FMS中物流输送系统的机械结构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 自动化立体仓库是 一项合理运输、存储物料 的技术工程。立体货架 是它 主要 的 标志，它的基础是配套 先进 运输的机械 设备， 运用 计算机 的强大 控制技术，实现 运输、存储的 机械 自动化 的功能 ， 是目前先进的 仓库。它占地小、 存储 量大、周转快 ，是 机电一体化的产物。它 集 储存功能 、 运输功能 、管理功能 于一体。 紧接着本文重点研究了各种输送设备的结构设计方案，适用场合以及具体设计计算进行了讨论。并按照其提供的设计方法， 综合考虑各种因素， 设计出 一个小型立体仓库的输送系统。该输送系统 的主输送机采用滚筒输送机，回库输送设备采用履带式输送机 ，出 /入库输送机采也用带式输送，换向输送机的主体结构与出 /入库输送机基本相同，换向机构采用气动装置。然后分别对各输送机进行了具体的结构设计和计算校核，最后给出设计的最终结果。 关键字 ： 立体仓库；立体货架；输送机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of It by to in as of It of of to of of of to a we a of of It of of of in is in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . I . 录 . 绪论 . 1 文研究内容和意义 . 1 内外的发展状况 . 1 课题应达到的要求 . 1 2 小型 体仓库输送系统设计方案讨论 . 2 体设计思路 . 2 终设计方案确定 . 2 3 滚筒输送机的设计 . 4 筒输送机传动及动力部件机械结构设计 . 4 筒输送机输送部件机械结构设计 . 4 筒输送机总体机械结构设计 . 4 本结构尺寸与受力计算讨论 . 5 始参数 . 5 本结构尺寸参数计算 . 5 力计算讨论 . 7 筒输送机设计结果 . 16 4 带式输送机的设计 . 17 式输送机传动及动力部件机械结构设计 . 17 式输送机总体机械结构设计 . 17 传动尺寸计算与受力校核 . 17 式输送机设计结果 . 20 5 出 /入库输送机的设计 . 22 /入库输送机传动及动力部件机械结构设计 . 22 /入库输送机输送部件机械结构设计 . 22 /入库输送机总体机械结构设计 . 22 轴设计及校核计算 . 23 /入库输送机设计结果 . 26 6 换向输送机的设计 . 27 向输送机传动及动力部件机械结构设计 . 27 向输送机输送部件机械结构设计 . 27 向装置机械结构设计 . 27 向输送机总体机械结构设计 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 向输送机主轴上轴承的校核计算 . 29 向输送机设计结果 . 30 7 总结与展望 . 31 论 . 31 足之处及未来展望 . 31 致 谢 . 32 参考文献 . 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 文研究内容和意义 本论文主要针对自动 化立体仓库输送系统的一切设备进行必要且深入的研究，用了较大的篇幅对不同输送设备的机械结构进行了系统的研究，如重力输送机，动力输送机，圆带滚子输送装置，空间输送机，滚筒输送机及其换向装置。 最后根据前面章节所提出的基本法方法，基本原则以及设计实例，设计出一个小型立体仓库输送系统，它包括两台滚筒输送机的设计及计算，一台带式输送机的设计，两台出入库输送机和两台换向输送机的设计。 本论文在把主要篇幅给予输送系统设备的同时，也把一部分篇幅用于物流系统概论以及自动化立体仓库的阐述。在绪论中，我就对这部分内容做了深入浅出 的介绍。这部分内容包括何谓物流系统， 物流系统在国内外的发展状况 ，以及其在中国的前景以及本论文所达到的相关要求。 内外的发展状况 物料输送系统是将 物料通过输送装置，运输、存储到指定的位置 。 其经过几十年的发展，得到了飞跃的发展与完善。随着科技的发展，它 在 机械制造及其 自动化中起 着越来越不可替代的 作用。 1967 年 英国研制并建造 了 统 。 通过 几十年 左右 的发展 与完善 ， 由实验转 变成 实用。