電動(dòng)的四輪叉車的轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì)

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1、 三 江 學(xué) 院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 四輪電動(dòng)叉車的轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì) 高 職 院 （系） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 學(xué)生姓名 駱 俊 學(xué)號(hào) G115152022 指導(dǎo)教師 徐 偉 職稱 實(shí)驗(yàn)師 指導(dǎo)教師工作單位 機(jī)械工程學(xué)院 起訖日期 2014.12.8-2015.4.12 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是四輪電動(dòng)叉車的轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì)， 本次設(shè)計(jì)時(shí)

2、為了配合專業(yè)課的教學(xué)紅做二進(jìn)行的， 這是對(duì)叉車轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)的一次實(shí)踐和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 要求我們畢業(yè)生對(duì)叉車的轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)、 制造和技術(shù)要求等都要有一定的了解和掌握。 本設(shè)計(jì)書采用行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)法定計(jì)量單位，符合工程設(shè)計(jì)要求。 本設(shè)計(jì)書編寫時(shí)引用了教材 《叉車構(gòu)造與設(shè)計(jì)》（修訂版，陶元芳 衛(wèi)良寶 太原科技大學(xué)出版社 2008.9 ） 關(guān)鍵字：叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，設(shè)計(jì)，制造，技術(shù)要求。 ABSTACT The topic of graduation design is the steering system of a cir

3、cle type 3 ton forklift. The design is in line with the teaching of specialized courses conducted, which provides a good practice and learning opportunity for the steering system design of forklift. Through this graduation of forklift, the process of manufacturing craft process,technical requirem

4、ents etc ,in some extent. This designsheets adopt new professional standards and our country legal unit fi measurement,matching the engineering design. This designsheets quote from the textbook 《 the structure and design of forklift 》 (revised version, staff room of hoisting machinery,Tao yuan

5、fang,Wei liangbao,the university of science and technology,Septembe.2008) Keywords: the steering system of forklift ,design ,manufacturing, technology requirements. 目 錄 第一章 緒 論 1 1.2 叉車簡(jiǎn)介 1 1.2.1 叉車的分類 1 1.2.2 叉車發(fā)展情況 2 國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r 2 叉車在國(guó)內(nèi)的發(fā)展 2 1.2.3 未來(lái)叉車的發(fā)展趨勢(shì)

6、 3 1.2.4 叉車的特點(diǎn)及用途 4 1.3 本課題研究的內(nèi)容與目的 4 第二章 叉車轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì) 6 2.1 轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 6 2.1.1 轉(zhuǎn)向橋的組成 6 2.2 轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)方案 8 2.2.1 確定基本結(jié)構(gòu) 8 2.2.2 主要零件的材料選擇 9 2.3 轉(zhuǎn)向橋體設(shè)計(jì) 10 2.3.1 橋體材料及型式 10 2.3.2 轉(zhuǎn)向橋分析及數(shù)據(jù)計(jì)算 11 總結(jié) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 致謝 14 參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 附錄 15 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)

7、（論文） 第一章 緒 論 1.2 叉車簡(jiǎn)介 1.2.1 叉車的分類 叉車可以根據(jù)動(dòng)力不同可分為內(nèi)燃叉車，功率分電動(dòng)叉車，手動(dòng)叉車；可根據(jù)叉車的特點(diǎn)和功能劃分， 達(dá)到車和叉車貨叉?zhèn)仁沁@三的三種基本類型是常見(jiàn)的 類型；按支持可以分為三個(gè)支點(diǎn)，支點(diǎn)叉車和四種類型。本文研究是 2.5T 電動(dòng)三輪平衡重叉車。 平衡重式叉車是最常見(jiàn)的，數(shù)量最大和用途最廣的一種叉車。它的工作裝置 的伸縮式門架和使它可以發(fā)生擺動(dòng)升降液壓系統(tǒng)組成的擺動(dòng)叉。 后者是由泵，液壓閥，氣缸，和他們接觸的工作， 形成一個(gè)循環(huán)管組成， 等。工作裝置位

8、于前軸，重量和平衡平衡叉上的重型車輛的荷載來(lái)確保當(dāng)它工作在滿負(fù)荷不落。 貨叉是基本的提取方法。為適應(yīng)不同的目標(biāo)受眾和提高效率， 而且可以容納其他附屬物 （即取物裝置）。 三輪電動(dòng)叉車以其小巧靈活，在國(guó)內(nèi)外廣受好評(píng)。因?yàn)?，作為汽車電源系? 卡車，無(wú)污染，噪音低，操作方便；因?yàn)槭侨c(diǎn)支持的結(jié)構(gòu)，它可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的 程度，轉(zhuǎn)彎半徑小， 適用于狹窄的通道或工作物質(zhì)轉(zhuǎn)移空間小的地方， 廣泛應(yīng)用 于不同的地方。 圖 1

