畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）頁(yè)，共66頁(yè)9T集裝箱叉車舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)大型集裝箱叉車設(shè)計(jì)主參數(shù)的確定設(shè)計(jì)規(guī)格的確定空箱堆高機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合及市場(chǎng)應(yīng)用：空箱堆高機(jī)是專門為吊裝20英尺到40英尺國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱而設(shè)計(jì)的。它主要用于集裝箱空箱的堆碼、搬移和裝卸。它具有機(jī)動(dòng)靈活、操作方便、穩(wěn)定性好、輪壓較低、堆碼層數(shù)高、堆場(chǎng)利用率高等優(yōu)點(diǎn)。具有堆碼7層8’6’’高或6層9’6’’高的集裝箱空箱的能力。特別適用于中小港口、鐵路中轉(zhuǎn)站及公路中轉(zhuǎn)站的集裝箱裝卸，也可在大型集裝箱碼頭作為空箱堆碼的主要設(shè)備來(lái)使用。市場(chǎng)：集裝箱運(yùn)輸因具有安全、高效、經(jīng)濟(jì)、快捷等優(yōu)越性，以及能降低貨損，實(shí)現(xiàn)“門到門”的運(yùn)輸特點(diǎn)，得到了迅速的發(fā)展，2017年度全球前20位的集裝箱港口完成集裝箱吞吐量3.35億TEU，同比增速為5.6%，遠(yuǎn)高于去年1.7%的增速。隨著海上國(guó)際集裝箱運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，出現(xiàn)了海運(yùn)與內(nèi)河航運(yùn)、鐵路、公路和航空等多種形式的聯(lián)運(yùn)，逐漸形成了以海運(yùn)為中心環(huán)節(jié)，兩端向內(nèi)陸延伸的集裝箱運(yùn)輸體系，以便最大限度地利用國(guó)際集裝箱運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，是國(guó)際間貨物的門到門運(yùn)輸。組成：空箱堆高機(jī)由底盤、門架、集裝箱吊具等部分組成。底盤由發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力換檔變速箱、前橋、后橋、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、高架臺(tái)、駕駛室、車架、配重、車輪等部件組成。門架包括起升油缸、滑架、內(nèi)外門架等部件組成，與傾斜油缸及車架相連結(jié)。集裝箱吊具具有主臂、左右伸縮臂、吊桿、伸縮油缸、橫移油缸、旋鎖油缸等部件?？障涠迅邫C(jī)有可伸縮和左右橫移的集裝箱吊具,能用于20英尺,40英尺集裝箱空箱裝卸作業(yè)。吊具可以左右橫移600mm從而提高作業(yè)效率。集裝箱類別、尺寸和額定質(zhì)量空箱堆高機(jī)是專門為吊裝20英尺到40英尺國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱（其規(guī)格尺寸見下表）而設(shè)計(jì)的。

表SEQ表\*ARABIC1集裝箱尺寸表集裝箱箱

型外部尺寸長(zhǎng)×寬×高(mm)門框尺寸寬×高(mm)自重(kg)重總(kg)容積(m3)一噸箱832×1264×1501200×110018210001.20十噸箱2921×2402×23962330×211012751000016.8120英尺箱6058×2438×25912279×223822502400032.8840英尺箱12192×2438×25912338×227941003048067.20設(shè)計(jì)規(guī)格的確定我們所設(shè)計(jì)的大型集裝箱叉車，要求分別可以舉升40英尺、20英尺兩種規(guī)格的集裝箱，要求既可以舉升一個(gè)40英尺或20英尺的集裝箱，也可以同時(shí)舉升兩個(gè)40英尺或20英尺的集裝箱。40英尺集裝箱型外型尺寸為：長(zhǎng)L=12192mm寬W=2438mm高H=2591mm20英尺集裝箱型外型尺寸為：長(zhǎng)L=6058mm寬W=2438mm高H=2591mm設(shè)計(jì)主參數(shù)的確定額定起重重量的確定為提高工作效率，該車在設(shè)計(jì)時(shí)按一次抓起兩個(gè)40英尺集裝箱或兩個(gè)20英尺集裝箱，由此可以確定額定起重重量。已知每個(gè)40英尺集裝箱的重量為4100kg所以確定額定起重重量為2*4100=8200kg最大起重重量的確定按超載為額定載荷的1.25倍計(jì)算對(duì)于規(guī)格為40英尺的集裝箱而言：最大起重重量為8200*1.25=10250kg最大起升高度的確定根據(jù)設(shè)計(jì)方案來(lái)確定起升高度：設(shè)計(jì)意圖要滿足堆起5個(gè)集裝箱，個(gè)集裝箱的高度由上面確定的可知為H=2591mm，由此可確定最大起升高度為：5*2591=12955mm考慮到在堆砌過(guò)程中上下集裝箱之間要保持一定的間隙，為此我們確定起升高度為13.3m。

