3噸叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

1 3 噸叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書 第一章 叉車概述 叉車 工業(yè)搬運(yùn)車輛，是指對(duì)成件托盤貨物進(jìn)行裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸作業(yè)的各種輪式搬運(yùn)車輛。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 為工業(yè)車輛。 適用范圍： 工業(yè)搬運(yùn)車輛廣泛應(yīng)用于港口、車站、機(jī)場(chǎng)、貨場(chǎng)、工廠車間、倉庫、流通中心和配送中心等，并可進(jìn)入船艙、車廂和集裝箱內(nèi)進(jìn)行托盤貨物的裝卸、搬運(yùn)作業(yè)。是托盤運(yùn)輸、集裝箱運(yùn)輸必不可少的設(shè)備。 叉車在企業(yè)的 物流系統(tǒng) 中扮演著非常重要的角色，是 物料搬運(yùn) 設(shè)備中的主力軍。廣泛應(yīng)用于車站、港口、機(jī)場(chǎng)、工廠、倉庫等國民經(jīng)濟(jì)各部門，是機(jī)械化裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸?shù)母咝гO(shè)備。自行式叉車出現(xiàn)于 1917 年。第二次世界大戰(zhàn)期間，叉車得到發(fā)展。中國從 20 世紀(jì) 50 年代初開始制造叉車。特別是隨著中國 經(jīng)濟(jì) 的快速發(fā)展，大部分企業(yè)的物料搬運(yùn)已經(jīng)脫離了原始的人工搬運(yùn)，取而代之的是以叉車為主的機(jī)械化搬運(yùn)。因此，在過去的幾年中，中國叉車市場(chǎng)的需求量每年都以兩位數(shù)的速度增長。 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 向液壓泵、轉(zhuǎn)向油管、轉(zhuǎn)向油罐 以及位于整體式轉(zhuǎn)向器內(nèi)部的轉(zhuǎn)向控制閥及轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸等。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，通過機(jī)械轉(zhuǎn)向器使轉(zhuǎn)向橫拉桿移動(dòng)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而改變汽車的行駛方向。與此同時(shí)，轉(zhuǎn)向 器輸入軸還帶動(dòng)轉(zhuǎn)向器內(nèi)部的轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸產(chǎn)生液壓作用力，幫助駕駛員轉(zhuǎn)向操作。由于有轉(zhuǎn)向加力裝置的作用，駕駛員只需比采用機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)小得多的轉(zhuǎn)向力矩，就能使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。 優(yōu)缺點(diǎn)：能耗較高 ,尤其時(shí)低速轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，覺得方向比較沉，發(fā) 2 動(dòng)機(jī)也比較費(fèi)力氣。又由于液壓泵的壓力很大，也比較容易損害助力系統(tǒng) 第二章 叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)任務(wù)和確定叉車的基本參數(shù) ： 3噸叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，要求為動(dòng)力轉(zhuǎn)向。 （ 1）叉車起重量： 重量為 Q=3 （ 2） 按標(biāo)準(zhǔn)查得 1下的叉車為 500 C=500 （ 3） 按常規(guī)去 3000 （ 4） H=200 （ 5） 前傾角為 6 ，后傾角為 12 ； （ 6） 0km/h； （ 7）最大爬破度 20%； （ 8）最大起升速度為 r=300mm/s； （ 9）最小外側(cè)轉(zhuǎn)彎半徑： 根據(jù)起重量， 3t 叉車的375 （ 10） . 最小離地間隙： 100 更據(jù)其相關(guān)叉車選取得軸距 L=1780 主銷間距為： M=825 C=200 3 動(dòng)性能的計(jì)算： 型 ： (1)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)決定了叉車的機(jī)動(dòng)性能，過去叉車多采用交叉式雙梯形轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在大部分 叉車采用曲柄滑塊式橫置油缸式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 (2)操縱方式 大噸位叉車采用助力或全液壓式轉(zhuǎn)向操作方式，中小噸位的叉車可采用機(jī)械式轉(zhuǎn)向操縱方式，但由于叉車的轉(zhuǎn)彎半徑小，轉(zhuǎn)向操作的幅度和強(qiáng)度大，作業(yè)過程中操作頻繁，為了方便操作，提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的靈敏性，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，隨著曲柄滑塊式橫置油缸轉(zhuǎn)向橋的普及，現(xiàn)在越來越多的中小噸位叉車業(yè)采用全液壓式轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng)了。 大內(nèi)輪轉(zhuǎn)角： (1)最小轉(zhuǎn)彎半徑 衡量和評(píng)價(jià)叉車的機(jī)動(dòng)性能 (通過性能 )的指標(biāo)有最小轉(zhuǎn)彎半徑，最小直角通道寬度，最小堆垛通道寬度，其中最直觀 的就是最小轉(zhuǎn)彎半徑； m i n / s i n m a x 外 4 外側(cè)轉(zhuǎn)向車輪最大偏轉(zhuǎn)角度； 內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向車輪最大偏轉(zhuǎn)角度； 可見減小軸距，增大外側(cè)轉(zhuǎn)向車輪的偏轉(zhuǎn)角度，合理的設(shè)計(jì)車體的形狀，能夠減小叉車的轉(zhuǎn)彎半徑，提高機(jī)動(dòng)性能。 (2)根據(jù)最小外側(cè)轉(zhuǎn)彎半徑的要求，可以反推出對(duì)于最大外輪轉(zhuǎn)角的要 求： s i n m a x L / R m i n C 外 （ - ） 通常在 50度到 60度之間。 已知： L=1780M=825mm；375C=200mm s i n m a x L / R m i n C 外 （ - ） s i n m a x 外 =1780/ （ 2375= = 在 50度到 60度之間，符合要求。 (3) 根據(jù)轉(zhuǎn)向行駛過程中把保持車輪純滾動(dòng)的條件， c t g m a x c t g m a x = M / L外 內(nèi) 可求出： 1m a x = t g t g m a x / ( 1 - M / L t a n m a x 內(nèi) 外 外 ）， 一般為 70度到 80度，以此作為選擇或設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的依據(jù)。 1m a x = t g t g m a x / ( 1 - M / L t a n m a x 內(nèi) 外 外 ） =（ 1780 = 在范圍內(nèi)。 (1) 要求手力小于 100N。 5 (2) 要求方向盤單側(cè)回轉(zhuǎn)圈數(shù) n=3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的整體選擇及其設(shè)計(jì)計(jì)算： 向系統(tǒng)： 根據(jù)現(xiàn)在的形勢(shì)，采用全液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為曲柄滑塊式。 