電動(dòng)叉車設(shè)計(jì)

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目_電動(dòng)平動(dòng)式輕型裝卸機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 張迅雷 學(xué)號(hào)0815023010 所在院（系） 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 汽車專081班 指導(dǎo)教師 趙永強(qiáng) 2011年3月26日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 院（系）機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)汽車專081 （0815023010 ） 學(xué)生姓名張迅雷 _、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 二、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作自 201］年 空月日起至 如11年6月_ 12 R止 三、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)〉進(jìn)行地點(diǎn): 找因 四、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的內(nèi)容耍求： 該課題仝宴針對(duì)工廠、今庫(kù)、商場(chǎng)等各和裝卻、按運(yùn)及裝配工作祈需的平動(dòng) 丈咗型裝卸機(jī)

2、設(shè)計(jì)，通過(guò)該課題的實(shí)旌使學(xué)生對(duì)新產(chǎn)品的亍發(fā)過(guò)程■有深刻約認(rèn)識(shí)， 掌握產(chǎn)品開發(fā)矣一些基幺技能和包新意識(shí). 本課眾蘭凄進(jìn)乃系紋岔方突設(shè)計(jì)，盧成系統(tǒng)％總體夬奚設(shè)計(jì)：完戌關(guān)饞家鄰 件的設(shè)計(jì)、計(jì)算?校核；進(jìn)行產(chǎn)品的三維造型設(shè)計(jì)；繪制裝卸機(jī)整體裝配圖；繪 簾關(guān)縫零部件圖；完成詳細(xì)說(shuō)胡書一份. 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求： 1. 牧蕖相關(guān)參考資料，寫出開題報(bào)自。 2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 ）根將設(shè)i-要求完成總爼方秦設(shè)計(jì)（2同）。 2） 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方奏完成各部分具佞功能設(shè)計(jì)（2周）； 3） 完成整車的總體結(jié)拷設(shè)計(jì)和主晏零部件設(shè)計(jì)（2周） 。進(jìn)行系統(tǒng)主要零件的三維設(shè)計(jì)（2周） 3. 撰寫設(shè)計(jì)論文，準(zhǔn)備答

3、辯（2周） 指導(dǎo)教師 系教研室） 飩漁鳥劭力工程務(wù) 系（教研室）主任簽名 批準(zhǔn)H期 咯受論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)開始執(zhí)行日期 學(xué)生簽名 關(guān)鍵詞： 電動(dòng)叉車 感應(yīng)電機(jī) 控制 電動(dòng)裝卸車設(shè)計(jì) 摘要 目前應(yīng)用的電動(dòng)車輛主要有直流驅(qū)動(dòng)和交流驅(qū)動(dòng)兩種方 式。由于交流系統(tǒng)本身在性能、維修等方面的優(yōu)越性能，自上 世紀(jì)末，交流動(dòng)力逐漸應(yīng)用于電動(dòng)裝卸車的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，它 的應(yīng)用使電動(dòng)裝卸車的性能顯著提高，林德 . 永恒力等。外資 企業(yè)對(duì)交流技術(shù)的應(yīng)用已日趨成熟。國(guó)內(nèi)電動(dòng)裝卸車行業(yè)技術(shù) 相對(duì)落后，電控、電機(jī)的落后狀況尤為突出，嚴(yán)重制約著電動(dòng) 裝卸車的設(shè)計(jì)及其發(fā)展。交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為裝卸車更新?lián)Q代

4、的 技術(shù)，必將得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。因此，我們從學(xué)習(xí)國(guó)際電 動(dòng)裝卸車先進(jìn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)入手，帶動(dòng)民族叉車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 本文通過(guò)對(duì)電動(dòng)裝卸車直流與交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在原理、結(jié) 構(gòu)和控制等方面的比較，說(shuō)明了電動(dòng)裝卸車采用交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 在系統(tǒng)性能、效率、維護(hù)成本等方面有著不可逾越的優(yōu)勢(shì)。通 過(guò)描述感應(yīng)電機(jī)在變頻電源供電下的機(jī)電特性，闡述了當(dāng)前比 較流行的 感應(yīng)電機(jī)控制器的控制方式。針對(duì)交流驅(qū)動(dòng)技術(shù)在 電動(dòng)裝卸車的應(yīng)用實(shí)例，介紹 了感應(yīng)電機(jī)和控制器及其它關(guān) 鍵部件的選型 . 匹配。 本文所探討的交流技術(shù)在電動(dòng)裝卸車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì) 于新一代交流電動(dòng)裝卸車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)試有重要的參 考價(jià)值。 目錄 1.

