1、第1章緒論1.1選題背景、目的及意義最近5 年,中國叉車市場的生產(chǎn)和需求量每年的增幅均達(dá)到了25%以上, 2006 年中國就已經(jīng)成為僅次于美國的全球第二大叉車消費(fèi)市場。這種快速增長的勢頭持續(xù)到2008 年,直至被金融危機(jī)的爆發(fā)打斷。金融危機(jī)的突然到來,致使中國叉車的產(chǎn)銷量和出口量都出現(xiàn)了大幅下降。由于中國物流產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃,中國叉車業(yè)又蓬勃發(fā)展起來。我國內(nèi)燃平衡重式叉車約占總銷量的80%,而全球叉車銷量中電動叉車比重超過了50%。這是因?yàn)樵跉W、美、日的叉車市場上,電動叉車已成為主流產(chǎn)品的緣故。由于我國對環(huán)保要求較低、叉車作業(yè)更頻繁、作業(yè)環(huán)境較惡劣以及運(yùn)行成本等因素,較長時(shí)間內(nèi)我國的

2、叉車需求仍將傾向于使用內(nèi)燃叉車。近年來,各叉車公司皆以產(chǎn)品種類、系列的多樣化去充分適應(yīng)不同用戶、不同工作對象和不同工作環(huán)境的需要,并不斷推出新結(jié)構(gòu)、新車型,以多品種小批量滿足用戶的個(gè)性化需求。內(nèi)燃叉車以發(fā)動機(jī)為動力,功率強(qiáng)勁,使用范圍廣,缺點(diǎn)是排氣和噪聲污染環(huán)境,有害人類健康。環(huán)保要求推動了動力技術(shù)的更新,如:上世紀(jì)90年代液化石油氣(LPG叉車、壓縮天然氣(CNG叉車、丙烷叉車等低公害叉車面市,且發(fā)展勢頭強(qiáng)勁;現(xiàn)在林德3噸內(nèi)燃平衡重式叉車尾氣排放符合歐洲號標(biāo)準(zhǔn)。電動叉車具有能量轉(zhuǎn)換效率高、無廢氣排放、噪聲小等突出優(yōu)點(diǎn),是室內(nèi)物料搬運(yùn)的首選工具,但其受電瓶容量限制,功率小,作業(yè)時(shí)間短。對室內(nèi)作

3、業(yè)、靠近人群作業(yè)以及整個(gè)的食品行業(yè)而言,電瓶叉車是最好的選擇;除了完全沒有廢氣污染外,低噪音也使得作業(yè)環(huán)境更令人愉快。未來叉車將廣泛采用電子燃燒噴射和共軌技術(shù)。發(fā)動機(jī)尾氣催化、凈化技術(shù)的發(fā)展將有效降低有害氣體和微粒的排放。LPG、CNG等燃料叉車及混合動力叉車將進(jìn)一步發(fā)展。新型電瓶燃料電池在各大公司的共同努力下,將克服價(jià)格方面的劣勢,批量進(jìn)入市場,微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,對提高叉車業(yè)整體水平,實(shí)現(xiàn)復(fù)合功能,以及保證整機(jī)及系統(tǒng)的安全性、控制性和自動化水平的作用將更加明顯,使電子與機(jī)械、電子與液壓的結(jié)合更加密切。未來叉車的發(fā)展在于其電子技術(shù)的應(yīng)用水平。如:林德電動前移式叉車

4、采用感應(yīng)式電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng),給操作者提供變量扭矩反饋以確保完美的控制性能,所需轉(zhuǎn)向力極微。實(shí)現(xiàn)以微處理器為核心的機(jī)電液一體化是未來叉車控制系統(tǒng)發(fā)展的主方向。對于電動車輛,傳統(tǒng)的電阻調(diào)速控制器已被淘汰,而新型M O SFET晶體管因其門極驅(qū)動電流小,并聯(lián)控制特性好且有軟、硬件自動保護(hù)和硬件自診斷功能等優(yōu)點(diǎn),得到廣泛采用。串勵和他勵控制器仍是市場的主導(dǎo)產(chǎn)品,交流控制技術(shù)則處于起步階段。隨著交流調(diào)速控制系統(tǒng)成本的降低與閉式交流電機(jī)技術(shù)的成熟,交流電機(jī)叉車將會因其功率大、維護(hù)性能好而取代直流電機(jī)叉車。采用電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與動力轉(zhuǎn)向比可節(jié)能25%,它可根據(jù)叉車使用工作狀況,適時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,是叉車節(jié)能降噪的有效

5、措施。另外,MOSFET晶體管比電阻式調(diào)速可節(jié)能20%,釋放式再生制動可節(jié)能5%8%,采用液壓電機(jī)控制器和負(fù)載勢能回收技術(shù)可分別節(jié)能20%和5%。駕駛員的舒適感對保證叉車高效運(yùn)行非常重要。叉車的駕駛座具有全方位的調(diào)節(jié)功能:座椅靠背可向后或向前傾斜,座椅彈簧可進(jìn)行調(diào)節(jié),座椅可向后或向前移動。各叉車公司不斷優(yōu)化改進(jìn)叉車人機(jī)界面,使操縱簡便省力、迅速準(zhǔn)確,充分發(fā)揮人機(jī)效能,提高作業(yè)效率。例如,配備醒目的數(shù)字化儀表、報(bào)警裝置以及故障檢測自動儀器,實(shí)現(xiàn)工作狀況的在線監(jiān)控;采用浮動駕駛室(可移動、升降,使操縱者獲得全方位視野;以集中手柄控制替代多個(gè)手柄控制,電控替代手控;以及逐漸將電子監(jiān)測器和高度顯示器作

6、為高升程叉車的標(biāo)準(zhǔn)配置。在全球叉車市場格局中,豐田和林德遙遙領(lǐng)先,年銷售收入超過50億美元;而安叉和杭叉在國內(nèi)叉車市場上稱雄,合計(jì)市場占有率超過50%。于我國叉車出口量占海外市場比重仍較低、性價(jià)比優(yōu)勢突出以及出口退稅導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)出口沖動等理由,預(yù)計(jì)未來中國叉車出口仍將保持較快增速,未來3年,國內(nèi)叉車銷量年增速有望保持在20%以上,對海外市場的依賴度將加大。出口已成銷量增長的主要推進(jìn)力。雖然我國現(xiàn)在已經(jīng)能夠生產(chǎn)起重量從0.5噸到45噸各種型號的電動叉車,但每年仍有近兩億美元的電動叉車進(jìn)口。據(jù)1996年的海關(guān)統(tǒng)計(jì),當(dāng)年電動叉車進(jìn)口1.67億美元,相當(dāng)于電動叉車行業(yè)的年產(chǎn)值,其中集裝箱電動叉車和電動

