平衡重式电动叉车设计
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内门架A3图.dwg
叉车整车.dwg
变速器总成.dwg
外门架.dwg
外门架A3图.dwg
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平衡重式电动叉车设计开题报告.doc
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整车A2图.dwg
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档板.dwg
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爆炸图A2.dwg
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货叉.dwg
货叉A3图.dwg
输入轴.dwg
输出轴.dwg
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目 录
摘?? 要………………………………………………………………………………I
Abstract………………………………………………………………………II
第1章 绪 论……………………………………………………………………1
1.1 选题背景、目的及意义……………………………………………………1
1.2 国内外研究现状……………………………………………………………3
1.3研究内容及研究方法………………………………………………………4
1.3.1 设计主要内容…………………………………………………………4
1.3.2 研究方法………………………………………………………………4
第 2 章 平衡重式电动叉车设计总体方案…………………………………6
2.1 叉车的定义…………………………………………………………………6
2.2 蓄电池的选择………………………………………………………………9
2.3 行走电机的选择……………………………………………………………10
2.4 本章小结……………………………………………………………………11
第3章 变速箱设计……………………………………………………………12
3.1变速箱的结构方案…………………………………………………………13
3.1.1中心距的确定…………………………………………………………13
3.1.2齿轮参数确定…………………………………………………………13
3.1.3 齿轮齿数确定………………………………………………………14
3.1.4齿轮其他基本几何参数………………………………………………14
3.2 对中心距A进行修正………………………………………………………14
3.3齿轮校核……………………………………………………………………15
3.3.1齿轮折断………………………………………………………………15
3.3.2齿面点蚀………………………………………………………………16
3.3.3齿面胶合………………………………………………………………16
3.3.4齿轮弯曲强度计算……………………………………………………17
3.3.5齿轮接触应力计算……………………………………………………17
3.4 轴设计………………………………………………………………………18
3.4.1 初选轴的直径………………………………………………………18
3.4.2 轴的刚度验算………………………………………………………18
3.4.3 轴的强度计算………………………………………………………21
3.4.4 变速器轴承的选择…………………………………………………22
3.5 本章小结……………………………………………………………………25
第4章 货叉、门架、叉架及整车建模……………………………………26
4.1 Pro/E软件简介……………………………………………………………26
4.2货叉尺寸计算………………………………………………………………27
4.3车体尺寸设计………………………………………………………………29
4.3.1车体设计内容…………………………………………………………29
4.3.2车体设计步骤…………………………………………………………30
4.4档板尺寸设计………………………………………………………………31
4.4.1特征建模思想…………………………………………………………31
4.4.2起升系统的装配………………………………………………………33
4.4.3元件的约束类型及其放置参照………………………………………33
4.4.4货叉的建立……………………………………………………………34
4.4.5叉架的建立……………………………………………………………35
4.4.6外门架的建立…………………………………………………………35
4.4.7 Pro/E整机装配图……………………………………………………35
4.5叉车稳定性计算……………………………………………………………36
4.6 本章小结……………………………………………………………………37
第5章 主要零部件有限元分析………………………………………………38
5.1 ANSYS简介…………………………………………………………………38
5.1.1 ANSYS的主要技术特点……………………………………………38
5.1.2 软件功能简介………………………………………………………39
5.2 ANSYS与Pro／E的接口技术……………………………………………39
5.2.1 使用ANSYS提供的图形接口………………………………………39
5.2.2 Pro／E与ANSYS的连接方法……………………………………40
5.3对货叉进行有限元分析……………………………………………………41
5.3.1货叉的有限元分析……………………………………………………41
5.4 本章小结……………………………………………………………………44
结论…………………………………………………………………………………45
致谢…………………………………………………………………………………46
参考文献……………………………………………………………………………47
附录…………………………………………………………………………………49
摘?? 要
平衡重式电动叉车由于其操作控制简便、灵活，其操作人员的操作强度要求相对内燃叉车而言轻很多，广泛使用在国民经济的各个部门，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控制大大降低了操作人员的劳动强度，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较于内燃叉车电动车辆的低噪音、无尾气排放的优势也得到许多用户的许可。如何更好的发挥其优势来取代内燃叉车，对环保有重大意义。本课题研究运用计算机仿真技术对电动叉车进行虚拟设计，在产品制造之前将运用AutoCAD完成平衡重式电动叉车变速器、货叉及整车装配的二维绘制，为之后的Pro/E软件的三维图绘制做铺垫，然后将用Pro/E软件对平衡重式电动叉车的各个零件进行三维绘制并进行整车装配，为之后的ANSYS分析建立三维模型,最后将运用ANSYS软件进行仿真研究，就可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和改善，为生产实际提供理论支持。
关键词：电动叉车；变速器；货叉；三维建模；有限元分析
ABSTRACT
Counterbalanced electric forklift operation control because of its simple, flexible, and its operator's operations in terms of strength requirements are relatively much lighter internal combustion forklifts, widely used in various sectors of national economy, the electric power steering system, the speed control system, hydraulic control system and control the brake system greatly reduces the signal by the operator's labor intensity, so that its work for improving the efficiency and accuracy of the work has a very big help, and internal combustion forklift electric vehicles compared to the low noise, no exhaust emissions advantage by many users permission. How to better play to their strengths instead of internal combustion forklifts, of great importance to environmental protection. This study is the use of computer simulation technology for electric forklifts for virtual design, manufacturing completed before the use of AutoCAD transmission counterbalanced electric forklift, fork and two-dimensional vehicle assembly drawing for the following Pro/E, three-dimensional map pave the way to draw, and then use the Pro / E software counterbalanced electric forklift parts for all three-dimensional drawing and make the vehicle assembly, after the ANSYS analysis for the establishment of three-dimensional model, and finally the use of ANSYS simulation software, can be found and correct design flaws and improve the design, shorten the development cycle, improve design quality and improvement, provide theoretical support for the actual production.
