手動液壓堆高車機構(gòu)畢業(yè)設(shè)計

1、44 / 44目錄摘要IAbstractII第一章緒論11.1液壓堆高車提升機機構(gòu)設(shè)計選題的目的和意義11.2 國外堆高車行業(yè)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀與市場分析11.2.1我國堆高車行業(yè)發(fā)展歷程和現(xiàn)狀11.2.2國外堆高車發(fā)展現(xiàn)狀21.2.3國外市場分析2第二章液壓堆高車提升機構(gòu)設(shè)計總述42.1門架簡介與設(shè)計要求42.2門架系統(tǒng)的運動與安裝關(guān)系4第三章貨叉基本參數(shù)和尺寸的確定73.1貨叉尺寸確定73.2貨叉的計算簡圖73.3貨叉的強度驗算83.4貨叉的剛度校核93.5 貨叉與掛鉤焊接強度驗算10第四章叉架的設(shè)計計算134.1 叉架的計算13第五章液壓堆高車門架的設(shè)計計算165.1門架系統(tǒng)的構(gòu)造原理165

2、.2 門架幾何高度設(shè)計165.3 計算滾輪壓力175.4 門架強度驗算195.4.1 門架立柱斷面翼緣厚度校核195.4.2 門架立柱斷面腹板高度校核205.4.3 門架立柱的彎矩校核215.5 外門架強度計算215.5.1 計算D點整體彎曲225.6 門架剛度計算235.6.1 門架剛度的計算狀態(tài)235.6.2 確定門架端部產(chǎn)生的各水平位移255.6.3 校核撓度26第六章滾輪組件的安裝與計算276.1 門架與外門架滾輪的設(shè)計276.1.1 軸的計算276.1.2 軸承的選擇286.1.3 導(dǎo)輪的設(shè)計296.1.4 軸用擋圈30第7章起升液壓系統(tǒng)設(shè)計327.1 液壓系統(tǒng)簡介327.2 設(shè)計方

3、案327.2.1 液壓缸的設(shè)計與計算337.2.2 油箱的設(shè)計347.2.3 油路的設(shè)計357.2.4 溢流閥力的計算367.3鏈傳動的設(shè)計367.3.1 鏈輪齒數(shù)Z 的確定367.3.2 鏈型號的確定367.4鏈輪設(shè)計377.5 鏈輪軸的設(shè)計38結(jié)束語40致41參考資料42文獻綜述43摘要堆高車具有裝卸和搬運功能，機動靈活，能適應(yīng)多變的裝卸搬運要求，普遍適用于港口、車站、貨場、車間、倉庫、油田與機場等處，還可以進入船艙和集裝箱進行裝卸作業(yè)，除此之外，還廣泛應(yīng)用于軍事部門和特殊防爆部門，有的車輛可無人駕駛，到人員不斷接近的地方工作適用于柔性加工系統(tǒng)，總之，隨著物流技術(shù)的不斷發(fā)展和工業(yè)化水平的提

4、高，堆高車使用圍將日益擴大，成為一種產(chǎn)量與品種很多的裝卸搬運機械。現(xiàn)代堆高車技術(shù)發(fā)展的主要趨勢是充分考慮舒適性、安全可靠性和可維護性 ,產(chǎn)品專業(yè)化、系列多樣化,大量應(yīng)用新技術(shù),完善操控系統(tǒng),重視節(jié)能和環(huán)保 ,全面提升產(chǎn)品的性能和品質(zhì)。通過對國際國堆高車造型設(shè)計的現(xiàn)狀分析運用工業(yè)設(shè)計的理論和方法，研究了堆高車造型設(shè)計的要素與設(shè)計原則：造型要求簡潔明快、線條流暢，以體現(xiàn)車身的力度感與堅實穩(wěn)重的感；色彩力求單純，給人以輕松、愉悅的感覺，主色調(diào)以明度較高的黃 色、橙色為宜；車身前后左右要求有寬大的玻璃，儀表具有良好的可讀性。研究結(jié)果對堆高車設(shè)計具有重要的實際指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：堆高車； 門架；提升機構(gòu)

5、AbstractForklifts can do handing works,and can flexibility to adapt to changing of handing requirements and generally applicable to ports,railway stations,freight yard,workshops,warehouses,oil fields and the airport and places,and forklifts could still enter the cabin and container handing operation

6、s within.In addition,forklifts are alseo widely used in military and special explosionproof sector,some vehicles will be unmanned,that officers should hot work in places close to or for Flexible Manufacturing Systerm.In short, as the logistics and technological development and the enhancement of the

7、 level of industrialization,the use of fork lifts will be expanding ,and it will become a yield varieties with a lot of material handing machinery.The major trend ofmodern technology developmentof the fork truck is to be fully in consideration of the friendly operation, the reliability, the safety,

8、the goodmaintenance, the specialization, the series, and the diversificat, and to adopt new technology, to improve steering system, and to focuson energy saving and environmentprotection in order to promote the trucks capacity and quality.Based on the analysis of current status of international and

9、domestic forklift truck form design the key elements and design principles in forklift truck form design was researched using industriM design theory and methodology：It Was put forward that the form offorklift truck should be simple and lively tll smooth lines in order to convey the sense of strengt

10、h and steadiness；the color strives simplicity to make people feel pleasant and light mainly usingtones ofyeHow and orange；there shouldbe big ass atthefrontand back oftrucks；thein struments should be easy to readThe research results provided practical reference for forklift truck designKeywords：fork

