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前移式手動液壓裝卸叉車設(shè)計
第1章 緒 論
1.1前移式手動液壓叉車的簡介
前移式手動液壓叉車是一種無污染，無動力的裝卸產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)輸靈活，操作簡單，回轉(zhuǎn)半徑小等特點。適用于工廠，車間，倉庫，車站，碼頭等處的貨物搬運(yùn)與堆垛。對于那些有防火，防爆要求的場地（如印刷車間，油庫，碼頭，倉庫等）更為適用。若配合托盤裝箱，集裝箱等及可實現(xiàn)單元化運(yùn)輸，有效減少了零部件的碰撞，劃傷和堆放面積，減少搬運(yùn)工作量，提高搬運(yùn)效率。單門架結(jié)構(gòu)設(shè)計，轉(zhuǎn)彎半徑小，適用于機(jī)械制造，造紙，印刷，搬運(yùn)，物流等行業(yè)使用。
1.1.1設(shè)計目的
叉車的機(jī)動靈活強(qiáng)，能適應(yīng)多變的裝卸搬運(yùn)要求，前移式叉車主要用在倉庫內(nèi)中等高度的堆垛、取貨作業(yè)，專門滿足了額定起重量小、起身高度低的特別需求，在室內(nèi)作業(yè)非常方便。
1.1.2設(shè)計的意義
叉車是應(yīng)用十分廣泛的流動式裝卸搬運(yùn)機(jī)械，廣泛應(yīng)用于公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸各部門。多年來，由于成件貨物的品種多、規(guī)格雜、外形不一、包裝各異，所以對這些貨種很難實現(xiàn)裝卸作業(yè)機(jī)械化。叉車的問世，使得這一難題得到解決，這不但保證了安全生產(chǎn)，而且暫用的勞動力大大減少，勞動強(qiáng)度大大降低。作業(yè)效率大大提高經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
1.2前移式手動液壓叉車的發(fā)展
1.2.1歷史與發(fā)展
二戰(zhàn)期間，由于搬運(yùn)軍事物質(zhì)的需要，促進(jìn)了叉車的發(fā)展。20世紀(jì)50年代國內(nèi)開始仿制前蘇聯(lián)的5t機(jī)械傳動叉車。60年代通過測繪仿制日本叉車，開創(chuàng)了中國的叉車行業(yè)，也使當(dāng)時叉車的外觀受日本叉車的影響較大，70年代的行業(yè)聯(lián)合設(shè)計，奠定了中國叉車行業(yè)的基礎(chǔ)，其影響深遠(yuǎn)。80年代的新系列設(shè)計，解放思想，拓展了品種系列，更新理念，大范圍采用了寬視野門架、同步器換擋、液力傳動和動力傳動轉(zhuǎn)向等新技術(shù)。80年代以來，引進(jìn)國外產(chǎn)品技術(shù)、消化吸收和國產(chǎn)化，提高了行業(yè)的技術(shù)水平。90年代以來一批中外合資與獨(dú)資企業(yè)的簡歷，如德國的德林，形成了產(chǎn)品的檔次的多層次格局，使叉車行業(yè)百花齊放。以大連叉車有限公司為首的國內(nèi)叉車行業(yè)蓬勃發(fā)展。隨著一拖、柳工、廈工、山推等著名企業(yè)的加入，伴隨當(dāng)今的改制、兼并和許多外資企業(yè)及私營股份制企業(yè)的加盟，使叉車行業(yè)進(jìn)入了輝煌時期。
2007年中叉公司、外資及全國其他企業(yè)共生產(chǎn)叉車15萬余臺，雖然與汽車年產(chǎn)幾百萬輛相比，叉車仍是一個較小的行業(yè)，但從中叉公司2003年產(chǎn)叉車約3萬5千臺，到2007年9萬2千臺，年增長率近30%的情況，可以看出我國叉車行業(yè)的發(fā)展勢頭非常的迅猛。
叉車行業(yè)的技術(shù)的進(jìn)步體現(xiàn)在:走汽車工業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)、零部件全球化采購的道路，中小噸位叉車的變速器與驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向橋，甚至門架逐漸轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)化生產(chǎn)；通過改制、兼并、重組使生產(chǎn)廠家向萬臺以上經(jīng)濟(jì)規(guī)模發(fā)展；增加5t以上大噸位叉車的產(chǎn)量，運(yùn)用工程機(jī)械底盤技術(shù)，開發(fā)堆高機(jī)、正面吊等產(chǎn)品；增加蓄電池叉車、交流蓄電池叉車的品種與產(chǎn)量；增加防爆等特殊用途叉車的品種與產(chǎn)量；提高叉車的外觀設(shè)計水平，提高叉車的可靠性，改善駕駛員的舒適性與作業(yè)條件；發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，利用CAD技術(shù)提高特型叉車的實際速度與水平，使叉車生產(chǎn)向多品種、小批量、用戶定制化的方向發(fā)展。
