叉车转向桥设计说明书

3吨机械内燃叉车转向桥设计二第三组设计题目13吨机械内燃叉车驱动桥的设计23吨机械内燃叉车提升系统的设计33吨机械内燃叉车转向桥的设计三 3吨机械内燃叉车主要性能参数1 额定起重量为 3000 kg2 载荷中心距 500 mm3 最大起升高度 3000 mm4 最大起升速度 400 mm/s5 门架前后倾角 6°/12°6 行驶速度 20 km/h7 最小转弯半径 2450 mm8 最小离地间隙 175 mm9 轮距前轮 1070 mm后轮 1004 mm10 轴距 1700 mm11 整机重量 4540 kg四设计要求及说明13个项目的设计总体性能必须达到整机性能相关要求2主要结构设计参数,系统设计参数,需要有关设计计算和说明3所设计的内容应结构合理,工艺性好.五设计任务要求每人完成1总装配图2主要部件图3主要零件图4主要零件加工方案或部件装配方案5设计说明书目录1、概念性设计2、总体结构设计3、主要零件材料的选择4、部件装配方案5、转向桥总成图6、转向桥零件图概念性设计叉车转向系统的功用是改变叉车的行驶方向或保持叉车直线行驶。

转向系统的性能直接关系到叉车行驶安全、作业效率和驾驶员的劳动强度。

优良的转向桥采用横置油缸，转向轮通过转向节转动，从而使叉车实现转向。

不规则开头的转向系统采用了CAD的辅助设计技术，从而使叉车具有最小的外侧转变半径。

此转向桥的特性是结构紧凑、运动部件少、易于保养。

一、对转向系统的要求1）工作可靠转向系统各零、部件应有足够的强度、刚度和寿命。

2）满足正确的运动规律叉车转弯时应使各转向轮无滑动地滚动，并应使转向轮有较大的偏转角，以获得尽量小的转弯半径。

3）操作轻便叉车作业时转向频繁，常常需以很小的转弯半径转向，故要求操纵轻便，施加在方向盘上的手力不应大于100N。

方向盘的回转圈数要少，一般从中间位置向一个方向转动至极限位置的圈数，不应超过4~5圈。

4）要有路感转向时转向轮所受的侧向力要适当地反馈到方向盘上，使驾驶员操作时心中有数。

但反馈不能太大，以免出现“打手”现象，并使转向系统零件承受过大的冲击载荷。

5）转向灵敏方向盘从中间位置向左、右转动的空行程不应超过15°。

6）调整、维修方便。

二、叉车的转向方式转向桥转向桥包括桥体、转向节和主销。

转向杆系安装在转向桥体上，通过转向节和转向轮相联。

转向桥和车体相接，和驱动桥一起支承整台叉车。

转向桥除承受垂直力外，还承受着由车体传来的纵向力和轮子转向产生的侧向力，并将它们传给转向轮。

转向桥体的组成（一）转向桥体转向桥体为工字形截面的实心梁，它是铸铁焊接成型。

焊接桥体重量轻，工艺简单。

我们设计的转向桥体与转向节连接方式采用叉形结构，这是便于转向梯形机构置于桥体中间。

（二）转向节与主销转向轮安装在转向节上。

与转向节做成一体的转向节臂与梯形机构的横拉杆相连。

为了叉车直线行驶的稳定性和转向轻便，主销有内倾角β，车轮有外倾角α，它们均称为转向轮的定位角。

主销有了内倾角后，转向节的轴线与主销孔的轴线不再互相垂直，给转向节减小的加工带来困难；但主销轴线与地面交点至车轮支承中心点的距离却由e1为e，从而减小了转向轮偏转的阻力矩，还可以减小不平路面对转向系的冲击负载。

此外，还可使转向轮有自动回正作用，易于保持叉车直线行驶，减少蛇行现象。

这是因为主销内倾角使车在直线行驶时，其重心处于最低位置，为稳定平衡状态。

一旦转向轮偏转，叉车重心就随之升高，存贮一定量的势能，叉车处于不稳定平衡状态，这个势能使叉车有回到稳定状态的趋势，迫使转向轮偏向原来的作用。

主销内倾角β= 5°~7°。

在本设计方案将主销内倾角β定为0°。

车轮外倾角α能使车轮轮毂轴承和主销衬套中存在间隙，受载后消失，这时仍能保证车轮平面与路面的垂直。

外倾角α=1°~1°30′。

总体结构设计一、基本结构采用六连杆机构，实质是对称的四连杆机构.这种设计方案在现代的叉车转向桥设计中是比较成熟的，我们是在其基础上对其进行优化，使其具有最小的转弯半径，并且运动部件少，结构紧凑，易于保养。

自由度的计算可简化成（如图）P=3N-2P-H =3×3-2×4 =1所以结构与设计要求有一个原动件相符合。

采用类比的方法，根据相关资料和一些成熟的设计方案，对其进行借鉴先确定出各杆件的长度（具体见上图） 根据计算：405+100〉296+115又可知四杆机构的最短杆与最长杆长度之和大于其余两边之和，所以他没有整转副，是双摇杆机构。

