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無錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1前移式手動(dòng)液壓叉車的簡介
前移式手動(dòng)液壓叉車是一種清潔無污染，裝卸無動(dòng)力的產(chǎn)品，該制品具有組織緊密，運(yùn)輸靈活，操作方便，回轉(zhuǎn)半徑小等特性。一般在車間，倉房，車站，船埠等處用來搬送貨物和箱體。對于那些有具體要求（比如防火，防爆）等場所，和（比如印刷工廠，船塢碼頭，倉房等）更加適合使用。如果匹配（車廂，貨箱，標(biāo)準(zhǔn)箱）等集裝箱使用，可以有效減少零部件的磕碰，劃傷和堆積面積，減少搬運(yùn)量，提高工作效率。具有單門架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，回轉(zhuǎn)半徑小的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)，造紙業(yè)，印刷業(yè)，物流行業(yè)。
1.1.1設(shè)計(jì)目的
叉車的靈活機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，可以適應(yīng)復(fù)雜多變的裝卸搬運(yùn)的要求，環(huán)境要求較低，前移式叉車主要用在倉庫里中型高度的堆垛、取送作業(yè)，特別滿足了額定起重量小、起身高度低的要求，在室內(nèi)作業(yè)簡單方便。
1.1.2設(shè)計(jì)的意義
叉車是應(yīng)用十分廣泛的流動(dòng)式裝卸搬運(yùn)機(jī)械，普遍應(yīng)用于公路、鐵路、水路運(yùn)輸?shù)雀鞑块T。長期以來，因?yàn)槌杉浳锏钠贩N較多、規(guī)格繁雜、外形不一、包裝各不相同，所以對這些貨物商品很難實(shí)現(xiàn)裝卸運(yùn)輸作業(yè)機(jī)械化。叉車的出現(xiàn)，才讓這個(gè)問題得到合理地解決，不但減少了工人的勞動(dòng)力，而且保證了商品貨物的生產(chǎn)安全，工人作業(yè)效率大大提高，經(jīng)濟(jì)效益增長非常顯著。
1.2前移式手動(dòng)液壓叉車的發(fā)展
1.2.1歷史與發(fā)展
由于搬運(yùn)軍事物料的需要，叉車在第二次世界大戰(zhàn)中得到了飛快地發(fā)展。從1950年到1959年，中國也開始仿造前蘇聯(lián)的液壓叉車。1960年到1969年，通過測繪仿制日本機(jī)械叉車，中國的叉車行業(yè)從此翻開了嶄新的篇章。正是因?yàn)檫@樣，叉車的外觀與日本叉車的模樣差不多，70年代-80年代的時(shí)候，行業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)奠定了中國叉車行業(yè)的基礎(chǔ)，影響深遠(yuǎn)，又解放了思想，拓展了品種，更新了理論。90年代以后引進(jìn)了外資企業(yè)，形成了多檔次，多層次的格局，叉車行業(yè)百花齊放，百家爭鳴。隨著柳工、廈工、山推等著名企業(yè)的相繼加入行列，隨著當(dāng)今的制度、社會(huì)的發(fā)展，叉車行業(yè)進(jìn)入了輝煌時(shí)期。
隨著現(xiàn)代文明社會(huì)的發(fā)展，叉車越來越普遍的使用。由于社會(huì)的需求量越來越大，國內(nèi)外創(chuàng)造出了（全電動(dòng)插腿叉車、輕小型前移叉車、電動(dòng)推高叉車、電動(dòng)牽引車）等用來搬運(yùn)，堆垛，牽引，裝卸的叉車。隨著電商平臺的崛起，物流業(yè)發(fā)展飛快，產(chǎn)品要進(jìn)庫、打單、出庫等，這些不僅對車輛的機(jī)構(gòu)輕巧有要求外，還要具備無污染、低噪音、耐低溫、可防爆，質(zhì)量輕等特點(diǎn)，這些要求只有輕小型搬運(yùn)車輛較容易做到。輕小型搬運(yùn)行業(yè)就是要盡快抓住“電商物流熱”的難得機(jī)遇，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加物品的各式規(guī)格，為各行業(yè)的物流服務(wù)提供最快捷最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
1.2.2叉車新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)趨勢
序號
技術(shù)趨勢
技術(shù)要求和特點(diǎn)
1
門架系統(tǒng)
高度有高有低，高滿足棉花倉庫，集裝箱搬運(yùn)，低滿足鐵路，矮庫房
2
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
中小叉車可以使用動(dòng)力轉(zhuǎn)向，改善軸距，增大轉(zhuǎn)角，減小轉(zhuǎn)彎半徑
3
傳動(dòng)系統(tǒng)
靜力傳動(dòng)，二級主傳動(dòng)，專業(yè)生產(chǎn)零部件，傳動(dòng)同步換擋
4
整機(jī)參數(shù)
合理，使用方便，操作簡單
5
舒適性
適合駕駛員駕駛作業(yè)，污染小，噪音低，符合人機(jī)學(xué)原理
6
外觀設(shè)計(jì)
整個(gè)叉車的流線走向設(shè)計(jì)美觀，形狀各異，適合環(huán)境
1.3前移式手動(dòng)液壓叉車的優(yōu)勢及前景
前移式手動(dòng)液壓叉車具有很多優(yōu)點(diǎn)，如能量轉(zhuǎn)換效率高、低噪小、無廢氣排放、 易于控制等。在車間、倉庫、以及食品、制藥、物流等對環(huán)境要求較高的行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，成為室內(nèi)物料搬運(yùn)的不二之選。90年代以來，國外工程機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)飛快的發(fā)展時(shí)期，國外市場特別是歐美發(fā)達(dá)國家，國外的發(fā)展趨勢大體是：發(fā)展快，水平高。在應(yīng)用新的科技技術(shù)的同時(shí)，也相繼出現(xiàn)新結(jié)構(gòu)和新的產(chǎn)品 ，整機(jī)可靠性繼續(xù)提升，重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)增加了電子信息的含量，在集成電路，微型計(jì)算機(jī)和監(jiān)控技術(shù)方面都有相應(yīng)的廣泛應(yīng)用。
1.3.1 系統(tǒng)化、大型化
系統(tǒng)化是機(jī)械工程發(fā)展的未來趨勢，國外許多著名的大公司企業(yè)都逐步實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化進(jìn)程，最終形成了從微型到大型化的產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，與此同時(shí)，產(chǎn)品的換代周期大幅縮短。大型機(jī)械工程產(chǎn)品特點(diǎn)是市場投入高，科技技術(shù)含量高，生產(chǎn)周期長，市場競爭激烈。因此加大國內(nèi)的機(jī)械工程系統(tǒng)化，大型化的研發(fā)，我們才不至于受制于人。
1.4前移式手動(dòng)液壓叉車設(shè)計(jì)參數(shù)
前移式手動(dòng)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(jì)的前移式手動(dòng)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(jì)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