這是一種新型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，自上世紀(jì)以來八十年代初在國內(nèi)備采用，又稱橫置油缸式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，由于其轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)性能優(yōu)良，轉(zhuǎn)向橋結(jié)構(gòu)緊湊，等特 點(diǎn)，近年來叉車行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)很適用于叉車。 其特點(diǎn)又以下： （ 1）油缸橫置 ,機(jī)構(gòu)緊湊，各件較少，轉(zhuǎn)向橋獨(dú)立，油缸只通過軟管于液壓系統(tǒng)連接，布置方便，不會(huì)發(fā)生縱置油缸那種由于轉(zhuǎn)向橋擺動(dòng)和差動(dòng)活塞桿細(xì)而使活塞桿頭部容易斷裂，主銷沒有傾角。 （ 2）機(jī)構(gòu)參數(shù)少，只有 4各獨(dú)立參數(shù)； （ 3）機(jī)構(gòu)特性好，轉(zhuǎn)角誤差小， 1左右，有利于間隙轉(zhuǎn)向阻力，減輕輪胎磨損，傳動(dòng)角大，可以達(dá)到 30 度，機(jī)構(gòu)力學(xué)性能好，容易達(dá)到較大內(nèi)輪轉(zhuǎn)角可以達(dá)到 80 度以上，有利于減小車窗最小轉(zhuǎn)彎半徑，若維持原來轉(zhuǎn)彎半徑不變，則有可 能增大軸距，方便調(diào)整布置，提高行駛性能。 （ 4）左右轉(zhuǎn)向一致，油缸兩邊出活塞桿，沒有差動(dòng)現(xiàn)象，左右轉(zhuǎn)向靈敏，完全相同。 （ 5）油缸結(jié)構(gòu)特殊，雙作用雙活塞桿，由于受橫向力作用，活塞桿應(yīng)比較粗，油缸安裝應(yīng)比較牢固，可以通過調(diào)整油缸偏距來調(diào)整機(jī)構(gòu)性能。 布置形式如下圖： 6 （一）理論分析 （ 1）雙軸線轉(zhuǎn)向角的理論關(guān)系式： c t g m a x c t g m a x = M / L外 內(nèi) （ 2）軸線轉(zhuǎn)向曲線 （二）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)： （ 1）設(shè)計(jì)參數(shù)： 轉(zhuǎn)向節(jié)臂長； 轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始角； D 基距； E 油缸偏距； 參數(shù)的一般范圍 轉(zhuǎn)向節(jié)臂長 取 應(yīng)的油缸行程也大，可能布置不下，無法實(shí)現(xiàn)， 則機(jī)構(gòu)受力大，相應(yīng)的油缸受力大，而行程太富裕。 7 轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始角 能在 90度左右， 大，則機(jī)構(gòu)特性越好，有時(shí)會(huì)取到 92度，基距變大，要根據(jù)和輪輞是否干涉來決定，該參數(shù)先確定。 基距 D,該參數(shù)對(duì)于機(jī)構(gòu)特性不敏感，約等于轉(zhuǎn)向節(jié)臂長，他也和油缸的行程有關(guān)。 油缸偏距 E，該參 數(shù)對(duì)于機(jī)構(gòu)特性十分名，取值大約為轉(zhuǎn)向節(jié)臂的一半左右，應(yīng)進(jìn)行精確調(diào)整，以便獲得最佳機(jī)構(gòu)特性。 （ 2）優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式 取 ， e=E/D，使參數(shù)無量綱化 (a)優(yōu)化設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)角誤差，傳動(dòng)角，力傳動(dòng)比等為目標(biāo)函數(shù)和約束條件，在不同的 。 (b)經(jīng)驗(yàn)公式，整理優(yōu)化結(jié)果，把最優(yōu)的 e 表達(dá)成 M/L 的二次函數(shù)，成為優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式： 221 2 0 3 ( / ) 4 ( 0 ) 5 ( / ) 6 ( / )e C C a C M L C a C M L C M L 1 1 2 0 3 ( / ) 4 ( 0 ) 5 ( / ) 6 ( / )r G G a G M L G a G M L G M L 表優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式的 系數(shù)： 下標(biāo) 1 2 3 4 5 6 C 算結(jié)果為： 221 2 0 3 ( / ) 4 ( 0 ) 5 ( / ) 6 ( / )e C C a C M L C a C M L C M L =M/L） ( 0)a M/L） ( / )21 1 2 0 3 ( / ) 4 ( 0 ) 5 ( / ) 6 ( / )r G G a G M L G a G M L G M L =M/L） ( 0)a M/L） ( / )8 =此可的：先取 D=100， R1=D 110E=D e 603)實(shí)際尺寸： 機(jī)構(gòu)的特性看實(shí)際尺寸可大可小，應(yīng)為機(jī)構(gòu)是相似的。 受力的角度，機(jī)構(gòu)的尺寸越大越好； c。油缸行程：油缸夾在當(dāng)中，機(jī)構(gòu)尺寸過大會(huì)造成行程不夠；因此在油缸的行程夠用的前提下，機(jī)構(gòu)盡量大一些。 (4)其它 用關(guān)節(jié)軸承， 橫向力作用，需要加粗活塞桿，加長導(dǎo)向套，采用青銅或耐磨材料。 用內(nèi)卡鍵式或螺紋式 計(jì)算油缸行程： 當(dāng)轉(zhuǎn)向節(jié)臂如下圖轉(zhuǎn)至最右時(shí)，其夾角如圖可計(jì)算得 , 其轉(zhuǎn) 向極限，夾角為 a=9 0 5 4 . 8 9 3 5 . 1 1 可知連桿中心距為 L= 22( 1 )R e D= 22(1 1 0 6 0 ) 1 0 0=112據(jù)三角形的直角公式可求出此時(shí)的行程 9 轉(zhuǎn)向節(jié)臂中心的水平距離 1 其垂直高度為： 1 得其離油缸中心為 可求求出其油缸行程為： S=- 222=101油 缸行程至少為 101m，取其行程為 100 應(yīng)為其內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角在同一各圓心故其計(jì)算行程一樣， 現(xiàn)在用行程校核內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角 當(dāng)油缸行駛到極限時(shí)，其如上圖，計(jì)算其內(nèi)輪轉(zhuǎn)角， 可知其逆運(yùn)算得其轉(zhuǎn)角為 = 2 2 2R 1 e L 1a r c c o 1 e= 計(jì)算結(jié)果為 ，相差不多 故油缸行程足夠。 （ 1）轉(zhuǎn)向行駛的阻力距： 只要所 有車輪繞同一瞬心轉(zhuǎn)動(dòng)，就可保證所有車輪作純滾動(dòng)。這是以輪胎僅一點(diǎn)接觸地為條件的，因?yàn)檩喬ビ幸欢ǖ膶挾龋c地面的接觸為一面積。當(dāng)車輪一轉(zhuǎn)彎半徑 胎各觸地點(diǎn)應(yīng)有不同的線速度，但各觸地點(diǎn)卻有共同的角速度，故輪胎兩側(cè)，在相對(duì)與地面滾動(dòng)的同時(shí)，還有相對(duì)滑動(dòng)。在下圖中，兩側(cè)輪胎相對(duì)于 滑動(dòng)速度方向相反，故引起地面對(duì)車輪的不同方向的附加阻力 F，這是一對(duì)力偶，其矩即轉(zhuǎn)向阻力矩。 