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無錫太湖學院畢業(yè)設計 第1章 緒 論 1.1前移式手動液壓叉車的簡介 前移式手動液壓叉車是一種清潔無污染，裝卸無動力的產(chǎn)品，該制品具有組織緊密，運輸靈活，操作方便，回轉半徑小等特性。一般在車間，倉房，車站，船埠等處用來搬送貨物和箱體。對于那些有具體要求（比如防火，防爆）等場所，和（比如印刷工廠，船塢碼頭，倉房等）更加適合使用。如果匹配（車廂，貨箱，標準箱）等集裝箱使用，可以有效減少零部件的磕碰，劃傷和堆積面積，減少搬運量，提高工作效率。具有單門架的結構設計，回轉半徑小的特點，廣泛應用于機械制造業(yè)，造紙業(yè)，印刷業(yè)，物流行業(yè)。 1.1.1設計目的 叉車的靈活機動性強，可以適應復雜多變的裝卸搬運的要求，環(huán)境要求較低，前移式叉車主要用在倉庫里中型高度的堆垛、取送作業(yè)，特別滿足了額定起重量小、起身高度低的要求，在室內(nèi)作業(yè)簡單方便。 1.1.2設計的意義 叉車是應用十分廣泛的流動式裝卸搬運機械，普遍應用于公路、鐵路、水路運輸?shù)雀鞑块T。長期以來，因為成件貨物的品種較多、規(guī)格繁雜、外形不一、包裝各不相同，所以對這些貨物商品很難實現(xiàn)裝卸運輸作業(yè)機械化。叉車的出現(xiàn)，才讓這個問題得到合理地解決，不但減少了工人的勞動力，而且保證了商品貨物的生產(chǎn)安全，工人作業(yè)效率大大提高，經(jīng)濟效益增長非常顯著。 1.2前移式手動液壓叉車的發(fā)展 1.2.1歷史與發(fā)展 由于搬運軍事物料的需要，叉車在第二次世界大戰(zhàn)中得到了飛快地發(fā)展。從1950年到1959年，中國也開始仿造前蘇聯(lián)的液壓叉車。1960年到1969年，通過測繪仿制日本機械叉車，中國的叉車行業(yè)從此翻開了嶄新的篇章。正是因為這樣，叉車的外觀與日本叉車的模樣差不多，70年代-80年代的時候，行業(yè)聯(lián)合設計奠定了中國叉車行業(yè)的基礎，影響深遠，又解放了思想，拓展了品種，更新了理論。90年代以后引進了外資企業(yè)，形成了多檔次，多層次的格局，叉車行業(yè)百花齊放，百家爭鳴。隨著柳工、廈工、山推等著名企業(yè)的相繼加入行列，隨著當今的制度、社會的發(fā)展，叉車行業(yè)進入了輝煌時期。 隨著現(xiàn)代文明社會的發(fā)展，叉車越來越普遍的使用。由于社會的需求量越來越大，國內(nèi)外創(chuàng)造出了（全電動插腿叉車、輕小型前移叉車、電動推高叉車、電動牽引車）等用來搬運，堆垛，牽引，裝卸的叉車。隨著電商平臺的崛起，物流業(yè)發(fā)展飛快，產(chǎn)品要進庫、打單、出庫等，這些不僅對車輛的機構輕巧有要求外，還要具備無污染、低噪音、耐低溫、可防爆，質量輕等特點，這些要求只有輕小型搬運車輛較容易做到。輕小型搬運行業(yè)就是要盡快抓住“電商物流熱”的難得機遇，努力提高產(chǎn)品質量，增加物品的各式規(guī)格，為各行業(yè)的物流服務提供最快捷最優(yōu)質的服務。 1.2.2叉車新產(chǎn)品設計的技術趨勢 序號 技術趨勢 技術要求和特點 1 門架系統(tǒng) 高度有高有低，高滿足棉花倉庫，集裝箱搬運，低滿足鐵路，矮庫房 2 轉向系統(tǒng) 中小叉車可以使用動力轉向，改善軸距，增大轉角，減小轉彎半徑 3 傳動系統(tǒng) 靜力傳動，二級主傳動，專業(yè)生產(chǎn)零部件，傳動同步換擋 4 整機參數(shù) 合理，使用方便，操作簡單 5 舒適性 適合駕駛員駕駛作業(yè)，污染小，噪音低，符合人機學原理 6 外觀設計 整個叉車的流線走向設計美觀，形狀各異，適合環(huán)境 1.3前移式手動液壓叉車的優(yōu)勢及前景 前移式手動液壓叉車具有很多優(yōu)點，如能量轉換效率高、低噪小、無廢氣排放、 易于控制等。