11、truck; mast；lifting mechanism第一章緒論1.1液壓堆高車提升機機構(gòu)設(shè)計選題的目的和意義堆高車是應(yīng)用十分廣泛的流動式裝卸搬運機械，是物料搬運機械(國外稱為工業(yè)車輛或地面運輸車輛)的一種，是實現(xiàn)物流機械化作業(yè)，減輕工人搬運勞動強度，提高作業(yè)效率的主要工具。堆高車又名堆高車、鏟車、萬能裝卸車或自動裝卸車。它是由在無軌底盤上加裝專用裝卸工作裝置構(gòu)成的。堆高車具有通用性強、機動靈活、活動圍大等特點，所以它廣泛用于車站、港口碼頭、機場、倉庫以與工礦企業(yè)等部門，用來實現(xiàn)機械化裝卸、堆垛和短距離運輸，是物流系統(tǒng)不可缺少的機械設(shè)備。而堆高車中進行裝卸作業(yè)的直接工作的裝置是堆高車起重系

12、統(tǒng)，貨物的卸放、堆垛最終都是由其完成的，所以它是堆高車最重要的組成部分。在我國國民經(jīng)濟的發(fā)展中，各行各業(yè)對堆高車的需求量逐年增加。據(jù)國家權(quán)威機構(gòu)研究預(yù)測，在今后幾年我國堆高車年需求量將超過15萬臺。堆高車產(chǎn)業(yè)市場潛力巨大，發(fā)展前景廣闊。 1.2 國外堆高車行業(yè)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀與市場分析1.2.1我國堆高車行業(yè)發(fā)展歷程和現(xiàn)狀我國堆高車工業(yè)起步于20世紀50年代末，當時主要仿制前聯(lián)產(chǎn)品。從70年代后期到80年代中期，全行業(yè)先后組織了2次聯(lián)合設(shè)計，各堆高車生產(chǎn)廠紛紛引進國外先進技術(shù)，如堆高車總廠引進日本三菱15t燃平衡重堆高車技術(shù)，堆高車總廠引進日本三菱1040t燃平衡重堆高車和集裝箱堆高車技術(shù)，堆高

13、車總廠引進保加利亞巴爾干車輛公司1.256.3t燃堆高車技術(shù)，堆高車總廠引進西德O&K公司靜壓傳動堆高車、越野堆高車和電動堆高車技術(shù)，堆高車總廠、堆高車公司引進日本TCM株式會社110t堆高車技術(shù)，堆高車公司引進英國普勒班機械公司燃防爆裝置技術(shù)。自90年代開始，一些骨干企業(yè)在消化吸收引進技術(shù)的基礎(chǔ)上積極對產(chǎn)品進行更新和系列化，因此目前國產(chǎn)堆高車的技術(shù)水平參差不齊。其中，電動堆高車因受基礎(chǔ)技術(shù)落后的制約，整體水平與世界先進水平差距很大，每年仍要進口價值近2億美元的堆高車產(chǎn)品。中國堆高車能否逐鹿國際市場，并在與世界強手的競爭中立于不敗之地，將依賴于堆高車整體技術(shù)水平的提高，特別是電動堆高車

14、技術(shù)的飛速發(fā)展。1.2.2國外堆高車發(fā)展現(xiàn)狀國際上生產(chǎn)堆高車的廠家，排名前幾位的有林德、豐田、納科、永恒力、小松、TCM、力至優(yōu)等著名公司。林德堆高車是世界上第一品牌堆高車，該公司是世界上唯一將靜壓傳動技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于堆高車的制造商，產(chǎn)品技術(shù)先進，質(zhì)量可靠，其銷售額一直遙遙領(lǐng)先，位居世界頂尖水平。林德堆高車總的特點，8噸以下的產(chǎn)品其動力形式有燃機和電瓶驅(qū)動，傳動形式有靜壓傳動和電傳動;10噸以上的堆高車則采用燃機驅(qū)動和液力傳動。產(chǎn)品種類之繁多，技術(shù)水平之高超，令世界同行所贊嘆。豐田、納科、永恒力、小松、TCM、力至優(yōu)等公司的產(chǎn)品技術(shù)基本處于同一水平，但各家有各家技術(shù)優(yōu)勢和特色。世界上著名堆高車

15、的技術(shù)特點是：品種齊全，技術(shù)先進，各具特色，尤其在提高作業(yè)效率、人機工程、節(jié)能、環(huán)保與安全性等方面的技術(shù)發(fā)展非?？欤非蟾餍曰?，最大限度地滿足客戶的需求。1.2.3國外市場分析目前，國外電動堆高車大部分已經(jīng)采用寬視野門架，起升液壓缸由中間放置改為兩側(cè)放置。液壓缸的放置位置有兩種：一種是液壓缸位于門架后面；另一種是液壓缸位于門架外測。CARER公司的R40/45系列電動堆高車的液壓缸位于門架外側(cè)，R50/60/70系列堆高車的液壓缸則位于門架后面。 門架一般分為標準型、兩節(jié)型或三節(jié)型。國堆高車的起升高度一般在25m之間，且以3m與3m以下的居多，而國外電動堆高車的起升高度一般在26m之間，由于倉

16、庫的立體化程度高，因此起升高度3m以上。 與預(yù)測全球約有250家堆高車生產(chǎn)企業(yè)，年生產(chǎn)量保持在50萬臺左右。由于競爭的加劇，同20世紀80年代比，世界堆高車工業(yè)出現(xiàn)了銷售額增長而利潤減少的反常現(xiàn)象。一方面，為降低成本，堆高車巨頭紛紛在發(fā)展中國家建廠。例如，在中國建有林德、TCM、漢拿、德士達、大宇重工、海斯特等。這些公司把具有世界20世紀90年代中期先進的產(chǎn)品和技術(shù)帶到國，促進了我國堆高車技術(shù)的快速發(fā)展，同時對國市場也造成了很大的沖擊。另一方面，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，物流技術(shù)在經(jīng)濟發(fā)展中的地位與作用越來越明顯，堆高車普與率越來越高，已從過去單一的港口碼頭進入到國民經(jīng)濟的各行各業(yè)。目前我國堆高車的