當(dāng)今時代，國內(nèi)外在輕小型搬運(yùn)和裝卸的工業(yè)車輛，和以蓄電池為動力的各種類型的搬運(yùn)，裝卸，堆垛，牽引的工業(yè)車輛有CBY系列手動托盤搬運(yùn)車、辦電動和全電動插腿式叉車、輕型前移式叉車、電動堆高機(jī)、揀選車及電動牽引車等。隨著物流倉庫儲蓄業(yè)得飛快發(fā)展，工業(yè)車輛產(chǎn)品要進(jìn)入車間、庫房、超市等，這不僅要求車輛機(jī)構(gòu)輕巧，同時提出無污染、低噪音，還有通道的寬窄、門限、屋頂貨架的高度、進(jìn)入電梯、地面樓板的承載能力、耐低溫、防爆燈技術(shù)，這些要求只有輕小型搬運(yùn)車輛較容易做到。近幾年來在物流技術(shù)的推動下，企業(yè)的技術(shù)改造投入加大，老庫房的改造和新庫房的建立大量增加，各城市超市數(shù)量的增加，都為輕小型搬運(yùn)車輛產(chǎn)量增大和品種增多提供了很好的條件，所以說輕小型搬運(yùn)車輛是物流技術(shù)重要裝備之一。輕小型搬運(yùn)車輛行業(yè)應(yīng)盡快抓住“物流熱”的機(jī)遇，努力提高產(chǎn)品技術(shù)含量，增加品種規(guī)格，為各行業(yè)的物流服務(wù)提供商務(wù)服務(wù)。
1.2.2叉車新產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)趨勢
1．門架系統(tǒng) 高起升，4.5m、6m或更高，滿足棉花倉庫、集裝箱搬運(yùn)等用途；低起升，如2m，鐵路或進(jìn)集裝箱用；特殊結(jié)構(gòu)，如三級門架、全自由提升門架、特殊屬具、綜合滾輪等。
2．轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 中小噸位叉車采用動力轉(zhuǎn)向；改善軸距后重新設(shè)計曲柄滑塊橫置液壓缸轉(zhuǎn)向橋；增大最大轉(zhuǎn)角，減小轉(zhuǎn)彎半徑。
3．制動系統(tǒng) 手動制動和腳制動。
4．傳動系統(tǒng) 采用靜力傳動，采用輪邊減速、二級主傳動；傳動部件專業(yè)化生產(chǎn)；機(jī)械傳動同步器換擋；采用寬基輪胎或高彈性實心輪胎。
5．整機(jī)技術(shù)參數(shù) 不求高、求合理。如行駛速度、軸距、最大起升高度等。
6．可靠性 重點在發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、操作系統(tǒng)方面。
7．舒適性 駕駛員作業(yè)，發(fā)動機(jī)的隔熱、降噪，符合人機(jī)工程學(xué)的儀表盤、操作桿等。
8.外觀設(shè)計 整機(jī)的流線型設(shè)計、形狀搭配等。
1.3前移式手動液壓叉車的優(yōu)勢及前景
前移式手動液壓叉車具有能量轉(zhuǎn)換效率高、噪聲小、無廢氣排放、控制方便等優(yōu)點，在車間、倉庫等場所以及食品、制藥、微電子及儀器儀表等對環(huán)境條件要求較高的行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，成為室內(nèi)物料搬運(yùn)的首選工具。
國外市場特別是歐美發(fā)達(dá)國家，由于受環(huán)保法規(guī)影響，電動手動液壓叉車的產(chǎn)量已占手動液壓叉車總產(chǎn)量的40％以上，日本電動手動液壓叉車產(chǎn)量也已超過了手動液壓叉車總量的1／3。在中國，手動液壓叉車所占比例為20％左右，已突破原來只能用于小噸位作業(yè)的局限，逐步由室內(nèi)走向室外，市場需求逐年上升
我果手動液壓叉車銷量海外市場貢獻(xiàn)率高速增長，進(jìn)軍國際市場前景光明。
于我國手動液壓叉車口量占海外市場比重仍較低、性價比優(yōu)勢突出以及出口退稅導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)出口沖動等理由，預(yù)計未來中國手動液壓叉車出口仍將保持較快增速，2010年前復(fù)合增長率不低于30%。而未來3年，國內(nèi)叉車銷量年增速有望保持在20%以上，對海外市場的依賴度將加大。出口已成銷量增長的主要推進(jìn)力。
1.4前移式手動液壓叉車的優(yōu)點
1、前移式手動液壓堆高車是物料搬運(yùn)不可缺少的輔助工具，托盤搬運(yùn)最輕便，最主要的是任何人均可操作。
2、舵柄的造型適宜，帶有塑料手柄夾，使用起來特別舒服。操作者的手由堅固的保護(hù)器保護(hù)。用手可方便地操縱起升、下降和行走控制桿，托盤車使用起來輕便、安全、舒服。
3、抗扭鋼結(jié)構(gòu)，貨叉由高抗拉伸槽鋼做成。叉尖做成圓形，插入托盤時，使托盤免受損壞，導(dǎo)輪使得貨叉順利插進(jìn)托盤。
4、堅固的起升系統(tǒng)，能滿足大多數(shù)的起升要求，并按標(biāo)準(zhǔn)要求鍍鋅。泵油缸裝在重載保護(hù)座上，缸筒是鍍鉻的。低位控制閥和溢流閥確保操作安全并延長使用壽命。
