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1、伸缩臂叉装车总体结构设计摘要：伸缩臂叉装车已成为高空作业设备的重要门类，是广泛应用于建筑工地、工矿企业仓库和其他工地上起升、运输、堆放砖头、木材、钢材和其他物料的一种起重运输设备，随着经济建设的发展，对其需求越来越大，对其性能的要求也越来越高。本文主要任务是完成对 伸缩臂叉装车的总体计算、整体布局、臂架结构设计及其有限元分析。本文主要内容： 介绍伸缩臂叉装车的用途、国内外伸缩臂叉装车发展状况的比较、及其发展前景。同时对臂架的结构和工作原理做了简要介绍。 完成对关键铰点的布置，作业高度、作业幅度的计算，及整机稳定性的校核计算。并绘制出整机总体布局图。 臂架的结构设计，臂架的强度、刚度和稳定性计算
2、，并用ANSYS软件进行臂架有限元分析。同时完成臂架系统装配图，一节臂、二节臂的装配图和相关零部件的工程图。 设计过程采用Pro/E软件进行三维实体建模，并进行装配，最后应用其工程图模块转化为二维工程图。本次设计的 伸缩臂叉装车参考了JCB公司的JCB530型号伸缩臂叉装车的外形尺寸，并且严格按照起重机金属结构、BS_EN_1459-1999和机械设计手册等相关设计规范进行设计，其性能和质量满足相关要求。关键词：伸缩臂叉装车；稳定性；臂架；有限元分析The Frame Structure Design of TelehandlerAbstract： Telehandler is a kind
3、of hoisting equipment which is widely used in building site、storage and other place to lift、transport、stack the tile 、wood 、steel products and other materiel . Along with the development of economic in our country, the requirement of crawler crane is larger and larger, and the request of the capabil
4、ity is higher and higher.the mission of this paper is to complete the frame structure design of telehandler、the design of boom structure and the finite analysis of boom.The primary contents in this paper can be concluded as follows:The use of the telehandler、the telehandlers development comparison d
5、omestic with abroad、and the development trend of the telehandler are introduced.At the same time,the paper introduces the structure of boom and how boom works, and gives the principle of how to choose the boom.The pivot points arrangment , the calculation of lift height and forward reach, and the ca
6、lculation of the stability are completed.The integral layout drawing is provided. The structure design of the boom, the calculation of the strength and stability of the boom system are accomplished and the finite analys of boom is achieved by ANSYS software. While at the same time planar engineering
7、 drawing must be done, such as the assembling of the boom system, the boom one the boom two and the related parts. I use the Pro-E software to design the 3D entity, and make dummy assembly. And then, the 3D entity is transformed to the planar engineering drawing with the Pro/E planar engineering dra
8、wing module. In the design process, I refer to the JCB530 telehandler of JCB, and accord to theCrane Metal Stuctrure、BS_EN_1459-1999and theMachine Design Handbookstrictly. Its capability and quality meet the requirement.Key Words：Telehandler；Stability；Boom；The Finite element analysis 目 录摘要IABSTRACTI
