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. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 手動(dòng)液壓叉車設(shè)計(jì) 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 完成日期： 指導(dǎo)教師： 評閱教師： 目 錄 摘要 …………………………………………………………………………… Ⅰ Abstract ……………………………………………………………………… Ⅱ 第1章 緒論 ………………………………………………………………… 1 1.1課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望………………………………………… 1 1.2課題主要內(nèi)容和要求………………………………………………… 2 1.3研究方法、步驟和措施……………………………………………… 3 第2章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………… 4 2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理的設(shè)計(jì) ……………………………………………………4 2.1.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖…………………………………………………… 4 2.1.2自由度計(jì)算……………………………………………………… 4 2.2機(jī)構(gòu)的受力分析與計(jì)算 ……………………………………………… 5 2.2.1各級工作機(jī)構(gòu)長度的確定及其乘載能力的計(jì)算……………… 5 2.2.2機(jī)構(gòu)桿各位置受力情況的分析及計(jì)算………………………… 6 2.2.3機(jī)構(gòu)間各鉸接處的設(shè)計(jì) …………………………………………8 第3章 液壓回路的設(shè)計(jì)……………………………………………………………11 3.1液壓回路原理設(shè)計(jì) …………………………………………………… 12 3.2各液壓元件的設(shè)計(jì)計(jì)算與效檢…………………………………………13 3.2.1液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算………………………………………………13 3.2.2油箱的設(shè)計(jì) ………………………………………………………15 3.2.3油路的設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 16 3.2.4截止閥的設(shè)計(jì) …………………………………………………… 16 3.2.5單向閥的設(shè)計(jì)………………………………………………………19 3.2.6泵的設(shè)計(jì)……………………………………………………………21 結(jié)論……………………………………………………………………………………22 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………23 致謝……………………………………………………………………………………24 附錄……………………………………………………………………………………25 手動(dòng)液壓叉車設(shè)計(jì) 摘要：叉車是物流系統(tǒng)中最常用的裝卸、搬運(yùn)設(shè)備。本文介紹了世界范圍內(nèi)叉車的市場，叉車發(fā)展趨勢以及叉車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解液壓起重機(jī)械設(shè)計(jì)的主要參數(shù)：根據(jù)液壓起重機(jī)械的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)液壓手動(dòng)叉車參數(shù)有：起重量、跨距、幅度起重高度、各機(jī)構(gòu)的工作速度及起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作類型。叉車的主要參數(shù)首先由使用單位根據(jù)生產(chǎn)需要提出，具體數(shù)字應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)來確定，同時(shí)也要考慮到制造廠的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)條件。因此，在確定參數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)查研究，充分協(xié)商和慎重確定。 關(guān)鍵詞：叉車，重量，機(jī)構(gòu)。 