叉車總體方案設(shè)計(jì)參照意大利Fantuzzi-ReggianeS.p.A.公司其堆高機(jī)產(chǎn)品，確定叉車類型為前置起重機(jī)構(gòu)，雙門架。下圖為整車示意。圖SEQ圖\*ARABIC1整車示意圖方案的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）工作裝置布置在叉車的前端，貨物通過(guò)旋鎖懸掛在吊具或載于前端的貨叉上，為防止整車向前傾翻，在其后部裝有平衡重。前軸為驅(qū)動(dòng)橋，后軸為轉(zhuǎn)向橋。（2）由于在空載和滿載的不同工況下前后橋的負(fù)載分配變化較大，故車架與前后橋間沒有緩沖減震裝置，并采用具有高承載能力和變形的充氣輪胎、彈性胎或?qū)嵭奶ァ＃?）前部工作裝置有標(biāo)準(zhǔn)貨叉，可自由插入托盤或貨物的空隙取放貨物，并可沿門架升降，隨門架前傾3o和后傾3o，以方便取貨物和保證運(yùn)行中貨物不會(huì)從貨叉上滑落。貨叉于貨叉架的連接尺寸是標(biāo)準(zhǔn)的，可以很方便的將貨叉取下?lián)Q裝吊具等其它屬具。（4）裝有較大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，保證叉車具有良好的動(dòng)力性能。前后行駛的工況比例一般為6：4，故其前進(jìn)、后退最大行駛速度相同，變速器前后檔位數(shù)相同。（5）為防止貨物跌落損傷駕駛員，在司機(jī)上方設(shè)置護(hù)頂架，裝有司機(jī)室。（6）為了減少叉車的轉(zhuǎn)彎半徑，轉(zhuǎn)向橋可采用雙梯形結(jié)構(gòu)或曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，是內(nèi)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角可達(dá)80o以上。具體參數(shù)確定（1）載荷中心距：額定起重量貨物的重心至貨叉垂直段前表面或吊具標(biāo)準(zhǔn)鎖中心的水平距離。其值等于半個(gè)集裝箱的寬度，即2352/2=1676mm。（2）最大運(yùn)行速度：其分滿載和空載，指在額定起重量或無(wú)載狀態(tài)下，車倆在水平堅(jiān)硬的路面上行駛的最大速度。本車考慮到整車運(yùn)行的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)空載時(shí)最大運(yùn)行速度為25Km/h,滿載時(shí)，最大運(yùn)行速度為20Km/h。考慮路面狀況，整車允許在爬行20%的坡度時(shí)，最大運(yùn)行速度為3Km/h。整車分為3檔，一般為15Km/h。（3）最大爬坡度：其分滿載和空載，指叉車在額定起重量或無(wú)載狀態(tài)下，按規(guī)定的穩(wěn)定速度所能爬越的最大坡度。根據(jù)國(guó)標(biāo)，滿載時(shí)的最大爬坡度為20%（約12o）。(4)最小轉(zhuǎn)彎半徑：在無(wú)載的狀態(tài)下，叉車向前和向后低速行駛且向左和向右轉(zhuǎn)彎，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪處于最大轉(zhuǎn)角時(shí)，車輛外側(cè)到轉(zhuǎn)彎中心的最大距離，此時(shí)亦可用角度來(lái)標(biāo)定，此車選用最大轉(zhuǎn)彎角度為40o。(5)最大起升速度：根據(jù)《機(jī)械工程手冊(cè)》（第二版）物料搬運(yùn)設(shè)備卷，選擇起升最長(zhǎng)時(shí)間（即從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間）為30秒，支撐油缸活塞行程為6.5m,所以得出最大起升速度為mm/s。(6)門架傾角：在無(wú)載狀態(tài)下，叉車在水平地面上門架相對(duì)垂直位置前后傾斜的最大角度?？紤]到整車工作、行駛狀態(tài)下的穩(wěn)定性及便于旋鎖插入集裝箱的標(biāo)準(zhǔn)起吊口，設(shè)計(jì)為門架前傾角度為3o，后傾角度為3o。圖SEQ圖\*ARABIC2結(jié)構(gòu)圖叉車的運(yùn)行速度、爬坡度（加速性能）、起升速度反映了叉車的動(dòng)力性能，它是影響叉車工作效率的主要參數(shù)。叉車的外形尺寸、軸距、輪距、最小轉(zhuǎn)彎半徑等反映了叉車的機(jī)動(dòng)性，機(jī)動(dòng)性好的叉車可以在狹小的場(chǎng)地或通道內(nèi)作業(yè)，提高倉(cāng)庫(kù)或堆場(chǎng)面積的利用率。上述參數(shù)同時(shí)對(duì)叉車的穩(wěn)定性有重要的影響。穩(wěn)定性是指叉車作業(yè)時(shí)抗傾翻的能力。各參數(shù)對(duì)叉車的動(dòng)力性、機(jī)動(dòng)性、穩(wěn)定性的影響是相互矛盾的，所以在確定各參數(shù)時(shí)要綜合考慮。在叉車的結(jié)構(gòu)參數(shù)中，前懸距K對(duì)叉車的自質(zhì)量和性能有極大的影響。K值小于是叉車外形尺寸小，減少自質(zhì)量，提高穩(wěn)定性，但它受到前輪、驅(qū)動(dòng)橋、工作裝置、制動(dòng)裝置等尺寸的制約。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參照意大利Fantuzzi-ReggianeS.p.A.公司其堆高機(jī)產(chǎn)品，確定主要的尺寸，在以下進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算校核。