畢業(yè)設(shè)計(jì)--hq5050jgk高空作業(yè)車改裝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　HQ5050JGK高空作業(yè)車改裝設(shè)計(jì)</p><p>　　系部名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 車輛工程07-4班 </p><p>　　學(xué)生姓名： &l

2、t;/p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱： 副教授 </p><p><b>　　二○一一年六月</b></p><p>　　Design on Aerial platform truck of HQ5050JG

3、K</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　文中主要對(duì)HQ5050JGK高空作業(yè)車的二類底盤(pán)的選型和整體布置、動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)分析、工作裝置設(shè)計(jì)分析和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析，最后進(jìn)行整車穩(wěn)定性校核。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求及其技術(shù)參數(shù)的要求，其設(shè)計(jì)思路為：根據(jù)高空作業(yè)車的舉升質(zhì)量要求，確定升降機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，然后確定

4、汽車底盤(pán)及車輛的總體布置和控制系統(tǒng)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)說(shuō)明中，首先對(duì)升降機(jī)不同結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了比較，得出了設(shè)計(jì)方案，然后對(duì)負(fù)載進(jìn)行分析計(jì)算，選擇確定了整車的結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后根據(jù)負(fù)載和使用狀況進(jìn)行液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　文中主要完成的是HQ5050JGK高空作業(yè)車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓回路設(shè)計(jì)及傳動(dòng)裝置工作裝置的詳細(xì)設(shè)計(jì)。高空作業(yè)車設(shè)計(jì)時(shí)按6單元展開(kāi)，所有的設(shè)計(jì)工作都是圍繞

5、這6個(gè)單元展開(kāi)的：高空作業(yè)車總體設(shè)計(jì)、舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、工作裝置的設(shè)計(jì)、動(dòng)力傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)、安裝保護(hù)裝置、整車穩(wěn)定性校核。</p><p>　　關(guān)鍵詞：總體設(shè)計(jì)；舉升機(jī)構(gòu)；工作裝置；動(dòng)力傳動(dòng)裝置；性能分析</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Focuses on HQ5050JGK aerial second

6、 class chassis selection and the overall layout, power transmission equipment design analysis, work equipment design analysis and control system design and analysis, the last vehicle stability check.</p><p>

7、　　According to requirements design and technical parameters of the requirements, design ideas are as follows: under the aerial lift vehicle quality requirements, to determine the structure of the lift program, and then d

8、etermine the vehicle chassis and the overall layout and control system. In the design specification, the first lift programs with different structures are compared, obtained design program, then loads analysis and ca

9、lculation, select the vehicle to determine the structural para</p><p>　　Key words: The overall design; Lifting mechanism; Work device; Power transmission device; Performance analysis</p><p><

10、b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………… Ⅰ</p><p>　　Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ</p><p>　　第1章 緒論 …………………………………………………………………………… 1</p>&l

11、t;p>　　1.1課題研究的目的及意義……………………………………………………………1</p><p>　　1.2高空作業(yè)車的國(guó)內(nèi)外研究狀況……………………………………………………1</p><p>　　1.2.1高空作業(yè)車的國(guó)外研究狀況…………………………………………………1</p><p>　　1.2.2高空作業(yè)車的國(guó)內(nèi)研究狀況2</p>

12、<p>　　1.2.3 高空作業(yè)車發(fā)展動(dòng)向3</p><p>　　1.3高空作業(yè)車的組成及功用3</p><p>　　1.3.1 工作裝置3</p><p>　　1.3.2 動(dòng)力裝置6</p><p>　　1.4 主要內(nèi)容及技術(shù)路線6</p><p>　　1.4.1 主要內(nèi)容6</p>

13、<p>　　1.4.2 技術(shù)路線6</p><p>　　第2章 高空作業(yè)車總體設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.1 高空作業(yè)車底盤(pán)的選擇8</p><p>　　2.1.1二類底盤(pán)選擇依據(jù)8</p><p>　　2.1.2 選擇二類底盤(pán)要求8</p><p>　　2.2 工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要尺寸確

14、定10</p><p>　　2.3 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)11</p><p>　　2.3.1剪叉臂材料的選擇12</p><p>　　2.3.2剪叉臂尺寸的確定13</p><p>　　2.3.3橫軸的選取17</p><p>　　2.4 支腿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　2.4.

15、1支腿跨距的確定20</p><p>　　2.4.2支撐腳接地面積確定22</p><p>　　2.5 總體主要參數(shù)確定22</p><p>　　2.5.1 尺寸參數(shù)的確定22</p><p>　　2.5.2 質(zhì)量參數(shù)的確定22</p><p>　　2.5.3 總質(zhì)量ma23</p><

16、p>　　2.6 本章小結(jié)23</p><p>　　第3章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.1 執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置24</p><p>　　3.2 速度和載荷的計(jì)算24</p><p>　　3.2.1速度計(jì)算及速度的變化規(guī)律24</p><p>　　3.2.2執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)

17、律25</p><p>　　3.3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定26</p><p>　　3.3.1 系統(tǒng)壓力的初步確定27</p><p>　　3.3.2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)27</p><p>　　3.4 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證32</p><p>　　3.4.1油路循環(huán)方式的分析和選擇32</p

18、><p>　　3.4.2開(kāi)式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇33</p><p>　　3.4.3調(diào)速方案的選擇33</p><p>　　3.4.4液壓系統(tǒng)原理圖的確定33</p><p>　　3.5 液壓元件的選擇及其連接33</p><p>　　3.5.1油泵的選擇34</p><p>　　3

19、.5.2取力器布置方案及基本參數(shù)選擇35</p><p>　　3.6 本章小結(jié)36</p><p>　　第4章 高空作業(yè)車性能分析37</p><p>　　4.1 汽車動(dòng)力性能分析37</p><p>　　4.1.2汽車的行駛方程式37</p><p>　　4.1.3汽車最高車速的確定40</p>

20、;<p>　　4.2 燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算40</p><p>　　4.3 支腿壓力的計(jì)算42</p><p>　　4.4 本章小結(jié)45</p><p>　　結(jié)論 ………………………………………………………………………………………46參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………47</p><p>　

21、　致謝……………………………………………………………………………………… 48</p><p><b>　　附錄49</b></p><p>　　附錄A 外文文獻(xiàn)原文49</p><p>　　附錄B 外文文獻(xiàn)中文翻譯53</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p>

22、<p>　　1.1選題的目的及意義</p><p>　　經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前高空作業(yè)車具有一定需求市場(chǎng)，但生產(chǎn)廠家相對(duì)較少，主要在于其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此難以形成批量生產(chǎn)，為使高空作業(yè)車能夠完善其結(jié)構(gòu)和性能，提高高空作業(yè)車的功能，形成小批量生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)將對(duì)高空作業(yè)車主要工作裝置所采用的各種方案進(jìn)行比較分析，分別列出各方案的優(yōu)劣點(diǎn)，以便選擇最合適方案。</p><p>　　高空作業(yè)機(jī)

23、械式在工程起重機(jī)械基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的高空作業(yè)設(shè)備，廣泛應(yīng)用在建筑、消防等行業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，對(duì)高空作業(yè)車的需求越來(lái)越多，要求工作范圍也越來(lái)越廣泛。</p><p>　　高空作業(yè)車提高了機(jī)械化程度，減少了勞動(dòng)消耗，降低了成本，縮短了工作時(shí)間，提高了工作效率并且以滿足各種特殊需要。</p><p>　　1.2高空作業(yè)車的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況</p><p>　　高