5、車輪運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，并裝有密封軸承，前后輪均由耐磨尼龍做成，滾動阻力很小，并有橡膠，聚氨酯或?qū)Ｓ幂喬ス┻x。
6、液壓系統(tǒng)和軸承完全無須維護(hù)，但在極端情況下，如在潮濕的環(huán)境下或用高壓軟管進(jìn)行沖洗，所有軸承均備有加油孔以供加油。
1.5前移式手動液壓叉車設(shè)計參數(shù)
前移式手動液壓叉車性能:在標(biāo)準(zhǔn)起升高度1600mm 和額定起重量為 500㎏。
本論文所設(shè)計的前移式手動液壓叉車系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)（如表1.1所示）。
表1.1 設(shè)計參數(shù)
額 定 載 重 量
500kg
最 高 起 升 高 度
1600 mm
貨 叉 最 低 高 度
80 mm
載 荷 中 心 距
450mm
貨 叉 長 度
900 mm
外 形 尺 寸
長
1560mm
寬
700mm
高
1960mm
前 輪 直 徑
100mm
后 輪 直 徑
200mm
凈 重
140~180kg
1.6本章小結(jié)
緒論部分通過對前移式手動液壓叉車的簡單介紹，了解了國內(nèi)外叉車行業(yè)的歷史與現(xiàn)狀，以及未來叉車設(shè)計的發(fā)展趨勢。前移式手動液壓叉車的設(shè)計滿足了小倉庫和對載荷重量不大的工作場合的使用。
第2章 總體設(shè)計方案
2.1前移式手動液壓叉車主要結(jié)構(gòu)
前移式手動液壓叉車主要由機(jī)架部分、底座部分、叉架部分、叉腳部分、起升裝置、前移裝置等組成。
圖2.1機(jī)架結(jié)構(gòu)圖 圖2.2叉架結(jié)構(gòu)圖
圖2.3叉腳結(jié)構(gòu)圖 圖2.4底座結(jié)構(gòu)圖
圖2.5萬向輪結(jié)構(gòu)圖 圖2.6前移裝置結(jié)構(gòu)圖
圖2.7起升裝置結(jié)構(gòu)圖 圖2.8前輪結(jié)構(gòu)圖
2.2前移式手動液壓叉車的特點
前移式叉車的門架或者貨叉架可以前后移動，其中門架前移式叉車是指作業(yè)時門架帶動貨叉前移，伸出到前輪之外叉取或放下貨物，行走時貨叉帶貨物收回，使貨物重心在支撐面內(nèi)；而貨叉前移式叉車是指貨架帶動貨叉前移至前輪之外進(jìn)行作業(yè)，行走時叉架帶動貨叉縮回到支撐平面內(nèi)。前移式叉車有兩條前伸的支腿，支腿較高，支腿前端有兩個輪子，支腿的作用是確保叉車在負(fù)載時的穩(wěn)定性。與插腿式叉車比較，前輪較大，支腿較高，作業(yè)時支腿不能插入貨物的底部，而門架可以帶著整個起升機(jī)構(gòu)沿著支腿內(nèi)側(cè)的軌道移動，這樣貨叉叉取貨物后稍微起升一個高度即可縮回，保證叉車運(yùn)行時的穩(wěn)定性. 前移式叉車與插腿式叉車一樣，都是貨物的重心落到車輛的支撐平面內(nèi)，因此穩(wěn)定性很好。適合于車間、倉庫內(nèi)作業(yè)。
分析前移式手動液壓叉車的組成部分，結(jié)合設(shè)計任務(wù)，設(shè)計出來的前移式手動液壓叉車擁有以下特點：
1.由于所設(shè)計的前移式手動液壓叉車是液壓起重，對于工作環(huán)境的要求較低，所以可適應(yīng)各種不同的工作環(huán)境。
2. 對比與前移式手動液壓叉車的手動起升，本文所設(shè)計的前移式手動液壓叉車是由液壓回路路控制的,其操縱簡便,可大大降低勞動強(qiáng)度,提高勞動效率。
3.本次設(shè)計的前移式手動液壓叉車,其車架主體部分的材料選用Q235A,且在前移式手動液壓叉車架的各關(guān)鍵受力點都輔以加強(qiáng)筋,使其受力均勻, 使叉車能承受在叉物時所承受的重力,提高叉車的安全性能。
4.前移裝置借鑒剪叉平臺設(shè)計，通過液壓缸控制前進(jìn)后退，移動性好，安全可靠。
5.對比與前移式手動液壓叉車,本文所設(shè)計的液壓叉吊車其載重能力更強(qiáng),可以滿足更多的工作要求。
6.此次設(shè)計的前移式手動液壓叉車,由于其是使用液壓,所以在工作時噪聲小,且無污染。
2.3設(shè)計難點分析
為了使設(shè)計出來的前移式手動液壓叉車能實現(xiàn)預(yù)定的功能，分析設(shè)計任務(wù)，前移式手動液壓叉車在設(shè)計的過程中有以下的難點需要解決：
1.前移裝置的設(shè)計，如何前移，前移并且還得承受載荷重量。
2.為了使前移式手動液壓叉車能實現(xiàn)預(yù)定的載重量，對于液壓系統(tǒng)要如何設(shè)計。
3.完成液壓系統(tǒng)的設(shè)計后，如何傳遞動力，選擇何種傳動裝置。
4.本次所設(shè)計的是前移式前移式手動液壓叉車，除了讓叉車完成裝卸的功能外，如何讓叉車完成吊物的功能。
5.如何完成液壓叉車的起升功能。
6.完成前移式手動液壓叉車各部份的設(shè)計后，如何設(shè)計前移式手動液壓叉車的主體車架，及貨叉架、加強(qiáng)筋等輔助部分的設(shè)計。