在車間、倉庫、以及食品、制藥、物流等對環(huán)境要求較高的行業(yè)得到了廣泛應用，成為室內(nèi)物料搬運的不二之選。90年代以來，國外工程機械進入了一個飛快的發(fā)展時期，國外市場特別是歐美發(fā)達國家，國外的發(fā)展趨勢大體是：發(fā)展快，水平高。在應用新的科技技術的同時，也相繼出現(xiàn)新結構和新的產(chǎn)品 ，整機可靠性繼續(xù)提升，重點發(fā)展的技術增加了電子信息的含量，在集成電路，微型計算機和監(jiān)控技術方面都有相應的廣泛應用。 1.3.1 系統(tǒng)化、大型化 系統(tǒng)化是機械工程發(fā)展的未來趨勢，國外許多著名的大公司企業(yè)都逐步實現(xiàn)了系統(tǒng)化進程，最終形成了從微型到大型化的產(chǎn)品轉型，與此同時，產(chǎn)品的換代周期大幅縮短。大型機械工程產(chǎn)品特點是市場投入高，科技技術含量高，生產(chǎn)周期長，市場競爭激烈。因此加大國內(nèi)的機械工程系統(tǒng)化，大型化的研發(fā)，我們才不至于受制于人。 1.4前移式手動液壓叉車設計參數(shù) 前移式手動液壓叉車性能:在標準起升高度1600mm 和額定起重量為 500㎏。 本論文所設計的前移式手動液壓叉車系統(tǒng)主要技術參數(shù)（如表1.1所示）。 表1.1 設計參數(shù) 額 定 載 重 量 500kg 最 高 起 升 高 度 1600 mm 貨 叉 最 低 高 度 80 mm 載 荷 中 心 距 450mm 貨 叉 長 度 900 mm 外 形 尺 寸 長 1560mm 寬 700mm 高 1960mm 前 輪 直 徑 100mm 后 輪 直 徑 200mm 凈 重 140~180kg 1.5本章小結 緒論部分通過對前移式手動液壓叉車的簡單介紹，了解了國內(nèi)外叉車行業(yè)的歷史與現(xiàn)狀，以及未來叉車設計的發(fā)展趨勢。前移式手動液壓叉車的設計滿足了小倉庫和對載荷重量不大的工作場合的使用。 第2章 總體設計方案 2.1前移式手動液壓叉車主要結構 前移式手動液壓叉車主要由機架部分、底座部分、叉架部分、叉腳部分、起升裝置、前移裝置等組成。 圖2.1機架結構圖 圖2.2叉架結構圖 圖2.3叉腳結構圖 圖2.4底座結構圖 圖2.5萬向輪結構圖 圖2.6前移裝置結構圖 圖2.7起升裝置結構圖 圖2.8前輪結構圖 2.2前移式手動液壓叉車的特點 前移式叉車的門架或者貨叉架可以前后移動，其中門架前移式叉車是指作業(yè)時門架帶動貨叉前移，伸出到前輪之外叉取或放下貨物，行走時貨叉帶貨物收回，使貨物重心在支撐面內(nèi)；而貨叉前移式叉車是指貨架帶動貨叉前移至前輪之外進行作業(yè)，行走時叉架帶動貨叉縮回到支撐平面內(nèi)。前移式叉車有兩條前伸的支腿，支腿較高，支腿前端有兩個輪子，支腿的作用是確保叉車在負載時的穩(wěn)定性。與插腿式叉車比較，前輪較大，支腿較高，作業(yè)時支腿不能插入貨物的底部，而門架可以帶著整個起升機構沿著支腿內(nèi)側的軌道移動，這樣貨叉叉取貨物后稍微起升一個高度即可縮回，保證叉車運行時的穩(wěn)定性. 前移式叉車與插腿式叉車一樣，都是貨物的重心落到車輛的支撐平面內(nèi)，因此穩(wěn)定性很好。適合于車間、倉庫內(nèi)作業(yè)。 分析前移式手動液壓叉車的組成部分，結合設計任務，設計出來的前移式手動液壓叉車擁有以下特點： 1.由于所設計的前移式手動液壓叉車是液壓起重，對于工作環(huán)境的要求較低，所以可適應各種不同的工作環(huán)境。 