9、叉 車 1 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1.2.2 叉車發(fā)展情況 國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r 英國(guó)克拉克公司 ~1932 年向市場(chǎng)提供第一臺(tái)叉車起，第二次世界大戰(zhàn)期間，叉車開(kāi)始應(yīng)用于裝卸作業(yè)。在這 4O多年當(dāng)中有很多國(guó)家，在生產(chǎn)一般叉車的同時(shí)又相繼生產(chǎn)重型叉車 ( 一般指額定起重量 2O 噸以上 ) 和小型叉車。如英 NL~ncerBoss 公司生產(chǎn)了世界上最大額定起重量為 59 噸的內(nèi)燃平衡式重叉車，并已投入正常使用。 日本小松叉車公司最近投放市場(chǎng)的被稱為微型叉車的起重量 為 0．25 噸的蓄

10、電池叉車，自重僅 550 公斤。因此，大、小型叉車的品種、結(jié)構(gòu)和使用性能都在不斷地發(fā)展和提高， 使用范圍也有了擴(kuò)大。 叉車的起升速度是提 高裝卸效率的主要參數(shù)，國(guó)外中、小型內(nèi)燃叉車起升速度高達(dá)每分鐘 40 米，比 60 年代的增長(zhǎng)一倍。 叉車在國(guó)內(nèi)的發(fā)展 中國(guó)叉車工業(yè)，自從 1958 年大連叉車總廠生產(chǎn)了第一臺(tái)仿蘇叉車后，叉車的生產(chǎn)歷史已經(jīng)有 50 多年了，曾經(jīng)生產(chǎn)過(guò)叉車的企業(yè)約 100 多家，目前生產(chǎn)的叉車起重量在 0.5t-45t 之間，產(chǎn)品品種達(dá) 1000 多種。目前，中國(guó)工程機(jī)械工業(yè) 協(xié)會(huì)公布了截止到 2010 年年底中國(guó)主要工程機(jī)械

11、產(chǎn)品的擁有量。經(jīng)過(guò)半年的調(diào)查研究結(jié)果顯示：國(guó)內(nèi)叉車的擁有量有 400000 臺(tái)目前叉車全行業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品超 過(guò) 60 個(gè)企業(yè)（包括個(gè)人獨(dú)資，合資企業(yè)）。根據(jù)小企業(yè)的劃分，內(nèi)燃叉車的主要生產(chǎn)商有 35 家；屬于電動(dòng)叉車制造商有 12 家；輕小型運(yùn)輸車輛生產(chǎn)企業(yè)有 1400 多家。八十年代，是中國(guó)叉車行業(yè)十年的快速發(fā)展，其發(fā)展?fàn)顩r表現(xiàn)出以 下特點(diǎn)：第一，八十年代初起重量大噸位發(fā)展。，國(guó)內(nèi)生產(chǎn) 5 噸以上叉車的廠家只有大連，寶雞、北京、湖南等因五個(gè)生產(chǎn)廠，三四個(gè)規(guī)格，最大起重量不超過(guò) 25 噸。二、采用系夕 jJ 設(shè)計(jì)的思想，增加與完善叉車的品種 , 這種系列設(shè)計(jì)的 先進(jìn)

12、設(shè)計(jì)思想，迅速被整個(gè)行業(yè)所接受。三、蓄電池叉車生產(chǎn)廠家增加較多。。七十年代末，生產(chǎn)蓄電池叉車的廠家只有撫順、沈陽(yáng)、上海等幾個(gè)生產(chǎn)廠，但目前日發(fā)展到三十多個(gè)廠家，如內(nèi)蒙、四川、云南、海南也相繼建立的蓄電池叉車 生產(chǎn)廠，這對(duì)改善我國(guó)蓄電池叉車的工業(yè)布局，、起了極的作用。前幾年，國(guó)內(nèi)每年包括進(jìn)口叉車大約銷售在 2.5 萬(wàn)臺(tái)， 2t- 4 t 級(jí)的叉車占全部的 80，其中 3t 叉車又占 2t-4t 級(jí)的 60%以上。大噸位叉車、 倉(cāng)儲(chǔ)叉車 ( 堆垛機(jī)、前移式叉車、插腿式叉車 ) 是我國(guó)叉車的短處。目前，大噸位叉車的 80%依賴進(jìn)口。 2 三江學(xué)院 20

13、15 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)叉車市場(chǎng)內(nèi)燃叉車的比例一直保持著 80%的大基數(shù)，而更加環(huán)保的全電動(dòng)叉車卻只有僅僅 20%，與歐洲市場(chǎng)的 70%相去甚遠(yuǎn)，甚至是比全球市場(chǎng)的 50%還要低，都有巨大的差距。而且國(guó)內(nèi)的內(nèi)燃叉車有以國(guó)產(chǎn)品牌為主，技術(shù)含量低，價(jià)格低。在歐洲，自 2007 年開(kāi)始，叉車就開(kāi)始強(qiáng)制執(zhí)行歐洲第三階段排放標(biāo)準(zhǔn)， 而在中國(guó)， 第二階段排放在 2010 年 10 月才執(zhí)行， 第三階段標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行更是遙遙無(wú)期。 因此，即使人們的節(jié)能減排意識(shí)在逐漸加強(qiáng)， 但市場(chǎng)首先要需要經(jīng)歷從內(nèi)燃叉車主導(dǎo)到電動(dòng)叉車主導(dǎo)，再到新能源叉車的一個(gè)更迭過(guò)程，這是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)