設(shè)叉車的轉(zhuǎn)彎時(shí)以角速度 繞瞬心 輪以速度 輪滾動(dòng)時(shí)，路 面受到壓力，輪胎與地面間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，因而使相對(duì)速度為零的點(diǎn)偏移了距離 e，由原來的 點(diǎn)，這時(shí)車輪上 E、 () e a e ev v v R 滑轉(zhuǎn)率，即因滑動(dòng)引起速度降低的系數(shù) 由以上兩式可的滑轉(zhuǎn)率與偏移距的關(guān)系如下 10 1 這時(shí)，輪胎各點(diǎn)相對(duì)于地面的滑動(dòng)速度分布為梯形 地面的切向力與滑移距離成正比，則地面反力的合力2樣，該車輪的轉(zhuǎn)向阻力距為： R a式中： 車輪驅(qū)動(dòng)力； a 梯形面積中心至輪胎縱向?qū)ΨQ面的距離。 令梯形中線長度為 l，則兩底邊長分別為（ e+（ ，則得 212ba e， 式代入上式得 ： 2112由此可得轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的阻力轉(zhuǎn)矩： 2112121 ()2 1 21 ()2 1 2內(nèi) 輪外 輪驅(qū)動(dòng)輪縱的阻力轉(zhuǎn)矩12 T在式中，1 0 2 00 . 5 , 0 . 5R R B R R B ， 從動(dòng)輪在轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的阻力轉(zhuǎn)矩： 22 112 f b式中： R 轉(zhuǎn)向橋鉸軸處的轉(zhuǎn)彎半徑 （ 2）原地轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力轉(zhuǎn)矩 叉車作業(yè)時(shí)，常需原地轉(zhuǎn)向。原地轉(zhuǎn)向阻力可達(dá)行駛轉(zhuǎn)向阻力的 2了保證叉車在最不利的情況下轉(zhuǎn)向，通常以原地轉(zhuǎn)向阻力轉(zhuǎn)矩作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 車輪原地偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)包括車路繞主銷的滾動(dòng)和車輪繞輪胎與地面接觸中心的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，原地轉(zhuǎn)向阻力轉(zhuǎn)矩包括：車輪繞主銷滾動(dòng)時(shí)的滾動(dòng)阻力轉(zhuǎn)矩；車輪 11 與地面間的滑動(dòng)摩擦阻力轉(zhuǎn)矩；主銷，轉(zhuǎn)向桿系鉸軸中的摩擦阻力轉(zhuǎn)矩。其中以滑動(dòng)摩擦阻力轉(zhuǎn)矩為主。各鉸軸的摩擦阻力轉(zhuǎn)矩用效率考慮 1）車輪的滑動(dòng) 摩擦阻力轉(zhuǎn)矩： 車輪繞接觸地面中心的摩擦阻力轉(zhuǎn)矩，與輪胎的構(gòu)造即接觸地面積的形狀、大小有關(guān)。對(duì)于充氣輪胎，在所受車重力2觸地面積如圖所示。為了簡化計(jì)算，假設(shè)接觸地面積為以輪胎寬度 b 為直徑的圓面積，并設(shè)想接觸地面各壓強(qiáng)相等。此時(shí)，單個(gè)輪胎的滑動(dòng)摩擦阻力轉(zhuǎn)矩 2 2 202 ( )23bi p r d r p 式中 2()21Z，故有 1 k 附著系數(shù)，可取 =k 當(dāng)量半徑， k =b/3; 12 1Z 單輪垂直載荷 已知： 1Z= =4500 =k =b/3=175/3=m 2）車輪的滾動(dòng)阻力轉(zhuǎn)矩： 由圖可知，單個(gè)車輪滾動(dòng)阻力轉(zhuǎn)矩為： 21T Z 其中 f 為滾動(dòng)阻力系數(shù)，良好的路面 f =e 為主銷軸線接觸地點(diǎn)與輪胎縱對(duì)稱面間的距離。 可得： e=200=1T Z =m 3）車輪的總摩擦阻力轉(zhuǎn)矩： 車輪的總摩擦阻力轉(zhuǎn)矩為： 12T T T 13 由式可知， 2T在 T中占的比例愈大。 