小型舉升車改裝設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　本科學生畢業(yè)設計</b></p><p><b>　　小型舉升車改裝設計</b></p><p>　　院系名稱： 汽車與交通工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 車輛工程 B07-1班 </p><p>　　學生姓名：

2、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　職 稱： </p><p><b>　　二○一一年六月</b></p><p>　　The Graduation Design for Bachelor's

3、Degree</p><p>　　Small lift truck design modifications</p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　本設計主要以小型舉升車改裝結構為研究對象，對于副車架結構、上下臂進行結構和該車上的液壓系統(tǒng)進行設計。主要分三部分進行闡述，第一部分：根據(jù)設計要求選擇合適的二類底盤，對副車

4、架進行設計及校核，確定副車架與車架的安裝方式。最后畫出副車架的總裝圖及零件圖。第二部分：根據(jù)高空作業(yè)車的最大作業(yè)高度4.5m，在滿足作業(yè)高度的前提下，進行高空作業(yè)臂的結構設計；首先根據(jù)工作載荷使用要求選擇作業(yè)臂材料的類型；其次根據(jù)最大作業(yè)高度確定上下臂的長度；在經(jīng)過受力分析利用強度來確定臂的截面尺寸及油缸的鉸接位置；進而校核強度、剛度、穩(wěn)定性，查看作業(yè)臂的尺寸是否符合要求。對施加均布載荷和約束，進行結構的強度和剛度分析，確定危險截面或危

5、險點的應力分布及變形。最后畫出作業(yè)臂總裝圖及上下臂零件圖。第三部分：液壓控制部分主要是指控制上下臂變幅運動的液壓缸。文中詳細記錄了舉升機構上臂液壓缸和下臂液壓缸的設計過程。在確定液壓系統(tǒng)元件參數(shù)的基礎上，完成了液壓傳動系統(tǒng)的設計計算，并作出液壓系統(tǒng)圖。</p><p>　　關鍵詞：舉升車；高空作業(yè)車；液壓系統(tǒng)；支腿；液壓缸。</p><p><b>　　ABSTRACT</

6、b></p><p>　　This is designed to be small lift vehicles into the structure of the study, the sub-frame structure, upper and lower arm to the vehicle structure and hydraulic system design. Main component th

7、e same elaborate, part one : according to the maximum working height 4 aerial. 5mm , in meet job height of premise Xia , for aerial arm of structure design ; first under work load using requirements select job arm materi

8、al of type ; second under maximum job height determine upper and lower arm of length ; i</p><p>　　Key words: Lift car; Adrial work; Hydraulic pressure system ;Leg ; Hydraulic cylinder.</p><p>&l

9、t;b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1研究背景1</b></p><

10、p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1國外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3研究課題的意義和目的3</p><p>　　1.4 研究內(nèi)容和方法4</p><p>　　第2章 總體設計方案6</p><p&g

11、t;　　2.1行走機構設計方案6</p><p>　　2.2舉升機構設計方案6</p><p>　　2.2.1舉升機構的概述6</p><p>　　2.2.2舉升機構方案的確定7</p><p>　　2.3 本章小結7</p><p>　　第3章 主要部件設計9</p><p>　　

12、3.1行走機構設計9</p><p>　　3.2副車架的設計與校核11</p><p>　　3.2.1副車架的概述11</p><p>　　3.2.2副車架與車架的安裝方式12</p><p>　　3.2.3 U型螺栓和止推連接板的布置和選擇13</p><p>　　3.2.4車架強度校核13</p&

13、gt;<p>　　3.2.5主要零件制造工藝14</p><p>　　3.3舉升機構的設計15</p><p>　　3.3.1材料的選擇15</p><p>　　3.3.2計算上、下臂的長度16</p><p>　　3.3.3確定油缸鉸點的位置17</p><p>　　3.3.4上臂截面尺寸的確

14、定17</p><p>　　3.3.5下臂截面尺寸的確定20</p><p>　　3.3.6連接處銷軸尺寸的確定24</p><p>　　3.4支腿機構的設計25</p><p>　　3.4.1支腿跨距的確定25</p><p>　　3.4.2支腿腳的設計25</p><p>　　3

15、.5本章小結25</p><p>　　第４章 液壓系統(tǒng)設計26</p><p>　　4.1液壓系統(tǒng)的構成26</p><p>　　4.2液壓系統(tǒng)設計概述26</p><p>　　4.3設計依據(jù)26</p><p>　　4.4主要機構簡述26</p><p>　　4.5主要工作機構液壓

16、回路的設計27</p><p>　　4.5.1舉升車變幅機構液壓回路設計27</p><p>　　4.5.2上臂油缸的設計計算28</p><p>　　4.5.3下臂油缸的設計計算32</p><p>　　4.6本章小結35</p><p><b>　　結論36</b></p&g

17、t;<p><b>　　參考文獻37</b></p><p><b>　　致謝39</b></p><p><b>　　附錄40</b></p><p><b>　　附錄A：40</b></p><p><b>　　附錄B：

18、44</b></p><p><b>　　第1章 緒　論</b></p><p><b>　　1.1研究背景 </b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，路燈維護、住宅小區(qū)物業(yè)管理、園林維護等作業(yè)逐步規(guī)范，但相應的服務用舉升車卻處于滯后狀態(tài)，目前舉升車由液壓或電動系統(tǒng)支配多支液壓油缸，能夠上下舉升進行作

