編號：
畢業(yè)設計說明書
題 目： 手動液壓升高車
院 （系）： 機電工程學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學生姓名：
學 號：
指導老師：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā)
年6月3日
摘 要
手動液壓升高車是近現(xiàn)代物流行業(yè)里面使用很廣泛的搬運貨物和材料的裝置，該裝置的結構十分緊湊，所有重要零部件集中在一起，但手動液壓升高車卻擁有運輸靈活，搬運十分方便，操作的步驟非常簡單，回轉半徑小等特點。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)設計是在對市場調查的情況下，發(fā)現(xiàn)手動液壓升高車市場需求量很大，很多大中小型企業(yè)都用來搬運貨物以及材料，叉車的性能和規(guī)格都是不一樣的，主要看單位對叉車的用途和需求，設計不同種類的叉車。本次設計，通過查閱資料，了解升高車的結構特點，知道一般的機械裝置的參數(shù)以及應用的材料，根據(jù)液壓起升裝置設備的性能，設計出合理的叉車，叉車設計的參數(shù)一般有手動液壓升高車空載時占地面積小，操作安全可靠，并且不污染環(huán)境，噪音小，價格便宜，提高了經(jīng)濟效益。手動液壓升高車適用于很多工業(yè)搬運的地方,本次畢業(yè)設計，通過提出方案并加以論證，選出最好的設計方案原則，闡述了手動液壓升高車的結構設計和工作原理，論證了它的適用性，可行性。本設計主要內容包括了對叉車整機分析、傳動方案的選擇、貨叉裝置的校核、立柱門架以及液壓系統(tǒng)的設計。
關鍵詞：分析；機構；液壓；設計
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 手動液壓升高車的簡介 2
1.1 設計目的和設計意義 2
1.2 手動液壓升高車的發(fā)展 2
1.2.1歷史與發(fā)展 2
1.2.2叉車新產品設計的技術趨勢 3
1.3 手動液壓升高車的優(yōu)勢和行業(yè)前景 4
1.4 手動液壓叉車的優(yōu)點 4
1.5 手動液壓升高車的設計參數(shù) 5
1.6 本章小結 5
2 總體設計方案 6
2.1 手動液壓升高車主要結構 6
2.2 手動液壓升車的特點 7
2.3 設計總體分析 8
2.4 本章小結 8
3 液壓升高車結構設計 9
3.1 傳動裝置的選擇 9
3.2 鏈傳動的設計 11
3.2.1鏈條型號的選擇和確定 11
3.2.2鏈條的強度校核 12
3.2.3鏈輪的結構和設計 12
3.2.4確定潤滑方式 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鏈輪軸的設計和計算 14
3.4 軸承的選擇 17
3.4.1 計算軸承的當量載荷 17
3.4.2選擇潤滑方式 18
3.5 叉車外型結構設計 19
3.6 手動液壓升高車輪子的設計 20
3.7 叉架的設計 21
3.7.1叉架的框架結構設計 21
3.7.2叉架的滾輪設計 23
3.8 貨叉設計 24
3.8.1貨叉的結構 24
3.8.2貨叉的強度校核 26
3.8.3貨叉的剛度校核 26
3.8.4貨叉掛鉤的設計 27
3.9 叉車螺釘?shù)男：?27
3.10 本章小結 28
4 動力系統(tǒng)的設計 29
4.1 液壓千斤頂構件的分析 29
4.2 液壓缸的主要形式及選材 29
4.3 液壓回路原理設計 29
4.4 液壓缸的設計 30
4.6 安全裝置的設計 32
4.7 本章小結 32
結論 33
謝 辭 34
參考文獻 35
第 38 頁 共 35頁
畢業(yè)設計（論文）報告用紙
引言
手動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機構，該裝置的結構十分緊湊，所有重要零部件集中在一個同心圓里，但升高車卻擁有運輸靈活，搬運十分方便，操作的步驟非常簡單，靈活方便等特點。手動液壓升高車適用于很多工業(yè)搬運的地方，比如說：工廠材料的堆放，碼頭集裝箱的運轉，車站物品的運輸，倉庫包裹的搬運，車間的近距離傳輸?shù)龋@些場所的貨物搬運和堆垛的用途。還有就是，比如防火、防爆（如印刷車間，油庫，碼頭，倉庫等）特別要求的場所，需要具備有消防裝置的場所，手動液壓升高車則更加適用。手動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現(xiàn)單元化的運輸，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的工作量，同時也提高了搬運的工作效率，增加收益。手動液壓升高車的工字鋼門架立柱的結構設計和轉向方便靈活的特點，同時也適用于機械制造，造紙，印刷，搬運，物流等這些熱門行業(yè)中使用。