7、叉車進(jìn)口0.5億美元。在這些進(jìn)口電動叉車當(dāng)中有些是必要的,有些則完全可以在國內(nèi)采購。需要指出的是,盡管電動叉車產(chǎn)品已列入進(jìn)口商檢的目錄,按規(guī)定在1997年7月1日后進(jìn)口的電動叉車必須進(jìn)行商檢,但到目前為止進(jìn)口電動叉車還沒有進(jìn)行專業(yè)性的商檢。而我國電動叉車出口卻在實(shí)行出口許可證制度,需要進(jìn)行專業(yè)性的商檢,達(dá)到一等品后才能出口。以至于在國內(nèi)投資的外商不解地感嘆道:“向中國進(jìn)口電動叉車易,從中國出口電動叉車難?！倍鴮?shí)際上進(jìn)口電動叉車的個(gè)別項(xiàng)目如“超載25%安全性”是不符合我國電動叉車技術(shù)要求的。在目前我國的使用狀況下,極易發(fā)生縱向傾翻,導(dǎo)致人身及財(cái)產(chǎn)的損害。由此可看,電動叉車在可靠性、舒適性方面距發(fā)

8、達(dá)國家水平依然較大, 因此對平衡重式電動的開發(fā)任重道遠(yuǎn)。當(dāng)前,平衡重式電動叉車市場的競爭日益激烈,要求平衡重式電動叉車產(chǎn)品技術(shù)更新?lián)Q代的速度越來越快,盡管我國物流業(yè)尚處于起步階段, 物流技術(shù)和物流設(shè)施與物流發(fā)達(dá)國家還存在較大的差距, 這些對我國叉車的發(fā)展有一定的阻礙作用, 但是, 隨著我國政府、企業(yè)及民眾對物流設(shè)備的認(rèn)識加深, 我國國際貿(mào)易的日益加強(qiáng), 外國企業(yè)介入中國市場帶來先進(jìn)的物流經(jīng)驗(yàn)。我國的平衡重式電動叉車發(fā)展前景非常好。但相對于內(nèi)燃叉車穩(wěn)定性較差,為滿足機(jī)動性能高要求,平衡重式電動叉車設(shè)計(jì)的非常緊湊,這也帶來了一些布置和散熱方面的問題。為此,本課題基于計(jì)算機(jī)仿真平臺,應(yīng)用AutoCA

9、D (AutoCAD是由美國Autodesk 公司于二十世紀(jì)八十年代初為微機(jī)上應(yīng)用CAD技術(shù)而開發(fā)的繪圖程序軟件包,經(jīng)過不斷的完美,現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD可以繪制任意二維和三維圖形,并且同傳統(tǒng)的手工繪圖相比,用AutoCAD繪圖速度更快、精度更高、而且便于個(gè)性,它已經(jīng)在航空航天、造船、建筑、機(jī)械、電子、化工、美工、輕紡等很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并取得了豐碩的成果和巨大的經(jīng)濟(jì)效益、當(dāng)前CAD領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的三維軟件Pro/E (PRO/E是全世界最普及的3D CAD/CAM系統(tǒng).被廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車、機(jī)車、自行車、航天、家電、玩具等各行業(yè).P

10、RO/E可謂是個(gè)全方位的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件,整合了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、板金設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動測量、機(jī)構(gòu)模擬、應(yīng)力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體、有限元軟件ANSYS,進(jìn)行平衡重式電動叉車的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性等方面的計(jì)算機(jī)仿真研究與分析,為我國電動叉車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)方面提供更多的理論參考,進(jìn)一步提高電動叉車的穩(wěn)定性和可靠性。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國叉車工業(yè)起步于 20世紀(jì)五、六十年代。在原機(jī)械工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下,挑選國內(nèi)幾家企業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行共同開發(fā)、聯(lián)合設(shè)計(jì),然后以當(dāng)時(shí)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的模式,根據(jù)叉車的不同型號(噸位分配給各家企業(yè)進(jìn)行制造生產(chǎn)。進(jìn)入 20世

11、紀(jì) 80年代后,計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的束縛逐漸減輕,各家企業(yè)根據(jù)自身的技術(shù)、資源力量,在原來的型號基礎(chǔ)上向上、向下延伸,普遍建立起一套不同型號的產(chǎn)品系列,技術(shù)上主要以動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)作為核心。20世紀(jì)90年代中后期,隨著國際上Linder、Toyota等大公司產(chǎn)品的進(jìn)入,對我國的叉車制造行業(yè)形成了極大的沖擊。為了迎接挑戰(zhàn),國內(nèi)企業(yè)在車身的鈑金工藝、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、裝配加工工藝等領(lǐng)域投入了很大的技改力度,引進(jìn)了大批數(shù)控加工設(shè)備和流水線,在技術(shù)、工藝上有了很大的提高。但是國內(nèi)企業(yè)在設(shè)計(jì)上相對滯后,主要以模仿日本企業(yè)的設(shè)計(jì)為主。在模仿過程中,由于受到加工工藝的制約,總體效果差強(qiáng)人意,特別是在車身形態(tài)方面存

12、在很多不足。國際叉車制造企業(yè)對形態(tài)更加重視,受汽車形態(tài)設(shè)計(jì)新鋒銳 (New Edge風(fēng)格的影響,叉車形態(tài)在原流線型的基礎(chǔ)上增加了一些堅(jiān)挺的塊狀輪廓明顯的線條,流暢中彰顯力量、圓潤中蘊(yùn)涵挺拔,叉車形態(tài)隨社會審美情趣的演變不斷地發(fā)展變化并成為叉車更新?lián)Q代的主要手段之一。2003年世界叉車展覽會的4款叉車?？傮w而言,當(dāng)今世界叉車形態(tài)設(shè)計(jì)的趨勢可以用8個(gè)字概括:流線、遮蓋、高效、舒適。1.3研究內(nèi)容及研究方法本設(shè)計(jì)的叉車額定起重量為2000kg,標(biāo)準(zhǔn)載荷中心距為500mm,最大起升高度為3000mm,門架前后傾角為6/12,最大起升速度(滿載為340mm/s,最大行駛速度為12Km/h,最大爬坡度為1

