CDD20設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、2噸堆垛車設(shè)計(jì)計(jì)算書托盤堆垛車cdd20設(shè)計(jì)計(jì)算書編制:審核:批準(zhǔn)：目錄一. 機(jī)械結(jié)構(gòu)重要零件設(shè)計(jì)計(jì)算2(-)貨叉的設(shè)計(jì)計(jì)算（二）鏈條選擇（三）鏈條銷的強(qiáng)度校核（四）鏈銷座的強(qiáng)度校該（五）鏈輪的設(shè)計(jì)（六）內(nèi)門架頂梁受力校核10（七）貨叉架滾動(dòng)軸承的選擇12（八）門架的計(jì)算13二. 液壓部件的選擇和計(jì)算151724三. 驅(qū)動(dòng)部件計(jì) 三.整車穩(wěn)定性機(jī)械結(jié)構(gòu)重要零件設(shè)計(jì)計(jì)算（一）貨叉的設(shè)計(jì)計(jì)算：貨叉形狀及貨叉在負(fù)載時(shí)的受力示圖:1200.0q=12n11501f 1f i1111【11f 11111【if 1111 r 1根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，貨叉的試驗(yàn)載荷為1200x1200x1200mm 的法碼，所

2、以貨叉的受力平均分布q=12 n,額定載荷2000kg.由圖可見貨叉在整車中負(fù)載時(shí)的受力相當(dāng)于懸臂梁的受力情況，其受力示曲線圖如下:從圖中可以看出發(fā)生彎矩最大的地方是在懸臂梁的固定端 點(diǎn)上，另在貨叉200mm的地方發(fā)截面變化，因此要對(duì)貨叉此兩處進(jìn)行受力校核。額定載荷q貨叉自重g貨叉自重忽略不算。mg =|ql2 =0.5x 12x 12002x 10 3 =8640n.m單件貨叉受到的彎矩為8640一2=4320nm貨叉端點(diǎn)的截面形狀：182.0i ji 10.0oli9loo令o130.0慣性矩:iz =12=182x563 xio-13ox4o3 xlo'12=2.0 x10 &q

3、uot; (m) 412iz 20x10：l_53抗彎截面系數(shù)wz=b=xio-3 =7.14x10 (m) 22端點(diǎn)的彎曲應(yīng)力。=眷=心20=60.5mpag 114xl0-5在200mm處的端面處的貨叉截面示圖:182.0oli9lo130.0慣性矩:iz =hxb、120.0=182x563xl0-12-130x403 xlo'12 =2.0 x10 " (m) 4 12lz 2. oxlo-6_53抗彎截面系數(shù)wz=§"=§6 xl0-3=7.14x10(m) 22端點(diǎn)的彎曲應(yīng)力。=眷=他0 =60.5mpa%7.14x05本設(shè)計(jì)所用的貨

4、叉材料為q235焊接貨叉，查手冊(cè)可得到材料 的屈服極限。s=235mpa。根據(jù)國(guó)有標(biāo)準(zhǔn)特種設(shè)備叉車的貨叉的安全系數(shù)n附=3,所以材料的許用應(yīng)力2f守"st235=78.3mpao > o > o 1 所以該貨強(qiáng)度達(dá)到要求，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在貨叉的端面處還到剪力q,因?yàn)樵撠洸鏋楹附迂洸?，所?在要校核焊接強(qiáng)度。根據(jù)貨叉的焊接工藝圖，把其略為丁字接頭的焊接可求得貨 叉在端面的焊接應(yīng)力：la(s + o) + 2£d| +4)+ 2厶2。2(力2 +色)x 108640150x0_7 xl0x!5+50x0-7x4x8.8x2+165x0.7x5 x!3_5i2 x 1