Forklift of Forklift Abstract: Forklifts are most commonly used in the logistics system of loading and unloading, handling equipment. This paper introduces the worldwide market for forklift trucks, forklifts, as well as the development trend of the structural features of the forklift to understand the hydraulic lifting of the main parameters of mechanical design: According to the characteristics of hydraulic lifting equipment, manual hydraulic lift truck design parameters are: starting weight , span, ranging from lifting height, the speed of the various agencies and the work of crane types of agencies. First of all, the main parameters of the forklift by using the unit in accordance with production needs, the specific figures should be national standards or criteria to determine the plant, while also taking into account the realities of factory production conditions. Therefore, in determining the parameters should be carried out investigation and study, to determine the full consultation and careful. Key words: Forklift ；Tray；Loading and unloading. . 第一章 緒 論 叉車是物流行業(yè)的重要設(shè)備，是門架和貨叉為工作裝置的自行式裝卸搬運(yùn)機(jī)械，可用于裝卸﹑堆放成件貨物。它體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、噪音低、污染小、造價(jià)低、操作靈活，可以在工作場地狹小的空間作業(yè)。 隨著現(xiàn)代文明社會(huì)的發(fā)展，叉車的使用越來越普遍。叉車主要用途是進(jìn)行裝卸，堆垛和拆垛以及短途的搬動(dòng)工作。由于叉車具有良好的機(jī)動(dòng)性，又有較強(qiáng)的適用性。適用于貨物多，貨量大且必須迅速集散和周轉(zhuǎn)的部門使用，因此叉車港口碼頭，鐵路車站，倉庫貨場幾乎不可缺少的機(jī)種。 由于社會(huì)對叉車的需求不斷加大，使叉車的性能得到了改善，數(shù)目，品種和規(guī)格也不斷增多，使用范圍也不斷增多。例如在森林中木材工業(yè)方面，已在堆場方面使用叉車來裝卸與搬運(yùn)圓木，方木和板料。在水泥以預(yù)制品的加工中,過去一直使用塔式起重機(jī)進(jìn)行裝卸和搬運(yùn)工作，現(xiàn)在國外已大量使用叉車，獲得了良好的效益。類似的情況還很多。 1.1課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 叉車市場競爭日趨加劇，外資企業(yè)已占據(jù)了高端市場，并開始轉(zhuǎn)攻中低端市場。面對發(fā)展的機(jī)遇和激烈的競爭，叉車產(chǎn)品未來的發(fā)展趨勢應(yīng)引起業(yè)內(nèi)的高度關(guān)注。 趨勢之一：系列化、大型化 系列化是叉車發(fā)展的重要趨勢。國外著名大公司逐步實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品系列化，形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品。與此同時(shí)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。大型叉車產(chǎn)品特點(diǎn)是科技含量高、研制與生產(chǎn)周期較長、投資大、市場容量有限、市場競爭主要集中在少數(shù)幾家公司，因此我國必須加大研發(fā)力度才不至于受制于人。 趨勢之二：專業(yè)化、多品種 自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)、大型超市的紛紛建立，刺激了對室內(nèi)搬運(yùn)機(jī)械需求的增長。高性能電動(dòng)叉車、前移式叉車、窄巷道叉車等各類倉儲(chǔ)叉車迅速發(fā)展。為了盡可能地用機(jī)器作業(yè)替代人力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，適應(yīng)城市狹窄施工場所以及在貨棧、碼頭、倉庫、艙位、農(nóng)舍、建筑物層內(nèi)和地下工程作業(yè)環(huán)境的使用要求，小型及微型叉車有了用武之地，并得到了較快的發(fā)展。 趨勢之三：電子化、智能化 高可靠性、性能優(yōu)越的產(chǎn)品，以及裝備先進(jìn)電子技術(shù)的機(jī)電一體化叉車市場前景看好。以倉儲(chǔ)發(fā)展為依托，發(fā)展新品種，特別是前移式叉車和堆垛車產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)技術(shù)在電動(dòng)叉車上逐步得到推廣應(yīng)用，并納入信息化控制。無人駕駛叉車將適用于有毒或特殊環(huán)境的需要，具有較大發(fā)展空間。 趨勢之四：安全性、舒適性 隨著國際化進(jìn)程的加快，產(chǎn)品的安全性已經(jīng)成為中國企業(yè)邁向國際市場的一道門檻。叉車方、尖外表正被流線圓弧形外觀所取代，改善了司機(jī)的視野，提高操作安全性。