機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)畢業(yè)論文-10噸叉車升降機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　10噸叉車升降機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　誠(chéng)信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)

2、立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 10噸叉車升降機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) </p>

3、<p>　　1．設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　　通過調(diào)研和查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)，掌握叉車升降機(jī)構(gòu)主要用途和工作原理。應(yīng)用所學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，分析叉車升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、載荷，對(duì)主要受力件強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算分析，應(yīng)用CAD三維造型或二維設(shè)計(jì)技術(shù)完成課題總成和關(guān)鍵零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算說明書。編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。</p><p>　　2．設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容</p>&l

4、t;p>　　1）掌握叉車升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理。繪制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和原理簡(jiǎn)圖；</p><p>　　2）了解零部件材料及制造、熱處理工藝；</p><p>　　3）了解叉車升降機(jī)構(gòu)的失效模式；</p><p>　　4）制作叉車升降機(jī)構(gòu)的裝配總圖；</p><p>　　5）對(duì)叉車升降機(jī)構(gòu)及關(guān)鍵零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，重點(diǎn)是對(duì)失效件的分析；<

5、;/p><p>　　6）編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，總結(jié)設(shè)計(jì)取到的效果與體會(huì)，提出自己的論點(diǎn)和改進(jìn)建議等。</p><p><b>　　3．主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《汽車設(shè)計(jì)》、《汽車?yán)碚摗?、《汽車?gòu)造》、《機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》等。</p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p&g

6、t;<p>　　審核人： 年 月 日</p><p>　　十噸叉車升降機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要:叉車是一種具有裝卸功能和搬運(yùn)功能的機(jī)車，機(jī)動(dòng)性好，使用起來(lái)比較靈活，可以在不同的條件下達(dá)到裝卸搬運(yùn)貨物的要求，通常適用于港口、貨場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)等處，也可以在船艙和集裝箱內(nèi)等

7、條件下進(jìn)行裝卸工作，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)化水平的不斷提高，叉車的使用和需求也越來(lái)越大，正逐漸在裝卸搬運(yùn)業(yè)占有不可替代的位置。叉車的主要功能是裝卸和搬運(yùn)，然而實(shí)現(xiàn)這些功能的裝置是叉車的升降機(jī)構(gòu)，它是叉車的核心裝置，也是實(shí)現(xiàn)物流機(jī)械化，減輕工人工作負(fù)擔(dān)，提高工作效率的主要工具。所以叉車的升降機(jī)構(gòu)是叉車最重要的組成部分。從目前叉車市場(chǎng)來(lái)看，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要被中低端占據(jù)，然而從中國(guó)的發(fā)展角度和行業(yè)對(duì)叉車的需求角度來(lái)看，中國(guó)叉車未來(lái)的發(fā)展方向必定

8、是高端化和技術(shù)化，因此研究叉車的意義重大。</p><p>　　關(guān)鍵詞:叉車；門架；升降機(jī)構(gòu)</p><p>　　Ten tons forklift lifting mechanism analysis and design</p><p>　　Abstract: Forklift truck is a has the functions of loading an

9、d unloading and handling of locomotive, good mobility, use is flexible can reach the cargo handling requirements under different conditions, usually used in the port, the freight yard, warehouse, etc., can also be used f

10、or loading and unloading in the cabin and container conditions, with the continuous improvement of science and technology development and industrialization level, the use of forklift trucks and demand is more and more b&

11、lt;/p><p>　　keywords: forklift; mast; lifting mechanism</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 叉車升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)選題的目的和意義1</p>&

12、lt;p>　　1.2 叉車的過去和現(xiàn)在以及未來(lái)1</p><p>　　2 叉車升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)總述3</p><p>　　2.1 門架的簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)概況3</p><p>　　2.2 門架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)及相關(guān)裝置配合問題4</p><p>　　3 貨叉的設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>　　3.1 貨叉基本參數(shù)和尺寸的

13、確定6</p><p>　　3.2 貨叉的計(jì)算簡(jiǎn)圖6</p><p>　　3.3 貨叉的強(qiáng)度驗(yàn)算7</p><p>　　3.3.1 計(jì)算載荷P的確定8</p><p>　　3.3.2 安全系數(shù)n的確定8</p><p>　　3.3.3 計(jì)算最大正應(yīng)力9</p><p>　　3.3.4

14、 強(qiáng)度驗(yàn)算9</p><p>　　3.4 貨叉的剛度校核9</p><p>　　3.5 貨叉掛鉤形式的確定10</p><p>　　3.6 貨叉與掛鉤焊接強(qiáng)度驗(yàn)算10</p><p>　　4 叉架的設(shè)計(jì)計(jì)算12</p><p>　　5 叉車門架的設(shè)計(jì)13</p><p>　　5.1

15、門架系統(tǒng)的構(gòu)造原理13</p><p>　　5.2 門架強(qiáng)度的計(jì)算概況14</p><p>　　5.3 計(jì)算滾輪壓力15</p><p>　　5.4 門架立柱截面幾何性質(zhì)15</p><p>　　5.5 內(nèi)門架強(qiáng)度計(jì)算18</p><p>　　5.5.1 門架立柱斷面翼緣厚度校核18</p>

16、<p>　　5.5.2 門架立柱斷面腹板高度校核19</p><p>　　5.5.3 門架立柱的彎矩校核19</p><p>　　5.6 外門架強(qiáng)度計(jì)算21</p><p>　　5.6.1 計(jì)算D點(diǎn)整體彎曲21</p><p>　　5.6.2 校核局部彎曲應(yīng)力22</p><p>　　5.7 門架剛

17、度計(jì)算22</p><p>　　5.7.1 門架剛度的計(jì)算狀態(tài)22</p><p>　　5.7.2 確定門架端部產(chǎn)生的各水平位移24</p><p>　　5.7.3 校核撓度26</p><p>　　6 滾輪組件的安裝及計(jì)算27</p><p>　　6.1 內(nèi)門架與外門架滾輪的設(shè)計(jì)27</p>

18、<p>　　6.1.1 軸的計(jì)算27</p><p>　　6.1.2 軸承的選擇28</p><p>　　6.1.3 導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)29</p><p>　　6.1.4 軸用擋圈29</p><p>　　6.1.5 孔用擋圈29</p><p>　　6.2 叉架與內(nèi)門架滾輪的設(shè)計(jì)30</p&g

19、t;<p>　　7 傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)31</p><p>　　7.1 傾斜機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介31</p><p>　　7.2 傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)工況31</p><p>　　7.3 傾斜油缸的布置方案31</p><p>　　7.4 傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)32</p><p>　　7.4.1 傾斜油缸受力分析及負(fù)荷計(jì)算32

