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摘 要

自动化立体仓库也称立体库、高层货架仓库、自动化仓储系统，是一种高层立体货架存储物资。它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率，降低成本有着重要意义。此设计的主要任务是对运输货物的堆垛机的机械设计，要完成各运动方向的传动结构，导轨的设计，电机及限位装置的选用等。本文首先对自动化立体仓库的定义，特点，组成，发展状况进行了介绍，并介绍了堆垛机的运动机构，即垂直方向的运动，水平方向的运动，货叉伸缩机构绕Z轴的旋转运动，存取货物方向的运动。然后本文主要对升降机构和旋转机构进行了结构设计，其中升降机构通过卷筒带动钢丝绳实现，旋转机构通过蜗轮蜗杆传动实现。最后使用Pro/E软件对所设计的部件进行三维建模和运动仿真。

关键词：自动化立体仓库 堆垛机 三维建模 运动仿真

Structure design and 3D modeling of 350X96 material warehouse stacker

Abstract

Automatic warehouse,also known as three-dimensional warehouse, high-rise shelf warehouse,automated storage and retrieval system,is a high level three-dimensional shelf storage materials.It is the high-tech product of the development of modern industrial society.and It is significance to improve the productivity and reduce the cost.The main task of this design is the mechanical design of the stacking machine for the transportation goods, and the drive structure of each movement direction, the design of the guide rail, the choice of the motor and the limit device, etc.In the first instance, This article introduces the definition, features, and development of the automatic warehouse,and introduces the athletic mechanism of the stacker,which is the movement of the vertical direction, the movement of the horizontal direction,the rotational movement of the Z axis and the movement of goods direction be accessed .In this paper, the structural design of the lifting mechanism and the rotating mechanism is carried out primarily.In addition,the lifting mechanism is driven by the wire rope on the roller, and the rotating mechanism is realized through the worm gear.Finally, the 3D modeling and motion simulation of the designed parts is carried out using Pro/E software.

Key word: automatic warehouse;stacker;3D modeling; motion simulation

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 引言 1

1.1 自动化立体仓库概述 1

1.1.1自动化立体仓库的特点 1

1.2自动化立体仓库的发展现状 2

1.2.1国外自动化立体仓库的发展状况 2

1.2.2国内自动化立体仓库的发展状况 2

1.3 自动化立体仓库的组成 3

1.3.1货架 3

1.3.2巷道堆垛起重机 3

1.3.3 托盘(货箱) 5

1.3.4自动控制系统 5

1.3.5库存信息管理系统 5

1.4主要任务 5

第二章 自动化物料仓库的总体设计 7

2.1货架 7

2.1.1货架概述 7

2.1.2货架的分类 7

2.1.3仓库货架使用技术 8

2.1.4仓库货架规划设计的一般依据 8

2.1.5仓库货架的发展过程 8

2.2 堆垛机 9

2.2.1 堆垛机垂直方向的提升机构 10

2.2.2 堆垛机水平方向的运动机构 10

2.2.3 堆垛机货叉伸缩机构的旋转运动机构 11

第三章 升降机构的设计 12

3.1 升降机构的三种实现方案 12

3.1.1 起重链条　 12

3.1.2 曳引机 12

3.1.3 卷筒带动钢丝绳 12

3.2 卷筒和钢丝绳的设计 13

3.2.1 确定滑轮方案 13

3.2.2 选用起重钢丝绳 13

3.2.3 确定滑轮直径及卷筒尺寸 14

3.3起升机构传动装置的设计 15

3.3.1起重机构功率的设计计算 15

3.3.2传动机构的设计 15

3.3.3齿轮的设计 16

3.4齿轮减速器轴的结构设计 19

3.4.1齿轮减速器高速轴的设计 19

3.4.2齿轮减速器中速轴的设计 20

3.4.3齿轮减速器低速轴的设计 21

第四章 旋转机构的设计 24

4.1旋转机构方案的确定 24

4.2 初选电机 24

4.3 蜗轮蜗杆减速器的设计 24

4.3.1蜗轮蜗杆的设计 24

4.3.2校核弯曲疲劳强度 25

4.4蜗轮轴结构的设计 26

4.5蜗杆结构设计 27

4.6箱体热平衡核算 29

第五章 堆垛机的三维建模与运动仿真 30

5.1 Pro/E简介 30

5.1.1 Pro/E主要功能 30

5.1.2 Pro/E的参数化建模介绍 30

5.1.3 Pro-E的运动与仿真简介 34

5.2旋转机构的三维建模 35

5.2.1旋转机构主要部件的建模 35

5.2.2旋转机构其他部件的建模 37

5.2.3旋转机构的装配 41

5.3升降机构的三维建模 42

5.3.1钢丝绳卷筒的三维建模 42

5.3.2传动部件的三维建模 43

5.3.3升降机构的装配 47

5.4升降机构与旋转机构的装配 49

结语 51

参考文献 52

致谢 55

第一章 引言

1.1 自动化立体仓库概述

自动化立体仓库也称立体库、高层货架仓库、自动化仓储系统^[1]（automated storage and retrieval system），是一种高层立体货架存储物资，是人工不直接进行处理的自动存储和取出货物的系统，是适应经济发展的需要而在近代才崛起的新型仓储设施^[2][3]。

立体仓库的优点有存取灵活、准确迅速、减少库存资金占用，降低了储存成本，提高保管质量。而且可减少损失，提高货物的完好性^[5][14]。

1.1.1自动化立体仓库的特点

1. 占地面积小，仓储容量大^[5]。
2. 提高保管质量。

(3)便于实现仓库作业的机械化、自动化。

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