2. 對比與前移式手動液壓叉車的手動起升，本文所設計的前移式手動液壓叉車是由液壓回路路控制的,其操縱簡便,可大大降低勞動強度,提高勞動效率。 3.本次設計的前移式手動液壓叉車,其車架主體部分的材料選用Q235A,且在前移式手動液壓叉車架的各關鍵受力點都輔以加強筋,使其受力均勻, 使叉車能承受在叉物時所承受的重力,提高叉車的安全性能。 4.前移裝置借鑒剪叉平臺設計，通過液壓缸控制前進后退，移動性好，安全可靠。 5.對比與前移式手動液壓叉車,本文所設計的液壓叉吊車其載重能力更強,可以滿足更多的工作要求。 6.此次設計的前移式手動液壓叉車,由于其是使用液壓,所以在工作時噪聲小,且無污染。 2.3設計難點分析 為了使設計出來的前移式手動液壓叉車能實現(xiàn)預定的功能，分析設計任務，前移式手動液壓叉車在設計的過程中有以下的難點需要解決： 1.前移裝置的設計，如何前移，前移并且還得承受載荷重量。 2.為了使前移式手動液壓叉車能實現(xiàn)預定的載重量，對于液壓系統(tǒng)要如何設計。 3.完成液壓系統(tǒng)的設計后，如何傳遞動力，選擇何種傳動裝置。 4.本次所設計的是前移式前移式手動液壓叉車，除了讓叉車完成裝卸的功能外，如何讓叉車完成吊物的功能。 5.如何完成液壓叉車的起升功能。 6.完成前移式手動液壓叉車各部份的設計后，如何設計前移式手動液壓叉車的主體車架，及貨叉架、加強筋等輔助部分的設計。 2.4本章小結 通過圖形對所設計的叉車各個結構部件有了大致的了解，包括了門架、前移裝置、起升裝置等。介紹了前移式手動液壓叉車的結構特點，分析了本設計的重點難點。 第3章 傳動裝置設計 3.1傳動裝置的選擇裝置 傳動裝置有帶傳動裝置、鏈傳動裝置、齒輪傳動裝置等。 3.1.1帶傳動一般有以下特點： （1）帶有良好的饒性，能吸收震動，緩和沖擊，傳動平穩(wěn)噪音小。 （2）當帶傳動過載時，帶在帶輪上打滑，防止其他機件損壞，起到過載保護作用。 （3）結構簡單，制造，安裝和維護方便； （4）帶與帶輪之間存在一定的彈性滑動，故不能保證恒定的傳動比，傳動精度和傳動效率較低。 （5）由于帶工作時需要張緊，帶對帶輪軸有很大的壓軸力。 （6）帶傳動裝置外廓尺寸大，結構不夠緊湊。 （7）帶的壽命較短，需經(jīng)常更換。 由于帶傳動存在上述特點，故通常用與中心距較大的兩軸之間的傳動傳遞功率一般不超過50KW。 3.1.2鏈傳動一般有以下幾個特點： （1）由于鏈傳動屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動，所以可獲得準確的平均傳動比； （2）與帶傳動相比，鏈傳動預緊力小，所以鏈傳動軸壓力小，而傳遞的功率較大，效率較高，鏈傳動還可以在高溫、低速、油污等情況下工作； （3）與齒輪傳動相比，兩軸中心距較大，制造與安裝精度要求較低，成本低廉。 （4）鏈傳動運轉時不能保持恒定的瞬時傳動比和瞬時鏈速，所以傳動平穩(wěn)性較差，工作時有噪音且鏈速不宜過高。 鏈傳動主要用在要求工作可靠,且兩軸相距較遠,以及其他不宜采用齒輪傳動的場合。 3.1.3齒輪傳動的特點： （1）效率高 在常用的機械傳動中，以齒輪傳動效率為最高，閉式傳動效率為96%~99%，這對大功率傳動有很大的經(jīng)濟意義。 （2）結構緊湊 比帶、鏈傳動所需的空間尺寸小。 （3）工作可靠、壽命長 設計制造正確合理、使用維護良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可長達一二十年，這也是其它機械傳動所不能比擬的。這對車輛及在礦井內(nèi)工作的機器尤為重要。 （4）傳動比穩(wěn)定 傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛應用，正是由于其具有這一特點。 