14、程，不可能一蹴而就。 考慮到中國(guó)目前的市場(chǎng)狀況，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有較大差距。中國(guó)整體產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)， 提高附加值和盈利， 金融危機(jī)的影響消除， 以及有關(guān)新能源叉車的國(guó)家相關(guān)政策的出臺(tái)， 都還需時(shí)間， 新能源叉車的前景光明， 有很大的發(fā)展空間。 1.2.3 未來(lái)叉車的發(fā)展趨勢(shì) 目前由于能源和環(huán)保問(wèn)題是困擾著當(dāng)今世界發(fā)展的兩大難題，近幾年，隨著國(guó)際石油價(jià)格的大幅攀升以及 《京都議定書》 的生效，使得新能源發(fā)展愈加成為國(guó)際能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)， 各國(guó)都已經(jīng)將其提升到國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略高度， 新能源的發(fā)展已經(jīng)成為迫在眉睫的問(wèn)題。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物流設(shè)備在經(jīng)濟(jì)發(fā)展

15、中的地位和 作用也越來(lái)越明顯，叉車普及率也越來(lái)越高， 叉車制造業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也逾顯激烈。企業(yè)只有不斷的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新及探索， 才有可能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，也只有不斷地尋求未來(lái)叉車的發(fā)展趨勢(shì)、 適時(shí)地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)， 接受市場(chǎng)的考險(xiǎn)，并不斷的進(jìn)行改進(jìn)，才能使企業(yè)不斷的發(fā)展壯大 [6] 總之，未來(lái)叉車的發(fā)展趨勢(shì)具有以下特點(diǎn)： 1 重視人體工程學(xué)。為了提高操縱舒適性研究表明：駕駛室的布置緊湊的內(nèi)墻將有助于提高駕駛的舒適性。 如果所有的控件可以根據(jù)人機(jī)工程學(xué)布置，就能使駕駛員操作更舒適，更專心工作，從而提高生產(chǎn)效率。在 2O00 年漢諾威物流展覽會(huì)上，國(guó)際上各大公司競(jìng)相展示其未來(lái)型概念叉

16、車。這 些叉車雖然還只是樣機(jī)模型， 還未正式用于商業(yè)生產(chǎn)， 但卻為未來(lái)叉車的設(shè)計(jì)指明了方向。 2 綠色環(huán)保成為叉車工業(yè)追求的目標(biāo)，叉車分內(nèi)燃叉車和電動(dòng)叉車。內(nèi)燃叉車以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力， 其優(yōu)點(diǎn)為其功率強(qiáng)勁、 適用范圍廣； 缺點(diǎn)是排放和噪聲污染較大，對(duì)人類健康危害較大。 隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及環(huán)保法規(guī)的出臺(tái)，污染小、噪聲小的叉車必然受到追捧。電動(dòng)叉車以其零排放、噪聲小必將成為首選的對(duì)象；天然氣、液化石油氣等燃料勢(shì)必叉車也將會(huì)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。 3 更強(qiáng)調(diào)叉車的安全性隨著國(guó)際化進(jìn)程的進(jìn)一步加快， 工業(yè)企業(yè)除了不斷改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品的舒適性等性能外， 對(duì)產(chǎn)品的安全性也越來(lái)越重視。

17、產(chǎn)品的安全性已經(jīng)成為企業(yè)邁向國(guó)際市場(chǎng)的一道門檻 [7] 。最近幾年電動(dòng)車輛由于噪聲銷、 3 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無(wú)污染，產(chǎn)銷量呈逐步上升趨勢(shì)， 從產(chǎn)品的品種到產(chǎn)品的形式、 制造工程設(shè)整個(gè)叉車行業(yè)發(fā)生了幾乎翻天覆地的變化。 1.2.4 叉車的特點(diǎn)及用途 叉車是一種以貨叉為主要取物工具， 依靠液壓起升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物托取和升降，由輪胎行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)貨物水平搬運(yùn)的裝卸車輛。 它主要用來(lái)對(duì)各種件物進(jìn)行裝卸、堆垛、拆垛和短距離搬運(yùn)。 叉車的類型和大小的變化，提取工具（附件）多工作范圍廣泛而靈活，因而得到廣泛應(yīng)用。從而各國(guó)的大