19、業(yè)。采用液壓傳動的載人舉升車，是當代先進的物種機械設備。施工人員借助高空作業(yè)車升空工作，只要正確使用，安全得到保證。但操作不妥或安全措施未落實，它又是一種十分危險的主空作業(yè)規(guī)程，物制定如下行為規(guī)范。舉升車車大體有折疊臂、伸縮臂、混合臂、剪叉式等系列。</p><p>　　常用的有折疊臂式舉升車和剪叉式舉升車。</p><p>　　折疊臂式舉升車：有柴油機自行式、電瓶自行式、拖車式，具有伸縮

20、臂，能懸伸作業(yè)，跨越一定的障礙或在一處升降可進行多點作業(yè)；360度旋轉(zhuǎn)，平臺載重量大，可供兩人或多人同時作業(yè)并可搭載一定的設備；升降平臺移動性好，轉(zhuǎn)移場地方便；外型美觀，適于室內(nèi)外作業(yè)和存放?？蓮V泛用于車站、碼頭、機場、賓館、郵電、市政園林、糧庫、清洗公司、公共建筑門面的裝飾、裝修或者電力系統(tǒng)的安裝維修等等。承載一個人到兩個人之間，消防隊普遍使用這種升降機。有時隨車裝配四個液壓支腿，支腿型式為H型，以保證整車在操作時的穩(wěn)定性和安全性。能

21、適合室外作業(yè)，采用柴油機作為動力。也可以根據(jù)需要，采用蓄電池作為機器的行走和工作動力。</p><p>　　剪叉式舉升車又分為自行剪叉式和固定剪叉式。自行剪叉式舉升車：能夠在不同高度工作狀態(tài)下快速、慢速行走，可以在空中方便的操作平臺連續(xù)完成上下、前進、后退、轉(zhuǎn)向等工作。一般采用優(yōu)質(zhì)結構鋼，激光焊接電子機械手單面焊接雙面成型工藝，意大利原裝進口液壓泵站或鞍山合資液壓泵站，航天插裝閥技術，平臺裝有水平報警儀、平衡閥、

22、自動安全板等警報裝置，平臺安全可靠耐用，作業(yè)高度可達12米，載重300公斤，圍欄可水平延伸極大的擴展了作業(yè)范圍，整機一年保修，關鍵部件五年保修，適合工廠車間、廣場大堂機場、園區(qū)等有高空作業(yè)需求的客戶。 固定剪叉式舉升車于建筑物層高間運送貨物的專用液壓升降機產(chǎn)品主要用各種工作層間貨物上下運送；立體車庫和地下車庫層高間汽車舉升等。產(chǎn)品液壓系統(tǒng)設置防墜、超載安全保護裝置，各樓層和升降臺工作臺面均可設置操作按鈕，實現(xiàn)多點控制。產(chǎn)品結構堅固，承載

23、量大，升降平穩(wěn)，安裝維護簡單方便，是經(jīng)濟實用的低樓層間替代電梯的理想貨物輸送設備。根據(jù)升降臺的安裝環(huán)境和使用要求，選擇不同的可選配置，可取得更好的使用效果。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　歐美等發(fā)達國家和地區(qū)。舉升車發(fā)展起步較早，從20世紀到二十年代就開始研制，已有近百年的發(fā)展歷史。產(chǎn)品技

24、術水平高、作業(yè)高度大、規(guī)格齊全、結構型式豐富、功能多樣?？傮w上看，技術和市場均已很成熟，典型產(chǎn)品具有高空作業(yè)、搶險、救援、消防等功能，作業(yè)平臺最大載荷可達500k g，最大作業(yè)高度已經(jīng)超過1 00m，具有各種安全保護措施，適應在各種場地作業(yè)。舉升車的主要制造商歐洲以RUTHMANN、BRONTO、CTE、Of L&STEEL等廠家為代表，美國以TEREX、ALTEC TIME等廠家為代表。日本以AICHI、TADANO等為代表。

25、其產(chǎn)品主要特點有：</p><p>　　1.控制系統(tǒng)普遍智能化</p><p>　　國外高水平的高空作業(yè)車大量采用比例控制對各種動作均有檢測系統(tǒng)， 可以進行不同程度的自動控制，可根據(jù)實際情況不斷自動變速和調(diào)壓。在工作臂達到極限點前自動減速。到達極限位置自動停止，根據(jù)支腿跨距變化自動確定工作范圍等。另外其控制系統(tǒng)集成化程度高，所有動作均通過2～3個操縱桿(手柄)進行操作大大簡化了操作程序，降

26、低了勞動強度，提高了安全性和可靠性。</p><p>　　2.采用高強度材料和輕質(zhì)金屬材料</p><p>　　工作臂結構設計合理，選用高強度的特殊合金材料，因而工作臂截面小，一些非受力件或受力較小的件采用鋁合金輕質(zhì)材料，有效地降低了整車質(zhì)量，提高了底盤的使用性能。</p><p><b>　　3.安全裝置齊全</b></p>&

27、lt;p>　　國外舉升車尤其是作業(yè)高度較高的舉升業(yè)車對安全性非常重視，設置了各種安全裝置。這些裝置包括：支腿壓力控制系統(tǒng)，確保每個支腿的支承力達到安全值后，才能對上車進行操作。支腿狀況與上車動作互鎖工作臂極限位置限位：工作平臺過載保護高電壓報警系統(tǒng)。當平臺接近危險電壓電源時，自動實施報警，以提醒工作人員注意。這些安全裝置的設置，極大地保證了操作人員的安全。</p><p><b>　　4.做工精良

