【正文】 速：轉(zhuǎn)彎或通過(guò)不平穩(wěn)路面時(shí)允許兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速不同。 而叉車對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)還有一 些特殊的 (1)需要較大的速比。叉車的車速較低，最大車速為 20km/h，要求傳動(dòng)系統(tǒng)總的傳動(dòng)比較大。 (2)有較多的倒檔。叉車在作業(yè)時(shí)常用倒檔，頻率接近 50%。而此次設(shè)計(jì)的此次也是設(shè)計(jì)了 3個(gè)前進(jìn)擋和兩個(gè)倒退擋。 (3)頻繁的操作：從上述的操作循環(huán)可以看出，叉車的離合器和變速器的操作相當(dāng)頻繁，在這種情況下，需要采用較好的同步器換擋和動(dòng)力換擋。 (4)提供輔助維修手段。由于叉車的結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的維修與更換非常困難，在設(shè)計(jì)時(shí)就需要著重考慮。 (5)特殊的結(jié)構(gòu)形式。由于結(jié)構(gòu)緊湊，所以我的傳動(dòng)系統(tǒng)就需要采用剛性連接，無(wú)萬(wàn)向傳動(dòng)。 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案擬訂 叉車的傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用如下幾種方式。 (1)機(jī)械傳動(dòng)：此中傳動(dòng)方案有離合器、變速器、驅(qū)動(dòng)橋中的主傳 動(dòng)（輪邊減速）等組成。 此種傳動(dòng)方案對(duì)應(yīng)變速器的檔位不同時(shí)，各有一條牽引力曲線，而且機(jī)械傳動(dòng)在檔位一定的情況下并不改變發(fā)動(dòng)機(jī)的特性，因此它的牽引力曲線的形狀與發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線在某種情況下是相似的，只要當(dāng)檔位數(shù)足夠并且速比分配合理時(shí)，通過(guò)及時(shí)的人工換擋，分段逼近理想的傳動(dòng)系統(tǒng)特性曲線。所以在 駕駛員合理的操作下，機(jī)械傳動(dòng)可以達(dá)到最高的傳動(dòng)效率。 當(dāng)然這也要求操作員的技術(shù)很高。而且若是操作不當(dāng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)易熄火，冒黑煙，也會(huì)增加油耗。 (2)液力機(jī)械傳動(dòng)：相當(dāng)于用液力變矩器取代離合器，動(dòng)力換擋變 速器取代人力換擋變速器，驅(qū)動(dòng)橋部分也不會(huì)變，簡(jiǎn)稱液力傳動(dòng)。液力傳動(dòng)的特性與傳 6 動(dòng)系統(tǒng)的理想特性比較相近，低速牽引力大，加速快，難呢過(guò)自動(dòng)調(diào)速，對(duì)于操作員來(lái)說(shuō)，更加方便。但是這也缺少了操作性，最主要的是，他的傳動(dòng)效率低。 (3)靜壓傳動(dòng)和內(nèi)燃點(diǎn)傳動(dòng)：靜壓傳動(dòng)依靠液壓系統(tǒng)的控制回路實(shí) 現(xiàn)調(diào)速，操作方便，也能實(shí)現(xiàn)理 想特性，但是成本較高不予考慮。內(nèi)燃電傳動(dòng)采用電動(dòng)輪方案，基本原理是，有內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)，然后用發(fā)電機(jī)輸出電能驅(qū)動(dòng)裝載車輪中的直流電動(dòng)機(jī)。其調(diào)速和制動(dòng)油電氣系統(tǒng)控制，也能實(shí)現(xiàn)理想特性，布置也簡(jiǎn)單方便。但是成本也太高，所以也不予考慮。 綜合以上方案，我初步選擇的是機(jī)械傳動(dòng)和液力傳動(dòng)。 機(jī)械傳動(dòng)操作性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本在幾種方案中時(shí)最低的，雖然對(duì)操作員的要求較高，但在如今的專業(yè)水平下是沒(méi)有任何問(wèn)題的。最主要的是它的傳動(dòng)效率是最高的。而且在現(xiàn)在的叉車中有最廣泛的運(yùn)用，在設(shè)計(jì)上有最完美的方法，在制作工藝上也有 比較完全的系統(tǒng)。整體結(jié)構(gòu)如圖 3。 液力傳動(dòng)，操作方便，也滿足理想特性。但是傳動(dòng)相率相對(duì)較低。而且在現(xiàn)如今的叉車中，應(yīng)用比較少，所以技術(shù)也不夠成熟，制造成本相對(duì)較高。 最終，我還是選擇了機(jī)械傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)此次的設(shè)計(jì)。 