20、</p><p>　　7.4.2 傾斜油缸缸徑，活塞桿直徑計(jì)算33</p><p>　　7.4.3 油缸行程計(jì)算33</p><p>　　7.4.4 油缸作用時(shí)間計(jì)算35</p><p>　　7.4.5 穩(wěn)定性校核35</p><p>　　7.4.6 油缸壁厚的計(jì)算36</p><p>

21、;　　7.4.7 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算37</p><p>　　7.4.8 缸體螺紋連接計(jì)算37</p><p>　　7.4.9 缸底厚度及缸底的焊縫強(qiáng)度計(jì)算38</p><p>　　8 總 結(jié)39</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b>　　

22、致 謝41</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 叉車升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)選題的目的和意義</p><p>　　叉車是一種應(yīng)用普遍的機(jī)動(dòng)靈活的流動(dòng)式裝卸搬運(yùn)機(jī)械，是物料搬運(yùn)機(jī)械的一種，是實(shí)現(xiàn)物流作業(yè)機(jī)械化，降低工人在搬運(yùn)過程中的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率的主要工具。叉車的顯著特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)靈活

23、、通用性強(qiáng)、活動(dòng)范圍大等，因此叉車被普遍應(yīng)用于貨場(chǎng)、油田、港口碼頭、機(jī)場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)以及工礦企業(yè)等部門，用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸，是物流系統(tǒng)不可缺少的機(jī)械設(shè)備。而叉車中進(jìn)行裝卸作業(yè)的主要工作裝置是叉車升降系統(tǒng)，貨物的卸放、堆垛最終都是由其完成的，所以它是叉車最重要的組成部分。</p><p>　　在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，各行各業(yè)對(duì)叉車的需求量逐年增加，尤其是近幾年物流熱刺激市場(chǎng)需求，叉車市場(chǎng)拓展空間巨大。&

24、lt;/p><p>　　1.2 叉車的過去和現(xiàn)在以及未來(lái)</p><p>　　我國(guó)叉車行業(yè)開始于20世紀(jì)50年代末，由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)叉車技術(shù)的匱乏，所以早期產(chǎn)品主要以仿制前蘇聯(lián)產(chǎn)品為主。從70年代后期到80年代中期，國(guó)內(nèi)叉車界共組織了2次聯(lián)合設(shè)計(jì)，各廠紛紛引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。自90年代開始，一些叉車企業(yè)在原有叉車技術(shù)的基礎(chǔ)上積極研究探討，對(duì)叉車的進(jìn)一步更新和系列化做出了貢獻(xiàn)，但是即使這樣我國(guó)叉車的

25、整體水平與世界先進(jìn)水平仍然還有很大差距，因此我國(guó)每年仍需從國(guó)外進(jìn)口一些優(yōu)秀的叉車產(chǎn)品。所以中國(guó)叉車能否在國(guó)際市場(chǎng)中占有一席之地，叉車的發(fā)展就顯得格外重要，意義重大，任務(wù)艱巨?！?lt;/p><p>　　國(guó)際上生產(chǎn)叉車排名前幾位的廠家有林德、豐田、納科、永恒力、小松、TCM、力至優(yōu)等著名公司。這些世界上著名叉車的特點(diǎn)是：叉車的品種類型比較多，在技術(shù)方面處于領(lǐng)先水平，各自特色比較鮮明，最重要的是在提高作業(yè)效率、人機(jī)工程、

26、節(jié)能、環(huán)保及安全性等方面的技術(shù)發(fā)展非?？?，追求各性化和系列化，最大限度地滿足客戶的需求。</p><p>　　目前全球大概有240家叉車生產(chǎn)企業(yè)，年生產(chǎn)叉車約在50萬(wàn)臺(tái)左右。由于叉車行業(yè)的暴利因素，好多廠家開始進(jìn)行非公平的地下行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，由此帶來(lái)了叉車行業(yè)的低迷狀態(tài)，好多廠家便開始尋找低廉的材料和成本的考慮，同樣受到這一因素影響，由于中國(guó)是世界第一制造大國(guó)，而且人口眾多，，導(dǎo)致勞動(dòng)力廉價(jià)，所以有好多廠家便把矛頭指向

27、中國(guó)，于是中國(guó)就出現(xiàn)好多國(guó)外企業(yè)，任何事情都有兩面性，缺點(diǎn)是把污染帶到了中國(guó)，環(huán)境受到影響，但是也帶來(lái)了好處，它促進(jìn)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)也把先進(jìn)的技術(shù)帶到了中國(guó)，為中國(guó)叉車行業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)?？梢娭袊?guó)的叉車市場(chǎng)是巨大的。 目前的環(huán)境問題不容忽視，霧霾橫行，沙塵肆虐，因此，環(huán)保型叉車將成為市場(chǎng)主流，這樣的設(shè)計(jì)更加人性化，也更加符合人類的生產(chǎn)生活需求，這一想法既新穎又符合創(chuàng)新理論；其次，自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、大型超市的紛紛出現(xiàn)，起到了促進(jìn)

28、作用。未來(lái)的叉車將會(huì)出現(xiàn)更加科學(xué)化和系統(tǒng)化。人們的作業(yè)方式將會(huì)越來(lái)越輕松。 </p><p>　　2 叉車升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)總述</p><p>　　2.1 門架的簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)概況</p><p>　　門架作為叉車升降機(jī)構(gòu)的主要部件，主要擔(dān)任裝卸貨物和起升貨物，而且對(duì)于叉車的整體性能又有很重要的影響，基本上叉車的門架有兩部分組成，他們是內(nèi)外兩節(jié)，內(nèi)門架和外門架都

29、有兩根立柱，然而門架承載的主要構(gòu)件正是立柱，而且又是內(nèi)門架作升降運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌。左立柱和右立柱之間連上橫梁，組成形或其他封閉形狀的框架(圖2-1)。大多數(shù)為槽形截面的立柱式外門架，截面型式較多的立柱是內(nèi)門架，它們有槽形、工字形和各種異形形狀。立柱截面周邊不封閉，桿件長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于截面的厚度和高度，因此，這屬于力學(xué)上的開口薄壁桿范疇。</p><p>　　（a）內(nèi)門架 （b）外門架</p&

30、gt;<p>　　圖2-1 門架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　1——立柱 2——橫梁</p><p>　　叉車的內(nèi)門架和外門架里、外嵌套，用起升油缸可以使內(nèi)門架可在外門架內(nèi)移動(dòng)，使之成為可伸縮的結(jié)構(gòu)。加工要求，門架布置在前軸的前邊，車的前方，這是它在布置方面的情況。用型鋼焊成的平面框架有內(nèi)架、外架和叉架，起升油缸和鏈滑輪組和內(nèi)架、外架和叉架重量占了工作裝置總重的絕大部分，