1 手動液壓升高車的簡介
1.1 設計目的和設計意義
手動液壓升高車的機動靈活性強大，能適應多變的裝卸搬運要求，手動液壓堆高車主要應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，并且手動液壓升高車在室內工作時非常的方便。
手動液壓堆高車是應用一種應用十分廣泛的移動式的裝卸搬運機械器件，它廣泛應用于公路運輸、鐵路運輸、水路運輸?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)格變得復雜、外形各異、包裝也大不相同，所以對這些貨種很難實現(xiàn)裝卸作業(yè)的機械化。但是，叉車的發(fā)明生產，很好的解決了這一難題，這不但保證了安全生產的問題，而且升高車占用的勞動力大大的減少，勞動強度也有很大程度上的降低。工作效率卻大大的提高，人們的工作時間可以得到縮減，能夠得到更多的時間創(chuàng)造更多的利益，經(jīng)濟效益得到很大的提高。
1.2 手動液壓升高車的發(fā)展
1.2.1歷史與發(fā)展
從上世紀末，人們開始大規(guī)模的生產和創(chuàng)造產品，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，我們國內開始首次模仿制造前蘇聯(lián)額定起重量5t的機械式傳動叉車。過了10年，我們中國通過模仿設計，開始仿制外國的液壓升高車，通過長時間的琢磨思考，自主研發(fā)了本國的液壓叉車。從1960年開始，中國開創(chuàng)了自己本國的叉車行業(yè)，這也讓當時國內叉車的外觀受到日本叉車外型設計的影響很大。隨著時間的推移，到了70年代初期，中國通過叉車行業(yè)巨頭的聯(lián)合研發(fā)設計，奠定了中國液壓叉車行業(yè)的基礎，這一舉動對中國叉車行業(yè)具有歷史性的深遠影響。隨著國產叉車行業(yè)的快速發(fā)展，80年代的新設計系列、解放研發(fā)思想、擴大叉車品種系列，更新設計理念，開始嘗試使用范圍廣泛的寬視圖門架，同步器換擋轉變，液壓動力傳輸和動力傳輸轉向等新技術的嘗試。自1980年代以來，我國廣泛引進了外國先進技術的產品，并且慢慢消化吸收和本地化,提高了叉車行業(yè)、產業(yè)的技術水平。自1990年代以來的一批中外合資和獨資企業(yè)的建立，如德國的德林，形成了多層次的產品質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內叉車行業(yè)開始逐漸進入人們的日常生活。隨著一拖、廣西柳工、廈工、中國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)和民營股份制企業(yè)加入，所以這標志著我國的叉車行業(yè)已經(jīng)進入了一個黃金時代。
2006年中國叉車企業(yè)、外資企業(yè)和全國其他企業(yè)總共生產15萬多臺，,雖然比不上汽車的年產量數(shù)百萬卡車的數(shù)量，但是叉車仍然算是一個小型行業(yè),但從中叉公司2003年度叉車產量大約2萬5千臺，到2007年的9萬1千臺，年增長率將近30%的情況,從這里我們可以看出，叉車行業(yè)的勢頭已經(jīng)是非?？焖俚牧?。
叉車行業(yè)技術的進步體現(xiàn)在下面幾個方面：生產規(guī)?；囆袠I(yè)、采用的機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，門架和叉架規(guī)模化的生產，已經(jīng)產生行業(yè)標準；通過重組、兼并、改制，使得制造商已經(jīng)向萬臺級別以上的規(guī)模經(jīng)濟發(fā)展；增加5 t 以上的大噸位叉車的產量，運用工程機械底盤技術，開發(fā)了正面吊機和堆高車等其他產品，增加了蓄電池叉車，交流蓄電池叉車的品種和產量；開發(fā)具有防爆裝置等特別用途叉車的品種和產量及其他專用叉車的生產；升高車的外觀進行美化改良，提高叉車整機的穩(wěn)定性，改善升高車操作者的使用體驗和操作條件；發(fā)揮信息技術的技術優(yōu)勢，利用CAD技術來提高特別外型的叉車的實際速度和水平，使得叉車生產多品種化、小批量化、面向客戶定制化的方向發(fā)展。