5、 裝卸機(jī)發(fā)展概況 4 2. 裝卸機(jī)的最佳設(shè)計(jì)方案 錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。 2.1 目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)裝卸車電氣控制系統(tǒng)配置概況 5 2.2交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 6 3. 門架 ..12 4駕駛室 13 5驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) ..-14 6電動(dòng)裝卸機(jī)的總體設(shè)計(jì) ■■…..15 6.1電機(jī)選型 .16 6.2 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定 …………………………………………… 18 6.3 電動(dòng)裝卸車制動(dòng)力選擇 …………………………………………… 18 6.4 電動(dòng)裝卸車機(jī)動(dòng)性 …………………………………………… ..20 6.5 工作裝置與轉(zhuǎn)向系的工作過(guò)程 ………………

6、…………… ..…20 7 重心與整機(jī)性能的關(guān)系 ………………………………………… ..20 7.1 裝卸車的軸載…………………………………………………… .21 7.2 駕駛室的布置 ………………………………………………… 22 8 驅(qū)動(dòng)前輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)…………………………………………… 24 8.1 蝸輪傳動(dòng)的特點(diǎn)………………………………………………… 24 8.2 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算………………………… 25 8.3 蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 ..28 關(guān)鍵詞： 電動(dòng)叉車 感應(yīng)電機(jī) 控制 8.4蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu) .28 8.5.蝸桿傳動(dòng)

7、的強(qiáng)度計(jì)算 29 8.6熱平衡計(jì)算 31 8.7.蝸桿傳動(dòng)安裝 ..32 總結(jié) 34 電動(dòng)裝卸機(jī)的發(fā)展概況 電動(dòng)裝卸機(jī)是以電力直流或交流為動(dòng)力實(shí)施裝卸、起重、搬運(yùn)、 堆垛作業(yè)的車輛。八十年以來(lái)，由于電動(dòng)叉車具有易操作、作業(yè)靈活、 安全、動(dòng)力利用率高、噪聲小，對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，更適合于工礦 企業(yè)作搬運(yùn)機(jī)械使用，因而倍受人們重視，得到了迅速發(fā)展。 1956年豐田的第一款裝卸機(jī) 最佳電動(dòng)裝卸車設(shè)計(jì)及配置方案 在當(dāng)今電動(dòng)裝卸車領(lǐng)域，交流電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速。 相對(duì)直流 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，交流電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)憑借其高效率、免維護(hù)、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)，吸引 了眾多廠商和用戶

8、的注意，并得到成功的應(yīng)用。但是，全交流電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 也存在成本較高、技術(shù)復(fù)雜及國(guó)內(nèi)用戶在整機(jī)價(jià)格一時(shí)難以接受等劣勢(shì)。 針對(duì)交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，如何做到既能發(fā)揮交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)， 又可以大幅降低整車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本，最大限度的提高裝卸車性能和在國(guó)內(nèi) 加大普及速度？半交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是解決叉車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最佳方案。 所謂半交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即叉車行走部分是交流驅(qū)動(dòng)（交流電機(jī) +交流控 制器），液壓提升部分是直流驅(qū)動(dòng)（直流電機(jī) +直流控制器） 目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)裝卸車電氣控制系統(tǒng)配置概況： 這種半交流方案有哪些優(yōu)點(diǎn)？它的實(shí)際應(yīng)用情況又是如何那？下面將 通過(guò)具體的技術(shù)分析來(lái)為主機(jī)廠和用戶

9、介紹電動(dòng)電動(dòng)裝卸車半交流電氣驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。 交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 首先我們先了解下交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 交流行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn) 三相交流異步電機(jī)是交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分， 其工作原理是三相 交流電輸送給定子繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，感應(yīng)閉合的轉(zhuǎn)子繞組，從而產(chǎn)生感 應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，便產(chǎn)生電磁力推動(dòng)轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)。 綜上所述，交流行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)與直流行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)相比：具有動(dòng)力強(qiáng)、 效率高、噪音低、體積小、重量輕、再生能量高、電磁干擾小、終身免維護(hù)、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于冷卻和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。隨著交流電機(jī)的控制能力大大增強(qiáng)和 交流電機(jī)控制器硬件部分的成本逐