符合转向的要求。

根据图中所示的极限位置，可确定油缸的长度。

二、校和设计转向油缸的转向负载计算空载时，前桥的负载占10%~15%，后桥占85%~90%；满载时，前桥占60%，后桥占40%。

可见，空载时后桥负载最大，其大小为 F max =（85%~90%）G 空=（85%~90%）45400N =38590~40860NG 空——空载时叉车重量二、 根据图求支反力N a +N b =F-l N a +F 21=0N a =N b =20430N根据剪力图与弯距图求最大弯距（即危险点A 点） M 0=21N a =0.405×20430=8274N •m M 1= -M 2=0.097×20430=1982 N •m 48331050.312mm bh BH I Z ⨯=-=MPa I My Z 6..210105.31089102561283=⨯⨯⨯⨯==--压上σMPa I My Z 6.210105.31089102561283=⨯⨯⨯⨯==--拉下σ三、 转向轮的偏转角α和β的确定如图，M 和L 为已知量，A 、B 为两主销中心。

G 为AB 的中点，线GC 上任一点E 与A 、B 两点联线所组成的角EAG 和角EBG ，就是转向轮的偏转角α和β，即角AOD 和角BOC所以可以得出sin α7225.02)8101004(24501700=--===OA L OA AD 故 α= sin-10.7225 = 46.26ºtg β=0812.281017002353170022=--=-==OC OD AD OC AD OC BC故 β=tg -12.0812 = 64.336º又因为 ctg α=EFGFAG EF AF += ctg β=EFGF BG EF BF -= 故 ctg α- ctg β=L MBCGB EF GF ==22校核α、β因为 ctg α- ctg β= ctg 46.26º- ctg 64.336º=0.47654765.01700810==L M 所以 α = 46.26º β = 64.336º主要零件材料的选择转向节（40Cr ）20Cr 用于要求心部强度较高，承受磨损，尺寸较大的渗碳零件，如齿轮，齿轮轴，蜗杆，凸轮，活塞销等；也用于速度较大受中等冲击的调质零件，渗碳淬火HRC56-6240Cr 用于承受交变载荷，中等速度，中等载荷，强烈磨损而无很大冲击的重要零件，如重要的齿轮，轴，曲轴，连杆，螺栓，螺母等零件；并用于直径大于400mm ，要求低的冲击韧性的轴与齿轮等，表面淬火HRC48-55其中，40Cr 经调制处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬头性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，弯冷塑性中等，正火或调制后切削性能好，易于加工。

所以转向节采用40Cr 。

桥体（Q235）Q235屈服点σs ≥ 235MPa ，抗拉强度σb 375~460 Mpa ，纵向冲击功≥27J ，其主要应用于金属结构件，心部强度要求不高的渗碳或氰化零件，吊钩、拉杆、车钩、套筒、气缸、连杆、轮轴、盖、焊接件。

桥体主要是焊接而成，故采用Q235为桥体的材料。

轴承座（ZG270-500）ZG270-500屈服点σs≥ 270MPa，抗拉强度σb500 Mpa，纵向冲击功≥22J，其应用广泛，可用做扎钢机机架，轴承座、连杆、曲拐、缸体等。

油缸缸体（45#）45#具有良好的综合力学性能，屈服点σs≥ 284MPa，抗拉强度σb≥569 Mpa，冲击值a k ≥0.24 MJ/m，其用于制造齿轮、连轮、轴、销、压缩机、泵的零件等。

但是其焊接性不好，焊前先预热，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。

油缸的焊接处较少，所以可以采用45#作为缸体材料轴承的选择1．转向节和主销轴承主销和转向节间的轴承，不仅要承受轴向力，还要承受较大的径向力，一般可选用一个止腿轴承和两个径向滑动轴承，或两个滚针轴承。

滑动轴承径向尺寸小，能承受较大的径向力，价格便宜。

但转向阻力大，与要经常加注润滑油。

滚针轴承的径向尺寸较小，价格较贵，但转向阻力低，润滑时间间隔和使用寿命较长。

综合考虑，比较两种方案，用滚针轴承的方法的性价比较高，工艺性也较好，所以选用次方案。

转向节通过止推轴承承受作用于转向桥的垂直力。

可用得止推轴承有三种：滑动止推轴承，便宜，摩擦阻力大，转向沉重；滚动止推轴承（滚珠或滚柱），摩擦阻力小，转向轻便。

线接触的滚柱止推轴承，有较大的承载能力。

经比较滑动轴承的公益性较差，而线接触的滚柱止推轴承的价格有较高，没有什么经济性，所以考虑使用滚珠止推轴承。

又叉车的转向桥在桥体上方的承受的载荷较大，下方受到的载荷较小，在上方布置一个轴承就可。

2．轮毂轴承叉车转向轮轮毂安装在一对圆锥滚柱轴承上。

圆锥滚子轴承可承受较大的轴向和径向载荷，间隙可调，能保证一定的刚度。

为了避免转向节轴颈根部产生应力集中，轴径根部采用较大的圆角半径，并附加一垫圈，以确保内轴承的正确安装和传力。