31、且集中在位于前軸外邊的門架平面內(nèi)，是影響叉車抵抗向前翻倒的不利因素。由于門架在司機(jī)的前面，所以司機(jī)的視線會(huì)被組成門架系統(tǒng)的多數(shù)構(gòu)件及起升油缸和鏈油輪組擋住。</p><p>　　在設(shè)計(jì)時(shí)，為了避免不利因素的影響，應(yīng)必須必須注意以下兩點(diǎn)：一是在工作裝置能正常工作的情況下，要盡可能地將它放在靠近前軸的位置上；二是在關(guān)于司機(jī)視野情況時(shí)，在叉車無(wú)貨物條件行駛下，司機(jī)可以看見貨叉叉尖，在貨叉有貨物的情況下，司機(jī)可以清楚地觀

32、察到貨物的情況，以免發(fā)生不必要的危險(xiǎn)和意外。</p><p>　　2.2 門架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)及相關(guān)裝置配合問題</p><p>　　門架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)與相關(guān)裝置配合問題（圖2-2）是：貨叉固定在貨叉架橫梁上；由于鏈條對(duì)叉架的牽引，以其縱、側(cè)向滾輪為“車輪”，其升降運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)導(dǎo)軌是內(nèi)門架；由于升液壓缸對(duì)內(nèi)門架的頂推，同樣把縱、側(cè)向滾輪作為“車輪”，利用外門架為“固定導(dǎo)軌”實(shí)現(xiàn)升降；把外門架的下鉸座

33、鉸接在驅(qū)動(dòng)橋殼或車架上，整個(gè)門架系統(tǒng)的前、后傾運(yùn)動(dòng)依靠?jī)蓚€(gè)并列的傾斜液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。起升液壓缸分成兩個(gè)，下端以半球面支承在外門架后側(cè)，中部受外門架“扶持”，上端頂在一個(gè)浮動(dòng)橫梁上，自由提升結(jié)束后即與內(nèi)門架上橫梁重疊。起升鏈條的一端固定在起升液壓缸筒上（相當(dāng)于固定在外門架上），中部繞過固定在浮動(dòng)橫梁上的鏈輪后，另一端掛住叉架。</p><p>　　圖2-2 門架示意圖 </p><p>　　

34、門架部分參數(shù)見下表：</p><p>　　表2-1 10t液壓叉車門架主要性能參數(shù)</p><p>　　3 貨叉的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1 貨叉基本參數(shù)和尺寸的確定</p><p>　　貨叉的主要尺寸有貨叉水平段長(zhǎng)度；貨叉垂直段高度；貨叉斷面尺寸(為貨叉厚度，為貨叉寬度等)（圖3-1）。</p><p&

35、gt;　　圖3-1 貨叉的結(jié)構(gòu)和尺寸</p><p>　　貨叉尺寸主要決定于起重量Q、載荷中心距c，根據(jù)題意，已知起重量Q=10噸，按ISO/DIS1214-79標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，載荷中心距離為c=600mm,由ISO/DIS2326-81和ISO2382-77標(biāo)準(zhǔn)，查出貨叉的基本參數(shù)和尺寸為</p><p><b>　　貨叉長(zhǎng)度：；</b></p><

36、p><b>　　貨叉垂直高度：；</b></p><p><b>　　貨叉斷面尺寸：；</b></p><p>　　貨叉兩鉸支點(diǎn)中心距：；</p><p><b>　　貨叉外伸距：；</b></p><p>　　據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇材料為40Cr鋼，熱處理工藝選用調(diào)質(zhì)處

37、理40Cr鋼屈服強(qiáng)度。</p><p>　　3.2 貨叉的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　貨叉和叉架的聯(lián)接形式不同，其支承類型不同，依據(jù)ISO2328-77標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，10噸叉車貨叉和叉架的聯(lián)接形式為掛鉤型。上支承可簡(jiǎn)化為活動(dòng)鉸支座。按照這種簡(jiǎn)化，貨叉可看作一次超靜定剛架（圖3-2）。與此同時(shí)，考</p><p>　　慮到掛鉤型貨叉上部的掛鉤處有安裝間隙，并非絕對(duì)不能

38、轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，貨叉又可簡(jiǎn)化為支承在兩個(gè)鉸接支座上的靜定剛架（圖3-3）。</p><p>　　圖3-2 超靜定剛架計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　圖3-3 靜定剛架計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　這兩種計(jì)算簡(jiǎn)圖， 為確保安全考慮， 貨叉的強(qiáng)度和剛度均按靜定剛架進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　3.3貨叉的強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p

39、>　?。╝） (b)</p><p>　　(c) (d)</p><p>　　圖3-4 貨叉強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　貨從叉所受的集中載荷P力作用的內(nèi)力圖(圖3-4)來(lái)看, 水平段受彎矩和剪力, 垂直段受彎矩和拉力, 危險(xiǎn)截面支座A以下垂直段的最大正應(yīng)力為</p

40、><p><b>　?。ㄊ?-1）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　P——貨叉的計(jì)算載荷，N；</p><p>　　C——標(biāo)準(zhǔn)載荷中心距，mm；</p><p>　　a——貨叉厚度；mm；</p><p>　　b——貨

41、叉截面寬度，mm。</p><p>　　3.3.1計(jì)算載荷P的確定</p><p><b>　?。ㄊ?-2）</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　Q——起重量，Q=10t=17640N</p><p>　　K1——?jiǎng)虞d荷系數(shù)，由文

42、獻(xiàn)[1]推薦，取K1=1.2；</p><p>　　K2——偏載荷系數(shù)，由文獻(xiàn)[1]推薦，取K2=1.3.</p><p><b>　　由此得出 </b></p><p>　　3.3.2 安全系數(shù)n的確定</p><p>　　強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，安全系數(shù)應(yīng)滿足以下條件:</p><p><b>

43、　　其中</b></p><p>　　n——強(qiáng)度安全系數(shù)；</p><p><b>　　——材料屈服極限；</b></p><p>　　——危險(xiǎn)截面處應(yīng)力（即最大正應(yīng)力）；</p><p><b>　　注：與單位相同。</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)選擇安全

44、系數(shù)為n=3。</p><p>　　3.3.3 計(jì)算最大正應(yīng)力</p><p><b>　?。ㄊ?-3）</b></p><p>　　3.3.4 強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　把數(shù)據(jù)代入式3-1, 得出</p><p>　　因?yàn)?所以貨叉滿足強(qiáng)度要求。</p><p>

45、　　3.4 貨叉的剛度校核</p><p>　　貨叉的剛度通常校核叉尖處的靜撓度，即以額定載荷之半作為計(jì)算載荷（）, 按等截面靜定剛架來(lái)計(jì)算又尖處的撓度，計(jì)算方法用簡(jiǎn)便的彎矩圖乘法（圖3-5）。</p><p>　　（a）計(jì)算圖 （b）MP彎矩圖 （c）彎矩圖</p><p>　　圖3-5 貨叉叉尖撓度計(jì)算圖</p>

