【正文】 Metallurgy. Section , Jan, 2020, (5): 821 [17] 劉廣金 , 程顯氓 . 物料升降機(jī)安全保護(hù)裝置 . 機(jī)械設(shè)計(jì) , 1996, (7): 3941 [18] 李宏 , 衛(wèi)曉平 , 等 . 物料升降機(jī)安全保護(hù)裝置 . 起重運(yùn)輸機(jī)械 , 2020, (6): 911 [19] 程軍紅 , 梁睦 , 李鉻 , 劉玲 . 齒輪齒條直線(xiàn)差動(dòng)行程增倍機(jī) 構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 . 機(jī)械傳動(dòng) , 2020, (4): 7374 。 本次設(shè)計(jì)囊括了大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的各方面，是我在以后的學(xué)習(xí)工作之前，對(duì)各個(gè)學(xué)科課程的一次深入的綜合性的 練習(xí)，鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，并為以后的工作學(xué)習(xí)打下良好的堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 整個(gè)過(guò)程中重點(diǎn)是貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)齒輪齒條差動(dòng)原理設(shè)計(jì)出貨叉的外形結(jié)構(gòu)，然后分析貨叉的受力圖，并推導(dǎo)出彎矩?fù)隙裙剑O(shè)計(jì)出貨叉的外部結(jié)構(gòu)尺寸，接著又設(shè)計(jì)校核了貨叉內(nèi)部零件的尺寸，最終設(shè)計(jì)出了滿(mǎn)足條件、靈活、適用、簡(jiǎn)捷、方便的貨叉結(jié)構(gòu)，并選取出適宜的電機(jī)、減速器；介紹了堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算， 并確定了尺寸及電機(jī)、減速器的選??；在對(duì)現(xiàn)有的安全防墜器的研究基礎(chǔ)上，權(quán)衡各種型式安全防墜器的利弊，在現(xiàn)有的安全防墜器的基礎(chǔ)上，為該堆垛機(jī)設(shè)計(jì)了一臺(tái)瞬時(shí)式楔塊制動(dòng)的安全防墜器。 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 34 頁(yè) 共 35 頁(yè) 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從分析任務(wù)書(shū)開(kāi)始，論述了堆垛機(jī)的特 點(diǎn)及組成形式，根據(jù)設(shè)計(jì)需要選取了雙立柱、 U 型軌道式巷道堆垛機(jī)，進(jìn)而分析了堆垛機(jī)的運(yùn)行機(jī)理。 圖 13 h 部分為不變形時(shí)中叉撓度簡(jiǎn)圖 由上圖求出 B 、 C 點(diǎn)的支反力及 B C 段的彎矩方程分別為： QbnFb? () bnFc ?? () QxbnxFMb ?? () 則撓度曲線(xiàn)微分方程為： bEIQ nxEIMdxd 2222 ????? () 所以?xún)A角和撓度方程分別為： 0222 ibEIQ nxdxdi ???? ? () 00236 ?? ???? xibEIQ nx () 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 32 頁(yè) 共 35 頁(yè) 當(dāng) bx? 時(shí)， 00?? ， 0?? ，所以有 20 6EIQnbi ? () 當(dāng) bx? 時(shí)的傾角和撓度分別為： 22 3EIQnbi ?? () cmEIQ nhb 3 22 ??? () 把 b 段看成剛性， C 點(diǎn)作為固定端考慮，如圖 14所示，設(shè)載荷 Q 在中叉產(chǎn)生的反力為 dF 和 eF ，這些反力在前叉產(chǎn)生的傾角為 0i 和 1i ，撓度為 0? 和 1? 。 圖 12 上叉撓度簡(jiǎn)圖 由上圖利用受力平衡和彎矩平衡可求得上叉支點(diǎn) D 、 E 處的支點(diǎn)反力、轉(zhuǎn)角微分方程和撓度方程，其公式分別為 QdeFd ? () QddeFe ?? () 0322 idEIeQxdxdi ???? ? () 00322 ?? ???? idEIeQx () 當(dāng) dx? 時(shí)， 00?? ， 0?? ，所以 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 31 頁(yè) 共 35 頁(yè) 30 6EIeQdi ? () 得 E 處的傾角為： 31 6EIeQdi ?? () 所以載荷 Q 在 E 點(diǎn)產(chǎn)生的撓度為： 3 31 ???? ）（ mhEIe Q d? () 中叉撓度計(jì)算 由于載 荷的作用，在支點(diǎn) B 處產(chǎn)生反力為 bF ，設(shè)在 C 點(diǎn)的傾角為 2i ，撓度為 ?2 。 cma 55? ， cmb 45? ，cmc 16? ， cmd 45? ， cme 8? ， cmg 100? ， cmm 61? ， cmn 69? ， cmh 126? ，41 cmI ? ， 42 cmI ? ， 43 cmI ? ， NQ 6000? (包括貨叉伸長(zhǎng)部分重量和貨箱重量在內(nèi) )，彈性模數(shù) PaE ?? 。假設(shè)有軌巷道堆垛機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中立柱不發(fā)生變形，根2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 30 頁(yè) 共 35 頁(yè) 據(jù)貨叉的支承結(jié)構(gòu)，做出受力分析簡(jiǎn)圖如圖 11所示。 因?yàn)辇X寬系數(shù) .40d?? 