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图书分类号密级毕业设计论文叉车总体方案及变速箱的设计FORKLIFTOVERALLPROGRAMANDGEARBOXDESIGN学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用或参考的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标注本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担论文作者签名 日期 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定,即本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝,允许论文被查阅和借阅可以公布学位论文的全部或部分内容,可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文论文作者签名 导师签名 日期 年 月 日日期 年 月 日摘要本次毕业设计是叉车总体方案和变速箱的设计,设计的主要内容为对叉车的外形、结构以及变速箱的设计论文的开始部分介绍了中外叉车的发展历史以及叉车在工业中扮演的角色,然后结合自己所学习的专业知识对叉车的结构和变速箱展开了设计通过搜集数据,基本上确定了叉车的基本参数,这样可以保证设计出来的产品能够适应市场的需求本着以用户为中心的原则,充分考虑使用者对叉车的需求,在保证能完成工作的同时,在舒适性、环保等方面也做了相应的设计,这样既满足了用户,由减少了对环境的污染然后通过理论的计算,对叉车的各个部位的材料选取和力学性能进行验证,保证了产品的安全可靠性最后通过自己搜集到的尺寸数据,用AUTOCAD画了结构外形图和零件图关键词叉车;结构;力学性能;数据AbstractThegraduationprojectistheoverallprogramandgearboxtruckdesignthedesignofthemaincontentsis:theshapestructureanddesignofthetrucktransmissions.ThebeginningofthepaperdescribesthehistoryanddevelopmentofChineseandforeignforklifttruckindustryintheroleandthencombinestheirexpertisetothestudyofthestructureandgearboxtrucklaunchedadesign.Bycollectingdatasubstantiallydeterminethebasicparametersofthetruckwhichcanguaranteeaproductdesignedtoadapttomarketdemand.Intheuser-centricprinciplegivefullconsiderationtotheneedsofusersofthetrucktoensuretheworkcanbecompletedatthesametimeintermsofcomfortenvironmentalprotectionandalsomadethecorrespondingdesignwhichnotonlymeettheuserbyreducingthepollutionoftheenvironment.Thenverifiedbytheoreticalcalculationstovariouspartsofthetruckandthemechanicalpropertiesofmaterialsselectiontoensurethesafetyandreliabilityoftheproduct.FinallythesizeofthedatacollectedhimdrewastructurewithAUTOCADoutlinedrawingandpartdrawing.KeywordstruckmechanicalpropertiesstructuraldataTOC\o1-3\h\z\u1绪论
51.1现阶段我国叉车外形设计现状
51.2国外叉车外形设计现状
51.3叉车外观设计的几个部分
51.4叉车的发展方向
51.
4.1人性化设计
61.
4.2外形设计汽车化
61.5叉车特殊方面的技术应用
61.
5.1新叉车启动注意事项
61.
5.2新车磨合时期要求
61.
5.3冬夏季叉车的使用
61.
5.4在危险环境下叉车使用的注意事项
71.
5.5叉车的安全保障设施72叉车的总体方案设计
82.1设计方案的确立
82.
1.1总体方案的制定规则
82.
1.2设计方案的整体规定与计划
82.2发动机的选择
92.
2.1发动机型号的选择
92.
2.2发动机主要性能参数的选取93叉车变速箱的设计
133.1叉车变速箱的构成及其原理
133.
1.1变速箱的功能及应用
133.
1.2变速箱的种类
133.2变速箱的方案结构图
143.3对变速箱的参数进行选择
143.
3.1变速慢速传动参数
143.
3.2变速快速传动参数
163.
3.3变速箱倒挡时的参数选取
173.
3.4确定中心距
203.
3.5确定齿轮的模数
203.
3.6齿轮齿数的分配
213.
3.7齿轮的其他参数和结构
223.4轴的结构与设计
263.
4.1设计轴的结构
263.