現(xiàn)在這個階段，國內和國際航運和輕型和小型工業(yè)車輛的操控性，和以電瓶電力為動力的各種類型的運輸、搬運、堆垛，牽引的工業(yè)車輛有手動托盤搬運車、自動和半自動插腿式叉車、電動堆高車、前移式輕型叉車、揀選車和牽引車等等。伴隨著倉庫物流產業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)產品需要進入到車輛車間、超市和家庭等，這不僅要求小型車輛需要結構小，同時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，這些要求只有輕小型搬運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，國家投入大量的企業(yè)改進技術，大小倉庫轉換的大幅增加建立，各大城市的人口數(shù)量變多，都為輕小型小型搬運車輛增加產量和增加品種提供了很好的平臺，所以小輕小型搬運車輛在物流時代是很受廣大企業(yè)和個體戶的歡迎。輕小型搬運車輛行業(yè)應盡可能快地抓住“物流熱”的機會，努力提高行業(yè)產品的技術含量，增加叉車的品種和規(guī)格，并為各行業(yè)的業(yè)務服務提供商業(yè)物流服務。
1.2.2叉車新產品設計的技術趨勢
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；特殊的結構：如三級上下門架、全自由旋轉提升門架，特殊金屬附件，綜合滾輪等等。
2．轉向系統(tǒng)
中小型噸位的叉車采用機械變向；軸距為改善后曲柄滑塊曲柄重新設計的 氣缸橫向轉向橋；增加最大轉角，減少轉彎半徑。
3．制動系統(tǒng)
手動剎車和腳剎車。
4．傳動系統(tǒng)
采用靜液壓傳動，采用輪邊的輪轂減速，形成兩級主傳動；機械零部件專業(yè)化生產傳動部件；機械傳動自動變換速度；采用耐磨尼龍輪胎或者高彈性的實心輪胎。
5．整機技術參數(shù)
叉車的整機高度不求高，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)動機、液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等方面。
7．舒適感
駕駛員操作，發(fā)動機的降噪、隔熱，符合人體工程學的儀表板，操縱桿等。
8. 外觀設計
流線型的整機設計，具有形狀搭配，同時搭配有轉向裝置等。
1.3 手動液壓升高車的優(yōu)勢和行業(yè)前景
手動液壓升高車具有轉換能量高、噪音少、沒有廢氣的排放、容易控制等方面的優(yōu)點，在車間、倉庫等貨物堆放的場所以及制藥和儀器儀表等實驗室對環(huán)境條件要求比較苛刻的行業(yè)已經(jīng)被廣泛的使用，成為了室內貨物、材料搬運工具的首選設備工具。
在國外的市場，特別是一些美國和歐洲等地區(qū)的發(fā)達國家，在環(huán)境保護法的影響下，電動、半自動手動液壓叉車的總生產量已經(jīng)超過40%以上的比例，亞洲地區(qū)的國家手動液壓升高車的總生產量也在逐漸的增長，日本生產的電動、半自動、手動液壓叉車的產量也已經(jīng)超過叉車總數(shù)量的1/3。在我國，手動液壓叉車占市場的比例大約在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、材料搬運的瓶頸，從室內逐漸發(fā)展到了室外，國內市場的需求正在逐年增加。我國手動液壓叉車在海外市場的需求量正在迅速整張，國產升高車進軍國際大市場的前景光明。
我國手動液壓升高車由于技術和設計等因素影響，占海外市場份額的比重仍然比較低，但憑借著性價比高的優(yōu)勢和出口退稅導致出口量增加等因素，預計在未來我國手動液壓叉車出口將保持比較快的增長速度，2010年的復合增長率會超過30%。而在未來的幾年里，國內升高車銷售全年增長比率預計有望仍繼續(xù)保持在20%以上，再加上國產叉車的制造和設計技術的不斷進步，國產叉車對海外市場的依賴程度會逐漸增加，叉車的出口產量已經(jīng)成為一個國產液壓升高車發(fā)展主要的推力。
1.4 手動液壓叉車的優(yōu)點
1. 手動液壓升高車是一種不可缺少的貨物、材料搬運處理的輔助工具，托盤搬運重量最輕，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)人體力學設計，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堅固可靠的的保護器保護，不會直接用身體部位接觸貨物和材料。可以很容易地操縱起升、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，當插入托盤時，利用前端的圓角引導軌跡，防止了托盤被堅硬的貨物碰斷或者損壞，導向輪的設計使得貨叉可以很容易插入需要升舉的貨物底部。
4. 堅固的上升、下降系統(tǒng)，可滿足絕大多數(shù)的起重要求，并且表面按照標準要求鍍鋅。過載保護裝置安裝在泵缸底，缸筒內鍍鉻。低位控制閥和減壓閥可以確保操作者的操作安全和延長叉車的使用壽命。
5. 車輪運轉靈活，后輪做成萬向輪，轉向更方便，并且安裝有密封的滾動軸承，前后輪均由耐磨的尼龍材料制成，滾動的阻力很小，除此之外，叉車的輪子根據(jù)不同場合的操作環(huán)境，輪子輪子的材質還可以選用：橡膠，聚氨酯或者專門應用于惡劣工作環(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行沖洗，所有軸承都應該備有加油孔方便加油潤滑，減小零部件的摩擦，增加叉車的使用壽命。
