編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
題 目： 手動(dòng)液壓升高車
院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)老師：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
年6月3日
摘 要
手動(dòng)液壓升高車是近現(xiàn)代物流行業(yè)里面使用很廣泛的搬運(yùn)貨物和材料的裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)十分緊湊，所有重要零部件集中在一起，但手動(dòng)液壓升高車卻擁有運(yùn)輸靈活，搬運(yùn)十分方便，操作的步驟非常簡(jiǎn)單，回轉(zhuǎn)半徑小等特點(diǎn)。本說明書中闡述了叉車的發(fā)展歷史以及在未來叉車的合理期望。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在對(duì)市場(chǎng)調(diào)查的情況下，發(fā)現(xiàn)手動(dòng)液壓升高車市場(chǎng)需求量很大，很多大中小型企業(yè)都用來搬運(yùn)貨物以及材料，叉車的性能和規(guī)格都是不一樣的，主要看單位對(duì)叉車的用途和需求，設(shè)計(jì)不同種類的叉車。本次設(shè)計(jì)，通過查閱資料，了解升高車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，知道一般的機(jī)械裝置的參數(shù)以及應(yīng)用的材料，根據(jù)液壓起升裝置設(shè)備的性能，設(shè)計(jì)出合理的叉車，叉車設(shè)計(jì)的參數(shù)一般有手動(dòng)液壓升高車空載時(shí)占地面積小，操作安全可靠，并且不污染環(huán)境，噪音小，價(jià)格便宜，提高了經(jīng)濟(jì)效益。手動(dòng)液壓升高車適用于很多工業(yè)搬運(yùn)的地方,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過提出方案并加以論證，選出最好的設(shè)計(jì)方案原則，闡述了手動(dòng)液壓升高車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理，論證了它的適用性，可行性。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括了對(duì)叉車整機(jī)分析、傳動(dòng)方案的選擇、貨叉裝置的校核、立柱門架以及液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：分析；機(jī)構(gòu)；液壓；設(shè)計(jì)
Abstract
Manual hydraulic forklift is modern logistics industry, which use a wide range of handling of goods and materials of the device, the device is compact in structure, All the important parts are concentrated together, but the manual hydraulic forklift has simple transportation, it is very convenient, the steps of the operation is very simple, small turning radius etc. characteristics. This specification describes the history of the development of the forklift truck and the reasonable expectations of the future. The graduation design is in of market survey and found that manual hydraulic increased car market demand, many large, medium and small enterprises are used to carry goods and materials, forklift performance and specifications are not the same, mainly to see the unit of Forklift uses and needs, different kinds of forklift truck design. The design, through access to information, understanding the structural characteristics of the car increased, know general mechanical device parameters and application of the material, according to the hydraulic lifting equipment performance, design reasonable forklift, forklift design parameters generally increase manual hydraulic car empty load covers an area of small, safe and reliable operation, and no pollution to the environment, noise is small, cheap and improve the economic benefit. Manual hydraulic trucks increased application in many industrial handling, the graduation design, the proposed scheme is given and proved, select the best design principles, describes the manual hydraulic elevated structure design of the vehicle and the principle of work, demonstrates its applicability and feasibility. The main content of this design includes the analysis of the forklift, the choice of transmission scheme, the check of the fork gear, the design of the portal frame and the hydraulic system.
Key words:analysis; agency; hydraulic; design
目 錄
引言 1
1 手動(dòng)液壓升高車的簡(jiǎn)介 2
1.1 設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)意義 2
1.2 手動(dòng)液壓升高車的發(fā)展 2
1.2.1歷史與發(fā)展 2
1.2.2叉車新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)趨勢(shì) 3
1.3 手動(dòng)液壓升高車的優(yōu)勢(shì)和行業(yè)前景 4
1.4 手動(dòng)液壓叉車的優(yōu)點(diǎn) 4
1.5 手動(dòng)液壓升高車的設(shè)計(jì)參數(shù) 5
1.6 本章小結(jié) 5
2 總體設(shè)計(jì)方案 6
2.1 手動(dòng)液壓升高車主要結(jié)構(gòu) 6
2.2 手動(dòng)液壓升車的特點(diǎn) 7
2.3 設(shè)計(jì)總體分析 8
2.4 本章小結(jié) 8
3 液壓升高車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.1 傳動(dòng)裝置的選擇 9
3.2 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 11