13、8%,最小轉(zhuǎn)彎半徑為2000mm,前輪胎為6.50-10-10PR,后輪胎為5.00-8-8PR。利用AutoCAD、Pro/E軟件完成叉車變速器、升降油缸、貨叉二維設(shè)計(jì)及整車三維造型、利用ANSYS軟件對貨叉部分關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性校核。(1參考內(nèi)燃叉車的資料確定總體布局,舉升機(jī)構(gòu)及液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案;(2根據(jù)已經(jīng)確定的相關(guān)資料制定平衡重式電動叉車的總體方案設(shè)計(jì);(3選取關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的校核。具體流程如圖1.1所示: 圖1.1研究流程圖第2章平衡重式電動叉車設(shè)計(jì)總體方案2.1叉車的定義與分類叉車是指對成件托盤貨物進(jìn)行裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸作業(yè)的各種輪式搬運(yùn)車

14、輛。屬于物料搬運(yùn)機(jī)械。廣泛應(yīng)用于車站、港口、機(jī)場、工廠、倉庫等國民經(jīng)濟(jì)各部門,是機(jī)械化裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸?shù)母咝гO(shè)備。叉車分類:1.越野叉車:其基本構(gòu)造和工作原理與普通叉車相同,但具有較大的離地間隙,較大的爬坡能力,更好的穩(wěn)定性,采用類似于拖拉機(jī)的越野輪胎,有時(shí)還采用前后橋驅(qū)動,其最大特點(diǎn)就在于具有良好的通過性能和越野性能,可用語城鎮(zhèn)建設(shè)工地和管道鋪設(shè)等工程建設(shè),如圖2-1所示。2.集裝箱叉車:除起重量較大和往往采用集裝箱吊具外,工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與普通平衡重式叉車無異,如圖2-2所示。3.集裝箱空箱堆高機(jī):空箱堆高機(jī)的起重量一般不超過8t,常見為4t,結(jié)構(gòu)類似于集裝箱叉車,雖然起重量不大,

15、但起升高度很大,行駛速度較高,采用特殊的空箱側(cè)面集裝箱吊具,如圖2-3所示。4.集裝箱正面吊運(yùn)機(jī):集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)具有機(jī)動性強(qiáng)、作業(yè)效率高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn),已成為集裝箱貨場作業(yè)的一種重要機(jī)型,如圖2-4所示。5.叉裝機(jī):叉裝機(jī)在結(jié)構(gòu)上類似于集裝箱正面吊運(yùn)機(jī),知識個(gè)頭小一些,取物裝置還原為貨叉,叉裝機(jī)在底盤方面類似與越野叉車,如圖2-5所示。6.伸縮臂式叉車:建筑材料的卸車和短途運(yùn)輸,將建筑材料直接投放到作業(yè)點(diǎn),或給汽車吊、塔吊喂料。工地各種物料的搬運(yùn)和場地清理整理。使用貨叉和吊具搬運(yùn)塊狀、條狀、不規(guī)格形狀建材;使用料斗搬運(yùn)散料、平整地面;使用高空作業(yè)平臺進(jìn)行高空安裝;使用玻璃吸盤安裝幕墻;等如

16、圖2-6所示。7.側(cè)面叉車:側(cè)面叉車主要用來裝卸和搬運(yùn)長大物品如電桿、木材等。側(cè)叉的門架位于車身的一側(cè),既可以起升下降,也可以伸出和縮回,能夠?qū)⒇浳飻R在車體右半邊的載物臺上搬運(yùn)。側(cè)面叉車在裝卸貨物時(shí)為了保證穩(wěn)定性,應(yīng)伸出支腿液壓缸。側(cè)叉的門架系統(tǒng)除伸出機(jī)構(gòu)外與平衡重式叉車無異,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類似于汽車,傳動系統(tǒng)采用發(fā)動機(jī)后置,由于車身的三分之二被門架導(dǎo)軌槽分割,使車架比較特殊,如圖2-7所示。8.手動托盤搬運(yùn)車:手動(液壓托盤搬運(yùn)車在使用時(shí)將其承載的貨叉插入托盤孔內(nèi),由人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)托盤貨物的起升和下降,并由人力拉動完成搬運(yùn)作業(yè)。工作時(shí)舵柄的上、下運(yùn)動用來操作一個(gè)類似于液壓千斤頂?shù)难b置,帶動

17、貨叉的后部上升,同時(shí)通過一套桿系的傳動,使貨叉前部的輪子下壓,使貨叉的前部也同步升起,起升高度一般不超過300mm,僅限于使貨物離開地面,能夠被順利搬運(yùn)。舵柄在搬運(yùn)過程中起牽引桿和轉(zhuǎn)向舵的作用。手動托盤搬運(yùn)車是托盤運(yùn)輸工具中最簡便、最有效、最常見的裝卸、搬運(yùn)工具。該產(chǎn)品雖然技術(shù)含量不高,成本低廉,但用量很大,往往成為企業(yè)出口創(chuàng)匯的拳頭產(chǎn)品。如圖2-8所示。9.平衡重式電動叉車:車體前方裝有升降貨叉、車體尾部裝有平衡重塊的起升車輛,簡稱叉車。叉車適用于港口、車站和企平衡重式叉車業(yè)內(nèi)部裝卸、堆垛和搬運(yùn)成件物品。3噸以下的叉車還可在船艙、火車車廂和集裝箱內(nèi)作業(yè)。將貨叉換裝各種屬具后,叉車可搬運(yùn)多種貨

18、物,如換裝鏟斗可搬運(yùn)散狀物料等。自行式叉車出現(xiàn)于1917年。第二次世界大戰(zhàn)期間叉車得到發(fā)展。中國從50年代初期開始制造叉車。 圖2-1越野叉車圖2-2 集裝箱叉車 圖2-3 集裝箱空箱堆高機(jī)圖2-4集裝箱正面吊運(yùn)機(jī) 圖2-5叉裝機(jī)圖2-6伸縮臂式叉車 圖2-7側(cè)面叉車圖2-8手動托盤搬運(yùn)車2.2 蓄電池的選擇電動叉車是指以電來進(jìn)行作業(yè)的叉車,大多數(shù)都是為蓄電池工作。而蓄電池是電池中的一種,蓄電池是一種能量轉(zhuǎn)換和儲存裝置,充電時(shí),將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,加以儲存,放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能,輸送給電動機(jī)。蓄電池由正、負(fù)電極和電解液組成,蓄電池分為酸性蓄電池和堿性蓄電池,實(shí)用的酸性蓄電池有鉛蓄電池,以硫酸

