高速伸缩臂叉车传动系统设计计算
叉车设计计算说明书
叉车性能及参数叉车稳定性计算叉车重心位置的确定叉车重心位置对叉车稳定行和桥负荷分配影响极大。
叉车总体位置布置后，各个部件或总成的重量和它们在叉车上的具体位置便基本确定。
当叉车门架处于直立状态时，其各个部件或总成的重量、重心坐标如表所示。
1.当叉车处于空载静止时，由力矩平衡可得下列公式：∑M x ＝g1 x1＋g2 x2＋⋯＋g n x n=Gx0∑M y ＝g1 y1＋g2 y2＋⋯＋g n y n=Gy0∑M z ＝g1 z1＋g2 z2＋⋯＋g n z n=Gz0式中：g1，g2。
g n——叉车各部件重量（kg）；x1，x2。
x n——各部件重心在叉车纵轴（x轴）方向至前桥中心的水平距离（mm）（在前桥中心以后为正，反之为负）；y1，y2。
y n——各部件中心至地面的高度（mm）；z1，z2。
z n——各部件中心至叉车纵向中心平面的水平距离，一边为正，另一边为负（mm）；x0，y0，z0——叉车重心坐标（mm）。
由以上公式可得空载时的重心坐标：x0=∑M xG ，y0=∑M yG，z0=∑M zG由于各个部件对叉车纵向中心平面对称布置，致使∑M z 等于零。
将表格中的数据代入上述重心公式，可得：x0=∑M xG＝42196704200mm＝1010.4mmy0=∑M yG=26638524200mm＝637.8mm2.码垛时的纵向稳定性（纵向静稳定性）叉车满载码垛，门架直立，货物起升到最大高度，如图所示。
其合成重心位置：a=GL0−Q（c+b）G+Qh g=Qh1+Gh2 G+Q式中：a——叉车合成重心至前桥中心线的水平距离；b——叉车合成中心至地面的垂直高度（b＝1.4r前＝1.4×355＝497mm）；c——载荷中心距（500mm）；G——叉车自重（4200kg）；Q——额定起重量（3000kg）；L0——叉车自身重心至前桥中心线的水平距离（L0＝x0＝1010.4mm）；h1——货物重心至地面的垂直高度（h1＝H＋c＝3000＋500＝3500mm）；h2——叉车自身重心至地面的垂直高度（h2＝y0＝637.8mm）。
叉车设计基本公式集
GW : 爬坡能力 F : 最大牵引力 FR : 摩擦阻力 W : 车重
[%] [kgf] [kgf] [kgf]
３０． 行驶速度
2 Ra N 60
V
iT
1000
V : 行驶速度 N : 马达转速 Ra : 车轮半径 iT : 减速比
[km/h] [rpm] [m] [-]
３１． 驱动力
４．坡度 ５％坡度:
5
tan
100
爬坡角度θ、坡度ｘ％关系如下、
tan 1 x
100
LP' : 泵动力 [PS] LP : 泵动力 [kw] P : 输出压力 [kw/cm2] Q : 输出流量 [l/min] η : 效率 [-]
５．ＨＳＴ泵必要马力
F V L
270 G t
２．马力与扭矩关系
n T H
716 .2 n T L 973 .8
H 1.36 L
H : 马力 [PS] L : 功率 [kw] N : 转速 [rpm] T : 扭矩 [kg-m]
1PS 1.014HP
３．泵动力
P Q
L P 450
P Q
L P ' 612
[l/min] [cc/rev] [rpm] [-]
ηp : 泵效率
[-]
ηpv : 泵容积率
[-]
ηpm : 泵机械效率
[-]
Pp : 泵吐出压力 ηp : 泵效率 LP : 泵输入马力 Qp : 泵吐出流量
Tp : 泵所需扭矩 Pp : 泵吐出压力 Qp : 泵吐出流量 Np : 泵输入转速 ηp : 泵效率 Vp : 泵吐出排量 ηpm : 泵机械效率
伸缩臂叉装车总体结构设计
伸缩臂叉装车总体结构设计摘要：伸缩臂叉装车已成为高空作业设备的重要门类，是广泛应用于建筑工地、工矿企业仓库和其他工地上起升、运输、堆放砖头、木材、钢材和其他物料的一种起重运输设备，随着经济建设的发展，对其需求越来越大，对其性能的要求也越来越高。
本文主要任务是完成对伸缩臂叉装车的总体计算、整体布局、臂架结构设计及其有限元分析。
本文主要内容：⑴介绍伸缩臂叉装车的用途、国内外伸缩臂叉装车发展状况的比较、及其发展前景。
同时对臂架的结构和工作原理做了简要介绍。
⑵完成对关键铰点的布置，作业高度、作业幅度的计算，及整机稳定性的校核计算。
并绘制出整机总体布局图。
⑶臂架的结构设计，臂架的强度、刚度和稳定性计算，并用ANSYS软件进行臂架有限元分析。
同时完成臂架系统装配图，一节臂、二节臂的装配图和相关零部件的工程图。
⑷设计过程采用Pro/E软件进行三维实体建模，并进行装配，最后应用其工程图模块转化为二维工程图。