24、空作業(yè)車的分類方式有好多種，按臂架的展開(kāi)方式分類，有折疊式和伸縮式及混合式三種;按臂架的形狀分類有，直臂式和曲臂式;按驅(qū)動(dòng)方式分類，有自動(dòng)式、拖動(dòng)式和手動(dòng)式等等。</p><p>　　1.2.1高空作業(yè)車的國(guó)外研究狀況</p><p>　　國(guó)外高空作業(yè)機(jī)械屬新興行業(yè)，是在工程起重機(jī)械基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，只有二十幾年的歷史。但是發(fā)展速度很快，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是電子技術(shù)

25、在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用，是高空作業(yè)更加智能化，更加人性化，操作更加方便，更加安全的方向發(fā)展，采用自動(dòng)化控制，高空作業(yè)車的微動(dòng)性能好，定位也來(lái)越來(lái)越準(zhǔn)確。</p><p>　　目前，專業(yè)生產(chǎn)高空作業(yè)機(jī)械的公司比較少。近年來(lái)，由于汽車起重機(jī)銷售量下降及市場(chǎng)平淡，一批汽車起重制造公司，相繼發(fā)展高空作業(yè)機(jī)械，但總計(jì)年產(chǎn)量仍不能滿足市場(chǎng)需求，正處于發(fā)展時(shí)期。</p><p>　　國(guó)外高空作業(yè)機(jī)械，發(fā)展迅速

26、，技術(shù)水平不斷提高。我國(guó)在其主要差距在設(shè)計(jì)方法。其關(guān)鍵是電液比例操縱、微動(dòng)性能問(wèn)題，支腿調(diào)平技術(shù)問(wèn)題，微機(jī)自動(dòng)程序控制以及機(jī)電一體化問(wèn)題等和國(guó)外有很大的差距。</p><p>　　為了提高我國(guó)高空作業(yè)的生產(chǎn)水平，從目前的狀況來(lái)看應(yīng)首先從如下的幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。</p><p>　　1、解決工程汽車底盤(pán)問(wèn)題，這樣才可使高空作業(yè)車輕便、可靠，使用上既靈活又可承擔(dān)繁重的工作任務(wù)；</p>

27、;<p>　　2、提高液壓元件的制造質(zhì)量，這樣就可以提高使用壽命和可靠性，相應(yīng)的也就提高了高空作業(yè)車的質(zhì)量和性能；</p><p>　　3、改變高空作業(yè)車的生產(chǎn)方式，向規(guī)模化模塊化發(fā)展，這不但可保證質(zhì)量還可降低成本；</p><p>　　4、要擴(kuò)大新型高空作業(yè)車的使用范圍，可刺激本行業(yè)的發(fā)展，并投入力量加強(qiáng)對(duì)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)；</p><p>　　5、應(yīng)用

28、現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和手段對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行改造。</p><p>　　在目前的高空作業(yè)車的生產(chǎn)水平上，改進(jìn)高空作業(yè)車的工作性能，開(kāi)發(fā)研制機(jī)動(dòng)靈活、技術(shù)含量高安全、可靠的高空作業(yè)機(jī)械具有重大的意義。</p><p>　　1.2.2高空作業(yè)車的國(guó)內(nèi)研究狀況</p><p><b>　　1、概況</b></p><p>　　我國(guó)高空

29、作業(yè)車行業(yè)起步較晚，自20世紀(jì)60年代開(kāi)始研制、70年代才推出商業(yè)化樣機(jī)，隨著改革開(kāi)放的深入，逐漸引入國(guó)外高新技術(shù)及其產(chǎn)品，開(kāi)始在市政、園林、電力等行業(yè)推廣使用，但最大作業(yè)高度只有35m，且功能單一。在消防救援高空車產(chǎn)品中，錦州重型機(jī)械股份有限公司開(kāi)發(fā)出50m產(chǎn)品，沈陽(yáng)北方交通重工集團(tuán)開(kāi)發(fā)了53m產(chǎn)品，徐州重型機(jī)械有限公司開(kāi)發(fā)出68m產(chǎn)品。在高空作業(yè)車產(chǎn)品中，目前只有杭州愛(ài)知(日資控股)、徐州海倫哲等近30家企業(yè)生產(chǎn)，最大作業(yè)高度只有杭

30、州愛(ài)知和徐州海倫哲達(dá)到35m，與歐美的差距較大。也正因?yàn)榇耍呖兆鳂I(yè)車目前還只是用于電力保障、城市道路照明保障、城市園林維護(hù)和公安、交通等行業(yè)。限制這一行業(yè)發(fā)展的主要因素是大高度復(fù)雜截面混合臂架技術(shù)、安全技術(shù)、智能化高效控制技術(shù)、可靠性等，缺乏前瞻性研究，缺少向更大高度發(fā)展的技術(shù)支撐。</p><p><b>　　2、應(yīng)用情況</b></p><p>　　我國(guó)高空作業(yè)

31、車的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，尚處于初級(jí)階段，目前僅在電力、國(guó)防、市政、通訊、園林、交通、造船、消防等行業(yè)使用，在電力、市政等少數(shù)行業(yè)普及使用，而且也只是在最近5年才進(jìn)入快速發(fā)展階段。進(jìn)一步的發(fā)展將依賴于下面幾個(gè)主要方面：</p><p>　　(1) 更加重視文明、安全施工，需要相應(yīng)出臺(tái)有關(guān)政策、法規(guī)，限制傳統(tǒng)落后、無(wú)安全保障、低效率、勞動(dòng)強(qiáng)度大、能耗高的高空作業(yè)方式，更多地使用高空作業(yè)車。</p>

32、;<p>　　(2) 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和勞動(dòng)力成本的上升，更多的高空作業(yè)依靠機(jī)械化，而不是靠更多的人工作業(yè)，促進(jìn)高空作業(yè)車需求量的快速增長(zhǎng)。</p><p>　　(3) 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高和社會(huì)保障要求的嚴(yán)格，高空作業(yè)車也將成為應(yīng)急保障的必備設(shè)備。目前我國(guó)在應(yīng)急保障方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。</p><p>　　(4) 目前高空作業(yè)車的應(yīng)用多為市政、電力等公用部門(mén)，隨著整個(gè)社

33、會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)，高空作業(yè)車使用場(chǎng)合將大大拓寬，為高空作業(yè)車的發(fā)展帶來(lái)極為廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　(5) 35m以上高度高空作業(yè)車目前基本依賴進(jìn)口，也將為國(guó)產(chǎn)大高度高空作業(yè)車提供發(fā)展的機(jī)會(huì)。</p><p>　　1.2.3高空作業(yè)車發(fā)展動(dòng)向</p><p>　　高空作業(yè)車的發(fā)展主要?jiǎng)酉蚴菍?shí)現(xiàn)六化、三性，以提高高空作業(yè)機(jī)械的適用性。<

