買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 高空作業(yè)車轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析 摘 要 本課題針對(duì) 列車型轉(zhuǎn)臺(tái)部分的要求工作裝置，對(duì) 高空作業(yè)車回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及分析。高空作業(yè)車由液壓馬達(dá)、回轉(zhuǎn)減速器及回轉(zhuǎn)小齒輪、回轉(zhuǎn)支承等組成。進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，液壓馬達(dá)輸出動(dòng)力，通過(guò)回轉(zhuǎn)減速器減速后帶動(dòng)輸出軸上的小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的齒圈嚙合，由于回轉(zhuǎn)支承的齒圈與車架剛性連接，因而回轉(zhuǎn)減速器帶動(dòng)與之相連的轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)。 本課題確定了高空作業(yè)車回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案，采用的單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承，此類支承的主要優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)承受軸向、徑向力和復(fù)合力矩 。適用子中小型起重機(jī)。轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用的是倒 型結(jié)構(gòu)，前后兩個(gè)高強(qiáng)板，左右各一個(gè)支承板，再加兩個(gè)加強(qiáng)筋形成。對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)采用 進(jìn)行建模，將建好的模型通過(guò)轉(zhuǎn)化放入 進(jìn)行有限元分析，分析出變形最大和受應(yīng)力最大的接觸面，對(duì)分析的結(jié)果的提出改進(jìn)方案，對(duì)改進(jìn)后的方案進(jìn)行有限元分析比較 , 確定最佳方案。本方案的設(shè)計(jì)為同類轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和分析方法。 在課題設(shè)計(jì)的過(guò)程中使用的方法有：（ 1）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中主要對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的的受力情況進(jìn)行分析，計(jì)算出轉(zhuǎn)臺(tái)的受力大小和轉(zhuǎn)臺(tái)的自重，對(duì)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 ，運(yùn)用繪圖軟件 進(jìn)行建模。（ 2）將模型導(dǎo)入 ，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的受力情況進(jìn)行分析查看其分析的結(jié)果，確保轉(zhuǎn)臺(tái)的變形和所受的應(yīng)力均能符合設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞 ： 高空作業(yè)車； 轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；有限元分析； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 of to of of in of so on to on to on by of of in of of it at of in in in of . in of to by of of in in 1) of in of of ; 2) of of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 第一章 緒 論 . 1 1 1 引 言 . 1 1 2 高空作業(yè)車的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 . 1 空作業(yè)車的國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)向 . 2 空作業(yè)車國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀、差距與如何提高的方法 . 3 高空作業(yè)車的組成 . 5 作機(jī)構(gòu) . 5 屬結(jié)構(gòu) . 6 力裝置 . 6 制系統(tǒng) . 7 本課題研究的意義 . 7 第二章 高空作業(yè)車的轉(zhuǎn) 臺(tái)的結(jié)構(gòu)分析 . 8 高空作業(yè)車的轉(zhuǎn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 8 臺(tái)的組成 . 8 2 轉(zhuǎn)臺(tái)的受力分析 . 13 臺(tái)的自重 G . 14 2 上下臂的受力分析及計(jì)算 . 16 臂的受力分析 . 17 臂的受力分析 . 19 2 回轉(zhuǎn)支承裝置的計(jì)算 . 21 轉(zhuǎn)支承裝置的計(jì)算載荷 . 