本次设计的伸缩臂叉装车参考了JCB公司的JCB530型号伸缩臂叉装车的外形尺寸，并且严格按照《起重机金属结构》、《BS_EN_1459-1999》和《机械设计手册》等相关设计规范进行设计，其性能和质量满足相关要求。
关键词：伸缩臂叉装车；稳定性；臂架；有限元分析The Frame Structure Design of TelehandlerAbstract：Telehandler is a kind of hoisting equipment which is widely used in building site、storage and other place to lift、transport、stack the tile 、wood 、steel products and other materiel . Along with the development of economic in our country, the requirement of crawler crane is larger and larger, and the request of the capability is higher and higher.the mission of this paper is to complete the frame structure design of telehandler、the design of boom structure and the finite analysis of boom.The primary contents in this paper can be concluded as follows:The use of the telehandler、the telehandler’s development comparison domestic with abroad、and the development trend of the telehandler are introduced.At the same time,the paper introduces the structure of boom and how boom works, and gives the principle of how to choose the boom.The pivot points arrangment , the calculation of lift height and forward reach, and the calculation of the stability are completed.The integral layout drawing is provided.The structure design of the boom, the calculation of the strength and stability of the boom system are accomplished and the finite analys of boom is achieved by ANSYS software. While at the same time planar engineering drawing must be done, such as the assembling of the boom system, the boom one the boom two and the related parts.I use the Pro-E software to design the 3D entity, and make dummy assembly. And then, the 3D entity is transformed to the planar engineering drawing with the Pro/E planar engineering drawing module.In the design process, I refer to the JCB530 telehandler of JCB, and accord to the《Crane Metal Stuctrure》、《BS_EN_1459-1999》and the《Machine Design Handbook》strictly. Its capability and quality meet the requirement.Key