据 不完全 统计，世界 于 1990 年 投资达 到约 140 亿美元，欧洲占 50%，日 、德 、 美 、俄、英 等 领先工业 国家已 经 投入 资金 于 得到了成功运行 。汽车 的 换代 需要 十五 年 ， 而 通过 经降至 不 满五 年了， 机械 制造及其自动化 得到了 飞跃的发展 ，从而 节 约 了 大量的 劳动力， 由此可知， 机械制造及其自动化的发展 程度大幅 的 提高 。 1984 年 中 国 开发并 研制 了第一个 统 ， 其落后于西方国家 17 年。 中 国 的首个统 由北京的机床研究所 投资 研制成功的 。 中国虽然并未大面积普及 统，但在将来 会在中国大部分地区流行。 课题应 达到的要求 通过毕业论文的设计，从而了解物料输送系统、立体仓库等，进而进行独立的输送系统的设计 。 毕业论文是最后阶段对大学四年知识的检测。通过课题的设计，使学生合理得使用所学到的各种知识和文化，从而进行对所学知识合理运用能力的检测。同时学会二维、三维软件、以及 档的运用。完成任务书、开题报告、实习报告、外文翻译 说明书 等 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 2 小型 体仓库输送系统设计方案讨论 体设计思路 1 设计背景 我国自动化仓库正处于不断发展和完善阶段，世界主要工业国家都把着眼点放在开发性能可靠的新产品和采用高技术上。近年来，国内外在建设物流系统及自动化仓库方面更加注重实用性和安 全性。大型自动化仓库系统已不再是发展方向。为了适应工业发展的新形势，出现了规模更小、反应速度更快、用途更广的自动化仓库系统。它是把先进的控制技术应用到分段输送和技预定线路输送方面，保持高度的柔性和高生产率，满足于工业库存搬运的需要 1。标推的模块式自动化仓库系统已引起人们的关注，这种系统在硬件和软件方面比传统的根据用户要求而提供的自动化仓库有更多的现成产品。这种模块式系统的价格一般也比较适中。 2 设计要求 立体仓库输送系统要求注重实用性和安全性；规模小、反应速度快、用途广；具有更短的操作周期和更高的生 产能力；同时性价比高，成本低，外形美观。 3 设计方案 本输送系统是一小型 体仓库的输送设备，根据以上设计要求，我的设计思路与方案为 :输送系统的主输送机为滚筒输送机，回库输送设备采用履带式输送机，出 /入库输送机采也用带式输送，换向输送机的主体结构与出 /入库输送机基本相同，换向机构采用气动装置 2。 终设计方案确定 经过讨论，现决定 输送系统 的主输送机采用滚筒输送机，回库输送设备采用履带式输送机，出 /入库输送机采也用带式输送，换向输送机的主体结构与出 /入库输送机基本相同，换向机构采用气动装置 ，换向方案采用转台模式 3。整个输送系统成 U 字型，如图 示货物采用托盘托运，出 /入库输送操作由系统的主输送机 滚筒输送机完成，分别由两路输送，彼此分开。带式输送机则在中间，连接着两路滚筒输送机。它与滚筒输送机的转角处则由两台换向转台来完成托盘的换向，从而实现货物从出库口由搬运机械运走后，托盘的回库 4。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 图 终设计方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 3 滚筒输送机的设计 筒输送机传动及动力部件机械结构设计 根据以上方案讨论，滚筒输送机的传动部分定为使用链传动，动力为步进电动机驱动，了解链传动结构，锁 紧部分由专门为其设计的锁紧链轮通过锁紧架和锁紧螺杆来实现。 图 筒输送机链传动结构 筒输送机输送部件机械结构设计 本滚筒输送机输送部件采用空心滚筒，材料为 45 钢，采用套筒焊接于内部，用键连接与主轴进行运动的传递。如图 示，主轴的运动则通过链条与链轮的运动来传递。 图 筒输送机输送部件 图 筒结构 筒输送机总体机械结构设计 本输送系统的主输送设备采用滚筒输送机，总体结构如图 示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 图 筒输送机总体结构图 本结构尺寸与受力计算讨论 始参数 1 滚筒输送机的形式，长度以及布置形式。 2 输送量（单位时间内输送物品的件数），输送速度，载荷在滚筒输送机上的分布情况。 3 单个物品的质量，外包装的材质，外形尺寸。 