21 盤(pán)式回轉(zhuǎn)支承裝置的計(jì)算 . 22 承載能力曲線選取合適的回轉(zhuǎn)支承型號(hào) . 22 盤(pán)式回轉(zhuǎn)支承裝置的計(jì)算 . 24 承載能力曲線選取合適的回轉(zhuǎn)支承型號(hào) . 24 傳動(dòng)齒輪的計(jì)算 . 25 第三章 轉(zhuǎn)臺(tái)的有限元分析 . 28 有限元方法的基礎(chǔ)知識(shí) . 28 有限元分析軟件 . 30 轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的有限元分析 . 34 實(shí)體建模 . 34 算模型 . 34 限元模型 . 36 第 4 章 結(jié) 論 . 43 致 謝 . 44 參 考 文 獻(xiàn) . 45 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 1 第一章 緒 論 1 1 引 言 工程機(jī)械廣泛應(yīng)用 于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各部門(mén)，并且在整個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有十分重要的地位。解放以后，我國(guó)的機(jī)械工業(yè)在十分薄弱的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)近五十年的艱苦努力，從小到大，從修配到制造，從僅僅仿造一般機(jī)械產(chǎn)品到能制造大型、中型、精密設(shè)備，從制造單機(jī)到制造重大成套設(shè)備，逐步形成了一個(gè)門(mén)類比較齊全，具有較大規(guī)模，較先進(jìn)技術(shù)水平和成套水平不斷提高的工業(yè)體系。 80 年代以來(lái)，工程機(jī)械發(fā)展速度快。其主要原因 :一是我國(guó)在改革開(kāi)放政策指引下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展快，對(duì)工程機(jī)械的需要增多 ;二是從中央到地方給與發(fā)展的優(yōu)惠政策，增加資金注入，加以扶植 ;三是引 進(jìn)國(guó)外多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)消化吸收，產(chǎn)品技術(shù)水平提高 ;四是，企業(yè)經(jīng)過(guò)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整，相互合作，并在競(jìng)爭(zhēng)中促使相互提高。但是我國(guó)工程機(jī)械與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比較以及與國(guó)內(nèi)建設(shè)要求相比還有不少差距，還有許多問(wèn)題 A 待研究解決。隨著目前高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及其廣泛應(yīng)用，它帶動(dòng)了整個(gè)工業(yè)的發(fā)展，在機(jī)械行業(yè)更為引人注目，設(shè)計(jì)上的優(yōu)化等使機(jī)器向高精密化發(fā)展，帶來(lái)了一場(chǎng)新的變革。當(dāng)然一向以笨重著稱的大型工程機(jī)械，更有著廣闊的發(fā)展余地。 高空作業(yè)車作為一種大型的工程機(jī)械設(shè)備，日前廣泛應(yīng)用在船舶、建筑、市政建設(shè)、消 防、港口貨運(yùn)等行業(yè)，是新興的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，有著廣闊的發(fā)展前景。高空作業(yè)機(jī)械是在工程起重機(jī)械基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，只有二十幾年的歷史。盡管我國(guó)在高空作業(yè)車設(shè)計(jì)制造上取得了一些成績(jī)，但是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造的高空作業(yè)機(jī)械同國(guó)外同類型高空作業(yè)機(jī)械產(chǎn)品相比仍有一定差距，土要表現(xiàn)為技術(shù)含量低、大型的較少、結(jié)構(gòu)笨重、作業(yè)時(shí)微動(dòng)性能差等問(wèn)題。 1 2 高空作業(yè)車的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 高空作業(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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 2 空作業(yè)車的國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)向 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)卜發(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。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。 1 業(yè)車的發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外高空作業(yè)機(jī)械，發(fā)展迅速，技術(shù)水平不斷提高。