车辆工程毕业设计（论文）-电动叉车设计

1、 摘要随随着现代社会文明的开展，叉车的使用越来越普遍，它已从过去的港口码头进入了整个社会。本文主要介绍叉车整车的结构、组成和性能分析，并对叉车工作装置进行设计研究，以额定负载为二吨小轴距弹性轮胎系列叉车的研制过程为根本参数，对叉车门架系统及各部件的构造和规格要求分析，使货物提升高度到达三米并使驾驶员的视野宽阔，做到人性化、平安化和美化外观的目的。最后介绍了并进行设计技术的具体实施过程，分析总结了设计实验的应用效果。从而到达设计方案与实际相结合的目的。关键词 叉车；工作装置；门架系统；额定负载全套图纸，加153893706 abstractWith the development of mode

2、rn civilization, the use of forklift trucks and more common, its port from the past into the whole community. This paper describes forklift vehicle structure, composition and performance analysis, and design research forklift attachment to the rated load for two tons of small wheelbase flexible deve

3、lopment process of the tire forklift series as the basic parameters of the system and the forklift mast parts of the structure and specifications, the goods and to enhance the height of the drivers field of vision of three meters wide, so humane, secure and beautify the appearance of the purpose. Fi

4、nally, the design and implementation of specific technology, analyzes and summarizes the effect of the application of design experiments. So as to achieve the combination of design and practical purpose. Keywords forklift; working device; door frame system; rated load目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _

5、Toc312952888摘要 PAGEREF _Toc312952888 h IHYPERLINK l _Toc312952889Abstract PAGEREF _Toc312952889 h IIHYPERLINK l _Toc312952890第1章 绪论 PAGEREF _Toc312952890 h 1HYPERLINK l _Toc312952891课题的背景 PAGEREF _Toc312952891 h 1HYPERLINK l _Toc3129528921.2 叉车技术的开展回忆及现状 PAGEREF _Toc312952892 h 2HYPERLINK l _Toc3129

6、528931.2.1 我国叉车现状及形式分析 PAGEREF _Toc312952893 h 2HYPERLINK l _Toc3129528941.2.2 国外叉车技术的开展情况 PAGEREF _Toc312952894 h 3HYPERLINK l _Toc3129528951.3 未来叉车的开展趋势 PAGEREF _Toc312952895 h 4HYPERLINK l _Toc3129528961.3.1 技术方面 PAGEREF _Toc312952896 h 4HYPERLINK l _Toc312952897需求方面 PAGEREF _Toc312952897 h 6HYPE

7、RLINK l _Toc3129528981.4 本课题的设计目的与主要研究内容 PAGEREF _Toc312952898 h 7HYPERLINK l _Toc312952899课题设计目的 PAGEREF _Toc312952899 h 7HYPERLINK l _Toc312952900课题研究内容 PAGEREF _Toc312952900 h 7HYPERLINK l _Toc312952901第2章 总体设计方案 PAGEREF _Toc312952901 h 9HYPERLINK l _Toc3129529022.1 方案比拟和设计选型 PAGEREF _Toc31295290

8、2 h 9HYPERLINK l _Toc3129529032.2 设计思路 PAGEREF _Toc312952903 h 9HYPERLINK l _Toc3129529042.3 本次毕业设计的设计方案 PAGEREF _Toc312952904 h 9HYPERLINK l _Toc3129529052.4 设计进程安排 PAGEREF _Toc312952905 h 10HYPERLINK l _Toc312952906调研阶段 PAGEREF _Toc312952906 h 10HYPERLINK l _Toc312952907各个模块的研究分析阶段 PAGEREF _Toc312

9、952907 h 10HYPERLINK l _Toc312952908设计阶段 PAGEREF _Toc312952908 h 10HYPERLINK l _Toc312952909总结阶段 PAGEREF _Toc312952909 h 11HYPERLINK l _Toc312952910总体结构设计 PAGEREF _Toc312952910 h 11HYPERLINK l _Toc312952911机械结构 PAGEREF _Toc312952911 h 11HYPERLINK l _Toc312952912传动方面 PAGEREF _Toc312952912 h 12HYPERLI

10、NK l _Toc312952913动力方面 PAGEREF _Toc312952913 h 12HYPERLINK l _Toc312952914电路和控制元件 PAGEREF _Toc312952914 h 13HYPERLINK l _Toc312952915第3章 参数及校核计算 PAGEREF _Toc312952915 h 14HYPERLINK l _Toc3129529163.1 叉车最大起升高度起重量确实定 PAGEREF _Toc312952916 h 14HYPERLINK l _Toc312952917纵向堆垛稳定性 PAGEREF _Toc312952917 h 14

11、HYPERLINK l _Toc312952918横向堆垛稳定性 PAGEREF _Toc312952918 h 15HYPERLINK l _Toc3129529193.2 各结构的校核设计计算 PAGEREF _Toc312952919 h 19HYPERLINK l _Toc312952920车假体的受力校核计算 PAGEREF _Toc312952920 h 19HYPERLINK l _Toc312952921第4章 电动传动 PAGEREF _Toc312952921 h 23HYPERLINK l _Toc3129529224.1 电动机功率大小的选定 PAGEREF _Toc3

12、12952922 h 23HYPERLINK l _Toc312952923选择直流电动机的原因 PAGEREF _Toc312952923 h 23HYPERLINK l _Toc312952924电机功率的选用 PAGEREF _Toc312952924 h 23HYPERLINK l _Toc312952925蓄电池的有关说明 PAGEREF _Toc312952925 h 25HYPERLINK l _Toc312952926传动链的选用 PAGEREF _Toc312952926 h 26HYPERLINK l _Toc312952927链条介绍及型号的选择 PAGEREF _Toc