10、步降低，為交流電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用和 普及創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。 交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在應(yīng)用中的缺點(diǎn) 交流電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)本身也存在一些缺點(diǎn)： 1. 編碼器 當(dāng)前的交流控制系統(tǒng)中，編碼器是必備器件。安裝在交流電機(jī)上，用來(lái) 向交流控制器提供轉(zhuǎn)速及方向信號(hào)。 由于編碼器目前沒(méi)有國(guó)產(chǎn)化， 價(jià)格較高。 使得交流控制系統(tǒng)的整體價(jià)格被抬高。 2. 控制器 由于交流變頻調(diào)速控制技術(shù)很復(fù)雜，控制器需要選用較大的微處理器； 同時(shí)，控制器的三相交流輸出也需要使用比直流控制器多得多的功率器件 （如: MOSFET，直接導(dǎo)致成本的增加。所以交流控制器價(jià)格比直流控制器 價(jià)格高。 3. 交流電機(jī) 雖然交流電

11、機(jī)比較簡(jiǎn)單， 制造工藝和材料都沒(méi)有直流電機(jī)復(fù)雜， 但由于 交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用在國(guó)內(nèi)剛剛起步， 除了少數(shù)國(guó)產(chǎn)電機(jī)，大多電機(jī)還需進(jìn)口， 尤其是編碼器全部進(jìn)口。所以在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，交流電機(jī)價(jià)格會(huì)比直流電 機(jī)價(jià)格高。 由此可見(jiàn)，從交流控制系統(tǒng)的整體來(lái)看，不僅其技術(shù)的復(fù)雜和特殊，而 且器件的成本高。這使得其整體價(jià)格會(huì)比直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高出許多。這將不可 避免的影響主機(jī)廠的生產(chǎn)成本，同時(shí)也提高了最終用戶的采購(gòu)成本。 揚(yáng)長(zhǎng)避短的最佳解決方案一半交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 交流驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于電動(dòng)叉車行走部分 采用直流控制系統(tǒng)的電動(dòng)裝卸車在運(yùn)行中出現(xiàn)故障頻率較高的是行走 驅(qū)動(dòng)部分，主要原因是用戶不能及時(shí)檢查和

12、更換直流行走電機(jī)的碳刷及換向 器，造成火花大（甚至環(huán)火）還在繼續(xù)使用，導(dǎo)致電流過(guò)大燒壞控制器或電 機(jī)。要從根本上解決，可以采用交流行走控制系統(tǒng)。裝卸車行走整體性能顯 著提高，故障及元件更換率明顯降低，可靠性大大增強(qiáng)；裝卸車完好出勤率 和單位時(shí)間的生產(chǎn)率更高，運(yùn)行及維護(hù)成本更低。將給最終用戶、主機(jī)廠、 配套商帶來(lái)非常顯著的直接和間接的經(jīng)濟(jì)效益。 采用交流行走控制系統(tǒng)的電動(dòng)叉車優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面： 1. 運(yùn)行與維護(hù)成本低 交流電機(jī)終生免維護(hù) 交流電機(jī)無(wú)需換向接觸器（前進(jìn)，后退換向），節(jié)省了部件。更為重要 的是，交流電機(jī)無(wú)碳刷和換向器，不僅電機(jī)的體積更加輕便小巧，運(yùn)轉(zhuǎn)速度 提高了，而且

13、徹底擺脫了定期檢測(cè)和更換碳刷的麻煩，極大地增強(qiáng)了裝卸車 的可靠性與穩(wěn)定性；同時(shí)，在裝卸車設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮預(yù)留電機(jī)維修空間，甚 至可以將電機(jī)密封起來(lái)，使叉車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加緊湊。 采用再生制動(dòng)，減少機(jī)械磨損 再生制動(dòng)是一種非接觸性制動(dòng)， 無(wú)論駕駛者丟開加速器踏板減速， 踩制 動(dòng)器踏板剎車，還是切換行駛方向剎車，交流電動(dòng)機(jī)均會(huì)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)， 其電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。 這意味著減少剎車片的磨損， 延長(zhǎng)制動(dòng)器壽命， 降低制動(dòng)器維護(hù)費(fèi)用，使運(yùn)行成本更低。同時(shí)，由于交流電機(jī)在行駛與制動(dòng) 上的效率很高，而且剎車或換向時(shí)，都會(huì)有再生能量產(chǎn)生，高達(dá) 30%并能 將再生能量回饋到蓄電池，這會(huì)使蓄電池工作時(shí)間

