毕业论文双立柱式巷道堆垛机的设计(编辑修改稿)

毕业论文双立柱式巷道堆垛机的设计(编辑修改稿)内容摘要：

强度和挠度小的适当刚度。 本次毕业设计选取双立柱下部支承式门架进行结构计算。 框架的弯矩和挠度 9 双立柱门架简图 堆垛机的矩形门架是超静定结构。 这里按角变位移法解如下： 堆垛机门架的设计计算参数： Q1 — 上梁及附 件重量 Q2 — 货台、货物、附件及搭乘人员 (本设计没有人工驾驶室，所以此重量不计入 )的总重量 Q3 — 电气控制盘的重量 Q4 — 卷扬装置的重量 Q5 — 上横梁的重量 10 Q6— — 下横梁的重量 Q7— 立柱的总重量 q— 柱的单位长度的平均重量 作用在门架上的惯性力： Hi =（  /g） Qi 及 qh1  /g ( :减速度， g = 米 /秒 2 ) h1~h4 — 下梁中心线分别到 Q1 ~ Q4 的中心高度 l— 立柱的中心距 I1— 立柱 AB、 DC 的断面惯性距  — 上梁与下梁端部的偏转角 R— 因构件两端变位产生的弯距 E： 纵弹性模量 C— 由构件的中间载荷在杠端产生的弯距，称为载荷项。 K1= I1/ h1— 立柱的刚度 K=I/l— 上下梁的刚度 n=K/ K1— 刚度比 M— 弯距 由于水平载荷产生的弯距 作出作用于框架结构的惯性力图解： 11 h3h2h1l21B CDBlD1 C4h4h1 图 1 列出角变位移方程： 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‘ ） 其中载荷项： 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 有节点的弯距平衡方程式： M39。 BA + M39。 BC =0 M39。 AB +M39。 AD =0 M39。 CB + M39。 CD =0 M39。 DA + M39。 DC =0 由隔离体静力平衡方程式： 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。 再带入可求出 上下梁内力 — M39。 AD M39。 AD 、 M39。 BC 、 M39。 CB ； 、 立柱内 力 — M39。 AB = M39。 AD 、 M39。 BA = M39。 BC M39。 CD = M39。 CB 、 M39。 DC = M39。 DA 图 2 列出角变位移方程式： 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 ) 固端弯距（载荷项） 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 有节点的弯距平衡方程式： M AB + M AD =0 M BA + M BC =0 M CB +M CD =0 M DC + M DA =0 有隔离体静力平衡方程式： 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内力 有水平载荷产生的弯距，可由图 1 图 2 叠加得出： M 1AB = M39。 AB + M AB M 1BC = M39。 BC + M BC M 1CD = M39。 CD + M CD M 1DA = M39。 DA + M DA 又有节点方程式可得 M 1AB = M 1AD M 1BC = M 1BA M 1CD = M 1CB M 1DA = M 1DC 14 门架立柱端部的线变位  ：  = 39。 + =h1 (R39。 +R ) 由行走车轮的反力产生的弯距 受力分析图如下： 列出角变位移方程式： 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 固端弯距： 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：走行车轮的反力，按 1/2（堆垛机总重量 +载重）求出。 有叉 取作业产生的弯矩 由于货叉作业，在门架上及与走行方向成直角的方向增加了弯矩，产生了扰度。 但是，此弯矩相比前两种相差很大，而且不会在货叉伸出的情况下走行，所以可以认为最大弯矩为 M1 和 M2 合成的弯矩。 设计数据计算校核 框架结构的设计数据如下： 上下 梁 为焊接件，具体尺寸见图 立 柱（ 等边 角钢， 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 = 堆垛机总重量（自重 +载重） =1300kg 载重增加 25%作为试验载荷，为 300*（ 1+25%） =375kg 根据 的讨论，关于载荷的补加系数，对堆垛机的冲击系数 f=，作业系数 M*=。 则载荷组合为 M*（ SG +SL +SH ）。 各部分的弯矩 n=K/K1 =Ih1 /I1 l= 20xx24  固端弯矩： C AB = CBA = Nm CCD = Nm CDC = Nm R=R39。 +R =+= 走行停止时产生振动的立柱上端的线变位：  =1780 = (注：  值容许范围一般在 — 5cm,符合要求 ) 由水平载荷产生的各部分的弯矩： 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 由走行轮的反力产生的各部分的弯矩 : V=M*(80002300  2300)/2=4906kg 固端弯矩 : C=4906 45=220. 8Nm 17 因此 :M 2AB = Nm M 2BA = Nm M 2DA = Nm 最大弯矩 :MAB = += 201 Nm MBA = += Nm MBC == Nm MCB =+= Nm MCD = = Nm MDC = = Nm MDA =+= Nm MAD == Nm 结构构件的弯曲应力 上下梁的断面系数 Z=498 cm3 ,柱的断面系数 Z1 =789cm3 则 : 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 随着堆垛机往复运动 ,这些应力交变出现 ,在下梁 A 和 D 点产生最大应力振幅 .如用应力比法 ,则 K= 2870/8230= ,按切口分类为 a,可查出疲劳许用应力为 12500 N/cm2 .故能满足上述弯曲应力 条件 . 18 第三章 堆垛机伸缩货叉机构的设计计算 货叉是堆垛机中最主要的部分 , 所设计的货叉 ,是三节伸缩式货叉 ,即由上叉、中叉、下叉以及导向滚子等构成的货叉 . 它主要由 SEW 减速机 、齿轮、齿条、下叉、中 叉、钢丝绳 、 叉、上叉、轴承等组成 .如图所示 . 滑轮 导向轮 行走轮 SEW 减速机 齿轮 滑轮 深沟球轴承 固定叉（下叉） 中叉 上叉 1齿条 下叉 1侧面装有轴承 4并固定在载货台的台架上 ,中叉 2 的下板与工字行导轨相连 ,上叉 4的顶板与立板相连 ,在立 板上装有轴承 链条带动齿轮 5 旋转 ,齿轮带动齿条及中叉 2 运动 ,同时中叉 2 中的链轮 7 通过链条带动上叉 3 沿着中叉 2 中的。