13、312952927 h 26HYPERLINK l _Toc312952928链条的受力验证 PAGEREF _Toc312952928 h 27HYPERLINK l _Toc312952929第5章 叉车总体布置 PAGEREF _Toc312952929 h 28HYPERLINK l _Toc312952930总体设计的概述 PAGEREF _Toc312952930 h 28HYPERLINK l _Toc312952931重心与整机性能的关系 PAGEREF _Toc312952931 h 29HYPERLINK l _Toc312952932总体设计中涉及的整机特性 PAGERE

14、F _Toc312952932 h 32HYPERLINK l _Toc312952933结论 PAGEREF _Toc312952933 h 37HYPERLINK l _Toc312952934致谢 PAGEREF _Toc312952934 h 39HYPERLINK l _Toc312952935参考文献 PAGEREF _Toc312952935 h 40HYPERLINK l _Toc312952936附录 PAGEREF _Toc312952936 h 41 第1章 绪论现代工业的开展，离不开物流的输送，在车间在物流公司，叉车成为了主要的运输工具，因此对叉车的研究和设计对现实的生

15、产和工作有实际的意义、同时通过对叉车设计和研究锻炼学生分析问题和解决问题的能力。电动叉车是以电力直流或交流为动力实施装卸、起重、搬运、堆垛作业的车辆。八十年以来, 由于电动叉车具有易操作、作业灵活、平安、动力利用率高、噪声小, 对环境污染小等优点, 更适合于工矿企业作搬运机械使用, 因而倍受人们重视, 得到了迅速开展。电动叉车由于其操纵控制简便、灵活外，操纵人员的操纵强度相对内燃叉车而言要轻很多，其电动转向系统、加速控制系统、液压控制系统以及刹车系统都由电信号来控制，大大降低了操纵人员的劳动强度，这样一来对于提高其工作效率以及工作的准确性有非常大的帮助。且相对于内燃叉车，电动叉车的低噪音、无尾

16、气排放的优势也已得到许多用户的认可。目前，市场上的叉车可以分为手动叉车、内燃叉车以及电动叉车。集电子技术和机械制造技术于一体的电动叉车，与内燃叉车和手动叉车相比，具有明显的优势。除了众所周知的能量转换效率高、噪声小、无废气排放、控制方便等特点外，电动叉车的使用和维护本钱相对于内燃叉车而言也具有很大的优势。就使用本钱而言，电能的消耗本钱比柴油或者液化石油气的消耗本钱低很多；操作人员的劳动强度相对于内燃叉车也大大降低。就维护本钱而言，电动叉车的维护保养周期比内燃叉车长两到三倍、维护保养范围更小、维护保养范围更短、更换配件所需时间更短。另外，由于电动叉车采用蓄电池供电技术，在电动叉车的供电过程中，可

17、以采用一定的方法对能量进行回收，这将进一步减少电动叉车的使用本钱。这些优势对于电动叉车进一步扩大市场份额具有积极意义。 另外，随着微电子、电动机技术、电力电子技术以及控制技术的快速开展，电机驱动与控制技术得到了很大提高，电动叉车的使用效率和可靠性等技术指标取得了突破性的进展，这使得研发新一代的电动叉车驱动控制器成为必然。1.2 叉车技术的开展回忆及现状1.2.1 我国叉车现状及形式分析根据中国工业协会工业车辆分会的数据分析显示，我国2006年已到达22，874辆，与2005年相比拟增长了近38%。该数据已说明，电动叉车将越来越受用户的青睐，但是总体上来看电动叉车的市场比例仅为21%。由此可见，

18、电动叉车的市场空间还很大。我国电开工业车辆虽然起步于一九五二年，但开展速度远落后于内燃叉车，当时的归口管理和三电蓄电池、电机、电控的落后，制约了电开工业车辆的开展。改革开放以来，由于生产过程的不断自动化，对物料搬运不断提出新的要求，叉车从主要用于露天作业场合，逐渐向仓库、车间及生产线上扩展。在进入室内和半室内作业较露天情况复杂，除无污染和低噪音需求外，还有通道的宽窄，较小的转弯半径，门限、货架的高度、进入电梯、地面楼板的承载重量、低温、防爆和个别场合人员不能进入等约束条件，这些都是内燃叉车难以实现的，而以蓄电池-电机为主的电开工业车辆就比拟容易满足这些复杂的条件，随着电动、蓄电池及充电装置质量

19、的提高，电控技术的飞快开展，工业车辆行业整体技术水平的进步，使电开工业车辆的舒适性和可靠性大大提高，作业效率明显提高，而维修费用大大降低。近几年，我国电动叉车行业开展快速，销售收入不断增长，市场规模也随之不断扩大。2003年，行业销售收入超过100亿元，增长率到达了47.15%，为近七年销售收入增长之最；2006年，行业销售收入到达了亿元，相比2000年，市场规模扩大了倍。从产业周期的角度来看，在全球范围内，电动叉车产品和电动叉车产业都处于成熟期。从国内情况看，电动叉车产品和电动叉车行业尚处于开展期，产品技术仍需开展完善；产品使用范围和使用量尚未得到足够拓展；市场经济环境下的产业调整仍处于自然