14、延長(zhǎng)，壽命也更長(zhǎng)。雖然 直流他勵(lì)行走電機(jī)也有再生制動(dòng)，但必須在強(qiáng)烈的制動(dòng)時(shí)才能啟動(dòng)，再生能 量只有15%而交流行走控制系統(tǒng)幾乎在所有的情況下，交流電機(jī)均會(huì)產(chǎn)生 能量再生，并且持續(xù)作用直至裝卸車完全靜止，顯然比直流電機(jī)的能量再生 效率更高。 2. 生產(chǎn)效率提高 交流電機(jī)最高轉(zhuǎn)速比直流電機(jī)提高很多，動(dòng)力更強(qiáng)勁。而且，交流電機(jī) 可以將獲得的再生能量回饋給蓄電池，既延長(zhǎng)了電池的使用時(shí)間，也提高了 裝卸車的整體性能：?jiǎn)?dòng)更快，加速 /減速性能提高，縮短了達(dá)到最高速度的 時(shí)間，延長(zhǎng)了續(xù)航距離，工作效率顯著提高。 3 ?易于編程，控制能力大增強(qiáng) 隨著變頻調(diào)速技術(shù)取得了突破性發(fā)展， 交流控制器可

15、以實(shí)時(shí)控制交流電 機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，使交流電機(jī)的受控能力大大增強(qiáng)，獲得了同直流電機(jī)一樣的調(diào)速 性能。交流驅(qū)動(dòng)采用速度力矩控制，控制的靈敏度提高，可以提高裝卸車操 作效率；采用加速踏板釋放制動(dòng)功能，前進(jìn)過(guò)程中換向?yàn)榈管嚂r(shí)可以平穩(wěn)過(guò) 渡，提高了裝卸車的穩(wěn)定性與可靠性，同時(shí)，采用 CAN總線，使系統(tǒng)集成更 簡(jiǎn)單，單元設(shè)計(jì)更靈活。 4 ?裝卸車操作更加舒適 交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在提高叉車駕駛員操作舒適方面所起到的作用與眾不同， 由于交流電機(jī)比直流電機(jī)小巧輕便，這使得叉車的設(shè)計(jì)相對(duì)更靈活。 直流驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于電動(dòng)裝卸車起升和轉(zhuǎn)向部分 既然交流控制系統(tǒng)優(yōu)于直流控制系統(tǒng)， 為什么還要介紹直流控制系統(tǒng)應(yīng)

16、用于電動(dòng)裝卸車液壓工作系統(tǒng)中呢？當(dāng)然全交流配置的控制系統(tǒng)是目前電動(dòng) 裝卸車系列中的頂級(jí)配置，性能更加優(yōu)越，運(yùn)行和維護(hù)成本會(huì)更低。國(guó)外發(fā) 達(dá)地區(qū)電動(dòng)裝卸車基本上都是全交流頂級(jí)配置。但是全交流頂級(jí)配置的成本 要遠(yuǎn)高于直流控制系統(tǒng)，一般要高出 3-4倍。這對(duì)國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)裝卸車用戶 是一時(shí)難以接受。為了既能提高電動(dòng)裝卸車的整機(jī)性能和可靠性，又能在整 機(jī)成本增加不大的情況下，盡快地拓寬國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。使用戶得到實(shí)惠、主機(jī) 廠找到新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)、 配套商降低服務(wù)費(fèi)用。 這一舉三得的舉措能不干嘛！ 因此推薦半交流配置方案就能實(shí)現(xiàn)上述舉措。 我們知道電動(dòng)裝卸車在作業(yè)中都在小范圍內(nèi)頻繁地前進(jìn)后退換向， 直

17、流 控制系統(tǒng)中的換向接觸器觸點(diǎn)和電機(jī)中的碳刷、換向器容易燒蝕和磨損，如 不及時(shí)檢查和更換就會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)故障，造成用戶抱怨。對(duì)此推薦采用交流行 走控制系統(tǒng)，從根本上杜絕了直流系統(tǒng)中頻繁的故障率。 而在電動(dòng)裝卸車液壓系統(tǒng)中的泵電機(jī)是定向旋轉(zhuǎn)的串勵(lì)電機(jī)， 不需要換 向接觸器。雖然也頻繁地起升和傾斜，但每次作業(yè)時(shí)間都很短，不會(huì)超過(guò) 30 秒。如果采用“雙泵合一”配置，泵電機(jī)兼顧轉(zhuǎn)向，在起升或傾斜不工作時(shí)， 泵控制器供給泵電機(jī)的電壓很低，約 13V左右（48V電源）。這時(shí)泵電機(jī)低 速旋轉(zhuǎn)，約400-800rpm。由于泵電機(jī)是定向旋轉(zhuǎn)且短時(shí)工作制，且液壓系統(tǒng) 已設(shè)定了最大壓力值，過(guò)載時(shí)溢流閥（安全