19、為電解液。堿性蓄電池由于需要貴重金屬,成本較高,目前很少用作叉車的能源。我國叉車主要用鉛酸蓄電池,鉛酸蓄電池正極板上是活性物質(zhì)氧化鉛,負(fù)極板上的活性物質(zhì)是海綿狀的純鉛,電解液是稀硫酸溶液。蓄電池的主要性能參數(shù)為電壓和容量,蓄電池在指定的放電條件下所放出的電量稱為容量Q,其單位為A ·h ,蓄電池的容量與放電電流及電解液的溫度有關(guān),還與充電電流、電解液的相對密度和純度有關(guān)。牽引用的蓄電池工作特點(diǎn)是:持續(xù)放電時(shí)間長,放電電流比較均勻,不能隨時(shí)充電。為了不使叉車一次停車充電或更換蓄電池后有較長的使用時(shí)間,要求這種蓄電池有較大的電容量。蓄電池組的額定電壓由叉車的起重量選擇決定,起重量為12噸

20、的電動叉車一般選用額定電壓為48v ,每個(gè)蓄電池2v 的電壓,有12個(gè)電池組成。對于電動叉車,所有的電機(jī)使用同一個(gè)電池組,可由下式折算所需要的功式中P=(W JC -1P w +P JC p P =54KW (2.1w P p P 分別為運(yùn)行電動機(jī)和油泵電動機(jī)功率,w p 分別為運(yùn)行電動機(jī)和油泵電動機(jī)效率JC 油泵電動機(jī)的工作持續(xù)率,即叉車一個(gè)作業(yè)循環(huán)中,油泵電動機(jī)工作持續(xù)時(shí)間與叉車工作循環(huán)時(shí)間的比值。已知所需功率,則蓄電池組容量按下式求出: Q=U T .90P =375A ·h (2.2式中 T 每作業(yè)班內(nèi)車輛的凈工作時(shí)間U 蓄電池組的額定電壓已知蓄電池組容量,通過查表可以選出蓄

21、電池組的型號為DG-400,容量為400A ·h 滿足使用要求。2.3行走電機(jī)的選擇行走電機(jī)驅(qū)動傳動系統(tǒng)最終向車輪提供驅(qū)動力矩,叉車上驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)的電動機(jī),稱為牽引電動機(jī),經(jīng)常采用直流串勵電動機(jī)。這是由于串勵電動機(jī)具有軟的機(jī)械特性,能適應(yīng)車輛的運(yùn)行要求,且比較經(jīng)濟(jì)。這種電動機(jī)的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián),電樞電流增大時(shí),磁極的磁通也增加,電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩不僅由于電動機(jī)電樞電流增加而提高,同時(shí)也由于磁通的增大而提高,在磁極磁通未飽和的情況下,電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩幾乎和電樞電流的平方成正比。因此,可在電樞電流較小的情況下獲得較大的轉(zhuǎn)矩。這對減小蓄電池的放電電流,充分利用蓄電池的容量,也有好處。直流串勵電

22、動機(jī)用于車輛牽引的優(yōu)點(diǎn)有:可以帶載啟動,傳動系統(tǒng)無需離合器;能正反轉(zhuǎn),無需倒檔,具有自動適應(yīng)阻力變化的趨勢;力矩變化倍數(shù)大于電流變化的倍數(shù),對保護(hù)蓄電池、延長其使用壽命有利;與液力傳動相比,在不同轉(zhuǎn)速下高效區(qū)寬。1.行走電動機(jī)功率滿載運(yùn)行功率:Pm=f(G+QVmax/(3600t=0.02(3400+2000×12×9.8/(3600×0.86 =4.1KW (2.3Pe=(1.52Pm=2×4.1=8.2KW (2.4所以電動機(jī)取10KW的XQ-10:Temax=9549×Pemax/N額=9549×1.2×10/120

23、0=95.49(Nm(2.5傳動比確定:Umax=0.377rn/IminIoIo=0.377rn額/IminUmax 0.377×0.59/2×1200/(1.1×0.8×12 (=1.1Igmax=(G+Q(max+fr/TemaxIot=9.8×(3400+2000(0.18+0.02×0.59/2/95.49×12.63806878×0.86=3(0.7 Igmin0.8取Igmin=0.8F-滾動阻力系數(shù),f=0.02G+Q-滿載叉車總重(NVmax-滿載最大車速,一般為1015KM/Ht-傳動效率,可取

24、0.850.90功率P e=(1.52Pm,原因是上坡時(shí)功率最大。由公式得電動機(jī):行走電動機(jī)-XQ-10(10KW液壓泵電動機(jī)XQD-6(6KW轉(zhuǎn)向電動機(jī)XQD-0.55(0.55KW行走電動機(jī)-XQ-10(10KW:額定功率10KW,額定電壓75V,額定電流165A,額定轉(zhuǎn)速1200r/min, 最高工作轉(zhuǎn)速2000r/min,勵磁方式:串勵,工作制60min,防護(hù)等級IP20,電機(jī)轉(zhuǎn)向:雙向,結(jié)構(gòu)形式花鍵出軸,重量135KG,推薦適用叉車與功能1.5-2T行走。電機(jī)的基本參數(shù)如表2-1表2-1電機(jī)的基本參數(shù) 2.4 本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容就是了解叉車的定義,通過計(jì)算確定蓄電池、行走電動機(jī)的

25、型號。第3章變速箱設(shè)計(jì)3.1變速箱的結(jié)構(gòu)方案傳動比相差較小,換擋平穩(wěn)沖擊小,采用斜齒輪同步器換擋,換擋更加平穩(wěn)。由于行走電動機(jī)可以雙向轉(zhuǎn)動,故可以不在變速器上設(shè)置倒檔。變速器的傳動路線示意圖如圖3-1所示: 圖3-1 變速器的傳動路線示意圖一檔:輸入軸二檔:輸入軸變速器尺寸如圖3-2,3-3,3-4所示: 圖3-2 變速器主視圖 圖3-3 變速器側(cè)視圖 圖3-4 變速器俯視圖1.模數(shù):定為3.0mm,Mn=3mm兩個(gè)擋模數(shù)都取3mm。2.壓力角20度3.螺旋角=20度1.確定一檔齒輪的齒數(shù)一檔傳動比為Ig1=Z2/Z1=Igmax=3斜齒Zh=2Acos/Mn=2×50.2×

