黑龙江工程学院本科生毕业设计 虑到挂钩型货叉上部的挂钩处有安装间隙，并非绝对不能转动，照此分析，货叉又可简化为支承在两个铰接支座上的静定刚架（图3-3）。
图3-2 超静定刚架计算简图
图3-3 静定刚架计算简图
这两种计算简图，在集中载荷P力作用下，货叉的危险截面均在支座A以下的垂直段，其应力状态相同，强度相等。但货叉垂直段的受力情况不同，导致变形不同。由于静定刚架水平段的变形量大于静定刚架水平段的变形量。 为偏于安全起见， 货叉的强度和刚度均按静定刚架进行计算。
3.3货叉的强度验算
（a） (b)
(c) (d)
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黑龙江工程学院本科生毕业设计 图3-4 货叉强度验算计算简图
从货叉所受的集中载荷P力作用的内力图(图3-4)来看, 水平段受弯矩和剪力, 垂直段受弯矩和拉力, 危险截面支座A以下垂直段的最大正应力为
?max?式中
P?3c?2a? （式3-1） 2abP——货叉的计算载荷，N； C——标准载荷中心距，mm； a——货叉厚度；mm； b——货叉截面宽度，mm。 3.3.1计算载荷P的确定
QP?KK() （式3-2） 122式中
Q——起重量，Q=1.8t=17640N
K1——动载荷系数，由文献[1]推荐，取K1=1.2； K2——偏载荷系数，由文献[1]推荐，取K2=1.3. 由此得出
17640P?1.2?1.3()?13759.2N
23.3.2 安全系数n的确定
安全系数的选取, 与货叉的计算载荷大小、动载荷系数和偏载荷系数的选取密切相关。如果计算载荷比较准确, 安全系数可以取较小数值。否则，安全系数应取较大数值。
强度计算时，安全系数应满足以下条件【2】
n?其中
?s?3~3.5 ?n——强度安全系数；
?s——材料屈服极限；
； ?——危险截面处应力（即最大正应力）
注：?s与?单位相同。
此次设计选择安全系数为n=3。
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黑龙江工程学院本科生毕业设计 3.3.3 计算最大正应力
?????sn?5393?179.67MPa （式3-3）
3.3.4 强度验算
把数据代入式3-1, 得出
13759.2??3?500?2?40? 402?120?113.23MPa因为?max?113.23MPa?????179.67MPa,所以货叉满足强度条件。
?max?3.4 货叉的刚度校核
货叉的刚度通常校核叉尖处的静挠度，即以额定载荷之半作为计算载荷（P1?Q）, 按等截面静定刚架来计算又尖处的挠度，计算方法用简便的弯矩图乘2法（图3-5）。
（a）计算图 （b）MP弯矩图 （c）M'弯矩图
图3-5 货叉叉尖挠度计算图
由此可得叉尖的挠度
fE?式中
Pcl?c?13l?c?6e?2d?? （式3-4） ??6EJ?l?a3bJ?——货叉的截面惯性矩，cm4；
12E——货叉的弹性模量，N/cm2；
QP?——货叉的额定截荷，N. 12代人数据, 得出
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黑龙江工程学院本科生毕业设计 17640?50?100?50?2 f?3?100?50?6?7.6?2?40.9?1.41cm ????E?43?12?10056?205.8?10?12叉尖的许用挠度为
l100（式3-5） f?????50?50?2cm
由于fE?1.41cm???f???2cm,所以货叉满足刚度条件。
3.5 货叉挂钩形式的确定
叉车货叉上的挂钩与货叉的联接形式, 通常有整体式和非整体式两种。非整体形式的联接方法, 又有焊接和螺栓联接等形式。由于焊接形式货叉制造容易, 安装拆卸方便, 所以, 货叉与挂钩的联接多采用非整体的焊接形式。
3.6 货叉与挂钩焊接强度验算
挂钩尺寸根据ISO2328-77标准规定，z=17.5mm，M=31mm，s=50mm，K=H=5mm，b=120mm，G=36mm（图3-6）。
图3-6 挂钩尺寸与焊接强度验算
挂钩的水平段受弯矩和拉力, 垂直段受弯矩。根据起重机焊接强度的计算规范, 由拉伸应力?和剪切应力?所组成的复合应力, 按等效应力?cp来进行计算, 其
11计算公式为
?F'??P'??cp???4????4??? （式
?HD??HD?21212212
黑龙江工程学院本科生毕业设计 3-6） 式中
F'——挂钩所受的水平力, N； D——焊缝总长度，cm； P'——所受垂直力，N。 代入数据, 得出
D?2b?2(G?2H)?2?120?2?(36?2?5)?292mm
F'?则
P?a?c??z13759.??2?4?50?1.75??18754.N9 0d40.922?18754.9??13759.2??4? ?cp??12?4?12??????22.81MPa
0.5?29.20.5?29.2????货叉与挂钩焊接的焊条选用TB13-2, 焊条的抗拉强度?b?490MPa,焊条的许用应力
490'??163.33MPa ????b?n3由于
'?cp?22.81MPa???????163.33MPa
所以，货叉与挂钩满足焊接强度条件。
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