1.5 手動液壓升高車的設計參數(shù)
手動液壓升高車的性能:標準起升高度1500mm，額定起重量為 2000kg。本論文所設計的手動液壓升高車的基本數(shù)據(jù)如表1.1所示。
表1.1 設計參數(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
貨叉水平段長度
1000 mm
載荷中心距
500 mm
外 形 尺 寸
長
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
緒論的部分通過對手動液壓升高車的簡單介紹，了解了國內外液壓叉車行業(yè)的發(fā)展歷史和行業(yè)的基本現(xiàn)狀，以及未來對叉車外型和性能設計的發(fā)展趨勢分析。手動液壓升高車的設計滿足了小型倉庫和對載荷重量要求不是很大的工作場合的使用。
2 總體設計方案
2.1 手動液壓升高車主要結構
手動液壓叉車的結構圖，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 手動液壓叉車結構圖
手動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 門架結構圖 圖2.3 叉架結構圖
圖2.4 貨叉實物圖 圖2.5 起升裝置實物圖
圖2.6 后輪實物圖
2.2 手動液壓升車的特點
手動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，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，使得貨物的重心不會超過門架插腿距離，保證了叉車移動搬運不會滑落，因此叉車穩(wěn)定性很好。手動液壓升高車可以運用在運動不是很平滑的車間和倉庫作業(yè)。
分析手動液壓叉車的幾個結構部分，結合了設計任務，設計的手動液壓叉車擁有下面幾個特點：
1. 由于所設計的手動液壓叉車是利用液壓千斤頂?shù)膭恿M行液壓傳輸，對于工作環(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. 對比與手動液壓叉車的手動起升，本文所設計的手動液壓升高車液壓回路是基于液壓千斤頂來設計的，利用回路中的單向閥，可以在提升過程中任何位置停止，另叉車操縱簡便,這就降低了勞動強度,很大程度上減輕了工人的工作負擔。
3. 本次設計的手動液壓叉車,其門架立柱主體部分的材料選用槽鋼（Q235）,手動液壓叉叉架的每個受力關鍵點，都利用加強筋和支架焊接,叉車其受力均勻,不會導致叉車某個部位受力不均而產生變形,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，本文設計的手動液壓叉車,使用的是液壓油,在工作時噪音比較小,并且沒有環(huán)境污染。
5.對比手動液壓叉車,本文所設計的液壓升高車貨叉的下掛鉤設計成可旋轉，安裝更方便,可以減少安裝時間。
2.3 設計總體分析
為了讓設計出來的手動液壓升高車能夠實現(xiàn)想要的功能和目的，通過市場調研和實物勘察，手動液壓升高車在設計的過程中出現(xiàn)了下面幾個的問題：
1. 選定液壓叉車的傳動方式，主要是通過對比三大傳動形式：帶、鏈、齒輪傳動，此外，還要考慮叉車整體的布局合理。
2. 鏈輪的設計，以及鏈輪軸的選擇，軸承采用國標，所以尺寸需要綜合考慮。
3. 叉車材料選用，設計出來的貨叉是否符合額定載重量，選用的材料還要考慮價格和實用性。
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)的設計，怎么傳遞液壓動力，裝置應該安裝在叉車哪個位置合適。
6. 完成手動液壓叉車各部份的設計后，設計手動液壓升高車的門架立柱，焊接的技術要求，能不能滿足要求。
2.4 本章小結
通過圖形對所設計的手動液壓升高車各個結構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。介紹手動液壓升高車的結構和特點，分析了畢業(yè)設計的關鍵點。
3 液壓升高車結構設計
3.1 傳動裝置的選擇
在常規(guī)機械傳動形式中，傳動裝置一般分為三種：帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動。下面比較三種傳動形式的特點。
帶傳動的特點：
（1）帶傳動是一種撓性傳動，傳動帶具有很好的撓性，能夠吸收震動，緩和沖擊，傳動平穩(wěn)噪音小。
（2）當帶傳動過載時，帶在帶輪上會打滑，防止其他機件的損壞，相當于起到了過載保護的作用。帶傳動中的彈性變形會引起彈性滑動，從而引起的帶何帶輪之間的相對滑動。