1.5本章小結(jié)
緒論部分通過對前移式手動(dòng)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(jì)的發(fā)展趨勢。前移式手動(dòng)液壓叉車的設(shè)計(jì)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(jì)方案
2.1前移式手動(dòng)液壓叉車主要結(jié)構(gòu)
前移式手動(dòng)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(dòng)液壓叉車的特點(diǎn)
前移式叉車的門架或者貨叉架可以前后移動(dòng)，其中門架前移式叉車是指作業(yè)時(shí)門架帶動(dòng)貨叉前移，伸出到前輪之外叉取或放下貨物，行走時(shí)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(dòng)貨叉前移至前輪之外進(jìn)行作業(yè)，行走時(shí)叉架帶動(dòng)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(gè)輪子，支腿的作用是確保叉車在負(fù)載時(shí)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(shí)支腿不能插入貨物的底部，而門架可以帶著整個(gè)起升機(jī)構(gòu)沿著支腿內(nèi)側(cè)的軌道移動(dòng)，這樣貨叉叉取貨物后稍微起升一個(gè)高度即可縮回，保證叉車運(yùn)行時(shí)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(dòng)液壓叉車的組成部分，結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)出來的前移式手動(dòng)液壓叉車擁有以下特點(diǎn)：
1.由于所設(shè)計(jì)的前移式手動(dòng)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(dòng)液壓叉車的手動(dòng)起升，本文所設(shè)計(jì)的前移式手動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)效率。
3.本次設(shè)計(jì)的前移式手動(dòng)液壓叉車,其車架主體部分的材料選用Q235A,且在前移式手動(dòng)液壓叉車架的各關(guān)鍵受力點(diǎn)都輔以加強(qiáng)筋,使其受力均勻, 使叉車能承受在叉物時(shí)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(jì)，通過液壓缸控制前進(jìn)后退，移動(dòng)性好，安全可靠。
5.對比與前移式手動(dòng)液壓叉車,本文所設(shè)計(jì)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(jì)的前移式手動(dòng)液壓叉車,由于其是使用液壓,所以在工作時(shí)噪聲小,且無污染。
2.3設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析
為了使設(shè)計(jì)出來的前移式手動(dòng)液壓叉車能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，分析設(shè)計(jì)任務(wù)，前移式手動(dòng)液壓叉車在設(shè)計(jì)的過程中有以下的難點(diǎn)需要解決：
1.前移裝置的設(shè)計(jì)，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(dòng)液壓叉車能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的載重量，對于液壓系統(tǒng)要如何設(shè)計(jì)。
3.完成液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，如何傳遞動(dòng)力，選擇何種傳動(dòng)裝置。
4.本次所設(shè)計(jì)的是前移式前移式手動(dòng)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(dòng)液壓叉車各部份的設(shè)計(jì)后，如何設(shè)計(jì)前移式手動(dòng)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(jì)。
2.4本章小結(jié)
通過圖形對所設(shè)計(jì)的叉車各個(gè)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(dòng)液壓叉車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)難點(diǎn)。
第3章 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
3.1傳動(dòng)裝置的選擇裝置
傳動(dòng)裝置有帶傳動(dòng)裝置、鏈傳動(dòng)裝置、齒輪傳動(dòng)裝置等。
3.1.1帶傳動(dòng)一般有以下特點(diǎn)：
（1）帶有良好的饒性，能吸收震動(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(dòng)，故不能保證恒定的傳動(dòng)比，傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率較低。
（5）由于帶工作時(shí)需要張緊，帶對帶輪軸有很大的壓軸力。
（6）帶傳動(dòng)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(dòng)存在上述特點(diǎn)，故通常用與中心距較大的兩軸之間的傳動(dòng)傳遞功率一般不超過50KW。
3.1.2鏈傳動(dòng)一般有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）由于鏈傳動(dòng)屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)，所以可獲得準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；
（2）與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)預(yù)緊力小，所以鏈傳動(dòng)軸壓力小，而傳遞的功率較大，效率較高，鏈傳動(dòng)還可以在高溫、低速、油污等情況下工作；
（3）與齒輪傳動(dòng)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(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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)性較差，工作時(shí)有噪音且鏈速不宜過高。
鏈傳動(dòng)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(dòng)的場合。
3.1.3齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：