18、規(guī)模生產(chǎn)，是世界上一種保有量最大的裝卸機(jī)械。它也是各個(gè)港口和倉(cāng)庫(kù)的常用搬運(yùn)車輛。 叉車由于結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕、輪胎式無(wú)軌行走、機(jī)動(dòng)性好，因此廣 泛應(yīng)用于港口的倉(cāng)庫(kù)、貨場(chǎng)、貨倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行堆碼、拆垛作業(yè)，大大提高了倉(cāng)庫(kù)容積 的利用率、貨場(chǎng)面積利用率和貨艙填充率。 小型叉車還可到鐵路車廂內(nèi)進(jìn)行裝車、 卸車，到集裝箱內(nèi)進(jìn)行裝箱拆箱。叉車還對(duì)載貨汽車、掛車、半掛車等進(jìn)行裝車 或卸車作業(yè)，還可在碼頭前沿和庫(kù)場(chǎng)之間進(jìn)行短距離的貨物轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)。 專用的叉 車還可以隊(duì)船舶進(jìn)行滾上滾下裝卸作業(yè)。 叉車按用途分為通用叉車和專用叉車。 通用叉車是大批量生產(chǎn)的、 在各個(gè)部分和場(chǎng)

19、所普遍使用的叉車； 專用叉車是專門用來(lái)裝卸某種貨物的叉車或?qū)Ｓ糜谔厥鈭?chǎng)合的叉車。港口的專用叉車有集裝箱叉車、 集裝箱內(nèi)作業(yè)叉車和滾上滾下叉車。 1.3 本課題研究的內(nèi)容與目的 車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的是用來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)向車輪或鉸接車架的方位 ( 正中位置或左、右偏轉(zhuǎn)位 置 ) 和偏轉(zhuǎn)角度實(shí)行操縱控制的全套機(jī)構(gòu)， 它保證駕駛員對(duì)車輛行駛方向的控制。駕駛員可以根據(jù)作業(yè)的需要、 行駛的條件和環(huán)境，或者保持車輛平穩(wěn)地直線行駛，或者靈活地改變行駛方向和曲線行駛。 叉車良好的轉(zhuǎn)向操縱性能是保證叉車安全作業(yè)、 減輕駕駛員疲勞、 提高工作效率的重要因素。為此，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提出

20、如下要求： 1 ．操縱輕便靈活 操縱轉(zhuǎn)向盤的力應(yīng)小， 轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角也不能太大， 由中間位置朝一個(gè)方向的最大轉(zhuǎn)角小能超過(guò) 2.5 轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向操縱消耗的能量較大時(shí)應(yīng)采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 路面對(duì)轉(zhuǎn)向輪的沖擊應(yīng)較少地傳到轉(zhuǎn)向盤上來(lái)，使駕駛員不致于過(guò)分緊張和疲勞。 2 ．工作穩(wěn)定可靠 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)零件承受路面對(duì)轉(zhuǎn)向輪的變化沖擊載荷， 應(yīng)保證機(jī)構(gòu)和零件有足夠的強(qiáng)度及壽命。 系統(tǒng)中的間隙或轉(zhuǎn)向盤的自由行程應(yīng)較小， 以保證車輛直線行駛的穩(wěn)定性 ( 避免蛇行現(xiàn)象 ) 和轉(zhuǎn)向操縱的靈敏性。 對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 應(yīng)考慮控制系 4 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

21、 統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免系統(tǒng)的振動(dòng)； 還應(yīng)考慮因發(fā)動(dòng)機(jī)或油泵等發(fā)生故障而動(dòng)力轉(zhuǎn)向失效時(shí)，由人力應(yīng)急轉(zhuǎn)向的措施。 3 ．保證轉(zhuǎn)向輪正確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 為了提高車輛的機(jī)動(dòng)性，應(yīng)使轉(zhuǎn)向輪有較大的偏轉(zhuǎn)角，同時(shí)應(yīng)使左右車輪的 偏轉(zhuǎn)角基本符合的關(guān)系， 以保證轉(zhuǎn)向車輪在路面上作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)， 避免滑動(dòng)，減小曲線行駛阻力和減少輪胎磨損。 車輛的轉(zhuǎn)向操縱性能不完全取決于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 它還與行走支承系統(tǒng)有關(guān)。 例如在轉(zhuǎn)向橋上采取主銷內(nèi)傾等構(gòu)造措施， 可使轉(zhuǎn)向輪受到自動(dòng)回正力矩作用， 有利于提高直線行駛的穩(wěn)定性； 另外，輪胎的徑向和側(cè)向剛性對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向操縱性也有影響。但是，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)車輛轉(zhuǎn)向操縱性和

22、機(jī)動(dòng)性是最主要的決定因素。 本課題研究的內(nèi)容是四輪叉車的轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì)， 目的在于掌握這種機(jī)械設(shè)備的總體框架與結(jié)構(gòu)， 了解當(dāng)今的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)， 并且自己也能設(shè)計(jì)該轉(zhuǎn)向橋的總體方案，它一定是要符合強(qiáng)度要求的。進(jìn)一步的講，通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，自 己所取得的不僅僅是這方面的知識(shí)， 而且是這其中的學(xué)習(xí)方法和自學(xué)能力， 這是對(duì)于即將步入社會(huì)的我是相當(dāng)寶貴的經(jīng)驗(yàn)，我會(huì)把握這次機(jī)會(huì)，盡力完成課題。