3.2.1鏈條型號(hào)的選擇和確定 11
3.2.2鏈條的強(qiáng)度校核 12
3.2.3鏈輪的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) 12
3.2.4確定潤(rùn)滑方式 13
3.3 鏈輪軸的選擇 14
3.3.1選擇軸的材料，熱處理的選擇 14
3.3.2鏈輪軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 14
3.4 軸承的選擇 17
3.4.1 計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷 17
3.4.2選擇潤(rùn)滑方式 18
3.5 叉車外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
3.6 手動(dòng)液壓升高車輪子的設(shè)計(jì) 20
3.7 叉架的設(shè)計(jì) 21
3.7.1叉架的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
3.7.2叉架的滾輪設(shè)計(jì) 23
3.8 貨叉設(shè)計(jì) 24
3.8.1貨叉的結(jié)構(gòu) 24
3.8.2貨叉的強(qiáng)度校核 26
3.8.3貨叉的剛度校核 26
3.8.4貨叉掛鉤的設(shè)計(jì) 27
3.9 叉車螺釘?shù)男：?27
3.10 本章小結(jié) 28
4 動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29
4.1 液壓千斤頂構(gòu)件的分析 29
4.2 液壓缸的主要形式及選材 29
4.3 液壓回路原理設(shè)計(jì) 29
4.4 液壓缸的設(shè)計(jì) 30
4.6 安全裝置的設(shè)計(jì) 32
4.7 本章小結(jié) 32
結(jié)論 33
謝 辭 34
參考文獻(xiàn) 35
第 38 頁 共 35頁
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙
引言
手動(dòng)液壓升高車是一種不污染環(huán)境，工作壓力小的近距離傳輸搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，該裝置的結(jié)構(gòu)十分緊湊，所有重要零部件集中在一個(gè)同心圓里，但升高車卻擁有運(yùn)輸靈活，搬運(yùn)十分方便，操作的步驟非常簡(jiǎn)單，靈活方便等特點(diǎn)。手動(dòng)液壓升高車適用于很多工業(yè)搬運(yùn)的地方，比如說：工廠材料的堆放，碼頭集裝箱的運(yùn)轉(zhuǎn)，車站物品的運(yùn)輸，倉庫包裹的搬運(yùn)，車間的近距離傳輸?shù)?，這些場(chǎng)所的貨物搬運(yùn)和堆垛的用途。還有就是，比如防火、防爆（如印刷車間，油庫，碼頭，倉庫等）特別要求的場(chǎng)所，需要具備有消防裝置的場(chǎng)所，手動(dòng)液壓升高車則更加適用。手動(dòng)液壓升高車若是能夠配合托盤裝箱、集裝箱等就可以很方便的實(shí)現(xiàn)單元化的運(yùn)輸，有效的減少了零部件之間的摩擦和碰撞，表面劃傷和堆放面積過大的問題，這不僅僅減少了搬運(yùn)的工作量，同時(shí)也提高了搬運(yùn)的工作效率，增加收益。手動(dòng)液壓升高車的工字鋼門架立柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)向方便靈活的特點(diǎn)，同時(shí)也適用于機(jī)械制造，造紙，印刷，搬運(yùn)，物流等這些熱門行業(yè)中使用。
1 手動(dòng)液壓升高車的簡(jiǎn)介
1.1 設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)意義
手動(dòng)液壓升高車的機(jī)動(dòng)靈活性強(qiáng)大，能適應(yīng)多變的裝卸搬運(yùn)要求，手動(dòng)液壓堆高車主要應(yīng)用在倉庫里面普通高度的堆放、離地高度不是很高的取貨，滿足了起身高度不高、額定起重量比較小的特別需求，并且手動(dòng)液壓升高車在室內(nèi)工作時(shí)非常的方便。
手動(dòng)液壓堆高車是應(yīng)用一種應(yīng)用十分廣泛的移動(dòng)式的裝卸搬運(yùn)機(jī)械器件，它廣泛應(yīng)用于公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸?shù)炔块T。在多年以來，由于人們生活水平的提高，成件貨物的品種逐漸增多、規(guī)格變得復(fù)雜、外形各異、包裝也大不相同，所以對(duì)這些貨種很難實(shí)現(xiàn)裝卸作業(yè)的機(jī)械化。但是，叉車的發(fā)明生產(chǎn)，很好的解決了這一難題，這不但保證了安全生產(chǎn)的問題，而且升高車占用的勞動(dòng)力大大的減少，勞動(dòng)強(qiáng)度也有很大程度上的降低。工作效率卻大大的提高，人們的工作時(shí)間可以得到縮減，能夠得到更多的時(shí)間創(chuàng)造更多的利益，經(jīng)濟(jì)效益得到很大的提高。
1.2 手動(dòng)液壓升高車的發(fā)展
1.2.1歷史與發(fā)展
從上世紀(jì)末，人們開始大規(guī)模的生產(chǎn)和創(chuàng)造產(chǎn)品，貨物逐漸增多，這就開始了液壓升高車的開發(fā)。從1950年開始，我們國(guó)內(nèi)開始首次模仿制造前蘇聯(lián)額定起重量5t的機(jī)械式傳動(dòng)叉車。過了10年，我們中國(guó)通過模仿設(shè)計(jì)，開始仿制外國(guó)的液壓升高車，通過長(zhǎng)時(shí)間的琢磨思考，自主研發(fā)了本國(guó)的液壓叉車。從1960年開始，中國(guó)開創(chuàng)了自己本國(guó)的叉車行業(yè)，這也讓當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)叉車的外觀受到日本叉車外型設(shè)計(jì)的影響很大。隨著時(shí)間的推移，到了70年代初期，中國(guó)通過叉車行業(yè)巨頭的聯(lián)合研發(fā)設(shè)計(jì)，奠定了中國(guó)液壓叉車行業(yè)的基礎(chǔ)，這一舉動(dòng)對(duì)中國(guó)叉車行業(yè)具有歷史性的深遠(yuǎn)影響。隨著國(guó)產(chǎn)叉車行業(yè)的快速發(fā)展，80年代的新設(shè)計(jì)系列、解放研發(fā)思想、擴(kuò)大叉車品種系列，更新設(shè)計(jì)理念，開始嘗試使用范圍廣泛的寬視圖門架，同步器換擋轉(zhuǎn)變，液壓動(dòng)力傳輸和動(dòng)力傳輸轉(zhuǎn)向等新技術(shù)的嘗試。自1980年代以來，我國(guó)廣泛引進(jìn)了外國(guó)先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)品，并且慢慢消化吸收和本地化,提高了叉車行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平。自1990年代以來的一批中外合資和獨(dú)資企業(yè)的建立，如德國(guó)的德林，形成了多層次的產(chǎn)品質(zhì)量模式和多層次的格局，這讓叉車行業(yè)蓬勃發(fā)展。以大連叉車有限公司為首的國(guó)內(nèi)叉車行業(yè)開始逐漸進(jìn)入人們的日常生活。隨著一拖、廣西柳工、廈工、中國(guó)山推和其他知名企業(yè)的加入，連同今天的重組、兼并和許多外資企業(yè)和民營(yíng)股份制企業(yè)加入，所以這標(biāo)志著我國(guó)的叉車行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)黃金時(shí)代。
2006年中國(guó)叉車企業(yè)、外資企業(yè)和全國(guó)其他企業(yè)總共生產(chǎn)15萬多臺(tái)，,雖然比不上汽車的年產(chǎn)量數(shù)百萬卡車的數(shù)量，但是叉車仍然算是一個(gè)小型行業(yè),但從中叉公司2003年度叉車產(chǎn)量大約2萬5千臺(tái)，到2007年的9萬1千臺(tái)，年增長(zhǎng)率將近30%的情況,從這里我們可以看出，叉車行業(yè)的勢(shì)頭已經(jīng)是非?？焖俚牧?。