17、保有量約18萬臺，實際年潛在需求量約10萬臺，而實際年銷售量僅3萬臺左右，可見中國的堆高車市場是巨大的。 隨著人們對環(huán)境污染危害的深刻認識，環(huán)保已成為世界共同關(guān)注的焦點，因此，環(huán)保型堆高車將成為市場主流；其次，自動倉儲系統(tǒng)、大型超市的紛紛建立，刺激了對室搬運機械需求的增長，高性能電動堆高車、前移式堆高車、窄巷道堆高車等各類倉儲機械迅速發(fā)展是未來堆高車市場的又一特征；另外，全球經(jīng)濟一體化必將帶來全球工業(yè)的國際化，使得各國間與國貿(mào)易大幅上升。有資料表明全世界集裝箱吞吐量每年以30%左右的速度遞增。貿(mào)易的增加將推動現(xiàn)代集裝箱搬運與堆垛設(shè)備的高速發(fā)展。第二章 液壓堆高車提升機構(gòu)設(shè)計總述2.1門架簡介與

18、設(shè)計要求門架是叉車工作裝置的重要組成部分，是叉車最富有特色的部件。它負責貨物的起升與相應(yīng)的裝卸動作，并對叉車的整機性能有極大的影響。最常見的叉車門架是由、外兩節(jié)組成。外門架是格子分別在左、右兩根立柱，通過上下不同數(shù)量的橫梁連接而成的門式框架。立柱既是門架承載的主要構(gòu)件，有是叉車或門架做升降運動的導(dǎo)軌。立柱截面有槽形鋼、工字鋼和其他異形狀，材料多為低合金16Mn鋼。左、右立柱通過二到三根橫梁連接。構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)，然后嵌套在一起，依靠裝在、外架上的滾輪，使門架沿外門架立柱滾動。（a）門架 （b）外門架圖2-1 門架結(jié)構(gòu)簡圖1立柱 2橫梁叉車的門架嵌套在外門架里面，用起升油缸使架可在外架移動，成為可伸

19、縮的構(gòu)造。這是它的構(gòu)造特點。加工要求，門架布置在前軸前邊，在車的前方，這是它在布置或位置上的特點。架、外架和叉架都是用型鋼焊成的平面框架，它們與起升油缸和鏈滑輪組和重量占了工作裝置總重的絕大部分，且集中在位于前軸外邊的門架平面，因而是影響叉車抵抗向前翻倒的能力的不利因素。在設(shè)計時，就要盡力去減小這些不利影響，為此必須注意兩點：一是在保證工作裝置能正常工作的前提下，要盡可能地將它布置得靠近前軸；二是在考慮司機視野問題時，要保證在叉車無載行駛下，司機能看見貨叉叉尖，同時應(yīng)力求在貨叉由地面升起至頂端的整個過程中，司機都能很好地觀察貨叉上貨物的情況。2.2門架系統(tǒng)的運動與安裝關(guān)系門架系統(tǒng)的運動與安裝關(guān)

20、系（圖2-2）是：貨叉掛在叉架上；叉架受鏈條的牽引，并以其縱、側(cè)向滾輪為“車輪”，以門架為“活動導(dǎo)軌”作升降運動；門架則受起升液壓缸的頂推，也以其縱、側(cè)向滾輪為“車輪”，以外門架2為“固定導(dǎo)軌”而升降；外門架的下鉸坐鉸接在驅(qū)動橋殼或車架上，中部靠兩個并列的傾斜液壓缸來實現(xiàn)整個門架系統(tǒng)的前、后傾動作。起升液壓缸分成兩個，下端以半球面支承在外門架后側(cè)，中部受外門架“扶持”，上端頂在一個浮動橫梁上，自由提升結(jié)束后即與門架上橫梁重疊。起升鏈條的一端固定在起升液壓缸筒上（相當于固定在外門架上），中部繞過固定在浮動橫梁上的鏈輪后，另一端掛住叉架。圖2-21門架，2外門架。3叉架，4貨叉，5縱向滾輪，6側(cè)向

21、滾輪，7起升液壓缸，8鏈條，9鏈輪，10浮動橫梁，11門架上橫梁。表2-3 1t液壓叉車門架主要性能參數(shù)特 性額定起重量Load Capacitykg1000載荷中心距Load centermm500尺 寸標準二級門架額定起重時最大貨叉高度mm3000貨叉架板式貨叉厚度Tmm30貨叉寬度Wmm80貨叉長度Lmm1000貨叉間距圍最小最大MINMAXmm230-950第三章 貨叉基本參數(shù)和尺寸的確定3.1貨叉尺寸確定貨叉的主要尺寸有貨叉水平段長度；貨叉垂直段高度；貨叉斷面尺寸(為貨叉厚度，為貨叉寬度等)（圖3-1）。圖3-1 貨叉的結(jié)構(gòu)和尺寸貨叉尺寸主要取決于起重量Q、載荷中心距c，取起重量Q=

22、1噸，按GB/T 5183-2005與GB/T 5184-2008選出貨叉的基本參數(shù)和尺寸為貨叉長度：l=1000mm；貨叉垂直高度：h=520mm；貨叉厚度和寬度：厚30寬80mm；貨叉兩鉸支點中心距：h1=383；貨叉外伸距：e=76mm據(jù)機械設(shè)計手冊選擇材料為40cr鋼，調(diào)質(zhì)處理后鋼屈服強度。3.2貨叉的計算簡圖貨叉和叉架的聯(lián)接形式不同，其制支承類型有所不同，小噸位堆高車的貨叉一般用整體式貨叉，采用掛鉤型聯(lián)接，上支承可簡化為活動鉸支座。按照這種簡化，貨叉可看作一次超靜定剛架（圖3-2）。與此同時，考慮到掛鉤型貨叉上部的掛鉤處有安裝間隙，并非絕對不能轉(zhuǎn)動，照此分析，貨叉又可簡化為支承在兩個