20、阶段；用户使用意识和企业研发意识、能力还比拟落后。因此，标准企业行为，提高行业质量水平，促进产业结构调整，推动行业开展壮大，从质量监督角度来说，任重道远。市场需求开始明显增长，产业规模迅速壮大。进入1990年代以来，国内每年包括进口叉车大约需要万台，99年以后需求量连年增长，预计2003年将突破5万台。其中：国内企业销量将到达33000台以上，销售收入将到达31亿元以上；独、合资企业产品销量将到达10000台以上，销售额将突破12亿；进口量8000台左右，金额12亿人民币左右。合计销量将达51000台以上，销售收入将达55亿元以上。显然，在轮式工程机械中，从销售收入看，叉车在我国工程机械行业的

21、地位仅次于装载机和汽车起重机，处于第三位，并在近期将超过汽车起重机，而从销售台数看，它不久将超过装载机而名列第一。行业格局出现分化，并向良性方向开展。行业开展进入90年代后期以来，开始出现明显的分化，少数企业蒸蒸日上，而绝大多数企业那么每况日下。在状况不佳的企业中，少数企业是由于自身的个别原因，而多数企业那么是由整个产业结构质量的低下所致，另外一个重要原因就是众多国际强势制造商以独、合资的形式落户中国而给行业带来强烈冲击。到目前为止，原有的国内生产企业均仍在全部咬牙坚持。从经济角度讲，多数企业已丧失了存在价值；从社会角度讲，这些企业更类似于社会救助机构，这几乎是他们存在的全部意义。中国叉车行业

22、国内企业的整表达状隐约让人们感到一丝苦涩，同时也让人们感到欣慰、看到了希望：行业领导者已根本形成，行业结构正在朝健康的方向开展，规模效益已在个别企业明显表达出来，行业整体赢利能力已完全恢复。1.2.2 国外叉车技术的开展情况 国外叉车开展较早，从美国克拉克公司于1932年向市场提供第一台叉车起，至今已有70年历史。进入90年代以来，全世界大约有250多家叉车生产企业，主要的国家有德国、日本、美国、保加利亚和瑞典。亚洲主要有日本、韩国和中国。1990年世界叉车产量到达万台，创历史最高纪录。其中德国19万台、保加利亚万台、美国万台、瑞典万台、波兰8000台、捷克7000台;在亚洲日本16万台、韩国

23、万台、中国万台。从19902001年全球叉车的年总规模在5560万台。世界叉车市场上电动叉车呈上升趋势，内燃叉车略有下降，这与全球重视环保的因素有关。目前，国外对内燃叉车正在推行环保治理，如采用欧I、欧II标准。近几年日本叉车市场上电动叉车、汽油叉车、柴油叉车的销售量大约各占三分之一，欧洲国家电动叉车所占比例到达50%左右。由于竞争的加剧，同80年代相比，90年代以来世界叉车工业出现了销售额增长、盈利减少的反常现象，为了改变这种状况，叉车巨头纷纷在开展中国家建厂，以便降低本钱，维持盈利。国际上生产叉车的厂家，排名前几位的有林德、丰田、纳科、永恒力、小松、TCM、力至优等著名公司。林德叉车是世界

24、上第一品牌叉车，该公司是世界上唯一将静压传动技术大规模应用于叉车的制造商，产品技术先进，质量可靠，其销售额一直遥遥领先，位居世界顶尖水平。林德叉车总的特点，8吨以下的产品其动力形式有内燃机和电瓶驱动，传动形式有静压传动和电传动;10吨以上的叉车那么采用内燃机驱动和液力传动。产品种类之繁多，技术水平之高超，令世界同行所赞叹。丰田、纳科、永恒力、小松、TCM、力至优等公司的产品技术根本处于同一水平，但各家有各家技术优势和特色。1.3 未来叉车的开展趋势随着科学技术的进步，市场经济的开展，物流设备在经济开展中的地位和作用越来越明显，叉车普及率越来高，叉车制造业之间的竞争也越来越剧烈。企业只有不断地进

25、行技术创新及探索，适时的将新产品推向市场，接受市场的考验，并不断地进行改良，才能开展壮大并在剧烈的市场竞争中立于不败之地。未来叉车的开展趋势表达在：1.3.1 技术方面 更加注重人类成效学，一提高操纵舒适性。 研究说明，驾驶室内壁的精巧布置有利于提高生产率，如果所有的控制都按照人机工程学进行布置，司机操纵就更加舒适，更能集中精力工作。 在2000年汉诺威物流展览会上，国际上各大公司竞相展示其未来型概念叉车。这些叉车虽然只是样机模型，还未用于商业生产，但却为未来叉车的设计指明了方向。德国JUNGHEIRICH集团展示的概念叉车，驾驶室可旋转180，可防止司机运载较为庞大的货物及倒车时扭转身体而导

26、致背部和颈部疲劳。驾驶室内各种控制手柄皆布置在座椅扶手上，很容易操控，大大增加了司机作业的舒适程度。MANUELAYDTS公司的概念叉车，门架位于驾驶室后面，行驶时司机可相对于所搬的货物转动180，一获得最正确视野。FLERRIANCO-ENENS公司的剪叉式叉车，司机始终与货物保持在一个水平线上，这样在堆放或取回货物时，始终保持良好的视野。STILL公司的RXX概念叉车，采用航天升降液压缸，取消了型钢门架，给司机提供了良好的前方视野，可防止司机工作时因扭转身体而产生的疲劳现象，提高了作业舒适性，平安性也得到了改善。MERFORD公司设计的司机座椅悬吊于天花板上，平安可调，大大提高了司机的作业

