下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) HQ5050JGK 高空作業(yè)車改裝設(shè)計(jì) 系部名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 車輛工程 07-4 班 學(xué)生姓名： 李 超 指導(dǎo)教師： 趙雨旸 職 稱： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一 一 年六月 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 The Graduation Design for Bachelors Degree Design on Aerial platform truck of HQ5050JGK Candidate： Li Chao Specialty： Vehicle Engineering Class： 07-4 Supervisor： Associate Prof. Zhao Yuyang Heilongjiang Institute of Technology 2011-06 Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 文中主要對(duì) HQ5050JGK 高空作業(yè)車的二類底盤的選型和整體布置、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。 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，然后確定汽車底盤及車輛的總體布置和控制系統(tǒng)。 在設(shè)計(jì)說明中，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)。 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，所有的設(shè)計(jì)工作都是圍繞這 6個(gè)單元展開的 ：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 。 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 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT Focuses on HQ5050JGK aerial second 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. 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 determine 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 calculation, select the vehicle to determine the structural parameters and based load and use the situation to the hydraulic system design. In the main text to complete the HQ5050JGK Aerial overall structural design, hydraulic circuit design and gear detailed design of working device. Aerial vehicles designed to start by 6 units, all of the design work around these six units started. Aloft working car overall design、 the design of lifting mechanism、 work device design、 the design of power transmission device、 installation protection device、 the vehicle stability checking. Key words: The overall design； Lifting mechanism； Work device； Power transmission device； Performance analysis黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 Abstract 第 1 章 緒論 1 1.1 課題研究的目的及意義 1 1.2 高空作業(yè)車的國(guó)內(nèi)外 研究狀況 1 1.2.1 高空作業(yè)車的國(guó) 外研究狀況 4 1.2.2 高空作業(yè)車的國(guó) 內(nèi)研究狀況 2 1.2.3 高空作業(yè)車發(fā)展動(dòng)向 3 1.3 高空作業(yè)車的組成及功用 3 1.3.1 工作裝置 6 1.3.2 動(dòng)力裝置 6 1.4 主要內(nèi)容及技術(shù)路線 6 1.4.1 主要內(nèi)容 6 1.4.2 技術(shù)路線 6 第 2 章 高空作業(yè)車總體設(shè)計(jì) 8 2.1 高空作業(yè)車底盤的選擇 8 2.1.1 二類 底盤選擇依據(jù) 8 2.1.2 選擇 二類底盤要求 8 2.2 工作 臺(tái) 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要尺寸確定 10 2.3 舉升機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì) 11 2.3.1 剪叉臂材料的選擇 12 2.3.2 剪叉臂尺寸的確定 13 2.3.3 橫軸的選取 17 2.4 支腿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 15 2.4.1 支腿跨距的確定 20 2.4.2 支撐腳接地面積確定 22 2.5 總體主要參數(shù)確定 22 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2.5.1 尺寸參 數(shù)的確定 22 2.5.2 質(zhì)量 參數(shù)的確定 22 2.5.3 總質(zhì) 量 ma 23 2.6 本章小結(jié) 23 第 3 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 3.1 執(zhí)行元件類型、數(shù)量和安裝位置 24 3.2 速度和載荷的計(jì)算 24 3.2.1 速度計(jì)算及速度的變化規(guī)律 24 3.2.2 執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律 25 3.3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 26 3.3.1 系統(tǒng)壓力的初步確定 27 3.3.2 液壓 執(zhí)行元件的主要參數(shù) 27 3.4 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證 32 3.4.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇 32 3.4.2 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇 33 3.4.3 調(diào)速方案的選擇 33 3.4.4 液壓系統(tǒng)原理圖的確定 33 3.5 液壓元件的選擇及其連接 33 3.5.1 油泵的選擇 34 3.5.2 取力器布置方案及基本參數(shù)選擇 35 3.6 本章小結(jié) 36 第 4 章 高空作業(yè)車性能分析 37 4.1 汽車動(dòng)力性能分析 37 4.1.2 汽車的行駛方程式 37 4.1.3 汽車最高車速的確定 40 4.2 燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算 40 4.3 支腿壓力 的計(jì)算 42 4.4 本章小結(jié) 45 結(jié)論 46黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 47 致謝 48 附錄 49 附錄 A 外文文獻(xiàn)原文 49 附錄 B 外文文獻(xiàn)中文翻譯 53 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 買文檔送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 1 章 緒 論 1.1 選題的目的及意義 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。 高空作業(yè) 機(jī)械式 在工程起重機(jī)械基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高空作業(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 越多，要求工作范圍也越來越廣泛。 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。 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、拖黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 動(dòng)式和手動(dòng)式等等。 1.2.1 高空作業(yè)車的國(guó)外 研究狀況 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)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，定位也來越來越準(zhǔn)確。 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，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。 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。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)性能問題，支腿調(diào)平技術(shù)問題，微機(jī)自動(dòng)程序控制以及機(jī)電一體化問題等和國(guó)外有很大的差距。 為了提高我國(guó)高空作業(yè)的生產(chǎn)水平，從目前的狀況來看應(yīng)首先從如下的幾個(gè)方面來進(jìn)行。 