（3）帶傳動的結構簡單，造價低廉、安裝使用和維修護理方便。
（4）彈性滑動會出現(xiàn)在帶傳動形式中，不能保證帶傳動傳動比的穩(wěn)定，傳動精度和傳動效率也比較低（相比于鏈傳動和齒輪傳動）。
（5）帶傳動工作時，需要給傳送帶施加一個張緊力，所以帶對帶輪軸有很大的壓軸力。
（6）在傳遞相同工作轉矩時，帶傳動裝置的外廓尺寸較大，相對于鏈傳動和齒輪傳動，結構不夠緊湊。
（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。
由于帶傳動存在上述幾個特點，通常兩個皮帶輪的幾何中心距過大，傳動傳遞功率比較小，由于帶傳動傳動不穩(wěn)定，需要經(jīng)常更換，外部輪廓尺寸比較大，所以帶傳動不適合用在輕小型手動液壓叉車傳動裝置的選擇中。
齒輪傳動的特點：
（1）機械效率高
在三種機械傳動形式里面，齒輪傳動的機械傳動效率是最高的，閉合式齒輪傳動效率可以達到96%~99%，適用于大功率傳輸?shù)臋C構。
（2）結構緊湊
比帶傳動、鏈傳動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，比如一個小型減速器。
（3）齒輪使用壽命長
齒輪傳動的壽命長、工作可靠，設計制造正確合理、使用維護良好的齒輪傳動形式，正常工作的時間很長，一般可以使用一二十年不用更換，這個優(yōu)點遠遠超過其他傳動形式，這個對需要性能可靠并且長時間工作的機構有很大意義。
（4）傳動比穩(wěn)定
傳動比穩(wěn)定往往是對傳動形式性能的基本要求，由于齒輪傳動具有這個優(yōu)點，齒輪傳動應用在很多大型傳動機構中。
由于齒輪傳動存在上述幾個特點，齒輪傳動的制造以及其安裝精度要求比較高，價格也比較昂貴，并且齒輪不適合用在傳動中心距過大的場合，齒輪傳動的重量大，嚙合運行的時候噪音很大，并且需要經(jīng)常人工對齒輪軸潤滑潤滑，減小摩擦。所以齒輪傳動也不適合用在手動液壓叉車的傳動裝置。
鏈傳動的特點：
（1）鏈傳動是一種撓性傳動，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，所以可以獲得相對準確的傳動比；
（2）鏈傳動和帶傳動相比，因為鏈條的剛性，鏈傳動沒有彈性打滑的現(xiàn)象，因此可以保持穩(wěn)定的傳動比，傳動效率也比相對高一些，鏈傳動所需要的預緊力比較小，不需要像帶傳動那樣(傳送帶長得很緊)，所以鏈傳動壓軸力小，鏈傳動傳遞的功率較大，效率也比較高，鏈傳動受環(huán)境影響程度很小，可以在大多數(shù)工作環(huán)境中進行運作，例如：高溫、低速、油污等情況中平穩(wěn)的運行；
（3）和齒輪傳動相比，鏈傳動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于小一些，鏈條造價成本低廉，在一些需要遠距離傳動時，鏈傳動的整體結構也要比齒輪傳動輕便很多；
（4）鏈傳動運轉時只能實現(xiàn)兩個平行軸之間鏈輪的同向傳動，在工作運轉的時候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），工作時有會有噪音而且鏈條不適合臺高；
（5）鏈傳動不適用在載荷變化很大，高速或者是急速反向的傳動形式，載荷變化很，會加劇鏈條表面的斷裂情況；
鏈傳動主要應用在要求工作可靠，而且兩個鏈輪軸的中心距比較遠，以及其他不宜采用齒輪傳動（兩軸的中心距很小）形式的場合。
對比以上3種傳動形式，結合設計的要求，所以手動液壓叉車的傳動裝置選擇為鏈傳動形式。
鏈傳動裝置主要由鏈輪軸、軸承、鏈輪、鏈條等部分組成。
鏈傳動結構形式裝置，如圖3.1所示。
圖 3.1 叉車鏈傳動結構形式
3.2 鏈傳動的設計
3.2.1鏈條型號的選擇和確定
叉車額定載荷2000Kg，鏈條工作載荷為F = 20KN，根據(jù)這個特點，再結合滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸初步選用ISO鏈號16B的滾子鏈傳動，鏈條的拉伸載荷= 60 KN，可以滿足設計要求。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
節(jié)距P
排距Pt
抗拉載荷
單排鏈的質量
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鏈條的強度校核
在鏈輪正常的工作情況下，手動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），鏈傳動的主要失效形式是鏈條的過載，在危險面斷裂被拉斷，因此應該對鏈條進行靜強度校核計算。參照《機械零件設計手冊》第二版，由計算公式3.1得：