如：豐田7系列叉車裝有主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)(SAS)，SAS采用一系列電子傳感器對叉車負(fù)荷、運(yùn)行速度、轉(zhuǎn)向角等參數(shù)進(jìn)行測量，當(dāng)測得潛在危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，SAS即開始工作，以提高叉車橫向穩(wěn)定性，從而達(dá)到安全作業(yè)的目的。 新型叉車將更加注重人類功效學(xué)，提高操縱舒適性。研究表明：駕駛室內(nèi)壁的精巧布置，有利于提高生產(chǎn)率。如果所有的控制都能按人機(jī)工程學(xué)進(jìn)行布置，司機(jī)操縱就更加舒適，更能集中精力工作。德國JUNGHEIRICH集團(tuán)公司等都在探索進(jìn)一步提高叉車的舒適度。 趨勢之五：節(jié)能化、環(huán)保化 一般來講，叉車按動(dòng)力分為內(nèi)燃叉車和電動(dòng)叉車。內(nèi)燃叉車以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力，其功率強(qiáng)勁、適用范圍廣，缺點(diǎn)是排放和噪聲污染較大，對人類健康危害較大。為提高產(chǎn)品的節(jié)能效果和滿足日益苛刻的環(huán)保要求，主要考慮從降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放、提高液壓系統(tǒng)效率和減振、降噪等方面入手?？梢钥隙?，排放少、噪聲小的叉車必然受到歡迎。電瓶叉車、天然氣、液化石油氣等燃料叉車必將會(huì)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。目前國際電瓶叉車的產(chǎn)量已占叉車總量的40％(國內(nèi)則為10％～15％)，在德國、意大利等一些西歐國家電瓶叉車的比例則高達(dá)65％，且有不斷上升的趨勢。采用交流電機(jī)、變頻調(diào)速使電瓶叉車有了質(zhì)的飛躍。交流電機(jī)的電壓有越來越高的發(fā)展趨勢，使叉車在工作中發(fā)熱更少、效率更高，完全克服了直流電機(jī)產(chǎn)生熱量多、效率低下、維護(hù)頻繁的缺點(diǎn)。 1.2課題主要內(nèi)容和要求 課題內(nèi)容：設(shè)計(jì)一臺(tái)手動(dòng)液壓叉車 查閱10篇左右文獻(xiàn)資料。完成文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告、實(shí)習(xí)報(bào)告及畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的撰寫。圖紙工作量折合0號(hào)不少于3張。 其具體要求如下： 1）總體方案設(shè)計(jì)；機(jī)架受力分析和計(jì)算； 2）液壓缸部件分析和計(jì)算； 3）液壓回路的設(shè)計(jì)； 4）總裝配結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)； 5）液壓缸部裝圖設(shè)計(jì)； 6）用計(jì)算機(jī)繪制零件工作圖 1.3研究方法、步驟和措施 1.查找資料：為了搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我閱讀大量有關(guān)液壓傳動(dòng)與起重機(jī)械的資料，了解到要搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要的知識(shí)及相應(yīng)的方法與技巧。 2.自學(xué)《起重機(jī)械》：本次設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)液壓叉車，叉車是起重機(jī)械的一種。起重機(jī)械是用來對物料起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，它可以減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率或生產(chǎn)過程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。 3. 深化《液壓傳動(dòng)》的內(nèi)容及相關(guān)的專業(yè)課內(nèi)容：熟悉《液壓傳動(dòng)》的內(nèi)容及相關(guān)的專業(yè)課內(nèi)容，記錄各個(gè)知識(shí)要點(diǎn)及其之間的相互聯(lián)系，進(jìn)行全面的專業(yè)知識(shí)的深化與提高其的綜合運(yùn)用能力。 4.了解液壓起重機(jī)械設(shè)計(jì)的主要參數(shù)：根據(jù)液壓起重機(jī)械的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)液壓起重機(jī)械的主要參數(shù)有：起重量、跨距、幅度起重高度、各機(jī)構(gòu)的工作速度及起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作類型。 5.各參數(shù)的確定：叉車的主要參數(shù)首先由使用單位根據(jù)生產(chǎn)需要提出，具體數(shù)字應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)來確定，同時(shí)也要考慮到制造廠的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)條件。