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，一般都有專門(mén)的跨國(guó)公司和集團(tuán)主營(yíng)和兼營(yíng)高空作業(yè)機(jī)械，如美國(guó) 司 (格魯夫 )和尼公司 )、英國(guó) 司、 S 司 (西蒙 )、意大利 高 )、芬蘭 司 (波浪濤公司 )、日本的多田野和愛(ài)知株式會(huì)社等。高空作業(yè)機(jī)械的底盤(pán)分通用型和專用型，采用通用汽車底盤(pán)的高空作業(yè)機(jī)械，機(jī)動(dòng)靈活，能快速轉(zhuǎn)移，作業(yè)高度較高，采用專用底盤(pán)的高空作業(yè)機(jī)械，即自行式高空平臺(tái)車，適用于固定場(chǎng)所作業(yè)，具有微動(dòng)行駛，擴(kuò)大作業(yè)半徑等特點(diǎn)。 為了滿足實(shí)際工程的需要，高空作業(yè)車的作業(yè)高度越來(lái)越高，隨之作業(yè)半徑也越來(lái)越大。 操作越來(lái)越簡(jiǎn)單可 靠，自動(dòng)化程度不斷提高。如 尼公司 )的自行式直臂式高空作業(yè)車、自行式曲臂式高空作業(yè)車、自行式剪型高空作業(yè)車。由于采用自動(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。但根據(jù)不同的工況條件，考慮到造價(jià)等原因，拖動(dòng)式和手動(dòng)式很有實(shí)用價(jià)值，目前在一些場(chǎng)所仍被廣泛使用。此類高空作業(yè)車有拖動(dòng)式曲臂高空作業(yè)車和手動(dòng)式物料升降機(jī)。 業(yè)車的發(fā)展動(dòng)向 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。 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。 三性：可靠性、安全性和舒適性。 各大公司產(chǎn)品技術(shù)水平、品種、數(shù)量、質(zhì)量均有較大發(fā)展和提高，競(jìng)爭(zhēng)激烈，不斷向世界各地推銷，占領(lǐng)市場(chǎng)。 技術(shù)及其作用 為了滿足高層建筑的復(fù)雜情況，要求人們不斷改進(jìn)舉高車，以適應(yīng)施工、滅火等需要，以及舉高車制造公司間日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)了舉高車技術(shù)的發(fā)展。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 3 新技術(shù) 的采用，使發(fā)達(dá)國(guó)家 80 年代的舉高車在性能和安全上有較大的提高，這主要體現(xiàn)在三個(gè)方面： (1)在公安消防上，提高救生和滅火能力。在 80 年代，發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)改進(jìn)舉高消防車的臂架結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，使其救人和滅火能力有了大幅度的提高。登高平臺(tái)消防車， 70 年代的最大工作高度是 40m, 80 年代后期，芬蘭波浪濤公司又推出 且這兩種車的登高平臺(tái)載重能力達(dá) 450 著地提高了救生能力。 (2)提高應(yīng)付不利環(huán)境的能力。在高層建筑火場(chǎng)上或在施工現(xiàn)場(chǎng)上，有時(shí)會(huì) 遇到地面不平、場(chǎng)地狹窄等情況。如何在這些不利情況下使舉高車充分發(fā)揮救生和滅火能力或載人施工的能力，也是舉高車新技術(shù)開(kāi)發(fā)的主要方向之一。在這方面比較突出的日本森田泵公司，在新一代云梯消防車上采用了電子計(jì)算機(jī)調(diào)平技術(shù)。 (3)提高安全性。如在 80 年代德國(guó)的馬基路斯、麥茨、森田和芬蘭的波浪濤公司等紛紛采用了靠電子計(jì)算機(jī)控制舉高消防車的支腿梯架的操作和顯示等技術(shù)，這種技術(shù)提高了云梯操作自動(dòng)化程度，從而避免了因操作人員的失誤而導(dǎo)致的危險(xiǎn)。 空作業(yè)車國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀、差距與如何提高的方法 國(guó)內(nèi) 高空作業(yè)機(jī)械發(fā)展剛剛起步，只有十幾年的發(fā)展歷史，雖然起步晚，由于高空作業(yè)機(jī)械制造企業(yè)的努力，已逐步走向穩(wěn)定的發(fā)展軌道。 23 狀 從 80 年代開(kāi)始撫順起重機(jī)總廠、武漢起重機(jī)廠、四川度巖機(jī)械廠、長(zhǎng)江起重機(jī)有限責(zé)任公司、杭州園林機(jī)械廠、北京攀尼高空作業(yè)車有限公司、徐州重型機(jī)械廠等開(kāi)始著手研制高空作業(yè)車和登高平臺(tái)消防車，投放市場(chǎng)。撫順市起重機(jī)總 一生產(chǎn)的 登高平臺(tái)消防車已出口泰國(guó)。最近四川長(zhǎng)江起重機(jī)有限責(zé)任公司，研制的 高空作業(yè)車是最近向 推向市場(chǎng)的一種新產(chǎn)品。該產(chǎn)品采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段設(shè)計(jì)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi) 25m 伸縮臂式高空作業(yè)車的空白。 