28、</b></p><p>　　國外舉升車制造工藝水平普遍高于國內(nèi)車型，表現(xiàn)在為金屬表面處理后噴涂質(zhì)量高，同時基礎件質(zhì)量也高，早期故障率低。</p><p><b>　　5.應用成熟</b></p><p>　　發(fā)達國家?guī)缀踉谒懈呖兆鳂I(yè)領域均普遍使用舉升車，銷售以代理和租賃為主。歐美等地區(qū)年需求量均在1～27萬，同時已經(jīng)形成了完善的

29、技術標準、行業(yè)協(xié)會組織及其培訓體系。</p><p>　　1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　我國舉升車行業(yè)起步較晚，自20世紀60年代開始研制、70年代才推出商業(yè)化樣機。隨著改革開放的深入，逐漸引入國外高新技術及其產(chǎn)品，開始在市政、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，錦州重型機械股份有限公司開發(fā)出50m產(chǎn)品，沈陽北方交通重工集團

30、開發(fā)了53m產(chǎn)品，徐州重型機械有限公司開發(fā)出68m產(chǎn)品。徐州海倫哲等近30家企業(yè)生產(chǎn)，最大作業(yè)高度只有杭州愛知和徐州海倫哲達到35m，與歐美的差距較大。也正因為此，舉升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雜截面混合臂架技術、安全技術、智能化高效控制技術、可靠性等。缺乏前瞻性研究，缺少向更大高度發(fā)展的技術支撐。</p><p>　　我國舉升

31、車的應用遠遠落后于發(fā)達國家和地區(qū)尚處于初級階段，目前僅在電力、國防、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年才進入快速發(fā)展階段。進一步的發(fā)展將依賴于下面幾個主要方面：</p><p>　　1.更加重視文明、安全施工，需要相應出臺有關政策、法規(guī) 限制傳統(tǒng)落后、無安全保障、低效率、勞動強度大、能耗高的高空作業(yè)方式，更多地使用舉升車。</p>&l

32、t;p>　　2.隨著經(jīng)濟的發(fā)展和勞動力成本的上升更多的高空作業(yè)依靠機械化，而不是靠更多的人工作業(yè)，促進舉升車需求量的快速增長。</p><p>　　3.隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高和社會保障要求的嚴格，舉升車也將威為應急保障的必備設備。目前我國在應急保障方面遠遠落后于發(fā)達國家。</p><p>　　4.目前舉升車的應用多為市政、電力等公用部門，隨著整個社會經(jīng)濟發(fā)展和企業(yè)經(jīng)濟效益的增長，舉升

33、車使用場合將大大拓寬，為舉升車的發(fā)展帶來極為廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　5.35m以上高度高空作業(yè)車目前基本依賴進口，也將為國產(chǎn)大高度高空作業(yè)車提供發(fā)展的機會?！　?lt;/p><p>　　在隨后的幾年內(nèi)，我過舉升車發(fā)展將上升到一個新的階段。舉升車的進一步發(fā)展主要依賴于很多方面。例如：在舉升車的適用過程中，要加重安全防范意識，需要出臺更加安全政策、法律法規(guī)，制止那些傳統(tǒng)的落后的法律政

34、策，確保施工的人員在進行高空作業(yè)車時的安全保障，并且高效率的進行安全施工。</p><p>　　1.3研究課題的意義和目的</p><p>　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及勞動力本身成本的增長，更多的高處作業(yè)依靠機械化，而不是依靠更多的人工作業(yè)，這樣就促使舉升車的需求迅速的增長。這個同時，舉升車也就將成為社會急需的必要設備，目前我國的舉升車的需求好不如國外一些發(fā)達的國家。這就要求在技術發(fā)面，要引進新

35、的技術，研究新的產(chǎn)品，讓舉升車更大限度的適用在國內(nèi)各個行業(yè)、各個領域。</p><p>　　舉升車有以下技術特點：</p><p>　　1.新型的全液壓自行式專用底盤</p><p>　　研制的具有完全自主知識產(chǎn)權的自行式舉升升降平臺車，采用了機電液一體化、可靠性設計和計算機輔助設計等技術，成功地研制了一種全液壓驅(qū)動、自行式專用底盤，突破了以往國內(nèi)舉升升降平臺車只能

36、采用汽車或起重機底盤改裝設計的限制。</p><p>　　2.帶載行駛、作業(yè)穩(wěn)定性好</p><p>　　底盤結構突破了傳統(tǒng)的設計理論和方法，通過優(yōu)化上車平臺總體布局與載荷分布，減少了重心偏移。采用獨特的大角度后仰式鉸點結構，合理設置多種配重模塊，有效地平衡了工作力矩。采用H型變截面復合箱梁剮性車架和高負荷實心橡膠輪胎，增加了底盤整體剛度，保證了整機行駛、作業(yè)過程的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了高空作業(yè)升

37、降平臺車帶載行駛的功能。</p><p>　　3.多功能、多用途的作業(yè)裝置</p><p>　　通過大臂前端托架，可以快速安裝舉升裝置或載人平臺，實現(xiàn)物料舉升、起重吊裝和載人高空作業(yè)等功能，同時為擴展作業(yè)裝置以及各種工作裝置的快速切換提供了接口。</p><p>　　4.獨特的三維旋轉(zhuǎn)托舉裝置</p><p>　　設計的三維旋轉(zhuǎn)托舉裝置，既能

38、夠自動保持被舉升物料的姿態(tài)，又可以實現(xiàn)舉升物料在空間內(nèi)任意高度、任意位置和任意方向的調(diào)整要求，速度控制精確靈敏，微動性能好，滿足了大型洞庫內(nèi)高空作業(yè)與通風管道安裝的要求。</p><p>　　1.4 研究內(nèi)容和方法</p><p><b>　　1.調(diào)研、資料收集</b></p><p>　　緊密圍繞調(diào)研數(shù)據(jù)及給定參數(shù)，完成方案，包括行走機構的選