23、 5 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二章 叉車轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì) 2.1 轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 轉(zhuǎn)向橋包括橋體、轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷。轉(zhuǎn)向桿系安裝在轉(zhuǎn)向橋體上，通過(guò)轉(zhuǎn)向節(jié) 和轉(zhuǎn)向輪相聯(lián)。 轉(zhuǎn)向橋和車體相接， 和驅(qū)動(dòng)橋一起支承整臺(tái)叉車。 轉(zhuǎn)向橋除承受垂直力外，還承受著由車體傳來(lái)的縱向力和輪子轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的側(cè)向力， 并將它們傳給轉(zhuǎn)向輪。轉(zhuǎn)向橋總成如圖 2 所示：

24、 圖 2 轉(zhuǎn)向橋?qū)嵨? 2.1.1 轉(zhuǎn)向橋的組成 (1) 轉(zhuǎn)向橋體 轉(zhuǎn)向橋體為工字形截面的實(shí)心梁，它是鑄鐵焊接成型。焊接橋體 重量輕，工藝簡(jiǎn)單。 我們?cè)O(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向橋體與轉(zhuǎn)向節(jié)連接方式采用叉形結(jié)構(gòu)， 這是便于轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)置于橋體中間。（圖 3 位轉(zhuǎn)向橋體） 圖 3 轉(zhuǎn)向橋體 （ 2）轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷 轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷轉(zhuǎn)向輪安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上。與轉(zhuǎn)向節(jié)做成一體的轉(zhuǎn)向節(jié)臂與梯形機(jī)構(gòu)的橫拉桿相連。為了叉車直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向輕便， 6 三江

25、學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 主銷有內(nèi)傾角 β ，車輪有外傾角 α，它們均稱為轉(zhuǎn)向輪的定位角 。 主銷有了內(nèi)傾角后， 轉(zhuǎn)向節(jié)的軸線與主銷孔的軸線不再互相垂直， 給轉(zhuǎn)向節(jié)的加 工帶來(lái)困難； 但主銷軸線與地面交點(diǎn)至車輪支承中心點(diǎn)的距離卻由 e1 減小為 e， 從而減小了轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)的阻力矩， 還可以減小不平路面對(duì)轉(zhuǎn)向系的沖擊負(fù)載。 此 外，還可使轉(zhuǎn)向輪有自動(dòng)回正作用，易于保持叉車直線行駛，減少蛇行現(xiàn)象。這 是因?yàn)橹麂N內(nèi)傾角使車在直線行駛時(shí)，其重心處于最低位置，為穩(wěn)定平衡狀態(tài)。 一旦轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)， 叉車重心就隨之升高， 存貯一定量的勢(shì)能，

26、 叉車處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，這個(gè)勢(shì)能使叉車有回到穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢(shì)，迫使轉(zhuǎn)向輪偏向原來(lái)的作用。 圖 4 主銷內(nèi)傾角和車輪外傾角 （ 3）轉(zhuǎn)向輪 轉(zhuǎn)向輪總成由輪轂、轉(zhuǎn)向輪總成、軸承、輪轂蓋、 U 型密封圈、緊固件等組成，承受車體的重量和地面上的各種力。 輪轂用兩個(gè)圓錐滾子軸承及緊固件等裝 在轉(zhuǎn)向節(jié)上， 軸承內(nèi)側(cè)裝有油封， 用來(lái)密封輪轂和轉(zhuǎn)向節(jié)腔內(nèi)的潤(rùn)滑脂， 軸承的游隙通過(guò)調(diào)整螺母進(jìn)行調(diào)節(jié)。

27、 7 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 5 轉(zhuǎn)向輪 2.2 轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)方案 2.2.1 確定基本結(jié)構(gòu) 本文中轉(zhuǎn)向橋的機(jī)構(gòu)采用六連桿機(jī)構(gòu)，但 實(shí)質(zhì)是對(duì)稱的四連桿機(jī)構(gòu) . 目前這種設(shè)計(jì)方案在現(xiàn)代的叉車轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)中是比較成熟的， 是在六連桿機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上 對(duì)其進(jìn)行

28、優(yōu)化，使其具有最小的轉(zhuǎn)彎半徑，并且運(yùn)動(dòng)部件較少，結(jié)構(gòu)緊湊，容易保養(yǎng)。（如圖 6） 圖 6 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 8 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自由度計(jì)算： P=3N-2P-H =3 3-2 4=1 計(jì)算結(jié)果符合，所以結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要求有一個(gè)原動(dòng)件相符合。 采用類比的方法，根據(jù)相關(guān)的資料和一些成熟的設(shè)計(jì)方案，對(duì)其進(jìn)行參考先假定出各桿件的長(zhǎng)度（詳情見(jiàn)上圖） 根據(jù)計(jì)算：