叉車行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：生產(chǎn)規(guī)?；囆袠I(yè)、采用的機(jī)械部件是通過全球采購，中小噸位的升高車的創(chuàng)新和改進(jìn)，門架和叉架規(guī)?；纳a(chǎn)，已經(jīng)產(chǎn)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；通過重組、兼并、改制，使得制造商已經(jīng)向萬臺(tái)級(jí)別以上的規(guī)模經(jīng)濟(jì)發(fā)展；增加5 t 以上的大噸位叉車的產(chǎn)量，運(yùn)用工程機(jī)械底盤技術(shù)，開發(fā)了正面吊機(jī)和堆高車等其他產(chǎn)品，增加了蓄電池叉車，交流蓄電池叉車的品種和產(chǎn)量；開發(fā)具有防爆裝置等特別用途叉車的品種和產(chǎn)量及其他專用叉車的生產(chǎn)；升高車的外觀進(jìn)行美化改良，提高叉車整機(jī)的穩(wěn)定性，改善升高車操作者的使用體驗(yàn)和操作條件；發(fā)揮信息技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，利用CAD技術(shù)來提高特別外型的叉車的實(shí)際速度和水平，使得叉車生產(chǎn)多品種化、小批量化、面向客戶定制化的方向發(fā)展。
現(xiàn)在這個(gè)階段，國(guó)內(nèi)和國(guó)際航運(yùn)和輕型和小型工業(yè)車輛的操控性，和以電瓶電力為動(dòng)力的各種類型的運(yùn)輸、搬運(yùn)、堆垛，牽引的工業(yè)車輛有手動(dòng)托盤搬運(yùn)車、自動(dòng)和半自動(dòng)插腿式叉車、電動(dòng)堆高車、前移式輕型叉車、揀選車和牽引車等等。伴隨著倉庫物流產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品需要進(jìn)入到車輛車間、超市和家庭等，這不僅要求小型車輛需要結(jié)構(gòu)小，同時(shí)提出噪音低于人們承受的程度、不能環(huán)境污染，除了這些以外，還要求通道的限高，寬窄，貨物堆放的高度、還能要進(jìn)入載物電梯，地板的最大承載能力,可以在低溫的環(huán)境下工作，數(shù)控技術(shù)，這些要求只有輕小型搬運(yùn)車可以比較容易做到。這幾年來，物流成為人們生活重要的必須，國(guó)家投入大量的企業(yè)改進(jìn)技術(shù)，大小倉庫轉(zhuǎn)換的大幅增加建立，各大城市的人口數(shù)量變多，都為輕小型小型搬運(yùn)車輛增加產(chǎn)量和增加品種提供了很好的平臺(tái)，所以小輕小型搬運(yùn)車輛在物流時(shí)代是很受廣大企業(yè)和個(gè)體戶的歡迎。輕小型搬運(yùn)車輛行業(yè)應(yīng)盡可能快地抓住“物流熱”的機(jī)會(huì)，努力提高行業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)含量，增加叉車的品種和規(guī)格，并為各行業(yè)的業(yè)務(wù)服務(wù)提供商業(yè)物流服務(wù)。
1.2.2叉車新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)趨勢(shì)
1. 門架系統(tǒng)
起升高度高，如4.5m、6m或更高，滿足棉花倉庫、集裝箱搬運(yùn)處理等用途；起升高度低，例如2m以及2m以下，鐵路或集裝箱使用；特殊的結(jié)構(gòu)：如三級(jí)上下門架、全自由旋轉(zhuǎn)提升門架，特殊金屬附件，綜合滾輪等等。
2．轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
中小型噸位的叉車采用機(jī)械變向；軸距為改善后曲柄滑塊曲柄重新設(shè)計(jì)的 氣缸橫向轉(zhuǎn)向橋；增加最大轉(zhuǎn)角，減少轉(zhuǎn)彎半徑。
3．制動(dòng)系統(tǒng)
手動(dòng)剎車和腳剎車。
4．傳動(dòng)系統(tǒng)
采用靜液壓傳動(dòng)，采用輪邊的輪轂減速，形成兩級(jí)主傳動(dòng)；機(jī)械零部件專業(yè)化生產(chǎn)傳動(dòng)部件；機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變換速度；采用耐磨尼龍輪胎或者高彈性的實(shí)心輪胎。
5．整機(jī)技術(shù)參數(shù)
叉車的整機(jī)高度不求高，但是要求合理。比如行駛的速度，軸距，最大起升高度。
6．可靠性
可靠性體現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等方面。
7．舒適感
駕駛員操作，發(fā)動(dòng)機(jī)的降噪、隔熱，符合人體工程學(xué)的儀表板，操縱桿等。
8. 外觀設(shè)計(jì)
流線型的整機(jī)設(shè)計(jì)，具有形狀搭配，同時(shí)搭配有轉(zhuǎn)向裝置等。
1.3 手動(dòng)液壓升高車的優(yōu)勢(shì)和行業(yè)前景
手動(dòng)液壓升高車具有轉(zhuǎn)換能量高、噪音少、沒有廢氣的排放、容易控制等方面的優(yōu)點(diǎn)，在車間、倉庫等貨物堆放的場(chǎng)所以及制藥和儀器儀表等實(shí)驗(yàn)室對(duì)環(huán)境條件要求比較苛刻的行業(yè)已經(jīng)被廣泛的使用，成為了室內(nèi)貨物、材料搬運(yùn)工具的首選設(shè)備工具。
在國(guó)外的市場(chǎng)，特別是一些美國(guó)和歐洲等地區(qū)的發(fā)達(dá)國(guó)家，在環(huán)境保護(hù)法的影響下，電動(dòng)、半自動(dòng)手動(dòng)液壓叉車的總生產(chǎn)量已經(jīng)超過40%以上的比例，亞洲地區(qū)的國(guó)家手動(dòng)液壓升高車的總生產(chǎn)量也在逐漸的增長(zhǎng)，日本生產(chǎn)的電動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)液壓叉車的產(chǎn)量也已經(jīng)超過叉車總數(shù)量的1/3。在我國(guó)，手動(dòng)液壓叉車占市場(chǎng)的比例大約在20%左右，叉車的工作范圍已經(jīng)跨過了只能用于小噸位貨物、材料搬運(yùn)的瓶頸，從室內(nèi)逐漸發(fā)展到了室外，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求正在逐年增加。我國(guó)手動(dòng)液壓叉車在海外市場(chǎng)的需求量正在迅速整張，國(guó)產(chǎn)升高車進(jìn)軍國(guó)際大市場(chǎng)的前景光明。
我國(guó)手動(dòng)液壓升高車由于技術(shù)和設(shè)計(jì)等因素影響，占海外市場(chǎng)份額的比重仍然比較低，但憑借著性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì)和出口退稅導(dǎo)致出口量增加等因素，預(yù)計(jì)在未來我國(guó)手動(dòng)液壓叉車出口將保持比較快的增長(zhǎng)速度，2010年的復(fù)合增長(zhǎng)率會(huì)超過30%。而在未來的幾年里，國(guó)內(nèi)升高車銷售全年增長(zhǎng)比率預(yù)計(jì)有望仍繼續(xù)保持在20%以上，再加上國(guó)產(chǎn)叉車的制造和設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)叉車對(duì)海外市場(chǎng)的依賴程度會(huì)逐漸增加，叉車的出口產(chǎn)量已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)產(chǎn)液壓升高車發(fā)展主要的推力。
1.4 手動(dòng)液壓叉車的優(yōu)點(diǎn)
1. 手動(dòng)液壓升高車是一種不可缺少的貨物、材料搬運(yùn)處理的輔助工具，托盤搬運(yùn)重量最輕，最重要的是所有人都可以輕易的操作。