4.2中间轴的结构与设计
283.5箱体基本参数的确定取低速轴中心距离mm294叉车差速器和举升液压缸的设计
314.1差速器
314.2差速器齿轮型号的的选择
314.3举升液压缸的设计315叉车液压系统的常见问题和解决方案34结论38致谢39参考文献401绪论叉车是一种在工厂、车间、码头或仓库中完成搬运、堆装等工作的工程车辆它自身有很多优点,包括体积不大、质量轻、结构稳固、噪音小、价格实惠、操作方便等,可以在大多说环境下作业随着全球经济的飞速发展和科技水平的不断提高现在我们对产品的设计不光追求其功能上的实用,而且我们也注重外观造型给我们的感受所以在设计的时候,我们一定要以消费者(叉车用户)为中心,让他们用着放心,看着舒心对于叉车的设计来说,除了考虑功能和技术水准之外,车身的外观也越来越引起人们的重视了怎么样让叉车的设计跳出原来只注重性能技术设计的老模式,适应人们不同方面的需求;如何应对外国产品对我国叉车市场的冲击;如何构造出一个既注重技术创新,又注重外观设计的完美思路,是我国叉车取得突破性发展的必要条件
1.1现阶段我国叉车外形设计现状在上个世纪50年代,我国的叉车设计刚刚起步在国家机械工业部的带领下,选拔了一批优秀的企业人才,让他们一起开发设计,然后把生产计划分配到几个企业,让他们按计划完成生产制造任务到了八九十年代,由于受到计划经济束缚的减弱,各个生产厂家根据自身技术的特点,在原来的型号的基础上进行创新,慢慢的形成了不同型号的一系列产品动力系统和液压系统的设计也趋于完善到了90年代中后期,由于外国的叉车产品大量涌入我国,对我们的叉车市场造成了极大地冲击为了应对这个难题,我国企业也采取了相应的措施引进了大批的数控生产作业线,在工艺、材料和技术等方面有了很大的进步但是在设计方案方面我们还是主要以模仿为主由于技术和工艺和欧美还有很大的差距,所以生产出来的产品还是无法与之相媲美
1.2国外叉车外形设计现状上世纪80十年代,国外的叉车生产企业开始注重外形的设计,讲究车身的美观,把设计汽车的元素运用到叉车上来,林德叉车就是当时典型的代表在亚洲,以日本的设计最为领先,日本设计师把以前的直线外观设计用椭圆来代替,看起来很美观进入21世纪以来,国外叉车生产厂家更加注重对外形的设计叉车的外形变得更加圆润富有美感,随着人们对叉车外观的不断追求,对于外观的设计成了叉车更新换代的主要原因之一
1.3叉车外观设计的几个部分
(1)车身外观的设计
(2)驾驶室空间
(3)驾驶人舒适性
(4)叉车外观颜色
1.4叉车的发展方向叉车技术的不断发展与市场竞争的日趋激烈分不开,为了满足市场的需求,叉车设计正在进行不断地创新,不断地提高性能和质量
1.
4.1人性化设计1对舒适进行充分考虑2对安全性进行充分考虑3对个性化进行考虑
1.
4.2外形设计汽车化目前,无论是我们国内的企业还是国外的企业,他们所设计的外形都非常的吸引消费者的注意,这正印证了外形设计汽车化的发展方向
1.
4.3操作的简单智能化
(1)微机控制扭矩方向
(2)使用新型的电机控制器
(3)前爪采用电动液压控制升降4操纵系统的集成化
1.5叉车特殊方面的技术应用叉车作为一种重要的搬运货物的工具,它在作业时的安全性也是人们关心的大问题所以作为驾驶员来说,叉车的使用必须注意以下几个方面
1.
5.1新叉车启动注意事项新买回来的叉车,都是经过严格的检验才允许出厂的但在运输时可能会由于一些原因导致螺丝的松动和零件的损坏所以使用之前必须认真检查车内外的完整性
1.
5.2新车磨合时期要求
(1)新叉车大概需要500KM的磨合里程
(2)新叉车由于零件的配合较紧,在使用时发动机不要频繁的加速减速
(3)新叉车在使用一段时间后要检查变速箱、发动机等主要零部件是否有杂音等磨合期结束以后,要对叉车进行保养,把润滑油重新更换一遍,清洗齿轮、变速箱、发动机等主要零部件按照叉车液压油更换标准更换液压油当各部件都确认功能完好时,方可投入工作使用
1.
5.3冬夏季叉车的使用到了冬季,由于室外气温普遍降低,叉车的启动变得非常困难在进入冬季之前的时候,必须做好叉车的保养工作,更换发动机和液压泵的油液,必要时要添加一定量的防冻液使发动机在低温条件下更容易启动一些到了夏季,由于气温升高,叉车的作业温度也变得很高,所以通常工作一段时间就要休息一会儿,防止由于温度过高对发动机造成损毁,使用寿命大大降低同时要经常给发动机加水,注意冷却装置的清理疏通水路
1.