但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。 對比以上幾種傳動裝置，結合本文設計的需要，所以選擇鏈傳動作為液壓叉車的傳動裝置。 鏈傳動裝置主要由鏈輪軸、軸承、鏈輪鏈條等部分組成。鏈傳動裝置：（如圖3-1所示） 圖 3.1 鏈傳動 3.2鏈傳動的設計 3.2.1鏈輪的確定 在實際工作過程中,此處鏈輪只作單個使用,起到一個傳遞運動力的作用,所以對于鏈輪輪齒強度、剛度要求較高?？紤]到跟軸承的配合關系確定為基軸配合，由于要承受較大的壓力，所公差確定為U7/h6。相對普通鏈輪而言，軸承鏈輪不需要設計齒，中間設計為光滑凸輪就可以了，它只需要頂著滾子鏈中間的滾子轉動即可，但是鏈輪要求要有足夠的強度和耐磨性，故鏈輪齒面一般都經(jīng)過熱處理，使之達到一定硬度，常用加工方法為：淬火處理，表面發(fā)黑處理。 3.2.2鏈型號的確定 叉車承載500㎏,鏈條工作載荷F = 4900N,根據(jù)這一特點結合滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸選用鏈號 08B 的滾子鏈傳動 ,其極限拉伸載荷F= 17.8KN,足以滿足要求,因為有貨叉架兩邊的輪子做保護，只要選用單鏈傳動即可。 3.2.3 鏈節(jié)數(shù)的確定 由于此處鏈輪只作單個使用,所以不存在中心距 ,鏈節(jié)數(shù)由叉車起升裝置的起升高度來確定。根據(jù)選定鏈號，查表得所選鏈的節(jié)距 p = 12.7mm ,起升裝置的起升高度h = 1600mm，確定鏈節(jié)數(shù)=126節(jié)。 3.2.4強度校核 在鏈輪正常工作情況下，鏈速v ≤ 0.1 m/s,所傳遞的功率p為其承載力與其速度的乘積，即p = Fv ,承載力F =4900 N，則p = Fv=49000.1 =0.49kw 鏈速v ≤ 0.1 m/s,即為低速鏈傳動，鏈傳動的主要失效形式為鏈條的過載拉斷，因此應進行靜強度計算。（本章計算公式參照 簡明機械零件設計手冊 第二版 1997） 靜強度安全系數(shù)S (3.1) F—— 單排鏈的極限拉伸載荷 m —— 鏈條排數(shù) K—— 工作情況系數(shù) F —— 鏈的工作拉力 所選鏈的極限拉伸載荷F= 17.8KN；采用單鏈傳動，即m=1；根據(jù)其工作情況，查表選取K= 1.2；鏈的工作拉力=4900N，則 滿足強度要求。 3.2.5驗算鏈速 （3.2） 在預先設計的范圍內(nèi) 3.2.6確定潤滑方式 潤滑方式采用人工定期潤滑方式。 3.2.7計算對鏈輪軸的壓力 F` F`=1.25 F =1.254900N2=12250 N 3.2.8鏈輪的結構 鏈輪的直徑較小,因此采用實心式，其材料為中碳優(yōu)質鋼C45（如圖3.2所示） 圖3.2 鏈輪結構圖 （1）鏈輪輪齒結構： 齒寬 內(nèi)鏈節(jié)寬，則 圓角半徑 （2）鏈輪齒總寬： 由于鏈輪內(nèi)套軸承轉動，所以總寬必須大于軸承寬度15mm，為了防止軸承跟鏈輪的軸向運動，特意在鏈輪左側設計一凹槽來加入孔用彈性擋圈，以此來保證他們的穩(wěn)定轉動。 3.3鏈輪軸的選擇 3.3.1選擇軸的材料，確定許用應力 該軸傳遞的功率，對材料無特殊要求,故選用45鋼,并經(jīng)調(diào)質處理。由表查得強度極限，再由表得許用應力[]=200。 （本章計算公式參照 簡明機械零件設計手冊 第二版 1997） 按扭轉強度估算軸徑 P=1×1.3=1.3KW 根據(jù)表得 C=107~118，又由式得 又由d= 由設計手冊取標準直徑。 設計軸的結構并繪制結構草圖（如圖3.3所示） 圖 3.3鏈輪軸 1.