电动叉车毕业设计

摘要

随随着现代社会文明的发展，叉车的使用越来越普遍，它已从过去的

港口码头进入了整个社会。本文主要介绍叉车整车的结构、组成和性能分析，并对叉车工作装置进行设计研究，以额定负载为二吨小轴距弹性轮胎系列叉车的研制过程为基本参数，对叉车门架系统及各部件的构造和规格要求分析，使货物提升高度达到三米并使驾驶员的视野宽阔，做到人性化、安全化和美化外观的目的。最后介绍了并进行设计技术的具体实施过程，分析总结了设计实验的应用效果。从而达到设计方案与实际相结合的目的。

关键词 叉车；工作装置；门架系统；额定负载

abstract With the development of modern civilization, the use of forklift trucks and more common, it's port from the past into the whole community. This paper describes forklift vehicle structure, composition and performance analysis, and design research forklift attachment to the rated load for two tons of small wheelbase flexible development process of the tire forklift series as the basic parameters of the system and the forklift mast parts of the structure and specifications, the goods and to enhance the height of the driver's field of vision of three meters wide, so humane, secure and beautify the appearance of the purpose. Finally, the design and implementation of specific technology, analyzes and summarizes the effect of the application of design experiments. So as to achieve the combination of design and practical purpose.

Keywords forklift; working device; door frame system; rated load

目录

摘要 ........................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................... II

第1章 绪论 . .......................................................................................................... 1

1.1课题的背景 .................................................................................................. 1

1.2 叉车技术的发展回顾及现状 . .................................................................... 2

1.2.1 我国叉车现状及形式分析 . .................................................................... 2

1.2.2 国外叉车技术的发展情况 . .................................................................... 3

1.3 未来叉车的发展趋势 ................................................................................. 4

1.3.1 技术方面 .............................................................................................. 4

1.3.2需求方面 .................................................................................................. 6

1.4 本课题的设计目的与主要研究内容 ............................................................ 7

1.4.1课题设计目的 . ......................................................................................... 7

1.4.2课题研究内容 . ......................................................................................... 7

第2章 总体设计方案 . ......................................................................................... 9

2.1 方案比较和设计选型 ................................................................................. 9

2.2 设计思路 ...................................................................................................... 9

2.3 本次毕业设计的设计方案 ......................................................................... 9

2.4 设计进程安排 .............................................................................................. 10

2.4.1调研阶段 .................................................................................................. 10

2.4.2各个模块的研究分析阶段 . .................................................................... 10

2.4.3设计阶段 .................................................................................................. 10

2.4.4总结阶段 .................................................................................................. 11

2.5总体结构设计 .............................................................................................. 11

2.5.1机械结构 .................................................................................................. 11

2.5.2传动方面 .................................................................................................. 12

2.5.3动力方面 .................................................................................................. 12

2.5.4电路和控制元件 . ..................................................................................... 13

第3章 参数及校核计算 . ..................................................................................... 14

3.1 叉车最大起升高度起重量的确定 ............................................................ 14

3.1.1纵向堆垛稳定性 . ..................................................................................... 14

3.1.2横向堆垛稳定性 . ..................................................................................... 15

3.2 各结构的校核设计计算 ............................................................................. 19

3.2.1车假体的受力校核计算 ......................................................................... 19

第4章 电动传动 .................................................................................................. 23

4.1 电动机功率大小的选定 ............................................................................. 23

4.1.1选择直流电动机的原因 ......................................................................... 23

4.1.2电机功率的选用 . ..................................................................................... 23

4.1.3蓄电池的有关说明 ................................................................................. 25

4.2传动链的选用 .............................................................................................. 26

4.2.1链条介绍及型号的选择 ......................................................................... 26

4.2.2链条的受力验证 . ..................................................................................... 27

第5章 叉车总体布置 . ......................................................................................... 29

5.1总体设计的概述 . ......................................................................................... 29

5.2重心与整机性能的关系 ................................................................................. 29

5.3总体设计中涉及的整机特性 . .................................................................... 32

结论 ........................................................................................................................... 38

致谢 ........................................................................................................................... 39