23、鉸接支座上的靜定剛架（圖3-3）。圖3-2 超靜定剛架計算簡圖圖3-3 靜定剛架計算簡圖這兩種計算簡圖，在集中載荷P力作用下，貨叉的危險截面均在支座A以下的垂直段，其應(yīng)力狀態(tài)一樣，強度相等。但貨叉垂直段的受力情況不同，導(dǎo)致變形不同。由于靜定剛架水平段的變形量大于靜定剛架水平段的變形量。 為偏于安全起見， 貨叉的強度和剛度均按靜定剛架進行計算。3.3貨叉的強度驗算（a） (b)(c) (d)圖3-4 貨叉強度驗算計算簡圖從貨叉所受的集中載荷P力作用的力圖(圖3-4)來看, 水平段受彎矩和剪力, 垂直段受彎矩和拉力, 危險截面支座A以下垂直段的最大正應(yīng)力為式中最大彎矩；P貨叉的計算載荷；C載荷中心

24、距；W抗彎截面模量，；a,b貨叉截面的高和寬；F在面面積，F(xiàn)=ab;許用應(yīng)力，。根據(jù)文獻堆高車構(gòu)造與設(shè)計Q/2，n3在此去;n=3。 （式4-2）式中 Q起重量，Q=1t=9800N由此得出將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式3-1因為<所以貨叉滿足強度條件。3.4貨叉的剛度校核貨叉的擾度越小表示貨叉的剛度越大。計算貨叉的擾度一般采用圖乘法。圖乘法要求先做出貨叉在集中力P作用下的彎矩圖Mp，并在求擾度處作用一個單位P=1,畫出在單位作用下的貨叉彎矩圖M，然后將其中一個彎矩圖的面積和另一個彎矩圖中與前一個彎矩圖的形心相對應(yīng)的高度y相乘。為了計算方便，可將彎矩圖分成獨立規(guī)則的圖形，逐個相乘后在疊加，然后在除以貨

25、叉的抗彎度EI，就得到所求的擾度。（a）計算圖 （b）MP彎矩圖 （c）彎矩圖圖3-5 貨叉叉尖撓度計算圖 由此可得叉尖的撓度f式中I貨叉的截面慣性矩，貨叉作為等截面看待；貨叉的彈性模量，；P1貨叉的額定截荷，f叉尖允許擾度，一般取l/50.代人數(shù)據(jù), 得出叉尖的許用撓度為由于,所以貨叉滿足剛度條件3.5 貨叉與掛鉤焊接強度驗算掛鉤尺寸根據(jù)ISO2328-77標準規(guī)定，z=17.5mm，M=31mm，s=47mm，K=H=5mm，b=100mm，G=33mm（圖3-6）。圖3-6 掛鉤尺寸與焊接強度驗算掛鉤的水平段受彎矩和拉力, 垂直段受彎矩。根據(jù)起重機焊接強度的計算規(guī), 由拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力

26、所組成的復(fù)合應(yīng)力, 按等效應(yīng)力來進行計算, 其計算公式為式中掛鉤所受的水平力, N；焊縫總長度，cm；所受垂直力，N。代入數(shù)據(jù), 得出則貨叉與掛鉤焊接的焊條選用TB13-2,焊條的抗拉強度,焊條的許用應(yīng)力由于所以，貨叉與掛鉤滿足焊接強度條件。第四章叉架的設(shè)計計算4.1 叉架的計算叉架又名滑架，它的總用是安裝貨叉或者其他工作屬具，并帶動貨物一起升降。根據(jù)叉架在門架系統(tǒng)中的相關(guān)位置，貨物的重量靠叉架傳給起重鏈條，貨物重量產(chǎn)生的力矩通過叉架傳遞給門架，當鏈條帶動叉架升降時，叉架要可靠的沿著門架導(dǎo)軌運動。由此，決定了叉架在構(gòu)造上是一個垂直運動的承載小車，一般由兩部分構(gòu)成。其前部是i一個焊接框架結(jié)構(gòu)，主

27、要同于安裝懸掛貨叉與其他屬具；后部是兩列裝有導(dǎo)向滾輪的滾輪架，與前部框架焊接構(gòu)成一體。有鏈條牽引，眼門架導(dǎo)軌垂直升降。更具貨叉的形式和他在框架上的安裝方式，茶幾有兩種形式，與板式和滑桿式。本次設(shè)計采用板式叉架，如圖4-1圖4-1叉架簡圖圖4-2 叉架受力圖如圖4-2所示，在垂直框架平面作用的力F，對于上、下橫梁可簡化成雙懸臂對稱簡支梁（圖4-2），只是力F作用在梁的上下邊緣上，是梁在受彎曲的同時，還受到扭矩。在框平面受力P作用，構(gòu)成三次對稱超靜定框架，其彎矩圖如圖（2-4）所示，最大彎矩位于上橫梁懸臂根部。由此可見，開口框架上橫梁懸臂根部是危險截面。該截面作用在框架平面的彎矩為作用在垂直框架平

28、面的彎矩為該截面的扭矩為式中 Q起重量； l懸臂長度； C載荷中心距； a貨叉厚度； b橫梁截面厚度； h橫梁截面計算高度； f框架上、下橫梁作用力F間的距離；F縱向載荷，m=c+a+0.5b取l=350mm，C=500mm，a=30mm，b=33mm，h=43mm，f=354mm，h2=383。根據(jù)h/b=1.2查表的=0.219代入數(shù)據(jù)得 圖4-3叉架上橫梁截面計算圖上橫梁截面由于被定為槽所削弱，為安全和計算方便將截面（圖4-3）作為矩形截面進行計算，注意驗算A、B兩點應(yīng)力。叉架采用材料Q235取。A點的應(yīng)力為截面中B點的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力最大，其值為B點為雙向應(yīng)力狀態(tài)，按第四強度理論：代入數(shù)據(jù)最