34、/p><p>　　六化:即液壓化、最優(yōu)化(采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、輕量化(采用高強(qiáng)度材料減輕構(gòu)件重量)、機(jī)電液一體化(如安全保護(hù)、報(bào)警裝置等)、通用化、系列化。</p><p>　　三性：可靠性、安全性和舒適性。</p><p>　　1.3高空作業(yè)車的組成及功用</p><p>　　高空作業(yè)車是用來(lái)運(yùn)送工作人員和使用器材到達(dá)指定現(xiàn)場(chǎng)并進(jìn)行作業(yè)的專用

35、汽車。</p><p>　　高空作業(yè)車除底盤(pán)部分外，為實(shí)現(xiàn)高空作業(yè)功能，還有動(dòng)力傳動(dòng)裝置、工作裝置、安全裝置及控制系統(tǒng)等。</p><p>　　高空作業(yè)車是用來(lái)運(yùn)送工作人員和工作裝備到指定高度進(jìn)行作業(yè)的特種車輛，是將高工作裝置安裝在汽車底盤(pán)上組成的。工作裝置包括工作臂、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、副車架、工作斗、液壓系統(tǒng)和操縱裝置等[2]。現(xiàn)在的高空作業(yè)裝置具有操作平順、工作穩(wěn)定、自動(dòng)調(diào)速、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，

36、大大提高了空中作業(yè)的工作效率。高空作業(yè)車是利用汽車底盤(pán)作為行走機(jī)構(gòu)，具有汽車的形勢(shì)通過(guò)性能，機(jī)動(dòng)靈活，行駛速度高，可快速轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到工作場(chǎng)地后能迅速投入工作[3]。</p><p>　　剪叉式高空作業(yè)車中外觀如圖1.1所示。</p><p>　　高空作業(yè)車正常進(jìn)行作業(yè)，需要工作裝置、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)三部分。這三個(gè)部分的組成及其作用分述如下：</p><p>　　1

37、.3.1 工作裝置 </p><p>　　工作裝置為實(shí)現(xiàn)高空作業(yè)車不同的運(yùn)動(dòng)要求而設(shè)置的。高空作業(yè)車一般設(shè)有變幅機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)。依靠變幅機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)載人工作斗在兩個(gè)水平和垂直方向的移動(dòng)；依靠平衡機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工作斗和水平面之間的夾角保持不變，依靠行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移工作場(chǎng)所。</p><p>　　圖1.1 剪叉式高空作業(yè)車</p><p>　　高空作業(yè)車的工作裝置包括

38、支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、作業(yè)平臺(tái)及其調(diào)平機(jī)構(gòu)。</p><p>　　金屬結(jié)構(gòu)是高空作業(yè)車的重要組成部分。高空作業(yè)車的各工作機(jī)構(gòu)的零部件都是安裝或支承在這些金屬結(jié)構(gòu)上的。金屬結(jié)構(gòu)是高空作業(yè)車的骨架。它承受高空作業(yè)車的自重以及作業(yè)時(shí)的各種外載荷。組成高空作業(yè)車金屬結(jié)構(gòu)的構(gòu)件較多，其重量通常占整機(jī)重量的一半以上，耗鋼量大。因此，高空作業(yè)車金屬結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，對(duì)減輕高空作業(yè)車自重，提高作業(yè)性能，節(jié)約鋼材，提高高空作業(yè)車的可靠

39、性都有重要意義。</p><p>　　支腿機(jī)構(gòu)是大多數(shù)高空作業(yè)車所必備的工作裝置，目前均采用液壓支腿。這類裝置時(shí)從外接動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓泵，通過(guò)控制閥把液壓泵產(chǎn)生的液壓油供給液壓支腿的工作缸，實(shí)現(xiàn)支腿伸縮。在作業(yè)車的兩側(cè)，一般備有操縱機(jī)構(gòu)，可以使前、后、左、右四個(gè)液壓支腿單獨(dú)的伸出或縮回，所以即使在不平整或者傾斜的地面上，也能把車體調(diào)整到水平狀態(tài)，安全作業(yè)。</p><p>　　舉升機(jī)構(gòu)的作用是

40、實(shí)現(xiàn)作業(yè)平臺(tái)的升降和變幅，變幅是指改變工作斗到回轉(zhuǎn)中心軸線之間的距離，這個(gè)距離稱為幅度。其結(jié)構(gòu)型式有垂直升降式和動(dòng)臂式。</p><p>　　垂直升降式舉升機(jī)構(gòu)按轉(zhuǎn)動(dòng)方式，可分為液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)；按其結(jié)構(gòu)分交叉剪刀式和套筒式交叉見(jiàn)導(dǎo)師是按交叉布置，鉸接成剪刀形的連桿框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)改變連桿交叉的角度就可以實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)。套筒有桁架式、箱式和圓筒式等型式，通過(guò)多節(jié)套筒的伸縮完成升降運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)方式也可以采用液壓傳動(dòng)和鋼絲

41、滑輪傳動(dòng)，垂直升降式舉升機(jī)構(gòu)作業(yè)高度有限，工作范圍小，但作業(yè)平臺(tái)較大，且支撐穩(wěn)定。</p><p>　　動(dòng)臂式舉升機(jī)構(gòu)可以分為伸縮臂式或直臂式、折疊式或者曲臂式、伸縮和折疊混合組成的混合臂式等三種型式。伸縮臂式是由多節(jié)套裝、可伸縮的箱形臂結(jié)構(gòu)，包括基本臂和伸縮臂兩部分。伸縮臂可以一節(jié)或多節(jié)，各節(jié)間裝有液壓缸，液壓缸工作是，各節(jié)臂可以伸縮，從而改變臂架的長(zhǎng)度。整個(gè)臂架系統(tǒng)職稱在液壓缸底部的鉸支座和變幅液壓缸的兩端，

42、通過(guò)變幅液壓缸的伸縮實(shí)現(xiàn)臂架擺動(dòng)，從而達(dá)到變幅和升降的目的，這種型式的最大作業(yè)高度可達(dá)60～80m。折臂式是由多節(jié)箱型臂折疊而成，一般采用2～3節(jié)折疊臂組成，折疊方式可分為上折式和下折式兩種，各節(jié)臂的折疊和展開(kāi)都是由各節(jié)液壓缸完成，這種型式的舉升機(jī)構(gòu)可以完成一定高度和幅度的作業(yè)，還可以完成地平面以下空間的作業(yè)?；旌媳凼脚e升機(jī)構(gòu)是由折疊臂式和伸縮式混合組成，這種型式組合上訴兩種舉升機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，使這種型式的舉升機(jī)構(gòu)具有更大的作業(yè)空間。<

43、;/p><p>　　高空作業(yè)車變幅是指改變工作斗到回轉(zhuǎn)中心軸線之間的距離，這個(gè)距離稱為幅度。變幅機(jī)構(gòu)擴(kuò)大了高空作業(yè)車的作業(yè)范圍，由垂直上下的直線作業(yè)范圍擴(kuò)大為一個(gè)面的作業(yè)范圍。高空作業(yè)車變幅機(jī)構(gòu)一般采用液壓油缸變幅。高空作業(yè)車的一部分（一般指上車部分或回轉(zhuǎn)部分）相對(duì)于另一部分（一般指下車部分或非回轉(zhuǎn)部分）做相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)稱為回轉(zhuǎn)。為實(shí)現(xiàn)高空作業(yè)車的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而設(shè)置的機(jī)構(gòu)稱為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。它是由液壓馬達(dá)經(jīng)減速器將動(dòng)力傳遞到回