距 盡管我國(guó)在高空作業(yè)車設(shè)計(jì)制造上取得了一些成績(jī)，但是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造的高空作業(yè)機(jī)械同國(guó)外同類型高空作業(yè)機(jī)械產(chǎn)品相比仍有一定差距，主要表現(xiàn)為技術(shù)含量低、大型的較少、結(jié)構(gòu)笨重、作業(yè)時(shí)微動(dòng)性能差等問(wèn)題。在開(kāi)發(fā)研制過(guò)程中，應(yīng)采取有效措施、試驗(yàn)研究，逐項(xiàng)加以解決，以縮小差距。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 4 同時(shí)對(duì)目前存在的技術(shù)關(guān)鍵，有待于組織力量攻關(guān)解決，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， 數(shù)顯微機(jī)自動(dòng)程序控制以及機(jī)電一體化問(wèn)題等。 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。 1)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)； 2)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； 3)規(guī)模化發(fā)展，這不但可保證質(zhì)量還可降低成 本； 4)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)； 5)和手段對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行改造。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)各企業(yè)高空作業(yè)機(jī)械的總產(chǎn)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，供需矛盾突出，其表現(xiàn)： 船舶行業(yè)，當(dāng)前我國(guó)造船業(yè)發(fā)展迅猛，己逐步進(jìn)入了國(guó)際船舶市場(chǎng)。船舶產(chǎn)量從 80 年代初的 30 多萬(wàn)，提高到現(xiàn)在的 200 多萬(wàn)，約占世界船舶市場(chǎng)份額的 6%。船舶的設(shè)計(jì)和建造，從建造萬(wàn)噸級(jí)散貨船開(kāi)始，發(fā)展到能建造六萬(wàn)噸級(jí)巴拿馬型船舶和十五萬(wàn)噸級(jí)大型油船。最近幾年，又開(kāi)始建造高速集裝箱船、成品油船、液化氣船和自卸式散貨船等技術(shù)難度大、附加值高的船舶。隨著船舶行業(yè)的發(fā)展，大型船舶增 多，造船和修船中越來(lái)越多的需要高空作業(yè)，因此高空作業(yè)車的應(yīng)用也是與日增加 國(guó)船舶系統(tǒng)，需要直臂式 16空作業(yè)平臺(tái)大約 80左右。 公安消防系統(tǒng)，隨著大中城市高層建筑增多，消防設(shè)施“滯后”，登高平臺(tái)消防車己屬緊迫需要。 我國(guó)百萬(wàn)人口城市 30 個(gè)，以平均每個(gè)城市需要作業(yè)高度 30m 大型登高平臺(tái)消防車 4 臺(tái)計(jì)算，需要量為 120 臺(tái)左右。全國(guó)幾十萬(wàn)人口以上的城市近 500 個(gè)，以平均每個(gè)城市擁有 1620 m 中型登高平臺(tái)消防車 2 臺(tái)計(jì)算，需要量為 1000 臺(tái)左右。 全國(guó)大型油田、煉油廠、大型儲(chǔ)油庫(kù)系統(tǒng)，對(duì)大型登高平臺(tái)消防車的需要量約70 臺(tái)左右。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 5 城鄉(xiāng)電業(yè)部門(mén)。電站、變電所、各種低壓輸電線路的建設(shè)維修帶電作業(yè)迫切需要有絕緣性能的高空作業(yè)車，預(yù)計(jì)電力部門(mén)需要各類絕緣高空作業(yè)車 (12 m m)大約 200 臺(tái)左右。 城市路燈園林部門(mén)。需要 6 小型高空作業(yè)車大約 1000 臺(tái)左右。 國(guó)防軍工系統(tǒng)。對(duì) 20 野高空作業(yè)車需求量也較大，主要用于用于航天、導(dǎo)彈發(fā)射等。 綜上所述，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。 高空作業(yè)車的組成 高空作業(yè)車正常進(jìn)行作業(yè)，需要工作機(jī)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)四部分。這四個(gè)部分的組成及其作用分述如下： 45 作機(jī)構(gòu) 工作機(jī)構(gòu)是為實(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)、回轉(zhuǎn)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)和回轉(zhuǎn)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。 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)距離稱為幅買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 6 度。