26、;cos20/3=31.448取整為32Z1+Z2=Zh =32得Z1=8,Z2=232.確定二檔齒輪的齒數(shù)二檔傳動比為Igmin=Z4/Z3=0.8Z h=2Acos/Mn=32Z3+Z4=Z h=32得Z3=18,Z4=141.對一檔齒輪進(jìn)行角度變位端面嚙合角t:tgt=tg/cos=tg20/cos20得t=21.17°嚙合角:cost=Aocost/A=51.08/52cos21.17=0.9得t=23.65°Tgn=tgtcosn=arctg(tgt×cos=22.37°變位系數(shù)X1+X2=(invt-invt(Z1+Z2/2tgn=(0.02

27、5158-0.017777(8+23/2×0.36=0.318分配變位系數(shù):X1=0.418,X2=-0.1中心距變動系數(shù)Y=(A-A/Mn=(52-50.2/3=0.6變位系數(shù)之和X=0.318齒頂降低系數(shù)Y=x-y=-0.2822.一檔一軸齒輪齒頂高系數(shù)fo=1頂隙系數(shù)C=0.25分度圓直徑:d1=MnZ1/cos=3×8/cos20=25.54齒頂高Ha1=(fo+X1-YMn=(1+0.418+0.282×3=5.1齒根高Hf1=(fo+c-X1Mn=(1+0.25-0.418×3=2.496齒頂圓直徑Da1=D1+2Ha1=25.54+2

28、15;5.1=35.74齒根高直徑Df1=D1-2Hf1=25.54-2×2.496=20.5483.一檔二軸齒輪齒頂高系數(shù)fo=1頂隙系數(shù)C=0.25分度圓直徑:d2=MnZ2/cos=3×23/cos20=73.43齒頂高Ha2=(fo+X2-YMn=(1+0.1+0.282×3=3.546齒根高Hf2=(fo+c-X2Mn=(1+0.25+0.1×3=4.05齒頂圓直徑Da2=D2+2Ha2=73.43+2×3.546=80.522齒根高直徑Df2=D2-2Hf2=73.43-2×4.05=65.334.一檔齒輪的齒寬系數(shù)取Kc

29、=8.0 則齒寬b=8×3=24mm3.2對中心距A進(jìn)行修正1.Ao=MnZ h/2cos=3×32/2×cos20=51.08取整A=52mm2.對二檔齒輪進(jìn)行角度變位端面嚙合角t:tgt=tg/cos=tg20/cos20得t=21.17°嚙合角t:cost=Aocost/A=51.08/52cos21.17=0.9得n=23.65°Tgn=tgtcosn=arctg(tgt×cos=22.37°變位系數(shù)X3+X4=(invt-invt(Z1+Z2/2tgn=(0.025158-0.017777(18+14/2×

30、;0.36=0.328分配變位系數(shù):X3=0.028,X4=0.3中心距變動系數(shù)Y=(A-A/Mn=(52-50.2/3=0.6變位系數(shù)之和X=0.328齒頂降低系數(shù)Y=x-y=-0.2723.二檔一軸齒輪齒頂高系數(shù)fo=1頂隙系數(shù)C=0.25分度圓直徑:d3=MnZ3/cos=3×18/cos20=57.46齒頂高Ha3=(fo+X3-YMn=(1+0.028+0.272×3=3.9齒根高Hf3=(fo+c-X3Mn=(1+0.25-0.028×3=3.666齒頂圓直徑Da3=D3+2Ha3=57.46+2×3.9=65.26齒根高直徑Df3=D3-2

31、Hf3=57.46-2×3.666=50.1284.二檔二軸齒輪齒頂高系數(shù)fo=1頂隙系數(shù)C=0.25分度圓直徑:d4=MnZ4/cos=3×14/cos20=44.69mm齒頂高Ha4=(fo+X4-YMn=(1+0.3+0.272×3=2mm齒根高Hf4=(fo+c-X4Mn=(1+0.25-0.3×3=2.85mm齒頂圓直徑Da4=D4+2Ha4=44.69+2×4=48.69mm齒根高直徑Df4=D4-2Hf4=44.69-2×2.85=38.99mm5.二檔齒輪的齒寬系數(shù)取Kc=8.0 則齒寬b=8×3=24mm3

32、.3齒輪校核變速器齒輪的損壞形式主要有三種:齒輪折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合。齒輪在嚙合過程中,輪齒表面承受有集中載荷的作用。可以把輪齒看作懸臂梁,輪齒根部彎曲應(yīng)力很大,過渡圓角處又有應(yīng)力集中,故輪齒根部很容易發(fā)生斷裂。齒輪折斷有兩種情況,一種是齒輪受到足夠大的突然載荷的沖擊作用,導(dǎo)致齒輪斷裂,這種破壞的斷面為粗粒狀。另一種是受到多次重復(fù)載荷的作用,齒根受拉面的最大應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)疲勞裂縫,裂縫逐漸擴(kuò)展到一定深度后,齒輪突然折斷。這種破壞的斷面在疲勞斷裂部分呈光滑表面,在突然斷裂部分呈粗粒狀表面。變速器中齒輪的折斷以疲勞破壞居多數(shù)。齒面點(diǎn)蝕是閉式齒輪傳動經(jīng)常出現(xiàn)的一種損壞形式。因閉式齒輪傳動齒輪在潤滑油

33、中工作,齒面長期受到脈動的接觸應(yīng)力作用,會逐漸產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。面裂縫中充滿了潤滑油,嚙合時(shí),由于齒面互相擠壓,裂縫中油壓增高,使裂縫繼續(xù)擴(kuò)展,最后導(dǎo)致齒面表層一塊塊剝落,齒面出現(xiàn)大量扇形小麻點(diǎn),這就是齒面點(diǎn)蝕現(xiàn)象。若以節(jié)圓為界,把齒輪分為根部及頂部兩段,則靠近節(jié)圓的跟部齒面處,較靠近節(jié)圓的頂部齒面處點(diǎn)蝕嚴(yán)重;兩個(gè)互相嚙合的齒輪中,主動的小齒輪點(diǎn)蝕嚴(yán)重。點(diǎn)蝕的后果不僅是齒面出現(xiàn)許多小麻點(diǎn),而且由此使齒形誤差加大,產(chǎn)生動載荷,也可能引起輪齒折斷。高速重載齒輪傳動、軸線不平行的螺旋齒輪傳動及雙曲面齒輪傳動,由于齒面相對滑動速度大,接觸壓力大,使齒面間滑動油模破壞,兩齒面間金屬材料直接接