傳動(dòng)系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì) 內(nèi)燃機(jī)的選擇 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 (1) (2) (3) G —— 叉車自重 7 圖 1 叉車傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 Fig 1 Structure diagram of forklift drive system Q —— 額定起重量，已知為 3t C —— 載荷中心距，取 500mm R —— 前輪半徑，取 155mm L —— 軸距，取 1000mm β —— 限速影響系數(shù)，β = —— 檔動(dòng)力因素， 35t 取 —— 最大車速 20km/h G+Q —— 叉車自重與起重量和 —— 傳動(dòng)效率，機(jī)械傳動(dòng)取 —— 附件功率 最終計(jì)算得 G=， =。查詢參考資可以選用的發(fā)動(dòng)機(jī) 為 X4105CQ,從而可以查閱參考資得。 主離合器的設(shè)計(jì) 叉車對(duì)離合器的一般要求 接合平順。保證內(nèi)燃叉車的平穩(wěn)起步和平穩(wěn)換擋，這一方面也要求駕駛員的熟練操作來(lái)做保。 (1)分離徹底。如在起動(dòng)或換擋過(guò)程中暫時(shí)徹地的切斷動(dòng)力傳遞，分離狀態(tài)要徹底，不要有連帶，不能“拖泥帶水”，但也需要由離合器構(gòu)造和操縱機(jī)構(gòu)保證。 (2)傳力可靠。叉車用的主離合器都是常接合的，自由狀態(tài)為接合狀態(tài)，有彈簧來(lái)壓緊。能實(shí)現(xiàn)將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩可靠地傳遞給傳動(dòng)系統(tǒng)，正常工作狀態(tài)下不打滑。 8 (3)防止過(guò)載。在車輛起步、制動(dòng)和阻力突然增大時(shí)，通過(guò)摩擦副之間的打滑來(lái)保護(hù)傳動(dòng)系統(tǒng)的各零部件不過(guò)載，起極限力矩聯(lián)軸器作用。 (4)更換方便。這是叉車對(duì)此的特殊要求，因?yàn)椴孳嚨慕Y(jié)構(gòu)緊湊，但是它的操作有非常平滑，有上述的操作循環(huán)中可以看出對(duì)離合器的操作也是非常的頻繁的。而離合器也是傳動(dòng)系統(tǒng)中不可或缺的一部分，所以要求易更換，在此次的設(shè)計(jì)中，就采用了最常用的在配合變速器第一軸的“抽軸構(gòu)造”來(lái)實(shí)現(xiàn)。所謂抽軸構(gòu)造是指變速器第一軸能軸向移動(dòng)一段距離，使其與離合器從動(dòng)盤之間的花鍵脫開，使離合器從動(dòng)盤能從上方取出方便更換 。 (5)接合可靠。具有合適的儲(chǔ)備能力。既能保證傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，又能防止傳動(dòng)系統(tǒng)零部件過(guò)載。而反映這種性能的參數(shù)是離合器的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)，儲(chǔ)備系數(shù)β值的大小與原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)性能、離合器的結(jié)構(gòu)形式等因素有關(guān)。一般β取 。 離合器構(gòu)造 離合器種類分為：干式離合器，濕式離合器，單片離合器，多片離合器，經(jīng)常接合式離合器，經(jīng)常分離式離合器。 在此次的設(shè)計(jì)中選擇經(jīng)常接合式離合器。 離合器由摩擦襯片、壓盤、分離杠桿、分離撥叉、分離軸承和殼體等組成。 對(duì)其離合器的摩擦片 D 與 d 取值，取 D=300mm， d=175mm。 繪制構(gòu)造組裝圖見(jiàn)圖 BS2。 (1)工作原理 離合器的主動(dòng)部分由內(nèi)燃機(jī)飛輪 離合器蓋 5 和壓盤 4 等構(gòu)件。離合器從動(dòng)部分由帶有摩擦片 3 的從動(dòng)片 2，從動(dòng)片通過(guò)花鍵與從動(dòng)軸 9相連，從動(dòng)軸即變速器輸入軸。當(dāng)從動(dòng)片被彈簧 (壓緊裝置 )壓緊在飛輪與壓盤之間時(shí)，產(chǎn)生摩擦力而傳遞轉(zhuǎn)矩。需要中斷轉(zhuǎn)矩時(shí)，迅速踩下踏板 12，經(jīng)過(guò)分離撥叉 分離套筒 分離軸承 7及分離杠桿 11，使壓盤 4 進(jìn)一步壓緊彈簧并離開從動(dòng)片 2，離合器處于分離狀態(tài)，不再傳遞轉(zhuǎn)矩。這些機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為分離機(jī)構(gòu)。 當(dāng)需要離合器結(jié)合時(shí)，緩慢的 松開踏板，壓盤會(huì)在彈簧力作用下，向左移動(dòng)而將從動(dòng)片逐漸壓緊，壓力逐漸增大時(shí)，主、從動(dòng)片見(jiàn)的摩擦力加大，傳遞轉(zhuǎn)矩加大。從動(dòng)片在摩擦作用下逐漸加速，直至與主動(dòng)件速度一致。 這樣的設(shè)計(jì)才能保證迅速分離，緩慢結(jié)合，從而起到傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。 (2)主離合器驗(yàn)算 轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)β：主離合器的最大摩擦力矩必須保證傳遞內(nèi)燃機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩并有一 9 定， =~，取 。 