表SEQ表\*ARABIC2發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)表表SEQ表\*ARABIC3主參數(shù)表續(xù)表3通過(guò)參照上表中的數(shù)據(jù),得出本車的具體參數(shù)如下表所示表SEQ表\*ARABIC4主要尺寸表最大起升高度(旋鎖)13300mm門架傾角（前/后）3/3deg車身長(zhǎng)度6300mm車架寬度3500mm門架最小高度8500mm車架中部離地高度450mm門架底部離地高度300mm軸距4500mm自重35t續(xù)表4起升速度（空載/滿載）m/s下降速度（空載/滿載）0.5/0.5m/s最大行駛速度（空載/滿載）30/25Km/h最大牽引力128,8KN轉(zhuǎn)彎半徑5500mm工作環(huán)境溫度-20~+40(低于-5℃時(shí)應(yīng)選用發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置)℃海拔高度1000m發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率/額定轉(zhuǎn)速149/2500Kw/rpm最大扭矩/轉(zhuǎn)速814/1500Nm/rpm形式液力動(dòng)力變檔定軸式，前三倒三檔位

吊具形式用于ISO20′和40′集裝箱液壓伸縮調(diào)整

橫移量-400/+400mm叉車主要部分的強(qiáng)度校核門架受力計(jì)算圖SEQ圖\*ARABIC3門架豎直時(shí)，受力圖以1點(diǎn)為轉(zhuǎn)心，由力矩平衡得：式中--門架與傾斜油缸鉸接處門架秘受到力--風(fēng)載--內(nèi)外門架總重量--吊具總重量--集裝箱重量、、、分別為、、、、的力臂由上面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中確定的參數(shù)可求得：代入數(shù)值可求得：在x、y方向上受力平衡在x方向上：在x方向上:式中、、、、的意義與上面相同--門架與車橋鉸接處門架所受到的水平力--門架與車橋鉸接處門架所受到的豎直方向上的力 --門架與傾斜油缸的夾角代入數(shù)值解得：求2處所受到的合力大小方向（與豎直方向上的夾角α）：tgα=α=19.17°若風(fēng)載向右其計(jì)算方向與上面一樣員只是風(fēng)載的方向變?yōu)樽笠?點(diǎn)為轉(zhuǎn)心，由力矩平衡得：式中各數(shù)的意義與數(shù)值均與上面相同代入數(shù)值可求得：在x、y方向上受力平衡：x方向上：y方向上:代入數(shù)值解得：求2處所受到的合力大小方向（與豎直方向上的夾角α）：tgα=α=12.69°門架強(qiáng)度與剛度校核門架強(qiáng)度校核門架的材料選用16Mn在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)1》第二版上冊(cè)中查得16Mn的＝303.8Mpa,=470.4Mpa。許用應(yīng)力[]取與中較小者[]＝＝121.52Mpa如圖所示，最大彎矩在2處（式中為動(dòng)載系數(shù)前面已有說(shuō)明）符合強(qiáng)度要求。門剛度校核如圖所示，在2、1段內(nèi)()即由2點(diǎn)的轉(zhuǎn)角和擾度都為零，即x＝0時(shí)，將邊界條件，代入得：＝0，＝0當(dāng)x=2.92時(shí)，在1、3段內(nèi)()即在1處，即當(dāng)x=2.92m時(shí)，將邊界條件，代入得：＝－98286.76，＝－1153377.93當(dāng)x=8.5時(shí)，當(dāng)門架前傾3°時(shí)受力圖如圖所示（風(fēng)載向右）以1點(diǎn)為轉(zhuǎn)心，由力矩平衡得：式中、、、、、、、、的意義與一面相同圖SEQ圖\*ARABIC4門架前傾3°時(shí)，受力圖代入數(shù)值可求得：在x、y方向上受力平衡在x方向上：在x方向上:式中、、、、、、、的意義與上面相同代入數(shù)值解得：求2處所受到的合力大小方向（與豎直方向上的夾角α）：tgα=α=29.2°若風(fēng)載向右其計(jì)算方向與上面一樣員只是風(fēng)載的方向變?yōu)樽笠?點(diǎn)為轉(zhuǎn)心，由力矩平衡得：式中各數(shù)的意義與數(shù)值均與上面相同代入數(shù)值可求得：在x、y方向上受力平衡：x方向上：y方向上:代入數(shù)值解得：求2處所受到的合力大小方向（與豎直方向上的夾角α）：tgα=α=8.88°門架強(qiáng)度校核門架的材料選用16Mn在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)1》第二版上冊(cè)中查得16Mn的＝303.8Mpa,=470.4Mpa。許用應(yīng)力[]取與中較小者[]＝＝121.52Mpa如圖所示，最大彎矩在2處（式中為動(dòng)載系數(shù)前面已有說(shuō)明）符合強(qiáng)度要求。門剛度校核如圖所示，在2、1段內(nèi)()即由2點(diǎn)的轉(zhuǎn)角和撓度都為零，即x＝0時(shí)，將邊界條件，代入得：＝0，＝0當(dāng)x=2.92時(shí)，在1、3段內(nèi)()即在1處，即當(dāng)x=2.92m時(shí)，將邊界條件，代入得：＝－98286.76，＝－1153377.93當(dāng)x=8.5時(shí)，門后仰3°時(shí)，受力圖如圖5所示，以1點(diǎn)為轉(zhuǎn)心，由力矩平衡得：式中、、、、、、、、的意義與一面相同代入數(shù)值可求得：圖SEQ圖\*ARABIC5門后仰3°時(shí)，受力圖在x、y方向上受力平衡在x方向上：在x方向上:式中、、、、、、、的意義與上面相同代入數(shù)值解得：求2處所受到的合力大小方向（與豎直方向上的夾角α）：tgα=α=15.39°由于風(fēng)載向右時(shí)、都比風(fēng)載向左時(shí)的小，故只計(jì)算風(fēng)載向左的即可以2點(diǎn)為轉(zhuǎn)心，由力距平衡可知;式中各字母的意義與上面相同由幾何關(guān)系可求出=883.62mm=996.85mm=442.9mm=6739.33mm代入數(shù)值即可求出：同理以1點(diǎn)為轉(zhuǎn)心在2、1段內(nèi)()即式中E、I、V、x的意義同上由2點(diǎn)的轉(zhuǎn)角和撓度都為零，即x＝0時(shí)，將邊界條件，代入得：＝0，＝0當(dāng)x=2時(shí)，在1、3段內(nèi)()即在1處，即當(dāng)x=2m時(shí)，將邊界條件，代入得： ＝－271807.52，＝154538.28求3處的撓度即當(dāng)x=5時(shí)，求頂端的撓度由于3點(diǎn)以上的部分沒有力的作用=1.5877mm對(duì)于鏈條及固定銷釘?shù)倪x取鏈條的選取1.