（1）效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率為最高，閉式傳動(dòng)效率為96%~99%，這對大功率傳動(dòng)有很大的經(jīng)濟(jì)意義。
（2）結(jié)構(gòu)緊湊 比帶、鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸小。
（3）工作可靠、壽命長 設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，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(dòng)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(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，正是由于其具有這一特點(diǎn)。
但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場合。
對比以上幾種傳動(dòng)裝置，結(jié)合本文設(shè)計(jì)的需要，所以選擇鏈傳動(dòng)作為液壓叉車的傳動(dòng)裝置。
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)裝置：（如圖3-1所示）
圖 3.1 鏈傳動(dòng)
3.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
3.2.1鏈輪的確定
在實(shí)際工作過程中,此處鏈輪只作單個(gè)使用,起到一個(gè)傳遞運(yùn)動(dòng)力的作用,所以對于鏈輪輪齒強(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(jì)齒，中間設(shè)計(jì)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(dòng)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(diǎn)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(dòng) ,其極限拉伸載荷F= 17.8KN,足以滿足要求,因?yàn)橛胸洸婕軆蛇叺妮喿幼霰Ｗo(hù)，只要選用單鏈傳動(dòng)即可。
3.2.3 鏈節(jié)數(shù)的確定
由于此處鏈輪只作單個(gè)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(dòng)，鏈傳動(dòng)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(jì)算。（本章計(jì)算公式參照 簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)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(dòng)，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(yàn)算鏈速
（3.2）
在預(yù)先設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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(dòng)，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(dòng)，特意在鏈輪左側(cè)設(shè)計(jì)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(dòng)。
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(jì)算公式參照 簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)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(jì)手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑。
設(shè)計(jì)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?yàn)槟鏁r(shí)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(shí)，也可能存在危險(xiǎn)截面
∴
∴當(dāng)時(shí)，
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(shí)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?yàn)榇溯S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(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度
查表得，滿足的條件，故此處所設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)載荷。計(jì)算時(shí)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。查表暫取；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(jì)算公式參照 簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊 第二版 1997）
(1) 計(jì)算所需的徑向基本額定靜載荷
計(jì)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(jì)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(shí)，如果一些摩擦部位得不到適當(dāng)?shù)臐櫥?，就?huì)產(chǎn)生干摩擦。實(shí)踐證明，干摩擦在短時(shí)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(huì)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(diǎn)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(diǎn)周邊環(huán)境惡劣的用電動(dòng)或氣動(dòng)供脂泵注入。
根據(jù)前移式手動(dòng)液壓叉車鏈傳動(dòng)的實(shí)際情況，液壓叉車的潤滑方式選擇手工油潤滑，可根據(jù)實(shí)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(dòng)裝置主要有此輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，通過對它們特點(diǎn)及動(dòng)作方式的分析，最終選擇鏈傳動(dòng)，由液壓千斤頂?shù)钠鹕ㄟ^鏈條繞鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)貨叉架的上升，達(dá)到貨叉上升的目的。鏈傳動(dòng)包括了鏈條、鏈輪、軸承及軸的設(shè)計(jì)，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(dòng)，最后通過鏈輪跟軸承的緊配合來實(shí)現(xiàn)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。