44、轉(zhuǎn)小齒輪上，小齒輪既作自轉(zhuǎn)又作沿著固定在底架上的回轉(zhuǎn)支承大齒圈公轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)整個(gè)上車部分回轉(zhuǎn)。有了回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使高空作業(yè)車從面作業(yè)范圍又?jǐn)U大為一定空間的作業(yè)范圍。高空作業(yè)車在工作臂起伏時(shí)，工作斗與水平面夾角必須保持相對(duì)穩(wěn)定，才能保證工作人員正常工作。平衡機(jī)構(gòu)就是為了實(shí)現(xiàn)這一功能。對(duì)于伸縮臂或混合臂型式的高空作業(yè)車，通常有自重平衡、液壓伺服缸平衡、電液平衡幾種方式。</p><p>　　高空作業(yè)車的行走機(jī)構(gòu)就是通

45、用或?qū)Ｓ闷嚨妆P(pán)。</p><p>　　工作臂、副車架（車架大梁，門(mén)架、支腿等），金屬結(jié)構(gòu)是高空作業(yè)車的重要組成部分。高空作業(yè)車的各工作機(jī)構(gòu)的零部件都是安裝或支承在這些金屬結(jié)構(gòu)上的。金屬結(jié)構(gòu)是高空作業(yè)車的骨架。它承受高空作業(yè)車的自重以及作業(yè)時(shí)的各種外載荷。組成高空作業(yè)車金屬結(jié)構(gòu)的構(gòu)件較多，其重量通常占整機(jī)重量的一半以上，耗鋼量大。因此，高空作業(yè)車金屬結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，對(duì)減輕高空作業(yè)車自重，提高作業(yè)性能，節(jié)約鋼材，提

46、高高空作業(yè)車的可靠性都有重要意義。</p><p>　　1.3.2 動(dòng)力裝置</p><p>　　動(dòng)力裝置是高空作業(yè)車的動(dòng)力源。由于高空作業(yè)車采用汽車底盤(pán)作為行走機(jī)構(gòu)，通常不再另外設(shè)置動(dòng)力源，而是直接采用汽車底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)作為整車的動(dòng)力源。路燈安裝裝置需要的功率不大，一般約 10~20KW，而載重汽車底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率根據(jù)載重量不同從 50KW 一直到 150KW 以上，且 高空作業(yè)車工作時(shí)不允

47、許底盤(pán)行駛，因此底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力足以保證高空作業(yè)車工作裝置工作。因?yàn)楦呖兆鳂I(yè)車工作裝置需要功率不大，通常高空作業(yè)車采用變速箱取力方式，通過(guò)安裝在底盤(pán)變速箱側(cè)面的取力器取出發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，并驅(qū)動(dòng)液壓油泵向高空作業(yè)裝置供油。取力系統(tǒng)中還設(shè)置控制裝置，在底盤(pán)行駛時(shí)，取力器沒(méi)有輸出，液壓油泵不工作，需要進(jìn)行高空作業(yè)時(shí)，取力器輸出，油泵工作。</p><p><b>　　1.4設(shè)計(jì)技術(shù)路線</b><

48、;/p><p>　　1.4.1 主要內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種最大舉升高度為8m，舉升質(zhì)量>300Kg的高空作業(yè)車。本設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容有：支腿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)以及整車的整體布置。</p><p>　　主要解決的問(wèn)題有：二類底盤(pán)的選擇、高空作業(yè)車的總體布置、工作裝置的設(shè)計(jì)、整車性能計(jì)算。</p>

49、<p>　　設(shè)計(jì)技術(shù)路線安排如下：</p><p>　　1、方案設(shè)計(jì)與分析；</p><p><b>　　2、二類底盤(pán)選型；</b></p><p><b>　　3、總體布置設(shè)計(jì)；</b></p><p><b>　　4、工作裝置設(shè)計(jì)；</b></p>

50、<p>　　5、高空作業(yè)車穩(wěn)定性能計(jì)算。</p><p>　　1.4.2 技術(shù)路線</p><p>　　技術(shù)路線如圖1.2。</p><p><b>　　圖1.2 技術(shù)路線</b></p><p>　　第2章 高空作業(yè)車總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 高空作業(yè)車底盤(pán)的選擇 &l

51、t;/p><p>　　2.1.1二類底盤(pán)選擇依據(jù)</p><p>　　根據(jù)我國(guó)目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)某一服務(wù)領(lǐng)域的特定使用要求，主要是在已定型的基本車型底盤(pán)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行車身及工作裝置的設(shè)計(jì)，與此同時(shí)對(duì)底盤(pán)各總成的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行局部的更改設(shè)計(jì)與合理匹配，以達(dá)到滿足使用需求的較為理想的整車性能[11]。</p><p>　　因此，專用汽

52、車性能的好壞直接取決于專用汽車底盤(pán)的好壞，通常專用車輛所采用的基本底盤(pán)按結(jié)構(gòu)分可分為二、三、四類底盤(pán)。二類底盤(pán)是在整車基礎(chǔ)上去掉貨廂，三類底盤(pán)是從整車上去掉駕駛室與貨廂，四類底盤(pán)是在三類底盤(pán)的上去掉車架總成剩下的散件。</p><p>　　汽車底盤(pán)的選擇主要是根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動(dòng)力匹配等決定，目前，幾乎80%以上的專用車輛采用二類底盤(pán)進(jìn)行

53、改裝設(shè)計(jì)。采用二類汽車底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)是整車總體布置和工作裝置設(shè)計(jì)，對(duì)底盤(pán)僅作性能適應(yīng)性分析和必要的強(qiáng)度校核，以確保改裝后的整車性能基本與原車接近。</p><p>　　2.1.2 選擇二類底盤(pán)要求</p><p>　　在汽車底盤(pán)選型方面，一般應(yīng)滿足下述要求：</p><p><b>　　1、適用性</b></p><

54、;p>　　對(duì)于專用改裝車底盤(pán)應(yīng)適用于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標(biāo)進(jìn)行改裝造型設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2、可靠性</b></p><p>　　所選用汽車底盤(pán)要求工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命。且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于平衡。</p><p><b>　　3、先進(jìn)性</b

55、></p><p>　　應(yīng)使用整車在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過(guò)性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先進(jìn)水平的汽車底盤(pán)。而且在專用性能上要滿足國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。</p><p><b>　　4、方便性</b></p><p>　　所選用的底盤(pán)要求便于安裝、檢查保養(yǎng)和維修，處理好結(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空間合理的矛盾。&l

56、t;/p><p>　　目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上底盤(pán)的種類多、品種全，因?yàn)榻夥藕蜄|風(fēng)系列底盤(pán)性能好，價(jià)格便宜，市場(chǎng)保有量大，在載重量圍5~6t的中型汽車，選用的底盤(pán)多為解放和東風(fēng)系列的產(chǎn)品。東風(fēng)汽車有限公司生產(chǎn)的EQ1050D3ADJ3AC系列二類底盤(pán)是東風(fēng)汽車有限公司五噸底盤(pán)，采用東風(fēng)汽車有限公司成熟總成，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，各總成匹配合理，通用性強(qiáng)。表2.1為EQ1050D3ADJ3AC底盤(pán)的部分參數(shù)列表。市場(chǎng)價(jià)格經(jīng)濟(jì)和在市場(chǎng)上的