39、擇或設計、舉升機構的設計、行走機構與舉升機構的連接方案等。以蓄電池為動力源，發(fā)動機為原動力，通過帶傳動方式，實現(xiàn)了小型舉升車行駛功能。在滿足使用功能的前提下，實現(xiàn)舉升車結構緊湊，布局合理，車本較低。舉升高度不小于4.5m、舉升質(zhì)量不小于100kg，有調(diào)速回路，壓力控制回路，鎖緊回路等構成的液壓系統(tǒng)使工作平臺具備在升降過程中可自動停留在任何高度位置的功能。并且選用了結構緊湊操縱簡單的液壓動力裝置，使整臺舉升車液壓系統(tǒng)安全可靠。</p

40、><p><b>　　2.制定設計方案</b></p><p>　　自動力小型舉升車總體方案為當需要舉升車時按下舉升開關電動機啟動，帶動液壓缸工作，液壓油推動拉桿回縮拉動鋼絲繩。鋼絲繩繞與滑輪上連接于四根立柱頂端。這樣在鋼絲繩的帶動下提升橫梁向上運動，載人板固定于橫梁之上。當需要下行時，現(xiàn)將舉升機提升些許高度，關閉保險鎖，關閉開關，在人自重下慢慢下落到地面。為防止意外，工

41、作平臺板與支架立柱間設有防墜落保險裝置，通過保險的機械撞擊聲可判斷保險是否進入鎖止狀態(tài)，在液壓缸下腔油壓突然喪失時可保證車輛與人員的安全。</p><p>　　第2章 總體設計方案</p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，路燈維護、住宅小區(qū)物業(yè)管理、園林維護等作業(yè)逐步規(guī)范，但相應的服務用舉升車卻處于滯后狀態(tài)。目前，主要是使用車載吊藍、消防云梯或機械支撐等方式替代作業(yè)?；诖?，研制自行走小型

42、舉升車就成為當務之急，考慮到學生基本能力及知識結構，將舉升車設計分為舉升機構和行走機構兩部分，由學生自行設計完成，最后合成。</p><p>　　根據(jù)任務書要求制定設計方案，緊密圍繞調(diào)研數(shù)據(jù)及給定參數(shù)，完成方案，包括行走機構的選擇或設計、舉升機構的設計、行走機構與舉升機構連接方案等，設計出具備自行走能力、舉升高度不小于4.5m、舉升質(zhì)量不小于100kg的自動力小型舉升車。</p><p>

43、　　2.1行走機構設計方案</p><p>　　根據(jù)設計要求選擇二類底盤：初步估算汽車載荷，正確選定整車參數(shù)，合理布置工作裝置和附件，取力裝置、專用工作裝置、其他附件裝置與所選定的汽車底盤形成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達到設計的要求。因為設計的車輛主要工作在小區(qū)和園林當中，所以可以選擇功率比較小的二類底盤。</p><p>　　在選擇二類底盤時因考慮以下幾點：</p><p

44、>　　1.應考慮產(chǎn)品的系列化、產(chǎn)品變型要求；</p><p>　　2.對自制零件設計，應考慮通用設備加工的可能性；</p><p>　　3.對專用車工作裝置中的核心部件和總成要進行優(yōu)選；</p><p>　　4.載荷變化，要對一些重要的總成結構件進行強度校核；</p><p>　　5.應滿足有關機動車輛公路交通安全法規(guī)的要求；</

45、p><p>　　6.專用汽車有良好的適應性、工作可靠，且要設安全裝置；</p><p>　　7.要了解、掌握國家行業(yè)相應的規(guī)范和標準。</p><p>　　2.2舉升機構設計方案</p><p>　　2.2.1舉升機構的概述</p><p>　　舉升機構的作用是實現(xiàn)作用平臺的升降和變幅，其結構形式有直升式和動臂式。該設計選

46、用動臂式中的折疊臂式。</p><p>　　折疊臂式：舉升機構由多節(jié)箱形臂折疊而成，它一般由2至3節(jié)折疊臂組成。折疊臂包括上臂和下臂，上臂頭部有工作平臺。行駛狀態(tài)時，兩節(jié)作業(yè)臂折疊在一起；進行高空作業(yè)時，兩節(jié)工作臂分別有上下臂油缸舉升伸展至一定角度，將工作人員送至工作位置。上臂和下臂剪通過水平銷軸鉸接，鉸接處設有專門的滑動軸承，以保證工作臂轉(zhuǎn)動時阻力小，運動平穩(wěn)。該高空作業(yè)車采用折疊式工作臂結構，工作裝置為液壓驅(qū)

47、動。工作臂為2節(jié)折疊臂。具有操作簡單，穩(wěn)定性好等特點。如下表舉升車的技術參數(shù)。</p><p>　　表2.1 舉升車的技術參數(shù)如下表</p><p>　　在滿足舉升高度的前提下，進行強度、剛度、穩(wěn)定性的校核，確定截面的尺寸。為保證安全，設計過程中安全系數(shù)較大，造成質(zhì)量偏大，成本增加等問題。在車輛行駛過程中，由于臂的質(zhì)量較大，產(chǎn)生多起車架斷裂現(xiàn)象。事關人身安全，因此需要有一種較準確的設計計算

48、方法，既能滿足設計要求，又能減輕臂重，降低成本。</p><p>　　2.2.2舉升機構方案的確定</p><p>　　1.進行大量的調(diào)查研究，收集整理資料，根據(jù)舉升車的工作特點和受載狀況，制定舉升臂設計和液壓缸的基本參數(shù)設計。</p><p>　　2.根據(jù)受載狀況原始數(shù)據(jù)對舉升車進行結構設計，舉升臂由上臂、下臂和升降油缸等組成，設計中要確定上、下臂的長度，油缸鉸接