1、 解決工程汽車底盤問題，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)； 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； 3、 改變高空作業(yè)車的生產(chǎn)方式，向規(guī)?；K化發(fā)展，這不但可保證質(zhì)量還可降低成本； 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)品的開發(fā)； 5、 應(yīng)用現(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。 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。 1.2.2 高空作業(yè)車的國(guó) 內(nèi)研究狀況 1、 概況 我國(guó)高空作業(yè)車行業(yè)起步較晚，自 20世紀(jì) 60年代開始研制、 70年代才推出商業(yè)化樣機(jī)，隨著改革開放的深入，逐漸引入國(guó)外高新技術(shù)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(jī)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(tuán)開發(fā)了 53m黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 產(chǎn)品，徐州重型機(jī)械有限公司開發(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)高度只有杭州愛知和徐州海倫哲達(dá)到 35m，與歐美的差距較大。也正因?yàn)榇?，高空作業(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。 2、 應(yīng)用情況 我國(guó)高空作業(yè)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： (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。 (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)。 (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。 (4) 目前高空作業(yè)車的應(yīng)用多為市政、電力等公用部門，隨著整個(gè)社會(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)展帶來極為廣闊的發(fā)展前景。 (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)。 1.2.3 高 空作業(yè)車發(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。 1.3 高空作業(yè)車 的組成及功用 高空作業(yè) 車是用來運(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)的專用汽車。 高空作業(yè) 車除底盤部分外，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。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 高空作業(yè)車 是用來運(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?，F(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)，大大提高了空中作業(yè)的工作效率。 高空作業(yè)車 是利用汽車底盤作為行走機(jī)構(gòu)，具有汽車的形勢(shì)通過性能，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。 剪叉 式高空作業(yè)車中外觀如圖 1.1 所示。 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： 1.3.1 工作裝置 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。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 1.1 剪叉式 高空作業(yè)車 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)及其調(diào)平機(jī)構(gòu)。 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 的可靠性都有重要意義。 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、右四黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 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)。 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，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。 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。 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，通過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)。混合臂式舉升機(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。 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。 工作臂、副車架（車架大梁， 門架、支腿等），金屬結(jié)構(gòu)是 高空作業(yè)車 的重要組黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 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 的可靠性都有重要意義。 1.3.2 動(dòng)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 1020KW，而載重汽車底盤發(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)不允許底盤行駛，因此底盤發(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)?高空作業(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，通過安裝在底盤變速箱側(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，在底盤行駛時(shí)，取力器沒有輸出，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。 1.4 設(shè)計(jì) 技術(shù)路線 1.4.1 主要內(nèi)容 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 。 主要解決的問題有：二類底盤的選擇、 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 。 設(shè)計(jì) 技術(shù)路線 安排如下： 1、 方案設(shè)計(jì)與分析； 2、 二類底盤選型； 3、 總體布置設(shè)計(jì)； 4、 工作裝置設(shè)計(jì)； 5、 高空作業(yè)車穩(wěn)定 性能計(jì)算。 1.4.2 技術(shù)路線 技術(shù)路線如圖 1.2。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 1.2 技術(shù)路線 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 第 2 章 高空作業(yè)車總體設(shè)計(jì) 2.1 高空作業(yè)車底盤的選擇 2.1.1 二類 底盤選擇依據(jù) 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。 因此，專用汽車性能的好壞直接取決于專用汽車底盤的好壞，通常專用車輛所采用的基本底盤按結(jié)構(gòu)分可分為二、三、 四類底盤。二類底盤是在整車基礎(chǔ)上去掉貨廂，三類底盤是從整車上去掉駕駛室與貨廂，四類底盤是在三類底盤的上去掉車架總成剩下的散件。 汽車底盤的選擇主要是根據(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進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。采用二類汽車底盤進(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。 2.1.2 選擇 二類底盤要求 在汽車底盤選型方面， 一般應(yīng)滿足下述要求 ： 1、適用性 對(duì)于專用改裝車底盤應(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)。 2、可靠性 所選用汽車底盤要求工作可靠，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。 3、先進(jìn)性 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。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。 4、方便性 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 所選用的底盤要 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 。 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上底盤的種類多、品種全，因?yàn)榻夥藕蜄|風(fēng)系列底盤性能好，價(jià)格便宜，市場(chǎng)保有量大，在載重量圍 56t 的中型汽車，選用的底盤多為解放和東風(fēng)系列的產(chǎn)品。 