摩擦力矩的驗(yàn)算 (4) (5) (6) —— 壓盤上的總壓力； μ —— 擦因數(shù)，干式：銅對(duì)石棉 ~， —— 摩擦面等效半徑 z —— 摩擦面數(shù)，單片去 2 —— 需用壓強(qiáng)，鋼對(duì)銅絲石棉 ~ A —— 摩擦片面積 由上述經(jīng)驗(yàn)公式得 代入所有數(shù)據(jù)得 取 D=300mm 符合要求。 萬(wàn)向傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 它由兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)和一根可伸縮的傳動(dòng)軸就構(gòu)成了一套萬(wàn)向傳動(dòng)裝，萬(wàn)向傳動(dòng)能夠“容忍”非常大的距離偏差和角度偏差，可靠地傳遞動(dòng)力。 叉車噸位較大，軸距較大時(shí)，在布置上可以采用萬(wàn)向傳動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是可以把發(fā)動(dòng)機(jī)靠后，用以平衡叉車載物時(shí)的重。 萬(wàn)向傳動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該符合以下兩個(gè)特點(diǎn)： (1) 與中間軸相連的兩萬(wàn)向節(jié)必須在同一平面內(nèi)。 (2) 被連接的兩根軸與中間軸的夾角數(shù)值相等。 叉車驅(qū)動(dòng)橋的功能 (1)減速增距：通過(guò)主傳動(dòng)、輪邊減速（此次設(shè)計(jì)未用到），進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)軸、增大轉(zhuǎn)矩，以滿足驅(qū)動(dòng)要求。 (2)差速：適應(yīng)轉(zhuǎn)彎、路面不平、輪胎氣壓不等造成滾動(dòng)半徑差別等情況。 (3)承載：承裝驅(qū)動(dòng)橋機(jī)構(gòu)，承裝車輪、制動(dòng)器、連接門架、車架。 (4)傳力：支撐車架，傳遞重力、驅(qū)動(dòng)力 、制動(dòng)力、側(cè)向力。 叉車驅(qū)動(dòng)橋 (1)由于車速較低，主傳動(dòng)速比往往較大。 (2)多采用全浮式半軸：只承受轉(zhuǎn)矩，其他載荷有橋殼承擔(dān)。 10 (3)有時(shí)通過(guò)剖分軸瓦直接承裝門架，并通過(guò)剖分軸瓦直接安裝在車架上。 (4)由于叉車結(jié)構(gòu)緊湊，中小噸位往往與變速器剛性連接。 叉車驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)造 (1)主傳動(dòng) 主傳動(dòng)有稱主減速器。由于叉車的車速低，傳動(dòng)系統(tǒng)的總速比大，希望主傳動(dòng)部分能分擔(dān)速比。 主傳動(dòng)中采用曲線齒錐齒輪副，其優(yōu)點(diǎn)是不發(fā)生根切的最小齒數(shù)少，只有 5~6 個(gè)，有利于提高速比，減小尺寸。主傳動(dòng)主要承擔(dān)固定的速比，一般單機(jī)速比 5~7，雙級(jí)速比 8~12。在本次設(shè)計(jì)中便采用單級(jí)速比，并去主速比。 (2)差速器 當(dāng)叉車轉(zhuǎn)彎、在不平路面上行駛或左右輪胎載荷與氣壓不等而使其滾動(dòng)半徑有差異時(shí)，必須允許左右驅(qū)動(dòng)車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，才能保證正常行駛。因?yàn)椴捎貌钏倨鲗?dòng)力分別傳遞到兩根半軸，并使其有可能以不同的速度旋轉(zhuǎn)。 差速器位于主傳動(dòng)大椎齒輪的中間，是一種空間行星輪機(jī)構(gòu)。在正常情況下，差速器殼帶動(dòng)十字軸 并帶動(dòng)行星齒輪公轉(zhuǎn)，行星齒輪撥動(dòng)半軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，只是行星輪只有公轉(zhuǎn)沒(méi)有自轉(zhuǎn)，兩個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速相同。當(dāng)有差速需要時(shí)，行星齒輪既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)，是兩個(gè)半軸的轉(zhuǎn)速不。 對(duì)于半軸，驅(qū)動(dòng)橋殼，車輪，均按照傳統(tǒng)叉車的標(biāo)準(zhǔn)選取。在此不做介紹。 3．變速器設(shè)計(jì) 叉車變速器的作用 變速變距：通過(guò)換擋改變內(nèi)燃機(jī)到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)比，改變驅(qū)動(dòng)力和車速，適用不同的路面。 提供倒檔：解決內(nèi)燃機(jī)不能倒轉(zhuǎn)的問(wèn)題，使車輛能夠后退行駛。 提供空擋：較長(zhǎng)時(shí)間切斷動(dòng)力傳遞，以便讓內(nèi)燃機(jī)無(wú)載起動(dòng)或短暫停車時(shí)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。 叉車中