Words：Telehandler；Stability；Boom；The Finite element analysis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)绪论 (1)1伸缩臂叉装车概述 (1)1.1 伸缩臂叉装车简介 (1)1.2 国外伸缩臂叉装车发展状况 (1)1.3 国内伸缩臂叉装车发展状况 (2)1.4 国内伸缩臂叉装车的前景及发展趋势 (2)1.5 国内、外相关标准 (3)第一章毕业设计任务书 (4)1题目来源：实际应用 (4)2设计要求和设计参数 (4)2.1设计要求： (4)2.2设计参数： (4)3个人重点工作 (5)4各阶段时间安排 (5)5应阅读的资料及主要参考文献目录 (5)第二章毕业设计计算说明书 (5)1设计参数及整机尺寸 (5)1.1 设计参数 (6)1.2 整机尺寸 (6)2重要铰点布置及其计算 (7)3作业高度H计算 (8)4幅度R计算 (9)5整机稳定性计算 (9)5.1 整体稳定性计算工况和载荷 (9)5.2 整体稳定性结果汇总 (11)6臂架结构设计及其计算 (12)6.1 臂架结构设计 (12)6.2 臂架理论计算 (12)6.2.1 臂架全伸，仰角62时刚度、强度计算 (13)6.2.2臂架全伸，仰角0度时刚度、强度、稳定性计算 (24)6.3 各臂节支反力计算 (26)6.3.1 对臂架整体受力分析 (26)6.3.2 伸臂时各臂节支反力计算 (27)6.3.3 缩臂时各臂节支反力及缩臂链拉力 (29)第三章：标准化审验报告 (30)1技术分析 (30)2结论 (30)参考文献 (32)致谢 (33)绪论1 伸缩臂叉装车概述1.1 伸缩臂叉装车简介在高空作业类小型机械中，主要有高空作业平台、伸缩臂叉装车等种类。
特种设备 吨叉车设计计算书
1.3 液压系统工作油泵驱动功率计算
该叉车液压系统采用油泵低速运转. 油泵选用 DSG05A18F9H-R270T，其参数为 排量 25ml/rpm 最高转速 3000 rpm
最低转速
500 rpm
额定压力 20 Mp 容积效率 0.9
校核流量要求,起升速度 280mm/min,油缸直径 56
Q=（28²*3.14）*(280*60)=41.3L/min
油缸外径φ=70 ㎜
按等截面杆计算稳定临界力 计算柔度： λ=149.5/1.002=149≥[λ1]=105 油缸主要受纵向稳定控制 稳定临界力 Pk=π2*E*J1/(u*L)
=11644Kg Pk/ P′=11644/4252=2.74 B，油缸稳定性计算 最大挠度 x 确定 x=πE*J/( P′/2) =2280*0.049*4/3865 =130 安全系数 n=2-4
机械传动效率η=0.9
1.2.4.1 该车辆行驶速度最大为 12KM/H,所以只考虑道路阻力即可，所需电机净功率
1.2.4.1.1 空载平路行驶
A，在良好的沥青，水泥路面上行驶
取滚动阻力系数 f=0.02,则道路阻力为
F1=G*f*9.8 =1489.6N
B,在碎石或硬土路面上行驶 取 f=0.03
P=n* TM/9550 =(512*282)/9550/0.9=21.6kw
由以上三种情况计算得知,满载爬坡时消耗功率最大,故以此作为选择电机的依据。根据国内电
机配套情况及该叉车结构选用常州华盛电机 XYDB(F)-11-1H。其参数为
标定功率 11Kw 标定转速为 2200 rpm 额定扭矩为 38.5 Nm
计算结果如下
G0(kg) Q((kg) x0（m） y0（m） a2（m） H2（m） e2（m） h g2（m） i2
叉车传动设计说明书
太原科技大学本科毕业设计说明书设计题目：5吨叉车机械传动系统The Designing of Machinery Transmission System for 5 Ton Forklift学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：评阅教师：完成日期：2013年6月10日太原科技大学Taiyuan University of Science and Technology5吨叉车机械传动系统设计摘要：此次设计题目是五吨叉车机械传动系统设计。
内容主要包括五吨叉车发动机选择，离合器验算，变速器和驱动桥的设计与强度验算。
因为此次设计中绘图部分为变速器，所以说明书中更为侧重关于变速器的设计过程。
本次设计参考了众多关于叉车传动系统的书籍及计算案例，淘汰一些旧的设计方法，并且尽可能的做到创新设计。
为了精简篇幅，适应内容少而精的要求，有些方案介绍时，直接选取较为优越且合适的方案，不在赘述。