東風(fēng)汽車有限公司生產(chǎn)的 EQ1050D3ADJ3AC 系列二類底盤是東風(fēng)汽車有限公司 五 噸底盤，采用東風(fēng)汽車有限公司成熟總成，經(jīng)過優(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 的部分參數(shù)列表。 市場(chǎng)價(jià)格 經(jīng)濟(jì) 和在市場(chǎng)上的占有率 高 ，因此， EQ1050D3ADJ3AC 底盤是 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 底盤作為本次設(shè)計(jì)汽車所用底盤。 表 2.1 EQ1050D3ADJ3AC 底盤參數(shù) 底盤型號(hào) EQ1050D3ADJ3AC 整車整備質(zhì)量 （ kg） 3300 總質(zhì)量 (kg) 5590 外形尺寸（長(zhǎng) *寬 *高） mm 5995*2080*2310 軸距 (mm) 3300 最小離地間隙 (mm) 210 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 4DX13-100E3 最高車速 (km/h) 90 最小轉(zhuǎn)彎半徑 (m) 7 最大爬坡度 (%) 30% 最大駐坡度 (%) 20% 百公里油耗 (L) 9.5 接近角 () 25 離去角 () 13 車胎類型與規(guī)格 7.00-16； 7.50-16 成員數(shù) 3 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 2.2 工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要尺寸的確定 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。 圖 2.1 下底板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 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，材料采用熱軋鋼板。其形狀見圖紙。需要說明的是臺(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)來回滑動(dòng)，使升降臺(tái)完成舉升和回落動(dòng)作。 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。 圖 2.2 底板槽鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 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 mmrrtdbh 0.50.10105.8651 6 01 （ 2.1） 截面面積為 225.162cm ，理論重量 為 19.752 /kg m ，抗彎截面系數(shù)為 3117cm 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 沿寬度方向的 6根 10 號(hào)熱軋槽鋼的結(jié)構(gòu)參數(shù)為 1h b d t r r =1 0 0 4 8 5 . 3 8 . 5 8 . 5 4 . 2 mm （ 2.2） 截面面積為 212.784cm ，理論重量為 10.007 /kg m ，抗彎截面系數(shù)為 339.7cm 。 其 質(zhì)量分別為： 4根 16 號(hào)熱軋槽鋼的質(zhì)量為： 1 4 4 1 9 . 7 5 2 3 1 6m k g （ 2.3） 6根 10 號(hào)熱軋槽鋼的質(zhì)量為： 2 6 2 1 0 . 0 0 7 1 2 0m k g （ 2.4） 菱形鋼板質(zhì)量為： 3 4 2 2 5 . 6 2 0 4 . 8m k g （ 2.5） 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 。 2.3 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 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。 1、 交叉剪刀式舉升機(jī)構(gòu) 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，可通過液壓油缸活塞桿的伸縮或鋼絲繩的收放來實(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。 2、 套筒式舉升機(jī)構(gòu) 套筒式 舉升機(jī)構(gòu) 通過多節(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。 3、伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu) 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。通過變幅黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 (a) 伸縮式 (b) 折疊式 (c) 交叉剪式 (d) 套筒式 圖 2.3 高空作業(yè)車 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 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) 6080 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。 4、折疊臂式舉升機(jī)構(gòu) 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 23 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)用非常廣泛 11。 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 。 2.3.1 剪叉臂材料的選擇 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，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： 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)。 2、結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)采用許用應(yīng)力法。 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。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 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。 5、對(duì)三類載荷情況分別規(guī)定了不同的許用應(yīng)力 8 。 第 I類 -按正常工作時(shí)的等效載荷進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(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。 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。 第 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。 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。 如表 2.2 所示 。 表 2.2 許用應(yīng)力計(jì)算公式 載荷組合種類 安全系數(shù) 拉伸、壓縮、彎曲、 許用應(yīng)力 剪切許用應(yīng)力 組合 I nI=1.5 1.5s=3 =組合 II nII=1.33 1.33s=3 = II組合 III nIII=1.15 1.15s =3 = IIII注：表中屈服點(diǎn) s 應(yīng)按選取的鋼材厚度取不同的值 由此確定作業(yè)臂的材料 17 ： 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，價(jià)格較低。 鋼板的厚度 t=6mm。其屈服強(qiáng)度是 : =345Mpa. 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。 2.3.2 叉臂尺寸的確定 額定載荷： 300kg 臺(tái)面尺寸： 2200 1500 mm2 垂直行程： 4000 mm 最低高度： 1000 mm 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。 L 中 =A-（ C1+C2） =2200-(250+250)=1700 mm （ 2.6） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 C1 固定鉸耳側(cè)距離 C2 滾輪側(cè)距離 圖 2.4 剪叉式舉升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 跟據(jù)垂直行程確定叉數(shù) ： n=（ L 行 +L 底 ） /L 中 *sin55 = 6.32 取整 n=6 （ 2.7） 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。 圖 2.5 叉桿的外形圖 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。 圖 2.6 叉臂橫截面簡(jiǎn)圖 則該狀態(tài)下的工作應(yīng)力為 m a x 226 5 1 1 2 6 5 4 9 2 9 , CsN hM b h A b h n （ 2.8） 式 中 ， 叉桿實(shí)際工作應(yīng)力 ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 材料許用應(yīng)力 ； s 材料的極限應(yīng)力，對(duì)于 45 號(hào)鋼，為 340Mpa； n 安全系數(shù) ,一般為大于 1的值，這里取 n=2。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選 h=0.1m。 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