5、0 9 =49.2mpa亠 6235x0_8焊縫的許用應(yīng)力t=x0.8v2= 石碩 =88.6mpa t<t,焊接強(qiáng)度滿足要求。貨叉在額定載荷下的撓度：在貨叉上存在不同的截面，用有限差分法求其撓度，把法碼 的重量看作平均分布在貨叉上，畫出其受力示圖得。q 二 12ni 1- 11 "l11i1 1m i11 1| 1'"1 11 0240 t23x將貨叉分成五個(gè)相等的間隔，每個(gè)間隔的距離為240mm, 計(jì)算各段幾的撓度： 計(jì)算貨叉各段內(nèi)的抗彎剛度:9-6elo=24oxlo x2x10=480000n.mei1= ei09_6el2=240x 10 x 1.4

6、4x10=345600n.mel 3= el 29 h2xb，hrxbf9el 4=240 x10 x- =240 x10182x563xw12-130x403xl0-12x=480000 n.m以上取材料的彈性模量為200gpa, io, 12前面已求得。 列出差分方程得：v3-2v4+v5=h2v22v3+v4=h 2vl-2v2+v3=h2m2瓦v0-2vl+v5=h2ei2v-l-2v0+vl=h -77-eiqv0=0v-1=v1解以上方程得：v 1=0.14mmv2=0.68mmv3=1.6mmv4=2.6mmv5=35mm以上可見貨叉最大撓度發(fā)生在貨叉的末端5處，其最大位移 量為

7、3mm,符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。(二) 鏈條的選擇：本叉車的設(shè)計(jì)采用雙鏈條，根據(jù)額定載荷q=2000kg貨叉和 門架自重q8300kg,鏈條的安全系數(shù)nst=5,可得雙鏈條 應(yīng)能承受的接力p：p= (2000+300) x 10x5=115000n單鏈條應(yīng)能承受的拉力pl=115000*2=57500n 根據(jù)機(jī)械手冊(cè)第二版第三卷選擇的起重鏈條，其型號(hào)為 lh1234,極限拉伸載荷為75600n>pl(三) .鏈條銷的強(qiáng)度校核：鏈條銷在鏈條的拉伸中只要受的是剪切力，根據(jù)鏈條的的孔 徑可確定鏈條銷的直徑ed =7.94mm,選擇端接頭鏈銷材料 為40c其屈服極限os=785mpa,鏈銷在拉伸中的受力示

8、圖:采用雙鏈條傳動(dòng)取p/2p= (2000+300) f2x10f2=5750n 鏈銷受到的剪應(yīng)力：t=27ttr=57.5mpa鏈銷的許用剪切應(yīng)力t:0.5crst=0.5 o =-=98.5mpa,nst=4該銷是安全的。(四) 鏈銷座的強(qiáng)度校該:鏈條銷座的示圖：-孚g根據(jù)焊接工藝圖可求得焊接應(yīng)力：pt= 2加 + 2 川=11500 f 546=21.1 mpa<t=98.5ma a計(jì)算長(zhǎng)度，取0.7kkk為焊接厚度。l1，l焊接長(zhǎng)度。t焊接許用應(yīng)力擠壓強(qiáng)度校核：11500(2x6+3) x7j4xlo-6pobs=i=97.8mpa.a擠壓面積。鏈條座選用的材料為q235號(hào)鋼，根

9、據(jù)手冊(cè)查得。s=220mpa, 選用安全系數(shù)nst=2,得許用擠壓應(yīng)力:o bs=。s nst=110mpa o bs< o bs鏈銷座安全。（五）鏈輪的確定此叉車的鏈輪是采用具有鏈輪功能的外協(xié)特種軸承，其性能 參數(shù)：額定動(dòng)載荷cr=25600n,額定靜載荷cor=18100n.軸承的壽命計(jì)算：軸承的轉(zhuǎn)速：vn= 7 =27.54-3.144- 85=6r/minndv=v0f2=55 一 2=27.5vo叉車的額定上升速度.106 q、3106 /25600、3t h=x（）= x（） =sq89hlh 60n片60x6 18100"仞pl=2 x p=2 x 9000=18

