn)彎精度通常驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向電機(jī)都采用直流伺服 電機(jī)。利用專人負(fù)責(zé)AGV 的充電工作。充電完成后，人工脫離電路連接。通常情況下選用 24V或者 48V直流蓄電池。同時(shí)考慮到 AGV 運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)故障導(dǎo)致與其他設(shè)施或者人碰撞，車身外表應(yīng)不得有尖角或凸起部分。 圖 82 AGV 的基本組成 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 車體及設(shè)計(jì) 車體是 裝配 AGV 其他零部件的主要職稱裝置，主要包括底盤、車架、車輪、殼體和控制室等。 無(wú)軌小車是一種利用微機(jī)控制的，能按照一定的程序自動(dòng)沿規(guī)定的引導(dǎo)路徑行駛，并具有停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種移載裝置的輸送小車。地面有軌小車結(jié)構(gòu)牢固，承載力大，安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 造價(jià)低廉，技術(shù)成熟，可靠性好，定位精度高。 5）輕 便式 AGV：隨著輕便型載荷用途的日益廣泛開發(fā)了輕便型 AGV。為了避免貨叉與其他設(shè)備地碰撞，需要加裝檢知器。一般用于要求行走速度較快，搬運(yùn)距離較短的情形。牽引 式 AGV的 拖動(dòng)能力（即掛車載重）為 2~20t，電機(jī)功率一般為 ~10kw，動(dòng)力源采用容量為 300~1000Ah 的蓄電池。一般托盤式 AGV搬 運(yùn)重量可達(dá) ~，直線行走速度可達(dá) 60m/min，轉(zhuǎn)彎速度為直線行走速度的一半左右。 自動(dòng)導(dǎo)引小車 （ AGV）類型選擇 自動(dòng)導(dǎo)引小車類型 （ 1）按照自動(dòng)導(dǎo)引小車的外形可以分為以下 5種： 1）托盤 式 AGV：托盤式 AGV 應(yīng)用廣泛，主要用 來(lái)搬運(yùn)托盤。 （ 4）安全可靠： AGV 可以裝備多種聲光報(bào)警系統(tǒng)，在碰撞到障礙物之前就能通過(guò)車載障礙探測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)探測(cè)并及時(shí)停車，同時(shí)在多輛 AGV 在某一區(qū)域內(nèi)交叉運(yùn)行時(shí)，具備避免相互碰撞的能力。目前，我國(guó)對(duì)于 AGV 的研究技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟，自動(dòng)導(dǎo)引車和自動(dòng)導(dǎo)引車系統(tǒng)也得到了廣泛使用。自 動(dòng)導(dǎo)引車系統(tǒng) （ AGVS） 在 60 年代從自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)進(jìn)入到柔性加工系統(tǒng) (FMS)，這一改進(jìn)使得自動(dòng)導(dǎo)引小車系統(tǒng)得到快速發(fā)展。 國(guó)內(nèi)外 AGV 發(fā)展情況 20世紀(jì) 50年代第一輛自動(dòng)導(dǎo)引小車在美國(guó)研制成功。 。該倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)的總體尺寸為：總長(zhǎng) 33m，總高 ，總寬為 5 個(gè)，巷道寬度 +10 排貨架寬度 =5179。 2=1100mm 每排貨架總高度為： 1100179。 倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)的總體尺寸 設(shè)計(jì)立體倉(cāng)庫(kù)的貨箱尺寸為 1m179。 立體倉(cāng)庫(kù)布局 由于倉(cāng)庫(kù)貨位數(shù) 2700 個(gè)，設(shè)計(jì)巷道數(shù)為 5 個(gè)，所以立體貨架為 2179。 30mm179。中央控制計(jì)算機(jī)作為控制中心，主要負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)與輸送部分之間的聯(lián)系，比如堆垛機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)控制整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行工作。自動(dòng)輸送系統(tǒng)可以方便有效地實(shí)現(xiàn)不同情況下對(duì)輸送路徑和速度的最佳選擇，從而完成對(duì)貨物的輸送。而搬運(yùn)機(jī)器人也已經(jīng)成為自安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在輸送過(guò)程中比較普遍和重要的一部分。 