本结构尺寸参数计算 筒长度 滚筒输送机直线段 8 圆柱形滚筒输送机直线段的滚筒长度一般如图 照下式计算： l B B ( l 滚筒长度 ( B 物品宽度 ( B 宽度裕度 (一般 可取 B 50150 柱形滚 筒输送机直线段的滚筒长度 对于底部刚度很大的物件，在不影响止常输送和安全的情况下，物品宽度可大于滚筒长度，一般取 。 采用短滚筒的多辊输送机，其输送机宽度一般可参照图 下式计算： W B B ( W 输送机宽度 ( B 物品宽度 ( B 宽度裕量 ( 一般可取买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 B 50 滚筒的多辊输送机 当多滚筒少于 4 列时，只宜输送刚度大的平底物品，物品宽度应大于输送机宽度，可取 ( 0 。 子间距 辊子间距 P 是保证一个物品始终支撑在三个以上的辊子上， 般情况下，可按下式选取： /3 对要求输送平稳的物品： 5/14/1( p 辊子间距 ( L 物品长度 ( 对柔性大的细长物品，还需核算物件的扰度；物品在一个辊子间距上的扰度应小于辊子间距的 l/500，否则需适当缩小辊子间距。辊子输送机的装载物品段如承受冲击载荷时，也需缩小辊子间距或增大辊子直径；对双链传动的辊子输送机辊子间距应为 1/2 链条节距的整数借。辊子输送机以圆弧段中心线上的辊子间距作为计算辊子间距。当圆弧段采用链传动时，相邻两传动辊子的夹角应小于 5 度，以改善传动状况。 子直径 辊子直径 D 与辊子承载能力有关，可按下式选取： F 作用在单个辊子上的载荷 (N)， F 单个辊子上的允许载荷 (N)。 作用在单个辊子上的载荷 F ，与物品质量、支承物品的辊子数以及物品底部特性有关，可按此式计算： 12/F m g K K n ( m 单个物品的质量 ( 1K 单列辊子有效支承系数，与物品底面特性及辊子平面度有关，一般可取1K底部刚度很大的物品，可取1K 2K 多列辊子不均衡承载系数，对双列辊子，取2K 单列辊子，取物2K 1； n 支承单个物品的辊子数； g 重力加速度，取 g ， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 单个辊子的允许载荷 F ，与辊于直径及长度有关，可从产品样本中查取。在确定需要的单个辊子允许载荷及辊子长度以后，即可选择适当的辊子直径 D。 送机高度 辊子输送机高度根据物品输送的工艺要求 (如线路系统中工艺设备物料出入口的高度，装配、调试、装卸区段人员操作位置等 )确定，一般 H=500800可不设支腿，使机架直接固定在地坪上。 送速度 辊子输送机的输送速度 v 根据生产工作要求和输送方式确定。一般情况下，无动力式辊子输送机可取 v .4 m/s，动力式辊子输送机可取 v .5 m/s，并尽可能取较大值，以便在同样满足输送量要求的前提下，使物品分布间隔较大，从而改善机架受力情况。当工艺上对输送速度严格限定时，输送速度应技工艺要求选取，但无动力式辊子输送机不宜大于 s，动力式辊子输送机不宜大于 1.5 m/s，s。 送能力的计算 辊子输送机的质量输送能力用下式计算： q v ( 辊子输送机的计件输送能力用下式计算： 3600 输送机质量输送量 (t / h) Z 连续输送机的计件输送量 (件 /h) v 输送机工作速度 (m/s) 每米长度物品的质量 ( m)，辊子输送机输送的是成件物品。 每米长度物品的质量用下式计算： / a( G 单件物品的质量 (a 输送机上物品的间距 (m) 力计算讨论 行阻力 由于物品沿辊子运动的总阻力系由三部分组成，动力式滚筒输送机水平或倾斜布置时的物品运行阻力，一般可分别按以下公式计算。 1 辊子轴颈处的摩擦阻力1W(N) 1c o sc o s z q ( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 在实际应用中， m ，则公示简化为： 1dW z q G G 单件物品的质量 (q 单个棍子旋转部分质量 (z 与单件物品同时接触的辊子数 d 辊子轴直径 (D 辊子外径 ( 辊子铀摩擦系数，滚动轴承 动轴承 .3 g 重力加速度 ( 2/m 物品与辊子的摩擦角 输送机倾角 2 物品沿辊子滚动阻力2W(N) 22 c o ( k 物品与辊子间滚动摩擦系数，对于一般的钢制辊子可按表 3取。 表 3品与辊子间滚动摩擦系数 物品材料 k 物品材料 k 钢 材 物品沿辊子滑动阻力3W(N) 3 c o ( 物品沿辊子的滑动摩擦系数：其余符号意义同前。 所以，单件物品沿辊子运动的总阻力 (N)为： 1 2 3 W W 对有轮缘的辊子输送机，按下式计算： 1 2 3() W W W C 轮缘附加阻力系数， C 物品开始移动时，固静摩擦力的作用，其运行阻力要大于上述计算值。静摩擦系数一般约为动摩擦系数的 1 51 7 倍。当物品输人间隔时间较长，且运行速度大于 0.5 m/须考虑运行中的惯性阻力。 品输送速度的确定 物品沿辊子运动的速度与滚筒输送机的工作状态及附加阻力的大小有关，情况比较复杂，通常按动能定理简化如下公式： 2022 s i n 1 c o q d kv g L D ( 物品通过 L 距离时的速度 (m/s) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 0v 物品进入输送机时的速度 (m/s) L 输送距离 (m) 对于无动力式滚筒输送机来讲，输送速度一般不应超过 0.5 m/s。如果输送距离较长，输送速度过大的，应在输送线路上增加阻尼限速装置，最简单的方法是在两段倾斜输送之间增加一段水平输送，以保证输送平稳。 品与辊子的摩擦力 为保让物品沿滚筒输送机运动，物品与辊子的摩擦力应能克服辊子的转动阻力，即 c o s ( ) g z q G (式中符号意义同前， 要使物品能够沿辊子移动，必须尽量减小辊子的质量、辊子轴直径和轴颈处的摩擦系数，并尽可能加大辊子的直径。 子的计算载荷 在进行滚筒输送机零件强度计算时，辊子的计算载荷按下列值确定；单列辊子输送机取 (0 双列辊子输送机取 (0 G 单件物品的质量（ 其余符号同前。 辊子重力输送的速度一般不宜超过 0.5 m/s。当输送距离过长、速度超限时，应在线路中增设阻尼装置，以保证输送平稳。 常输送时的链条牵引力 1 单链传动 0 0 00 . 2 5G d d i f L g q q m C m C L q ( 0F 单链传动辊子输送机传动链条牵引力 (N) f 摩擦系数 L 滚筒输送机长度 (m) g 重力加速度，取 g 辊子直径 (m) 辊子链轮节圆直径 (m) 每米长度物品的质量 (kg/m) 0q 每米长度链条的质量 (kg/m) 单个传动辊子转动部分的质量 ( 每米长度内 传动辊子数 单个非传动辊子的转动部分的质量 ( 每米长度内非传动辊子数 摩擦系数见表 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 表 3擦系数 作用在以个辊子上的载荷（包括辊子自重） /N 物品与辊子接触的底面材料 金属 木板 硬纸板 0 110 1100 450 450 900 900 双链传动 双链传动辊子输送机传动链条牵引力 (N) f 摩擦系数 D 传动辊子直径 ( 传动辊子链轮节圆直径 (Q 传动系数 单个传动辊子计算载荷 (N) 1g i r eW m d a m a m m g ( a 非传动辊子与传动辊子数量比， / C 均布在每个辊子上的物品的质量 ( /r m d rm q C C 团链条的质量 (其余符号同前 传动系数： 11 ( i 传动辊子链传动效率损失系数， ， i 值与工作条件有关，润滑情况良好时取小值，恶劣时取较大值； n 传动辊子数。 传动系数 Q 见 表 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 表 3动系数 Q 传动 辊子数 n 辊子链传动效率损失系数 i 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 ： 是由表中查得的系数乘以传动辊子数而得，如果实际传动辊子数介于表中两个辊子数之间，因取较大值。例如，当 n 62， i ， Q 表中得出的值，仅适用于趋动装置布置在趋动端部的情况，如果布置在趋动段中央时，传动辊子数应取实际传动辊子数的 1/2。 3 功率计算 (1) 计算功率 0 1000 ( 0P 传动辊子轴计算功率 ( v 链条牵引力 (N)，对单链传动， 0；对双链传动， 。 v 输送速度 (m/s) 辊子链轮节圆直径 (2) 电动机功率 0 ( P 电动机功率 ( 0P 传动辊子轴计算功率 (K 功率安全系数， 驱动装置效率， 0 0 送物品在停止器作用下停止运行时的链条受力计算 当输送机端部物品在停止器作用下停止运行时，其他后续物品随之陆续停止并积聚起来，直至布满整段滚筒输送机。