参考文献 ................................................................................................................... 40

附录 ........................................................................................................................... 41

第1章 绪论

1.1课题的背景

现代工业的发展，离不开物流的输送，在车间在物流公司，叉车成为了主要的运输工具，因此对叉车的研究和设计对现实的生产和工作有实际的意义、同时通过对叉车设计和研究锻炼学生分析问题和解决问题的能力。

电动叉车是以电力直流或交流为动力实施装卸、起重、搬运、堆垛作业的车辆。八十年以来, 由于电动叉车具有易操作、作业灵活、安全、动力利用率高、噪声小, 对环境污染小等优点, 更适合于工矿企业作搬运机械使用, 因而倍受人们重视, 得到了迅速发展。

电动叉车由于其操纵控制简便、灵活外，操纵人员的操纵强度相对内燃叉车而言要轻很多，其电动转向系统、加速控制系统、液压控制系统以及刹车系统都由电信号来控制，大大降低了操纵人员的劳动强度，这样一来对于提高其工作效率以及工作的准确性有非常大的帮助。且相对于内燃叉车，电动叉车的低噪音、无尾气排放的优势也已得到许多用户的认可。

目前，市场上的叉车可以分为手动叉车、内燃叉车以及电动叉车。集电子技术和机械制造技术于一体的电动叉车，与内燃叉车和手动叉车相比，具有明显的优势。除了众所周知的能量转换效率高、噪声小、无废气排放、控制方便等特点外，电动叉车的使用和维护成本相对于内燃叉车而言也具有很大的优势。就使用成本而言，电能的消耗成本比柴油或者液化石油气的消耗成本低很多；操作人员的劳动强度相对于内燃叉车也大大降低。就维护成本而言，电动叉车的维护保养周期比内燃叉车长两到三倍、维护保养范围更小、维护保养范围更短、更换配件所需时间更短。另外，由于电动叉车采用蓄电池供电技术，在电动叉车的供电过程中，可以采用一定的方法对能量进行回收，这将进一步减少电动叉车的使用成本。这些优势对于电动叉车进一步扩大市场份额具有积极意义。

另外，随着微电子、电动机技术、电力电子技术以及控制技术的快速发展，电机驱动与控制技术得到了很大提高，电动叉车的使用效率和可靠性等技术指标取得了突破性的进展，这使得研发新一代的电动叉车驱动控制器成为必然。

1.2 叉车技术的发展回顾及现状

1.2.1 我国叉车现状及形式分析

根据中国工业协会工业车辆分会的数据分析显示，我国2006年已达到22，874辆，与2005年相比较增长了近38%。该数据已表明，电动叉车将越来越受用户的青睐，但是总体上来看电动叉车的市场比例仅为21%。由此可见，电动叉车的市场空间还很大。

我国电动工业车辆虽然起步于一九五二年，但发展速度远落后于内燃叉车，当时的归口管理和三电（蓄电池、电机、电控）的落后，制约了电动工业车辆的发展。改革开放以来，由于生产过程的不断自动化，对物料搬运不断提出新的要求，叉车从主要用于露天作业场合，逐渐向仓库、车间及生产线上扩展。在进入室内和半室内作业较露天情况复杂，除无污染和低噪音需求外，还有通道的宽窄，较小的转弯半径，门限、货架的高度、进入电梯、地面楼板的承载重量、低温、防爆和个别场合人员不能进入等约束条件，这些都是内燃叉车难以实现的，而以蓄电池---电机为主的电动工业车辆就比较容易满足这些复杂的条件，随着电动、蓄电池及充电装置质量的提高，电控技术的飞快发展，工业车辆行业整体技术水平的进步，使电动工业车辆的舒适性和可靠性大大提高，作业效率明显提高，而维修费用大大降低。

