论文总字数：27077字

摘 要

近年来随着物流产业的快速发展，自动化的立体仓库应运而生，与之相关的技术装备逐渐成为研究重点，本文对立体仓库的堆垛机的机械结构进行了研究设计。

主要内容如下：

1)对自动化立体仓库和堆垛机的国内外发展现状和发展趋势进行了研究。

2)按照要求确定了堆垛机的性能参数和结构形式，文章在确定堆垛机的总体设计方案的前提下，再对各个机构进行受力分析和设计计算，最后进行必要的相关校核并最终确定各个的机构实际取值。并运用Pro-E三维设计软件进行三维建模。

3)将Pro-E模型导入ANSYS中，对堆垛机关键零部件进行了静刚度分析，并结合分析结果对机架和货叉结构提出了改进方案。

关键词：自动化立体仓库；堆垛机；升降机构；行走机构；货叉伸缩机构；安全机构；ANSYS

Abstract

As the industry of logistics developing rapidly, automated warehouse emerged in our life recently. The related technology and equipments become the focus of our study.This article states the research on mechanical structure system design for stacker.

The important as following:

1) State the current study situation and developing trend of automated warehouse and stacker at home and abroad.

2) According to the requirement,define the performance parameters and mechanical structure of the stacker.And design the main parts by UG.Under the premise of overall design scheme of stacking crane, then for organization analyze by force condition calculate. Finally, check nuclear necessarily and definite every numerical.

3)Analysis on the static stiffness of the stacker's key parts by abaqus，and provide optimized schemes for the structure of the fork and rack.

Keywords: Automation three-dimensional storehouse；Stacker,Crane Movement organization ；Walk organization ；Fork telescoping mechanism ；Safe organization；ANSYS

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题研究的背景 1

1.1.1论文课题的研究意义 1

1.1.2自动化立体仓的库简介 1

1.1.3国内外堆垛机发展现状 2

1.2堆垛机简介及其分类 2

1.2.1堆垛机简介 2

1.2.2堆垛机的分类 3

1.3堆垛机的结构介绍 4

1.3.1堆垛机结构介绍 4

1.3.2研究对象 5

1.3.3受力分析 5

第二章 堆垛机的整体结构设计方案 7

2.1 堆垛机的机架结构 7

2.2堆垛机伸缩货叉的结构设计 7

2.3 堆垛机起升机构的整体设计 8

2.3.2 卷筒的选取 9

2.3.3 电动机的选取 9

2.3.4　减速器的选取 10

2.3.5 制动器的选取 11

2.3.6选缓冲器 12

2.4 堆垛机行走机构的整体设计 12

2.4.1 支承方式的选取 12

2.4.2 车轮的的设计 12

2.4.3 电动机的选取 13

2.4.4 减速器的选取 13

2.4.5 制动器的选取 13

2.5 轨道的设计与安装 13

2.6本章小结 14

第三章 堆垛机设计计算 15

3.1堆垛机机架的结构设计计算 15

3.1.1 机架立柱的尺寸设计 15

3.1.2 机架的上、下横梁设计 16

3.1.3 框架结构的设计数据 17

3.2堆垛机伸缩货叉机构的设计计算 17

3.2.1 伸缩货叉的挠度与强度 17

3.2.2 下叉的受力分析计算 18

3.2.3 中叉的受力分析计算 19

3.2.4 上叉的设计分析计算 21

3.2.5货叉各参数的选择 21

3.3堆垛机行走机构的设计计算 22

3.3.1 行走机构电动机的选取 22

3.3.2 堆垛机行走轮的设计计算 22

3.3.3 行走机构减速器的选取 23

3.3.4行走机构联轴器的选择 24

3.4堆垛机升降机构的设计计算 24

3.4.1升降机构零部件的设计计算 24

3.4.2升降机构传动装置的选取 25

3.5本章小结 26

第四章 堆垛机静力学模型的求解与分析 27

4.1有限元概论 27

4.1.1有限元技术的发展简介 27

4.1.2有限元法的基本思想 27

4.1.3有限元法分析过程 28

4.1.4ANSYS软件介绍 28

4.2堆垛机静力学模型的建立 28

4.2.1模型分析 29

4.2.2模型简化 29

4.2.3载荷的处理和支承方式的确定 30

4.2.4建立单元模型 30

4.3堆垛机关键部件有限元分析 31

4.3.1货叉的静力分析 31

4.3.2堆垛机机架的静力分析 34

4.4本章小结 38

第五章 总结与展望 39

参考文献 40

致谢: 41

第一章 绪论

1.1课题研究的背景

1.1.1论文课题的研究意义

国内外其他行业采用自动化仓库的情况己经充分证明了使用自动化立体仓库能够产生巨大的社会效益和经济效益^[1]，这些效益主要表现在以下几个方面:

(1)高层货架存储由于使用高层货架，存储区可以大幅度地向空间扩展，充分利用仓库地面和空间，因而节省了库存的占地面积，提高了空间的利用率。

(2)自动存取自动化立体仓库使用机械和自动化设备，运行和处理的速度快，提高了作业效率。

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