毕业设计（论文）-智能储物内部传动机械移动结构设计.docx

多层智能储物柜系专业姓名班级学号指导教师自动化的多层智能储物柜技术是作为是一个现代仓储综合运输物流系统技术发展的另重要的技术所组成起来的核心部分.是指是种可以用于在多层高架储物柜里存取投入大量储物柜货物时使用的自动立体多以高架储物柜系统,是一套能确保在任何事先或不须作任何直接操作和无须人工的操作与干预设备操作的特殊情况条件下,自动地连续高效地进行实施并对投入储物柜货物实施集中的存储投入出库和货物集中地取出入库处理的一种仓储系统.目因此它是作为我国促进世界现代工业制造自动化发展及进步应用的又另一项更要新型工业高科技产物.它的又发现对帮助我国中小企业提高产品劳动综合生产率、降低社会流通生产成本也无疑也有着十分特殊之非凡之懑义。本文分析r这样的一台已经完全成熟能基本适应于在储物柜空间作业中进行装载与运输、存取的各类特种货物全自动储物柜采用全自动立体储存方式,并若道地探讨分析关各种垂直升降式回转机构、伸叉式回转机构、行走和转向机构等的各类特殊机构部件，分析系统的各种主要设计工作原理,并进对以上的各特殊类型机构件进行了合理设计.分析、对其结构原理试验，并对结构合理性和尺寸偏差分析计算.主要内容为:系统方案的整体设计，优化。总体结构的运动分析，设计思路讨论和主要特征设计分析。详细分解为起降机构设计、伸叉机构系设计、行走机构系设计、支架结构优化。通过理论与实践的结合，进行电机，各种钢丝绳、卷筒、链轮链条,皮带轮等选型与校核，进而能成功的设计出一台整机性能合理的自动化存取储物也系统。全自动悌物柜采用全自动立体储存方式，具有人工智能可人脸、指税、密码多种权限设置，可自动生成仓储报表，可连接大数据平台进行在线管理也可连接公安部自动报警，主要用于机密文件贵重物品的管理工作关键词:柜体伺架:自动化储物柜:巷道；物流：存取机械手:AbstractAutomaticmu1.ti-1.ayershe1.fwarehousetechno1.ogyisanotherimportantpartofthedeve1.opmentofmodernwarehouseintegratedtransportation1.ogisticssystem.I1.reers1.oanauIona1.icmu1.ti1.ayeroverheadwarehousesystemthatcanbeusedinmu1.ti-1.ayere1.evatedwarehouse,andcanensureanyspecia1.operationbeforeandwithoutanydirectoperationandintervention.Soitisasourcountrytopromotethewor1.dmodernindustria1.manufacturingautomationdeve1.opmentandprogressapp1.icationofanotherimportantnewindustria1.high-techproducts,itandfoundtohe1.poursma1.1.andmedium-sizedenterprisestoimprovethecomprehensive1.aborproductivity,reducesocia1.circu1.ationproductioncostsundoubted1.ya1.sohasaveryspecia1.significance.Thispaperana1.yzesthemaindesignprincip1.eofforIof1.dingandIransportationandstacking,anddiscussesvariousvertica1.1.iftingandfa1.1.rotarymechanism,extensionforkrotarymechanism,wa1.kingandsteeringmechanism,andsoon.Contentshou1.dinc1.ude:theovera1.1.structureofthemotionstructureoftheovera1.1.designoptimizationideasandthemainmotionstructuredesignana1.ysis,(hebasicprincip1.esofthedesign,thewingmechanismdesign,thebasicdesignoftheruddersystem,thebodysupportstructureoptimizationmethodandothermainmotiondevicestructuredesignana1.ysisexamp1.esdiscusstheuincontent.ThedesignofeachtractionworktransmissionIneChaniSmshou1.dmain1.ystartwiththepreciseandreasonab1.eoptimization,se1.ectionandca1.cu1.ationandverificationoftheparameterva1.ueofeachtractiontransmissionmotor,Throughthedesignsystemtocomp1.etetheprecisionandreasonab1.eana1.ysisandca1.cu1.ationoftheovera1.1.workingperformanceindexdataofvariouswirerope,drum,sprocketchain,pu1.1.eyandother1.rac1.ionbe1.1.structureproducts,correctca1.cu1.ationandverificationofreasonab1.edesigndataandcorrectOP1.imiZUIionofCa1.CUIUtiOnandse1.ection,Soastoreasonab1.yoptimizeandcorrect1.ydesignamoresuitab1.eandre1.iab1.eperformanceofthe<1.oub1.eco1.umntyperoadwaystackercraneproductsusedinthetractionbe1.track,Then,itcansuccessfu1.1.ydesignandconstructareasonab1.eandcomp1.etewho1.emachineperformance.Keywords：doub1.eco1.umn：automatedwarehouse;rwidway;1.ogistics;stackingcrane：design,1.C：contro1.system目录摘要1Abstract2第1章绪论31. 1课题背景31.1 .1巷道存取机发展现状、发展趋势与优势31.2 .2巷道存取机的分类41.3 本文设计点5第2章总体结构分析和运动方案设计62. 1移动机械手整体运动方案设计72. 2主要装置92. 2.1导轨93. 2.2立柱94. 2.3升降载货台95. 2.4行走机构106. 2.5货义驱动机构117. 2.6柜体框架118. 2.7存取机的控制装置122. 3本章小结13第3章机械手垂直起升装置的设计142.1 滚珠丝杠的设计143. 4电动机的选择计算173.1 1选择电动机类型173.1.2 计和负载转速，判断是否可以使用步进/伺服电机.183.1.3 伺服电机选型183. 5本章小结20第4章机械手水平行走装置的设计214.1直线导轨滑块与直线轴承选型214. 2齿轮齿条传动几何尺寸计算234.3电动机的选择264. 4步进电机的选择27第5章存取货物机构设计295. 1仓盒的设计295.2货叉机构295.2.1同步带选择305.3同步带横截面305.4传动原理305.2.2电机及其他结构设计32第6章柜体组件的选择33第7章柜装配技术要求34结论35参考文献37第1章绪论20世纪,随着现代世界全球经济活动快速地发展，我国科学技术研究不断增加，及经济全球化席卷而来的今天,世界各国都面临着前所未有的机会和挑战。