49、點的位置，作業(yè)臂截面尺寸，確定液壓缸類型和安裝方法，確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸。</p><p>　　3.在實際計算中對上下臂施加載荷和約束，進行結構強度和剛度分析，確定危險截面或危險點的應力分布及變形。</p><p>　　4.根據(jù)分析結果，找出支架結構設計和液壓系統(tǒng)中的不合理因素，提出改進方案，并對改進后的結構和性能進行分析，對兩種分析結果進行比較。畫出舉升臂總裝圖及上下臂零件

50、圖，液壓系統(tǒng)圖以及液壓缸零件圖。</p><p>　　5.在上述分析研究的基礎上進行總結，得出上、下臂在結構設計，鉸接位置的確定、液壓缸類型和安裝方式、液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸等方面的可靠數(shù)據(jù)，為同類型產(chǎn)品的結構設計和改造提供了科學的理論依據(jù)。</p><p><b>　　2.3 本章小結</b></p><p>　　通過本章學習，掌握

51、了折疊臂式舉升車舉升臂的結構設計理論和分析方法，得出較為準確的設計方法從而達到優(yōu)化結構、減輕自重、提高可靠性的目的，為研制高空作業(yè)舉升車奠定基礎。于此同時液壓系統(tǒng)設計在整個舉升車設計中具有重要的意義，它使整個機器實現(xiàn)自動化。起重安全性能等方面的考慮，設計更是減少了故障的發(fā)生，相當程度上確保運行該舉升車的工人的安全。</p><p>　　第3章 主要部件設計</p><p><b>

52、;　　3.1行走機構設計</b></p><p><b>　　1.二類底盤的選擇</b></p><p>　　汽車底盤通常是指除車身以外的其余部分。在車架上安裝好發(fā)動機系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)等。目前，改裝專用汽車選用的底盤主要是二類或三類汽車底盤，也有為某些專用汽車設計的專用底盤。專用汽車底盤選型的好壞對專用汽車性能影響很大。

53、汽車底盤的選擇或設計專用底盤主要根據(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、專用設備或裝置的外形尺寸、動力匹配等來決定。根據(jù)整車的結構的需要，本設計采用二類底盤，是指在基本型整車的基礎上去掉貨廂。</p><p>　　選型依據(jù)：專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、性能指標、專用設備或裝置的外形尺寸、動力匹配等 。</p><p>　　1.底盤或總成選型的要求&l

54、t;/p><p>　?。?）適用性：滿足功能要求。</p><p>　?。?）可靠性：故障少，壽命長。</p><p>　?。?）先進性：動力性、經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性、通過性，功能性。</p><p>　?。?）方便性：安裝、檢查、保養(yǎng)、維修。</p><p>　　2.初不選擇二類底盤：凱馬牌載貨汽車二類

55、底盤，如下表3.1。</p><p>　　表3.1 凱馬牌載貨汽車二類底盤主要技術參數(shù)表</p><p>　　3.專用汽車功率平衡與比功率</p><p>　?。?）專用汽車的功率平衡計算：</p><p>　　動力性能要求驅(qū)動功率Pt：</p><p>　　= ( + )+ = ( )+ (Kw)

56、 (3.1)</p><p>　　式中：ηT—汽車底盤傳動系的機械效率,單級主減速器取0.9，雙級取0.86；</p><p>　　ma —整車總質(zhì)量（kg）；</p><p>　　fr —滾動阻力系數(shù)，貨車取0.02，礦用車取0.86；</p><p>　　其中： ---上臂自重，由計算為1.27 N。</p><

57、;p>　　---上臂長度，為1.9m。</p><p>　　---舉升車吊籃最大承受力，由計算知為9.8 N。</p><p>　　---點到力 的垂直距離，由計算得0.2m。</p><p>　　代入公式（4.2）得： =0.99 </p><p>　　將 ，P=16MPa代入式（4.1）</p><p>　　

58、得：D=3.57 =0.069m</p><p>　　查《機械設計手冊》如表4-1給出的液壓缸內(nèi)徑尺寸系列圓整D成標準值。</p><p>　　表4.1 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（摘自GB2348-1980）（mm）</p><p><b>　　即?。篋=63mm</b></p><p>　?。?）活塞桿直徑d的計算</

59、p><p>　　根據(jù)速度比的要求來計算活塞桿直徑d</p><p>　　d=D （4.3）</p><p>　　式中d---活塞桿直徑（m）；</p><p>　　D---液壓缸直徑（m）；</p><p>&

60、lt;b>　　---速度比， </b></p><p>　　---活塞桿的伸縮速度（m/min）；</p><p>　　---活塞桿的伸縮速度（m/min）；</p><p>　　此處，《機械設計手冊5》表37.7-6（P37-245）取液壓缸的往復運動速度比為1.46，表37.7-6（P37-173）查得：</p><p>

61、;　　d=0.56D （4.4）</p><p>　　將D代入式（4.4）的：</p><p><b>　　d=35.28mm</b></p><p>　　查《機械設計手冊5》37.7-2，表4.2所示液壓缸活塞桿外徑尺寸系列，取液壓缸

62、活塞桿外徑尺寸如下：</p><p><b>　　d=36mm。</b></p><p>　　表4.2 液壓缸活塞桿外徑尺寸系列</p><p>　?。?）液壓缸行程S的確定</p><p>　　由于上下臂工作狀態(tài)最大夾角為2 ，如圖4.3所示</p><p>　　圖4.3 上下臂最大夾角圖<