关键词：叉车，机械传动，变速器，驱动桥The Designing of Machinery Transmission System for 5 Ton ForkliftAbstract: this topic is about the designing of machinery transmission system for 5 ton forklift. Main content includes the choice of 5 ton forklift truck engine, and the check of clutch gearbox and drive axle. Because gearbox is put the important place in drawings , the instructions is more emphasis on the design of the gearbox.This design refers to a number of books about forklift drive system design and calculation. It phases out some old design methods, and does innovative design as soon as possible. In order to reduce space, adapt to the requirement of conciseness, this design will make direct selection that is more superior and suitable solutions in the introduces of some schemes.Key Words: forklift, the mechanical transmission, gearbox, drive axle前言本次设计题目是5吨叉车的机械传动系统，主要内容是发动机的选择，离合器的验算，变速器的设计和驱动桥的设计，其中变速器的设计是主要内容。
伸缩臂叉车伸缩臂强度测试及臂架间摩擦因数的计算
ｔ ｅｃｐｃ ｉ ｔ ｅ ａｖ ａ ｒｌ ｉ ｏ ａ ｏｅａｏ ．Ｄ ｒ ｇｄｓ ｎｐｏｅｓｏ ｔｅ ｅ ｓｏｉ ｊ ， ｈ ｃｏ ｏｆｃｅｔ ｅ ｅ ｓｏｉ ｊ ｋｓ ｉｌ ｏ ｎｒ ｌ ｐｒｔｎ ｕ ｎ ｅｉ ｒｃｓ ｆｈ ｌ ｃｐｃ ｉ ｔｅｆ ｔｎｃｅ ｉ — ｌ ｂ ａ ｔ ｅ ｎ ｍ ｉ ｉ ｇ ｔｅ ｂ ｉ ｒ ｉ ｉ ｆ ｎｂ
ｖ ｈｃ ｓ ｎｔｉ ｐ ｐ ｒ ｔｅｐｅｓ ｒ ｏ ｔｌ ｃ ｐｃ ｉ ｃ ｌ ｄ ｒ ｓ ｅ ｓ ｒｄａ ｄｔｒ ｇ ｕ ｒ ａ ｃ ｃ ｌｔ ｎ ｈ ｃ ｏ Ｏ ｅ ｉｌ ．Ｉ ｓ ａ ｅ ， ｒｓｕｅｆ ｅ ｓｏ ｉ ｊ ｙ ｎ ｅ ａｕｅ ｎ ｏ ｈ ｎ ｍｅ ｃ ａ ｕａ ｏ ｅｆ ｔ ｎＣ — ｅ ｈ ｈ ｅ ｂ ｉ ｉｍ ｈ ｕ ｉｌ ｌ ｉ ｔ ｒ ｉ ｉ
ｅ ｃｅｔ ｎ ｒｎｔ ｏ ｌｓｏｉ ｊ ｇｒｄｏｔ ｉ ｎａ ｔ ｆ ｉ ｄｓ ｅｇ ｔ ｅｃｐｃ ｉ ｉ ｆ ｕｅ ｕ． ｈｆ ｅ ｂ ｓｉ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｔｌ ｈ ｎ ｌ ｒ ｒ ｔ ｎ ｃ ｅ ｉ ｉｎ ；ｈ ｄ ａ ｌ ｅ ｔ ｔ ｎ ｔ ｓ ｙ ｒ ｓ ｅ ｅ ａ ｄ ｅ ；ｆ ｃｉ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｙ ｒｕ ｉ ｔｓ ；ｓｒ ｇｈ ｔ ｔ ｉ ｏ ｃ ｅ ｅ
设计 与选型的基础。伸缩臂 的强度关 系到伸 缩臂叉 车 的作 业能 力与安 全 ，对 同类 型车辆 的设计 也有借鉴 作用 。
特种设备5吨叉车设计计算书
T1=[5000*（0.871+1.6）+12600*（1.6-0.871）]/1.6 =10899 ㎏
T2=12600-10899=1701 ㎏
轴荷分配系数计算
空载
&1=3813.8/7600=50.2% &2=3076.2/7600=49.8%
满载
&1=10899/12600=86.5% &2=1078/12600=13.5% 1.2.3 轮胎选择
ex1=(L-e3)cosr e3=(G0*x0-Q*a3)/(G0+Q) hg3=(G0*yo+Q*H3)/(G0+Q) i3= ex1/ hg3≥0.06 计算结果如下
G0 7600
Q 5000
x0