尤其是我们国家从改革开放以来，各界人士纷纷投入自主创业的浪潮中，各地各种各样的工厂企业蜂拥而起。但是截至目前，各种各样的产品还并未满足中国人民的需要，并一直呈现供不应求的状况。在当今大时代背景下，现代物流的发展呈现出前所未有的快速发展趋势,在中国只显一角。然而，物流系统功能的逐步改善和提高其必须具备足筋的设W合理性,才能有利于加速中国工业化进程,提升产业结构.本文所设计全自动储物柜采用全自动立体储存方式，具有人工智能可人脸、指纹、密码多种权限设置，可自动生成仓储报表,可连接大数据平台进行在线管理也可连接公安部自动报警，主要用丁机密文件贵重物品的管理工作1.1 课题背景1.1.1 巷道存取机发展现状、发展趋势与优势中国是人口大国，也是生产大国，自从我国跻身全球化，主动参与和世界各国竞争的浪潮中。总所周知，计算机信息技术的进步，导致现代企业生产规模进一步膨胀,随着现代化储物柜队伍的发展不断成长壮大,储物柜管理已经并不是那种想当然式的被认为的只是杂乱的无序的堆放各种货物的概念了，而是要向着全自动化,立体化管理方向迅速发展，并且做到能筋做到快速的方便地堆放物品和方便存取。这都是中国全国乃至全世界物流管理系统所要必须和满足的基础条件。而如果要想完成这一货物快速集中存放的行动，人力运输已变得远远地不够,单纯的依靠机械的拉载运也是不可能的完成。这时,物流专业人士就构想了并发明出来了立体式储物柜存取机,并将不断地进行时其改良完善,使之越来越得心应手。可以这么说,存取机发展完全可以是整个社会文化进步下的一个产物,其在偶然之中却包含着/人类更多的文化必然。巷道移动式存取机不管它按照其支拽作用方式、控制运行方式,还是以结构、用途、运行轨迹变化等结构方式综合分类,都必须主要的由其水平起行走升机构、垂直水平起升机构、栽垛货台机构及货叉机构、机架系统和各种电气设备结构等各基本的部分共同组成。常见的主要分类形式大致如以下的几种：按照运行卷道之间有轨1无固定的导航移动式存取机也大体乂可再被进步分为卷道无轨存取机和运行巷道间有轨无的存取机。按照设备安装的用途范围之大小不同，存取机安装i股上可又大致的分为架桥式存取机安装和巷道式的存取机。巷道存取机也可实现沿整个货架储物柜巷道范围内任意铺设的轨道的自动同步运行,行走操作时即快速而又较平稳,作业轨道的垂E1.高度有时则可达数十甚至上达百米。其设计构造上圾为独特的精妙处之一处则也是其由于它采用先进的货叉的自由伸缩的闭锁机构，即货叉自身也完全可以独立进行自由伸缩,这样它同时就能又是可以实现了通过让储物柜巷道宽度能适当的变窄而来最大化地的提高了货架储物柜空间内的资源综合有效利用率；巷道存取机设备一般是适用于各种具有跨越各种发杂建筑高度特点要求的大型或荷层货架储物柜，一般也用在智能存储柜,除要求满足了以上的各项技术优点特征条件之外,巷道存取机设备中还要同时有求者要满足有较育可靠稳定程度的最大机器连续运行时工作最大速度的稔定性能和产品最大的生产安装制造质量效率、配备有安全可出入式的储物柜装置及要求较高可靠稳定性能的最高产品装配制造工艺质量水平和最大产品的安装及制造装配精度、多节可调节伸缩式货叉架板或货板、较高的灵活性的机械及电气传动可调速系统且要能实现制动和平衡、停车后速度较准确、要能配有安全的保护制动装置等的特点1.1.2 巷道存取机的分类巷道存取机按其支护及结构方式之不同分为单立柱型结构的普通卷道存取机和双立柱型结构的普通卷道存取机两种类型。单立柱型卷道存取机它所用的是整体机架结构也是相当的简单,根单立柱、上单横梁和上下单横梁等共同作用组成了一个工字形框架。立柱型材多是系由采用硬度要求较大的优质高强度的H型钢所制成，也可由专业钢材生产家可根据钢材生产加工商家之具体加工要求所进行的特制的焊接制造工艺来定作或制造出的,立柱横梁上段附加的有凹槽导轨,立柱上段还附加设有钢丝绳卷筒。他的回转与提升的回转机构也都正是系借由钢丝绳所作之传动齿轮和液压动力,拉动载货台沿若单立柱运动。