29、405+100〉296+115 又可知四桿機(jī)構(gòu)的最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其余兩邊之和， 所以他沒(méi)有整轉(zhuǎn)副，是雙搖桿機(jī)構(gòu)。符合轉(zhuǎn)向的要求。 2.2.2 主要零件的材料選擇 （ 1）轉(zhuǎn)向節(jié)：（ 40Cr） 20Cr 用于要求中心部強(qiáng)度較高，承受磨損，尺寸較大的滲碳零件，如齒輪， 齒輪軸，蝸桿，凸輪，活塞銷等；也用于速度較大受中等沖擊的調(diào)質(zhì)零件，滲碳 淬火后硬度達(dá)到 HRC56-62 。 40Cr 在交變載荷，速度中等， 中等負(fù)荷，強(qiáng)磨損的工作環(huán)境下沒(méi)有很大的影 響，適合用于如齒輪，軸的重要性，曲軸，連桿，螺栓，螺母等零

30、件，要求對(duì)于直徑大于 400mm，和其他低沖擊韌性的軸和齒輪等，表面淬火后硬度達(dá)到 HRC48-55其中，調(diào)質(zhì)后的 40Cr 處理后，具有良好的機(jī)械性能，低溫沖擊韌性和 低的缺口敏感性，好急冷頭，較高的疲勞強(qiáng)度，彎冷塑性中等，正火或調(diào)質(zhì)已后 的切削性能高，才來(lái)來(lái)源便宜。所以轉(zhuǎn)向節(jié)選擇 40Cr。 (2) 橋體：（ Q390） Q390屈服點(diǎn) σs≥ 390MPa，抗拉強(qiáng)度 σ b490~650 Mpa，縱向沖擊功≥ 27J， 其主要應(yīng)用于金屬結(jié)構(gòu)件， 心部強(qiáng)度要求不高的滲碳或氰化零件。 而橋體主要是 焊接而成，故采用 Q390為橋體的材料。 （

31、 3）輪轂 （45 鋼） 45 鋼的抗拉強(qiáng)度 σb≥600Mpa，屈服強(qiáng)度 σs≥355Mpa，沖擊功≥ 39J 常用中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。 45 鋼的冷塑性一般，退火、正火比調(diào)質(zhì)時(shí)要稍好，具有較高的 強(qiáng)度和切削加工性， 經(jīng)合適的熱處理以后可獲得一定的韌性、 塑性和耐磨性， 材料來(lái)源容易。所以輪轂選用 45 鋼。 （ 4）拉桿 (45 鋼 ) 45 鋼的抗拉強(qiáng)度 σb≥600Mpa，屈服強(qiáng)度 σs≥355Mpa，沖擊功≥ 39J 常用中 9 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火

32、比調(diào)質(zhì)時(shí)要稍好，具有較高的強(qiáng)度 和較好的切削加工性，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性， 材料來(lái)源方便。 45 鋼調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各 種重要的結(jié)構(gòu)零件， 特別是那些在交變負(fù)荷下工作的桿類零件、 緊固件、傳動(dòng)齒 輪及軸類等。所以拉桿選擇用 45 鋼。 （ 5）主銷（ 40cr ） 40Cr 在交變載荷，速度中等， 中等負(fù)荷，強(qiáng)磨損的工作環(huán)境下沒(méi)有很大的影響，適合用于如齒輪，軸的重要性，曲軸，連桿，螺栓，螺母等零件，要求對(duì)于 直徑大于 400mm，和其他低沖擊韌性的軸和齒輪等，表面淬火 hrc48-55 其中，

33、調(diào)質(zhì)后的 40Cr 處理后，具有良好的機(jī)械性能， 低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性， 好急冷頭，較高的疲勞強(qiáng)度，彎冷塑性中等，正火或調(diào)質(zhì)已后的切削性能高，才來(lái)來(lái)源便宜。所以主銷選擇 40Cr。 2.3 轉(zhuǎn)向橋體設(shè)計(jì) 2.3.1 橋體材料及型式 轉(zhuǎn)向橋由轉(zhuǎn)向橋體、兩個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)和兩個(gè)主銷組成。轉(zhuǎn)向橋體通常是一根工字 形截面的變截面梁， 它可以是模鍛件、 鑄鋼件或者鋼板焊接件。 焊接的梁截面高，重量輕，工藝方便， 可將轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)放在腹板處。 本轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用鋼板焊接件作為轉(zhuǎn)向橋體。 轉(zhuǎn)向橋梁兩端與轉(zhuǎn)向節(jié)的連接結(jié)構(gòu)，通