18、閥）自動(dòng)打開，所以沒(méi)有很大的 電流沖擊。因此電機(jī)的碳刷和換向器壽命要長(zhǎng)得多，相對(duì)可靠。同時(shí)也延長(zhǎng) 了碳刷定期檢查和更換的時(shí)間，降低了運(yùn)行和維護(hù)成本。直流串勵(lì)電機(jī)大扭 矩特性是非常適合液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。介于直流液壓控制系統(tǒng)的作業(yè)特點(diǎn) 和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，電動(dòng)裝卸車半交流控制系統(tǒng)在當(dāng)前很有生命力，整機(jī)特性和銷 售價(jià)格容易被國(guó)內(nèi)外用戶接受，市場(chǎng)前景肯定很好 門架 起升液壓缸由 目前，國(guó)內(nèi)外電動(dòng)裝卸車大部分已經(jīng)采用寬視野門架, 中間放置改為兩側(cè)放置。液壓缸的放置位置有兩種： 1?液壓缸位于門架中間 2?液壓缸位于門架后面 3?液壓缸位于門架外測(cè) 、卜 \ 、、八 注意: 1. 第一種

19、為窄視野門架，后 兩個(gè)種門架為寬視野型門架 2?窄視野門架常見(jiàn)于踏板式小 型裝卸車。 駕駛室 由于多數(shù)電動(dòng)裝卸車用于室內(nèi)搬運(yùn)， 因此一般沒(méi)有封閉的駕駛室，只 安裝起防護(hù)作用的護(hù)頂架 護(hù)頂架 新型裝卸車駕駛室 LINDE 但世界上比較先進(jìn)的電動(dòng)裝卸車對(duì)這提出了更高要求，如: 的E20新型裝卸車駕駛室，按先進(jìn)的人機(jī)工程學(xué)原理開發(fā)研制， 采用 舒適的液壓減振懸掛式座椅，能夠根據(jù)駕駛員的身高和體重進(jìn)行調(diào) 整。雙踏板加速系統(tǒng)在裝卸車改變行駛方向時(shí)無(wú)需轉(zhuǎn)向， 方向盤立柱 的傾角可根據(jù)駕駛員的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。中心液壓操縱桿

20、集門架的升降 和前后于一體。所以這些新設(shè)計(jì)都大大地減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)裝卸車的關(guān)鍵部件之一。各種裝卸車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)上存在很大的差別，有單電機(jī)布置形式上也存在差別。LINDE 的E20電動(dòng)裝卸車則是由兩個(gè)獨(dú)立的電機(jī)來(lái)完成的， 電機(jī)與驅(qū)動(dòng)軸平 行放置，結(jié)構(gòu)緊湊。由于是雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，加速和爬坡性能好，牽引力 大，采用了電子整速系統(tǒng)，替代原來(lái)的機(jī)械差速系統(tǒng)，使用性得到了 很大的提高。 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 丁字結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 電動(dòng)裝卸車的驅(qū)動(dòng)電機(jī) 丁字型結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)橋 電動(dòng)裝卸機(jī)的總

21、體設(shè)計(jì) 電機(jī)選型： 1. 根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)行的要求 2. 根據(jù)發(fā)熱等值條件 3. 舉升電機(jī) 4?運(yùn)行電機(jī) 1?運(yùn)行電機(jī)還需進(jìn)行超載能力的校核 機(jī) ZQD-11型直流串激電 ZQD-11型直流 串激電機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定: 1?電機(jī)傳動(dòng)比 2?主減速器的主傳動(dòng)比 調(diào)速電機(jī)-3.23 電動(dòng)裝卸車制動(dòng)力: 1. 無(wú)需離合器 2. 制動(dòng)能回收 鼓式制動(dòng)器 制動(dòng)能回收系統(tǒng) 電動(dòng)裝卸車機(jī)動(dòng)性: 1)通過(guò)直角通道的最小通

22、道寬度 S 2) 上下坡的能力 穩(wěn)定性控制 液壓系統(tǒng): 1?舉升液壓缸 2?轉(zhuǎn)向液壓缸 3?傾斜油缸 4?齒輪泵 5?液壓油箱 橫置式轉(zhuǎn)向液壓缸 工作裝置與轉(zhuǎn)向系的工作 裝卸機(jī)的工作裝置由直流串激電機(jī)一一帶動(dòng)齒輪泵一一產(chǎn)生液壓油 儲(chǔ)油罐一一泄壓閥一一舉升液壓缸控制閥?傾斜液壓閥 轉(zhuǎn)向泵 舉升液壓缸 傾斜液壓缸 轉(zhuǎn)向液壓缸。 2F 2 1 ?導(dǎo)輪2導(dǎo)輪架左貨叉轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4貨叉5.傾斜液壓缸 電動(dòng)裝卸機(jī)的三維建模 零件建模： 1?車架 2?車身 3?門架 4?車輪 5?方向盤 方向盤 1 運(yùn)行電機(jī) 裝配圖建模

