叉车设计(变速箱-差速器-液压系统)

摘  要
叉车具有装卸和搬运功能，机动灵活，能适应多变的装卸搬运要求，普遍适用于港口、车站、货场、车间、仓库、油田及机场等处，还可以进入船舱和集装箱内进行装卸作业，除此之外，还广泛应用于军事部门和特殊防爆部门，有的车辆可无人驾驶，到人员不断接近的地方工作适用于柔性加工系统，总之，随着物流技术的不断发展和工业化水平的提高，叉车使用范围将日益扩大，成为一种产量与品种很多的装卸搬运机械。
本叉车是参照市场上已有产品大连6113BG型10吨叉车设计，基本参数与相近，最大载重量也为10吨，本设计主要设计了变速箱、起降油缸、差速器、货叉前端，其中货叉前端档块为创新点。
现代叉车技术发展的主要趋势是充分考虑舒适性、安全可靠性和可维护性 ,产品专业化、系列多样化,大量应用新技术,完善操控系统,重视节能和环保 ,全面提升产品的性能和品质。
通过对国际国内叉车造型设计的现状分析，运用工业设计的理论和方法，研究了叉车造型设计的要素及设计原则：造型要求简洁明快、线条流畅，以体现车身的力度感与坚实稳重的感；色彩．力求单纯，给人以轻松、愉悦的感觉，主色调以明度较高的黄 色、橙色为宜；车身前后左右要求有宽大的玻璃，仪表具有良好的可读性。研究结果对叉车设计具有重要的实际指导意义。
关键词：叉车； 三轴式； 滑移直齿轮变速； 紧凑

ABSTRACT
Forklifts can do handing works,and can flexibility to adapt to changing of handing requirements,and generally applicable to ports,railway stations,freight yard,workshops,warehouses,oil fields and the airport and places,and forklifts could still enter the cabin and container handing operations within.In addition,forklifts are alseo widely used in military and special explosion—proof sector,some vehicles will be unmanned,that officers should hot work in places close to or for Flexible Manufacturing Systerm.In short, as the logistics and technological development and the enhancement of the level of industrialization,the use of fork lifts will be expanding ,and it will become a yield varieties with a lot of material handing machinery.
The forklift is based produces already on the market in Dalian 6113 BG-10-ton forklift design,the basit parameters was similar,for the largest load of 10 tons.The main degin of the design is the transmission, Other parts only briefly describes or do not given the design.Within this total,the transmission of three-axis,gearbex,sliding gear transmission,simple and compact structure,by the same agencies to achieve a variable speed transmission and reverse operation..
The major trend ofmodern technology developmentof the fork truck is to be fully in consideration of the friendly operation, the reliability, the safety, the goodmaintenance, the specialization, the series, and the diversificat, and to adopt new technology, to improve steering system, and to focuson energy saving and environmentprotection in order to promote the truck’s capacity and quality.
Based on the analysis of current status of international and domestic forklift truck form design， the key elements and design principles in forklift truck form  design was researched using industriM design  theory and methodology：It Was put forward that the form  offorklift truck should be simple and lively  tll smooth lines in order to convey the sense of strength and steadiness；the color strives simplicity to make people feel pleasant and light — mainly usingtones ofyeHow and orange；there shouldbe big  ass atthefrontand back oftrucks；thein— struments should be easy to read．The research results provided practical reference for forklift truck design．
Keywords： fork truck; 3-axis; sliding gear transmission; compact 

叉车是在工厂、仓库、港口码头、机场或工地完成叉取、搬 、堆垛等作业的一种工程车辆。它体积小、重量轻、结构紧 、噪音低、污染小、造价低、操作灵活，可以在工作场地狭小的 间作业。随着科技水平和文化意识的提升，现在的产品设计已经从 能主义(形式追随功能)转向情感主义(形式追随情感) ]。 件设计好的产品不仅要满足用户的生理需求，还要满足心理的需求。随着工业设计的不断发展，曾经以技术为主体的设计转向以技术为客体，以用户为中心的设计，运用工业设计的方法和技术成了人类专门研究的主题。对于叉车设计而言，在考虑各项功能、技术水平指标之外，车身的形态也越来越引起用户和行业的注意。除了可靠、优越的性能，舒适的人机操作界面，用以普遍对叉车的车身造型、线型风格、色彩观感等视觉效果等都有更高的要求。如何使叉车生产企业跳出原有的重功能、轻形 设计的固有模式，适应用户不同的产品需求；如何迎接加入WTO后外来产品对我国叉车生产企业的冲击和影响；如何建立一个整合考虑功能技术、人机关系、形态的现代设计方法，是我造型设计新颖、色彩处理得当、人机关系协调、安能给人良好的视觉效果和宜人的生产条件，对美化环境、提高工效大有好处。