變幅機(jī)構(gòu)擴(kuò)大了高空車的作業(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。 高空作業(yè)車的行走機(jī)構(gòu)就是通用或?qū)Ｓ闷嚨妆P(pán)。 屬結(jié)構(gòu) 工作臂、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、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，提高高空車的可靠性都有重要意義。 力裝置 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。高空作業(yè)裝置需要的功率不大，一般約 1020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 50直到 150上，且高空作業(yè)裝置工作時(shí)不允許底盤(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)裝置工作。因?yàn)楦呖兆鳂I(yè)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)置控買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 7 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。 制系統(tǒng) 高空作業(yè)車控制系統(tǒng)是解決各機(jī)構(gòu)怎樣運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。如動(dòng)力傳遞的方向，各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度的快慢，以及使機(jī)構(gòu)啟動(dòng)停止等?？刂葡到y(tǒng)包括操縱裝置、 執(zhí)行元件和安全裝置。當(dāng)今的高空作業(yè)車全部采用電氣液壓操縱，因此控制裝置包括各種液壓操作閥，電控裝置等，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的起動(dòng)、調(diào)速、換向、制動(dòng)和停止。執(zhí)行元件包括變幅用的液壓油缸、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、油泵等，用來(lái)推動(dòng)結(jié)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。安全裝置包括各種傳感器、行程開(kāi)關(guān)、報(bào)警器、液壓鎖止閥，用來(lái)檢測(cè)危險(xiǎn)工況保證工作安全。 本課題研究的意義 高空作業(yè)車作為一種工程機(jī)械設(shè)備，目前廣泛應(yīng)用在船舶、建筑、市政建設(shè)、消防、港口等行業(yè)，有著廣闊的發(fā)展前景。 本課題以徐州海倫哲工程機(jī)械有限公司研制開(kāi)發(fā) “ 高空作業(yè) 車” 為研究對(duì)象，對(duì)該車上的重要結(jié)構(gòu) 高空作業(yè)車轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)、回轉(zhuǎn)減速器及回轉(zhuǎn)發(fā)小齒輪、回轉(zhuǎn)支承等組成。進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，液壓馬達(dá)輸出動(dòng)力，通過(guò)回轉(zhuǎn)減速器減速后帶動(dòng)輸出軸上的小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的齒圈嚙合，由于回轉(zhuǎn)支承的齒圈與車架剛性連接，因而回轉(zhuǎn)減速器帶動(dòng)與之相連的轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臺(tái)是高空作業(yè)車的主要承載構(gòu)件之一，構(gòu)造及受力復(fù)雜。轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)對(duì)高空作業(yè)小車在工作時(shí)有著極為重要的作用。 轉(zhuǎn)臺(tái)傳統(tǒng)的手工計(jì)算方法，通常是將轉(zhuǎn)臺(tái)底板作為固定，臂鉸點(diǎn)軸孔受 力的一個(gè)簡(jiǎn)支懸臂梁來(lái)計(jì)算。一般取幾個(gè)截面來(lái)計(jì)算其強(qiáng)度、剛度，計(jì)算復(fù)雜，且未考慮變幅集中力等載荷的影響，誤差大，難以反映轉(zhuǎn)臺(tái)真正的受力狀況。隨著有限元理論的不斷完善和有限元軟件功能的不斷提高，有限元法在工程實(shí)踐得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。以有限元方法為工具對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行強(qiáng)度和剛度有限元分析，其分析結(jié)果對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 8 第二章 高空作業(yè)車的轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)分析 高空作業(yè)車的轉(zhuǎn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)平臺(tái)，俗稱為轉(zhuǎn)臺(tái)，它是構(gòu)成輪式全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的三大承載結(jié)構(gòu)件之一。