示意圖及受力如下：圖SEQ圖\*ARABIC6示意圖2.計(jì)算如下：第一步：先考慮受重力時(shí)根據(jù)力矩平衡得下式：解得：==88200+49000=137200N第二步：考慮摩擦力根據(jù)力偶平衡得下式：解得：=82320N過(guò)載系數(shù)：動(dòng)載系數(shù)：則總的鏈條拉力：表SEQ表\*ARABIC5鏈條尺寸表續(xù)表5

綜合考慮，選用LH1888系列，最大拉伸載荷為338.1KN，符合本車的設(shè)計(jì)要求。固定鏈條的銷釘?shù)男：?.計(jì)算如下2.選材：查手冊(cè)選40Cr其機(jī)械性能如下：截面尺寸（直徑或厚度）小于等于100mm時(shí)取=540MPa；=735MPaMPa則：MPa解得：37.63mm是指螺栓根徑小零件的校核計(jì)算銷釘?shù)男：伺c計(jì)算門架與傾斜油缸鉸接處銷釘?shù)男：宋覀冞x用的材料為35Mn2。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中查得35Mn2的參數(shù)：其許用應(yīng)力[]為/2.5與/3.5中的較小者[]=176Mpa再考慮到動(dòng)載，由《機(jī)械工手冊(cè)》的表67.1-11中查得沖擊系數(shù)（即動(dòng)載系數(shù)）由上面的計(jì)算可知當(dāng)門架前傾6°時(shí)所受到的力最大所以辦按此種情況計(jì)算即可處銷釘?shù)男：耍ㄆ涫芰D如圖所示）：圖SEQ圖\*ARABIC7銷釘?shù)男：税醇羟杏?jì)算由《材料力學(xué)》公式（2.22）式中Q為剪力A為截面面積按擠壓計(jì)算按《材料力學(xué)》公式（2.25）取t=30mm：所以1處銷釘直徑取50mm以上即可處銷釘?shù)男：耍ㄆ涫芰D如圖7所示）：按剪切計(jì)算由《材料力學(xué)》公式（2.22）式中Q為剪力A為截面面積按擠壓計(jì)算受力圖如圖所示，取t=40mm：所以2處銷釘直徑取大于45mm即可滾輪軸的確定按剪切計(jì)算受力圖(如圖7)所示此處材料用40Cr由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》4.4－3查得40Cr的許用應(yīng)力＝600Mpa由《材料力學(xué)》公式（2.22）式中Q為剪力A為截面面積此處軸的直徑取大于28.93㎜即可內(nèi)外門架接合處軸承壽命計(jì)算在《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》中初選軸承NU416其參數(shù)如下：C＝272KN外徑D＝200㎜內(nèi)徑d＝80㎜寬B＝40㎜由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中軸承壽命計(jì)算公式（）（小時(shí)）式中Lh為軸承的壽命n為轉(zhuǎn)速P為當(dāng)量動(dòng)載荷C基本額定動(dòng)載荷轉(zhuǎn)速n的確定我們根據(jù)在主參數(shù)的確定中叉車30秒內(nèi)升到最高來(lái)確定軸承的轉(zhuǎn)速n=軸承徑向力F＝＝＝72951.89N由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中公式（）知P＝式中X為徑向載荷系數(shù)為動(dòng)載荷系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表13－5查得X＝0.56由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表13－6軸承受輕微沖擊＝1.2P＝＝49023.67KN=71173.45h叉車按每天工作14小時(shí)，每年工作300天計(jì)算工作的年數(shù)為L(zhǎng)＝（年）

叉車動(dòng)力功率叉車的穩(wěn)定性叉車的穩(wěn)定性是指叉車在各種工作狀況下抵抗傾覆的能力.它是保證叉車正常工作的必要條件。叉車工作時(shí),地面坡度、加速、制動(dòng)或轉(zhuǎn)向的慣性力都有可能引起叉車的傾覆。由于叉車的良好的加速性和很小的轉(zhuǎn)彎半徑都引起較大的慣性力，叉車的中心位置在叉車無(wú)載或滿載，升起載荷或下降載荷狀態(tài)下都將發(fā)生很大的變化，而叉車的軸距和輪距為保持良好的機(jī)動(dòng)性又不可能很大，所以在叉車的總體設(shè)計(jì)中穩(wěn)定性是需要高度重視的。評(píng)價(jià)叉車的穩(wěn)定性能否滿足要求，最終是一叉車樣機(jī)做傾覆平臺(tái)試驗(yàn)來(lái)判定的。我國(guó)對(duì)叉車的穩(wěn)定性試驗(yàn)有專門的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)提出了對(duì)叉車的穩(wěn)定性的估算方法和要求。叉車在實(shí)際工作中有以下四種工況是最容易傾覆的，如果它們都滿足要求，則認(rèn)為該叉車具備了足夠的穩(wěn)定性。