63、;/p><p>　　上下臂鉸點位置如上所示，代入數(shù)據(jù)可求出線段EF的長度，由此長度計算上臂油缸的最大行程，計算過程如下：</p><p><b>　　EF=581mm</b></p><p>　　查《機械設計手冊》如表4.3液壓缸活塞行程第一系列</p><p>　　表4.3 液壓缸活塞行程第一系列（mm、摘自GB2349-

64、1980）</p><p>　　由以上條件取S值如下：S=630mm</p><p>　?。?）液壓缸結構參數(shù)的計算</p><p>　　1.缸筒壁厚 的計算</p><p>　　按薄壁筒計算：對于低壓系統(tǒng)，液壓缸缸筒厚度一般按薄壁筒計算。</p><p><b>　?。?.5）</b></

65、p><p>　　式中 ----液壓缸缸筒厚度（m）；</p><p>　　----試驗壓力（MPa）。取 =1.5P,即 =1.5P=24 MPa；</p><p>　　D----液壓缸內(nèi)徑（m）；</p><p>　　----缸體材料的許用應（MPa），取 =100MPa。</p><p>　　代入式（4.5）中得<

66、;/p><p><b>　　=12mm</b></p><p><b>　　2.缸體外徑的計算</b></p><p>　　=D+2 （4.6）</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得： =87mm</p><p&

67、gt;　　查《機械設計手冊》圓整液壓缸外徑 為85mm。</p><p>　　4.5.3下臂油缸的設計計算</p><p>　　設液壓缸單活塞桿雙向運動時的負載力相同，不記執(zhí)行件質(zhì)量。液壓系統(tǒng)工作壓力為P=16Mpa。</p><p>　　1.確定液壓缸類型和安裝方式</p><p>　　將缸體固定，活塞桿運動，查《機械設計手冊》表37.7-

68、6液壓缸的安裝方法，選擇合適的安裝方式。考慮機構的結構要求，上臂起升、下降時液壓缸的活塞進行伸縮實現(xiàn)運動需要。查表37.7-6液壓缸的安裝選擇耳環(huán)型安裝方式，這種安裝方式使液壓缸在垂直面內(nèi)可擺動，滿足上臂運動要求。</p><p>　　2.確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸</p><p>　　根據(jù)主機的動力分析和運動分析，確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸：</p><

69、;p>　?。?）液壓缸內(nèi)徑D的計算</p><p>　　根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)壓力了計算液壓缸內(nèi)徑D</p><p>　　計算公式：D=3.57 （4.7）</p><p>　　式中 D---液壓缸內(nèi)徑（m）；</p><p>　　F---液壓缸推力（KN）；<

70、/p><p>　　p---選定的工作壓力（MPa）；</p><p>　　其中 的計算過程如下：</p><p>　　當舉升車上、下臂處于如下位置狀態(tài)時，如圖4.4上臂液壓缸所受的力最大。此時，上下臂夾角75 為，下臂水平放置，上臂抬起與下臂成夾角75 。</p><p>　　圖4.4 上下臂狀態(tài)</p><p>　　把上

71、下臂當成一個整體，將所受力對點取矩，得：</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　其中： ----上臂自重，由計算為 N。</p><p>　　F----舉升車吊籃最大承受力，由計算知為9.8 。</p><p>　　----下臂自重，由計算為 1,27 KN 。</p><

72、;p>　　----點c到力F的垂直距離。</p><p>　　----點c到上臂重力 的垂直距離。</p><p>　　----點c到下臂重力 的垂直距離。</p><p>　　----最大起重量，計算得73.9 KN。</p><p>　　----點c到力 的垂直距離，為1.72m。</p><p>　　已知上

73、下臂夾角為，上臂長為1.9m，下臂長為1.72m，且已知上下臂上鉸點位置，通過計算得：</p><p><b>　　= 1.220m</b></p><p><b>　　=1.474 m</b></p><p><b>　　=2.5 m</b></p><p><b>

74、;　　h=0.38 m</b></p><p>　　其中h為點c到力 的垂直距離，計算過程如下所示：</p><p>　　已知尺寸如下圖4.5所示。</p><p>　　圖4.5 下臂的尺寸</p><p>　　由此計算得：h=0.38m.</p><p>　　將所得數(shù)據(jù)代入公式（4.8）得：</p&

75、gt;<p>　　F= =1.65 N</p><p><b>　　將代入式（4.7）</b></p><p><b>　　得：D=3,57 </b></p><p><b>　　D=66mm</b></p><p>　　查《機械設計手冊》表37.7-1給出的缸筒

76、內(nèi)徑尺寸系列圓整成標準值。</p><p><b>　　即取：D=63mm</b></p><p>　?。?）活塞桿直徑d的計算</p><p>　　根據(jù)速度比的要求來計算活塞桿直徑d</p><p>　　d=D （4.3）</p>

77、;<p>　　式中d---活塞桿直徑（m）;</p><p>　　D---液壓缸直徑（m）;</p><p><b>　　---速度比， </b></p><p>　　---活塞桿的伸縮速度（m/min）；</p><p>　　---活塞桿的伸縮速度（m/min）；</p><p>

78、　　此處，《機械設計手冊》去液壓缸的往復運動速度比為1.46，查得：</p><p>　　d=0.56D （4.4）</p><p>　　將D代入式（4.4）的：</p><p><b>　　d=35.28mm</b></p><p>　　查《機械設計手冊》液壓缸活塞桿外徑尺