第4章 叉車外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.4機(jī)架的設(shè)計(jì)
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(jì)
為了保證前移式手動(dòng)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(gè)支持點(diǎn),叉車重心的投影點(diǎn)不論在工作位置或運(yùn)輸位置,都不應(yīng)超出四點(diǎn)所形成的四邊形,要使轉(zhuǎn)彎時(shí)叉車的轉(zhuǎn)動(dòng)方便、靈活,在轉(zhuǎn)彎時(shí)必須要求各個(gè)輪子有一個(gè)共同瞬時(shí)的回轉(zhuǎn)中心,所設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)貨叉前移功能，專門設(shè)計(jì)了一種既能承受低載荷，又能實(shí)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(jì)
夾具的設(shè)計(jì)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(dòng)絲杠使前移支撐桿前伸來達(dá)到移動(dòng)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(gè)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(dòng)使前移支撐桿推動(dòng)貨叉的前移和后退，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
第5章 動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1液壓千斤頂主要構(gòu)件分析
該系統(tǒng)是一個(gè)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(dòng)工作機(jī)構(gòu)作直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。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(gè)使用外，還可幾個(gè)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(shí)現(xiàn)多種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，因此應(yīng)用十分廣泛。
液壓缸有多種類型。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jì)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(jì)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(jì)。
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(yàn)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(dòng)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(shí)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(dòng)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(jì)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(dòng)力裝置，本章詳細(xì)計(jì)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(jì)，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(jì)的完成，這中間的每一步都充滿了興奮與挑戰(zhàn)，在設(shè)計(jì)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(huì)的我來說這是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì),同時(shí)也為我以后的工作打下了基礎(chǔ)。
本次設(shè)計(jì)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(dòng)液壓叉車的設(shè)計(jì)，主要分為四個(gè)階段進(jìn)行：第一個(gè)階段是設(shè)計(jì)液壓叉車的載重能力，主要通過對液壓裝置的設(shè)計(jì)從而確定液壓叉車的承載重量；第二個(gè)階段是設(shè)計(jì)液壓叉車的傳動(dòng)系統(tǒng)是設(shè)計(jì)液壓叉車的總體框架，結(jié)合前兩個(gè)階段的設(shè)計(jì)，選擇合適的材料，進(jìn)行前移式手動(dòng)液壓叉車叉架的設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)從開始彷徨，到著手準(zhǔn)備，到開始設(shè)計(jì),直到最后的設(shè)計(jì)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(jì)。雖然此次畢業(yè)設(shè)計(jì)已告一段落，但對于我所設(shè)計(jì)的前移式手動(dòng)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(jì)出，通過對鏈輪的設(shè)計(jì)及對鏈條的選用，確定液壓叉車的起升速度；第三個(gè)階段來的叉車的實(shí)際應(yīng)用，還可以對以下幾點(diǎn)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(jì)的液壓回路的分析，可以用一個(gè)液壓系統(tǒng)兩個(gè)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(shí)，也能達(dá)到所要求的載重量。
2.此次所設(shè)計(jì)的前移式手動(dòng)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(dòng)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(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲了，我的四年大學(xué)生涯也即將圈上一個(gè)句號。此刻我的心中卻有些悵然若失，因?yàn)榕c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(jì)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(diǎn)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(shí)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(shí)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(jì)的困惑，幫助我完成了設(shè)計(jì)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(cái)富。在今后的日子里，我定會(huì)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。