23、 作裝置總成 整車裝配體 —?重心與整機(jī)性能的關(guān)系 重心的位置對(duì)裝卸機(jī)的主要性能：牽引特性?制動(dòng)特性及穩(wěn)定特性等 都有重大的影響。重心的位置取決于各組成部分的重量分布。 在總體設(shè)計(jì)中，為估計(jì)整車所需的發(fā)動(dòng)機(jī)功率和牽引性能的計(jì) 算，就需要相關(guān)裝載車總重及重心的位置。 但對(duì)于一臺(tái)新車的設(shè)計(jì)缺 少這些資料，為此不得不根據(jù)與之相近的其他車型的資料來(lái)估計(jì)，借 助一下估算： \ ?4閔 / （ 7-1） G。——叉車自重的重力 G ――叉車額定起重量的重力 Se 載荷中心距 R ――前輪半徑 SI――軸距 右下圖不難根據(jù)力矩平衡得出上式（7-1） 時(shí)」預(yù)定貢心位麗閑

24、 圖"武時(shí)置嚴(yán) 計(jì)算方法如下，其自重重力 G為： G = G1+G2+ …+Gi+…+Gn 式中G1~Gn——各部件或總成的重力； N——各部件總成總數(shù)。 重心的水平位置，即距前軸的距離 Slt 新嚴(yán)丄$一 重心的高度位置，即距地面的距離 hO, ftp = —-— _ —?*— c G 運(yùn)行狀態(tài)的自重和中心位置可效仿上述方法求出 1. 裝卸車的軸載 對(duì)于平地靜立的狀況下，軸載可分為空載與滿載兩種狀況 前軸的軸載G10為: 靜立夏車的軸載 G—叉車的自重重力 St —軸距 S10-自重重心距前軸的距離 后軸的軸載G20為：G20=(S10/

25、S1)G 滿載時(shí)前軸的軸載G1為 I 后軸的軸載G2為: 2. 駕駛室的布置: 在選定主要總成的類型.規(guī)格和參數(shù)后，可以進(jìn)行總體的布置。 各位置均相對(duì)司機(jī)而言，但司機(jī)的位置定于司機(jī)的座椅，在裝卸機(jī)上 它一般布置在左側(cè)，座椅與各腳踏.方向盤.手柄相對(duì)關(guān)系在汽車上已 有較深入研究，在叉車上由于空間狹小，布置比較難，因此必須加以 改善。為適應(yīng)司機(jī)不同身材與習(xí)慣，座椅一般都是三度可調(diào)的，即坐 墊的高低.與遠(yuǎn)近及背的傾斜角度，能夠小范圍自由轉(zhuǎn)動(dòng)。保持司機(jī) 駕駛的舒適性。 為保證司機(jī)操縱舒適有以下位置參考： 8.驅(qū)動(dòng)前輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)前輪采用渦輪蝸桿傳動(dòng)式的雙電氣驅(qū)動(dòng)，

26、即驅(qū)動(dòng)力分別由左 右調(diào)速電動(dòng)機(jī)輸出，通過(guò)蝸桿渦輪傳送到前輪，從而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 8.1蝸輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 蝸桿傳動(dòng)的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大 傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。 可制成具有自鎖性的蝸桿。 蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是效率較低。 蝸輪的造價(jià)較高 8.2蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算 垂直于蝸輪軸線且通過(guò)蝸桿軸線的平面，稱為中間平面。在中間 平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的嚙合就相當(dāng)于漸開線齒條與齒輪的嚙合。 在蝸桿 傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，均以中間平面上的基本參數(shù)和幾何尺寸為基準(zhǔn) 。 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇 1. 蝸桿的頭數(shù)zi、蝸輪齒數(shù)乙和傳動(dòng)比i 較少的蝸桿頭數(shù)（如：?jiǎn)晤^蝸桿）可以實(shí)現(xiàn)