因此，在確定參數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)查研究，充分協(xié)商和慎重確定。 6．要注意的安全事項(xiàng)：起重機(jī)在工作時(shí)必須安全可靠。要使一臺(tái)起重機(jī)工作安全可靠，除了要使各個(gè)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)滿足要求外，還要裝設(shè)安全與指示裝置。 7.具體的設(shè)計(jì)步驟： ① 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理的設(shè)計(jì)； ② 機(jī)架受力分析與計(jì)算； ③ 機(jī)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)； ④ 機(jī)架的安全效檢； ⑤ 液壓回路的設(shè)計(jì)； ⑥ 各液壓元件的設(shè)計(jì)計(jì)算與效檢； ⑦ 液壓裝配結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)與各零件的結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)； ⑧ 撰寫設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書。  第2章 設(shè) 計(jì) 條件：手動(dòng)液壓叉車設(shè)計(jì)； 2.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理的設(shè)計(jì). 2.1.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理簡圖 圖2.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理簡圖 2.1.2 自由度計(jì)算 上圖中的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理簡圖中， 含3個(gè)活動(dòng)機(jī)構(gòu)，4個(gè)低副 自由度數(shù)為：F=3X3-2X4=1 原動(dòng)件數(shù)為1 原動(dòng)件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，所示機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。 2.2 機(jī)構(gòu)的受力分析與計(jì)算 2.2.1 各級工作機(jī)構(gòu)桿長度的確定及其乘載能力的計(jì)算 機(jī)構(gòu)1如圖： 圖2.2機(jī)構(gòu)桿1簡圖 R為液壓缸的力臂 （L+R）為重物的力臂 按實(shí)際工作要求及起重貨物的大小，初取 R=300mm L分為四級長度：第一段L1=100mm 第二段 L2=200mm 第三段 L3=300mm 第四段 L4=400mm 孔4工作時(shí)能受的最大載荷為要求的1.5噸/2。 m4=750kg 由杠桿原理： gm4(R+L4)= gm3(R+L3)= gm2(R+L2)= gm1(R+L1) （2.1） 所以： mx= m4(R+L4)/ (R+Lx) （2.2） 得： m3=937.5kg m2=1125kg m1=1312.5kg ?。?m4=750kg m3=900kg m2=1000kg m1=1200kg 2.2.2 機(jī)構(gòu)各位置受力情況的分析及計(jì)算 確定確定擺動(dòng)角度 按實(shí)際工作要求取吊桿擺動(dòng)的最大角度初取為60 要考慮車身與物件的高度， 初取最低位置與水平線夾角為-30 初取最高位置與水平線夾角為30 所以，最大垂直擺距為： D=(R+L1)（sin30+sin30） （2.3） =(300+100)(sin30+sin30) =400mm 由實(shí)際工作要求取吊桿的最高位置距地面為:H1=716mm 所以，支架高： H0= H1-(R+L1)sin55 （2.4） =716-（100+300）sin55 =312mm 按實(shí)際工作要求，一般吊桿由最低位置升起較短的一段距離后，才愛到重物的重力作用，取該時(shí)吊桿擺過的角度為：20 因?yàn)?，M=Fdsin￠ （￠為重力與吊桿的夾角） 在該位置取液壓桿與吊桿垂直，使得其獲得最大力矩，從而較易吊起重物。 通過計(jì)算機(jī)，基于進(jìn)行PRO/E進(jìn)行參數(shù)化繪圖，從而獲得各位置的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。 如圖： 圖2..3基于PRO/E的分析圖 由上圖：液壓缸的最長狀態(tài)為:L1=716mm 最短狀態(tài)為:L0=208mm 所以，推程為： S= L1-L0 （2.5） =716-208 =508mm 取推程為：S=520mm 進(jìn)行受力分析有： T*Rsin￡=G(R+Lx)sin￠ （2.6） （￡為液壓推力T與吊桿的夾角） 所以，T=（sin￠/ sin￡）*G(R+Lx)/R （2.7） 通過計(jì)算機(jī)，基于進(jìn)行PRO/E進(jìn)行參數(shù)化繪圖，獲得各位置的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，下表： 表2.1 吊桿各位置角度及其正弦比關(guān)系表 重力G與吊桿的夾角￠ 液壓推力T與吊桿的夾角￡ Sin￠/ sin￡ 1 111．