近几年，我国电动叉车行业发展快速，销售收入不断增长，市场规模也随之不断扩大。2003年，行业销售收入超过100亿元，增长率达到了

47.15%，为近七年销售收入增长之最；2006年，行业销售收入达到了188.01亿元，相比2000年，市场规模扩大了3.09倍。

从产业周期的角度来看，在全球范围内，电动叉车产品和电动叉车产业都处于成熟期。从国内情况看，电动叉车产品和电动叉车行业尚处于发展期，产品技术仍需发展完善；产品使用范围和使用量尚未得到足够拓展；市场经济环境下的产业调整仍处于自然阶段；用户使用意识和企业研发意识、能力还比较落后。因此，规范企业行为，提高行业质量水平，促进产业结构调整，推动行业发展壮大，从质量监督角度来说，任重道远。

市场需求开始明显增长，产业规模迅速壮大。进入1990年代以来，国内每年包括进口叉车大约需要2.5万台，99年以后需求量连年增长，预计2003年将突破5万台。其中：国内企业销量将达到33000台以上，销售收入将达到31亿元以上；独、合资企业产品销量将达到10000台以上，销售额

将突破12亿；进口量8000台左右，金额12亿人民币左右。合计销量将达51000台以上，销售收入将达55亿元以上。显然，在轮式工程机械中，从销售收入看，叉车在我国工程机械行业的地位仅次于装载机和汽车起重机，处于第三位，并在近期将超过汽车起重机，而从销售台数看，它不久将超过装载机而名列第一。

行业格局出现分化，并向良性方向发展。行业发展进入90年代后期以来，开始出现明显的分化，少数企业蒸蒸日上，而绝大多数企业则每况日下。在状况不佳的企业中，少数企业是由于自身的个别原因，而多数企业则是由整个产业结构质量的低下所致，另外一个重要原因就是众多国际强势制造商以独、合资的形式落户中国而给行业带来强烈冲击。到目前为止，原有的国内生产企业均仍在全部咬牙坚持。从经济角度讲，多数企业已丧失了存在价值；从社会角度讲，这些企业更类似于社会救助机构，这几乎是他们存在的全部意义。中国叉车行业（国内企业）的整体现状隐约让人们感到一丝苦涩，同时也让人们感到欣慰、看到了希望：行业领导者已基本形成，行业结构正在朝健康的方向发展，规模效益已在个别企业明显体现出来，行业整体赢利能力已完全恢复。

1.2.2 国外叉车技术的发展情况

国外叉车发展较早，从美国克拉克公司于1932年向市场提供第一台叉车起，至今已有70年历史。进入90年代以来，全世界大约有250多家叉车生产企业，主要的国家有德国、日本、美国、保加利亚和瑞典。亚洲主要有日本、韩国和中国。

1990年世界叉车产量达到55.8万台，创历史最高纪录。其中德国19万台、保加利亚5.8万台、美国3.4万台、瑞典1.1万台、波兰8000台、捷克7000台; 在亚洲日本16万台、韩国2.7万台、中国1.6万台。从

1990—2001年全球叉车的年总规模在55—60万台。

世界叉车市场上电动叉车呈上升趋势，内燃叉车略有下降，这与全球重视环保的因素有关。目前，国外对内燃叉车正在推行环保治理，如采用欧I 、欧II 标准。近几年日本叉车市场上电动叉车、汽油叉车、柴油叉车的销售量大约各占三分之一，欧洲国家电动叉车所占比例达到50%左右。由于竞争的加剧，同80年代相比，90年代以来世界叉车工业出现了销售额增长、盈利减少的反常现象，为了改变这种状况，叉车巨头纷纷在发展中国家建厂，以便降低成本，维持盈利。

国际上生产叉车的厂家，排名前几位的有林德、丰田、纳科、永恒力、小松、TCM 、力至优等著名公司。林德叉车是世界上第一品牌叉车，该公司是世界上唯一将静压传动技术大规模应用于叉车的制造商，产品技术先进，质量可靠，其销售额一直遥遥领先，位居世界顶尖水平。林德叉车总的特点，8吨以下的产品其动力形式有内燃机和电瓶驱动，传动形式有静压传动和电传动;10吨以上的叉车则采用内燃机驱动和液力传动。产品种类之繁多，技术水平之高超，令世界同行所赞叹。丰田、纳科、永恒力、小松、TCM 、力至优等公司的产品技术基本处于同一水平，但各家有各家技术优势和特色。