5.4在危险环境下叉车使用的注意事项当叉车在危险区域内作业时,一旦出现紧急状况,后果不堪设想,所以操作者应严格按照操作规则操作,尽可能的降低意外的发生如果叉车在易爆、易燃的环境下作业,必须要有特殊作业资格证,才能在相应的环境下进行作业在危险的环境下操作叉车必须要遵循我们国家的相关防爆法规
1.
5.5叉车的安全保障设施
(1)零件和部件的安全性要求
(2)超负荷起升保护
(3)满载时下降速度控制
(4)坡停坡起的制动与启动控制
(5)叉车护顶架2叉车的总体方案设计毕业设计是我们大学四年学习的一个非常重要的环节,是学完我们之前所学知识与技术的综合设计本次毕业设计选择叉车的设计作为课题,正是通过对叉车总体方案的设计来提高我们对叉车机构的分析能力、结构设计的能力、液压与气动系统的设计能力通过这一学习环节要求我们达到1通过设计总体方案,把我们之前所学的课程中的知识运用到自己设计的方案中来,使理论知识与实践内容紧密的联系起来,所以叉车总体方案的设计是一个知识与实践相结合的综合设计
(2)叉车的设计是机械设计制造及其自动化专业学生一次机电一体化的设计,重点培养学生独立设计的能力和正确的设计思想为更高层次的设计打下基础
(3)通过本次毕业设计,学生能熟练应用相关资料、手册和相关规范,掌握相关的国家标准对工程技术人员今后的工作打下了基础
2.1设计方案的确立
2.
1.1总体方案的制定规则本次毕业设计是有关叉车的设计,设计的是整机的结构方案,各方面都有规则和要求
(1)设计出来的整个系统都在控制系统的驱动之下,实现动作
(2)设计出来的产品结构,工艺性能良好,尺寸参数也在合理范围之内
(3)设计出来的整个机体要有合理的最大负荷,能适应各种恶劣的工作环境
2.
1.2设计方案的整体规定与计划
1.叉车运转方式的选择叉车的设计要求不仅能实现各种动作,而且还要求这种动作具有效率高、动作快和频率高的特点所以应该原则最优的动作实现方案本次毕业设计所设计的叉车是在工厂、车间、码头或仓库中完成搬运、堆装等工作的工程车辆,在综合了好几个方案之后,我最终选择以下方案
(1)控制驱动部分采用整机控制
(2)货物前叉是用来拾取、搬运和堆积货物
(3)升降液压缸是实现前叉的上升和下降
(4)斜侧液压缸实现前叉的倾斜
(5)传动系统实现动力传递和输送
2.驱动模式的选择进行叉车设计时,选择哪一类驱动模式,要根据设计的要求和叉车使用过程中的情况综合考虑综合各方面的因素,充分的考虑合理性、实用性以及安全性,来确定最终的选择
3.方案设计总括本次毕业设计主要是要求同学能独立完成整个方案的设计,理论和实践相结合,能更好的运用所学的机械、液压和电气方面的知识,实现机电一体化尽管机电一体化产品复杂程度高,但机械部分是其基本的要素但是要结合液压和电气,对我们学机械的学生来说是一项挑战设计的主要过程
(1)规划整体框架结构,结合机械、液压和电气三大理论支柱
(2)确定参数尺寸,选择合适的控制驱动机构
(3)各个组成部分的计算
(4)绘制叉车的结构图
(5)编写设计说明书
2.2发动机的选择
2.
2.1发动机型号的选择
2.