10、000n該軸承達(dá)到受命標(biāo)準(zhǔn)。鏈輪座的焊接強(qiáng)度校核: 鏈輪座的焊接示圖：一、ip 18000悍接應(yīng)力 t= z = 4 加 + 4 他=11 mpa<t=h3mpa該鏈座焊接強(qiáng)度符合要求。鏈輪銷的校核：鏈輪銷取用45#,直徑為ed=30mm,鏈銷的受力示圖:1ii、i 壬e/1ii45#鋼的屈服極限。s=353mpa,0.5c0.5x353t=0.5o=3 =58mpa安全系數(shù)nst=3，鏈銷受到的男力：t= 22x106 =18000"2x3.14x152x10'6=13mpat<t 鏈銷安全。（六）內(nèi)門架頂梁受力校核：內(nèi)門架頂梁受到鏈座的拉伸，其受力示圖:其力彎

11、矩圖:y由圖可見最大彎矩發(fā)生在兩個(gè)鏈輪受力點(diǎn)處，內(nèi)門架頂梁截 面圖：門架頂梁的抗彎截面系數(shù):wz=izhtlbh26127x252 x10"9-6;=13.2x10門架頂梁受的拉力p2就是鏈條克服物重和貨叉自重進(jìn)行兩 倍行程所要輸出的力:p2=(2000+300)f2 x 2 x 10=23000nmmax=23000 x88x103 =2024n.mo max=m max20241ux1f =108mpa門架頂梁所用材料為q235普通鋼板，其屈服極限os=230mpa,取安全系數(shù)為2.6nst=115>qmax頂梁安全。（七）貨叉架滾動(dòng)軸承的選擇.貨叉架受力示圖：貨叉架受力與

12、貨叉受力是一個(gè)等效力偶矩，貨叉的受力示 圖：1710-m o (f)=mg x l= 1500 x 10 x 710 x 10 j = 10650n.m m i (f)= m o (f)n=n2= mo(f)/24-(31oxlo_3 )=17178n軸承在門架里的受力主要以徑向載荷為主，選擇軸承為深溝 球軸承，型號(hào)為6305,基本額定載荷cr=22200n.軸承的受命計(jì)算：軸承與滾輪套配合使用，所以滾輪的轉(zhuǎn)速就是軸承的轉(zhuǎn)速。v27.5=3.14x95 =°°9r/st/nimv=55*2=27.5mm/s106c. io6 z22200.3lh=6o2v（f =605x（

13、tm55）=9879h 達(dá)到軸承的受命標(biāo)準(zhǔn)。(八)門架的計(jì)算1 內(nèi)門架撓度計(jì)算：內(nèi)門架受到貨叉架的彎曲作用，隨內(nèi)架 的上升，內(nèi)門架的懸臂越長(zhǎng)，內(nèi)門架的撓度就越大，當(dāng)載荷 升至最高時(shí)，撓度最大，左右內(nèi)門架受力情況一樣，內(nèi)門架 頂梁忽略不算，把內(nèi)門架與外門架的滾輪的接觸點(diǎn)作為懸懸 臂固定端，則懸臂的長(zhǎng)：l=2030+50=2080mm內(nèi)門架所受的彎矩就是貨叉架輸出的力偶矩的大小，前已求 得 mi(f)= mo(f)= 10650n.m單門架的彎矩m2 (f): 10650/2=5325 n.m 門架為碳鋼，其碳性模量e-2.0x10un mo 根據(jù)內(nèi)門架的截面圖求其慣性矩：11478bxh3-bx

14、h3-5iz= 1.02x 10 m4z 12用積分法計(jì)算懸臂梁的撓度：mi33e/=2.7mm外門架的的撓度計(jì)算：外門架受到內(nèi)門架的彎曲作用，其受 力方式和內(nèi)門架一樣，外門架發(fā)生撓度最大的地方也是在載 荷升至最高的時(shí)候，把外門架螺栓固定的地方作為懸臂固定 端，懸臂長(zhǎng)：l=2220 50 698=1472mm單門架的所受的彎矩與內(nèi)門架的彎矩相等m 2 (f)= 10650/2=5325 n.m外門架與內(nèi)門架的材料相同，彈性模量e=2.0x10un- m 外門架與內(nèi)門架型號(hào)相同，其慣性矩相等。iz = 1.02x 10 5m4用積分法計(jì)算外門架的撓度:mi33ei= 1.8mm以上求得的內(nèi)外門架