此时辊子轴继续传动，而辊筒不转，辊子内部的摩擦片 (环 )打滑。限力式辊子输送机积放状态下的链条牵引力以及所需的驱动功率均大于输送状态，改应按积放状态计算链条牵引力和选择电动机功率。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 1 链条牵引力 单链传动时，可按下式计算： 0020 . 2 5 C q ( 双链传动时，则按下式计算： 2 ( 0F 单链传动阻力式辊子输送机积放状态下链条最大牵引力 (N) 双链传动限力式辊子输送机积放状态下链条最大牵引力 (N) D 限力辊子直径 ( 眼力辊子链轮节圆直径 (L 辊子输送机长度 ( 每米长度内限力辊子数 (1/m) M 辊子限制力距 (0q 每米长度链条质量 (kg/m) Q 辊子传动系数 2 功率计算 单链传动： 01000KF ( 双链传动： 1000( P 电动机功率 (W)； K 功率安全系数； 0F 单链传动限力式辊子输送机积放状态下链条最大牵引力 (N)； 双链传动限力式辊子输送机积放状态下链条最大牵引力 (N)； v 输送速度（ m/s） ； 驱动装置效率， 0 0 。 轮尺寸及链传动布置计算 已知条件： 轴的转速1 75 / m 传动比 3i ， P 算： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 1 链轮齿数 选1 17Z 大链轮齿数21 3 1 7 5 1Z i Z 2 链条节数 初定中心距0 40由式 2001 2 2 1222 Z ( 24 0 1 7 5 1 5 1 1 722 4 0 2 8 0 3 4 0 . 7 3 1 1 4 . 7 3 116 3 计算功率 由机械设计手册查得 ，故 1 . 0 1 . 7 1 . 7 P k W ( 4 链条节距 0 K K ( 估计此链传动工作即可能出现链板疲劳破坏，得： 1 . 0 8 1 . 0 81 17 0 . 8 8 71 9 1 9Z 0 . 2 6 0 . 2 61161 . 0 41 0 0 1 0 0K 采用单排链， ，故 0 1 . 7 1 . 9 90 . 8 8 7 1 . 0 4 1 . 0P k W由机械设计手册查得当1 75 / m ， 16A 链条能传递的功率为 故采用 16A 链条，节距 p= 实际中心距 将中心距设计成可调节的，不必计算实际中心距，可取 0 4 0 4 0 2 5 . 4 1 0 1 6a a p m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 6 链速 11 1 7 2 5 . 4 7 5 0 . 5 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0Z p nv m s ( 7 选择润滑方式 按 ， v m s ，由手册知应采用滴油润滑。 8 链轮校核 查机械设计手册查得 16A 链条每米长质量 q=m, 故离心拉力 : 222 . 6 0 . 5 4 0 . 7 6cF q v N 因链速很低，不计。 水平布置时垂度系 数 737 2 . 6 9 . 8 1 4 0 2 5 . 4 1 0 1 8 1 . 4 q g a N 圆周力 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 9 936850 . 5 4 紧边拉力 1 3 6 8 5 1 8 1 . 4 3 8 6 6 . 4 F N 松边拉力 2 1 8 1 N(1 . 2 1 . 3 ) , 1 . 2 F F取 1 . 2 3 6 8 5 4 4 2 2 静力强度安全系数由机械设计手册查得 16A 链的极限拉伸载荷 Q=55600N，故安 全系数 155600 1 4 4 83 8 6 6 . 4F 9 链轮主要尺寸 分度圆直径 小链轮：12 5 . 4 1 3 8 . 21 8 0 1 8 0s i n s i m 大链轮：22 5 . 4 1 1 2 . 61 8 0 1 8 0s i n s i m 齿顶圆直径 小链轮： m a x 11 . 2 5ad d p d 3 8 . 2 1 . 2