按彎曲合成強度校核軸徑 畫出軸的受力圖（如圖3.4所示） 圖3.4 受力分析圖 在之間載一段距離為x（如圖3.5所示） 圖 3.5 受力分析圖 ∵M的扭轉方向為逆時針為負 ∴ ∵在和之間截任一段距離。 ∴x的取值為 又∵是階梯軸，軸的粗細不一 ∴當時，也可能存在危險截面 ∴ ∴當時， 在和之間截一段距離為Y（如圖3.6所示） 圖3.6 受力分析圖 ∵在和之間任取一段?！嗟娜≈禐? ∴當Y取最大時Y=193N 2.作轉矩圖 （如圖3.7所示） 圖 3.7 轉距圖 3.求當量彎矩 因為此軸為靜應力狀態(tài)下的軸，轉矩不變，修正系數(shù)為。 4.確定危險截面及校核強度 查表得，滿足的條件，故此處所設計的軸的強度足夠，并有一定寬余量。 3.4軸承的選擇 3.4.1計算軸承的的載荷 根據(jù)以上所求的結果，要選擇軸承，要先求出當量載荷，因該向心軸承受作用。求出當量動載荷。計算時用到的徑向系數(shù)，軸向系數(shù)。要根據(jù)值查取，而是額定靜載荷，在軸承型號為選定前不知道，故用試算法。查表暫取；e=0.34;X=1,Y=0， P=xFr+YFa=1x9600+0=9600 即軸承在作用下的使用壽命，相當于在純徑向載荷9600N作用下的使用壽命。 （本章計算公式參照 簡明機械零件設計手冊 第二版 1997） (1) 計算所需的徑向基本額定靜載荷 計算所需的徑向基本額定靜載荷 由式 （3.3） (2) 選擇型號 查表選60206型軸承其 故60206軸承的與原估計值接近，選擇的軸承適用。 3.4.2選擇潤滑方式 機件在運轉時，如果一些摩擦部位得不到適當?shù)臐櫥?，就會產(chǎn)生干摩擦。實踐證明，干摩擦在短時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量足以使金屬熔化，造成機件的損壞甚至卡死(許多漏水或漏油的汽車出現(xiàn)拉缸、抱軸等故障，主要原因就在于此)。因此必須對機件中的摩擦部位給予良好的潤滑。當潤滑油流到摩擦部位后，就會粘附在摩擦表面上形成一層油膜，減少摩擦機件之間的阻力，而油膜的強度和韌性是發(fā)揮其潤滑作用的關鍵?？偟膩碚f它的作用有：潤滑、冷卻、洗滌、密封、防銹、消除沖擊載荷的作用。 脂潤滑的優(yōu)點主要包括：良好的耐水性、防銹性、膠體穩(wěn)定性和高低溫性。使用壽命長，是鈣基潤滑脂和普通潤滑脂使用周期的2-3倍。 降低能耗，可在-30℃低溫環(huán)境下使用。 通用性好，可適用于夏季又可適用于冬季，不僅簡化了采購品種，降低了能耗，提高效益，方便管理。供脂方式：加脂周期長、潤滑脂稠度硬的用加油槍打；加脂周期短、潤滑脂稠度稀的，且潤滑點周邊環(huán)境惡劣的用電動或氣動供脂泵注入。 根據(jù)前移式手動液壓叉車鏈傳動的實際情況，液壓叉車的潤滑方式選擇手工油潤滑，可根據(jù)實際情況進行定期的潤滑保養(yǎng)，以增長液壓叉車的使用壽命。 3.5本章小結 機械傳動裝置主要有此輪傳動、帶傳動和鏈傳動，通過對它們特點及動作方式的分析，最終選擇鏈傳動，由液壓千斤頂?shù)钠鹕ㄟ^鏈條繞鏈輪的轉動來帶動貨叉架的上升，達到貨叉上升的目的。鏈傳動包括了鏈條、鏈輪、軸承及軸的設計，用軸端定位擋板把軸固定在軸支架上，利用軸肩和孔用彈性擋圈保證軸承不軸向運動，最后通過鏈輪跟軸承的緊配合來實現(xiàn)鏈輪的轉動。 第4章 叉車外型結構設計 3.4機架的設計 圖4.1 機架裝置 1.扶手 2.立柱3.后輪架4.底板5.前插腿 6.連接板7.支撐軸8.加強筋9.封板 10.角鋼11.接夜盒12.安全擋板13.橫檔14小板 4.1.1機架的主要組件的材料及尺寸的選擇 (1)門架截面圖（如圖4.2所示） 圖4.2 門架截面圖 (2)底座前插腿：鑄鋼、U形鋼槽，980×90×70 （如圖4.3所示） 圖4.3 底座前插腿組件 1.