2.4本章小結(jié)
通過圖形對所設(shè)計的叉車各個結(jié)構(gòu)部件有了大致的了解，包括了門架、前移裝置、起升裝置等。介紹了前移式手動液壓叉車的結(jié)構(gòu)特點，分析了本設(shè)計的重點難點。
第3章 傳動裝置設(shè)計
3.1傳動裝置的選擇裝置
傳動裝置有帶傳動裝置、鏈傳動裝置、齒輪傳動裝置等。
3.1.1帶傳動一般有以下特點：
（1）帶有良好的饒性，能吸收震動，緩和沖擊，傳動平穩(wěn)噪音小。
（2）當(dāng)帶傳動過載時，帶在帶輪上打滑，防止其他機(jī)件損壞，起到過載保護(hù)作用。
（3）結(jié)構(gòu)簡單，制造，安裝和維護(hù)方便；
（4）帶與帶輪之間存在一定的彈性滑動，故不能保證恒定的傳動比，傳動精度和傳動效率較低。
（5）由于帶工作時需要張緊，帶對帶輪軸有很大的壓軸力。
（6）帶傳動裝置外廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊。
（7）帶的壽命較短，需經(jīng)常更換。
由于帶傳動存在上述特點，故通常用與中心距較大的兩軸之間的傳動傳遞功率一般不超過50KW。
3.1.2鏈傳動一般有以下幾個特點：
（1）由于鏈傳動屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動，所以可獲得準(zhǔn)確的平均傳動比；
（2）與帶傳動相比，鏈傳動預(yù)緊力小，所以鏈傳動軸壓力小，而傳遞的功率較大，效率較高，鏈傳動還可以在高溫、低速、油污等情況下工作；
（3）與齒輪傳動相比，兩軸中心距較大，制造與安裝精度要求較低，成本低廉。
（4）鏈傳動運(yùn)轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比和瞬時鏈速，所以傳動平穩(wěn)性較差，工作時有噪音且鏈速不宜過高。
鏈傳動主要用在要求工作可靠,且兩軸相距較遠(yuǎn),以及其他不宜采用齒輪傳動的場合。
3.1.3齒輪傳動的特點：
（1）效率高 在常用的機(jī)械傳動中，以齒輪傳動效率為最高，閉式傳動效率為96%~99%，這對大功率傳動有很大的經(jīng)濟(jì)意義。
（2）結(jié)構(gòu)緊湊 比帶、鏈傳動所需的空間尺寸小。
（3）工作可靠、壽命長 設(shè)計制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一二十年，這也是其它機(jī)械傳動所不能比擬的。這對車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。
（4）傳動比穩(wěn)定 傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用，正是由于其具有這一特點。
但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。
對比以上幾種傳動裝置，結(jié)合本文設(shè)計的需要，所以選擇鏈傳動作為液壓叉車的傳動裝置。
鏈傳動裝置主要由鏈輪軸、軸承、鏈輪鏈條等部分組成。鏈傳動裝置：（如圖3-1所示）
圖 3.1 鏈傳動
3.2鏈傳動的設(shè)計
3.2.1鏈輪的確定
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(yùn)動力的作用,所以對于鏈輪輪齒強(qiáng)度、剛度要求較高。考慮到跟軸承的配合關(guān)系確定為基軸配合，由于要承受較大的壓力，所公差確定為U7/h6。相對普通鏈輪而言，軸承鏈輪不需要設(shè)計齒，中間設(shè)計為光滑凸輪就可以了，它只需要頂著滾子鏈中間的滾子轉(zhuǎn)動即可，但是鏈輪要求要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，故鏈輪齒面一般都經(jīng)過熱處理，使之達(dá)到一定硬度，常用加工方法為：淬火處理，表面發(fā)黑處理。
3.2.2鏈型號的確定
叉車承載500㎏,鏈條工作載荷F = 4900N,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 08B 的滾子鏈傳動 ,其極限拉伸載荷F= 17.8KN,足以滿足要求,因為有貨叉架兩邊的輪子做保護(hù)，只要選用單鏈傳動即可。
3.2.3 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 ,鏈節(jié)數(shù)由叉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 = 12.7mm ,起升裝置的起升高度h = 1600mm，確定鏈節(jié)數(shù)=126節(jié)。
3.2.4強(qiáng)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 = Fv ,承載力F =4900 N，則p = Fv=49000.1 =0.49kw