79、寸系列(摘自GB/T2348-1993)取液壓缸活塞桿外徑尺寸如下:</p><p><b>　　D=36mm</b></p><p>　　（3）液壓缸行程S的確定</p><p>　　首先計算下臂升至最大角時，下臂鉸點與底盤鉸點之間的距離。</p><p><b>　　如下圖所示</b></

80、p><p>　　圖4.6 下臂升至最大角</p><p>　　如上圖4.6所示，由計算得下臂升至最大角時，下臂鉸點與底盤鉸點之間的距離為：373mm</p><p>　　查《機械設計手冊》液壓缸活塞行程第一系列，由以上條件取S值如下：S=160mm</p><p>　?。?）液壓缸結構參數(shù)的計算</p><p><b

81、>　　缸筒壁厚的計算</b></p><p>　　按薄壁筒計算：對于低壓系統(tǒng)，液壓缸缸筒厚度一般按薄壁筒計算。</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　式中 ----液壓缸缸筒厚度（m）；</p><p>　　----試驗壓力（MPa）。取 =1.5P,即 =1.5P=24

82、MPa；</p><p>　　D----液壓缸內(nèi)徑（m）；</p><p>　　----缸體材料的許用應（MPa），取 =100MPa。</p><p>　　代入式（4.5）中得</p><p><b>　　=12mm</b></p><p><b>　　缸體外徑的計算</b>

83、;</p><p>　　=D+2 （4.6）</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得： =87mm</p><p>　　查《機械設計手冊》圓整液壓缸外徑 為85mm。</p><p><b>　　4.6本章小結</b></p><

84、p>　　在本章對小型舉升車的液壓系統(tǒng)進行了分析與計算，并根據(jù)設計要求選擇合適的液壓缸。其中包括上、下舉升臂液壓缸，還有支腿液壓，以此來確保舉升車能夠達到設計相關要求，保證在工作時安全作業(yè)。液壓系統(tǒng)是舉升車的重要組成部分，當舉升車工作時動力由發(fā)動機傳到液壓泵，液壓泵根據(jù)液壓系統(tǒng)的路線控制液壓回路，舉升工作人員，使工作人員安全作業(yè)工作。</p><p><b>　　結 論</b>&l

85、t;/p><p>　　本文在目前國內(nèi)外各種舉升車的發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀的基礎上，主要是對副車架結構、舉升車的工作臂（及上臂和下臂）和液壓系統(tǒng)進行了總體的設計計算。本論文基本完成了對高空作業(yè)臂和液壓系統(tǒng)的總體設計，主要取得了以下的成果：</p><p>　　1.根據(jù)設計要求設計副車架，確定設計尺寸，對主副車架進行安裝及校核。</p><p>　　2.分析了折疊式舉升車的基本結構

86、，確定舉升臂所涉及的相關參數(shù)。</p><p>　　3.根據(jù)相關計算公式以及所知的參數(shù)進行計算，從而確定了舉升臂的上臂長度、下臂長度，液壓缸鉸點位置，以及舉升臂截面尺寸等主要參數(shù)。</p><p>　　4.在確定了舉升臂的全面尺寸后，對其進行強度、剛度和整體穩(wěn)定性校核，不滿足時應進行修改。所以根據(jù)相關的校核公式進行強度、剛度和整體穩(wěn)定性校核，校核結果是上、下臂的尺寸符合強度、剛度和整體穩(wěn)定

87、性的要求，所以尺寸能夠達到要求。</p><p>　　5.在液壓系統(tǒng)的設計中，主要是設計變幅機構的參數(shù)，即上下臂液壓缸基本參數(shù)的確定，通過前面對上下臂的受力分析和計算，從而進一步的設計液壓缸的尺寸。</p><p>　　根據(jù)以上的分析，設計已經(jīng)達到了所需要的舉升高度的目的，最大舉升高度4.5m，舉升質(zhì)量100kg。當舉升車在道路行駛時，車廂可以存放工具等一些物品或工作人員；當舉升車開始工作

88、時，將支腿下拉支承汽車，使汽車保持平衡，擴大汽車的支承面，防止工作時舉升工作人員因為側向傾斜而引起的側翻。在設計過程中，舉升臂的性能校核結果表明，本設計的舉升臂的設計計算結果是正確的。但對于此設計的舉升臂用于現(xiàn)實實際還必須在做大量的工作，必須通過實際的高空作業(yè)才能檢驗出設計的是否正確，如有差錯，還必須進一步的分析，找出錯誤原因，進行改善，最終使設計的舉升臂能夠完成實際的舉升作業(yè)要求。</p><p><b&

89、gt;　　參考文獻</b></p><p>　　[1]牛向輝.塔式起重機設計易于忽視的三個問題[J].建設機械技術與管理，2005，8.</p><p>　　[2]竇蘊平.塔式起重機金屬結構定壽方法研究[J].北京建筑工程學院學報,2004，9.</p><p>　　[3]王鳳萍.國內(nèi)外隨車起重機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].工程機械,2004，2.</

90、p><p>　　[4]梅琨.國外汽車式塔式起重機發(fā)展概況及前景[J].建筑機械化,2003，3.</p><p>　　[5]李春亮.新編解放系列載貨汽車使用與檢修[M].北京：金盾出版社，2002，11.</p><p>　　[6]陳文潮.重型自卸汽車舉升工作中側傾機理的研究[J].裝備制造技術，2004，3.</p><p>　　[7]周送鶴，

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92、版社，1987，12.</p><p>　　[11]劉漢如.我國專用汽車及其底盤發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J].建筑機械，2008，7.</p><p>　　[12]韓林.我國專用汽車發(fā)展綜述[J].專用汽車，2005，2.</p><p>　　[13]曾斌.世界專用汽車發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國機電工業(yè)，2002，3.</p><p>　　[14]余志生.