46、<p><b>　　由此可得叉尖的撓度</b></p><p><b>　?。ㄊ?-4）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——貨叉的截面慣性矩，；</p><p>　　——貨叉的彈性模量，；</p><p&g

47、t;　　——貨叉的額定截荷，.</p><p><b>　　代人數(shù)據(jù), 得出</b></p><p><b>　　叉尖的許用撓度為</b></p><p><b>　?。ㄊ?-5）</b></p><p>　　由于,所以貨叉滿足剛度要求。</p><p>

48、;　　3.5 貨叉掛鉤形式的確定</p><p>　　由于焊接形式貨叉制造簡(jiǎn)單, 安裝拆卸便捷, 所以, 貨叉與掛鉤的聯(lián)接大多會(huì)采用非整體的焊接形式。</p><p>　　3.6 貨叉與掛鉤焊接強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　掛鉤尺寸根據(jù)ISO2328-77標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，z=17.5mm，M=31mm，s=50mm，K=H=5mm，b=120mm，G=36mm（圖3-6）

49、。</p><p>　　圖3-6 掛鉤尺寸與焊接強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　掛鉤的水平段受彎矩和拉力, 垂直段受彎矩。根據(jù)起重機(jī)焊接強(qiáng)度的計(jì)算規(guī)范, 由拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力所組成的復(fù)合應(yīng)力, 按等效應(yīng)力來(lái)進(jìn)行計(jì)算, 其計(jì)算公式為</p><p><b>　?。ㄊ?-6）</b></p><p><b>　　式

50、中</b></p><p>　　——掛鉤所受的水平力, N；</p><p>　　——焊縫總長(zhǎng)度，cm；</p><p>　　——所受垂直力，N。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù), 得出</b></p><p><b>　　則</b></p>

51、<p>　　貨叉與掛鉤焊接的焊條選用TB13-2, 焊條的抗拉強(qiáng)度,焊條的許用應(yīng)力</p><p><b>　　由于</b></p><p>　　所以，貨叉與掛鉤滿足焊接強(qiáng)度。</p><p>　　4 叉架的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　圖4-1 叉架受力圖</p><p>　　如圖4

52、-1所示，叉架一般按簡(jiǎn)支梁計(jì)算其上橫梁懸壁根部A-A截面處的應(yīng)力</p><p>　?。∕Pa），其計(jì)算式為</p><p><b>　?。ㄊ?-1）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　L——貨叉最外懸掛點(diǎn)到叉架上橫梁臂端根部的距離，mm；</p>

53、<p>　　h——叉架上橫梁懸壁端根部截面凈高度，mm；</p><p>　　b——叉架上橫梁懸壁端根部截面凈寬度，mm，b=M=31mm；</p><p>　　Fp——垂直載荷，N。Fp=9800Q/2，即額定起重量的一半；</p><p>　　F——縱向載荷，N。F=Fpm/h2，見表4-1，m=c+a+0.5b，a為貨叉厚度,</p>

54、<p>　　c為載荷中心距，c=500mm。</p><p>　　表4-1 貨叉安裝尺寸h2</p><p>　　取 h=120mm、h2=383mm、L=200mm，知a=40mm、b=31mm 、c=500mm</p><p><b>　　代入式4-1中，得</b></p><p><b>　　

55、由第三章知</b></p><p><b>　　而此處</b></p><p>　　所以 叉架滿足要求。</p><p>　　叉架的其它部分為超靜定的框架結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度與剛度較大，不必計(jì)算校核。 </p><p>　　5 叉車門架的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1門架系統(tǒng)的構(gòu)造原理&l

56、t;/p><p>　　圖5-1為門架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，內(nèi)門架1和外門架2都是由兩根柱和一個(gè)或兩個(gè)端梁焊成的框架。內(nèi)架僅有一個(gè)上端梁，下部有一個(gè)很弱的橫系桿。外架有上端梁及下端梁，為不妨礙內(nèi)架，上端梁放在立柱頂端后翼緣后邊。中部由橫梁加強(qiáng)，其兩側(cè)伸出有聯(lián)接傾斜油缸的鉸軸。左右立柱異型槽鋼，其開口相對(duì)。叉架和內(nèi)架上的各滾輪組分別安放在內(nèi)架和外架立柱的槽內(nèi)，滾輪組構(gòu)成叉架，內(nèi)架和外架相互之間的活動(dòng)聯(lián)系，起傳力和保證有正確動(dòng)力的導(dǎo)向

57、作用。起升鏈滑輪組包含兩套對(duì)稱布置的起升鏈和動(dòng)，滑輪座固定在內(nèi)架上梁。起升油缸的上、下支座的支承分別固定在內(nèi)架上梁和外加下梁上，為保證安置在期間的起升油缸受純壓力，支座的支承表面常為球面。鏈的一端固定在外架的下梁或立柱上，另一端與叉架相連接。</p><p>　　圖5-1 叉車門架結(jié)構(gòu)</p><p>　　1——內(nèi)門架 2——外門架 3——叉架 4——貨叉 5——貨物 6——導(dǎo)向滾輪 7—

58、—傾斜油缸</p><p>　　5.2門架強(qiáng)度的計(jì)算概況</p><p>　　選擇門架材料為16Mn，其剪切彈性模量為:G=8.4×105Kg/cm2，彈性模量為：E=2.1×106Kg/cm2。抗拉、抗壓，抗剪，屈服點(diǎn)。</p><p>　　當(dāng)叉車滿載、貨叉起升到最大高度、門架前傾最大角度時(shí)，門架受力最大(圖5-2)。在與門架垂直的平面內(nèi)，取叉

59、架為自由體，即可求出內(nèi)門架對(duì)又架滾輪的反壓力Pl、P2。</p><p><b>　?。ㄊ?-1）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Q——額定起重量，Kg；</p><p>　　G1——貨叉和叉架的自重，Kg；</p><p>　　S——

60、鏈條總拉力，Kg；</p><p>　　——門架最大前傾角，度；</p><p>　　k——?jiǎng)恿d荷系數(shù)，K=K1（動(dòng)力系數(shù)）×K2（貨物偏載系數(shù)）。</p><p>　　圖5-2 門架載荷作用圖</p><p>　　其中Q=10000Kg、 、G1=250Kg、h2=370mm、、、、、K=1.2。</p><

61、;p><b>　　代入式5-1得到</b></p><p>　　由于鏈條拉力和門架前傾對(duì)滾輪壓力所起的、數(shù)值上近乎相等的減載和增載作用，為了使計(jì)算簡(jiǎn)化，將其略去不計(jì)，按門架直立狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　5.3 計(jì)算滾輪壓力</p><p>　　（圖5-3）門架直立時(shí)，，由此內(nèi)門架滾輪壓力為</p><p>

