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無(wú)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(chē)的簡(jiǎn)介
前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)是一種清潔無(wú)污染，裝卸無(wú)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(chē)間，倉(cāng)房，車(chē)站，船埠等處用來(lái)搬送貨物和箱體。對(duì)于那些有具體要求（比如防火，防爆）等場(chǎng)所，和（比如印刷工廠，船塢碼頭，倉(cāng)房等）更加適合使用。如果匹配（車(chē)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(mén)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(chē)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(chē)主要用在倉(cāng)庫(kù)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(jiǎn)單方便。
1.1.2設(shè)計(jì)的意義
叉車(chē)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(mén)。長(zhǎng)期以來(lái)，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(duì)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(chē)的出現(xiàn)，才讓這個(gè)問(wèn)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(zhǎng)非常顯著。
1.2前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)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(chē)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(guó)也開(kāi)始仿造前蘇聯(lián)的液壓叉車(chē)。1960年到1969年，通過(guò)測(cè)繪仿制日本機(jī)械叉車(chē)，中國(guó)的叉車(chē)行業(yè)從此翻開(kāi)了嶄新的篇章。正是因?yàn)檫@樣，叉車(chē)的外觀與日本叉車(chē)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(guó)叉車(chē)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(chē)行業(yè)百花齊放，百家爭(zhēng)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(chē)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(chē)越來(lái)越普遍的使用。由于社會(huì)的需求量越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)外創(chuàng)造出了（全電動(dòng)插腿叉車(chē)、輕小型前移叉車(chē)、電動(dòng)推高叉車(chē)、電動(dòng)牽引車(chē)）等用來(lái)搬運(yùn)，堆垛，牽引，裝卸的叉車(chē)。隨著電商平臺(tái)的崛起，物流業(yè)發(fā)展飛快，產(chǎn)品要進(jìn)庫(kù)、打單、出庫(kù)等，這些不僅對(duì)車(chē)輛的機(jī)構(gòu)輕巧有要求外，還要具備無(wú)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(chē)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(chē)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)趨勢(shì)
序號(hào)
技術(shù)趨勢(shì)
技術(shù)要求和特點(diǎn)
1
門(mén)架系統(tǒng)
高度有高有低，高滿足棉花倉(cāng)庫(kù)，集裝箱搬運(yùn)，低滿足鐵路，矮庫(kù)房
2
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
中小叉車(chē)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(jí)主傳動(dòng)，專(zhuān)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(jiǎn)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(chē)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(chē)的優(yōu)勢(shì)及前景
前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)具有很多優(yōu)點(diǎn)，如能量轉(zhuǎn)換效率高、低噪小、無(wú)廢氣排放、 易于控制等。在車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)、以及食品、制藥、物流等對(duì)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(lái)，國(guó)外工程機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)飛快的發(fā)展時(shí)期，國(guó)外市場(chǎng)特別是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)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(lái)趨勢(shì)，國(guó)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(chǎng)投入高，科技技術(shù)含量高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。因此加大國(guó)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(chē)設(shè)計(jì)參數(shù)
前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)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(chē)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(zhǎng) 度
900 mm
外 形 尺 寸
長(zhǎng)
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(guò)對(duì)前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)的簡(jiǎn)單介紹，了解了國(guó)內(nèi)外叉車(chē)行業(yè)的歷史與現(xiàn)狀，以及未來(lái)叉車(chē)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)的設(shè)計(jì)滿足了小倉(cāng)庫(kù)和對(duì)載荷重量不大的工作場(chǎng)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(chē)主要結(jié)構(gòu)
前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)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(wàn)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(chē)的特點(diǎn)
前移式叉車(chē)的門(mén)架或者貨叉架可以前后移動(dòng)，其中門(mén)架前移式叉車(chē)是指作業(yè)時(shí)門(mén)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(chē)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(chē)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(chē)在負(fù)載時(shí)的穩(wěn)定性。與插腿式叉車(chē)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(mén)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(chē)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性. 前移式叉車(chē)與插腿式叉車(chē)一樣，都是貨物的重心落到車(chē)輛的支撐平面內(nèi)，因此穩(wěn)定性很好。適合于車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)內(nèi)作業(yè)。
分析前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)的組成部分，結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)出來(lái)的前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)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(chē)是液壓起重，對(duì)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(duì)比與前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)的手動(dòng)起升，本文所設(shè)計(jì)的前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)是由液壓回路路控制的,其操縱簡(jiǎn)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(chē),其車(chē)架主體部分的材料選用Q235A,且在前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)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(chē)能承受在叉物時(shí)所承受的重力,提高叉車(chē)的安全性能。
4.前移裝置借鑒剪叉平臺(tái)設(shè)計(jì)，通過(guò)液壓缸控制前進(jìn)后退，移動(dòng)性好，安全可靠。
5.對(duì)比與前移式手動(dòng)液壓叉車(chē),本文所設(shè)計(jì)的液壓叉吊車(chē)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(chē),由于其是使用液壓,所以在工作時(shí)噪聲小,且無(wú)污染。
2.3設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析
為了使設(shè)計(jì)出來(lái)的前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)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(chē)在設(shè)計(jì)的過(guò)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(chē)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的載重量，對(duì)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(chē)，除了讓叉車(chē)完成裝卸的功能外，如何讓叉車(chē)完成吊物的功能。
5.如何完成液壓叉車(chē)的起升功能。
6.完成前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)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(chē)的主體車(chē)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(guò)圖形對(duì)所設(shè)計(jì)的叉車(chē)各個(gè)結(jié)構(gòu)部件有了大致的了解，包括了門(mén)架、前移裝置、起升裝置等。介紹了前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)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(guò)載時(shí)，帶在帶輪上打滑，防止其他機(jī)件損壞，起到過(guò)載保護(hù)作用。
