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第4章 叉架的设计计算
图4-1 叉架受力图
如图4-1所示，叉架一般按简支梁计算其上横梁悬壁根部A-A截面处的应力（MPa），其计算式为
?式中
?FP?F?6L?hb?MxMy?FPL??FL???????2???2?? （式4-1）
WxWy?bh6??hb6?bh L——货叉最外悬挂点到叉架上横梁臂端根部的距离，mm； h——叉架上横梁悬壁端根部截面净高度，mm；
b——叉架上横梁悬壁端根部截面净宽度，mm，b=M=31mm； Fp——垂直载荷，N。Fp=9800Q/2，即额定起重量的一半；
F——纵向载荷，N。F=Fpm/h2，h2见表4-1，m=c+a+0.5b，a为货叉厚度,
c为载荷中心距，c=500mm。 表4-1 货叉安装尺寸h2
起重量/t h2/mm 代入式4-1中，得
0.5～0.75 307
1～2.5 383
2.75～4.75
478
5～6 599
取 h=120mm、h2=383mm、L=200mm，知a=40mm、b=31mm 、c=500mm
980?01.8?8820N 2?0.?53?1 m?500?40 FP?55
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黑龙江工程学院本科生毕业设计 F?882?0555.5?12792.45N
383
?2.45?88201279?6?20?0???12031????156.7M7Pa 31?120由第三章知
????179.67MPa
而此处
??156.7M7Pa????? a179.M6P7所以 叉架满足要求。
叉架的其它部分为超静定的框架结构，强度与刚度较大，不必计算校核。
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第5章 液压叉车门架的设计计算
5.1 门架系统的构造原理
图5-1为门架结构简图，内门架1和外门架2都是由两根柱和一个或两个端梁焊成的框架。内架仅有一个上端梁，下部有一个很弱的横系杆。外架有上端梁及下端梁，为不妨碍内架，上端梁放在立柱顶端后翼缘后边。中部由横梁加强，其两侧伸出有联接倾斜油缸的铰轴。左右立柱异型槽钢，其开口相对。叉架和内架上的各滚轮组分别安放在内架和外架立柱的槽内，滚轮组构成叉架，内架和外架相互之间的活动联系，起传力和保证有正确动力的导向作用。起升链滑轮组包含两套对称布置的起升链和动，滑轮座固定在内架上梁。起升油缸的上、下支座的支承分别固定在内架上梁和外加下梁上，为保证安置在期间的起升油缸受纯压力，支座的支承表面常为球面。链的一端固定在外架的下梁或立柱上，另一端与叉架相连接。
图5-1 叉车门架结构
1——内门架 2——外门架 3——叉架 4——货叉 5——货物 6——导向滚轮 7——倾斜油缸
5.2 门架强度的计算状态
本设计选择门架材料为16Mn，其剪切弹性模量为:G=8.4×105Kg/cm2，弹性模量为：E=2.1×106Kg/cm2。抗拉、抗压????2400Kg/cm2，抗剪????1450Kg/cm2，屈服点??s??3500Kg/cm2。
叉车起升的货物重量和叉架、货叉自重都是通过叉架滚轮和门架滚轮以集中力的形式作用在门架上的。当叉车满载、货叉起升到最大高度、门架前倾最大角度?时，门架受力最大(图5-2)。在与门架垂直的平面内，取叉架为自由体，即可求出内门架对又架滚轮的反压力Pl、P2。
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黑龙江工程学院本科生毕业设计 k?Qa0cos??Qb0sin??G1a1cos??G1b1sin??sa2???2h2?1? （式5-1） P2?P?Q?G1?sin??1?2??S??Q?G1??k??P1?式中
Q——额定起重量，Kg； G1——货叉和叉架的自重，Kg； S——链条总拉力，Kg； ?——门架最大前倾角，度；
k——动力载荷系数，K=K1（动力系数）×K2（货物偏载系数）。
图5-2 门架载荷作用图
其中Q=1800Kg、a1?260mm a0?665mm、G1=250Kg、h2=370mm、
b1?300mm、b0?380mm、a2?40mm、??6?、K=1.2。
代入式5-1得到
S??1800?250??1.2?2460Kg P1??1800?665?cos6??1800?380?sin6??1.2???2?370??1000?260?cos6??1000?300?sin6??2460?40?
?2356.99Kg17
黑龙江工程学院本科生毕业设计 1P2?2356.?99??2
?2249.84Kg1?800??250?
sin6从以上计算中可以看出，链条拉力S对滚轮中心产生的力矩，有助于减小滚轮压力，从而减小门架所受的载荷。在一般情况下，链条拉力产生的力矩(sa2)数值上可达货物重量力矩的1/10～1/9。当门架前倾最大角度时(??6?)，滚轮最大压力比门架直立时约增加10%左右。
由于链条拉力和门架前倾对滚轮压力所起的、数值上近乎相等的减载和增载作用，为了使计算简化，将其略去不计，按门架直立状态进行计算。
5.3 计算滚轮压力
（图5-3）门架直立时，??0，由此内门架滚轮
力为
压
P1?P2??k?Qa0?G1a1?2h21.2??1800?665?250?260? （式
2?370?2046.47Kg5-2）
知h1=480mm，h2=370mm 外门架滚轮压力为：
P3?P4?P1h2h1370 （式5-3） 480?1577.49Kg?2046.47? 图5-3 门架滚轮压力计算图
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