2.2发动机主要性能参数的选取5叉车液压系统的常见问题和解决方案叉车的主要组成部分就是液压系统,在使用叉车的过程中会出现很多液压系统方面的问题,在这里我们就有可能会遇到的问题作进一步的研究使用时应该注意的问题
(1)驾驶员应该清楚叉车液压系统的工作原理,清楚各种操作方式和熟练调整手柄
(2)叉车启动前,必须认真检查手柄和开关事先有没有被人动过,各个开关是否正常,机器上的工具是不是安装牢固,然后用布对活塞杆和导轨进行擦拭这一系列检查完毕之后才能启动叉车
(3)要定期检查液压油,定期更换
(4)作业中,一定要注意油液的温度,正常状态下油液的温度应该不超过60摄氏度温度如果超过应该想办法冷却温度比较低时,要对其进行预热,等到油温达到正常状态时才能进入作业状态
(5)实时检查油面高低,保证有充足的油量,来完成工作
(6)要经常使用排气系统,把多余的气体排出的机体外
(7)油箱应该使用油箱盖进行密封,加油时用过滤芯把杂志过滤掉,保证油的清洁
(8)对各个过滤器要经常进行清洗、更换
(9)对于压力控制元件,要经常进行调整通常情况下先调整系统控制阀,也就是溢流阀,压力应该从零开始调,逐步增加压力,最后达到规定的压力数值;然后按顺序调整各个回路的压力控制阀对于主油路的安全溢流阀压力的调整通常要比执行元件所受压力高10%至25%通常压力继电器压力应该比供油压力低
0.3--
0.5MPa11)控制阀控制流量是从小流量到大流量,一步一步的上升调整与此同时也要同步调整运动执行元件的控制阀,要确保能平稳的运动叉车液压系统通常遇到的问题 1)运动部件的爬行问题; 2)液压系统容易产生噪声和振动问题; 3)液压系统中压力不足问题; 4)运动部件的速度不正常; 5)油温容易过高; 6)启动与换向不正常; 运动部件产生爬行问题的原因和解决措施 1)由于空气具有较大的压缩性,含有气泡的油液受到压缩时,其体积就会变小,就会使运动部件产生爬行问题 解决措施在回路中设置排气装置,把多余的气体排出机体外 2)因为相对运动的部件之间产生的摩擦力太大,导致运动部件产生爬行 解决措施咬嘴相关零件的形位公差与表面粗糙度做出一定的要求;并要保证整个系统的清洁与卫生,避免脏东西进入两个部件之间,导致摩擦力增大 3)由于运动部件之间的润滑不到位,导致干摩擦和半摩擦 解决措施定期检查运动部件之间的润滑状况,保证润滑状况良好 4)如果活塞和液压缸之间的密封不到位,也会出现运动部件爬行的问题 解决措施除掉所有载荷,让液压缸单独进行运动,把摩擦阻力测出来之后,再进行校正定心 5)由于液压缸严重泄露,导致爬行的出现 解决措施减少泄露的程度,或者增加液压泵的容量 6)在作业的过程中由于机体的负载是不断变化的,系统供油会产生波动,致使爬行现象的出现 解决措施要选用小流量的情况下保持稳定的调速阀,而且尽量不要用软管联接液压缸和调速阀,这样容易使软管变形,导致爬行现象的出现 系统油温的升高的消极影响和解决措施 系统只要工作就会有能量的损失,通常包括压力、容积和机械的损失,这些损失可以转化为热能,导致油的温度升高通常液压系统的油温控制在30-60摄氏度,最高不能超过70摄氏度 油温升高导致的一系列消极影响
(1)油的粘度降低,油的泄露增加,容积效率降低,影响机体的正常工作;
(2)导致油液变质,产生氧化物等杂质,使液压元件堵塞,不能进行正常的工作;
(3)使运动部件之间的间隙减小,最后卡死,无法再运动;
(4)导致机械部件的热变形,精度下降 使系统保持正常工作温度的解决措施
1、当控制阀控制的压力过高时,降低压力,这样就可以减少损耗;
2、因为液压泵和连接处油液容易泄露产生热量,那么必须把各个连接处固定紧,密封严实;
3、如果油箱的容积太小,不容易散热时,则应该扩大油箱的容积,必要时加设冷却装置;
4、因为油液的粘度比较高,则使内部摩擦力增大从而产生热量,所以需要选用粘性较小的油液;
5、当油的管道很长很弯曲,油液的阻力很大时,需要及时的扩大管径,减短管长,这样油路才能畅通;
6、因为外部环境温度高造成的油温升高,可以采用隔热性能好的材料,避免系统与外界接触;
7、长时间的情况下,高压油从溢流阀流入到油箱,油液的温度也随之升高,所以应该对贿赂的设计进行改进,使用变量泵或者降低载荷空气流入到液压系统的消极影响和解决措施 空气流入到液压系统的消极影响有
