1. 研究目的与意义
小型工业搬运车辆，如叉车，在工业、商业、物流行业中有着广泛的应用。它可由司机单独操纵完成货物的装卸、运送或堆垛作业，同时也可借助属具扩大使用范围和提高作业效率。电动叉车无污染，清洁环保，广泛的应用于港口，车站，仓库、工厂等场地。
叉车转向装置一般为全液压传动，即动力转向。单支点液压转向桥，即三支点叉车的转向桥。比较同吨位的四支点叉车，其优点是转向轮可向左、向右各偏转90使得叉车的转弯半径更小，机动性更高，适应性更强。设计它为机械专业的学生提供了综合训练与创新机会。
此设计为机械专业的我提供了综合训练的机会，让我回顾了大学四年的机械设计、机械原理、汽车结构和汽车设计等课程，并让我通过查阅相关资料、实地参观等方式，对整个叉车转向结构有了很好的认识。此次设计主要队三支点叉车转向系统有了更好的认识。设计它为机械专业的学生提供了综合训练与创新机会。
2. 课题关键问题和重难点
在工作工程中，需要完成电动车液压马达转向的结构、部件调研；对液压马达转向架总成进行基本运动分析；完成1.2t电动三支点叉车的转向结构、部件的布置；相关转向机构理论计算等工作。其中还要完成液压马达的结构设计、草图绘制；电动车液压马达转向架总成装配图、部件工作图、零件工作图的绘制。设计满足技术参数及工作性能的要求；贯彻标准化，符合国家规范要求。设计结构紧凑合理，满足强度、刚度、寿命以及经济性、安全性方面的要求。该型叉车使用全液压转向系统，叉车转向时，司机在转向操纵机构及方向盘上施加转向力矩，使方向盘产生旋转位移，并通过转向轴传给转向器，转向器根据方向盘回转的角度大小，计量地将分流阀分流过来的压力油通过管路传递给转向油缸，再通过转向梯形带动转向轮实现转向。
机动性有关的主要考核指标：最小外侧转弯半径w；最小直角通道宽度s；直角堆垛的最小通道宽度。
所需完成的图纸包含：转向架总成装配图0号一张；②液压马达装配图1号一张；③转向中心轴结构图1号一张；④零件图若干张。
3. 国内外研究现状（文献综述）
1.叉车简介
(1) 叉车的种类和车型选择
叉车是工业搬运车辆，通过直接进行装卸工作的工作装置及操纵工作装置动作的液压传动系统，对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，广泛应用于港口、车站、机场、仓库、物流中心、工厂车间等地方。如图1所示，即为市面上通常可见的内燃平衡重式叉车。
图1叉车
叉车根据其驱动方式可以分为：内燃叉车、电动叉车（图2）；根据其载重质量可分为：重型叉车、中型叉车、轻型叉车等。
而在环境要求较高的工况，如医药、食品、精密仪器、纺织等行业，多会选择以电动机为动力，蓄电池为能源的电动叉车，这类叉车承载能力 1.0～4.8吨，作业通道宽度一般为3.5～5.0米。虽然电动叉车没有污染、噪音小，但是每个电池一般在工作约8小时后需要充电，因此对于多班制的工况需要配备备用电池。
同时，各类叉车在仓储、码垛、堆砌等等作业工种中给人们带来了巨大的便利。减少了人力的成本的同时，大大降低了人力搬运大型货物所带来的安全隐患。提高了生产效率，是现代社会生产、物流、零售业可谓必备的专业工具车辆。
(2) 叉车的工作原理