27、較大的傳動(dòng)比，但傳 動(dòng)效 率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動(dòng)效率越高，但蝸桿頭數(shù)過(guò)多時(shí)不易 加工。通 常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。 蝸輪齒數(shù)主要取決于傳動(dòng)比，即 Z2= i Z 1。Z2不宜太?。ㄈ鏩2 v 26），否則將使傳動(dòng)平穩(wěn)性變差。 Z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定 時(shí)，蝸輪直徑將增大，從而使相嚙合的蝸桿支承間距加大，降低蝸桿 的彎曲剛度。 傳動(dòng)比i z Zi ds di 2. 模數(shù)m和壓力角a 蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應(yīng)與蝸輪的端面模 數(shù)、 壓力角相等，即 mi二m2 = m a ai= a t2=20 3. 導(dǎo)程角 I L Zi P

28、ai Zi m L 乙m 乙m tan di di di 在m和di為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，Zi I f 正確嚙合時(shí)，蝸輪蝸桿螺旋線方向相同，且人= b 4. 蝸桿分度圓直徑di和蝸桿直徑系數(shù)q 由于蝸輪是用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對(duì)加工而成的，為了 限制 滾刀的數(shù)目，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)蝸 桿分度圓 直徑di 直徑di與模數(shù)m的比值稱為蝸桿的直徑系數(shù) di m 當(dāng)模數(shù)m—定時(shí)，q值增大則蝸桿直徑di增大，蝸桿的剛度提高。 因此，對(duì)于小模數(shù)蝸桿，規(guī)定了較大的q值，以保證蝸桿有足夠的剛 度。 5. 中心距 a 2(di d2)齊

29、Z2)m 蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 蝸桿 蝸輪 分度圓宜徑 d rfj = mq d2 - mz 齒頂高 K=m 齒根高 hf = 齒頂圓直徑 d業(yè)=(q + 2)m =(N 十 2)m 齒很園胃徑 d fx = (g — 2.4)m =(勺-2A)m 蝦桿導(dǎo)程角 A A = arctg—- q 蝸輪螳旋角 p P — X 徑向間隙 c c = 0.2m a a- 0.5(rf1 + d-) - 0 5(^+ z3) 83蝸桿傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 一、蝸桿傳動(dòng)的失效形式

30、1?齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度v； cos 2.齒輪的失效形式； 蝸桿傳動(dòng)的主要問(wèn)題是摩擦磨損嚴(yán)重，這是設(shè)計(jì)中要解決的主要問(wèn) 題。 蝸輪磨損、系統(tǒng)過(guò)熱、蝸桿剛度不足是主要的失效形式 二、蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則 對(duì)于閉式渦輪傳動(dòng)，通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)，并校核 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 對(duì)于開式渦輪傳動(dòng)，或傳動(dòng)時(shí)載荷變動(dòng)較大，或蝸輪齒數(shù)z2大 于90時(shí)，通常只須按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 由于蝸桿傳動(dòng)時(shí)摩擦嚴(yán)重、發(fā)熱大、效率低，對(duì)閉式蝸桿傳動(dòng) 還必須作熱平衡計(jì)算，以免發(fā)生膠合失效。 84蝸桿傳動(dòng)的材料和結(jié)構(gòu) 為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色金屬（銅合金、鋁合 金）。 II高速

31、重載的蝸桿常用15Cr、20Cr滲碳淬火，或45鋼、40Cr淬 火。 低速中輕載的蝸桿可用45鋼調(diào)質(zhì)。蝸輪常用材料有：鑄造錫青 銅、鑄造鋁青銅、灰鑄鐵等。 II蝸桿螺旋部分的直徑不大，所以常和軸做成一個(gè)整體。當(dāng)蝸桿 螺旋 部分的直徑較大時(shí)，可以將軸與蝸桿分開制作 蝸輪的結(jié)構(gòu) 8.5.蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 蝸桿傳動(dòng)的受力分析與斜齒圓柱齒輪相似，輪齒在受到法向載荷 Fn 的情況下，可分解出徑向載荷 Fr、周向載荷Ft、軸向載荷Fa。 蝸桿輸入功率 P<7.5kw，蝸桿的轉(zhuǎn)速在 200~1600r/min,取 n=1450r/min，傳動(dòng)比i=20，載荷平穩(wěn)， 估計(jì)散熱面積A=1.