假定 與車輪滾動(dòng)方向垂直，則車輪原地轉(zhuǎn)向的阻力轉(zhuǎn)矩可表示為： 221T Z e k 式中 為綜合摩擦系數(shù)，見下圖 是 e/線是試驗(yàn)取得的，是在 =e/下式進(jìn)行校核 2 式中： D 缸筒外徑 缸的額定壓力 16P時(shí)，取16P取 缸筒材料的許用應(yīng)力， 般取為 n=5，缸筒采用 45鋼， =355 =355 5=71算結(jié)果為： 2 =80 2 71= =合格。 2）活塞桿直徑 4式中： F 活塞桿上的許用應(yīng)力。 活塞桿材料的許用應(yīng)力， = / =355= 4 =d=50故所選的活塞桿直徑合理。 3穩(wěn)定性校核： 活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，其值 會(huì)失穩(wěn)，活塞桿穩(wěn) 16 定性能按下式計(jì)算： n 式中： 安全系數(shù)，一般取 2 當(dāng)活塞桿的細(xì)長比 /25/25=2590 故按下式計(jì)算穩(wěn)定性； 221 ( )式中： l 安裝長度，其值與安裝方式有關(guān)， 活塞桿截面最小回轉(zhuǎn)半徑， 由液壓缸決定的末端系數(shù)，查表 5=1； E 活塞桿材料彈性模量； E=1110 J 活塞桿截面慣性矩， J= 416d； A 活塞桿的橫截面積 f 由材料強(qiáng)度決定的試驗(yàn)值，見表 5得 f=340 系數(shù)，具體數(shù)值見表 5 =1/7500； 代入公式計(jì)算結(jié)果得： 221 ( )=23 4 0 0 . 0 0 1 9 6 2 51 6 2 51 ( )7 5 0 0 1 2 5r =其穩(wěn)定性良好 轉(zhuǎn)向油缸轉(zhuǎn)到極限位置所需油量為： V=l 22( ) / 4 l 為油缸行程， l=100 則： V=10022 ( 8 0 ) ( 5 0 ) / 4m m m m = 17 因?yàn)榉较虮P旋轉(zhuǎn)圈數(shù)在 3選擇液壓轉(zhuǎn)向器型號(hào)為 2、 3公稱排量為 100m/r，最大入口壓力為 16大連續(xù)背壓為 n=V/100=合理。 液壓轉(zhuǎn)向器如下 圖所示： 活塞桿與活塞一體。通過導(dǎo)向套來緩沖壓力， 活塞桿密封采用 封性能好，摩擦系數(shù)小，安裝空間小，廣泛用于固定密碼和運(yùn)動(dòng)密封。并在頭部安裝 缸蓋采用內(nèi)卡鍵連接。 轉(zhuǎn)向橋內(nèi)取裝制動(dòng)器，因此可忽略車輪受到的切向力，只考慮垂直力和因側(cè)滑引起的橫向力。轉(zhuǎn)向橋可以按下面兩種工況選取計(jì)算載荷。 1）最大垂直力工況： 空車運(yùn)行通過不平路時(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： 02m 式中：、 動(dòng)載系數(shù)，可取 =18 02G 空載時(shí)轉(zhuǎn)向橋的靜負(fù)荷。 02G =1000 4255N 計(jì)算結(jié)果為： 02m =24255 2 =）最大側(cè)向力工況 叉車空載轉(zhuǎn)向行駛，在離心力的作用下，車輪處于臨界側(cè)滑狀態(tài)，這時(shí)側(cè)向力打最大值為： 式中 ： 側(cè)滑附著系數(shù)，取 = 一個(gè)車輪上的垂直反力 . 計(jì)算結(jié)果為： =24255N 向橋的強(qiáng)度計(jì)算： 計(jì)算見圖如下： 最大垂直力工況： 022zi 022zi =24255 2 =19 危險(xiǎn)截面 -靠近中心鉸軸，其最大彎矩為； m 中： B 輪距； 計(jì)算結(jié)果為： m 9752 =m (2)最大側(cè)向力工況： 由于離心力作用，左、右車輪的垂直反力不在相等，在圖中所示的側(cè)滑方向，有 02021()21()2式中： h 空載時(shí)叉車的重心高度， h=590算結(jié)果為： 02021 1 5 9 0 0 . 8( ) 2 4 2 5 5 ( ) 2 3 8 6 9 . 4 0 7 62 2 9 7 51 1 5 9 0 0 . 8( ) 2 4 2 5 5 ( ) 3 8 5 . 5 9 22 2 9 7 5 N N 20 左右車輪的側(cè)向反力： yi 計(jì)算結(jié)果為： yi 2 3 8 6 9 . 