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(jìn)行靜強(qiáng)度計算。（本章計算公式參照 簡明機(jī)械零件設(shè)計手冊 第二版 1997）
靜強(qiáng)度安全系數(shù)S
(3.1)
F—— 單排鏈的極限拉伸載荷
m —— 鏈條排數(shù)
K—— 工作情況系數(shù)
F —— 鏈的工作拉力
所選鏈的極限拉伸載荷F= 17.8KN；采用單鏈傳動，即m=1；根據(jù)其工作情況，查表選取K= 1.2；鏈的工作拉力=4900N，則
滿足強(qiáng)度要求。
3.2.5驗算鏈速
（3.2）
在預(yù)先設(shè)計的范圍內(nèi)
3.2.6確定潤滑方式
潤滑方式采用人工定期潤滑方式。
3.2.7計算對鏈輪軸的壓力 F`
F`=1.25 F =1.254900N2=12250 N
3.2.8鏈輪的結(jié)構(gòu)
鏈輪的直徑較小,因此采用實心式，其材料為中碳優(yōu)質(zhì)鋼C45（如圖3.2所示）
圖3.2 鏈輪結(jié)構(gòu)圖
（1）鏈輪輪齒結(jié)構(gòu)：
齒寬
內(nèi)鏈節(jié)寬，則
圓角半徑
（2）鏈輪齒總寬：
由于鏈輪內(nèi)套軸承轉(zhuǎn)動，所以總寬必須大于軸承寬度15mm，為了防止軸承跟鏈輪的軸向運(yùn)動，特意在鏈輪左側(cè)設(shè)計一凹槽來加入孔用彈性擋圈，以此來保證他們的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動。
3.3鏈輪軸的選擇
3.3.1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(qiáng)度極限，再由表得許用應(yīng)力[]=200。
（本章計算公式參照 簡明機(jī)械零件設(shè)計手冊 第二版 1997）
按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑
P=1×1.3=1.3KW 根據(jù)表得 C=107~118，又由式得
又由d=
由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑。
設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖（如圖3.3所示）
圖 3.3鏈輪軸
1.按彎曲合成強(qiáng)度校核軸徑
畫出軸的受力圖（如圖3.4所示）
圖3.4 受力分析圖
在之間載一段距離為x（如圖3.5所示）
圖 3.5 受力分析圖
∵M(jìn)的扭轉(zhuǎn)方向為逆時針為負(fù)
∴
∵在和之間截任一段距離。
∴x的取值為
又∵是階梯軸，軸的粗細(xì)不一
∴當(dāng)時，也可能存在危險截面
∴
∴當(dāng)時，
在和之間截一段距離為Y（如圖3.6所示）
圖3.6 受力分析圖
∵在和之間任取一段?！嗟娜≈禐?
∴當(dāng)Y取最大時Y=193N
2.作轉(zhuǎn)矩圖 （如圖3.7所示）
圖 3.7 轉(zhuǎn)距圖
3.求當(dāng)量彎矩
因為此軸為靜應(yīng)力狀態(tài)下的軸，轉(zhuǎn)矩不變，修正系數(shù)為。
4.確定危險截面及校核強(qiáng)度
查表得，滿足的條件，故此處所設(shè)計的軸的強(qiáng)度足夠，并有一定寬余量。
3.4軸承的選擇
3.4.1計算軸承的的載荷
根據(jù)以上所求的結(jié)果，要選擇軸承，要先求出當(dāng)量載荷，因該向心軸承受作用。求出當(dāng)量動載荷。計算時用到的徑向系數(shù)，軸向系數(shù)。要根據(jù)值查取，而是額定靜載荷，在軸承型號為選定前不知道，故用試算法。查表暫??；e=0.34;X=1,Y=0， P=xFr+YFa=1x9600+0=9600
即軸承在作用下的使用壽命，相當(dāng)于在純徑向載荷9600N作用下的使用壽命。
（本章計算公式參照 簡明機(jī)械零件設(shè)計手冊 第二版 1997）
(1) 計算所需的徑向基本額定靜載荷
計算所需的徑向基本額定靜載荷
由式 （3.3）
(2) 選擇型號
查表選60206型軸承其
故60206軸承的與原估計值接近，選擇的軸承適用。
3.4.2選擇潤滑方式
機(jī)件在運(yùn)轉(zhuǎn)時，如果一些摩擦部位得不到適當(dāng)?shù)臐櫥?，就會產(chǎn)生干摩擦。實踐證明，干摩擦在短時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量足以使金屬熔化，造成機(jī)件的損壞甚至卡死(許多漏水或漏油的汽車出現(xiàn)拉缸、抱軸等故障，主要原因就在于此)。因此必須對機(jī)件中的摩擦部位給予良好的潤滑。當(dāng)潤滑油流到摩擦部位后，就會粘附在摩擦表面上形成一層油膜，減少摩擦機(jī)件之間的阻力，而油膜的強(qiáng)度和韌性是發(fā)揮其潤滑作用的關(guān)鍵。總的來說它的作用有：潤滑、冷卻、洗滌、密封、防銹、消除沖擊載荷的作用。