2. 舵盤的造型根據(jù)人體力學(xué)設(shè)計(jì)，舵盤上帶有塑料的手柄套，使用起來特別的舒適。操作者的手是由一個(gè)堅(jiān)固可靠的的保護(hù)器保護(hù)，不會(huì)直接用身體部位接觸貨物和材料?？梢院苋菀椎夭倏v起升、下降和行走操縱桿，托盤叉車使用更加輕便，安全舒適。
3. 叉車門架是采用高強(qiáng)度合金鋼，通過不同的熱處理可以獲得不同的用途。叉車的貨叉是高度抗拉伸的槽鋼組裝焊接而成的。貨叉的水平段原理門架立柱端做成圓形或者錐形，當(dāng)插入托盤時(shí)，利用前端的圓角引導(dǎo)軌跡，防止了托盤被堅(jiān)硬的貨物碰斷或者損壞，導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì)使得貨叉可以很容易插入需要升舉的貨物底部。
4. 堅(jiān)固的上升、下降系統(tǒng)，可滿足絕大多數(shù)的起重要求，并且表面按照標(biāo)準(zhǔn)要求鍍鋅。過載保護(hù)裝置安裝在泵缸底，缸筒內(nèi)鍍鉻。低位控制閥和減壓閥可以確保操作者的操作安全和延長(zhǎng)叉車的使用壽命。
5. 車輪運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，后輪做成萬向輪，轉(zhuǎn)向更方便，并且安裝有密封的滾動(dòng)軸承，前后輪均由耐磨的尼龍材料制成，滾動(dòng)的阻力很小，除此之外，叉車的輪子根據(jù)不同場(chǎng)合的操作環(huán)境，輪子輪子的材質(zhì)還可以選用：橡膠，聚氨酯或者專門應(yīng)用于惡劣工作環(huán)境的輪胎。
6. 液壓系統(tǒng)和軸承不需要經(jīng)常維修、護(hù)理，但是在極端情況下，比如在潮濕的環(huán)境下或用高壓軟管進(jìn)行沖洗，所有軸承都應(yīng)該備有加油孔方便加油潤(rùn)滑，減小零部件的摩擦，增加叉車的使用壽命。
1.5 手動(dòng)液壓升高車的設(shè)計(jì)參數(shù)
手動(dòng)液壓升高車的性能:標(biāo)準(zhǔn)起升高度1500mm，額定起重量為 2000kg。本論文所設(shè)計(jì)的手動(dòng)液壓升高車的基本數(shù)據(jù)如表1.1所示。
表1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
額定載荷重量
2000 kg
貨叉最低高 度
100 mm
最高起升高度
1500 mm
貨叉水平段長(zhǎng)度
1000 mm
載荷中心距
500 mm
外 形 尺 寸
長(zhǎng)
1560mm
寬
700mm
高
2000mm
前 輪 直 徑
80 mm
后 輪 直 徑
170mm
凈 重
≤250kg
1.6 本章小結(jié)
緒論的部分通過對(duì)手動(dòng)液壓升高車的簡(jiǎn)單介紹，了解了國(guó)內(nèi)外液壓叉車行業(yè)的發(fā)展歷史和行業(yè)的基本現(xiàn)狀，以及未來對(duì)叉車外型和性能設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)分析。手動(dòng)液壓升高車的設(shè)計(jì)滿足了小型倉庫和對(duì)載荷重量要求不是很大的工作場(chǎng)合的使用。
2 總體設(shè)計(jì)方案
2.1 手動(dòng)液壓升高車主要結(jié)構(gòu)
手動(dòng)液壓叉車的結(jié)構(gòu)圖，如圖2.1所示：
1-鏈輪 2-液壓千斤頂 3-貨叉 4-前輪 5-門架 6-提升桿 7-叉架 8-后輪
圖2.1 手動(dòng)液壓叉車結(jié)構(gòu)圖
手動(dòng)液壓升高車主要由門架部分、叉架部分、貨叉裝置、液壓裝置等組成。
圖2.2 門架結(jié)構(gòu)圖 圖2.3 叉架結(jié)構(gòu)圖
圖2.4 貨叉實(shí)物圖 圖2.5 起升裝置實(shí)物圖
圖2.6 后輪實(shí)物圖
2.2 手動(dòng)液壓升車的特點(diǎn)
手動(dòng)液壓升高車的門架或者貨叉是通過連接叉車上的叉架上下移動(dòng)，其中叉車的叉架可以由安裝在叉車門架立柱上的，貨叉的垂直上下移動(dòng)，使得貨物的重心不會(huì)超過門架插腿距離，保證了叉車移動(dòng)搬運(yùn)不會(huì)滑落，因此叉車穩(wěn)定性很好。手動(dòng)液壓升高車可以運(yùn)用在運(yùn)動(dòng)不是很平滑的車間和倉庫作業(yè)。
分析手動(dòng)液壓叉車的幾個(gè)結(jié)構(gòu)部分，結(jié)合了設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)的手動(dòng)液壓叉車擁有下面幾個(gè)特點(diǎn)：
1. 由于所設(shè)計(jì)的手動(dòng)液壓叉車是利用液壓千斤頂?shù)膭?dòng)力進(jìn)行液壓傳輸，對(duì)于工作環(huán)境要求不是很高，所以在各種工作環(huán)境中都可以使用。
2. 對(duì)比與手動(dòng)液壓叉車的手動(dòng)起升，本文所設(shè)計(jì)的手動(dòng)液壓升高車液壓回路是基于液壓千斤頂來設(shè)計(jì)的，利用回路中的單向閥，可以在提升過程中任何位置停止，另叉車操縱簡(jiǎn)便,這就降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,很大程度上減輕了工人的工作負(fù)擔(dān)。
3. 本次設(shè)計(jì)的手動(dòng)液壓叉車,其門架立柱主體部分的材料選用槽鋼（Q235）,手動(dòng)液壓叉叉架的每個(gè)受力關(guān)鍵點(diǎn)，都利用加強(qiáng)筋和支架焊接,叉車其受力均勻,不會(huì)導(dǎo)致叉車某個(gè)部位受力不均而產(chǎn)生變形,提高了叉車的安全性能。
4.貨叉由液壓千斤頂提供動(dòng)力，能夠安全、平穩(wěn)升降貨物，保證了叉車的穩(wěn)定性，本文設(shè)計(jì)的手動(dòng)液壓叉車,使用的是液壓油,在工作時(shí)噪音比較小,并且沒有環(huán)境污染。
5.對(duì)比手動(dòng)液壓叉車,本文所設(shè)計(jì)的液壓升高車貨叉的下掛鉤設(shè)計(jì)成可旋轉(zhuǎn)，安裝更方便,可以減少安裝時(shí)間。
2.3 設(shè)計(jì)總體分析
為了讓設(shè)計(jì)出來的手動(dòng)液壓升高車能夠?qū)崿F(xiàn)想要的功能和目的，通過市場(chǎng)調(diào)研和實(shí)物勘察，手動(dòng)液壓升高車在設(shè)計(jì)的過程中出現(xiàn)了下面幾個(gè)的問題：
1. 選定液壓叉車的傳動(dòng)方式，主要是通過對(duì)比三大傳動(dòng)形式：帶、鏈、齒輪傳動(dòng)，此外，還要考慮叉車整體的布局合理。
2. 鏈輪的設(shè)計(jì)，以及鏈輪軸的選擇，軸承采用國(guó)標(biāo)，所以尺寸需要綜合考慮。
3. 叉車材料選用，設(shè)計(jì)出來的貨叉是否符合額定載重量，選用的材料還要考慮價(jià)格和實(shí)用性。
4. 液壓缸的選擇，怎么樣選擇才能夠滿足額定載重量，選材問題。
5. 完成液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，怎么傳遞液壓動(dòng)力，裝置應(yīng)該安裝在叉車哪個(gè)位置合適。
6. 完成手動(dòng)液壓叉車各部份的設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)手動(dòng)液壓升高車的門架立柱，焊接的技術(shù)要求，能不能滿足要求。
2.4 本章小結(jié)
通過圖形對(duì)所設(shè)計(jì)的手動(dòng)液壓升高車各個(gè)結(jié)構(gòu)和零部件件有了大概的了解，包括了門架立柱、叉架裝置、起升裝置等。介紹手動(dòng)液壓升高車的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，分析了畢業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。
3 液壓升高車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 傳動(dòng)裝置的選擇
在常規(guī)機(jī)械傳動(dòng)形式中，傳動(dòng)裝置一般分為三種：帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)。下面比較三種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)。
帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：
（1）帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，傳動(dòng)帶具有很好的撓性，能夠吸收震動(dòng)，緩和沖擊，傳動(dòng)平穩(wěn)噪音小。
（2）當(dāng)帶傳動(dòng)過載時(shí)，帶在帶輪上會(huì)打滑，防止其他機(jī)件的損壞，相當(dāng)于起到了過載保護(hù)的作用。帶傳動(dòng)中的彈性變形會(huì)引起彈性滑動(dòng)，從而引起的帶何帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)。
（3）帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉、安裝使用和維修護(hù)理方便。
（4）彈性滑動(dòng)會(huì)出現(xiàn)在帶傳動(dòng)形式中，不能保證帶傳動(dòng)傳動(dòng)比的穩(wěn)定，傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率也比較低（相比于鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)）。
（5）帶傳動(dòng)工作時(shí)，需要給傳送帶施加一個(gè)張緊力，所以帶對(duì)帶輪軸有很大的壓軸力。
（6）在傳遞相同工作轉(zhuǎn)矩時(shí)，帶傳動(dòng)裝置的外廓尺寸較大，相對(duì)于鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)不夠緊湊。
（7）傳送帶的壽命一般比較短，需要經(jīng)常更換，防止傳送帶的打滑或者是斷裂，影響操作安全。
由于帶傳動(dòng)存在上述幾個(gè)特點(diǎn)，通常兩個(gè)皮帶輪的幾何中心距過大，傳動(dòng)傳遞功率比較小，由于帶傳動(dòng)傳動(dòng)不穩(wěn)定，需要經(jīng)常更換，外部輪廓尺寸比較大，所以帶傳動(dòng)不適合用在輕小型手動(dòng)液壓叉車傳動(dòng)裝置的選擇中。
齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：
（1）機(jī)械效率高
在三種機(jī)械傳動(dòng)形式里面，齒輪傳動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)效率是最高的，閉合式齒輪傳動(dòng)效率可以達(dá)到96%~99%，適用于大功率傳輸?shù)臋C(jī)構(gòu)。
（2）結(jié)構(gòu)緊湊
比帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)所需要的空間尺寸要小，外部輪廓尺寸可以縮減到很小的范圍，比如一個(gè)小型減速器。
（3）齒輪使用壽命長(zhǎng)
齒輪傳動(dòng)的壽命長(zhǎng)、工作可靠，設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)形式，正常工作的時(shí)間很長(zhǎng)，一般可以使用一二十年不用更換，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他傳動(dòng)形式，這個(gè)對(duì)需要性能可靠并且長(zhǎng)時(shí)間工作的機(jī)構(gòu)有很大意義。
（4）傳動(dòng)比穩(wěn)定
傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)形式性能的基本要求，由于齒輪傳動(dòng)具有這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用在很多大型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。
由于齒輪傳動(dòng)存在上述幾個(gè)特點(diǎn)，齒輪傳動(dòng)的制造以及其安裝精度要求比較高，價(jià)格也比較昂貴，并且齒輪不適合用在傳動(dòng)中心距過大的場(chǎng)合，齒輪傳動(dòng)的重量大，嚙合運(yùn)行的時(shí)候噪音很大，并且需要經(jīng)常人工對(duì)齒輪軸潤(rùn)滑潤(rùn)滑，減小摩擦。所以齒輪傳動(dòng)也不適合用在手動(dòng)液壓叉車的傳動(dòng)裝置。
鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)：
（1）鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，是由鏈條跟鏈輪（小鏈輪和大鏈輪）組成，帶有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)，所以可以獲得相對(duì)準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；
（2）鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)相比，因?yàn)殒湕l的剛性，鏈傳動(dòng)沒有彈性打滑的現(xiàn)象，因此可以保持穩(wěn)定的傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率也比相對(duì)高一些，鏈傳動(dòng)所需要的預(yù)緊力比較小，不需要像帶傳動(dòng)那樣(傳送帶長(zhǎng)得很緊)，所以鏈傳動(dòng)壓軸力小，鏈傳動(dòng)傳遞的功率較大，效率也比較高，鏈傳動(dòng)受環(huán)境影響程度很小，可以在大多數(shù)工作環(huán)境中進(jìn)行運(yùn)作，例如：高溫、低速、油污等情況中平穩(wěn)的運(yùn)行；
（3）和齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的兩鏈輪的幾何中心距可以比較大，所以制造和安裝精度要求相對(duì)于小一些，鏈條造價(jià)成本低廉，在一些需要遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)，鏈傳動(dòng)的整體結(jié)構(gòu)也要比齒輪傳動(dòng)輕便很多；
（4）鏈傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)平行軸之間鏈輪的同向傳動(dòng)，在工作運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比和瞬時(shí)鏈速，所以傳動(dòng)平穩(wěn)性比較低，并且在齒輪磨損后容易發(fā)生跳齒現(xiàn)象（鏈輪上的齒跟鏈條嚙合不均勻），工作時(shí)有會(huì)有噪音而且鏈條不適合臺(tái)高；
（5）鏈傳動(dòng)不適用在載荷變化很大，高速或者是急速反向的傳動(dòng)形式，載荷變化很，會(huì)加劇鏈條表面的斷裂情況；
鏈傳動(dòng)主要應(yīng)用在要求工作可靠，而且兩個(gè)鏈輪軸的中心距比較遠(yuǎn)，以及其他不宜采用齒輪傳動(dòng)（兩軸的中心距很?。┬问降膱?chǎng)合。
對(duì)比以上3種傳動(dòng)形式，結(jié)合設(shè)計(jì)的要求，所以手動(dòng)液壓叉車的傳動(dòng)裝置選擇為鏈傳動(dòng)形式。
鏈傳動(dòng)裝置主要由鏈輪軸、軸承、鏈輪、鏈條等部分組成。
鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式裝置，如圖3.1所示。
圖 3.1 叉車鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式
3.2 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
3.2.1鏈條型號(hào)的選擇和確定