(1)油液会呈现出一定的压缩性,导致系统产生噪声和振动,从而产生部件的爬行,工作的平稳性遭到破坏;
(2)油液容易氧化而变质,从而使油液寿命降低 对于此类问题的解决措施
1、在很多情况下空气都能很容易的进入油箱,比如油箱中的油液不满;吸油管与回油管没有使用隔板把它们隔开;由于回油产生泡沫;液压泵也会吸入空气;回油管的端口没有插进油箱油液里,导致回油冲出油面,从而产生大量的气泡,把空气和油一并吸入油箱中所以,通常情况下油箱的油面要保持一定的高度;吸油管与回油管必须在油面的底面以下,而且要用隔板把二者隔开;
2、由于液压系统密封不严实或者连接处的螺丝没有拧紧,空气就会从这些缝隙中进入到液压系统中;当系统不工作的时候,回油腔中的油液经过回油管流入油箱时,同样会形成真空区域,空气也比较容易进入这些区域所以,必须要保证用该密封的部件一定要密封严实,各个接头的螺丝一定要拧紧;过滤器一定要经常清洗,防止稀有阻力增大;
3、在主要的液压部件上,最好要装上排气装置,用来排出多余的空气 系统中的噪声产生原因及其解决措施
1、由于空气的侵入,这也是产生噪声的主要原因解决这个问题通常在液压缸上装排气装置,排出气体;
2、液压泵和马达的质量不好,也是引起噪声的原因对于这个原因,最好要选择质量好的液压泵和马达,还有就是要加强维修与保养;
3、溢流阀的不稳定也是导致噪声产生的原因,对于这个原因,主要方法就是及时更换溢流阀;
4、换向阀调整不正确也是导致噪声的原因,对于这个原因,主要是调整回油阀的方向来避免 怎样对液压系统进行清洗 整个液压系统,在生产制造、放置和使用期间都会受到不同程度的污染,清洗是让液压系统及其部件保持清洁的有效手段在生产过程中,液压系统地清洗方法主要有两种,一是部分清洗,二是全系统清洗全系统清洗就是把整个液压系统都清洗一遍,在清洗之前,液压系统应恢复到运动状态使用液压油进行清洗,时间为2到4小时,最长不超过10小时,几乎没有杂质时,就代表清洗完成 清洗过程中应注意的事项
1、清洗过程中,大多数使用的是液压油不能用煤油、酒精、汽油或其它液体,避免液压系统受到腐蚀;
2、清洗过程中,同时进行液压泵运转和液压油加热温度控制在50到80摄氏度之间,这个温度条件下橡胶渣容易除去;
3、清洗过程中,可使用非金属棍棒进行敲击,可以无规律的敲击,也可以连续敲击,用以清除管内壁的附着物;
4、清洗过程中,液压泵可进行间歇运动这样可以提高清洗效果,时间控制在10到30分钟;
5、清洗回路的时候,应该装上滤网在清洗的最初阶段,杂质过多,采用80目滤网,到了后期阶段应采用150目以上的滤网;
6、清洗耗时一般控制在48到60小时,这要根据系统的复杂程度、污染程度和过滤精度要求来判定;
7、为了避免潮气引起生锈,清洗完成后,液压泵还要继续运转,到温度正常为止;
8、清洗完成后,把回路中的清洗油清理干净结论叉车的总体方案和变速箱的设计,是我们学习机械设计制造及其自动化专业的一项非常贴近我们学科的课程,是利用我们所学课程基本知识所完成得一次综合性的设计通过这次的毕业设计,同学们在各方面的能力都有很大的提升,特别是实践和分析能力在本次毕业设计的过程中,我严格按照机械设计的各项标准,每个参数都根据实际要求来设定为了使用户更好的使用叉车,对传统叉车的功能方面也做了相应的改进,这就是本次毕业设计创新的点,设计出来的叉车,稳定性能和安全性能都有所提升经过了三个月的设计与学习,我深深地体会到了,设计一台合格的叉车是多么的不容易首先,要查阅大量的相关资料;其次,还要根据现有的叉车结构进行改进和创新;最后,要把所有的资料和数据整合到一起所以说,有了这次的设计经验,我的各方面的知识和能力都提升不少由于我是一名应届大学毕业生,所学的专业知识还远远达不到专业技术的水平,所以本次设计出来的产品,还存在很多欠缺的地方在今后的学习与工作中,我打算继续学习更多的专业知识,总结每一次学习的经验,不断提升自己的能力,我相信,未来我将会在自己的工作岗位上能独当一面致谢参考文献
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