6433 125 0．88128 2 90 105 0．86593 3 71．6433 85 1．04960 4 54．3341 65 1．11555 5 38．5896 45 1．13366 6 30．8351 35 1．11902 取sin￠/ sin￡=1.14 所以，T=（sin￠/ sin￡）*G(R+Lx)/R （2.8） =1.14*1200*9.8*（450+850）/450 =38016.94N 取阻力系數(shù)（含機(jī)構(gòu)桿自重與摩擦力）k=0.2 所以，F(xiàn)=T（1+k） （2.9） =38016.94(1+0.2) =45620.33N =45600N 2.2.3 機(jī)構(gòu)桿間各鉸接處的設(shè)計(jì) 1.機(jī)構(gòu)桿1與機(jī)構(gòu)桿2的鉸接設(shè)計(jì) 因?yàn)榈踯囁艹耸艿淖畲筝d荷為1.5/2噸,所以鉸接處的最大作用力為: G=1.5/2X1000X9.8=11760N， 其作用力對材料作用的性質(zhì)為：剪切應(yīng)力。 鉸接軸的材料:選45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1，得 硬度為:217-255HBS，剪切疲勞極限為：T-1=155MPa 查《起重機(jī)械》表4-11，得 最小安全儲(chǔ)備系數(shù)為：n1=1.45,材料安全系數(shù)為: n2=1.1 所以,安全系數(shù)為:n=n1n2=1.45X1.1=1.6 因?yàn)? T-1≥ 所以,d1≥ （2.10） = =12.4mm 取d1=15mm. 2.機(jī)構(gòu)桿1與液壓推桿的鉸接設(shè)計(jì) 因?yàn)橐簤和茥U的最大推力為:F=45600N， 其作用力對材料作用的性質(zhì)為：剪切應(yīng)力。 鉸接軸的材料:選45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1，得 硬度為:217-255HBS，剪切疲勞極限為：T-1=155MPa 查《起重機(jī)械》表4-11，得 最小安全儲(chǔ)備系數(shù)為：n1=1.45,材料安全系數(shù)為: n2=1.1 所以,安全系數(shù)為:n=n1n2=1.45X1.1=1.6 因?yàn)? T-1≥, 所以,d2≥ （2.11） = =24.4mm 取d2=25mm. 3.支架與液壓底座的鉸接設(shè)計(jì) 因?yàn)橐簤和茥U的最大推力為:F=45600N， 其作用力對材料作用的性質(zhì)為：剪切應(yīng)力。 鉸接軸的材料:選45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1，得 硬度為:217-255HBS，剪切疲勞極限為：T-1=155MPa 查《起重機(jī)械》表4-11，得 最小安全儲(chǔ)備系數(shù)為：n1=1.45,材料安全系數(shù)為: n2=1.1 所以,安全系數(shù)為:n=n1n2=1.45X1.1=1.6 因?yàn)? T-1≥, 所以,d3≥ = =24.4mm 取d3=25mm. 4.桿3與支架的鉸接設(shè)計(jì) 經(jīng)受力分析，在吊桿與支架的相互作用力、吊桿與吊鉤的相互作用力、吊桿與液壓推桿的相互作用力，三對力中吊桿與液壓推桿的相互作用力最大。 其作用力對材料作用的性質(zhì)為：剪切應(yīng)力。 鉸接軸的材料:選45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。 為方便統(tǒng)一其鉸接尺寸，其直徑也取d4=25mm. 第三章 液壓回路的設(shè)計(jì) 3.1液壓回路原理設(shè)計(jì) 為使液壓缸結(jié)構(gòu)緊湊，采用簡單的液壓回路。用下圖作為原理圖： 圖2..4基于千斤頂?shù)脑韴D 1. 6.液壓缸 2.3.單向閥 4.油缸 5.截止閥 最后得出手動(dòng)液壓叉車液壓回路原理如下 圖2.5 液壓回路原理圖 1．6.液壓缸 2.5.單向閥 3. 油箱4. 截止閥 3.2各液壓元件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔，使液壓系統(tǒng)集中在一個(gè)模塊內(nèi)，把各液壓元件做成一體。把油箱與液壓缸裝配在同一圓心軸線內(nèi)，把各油路與各閥等設(shè)計(jì)在液壓缸的底座內(nèi)。 3.2.1 液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 1.液壓缸材料的確定 為使液壓缸結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔, 液壓缸材料采用高質(zhì)量,具有高抗拉強(qiáng)度極限的材料,采用高質(zhì)量的無縫鋼管,材料為:45號(hào)鋼制造,調(diào)質(zhì)處理. 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表12-1，得 硬度為: 162-217HBS，抗拉強(qiáng)度為：=600MPa 屈服極限為: =355MPa 2.大液壓缸內(nèi)腔直徑的計(jì)算與確定 由上得知，液壓系統(tǒng)的最大負(fù)荷為：F=45600N 為使液壓缸結(jié)構(gòu)較小，取液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力盡量的高。