y0
0.871 0.61
a3
h3
ex1
r
h g3
e3
i3
0.447 2.867 0.367 72.85 1.458 0.375 0.25
σ=σw+σ`1= Mmax/W+P/F
=Pc/W+P/F
= Pc/[（1/6）*a* a* b]+p/ a* b
2
=28736N/㎝
安全系数 n=CS/σ=5500*9.8/28736=1.9≥1.6
结论：强度条件满足
6
2
其中 E=2.1*10 Kg/㎝
f=1.7≤[f]=L/50=105/50=2.1
第二章 门架及液压系统计算
2.1 门架系统的强度和钢度计算 2.1.1 货叉计算 货叉参数为
载荷中心距 c=500mm
货叉长度 L=1070 mm
支点中心距 d=409 mm
SQ6S伸缩臂式随车起重机设计计算书1
SQ6S伸缩臂式随车起重机设计计算书第一章概述SQ6S型随车起重机是以解放CA1165P1K2L2载重汽车为底盘，起重机直接安装在驾驶室和货箱之间的车架上，车架部分改装，动力以取力机构的形式从汽车发动机得到动力，各工作机构的动力皆来源于液压泵，在设计过程中，强调整车的性价比。
第二章整车稳定性的计算一、装后起重机作业的主要参数和起重性能表：表一二、底盘重心位置计算1.根据底盘技术参数可知如下参数：表二1．1各部件距回转中心的距离L(i)mm和各部件的重量G(i)Kg1.1.1吊勾总成L(1)=3940 G(1)=54.11.1.2 伸缩臂总成L(2)=1800 G(2)=723.41.1.3 起升机构L(3)=-55 G(3)=951.1.4 转台与齿轮柱焊接 L(4)=-30 G(4)=207 1.1.5 油箱安装总成 L(5)=-215 G(5)=36 1.1.6 固定支腿与活动支腿装配 L(6)=-270 G(6)=506.8 1.1.7 回转基座装配 L(7)=0 G(7)=120 1.1.8 基座与固定腿焊接 L(8)= 0 G(8)=165 1.1.9 操纵系统 L(9)=250 G(9)=40 1.1.10 液压系统 L(10)=200 G(10)=200 1.1.11 变幅油缸 L(11)=280 G(11)=120 1.1.12 其它 L(12)= 0 G(12)=70 1.2 吊机自重：G(S)=∑==121i i G(i)=2337 Kg1.3 吊机重心距回转中心距离：L1 =∑==121i i G(i)⨯L(i)/ G(S)=620 mm2. 吊机在全伸状态时的重心计算 2.1 各部件距回转中心的距离L2(i)mm经分析可知：只有吊勾和伸缩臂总成的重心发生变化2.1.1 吊勾总成 L2(1)=9240 2.1.2 伸缩臂总成 L2(2)=4000 2.2 吊机重心距回转中心距离：L1 =∑==121i i G(i)⨯L(i)/ G(S)=1421 mm3. 吊机在行驶状态下的桥荷分布：根据上述计算全缩时吊机重心距回转中心距离为620mm 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
泵、工作泵、转向泵等） 所消耗的功率，发动机功率按
15%计算：
Pe
=
1
110 - 15%
=
129
kW
根据国内现有发动机产品情况，选用东风康明斯
（Cummins） 系列发动机。型号：6BTAA5.9-C180；额定功
率 132 kW，转速 2 200 r/min；最大扭矩 800 N·m，转速
1 400 r/min。
车功率平衡方程式[4]：
Pe
=
1 ηT
æ ç è
Gf cos αu 3 600
a
+
G sin αua 3 600
+
CD Aua3 76 140
+
δmua 3 600
du dt
ö ÷ ø
式中：Pe 为发动机功率； ηT 为传动系统总效率，取
0.7；G 为车辆重力，G=105 000 N；α 为道路坡度角；f 为
2.2 驱动桥选型计算[5]
根据满载时桥荷分配，前桥满载载荷为 87 500 N。单
桥最大载荷： Gmax = G前 μ 式中：G 前为前桥满载载荷，G 前=87 500 N； μ 为冲击
系数， μ = 1.2 。 Gmax = G前 μ = 87 500 × 1.2 = 105 000 N
由于高速伸缩臂叉车的高速行驶性能已进入汽车领
域，驱动桥的选型还要考虑高速行驶回正性，通用工程
机械驱动桥无法满足要求。通过调研，选用专门应用于
高速工程车辆的转向驱动桥，其主要参数：单桥桥荷为
200 000 N；最大输入扭矩为 2 500 N·m；桥总传动比为
7.54。
2.3 轮胎选型计算
单个轮胎最大载荷为：
Gmax 2