62、;<b>　?。ㄊ?-2）</b></p><p>　　知h1=480mm，h2=370mm</p><p><b>　　外門架滾輪壓力為：</b></p><p><b>　?。ㄊ?-3） </b></p><p>　　圖5-3 門架滾輪壓力計(jì)算圖</p>&l

63、t;p>　　5.4 門架立柱截面幾何性質(zhì)</p><p>　　此叉車內(nèi)外門架立柱的截面尺寸相同，在計(jì)算開口薄壁桿件受彎扭綜合作用時(shí)，除了一般的截面幾何性質(zhì)以外(靜矩、慣性矩、抗彎模量等)，還要計(jì)算一些與截面翹曲有關(guān)的附加截面幾何特性。</p><p>　?。╝）立柱截面 （b）扇性坐標(biāo)</p><p><b

64、>　　(c)扇性靜矩</b></p><p>　　圖5-4 門架立柱截面幾何性質(zhì)</p><p>　　圖5-4（a）為門架立柱截面圖，5-4（a）為扇性坐標(biāo)圖，5-4（a）為扇性靜矩圖。此次設(shè)計(jì)起重量為10t，根據(jù)《機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》選擇槽鋼型號(hào)為16a，其相應(yīng)截面尺寸分別為：h=15.2cm、t1=1.4cm、t2=1.8cm、b=5.2cm,各參數(shù)值見表5-1。&

65、lt;/p><p>　　表5-1 門架立柱截面結(jié)構(gòu)尺寸及幾何特性</p><p><b>　　參數(shù)計(jì)算如下:</b></p><p><b>　　截面面積：</b></p><p><b>　　形心位置：</b></p><p><b>　　彎心位

66、置：</b></p><p>　　線性截面慣性矩（截面慣性矩）：</p><p>　　線性抗彎截面模量（截面抗彎模量）：</p><p><b>　　純抗扭慣性矩:</b></p><p><b>　　扇性慣性矩：</b></p><p><b>　　靜

67、矩：</b></p><p><b>　　約束扭轉(zhuǎn)特性：</b></p><p>　　5.5 內(nèi)門架強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　5.5.1 門架立柱斷面翼緣厚度校核</p><p>　　應(yīng)用局部彎曲應(yīng)力計(jì)算公式： （式5-3）</p><p>　　得

68、到： （式5-4）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——材料屈服極限，16Mn鋼的=3500Kg/cm2；</p><p>　　P——滾輪壓力，P=P1=P2=2046.47Kg。</p><p>&

69、lt;b>　　所以得到</b></p><p>　　5.5.2 門架立柱斷面腹板高度校核</p><p>　　根據(jù)滾輪的接觸應(yīng)力來(lái)求腹板高度</p><p><b>　?。ㄊ?-5）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　P

70、——滾輪壓力，2046.47Kg；</p><p>　　——滾輪踏面寬度，50mm；</p><p>　　Enp——導(dǎo)軌和滾輪材質(zhì)的綜合當(dāng)量彈性模量，鋼制滾輪時(shí)，</p><p>　　Enp=2.1×104Kg/mm2。</p><p>　　Pnp——導(dǎo)軌和滾輪的當(dāng)量曲率半徑，圓柱形滾輪對(duì)平面導(dǎo)軌時(shí)，Pnp=R=43mm。</

71、p><p>　　——與滾輪材質(zhì)和導(dǎo)軌表面硬度有關(guān)的許用接觸應(yīng)力，常用</p><p>　　60~80Kg/mm2。</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　代入公式得</b></p><p><b>　　由，知符合要求。</b>&

72、lt;/p><p><b>　　由的等式經(jīng)轉(zhuǎn)換得：</b></p><p>　　取滾輪的實(shí)際半徑為計(jì)算半徑的兩倍，即:</p><p>　　R實(shí)際=2R，則R實(shí)際=2×30.7=61.4mm（取62mm），則腹板高度為：</p><p>　　由知，此尺寸設(shè)計(jì)合格。</p><p>　　5.5

73、.3 門架立柱的彎矩校核</p><p>　　內(nèi)門架被當(dāng)作外伸懸臂梁對(duì)待，按一端鉸支、一端自由的單根薄壁桿來(lái)計(jì)算。在垂直于門架的平面內(nèi)計(jì)算門架立柱中產(chǎn)生的最大彎矩。簡(jiǎn)化計(jì)算的整體強(qiáng)度安全系數(shù)應(yīng)大于4，校核翼緣的局部彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)N局應(yīng)不小于1.2，最危險(xiǎn)截面在B點(diǎn)(圖5-5)。</p><p>　　叉車起重鏈條的一端固定在起升油缸缸筒上，鏈條拉力S對(duì)缸筒產(chǎn)生的力矩通過活塞桿在內(nèi)門架和上端

74、產(chǎn)生推力，其方向垂直于門架平面，使內(nèi)門架彎曲。在截面B上的這個(gè)附加彎矩?cái)?shù)值極小，忽略不計(jì)。截面B的計(jì)算彎矩可得：</p><p><b>　　1.整體彎曲正應(yīng)力</b></p><p>　　已知許用彎曲應(yīng)力為（取N值為4）：</p><p><b>　　由可知整體安全。</b></p><p>　　

75、圖 5-5 門架立柱</p><p><b>　　2.整體彎曲剪應(yīng)力</b></p><p>　?。ㄊ?-6） </p><p><b>　　式中</b></p><p>　　P——截面剪力，Kg；</p><p>　　S——所求應(yīng)力點(diǎn)以外

76、的截面面積對(duì)中性軸的靜矩，cm3；</p><p>　　Jx——截面對(duì)中性軸X的慣性矩，cm4;</p><p>　　b——所求應(yīng)力點(diǎn)處的截面寬度，cm。</p><p><b>　　得到</b></p><p><b>　　許用剪切應(yīng)力為：</b></p><p><

77、b>　　由知滿足要求。</b></p><p><b>　　3.局部彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　B點(diǎn)局部變異應(yīng)力：</b></p><p>　?。ㄊ?-7） </p><p>　　式中K0=2、t=t2=1.8cm</p><p&g

78、t;<b>　　則有</b></p><p>　　局部許用彎曲應(yīng)力為（取N局=1.2）</p><p>　　由，局部危險(xiǎn)點(diǎn)安全。</p><p>　　5.6 外門架強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　外門架是外形封閉的復(fù)雜剛架結(jié)構(gòu)由左右立柱和多根橫梁組成。通過立柱和橫梁的彎曲中心的縱軸不在同一平面內(nèi)，所以外門架不是一個(gè)平面薄壁