叉車整車重心的估算叉車軸距=4500，空載時(shí)整車重35，設(shè)此時(shí)叉車的重心在軸距中心偏前500，此時(shí)前橋的分配重量=19.4，后橋分配重量=15.6，當(dāng)叉車工作時(shí)，取負(fù)載（9.0）全部加在前橋上，即=19.4+9.0=28.4，此時(shí)重心在軸距中心向前偏移距離的距離為==654.5=0.655重心的高度估算：空載最小高度(舉升300mm)時(shí)，滿載最大高度(舉升13500mm)時(shí)，=5.89滿載最小高度(舉升300mm)時(shí)，=1.88車滿載堆垛縱向穩(wěn)定性叉車門架垂直，滿載起升到最大高度，應(yīng)滿足叉車滿載運(yùn)行縱向穩(wěn)定性叉車滿載，貨叉提升300mm，門架最大后傾，應(yīng)滿足叉車滿載堆垛橫向穩(wěn)定性叉車滿載，貨叉起升到最大高度，門架處于最大后傾位置見圖，應(yīng)滿足圖SEQ圖\*ARABIC8門架處于最大后傾位置==1065.2以上方法只是整車設(shè)計(jì)過(guò)程中的一種估算，他沒有考慮到因門架和輪胎的彈性變形而引起叉車的重心位置的改變，真正評(píng)價(jià)叉車穩(wěn)定性還要靠樣機(jī)的傾覆平臺(tái)穩(wěn)定性試驗(yàn)來(lái)決定。滿載停車時(shí)，叉車前后橋的載荷分配，根據(jù)機(jī)械工程手冊(cè)，物料運(yùn)輸設(shè)備卷，前橋的負(fù)荷為式中重心距前橋的距離，2250-645.5=1604.5起重量，9載荷中心距，取2300=3.62后橋的負(fù)荷為 ==6.93制動(dòng)時(shí)，前后橋的動(dòng)載荷分配計(jì)算：制動(dòng)時(shí)動(dòng)載荷的計(jì)算式中取叉車通常工作狀態(tài)下的重心高度，取=2.2=6.65制動(dòng)時(shí)前橋的負(fù)荷為=3.62-6.65=4.29制動(dòng)時(shí)后橋的負(fù)荷為=6.93-6.65=2.8叉車的動(dòng)力裝置內(nèi)燃機(jī)叉車的動(dòng)力裝置是由發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)所組成的。發(fā)動(dòng)機(jī)主要是采用柴油機(jī)和汽油機(jī)。為了改善發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)效果，往往利用叉車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩殼空腔或護(hù)頂架的立柱作為空氣濾清器的進(jìn)氣管道。內(nèi)燃機(jī)叉車對(duì)動(dòng)力裝置的要求：功率大，尺寸小，特別是高度和長(zhǎng)度與叉車總體布置的矛盾更加突出。為了冷卻通風(fēng)好，還要求風(fēng)扇與曲軸有比較大的中心距。（2）為了供給裝置及動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置以動(dòng)力，要求除飛輪端以外有第二個(gè)動(dòng)力輸出端，并且具有輸出2/3以上發(fā)動(dòng)機(jī)全功率的能力，通常是由曲軸的風(fēng)扇端輸出或正時(shí)齒輪組加裝輸出端軸。（3）叉車的運(yùn)行速度不高，為便于傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，減少整車的噪音和震動(dòng)，希望采用轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)矩大的發(fā)動(dòng)機(jī)，通常叉車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在2200-2800r/min之間。（4）發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率按1h制標(biāo)定。（5）由于叉車起步和換檔頻繁，主離合器易磨損，要求加大發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪直徑以加大離合器摩擦片的直徑，延長(zhǎng)離合器的壽命。叉車的車速不高，且向前和向后的行駛機(jī)會(huì)均等，冷卻水箱的通風(fēng)主要地靠風(fēng)扇產(chǎn)生，要求加大風(fēng)扇的直徑或葉片的角度及增加葉片數(shù)以使水箱有足夠的通風(fēng)量。轉(zhuǎn)向油缸的設(shè)計(jì)選用整車采用前橋驅(qū)動(dòng)，后橋轉(zhuǎn)向。采用橫置液壓缸式轉(zhuǎn)向橋，保證叉車在任何工況下，都具有充足的轉(zhuǎn)向力控制叉車轉(zhuǎn)向，使車輪的偏擺和轉(zhuǎn)向阻力具轉(zhuǎn)向橋轉(zhuǎn)向阻力矩的計(jì)算式中空載時(shí)，轉(zhuǎn)向橋的重量分配最大 滾動(dòng)系數(shù)，取=0.03 轉(zhuǎn)動(dòng)力臂，取=0.2m 轉(zhuǎn)向角度，取=40o=0.69=0.891根據(jù)液壓元件手冊(cè)，表2-3-7常用缸筒外徑尺寸，選取缸筒的尺寸為mm，活塞桿的直徑為100mm，活塞的行程根據(jù)液壓元件，表10-5-1缸活塞行程系列（GB1349-80），選用=63mm，則轉(zhuǎn)向油缸作需要的壓力為：==3.64額定工作壓力應(yīng)低于一定的極限值，以保證工作的安全==35.26為了避免塑性變形，額定工作壓力應(yīng)該滿足（0.35～0.42）==60.63 （0.35～0.42）60.63=21.22～25.46以上都滿足要求轉(zhuǎn)向器的排量為式中整車轉(zhuǎn)動(dòng)滿40o時(shí)方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，取7 溶劑效率，取0.90=1225.22設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為=2200，方向盤的轉(zhuǎn)速=60 =43.44式中1.3為泄漏系數(shù)，根據(jù)液壓元件手冊(cè)，表1-4-2CB型齒輪泵的技術(shù)參數(shù)，選用型號(hào)CB-B50，排量50，額定壓力2.5，轉(zhuǎn)速1450，容積效率0.93，總效率0.80，驅(qū)動(dòng)功率2.6。