（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)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(guò)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(guò)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(chǎng)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(duì)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(zhǎng) 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(zhǎng)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(duì)車(chē)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(duì)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(guò)大的場(chǎng)合。
對(duì)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(chē)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(guò)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(duì)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(duì)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(guò)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(hào)的確定
叉車(chē)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(hào) 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(chē)起升裝置的起升高度來(lái)確定。根據(jù)選定鏈號(hào)，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(guò)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(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(rùn)滑方式
潤(rùn)滑方式采用人工定期潤(rùn)滑方式。
3.2.7計(jì)算對(duì)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(lái)加入孔用彈性擋圈，以此來(lái)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(duì)材料無(wú)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(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(cè)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(huà)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(hào)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(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(hào)
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(rùn)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?rùn)滑，就會(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(chē)出現(xiàn)拉缸、抱軸等故障，主要原因就在于此)。因此必須對(duì)機(jī)件中的摩擦部位給予良好的潤(rùn)滑。當(dāng)潤(rùn)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(rùn)滑作用的關(guān)鍵?？偟膩?lái)說(shuō)它的作用有：潤(rùn)滑、冷卻、洗滌、密封、防銹、消除沖擊載荷的作用。
脂潤(rùn)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(zhǎng)，是鈣基潤(rùn)滑脂和普通潤(rùn)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(jiǎn)化了采購(gòu)品種，降低了能耗，提高效益，方便管理。供脂方式：加脂周期長(zhǎng)、潤(rùn)滑脂稠度硬的用加油槍打；加脂周期短、潤(rùn)滑脂稠度稀的，且潤(rùn)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(chē)鏈傳動(dòng)的實(shí)際情況，液壓叉車(chē)的潤(rùn)滑方式選擇手工油潤(rùn)滑，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行定期的潤(rùn)滑保養(yǎng)，以增長(zhǎng)液壓叉車(chē)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(guò)對(duì)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^(guò)鏈條繞鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)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(guò)鏈輪跟軸承的緊配合來(lái)實(shí)現(xiàn)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。
第4章 叉車(chē)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(mén)架截面圖（如圖4.2所示）
圖4.2 門(mén)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(chē)在運(yùn)輸及起重物的過(guò)程中的穩(wěn)定性,應(yīng)具有四個(gè)支持點(diǎn),叉車(chē)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(chē)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(wàn)向輪，有標(biāo)準(zhǔn)的尺寸，由于額定起重量為500kg，所以選擇萬(wàn)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(guò)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(zhuān)門(mén)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(wàn)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(guò)搖動(dòng)絲杠使前移支撐桿前伸來(lái)達(dá)到移動(dòng)貨叉的目的，非常方便。前支撐移桿的長(zhǎng)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(wàn)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(lái)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(guò)粗加工、半精加工、精加工過(guò)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(lái)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(jiǎn)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(lèi)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(lèi)；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(hào)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(chēng)為公稱(chēng)壓力，是液壓缸能用以長(zhǎng)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(jiǎn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸公稱(chēng)壓力系列。
表5.1 液壓缸公稱(chēng)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(chēng)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(wú)桿腔有效面積；A2為活塞有桿腔有效面積。
速度不可過(guò)小，以免造成活塞桿過(guò)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(lèi)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(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我更加的認(rèn)識(shí)到了知識(shí)的重要性。從剛開(kāi)始自己的茫然無(wú)措，到通過(guò)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(guò)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(zhuān)業(yè)知識(shí),還增強(qiáng)了與人合作的意識(shí)及能力，對(duì)于即將步入社會(huì)的我來(lái)說(shuō)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(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過(guò)了解市場(chǎng)的需求而開(kāi)展的。對(duì)于前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)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(chē)的載重能力，主要通過(guò)對(duì)液壓裝置的設(shè)計(jì)從而確定液壓叉車(chē)的承載重量；第二個(gè)階段是設(shè)計(jì)液壓叉車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)是設(shè)計(jì)液壓叉車(chē)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(chē)叉架的設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)從開(kāi)始彷徨，到著手準(zhǔn)備，到開(kāi)始設(shè)計(jì),直到最后的設(shè)計(jì)完成，這期間走過(guò)的每一步都充滿汗水與歡樂(lè)，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(duì)于我所設(shè)計(jì)的前移式手動(dòng)液壓叉車(chē)來(lái)說(shuō)還有許多可以改進(jìn)的地方，通過(guò)對(duì)已設(shè)計(jì)出，通過(guò)對(duì)鏈輪的設(shè)計(jì)及對(duì)鏈條的選用，確定液壓叉車(chē)的起升速度；第三個(gè)階段來(lái)的叉車(chē)的實(shí)際應(yīng)用，還可以對(duì)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(chǎng)合下，液壓系統(tǒng)的供給壓力不足，對(duì)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(kāi)，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(chē)，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(chē)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(hào)。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(xiě)稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫(xiě)作論文的過(guò)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(duì)我的諄諄教導(dǎo)，以及對(duì)我在生活、工作、學(xué)習(xí)、研究等各方面的無(wú)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(chéng)摯的謝意。
同時(shí)我還要感謝08的各位同學(xué)無(wú)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(xiě)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(mài)貨的大姐為我提供了寶貴的資料，沒(méi)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(guò)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。
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