29
無錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
摘要………………………………………………………………………………… I
Abstract …………………………………………………………………………II
第1章 緒論………………………………………………………………………1
1.1前移式手動(dòng)液壓叉車的簡介…………………………………………………1
1.1.1設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………………1
1.1.1設(shè)計(jì)意義…………………………………………………………………1
1.2叉車的發(fā)展……………………………………………………………………1
1.2.1歷史與發(fā)展 ……………………………………………………………1
1.2.2叉車新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)趨勢……………………………………………2
1.3前移式手動(dòng)液壓叉車的優(yōu)勢及前景…………………………………………3
1.4前移式手動(dòng)液壓叉車的優(yōu)點(diǎn)…………………………………………………3
1.5前移式手動(dòng)液壓叉車設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………………4
1.6本章小結(jié)………………………………………………………………………5
第2章 總體設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………5
2.1前移式手動(dòng)液壓叉車主要結(jié)構(gòu)………………………………………………5
2.2前移式手動(dòng)液壓叉車的特點(diǎn)…………………………………………………6
2.3設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析…………………………………………………………………7
2.4本章小結(jié)………………………………………………………………………7
第3章 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)…………………………………………………………8
3.1傳動(dòng)裝置的選擇裝置…………………………………………………………8
3.1.1帶傳動(dòng)的特點(diǎn)……………………………………………………………8
3.1.2鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)……………………………………………………………8
3.1.3齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)…………………………………………………………8
3.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………9
3.2.1鏈輪的確定………………………………………………………………9
3.2.2鏈型號的確定……………………………………………………………9
3.2.3鏈節(jié)數(shù)的確定……………………………………………………………9
3.2.4強(qiáng)度校核…………………………………………………………………9
3.2.5驗(yàn)算鏈速………………………………………………………………10
3.2.6確定潤滑方式……………………………………………………………11
3.2.7計(jì)算對鏈輪軸的壓力 F`………………………………………………11
3.2.8鏈輪的結(jié)構(gòu)………………………………………………………………11
3.3鏈輪軸的選擇………………………………………………………………12
3.3.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力………………………………………12
3.4軸承選擇……………………………………………………………………16
3.4.1計(jì)算軸承的的載荷……………………………………………………16
3.4.2選擇潤滑方式…………………………………………………………16
3.5本章小結(jié)……………………………………………………………………17
第4章 叉車外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………18
4.1機(jī)架的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………18
4.1.1機(jī)架的主要組件的材料及尺寸的選擇………………………………19
4.2后輪的設(shè)計(jì)………………………………………………………………19
4.2.1輪架的選擇……………………………………………………………20
4.3前輪輪架……………………………………………………………………20
4.4剪式支撐板…………………………………………………………………21
4.5萬能夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………21
4.6本章小結(jié)………………………………………………………………………22
第5章 動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………23
5.1 液壓千斤頂主要構(gòu)件分析…………………………………………………23
5.2 液壓缸的主要形式及選材…………………………………………………23
5.3 液壓缸的壓力（液壓缸主要參數(shù)的計(jì)算）………………………………23
5.3.1額定壓力………………………………………………………………23
5.3.2工作壓力………………………………………………………………24
5.3.3最高允許壓力…………………………………………………………24
5.4液壓缸的輸出力與輸出力…………………………………………………24
5.4.1液壓缸的理論輸出力…………………………………………………24
5.4.2液壓缸的理論輸入力…………………………………………………24
5.5 液壓缸的輸出速度…………………………………………………………24
5.5.1大液壓缸的輸出速度…………………………………………………25
5.5.2 速比……………………………………………………………………25
5.6 液壓缸的功率………………………………………………………………25
5.6.1輸出功率………………………………………………………………25
5.6.2輸入功率………………………………………………………………26
5.7小液壓缸的主要參數(shù)計(jì)算…………………………………………………26
5.8本章小結(jié)……………………………………………………………………27
結(jié)論…………………………………………………………………………………28
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 29
致謝…………………………………………………………………………………30