4 0 7 6 0 . 8N yr 3 8 5 2 0 危險(xiǎn)截面在 處靠近主銷，其彎矩為： zi x zr x L F L F r計(jì)算結(jié)果為： zi x y L F r 2 3 8 6 9 . 4 0 7 6 1 1 0 1 9 0 9 5 . 5 2 6 2 9 5N m m N 3 0 0 7 5 zr x y L F r3 8 5 . 5 9 2 1 1 0 3 0 8 . 4 7 3 6 2 9 5N m m N m m 1 3 3 4 2 2 M = 22( 3 0 0 7 5 . 5 4 ) ( 1 3 3 . 4 1 3 ) =m 以上兩種工況，應(yīng)分別計(jì)算有關(guān)斷面的應(yīng)力，取最大值進(jìn)行強(qiáng)度校核。 最大垂直力工況下各截面應(yīng)力 21 ： 截面 -： 其側(cè)面圖如上圖所示 ： 根據(jù)公式計(jì)算其1 2 3 4 5y y y y y I I I I 31 20 205 12 =5410m 322 3 3 5 2 0 1 2 3 3 5 2 0 8 2 . 5 =5410m 33 20 205 12 =5410m 324 3 3 5 2 0 1 2 3 3 5 2 0 8 3 . 5 =5410m 35 1 6 1 6 5 1 2 540 8 1 0 m 可知 22 5410m + 5410m + 5410m +5410m + 540 8 1 0 m =5410m 其應(yīng)力為： =m 5410m =選材料為 45鋼，其許用應(yīng)力為 355 截面在 其側(cè)面圖如下圖所示 1 2 3y y y I I 31 1 6 1 6 5 1 2 540 8 1 0 m 322 8 0 2 0 1 2 8 0 2 0 8 2 . 5 23 =5410m 323 8 0 2 0 1 2 8 0 2 0 8 2 . 5 =5410m 1 2 3y y y I I =5410m +5410m +5410m =5410m 其應(yīng)力為： =m 5410m =大側(cè)向力工況下： 截面 -： 根據(jù)公式計(jì)算其1 2 3 4 5z z z z z I I I I 31 2 0 5 2 0 12+205 20 2155 24 =5410m 322 2 0 3 3 5 1 2 3 3 5 2 0 2 2 . 5 =5410m 33 205 20 12+205 20 2200 =5410m 324 2 0 3 3 5 1 2 3 3 5 2 0 2 2 . 5 =5410m 35 1 6 5 1 6 1 2 540 . 5 1 0 m 1 2 3 4 5z z z z z I I I I =5410m +5410m +5410m +5410m +5410m =5410m 其應(yīng)力為： =m 5410m =面在 其側(cè)面圖如下圖所示 25 1 2 3z z z I I 3 5 41 1 6 5 1 6 1 2 0 . . 0 0 5 1 0 322 2 0 8 0 1 2 8 0 2 0 3 5 =5410m 323 2 0 8 0 1 2 8 0 2 0 3 5 =5410m 1 2 3z z z I I =5410m +5410m +5410m =5410m 其應(yīng)力為： =m 755410m =選材料為 45鋼，其許用應(yīng)力為 355 26 下圖為轉(zhuǎn)向節(jié)及主銷計(jì)算簡圖。因主銷無內(nèi)傾角，故無須考慮。 轉(zhuǎn)向節(jié)危險(xiǎn)斷面在軸頸根部： 計(jì)算方法與橋體類似，應(yīng)分為兩種工況進(jìn)行。 越過不平路面時(shí)： 022 車輪中心至計(jì)算截面距離 計(jì)算結(jié)果為 022=24255N 2 55m 此處轉(zhuǎn)向節(jié)臂的半徑如圖所示： =m (360 32) =為轉(zhuǎn)向節(jié)臂的材料為鑄鋼，故其許用應(yīng)力為 355附和要求。 側(cè)滑時(shí)： A zi a s F rA zr a y s F r 車輪中心至計(jì)算截面距離 計(jì)算結(jié)果為： A r zi a y s F r=295m 27 A r zr a y s F r=55295m 22A A r A M 22( 4 3 2 0 . 