27、舒适度。1.绿色环保成为叉车工业追求的目标叉车分内燃叉车和电动叉车。内燃叉车一发动机为动力，其功率强劲、适用范围广；缺点排放和噪声污染较大，对人类健康危害较大。随着人类环保意识的增强，环保法制的出台，排放少、噪声小的叉车必然受到欢送。电动叉车以其零排放、噪声小必将成为首选；天然气、液化石油气等燃料叉车也将会得到更近一步的开展。有资料说明：目前国际电瓶叉车的产量已占叉车总量的40%国内那么为10%15%，在德国、意大利等西欧国家电瓶叉车的那么高达65%，且有不断上升的趋势。美国ALABAMA能源公司对选用电瓶叉车的客户采取鼓励措施，他们根据可维护使用电瓶叉车的新旧程度提供数量不等得补贴，极大的促

28、进了电瓶叉车的使用。2.更强调叉车的平安性随着国际化程度的进一步加快，工业企业除了不断改良产品的质量、提高产品的舒适性等性能外，对产品的平安性也越来越重视。产品的平安性已经成为企业迈向国际市场的一道门槛。丰田7系列叉车堪称平安叉车的典范。该叉车转向迅速。效率高，稳定性好，比普通叉车舒适，特别是该车装有主动稳定系统SAS，可显著降低叉车作业中诸如翻车等危险。SAS采用一系列电子传感器对叉车负荷、运行速度、转向角等参量进行测量，当测得潜在危险状态时，SAS即开始工作，以提高叉车横向稳定性，从而到达平安作业的目的。叉车造型随着汽车工业的开展而开展，方、尖外表正被流线圆弧形外观所取代，这也有利于改善司

29、机的视野，提高操作平安性。3.采用交流电机、变频调速是电瓶叉车的飞跃近年来交流电机已引起叉车界极大的兴趣。交流电机运用于叉车具有以下显著特点：叉车运行速度高，工作装置起升速度大。由于它采用高效控制器及具有再生制动功能，因此，比传统叉车节能30%以上。全封闭电机、轴承及多盘制动器免维护无接触器或碳刷。交流电机的电压有有利于高的开展趋势，高电压7280V已在欧洲开始使用。在高电压下工作时实际工作的电流却很小，是叉车在工作中发热更少、效率更高，完全克服了直流电机产生热量多、效率低下、维护频繁的缺点。另外快速充电技术的开展日趋成熟，车载充电机将更多的运用于叉车，使充电更方便，充电电流可以到达传统充电电

30、流的4倍以上，充电时间更短，效率更高。4.维修性将得到充分表达未来叉车的维修性、可操作性将更加容易，显示、故障诊断系统将更加完善。如JUNGHEIRICH集团公司生产的未来概念型叉车，整车装备一种集成运行记录器，承当着“黑匣子的功能，可记录车辆作业中的所有数据：行驶里程及起升、下降和停机的次数。一旦整机发生故障，仪表板上的电脑可通过无线通讯器连接到仓储管理计算机或作业管理器上，用双向通讯频道提供完整的数据；也可通过互联网与JUNGHEIRICH用户效劳部沟通，对车辆损坏情况进行远距离的故障争端和维修指导。5.产品品种向专业化、多品种方向开展自打仓储系统、大型超市的纷纷建立，刺激了对室内搬运机械

31、需求的增长。高性能电动叉车、前移式叉车、窄巷道叉车等各类仓储叉车迅速开展。近期又出现了一种铰链式叉车，它主要用于窄巷道内物料的搬运，其生产效率高，能够节省储存空间、房屋费用和工厂所需的设备数量等，因此有很好的开展前景。德国JUNGHEIRICH集团的未来型叉车，是一种利用前移式桥设计的新型叉车。这种前移式桥柔性的连接到门架上，起升载荷时前桥向前推，轴距增大，提高了车辆的稳定性，前桥和门架的连接点较传统的高些，这就在相同的门架倾斜角时轴距更大，桥荷分布更均匀，行驶特性更佳。1.3.2需求方面 80年代前期，世界各国主要生产和使用上的以内燃机为动力的内燃叉车，随着石油的短缺和人们对环保意识的提高，

32、电动叉车的使用日益受到人们的重视。在先进的资本主义工业化国家的叉车市场，电动叉车的地位越来越显著。据有关报道，日本在1987年以前推出的叉车中，内燃叉车占80%以上，而1988、1989两年中下降到缺乏65%；相反，电动叉车所占的比例却从缺乏10%增长到30%。目前小吨位电动叉车在欧美市场占有率竟达60%左右，而且还有继续增长的趋势，大有替代内燃叉车的趋势。1.需求总量逐年增加 叉车年需求量将在今后几年到达8万台左右；中档叉车产品销售量将猛增，市场竞争日趋剧烈。2.电动叉车需求将迅速增加 电动叉车的迅速开展主要得益于科技的进步，产品外观大都采用流线型设计，造型等价美观；主要生产厂家实现了规模生

33、产和零部件专业化生产及装配流水线作业，加工精度、自动化程度都提高了；在新材料、新工艺方面最重要的表达是晶体管控制器SCR和MOS管的应用，它的出现使电动叉车的使用性能得到很大的提高。从总体上说，电动叉车耐用性、可靠性和适用性都得到显著提高，完全可以和内燃叉车相抗衡。3.物流热和港口加大叉车需求 随着国内从政府到企业对物流的重视，物流业的逐步升温，对叉车市场的需求也有较大的刺激作用。物流配送现代化对叉车的需求量较大，尤其是企业对物流作业效率越来越重视，以及中国港口物料搬运的集装运输的迅速开展，必将进一步刺激叉车市场的需求。4.叉车科技含量愈来愈高 高平安性、高可靠性和使用性能好的高水平产品，装备

