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1、手动液压叉车课程设计设计报告课班学指设日程:级:院:计:期:专业综合实践机自3093机械工程学院王晓波王彬谷泓毅2012.12.30叉车设计摘要叉车是物流系统中最常用的装卸、搬运设备。本文介绍了世界范围内叉车的市场，叉车发展趋势以及叉车 的结构特点，了解液压起重机械设计的主要参数：根据液压起重机械的特点，设计液压手动叉车参数有：起重 量、跨距、幅度起重高度、各机构的工作速度及起重机各机构的工作类型。叉车的主要参数首先由使用单位根 据生产需要提出，具体数字应按国家标准或工厂标准来确定，同时也要考虑到制造厂的现实生产条件。因此， 在确定参数时应当进行调查研究，充分协商和慎重确定。现代叉车技术发展的
2、主要趋势是充分考虑舒适性、安全可靠性和可维护性，产品专业化、系列多样化，大量 应用新技术,完善操控系统，重视节能和环保，全面提升产品的性能和品质。通过对国际国内叉车造型设计的现状分析运用工业设计的理论和方法，研究了叉车造型设计的要素及设计 原则：造型要求简洁明快、线条流畅，以体现车身的力度感与坚实稳重的感；色彩.力求单纯，给人以轻松、 愉悦的感觉，主色调以明度较高的黄 色、橙色为宜；车身前后左右要求有宽大的玻璃，仪表具有良好的可读 性。研究结果对叉车设计具有重要的实际指导意义。关键词：叉车；载重；提升机构第1章绪 论1.1课题发展现状和前景展望叉车是应用十分广泛的流动式装卸搬运机械，是物料搬运
3、机械（国外称为工业车辆或地面运输车辆）的一种， 是实现物流机械化作业，减轻工人搬运劳动强度，提高作业效率的主要工具。叉车又名铲车、万能装卸车或自 动装卸车。它是由在无轨底盘上加装专用装卸工作装置构成的。叉车具有通用性强、机动灵活、活动范围大等 特点，所以它广泛用于车站、港口码头、机场、仓库以及工矿企业等部门，用来实现机械化装卸、堆垛和短距 离运输，是物流系统不可缺少的机械设备。而叉车中进行装卸作业的直接工作的装置是叉车起重系统，货物的 卸放、堆垛最终都是由其完成的，所以它是叉车最重要的组成部分。在我国国民经济的发展中，各行各业对叉 车的需求量逐年增加。据国家权威机构研究预测，在今后几年我国叉车
4、年需求量将超过15万台。叉车产业市 场潜力巨大，发展前景广阔。1.2课题主要内容和要求实验室提供液压千斤顶，螺旋千斤顶实物样品，要求参照其工作原理设计用于较重货物的装卸、移动的省 力工具，通过3维CAD软件进行设计，产生主要零件的工程图，总装配图，工程图要有公差粗糙度要求，热 处理要求，材料要求，编制主要零件的工艺过程卡。1.3研究方法、步骤和措施完成设计说 明书，一 .一r2 绘制零件图 n 完成装配图=第二章参考图例及设计参数2.1参考图形2.2设计参考数据kE100020003000最大起升高度SAitsoo货至低磁局度85S1O6能冥调节备度KA240620220-5332406502
5、60620货灵长度KB.8001DOO8001000栽询中心睫U4（X）-颈400 河*起升理虔KBao13下降速虔可控cnntTnl转誉半径KB.S1400S1500外形尺寸AXBXf全0UfiO14flOismU615T507B0全高Fu2000白重宾.ISO170210车抡苗轮直径u吏妙o2.3完成图例第三章液压系统设计3-1液压回路原理设计为使液压缸结构紧凑，采用简单的液压回路。用下图作为原理图:图2.4基于千斤顶的原理图1. 6.液压缸2.3 .单向阀4.油缸5.截止阀 最后得出手动液压叉车液压回路原理如下图2.5液压回路原理图1. 6.液压缸2.5.单向阀3.油箱4.截止阀3.2各
6、液压元件的设计计算与校核为使液压系统结构更紧凑、简洁，使液压系统集中在一个模块内，把各液压元件做成一体。把油箱与液压 缸装配在同一圆心轴线内，把各油路与各阀等设计在液压缸的底座内。3.2.1液压缸的设计及计算1. 液压缸材料的确定为使液压缸结构更紧凑、简洁，液压缸材料采用高质量，具有高抗拉强度极限的材料,采用高质量的无缝钢 管,材料为：45号钢制造，调质处理.查机械设计课程设计表12-1，得硬度为：162-217HBS，抗拉强度为： b =600MPa屈服极限为：C广355MP,2. 大液压缸内腔直径的计算与确定33由上得知，液压系统的最大负荷为：F=45600N为使液压缸结构较小，取液压系统
7、的设计压力尽量的高。初取液压系统的设计压力为：Pmax=17MPa4 F因为，Pmax=F/A= D2（A为液压缸内腔的有效面积，D为液压缸内腔的直径）（2.12）4 F所以，D=、，兀P max（2.13）.4 x 45600= 3.14 x17=40.76mm取液压缸内腔的直径为:D=42mm所以，液压系统的设计压力为：P4 Fmax=F/A=兀D 24 x 45600= 3.14 x 502（2.14）=19MPa3.液压缸外直径的计算与确定为使液压缸结构较小，先把液压缸按薄壁计算。因为，D/5 N 10时，为薄壁P D又因为，5 -材（2.15）(其中 Pmax N16M Pa 时，1