=
87
500 2
=
43
750
果和性能指标估算结果与实际检测结果进行对比，验证了该设计计算方法和性能指标估算方法的可行性。
关键词：高速伸缩臂叉车；传动系统；设计计算；分析
中图分类号：U653
文献标识码：A
文章编号：1009－9492 ( 2019 ) 03－0079－03
Design and Calculation of the Travel Driving System of a High-speed Telescopic Boom Lift Truck
基本结构如图 1 所示[3]。
由图 1 可看出，高速伸缩臂叉车传动系统设计，主要
包括柴油发动机、变量泵、变量马达、变速箱、车桥、车
轮等的选型设计。
2 传动系统设计计算
2.1 发动机功率设计计算
由于高速伸缩臂叉车最大行驶速度 85 km/h，已进入
汽车领域，因此，按常用的工程机械选型匹配发动机功率
不合适，采用汽车设伸缩臂叉车[1]主要用于野外环境、凸凹不平路面 区域装卸搬运标准集装单元物资，是一种新型多功能物料 搬运设备。一方面，它是搬运设备，将汽车起重机的伸缩 臂结构与传统叉车[2]的装卸功能有机结合，可以通过不断 改变其伸缩臂长度来达到要求的作业高度和距离，完成标 准单元物资的装卸作业。另一方面，它又具备汽车功能， 根据实际工况需要，必须能够高速行驶，达到 85 km/h 的 速度要求，跟随运输车队行进。
1 传动系统原理
高速伸缩臂叉车传动系统采用高压闭式回路的静液压 传动，主要包括柴油发动机、变量泵、变量马达、变速 箱、车桥、车轮等模式。液压泵与液压马达通过油管组成
图 1 传动系统基本结构 收稿日期：2018－09－24
闭合回路，发动机带动液压泵驱动液压油，使液压油在封
闭油管中循环流动并驱动马达带动变速箱、车轮转动。其
机电工程技术 2019 年第 48 卷第 03 期
研究与开发
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2019. 03. 024
高速伸缩臂叉车传动系统设计计算
王勇
（陆军研究院特种勤务研究所， 陕西西安 710032）
摘要：对高速伸缩臂叉车采用的传动系统进行分析和设计计算，给出关键组件的匹配设计计算依据和计算方法，将理论计算结
阻力功率之和，即
Pe
=
1 ηT
æ ç è
Gfua 3 600
+
CD Aua3 76 140
ö ÷ ø
=
1 0.7
×
æ
ç
è
105
000 × 0.018 3 600
×
85
+
0.9 × 4.5 × 853 76 140
ö
÷
ø
=
110
kW
上式求出的发动机功率为净输出功率，考虑发动机附
件 （风扇、水泵、发电机、空气滤清器、消音器、补油
滚动阻力系数，取 0.018；ua 为车辆速度；CD 为空气阻力
系数，取 0.9；A 为车辆迎风面积，取 4.5 m2；δ为车辆旋转
质量换算系数；m
为车辆质量；
du dt
为车辆行驶加速度。
79
研究与开发
机电工程技术 2019 年第 48 卷第 03 期
发动机功率应不小于最高车速行驶时滚动阻力和空气
WANG Yong
（The Special Service Research Institute of the Army Academies，Xian 710032，China）
Abstract: The transmission system of high-speed telescopic forklift truck was analyzed and calculated. The matching design calculation basis and calculation method of key components were given. The theoretical calculation results and performance index estimation results were compared with the actual test results. The feasibility of the design calculation method and performance index estimation method was verified. Key words: high-speed telescopic boom lift truck；travel driving system；design calculation；analysis
N
高速伸缩臂叉车轮胎的选择除了考虑单胎承载能力，