靜強度安全系數(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,采用的是兩個單鏈傳動，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）
所以鏈條滿足強度要求。
（注：鏈條滿足強度要求則應當滿足關系：）
3.2.3鏈輪的結構和設計
經(jīng)過觀察叉車的實際框架設計，鏈條只需要一個鏈輪來傳動，起到支撐的作用，所以對鏈輪輪齒強度、剛度要求較高?？紤]到跟軸承的配合關系確定為基軸配合，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）。相對于普通的鏈輪來說，軸承鏈輪不需要設計表面帶有齒的，中間設計成一個光滑凸輪，鏈條卡在中間，只需要頂著滾子鏈中間的滾子轉動就可以了，但是鏈輪要求要有足夠的強度和耐磨性，所以表面一般都要經(jīng)過熱處理，使鏈輪達到一定硬度，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，采用的是實心式鏈輪，鏈輪的材料應該保證其表面有足夠的強度和耐磨性，所以鏈輪表面一般都是經(jīng)過特殊的熱處理，讓它到達一定的硬度，常見的材料見表3.2，要求強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，表面硬度達到40-45HRC。鏈輪結構如圖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）鏈輪的結構
如圖3.2所示，鏈輪外圈用來卡住鏈條寬度為15mm（鏈條內鏈節(jié)內寬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
由于鏈輪送內套軸承轉動，為了防止軸承跟鏈輪的軸向運動，所以特別在軸的兩個頂端設計一個凹槽，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圈，保證軸承跟鏈輪的穩(wěn)定轉動，延長機械零部件工作壽命。
圖3.2 鏈輪結構圖
3.2.4確定潤滑方式
由于本文設計的手動液壓堆高車是通過液壓系統(tǒng)手動提升的，速度不是很大，一般為，屬于低速傳動，查《機械設計第九版》圖9-14可知，應采用人工定期潤滑的方式即可。
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材料沒有特殊要求，所以選用的是45號鋼，經(jīng)過調質處理。由《機械設計》第九版教材P258的表15-1，軸的常用材料及主要力學性能，調質處理后，HB218-255，抗拉強度極限，屈服強度極限，彎曲疲勞極限。
3.3.2鏈輪軸的設計和計算
在本文中，我們設計的鏈輪軸是不轉動的心軸，只作支撐鏈輪的作用，心軸工作時只承受彎矩，而不受扭矩(扭矩通過滾動軸承抵消)，所以這里主要考慮的是承受彎矩作用。
設計鏈輪軸的結構，如圖3.3所示。
圖3.3 鏈輪軸
（1） 軸的強度校核
按照抗彎曲合成強度校核軸徑，軸的受力簡圖，如圖3.4所示。
圖3.4 軸受力簡圖
在之間有一段距離，我們設為x（x是鏈輪軸長度的一半），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，計算軸圓形截面，則抗彎截面系數(shù)為：
（3.6）
查機械設計手冊，由公式3.5得：
查機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力為：
計算軸最小直徑，由公式3.5和公式3.6，推算出公式3.7：
（3.7）
考慮到滾動軸承選用的是國家標準件，所以取軸的直徑為d=50mm。
所以設計的鏈輪軸符合強度要求。
（2） 鏈輪軸的剛度校核
軸的撓度簡圖，如圖3.7所示。
圖3.7 軸的撓度簡圖
（3.8）
（3.9）
所以該軸的剛度滿足設計的要求。
3.4 軸承的選擇
3.4.1 計算軸承的當量載荷
根據(jù)上面所求的結果，要選擇合適的軸承，要求出軸承的當量載荷，因為這里設計的軸承只受的作用（即徑向載荷），只考慮向心滾子軸承的設計。查表，選用深溝球軸承，結構代號為60000，其性能和特點是：主要承受的是徑向載荷，也可以同時承受比較小的軸向壓力。
根據(jù)工作的環(huán)境和設計的要求，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
接下來預算一下軸承的使用壽命，由公式3.10得：
（3.10）
上式中:
——軸承預期壽命
n——軸承轉速
C——額定動載荷
P——當量載荷
注：對于球軸承，對于滾子軸承
我們預計軸承使用壽命為5年，每天8h，每年工作300天計算，則：
由公式3.11，求得軸承的當量載荷：
（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：