8、.25 Pmax=Py 所以 Py =1.5 Pmax=28.5 M Pa 取按全系数为：n=5, 所以 b=b b /n=120 M PaPD所以，5 -抑28.5 x 50=2 x 120Pmax 16M Pa 时，1.5Pmax= Py)(2.16)=6.0mm所以，D/5 =50/6=8.3 10 为厚壁。所以，要按厚壁计算，为使设计更准确一些，按第四强度理论计算得： * 2+。2-亦=2加 + 2 + DilFjl t r ，Y D 2 - D 2y D 2 - D 2 yww（其中，Dw为液压缸外直径）取，安全系数为：n=5,所以b=b b /n=120 MPa所以，4L + P“
9、, 4bL - 3p2气-气一_：1202 +194 x 1202 3 x 192t1202 - 3 x 192=59.3mm(2.18)(2.17)取，液压缸外直径为：D w =62mm3.2.2油箱的设计伸缩臂套的材料:选工程用铸造钢ZG310-570。查机械设计课程设计表12-1，得硬度为：习53咿抗拉强度为：。广570叭为使液压系统结构更紧凑，把油筒与液压缸装配在同一圆心轴线内。要求：油筒油面的最高高度不超过，油筒高度的80%(2.19)因为油路和阀中对油量的损耗，所以，估算，液压缸到达最高极限位置所需的油量为总油量的90%。 又因为，推程：S=520mm 液压缸内腔的直径:D=42m
10、m 所以，液压缸到达最高极限位置所需的油量为： L缸=4兀D 2 S =1197125mm 3 -1.2 升 所以，所需的最少油量为： 乙需=乙缸 /90%=1.2/90%=1.33 升 所以，油箱的最小容积为：(2.20)L 筒=乙需=乙缸 /80%=1.33/80%=1.66 升 因为，油箱与液压缸装配在同一圆心轴线内， 所以，4兀览,2 - Dw 2)-气 液压缸外直径为：D w =62mm 所以，油箱内腔的直径为： 4L(2.21)D筒S筒 + D 2，4 x 1.66 x 106 一1 3.14 X 610+ 642=83mm取油箱的上直径内为873.2.3油路的设计为使液压系统结构
11、更紧凑、简洁，使液压系统集中在一个模块内，把各液压元件做成一体。把各油管路做 在液压缸的底座内。油管路的管径不宜选得过大，以免使液压装置的结构庞大：但也不能选过小，以免使系统压力损失过大， 影响工作。取，油道内径为：d=5mm3.2.4截止阀的设计为使液压系统结构更紧凑、简洁，使液压系统集中在一个模块内，把各液压元件做成一体。把各阀等设计 在液压缸的底座内。max因为，液压系统设计的最高压力为：P =19MPa取，截止阀的开启系数为：n=1.1所以，截止阀的开启压力为：(2.22)P=n Pmax=1.1 X 19-21 MPa所以，截止阀的开启力为：(2.23)F1 兀 d 2P41X3.1
12、4X52 X214=412N截止阀弹簧的设计：取截止阀的弹簧的最大工作载荷为开启为的1.5倍。所以，截止阀的弹簧的最大作用载荷为:Fmax=1.5F=1.5 x 412=618N1.根据工作条件选材料并确定其许用应力因为弹簧在一般在静载荷条件下工作，可以按第三类弹簧（爱变载荷作用的次数1000次以下的弹簧）设 计，现选用碳素弹簧钢丝D级，并根据实际结构，估取弹簧钢丝的直径为3.0mm,查机械设计表16-3，暂选。=1710 MPa，根据机械设计表16-2，可知上=0.5 a =0.5X1710=855MPa第四章叉车主要结构设计4.1货叉基本参数和尺寸的确定货叉的主要尺寸有货叉水平段长度1 ；
13、货叉垂直段高度h ；货叉断面尺寸a X b（ a为货叉厚度，b为货叉 宽度等）（图4-1）。图4-1货叉的结构和尺货叉尺寸主要取决于起重量Q、载荷中心距c，根据选题，巳知起重量Q=1.8吨，按ISO/DIS1214-79标准规定， 载荷中心距离为c=500mm，再由ISO/DIS2326-81和ISO2382-77标准，查出货叉的基本参数和尺寸为货叉长度：1 = 1000 mm ；货叉垂直高度：h = 520mm ；货叉断面尺寸：a x b = 40 x 120mm2 ；货叉两铰支点中心距：d = 409mm ；货叉外伸距：。=76mm ；据机械设计手册选择材料为40Cr钢，热处理工艺选用调质
14、处理40Cr钢屈服强度 5 Z539MPa。4.2货叉的计算简图货叉和叉架的联接形式不同，其制支承类型有所不同，按照ISO2328-77标准规定，1.8吨叉车货叉和叉架的联 接形式为挂钩型。挂钩型联接，上支承可简化为活动铰支座。按照这种简化，货叉可看作一次超静定刚架（图 3-2）。与此同时虑到挂钩型货叉上部的挂钩处有安装间隙，并非绝对不能转动，照此分析，货叉又可简化为支承在两个铰接支座上的静定刚架（图4-3）。图4-2超静定刚架计算简图图4-3静定刚架计算简图这两种计算简图，在集中载荷P力作用下，货叉的危险截面均在支座A以下的垂直段，其应力状态相同， 强度相等。但货叉垂直段的受力情况不同，导致变形不同。由于静定刚架水平段的变形量大于静定刚架水平段 的变形量。为偏于安全