57、占有率高，因此，EQ1050D3ADJ3AC底盤(pán)是最佳選擇，適合于高空作業(yè)車車改裝設(shè)計(jì)，所以選擇EQ1050D3ADJ3AC底盤(pán)作為本次設(shè)計(jì)汽車所用底盤(pán)。</p><p>　　表2.1 EQ1050D3ADJ3AC底盤(pán)參數(shù)</p><p>　　2.2 工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要尺寸的確定</p><p>　　臺(tái)板位于升降臺(tái)的最上部，是支撐件的組成部分。汽車能夠在升降臺(tái)上

58、平穩(wěn)的停放就是臺(tái)板起了關(guān)鍵的作用。在進(jìn)行維修作業(yè)之前首先得駛上臺(tái)板。需要說(shuō)明的是臺(tái)板并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的鋼板，而是在下面有滑道，因?yàn)樯蹬_(tái)叉桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，使升降臺(tái)完成舉升和回落動(dòng)作。下底板也如此，如下圖2.1。</p><p>　　圖2.1 下底板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　根據(jù)表3.1汽車尺寸參數(shù)，確定臺(tái)板的長(zhǎng)度為2200mm，寬度1500mm，材料采

59、用熱軋鋼板。其形狀見(jiàn)圖紙。需要說(shuō)明的是臺(tái)板并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的鋼板，而是在下面有滑道，因?yàn)樯蹬_(tái)叉桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，使升降臺(tái)完成舉升和回落動(dòng)作。</p><p>　　上頂板和載荷直接接觸，其結(jié)構(gòu)采用由若干根相互交叉垂直的熱軋槽鋼通過(guò)焊接形式焊接而成，然后在槽鋼的四個(gè)側(cè)面和上頂面上鋪裝2200x1500x3mm的鋼板，其結(jié)構(gòu)形式大致如下圖2.2所示。</p><p&

60、gt;　　圖2.2 底板槽鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　沿平臺(tái)的上頂面長(zhǎng)度方向布置4根16號(hào)熱軋槽鋼，沿寬度方向布置6根10號(hào)熱軋槽鋼，組成上圖所示的上頂板結(jié)構(gòu)。在最外緣延長(zhǎng)度方向加工出安裝上下支架的滑槽。以便上下支架的安裝?；鄣木唧w尺寸根據(jù)上下支架的具體尺寸和結(jié)構(gòu)而定。沿長(zhǎng)度方向的4根16號(hào)熱軋槽鋼的結(jié)構(gòu)參數(shù)為</p><p><b>　?。?.1）</b>&l

61、t;/p><p>　　截面面積為，理論重量為，抗彎截面系數(shù)為。</p><p>　　沿寬度方向的6根10號(hào)熱軋槽鋼的結(jié)構(gòu)參數(shù)為</p><p>　　= （2.2）</p><p>　　截面面積為，理論重量為，抗彎截面系數(shù)為。</p><p><b>　　其質(zhì)量分別為：</b></p

62、><p>　　4根16號(hào)熱軋槽鋼的質(zhì)量為：</p><p><b>　　（2.3）</b></p><p>　　6根10號(hào)熱軋槽鋼的質(zhì)量為：</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　菱形鋼板質(zhì)量為：</b></p&g

63、t;<p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　高空作業(yè)車的工作裝置包括支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、作業(yè)平臺(tái)、操作及安全保護(hù)裝置等。</p><p>　　2.3 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　舉升機(jī)構(gòu)的作用是實(shí)現(xiàn)作業(yè)平臺(tái)的升降和變幅，其結(jié)構(gòu)型式有交叉剪刀式、套筒式、伸縮臂式和折疊臂式[5]。</p>&

64、lt;p>　　1、交叉剪刀式舉升機(jī)構(gòu)</p><p>　　交叉剪刀式舉升機(jī)構(gòu)是按交叉布置，鉸接成剪刀型的連桿框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)改變連桿交叉的角度時(shí)即實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)，如圖2.3（c）所示。連桿交叉角度的改變，可通過(guò)液壓油缸活塞桿的伸縮或鋼絲繩的收放來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種舉升機(jī)構(gòu)能完成較低高度的作業(yè)，工作平穩(wěn)，作業(yè)平臺(tái)較大，被廣泛的應(yīng)用于飛機(jī)、船舶制造、室內(nèi)維修、清潔電車線路維修等作業(yè)場(chǎng)地。但是，這種作業(yè)車越障能力差、工作范圍小

65、。</p><p><b>　　2、套筒式舉升機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　套筒式舉升機(jī)構(gòu)通過(guò)多節(jié)套筒的伸縮完成升降運(yùn)動(dòng)，如圖2.3（d）所示。驅(qū)動(dòng)方式也可采用液壓傳動(dòng)或鋼絲繩滑輪傳動(dòng)，這種垂直升降式舉升機(jī)構(gòu)作業(yè)高度有限，工作范圍小，但作業(yè)車平臺(tái)較大，且支撐穩(wěn)定。</p><p>　　3、伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)</p><p&

66、gt;　　伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)由多節(jié)套裝、可伸縮的箱型臂構(gòu)成，如圖2.3（a）所示。它包括基本臂和伸縮臂兩部分。伸縮臂可為一節(jié)或多節(jié)，各節(jié)間裝有液壓缸。液壓缸工作時(shí)，各節(jié)臂在液壓缸活塞桿的推動(dòng)下可沿導(dǎo)向元件（滑塊）上、下滑動(dòng)，從而改變臂架的長(zhǎng)度。整個(gè)臂架系統(tǒng)支承在液壓缸底部的鉸支座和變幅液壓缸的兩端。通過(guò)變幅</p><p>　　(a) 伸縮式 (b) 折疊式 (c) 交叉剪式

67、 (d) 套筒式</p><p>　　圖2.3 高空作業(yè)車的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　液壓缸活塞桿的伸縮實(shí)現(xiàn)臂架擺動(dòng)，從而達(dá)到變幅與升降的目的。這種型式的臂架其最大作業(yè)高度可達(dá)60~80米。由于伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)可獲得較大的作業(yè)高度和變幅，因此，被廣泛的應(yīng)用于各種高空作業(yè)車上。但是，這種作業(yè)車的越障能力差。</p><p>　　4、折疊臂式舉升機(jī)構(gòu)&l

68、t;/p><p>　　折疊臂式舉升機(jī)構(gòu)由多節(jié)箱形臂折疊而成，如圖2.3（b）所示。這種型式一般采用2~3節(jié)折疊臂組成。其折疊的方式可分為上折式和下折式兩種。各節(jié)臂的折疊和展開(kāi)運(yùn)動(dòng)由各節(jié)間液壓缸完成。這種型式的舉升機(jī)構(gòu)可完成一定高度和幅度的作業(yè)，另外，下折式還可完成地平面以下的空間作業(yè)（如立交橋下橋梁的維修與裝飾），擴(kuò)大了高空作業(yè)車的作業(yè)范圍。由于折疊臂式舉升機(jī)構(gòu)具有靈活多樣、適應(yīng)性好、越障能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以，應(yīng)用非常