前輪座 2.前插腳矩形管 (3)機架橫檔組件：Q235A, 620×50×7 （如圖4.4所示） 圖4.4機架橫檔組件 (4)機架后輪架組件：Q235A、矩形管, 230×115×100 （如圖4.5所示） 圖4.5機架后輪架組件 1.輪座 2. 輪架 (5)機架立柱組件：C型鋼槽，100×36×1860（如圖4.6所示） 圖4.6機架立柱組件 4.2后輪的設計 為了保證前移式手動液壓叉車在運輸及起重物的過程中的穩(wěn)定性,應具有四個支持點,叉車重心的投影點不論在工作位置或運輸位置,都不應超出四點所形成的四邊形,要使轉彎時叉車的轉動方便、靈活,在轉彎時必須要求各個輪子有一個共同瞬時的回轉中心,所設計的兩后輪軸應在同一軸線上,所以選用插頭式腳輪。 后輪選擇的是萬向輪，有標準的尺寸，由于額定起重量為500kg，所以選擇萬向輪的尺寸為（表4.1）： 表4.1 輪徑 輪寬 載重 單輪材料 軸承 安裝高度 孔徑 200mm 50mm 240kg 鐵心防滑膠輪 滾珠 230mm 12mm 4.3前輪輪架 前輪輪架為精鑄造件，其規(guī)格與尺寸大小以輪子尺寸而定，其軸承孔與軸承作過盈配合，前輪組內(nèi)包含：軸用彈性擋圈、防塵蓋、軸承、前輪、前輪軸。其中前輪直徑為100mm，前輪軸直徑為12mm，如圖4.7。 圖 4.7前輪輪架結構 4.4剪式支撐板 為了實現(xiàn)貨叉前移功能，專門設計了一種既能承受低載荷，又能實現(xiàn)前移的剪叉式支撐板，如圖4.8。 圖4.8剪叉式支撐板 4.5萬能夾具設計 夾具的設計主要是保證前移支撐板的前進和固定，從而保證前移貨叉的穩(wěn)定性，它的左邊部分套在貨叉架上的絲杠上，右邊部分與前移支撐桿松連接，通過搖動絲杠使前移支撐桿前伸來達到移動貨叉的目的，非常方便。前支撐移桿的長度為420mm，寬度為28mm，孔徑為8mm，另外一端與貨叉相連，絲杠的梯形螺距是7mm，從頭轉到尾需要58轉，如圖4.10，4.11。 圖 4.0 萬能夾具 圖 4.11 絲杠 4.6本章小結 本章具體介紹了各個機構的工作原理和外形尺寸，夾具在絲杠上的來回移動使前移支撐桿推動貨叉的前移和后退，從而達到設計要求。 第5章 動力系統(tǒng)的設計 5.1液壓千斤頂主要構件分析 該系統(tǒng)是一個組焊件，技術條件要求為：組焊后加工，熱處理調(diào)質達到HB240～HB280。表面粗糙度最高達到Ra2.3 μm，最低達到Ra12.5 μm，尺寸公差較小，另外有一處位置公差要求，這就需要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工過程。本零件用于大批量生產(chǎn)。本系統(tǒng)主要運用了：杠桿原理，帕斯卡原理，單向閥單向導通原理等。 5.2液壓缸的主要形式及選材 液壓缸能將液壓能轉換為機械能，用來驅動工作機構作直線運動或擺動運動。它是液壓執(zhí)行元件。液壓缸由于結構簡單，工作可靠，除單個使用外，還可幾個組合或與杠桿、連杠、齒輪齒條、棘輪棘爪、凸輪等其他機構配合，實現(xiàn)多種機械運動，因此應用十分廣泛。 液壓缸有多種類型。按結構特點可分為活塞式、柱塞式和組合式三大類；按作用方式又可分為單作用式和雙作用式兩種。由于液壓缸要承受較大壓強，故液壓缸采用：45號鋼活塞式單作用液壓缸。 5.3液壓缸的壓力（液壓缸主要參數(shù)的計算） 5.3.1額定壓力 也稱為公稱壓力，是液壓缸能用以長期工作的最高壓力。油液作用在活塞單位面積上的法向力圖5.1。單位為Pa，其值為: Pn=G/A=0.5×104 ÷（3.14×0.2×0.2）=3.98×10 Pa （5.1） 圖5.1 液壓缸的計算簡圖 式中：為活塞桿承受的總負載；A為活塞的工作面積。 