我們設計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)計算出軸徑d=50mm，查國家標準表深溝球軸承，可知，最后選定軸承中窄（3）系列，軸承型號為：舊標準310新標準6310，額定動動載荷，可以滿足正常的使用要求。
3.4.2選擇潤滑方式
選擇適合的潤滑方式對于機械器件的運作有著很重要的影響，例如：機構在運轉時，有時候一些部位得不到良好的潤滑就會產生機械摩擦，就會產生我們所說的干摩擦。通過科學實驗已經(jīng)證明了：干摩擦在短時間內會產生大量的摩擦熱，這個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、拉缸等這些機械故障，其主要原因是是這個。所以必須對零部件運行的過程中產生的摩擦部位給予很好的潤滑。當潤滑油沿著零部件的轉動流到摩擦部位之后，就會粘附在摩擦表面上，形成一層薄薄的潤滑保護油膜，這大大減少零部件之間運轉時產生的摩擦，從而減少其摩擦表面的摩擦阻力，而發(fā)揮潤滑作用的關鍵就是在于油膜的韌性和強度。
綜和上面所說，潤滑的作用有：洗滌、密封、防銹、減小沖擊載荷等。
對機械零部件潤滑的方法常用的有兩種形式：油潤滑和脂潤滑。
（1）油潤滑一般用在對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候。在使用油潤滑方式的時候，向摩擦表面加入潤滑油的方式一般有兩種：間歇式油潤滑和連續(xù)式油潤滑。
（2）脂潤滑只能是間歇式對機械零部件提供潤滑脂。潤滑脂的作用是減少機件摩擦并且能夠防止摩擦表面所產生的熱量腐蝕，還可以防止雜物進入運轉工作表面，影響機件的工作；在轉速低，不經(jīng)常工作的摩擦表面也常常采用脂潤滑的方式進行潤滑。
根據(jù)本文設計的手動液壓升高車的鏈傳動實際工作情況來看，應該采用人工油潤滑的方式，也可以根據(jù)自身工作性質和工作時間進行必要的保養(yǎng)潤滑，從而達到增加叉車的使用壽命的效果。
3.5 叉車外型結構設計
機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，是進行裝卸門架系統(tǒng)是叉車的工作裝置，是進行裝卸 作業(yè)的直接工作機構，貨物的叉取卸放、 作業(yè)的直接工作機構。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或者是多級，我們生活中常見門架一般是兩級的，也有全部自由的三節(jié)門架，里門架和外門架組成兩級門架，憑借著叉架上的縱向滾輪和橫向滾輪組帶動貨叉沿著門架立柱的內外側上升或者下降。裝配時，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表面，叉架上掛著貨叉；當貨叉取貨物時，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表面，使得叉架緊緊貼合了叉車門架，通過鏈傳動裝置，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，叉架被鏈條帶動沿著門架立柱垂直上升，從而實現(xiàn)了手動液壓升高車提升貨物的功能。
本文設計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、下橫梁跟立柱構成了叉車的主要框架，主要結構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，在叉架上安裝好貨叉后，就可以很方便的搬運貨物。本次設計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，可以得到不同強度的門架。門架的各個組成部分均是由焊接工藝焊接而成的；為了防止因為潮濕腐蝕材料，影響叉車的使用壽命，所以門架的表面都會進行噴漆防銹。
（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
中間橫梁由兩個鏈條緊固螺釘和螺母，一個U型雙頭螺桿組成，鎖緊鏈條和固定油缸。
3.6 手動液壓升高車輪子的設計
（1）后輪的設計
為了保證手動液壓堆高車在運輸過程中以及在搬運貨物時的穩(wěn)定性和安全性，應該具備有四個支撐點，叉車中心的投影點無論在工作的時候還是在運輸?shù)奈恢?，都不應該超過四個點所形成的四邊形內。若要使叉車轉彎時靈活方便，在轉彎時要求每個輪子都有一個共同中心，所以設計的叉車的兩個后輪軸應該保持在同一水平軸線上，所以本文設計選用的是插頭式腳輪。后輪應該設計成萬向輪，我們設計的叉車額定起重為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）前輪的設計
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，前輪的設計應該包括：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 叉架的設計