34、常有拳形和叉形兩種型式，隨轉(zhuǎn)向橋梁的制造工藝而定， 鋼板焊接的轉(zhuǎn)向橋梁兩端多用叉形。 鉸接在轉(zhuǎn)向橋梁兩端的轉(zhuǎn)向節(jié)，其構(gòu)造必須與梁端結(jié)構(gòu)相適配，梁端為叉形時(shí)轉(zhuǎn)向節(jié)端用拳形。 主銷用來(lái)將轉(zhuǎn)向節(jié)與轉(zhuǎn)向橋梁鉸接，它通常與拳形固定，叉形件上下兩耳的 銷孔內(nèi)壓入青銅襯套， 襯套上有潤(rùn)滑油槽， 作為主銷的滑動(dòng)軸承， 兩者可相對(duì)偏轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)向輪輪轂通過(guò)兩個(gè)圓錐滾動(dòng)軸承支承在轉(zhuǎn)向節(jié)的軸頸上。 車輪垂直反向力通過(guò)轉(zhuǎn)向節(jié)與轉(zhuǎn)向橋梁間的推力軸承傳給轉(zhuǎn)向橋梁；路面給車輪的水平力及力 矩，通過(guò)轉(zhuǎn)向節(jié)及主銷上下兩端的滑動(dòng)軸承傳給轉(zhuǎn)向橋梁。 通過(guò)查閱機(jī)械手冊(cè)和工程材料相關(guān)書籍， 確定轉(zhuǎn)向橋體所使用

35、的材料為 Q390 鋼，屈服點(diǎn) 390MPa，抗拉強(qiáng)度 490-650MPa。在正火狀態(tài)下使用，焊接性能良好，推薦使用溫度 -20-520 C。 10 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 由于采用全液壓轉(zhuǎn)向裝置和鑒于叉車行駛速度低等特點(diǎn)， 將主銷內(nèi)傾角設(shè)置為 0，從而使加工簡(jiǎn)單，成本降低便于批量生產(chǎn)。 主銷的尺寸經(jīng)過(guò)多次篩選， 最終確定直徑 20mm。主銷和轉(zhuǎn)向橋體之間通過(guò)滾動(dòng)軸承連接，可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。主銷和轉(zhuǎn)向節(jié)直接用定位銷固定，不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向橋與轉(zhuǎn)向節(jié)之間加推力球軸承。轉(zhuǎn)向橋體兩端加端蓋密封。 最終確定橋體的外形尺寸，使

36、用 caxa2013 繪制二維圖（如圖 7） 圖 7 轉(zhuǎn)向橋外形 2.3.2 轉(zhuǎn)向橋分析及數(shù)據(jù)計(jì)算 1. 由于轉(zhuǎn)向輪上不裝制動(dòng)器， 因此可以忽略車輪切向力， 至考慮垂直力和因側(cè)滑引起的橫向力。轉(zhuǎn)向橋可按一下兩種工況選取計(jì)算載荷。 1）最大垂直力工況 空車運(yùn)行通過(guò)不平路面時(shí)引起的動(dòng)載荷使垂直反力達(dá)到最大值。 其值與道路不平度、輪胎彈性及行駛速度等有關(guān)，表達(dá)式為： G20 FZ m

37、ax 2 式中： —?jiǎng)虞d系數(shù)，可取 =2.5 ； 0 G2 —空載時(shí)轉(zhuǎn)向橋的靜負(fù)載。 2）最大側(cè)向力工況 叉車空載時(shí)轉(zhuǎn)向行駛， 在離心力作用下， 車輪處于臨界側(cè)滑狀態(tài)， 這時(shí)側(cè)向力達(dá) 11 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 到最大值為： F max Fz 式中： —側(cè)滑附著系數(shù)；取 =0.8-1.0 ； Fz —一個(gè)車輪上的垂直反力。 車輪輪胎在轉(zhuǎn)向是受到的磨損也應(yīng)該在此驗(yàn)證范圍之內(nèi)， 但是由于輪胎設(shè)計(jì)廠家對(duì)可靠度的選擇一直很高，所以一般不會(huì)在輪胎處出現(xiàn)問(wèn)題。 2. 叉

38、車所受的最大等效應(yīng)力遠(yuǎn)小于橋體材料的屈服強(qiáng)度， 較大應(yīng)力集中在焊接處， Z 向最大變形發(fā)生在軸套附近。 輪轂處的滾動(dòng)軸承按照 GB/T297-1994 標(biāo)準(zhǔn)選擇：軸承 1： d=40mm，D=68mm，T=22mm，B=22mm，軸承 2： d=25mm，D=52mm，T=B=22mm。 軸承強(qiáng)度校核 : 錐滾動(dòng)軸承，單排 無(wú)組合，靜態(tài)載荷 DIN ISO 76/281 計(jì)算 徑向載荷 Fr 4000N 軸向載荷 Fa 200N 接觸角 a 15 fo 因子 =0.00 徑向載荷系數(shù) Xo=0.50 軸向載荷

