机械设计专业毕业论文-10吨叉车升降机构分析与设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）10 吨叉车升降机构分析与设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 10 吨叉车升降机构分析与设计 1设计的主要任务及目标通过调研和查阅相关资料文献，掌握叉车升降机构主要用途和工作原理。应用所学相关基础知识和专业知识，分析叉车升降机构结构、载荷，对主要受力件强度进行计算分析，应用 CAD 三维造型或二维设计技术完成课题总成和关键零件结构设计和计算说明书。编写毕业设计论文。2

2、设计的基本要求和内容1）掌握叉车升降机构的结构及工作原理。绘制结构简图和原理简图；2）了解零部件材料及制造、热处理工艺；3）了解叉车升降机构的失效模式；4）制作叉车升降机构的装配总图；5）对叉车升降机构及关键零件结构进行计算分析，重点是对失效件的分析；6）编写毕业设计论文，总结设计取到的效果与体会，提出自己的论点和改进建议等。3主要参考文献汽车设计 、 汽车理论 、 汽车构造 、 机械工程设计手册等。4进度安排序号 设计各阶段名称 起 止 日 期1 调研、查阅参考文献，收集资料，理解课题目标，确定设计思路，完成开题报告 3 月 03 日至 3 月 23 日2 毕业设计开题报告检查，毕业设计开题

3、辅导 3 月 24 日至 4 月 13 日3 结构原理分析计算，设计毕业，准备中期检查 4 月 14 日至 5 月 04 日4 编写毕业设计论文，准备中期检查 5 月 05 日至 6 月 01 日5 毕业设计论文整理，完成毕业论文答辩 6 月 02 日至 6 月 22 日审核人： 年 月 日I十吨叉车升降机构分析与设计摘 要:叉车是一种具有装卸功能和搬运功能的机车，机动性好，使用起来比较灵活，可以在不同的条件下达到装卸搬运货物的要求，通常适用于港口、货场、仓库等处，也可以在船舱和集装箱内等条件下进行装卸工作，随着科学技术的发展和工业化水平的不断提高，叉车的使用和需求也越来越大，正逐渐在装卸搬运

4、业占有不可替代的位置。叉车的主要功能是装卸和搬运，然而实现这些功能的装置是叉车的升降机构，它是叉车的核心装置，也是实现物流机械化，减轻工人工作负担，提高工作效率的主要工具。所以叉车的升降机构是叉车最重要的组成部分。从目前叉车市场来看，国内市场主要被中低端占据，然而从中国的发展角度和行业对叉车的需求角度来看，中国叉车未来的发展方向必定是高端化和技术化，因此研究叉车的意义重大。关键词:叉车；门架；升降机构Ten tons forklift lifting mechanism analysis and designAbstract: Forklift truck is a has the funct

5、ions of loading and unloading and handling of locomotive, good mobility, use is flexible can reach the cargo handling requirements under different conditions, usually used in the port, the freight yard, warehouse, etc., can also be used for loading and unloading in the cabin and container conditions

6、, with the continuous improvement of science and technology development and industrialization level, the use of forklift trucks and demand is more and more big is gradually in the loading and unloading handling industry occupies an irreplaceable position. The main function of the forklift truck is l

7、oading, unloading and handling, however, to achieve these features of the device is forklift lifting mechanism, it is the core device of fork truck, but also to achieve mechanization of logistics, reducing the workload of workers, a primary tool for increasing work efficiency. So forklift lifting me

8、chanism is the most important part of forklift truck. From the forklift market point of view, the domestic market is mainly occupied in the low-end. However, from the perspective of the development and trade of China of fork lift truck demand point of view, the future development direction of Chinas

9、 Forklift must be high-end technology. Therefore, the study of the forklift is of great significance.keywords: forklift; mast; lifting mechanismII目 录1 绪论 .11.1 叉车升降机构设计选题的目的和意义 .11.2 叉车的过去和现在以及未来 .12 叉车升降机构设计总述 .32.1 门架的简介及设计概况 .32.2 门架系统的运动及相关装置配合问题 .43 货叉的设计计算 .63.1 货叉基本参数和尺寸的确定 .63.2 货叉的计算简图 .63.