叉车一般分为如下七个系统，即动力系统（发动机、电动机）、行走系统（变速箱、变矩器、半轴、驱动轮等）、制动系统、电气系统、转向系统、工作装置、和液压系统。而液压系统是叉车重要组成部分，工作装置和转向系统都是由液压系统驱动完成的。因此，叉车液压系统的优劣直接影响叉车性能的好坏。最简单的叉车液压系统一般由动力源（发动机、电动机）齿轮油泵、高压油管、多路阀、起升油缸、倾斜油缸、转向油缸和其他一些控制阀等部分组成。其工作原理是发动机（电动机）驱动液压齿轮泵不断产生高压油（齿轮泵原理同发动机油泵）。液压油从油箱吸出，经油管进入多路阀，根据不同工作情况，可扳动操作手柄，便可实现货叉的起升、降落、前倾、后倾、转向轮的转向等动作。从而实现叉车的搬运、装卸货物，满足人们的使用要求。
叉车动力系统：为叉车提供动力，一般装于叉车的后部，兼起平衡配重作用。
叉车行走系统：保证叉车滚动运行并支撑整个叉车。
叉车制动系统：由制动器和制动传动机构组成，使叉车减速或停车的系统。
叉车电气系统：由蓄电池、叉车照明、各种警告、警报信号装置以及其他电气元件和线路组成。电瓶叉车有串激直流电机；内燃机叉车有电动起动机；此外，汽油机叉车还有高压电火花点火装置。
叉车转向系统： 分为机械转向系和动力转向系两种。 前者以驾驶员的体能为转向能源，由转向器、转向传动机构和操纵机构3部分组成；后者是兼用驾驶员的体能和发动机动力为转向能源的转向装置。
叉车的工作装置及液压系统：取物工具，起重货架，门架，门架倾斜机构，起升机构组成。液压系统是对货物的升降和门架的倾斜以及对其他由液压系统完成的动作，实现适时控制装置的总合。它由液压元件、管路和操纵机构等组成。
(3) 叉车的构造特点
叉车相较于普通的家用小汽车，较为典型的特点有以下几个方面。
a)叉车的转向轮一般实在后轮，且转角很大，方便其在狭窄的仓储货架和集装箱间穿梭。同时，叉车由于负载很重，多采用实心的橡胶轮胎，以减轻车轮颠簸和震动。
b) 一般没有载人车厢，家用小汽车没有载重斗和货叉。
c)叉车变速挡位很少。叉车的负重很大，多数情况负载是叉车车重的1.5倍以上，而叉车的工况又不需要叉车有很高的车速。故叉车需要强大的牵引力，叉车多采用很小的变速比，以放大扭矩，提高起步牵引力。
d)大部分汽车发动机前置后桥驱动；而叉车的前桥为驱动桥，这是为了增大有载搬运时的前桥轴荷，以提高驱动轮上的附着质量。
e)叉车方向盘很小，上面会带一个小波轮，来方便驾驶员单手操作方向，可腾出另一只手进行叉操纵杆的操作。
如下图3和图4所示，电动叉车的主要部件如图所示。电动叉车不需要安装传统的发动机和变速器，但需要预留出位置和空间安装蓄电池组。
图3电动叉车剖面图
图4电动叉车俯视图
(4) 叉车生产和发展状况。
数据显示，2010年，我国实现叉车销量(含出口)232409台，同比增长67.31%。其中电动平衡重乘驾式叉车销售22960台，电动乘驾式仓储叉车销售7502台，电动步行式仓储叉车销售22280台，内燃平衡重式叉179667台。我国内销售约19万台，较2009年的111350台增长70%左右;出口销售约为4万台左右，与2009年的27555台相比，增长了60%左右。
我国内燃平衡重式叉车约占销量的80%，而全球叉车销量中电动叉车比重超过了50%。这是因为在欧、美、日的叉车市场上，电动叉车已成为主流产品的缘故。由于我国对环保要求较低、叉车作业更频繁、作业环境较恶劣以及运行成本等因素，较长时间内我国的叉车需求仍将倾向于使用内燃叉车。
在全球叉车市场格局中，丰田和林德遥遥领先，年销售收入超过50亿美元;而安叉和杭叉在国内叉车市场上称雄，合计市场占有率超过50%。