3.7.1叉架的框架結構設計
叉車的叉架又叫做滑動架，它是用來安裝叉車貨叉或者是其他工作器具的，從而能夠實現(xiàn)帶動貨物一起進行升降的目的，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，當叉車鏈條帶動叉架進行升降的同時，叉架需要穩(wěn)定的沿著門架的內外導軌（即工字鋼表面）運動，所以，決定了叉架在結構上相當于一個能夠垂直運動的承載體和滑行架。叉架一般是由兩個部分構成的：前面部分是一焊接的框架結構，主要是用來安裝懸掛貨叉以及其他構件，后面部分是由兩列裝有導向滾輪的滾輪架，這兩個部分均為焊接構成一體的。此外，叉架有鏈條的牽引，可以沿著門架的導軌進行垂直的升降動作，這是液壓堆高車能夠抬起貨物的基本形式之一。根據(jù)貨叉的外形結構和叉架在框架上面的安裝方式，叉架有可以分為兩種形式：滑桿式結構和板式結構。
考慮到貨叉設計成掛鉤型，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：封閉框架結構、開口框架結構、封閉板式結構、開口板式結構。但凡貨叉叉架不管采用什么結構，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構進行切割，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，因此焊接板式結構已經(jīng)被廣泛應用于叉車的貨叉外型的設計。
本文叉架的設計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叉架的滾輪設計
門架的滾輪是門架系統(tǒng)中支撐并且能夠引導其他傳動件運動，分為縱向和橫向兩組，分別對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軌，承受垂直于門架平面內的作用力，是主要承載傳力的滾輪。橫向滾輪是以立柱側面的腹板為軌道的，承受門架平面內的側向力，作用力比較小，縱向滾輪所受的力更大。此外，還應該設計滾動軸承配套在個滾輪中引導轉動，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，設計一個導向銷軸，并且配有帶擋圈的鋼球并且內置彈簧，橫向滾輪也設置有帶彈簧的鋼球，起到了升降過程中的定位以及引導的作用，可以減小摩擦力，延長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 貨叉設計
3.8.1貨叉的結構
貨叉是叉車重要的構件之一，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形狀同樣的貨叉，以叉車幾何中心對稱安裝（受力均勻）。貨叉是安裝在叉架上面的，外型是一個類似于L形狀的桿件，分為水平段和垂直段兩個部分。一般的貨叉的水平段和垂直段是做成一個整體的，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，通過銷軸的轉動，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候，水平段可以向上翻轉，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，或者不用的時候，減小了占地面積，可以騰出更多的地方擺放器材，這對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。本文設計的是掛鉤型貨叉。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。
設計叉車的貨叉基本尺寸為：
貨叉水平長度：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《機械設計手冊》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貨叉的強度校核
查閱《材料力學》第三版附錄P391熱軋槽鋼，表3得出：
,
叉車的額定起重量為2000kg，所以單個貨叉所要承受1000kg，由公式3.12，彎曲正應力為：
（3.12）
上式中，
所以貨叉滿足強度要求。
3.8.3貨叉的剛度校核
校核貨叉的水平段，叉車的貨叉受力簡圖，如圖3.23所示。
圖3.23 貨叉的受力簡圖
根據(jù)圖3.22分析，由公式3.13，3.14得出貨叉的轉角和撓度：
（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貨叉掛鉤的設計
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，