39、系數(shù) Yo=0.82 靜態(tài)載荷率 Co=57607.58N 靜態(tài)安全系數(shù) fs=14.40 由此可得，所選擇的軸承符合要求。 12 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)束語(yǔ) 本次設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師和本人的共同努力下順利的完成了， 本次設(shè)計(jì)主要完成四輪電動(dòng)叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 從開(kāi)始到結(jié)束可謂是困難多多， 但同時(shí)也有了很大的收獲，給我一次真實(shí)的設(shè)計(jì)演練，為以后的工作做好準(zhǔn)備。 本次的設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要包括以下幾下方面的內(nèi)容：資料的收集、方案的

40、選擇、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)各部件的選擇和圖紙的繪制 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，我已經(jīng)學(xué)過(guò)機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原 理、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程， 基本上掌握一般機(jī)器零部件的設(shè)計(jì)方法； 四輪電動(dòng)叉 車，三點(diǎn)式叉車等的構(gòu)造型式、 工作原理和機(jī)構(gòu)計(jì)算等也有了初步的了解。 特別 是叉車的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)讓我很感興趣， 在其中遇到一些難題， 但在老師的 指導(dǎo)下我都基本能夠弄懂。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、 計(jì)算機(jī)造型、 力學(xué) 知識(shí)、互換性原理、熱處理、機(jī)械加工工藝等基礎(chǔ)理論知識(shí)，對(duì)叉車的主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到了學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方法， 熟悉零件的工藝性、 機(jī)器裝配和安

41、全技術(shù)方面的知識(shí)，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力的目的。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，也發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)的空缺以及經(jīng)驗(yàn)的嚴(yán)重不足， （如公差配合、表面粗糙度等）這些將在以后的工作中不斷學(xué)習(xí)、 不斷進(jìn)步。這需要一個(gè)更大的質(zhì)和量地再學(xué)習(xí)過(guò)程。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多， 比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)， 分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí)， 仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。 比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。 這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)兩年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺

42、 薄，雖然馬上要畢業(yè)了， 但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)， 以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人， 為中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)添上自己的微薄之力。 13 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 致 謝 轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的尾聲， 這就意味著我們即將離開(kāi)我們生活學(xué)習(xí)了兩年的校園，有些不舍，有些激動(dòng)，更多是一些美好的回憶。 近四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)在指導(dǎo)教師和小組成員的共同努力下圓滿的完成了， 我在這

43、里向所有幫助過(guò)我的人表示衷心的感謝。 由于是第一次真正獨(dú)立的完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，開(kāi)始的時(shí)候有點(diǎn)無(wú)從下手，不 知道從哪開(kāi)始。 我的指導(dǎo)教師徐偉老師給我們很大的幫助， 包括資料的收集， 開(kāi)題報(bào)告的撰寫， 英文翻譯的批改和圖紙的繪制， 都是在徐老師的幫助下才得以順利進(jìn)行的。每周兩次的見(jiàn)面徐老師都會(huì)了解我們的工作進(jìn)度， 在幫我們解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的同時(shí)， 并一在督促我們要把握好工作時(shí)間。 徐老師的工作雖然很忙， 但是對(duì)我們的設(shè)計(jì)工作卻是毫不馬虎， 我的英文翻譯他基本上是一字一句的幫我進(jìn)行了批改。猶豫我的機(jī)械制圖基礎(chǔ)比較薄弱， 徐老師經(jīng)常給我講解一些例圖的基本結(jié)構(gòu)與組成，將裝配圖拆成很多個(gè)零件圖給我

44、講解， 讓我彌補(bǔ)了以前沒(méi)有好好學(xué)習(xí)的知識(shí)。徐老師還經(jīng)常是把我們一個(gè)小組的成員叫到學(xué)校給我們講解， 從來(lái)沒(méi)有煩過(guò)。我們最初繪制的圖紙幾乎到處是錯(cuò)誤， 徐老師不厭其煩的一個(gè)一個(gè)的幫我改正。通過(guò)近四個(gè)月的接觸， 我從徐老師身上學(xué)到了很多專業(yè)上的東西， 同時(shí)也學(xué)到了在做設(shè)計(jì)時(shí)的很多注意事項(xiàng)。 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們小組的同學(xué)互相幫助，由于我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)是在 校外做的，很多時(shí)候都是同組的同學(xué)給我傳遞一些校內(nèi)最新的信息。 對(duì)于他們的幫助我感到非常的感動(dòng)并且表示深深的感謝。 經(jīng)過(guò)這幾個(gè)月的學(xué)習(xí)與實(shí)踐我明白師生之間需要大力的配合協(xié)作才能達(dá)到事半功倍的效果。 我想這次畢業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)在我的人生道路上起

45、到恨到的作用，讓我能夠更好的向著自己的理想奮進(jìn)。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意 ! 最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大的父母，謝謝你們 ! 14 三江學(xué)院 2015 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 【 1】 陸植 . 《叉車設(shè)計(jì)》 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991 【 2】 陳慕忱 .

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