技术参数单立柱存取机也就正是因为其凭借着它这种机械结构轻便小巧操作简单高效可靠耐用的新型机械特点所以才能被我们中国各地很多中大小型机器制造设备企业都广为所应用。另外还由于其单立柱存:取机总体质量上偏为轻,制造和用起来时相对需要消耗用的钢材IS也偏少，成本低,价格方面当然价格也相对自然价格就相应也是相对的儡低，再加上则一个主要的缺点也是机器制造及维修也较为方便。但它同样地也有着它在一定的程度上的灵活性与不足,运行速度提升的速度一般也都不能太而过大,载重量则一般的也是都不能太过偏过大,提升后的运行高度都只能停留在了大约在10米左右。双立柱机构中的存取机通常使用新的机架结构比起采用传统单机两根立柱结构时的机架结构要额外再额外多再增加了一根立柱。立柱支架卜部也往往还会经加工或焊接处理成方管,立柱支架导矶上则往往还也都配有可进行移动或加工操作的凹槽导轨。双两根立柱存取机因其整体强度，刚度等通常会要明显要求比普通的单几根立柱要的要大的很多的也要更多，载宙量的一般要求和对最大的运行时的圾大速度要求一般都是要求会比较高的更大,提升时的最大高度要求一般往往是会是在20米或以上的左右,运行整个过程比较平稳且一般无较强烈的震动。对于一个大型的立体储物柜，双立柱存取机也聘永远是你首选的不二的之选。双立柱存取机采用的垂直起升和控制回转机构一般也较普遍都可以采用链条传动装置（钢丝绳）的传动,链条带动上横梁上的链轮或滑轮转动。由于链条式传动一般多系采用封闭链传动或配重:传动装配受空间尺寸较大限制,传动方式和系统布置相对较简单史杂,但其定位要求较准确1.2 本文设计重点通过，电机的转动带动链条的传动，控制储物盒的移动：水平移动和垂直升降移动，来实现可以在低处交到高处的物品，无需借用其他外界器物可用收发快递、寄存包裹的智能柜子，门体大可投放各类广告及操作.封闭锁仓设计，防盗防翅更安全，一体化应急开锁装身。全自动储物柜采用全自动立体储存方式，具有人工智能可人脸、指纹、密码多种权限设置，可自动生成仓储报表，可连接大数据平台进行在线管理也可连接公安部自动报警，主要用于机密文件贵重物品的管理工作储物柜装配体模型，采用SO1.1.DR'ORKS绘制而成。第2章总体结构分析和运动方案设计通过电机的转动带动链条的传动，控制储物盒的移动：水平移动和垂直升降移动,来实现可以在低处拿到高处的物品，无需借用其他外界器物可用收发快递、寄存包裹的智能柜子，门体大可投放各类广告及操作.封闭锁仓设计，防盗防翘里安全，一体化应急开锁装置.示意图如下：2.1 移动机械手整体运动方案设计单立柱型巷道移动机械手它所用的是整体机架结构也是相当的简单,一根单立柱、上单横梁和上卜堆横梁等共同作用组成了一个工字形框架。立柱型材多是系由采用硬度要求较大的优侦高强度的H型钢所制成,也可由专业钢材生产家可根据钢材生产加工商家之具体加工要求所进行的特制的焊接制造工艺来定作或制造出的,立柱横梁上段附加的有凹槽导轨,立柱上段还附加设有钢丝绳卷筒。他的回转与提升的回转机构也都正是系借由胡丝绳所作之传动齿轮和液压动力，拉动载货台沿若单立柱运动.技术参数单立柱存取机也就正是因为其凭借若它这种机械结构轻便小巧操作简单高效可靠耐用的新型机械特点所以才能被我们中国各地很多中大小型机器制造设备企业都广为所应用。另外还由其单立柱存取机总体质址上偏为轻,制造和用起来时相对需要消耗用的钢材量也偏少,成本低,价格方面当然价格也相对自然价格就相应也是相对的偏低,再加上则一个主要的缺点也是机器制造及维修也较为方便。但它同样地也有着它在定的程度上的灵活性与不足，运行速度提升的速度一般也都不能太高过大，栽田:量则一般的也是都不能太过偏过大，安全,准幽，快速性好是其本身必须同时具备的主要特点，所以也必须能梦满足以下几个设计原则要求：(1)升降机具备高度严格控制的三维垂直运动的功能，能满足在运输卷道结构中进行垂直快速垂直升降货物作业，能够灵活适应和便丁从高乂、低U中存取大量货物“技术参存取机能够同时地进行两个三维立体运动,且不相互干扰。<2)存取机的结构设计合理安全，具有良好的刚度和强度,不至于在承受载荷后，弯曲变形影响定位精度过。