9、I绪论11 伸缩臂叉装车概述11.1 伸缩臂叉装车简介11.2 国外伸缩臂叉装车发展状况11.3 国内伸缩臂叉装车发展状况21.4 国内伸缩臂叉装车的前景及发展趋势21.5 国内、外相关标准3第一章 毕业设计任务书41题目来源：实际应用42设计要求和设计参数42.1设计要求：42.2设计参数：43个人重点工作54各阶段时间安排55应阅读的资料及主要参考文献目录5第二章 毕业设计计算说明书51 设计参数及整机尺寸51.1 设计参数61.2 整机尺寸62重要铰点布置及其计算73 作业高度h计算84 幅度R计算95 整机稳定性计算95.1 整体稳定性计算工况和载荷95.2 整体稳定性结果汇总116
10、臂架结构设计及其计算126.1 臂架结构设计126.2 臂架理论计算136.2.1 臂架全伸，仰角时刚度、强度计算136.2.2 臂架全伸，仰角0度时刚度、强度、稳定性计算256.3 各臂节支反力计算276.3.1 对臂架整体受力分析276.3.2 伸臂时各臂节支反力计算296.3.3 缩臂时各臂节支反力及缩臂链拉力30第三章：标准化审验报告311 技术分析312结 论32参 考 文 献33致 谢34绪论1 伸缩臂叉装车概述1.1 伸缩臂叉装车简介在高空作业类小型机械中，主要有高空作业平台、伸缩臂叉装车等种类。伸缩臂叉装车按结构型式主要分为回转式和非回转式，本文主要阐述非回转式伸缩臂叉装车。非
11、回转式伸缩臂叉装车的结构分为上车和下车。上车主要包括臂架、连接装置、调平装置、附属装置等。下车主要包括驾驶室、底盘、发动机等。传统叉车的起升部分是立式门架，货叉主要沿垂直方向完成叉装、起升作业。起升高度受门架高度限制，主要用于货物装卸与转运作业。伸缩臂叉装车在叉装与起升作业方面与传统叉车相类似，其与传统叉车的不同之处是具有伸缩臂，伸缩臂和驾驶室置于两侧；伸缩臂可使货叉在水平方向前后伸缩、上下运动；臂架头部可配置多种附属装置，完成多种作业。伸缩臂叉装车主要功能有叉装运输、挖掘、抓铲、起升吊装、工作平台、清扫作业等。伸缩臂叉装车具有独特的优点，主要用在建筑工地、工矿企业仓库和其他工地上起升、运输、
12、堆放砖头、木材、钢材和其他物料。伸缩臂叉装车能够利用多种附属装置，有效完成多种不同作业，真正成为多功能工程机械。伸缩臂叉装车的特点有1：（1）灵活性伸缩臂叉装车采用四轮驱动型式，有三种转向模式（前轮转向、四轮转向、斜行行走），双速齿轮变速箱，转弯半径小，能在狭小的空间灵活、快速、准确作业。（2）多用性伸缩臂叉装车用途广泛，可长时间连续作业。有一系列可快速更换的附属装置供选择，包括货叉、铲斗、桁架臂、立式门架等。无需购买其他机型，只需在机器上增加几个可用附件，就可以提升叉装车的生产能力、灵活性及工作效率。（3）稳定性及安全性伸缩臂叉装车轴距长、重心低、车架前部可安装稳定支腿且臂架具有伸出、降低自
13、动锁定功能、发动机置于车架纵向中心，使其在山坡和崎岖地带可以保持稳定；重量分布均匀，四轮驱动，改善了在泥泞地、岩石地带、沙土及雪地上的机动性；视野开阔并。1.2 国外伸缩臂叉装车发展状况国外伸缩臂叉装车增长速度非常快，仅在美国，伸缩臂叉装车市场每年增长25。在欧洲市场，伸缩臂叉装车继2004年需求市场再一次发展良好之后，2005年的销售量也显著提高，达到每年2.1万台，市场曾经预测其销售量只能达到每年2.1万台，但2006年销售量剧增14%，市场的需求量超过2.6万台。来自租赁公司特别是英国和法国租赁公司的巨大需求将使该产品有良好的市场前景。预计未来5年的销售量每年有可能稳定在2.3万2.4万
14、台的水平。国外主要生产商绝大部分集中在欧美，如美国的JLG、Genie、Terex、Case、Upright、Bobcat，英国的JCB，法国的Haulotte、Manitou，意大利的Faresin、New Holland，德国的Merlo，加拿大的Carelift等生产厂家。美国JLG有限公司成立于1969年，是全球最大的高空作业设备专业生产厂家。其生产工厂分布在美国和比利时。JLG伸缩臂叉装机的主要对象不是建筑工程，而是类似化工厂的工厂以及工厂仓库等2。2005年JLG与Caterpillart(卡特彼勒)签订协议，合作生产伸缩臂叉装车，并于2007年推出了TH360B系列伸缩臂叉装车，
15、该系列产品起重量3.5t5t，起升高度6.1m17m3。JLG伸缩臂叉装车家族中分四大类：Skytrack、Gradall、Lall、JLG。意大利制造商Faresin集团下属7个子公司，职能包括设计、生产、销售等行业。其中，Faresin Handles Spa是于2006年6月Faresin收购Pingvel Haulotte后组成的新公司，主要生产伸缩臂叉装车4。法国Manitou公司产品遍布20个国家，有500个销售网点和23家子公司。其生产基地分别位于法国、意大利、中国、美国。其产品品牌系列化，如伸缩臂叉装车品牌为Maniscopic 、车载式叉装车Manitransi。法国的Manitou伸缩臂叉装车系列分为5大系列：BT系列、MT系列、MRT系列、MHT系列、MLT-MLA系列5。1.3 国内伸缩臂叉装车发展状况中国伸缩臂叉装车制造史要追溯到1989年，是由厦门嘉丰机械厂与同济大学联合设计生产出第一台伸缩臂叉装车6。中国的伸缩臂叉装车起步晚，但是经过这几年的发展，其技术已经有了长足的进步。国内不少于8家公司已经制造出伸缩臂叉装车或者正在进入该行业7。在2007年CONEXPO亚洲工程机械博览会上，中国湖