79、框架結(jié)構(gòu)。</p><p>　　外門架立柱在外載荷作用下產(chǎn)生的彎曲變形和約束扭轉(zhuǎn)變形與內(nèi)門架立柱情況相似。因此把外門架簡(jiǎn)化為單根立往計(jì)算，通過支座約束來(lái)考慮橫梁的影響。</p><p>　　外門架立柱在垂直門架平面內(nèi)的整體彎曲，門架前傾的影響.不考慮，從門架下滾輪接觸點(diǎn)至立柱與傾斜</p><p>　　圖5-6外門架強(qiáng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p&g

80、t;　　油缸連接處的一整段內(nèi)，都承受最大彎矩Mbmax的作用。門架滾輪壓力對(duì)外門架立柱還產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)。立住與橫梁均可看成鉸支聯(lián)接，可以接受立柱的截面翹曲，但不要截面轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　外門架強(qiáng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖圖5-6，危險(xiǎn)截面在D點(diǎn)。知H0=1866mm、h0=520mm、h1=480mm。5.6.1 計(jì)算D點(diǎn)整體彎曲</p><p>　　鏈條拉力S對(duì)起升油缸產(chǎn)生力矩，通過活塞桿及內(nèi)門架

81、使門架滾輪壓力增加，門架彎曲增加。</p><p>　　門架滾輪壓力增量為：</p><p><b>　　（式5-8）</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　S——鏈條拉力，Kg；</p><p>　　a2——鏈條與軸中心距，cm；</p

82、><p>　　Hmax——最大起升高度，cm。</p><p>　　知Hmax=300cm，取a2=6cm，求得</p><p><b>　?。ㄊ?-9）</b></p><p><b>　　則有</b></p><p>　　所以D點(diǎn)最大彎矩為：</p><p

83、><b>　　則整體彎曲應(yīng)力為：</b></p><p>　　前面已經(jīng)得到，許用彎曲應(yīng)力為:</p><p><b>　　由可知，符合要求。</b></p><p>　　5.6.2 校核局部彎曲應(yīng)力</p><p><b>　?。ㄊ?-10）</b></p>

84、<p>　　同樣，已由前面得到局部許用彎曲應(yīng)力：</p><p><b>　　由知，符合要求。</b></p><p>　　5.7 門架剛度計(jì)算</p><p>　　5.7.1 門架剛度的計(jì)算狀態(tài)</p><p>　　門架的剛度條件是指當(dāng)滿載的貨叉起升到最大高度，前傾至最大角度時(shí)，門架頂端的水平撓度應(yīng)小于許用

85、值。門架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5-7所示。</p><p>　　圖5-7 門架剛度計(jì)算狀態(tài)簡(jiǎn)圖</p><p>　　其中各已知參數(shù)分別為：</p><p>　　起重量Q=10000Kg、起升高度H=3000mm、載荷中心C=600mm、前傾角、滑架重量G1=250Kg、門架立柱慣性矩J0=J1=J=1490.98cm4。</p><p><b&g

86、t;　　門架各尺寸分別為：</b></p><p>　　h0=520mm、h1=480mm、h2=370mm、H0=1866mm、H1=1830mm、H=3211mm C0=380mm、C1=300mm、l0=665mm、l1=260mm。</p><p>　　滑架通過滾輪傳給內(nèi)門架和力按下式計(jì)算，參看圖5-8</p><p>　　圖5-8 門架計(jì)算簡(jiǎn)圖

87、</p><p><b>　?。?式5-11）</b></p><p>　　可以把力P1、P2對(duì)門架的作用分解為一個(gè)力偶與一個(gè)集中力，內(nèi)門架端部力偶以M1表示，外門架端部的力偶以M0來(lái)表示，參看圖5-3及圖5-7來(lái)求其值。</p><p><b>　?。ㄊ?-12）</b></p><p><

88、b>　　另外</b></p><p>　　伸縮式門架在端部力偶和集中力作用下，端部產(chǎn)生的水平位移f（撓度）是由三部分組成的：外門架端部水平位移f0、內(nèi)門架端部水平位移f1和內(nèi)門架繞外門架端部轉(zhuǎn)動(dòng)角在內(nèi)門架端部引起的水平位移，見圖5-9。</p><p><b>　?。ㄊ?-13）</b></p><p><b>　　

89、式中</b></p><p>　　、——力偶M作用在外門架端部產(chǎn)生水平位移和轉(zhuǎn)角；</p><p>　　、——集中力P1-P2作用在外門架端部產(chǎn)生水平位移和轉(zhuǎn)角；</p><p>　　、——由力偶M及集中力P1-P2作用在內(nèi)門架端部的產(chǎn)生的水平位移。</p><p>　　圖5-9 門架變形圖</p><p>

90、;　　5.7.2 確定門架端部產(chǎn)生的各水平位移</p><p>　　由圖5-10彎矩圖用圖乘法可求出在力偶M0作用下外門架端部產(chǎn)生水平位移fM0:</p><p><b>　?。ㄊ?-14）</b></p><p>　　圖5-10 外門架計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　同樣，由力偶M1作用在內(nèi)門架端部產(chǎn)生的水平位移fM1為

91、：</p><p><b>　?。ㄊ?-15）</b></p><p>　　力偶M0作用下，內(nèi)門架繞外門架端部轉(zhuǎn)動(dòng)角度可參照?qǐng)D5-10用圖乘法來(lái)求。</p><p>　　由集中力P1-P2和作用，在外門架端部引起和水平位移f0p為：</p><p>　　同理，由力P1-P2的作用引起的內(nèi)門架端部水平位移f1p為：<

92、/p><p>　　由于集中力P1-P2的作用，在外門架的端部使內(nèi)門架繞外門架端部而轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的角度為：</p><p>　?。ㄊ?-16）5.7.3 校核撓度</p><p>　　通過上面的計(jì)算，可以求出伸縮式門架在端部力偶和集中力作用下端部產(chǎn)生的水平位移f（撓度）。其值為：</p><p><b>　?。ㄊ?-17）</b>

93、</p><p><b>　　其許用撓度值為：</b></p><p><b>　?。ㄊ?-18）</b></p><p>　　由知，滿足剛度要求。</p><p>　　滾輪組件的安裝及計(jì)算</p><p>　　6.1 內(nèi)門架與外門架滾輪的設(shè)計(jì)</p><

94、p>　　導(dǎo)行滾輪分為兩組，即縱向及側(cè)向，分別由四個(gè)滾輪組成。前者在垂直于門架的平面內(nèi)，而后者在門架自身的平面內(nèi)起傳力和導(dǎo)行作用。它們的構(gòu)造示于圖6-1上?？v向滾輪受力較大，故直徑也大且用滾動(dòng)軸承，側(cè)向滾輪受力小，直徑也小，故用滑動(dòng)軸承或滾針。</p><p>　　（a）縱向滾輪 （b）側(cè)向滾輪</p><p>　　圖6-1 滾輪構(gòu)造</p>