(3)具备安全保护措施：(4)在能够满足以上这些优良设计性能需要的基本前提情况卜.，尽可能合理地以减少一些多余尺寸的零件为设计，减轻存取机上各机械部位的负荷重量,来实现提升牵引电机功率水平和以减小机器行走运动时产生不必要的外部!摩擦与阻力。移动机械手结构如图2.2、所示图2.4移动机械手三维结构IQ图2.2.1导轨通过导轨SS承轨式直线轴承SS1.M-20-1240,支架及钢板等焊接而成,起了支撑机车整体蓝量结构的基础作用。对整个机械手的移动方向进行控制。与智能柜壳体通过螺栓连接。共有四件，一侧两件.如下图2.5所示。单件长度1240mm图2.5过导轨SS承轨式直线轴承2.2.2立柱立伺服滑台CIHX-X180-N1200),柱截而为空心矩形，具有良好的强度，节省材料,还有减罐的作用。如图2.6所示图2.6立伺服滑台2.2.3升降载货台为1.里结构,其竖排支架在内侧面设计有一个滑块，通过螺栓连接固定在立柱槽内的导向轮槽口内并沿着立柱轴线升降,升降时运动时采用私服电机牵引。升降式载货台通过机械手安装板与立柱连接，通过同步带带动插箱左右移动，直接取动在货架盒子,放置在相应的位置。如图2.7所示。图2.7升降段货台机构2.2.4行走机构立柱架下装有一个齿条，通过伺服电机带动齿轮旋转，然后通过与齿条的配合,带动控制若的机械手整体水平沿前进轨方向作往红地运动，移动机械手底板。支撵着了构成整个存取机系统内的几乎是全部载荷。减速电机可靠的通过它自身的减速制动装置来实现了水平的和平稳的和可靠的地平稳的减速行走。如下图2.8所示。图2.8行走机构通过同步带带动抽俏左右移动，直接取动在货架盒子,放置在相应的位置。如图2.7所示。2.2.6柜体框架整体外框架采用，方管，角钢等常见型材焊接而成.长3M高2m,宽1.2m.整体分四层结构。门，顶等用镀金构成。如下图2.9与2.10所示。为了保证可以移动，底板四角安装福马脚轮。图2.9整体外框架图2.10整体1、位置功能自动立体储物柜货架般都均为采用高层抽屉式货架的立体货架结构，货架体系内货架的上下各种货架行、列、段等之间的垂直相对垂直方向坐标也分别表示要注意用X、Y、Z这三点方向坐标也分别来表示。机器内部的控制系统自动确定垛位置,首先通常都是依靠计算机在某一位置所发出来的一个减速或者停止的指令信号而让到整个的存取机都立即被减速,而后系统才能保证在一个规定时间的垛位置范围内自动发出一个减速或是停机指令的指令信号。这切也就都更高要求到了整个存取机控制系统本身就必须都是要能够做到在各个时刻自动准确地检测到出现的垛位在哪个正确的垛位置,可以通过直接安装在每个机涔上各个固定位置坐标轴面板上均分别独立安装的有定位的传感器,可以保证同时安装在整个机器中任意某几个固定位置可以同时地对其中每个存取机位分别进行自动的定位。2、速度控制速度的控制目标是指保证在能够提高作业生产效率要求的极高速度运行的前提下，不至于出现使货物堆由于机械惯性产生倒用，以及能够防止存取机身在瞬间裔速的冲撞时引起结构的严重破坏，同时它也只是为了更便于达到最终用稳定微速达到高精度定位目标的目的.3、货叉控制可自动向左右右进行操作，也可手动向左右进行作业，通过对设物箱的京捏，来进行辅助和完成存取机中的出库垛操作和入库垛作业.4、安全保护装设确保操作场人员自身的及人身财物和现场货物设施的运行安全保护必不可少，其装置上又必须能配备一套完善严密的操作安全及保护装置。此两篇论文中还设计制造了包括以下的几种安全保护的装置：(1)存取机货叉在立柱上的上、下端自动停止保护货叉臂在进行垂直方向升降回转运动工作时，不能用力超过立柱导轨上的上下两部分。因此必须在导轨板上下端两侧各相应设置上个限位的传感开关来进步实现该功能。载货台负荷限制当在载货台超毂时，应立即切断起升机构动力，并及时报告给工作人员。当载货台卡主引起钢统绳不紧张，存取机也会产生同样反应。（3）速度过渡装咒当存取机的走位到凯道系统中轨道的某一位发生偏置时,速度曲线也随之应会由变渐高而逐步由变而渐低。可以通过设置安装了一个用右传感距离和接近距离的反馈开关。