34、先进的电子技术的机电一体化的大型叉车，以及向通用化、标准化、系列化的方向开展的变形产品等都是有开展前景的产品。1.4 本课题的设计目的与主要研究内容1.4.1课题设计目的 叉车具有通用性强、机动灵活、活动范围大等特点，在我国国民经济的开展中，各行各业对叉车的需求量逐年增加，市场开展潜力巨大，叉车行业具有广阔的开展机遇和良好的投产前景。手动装卸叉车是目前广泛采用物料升降装卸的工具，因此比机动叉车具有灵活性大、使用轻便、本钱低廉的优越性，所以市场广阔。但随着市场的开展，人们希望降低劳动强度，增加设备自动化程度，于是我们在手动装卸叉车的根底上，设计开发电动装卸叉车，实现减轻劳动强度、提高劳动效率、满

35、足市场的需求为目的。我所设计的电动叉车为载重两吨的单级电动叉车，此车在手动装卸叉车的根底上安装电机、电瓶以及控制面板、控制按钮等设备，以降低劳动强度、提高劳动效率等目的。1.4.2课题研究内容叉车是物料搬运作业的重要设备，是实现物流机械化作业、减轻工人搬运劳动强度、提高作业效率的主要工具。随着我国经济技术的开展进步，各种各样的大小企业如雨后春笋般拔地而起，而现在人们的工作一直朝着效率迈进，在这些工业作业中少不了装卸、搬运、码垛作业，还有现在的高消费催生了物流这一行业，这正少不了叉车的协助。电动叉车具有能量转换效率高、噪声小、无尾气排放、控制方便等优点，在车间、仓库、食品、制药、微电子及仪器仪表

36、等对环境要求较高的场合得到了广泛的应用，成为室内物料搬运的首选工具。随着人们对环境污染危害的深刻认识，环保已成为世界共同关注的焦点。因此，噪声小、无废气排放的蓄电池叉车将成为市场的主流。另外，自动化仓储系统和大型超市的纷纷建立，也刺激了对室内物料搬运机械电动叉车的需求。目前，国际上电动叉车的产量已占叉车总产量的40%以上，在欧美等兴旺国家，电动叉车所占的比例到达60%；在中国，电动叉车所占的比例为20%左右。电动叉车现已突破原来只能用于小吨位作业的局限，逐步由室内走向室外，市场需求逐年上升。由于上述这些电动叉车的许多优点，从而使电动叉车有着广阔的开展前景。 第2章 总体设计方案2.1 方案比拟

37、和设计选型在选择设计方案时我考虑了两种叉车方案，一种是单级式电动叉车，另一种是双极式电动叉车，这两种叉车的作用和功能根本上都是一样的，都具有灵活性大、使用轻便、劳动强度低、设备自动化程度较高等特点。但是双极电动叉车与单级电动叉车相比，有很多优点，也有一些缺点。优点：由于双极电动叉车采用双极叉车起升，在单向链条的作用下能到达双倍的起升高度，一般能到达2.53米。在车间、仓储时能将货物堆放到一定高度，节省存储空间，节约仓储开支等。缺点：与单级叉车相比，由于其高度而使得其结构复杂一些，自身重量要大，灵活性不如单级装卸叉车。综合两种叉车的特点和优缺点，我选择单极电动叉车，因为两种叉车起升原理是一样的，

38、其结构也很相似，只要熟悉了单极电动叉车的原理，双级电动叉车也就知道了，而在日常生活中，使用双极叉车的并不比单级的多。单级叉车在工厂、车间、仓库、车站、码头等地的货物装卸、搬运、码垛作业中都很常用，而双极叉车一般只用于要求一定高度的搬码垛等，所以我选择单极电动叉车。2.2 设计思路 本课题的目的在于实践环节中，主要是针对应用方面的设计和实用零件的选用等。在设计过程中没有太深奥的研究内容，也没有太难的设计计算，主要在于对实用型设备的校核、实用零件的计算选用等，比方如何选用电机、链条等，还有如何设计选用滚轮、油缸，在选用油缸过程中，需要查很多手册查找参数，比方油缸内径、轴杆径、原始长度等。这样就不会

39、产生学到的知识用不上的情况，能够学以致用，不但完成好了学习任务，而且还学到了一门技术，为以后就业打下更扎实的根底。2.3 本次毕业设计的设计方案在正式设计前我根据课题制定了两套设计方案，主要是针对设计单级还是双极的问题，以及在载重问题的选择。在指导老师的建议下，我现那么了单级电动叉车，因为这种型号的叉车在生活中应用比拟广，群众化。整体设计主要包括以下几个局部：机械结构、机械传动、动力装置、电器设备。设计内容包括各个装备的由来、结构、校核、用途等。2.4 设计进程安排根据上述设计的方案，本工程的主要设计工作分为以下四个阶段：2调研阶段包括调查国内外电动叉车的开展情况，调研国内外相关技术、研究分析

40、现有叉车的结构性能，并进行设计方案论证等，在此阶段我主要对我所要进行研究的单级电动叉车进行分析研究，初步明确了设计思路，并初步定下了设计方案。2各个模块的研究分析阶段本设计课题主要包括五个方面的内容：叉车车体的整体设计与选材，电机的设计选择，油泵的设计计算，链条的选用和叉车的整体布置。此阶段是本次毕业设计的根底定型阶段，只有对初始方案的不断修正，不断改良，才能在设计阶段事半功倍，不致最后反工。在此阶段，我通过不断的比照单级叉车和双极叉车的各种优缺点，进行比拟和改良。以及在电机的选用上，分析比拟了在这种场合中使用交流电机好事直流电机，使用交流电机就不用在叉车上安装电瓶。可是得经常充电，还得购置电