上式表明，液壓缸的工作壓力是由于負載的存在而產(chǎn)生的，負載越大，液壓缸的壓力也越大。 表5.1為國家標準規(guī)定的液壓缸公稱壓力系列。 表5.1 液壓缸公稱壓力（MPa） 0.4 0.63 1 2.5 4 6.3 10 16 20 25 31.5 5.3.2工作壓力 由于活塞的重力大約在g=10 N左右，要遠比物體的重力小，所以可以忽略不計。 所以 =G/A =0.5×104 ÷（3.14×0.2×0.2） （5.2） =3.98168×10 Pa ≈Pn = 3.98×10 Pa 5.3.3最高允許壓力 也稱試驗壓力，是液壓缸在瞬間能承受的極限壓力。通常為 ≤ 1.5Pn =1.5×3.98×10 Pa=5.97×10 Pa≈0.06 MPa 5.4液壓缸的輸出力與輸出力 5.4.1液壓缸的理論輸出力 液壓缸的理論輸出力F 出等于油液的壓力和工作腔有效面積的乘積，即 =AG=5×104 N （5.3） 由于液壓缸為單活塞桿形式，因此兩腔的有效面積不同。所以在相同壓力條件下液壓缸往復運動的輸出力也不同。由于液壓缸內(nèi)部存在密封圈阻力回油阻力等，故液壓缸的的實際輸出力小于理論作用力。 5.4.2液壓缸的理論輸入力 F入 =F 出×A1÷A2=5×104 ×(0.022÷0.22)=5×102 N （5.4） 式中:A1表示小液壓缸的橫截面積,0.02(m) 表示小液壓缸的半徑 ,A2表示大液壓缸的橫截面積,0.2(m) 表示大液壓缸的半徑。 5.5液壓缸的輸出速度 5.5.1大液壓缸的輸出速度 = nSA1/A2=10×0.3×0.01=0.03 m/min （5.5） Q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 L/min (5.6) 式中：V為液壓缸的輸出速度；Q為輸入液壓缸工作腔的流量；A2為大液壓缸工作腔的有效面積；A1表示小液壓缸的橫截面積；n =10表示小液壓缸每分鐘回程10次；S=0.3 m表示小液壓缸工作行程為300 5.5.2 速比 (5.7) 式中：V1為活塞前進速度；V2為活塞退回速度；A1為活塞無桿腔有效面積；A2為活塞有桿腔有效面積。 速度不可過小，以免造成活塞桿過細，穩(wěn)定性不好。其值如表5.2示： 表5.2 液壓缸往復速度比推薦值 工作壓力p/Mpa ≤10 1.25～20 ＞20 往復速度比 1.33 1.46～2 20 5.6液壓缸的功率 5.6.1輸出功率 輸出功率P0：液壓缸的輸出為機械能。單位W，其值為: =5×104×0.03 =1500 W 式中：F為作用在活塞桿上的外負載；v為活塞平均運動速度。 5.6.2輸入功率 輸入功率：液壓缸的輸入為液壓能。單位為W，它等于壓力和流量的乘積， 即 q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 L/min =3.98168×105 ×3.768×10-3 =1500.3 W 式中：p為大液壓缸的工作壓力；q為大液壓缸的輸入流量。 由于液壓缸內(nèi)存在能量損失（摩擦和泄露等），因此，輸出功率小于輸入功率。 5.7小液壓缸的主要參數(shù)計算 （1）小液壓缸的輸出力等于大液壓缸的輸入力, 即： F =500 N （2）小液壓缸的流速為： V=(A大/A小)×V大=100×0.03=3 m/min （3）小液壓缸的流量為： q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 L/min 表5.2 小液壓缸參數(shù) 半徑（） 壁厚（） 材料 類型 20 2 HT200 單作用活塞式 5.8本章小結 液壓千斤頂是貨叉架起升的動力裝置，本章詳細計算了液壓千斤頂液壓缸的壓力、輸入輸出力和液壓缸的功率，液壓缸的起升速度為15mm/次，貨叉架從最底端到最頂端需要壓49次。 