（4）货又保护装置存取机在工作过程中，往往需要让货叉准确伸缩停留在某一位置，等待下一步作业指令，可安装一个传感制动涔来解决该问题。2. 3本章小结本章对存取机的构成进行了详细的介绍以及安全保护装置做了认真分析，通过查阅资料对存取机整体总结构思和设计计算，才对其重要部件进行了选取。通过对存取机的整体考虑，选取了适合自己当前水平的最好方案。第3章机械手垂直起升装置的设计如图3.1所示。垂直升降的主要工作原理为电机带动丝杠转动，丝杠通过摩擦力带动托盘装置上升。达到一定的而度.本文假设托盘最大负载为50kg.图3.13.1滚珠丝杠的设计滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反豆作用力，同时兼具高精度、可逆性和富效率的特点。由丁具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用下各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘落组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是艾克姆螺杆的进一步延伸和发展，这项发展的歪要意义就是将轴承从滑动动作变成滚动动作.滚珠丝杠可根据用途选择适当类型。丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杠(精度分为从C0-C7的6个等级)和经高精度冷轧加工成型的冷轧滚珠丝杠轴承(精度分为从C7-C10的3个等级).工作原理如图3.2所示3.2工作原理根据总体结构设计要求，选取行程1200.升降机构的工作速度一般控制在15x25mmin.最高可达45mmin,设计时选取20mmin.3. 3负载运行速度示意图1 .已知条件：工件重量m1.(kg):M1.=50kg工作台重量m2(kg):m2=5kg负载总近量m(kg):m=m1.+m2=55kg运行行程1.(E)=I200E启动时间U(三)=O2$(一般都是0.2)刹车时间t3(三)=0.15s每分钟往发次数N=IO计算得往史个周期时间t(三)t=60N=6静止时间t4(三)=1.(含电器反应时间)轴向游隙1.y(E)设计为0.15反复定位精度1.j(±mm)每120Omm精度±1设导轨摩擦系数P=0.02外力(N)=ON0(无外力)帧斜角0(°)=90(竖直)减速比i=10丝杆传动效率11=0.9根据已知条件求：定位精度转换1.j(±三)每1.200nun精度±1丝杆精度选择C1.O.丝杆类型:轧制丝杆2 .由速度和游隙初选丝杆直径和导程参考打HK滚珠丝杆选型实例最大线速Vmax(mmin)=2*1.(t-2*t4-t3-t1.)1.000=0.66<2.4)电机额定转速n0(rmin)=3000<2.5)丝杆转速11(rmin)=n=n0i=300<2.6)丝杆最小导程Bpmin(nun)=Bp=Vmaxn=131.51(2.7)丝杆最大直径DmaX(mm)-28初选丝杆直径D(三)=15初选丝杆导程Bp(mm)=10丝杆沟槽谷径Dr(E)=I7.5确定安装方向及系数3 .安装方法：固定安装，釉承安装距离“(mm)为1400建议行程+200,则1=4.732=21.9n1=4H2=203. 2丝杠校核(2.8)最大轴向拉力F(N)-mg(sin0+cos0)+na+f-734.82丝杆最大允许拉力F(N)=104*2*Dr41.a2(2.9)通过计匏得FWF,合格校核转速：丝杆实际板高转速n1.(rmin)=n1.=VmaxBp-3945临界危险转速(N1.(rmin)=107*2*Dr1.a2=1955Dn值决定的容许转速N2=(rmin)=104Dn=3373最大容许转速N(rmin)=min(N1,N2)=1955.63n>N不合格重新设定每分钟往更次数N'为3.计算出丝杆实际最高转速n1.(r11in)=815.86,检验合格.3. 3丝杠选型结果丝杆直径D(m)=20,丝杆导程Bp(mm)=10,丝杆型号B1.w2020-3.6螺母初选型号RTF2040-2。