41、瓶，可是使用交流电的话，这会给使用带来很大的不便，那样要移动多少距离就得要多长的电线，而且还有平安危险。在传动方面，比拟了各种传动方式的优缺点，最后选用了链传动，因为在叉车方面，要求平安系数比拟高，不容出现一次事故。而且对链条的选用做了详细的设计计算选用。2设计阶段在该阶段，主要工作就是对已经确定下来的各个模块进行适用性分析，主要考虑各个模块的力学、运动学性能，进行刚度和强度校核，并确定各个机械结构的具体尺寸和具体装配方法，绘制出机械结构零件图、机械结构装配图、油泵结构图、液压原理图及电气控制图等，这是我们毕业设计中最重要的一局部内容。2总结阶段在设计的最后，要对自己所作的材料进行整理，对自己

42、所做过的研究进行分析，完成毕业论文说明书的撰写，修改整理机械设计图和电气控制图，对设计的产品进行经济分析及适用性分析。2.5总体结构设计2机械结构结构主要包括车架、龙门架、货叉三局部。这是叉车的支撑体，相当于人的躯体、手和脚。下面分别介绍三局部的结构和材料构成。车架：车架是叉车的支撑体，主要有壁厚为10的10号圆槽钢焊接而成，地下安装有四个车轮，前轮为100mm，后轮为280mm。在距离地面1000mm处有一U型扶手，用来推动叉车时方便扶手。龙门架：龙门架的作用是用来支撑货叉，工作时龙门架与货叉的后背相靠，上部用一根长轴将两货叉固定在龙门架上。龙门架主要是由钢板产、拼焊而成。其俯视结构图如图2

43、-1所示： 图 2-1 龙门架俯视图 货叉：货叉是托起货物的构件，其结构如图2-2所示，其材料为锻造钢。 图2-2 货叉及叉套a) 眼环式货叉 b) 钩钳式货叉 c) 叉套 2传动方面 传动件主要有链条、油泵两局部。链条采用并联式的两根链条并排吊着龙门架，另一端固定在叉车车架上，当有本处于原始长度时，油泵支撑在链条中间，链条与油泵杆之间用滚轮传动，如图2-3所示： 图2-3 传动示意图2动力方面动力件主要是指泵站。这是叉车的心脏，为叉车提供动力。由于叉车的运动特性，要求叉车的电源为移动式的，泵站就必须选用低压直流电机。在设计中电源我选用12V的低压直流电源，泵站用型号为MEN1的12V低压直流

44、电机。2电路和控制元件 在动力方面已经讲到了电源用12V的低压直流电源，在工作过程中，为了方便操作，就需要安装必要的按钮表盘。图2-4是电动叉车的接线图： 图2-4 接线示意图由上面的接线图可知，在叉车的电器控制设备需要：电量显示表、充电器、12V蓄电池、KW直流电机、急停开关、上升和下降按钮。 第3章 参数及校核计算3.1 叉车最大起升高度起重量确实定随着社会经济的开展，集装箱运输的日益繁忙及立体仓储的广泛应用，货物的高层堆垛需要高起升的提升机械，叉车为了满足不断变化的社会需求，经常要配置高起升门架，但由于起升高度的增加对叉车的稳定性和起升油缸稳定性带来影响。所以，确定最大起升高度起重量应从

45、叉车纵向堆垛稳定、横向堆垛稳定及起升缸的压力杆稳定三方面性能来综合考虑。3纵向堆垛稳定性 为了能使叉车在最高起升高度平安可靠地堆放货物，必须有一个合理的合成重心，建议在平坦场地、满载起升至最大高度、车架垂直时、合成重心的高度与到起倾翻轴线的水平距离之比为7.5:1，纵向倾翻轴线为叉车前轮的接地线。如图3-1所示： 图3-1 叉车纵向堆垛稳定性分析图 3-1 3-2式中 叉车合成重心距前桥中心线的水平距离，cm叉车自重，Kg 叉车自身重心距前桥中心线的水平距离，cm 起升高度的起重量，Kg 货物重心距前桥中心线的水平距离，cm 叉车合成重心距地面的垂直距离，cm 叉车自身重心距地面的垂直距离，c

46、m QUOTE 货物重心距地面的垂直距离，cm 由式3-1、3-2得： 3-3 3-4 纵向堆垛稳定性计算中取，那么：3横向堆垛稳定性跟纵向堆垛稳定性一样，横向堆垛稳定性也必须有一个合理的合成重心，建议在平坦场地、满载起升至最大高度、车架后倾至最大角度时，合成重心到倾翻基准平面垂直方向的距离与其到倾翻轴线水平方向的距离之比为6:1。对于叉车，横向倾翻轴线根据其倾翻阶段分别有两条，即初始的前桥外侧车轮的接地面积中心与后桥铰轴中心的连线，到后阶段的由于后桥挡块的作用，转变为前桥外侧车轮的接地面积中心与后桥同侧车轮接地面积中心的连线。对于叉车计算来说，特别是对满载叉车，建议采用前阶段的倾翻轴线为计算