34、觸,局部溫度過高,互相熔焊粘聯(lián),齒面沿滑動方向形成撕傷痕跡,這種損壞形式叫膠合。在汽車變速器齒輪中,膠合損壞情況不多。增大輪齒根部齒厚,加大齒根圓角半徑,采用高齒,提高重合度,增多同時(shí)嚙合的輪齒對數(shù),提高輪齒柔度,采用優(yōu)質(zhì)材料等,都是提高輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度的措施。合理選擇齒輪參數(shù)及變位系數(shù),增大齒廓曲率半徑,降低接觸應(yīng)力,提高齒面強(qiáng)度等,可提高齒面的接觸強(qiáng)度。采用黏度大、耐高溫、耐高壓的潤滑油,提高油膜強(qiáng)度,提高齒面強(qiáng)度,選擇適當(dāng)?shù)凝X面表面處理方法和鍍層等,是防止齒面膠合的措施。齒輪材料的種類很多,在選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素也很多,下述幾點(diǎn)可供選擇材料時(shí)參考:1.齒輪材料必須滿足工作條件的要求。2.應(yīng)

35、考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型方法及熱處理和制造工藝。3.正火碳鋼。4.合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪。5.飛行器中的齒輪傳動,要求齒輪尺寸盡可能小,應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼。現(xiàn)代變速器齒輪的常用材料是20CrMnT現(xiàn)在這種低碳合金鋼都需隨后的滲碳、淬火處理,以提高表面硬度,細(xì)化材料晶粒。為消除內(nèi)應(yīng)力,還要進(jìn)行回火。變速器齒輪輪齒表面滲碳層深度的推薦范圍如下:m滲碳層深度0.81.2mm5.3n3.5<m<5 滲碳層深度0.91.3mmnm滲碳層深度1.01.6mm5n滲碳齒輪在淬火、回火后,要求輪齒的表面硬度為5863HRC,心部硬度為3348HRC。變

36、速器齒輪大都采用滲碳合金鋼制造,使輪齒表面的高硬度與輪齒心部的高韌性相結(jié)合,大大提高了其接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及耐磨性。在選擇齒輪的材料及熱處理時(shí)也應(yīng)考慮其加工性能及制造成本。(1Z1斜齒輪彎曲應(yīng)力w1=F1k/BtyK= 2TemaxcosK/Z1M3nYKcK=2×95490×cos20×1.5/3.14×8×3×3×3×0.18×8×2=137.8Mpa(2Z3斜齒輪彎曲應(yīng)力w3=2TemaxcosK/Z3M3nYKcK=2×95490×cos20×1.5/3.1

37、4×8×3×3×3×0.11×8×2=100.2Mpa(3電動機(jī)最扭矩為95.49N×M,齒輪傳動效率99%,離合器傳動效率99%,軸承傳動效率96%,二軸Z2斜齒輪T2=Temax承齒Igmax=95.49×0.96×0.99×3=272.261N×N,Z2斜齒輪彎曲應(yīng)力w2=2T2cosK/Z2M3nYKcK=2×272261×cos20×1.5/3.14×23×3×3×3×0.1×

38、8×2=246Mpa(4電動機(jī)最扭矩為95.49N×M,齒輪傳動效率99%,離合器傳動效率99%,軸承傳動效率96%,二軸Z4斜齒輪T4=Temax承齒Igmin=95.49×0.96×0.99×0.8=72.6N×m,Z4斜齒輪彎曲應(yīng)力w4=2T4cosK/Z4M3nYKcK=2×72600×cos20×1.5/3.14×14×3×3×3×0.14×8×12=120.98Mpa1.一檔一、二軸齒輪的計(jì)算主動齒輪Z1節(jié)圓半徑Rz=D1/

39、2=2A/2(Z2/Z1+1=52/(23/8+1=13.41mm從動齒輪Z2節(jié)圓半徑Rb=D2/2=U1/2=2UA/2(U+1=AU/U+1=38.58mm主動齒輪節(jié)點(diǎn)曲率半經(jīng)Pz=Rzsin/cos2=13.4×sin20/cos20/cos20=5.19mm 從動齒輪節(jié)點(diǎn)曲率半徑Pbsin/cos2=38.58sin20/cos20/cos20=14.94mm輪齒接觸應(yīng)力j=0.418TemaxE/dcoscosxb(1/5.19+1/14.94=1939Mpa將作用在變速器第一軸上的載荷Temax/2作為計(jì)算載荷時(shí),對于滲碳齒輪,一檔的許用接觸應(yīng)力19002000Mpa,所

40、以強(qiáng)度滿足要求。2.二檔齒輪強(qiáng)度校合過程與一檔相同,此處不再列舉。3.4 軸設(shè)計(jì)1.軸的功用及其設(shè)計(jì)要求變速器在工作是承受力扭矩、彎矩,因此應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。軸的鋼的不足,在負(fù)荷作用下,軸會產(chǎn)生過大的變形,影響齒輪的正常嚙合,產(chǎn)生過大的噪聲,并會降低齒輪的使用壽命。這一點(diǎn)很重要,與其它零件的設(shè)計(jì)不同。設(shè)計(jì)變速器軸時(shí)主要考慮以下幾個(gè)問題:軸的結(jié)構(gòu)形狀,軸直徑、長度、軸的強(qiáng)的和剛度,軸上花鍵型式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要依據(jù)變速器結(jié)構(gòu)布置的要求,并考慮加工工藝,裝配工藝而最后確定。2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證齒輪、同步器部件及軸承等安裝、固定。并與工藝要求有密切關(guān)系。第一軸安裝同步器齒轂的

41、花鍵采用漸開線花鍵,漸開線花鍵固定連接的精度要求比矩形花鍵低,定位性能好,承載能力大,花鍵齒短,其小徑相應(yīng)增大,可提高軸的剛度。選用漸開線花鍵是以大徑定心更合適。第一軸各檔齒輪與軸之間有相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,因此,無論裝滾針軸承、襯套還是鋼件對鋼件直接接觸,軸的表面粗糙度均要求很高,不應(yīng)低于0.8。表面硬度不應(yīng)低于5863HRC 。第二軸通常和齒輪做成一體,為了便于裝拆第二軸,軸承與齒輪之間用花鍵連接,其直徑根據(jù)兩端軸承內(nèi)徑確定。第一軸花鍵部分直徑D 1=Ktemax1/3=(495.491/3=18.28第二軸D/L=0.180.21取第一軸的最細(xì)處軸徑為D 1=20mm第二軸中部(最粗直徑D=23