69、廣泛[11]。</p><p>　　綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，采用剪叉式舉升機(jī)構(gòu)較折疊臂式和套筒式的有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大、并適合多人同時(shí)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。它使高空作業(yè)效率更高，安全更保障。所以高空作業(yè)車的舉升機(jī)構(gòu)選定為剪叉式舉升機(jī)構(gòu)，如圖2.3（c）所示。</p><p>　　2.3.1剪叉臂材料的選擇</p><p>

70、　　金屬結(jié)構(gòu)是指由扎制的型鋼和鋼板作為基本元件，按照一定的結(jié)構(gòu)組成規(guī)則用栓接、鉚接或焊接的方法連接起來(lái)，用于承受一定的載荷。為保證高空作業(yè)車能在工作環(huán)境惡劣、載荷變化復(fù)雜、不允許產(chǎn)生塑性變形和人為的不文明操作等因素下能安全、可靠地工作對(duì)其金屬結(jié)構(gòu)規(guī)定如下計(jì)算原則：</p><p>　　1、結(jié)構(gòu)工作級(jí)別按結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)力狀態(tài)（名義應(yīng)力譜系數(shù)）和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（應(yīng)力循環(huán)等級(jí)）分為A1—A8八級(jí)。</p>&

71、lt;p>　　2、結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)采用許用應(yīng)力法。</p><p>　　3、結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算，并滿足其規(guī)定的要求。</p><p>　　4、結(jié)構(gòu)應(yīng)按三類載荷情況進(jìn)行疲勞強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算。</p><p>　　5、對(duì)三類載荷情況分別規(guī)定了不同的許用應(yīng)力。</p><p>　　第I類----按正常工作時(shí)的等效載荷進(jìn)行疲勞強(qiáng)度

72、計(jì)算。對(duì)A6—A8工作級(jí)別的起重結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算，對(duì)A1—A5工作級(jí)別的起重機(jī)結(jié)構(gòu)，一般可不進(jìn)行此項(xiàng)計(jì)算。</p><p>　　第II類----按工作時(shí)的最大的載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。</p><p>　　第Ш類---按非工作時(shí)的最大載荷或工作時(shí)的特殊載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性的驗(yàn)算。</p><p>　　根據(jù)選材原則及規(guī)定：主要選用Q345鋼板，其主要特點(diǎn)是機(jī)

73、械強(qiáng)度、韌性和塑性，以及加工等綜合方面的性能好。如表2.2所示。</p><p>　　表2.2 許用應(yīng)力計(jì)算公式</p><p>　　注：表中屈服點(diǎn)應(yīng)按選取的鋼材厚度取不同的值</p><p>　　由此確定作業(yè)臂的材料：</p><p>　　根據(jù)選材原則及規(guī)定：主要選用Q345鋼板，其主要特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度、韌性和塑性，以及加工等綜合方面的性能好

74、，價(jià)格較低。鋼板的厚度t=6mm。其屈服強(qiáng)度是:=345Mpa.</p><p>　　根據(jù)工作時(shí)的最大的載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算---結(jié)構(gòu)應(yīng)按第二類載荷情況進(jìn)行疲勞強(qiáng)度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。</p><p>　　2.3.2叉臂尺寸的確定</p><p>　　額定載荷：300kg</p><p>　　臺(tái)面尺寸：2200×1500 mm2

75、</p><p>　　垂直行程：4000 mm</p><p>　　最低高度：1000 mm </p><p>　　跟據(jù)臺(tái)面長(zhǎng)度選臂叉中心距臂叉最大中心距如圖2.4所示。</p><p>　　L中=A-（C1+C2）=2200-(250+250)=1700 mm （2.6）</p><p>　　

76、C1——固定鉸耳側(cè)距離</p><p><b>　　C2——滾輪側(cè)距離</b></p><p>　　圖2.4 剪叉式舉升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　跟據(jù)垂直行程確定叉數(shù)：</p><p>　　n=（L行+L底）/L中*sin55 = 6.32 取整n=6 （2.7）</p>&l

77、t;p>　　叉桿是升降臺(tái)最主要的舉升部件，是主要的受力機(jī)構(gòu)。對(duì)其設(shè)計(jì)的成功與否關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)工作的成敗，選材45號(hào)鋼，熱軋鋼板。叉桿的外形圖如圖2.5所示。</p><p>　　圖2.5 叉桿的外形圖</p><p>　　由于剛剛計(jì)算出的滑動(dòng)桿的最大彎矩和最大軸向力都小于固定桿的值，故不對(duì)滑動(dòng)桿計(jì)算工作應(yīng)力。計(jì)算桿該狀態(tài)下的工作應(yīng)力，設(shè)叉桿橫截面積A=bh,如圖2.6。</p&

78、gt;<p>　　圖2.6叉臂橫截面簡(jiǎn)圖</p><p>　　則該狀態(tài)下的工作應(yīng)力為</p><p><b>　　（2.8）</b></p><p>　　式中，——叉桿實(shí)際工作應(yīng)力;</p><p><b>　　——材料許用應(yīng)力;</b></p><p>　　—

79、—材料的極限應(yīng)力，對(duì)于45號(hào)鋼，為340Mpa; </p><p>　　n——安全系數(shù),一般為大于1的值，這里取n=2。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選h=0.1m。</p><p>　　由此式可以看出彎矩對(duì)工作應(yīng)力的影響較軸向力要顯著的多，所以在計(jì)算時(shí)應(yīng)以最大彎矩為主要計(jì)算對(duì)象。桿1所承受的最大工作應(yīng)力。桿1的C截面擁有最大彎矩，即可以認(rèn)為C截面擁有最大的工作應(yīng)

80、力。我們按照最大工作應(yīng)力來(lái)選取合適的叉桿截面。將h=0.1m代入上式：</p><p><b>　　最大工作應(yīng)力：</b></p><p>　　取 （2.9）</p><p><b>　　即叉桿的橫截面為</b></p><p>　　10025 （

81、2.10）</p><p>　　支架由24根形狀基本相同的截面為矩形的鋼柱組成，在支架的頂端和末端分別加工出圓柱狀的短軸，以便支架的安裝。支架在升降機(jī)結(jié)構(gòu)中的主要功能為載荷支撐和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化，將液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)，通過(guò)與其鉸合的支點(diǎn)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)，支架的結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿足安裝要求外，還應(yīng)保證有足夠的剛度和強(qiáng)度，一時(shí)期在升降運(yùn)動(dòng)中能夠平穩(wěn)安全運(yùn)行。</p><p>　　每根支架的上頂端承受的作用力

82、設(shè)為N.則有等式：</p><p><b>　　（2.11）</b></p><p>　　求得：N=3848N</p><p>　　分析支架的運(yùn)動(dòng)形式和受力情況，發(fā)現(xiàn)支架在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力情況比較復(fù)雜，它與另一支架鉸合點(diǎn)給予底座的固定點(diǎn)的受里均為大小和方向?yàn)槲粗氖噶?，故該?wèn)題為超靜定理論問(wèn)題，已經(jīng)超出本文的討論范圍，本著定性分析和提高效率的原則

83、，再次宜簡(jiǎn)化處理，簡(jiǎn)化的原則時(shí)去次留主，即將主要的力和重要的力在計(jì)算中保留，而將對(duì)梁的變形沒(méi)有很大影響的力忽略不計(jì)，再不改變其原有性質(zhì)的情況下可以這樣處理。根據(jù)甘原則，再次對(duì)制假所收的力進(jìn)行分析，可以看出與液壓缸頂桿聯(lián)結(jié)點(diǎn)的力為之家所受到的最主要的力，它不僅受液壓缸的推力，而且還將受到上頂班所傳遞的作用力，因此，與液壓缸頂桿相連接的支架所厚道的上頂板的力為它所受到的最主要的力，在此，將其他的力忽略，只計(jì)算上頂板承受的由載荷和自重所傳遞的