47、对象较为合理，且偏于平安。如图3-2所示： 图3-2 叉车横向堆垛稳定性分析图 式中 横向倾翻轴线与叉车纵轴的夹角， 叉车前轮距的一半，cm 叉车轴距，cm 那么 3-5 式中 叉车合成重心至横向倾翻轴线的水平距离，cm 叉车合成重心至前桥中心线的水平距离，cm 前轮静力半径， r，cm 叉车后倾最大角， 后轮半径，cm 为简化算式，设： 3-6 3-7 那么 3-8 3-9 3-10 3-11 3起升缸压杆稳定性随着起升高度的增加，起升缸长度的增加，其本身的压杆稳定性问题越来越突出。因此，确定起重量时必须对其加以考虑，如图3-3所示： 图3-3 叉车起升缸压杆稳定性分析图 1首先，需算出起升

48、缸的临界稳定力。由于门架起升缸的稳定性主要受纵向弯曲控制，建议按等截面杆、用欧拉公式计算： 3-12式中 ， 长度折算系数，可根据门架油缸支承状况，取=1 活塞杆计算长度，cm2计算作用在活塞杆上的总载荷，其包括四个方面：链条活动分支的拉力、链条固定分支的拉力、内门架重量及门架处于垂直位置时内外门架 间滚轮的摩擦阻力，那么作用在一支活塞杆上的总载荷P为： 3-13式中 3当油缸负载力超过稳定临界力 QUOTE 时，已不能维持原有轴线状态下的平衡而丧失稳定。所以，液压缸的稳定条件为： 3-14 式中 稳定性平安系数，一般取24，此处以 QUOTE 取3来计算起重量Q: 3-15将从上述3个方面所

49、求的结果进行比拟，应去其中最小值作为所要计算的叉车做大起升高度起重量。, 3-16综合上述计算，横向堆垛稳定裕度较大，纵向堆垛最不稳定，这就要求车架的结构性能要绝对的好，油缸压杆稳定也较为薄弱，所以最大起升高度的起重量应确定为1696kg。由于机械校核可以有一定的活动量，因为在计算时所给的平安系数一般比事实上要大很多，所以该车承载两吨是符合要求的。3.2 各结构的校核设计计算3车假体的受力校核计算如图3-4所示，车架体的受力可以简化为两固定简支梁的受力分析： 图3-4 车架受力分析图上图中a=330mm,b=850mm,l=1180mm由材料力学知识可算得： A点的支反力为： B点的支反力为：

50、 AC段的剪力为： BC段的剪力为： 梁的最大弯矩为： 那么可画出受力的弯矩剪力图3-5、3-6：A C B M=4659Nm 图3-5 车架受力弯矩图 图3-6 车架受力剪力图由上图可知，在整个受力过程中，C点的受力最大，因此只要校核C点的受力情况，下面计算一下C点的最大拉应力和最大压应力：图3-7为C点的拉压受力情况图： 图3-7 车架截面拉压受力图 查阅?材料力学?附录可得：，且由上面算得，那么： 对于标准的和专用的机械零部件，其许用应力与平安系数常常有比拟成熟的推荐值。但对于非标准的或特殊的，或对其体积或尺寸无严格限制的机械零部件，其许用应力 QUOTE 与平安系数S常需要设计者自己选

51、取。工作应力 QUOTE 与许用应力 QUOTE 的一半关系为 3-17工作应力 3-18许用应力 3-19查阅机械设计手册P1-113中的表1-1-89可知在汽车灯机械行业中带载平稳起动时的载荷系数 QUOTE 的值为。此时取， 平安系数S应当综合载荷确定的准确程度、材料性能数据的可靠性、所用的合理性、加工装配精度以及所设计的零部件的重要性等来确定。在这用局部系数法来进行计算，它对平安系数有影响的因素分别用一个分系数 QUOTE 、 QUOTE 表示，这局部系数的乘积极为平安系数： 3-20那么平安系数为 车架的材料为Q235号钢，那么可知：由上式可知 且 那么 3-21比拟上式可知车架材料

52、强度符合要求。 第4章 电动传动4.1 电动机功率大小的选定4选择直流电动机的原因直流电动机是将直流电能和机械能相互转换的旋转电机，还可以作其他特殊的用途。直流电动机具有以下优点：优良的调速特性，调速平滑、方便，调速范围广。过载能力大，能承受频繁的冲击负载。可实现频繁的无级快带起动、制动和反转。能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求等特点。其制造本钱和维护工作量一般来说虽比交流电动机大，但交流电动机的调速性能至今好不能与直流电动机的相比，因而直流电动机在需要广调速的场合要求有特殊运行性能的自动控制系统中，一直占有突出的地位，被广泛应用于冶金矿山、交通运输、纺织印染等工业。直流发电机能提供无

53、脉动的电力，其输出电压便于精准的调节和控制，它的主要用途之一是作为某些重要的直流电动机的电源，使其获得较好的换向性能。它还能满足直流和同步电机励磁系统的不同要求，并可用于电化工业中作为电解、电镀的低压大电流直流电源。随着可控硅整流电源的广泛应用和日益完善，及其在技术和经济上的显著优点，一方面在许多领域中取代了直流发电机，另一方面却进一步扩大了直流电动机的应用范围。但直流发电机在某些领域中如真空冶炼工业和无交流电网且又需要直流电源的场合等，仍由一定的重要性。4电机功率的选用 本课题设计的电动叉车为载重两吨的单级叉车，由于使用两根链条并联使用，那么每根链条上所受的拉力为一吨，根据受力平衡可算得油缸