29、后得 所以叉架滿足要求。第五章 液壓堆高車門架的設(shè)計計算5.1門架系統(tǒng)的構(gòu)造原理圖5-1為門架結(jié)構(gòu)簡圖，門架1和外門架2都是由兩根柱和一個或兩個端梁焊成的框架。架僅有一個上端梁，下部有一個很弱的橫系桿。外架有上端梁與下端梁，為不妨礙架，上端梁放在立柱頂端后翼緣后邊。中部由橫梁加強，其兩側(cè)伸出有聯(lián)接傾斜油缸的鉸軸。左右立柱異型槽鋼，其開口相對。叉架和架上的各滾輪組分別安放在架和外架立柱的槽，滾輪組構(gòu)成叉架，架和外架相互之間的活動聯(lián)系，起傳力和保證有正確動力的導(dǎo)向作用。起升鏈滑輪組包含兩套對稱布置的起升鏈和動，滑輪座固定在架上梁。起升油缸的上、下支座的支承分別固定在架上梁和外加下梁上，為保證安置在

30、期間的起升油缸受純壓力，支座的支承表面常為球面。鏈的一端固定在外架的下梁或立柱上，另一端與叉架相連接。圖5-1 堆高車門架結(jié)構(gòu)1門架 2叉架 3門架 4貨叉 5貨物 6導(dǎo)向滑輪5.2 門架幾何高度設(shè)計二級門架的橫向尺寸又布置來定，立柱的截面尺寸由強度來定，高度尺寸要滿足起升高度的要求。為了最大可能的降低整車結(jié)構(gòu)高度，必須使外門架的高度一樣。其結(jié)構(gòu)簡圖如下圖5-2圖5-2外門架的高度為H2=H15.3 計算滾輪壓力本設(shè)計選擇門架材料為Q345，其剪切彈性模量為:G=8.4MPa，彈性模量為：E=2.1×10?？估?、抗壓，抗剪MPa，屈服點。式中 Q額定起重量，Kg； G1貨叉和叉架的自

31、重，Kg； k動力載荷系數(shù)，K=K1（動力系數(shù)）×K2（貨物偏載系數(shù)）。 K1=1.2，K2=1.3,K=1.56圖5-3 門架載荷作用圖其中Q=1000Kg、G1=86Kg、h2=356mm、代入數(shù)據(jù)得知h1=420mm，h2=356mm外門架滾輪壓力為：圖5-4門架滾輪壓力計算圖5.4 門架強度驗算圖5-5圖5-6根據(jù)叉車構(gòu)造與設(shè)計表6-7與6-8取H=121.3mm，h=78.7mm，B=41mm，b=10.8mm，d=21.3mm，B1=33.5mm，h1=13mm，d1=17mm.面積5.4.1 門架立柱斷面翼緣厚度校核立柱翼緣在滾輪壓力作用下，產(chǎn)生局部彎曲，存在局部彎曲應(yīng)

32、力。此外，在滾輪和翼緣的接觸處有較大的表面接觸應(yīng)力，且各項應(yīng)力的數(shù)值均較大。經(jīng)有關(guān)文獻精確分析和實驗研究，在已知如圖5-5所示的尺寸時，對于滾輪這樣分布壓力作用下的翼緣局部彎曲應(yīng)力，可按下列公式計算：根據(jù)局部彎曲應(yīng)力計算公式：得到：式中：材料屈服極限，Q345鋼的=350MPa；P滾輪壓力，P=P1=P2=1506.01Kg。所以得到mm由于3.63>10，知此翼緣厚度設(shè)計合理。5.4.2 門架立柱斷面腹板高度校核根據(jù)滾輪的接觸應(yīng)力來求腹板高度 （式5-5）式中：P滾輪壓力，1506.01Kg；滾輪踏面寬度，50mm；Enp導(dǎo)軌和滾輪材質(zhì)的綜合當量彈性模量，鋼制滾輪時，Enp=2.1&#

33、215;104Kg/mm2。 Pnp導(dǎo)軌和滾輪的當量曲率半徑，圓柱形滾輪對平面導(dǎo)軌時，Pnp=R=43mm。與滾輪材質(zhì)和導(dǎo)軌表面硬度有關(guān)的許用接觸應(yīng)力，常用6080MPa。取代入公式得由符合要求。由的等式經(jīng)轉(zhuǎn)換得：取滾輪的實際半徑為計算半徑的兩倍，即:R實際=2R，則R實際=2×22.59=45.18mm（取46mm），則腹板高度為：由mm此尺寸設(shè)計合格。5.4.3 門架立柱的彎矩校核把門架看作外伸懸臂梁，按一端鉸支、一端自由的單根薄壁桿來計算。在垂直于門架的平面，由于滾輪的集中作用，計算門架立柱中產(chǎn)生的最大彎矩。又介于外門架的應(yīng)力情況較復(fù)雜，計算工作量較大，現(xiàn)根據(jù)呂維鎮(zhèn)、質(zhì)文老師介

34、紹的簡化計算法進行計算。簡化計算的整體強度安全系數(shù)應(yīng)大于4，校核翼緣的局部彎曲強度安全系數(shù)N局應(yīng)不小于1.2，最危險截面在B點(圖5-5)。在整體彎曲和約束扭轉(zhuǎn)的共同作用下，門架立柱的危險截面是與叉架下滾輪相接觸的截面B,如圖5-5。堆高車起重鏈條的一端固定在起升油缸缸筒上，鏈條拉力S對缸筒產(chǎn)生的力矩通過活塞桿在門架和上端產(chǎn)生推力，其方向垂直于門架平面，使門架彎曲。在截面B上的這個附加彎矩數(shù)值極小，可以略去不計。因此，截面B的計算彎矩仍可寫為：Kg/cm1. 整體彎曲正應(yīng)力圖 5-6門架立柱已知許用彎曲應(yīng)力為（取N值為4）：由可知整體安全。圖5-7受力簡圖5.5 外門架強度計算外門架是由左右立