所以齒輪齒寬 mmdb d ????? ? () 對(duì)于正常齒， 1??ah ， ??c 齒頂高 mmmhh aa 441 ???? ? () 齒根高 mmmch a 54)()(h f ?????? ?? () 齒頂圓直徑 mmhdd aa 8842802 ?????? () 齒根圓直徑 mmhdd ff 7052802 ????? () 取齒條齒根高 mmhf 4? 齒條齒頂高 mmha .54? 齒條寬度 mmb 25? 齒條總高度 mmhhhH fa ??????? () 式中 h1為輪齒底部到齒條底部的高度 齒距 mmmp ???? ? () 齒厚 mmms ???? ? () 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 29 頁(yè) 共 35 頁(yè) 齒槽寬 mmme ???? ? () 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 ][2 1 1 FSFF YYYmbdKT aa ?? ? ??? () 齒形系數(shù)aFY 齒輪 1 ?aFY 齒條 2 ?aFY 應(yīng)力修正系數(shù)aSY 齒輪 1 ?aSY 齒條 2 ?aSY 重合度系數(shù) ??????? ?Y () 許用彎曲應(yīng)力 FXNFF SYY /][ lim?? ? 彎曲疲勞極限 21lim /460 mmNF ?? 22lim /390 mmNF ?? 彎曲壽命系數(shù) 121 ?? NN YY 尺寸 系數(shù) Yx=1 安全系數(shù) SF= 則： 21l i m1 /3 6 ][11 mmNSYY FXNFF ????? ?? () 22l i m2 /3 1 ][22 mmNSYY FXNFF ????? ?? () 故 ： 1F? ＝ 2 83560 (60 180 6)=? ][ 1F? 2F? ＝ 2 83560 (50 180 6)=? ][ 2F? 貨叉撓度的計(jì)算 如果貨叉伸出作業(yè)時(shí)，叉端撓度太大，就會(huì)影響有軌巷道堆垛機(jī)正常作業(yè)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)與貨架發(fā)生干涉，造成事故。 齒輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值為 d1=mZ1=4 20=80mm。 硬化系數(shù) 1?WZ 。 許用接觸應(yīng)力 HWNHH SZZ /][ lim ??? ?? 。 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) .52?HZ 。 則載荷系數(shù) k的初值 k=1 ＝ 。 齒向載荷分布系數(shù) ??K 。 使用系數(shù) KA=1。 齒輪齒數(shù) 201?Z 。 齒輪齒條分度圓直徑為 60mm，則圓周長(zhǎng)度為 8 ???? dC ? () 安裝在中叉上的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其上的雙嚙合齒輪同時(shí)與上下兩個(gè)齒條嚙合，故齒輪轉(zhuǎn)速為 m in/ rCvn ??? () 選擇齒輪、齒條材料 齒輪選用 45號(hào)鋼調(diào)質(zhì) HBS1＝ 245275HBS 齒條選用 45號(hào)鋼正火 HBS2＝ 210240HBS 按 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 33 48/)~(/)~( ?? nPnv t () 計(jì)算出 tv 在 ，取 smvt /? 。 減速器選用減速比為 29的 ZW系列擺線(xiàn)針輪減速器，機(jī)座號(hào)為 WD— 3，允許功率，標(biāo)記為： ZWD JB/T 29821994。 5 堆垛機(jī)貨叉的設(shè)計(jì) 貨叉?zhèn)鲃?dòng)裝置的總體選型 取運(yùn)行阻力系數(shù) ?? ，于是： NGF f ???? ? () 式中 G—— 運(yùn)行質(zhì)量的重力（ N） 取機(jī)構(gòu)的總效率 .900?? ，則運(yùn)行靜功率為： 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 26 頁(yè) 共 35 頁(yè) KWvFP fst 0 ????? ? () 電動(dòng)機(jī)選擇型號(hào)為 YEJ801— 4的電磁制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為 ，轉(zhuǎn)速為 1390r/min。上橫梁也由四塊鋼板焊接而成，鋼板選用公稱(chēng)厚度為 20mm 的熱軋鋼板。立柱鋼板選用公稱(chēng)厚度為 25mm 的熱軋鋼板，法蘭盤(pán)鋼板也選用公稱(chēng)厚度為 10mm 的熱軋鋼板，螺 栓選用 M30 高強(qiáng)度螺栓。立柱分段制造，每段 3 米，安裝時(shí)通過(guò)各段頭部的法蘭盤(pán)連接，再由高強(qiáng)度螺栓連接，立柱與下橫梁、上橫梁焊接在一起。 選擇： HT31600②，緩沖容量為 16 mkN? ，緩沖行程為 120S/mm，緩沖力為 273Pj/k。 緩沖器的選擇 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 25 頁(yè) 共 35 頁(yè) 堆垛機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中控制系統(tǒng)失控時(shí)，就會(huì)和巷道口的機(jī)械裝置發(fā)生碰撞，為了減小碰撞時(shí)對(duì)堆垛機(jī)造成的危害，在堆垛機(jī)上的下橫梁兩端安裝了緩沖器。 確定車(chē)輪直徑 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由于機(jī)構(gòu)布置上的原因，堆垛機(jī)自重 在四個(gè)車(chē)輪上的分布是不均勻的，假設(shè)不均勻系數(shù)為 ，則最大一個(gè)車(chē)輪由堆垛機(jī)自重引起的輪壓為： NRt ??? () 起升載荷在兩個(gè)車(chē)輪上的分布可以認(rèn)為是均勻的，于是每一只車(chē)輪由起升載荷產(chǎn)生的輪壓為： NR 1500230001 ??