我国叉车性价比优势突出，预计未来中国叉车出口仍将保持较快增速，2010年前复合增长率不低于30%。而未来3年，国内叉车销量年增速有望保持在20%以上，对海外市场的依赖度将加大。出口已成销量增长的主要推进力。
2.叉车的转向机构
叉车的转向机构一般和传统汽车相反，转向轮为后轮。转向机构带动转向轮按照驾驶员意图偏转一定的角度，使叉车进行在狭长或复杂的工况下灵活移动，完成各类作业。
转向机构一般由以下几个部分组成：方向盘、转向柱、转向器、转向垂臂、纵拉杆、转向机构、转向桥、转向轮，如图5。
、
图5三支点电动叉车转向运动轨迹图
装卸搬运车辆轴压大、转向阻力矩大，转向频繁，为了使转向操纵轻便和灵敏，往往需用动力转向系统。中等吨位和大吨位的装卸车辆几乎全部采用动力转向系统。根据工作介质不同。动力转向系统分为气压式和液压式。液压式动力转向系统由于液体压缩性小，工作压力高，因而有结构紧凑，重量轻，滞后时间短等优点，故被广泛采用。
全液压转向装置与液压助力转向装置不同之处是以全液压转向器取代机械转向器和纵拉杆等机械元件，且用高压油管将全液压转向器和转向油缸联通。全液压转向装置操纵轻便，安装容易，易于总体布置，因而应用更加广泛。如图6所示。
图6全液压转向系统
1-方向盘 2-全液压转向器 3-高压油管 4-转向油缸 5-扇形板
3.液压马达的结构
(1)叶片式摆动液压马达。叶片式摆动液压马达主要由缸体、动叶片、限位挡块、输出轴、进出油口等几部分组成，如图7所示。其结构特点是限位挡块与缸体紧固在一起，动叶片则紧固于输出轴上。当高压油液从其中一油口进入工作腔时，推动动叶片旋转，通过与动叶片紧固的输出轴带动负载摆动，此时另一油口与油箱接通进行回油。若将高压油液反向输入，则输出轴反向旋转。图（a）所示为单叶片式摆动液压马达，其摆角比较大，可达 300左右；图（b）为双叶片式摆动液压马达，其摆动角度较小，一般小于 150，其角速度则是单叶片式的一半，但传递扭矩是单叶片式的两倍。叶片式摆动马达运转平稳，经常用于伺服回转台（如雷达转台)。
a)单叶片式 b)双叶片式
图7 叶片式摆动液压马达结构示意图
1-限位挡块 2-缸体 3-传动轴 4-动叶片
(2)齿轮齿条式摆动液压马达。如图8所示，齿轮齿条式摆动液压马达是通过齿条活塞上的作用力、齿条与齿轮的啮合来输出回转运动。压力油进入液压缸推动活塞作直线运动，通过与活塞相连的齿条齿轮转换为输出轴的回转运动。如果要使轴反向输出，压力油就必须反向输入。其优点是结构简单，密封简易，泄漏较少，位置准确度方便操控和维持，其摆动角可以超过360，也可以做成双作用的。
图8 齿轮齿条式摆动液压马达
1-壳体 2-齿条 3-齿轮 4-调整螺钉
4. 研究方案
1.设计1.2t叉车三支点液压马达转向架总成步骤
（1）翻阅参考书，查阅相关车型主要是采用何种转向机构，并搞懂车辆转向机构的原理和工作方式。
（2）根据叉车的轮距、转向轮偏转角和叉车的最小转弯半径等相关参数，计算出齿轮齿条液压缸的工作范围和外廓尺寸
5. 工作计划
第1周 开学第一天提交英文翻译终审稿，并上传至毕设管理系统。
周末提交开题报告初稿。（参观、调研寒假完成）；
第2周 周末提交开题报告终审稿，并上传至毕业设计管理系统。
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