95、<p>　　6.1.1 軸的計(jì)算</p><p>　　滾輪軸在門架升降時(shí)主要受切應(yīng)力，為此要根據(jù)軸的切應(yīng)力要求來(lái)計(jì)算。對(duì)于圓形截面梁，由切應(yīng)力互等定理，在橫截面邊緣各點(diǎn)處切應(yīng)力與周邊相切。因此即使在平行于中性軸的同一橫線上，各點(diǎn)處切應(yīng)力也不盡相同，但經(jīng)過分析表明，圓截面上最大彎曲切應(yīng)力仍發(fā)生在其中性軸上，并可近似認(rèn)為在中性軸上各點(diǎn)處的切應(yīng)力平行于剪力，且沿中性軸均勻分布，于是得圓截面梁的最大彎曲切應(yīng)

96、力為：</p><p><b>　　（式6-1）</b></p><p><b>　　已知</b></p><p><b>　　及 </b></p><p><b>　　于是可得</b></p><p><b>　?。ㄊ?

97、-2）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　R——圓形截面的半徑，mm；</p><p>　　IZ——圓形截面對(duì)中性軸的慣性矩，mm3；</p><p>　　SZ,max——半圓截面對(duì)中性軸的靜矩，mm3；</p><p>　　該軸的材料選用45號(hào)鋼，

98、根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可以查到[]=30～40MPa，取[]=35 MPa。由</p><p><b>　　（式6-3）</b></p><p><b>　　于是得到</b></p><p>　　考慮到門架的重量，選擇半徑為12.5mm，則滾輪軸的直徑為25mm。</p><p>　　6.1.2 軸承

99、的選擇</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇深溝球軸承，代號(hào)為6405，如圖6-2所示：</p><p>　　圖6-2 深溝球軸承</p><p>　　表6-1 6405軸承相關(guān)數(shù)值</p><p>　　6.1.3導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　門架的寬度為121mm，軸承的外徑為80mm，為了使門架在運(yùn)動(dòng)時(shí)能

100、夠平穩(wěn)，故此導(dǎo)輪的的內(nèi)徑為80mm，外徑為120mm，結(jié)構(gòu)如圖6-3所示：</p><p><b>　　圖6-3 滾輪</b></p><p>　　6.1.4 軸用擋圈</p><p>　　根據(jù)軸的尺寸選擇軸用擋圈，如圖6-4所示：</p><p><b>　　圖6-4 軸用擋圈</b></p

101、><p>　　表6-2 軸用擋圈尺寸</p><p>　　每1000個(gè)鋼擋圈重量約為1.90 kg</p><p>　　6.1.5 孔用擋圈</p><p>　　根據(jù)導(dǎo)輪內(nèi)徑的尺寸選擇孔用擋圈，如圖6-5所示：</p><p><b>　　圖6-5 孔用擋圈</b></p><p

102、>　　表6-3 孔用擋圈尺寸</p><p>　　每1000個(gè)鋼擋圈得重量約為22.0 kg。</p><p>　　6.2叉架與內(nèi)門架滾輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于該滾輪的受力與內(nèi)門架的滾輪基本相同，故在此不做計(jì)算。</p><p><b>　　7 傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p&g

103、t;　　7.1 傾斜機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介</p><p>　　門架傾斜機(jī)構(gòu)是利用傾斜油缸的伸縮運(yùn)動(dòng)使門架完成前傾或后傾動(dòng)作。</p><p>　　門架傾角是指叉車在無(wú)載的條件下，在平坦的地面上門架相對(duì)其垂直位置向前或向后傾斜的最大角度.門架前傾角α的作用是為了叉車在工作叉取貨物和卸放貨物的方便。后傾角β的作用是為了進(jìn)一步確保叉車在工作中的安全，因?yàn)楫?dāng)叉車裝載貨物行駛時(shí)，如果貨物不慎從貨叉上滑落,這樣

104、叉車行使的縱向穩(wěn)定性可能會(huì)出現(xiàn)問題。</p><p>　　叉車在水平地面上叉卸貨物時(shí)的最小前傾角與倉(cāng)庫(kù)地面的正常坡度角之和一般不大于門架前傾角。增大門架后傾角,有利于確保叉車的安全性，但后角不能無(wú)限的加大，因?yàn)橐艿讲孳嚱Y(jié)的限制，輪胎的類型還會(huì)影響門架傾角。叉車叉貨時(shí)，后輪負(fù)荷大于前輪負(fù)荷,前后輪胎變形程度也不會(huì)相同，將會(huì)導(dǎo)致門架的前傾角減小。叉車滿載行駛時(shí)，前輪負(fù)荷大于后輪負(fù)荷，會(huì)導(dǎo)致門架的實(shí)際后傾角減小。為此

105、，對(duì)于充氣輪胎的叉車,門架的前后傾角都應(yīng)根據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p><p>　　7.2 傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)工況</p><p>　　門架傾斜機(jī)構(gòu)的計(jì)算主要是確定傾斜油缸的最大拉力和行程，計(jì)算傾斜油缸的的相關(guān)尺寸參數(shù)，計(jì)算缸壁、缸底厚度，并對(duì)活塞桿強(qiáng)度、穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算與校核。</p><p>　　工況：10t的貨物上升至最高位置，且達(dá)到αmax，超載系數(shù)1.1。</p&g

106、t;<p>　　已知參數(shù)：門架前后傾角為6°/12°；門架離地間隙100mm；門架離鉸點(diǎn)160mm。</p><p>　　1.傾斜油缸布置在門架兩側(cè)，分別與車架及外門架鉸接。</p><p>　　2.傾斜油缸型式及數(shù)目：雙作用活塞桿式，2個(gè)。</p><p>　　3.傾斜油缸行程及長(zhǎng)度：作圖法求解。傾斜油缸工作工況如圖所示：<

107、/p><p>　　圖7-1 傾斜油缸工作工況示意圖</p><p>　　7.3 傾斜油缸的布置方案</p><p>　　兩個(gè)傾斜油缸，直接布置在門架兩側(cè)，不但可使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化布置方便，在很大范圍內(nèi)減少傾斜油缸的受力和行程，從而減少油缸尺寸,更能降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　7.4 傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　7.