35、柱和多根橫梁組成的外形封閉的復(fù)雜剛架結(jié)構(gòu)。由于通過立柱與橫梁的彎曲中心的縱軸不在同一平面，因此外門架并不是一個平面薄壁框架。在外載荷作用下，外門架立柱產(chǎn)生的彎曲變形和約束扭轉(zhuǎn)變形與門架立柱相似。我們同樣也把外門架簡化為單根立往計算，橫梁的影響則通過支座約束來考慮。外門架立柱在垂直門架平面的整體彎曲，不考慮門架前傾的影響.，從門架下滾輪接觸點至立柱與傾斜油缸連接處的一整段，都承受最大彎矩Mbmax的作用。門架滾輪壓力對外門架立柱還產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)。外門架立柱一般在上中下三處或四處有橫梁連系，立住與橫梁的連接均可看成鉸支，它允許立柱的截面翹曲，但不允許截面轉(zhuǎn)動。 圖5-8 圖5-8強度計算圖外門架強度

36、計算簡圖圖5-7，危險截面在D點。知H0=1866mm、h0=520mm、h1=480mm。5.5.1 計算D點整體彎曲鏈條拉力S對起升油缸產(chǎn)生力矩，通過活塞桿與門架使門架滾輪壓力增加，門架彎曲增加。門架滾輪壓力增量為： （其中S鏈條拉力，Kg；a2鏈條與軸中心距，cm；Hmax最大起升高度，cm。知Hmax=300cm，取a2=6cm，求得則有所以D點最大彎矩為：則整體彎曲應(yīng)力為：前面已經(jīng)得到，許用彎曲應(yīng)力為:由可知，符合要求。5.6 門架剛度計算5.6.1 門架剛度的計算狀態(tài)所謂門架的剛度條件主要是指當滿載的貨叉起升到最大高度，前傾至最大角度時，門架頂端的水平撓度應(yīng)小于許用值。門架計算簡圖

37、如圖5-8所示。圖5-9門架剛度計算狀態(tài)簡圖其中各已知參數(shù)分別為：起重量Q=1000Kg、起升高度H=3000mm、載荷中心C=500mm、前傾角滑架重量G1=86Kg、門架立柱慣性矩J0=J1=J=1490.98cm4。門架各尺寸分別為：h0=420mm、h1=420m、h2=356mm、H0=2000mm、H1=2000mm、H=3000mm C0=357mm、C1=178mm、l0=665mm、l1=356mm。滑架通過滾輪傳給門架和力按下式計算，參看圖5-8圖5-10 門架計算簡圖 可以把力P1、P2對門架的作用分解為一個力偶與一個集中力，門架端部力偶以M1表示，外門架端部的力偶以M0

38、來表示，參看圖5-3與圖5-7來求其值。 （式5-12）另外伸縮式門架在端部力偶和集中力作用下，端部產(chǎn)生的水平位移f（撓度）是由三部分組成的：外門架端部水平位移f0、門架端部水平位移f1和門架繞外門架端部轉(zhuǎn)動角在門架端部引起的水平位移，見圖5-11。式中、力偶M作用在外門架端部產(chǎn)生水平位移和轉(zhuǎn)角；、集中力P1-P2作用在外門架端部產(chǎn)生水平位移和轉(zhuǎn)角；、由力偶M與集中力P1-P2作用產(chǎn)生的水平位移。圖5-11 門架變形圖5.6.2 確定門架端部產(chǎn)生的各水平位移由圖5-10彎矩圖用圖乘法可求出在力偶M0作用下外門架端部產(chǎn)生水平位移fM0:圖5-12外門架計算簡圖同樣，由力偶M1作用在門架端部產(chǎn)生的

39、水平位移fM1為：力偶M0作用下，門架繞外門架端部轉(zhuǎn)動角度可參照圖5-10用圖乘法來求。由于P1=P2所以集中力P1-P2和作用，在外門架端部引起和水平位移f0p為0cm：同理，由力P1-P2的作用引起的門架端部水平位移f1p為0cm：5.6.3 校核撓度通過上面的計算，可以求出伸縮式門架在端部力偶和集中力作用下端部產(chǎn)生的水平位移f（撓度）。其值為： 其許用撓度值為：cm由知，滿足剛度要求。第六章 滾輪組件的安裝與計算6.1 門架與外門架滾輪的設(shè)計導(dǎo)行滾輪分為縱向與側(cè)向兩組，各由四個滾輪組成。前者在垂直于門架的平面，而后者在門架自身的平面起傳力和導(dǎo)行作用。它們的構(gòu)造示于圖6-1上?？v向滾輪受力

40、較大，故直徑也大且用滾動軸承，側(cè)向滾輪受力小，直徑也小，故用滑動軸承或滾針。6.1.1 軸的計算滾輪軸在門架上升或下降時主要受切應(yīng)力，所以要根據(jù)軸的切應(yīng)力條件來計算。對于圓形截面梁，由切應(yīng)力互等定理可以知道，在橫截面邊緣各點處切應(yīng)力與周邊相切。因此即使在平行于中性軸的同一橫線上，各點處切應(yīng)力也不盡一樣，但經(jīng)過分析表明，圓截面上最大彎曲切應(yīng)力仍發(fā)生在其中性軸上，并可近似認為在中性軸上各點處的切應(yīng)力平行于剪力，且沿中性軸均勻分布，于是得圓截面梁的最大彎曲切應(yīng)力為：已知與于是可得式中R圓形截面的半徑，mm；IZ圓形截面對中性軸的慣性矩，mm3；SZ,max半圓截面對中性軸的靜矩，mm3；該軸的材料選