初取液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為：=17MPa 因?yàn)椋?F/A= （2.12） （A為液壓缸內(nèi)腔的有效面積，D為液壓缸內(nèi)腔的直徑） 所以，D= （2.13） = =40.76mm 取液壓缸內(nèi)腔的直徑為:D=42mm 所以, 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為: =F/A= （2.14） = =19MPa 3.液壓缸外直徑的計(jì)算與確定 為使液壓缸結(jié)構(gòu)較小，先把液壓缸按薄壁計(jì)算。因?yàn)?，D/10時(shí)，為薄壁 又因?yàn)椋? （2.15） （其中≥16M時(shí)，= 16M時(shí)，=） 所以 =1.5=28.5 M 取按全系數(shù)為：n=5, 所以=/n=120 M 所以， （2.16） = =6.0mm 所以，D/=50/6=8.310 為厚壁。 所以，要按厚壁計(jì)算，為使設(shè)計(jì)更準(zhǔn)確一些，按第四強(qiáng)度理論計(jì)算得： = （2.17） （其中，為液壓缸外直徑） 取，安全系數(shù)為：n=5, 所以=/n=120 M 所以， （2.18） 取，液壓缸外直徑為：=62mm 3.2.2 油箱的設(shè)計(jì) 伸縮臂套的材料:選工程用鑄造鋼ZG310-570。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表12-1，得 硬度為: ≥153HBS，抗拉強(qiáng)度為：=570MPa 為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊，把油筒與液壓缸裝配在同一圓心軸線內(nèi)。 要求：油筒油面的最高高度不超過，油筒高度的80% 因?yàn)橛吐泛烷y中對油量的損耗，所以，估算，液壓缸到達(dá)最高極限位置所需的油量為總油量的90%。 又因?yàn)?，推程：S=520mm 液壓缸內(nèi)腔的直徑:D=42mm 所以，液壓缸到達(dá)最高極限位置所需的油量為： （2.19） 所以，所需的最少油量為： =/90%=1.2/90%=1.33升 所以，油箱的最小容積為： =/80%=1.33/80%=1.66升 因?yàn)椋拖渑c液壓缸裝配在同一圓心軸線內(nèi)， 所以， （2.20） 液壓缸外直徑為：=62mm 所以，油箱內(nèi)腔的直徑為： （2.21） = =83mm 取油箱的上直徑內(nèi)為87 3.2.3油路的設(shè)計(jì) 為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔，使液壓系統(tǒng)集中在一個(gè)模塊內(nèi)，把各液壓元件做成一體。把各油管路做在液壓缸的底座內(nèi)。 油管路的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結(jié)構(gòu)龐大：但也不能選過小，以免使系統(tǒng)壓力損失過大，影響工作。 取，油道內(nèi)徑為：d=5mm 3.2.4 截止閥的設(shè)計(jì) 為使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊、簡潔，使液壓系統(tǒng)集中在一個(gè)模塊內(nèi)，把各液壓元件做成一體。把各閥等設(shè)計(jì)在液壓缸的底座內(nèi)。 因?yàn)椋簤合到y(tǒng)設(shè)計(jì)的最高壓力為:=19MPa 取，截止閥的開啟系數(shù)為：n=1.1 所以，截止閥的開啟壓力為： P=n （2.22） =1.119 21 MPa 所以，截止閥的開啟力為： F= （2.23） = =412N 截止閥彈簧的設(shè)計(jì)： 取截止閥的彈簧的最大工作載荷為開啟為的1.5倍。所以，截止閥的彈簧的最大作用載荷為：=1.5F=1.5412=618N 1.根據(jù)工作條件選材料并確定其許用應(yīng)力 因?yàn)閺椈稍谝话阍陟o載荷條件下工作，可以按第三類彈簧（愛變載荷作用的次數(shù)1000次以下的彈簧）設(shè)計(jì)， 現(xiàn)選用碳素彈簧鋼絲D級，并根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，估取彈簧鋼絲的直徑為3.0mm, 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表16-3，暫選=1710 MPa， 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表16-2，可知=0.5=0.5X1710=855MPa 2.根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算彈簧鋼絲直徑 現(xiàn)取旋繞比C=5， 則由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（16-4）得： 曲度系數(shù)K= （2.24） = =1.3 所以，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（16-12）得： d’ （2.25） = =3.4mm 取彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)直徑d=3.5mm,中徑D’=C3.5mm=17.5mm,取標(biāo)準(zhǔn)值D=16mm 3.