1.3 未来叉车的发展趋势

随着科学技术的进步，市场经济的发展，物流设备在经济发展中的地位和作用越来越明显，叉车普及率越来高，叉车制造业之间的竞争也越来越激烈。企业只有不断地进行技术创新及探索，适时的将新产品推向市场，接受市场的考验，并不断地进行改进，才能发展壮大并在激烈的市场竞争中立于不败之地。未来叉车的发展趋势体现在：

1.3.1 技术方面

更加注重人类功效学，一提高操纵舒适性。

研究表明，驾驶室内壁的精巧布置有利于提高生产率，如果所有的控制都按照人机工程学进行布置，司机操纵就更加舒适，更能集中精力工作。 在2000年汉诺威物流展览会上，国际上各大公司竞相展示其未来型概念叉车。这些叉车虽然只是样机模型，还未用于商业生产，但却为未来叉车的设计指明了方向。

德国JUNGHEIRICH 集团展示的概念叉车，驾驶室可旋转180°，可避免司机运载较为庞大的货物及倒车时扭转身体而导致背部和颈部疲劳。驾驶室内各种控制手柄皆布置在座椅扶手上，很容易操控，大大增加了司机作业的舒适程度。MANUELAYDT’S公司的概念叉车，门架位于驾驶室后面，行驶时司机可相对于所搬的货物转动180°，一获得最佳视野。FLERRIANCO -ENEN’S公司的剪叉式叉车，司机始终与货物保持在一个水平线上，这样在堆放或取回货物时，始终保持良好的视野。STILL 公司的RXX 概念叉车，采用航天升降液压缸，取消了型钢门架，给司机提供了良好的前方视野，可避免司机工作时因扭转身体而产生的疲劳现象，提高了作业舒适性，安全性

也得到了改善。MERFORD 公司设计的司机座椅悬吊于天花板上，安全可调，大大提高了司机的作业舒适度。

1. 绿色环保成为叉车工业追求的目标

叉车分内燃叉车和电动叉车。内燃叉车一发动机为动力，其功率强劲、适用范围广；缺点排放和噪声污染较大，对人类健康危害较大。随着人类环保意识的增强，环保法制的出台，排放少、噪声小的叉车必然受到欢迎。电动叉车以其零排放、噪声小必将成为首选；天然气、液化石油气等燃料叉车也将会得到更近一步的发展。

有资料表明：目前国际电瓶叉车的产量已占叉车总量的40%（国内则为10%~15%），在德国、意大利等西欧国家电瓶叉车的则高达65%，且有不断上升的趋势。

美国ALABAMA 能源公司对选用电瓶叉车的客户采取激励措施，他们根据可维护使用电瓶叉车的新旧程度提供数量不等得补贴，极大的促进了电瓶叉车的使用。

2. 更强调叉车的安全性

随着国际化程度的进一步加快，工业企业除了不断改进产品的质量、提高产品的舒适性等性能外，对产品的安全性也越来越重视。产品的安全性已经成为企业迈向国际市场的一道门槛。

丰田7系列叉车堪称安全叉车的典范。该叉车转向迅速。效率高，稳定性好，比普通叉车舒适，特别是该车装有主动稳定系统（SAS ），可显著降低叉车作业中诸如翻车等危险。SAS 采用一系列电子传感器对叉车负荷、运行速度、转向角等参量进行测量，当测得潜在危险状态时，SAS 即开始工作，以提高叉车横向稳定性，从而达到安全作业的目的。

叉车造型随着汽车工业的发展而发展，方、尖外表正被流线圆弧形外观所取代，这也有利于改善司机的视野，提高操作安全性。

3. 采用交流电机、变频调速是电瓶叉车的飞跃

近年来交流电机已引起叉车界极大的兴趣。交流电机运用于叉车具有以下显著特点：

（1） 叉车运行速度高，工作装置起升速度大。

（2） 由于它采用高效控制器及具有再生制动功能，因此，比传统叉车

节能30%以上。

（3） 全封闭电机、轴承及多盘制动器免维护（无接触器或碳刷）。 交流电机的电压有有利于高的发展趋势，高电压（72~80V）已在欧洲开始使