84、載荷力。</p><p>　　計(jì)算簡(jiǎn)圖如2.7所示。</p><p><b>　　圖2.7 計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p><b>　　D==0.083m</b></p><p>　　D=83mm 取圓整值為D=90mm</p><p>　　液壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外

85、徑要取標(biāo)注值是因?yàn)榛钊突钊麠U還要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而這些零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有專門(mén)的生產(chǎn)廠家，故活塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化，以便選用標(biāo)準(zhǔn)件。</p><p>　　3、活塞桿直徑的確定</p><p>　　（1）活塞桿直徑根據(jù)受力情況和液壓缸的結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定</p><p>　　受拉時(shí)： </p><p>　　

86、受壓時(shí)： </p><p>　　該液壓缸的工作壓力為為：p=2MPa,<5MPa,取d=0.5D,d=45mm。</p><p>　　（2）活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　活塞桿在穩(wěn)定情況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行：</p><p><b>

87、　　（3.9）</b></p><p>　　式中： F——活塞桿的推力，單位N；</p><p>　　d——活塞桿直徑，單位m；</p><p>　　——材料的許用應(yīng)力，單位MPa ，活塞桿用45號(hào)鋼 </p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)：</b></p><p><b&

88、gt;　　=6.3MPa <</b></p><p>　　活塞桿的強(qiáng)度滿足要求。</p><p><b>　?。?）穩(wěn)定性校核 </b></p><p>　　該活塞桿不受偏心載荷，按照等截面法，將活塞桿和缸體視為一體，其細(xì)長(zhǎng)比為：</p><p><b>　　時(shí)，（3.10）</b>

89、;</p><p>　　在該設(shè)計(jì)及安裝形式中，液壓缸兩端采用鉸接，其值分別為：</p><p><b>　　（3.11）</b></p><p><b>　?。?.12）</b></p><p>　　將上述值代入式中得：</p><p><b>　?。?.13）&l

90、t;/b></p><p>　　故校核采用的式子為：</p><p><b>　?。?.14）</b></p><p>　　式中： n——安裝形式系數(shù) n=1</p><p>　　E——活塞桿材料的彈性模量，鋼材取 ；</p><p>　　J——活塞桿截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， ；</p&

91、gt;<p>　　L——計(jì)算長(zhǎng)度，1.06m。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)： </b></p><p><b>　　=371KN </b></p><p><b>　　其穩(wěn)定條件為：</b></p><p><b>　?。?.15）</b

92、></p><p>　　式中： ——穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取=2—4，取=3；</p><p>　　F ——液壓缸的最大推力，單位N。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)： </b></p><p><b>　　=123KN</b></p><p>　　故活塞桿的穩(wěn)定

93、性滿足要求。 </p><p>　　4、液壓缸壁厚，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，液壓缸長(zhǎng)度的確定</p><p><b>　　1）壓缸壁厚的確定</b></p><p>　　液壓缸壁厚又結(jié)構(gòu)和工藝要求等確定，一般按照薄壁筒計(jì)算，壁厚由下式確定： </p><p><b>　?。?.16）</b></p>

94、;<p>　　式中： D——液壓缸內(nèi)徑，單位m</p><p>　　——缸體壁厚，單位cm</p><p>　　——液壓缸最高工作壓力，單位Pa，一般取=（1.2-1.3）p</p><p>　　缸體材料的許用應(yīng)力，鋼材取 </p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)： </b></p><

95、;p>　　考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當(dāng)加厚，取壁厚。</p><p><b>　　2）最小導(dǎo)向長(zhǎng)度</b></p><p>　　活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面中點(diǎn)到導(dǎo)向滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離為活塞的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，如圖3.1所示，如果最小導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將會(huì)使液壓缸的初始撓度增大，影響其穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，對(duì)于一般的液壓缸，液壓缸最大行程為

96、L，缸筒直徑為D時(shí)，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為：</p><p>　　圖3.1 液壓缸簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　即 取為72cm</b></p><p>　　活塞的寬度一般取，導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度，在時(shí)，取，在時(shí)，取，當(dāng)導(dǎo)向套長(zhǎng)度不夠時(shí)，不宜過(guò)分增大A和B，必要時(shí)可在導(dǎo)向套和活塞之間加一隔套，隔套的長(zhǎng)度由最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H確定。 </p>

97、<p><b>　　5、液壓缸的流量 </b></p><p>　　液壓缸的流量余缸徑和活塞的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系，當(dāng)液壓缸的供油量Q不變時(shí)，除去在形程開(kāi)始和結(jié)束時(shí)有一加速和減速階段外，活塞在行程的中間大多數(shù)時(shí)間保持恒定速度，液壓缸的流量可以計(jì)算如下： </p><p><b>　?。?.17）</b></p><

98、p>　　式中： A ——活塞的有效工作面積 對(duì)于無(wú)桿腔</p><p>　　——活塞的容積效率，采用彈形密封圈時(shí)=1，采用活塞環(huán)時(shí) =0.98</p><p>　　為液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度，單位m/s</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　即液壓缸以其最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的流量為，

99、以其</p><p>　　最小運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的流量為。</p><p>　　根據(jù)以上條件，參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓傳動(dòng)與控制單行本》中的相關(guān)內(nèi)容，選取由阜新市液壓件廠生產(chǎn)的CBF-E125型外嚙合雙聯(lián)齒輪泵，該產(chǎn)品具有外形尺寸較小，技術(shù)成熟，質(zhì)量穩(wěn)定，維護(hù)保養(yǎng)方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)。其技術(shù)規(guī)格如下表3.3中所示。</p><p>　　表3.3 液壓泵參數(shù)<

100、/p><p>　　3.4液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證</p><p>　　液壓系統(tǒng)方案是根據(jù)主機(jī)的工作情況，主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件，以成本，經(jīng)濟(jì)性，供貨情況等諸多因素進(jìn)行全面綜合的設(shè)計(jì)選擇，從而擬訂出一個(gè)各方面比較合理的，可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)方案。其具體包括的內(nèi)容有：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析和選擇，液壓回路的分析，選擇，合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定。<

101、;/p><p>　　3.4.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇</p><p>　　再根據(jù)升降機(jī)的性能要求，可以選擇的油路循環(huán)方式為開(kāi)式系統(tǒng)，因?yàn)樵撋禉C(jī)主機(jī)和液壓泵要分開(kāi)安裝，具有較大的空間存放油箱，而且要求該升降機(jī)的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，開(kāi)始系統(tǒng)剛好能滿足上述要求。</p><p>　　油源回路的原理圖如圖3.2所示。</p><p>　　油缸 2.過(guò)濾

102、器3.溫度計(jì)4.液位計(jì)</p><p>　　5.取力器6.液壓泵7.溢流閥8.壓力表 </p><p>　　圖3.2 油源回路的原理圖</p><p>　　3.4.2開(kāi)式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)液壓執(zhí)行元件時(shí)，開(kāi)始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以分為串