10、3 货叉的强度验算 .73.3.1 计算载荷 P 的确定 .83.3.2 安全系数 n 的确定 .83.3.3 计算最大正应力 .93.3.4 强度验算 .93.4 货叉的刚度校核 .93.5 货叉挂钩形式的确定 .103.6 货叉与挂钩焊接强度验算 .104 叉架的设计计算 .125 叉车门架的设计 .135.1 门架系统的构造原理 .135.2 门架强度的计算概况 .145.3 计算滚轮压力 .155.4 门架立柱截面几何性质 .155.5 内门架强度计算 .185.5.1 门架立柱断面翼缘厚度 校核 .185.5.2 门架立柱断面腹板高度校核 .195.5.3 门架立柱的弯矩校核 .19

11、5.6 外门架强度计算 .215.6.1 计算 D 点整体弯曲 .21III5.6.2 校核局部弯曲应力 .225.7 门架刚度计算 .225.7.1 门架刚度的计算状态 .225.7.2 确定门架端部产生的各水平位移 .245.7.3 校核挠度 .266 滚轮组件的安装及计算 .276.1 内门架与外门架滚轮的设计 .276.1.1 轴的计算 .276.1.2 轴承的选择 .286.1.3 导轮的设计 .296.1.4 轴用挡圈 .296.1.5 孔用挡圈 .296.2 叉架与内门架滚轮的设计 .307 倾斜机构设计 .317.1 倾斜机构简介 .317.2 倾斜机构设计工况 .317.3

12、倾斜油缸的布置方案 .317.4 倾斜机构设计 .327.4.1 倾斜油缸受力分析及负荷计算 .327.4.2 倾斜油缸缸径，活塞杆直径计算 .337.4.3 油缸行程计算 .337.4.4 油缸作用时间计算 .357.4.5 稳定性校核 .357.4.6 油缸壁厚的计算 .367.4.7 活塞杆强度计算 .377.4.8 缸体螺纹连接计算 .377.4.9 缸底厚度及缸底的焊缝强度计算 .388 总 结 .39参考文献 .40致 谢 .4111 绪论1.1 叉车升降机构设计选题的目的和意义叉车是一种应用普遍的机动灵活的流动式装卸搬运机械，是物料搬运机械的一种，是实现物流作业机械化，降低工人在

13、搬运过程中的劳动强度，提高工作效率的主要工具。叉车的显著特点是机动灵活、通用性强、活动范围大等，因此叉车被普遍应用于货场、油田、港口码头、机场、仓库以及工矿企业等部门，用来实现机械化装卸、堆垛和短距离运输，是物流系统不可缺少的机械设备。而叉车中进行装卸作业的主要工作装置是叉车升降系统，货物的卸放、堆垛最终都是由其完成的，所以它是叉车最重要的组成部分。在我国国民经济的发展中，各行各业对叉车的需求量逐年增加，尤其是近几年物流热刺激市场需求，叉车市场拓展空间巨大。1.2 叉车的过去和现在以及未来我国叉车行业开始于 20 世纪 50 年代末，由于当时国内叉车技术的匮乏，所以早期产品主要以仿制前苏联产品

14、为主。从 70 年代后期到 80 年代中期，国内叉车界共组织了 2 次联合设计，各厂纷纷引进国外先进技术。自 90 年代开始，一些叉车企业在原有叉车技术的基础上积极研究探讨，对叉车的进一步更新和系列化做出了贡献，但是即使这样我国叉车的整体水平与世界先进水平仍然还有很大差距，因此我国每年仍需从国外进口一些优秀的叉车产品。所以中国叉车能否在国际市场中占有一席之地，叉车的发展就显得格外重要，意义重大，任务艰巨。 国际上生产叉车排名前几位的厂家有林德、丰田、纳科、永恒力、小松、TCM、力至优等著名公司。这些世界上著名叉车的特点是：叉车的品种类型比较多，在技术方面处于领先水平，各自特色比较鲜明，最重要的