54、的受力为F=39200N,液压缸所做的功为：W=FS(J) 4-1功率为： 4-2由于F=pA, ,代入上式得： 4-3根据泵站与液压缸之间的功率传递关系可得： 泵站功率为： 4-4液压缸总功率由以下效率组成：机械效率，由活塞及活塞杆密封处的摩擦阻力所造成的摩擦损失，在额定压力下，通常可取 容积效率，由各密封件泄露所造成，如前述，通常取活塞密封为弹性材料时作用力效率，当排油直接回油箱时液压缸的总效率 QUOTE 选取泵站电动机的转速为：v=1500r/m，排量为，那么泵站的流量可算得为: 压力强度为： 由以上公式可计算得泵站的功率为：查阅主流电动机技术数据表，我选用型号为MC2-V1B-F3-

55、PG-MEN-T05-F1(/F2)的直流电压电动机。其主要参数如下所示：直流电动叉车用泵站：型 号：MC2-V1B-F3-PG-MEN-T05-F1(/F2)技术参数： 电 机：12V 1.6KW DC 压力范围：50200bar 排 量： 下降截流阀：3L/min 电磁阀电压：12V DC 油 箱：5L4蓄电池的有关说明在电动叉车中，前面已经提到，由于其运动特性，所以在选择直流的同时，还要选择电压低的电机，在这我选用12V的电瓶作为电源。在这一并题一下蓄电池的使用与维护。蓄电池的正确使用：配用硅整流发电机的叉车，蓄电池必须负极搭铁，绝对不能弄错，否那么会烧坏硅整流发电机的二极管而损坏发电机

56、。蓄电池隔板有木板、塑料隔板和玻璃纤维隔板等，它安装在正负极板之间，防止正负极板相碰而产生短路。电解液密度对蓄电池工作影响很大，当密度增大时，电解液的冰点降低，解冻危险减小，但密度多大，电解液粘度增大、渗透困难，且还会使木隔板加速炭化，极板硫化，缩短其寿命。使用时，可根据不同条件来选择不同密度电解液。蓄电池的维护：叉车蓄电池是一种可逆性的直流电源，可以反复充电、放电，所以成为二次电池。充电过程中实将电能转化为化学能=储存起来，放电过程那么是将化学能转变为电能。蓄电池最好经常处于充足电状态，凡使用过的每月最好补充一次，存放期不宜过长，防止长期搁置。蓄电池的充电状态可根据电解液密度和端电压来判断，

57、用高率放电计测量蓄电池在大电流接近起动机起动电流放电时的端电压，可准确判断蓄电池的放电程度。一般技术良好的蓄电池，用高率放电计测量时，单格电压应在以上，并在5秒钟内保持平稳，否那么表示该单格电池放电过多或有故障，应进行补充或更换。常见储存蓄电池早期损坏多发生在冬夏两季。冬季气温低，蓄电池中电解液扩散或流动缓慢，因而其效率降低，显得电力缺乏。假设起动困难而连续使用，蓄电池快速放电，由此导致电压下降、容量降低、极板损坏。夏天气候枯燥，电解液蒸发，而且消耗过快，如果加之发电机端电压调的过高，经常会出现过充电。过充电电流越大、时间越长，电解液消耗量越大，液面高度下降越快，液面过低，使极板上部暴露在空气

58、中而产生氧化。因此需要做到勤检查、勤调整、勤维护，才能保持蓄电池的良好技术状况。 在叉车使用中，对蓄电池的要求较高，必须定期强制维护，检修时必须严格遵守工艺标准；使用时应注意放电电流不能过大，以免极板弯曲活性物质脱落，使容量降低，电压下降而产生早期损坏。发电机的调节器应按规定调整，不能随意将电压调高，以免隔板受到腐蚀，缩短其使用寿命。4.2传动链的选用4链条介绍及型号的选择链条式现代机械设备传动的重要元素，它具有以下优点所以才被广泛使1运动平稳，传动灵活，工作平安可靠。 2链条链轮间无相对运动，在给定的弯曲半径范围内，不会产生弯矩和扭转变形。3结构简单，轻巧，节省传动空间，易拆装，易维修。4造

59、型新型，外形美观。套筒滚子链由外链板1、内链板2、销轴3、套筒4和滚子5等组成。其结构已经标准化，其规格、根本参数和尺寸见?简明机械设计手册?，套筒滚子链分A、B两个系列，A系列用于高速和重要传动，B系列用于一般传动。链传动一般适用于传递功率小于100KW，传动比I7，链速v15m/s。图4-1为链条示意图： 图4-1 链条示意图设计链传动时的原始数据，一般式传动的用途，工作情况原动机类型，传递的功率和链轮转速以下及传动的空间尺寸要求等。按传动失效形式不同，设计计算分为v的中、高速链传动。按功率曲线计算和v的低速链传动按静强度计算。对v的低速链传动，链条的主要失效形式为过载时拉断破坏。设计时根

60、据条件，初选链条型号，然后按抗拉静力强度条件计算平安系数 4-6 在这根据链条设计的条件初定链条型号为16A,根本参数和尺寸如图4-3和表4-1所示： 图4-3 链条结构尺寸示意图 表4-1 选用链条的结构尺寸4链条的受力验证链条所受最大负重为2吨，因而初步选用型号为16A的链条，其结构师采用并联的方式并行两根相同的链条，每根链条上的受力为1吨。按抗拉静强度条件平安系数 4-7式中：Q-极限拉伸载荷，由上表得KN根据?简明机械设计手册?P187，由表9-3差得链条传动在一般工程机械中为中等冲击，工作情况系数 4-8在2吨电动叉车中，m约为1吨，取，R取30mm，那么： 4且S8，所以选择16A