輸送部分 根據(jù)貨物的類型、裝運(yùn)條件和倉(cāng)庫(kù)結(jié) 構(gòu)等因素確定自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的輸送部分。這些裝置不僅具有高空作業(yè)的性能而且操作既準(zhǔn)確又安全可靠，可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，也便于遙控作業(yè)的進(jìn)行。另一方面，如果按照貨架的外形又可以分為 4 種形式，包括分揀貨架、活動(dòng)貨架、單元貨架、以及重力貨架。 圖 51自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的系統(tǒng)組成 存儲(chǔ)部分 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的基礎(chǔ)部分即是存儲(chǔ)部分。而單元貨架式則可以根據(jù)物流情況選擇貨架數(shù)，避免過(guò)度浪費(fèi)或者貨位數(shù)不夠?！叭说截浨皰x”是揀選人員乘揀選式堆垛機(jī)到貨格前，從貨格中揀選所需數(shù)量的貨物出庫(kù)。貨物先放在托盤或集裝箱內(nèi)，再裝入單元貨架的貨位上。分離式高度在 12 米以下，但也有 15 米至 20 米的。 2021 年有紅塔、龍巖、安徽、許昌、貴州等多個(gè)項(xiàng)目開工建設(shè) 2 醫(yī)藥 最成熟的應(yīng)用領(lǐng)域，占市場(chǎng)總量13% 醫(yī)藥工業(yè) 最早開始于 1993 年羊城藥業(yè)，目前市場(chǎng)完成超過(guò) 100 套 山東華魯制藥、哈爾濱三聯(lián)制藥等多個(gè)項(xiàng)目啟動(dòng) 3 軍隊(duì) 自 1990 年開始，目前已經(jīng)建設(shè)各類自動(dòng)化立體庫(kù)約 65套 2021 年約 20個(gè)項(xiàng)目完成十二五期間將有更大發(fā)展 4 機(jī)電、汽車 最早應(yīng)用的行業(yè)之一，自 1980 年開始目前市場(chǎng)保有量超過(guò) 100 套 北汽福田、 SEW 傳動(dòng)等多個(gè)項(xiàng)目啟動(dòng) 5 鐵路、 軌道交通 最早開始于 2021 年，目前應(yīng)用大約 3540套 朔黃鐵路、上海軌道交通等多個(gè)項(xiàng)目啟動(dòng) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 表 1 我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用情況表 數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)物流技術(shù)協(xié)會(huì)信息中心 2021 年調(diào)研報(bào)告 4 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的類型及選擇 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的類型 （ 1）按建筑形式可分為整體式和分離式兩種。 1989 年已經(jīng)建成超過(guò) 4000 多座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，其中美國(guó)、日本、和西歐等國(guó)家擁有數(shù)量較多。集成存儲(chǔ)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)物料儲(chǔ)存的重要技術(shù)得到了很大的發(fā)展。通過(guò)機(jī)械設(shè)備很好地提高了倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)存能力，同時(shí)也很好地滿足了生產(chǎn)中對(duì)速度和搬運(yùn)的要求。另一方面，倉(cāng)庫(kù)地自動(dòng)存取對(duì)于一些特殊的貨物，如有毒、有刺激性氣味的貨物，可以更加安全地進(jìn)行存取。電子計(jì)算機(jī)地控制管理使得倉(cāng)庫(kù)的管理邁出了重要地一大步。另一方面，通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制和管理，高層立體貨架存儲(chǔ)能夠嚴(yán)格按照先入先出原則，實(shí)現(xiàn)貨物的先入先出，避免由于貨物的成分變質(zhì)和老化、鋼鐵件的生銹等使貨物失效而產(chǎn)生浪費(fèi)。 （ 2） 調(diào)節(jié)貨物運(yùn)輸能力的功能 在貨物的運(yùn)輸和存取作業(yè)中，由于各種運(yùn)輸工具在運(yùn)輸能力上存在差異，因此要做到各運(yùn)輸工具之間的完美運(yùn)輸銜接是十分困難，而自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)則能夠很好地通過(guò)倉(cāng)