对统杆选择主要考虐定位精度、极限，专速、额定拉力：对螺母配对选择主要考虑额定群载荷和使用寿命(动载荷33. 4电动机的选择计算3.1.1 选择电动机类型变频自动调速.根据变频电机转速变化与变频工作电源额定输入脉冲频率变化成正比率的对应关系,能同时满足存取机的出料入库时操作安全稳定起动和电机高速可靠运行速度的性能要求,变频全自动调速还具有自启动保护性能很好、调速电压范囤比较宽、速度值变化较为平稳可靠和比较完善可靠的过电压与过小电潦过我保护功能。按本文的设计原则计算,选用了YVF2系列直流变频调速可变调速式三相或异步两用交流电动机.3. 3电机工作原理3.4.2计算负载转速，判断是否可以使用步进/伺服电机I.已知条件：减速机减速比i=10减速机效率10=0.95丝杆直径d(mm)=15丝杆总长1.b(mm)=1400丝杆螺距Bp(三)=10丝杆传动效率ni-o.9行程1.(mm)=1200倾斜角(°,水平0,竖直90)=90每分钟往返次数N=：3加速时间tMs)=0.2减速时间t3(三)=0.15静止时间t4(三)=1.2 .计算负载最大线速Vmax(ms)=0.14电机最大转速n(rmin)=8181大于30003 .结果：禁用步进/何联电机,请减小减速比再忒3.4.3伺服电机选型已知：负载质量M(kg)=50kg滚珠丝杠节距P(E)=10 滚珠丝杠直径D(nun)=15 滚珠丝杠质量MB(kg)=3 滚珠丝杠摩擦系数P=O.1N=IOkg2动作模式的决定表3.1单一变化 负载移动速度V<11uns) 行程1.(mm)100 行程时间tS(三)1.4 加减速时间IA(s>0.3 定位精度AP(mm)0.013.换算到电机轴负载惯量的计算表3.2JHWMaM1.oP0.000084375kg.m28负载的惯量JW=9.7O53E-O5kg.m2换算到电机轴负载惯量J1.TKJHX(J,+JJ+JI9.7053E-05kg.m2滚珠丝杠的惯垃JB-4负载转矩的计算:对摩擦力的转矩TWTwUUMIOC0.031210191N.m换算到电机轴负载转矩T1.=TWT1.-Tw0.031210191Km5旋转数的计算N=60VP.G=606电机的初步选定选定电机的转子惯量为负载的1/30*以上的电机JM2J1./303.2351E-06初步选择定R88M-U20030选定电机的额定转矩X08比换算到电机轴负栽转矩大的电机N.in,TMxO.8>0.51T1.,根据R88M-U20030的额定转矩Tm=O.6377. 瞬时最大转矩、有效转矩的计算必要的膈时最大转矩为T1.TI=TA+T1.0.03173mT2=T1.0.0312瓦mT3=T1.-T0.0307N.m有效转矩Trms为Trms=T12.t1+T22t2+T32t3t1+t2+t3+t40.037N.m8. 讨论负载惯量J1.9.71E-0kg.n2电机的转子惯用JM1.23E-05×适用的惯量比;3有效转矩TrmsO.037N.n<电机的额定转矩0.5096N.M瞬时最大转矩T1.S0317N.m<电机的瞬时最大转矩1.528N.M必要的最大转数N60rmin二电机的额定转数3000r/min编码器分辨率K-P.GAP.S5000（脉冲/转）U系列的编码器规格为2048（脉冲/转），经编码罂分频比设定至100O（脉冲/转）的情况下使用。3.5本章小结本章对存取机的垂直升降机构进行了选择和计算，并对其中的主要元件的强度刚度进行了严谨全面校核计算，符合自己的设计要求。第4章机械手水平行走装置的设计立柱架下装有一个齿条，通过电机带动齿轮旋转，然后通过与齿条的配合.带动控制着的机械手整体水平沿前进轨方向作往或地运动，移动机械手底板，支押者构成整个存取机系统内的几乎是全部我荷减速电机可靠的通过它自身的减速制动装置来实现r水平的和平稳的和可靠的地平稔的减速行走。图4.1水平行走整个支摔装置,为直线轴承选型向导。4.1直线导轨滑块与直线轴承选型图4.2工作原理图4.3导轨承轨式直线轴承SS1.M-2012401,为使直线运动系列达到最佳的承载能力，导轨的硬度应该达到HRC58-60。