Key words：Electric Forklift; Transmission; Tork; Three-Dimensional Modeling; Finite Element Analysis
?款叉车。总体而言，当今世界叉车形态设计的趋势可以用8个字概括：流线、遮盖、高效、舒适。
1.3研究内容及研究方法
1.3.1设计主要内容
本设计的叉车额定起重量为2000kg，标准载荷中心距为500mm，最大起升高度为3000mm，门架前后倾角为6/12，最大起升速度（满载）为340mm/s，最大行驶速度为12Km/h，最大爬坡度为18%，最小转弯半径为2000mm，前轮胎为6.50-10-10PR，后轮胎为5.00-8-8PR。利用AutoCAD、Pro/E软件完成叉车变速器、升降油缸、货叉二维设计及整车三维造型、利用ANSYS软件对货叉部分关键零部件进行强度、刚度及稳定性校核。
1.3.2 研究方法
（1）参考内燃叉车的资料确定总体布局，举升机构及液压控制系统的设计方案；
（2）根据已经确定的相关资料制定平衡重式电动叉车的总体方案设计；
（3）选取关键零部件进行强度、刚度及稳定性的校核。
具体流程如图1.1所示：
行走电动机-XQ-10（10KW）：额定功率10KW，额定电压75V，额定电流165A，额定转速1200r/min, 最高工作转速2000r/min,励磁方式：串励，工作制60min，防护等级IP20，电机转向：双向，结构形式花键出轴，重量135KG，推荐适用叉车与功能1.5-2T行走。
电机的基本参数如表2-1
表2-1电机的基本参数
规格额定功率额定电压额定电流额定转速
XQ-1010(KW)75(V)165(A)1200(r/min)
励磁方式定额重量最高工作转速电机转向
串60min135kg2000(r/min)双向
2.4 本章小结
本章的主要内容就是了解叉车的定义，通过计算确定蓄电池、行走电动机的型号。
结论
本文运用有所学知识，根据资料对叉车变速器和叉车的货叉等部件进行设计，同时运用有AutoCAD软件、Pro/E和ANSYS软件。本设计运用所学过的知识完成了对蓄电池、行走电机的选择，完成叉车变速器齿轮、轴、轴承和整体尺寸的设计及校核，并对叉车的货叉、内外门架、叉架进行设计及校核，运用AutoCAD软件完成了叉车变速器二维结构、叉车整车和货叉部分的二维结构图，利用Pro/E软件对叉车的内外门架、货叉、叉架等零部件进行建模并完成了整机装配，完成整车的造型设计，运用ANSYS有限元分析软件对货叉和外门架进行静力分析，查看位移云图和应力云图是否满足要求。 根据所查阅的资料结合自己所学过的知识完成对电动叉车的设计，先后完成了以下主要工作： 1、完成了叉车变速器的设计，选择蓄电池的型号和行走电机的型号参数，确定出变速器的挡数和中心距，从而完成齿轮和轴的设计，完成对轴承的选择，同时在满足工作要求的前提下，应该符合制造、加工、装配的可行性。运用AutoCAD软件完成叉车变速器的装配图和零件图。 2、对叉车的内外门架、货叉、叉架等零部件进行Pro/E建模并完成整机装配， 3、运用有限元分析软件ANSYS对货叉和外门架进行静力分析，查看他的变形情况，位移云图和应力云图是否满足要求。通过有限元分析，得知货叉和外门架均满足刚度强度要求。
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