41、用45號鋼，根據(jù)機械設(shè)計手冊可以查到=3040MPa，取=30 MPa。由于是得到考慮到堆高車門架的重量，則選半徑為10mm，則滾輪軸的直徑為20mm。堆高車的滾輪只受到徑向力的作用。選用深溝球軸Fr=1694.16X9.8=16602.18NP=XFr+YFaP當量動載荷，F(xiàn)r軸承所受徑向載荷，F(xiàn)a軸承所受軸向載荷，X徑向載荷系數(shù)，Y軸向向載荷系數(shù)，由于選取X=1，Y=0則P=16602.18N則所需要的徑向基本額定動載荷為6.1.2 軸承的選擇根據(jù)機械設(shè)計手冊選擇門架為深溝球軸承，代號為6204，如圖6-1所示：圖6-1深溝球軸承表6-1 6204軸承相關(guān)數(shù)值名稱單位符號量值基本尺寸mmd

42、2042B14da(min)26Da(max)42ra(max)1其他尺寸mmd2329.3D239.7r(min)1基本額定靜載荷KNCo12.8基本額定動載荷KNC6.65極限轉(zhuǎn)速(r/min)脂14000極限轉(zhuǎn)速(r/min)油18000重量kgW0.103根據(jù)機械設(shè)計手冊選擇外門架為深溝球軸承，代號為6404，如圖6-2所示：圖6-2 深溝球軸承表6-2 6404軸承相關(guān)數(shù)值名稱單位符號量值基本尺寸mmd2072B19da(min)27Da(max)65ra(max)1其他尺寸mmd238D256.1r(min)1.1基本額定靜載荷KNCo31.0基本額定動載荷KNC15.2極限轉(zhuǎn)速(

43、r/min)脂13000極限轉(zhuǎn)速(r/min)油16000重量kgW0.5296.1.3 導(dǎo)輪的設(shè)計門架的寬度為121mm，軸承的外徑為72mm，寬度為19mm，為了使門架在運動時能夠平穩(wěn)，故此導(dǎo)輪的的D=400mm，B1=45mm，C=21mm，Cr=12.6KN，Cor=10.8KN外徑為120mm，結(jié)構(gòu)如圖6-3所示：圖6-3 側(cè)滾輪6.1.4 軸用擋圈根據(jù)軸的尺寸選擇軸用擋圈，如圖6-4所示：圖6-4 軸用擋圈表6-2 軸用擋圈尺寸軸徑 d020mmd基本尺寸28.5mm極限偏差(+0.13,-0.42)s基本尺寸1mm極限偏差(+0.05,-0.13)b2.68mmd12mm溝槽 d

44、2基本尺寸19mm極限偏差(0,-0.13)mm溝槽 m基本尺寸1.1mm極限偏差(+0.14,0)溝槽 n1.5mm孔 d329mm每1000個鋼擋圈重量約為1.90 kg第7章 起升液壓系統(tǒng)設(shè)計7.1 液壓系統(tǒng)簡介液壓系統(tǒng)除管路與其油箱，換向閥，限速閥外，人工提供壓力，油缸作為執(zhí)行元件。油泵輸出的壓力油進入到工作裝置后，通過手動壓力，推動液壓缸升高，帶動鏈條上升，從而實現(xiàn)貨叉的上升和下降。最后油液將再度重返油箱如此不斷循環(huán)。7.2 設(shè)計方案為使液壓缸結(jié)構(gòu)緊湊，采用簡單的液壓回路。用下圖作為原理圖：圖7-1基于千斤頂?shù)脑韴D1. 6.液壓缸 2.3.單向閥 4.油缸 5.溢流閥 最后得出手動

45、液壓叉車液壓回路原理如下圖7-2 液壓回路原理圖1液壓缸 5.單向閥 3. 油箱4. 溢流閥7.2.1 液壓缸的設(shè)計與計算1.液壓缸材料的確定為使液壓缸結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔, 液壓缸材料采用高質(zhì)量,具有高抗拉強度極限的材料,采用高質(zhì)量的無縫鋼管,材料為:45號鋼制造,調(diào)質(zhì)處理.查機械設(shè)計課程設(shè)計表12-1，得硬度為: 162-217HBS，抗拉強度為：=600MPa 屈服極限為: =355MPa2.大液壓缸腔直徑的計算與確定由上得知，液壓系統(tǒng)的最大負荷為：F=18000N為使液壓缸結(jié)構(gòu)較小，取液壓系統(tǒng)的設(shè)計壓力盡量的高。初取液壓系統(tǒng)的設(shè)計壓力為：=17MPa因為，=F/A=（A為液壓缸腔的有效面積

46、，D為液壓缸腔的直徑）所以，D=37.1mm取液壓缸腔的直徑為:D=40mm所以, 液壓系統(tǒng)的設(shè)計壓力為:=F/A=16.21MPa3.液壓缸外直徑的計算與確定為使液壓缸結(jié)構(gòu)較小，先把液壓缸按薄壁計算。因為，D/10時，為薄壁又因為，（其中16M時，=16M時，=）所以 =1.5=24.32 M取按全系數(shù)為：n=5, 所以=/n=120 M所以，=3.75mm所以，D/=50/6=3.7510 為厚壁。所以，要按厚壁計算，為使設(shè)計更準確一些，按第四強度理論計算得：=（其中，為液壓缸外直徑）取，安全系數(shù)為：n=5, 所以=/n=120 M 所以，取，液壓缸外直徑為：=80mm7.2.2 油箱的設(shè)