常見(jiàn)的轉(zhuǎn)臺(tái)形式有 :框架式、單板加肋式、單 墻大箱式、箱形立板式和箱形積木式等 。 轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)為高空作業(yè)車組成的重要組成部分 ,屬于金屬結(jié)構(gòu)部分在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要綜合考慮轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)大小、轉(zhuǎn)臺(tái)的選材、以及轉(zhuǎn)臺(tái)受到的力的大小。 臺(tái)的組成 轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)主要有：底板、轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)支承、傳動(dòng)齒輪、以及轉(zhuǎn)臺(tái)組成。 一 底板 ：不論轉(zhuǎn)臺(tái)采用何種結(jié)構(gòu)，都必須具有很大的整體剛度，以保證它所承受的載荷能有效的傳遞，起重機(jī)可以平穩(wěn)地工作。而轉(zhuǎn)臺(tái)底板的平面剛度則對(duì)保證回轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活及轉(zhuǎn)臺(tái)整體剛度起著至關(guān)重要的作用。在高空作業(yè)小車中底板放在固定轉(zhuǎn)塔上。在此不做詳細(xì)的介紹一般均 采用圓盤(pán)型結(jié)構(gòu)。如下圖： 圖 2 轉(zhuǎn)臺(tái)的底板 轉(zhuǎn)盤(pán)的大小通常根據(jù)設(shè)計(jì)者對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)的尺寸來(lái)確定，根據(jù)不同型號(hào)的作業(yè)小車所需要的不同結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)設(shè)計(jì)底板的大小 67。 二 轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)支承 ：轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)支承屬于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)支承裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置兩部分組成。前者將起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分支持在固定部分上，后者驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)部分買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 9 相對(duì)于固定部分回轉(zhuǎn)。 8 回轉(zhuǎn)支承裝置簡(jiǎn)稱回轉(zhuǎn)支承，主要分為柱式和轉(zhuǎn)盤(pán)式兩大類，根據(jù)不同的使用要求各 種回轉(zhuǎn)支承的特點(diǎn)以及制造廠的加工條件等合理地選定?；剞D(zhuǎn)支承保證作業(yè)車回轉(zhuǎn)部分 有確定的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并承受作業(yè)車回轉(zhuǎn)部分作用于它的垂直力、水平力和傾覆力矩。 1 柱式回轉(zhuǎn)支承裝置 (1)定柱式回轉(zhuǎn)支承裝置 定柱式回轉(zhuǎn)支承裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，自重和驅(qū)動(dòng)功率較小，能使起重機(jī)的重心降低。 (2)轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置 轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制遣方便。適用于起升高度和工作幅度較大而起重機(jī)的高度尺寸沒(méi)有嚴(yán)格限制的起重機(jī) (如塔式、門(mén)座起重機(jī) )。 2 轉(zhuǎn)盤(pán)式回轉(zhuǎn)支承裝置 現(xiàn)代轉(zhuǎn)盤(pán)式回轉(zhuǎn)支承裝置主要有滾子夾套式和滾動(dòng)軸承式 (過(guò)去中小噸位起重機(jī)上使用的滾輪式回轉(zhuǎn)支 承已由滾動(dòng)軸承式取代 )。 (1)滾子夾套式回轉(zhuǎn)支承裝置 (圖 2 一 2) 圖 2 滾子夾套式回轉(zhuǎn)支承裝置 1 轉(zhuǎn)盤(pán) ； 2 轉(zhuǎn)動(dòng)軌道； 3 一中心軸樞； 4 一固定軌道 ;5 一拉桿 ;6 滾子 7 一反抓滾子 它由許多圓錐或圓柱形滾子裝在上下兩個(gè)環(huán)形軌道之間 轉(zhuǎn)臺(tái)底面的軌道通常在受力大的前后方制成兩段圓弧形。 圓錐滾子用于軌道直徑較小的情況，可以避免附加的摩擦阻力與磨損。由于圓錐形滾買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 10子產(chǎn)生軸向力，因此滾子裝在由許多拉桿構(gòu)成的保持架上。 在軌道直徑較大的情況下，可以采用圓柱形滾子。