轉(zhuǎn)向油缸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算缸筒最小厚度的計(jì)算=由于轉(zhuǎn)向油缸是采用雙活塞桿結(jié)構(gòu)，液壓缸的缸蓋都有導(dǎo)向套的作用，故缸蓋的材料選用35鋼。其最小厚度==0.00698缸筒與缸蓋用螺紋連接時(shí)，根據(jù)最小的缸筒壁厚，選擇細(xì)螺紋的類型，螺距3.0，公稱直徑190缸筒螺紋處的拉應(yīng)力為退刀槽的直徑為185==16.44其切應(yīng)力為==1.55-合成應(yīng)力==16.66以上式中缸筒受到的總拉力螺紋擰緊系數(shù)，取2.5 螺紋摩擦因素，一般取0.12 螺紋外徑 螺紋內(nèi)徑 缸筒的內(nèi)徑活塞桿的強(qiáng)度校核整個(gè)活塞桿屬于短行程的活塞缸，其主要是校核拉壓強(qiáng)度==19.0制動(dòng)力矩的估算叉車的行車制動(dòng)是由封閉在驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)的增強(qiáng)型濕式制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成的，設(shè)制動(dòng)距離為=5.0，滿載的最大車速=20，則制動(dòng)時(shí)的最大加速度為==3.09整車制動(dòng)阻力矩的計(jì)算：式中整車滿載總重，估取=44T 輪胎的動(dòng)力半徑，取=0.6=8.16叉車的最大爬坡角度為=12o，則叉車整車駐車制動(dòng)時(shí)所需要的力矩為==4.493整車功率的估算根據(jù)機(jī)械工程手冊(cè)（物料運(yùn)輸機(jī)械篇）估算叉車的行走功率式中為滿載整車總重，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與參考估取44000kg為滿載時(shí)，叉車的最大行使速度，取20km/h內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù),汽油機(jī)取1.25,柴油機(jī)取1.10系數(shù),裝有調(diào)速器或限速器的發(fā)動(dòng)機(jī)取0.8-0.9傳動(dòng)系統(tǒng)效率,機(jī)械傳動(dòng)叉車取0.8-0.88=154.7kw由于叉車在滿載爬坡時(shí)，要求的牽引力是最大，所以必須按此種情況對(duì)叉車的功率進(jìn)行估算。根據(jù)要求叉車必須在滿載爬20%（約12°的弧角）的坡度時(shí)，速度達(dá)到3.0km/h(0.833m/s)牽引力的計(jì)算：式中為滿載叉車總重，440009.8=431.2KN為摩擦系數(shù)，取系數(shù)0.08計(jì)算得=123.4KN式中為叉車傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率，=0.850.910.910.920.65P=158.2KW根據(jù)功率選用發(fā)動(dòng)機(jī)，得柴油機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為2300r/min，根據(jù)工作要求，設(shè)計(jì)叉車的變速系統(tǒng)為四檔變速，即變速三檔與倒檔一檔，取輪胎的動(dòng)力半徑0.65m,具體工作參數(shù)列表如下：表SEQ表\*ARABIC6工作參數(shù)表不同的工況速度轉(zhuǎn)速n傳動(dòng)比km/hm/sr/min2300/n滿載爬坡最低速度30.833312.0572190.7574中間速度檔102.777840.19157.2267空載最大運(yùn)行速度256.9444100.4822.89013叉車的傳動(dòng)系統(tǒng)有三級(jí)減速，液力變速箱，主傳動(dòng)減速，輪邊減速。主傳動(dòng)采用單級(jí)主傳動(dòng)，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，成本較低，使用簡(jiǎn)單，但主傳動(dòng)比不能太大，一般3.6～6.87。因?yàn)檫M(jìn)一步提高傳動(dòng)比將增大從動(dòng)齒輪的直徑，從而減少離地間隙和使從動(dòng)齒輪熱處理復(fù)雜。輪邊減速器其形式廣泛采用行星輪式的最終傳動(dòng)。傳動(dòng)中太陽(yáng)輪和內(nèi)齒圈是不動(dòng)的，輪轂是通過(guò)與其用螺栓連接的行星輪架帶動(dòng)的。輪邊減速器的傳動(dòng)功率一般取0.90?？偟膫鲃?dòng)比的分配原則是：盡量將減速比多分配給后面，少分配給前面，以減少傳動(dòng)系統(tǒng)大多數(shù)傳動(dòng)元件的計(jì)算力矩。也就是說(shuō)應(yīng)選定盡可能大的最終傳動(dòng)（即輪邊傳動(dòng)），然后選取盡可能大主傳動(dòng)比。