42、.4mm支承間距離L=23.4/0.180.21=111.4130mm 取120mm.1. 若軸在垂直面內(nèi)撓度為c f ,在水平面內(nèi)撓度為s f 和轉(zhuǎn)角為,可分別用下式計(jì)算422r 22r 3a F 643ELd b EIL b a F f c = (3.2 422223a F 643ELdb EIL b a F f t t s = (3.3(43a F 643ELd a b b EIL a b ab F r r -=-= (3.4 式中:r F 齒輪齒寬中間平面上的徑向力(N ; t F 齒輪齒寬中間平面上的圓周力(N ;E 彈性模量(MPa ,E =2.06×105MPa; I

43、慣性矩(mm4,對于實(shí)心軸,644d I =; d 軸的直徑(mm ,花鍵處按平均直徑計(jì)算; a 、b 齒輪上的作用力距支座A 、B 的距離(mm ; L 支座間的距離(mm 。 軸的全撓度為2.022+=s c f f f mm 。軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為c f =0.050.10mm ,s f =0.100.15mm 。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過0.002rad 。 一軸的剛度受力變形如圖3-5所示 圖3-5 一軸的剛度受力變形示意圖 一檔時(shí)N 17.98381=t F ,N 78.99281=r F ,17=d mm ,mm 29a 11=,7411=b mm ,103=L m

44、m4211211r113a F 64ELdb fEL二檔時(shí)N 21.310964=t F ,N 14.012144=r F ,103=L mm ,17=d mm ,mm 28a 4=,754=b mm ,42424r443a F 64ELdb f44444443-a F 64ELd a b b r =0.00144rad 0.002rad2. 二軸的剛度受力變形如圖3-6所示 一檔時(shí)N 17.98382=t F ,N 78.99282=r F ,17=d mm ,mm 29a 2=,742=b mm ,103=L mmFr42222r223a F 64ELdb f(42222223-a F 6

45、4ELd a b b r =0.00108rad 0.002rad二檔時(shí)N 87.911533=t F ,N 72.812773=r F ,103=L mm ,17=d mm ,mm 28a 3=,753=b mm ,42323r33s c f f f (43333333-a F 64ELd a b b r =0.00152rad 0.002rad作用在齒輪上的徑向力和軸向力,使軸在垂直平面內(nèi)彎曲變形,而圓周力使軸在水平面彎曲變形。先求取支點(diǎn)的垂直面和水平面內(nèi)的反力,計(jì)算相應(yīng)的垂向彎矩c M 、水平彎矩s M 。則軸在轉(zhuǎn)矩g T 和彎矩的同時(shí)作用下,其應(yīng)力為:=332dM W M (3.5 式

46、中: 222g s c T M M M +=(MPa; d 為軸的直徑(mm,花鍵處取內(nèi)徑;W 為抗彎截面系數(shù)(mm²,在低擋工作時(shí),400MPa。1.一軸的強(qiáng)度校核118135931=T N·m m ;N F 82.4608a13=;N F 97.14412t13=;N F 9.447913r =;mm 93.163d 13=;mm 45d =;mm 27.255L 1=;mm 91.112L 2=;mm 9.299L =一檔時(shí)撓度最大,最危險(xiǎn),因此校核。求水平面內(nèi)支反力HA R 、HB R 和彎矩HC MHA R +HB R =13t F (3.6 21L R L R

47、HB HA = (3.7 由以上兩式可得HA R =2144.88N ,HB R =12268.09N ,HC M =547523.52N·m m 求垂直面內(nèi)支反力VA R 、VB R 和彎矩VC MVA R +VB R =13r F (3.8 L R d F L F VB a r =+13131132右VC M =1051917.87N·m m按第三強(qiáng)度理論得:MPa 400MPa 43.167323 圖3-7 一軸軸承受力圖一軸軸承選擇角接觸球軸承一軸軸承受力圖如上圖3-7所示初選軸承的型號為7003AC ,d=17mm D=35mm B=10mmr c =6.3KN

48、or c =3.68 質(zhì)量 w=0.36kg油潤滑時(shí)極限轉(zhuǎn)速為2200r/min1.初選軸承的型號為3230814,正裝;1r F =2467.46N ,1a F =2824.24N ,1V R =2640.95N 。min /4000r n =,kw P 88=2.求豎直面內(nèi)支反力V2R1V R +2V R =1r F2640.95+2V R =2467.462V R =-173.493.內(nèi)部附加力1S F 、2S F ,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得Y=1.7N Y R F S 776.752/1V 1=N Y R F S 51.032/2V 2=4.軸向力1a F '和2a F '所

49、以軸承2被放松,軸承1被壓緊N F F S a 776.7512='5.求當(dāng)量動載荷查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)得N C r 115000=,N C r 1480000=,N e 35.0=,徑向當(dāng)量動載荷P ,因?yàn)閑 F F r a >=' 1.1711查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得:0.40X =,7.1Y =取7.1=p f 所以6.校核軸承壽命預(yù)期壽命h l h 2400018300101= 圖3-8 二軸軸承受力圖二軸軸承選擇角接觸球軸承,二軸軸承受力圖如上圖3-8所示,初選軸承的型號為7003AC ,d=17mm D=35mm B=10mm,r c =6.3KN or c =3.68

50、 質(zhì)量 w=0.36kg,油潤滑時(shí)極限轉(zhuǎn)速為2200r/min 。3.5 本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容就是確定變速箱的結(jié)構(gòu)方案、計(jì)算中心距尺寸及修正中心距、各齒輪的尺寸及校合、軸設(shè)計(jì)及校合、軸承的選擇及校合。第4章貨叉、門架、叉架及整車建模4.1Pro/E軟件簡介1985年,PTC公司成立于美國波士頓,開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年,V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過10余年的發(fā)展,Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能,還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、

51、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。下面就Pro/ENGINEER的特點(diǎn)及主要模塊進(jìn)行簡單的介紹。主要特性全相關(guān)性:Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改,能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中,同時(shí)自動更新所有的工程文檔,包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙,以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改,卻沒有任何損失,并使并行工程成為可能,所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用?；谔卣鞯膮?shù)化造型:Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械

52、對象,并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如:設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等,它們對工程人員來說是很熟悉的,因而易于使用。裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過給這些特征設(shè)置參數(shù)(不但包括幾何尺寸,還包括非幾何屬性,然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。數(shù)據(jù)管理:加速投放市場,需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率,必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制,正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作,由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能,因而使之成為可能。裝配管理:Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能