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94、;<p>　　[18]李春亮.新編解放系列載貨汽車使用與檢修[M].北京：金盾出版社，2002，11.</p><p>　　[19]陳文潮.重型自卸汽車舉升工作中側傾機理的研究[J].裝備制造技術，2004，3.</p><p>　　[20]郭濤.雙側自流自卸半掛車設計[J].裝備制造技術，2005，3.</p><p>　　[21]胡超，張世杰.自卸

95、車側翻計算與分析[J].重型汽車，2005，1.</p><p>　　[22]朱愛平等.解決自卸車貨箱抖動的措施[J].專用汽車，2007，6.</p><p>　　[23]周送鶴，徐烈烜.工程力學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003，2.</p><p>　　[24]麻士琦等.重型自卸車傾卸機構受力分析[J].石家莊鐵道學院學報，2002，2.</p>

96、;<p>　　[25]薛志成.液壓自卸車輛的使用[J].浙江農(nóng)村機電，2006，1.</p><p>　　[26]馮茂林，孫　健.國外鉸接式自卸汽車的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].礦用汽車，2005，2.</p><p>　　[27]楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999，12.</p><p>　　[28]吳宗澤.機械設計課程

97、設計手冊[M].北京：高等教育出版社，1999，6.</p><p>　　[29]機械設計手冊聯(lián)合編寫組.機械設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1987，12.</p><p>　　[30]S-S You，S-K Jeong．Vehicle dynamics and control synthesis for four-wheel steering passenger cars．Mec

98、hatronics，2004，7.</p><p>　　[31] Takano S．Study on vehicle dynamics model for improving roll stability．JSAE Rev，2003，9.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過十四周的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計

99、已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方。本設計是在指導老師的積極鼓勵和精心指導下完成的。指導老師豐富的理論知識、實踐經(jīng)驗和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度使我在專業(yè)知識方面受益匪淺，他的無微不至的關懷對我的畢業(yè)設計完成起到了極大的幫助作用。在此對指導老師的悉心培養(yǎng)致意衷心的感謝！</p><p>　　在這里首先要感謝我的指導老師。指導老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每一個階段，從開

100、始的查閱資料，到設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計等，整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜繁瑣，但是指導老師仍然細心的糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。</p><p>　　能夠順利的完成畢業(yè)設計，在此對各位老師和同學以及在設計期間，曾經(jīng)對我的畢業(yè)設計給予幫助的領導、老師、同學表示最誠摯的謝意！&

101、lt;/p><p>　　最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人設計答辯的各位老師表示感謝！</p><p><b>　　附　　錄</b></p><p><b>　　附錄A：</b></p><p>　　Research on orbital cold forging for the

102、 edge cam of automobile fuel injection pump</p><p>　　ABSTRACT: The experimental investigation and theoretical analysis of an orbital cold forging of an edge cam was explored. The effects of blank shape and t

103、he process parameters on the edge cam forming are discussed. Photoplastic technology was successfully applied to the simulation of an orbital cold forging process applied to an edge cam. The China-made polycarbonate (PCB

104、A) was used as a simulation material, and a 3-D strain distribution was obtained inside the model materials, which provided th</p><p>　　Keywords: Orbital cold forging, edge cam, photoplasticity, simulation&l

105、t;/p><p>　　1. INTRODUCTION</p><p>　　The edge cam of the automobile fuel injection pump is a key part with complicated shape and high precision, encountered high contact stress and a high shearing s

106、tress. It is hard to be made by the conventional forming processes or machining processes, and it doesn’t meet service properties of the product. The structural character and the forming property of materials of the edge

107、 cam were analyzed. Orbital cold forging is a forging process where a fixed bottom die and a moveable/orbiting top punc</p><p>　　2. EXPERIMENT</p><p>　　2.1 Experimental equipment</p><

108、p>　　The orbital forging press—Type PXWP-100C with capacity of 1600KN was employed for forming experiment. The orbital head completes 200 revolutions per minute. The inclined angle of the orbital head is adjustable 0&#

109、176; to 2° and there are four orbits selectable: circle, straight, spiral and daisy.</p><p>　　2.2 Selecting the blank shape</p><p>　　The geometric shape of the blank influences greatly the

110、filling performance and the die life of orbital cold forged parts. If the selection is incorrect, it would either damage the die or make the work piece formation unsuccessful. According to the characteristic of the geome

111、tric shape of the edge cam, three kinds of blank shape were adopted to test.</p><p>　　Blank a) with the step and flange:</p><p>　　The size of the protruding step of blank with the function of fi

112、xing position in the lower die is basically same as the size of the edge cam. The shape of the edge cam can be formed by the orbital forging with small deformation.</p><p>　　Cylindrical blank b) with small s

113、tep:</p><p>　　The size of the protruding step of blank with the function of fixing position in the lower die is basically same as the size of the edge cam. The shape of the edge cam can be formed by the orbi

114、tal forging with large deformation.</p><p>　　Cylindrical blank c):</p><p>　　By the outside diameter of the cylindrical blank to fix position in the lower die, the shape of whole edge cam can be

115、formed by the orbital forging with large deformation.</p><p>　　All three types of blanks can be successfully formed to the edge cam. Although the deformation of blank a) and blank b) are easier to form than

116、the blank c), the blank a) and the blank b) require being preformed in mass production, thus it will incur high costs. In contrast, although the deformation of the blank c) is higher, its geometric shape is much simpler.