32、5 〃，通 風(fēng)良好 (1) 選擇材料并確定許用應(yīng)力 蝸桿：由于功率不大，采用 45鋼表面淬火，硬度>45HRC。蝸 輪：因轉(zhuǎn)速較高，采用抗膠合性能好的鑄錫青銅， ZCuSn10P1,砂模 鑄造。 查表6.16，蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力為 [&]=200MPa 查表6.15，蝸輪材料的基本許用彎曲應(yīng)力為 [&] =58Mpa 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N渦輪轉(zhuǎn)速n2=1450/25r/min=58r/min N=60jn2Lh=60*1*58*15000 次=5.22*10 In 7 計(jì)算壽命系數(shù)Khn Kfn 0.8134 Kfn 91N6 g 10 7 ? 5.2

33、2 107 0.6444 計(jì)算許用應(yīng)力[h] [ h] Khn 200 0.8134MPa 163MPa [f] [ f] Kfn 58 0.6444MPa 37.4MPa (2) 確定蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù) 由表6.12，根據(jù)傳動(dòng)比i值取Z1=2 Z2=i x z1=25X 2=50 (3) 計(jì)算渦輪的轉(zhuǎn)矩 T2 T2=9.55x 10in6x( P1/n2)x 取 =0.85 T2=9.55x 10I n6x 7.5/58 x 0.85N.mm=10.5X 10I n5N.mm 4)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 取載荷系數(shù)K=1.2由式(11.10)得 m2 d1>=KT

34、2*(520/(Z2*[&h])ln2 =1.2x 10.5X 10In5x (520/(50*163))In2 =5130 查表 6.13, 按 m d1>=5130mm3 選取m d仁5376mm3 得 m=8, q=10 d1=mq=8x 10mm=80mm d2=m *z2=8 x 40mm=320mm arcta n 互 q arcta n — 11.31 10 查表 6.8, 得 Yf2=2.24 2KT2 YF2 d 1d 2m cos 2 1.2 10.5 105 80 400 8 cos11.31 ^MPa 22.48MPa

35、[ f] 10 齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。 8.6 熱平衡計(jì)算 取室溫t0=20C 取散熱系數(shù)Ks=15W/ 5「C) t仁 1000 (1-) P1/(KsA)+tO = 1000 ( 1-0.86)X 7.5/( 15X 1.5)C +20C =67C <70~90C 符合要求 7)中心距 a 及各部分尺寸 a=( d1+d2) /2=( 80+320) /2=200mm 各部分尺寸計(jì)算略。 2、蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑的主要目的在于減摩與散熱。 具體潤(rùn)滑方法與齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑相 近。 一般根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度及載荷類型進(jìn)行選擇。給油方法包括：油 池潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)

36、滑等，若采用噴油潤(rùn)滑，噴油嘴要對(duì)準(zhǔn)蝸桿嚙入端， 而且要控制一定的油壓。 潤(rùn)滑油量的選擇既要考慮充分的潤(rùn)滑，又不致產(chǎn)生過(guò)大的攪油損 耗。對(duì)于下置蝸桿或側(cè)置蝸桿傳動(dòng)，浸油深度應(yīng)為蝸桿的一個(gè)齒高； 當(dāng)蝸桿上置時(shí)，浸油深度約為蝸輪外徑的 1/3。 8.7.蝸桿傳動(dòng)安裝 蝸桿傳動(dòng)安裝要求精度高。 應(yīng)使蝸輪的中間平面通過(guò)蝸桿的軸線。 如右圖所示 為保證傳動(dòng)的正確嚙合，工作時(shí)蝸輪的中間平面不允許有軸向移 動(dòng)，因此蝸輪軸支撐應(yīng)采用兩端固定的方式。 蝸桿傳動(dòng)的維護(hù)很重要，又注意周圍的通風(fēng)散熱情況 致謝 本項(xiàng)目的研究工作是在尊敬的導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和關(guān)心下完成的， 在論文研究中取得的每一點(diǎn)進(jìn)步和成績(jī)無(wú)不滲透著老師的心血。 老師 以他們豐富廣博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、一絲不茍的精神、卓 越的才智以及求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)深深影響了我， 使我受益匪淺。尤 其是老師對(duì)新事物、新科技的敏銳洞察力和先進(jìn)技術(shù)研究大大開拓了 我的眼界，時(shí)刻鞭策我不斷開拓奮進(jìn)。值此論文完成之際，謹(jǐn)向長(zhǎng)時(shí) 間以來(lái)關(guān)心和培養(yǎng)我的老師致以崇高的敬意和誠(chéng)摯的感謝。 在和他 們的研討中，獲得了許多設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)靈感，他們的合作與幫助是本 文的研究工作得以順利完成的關(guān)鍵。感謝同學(xué)們對(duì)我的熱心幫助和指 導(dǎo)，論文工作離不開他們的支持。同時(shí)，我還要感謝我的家人，是他 們的支持與理解，鼓勵(lì)我順利完成了這篇論文。