若硬度低于此范困，基本额定动载荷和基本额定静载荷将会降低2,若直线抽承使用的环境湿度高了7()0°C就要考虑与环境温度有关的温度系数3,硬度系数和温度系数如附图1,在本软件中已转换为公式4.般计算步界：先算出要求寿命和最大负载力(外力)，再计算出动载荷,根据动教荷选择直线轴承或导轨滑块5,直线轴承与直线导轨滑块区别：一般直线轴承的光轴为两端固定，导筑滑块的直线导轨为均匀固定，般直线轴承中孔为圆形，直线轴承为方形，直线导轨滑块精度更高、负栽能力更强、价格更高、应用更广，直线轴承一般只用于水平短距离传输。表4.1步骤参数取位备注布局方式水平滚动体类型潦珠负载.虻量m(kg)100已知条件支撑轴(导轨)数盘n2运行行程1.s(mm)28单程启动时间t1.(三)0.2一般都是0.2刹车时间t3(三)0.2一般=«)杼分钟往亚次数N2每往更一次静止时间t2含电器反应时间设计寿命1.h（三）28000班时“天数*年数计算额定寿命1.10080公表4.2平均速度v(mmin)2.571428571负载条件系数fw1.2表1光轴硬度H(HRC)57一般60左右1.工况硬度系数fH1.00系数导轨温度TCC)100.00殷100,填100即可温度系数行1.00每根导轨上嵌多轴承数2接触系数fc0.812.计万以大纹速度Vmax(ms)0.04343.48mm/s加速度启动加速度a1.(ms2)0.217刹车加速度a3(ms2)0.2174.2齿轮齿条传动几何尺寸计算齿轮齿条配合如下图4.4：1、选取齿轮为45钢.调旗处理。2、初步计算传动尺寸为软齿面开式传动4,M粤”I(WVM”【叫(1)转矩r,=9.55×IO6P,n,=162.43dN11n(2)设计时，因，值未知，心不能确定，故可初选>1.4(3)取齿宽系数次=1.1.(4)取弹性系数ZE=I89.8(5)初选螺旋角。=12°,取节点区域系数Z7=246(6)初选%=24,齿条Z,=g则得重合度/=1.88-3.2(1/Z1+!/Z.)cos-1.7取轴面重合度4-0.318次ZItg夕1.77取重合度系数ZC=0.765(7)取螺旋角系数Z.=0.99(8)许用接触应力由式以广冬展SH取接触疲劳极限应力为a”.-595YPa出轮的应力循环次数分别为¥=6Ona1.-1.O8×10x取寿命系数ZN=I.06取安全系数SH=1.oR'1.w=zhi-=106x595=630.7MPUS"I-O(9)齿轮的分度圆直径4,初算为U=Z2|=8故蜉=1则rf-=-<=36m,YW"1.1.(1)计算载荷系数取使用系数勺=1.0因=()mmin=1/6m/s60x1000取动我系数九=1.15取齿向载荷分布系数%=1.11取齿间载荷分配系数A1-1.2故柞勺KvKftn=1.53(2)对人修正d=4,M西=133.9E(3画定模数炉dcosPZ=5.69取肝1.5(4)故djZ=HW=36三并取b=20mmCOS尸Cos1.2"4、校核齿根弯曲疲劳强度。F-弃匕匕工的bma1.式中各参数：(I)KZ历各值同前(2)因当量系数Zy=Zcos1.20=23.5故取齿形系数4=2.64,应力修正系数Fi=1.58(3)取重合度系数=069(4)取螺旋向系数J)=O.9(5)许用弯曲应力6,.=丝比SF取弯曲疲劳极限应力/tan=220MPa取寿命系数F=I.0,取安全系数SF=1.25=1.0×2201.25=176MPa9KF则F=T-TYF%匕匕4.29MPa<176MPa=tbmai故能满足齿根弯曲疲劳极限。设计合理。计算结果:项目代号直齿计算公式计算结果齿轮齿数Z1.24.00模数M1.50齿顶高系数ha*ha*-1.1.00顶隙系数C*c*=0.250.25齿形角=20o20.00变全系数X0.00齿条运动速度(m11s)VV=11d1.n1.6094.25齿轮转速(RPM)n1.50.00分度圆直径(mm)dd1.=MZ1.36.00齿顶高(mm)haha1.=(ha*+X1.)Mha2=ha*M