脂潤滑的優(yōu)點主要包括：良好的耐水性、防銹性、膠體穩(wěn)定性和高低溫性。使用壽命長，是鈣基潤滑脂和普通潤滑脂使用周期的2-3倍。 降低能耗，可在-30℃低溫環(huán)境下使用。 通用性好，可適用于夏季又可適用于冬季，不僅簡化了采購品種，降低了能耗，提高效益，方便管理。供脂方式：加脂周期長、潤滑脂稠度硬的用加油槍打；加脂周期短、潤滑脂稠度稀的，且潤滑點周邊環(huán)境惡劣的用電動或氣動供脂泵注入。
根據(jù)前移式手動液壓叉車鏈傳動的實際情況，液壓叉車的潤滑方式選擇手工油潤滑，可根據(jù)實際情況進(jìn)行定期的潤滑保養(yǎng)，以增長液壓叉車的使用壽命。
3.5本章小結(jié)
機(jī)械傳動裝置主要有此輪傳動、帶傳動和鏈傳動，通過對它們特點及動作方式的分析，最終選擇鏈傳動，由液壓千斤頂?shù)钠鹕ㄟ^鏈條繞鏈輪的轉(zhuǎn)動來帶動貨叉架的上升，達(dá)到貨叉上升的目的。鏈傳動包括了鏈條、鏈輪、軸承及軸的設(shè)計，用軸端定位擋板把軸固定在軸支架上，利用軸肩和孔用彈性擋圈保證軸承不軸向運(yùn)動，最后通過鏈輪跟軸承的緊配合來實現(xiàn)鏈輪的轉(zhuǎn)動。
第4章 叉車外型結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.4機(jī)架的設(shè)計
圖4.1 機(jī)架裝置
1.扶手 2.立柱3.后輪架4.底板5.前插腿
6.連接板7.支撐軸8.加強(qiáng)筋9.封板
10.角鋼11.接夜盒12.安全擋板13.橫檔14小板
4.1.1機(jī)架的主要組件的材料及尺寸的選擇
(1)門架截面圖（如圖4.2所示）
圖4.2 門架截面圖
(2)底座前插腿：鑄鋼、U形鋼槽，980×90×70 （如圖4.3所示）
圖4.3 底座前插腿組件
1.前輪座 2.前插腳矩形管
(3)機(jī)架橫檔組件：Q235A, 620×50×7 （如圖4.4所示）
圖4.4機(jī)架橫檔組件
(4)機(jī)架后輪架組件：Q235A、矩形管, 230×115×100 （如圖4.5所示）
圖4.5機(jī)架后輪架組件
1.輪座 2. 輪架
(5)機(jī)架立柱組件：C型鋼槽，100×36×1860（如圖4.6所示）
圖4.6機(jī)架立柱組件
4.2后輪的設(shè)計
為了保證前移式手動液壓叉車在運(yùn)輸及起重物的過程中的穩(wěn)定性,應(yīng)具有四個支持點,叉車重心的投影點不論在工作位置或運(yùn)輸位置,都不應(yīng)超出四點所形成的四邊形,要使轉(zhuǎn)彎時叉車的轉(zhuǎn)動方便、靈活,在轉(zhuǎn)彎時必須要求各個輪子有一個共同瞬時的回轉(zhuǎn)中心,所設(shè)計的兩后輪軸應(yīng)在同一軸線上,所以選用插頭式腳輪。
后輪選擇的是萬向輪，有標(biāo)準(zhǔn)的尺寸，由于額定起重量為500kg，所以選擇萬向輪的尺寸為（表4.1）：
表4.1
輪徑
輪寬
載重
單輪材料
軸承
安裝高度
孔徑
200mm
50mm
240kg
鐵心防滑膠輪
滾珠
230mm
12mm
4.3前輪輪架
前輪輪架為精鑄造件，其規(guī)格與尺寸大小以輪子尺寸而定，其軸承孔與軸承作過盈配合，前輪組內(nèi)包含：軸用彈性擋圈、防塵蓋、軸承、前輪、前輪軸。其中前輪直徑為100mm，前輪軸直徑為12mm，如圖4.7。
圖 4.7前輪輪架結(jié)構(gòu)
4.4剪式支撐板
為了實現(xiàn)貨叉前移功能，專門設(shè)計了一種既能承受低載荷，又能實現(xiàn)前移的剪叉式支撐板，如圖4.8。
圖4.8剪叉式支撐板
4.5萬能夾具設(shè)計
夾具的設(shè)計主要是保證前移支撐板的前進(jìn)和固定，從而保證前移貨叉的穩(wěn)定性，它的左邊部分套在貨叉架上的絲杠上，右邊部分與前移支撐桿松連接，通過搖動絲杠使前移支撐桿前伸來達(dá)到移動貨叉的目的，非常方便。前支撐移桿的長度為420mm，寬度為28mm，孔徑為8mm，另外一端與貨叉相連，絲杠的梯形螺距是7mm，從頭轉(zhuǎn)到尾需要58轉(zhuǎn)，如圖4.10，4.11。
圖 4.0 萬能夾具
圖 4.11 絲杠
4.6本章小結(jié)
本章具體介紹了各個機(jī)構(gòu)的工作原理和外形尺寸，夾具在絲杠上的來回移動使前移支撐桿推動貨叉的前移和后退，從而達(dá)到設(shè)計要求。
第5章 動力系統(tǒng)的設(shè)計
5.1液壓千斤頂主要構(gòu)件分析
該系統(tǒng)是一個組焊件，技術(shù)條件要求為：組焊后加工，熱處理調(diào)質(zhì)達(dá)到HB240～HB280。表面粗糙度最高達(dá)到Ra2.3 μm，最低達(dá)到Ra12.5 μm，尺寸公差較小，另外有一處位置公差要求，這就需要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工過程。本零件用于大批量生產(chǎn)。本系統(tǒng)主要運(yùn)用了：杠桿原理，帕斯卡原理，單向閥單向?qū)ㄔ淼取?