叉车设计的总体方案
毕业设计是本科教学的一个重要教学环节，是学完技术基础课及有关专业课以后的一个专业课程内容的综合设计。叉车的设计正是通过具体设计来提高学生的机构分析与综合能力、机械结构设计的能力、机电液一体化系统设计能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法有效途径。通过这一教学环节要求达到：
（1）通过设计，把有关课程（机构分析与综合、机械原理、机械设计、液压与气动技术等）中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用，使这些知识得到巩固和发展，并使理论知识和生产密切的结合起来。因此，叉车设计是有关专业基础课和专业课以后的综合性的专业课程设计。
（2）叉车设计是机械工程及自动化专业的学生一次比较完整的机电一体化整机设计。通过设计，培养学生独立的机械整机设计的能力，树立正确的设计思想，掌握机电一体化机械产品设计的基本方法和步骤,为自动化机械设计打下良好的基础。
（3）通过设计，使学生能熟练的应用有关参考资料、计算图表、手册、图册和规范；熟悉有关国家标准和部颁标准，以完成一个工程技术人员在机械整体设计方面所必须具备的基本技能训练。
（4）煤矿生产的需要。

方案的制定原则
此次毕业设计的题目是叉车的设计。作为一次整机的设计，对各方面都有明确的原则要求。
(1)　设计出的整机叉车要能够在控制系统的控制驱动下，准确实现预定动作，完成设计任务；
(2)　设计出的整机叉车结构尺寸要合理，要具有良好的工艺性，方便制造，方便安装。要留有合理的空间，以便各种控制线路或是液压油路的铺设；
(3)　设计出的整机叉车在最大负载情况下要能够符合强度要求。并且，为了提高其抗瞬间振荡冲击的能力，应留有一定的强度和功率余度。
原则是固定的大框架，在设计过程中，还应在遵循大框架的前提下，做一些灵活的变动，以达到设计的良好工艺性、高效性，积极应用各种优化设计方法。

设计要求：叉车载重量为10吨,发动机功率112kw,
最高车速为20km/h,最大爬坡角25°。
设计主要内容：叉车总图A0
变速箱设计A0
差速器设计A0
举升液压缸设计A2
圆柱齿轮A2
齿轮轴A2















目    录
1  绪论
1.1    国内叉车外观造型设计的现状……………………………………1
1.2    国际叉车外观造型设计的现状……………………………………2
1.3    叉车造型设计几个方面……………………………………………2
1.4    叉车技术的发展趋势………………………………………………4
1.5    叉车在特殊条件下的应用……………………………………… 11
2　叉车设计总体方案
2.1    设计总体方案确定………………………………………………15
2.1.1 方案的制定原则……………………………………………15
2.1.2  设计方案的规划 …………………………………………………15
2.1.3  方案设计内容总结 ………………………………………………17
2.2　  叉车发动机的选择………………………………………………17
2.2.1  发动机基本型式的选择…………………………………………17
2.2.2  发动机主要性能指标的选择……………………………………19
3  变速箱设计
3.1    变速箱的构造和原理……………………………………………23
3.2    变速箱的结构方案图……………………………………………26
3.3    变速箱主要参数的选择…………………………………………27
3.3.1  变速箱挂慢速档时参数选择……………………………………27
3.3.2  变速箱挂快速档时参数选择……………………………………30
3.3.3  变速箱挂倒档时参数选择……………………………………32
3.3.4  中心距确定………………………………………………………34
3.3.5  齿轮模数确定……………………………………………………34
3.3.6  齿数分配…………………………………………………………35
3.3.7  齿轮其他基本几何参数与结构图………………………………38
3.3.8  主要零件的计算…………………………………………………44
3.4    齿轮公差组的确定………………………………………………49
3.5    轴的结够设计及强度计算………………………………………50
3.5.1  第一轴的结够设计及强度计算…………………………………50
3.5.2  中间轴的结够设计及强度计算…………………………………63
3.6    轴承的选择与校核………………………………………………73
3.7    键的选择与校核…………………………………………………76
3.8    确定箱体的基本参数 ……………………………………………80
4  差速器设计
4.1　  差速器的类型及选择     ………………………………………81
4.2    差速器齿轮设计…………………………………………………81
4.2.1  齿轮主要参数选择  ……………………………………………81
4.2.2 几何参数的计算……………………………………………………82
4.2.3 行星齿轮轴直径及支撑长度确定…………………………………84
4.3    齿轮强度计算  ……………………………………………84
4.4    主减速器齿轮几何尺寸计算……………………………………85
5  液压驱动与控制系统的设计
5.1    驱动马达的选择…………………………………………………86
5.2    举升液压缸的计算 ………………………………………………87
5.2.1  液压缸主要尺寸的确定  ………………………………………87
5.2.2  液压缸的结构设计  ……………………………………………90
5.3    货叉前端液压缸设计……………………………………………95
5.4    驱动方案的选择 …………………………………………………98
5.5    驱动方案的确定…………………………………………………100
6  液压系统的常见问题及解决措施 ……………………………………101
结论  ………………………………………………………………………107
参考文献  …………………………………………………………………108
附录1   叉车总图  ……………………………………………………110
翻译部分
英文原文     ……………………………………………………………111
中文译文    ……………………………………………………………117
致谢 …………………………………………………………………………121