彈簧的壓縮量的計(jì)算 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表16-2，取切變模量G=80000 MPa， 為使結(jié)構(gòu)緊湊，使彈簧較短，取較小的標(biāo)準(zhǔn)有效工作圈數(shù)n=3， 安全閥的開啟力：F=412N 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（16-5）得： 彈簧的預(yù)壓縮量= （2.26） = =3.375mm 4.彈簧原長度計(jì)算 彈簧原長度=Dn+nd （2.27） = =30.5mm 5.驗(yàn)算 極限工作載荷= （2.28） = =1264N 彈簧的壓極限壓縮量= （2.29） = =10mm 6. 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 選取GB/T2089-94圓柱螺旋壓縮彈簧，彈簧絲直徑d=3.5mm，中徑D=16mm，效工作圖數(shù)n=3，預(yù)壓縮量=3.375mm，彈簧原長度=30.5mm，極限載荷=1264N，極限壓縮量=10mm 為使工作更穩(wěn)定，便于定位，加裝導(dǎo)桿。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表16-7，得：導(dǎo)桿與彈簧的間隙為：2mm 其它結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)各如圖。 3.2.5單向閥的設(shè)計(jì) 單向閥要求要達(dá)到單向密封的作用，為使更好的單向密封，加入壓縮彈簧，使其產(chǎn)生預(yù)壓，使單向密封更可靠；又要達(dá)到壓力損失最小的目的，壓縮彈簧的預(yù)壓力要小，單向閥油塞要輕。要均衡兩者，單向閥才能達(dá)到更好的效果。 單向閥彈簧的設(shè)計(jì)： 1.根據(jù)工作條件選材料并確定其許用應(yīng)力 因?yàn)閱蜗蜷y的彈簧要經(jīng)常動(dòng)作，要按第I類彈簧（愛變載荷作用的次數(shù)在次以上的彈簧）設(shè)計(jì)， 現(xiàn)選用碳素彈簧鋼絲B級，并根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，取彈簧鋼絲的標(biāo)準(zhǔn)直徑為d=0.4mm, , 取標(biāo)準(zhǔn)中徑值D=5mm, 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表16-3，暫選=2060MPa， 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表16-2，可知=0.3=0.3X2060=618MPa， 切變模量G=80000 MPa 2.根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算彈簧鋼絲直徑 現(xiàn)取旋繞比C=D/d=5/0.4=12.5， 則由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（16-4）得： 曲度系數(shù)K= （2.30） = =1.1 3. 彈簧的壓縮量的計(jì)算 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表16-2，取切變模量G=80000 MPa， 為使結(jié)構(gòu)緊湊，使彈簧較短，取較小的標(biāo)準(zhǔn)有效工作圖數(shù)n=5.5. 取單向閥彈簧的預(yù)壓力：F=1N 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（16-5）得： 彈簧的預(yù)壓縮量= （2.31） = =2.7mm 4. 彈簧原長度計(jì)算 彈簧原長度=Dn+nd （2.32） = =13.7mm 5.驗(yàn)算 極限工作載荷= （2.33） = =2.78N 彈簧的極限壓縮量= （ 2.34） = =7.48mm 通過具體的分析，彈簧能達(dá)到了單向密封的要求。 6. 壓力損失的設(shè)計(jì) 彈簧的預(yù)壓力為：F=1N，估算單向閥油塞的體積為：1300,鐵的密度為7.9,所以單向閥油塞的質(zhì)量為：10克，所受的重力約為：0.1g。 單向閥打開的力：=1+0.1=1.1N 因?yàn)?，油路直徑d=5mm, 所以，壓力損失= （2.35） = =0.05Mpa 壓力損失比大氣壓0.101Mpa要小，能達(dá)到吸油的目的，吸油壓力約為大氣壓與壓力損失之差：0.05Mpa,而比供油壓力小得多。 所以，合符單向密封，壓力損失最小，的要求。 7. 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 選取GB/T2089-94圓柱螺旋壓縮彈簧，彈簧絲直徑d=0.4mm，中徑D=5mm，效工作圖數(shù)n=5.5，預(yù)壓縮量=2.7mm，彈簧原長度=13.7mm，極限載荷=2.78N，極限壓縮量=7.48mm 為使工作更穩(wěn)定，便于定位，加裝導(dǎo)套。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表16-7，得：導(dǎo)套與彈簧的間隙為：0.6mm 其它結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)各如圖。 3.2.6泵的設(shè)計(jì) 取，泵油缸的直徑為：d=18mm 操作桿的長度為：L=800mm 泵油桿的長度為：l=32mm 泵缸的壁厚取與液壓缸相約。 因?yàn)?，最大壓力為?19Mpa 所以，最大的操作力為：= （2.36） = =193.3N =20kgf 具體結(jié)構(gòu)如圖液壓缸裝配圖。 