103、聯(lián)，并聯(lián)，獨(dú)聯(lián)，以及它們的組合---復(fù)聯(lián)等。</p><p>　　串聯(lián)方式是除了第一個(gè)液壓元件的進(jìn)油口和最后一個(gè)執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵和油箱相連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進(jìn)，出油口依次相連，這種連接方式的特點(diǎn)是多個(gè)液壓元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，其速度不隨外載荷變化，故輕載時(shí)可多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作。</p><p>　　3.4.3調(diào)速方案的選擇</p><p>　　調(diào)速

104、方案對(duì)主機(jī)的性能起決定作用，選擇調(diào)速方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇。</p><p>　　常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。本升降機(jī)采用節(jié)流調(diào)速回路，原因是該調(diào)速回路有以下特點(diǎn)：承載能力好，成本低，調(diào)速范圍大，適用于小功率，輕載或中低壓系統(tǒng) ，但其速度剛度差，效率低，發(fā)熱大。</p><p>　　3.4.4液壓系統(tǒng)原理圖的

105、確定</p><p>　　初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　3.5液壓元件的選擇計(jì)算及其連接</p><p>　　液壓元件主要包括有：油泵，電機(jī)，各種控制閥，管路，過(guò)濾器等。有液壓元件的不同連接組合構(gòu)成了功能各異的液壓回路，下面根據(jù)主機(jī)的要求進(jìn)行液壓元件的選擇計(jì)算.<

106、/p><p>　　3.5.1油泵的選擇</p><p>　　1、泵的額定流量和額定壓力</p><p><b>　　1）泵的額定流量</b></p><p>　　泵的流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高速度要求，所以泵的輸出流量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需要的最大流量和泄漏量來(lái)確定：</p><p><b>　?。?.

107、18）</b></p><p>　　式中： ——泵的輸出流量，單位</p><p>　　K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K= 1.1-1.3</p><p>　　——液壓缸實(shí)際需要的最大流量，單位</p><p><b>　　n——執(zhí)行元件個(gè)數(shù)</b></p><p><b>　　

108、代入數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　對(duì)于工作過(guò)程中始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)，在確定泵的流量時(shí)，應(yīng)再加上溢流閥的最小溢流量，一般?。?lt;/p><p>　　2）泵的最高工作壓力</p><p>　　泵的工作壓力應(yīng)該根據(jù)液壓缸的工作壓力來(lái)確定，即</p><p>　　式中： ——泵的工作壓力，單位Pa；</p>&l

109、t;p>　　——執(zhí)行元件的最高工作壓力，單位Pa；</p><p>　　——進(jìn)油路和回油路總的壓力損失。</p><p>　　初算時(shí)，節(jié)流調(diào)速和比較簡(jiǎn)單的油路可以取 ,對(duì)于進(jìn)油路有調(diào)速閥和管路比較復(fù)雜的系統(tǒng)可以取。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)： </b></p><p>　　考慮到液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)壓力及

110、油泵的使用壽命，通常在選擇油泵時(shí)，其額定壓力比工作壓力大25%--60% ，即泵的額定壓力為3.125--4.0，取其額定壓力為4。</p><p>　　3.5.2 取力器布置方案及基本參數(shù)選擇</p><p>　　專用車取力總布置方案決定于取力方式。常見(jiàn)的取力方式可分類如下：</p><p>　　從發(fā)動(dòng)機(jī)前端取力的特點(diǎn)是采用液壓傳動(dòng)，適合于遠(yuǎn)距離輸出動(dòng)力。固此種取

111、力方式常用于由長(zhǎng)頭式汽車底盤(pán)改裝的大型混泥土攪拌運(yùn)輸車。</p><p>　　從飛輪后端取力的特點(diǎn)是取力器不受主離合器影響，傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連，取力器到工作裝置距離短、傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、取出的功率大、傳動(dòng)效率高。這種方案應(yīng)用較廣，如平頭式汽車改裝的大、中型混泥土攪拌車等。</p><p>　　從變速器Ⅰ軸取力的布置方案又稱變速器上置式方案。此種方案將取力器疊置于變速器之上，用一惰輪與

112、軸Ⅰ常嚙合齒輪嚙合獲取動(dòng)力，固需改制原變速器頂蓋。此方案應(yīng)用很廣，如自卸車、冷藏車、垃圾車等一般都從變速器上端取力。</p><p>　　從變速器取力的其他方案：</p><p>　　從變速器取力有多種方案，如從中間軸末端取力，從道檔齒輪取力，從Ⅱ上取力等。但最常見(jiàn)的還是從中間軸齒輪取力，稱為側(cè)置式取力，又可分為左側(cè)與又側(cè)布置方案，如EQ1050系列汽車取力器、EQ3052系列汽車取力器均

113、為側(cè)置取力器。</p><p>　　傳動(dòng)軸取力方案是將取力器設(shè)計(jì)成一獨(dú)立結(jié)構(gòu)，設(shè)置于變速器輸出軸與汽車萬(wàn)向傳動(dòng)軸之間，該獨(dú)立的專用取力裝置固定在汽車車架上不隨傳動(dòng)軸擺動(dòng)，也不伸縮。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使用可伸縮的附件傳動(dòng)軸與其相連，并應(yīng)注意動(dòng)平衡與隔振消振。</p><p>　　分動(dòng)器取力布置方案主要用于全輪驅(qū)動(dòng)的牽引車、汽車起重機(jī)等來(lái)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)或起重機(jī)構(gòu)。從取力器到工作裝置間可采用機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)。

114、</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用底盤(pán)為EQ1050D3ADJ3AC,所以選用從中間軸齒輪取力的布置方案。</p><p>　　取力器實(shí)質(zhì)上是一種單級(jí)變速器。其基本參數(shù)有取力器總速比、額定輸出轉(zhuǎn)矩、輸出軸旋向以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量等。</p><p>　　EQ1050D3ADJ3AC底盤(pán)上變速器DF5S360所配的取力器型號(hào)為4205.6B1.010，因此選用該底盤(pán)上的取力器。

115、</p><p><b>　　3.6 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章首先主要對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并且對(duì)其主要執(zhí)行元件剪叉臂液壓缸、液壓馬達(dá)等液壓元件進(jìn)行了計(jì)算選型，并且對(duì)換向閥的主要要求進(jìn)行選型分析以使系統(tǒng)能夠正常工作，從而使高空作業(yè)車能夠正常工作。另外，本章中也對(duì)取力器的布置進(jìn)行了分析，并根據(jù)變速器型號(hào)選擇了適合的取力器。</p><

116、;p>　　第 4 章 高空作業(yè)車性能分析</p><p>　　專用汽車性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，其目的是檢驗(yàn)整車參數(shù)選擇是否合理，使用性能參數(shù)能否滿足要求。最基本的性能參數(shù)計(jì)算包括動(dòng)力性計(jì)算、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性計(jì)算。而對(duì)于本設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的高空作業(yè)車來(lái)說(shuō)則只需要計(jì)算它的穩(wěn)定性就可以。</p><p>　　4.1 汽車動(dòng)力性能分析</p><p>　　4.

117、1.1 基本參數(shù)的確定</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化的二條重要特性曲線，為非線形曲線。工程實(shí)踐表明，可用而次三相式來(lái)描述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的的外特性，即</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中: ——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩(N·m)；</p><p>