108、4.1 傾斜油缸受力分析及負(fù)荷計(jì)算</p><p><b>　　數(shù)值：</b></p><p>　　Q=18001.1=1980Kg</p><p>　　G1——貨叉，滑架重量，250Kg G2——起升油缸等重量，100Kg</p><p>　　G3——外門架重，120Kg G4——柱塞重，1

109、5Kg</p><p>　　(門架升至最大高度時(shí)，貨物重心至門架鉸點(diǎn)之距=3000-100-160+500=3240mm考慮傾角可知： L=3240/0.9=3600mm；</p><p>　　(門架升至最大高度時(shí)，貨叉，滑架重心至門架鉸點(diǎn)之距) L1=3288 mm ； </p>

110、;<p>　　(門架升至最大高度時(shí)，起升油缸及內(nèi)門架起重鏈等重心高) L2=2220 mm；</p><p>　　(門架升至最大高度時(shí)，外門架重心高 ) L3=1000 mm ；</p><p>　　(門架升至最大高度時(shí)，柱塞重心高) L4=455 mm；</p><p>

111、　　貨物重心與門架中心線之距 _=500+150=650 mm；</p><p>　　貨叉，滑架與門架中心線之距 1_=440-270=170 mm。</p><p>　　圖7-2 門架受力分析計(jì)算示意圖</p><p>　　對(duì)圖中O點(diǎn)取矩，求傾斜油缸的軸拉力&l

112、t;/p><p>　　結(jié)構(gòu)上采用兩只油缸，則單只油缸承受軸拉力T單=T/2=1933Kg</p><p>　　7.4.2傾斜油缸缸徑，活塞桿直徑計(jì)算</p><p>　　1.采用雙作用油缸，當(dāng)油進(jìn)入有桿腔時(shí)，活塞桿受力</p><p><b>　?。ㄊ?-1）</b></p><p>　　選擇活塞桿往

113、復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比， </p><p>　　由，得到 （式7-2）</p><p>　　所以 </p><p><b>　?。ㄊ?-3）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p&

114、gt;　　P——液壓系統(tǒng)壓力。由起升油缸選用100Kg/cm2；</p><p>　　η——油缸機(jī)械效率，用耐油橡膠密封，取=0.95；</p><p>　　D——缸內(nèi)徑，cm。</p><p><b>　　則有</b></p><p><b>　?。ㄊ?-4）</b></p><

115、;p>　　結(jié)合D2=7.6d2=29.8 cm2，推出：D=5.46cm、d=1.97cm。</p><p>　　查《液壓傳動(dòng)實(shí)用手冊(cè)》，表23.1-4，23.1-5可知：D為40,50,63等；d為18,22,25等，故最終選擇D為6.3cm、d為2.2cm（按速比1.15系列）。</p><p><b>　　2.驗(yàn)算</b></p><p

116、><b>　?。ㄊ?-5）</b></p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　7.4.3油缸行程計(jì)算</p><p>　　在確定傾斜油缸與門架的連接點(diǎn)和門架的前后傾角的條件下，可用作圖法求得傾斜油缸活塞的行程，拉力和行程確定之后，可設(shè)計(jì)傾斜油缸，考慮液壓系統(tǒng)。</p><

117、p>　　圖7-3 傾斜油缸行程分析</p><p>　　為了計(jì)算方便，引入C和C′（作為A和A′旋轉(zhuǎn)一定角度后的另一種狀態(tài)）求行程H。</p><p><b>　　1.求</b></p><p>　　在△COA中 ； （式7-6）</p><p>　　在△中 （式

118、7-7）</p><p>　　則 </p><p>　　在△AOE中 </p><p>　　同理 </p><p>　　所以得 </p><p><b>　　2.求r</b></p><p>　　由

119、 （式7-8）</p><p>　　得 </p><p><b>　　3.求</b></p><p>　　由 （式7-9）</p><p>　　得

120、</p><p>　　綜上可得：活塞桿行程為 493mm-417mm=76mm。</p><p>　　7.4.4油缸作用時(shí)間計(jì)算</p><p>　　油泵流量的選擇一般據(jù)起升油缸的要求來(lái)決定，至于能否滿足傾斜油缸的工作需要，要按門架前傾最大角度時(shí)啟用的時(shí)間來(lái)校核，時(shí)間一般規(guī)定在（1.5～2s）內(nèi)，據(jù)門架由垂直位置到前傾位置所需時(shí)間為</p><p

121、><b>　　（式7-10）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　S——門架前傾最大角度時(shí)活塞行程，作圖法求得S=76mm=7.6cm；</p><p>　　Q——油泵的額定流量（L/min）暫取為起升油缸的流量Q=25.8 L/min；</p><p>　　

122、ηv——油泵的容積效率，取為0.9；</p><p>　　P——實(shí)際傾斜油缸活塞推出的壓力（根據(jù)所選的換向閥要求小于14Mpa）。</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　?。ㄊ?-11）</b></p><p><b>　　所以</b></

123、p><p>　　起升油缸公稱壓力100Mpa，故是滿足要求的。</p><p>　　當(dāng)P=89.5Kg/cm2時(shí)，實(shí)際流量為：23.1 L/min；對(duì)應(yīng)的實(shí)際油缸作用時(shí)間t=0.68s</p><p>　　綜上：油缸作用時(shí)間不在（1.5～2s）內(nèi)，所以為了彌補(bǔ)這一弊端在油缸的各進(jìn)油管路中裝有回油節(jié)流閥以減慢油缸的動(dòng)作速度。</p><p>　　7

124、.4.5穩(wěn)定性校核</p><p>　　根據(jù)力矩平衡，列出下式：</p><p><b>　　（式7-12）</b></p><p>　　上述方程各項(xiàng)除cosα得</p><p><b>　?。ㄊ?-13）</b></p><p>　　α=8.98°(向后傾斜)&l

125、t;/p><p>　　參看《工程力學(xué)》347頁(yè)，壓桿穩(wěn)定性校核計(jì)算步驟，</p><p>　　1）根據(jù)壓桿支承情況及相關(guān)尺寸求出壓桿的柔度（長(zhǎng)細(xì)比）λ；</p><p>　　2）根據(jù)壓桿材料求出λ2和λ1 ； </p><p>　　3）由λ值確定壓桿類型，并選用適當(dāng)?shù)墓角蟪雠R界力或臨界應(yīng)力；</p><p>　　4）按壓

126、桿穩(wěn)定條件計(jì)算。</p><p>　　上式所求結(jié)果含負(fù)號(hào)表示此時(shí)油缸后傾α=8.98°時(shí)才開始進(jìn)入受壓工況，在門架后傾最大角α=12°活塞桿受壓最厲害?；钊麠U受壓最大時(shí)計(jì)算油缸的長(zhǎng)細(xì)比：（采用兩端鉸支μ=1，據(jù)Q235鋼的E=200Gpa，σP=200Mpa）</p><p>　　據(jù)公式 據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式Q235鋼的a=304；b=1.12</p><p&

127、gt;<b>　?。ㄊ?-14）</b></p><p><b>　　再據(jù)公式和 </b></p><p>　　式中，焊縫外徑7.6cm </p><p><b>　　滿足，即。</b></p><p>　　故此時(shí)油缸的活塞桿屬于短桿，不存在失穩(wěn)計(jì)算與校核，穩(wěn)定性計(jì)算略去。&l