圓柱形滾子可制成單輪緣或雙輪緣裝在由槽鋼制成的保持架上。這種保持架應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度。滾子夾套式回轉(zhuǎn)支承裝置已逐漸被滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置所取代。 (2) 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置 (圖 2 3 2 6) 圖 2 排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承 圖 2排式回轉(zhuǎn)球軸承 圖 2單排交叉鑲柱式回轉(zhuǎn)支承 圖 2三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 11圖 2由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、高度尺寸小。內(nèi)外座圈上的滾道是兩個(gè)對(duì)稱的圓弧面，鋼球與圓弧面滾道四點(diǎn)接觸，能同時(shí)承受軸向、徑向力和覆復(fù)力矩。適用子中小型起重機(jī)。 圖 2有二個(gè)座圈，采用開(kāi)式裝配，鋼球和隔離塊可直接排入上下滾道，上下兩排鋼球采用不同直徑以適應(yīng)受力狀況的差異。滾道接觸壓力角較大 (60 度 90 度 )，因此能承受很大的軸向載荷和傾覆力矩。適用于中型塔式起重機(jī) 圖 2由兩個(gè)座圈組成，滾柱軸線 1： 1 交叉排列，接觸壓力角為 45 度 ,由于滾柱與滾道間是線接觸，所以承載能力高于單排鋼球式。這種回轉(zhuǎn)支承制造精度高。裝配間隙小，安裝精度要求較高，適用于中小型起重機(jī)。 圖 2由三個(gè)座圈組成，上下及徑向滾道各自分開(kāi)。上下兩排滾柱水平平行排列，承受軸向載荷和 傾覆力矩，徑向滾道垂直排列的滾珠承受徑向載荷，是常用四種形式的回轉(zhuǎn)支承中承載能力最大的一種，適用于回轉(zhuǎn)支承直徑較大的大噸位起重機(jī)。 在本設(shè)計(jì)中采用的轉(zhuǎn)臺(tái)輔助支承是單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承，其與上部轉(zhuǎn)臺(tái)的底板的連接方式如下圖： 上部轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)支承圖 2轉(zhuǎn)臺(tái)與支撐的聯(lián)結(jié) 采用此種支承的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、高度尺寸小且能同時(shí)承受軸向、徑向力和復(fù)合力矩適用于中小型起重機(jī)。 由上圖可以看出轉(zhuǎn)臺(tái)的 底板與下部的回轉(zhuǎn)支承之間采用的是螺栓連接。當(dāng)液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)傳動(dòng)軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這時(shí)傳動(dòng)齒輪與傳動(dòng)軸之間也用了幾個(gè)小螺釘連接，將動(dòng)力傳給了傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)回轉(zhuǎn)支承上的齒輪，支承上的齒輪的外圈與上部轉(zhuǎn)臺(tái)底板用了 6 個(gè)螺栓聯(lián)結(jié)將動(dòng)力傳給了轉(zhuǎn)臺(tái)，而齒輪的內(nèi)圈上則用螺釘與底盤(pán)連接固定。 三 傳動(dòng)齒輪： 在起重機(jī)機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最多的是齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)使用較少，鏈傳動(dòng)只在買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 12個(gè)別情況下使用。 齒輪傳動(dòng)分開(kāi)式傳動(dòng)和閉式傳動(dòng)，電動(dòng)起重機(jī)的所有機(jī)構(gòu)都采用閉式齒輪傳動(dòng) (減速器 )，開(kāi)式齒輪傳動(dòng)只在特殊情況下使用 (如回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的布置，要求末級(jí)傳動(dòng)為開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)無(wú)合適的 減速器可供選用 )。使用開(kāi)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒輪圓周速度一般不超過(guò) 1 .5 m/s。 8 齒輪傳動(dòng)還有定軸傳動(dòng) (或普通齒輪傳動(dòng)，齒輪的幾何軸線固定不動(dòng) )和行星傳動(dòng)齒輪的幾何軸線可動(dòng)之分。 平行軸傳動(dòng)多采用圓柱直齒或斜齒輪 :相交軸傳動(dòng)多采用錐齒輪或蝸桿傳動(dòng) ;兩軸不平行不相交時(shí)，可采用雙曲面齒輪、蝸桿傳動(dòng)、交錯(cuò)軸斜齒輪和曲線錐齒輪傳動(dòng)等。 在齒輪傳動(dòng)中，如果從動(dòng)齒輪直徑很大 (一般大于 3 m),或者從動(dòng)部分為大模數(shù)齒條 (模數(shù)大于 16齒輪圓周速度又在 0. 6 m/s 以下，為了簡(jiǎn)化制造，可使用針輪柱銷傳動(dòng)。