5.2液壓缸的主要形式及選材
液壓缸能將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)作直線運(yùn)動或擺動運(yùn)動。它是液壓執(zhí)行元件。液壓缸由于結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，除單個使用外，還可幾個組合或與杠桿、連杠、齒輪齒條、棘輪棘爪、凸輪等其他機(jī)構(gòu)配合，實現(xiàn)多種機(jī)械運(yùn)動，因此應(yīng)用十分廣泛。
液壓缸有多種類型。按結(jié)構(gòu)特點可分為活塞式、柱塞式和組合式三大類；按作用方式又可分為單作用式和雙作用式兩種。由于液壓缸要承受較大壓強(qiáng)，故液壓缸采用：45號鋼活塞式單作用液壓缸。
5.3液壓缸的壓力（液壓缸主要參數(shù)的計算）
5.3.1額定壓力
也稱為公稱壓力，是液壓缸能用以長期工作的最高壓力。油液作用在活塞單位面積上的法向力圖5.1。單位為Pa，其值為:
Pn=G/A=0.5×104 ÷（3.14×0.2×0.2）=3.98×10 Pa （5.1）
圖5.1 液壓缸的計算簡圖
式中：為活塞桿承受的總負(fù)載；A為活塞的工作面積。
上式表明，液壓缸的工作壓力是由于負(fù)載的存在而產(chǎn)生的，負(fù)載越大，液壓缸的壓力也越大。
表5.1為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸公稱壓力系列。
表5.1 液壓缸公稱壓力（MPa）
0.4
0.63
1
2.5
4
6.3
10
16
20
25
31.5
5.3.2工作壓力
由于活塞的重力大約在g=10 N左右，要遠(yuǎn)比物體的重力小，所以可以忽略不計。
所以
=G/A =0.5×104 ÷（3.14×0.2×0.2） （5.2）
=3.98168×10 Pa
≈Pn = 3.98×10 Pa
5.3.3最高允許壓力
也稱試驗壓力，是液壓缸在瞬間能承受的極限壓力。通常為
≤ 1.5Pn =1.5×3.98×10 Pa=5.97×10 Pa≈0.06 MPa
5.4液壓缸的輸出力與輸出力
5.4.1液壓缸的理論輸出力
液壓缸的理論輸出力F 出等于油液的壓力和工作腔有效面積的乘積，即
=AG=5×104 N （5.3）
由于液壓缸為單活塞桿形式，因此兩腔的有效面積不同。所以在相同壓力條件下液壓缸往復(fù)運(yùn)動的輸出力也不同。由于液壓缸內(nèi)部存在密封圈阻力回油阻力等，故液壓缸的的實際輸出力小于理論作用力。
5.4.2液壓缸的理論輸入力
F入 =F 出×A1÷A2=5×104 ×(0.022÷0.22)=5×102 N （5.4）
式中:A1表示小液壓缸的橫截面積,0.02(m) 表示小液壓缸的半徑 ,A2表示大液壓缸的橫截面積,0.2(m) 表示大液壓缸的半徑。
5.5液壓缸的輸出速度
5.5.1大液壓缸的輸出速度
= nSA1/A2=10×0.3×0.01=0.03 m/min （5.5）
Q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 L/min (5.6)
式中：V為液壓缸的輸出速度；Q為輸入液壓缸工作腔的流量；A2為大液壓缸工作腔的有效面積；A1表示小液壓缸的橫截面積；n =10表示小液壓缸每分鐘回程10次；S=0.3 m表示小液壓缸工作行程為300
5.5.2 速比
(5.7)
式中：V1為活塞前進(jìn)速度；V2為活塞退回速度；A1為活塞無桿腔有效面積；A2為活塞有桿腔有效面積。
速度不可過小，以免造成活塞桿過細(xì)，穩(wěn)定性不好。其值如表5.2示：
表5.2 液壓缸往復(fù)速度比推薦值
工作壓力p/Mpa
≤10
1.25～20
＞20
往復(fù)速度比
1.33
1.46～2
20
5.6液壓缸的功率
5.6.1輸出功率
輸出功率P0：液壓缸的輸出為機(jī)械能。單位W，其值為:
=5×104×0.03 =1500 W
式中：F為作用在活塞桿上的外負(fù)載；v為活塞平均運(yùn)動速度。
5.6.2輸入功率
輸入功率：液壓缸的輸入為液壓能。單位為W，它等于壓力和流量的乘積，
即 q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 L/min
=3.98168×105 ×3.768×10-3 =1500.3 W
式中：p為大液壓缸的工作壓力；q為大液壓缸的輸入流量。
由于液壓缸內(nèi)存在能量損失（摩擦和泄露等），因此，輸出功率小于輸入功率。
5.7小液壓缸的主要參數(shù)計算
（1）小液壓缸的輸出力等于大液壓缸的輸入力, 即：
F =500 N
（2）小液壓缸的流速為：
V=(A大/A小)×V大=100×0.03=3 m/min
（3）小液壓缸的流量為：
q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 L/min
表5.2 小液壓缸參數(shù)
半徑（）