47、計伸縮臂套的材料:選工程用鑄造鋼ZG310-570。查機械設(shè)計課程設(shè)計表12-1，得硬度為: 153HBS，抗拉強度為：=570MPa為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊，把油筒與液壓缸裝配在同一圓心軸線。要求：油筒油面的最高高度不超過，油筒高度的80%因為油路和閥中對油量的損耗，所以，估算，液壓缸到達最高極限位置所需的油量為總油量的90%。又因為，推程：S=1500mm 液壓缸腔的直徑:D=38mm所以，液壓缸到達最高極限位置所需的油量為：所以，所需的最少油量為：=/90%=1.7/90%=1.89升所以，油箱的最小容積為：=/80%=1.89/80%=2.36升因為，油箱與液壓缸裝配在同一圓心軸線，所以

48、，液壓缸外直徑為：=45mm所以，油箱腔的直徑為： =47.17mm取油箱的上直徑為487.2.3 油路的設(shè)計為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔，使液壓系統(tǒng)集中在一個模塊，把各液壓元件做成一體。把各油管路做在液壓缸的底座。油管路的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結(jié)構(gòu)龐大：但也不能選過小，以免使系統(tǒng)壓力損失過大，影響工作。取，油道徑為：d=5mm7.2.4 溢流閥力的計算為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔，使液壓系統(tǒng)集中在一個模塊，把各液壓元件做成一體。把各閥等設(shè)計在液壓缸的底座。因為，液壓系統(tǒng)設(shè)計的最高壓力為:=16.21MPa取，溢流閥的開啟系數(shù)為：n=1.1所以，溢流閥的開啟壓力為：P=n=1.11

49、6.2118 MPa所以，溢流閥的開啟力為：F=353N7.3鏈傳動的設(shè)計7.3.1 鏈輪齒數(shù)Z 的確定在實際工作過程中,此處鏈輪只作單個使用,起到一個傳遞運動力的作用,所以對于鏈輪輪齒強度、剛度要求較高,鏈輪齒數(shù)應(yīng)盡量取小,根據(jù)設(shè)計的起升裝置的起升要求,結(jié)合實際工作情況,初步確定齒數(shù)Z= 127.3.2 鏈型號的確定堆高車承載1000 ,鏈條工作載荷F = 18376 N,根據(jù)這一特點結(jié)合滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸選用鏈號 20A 的滾子鏈傳動 ,其極限拉伸載荷FQ =86.7kN,足以滿足要求,為了保證其工作平穩(wěn),選用兩個鏈傳動。3. 鏈節(jié)數(shù)的確定由于此處鏈輪只作單個使用,所以不存在中心距a0

50、 ,鏈節(jié)數(shù)由堆高車起升裝置的起升高度來確定。根據(jù)選定鏈號，查表得所選鏈的節(jié)距 p = 31.75mm ,起升裝置的起升高度h =1.5m，確定鏈節(jié)數(shù)L P =100節(jié)。4. 強度校核在鏈輪正常工作情況下，鏈速v 0.1 m/s,所傳遞的功率p 為其承載力與其速度的乘積，即p = F v , 承載力F = 18736N ，單個鏈輪的工作拉力F =9368N，則p = Fv=9368*0.1 =0.9368kw鏈速v 0.1 m/s,即為低速鏈傳動，鏈傳動的主要失效形式為鏈條的過載拉斷，因此應(yīng)進行靜強度計算。FQ 單排鏈的極限拉伸載荷K A 工作情況系數(shù)F 鏈的工作拉力Fc離心力引起拉力Ff懸垂拉

51、力所選鏈的極限拉伸載荷FQ = 86700 N；根據(jù)其工作情況，查表選取KA = 1.3；鏈的工作拉力9368N靜強度安全系數(shù)一般為3-6這里取4帶入數(shù)據(jù)得由S=4.02所以鏈條合格。7.4鏈輪設(shè)計 鏈輪的主要尺寸分度圓mm取124齒頂圓直徑取mm齒根圓直徑 分度圓弦齒高取最大齒根距齒側(cè)凸緣直徑取齒寬輪轂長度L=3.3h=3.3*12.29=40.56取42mm7.5鏈輪軸的設(shè)計1.選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力該軸傳遞的功率，對材料無特殊要求,故選用45 鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表查得強度極限s B = 650MPa，再由表得許用應(yīng)力 +1b s =355 MPa。（本章計算公式參照簡明機械零件設(shè)計

52、手冊第二版 1997）按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑P=9.368×1.3*0.1=1.218KW 根據(jù)表得 C=107118，又由式得取d=25mm軸的受力圖如下圖7-3結(jié)構(gòu)圖F1+F2=F=18000N,F1=F2=9000N圖7-4受力簡圖X為F1到F之間的距離方向為負當X取的最大時即X=111mm時M1最大M1=-F1X=900*90.5=849433N.mm圖7-5彎矩圖因所以軸合格 結(jié)束語經(jīng)過四個月的努力，畢業(yè)設(shè)計接近尾聲，在這段時間里，我學習到了很多以前沒有學習到得東西，而且也系統(tǒng)地鞏固了學過的知識。我不僅在理論上有了更深刻的理解，也在實踐上有所斬獲。本論文是在我的導(dǎo)師賈秋紅教授的指導(dǎo)下，完成的。畢業(yè)設(shè)計是每位大學生的必修課，這次設(shè)計鍛煉了我獨立思考問題的能力，并將大學期間所學的知識進行歸類和消化，提高了我多方面的能力，為進入社會做好準備。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我認識到了堆高車的設(shè)計不僅要運用到機械設(shè)計課程，而且還要運用其它幾門課程的知識。在這次畢業(yè)設(shè)計的實踐過程中，我學會了要分析和解決機械設(shè)計問題，慢慢地鞏固、加深和拓展所學過的知識。這次設(shè)計