叉車額定載荷2000Kg，鏈條工作載荷為F = 20KN，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，再結(jié)合滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸初步選用ISO鏈號(hào)16B的滾子鏈傳動(dòng)，鏈條的拉伸載荷= 60 KN，可以滿足設(shè)計(jì)要求。滾子鏈的規(guī)格參數(shù)以及極限拉伸載荷，如表3.1所示。
表3.1 滾子鏈的規(guī)格參數(shù)和拉伸載荷
鏈號(hào)
節(jié)距P
排距Pt
抗拉載荷
單排鏈的質(zhì)量
q min
單排min
雙排min
mm
kN
Kg/m
10A
15.87
18.12
21.8
43.6
1.0
10B
15.87
16.58
22.2
44.5
0.92
12A
19.05
22.78
31.1
62.3
1.50
12B
19.05
19.46
28.9
57.8
1.24
16A
25.4
29.29
55.6
111.2
2.60
16B
25.4
31.88
60
106
2.80
3.2.2鏈條的強(qiáng)度校核
在鏈輪正常的工作情況下，手動(dòng)液壓升高車的提升鏈速一般為,所用的傳遞功率p，是其承載力和其速度的乘積，即，而承載力,則，鏈速（即為低速鏈傳動(dòng)），鏈傳動(dòng)的主要失效形式是鏈條的過載，在危險(xiǎn)面斷裂被拉斷，因此應(yīng)該對(duì)鏈條進(jìn)行靜強(qiáng)度校核計(jì)算。參照《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版，由計(jì)算公式3.1得：
靜強(qiáng)度安全系數(shù)S
(3.1)
—— 單排鏈的極限拉伸載荷
m —— 鏈條排數(shù)
—— 工作情況系數(shù)
F —— 鏈的工作拉力
所選的鏈條的極限拉伸載荷=60KN,采用的是兩個(gè)單鏈傳動(dòng)，根據(jù)其工作情況查表選取，由公式3.2得，鏈條的工作拉力為：
（3.2）
所以鏈條滿足強(qiáng)度要求。
（注：鏈條滿足強(qiáng)度要求則應(yīng)當(dāng)滿足關(guān)系：）
3.2.3鏈輪的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)
經(jīng)過觀察叉車的實(shí)際框架設(shè)計(jì)，鏈條只需要一個(gè)鏈輪來傳動(dòng)，起到支撐的作用，所以對(duì)鏈輪輪齒強(qiáng)度、剛度要求較高?？紤]到跟軸承的配合關(guān)系確定為基軸配合，由于要承受較大的徑向壓力，所用公差確定為P7/h6（過盈配合）。相對(duì)于普通的鏈輪來說，軸承鏈輪不需要設(shè)計(jì)表面帶有齒的，中間設(shè)計(jì)成一個(gè)光滑凸輪，鏈條卡在中間，只需要頂著滾子鏈中間的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)就可以了，但是鏈輪要求要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，所以表面一般都要經(jīng)過熱處理，使鏈輪達(dá)到一定硬度，常用加工方法有：表面發(fā)黑處理，淬火處理等。根據(jù)液壓叉車的是安裝使用情況，采用的是實(shí)心式鏈輪，鏈輪的材料應(yīng)該保證其表面有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，所以鏈輪表面一般都是經(jīng)過特殊的熱處理，讓它到達(dá)一定的硬度，常見的材料見表3.2，要求強(qiáng)度較高和耐磨性能較好的鏈輪，綜合選定鏈輪材料為45鋼，淬火、回火，表面硬度達(dá)到40-45HRC。鏈輪結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。
表3.2 鏈輪常用材料參數(shù)
材料
熱處理
硬度
應(yīng)用的范圍
15、20鋼
滲碳、淬火
50-55HRC
有沖擊力的鏈輪
45、50
回火、淬火
40-45HRC
沒有劇烈沖擊耐磨鏈輪
40Cr
淬火、回火
40-50HRC
要求強(qiáng)度高重要鏈輪
A3、A5
退火
140HBS
中低速的大鏈輪
膠木
速度快、聲音小的鏈輪
灰鑄鐵
淬火、回火
250-270HBS
齒數(shù)大于50的鏈輪
（1）鏈輪的結(jié)構(gòu)
如圖3.2所示，鏈輪外圈用來卡住鏈條寬度為15mm（鏈條內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b=17.02mm），用用來安放軸承，與軸承采用過盈配合。
（2）鏈輪總寬度
由于鏈輪送內(nèi)套軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，為了防止軸承跟鏈輪的軸向運(yùn)動(dòng)，所以特別在軸的兩個(gè)頂端設(shè)計(jì)一個(gè)凹槽，并且加入軸用的彈性擋圈，鏈輪卡住軸承外圈，軸肩和軸用彈性擋圈卡住軸承內(nèi)圈，保證軸承跟鏈輪的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)，延長(zhǎng)機(jī)械零部件工作壽命。
圖3.2 鏈輪結(jié)構(gòu)圖
3.2.4確定潤(rùn)滑方式
由于本文設(shè)計(jì)的手動(dòng)液壓堆高車是通過液壓系統(tǒng)手動(dòng)提升的，速度不是很大，一般為，屬于低速傳動(dòng)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)第九版》圖9-14可知，應(yīng)采用人工定期潤(rùn)滑的方式即可。
3.3 鏈輪軸的選擇
3.3.1選擇軸的材料，熱處理的選擇
由于鏈輪軸的功率對(duì)材料沒有特殊要求，所以選用的是45號(hào)鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版教材P258的表15-1，軸的常用材料及主要力學(xué)性能，調(diào)質(zhì)處理后，HB218-255，抗拉強(qiáng)度極限，屈服強(qiáng)度極限，彎曲疲勞極限。
3.3.2鏈輪軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
在本文中，我們?cè)O(shè)計(jì)的鏈輪軸是不轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸，只作支撐鏈輪的作用，心軸工作時(shí)只承受彎矩，而不受扭矩(扭矩通過滾動(dòng)軸承抵消)，所以這里主要考慮的是承受彎矩作用。
設(shè)計(jì)鏈輪軸的結(jié)構(gòu)，如圖3.3所示。
圖3.3 鏈輪軸
（1） 軸的強(qiáng)度校核
按照抗彎曲合成強(qiáng)度校核軸徑，軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖3.4所示。
圖3.4 軸受力簡(jiǎn)圖
在之間有一段距離，我們?cè)O(shè)為x（x是鏈輪軸長(zhǎng)度的一半），如圖3.5所示。
圖 3.5 受力分析圖
，
圖3.6 剪力彎矩圖
建立剪力、彎矩方程，由公式3.3可得，由平衡方程可得：
（3.3）
軸的兩端受力幾何中心距為200mm，由公式3.4得：
（3.4）
由公式3.5得：
（3.5）
在上式中可以知道，軸的最大彎曲正應(yīng)力跟最大彎矩成正比，跟抗彎截面系數(shù)成反比，由公式3.6，計(jì)算軸圓形截面，則抗彎截面系數(shù)為：
（3.6）
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，由公式3.5得：
查機(jī)械零件的許用安全系數(shù)表，許用安全系數(shù)取n=2，鏈輪軸的許用彎曲應(yīng)力為：
計(jì)算軸最小直徑，由公式3.5和公式3.6，推算出公式3.7：
（3.7）
考慮到滾動(dòng)軸承選用的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件，所以取軸的直徑為d=50mm。
所以設(shè)計(jì)的鏈輪軸符合強(qiáng)度要求。
（2） 鏈輪軸的剛度校核
軸的撓度簡(jiǎn)圖，如圖3.7所示。
圖3.7 軸的撓度簡(jiǎn)圖
（3.8）
（3.9）
所以該軸的剛度滿足設(shè)計(jì)的要求。
3.4 軸承的選擇
3.4.1 計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷
根據(jù)上面所求的結(jié)果，要選擇合適的軸承，要求出軸承的當(dāng)量載荷，因?yàn)檫@里設(shè)計(jì)的軸承只受的作用（即徑向載荷），只考慮向心滾子軸承的設(shè)計(jì)。查表，選用深溝球軸承，結(jié)構(gòu)代號(hào)為60000，其性能和特點(diǎn)是：主要承受的是徑向載荷，也可以同時(shí)承受比較小的軸向壓力。
根據(jù)工作的環(huán)境和設(shè)計(jì)的要求，選擇合適尺寸，軸承的載荷-壽命曲線如圖3.8所示。
圖3.8 軸承載荷-壽命曲線
接下來預(yù)算一下軸承的使用壽命，由公式3.10得：
（3.10）
上式中:
——軸承預(yù)期壽命
n——軸承轉(zhuǎn)速
C——額定動(dòng)載荷
P——當(dāng)量載荷
注：對(duì)于球軸承，對(duì)于滾子軸承
我們預(yù)計(jì)軸承使用壽命為5年，每天8h，每年工作300天計(jì)算，則：
由公式3.11，求得軸承的當(dāng)量載荷：
（3.11）
上式中：
——載荷系數(shù)
——徑向力
——軸向力
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定的載荷系數(shù)，查軸承使用情況載荷系數(shù)表，定為載荷為輕微沖擊，則載荷系數(shù)為：
我們?cè)O(shè)計(jì)的軸承主要承受的是徑向載荷，所以軸向力很小，則：
查表可知，X=1，Y=0，則：
由公式3.12，可得：
由于上文部分已經(jīng)計(jì)算出軸徑d=50mm，查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)表深溝球軸承，可知，最后選定軸承中窄（3）系列，軸承型號(hào)為：舊標(biāo)準(zhǔn)310新標(biāo)準(zhǔn)6310，額定動(dòng)動(dòng)載荷，可以滿足正常的使用要求。
3.4.2選擇潤(rùn)滑方式
選擇適合的潤(rùn)滑方式對(duì)于機(jī)械器件的運(yùn)作有著很重要的影響，例如：機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有時(shí)候一些部位得不到良好的潤(rùn)滑就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械摩擦，就會(huì)產(chǎn)生我們所說的干摩擦。通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了：干摩擦在短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱，這個(gè)熱量能夠讓金屬受損，甚至是融化，從而造成了零部件的損壞，以至零部件的卡死，很多漏水或者是滴油的汽車出現(xiàn)抱軸、拉缸等這些機(jī)械故障，其主要原因是是這個(gè)。所以必須對(duì)零部件運(yùn)行的過程中產(chǎn)生的摩擦部位給予很好的潤(rùn)滑。當(dāng)潤(rùn)滑油沿著零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)流到摩擦部位之后，就會(huì)粘附在摩擦表面上，形成一層薄薄的潤(rùn)滑保護(hù)油膜，這大大減少零部件之間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的摩擦，從而減少其摩擦表面的摩擦阻力，而發(fā)揮潤(rùn)滑作用的關(guān)鍵就是在于油膜的韌性和強(qiáng)度。
綜和上面所說，潤(rùn)滑的作用有：洗滌、密封、防銹、減小沖擊載荷等。
對(duì)機(jī)械零部件潤(rùn)滑的方法常用的有兩種形式：油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑。
（1）油潤(rùn)滑一般用在對(duì)于摩擦表面有液體摩擦的部位，以及要求需要冷卻或者是需要清理摩擦表面的時(shí)候。在使用油潤(rùn)滑方式的時(shí)候，向摩擦表面加入潤(rùn)滑油的方式一般有兩種：間歇式油潤(rùn)滑和連續(xù)式油潤(rùn)滑。
（2）脂潤(rùn)滑只能是間歇式對(duì)機(jī)械零部件提供潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑脂的作用是減少機(jī)件摩擦并且能夠防止摩擦表面所產(chǎn)生的熱量腐蝕，還可以防止雜物進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)工作表面，影響機(jī)件的工作；在轉(zhuǎn)速低，不經(jīng)常工作的摩擦表面也常常采用脂潤(rùn)滑的方式進(jìn)行潤(rùn)滑。
根據(jù)本文設(shè)計(jì)的手動(dòng)液壓升高車的鏈傳動(dòng)實(shí)際工作情況來看，應(yīng)該采用人工油潤(rùn)滑的方式，也可以根據(jù)自身工作性質(zhì)和工作時(shí)間進(jìn)行必要的保養(yǎng)潤(rùn)滑，從而達(dá)到增加叉車的使用壽命的效果。
3.5 叉車外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)架的主要組件的材料及尺寸的選擇
門架系統(tǒng)是叉車的工作裝置，是進(jìn)行裝卸門架系統(tǒng)是叉車的工作裝置，是進(jìn)行裝卸 作業(yè)的直接工作機(jī)構(gòu)，貨物的叉取卸放、 作業(yè)的直接工作機(jī)構(gòu)。根據(jù)貨叉抬升材料起升的高度的要求不同，叉車的門架可以做成二級(jí)或者是多級(jí)，我們生活中常見門架一般是兩級(jí)的，也有全部自由的三節(jié)門架，里門架和外門架組成兩級(jí)門架，憑借著叉架上的縱向滾輪和橫向滾輪組帶動(dòng)貨叉沿著門架立柱的內(nèi)外側(cè)上升或者下降。裝配時(shí)，叉架從門架頂端放入，使?jié)L輪組平行落下。叉車的縱向滾輪是貼著門架立柱的外表面，橫向滾輪組是貼著門架立柱的內(nèi)表面，叉架上掛著貨叉；當(dāng)貨叉取貨物時(shí)，由于重力的原因，縱向滾輪表面擠壓立柱外表面，橫向滾輪往叉車正前方擠壓立柱內(nèi)表面，使得叉架緊緊貼合了叉車門架，通過鏈傳動(dòng)裝置，鏈條一端鎖緊在門架中間橫梁，一端繞過鏈輪頂端，通過鏈條鎖緊螺釘，固定在叉架上的倒鏈支撐，液壓提升裝置加壓，大活塞桿頂著鏈輪軸，鏈條拉緊，叉架被鏈條帶動(dòng)沿著門架立柱垂直上升，從而實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)液壓升高車提升貨物的功能。
本文設(shè)計(jì)的叉車門架是左右兩邊立柱，一般是三根橫梁焊接在立柱中間，起到固定立柱的作用，上、中、下橫梁跟立柱構(gòu)成了叉車的主要框架，主要結(jié)構(gòu)件焊接固定好了以后，通過叉架上安裝的提升滾輪組，讓滾輪組可以沿著立柱的外部表面滾動(dòng)，在叉架上安裝好貨叉后，就可以很方便的搬運(yùn)貨物。本次設(shè)計(jì)的是門架采用的槽鋼，材料一般為熱處理的Q235。通過不同的熱處理方式，可以得到不同強(qiáng)度的門架。門架的各個(gè)組成部分均是由焊接工藝焊接而成的；為了防止因?yàn)槌睗窀g材料，影響叉車的使用壽命，所以門架的表面都會(huì)進(jìn)行噴漆防銹。
（1） 門架圖二維圖，如圖3.9，3.10所示。
圖3.9門架正視圖 圖3.10門架左視圖圖
（2）門架中間橫梁
門架中間橫梁的作用，用來固定液壓千斤頂油箱以及叉車提升鏈條的鎖定螺釘和螺母 的固定，門架中間橫梁，如圖3.11所示。
圖3.11中間橫梁
中間橫梁由兩個(gè)鏈條緊固螺釘和螺母，一個(gè)U型雙頭螺桿組成，鎖緊鏈條和固定油缸。
3.6 手動(dòng)液壓升高車輪子的設(shè)計(jì)
（1）后輪的設(shè)計(jì)
為了保證手動(dòng)液壓堆高車在運(yùn)輸過程中以及在搬運(yùn)貨物時(shí)的穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)該具備有四個(gè)支撐點(diǎn)，叉車中心的投影點(diǎn)無論在工作的時(shí)候還是在運(yùn)輸?shù)奈恢?，都不?yīng)該超過四個(gè)點(diǎn)所形成的四邊形內(nèi)。若要使叉車轉(zhuǎn)彎時(shí)靈活方便，在轉(zhuǎn)彎時(shí)要求每個(gè)輪子都有一個(gè)共同中心，所以設(shè)計(jì)的叉車的兩個(gè)后輪軸應(yīng)該保持在同一水平軸線上，所以本文設(shè)計(jì)選用的是插頭式腳輪。后輪應(yīng)該設(shè)計(jì)成萬向輪，我們?cè)O(shè)計(jì)的叉車額定起重為2000kg，所以選用萬向輪的參數(shù)和尺寸，如表3.3所示。