3 6 ) ( 1 1 2 . 2 0 7 ) =m = m (360 32) =為轉(zhuǎn)向節(jié)臂的材料為鑄鋼，故其許用應(yīng)力為 355附和要求。 主銷的計(jì)算 : 越過不平路面時(shí)： 022 gL u L d r u r d F 計(jì)算節(jié)果為： 022 gL u L d r u r d F =24255N 2 7616513965N 主銷受力分析如圖： 28 計(jì)算 M=13965N m 則其應(yīng)力為： =m 3(30 ) 32 =434銷為 2040合要求。 側(cè)滑時(shí)： 2yi zi h F 29 1yi zi h F 2yr zr h F 1y ir h F 計(jì)算結(jié)果 為： 2yi zi h F =（ 80 165yi zi h F =（ 80 165yr zr h F =（ 24680 165y ir h F =（ 36480 165m 30 M=m =m 3(30 ) 32 =521銷為 2040合要求。 主銷和轉(zhuǎn)向節(jié)間的軸承，不僅要 承受軸向力，還要承受較大的徑向力，一般可選用一個(gè)止推軸承和兩個(gè)徑向滑動(dòng)軸承，或兩個(gè)滾針軸承?；瑒?dòng)軸承徑向尺寸小，能承受較大的徑向力，價(jià)格便宜。但轉(zhuǎn)向阻力大，需要經(jīng)常加注潤滑油。 滾針軸承的徑向尺寸較小，價(jià)格較貴，但轉(zhuǎn)向阻力低，潤滑時(shí)間間隔和使用壽命長。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意在滑動(dòng)軸承的襯套和主銷中開油槽和油孔。因轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，滑動(dòng)軸承注要按比驗(yàn)算。滾針軸承按所受最大徑向載荷計(jì)算。 31 滾動(dòng)軸承選用滾針軸承， 僅受徑向力，可知其最不利時(shí)徑向力為： F=取為 基本參數(shù)為，0C=33.8，0， e=F=210 ()60 210 ()60 106 31 0 1 4 0 0 0 0()6 0 1 0 2 6 0 1 5 . 7 6=求工作半年以上， t=24 365 2=4380h 符合要求。 止推軸承選用：選取為 8306，其基本參數(shù)為，0C=36.2，e=受軸向力，可知其最不利時(shí)徑向力為： F=210 ()60 32 6210 ()60 106 31 0 1 6 6 8 0 0()6 0 1 0 3 0 3 1 8 . 7 5=求工作半年以上， t=24 365 2=4380h 符合要求。 叉車轉(zhuǎn)向輪輪轂安裝在一對(duì)圓錐滾珠軸承上，如圖，圓錐滾子軸承可承受較大的軸向和徑向載荷， 間隙可調(diào)，能保證一定的剛度。為了避免轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸根部產(chǎn)生應(yīng)力集中，軸頸根部采用較大的圓角半徑并附加一些墊圈，以確保內(nèi)軸承的正確安裝與傳力。 輪轂軸承的使用壽命主要取決與作用在輪上的垂直力，和軸承相對(duì)于車輪中心平面的位置。輪轂軸承按額定動(dòng)載荷選擇。 軸承處的載荷仍需按轉(zhuǎn)向橋的兩種計(jì)算工況確定。軸承額定壽命，通常為叉車的一個(gè)大修期，可取為 4800 軸承選用： 2007108，其基本參數(shù)為： e=Y=2，0Y=承選用： 2007112，其基本參數(shù)為： 4e=Y=Y=1 最大垂直力工況： 可知在兩軸承的支反力分別為如圖 33 徑向載荷： 10224255N 2 25 36=0224255 2 11 36=向載荷： 軸向載荷僅有軸承派生出的力： dF=2Y) 求出：1（ 2 2） =向向左。 2（ 2 =向向右。 無軸向力， 故方向向左，左處軸受壓。右處軸放松； 當(dāng)量動(dòng)載荷 1P=134 2P=2算軸承壽命： 驗(yàn)算軸承 1得： 6210 ()60 106 31 0 1 3 0 8 0 0()6 0 1 8 0 8 4 2 1 . 8 7 5=算軸承 2