15、是在提高作业效率、人机工程、节能、环保及安全性等方面的技术发展非常快，追求各性化和系列化，最大限度地满足客户的需求。目前全球大概有 240 家叉车生产企业，年生产叉车约在 50 万台左右。由于叉车行业的暴利因素，好多厂家开始进行非公平的地下行业竞争，由此带来了叉车2行业的低迷状态，好多厂家便开始寻找低廉的材料和成本的考虑，同样受到这一因素影响，由于中国是世界第一制造大国，而且人口众多， ，导致劳动力廉价，所以有好多厂家便把矛头指向中国，于是中国就出现好多国外企业，任何事情都有两面性，缺点是把污染带到了中国，环境受到影响，但是也带来了好处，它促进中国的经济发展，同时也把先进的技术带到了中国，为中

16、国叉车行业的发展做出了贡献。可见中国的叉车市场是巨大的。 目前的环境问题不容忽视，雾霾横行，沙尘肆虐，因此，环保型叉车将成为市场主流，这样的设计更加人性化，也更加符合人类的生产生活需求，这一想法既新颖又符合创新理论；其次，自动仓储系统、大型超市的纷纷出现，起到了促进作用。未来的叉车将会出现更加科学化和系统化。人们的作业方式将会越来越轻松。32 叉车升降机构设计总述2.1 门架的简介及设计概况门架作为叉车升降机构的主要部件，主要担任装卸货物和起升货物，而且对于叉车的整体性能又有很重要的影响，基本上叉车的门架有两部分组成，他们是内外两节，内门架和外门架都有两根立柱，然而门架承载的主要构件正是立柱，

17、而且又是内门架作升降运动的导轨。左立柱和右立柱之间连上横梁，组成 形或其他封闭形状的框架(图 2-1)。大多数为槽形截面的立柱式外门架，截面型式较多的立柱是内门架，它们有槽形、工字形和各种异形形状。立柱截面周边不封闭，杆件长度远大于截面的厚度和高度，因此，这属于力学上的开口薄壁杆范畴。（a）内门架 （b）外门架图 2-1 门架结构简图1立柱 2横梁叉车的内门架和外门架里、外嵌套，用起升油缸可以使内门架可在外门架内移动，使之成为可伸缩的结构。加工要求，门架布置在前轴的前边，车的前方，这是它在布置方面的情况。用型钢焊成的平面框架有内架、外架和叉架，起升油缸和链滑轮组和內架、外架和叉架重量占了工作装

18、置总重的绝大部分，且集中在位于前轴外边的门架平面内，是影响叉车抵抗向前翻倒的不利因素。由于门架在司机的前面，所以司机的视线会被组成门架系统的多数构件及起升油缸和链油轮组挡住。在设计时，为了避免不利因素的影响，应必须必须注意以下两点：一是在工作4装置能正常工作的情况下，要尽可能地将它放在靠近前轴的位置上；二是在关于司机视野情况时，在叉车无货物条件行驶下，司机可以看见货叉叉尖，在货叉有货物的情况下，司机可以清楚地观察到货物的情况，以免发生不必要的危险和意外。2.2 门架系统的运动及相关装置配合问题门架系统的运动与相关装置配合问题（图 2-2）是：货叉固定在货叉架横梁上；由于链条对叉架的牵引，以其纵、侧向滚轮为“车轮” ，其升降运动的活动导轨是内门架；由于升液压缸对内门架的顶推，同样把纵、侧向滚轮作为“车轮” ，利用外门架为“固定导轨”实现升降；把外门架的下铰座铰接在驱动桥壳或车架上，整个门架系统的前、后倾运动依靠两个并列的倾斜液压缸来实现。起升液压缸分成两个，下端以半球面支承在外门架后侧，中部受外门架“扶持” ，上端顶在一个浮动横梁上，自由提升结束后即与内门架上横梁重叠。起升链条的一端固定在起升液压缸筒上（相当于固定在外门架上） ，中部绕过固定在浮动横梁上的链轮后，另一端挂住叉架。