門(mén) 座起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)有時(shí)采用針輪柱銷傳動(dòng)。 鏈條傳動(dòng)只用子傳動(dòng)距離較大、不便于采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合 (如某些門(mén)式起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) )。 在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中傳動(dòng)齒輪與固節(jié)在轉(zhuǎn)臺(tái)支承的齒輪是開(kāi)式傳動(dòng)，采用的是外嚙合由小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)外嚙合齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于外嚙合齒輪和轉(zhuǎn)臺(tái)之間是用螺栓聯(lián)結(jié)從而來(lái)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，最后帶動(dòng)桿臂工作。所以這里的傳動(dòng)齒輪起著重要的作用，通過(guò)傳動(dòng)齒輪才能把動(dòng)力傳給轉(zhuǎn)臺(tái)，來(lái)控制臂工作的時(shí)候所需要的條件。 四 轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu) 910 （方案 1） 轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的主要作用是連接下部傳動(dòng)齒 輪與桿件，也也是此次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)采用前后兩個(gè)高強(qiáng)板，在前后高強(qiáng)板上再加上加強(qiáng)筋形成倒 型結(jié)構(gòu)，底部采用圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)。如下圖 2 2 轉(zhuǎn)臺(tái)的外部結(jié)構(gòu)圖 1 由圖可以看出轉(zhuǎn)臺(tái)上圓孔主要用于裝下臂的銷軸，下圓孔用來(lái)裝升縮缸的銷軸。上下蓋板及兩側(cè)與高強(qiáng)板構(gòu)成了箱形結(jié)構(gòu)，在外側(cè)加了兩個(gè)加強(qiáng)筋以提高強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 13在本圖中沒(méi)有涉及到底板與回轉(zhuǎn)支承的連接。兩個(gè)加強(qiáng)筋均采用的是三棱形，又省材，體積和重量均比較小。前后加強(qiáng)筋的在中間 位置開(kāi)有小孔，主要是省材和減輕重量，來(lái)減小轉(zhuǎn)臺(tái)支承承受的重量。 （方案 2） 轉(zhuǎn)臺(tái)同樣采用前后兩個(gè)高強(qiáng)板，在前后高強(qiáng)板之間采用再加上加強(qiáng)筋形成倒 型結(jié)構(gòu)，底部采用方板形結(jié)構(gòu)。如下圖 2 2轉(zhuǎn)臺(tái)的外部結(jié)構(gòu) 2 2轉(zhuǎn)臺(tái)的受力分析 轉(zhuǎn)臺(tái)受到的力是我次此設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)部分，所以我們應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注受力分析。高空作業(yè)小車轉(zhuǎn)臺(tái)作為一個(gè)復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)體系受到的力包括拉力、壓力及扭矩的組合作用。 圖 2臺(tái)的受力圖 在轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)上受到裝下臂銷孔的的鉸支座的正交力 2y,和裝伸縮缸受到的力 及轉(zhuǎn)臺(tái)的自重 G。由于可以通過(guò)計(jì)算材料能夠得到，而其他的力均是未知必須通過(guò)上下買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 頁(yè) 14臂的受力來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 臺(tái)的自重 G （方案 1） 根據(jù)所給的尺寸及重要參數(shù)來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)臺(tái)的自重，由于轉(zhuǎn)臺(tái)前后高強(qiáng)板的厚度為 201 前后板的自重計(jì)算 已知：長(zhǎng) =500 =600 =20=7850kg/手冊(cè)可得采用 45#鋼 30 . 5 0 . 6 0 . 0 2 0 . 0 0 6 總(采用四棱柱的體積 ) 31 0 . 5 0 . 40 . 0 2 0 . 0 0 22 （截去右邊的空缺部分） 2 4 32 3 . 1 4 0 . 0 5 0 . 0 2 1 . 5 7 1 0 孔（連接下臂的孔） 2 4 33 . 1 4 0 . 0 2 0 . 0 2 2 . 5 1 2 1 0 3 孔 330 . 0 0 6 0 . 0 0 2 0 . 0 0 0 1 5 7 0 . 0 0 0 0 2 1 5 23 . 8 2 1 0 1 2 3總 V - V - V 現(xiàn)在知道了前板的體積了根據(jù)密度來(lái)求出質(zhì)