輪邊傳動(dòng)比3.78～6.8。在選擇輪邊減速比時(shí)還要考慮受車輛輪轂的限制，在考慮主傳動(dòng)比時(shí)，還要考慮大的從動(dòng)錐齒輪直徑太大的影響最小離地間隙，因此也不能太大。根據(jù)分配原則，我們輪邊減速分配傳動(dòng)比為6.3155，主傳動(dòng)的分配傳動(dòng)比為5.6897，液力變速器的一檔分配傳動(dòng)比為5.3087。同時(shí)，根據(jù)不同工況時(shí)的速度要求確定液力變速器的三檔傳動(dòng)比分別為二檔傳動(dòng)比1.5926，三檔傳動(dòng)比0.6370。叉車的傳動(dòng)部分叉車的傳動(dòng)系統(tǒng)叉車傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)緊湊，以適應(yīng)機(jī)動(dòng)性好的要求。2.因啟動(dòng)、制動(dòng)、換向操縱頻繁，要求換檔容易。3.起動(dòng)、換檔操縱平穩(wěn)，具有微動(dòng)性能（即在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)叉車仍能以很低的速度前后移動(dòng)）。4.叉車前進(jìn)、后退工況均衡，要求傳動(dòng)系統(tǒng)前進(jìn)、后退檔位相同，前后的牽引性能相同。5.對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，要求在結(jié)構(gòu)上能方便地拆裝主離合器摩擦片。叉車傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件1主離合器：叉車常用的主離合器包括干式單片離合器和溫式油冷離合器，在這里我們選用后者。溫式油冷離合器采用強(qiáng)迫循環(huán)油對(duì)離合器進(jìn)行冷卻，摩擦片采用合成橡膠材料，可以延長(zhǎng)離合器片的使用壽命。2變速器：此叉車變速器選定為定軸式結(jié)構(gòu)，輸入軸和輸出軸有適當(dāng)?shù)闹行木啵瑐鲃?dòng)齒輪為常嚙合，采用同步嚙合套進(jìn)行切換。同步器的作用是加速將要嚙合的軸與齒輪的同步過(guò)程，并在未達(dá)到同步前使嚙合套不可能嚙合。它雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但換檔操作方便、迅速，避免了齒套之間的沖擊；變速器采用飛濺潤(rùn)滑，換檔操縱通過(guò)變速桿和撥叉來(lái)完成，采用雙手柄，一個(gè)換向，另一個(gè)操縱變速。3力變矩器功用液力變矩器把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳向驅(qū)動(dòng)車輪，并可無(wú)級(jí)變換速比，使叉車得到良好的牽引特性，它不能改變旋轉(zhuǎn)方向，不能切斷動(dòng)力傳遞，所以在它后面必須加一個(gè)可以改變齒輪嚙合的機(jī)械傳動(dòng)箱（即動(dòng)力變速器），來(lái)完成叉車的換向行駛，并具有空檔狀態(tài)。當(dāng)液力變矩器速比變換范圍不夠時(shí)，這個(gè)機(jī)械傳動(dòng)箱還擔(dān)當(dāng)變換速比的任務(wù)。要求叉車對(duì)液力變矩器的要求是：多數(shù)是帶有偶合器工況的多相液力變矩器，在叉車空載或部分負(fù)荷工作時(shí)液力變矩器與較高的效率，在叉車不行走、貨叉起升時(shí)，液力變矩器不會(huì)消耗大量的功率。通常采用離心泵輪、向心渦輪、軸流導(dǎo)向輪、循環(huán)圓對(duì)稱布置的液力變矩器，它能量大，尺寸小。高效區(qū)寬，可以減少機(jī)械變速箱的檔數(shù)，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。泵輪軸有動(dòng)力輸出裝置，以帶動(dòng)液壓泵完成自身的補(bǔ)油和動(dòng)力變速器的控制，有的還要帶動(dòng)叉車的工作泵。有一定的正可透性。4、動(dòng)力換檔變速器功用和要求（1）改變動(dòng)力旋轉(zhuǎn)方向，使叉車能換向行駛。（2）當(dāng)變矩器速比范圍不能滿足叉車要求時(shí)，變換機(jī)械速比，擴(kuò)大變速范圍。通常前后的檔位數(shù)相同。（3）切斷動(dòng)力傳遞，使叉車在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)有停駛狀態(tài)，并具有微動(dòng)性能。（4）檔位脫開徹底，掛檔平穩(wěn)，一般要求掛檔時(shí)間在0.6~1s內(nèi)。（5）軸向尺寸小。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)叉車動(dòng)力換檔變速器有定軸式和行星式，這里我們選用定軸式結(jié)構(gòu)，變速齒輪是常嚙合的，靠檔位離合器進(jìn)行切換。檔位離合器多為片濕式摩擦離合器，靠液壓缸壓緊或脫開。驅(qū)動(dòng)橋殼橋殼的作用、要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及典型結(jié)構(gòu)作用和要求（1）降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩。（2）改變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸線方向。（3）具有差速作用。（4）承受叉車的重力，在滿載時(shí)可承受總重力的90%以上。