通過分析計(jì)算，泵的最大移動(dòng)距離為：s=50mm 所以，泵的單次進(jìn)油量為：V= （2.37） = =13122 =0.013L 結(jié) 論 手動(dòng)叉車是用來對物料起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。起重機(jī)在搬運(yùn)物料時(shí)，經(jīng)歷著上料、運(yùn)送、卸料的過程。起重機(jī)械在現(xiàn)代化的生產(chǎn)過程中不再只是在生產(chǎn)過程中起輔助作用，而是成了國民經(jīng)濟(jì)的所有主要部門中合理組織大批生產(chǎn)和流水作業(yè)的工藝過程的基礎(chǔ)。 設(shè)計(jì)手動(dòng)叉車起重機(jī)必須要以叉車的參數(shù)為依據(jù)。起重機(jī)的參數(shù)是說明起重機(jī)工作性能的指標(biāo)，叉車的主要參數(shù)有：起重量、跨距、幅度起重高度、各機(jī)構(gòu)的工作速度及起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作類型。對于某些叉車起重機(jī)，生產(chǎn)率也是主要參數(shù)。此外軌距、基距、外形尺寸、最大輪壓力等也是重要參數(shù)。 叉車的主要參數(shù)首先由使用單位根據(jù)生產(chǎn)需要提出，具體數(shù)字應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)來確定，同時(shí)也要考慮到制造廠的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)條件。因此，在確定參數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)查研究，充分協(xié)商和慎重確定。 叉車在工作時(shí)必須安全可靠。要使一臺(tái)起重機(jī)工作安全可靠，除了要使各個(gè)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)滿足要求外，還要裝設(shè)安全與指示裝置。 所以我們在設(shè)計(jì)起重機(jī)時(shí)根據(jù)上述的要求，在設(shè)計(jì)液壓起重機(jī)時(shí)考慮過載保護(hù)、機(jī)架足夠強(qiáng)度，認(rèn)真計(jì)算各個(gè)參數(shù)，盡可能的全面考慮問題。 作為當(dāng)代大學(xué)本科機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的畢業(yè)生，我必將刻苦鉆研，努力奮斗，樹雄心，立壯志，攻難關(guān)，攀高峰，不斷用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和生產(chǎn)技術(shù)來武裝與發(fā)展我國的機(jī)械工業(yè)，密切結(jié)合用戶需求和國內(nèi)外市場動(dòng)向，創(chuàng)新開發(fā)高質(zhì)量、高性能、多品種、多功能的現(xiàn)代化機(jī)器，為推進(jìn)全人類的物質(zhì)文明和精神建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn)： [1]章宏甲，黃誼．液壓傳動(dòng)．機(jī)械工業(yè)出版社，2003年 [2] 液壓氣動(dòng)與密封期刊．中國液壓氣動(dòng)與密封工業(yè)協(xié)會(huì) 2004年第7期 [3] 液壓工業(yè)期刊 機(jī)械工業(yè)出版社，2005年第2期 [4]雷天覺．液壓工程手冊．機(jī)械工業(yè)出版社， 1990年 [5] 液壓與氣動(dòng)期刊. 北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究 2005年第2期 [6] 機(jī)床與液壓期刊．廣州機(jī)床研究所 2005年第1期 [7]楊長駝．起重機(jī)械．機(jī)械工業(yè)出版社，1982年． [8]現(xiàn)代實(shí)用氣動(dòng)技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社 1998年 [9]機(jī)械工程手冊 第二版 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 1997年 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在大學(xué)的四年里，我得各位老師的悉心教導(dǎo)，他們無私獻(xiàn)給予了我們寶貴的，使我們受用一生的知識(shí)與各代人處事的心得。親愛的的老師們不僅教給我們各種知識(shí)，更重要的是教會(huì)了我們?nèi)绾巫鋈?，為我們未來能走了光輝之路打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 還有，在多彩而緊張學(xué)習(xí)的大學(xué)四年里，我很感激同學(xué)們陪我走過的每一分每一秒。我們一起走過的日子里充滿了種種的歡樂與風(fēng)雨，我們共同的面對、克服，我們共同的成功、歡樂、慶賀。在這畢業(yè)將至，即將分別之時(shí)，我真感慨萬千，對很多的人和事依依不舍。但，分別是不可避免之事，我們只能忍痛去面對。我們將永遠(yuǎn)懷念這大學(xué)里的一切種種。 最后，借此機(jī)會(huì)對在設(shè)計(jì)過程中所有關(guān)心、支持、幫助我的老師和同學(xué)致以由衷的感謝！ -10- .