53、夠使您利用一些直觀的命令,例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來,同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理,這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。易于使用:菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn),提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng),同時(shí)提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助,這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。Pro/E是基于草圖特征的三維建模軟件,Pro/E通過對三維實(shí)體的精確建模及裝配來生成最終的產(chǎn)品。Pro/E中裝配的模型的構(gòu)造是由各種特征來組合生成的,零件的設(shè)計(jì)過程就是特征的累積過程。下面對主要零部件做詳細(xì)的建模過程分析,因其尺寸較多在步驟中不作詳細(xì)說明。繪圖時(shí)參照如圖工具利用

54、PRO/E軟件構(gòu)建叉車的模型,主要應(yīng)用了拉伸、旋轉(zhuǎn)、鏡像等基本操作。本次對叉車的設(shè)計(jì),主要針對外門架、內(nèi)門架、貨叉、叉架、整車等部件的設(shè)計(jì)4.2貨叉尺寸計(jì)算貨叉應(yīng)該實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),尤其是與掛鉤有關(guān)的尺寸和叉架的安裝尺寸等,這樣才便于各種取物裝置的互換。我國根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),制定了掛鉤型貨叉尺寸、掛鉤型貨叉和叉架的安裝尺寸等國家標(biāo)準(zhǔn)。GB/T5183-2005叉車貨叉尺寸中,規(guī)定了掛鉤型貨叉的橫截面和貨叉水平段長度的推薦尺寸,見表4-1、表4-2、表4-3中打X的為推薦截面尺寸。表4-1貨叉水平段長度系列 表4-2 貨叉截面尺寸系列 表4-3貨叉安裝尺寸 貨叉長度L大于2C=

55、1000mm見書叉車構(gòu)造與設(shè)計(jì)P97表6-1,取L=1050mm 貨叉安裝尺寸見書P98表6-3其重量2t載荷中心距500mm貨叉形式取B得 a=152mmb=407mmh1=546mmh2=383mmh3=381mmM1=31mmM2=29mmC1=17.5mmC2=16mmK1=14mmK2=13mme=16mmq=8mm貨叉截面尺寸:寬度取150mm,厚度取45mm貨叉的強(qiáng)度計(jì)算:彎曲正應(yīng)力w=Mmax/W=PC/a2b/6=0.319035983kg/mmP=Q/2=1000 kg軸向應(yīng)力:1=P/F=P/ab=1000/152×407=0.016164489kg/mm,ma

56、x=w+1= s/n=0.335200472貨叉的剛度計(jì)算:叉尖的饒度為:fz=pcl/Eic/l(3l-c+6e+2h小于ff=l/50=21,P=Q/2=1000kg,I=a3b/12=152×152×152×407/12=119滿足要求。本設(shè)計(jì)取值如圖4-4,4-5 所示: 圖4-4 貨叉?zhèn)纫晥D 圖4-5 貨叉正視圖4.3車體尺寸設(shè)計(jì)(1總體參數(shù)噸位、起升高度、自由提升高度、轉(zhuǎn)彎半徑、軸距、輪距、運(yùn)行速度等。(2方案選型發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)動形式、轉(zhuǎn)向形式、制動形式、門架形式等。(3總體計(jì)算自重與軸載計(jì)算,牽引計(jì)算,機(jī)動性能計(jì)算,制動性能計(jì)算、穩(wěn)定性計(jì)算。(4總體布置

57、安裝、外形、限制尺寸等。(1下達(dá)整機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書總體參數(shù)、技術(shù)形式、完成日期等(2進(jìn)行總體計(jì)算由總體參數(shù)計(jì)算出所需要的牽引性能、機(jī)動性、制動性等總體性能。(3進(jìn)行總體布置排尺寸鏈、畫總圖、定限制尺寸。(4下達(dá)各部件設(shè)計(jì)任務(wù)書傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、門架系統(tǒng)等。(5進(jìn)行部件設(shè)計(jì)與協(xié)調(diào)檢驗(yàn)尺寸與性能參數(shù)上的沖突、進(jìn)行協(xié)調(diào)、修改。(6總體性能驗(yàn)算修改后重新計(jì)算,出設(shè)計(jì)計(jì)算書。(7出全套圖樣進(jìn)行全部技術(shù)與工藝設(shè)計(jì)?？傮w設(shè)計(jì)與部件設(shè)計(jì)有時(shí)是交叉的,當(dāng)總體設(shè)計(jì)規(guī)定的性能參數(shù)與尺寸布置與各部件設(shè)計(jì)時(shí)的實(shí)際情況有出入,或無法實(shí)現(xiàn),或有沖突是,需要進(jìn)行協(xié)調(diào)、修改,反復(fù)設(shè)計(jì),直達(dá)滿足各方面要求為止。叉車總體布

58、局尺寸見圖4-6,4-7,4-8: 圖4-6 叉車車體側(cè)視圖 圖4-7 叉車車體俯視圖 圖4-8 叉車Pro/E標(biāo)準(zhǔn)方向圖4.4檔板尺寸設(shè)計(jì)“特征的概念在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中應(yīng)用越來越廣泛。在Pro/E中,特征是指構(gòu)成圖形的一組具有特定含義的圖元,是設(shè)計(jì)者在一個(gè)設(shè)計(jì)階段完成的全部圖元的總和。Pro/E的特征建模思想為操作和管理圖形上的圖元提供了極大的方便。一個(gè)三維實(shí)體模型就是由數(shù)量總多的特征以“搭積木”的方式組織起來。因此,特征是模型結(jié)構(gòu)和操作的基本單位,模型創(chuàng)建過程也就是按一定順序依次向模型中添加各類特征的過程。一個(gè)模型上特征數(shù)量的多少對模型有較大的影響。一般來說,減少特征數(shù)量具有以下優(yōu)點(diǎn)。(1減少模型再生時(shí)間:再生模型時(shí),要根據(jù)特征創(chuàng)建的先后順序重繪各個(gè)特征。因此,特征越多,花費(fèi)時(shí)間也越長,不便于模型的后續(xù)處理。(2減少模型文件大小。特征越多,相對來說,模型文件越大,這不便模型文件的存儲。(3方便對特征的操作和管理。模型上的特征越少,模型的層次結(jié)構(gòu)越清晰,模型之間的關(guān)系越簡單。一方面,