表3.3后輪參數(shù)表
輪徑
輪寬
后輪材料
軸承
孔徑
175mm
50mm
耐磨尼龍
深溝球軸承
20mm
（2）前輪的設(shè)計(jì)
前輪是精密鑄造件，其規(guī)格和尺寸的大小可以視輪子尺寸來定的，軸承孔跟軸承采用過盈配合，前輪的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：軸用彈性擋圈、軸承、前輪、前輪軸等。前輪尺寸和規(guī)格，如表3.4所示。
表3.4前輪參數(shù)表
尺寸
寬度
前輪材料
軸承
孔徑
80mm
50mm
耐磨尼龍
深溝球軸承
20mm
3.7 叉架的設(shè)計(jì)
3.7.1叉架的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
叉車的叉架又叫做滑動(dòng)架，它是用來安裝叉車貨叉或者是其他工作器具的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)帶動(dòng)貨物一起進(jìn)行升降的目的，根據(jù)叉架在叉車門架系統(tǒng)中的位置來看，要提升的貨物的重量是靠叉架傳遞給門架的，當(dāng)叉車鏈條帶動(dòng)叉架進(jìn)行升降的同時(shí)，叉架需要穩(wěn)定的沿著門架的內(nèi)外導(dǎo)軌（即工字鋼表面）運(yùn)動(dòng)，所以，決定了叉架在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于一個(gè)能夠垂直運(yùn)動(dòng)的承載體和滑行架。叉架一般是由兩個(gè)部分構(gòu)成的：前面部分是一焊接的框架結(jié)構(gòu)，主要是用來安裝懸掛貨叉以及其他構(gòu)件，后面部分是由兩列裝有導(dǎo)向滾輪的滾輪架，這兩個(gè)部分均為焊接構(gòu)成一體的。此外，叉架有鏈條的牽引，可以沿著門架的導(dǎo)軌進(jìn)行垂直的升降動(dòng)作，這是液壓堆高車能夠抬起貨物的基本形式之一。根據(jù)貨叉的外形結(jié)構(gòu)和叉架在框架上面的安裝方式，叉架有可以分為兩種形式：滑桿式結(jié)構(gòu)和板式結(jié)構(gòu)。
考慮到貨叉設(shè)計(jì)成掛鉤型，為了方便安裝，這里采用的板式叉架，板式叉架的框架又分為多種形式：封閉框架結(jié)構(gòu)、開口框架結(jié)構(gòu)、封閉板式結(jié)構(gòu)、開口板式結(jié)構(gòu)。但凡貨叉叉架不管采用什么結(jié)構(gòu)，一般都是由鋼板焊接而成的，或者是整塊鋼板按照所需要的結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，挖去多余的部分用來減輕框架的總體重量。貨叉的上鉤掛在叉架的上橫梁，貨叉的下面掛鉤鉤住叉車的下橫梁。采用板式叉架能夠更加方便地更換貨叉，因此焊接板式結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于叉車的貨叉外型的設(shè)計(jì)。
本文叉架的設(shè)計(jì)均采用焊接工藝焊接而成，如圖3.12，3.13所示。
圖3.12叉架正面圖
圖3.13 叉架背面圖
手動(dòng)液壓升高車的叉架二維圖，如圖3.14所示。
1-上橫梁 2-提升外板 3-提升內(nèi)板 4-下橫梁 5-三角支架 6-倒鏈支撐
圖3.14 叉車的叉架圖
3.7.2叉架的滾輪設(shè)計(jì)
門架的滾輪是門架系統(tǒng)中支撐并且能夠引導(dǎo)其他傳動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，分為縱向和橫向兩組，分別對(duì)稱均勻的分布在門架的左右立柱上。縱向滾輪是以立柱正面的翼緣板為導(dǎo)軌，承受垂直于門架平面內(nèi)的作用力，是主要承載傳力的滾輪。橫向滾輪是以立柱側(cè)面的腹板為軌道的，承受門架平面內(nèi)的側(cè)向力，作用力比較小，縱向滾輪所受的力更大。此外，還應(yīng)該設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承配套在個(gè)滾輪中引導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)，減小摩擦阻力。
縱向滾輪和橫向滾輪的三維圖如圖3.15,3.16所示。
圖3.15 縱向滾輪 圖3.16橫向滾輪
縱向滾輪二維圖如圖3.17所示，橫向滾輪二維圖如圖3.18所示。
圖3.17 縱向滾輪 圖3.18 橫向滾輪
由于叉架靠近上橫梁的橫向滾輪受力是均勻的，但靠近下橫梁的縱向滾輪比較靠近焊接框架，為了保證受力均勻，設(shè)計(jì)一個(gè)導(dǎo)向銷軸，并且配有帶擋圈的鋼球并且內(nèi)置彈簧，橫向滾輪也設(shè)置有帶彈簧的鋼球，起到了升降過程中的定位以及引導(dǎo)的作用，可以減小摩擦力，延長(zhǎng)門架立柱的使用壽命，如圖3.19所示。
圖3.19 縱向滾輪和帶彈簧鋼珠的銷軸
橫向滾輪銷軸的二維圖，如圖3.20所示。
圖3.20 橫向滾輪銷軸
3.8 貨叉設(shè)計(jì)
3.8.1貨叉的結(jié)構(gòu)
貨叉是叉車重要的構(gòu)件之一，是叉車最通用和最基本的取貨裝置。一般叉車都是裝有兩個(gè)形狀同樣的貨叉，以叉車幾何中心對(duì)稱安裝（受力均勻）。貨叉是安裝在叉架上面的，外型是一個(gè)類似于L形狀的桿件，分為水平段和垂直段兩個(gè)部分。一般的貨叉的水平段和垂直段是做成一個(gè)整體的，也叫做整體式貨叉?，F(xiàn)在有一些小噸位的叉車貨叉的兩段是分別生產(chǎn)的，叉車的貨叉的水平段和垂直段是用銷軸來連接的，通過銷軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，水平段是可以折疊起來的，也叫做折疊式貨叉。折疊式貨叉在空載的時(shí)候，水平段可以向上翻轉(zhuǎn)，幾乎跟垂直段保持水平，這就大大減少了叉車在不裝貨物時(shí)，或者不用的時(shí)候，減小了占地面積，可以騰出更多的地方擺放器材，這對(duì)地方小或者貨物過多的倉庫和車間，是有利的，折疊式貨叉雖然在不工作時(shí)占用空間小，但是制造起來比較麻煩；整體式貨叉雖然不能夠像折疊式貨叉一樣，不工作時(shí)候可以向上翻折，減小占地面積，但是整體式加工制造方便，不存在制造加工誤差，方便安裝使用，節(jié)省安裝工作的時(shí)間，所以，綜合考慮，叉車的貨叉一般都是選用整體式貨叉。
整體式貨叉可以分為：掛鉤型和鉸接型。本文設(shè)計(jì)的是掛鉤型貨叉。貨叉三維圖如圖3.21所示。
圖3.21 掛鉤型貨叉
手動(dòng)液壓叉車掛鉤式貨叉的二維圖，如圖3.22所示。
圖3.22 貨叉二維圖
上圖中的貨叉，采用焊接工藝，貨叉的水平段和垂直段是通過兩塊7字支架固定焊接而成。為了節(jié)省材料和減少貨叉重量，采用Q235槽鋼。
設(shè)計(jì)叉車的貨叉基本尺寸為：
貨叉水平長(zhǎng)度：L=1000mm
貨叉垂直高度：h=460mm
貨叉斷面厚度：10mm
載荷中心距：a=500mm
7字形支架：mm
查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇材料為Q235熱軋槽鋼，熱處理工藝選用正火或退火，增加水平段表面的硬度，提高貨叉的耐磨性。
3.8.2貨叉的強(qiáng)度校核
查閱《材料力學(xué)》第三版附錄P391熱軋槽鋼，表3得出：
,
叉車的額定起重量為2000kg，所以單個(gè)貨叉所要承受1000kg，由公式3.12，彎曲正應(yīng)力為：
（3.12）
上式中，
所以貨叉滿足強(qiáng)度要求。
3.8.3貨叉的剛度校核
校核貨叉的水平段，叉車的貨叉受力簡(jiǎn)圖，如圖3.23所示。
圖3.23 貨叉的受力簡(jiǎn)圖
根據(jù)圖3.22分析，由公式3.13，3.14得出貨叉的轉(zhuǎn)角和撓度：
（3.13）
（3.14）
我們將x=l，分別帶入3.13，3.14可得：
（3.15）
（3.16）
其中，一般彈性模量為，由公式3.15,3.16可得：
所以，貨叉滿足剛度要求。
3.8.4貨叉掛鉤的設(shè)計(jì)
以往的貨叉只能是往叉架的左右安裝放置，叉架還要從立柱上取下來，