結 論 通過本次畢業(yè)設計，讓我更加的認識到了知識的重要性。從剛開始自己的茫然無措，到通過老師的指導漸入佳鏡，直到最后設計的完成，這中間的每一步都充滿了興奮與挑戰(zhàn)，在設計的過程中我不僅學到了技術上的新內(nèi)容,鞏固了自己的專業(yè)知識,還增強了與人合作的意識及能力，對于即將步入社會的我來說這是一次很好的鍛煉機會,同時也為我以后的工作打下了基礎。 本次設計是在市場調(diào)研的基礎上，通過了解市場的需求而開展的。對于前移式手動液壓叉車的設計，主要分為四個階段進行：第一個階段是設計液壓叉車的載重能力，主要通過對液壓裝置的設計從而確定液壓叉車的承載重量；第二個階段是設計液壓叉車的傳動系統(tǒng)是設計液壓叉車的總體框架，結合前兩個階段的設計，選擇合適的材料，進行前移式手動液壓叉車叉架的設計。 本次設計從開始彷徨，到著手準備，到開始設計,直到最后的設計完成，這期間走過的每一步都充滿汗水與歡樂，在胡天明老師的細心指導下我完成了本次的畢業(yè)設計。雖然此次畢業(yè)設計已告一段落，但對于我所設計的前移式手動液壓叉車來說還有許多可以改進的地方，通過對已設計出，通過對鏈輪的設計及對鏈條的選用，確定液壓叉車的起升速度；第三個階段來的叉車的實際應用，還可以對以下幾點進行改進： 1.在液壓系統(tǒng)上，在貨叉架工作的場合下，液壓系統(tǒng)的供給壓力不足，對已設計的液壓回路的分析，可以用一個液壓系統(tǒng)兩個液壓回路，把控制貨叉架的液壓回路分開，分別供給，使兩者一起工作時，也能達到所要求的載重量。 2.此次所設計的前移式手動液壓叉車，其液壓系統(tǒng)主要用于控制貨叉腳的起升，其行走還須人工控制，一方面能讓前移式手動液壓叉車的行走更加方便，另一方面也可提高工作效率。 參考文獻 [1]陶元芳.叉車構造與設計[M].機械工業(yè)出版社，2009. 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Oct2011, Vol. 14 Issue 5, p931-940, 10p. 致 謝 為期一個學期的畢業(yè)設計已接近尾聲了，我的四年大學生涯也即將圈上一個句號。此刻我的心中卻有些悵然若失，因為與那些熟悉的老師們和同學們，也即將揮手告別了。 此次畢業(yè)設計從論文選題到搜集資料，從寫稿到反復修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。 我要感謝，感謝我的導師。本課題是在胡天明老師的悉心指導下完成的，在此衷心感謝指導老師對我的諄諄教導，以及對我在生活、工作、學習、研究等各方面的無私幫助。胡天明老師嚴謹細致、實事求是的治學態(tài)度，及認真勤奮、不知疲倦的的工作作風，都是我以后工作學習的榜樣。在此，再次向胡天明老師獻上我誠摯的謝意。 同時我還要感謝08的各位同學無私支持和幫助，他們不僅在生活給予我?guī)椭?，還幫助我解決了很多畢業(yè)設計的困惑，幫助我完成了設計以及論文寫作的工作，希望我們以后能夠繼續(xù)合作，共同進步！ 還要感謝的是哈爾濱工廠街的幾家商店，賣貨的大姐為我提供了寶貴的資料，沒有這些資料，或許現(xiàn)在還停留在彷徨中！再次感謝她們的熱心幫助！ 再次感謝所有支持和幫助過我的領導、老師和同學們！ 最后，我要感謝，非常感謝四年的大學生活，感謝我的家人和那些永遠也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠的財富。在今后的日子里，我定會牢記領導和老師們的教誨，在今后的工作中努力上進，立志成材。 29