15、的撓度都在變形許可范圍內(nèi)。門架強(qiáng)度校核：門架在貨叉滾輪的作用下受到剪力的作用，其大小q就是滾 輪對(duì)門架的壓力，前面己求得滾輪的壓力n1為17178n,t=r="178=42.9mpa、人 25x16x1嚴(yán)門架材料為優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其屈服極限o bs=330mpa安全系數(shù)nst=3,2島at=0.5 o =55mpat<t門架安全。二.液壓部件的選擇和計(jì)算：本機(jī)油缸設(shè)計(jì)采用雙缸形式，油缸的額定壓力為16mpa,用鏈 條進(jìn)行雙倍行程升高，油缸的總輸出力：n=(ml+m2)x 10=23000nml一額定載荷.m2貨叉和門架重量。 取傳動(dòng)效率h =0.93 單缸的輸出力：p4=n/2n=

16、12365n 設(shè)計(jì)油缸為柱塞缸，桿徑大?。?d= j宀:爲(wèi)=31.5x10-3m=31.5mm根據(jù)機(jī)械手冊(cè)第五卷，gb/t2348-93液壓缸活塞桿外徑尺寸 系列，選用d=40mm。活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算：l/d=1781/40=44.5>10l柱塞缸總長(zhǎng)度。 所以活塞桿應(yīng)進(jìn)行縱向穩(wěn)定性校核。 此油缸為無(wú)偏心載荷的柱塞缸，l/k=1781x440=178.1mv=170按歐拉公式計(jì)算臨界載荷:pk=sej 4x3.142x2.1x1011 xllxlo"117812xl0-6=327945 柱塞缸在本設(shè)計(jì)的安裝中為兩端固定形式，其末端條件系數(shù)n=4, 柱塞桿的材料是碳鋼，其彈性模量：

17、9e=2.1x10 pa轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：鈕-8j=h=12.56x10 m464叉車在超載25時(shí)油缸的輸出力p5=p4x 125%=24194np5<pk該柱塞桿達(dá)到穩(wěn)定性要求。電動(dòng)機(jī)功率的確定：前已確定液壓泵的工作壓力為16mpa,取泵的總效率泵的總驅(qū)動(dòng)功率:=2.16kw驗(yàn)算其他工況時(shí)，液壓泵的驅(qū)動(dòng)工率均小于或近于此值，查 產(chǎn)品樣本選用3.0kw, 24v的直流電動(dòng)機(jī)。三.驅(qū)動(dòng)部件的計(jì)算1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求叉車在額定載荷下的爬坡度為2.8°，其受力示 圖：nl=gsin(2.8)° =1319nn2=gcos(2.8)° =26968ng=27000

18、n (叉車自重+額定載荷) 滾動(dòng)摩擦力: 叉車在斜面為2.8°上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)摩擦力相對(duì)比較小，可 根據(jù)重心位置可取前后三個(gè)輪子的平均半徑作為滾動(dòng)摩擦 半徑:rl + 2r2250 + 2x78 *r= 135mm33滾動(dòng)摩擦力：丁=血=1x26870 =99nr 135§ 一滾動(dòng)摩擦系數(shù)。在2.8。斜面上的驅(qū)動(dòng)力和行走速度:f=n1+t1=1231nv=4.8km/h=l2m/s行走功率pl：p1=fv=1231x 1.2=1477w取電動(dòng)機(jī)和齒輪的傳動(dòng)效率為0.83,則電動(dòng)機(jī)的功率為p2=1477/083=1780w考慮到叉車爬坡時(shí)間比較短，電機(jī)一般允許短時(shí)超載25%,17801. 25 電機(jī)的額定功率還可以采得少一些：p=1423w根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的規(guī)格，取額定功率為1.5kw, 24v的直流電動(dòng) 機(jī)。四.整車穩(wěn)定性的計(jì)算.1.在水平地面，整車在額定載荷下升高到最高高度時(shí)的穩(wěn)定 性：利用輔助軟件cad作出叉車在額定載荷下