壁厚（）
材料
類型
20
2
HT200
單作用活塞式
5.8本章小結(jié)
液壓千斤頂是貨叉架起升的動力裝置，本章詳細(xì)計算了液壓千斤頂液壓缸的壓力、輸入輸出力和液壓缸的功率，液壓缸的起升速度為15mm/次，貨叉架從最底端到最頂端需要壓49次。
結(jié) 論
通過本次畢業(yè)設(shè)計，讓我更加的認(rèn)識到了知識的重要性。從剛開始自己的茫然無措，到通過老師的指導(dǎo)漸入佳鏡，直到最后設(shè)計的完成，這中間的每一步都充滿了興奮與挑戰(zhàn)，在設(shè)計的過程中我不僅學(xué)到了技術(shù)上的新內(nèi)容,鞏固了自己的專業(yè)知識,還增強(qiáng)了與人合作的意識及能力，對于即將步入社會的我來說這是一次很好的鍛煉機(jī)會,同時也為我以后的工作打下了基礎(chǔ)。
本次設(shè)計是在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過了解市場的需求而開展的。對于前移式手動液壓叉車的設(shè)計，主要分為四個階段進(jìn)行：第一個階段是設(shè)計液壓叉車的載重能力，主要通過對液壓裝置的設(shè)計從而確定液壓叉車的承載重量；第二個階段是設(shè)計液壓叉車的傳動系統(tǒng)是設(shè)計液壓叉車的總體框架，結(jié)合前兩個階段的設(shè)計，選擇合適的材料，進(jìn)行前移式手動液壓叉車叉架的設(shè)計。
本次設(shè)計從開始彷徨，到著手準(zhǔn)備，到開始設(shè)計,直到最后的設(shè)計完成，這期間走過的每一步都充滿汗水與歡樂，在胡天明老師的細(xì)心指導(dǎo)下我完成了本次的畢業(yè)設(shè)計。雖然此次畢業(yè)設(shè)計已告一段落，但對于我所設(shè)計的前移式手動液壓叉車來說還有許多可以改進(jìn)的地方，通過對已設(shè)計出，通過對鏈輪的設(shè)計及對鏈條的選用，確定液壓叉車的起升速度；第三個階段來的叉車的實際應(yīng)用，還可以對以下幾點進(jìn)行改進(jìn)：
1.在液壓系統(tǒng)上，在貨叉架工作的場合下，液壓系統(tǒng)的供給壓力不足，對已設(shè)計的液壓回路的分析，可以用一個液壓系統(tǒng)兩個液壓回路，把控制貨叉架的液壓回路分開，分別供給，使兩者一起工作時，也能達(dá)到所要求的載重量。
2.此次所設(shè)計的前移式手動液壓叉車，其液壓系統(tǒng)主要用于控制貨叉腳的起升，其行走還須人工控制，一方面能讓前移式手動液壓叉車的行走更加方便，另一方面也可提高工作效率。
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致 謝
為期一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲了，我的四年大學(xué)生涯也即將圈上一個句號。此刻我的心中卻有些悵然若失，因為與那些熟悉的老師們和同學(xué)們，也即將揮手告別了。
此次畢業(yè)設(shè)計從論文選題到搜集資料，從寫稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復(fù)雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。
我要感謝，感謝我的導(dǎo)師。本課題是在胡天明老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在此衷心感謝指導(dǎo)老師對我的諄諄教導(dǎo)，以及對我在生活、工作、學(xué)習(xí)、研究等各方面的無私幫助。胡天明老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實事求是的治學(xué)態(tài)度，及認(rèn)真勤奮、不知疲倦的的工作作風(fēng)，都是我以后工作學(xué)習(xí)的榜樣。在此，再次向胡天明老師獻(xiàn)上我誠摯的謝意。
同時我還要感謝08的各位同學(xué)無私支持和幫助，他們不僅在生活給予我?guī)椭?，還幫助我解決了很多畢業(yè)設(shè)計的困惑，幫助我完成了設(shè)計以及論文寫作的工作，希望我們以后能夠繼續(xù)合作，共同進(jìn)步！
還要感謝的是哈爾濱工廠街的幾家商店，賣貨的大姐為我提供了寶貴的資料，沒有這些資料，或許現(xiàn)在還停留在彷徨中！再次感謝她們的熱心幫助！
再次感謝所有支持和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)們！
最后，我要感謝，非常感謝四年的大學(xué)生活，感謝我的家人和那些永遠(yuǎn)也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠(yuǎn)的財富。在今后的日子里，我定會牢記領(lǐng)導(dǎo)和老師們的教誨，在今后的工作中努力上進(jìn)，立志成材。
30