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)它包括主減速器和差速器，部分驅(qū)動(dòng)橋，還有輪邊減速器。單級(jí)主減速器采用一對(duì)弧齒錐齒輪或雙曲線錐齒輪。雙級(jí)主減速器第一級(jí)多用錐齒輪，第二級(jí)用圓柱齒輪。差速器采用圓錐齒輪行星式差速器，輪邊減速器多為圓柱齒輪行星式減速器。典型結(jié)構(gòu)對(duì)于我們這種大型集裝箱叉車需要選用帶有輪邊減速的驅(qū)動(dòng)橋，因?yàn)樗臏p速比大，橋中部的徑向尺寸緊湊，有利于主減速器和差速器在不同起重量叉車上通用。強(qiáng)度校核橋殼的主要作用是承受載荷，并將作由于車輪上的牽引力、制動(dòng)力、橫向力等傳遞給車架。橋殼的受力較復(fù)雜，要承受車輪與地面的沖擊載荷和工作負(fù)荷，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮有足夠的強(qiáng)度和剛度。橋殼的中央部分又是主傳動(dòng)器和差速器的殼體，設(shè)計(jì)時(shí)其尺寸大小必須考慮主傳動(dòng)的從動(dòng)錐齒輪的錐距。不同工況橋殼的危險(xiǎn)截面位置也不同，在發(fā)揮最大牽引力的緊急制動(dòng)或通過(guò)不平地面時(shí)，危險(xiǎn)斷面在與車架的連接處，當(dāng)轉(zhuǎn)向和處于臨界側(cè)滑時(shí)，橫向力最大，斷面在輪殼內(nèi)軸承附近。驅(qū)動(dòng)橋殼的靜態(tài)受力如(圖9)，由簡(jiǎn)單的靜力方程可知：圖SEQ圖\*ARABIC9驅(qū)動(dòng)橋殼的靜態(tài)受力支反力為：====362KN==3.62=181KN以左端支點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，選取坐標(biāo)系如(圖6.1)。集中力作用在B、C兩點(diǎn)，做出剪力圖和彎矩圖。由圖可知橋殼最大彎矩區(qū)在車架與橋殼的絞接點(diǎn)處，即B、C截面處?，F(xiàn)在我們分不同的工況對(duì)橋殼的最小截面A與最大彎矩截面B分別進(jìn)行強(qiáng)度的校核：對(duì)于B截面的強(qiáng)度校核最大牽引力的工況由一側(cè)車輪反作用力作用在垂直平面內(nèi)的彎矩：式中為車輪中心線到與車架連接中心的距離,取0.9m=1.6291.由牽引力產(chǎn)生的水平彎矩圖SEQ圖\*ARABIC10由牽引力產(chǎn)生的水平彎矩式中為輪胎的附著系數(shù)，取=0.85=1.385則合成彎矩為:==2.14橋殼的彎曲應(yīng)力為式中為橋殼在B截面的抗彎截面系數(shù)，設(shè)焊接橋的鋼板厚度=當(dāng)=20時(shí)，代入上式==151.22.橋殼承受牽引力引起的反作用扭矩式中為驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力半徑,取=0.65m=1.0扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ為:式中為截面B的抗扭截面系數(shù)，=當(dāng)壁厚取20mm時(shí)==99.7橋殼彎扭合成應(yīng)力：==214.8滿載緊急制動(dòng)工況1.緊急制動(dòng)時(shí)，由地面對(duì)輪胎的垂直反作用力，作用與橋殼上的垂直彎矩:式中為制動(dòng)時(shí)，前橋的載荷分配，根據(jù)上面的分析=1.90352.由制動(dòng)力產(chǎn)生的在水平面內(nèi)的彎矩：各參數(shù)的含義及取值同上=1.641則合成彎矩為:==橋殼的彎曲應(yīng)力==179.179.03.橋殼承受制動(dòng)力所引起的反作用扭矩==1.19扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ為:==118.7橋殼彎扭合成應(yīng)力：==272.6

液壓系統(tǒng)叉車的液壓系統(tǒng)叉車的液壓系統(tǒng)用于控制工作裝置和轉(zhuǎn)向裝置，即發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪泵并通過(guò)多路閥控制門架和貨叉的升降和傾斜，通過(guò)轉(zhuǎn)向器控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角。但內(nèi)燃機(jī)叉車的傳動(dòng)裝置中的控制油路不包括在內(nèi)。叉車對(duì)液壓系統(tǒng)的要求（1）不允許液壓油外漏而污染環(huán)境。（2）防止內(nèi)漏，以減少叉車工作時(shí)貨叉自行改變起升高度和傾角。（3）貨叉起升要有微動(dòng)控制，即起升操作手柄要有一段明顯的行程使貨叉緩慢起升或下降，以便對(duì)準(zhǔn)貨位。（4）貨叉的最大下降速度在機(jī)構(gòu)上能自動(dòng)限制，并能有空載下降快，重載下降慢的特性，同時(shí)能保證在任何情況下下降速度不大于６００mm/s。（5）要有超載安全保護(hù)。通常在系統(tǒng)中裝有高靈敏度的溢流閥，他在叉車額定負(fù)載是不開啟，而在超載２５％時(shí)全開放使貨叉不能提升。（6）具有門架傾斜自鎖性能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火沒有液壓油供應(yīng)時(shí)，操縱多路閥到前傾位置，門架不能靠荷重或自重重力前傾，以確保安全。叉車液壓系統(tǒng)的主要部件有油泵、多路換向閥、下降調(diào)速閥、限速閥、分流閥等。

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