（优秀毕业全套设计）折叠臂式高空作业车的设计（整套下载）

根据以上叙述，由于我设计的高空作业车作业高度不高，因此，我采用折叠臂式的举升机构。

.回转机构的方案确定高空作业车的转台可绕回转中心作全周回转。

机架是斗臂式高空作业车必不可少的重要总成般台架式高空作业车都不需回转。

转台上面连接工作臂举升机构工作斗工作斗平衡机构，通过液压传动，将人和物举送到高空作业车工作空间范围内的任何位置下面通过回转支承，使高空作业车的上车与下车以滚动支承形式连接起来。

将上车重量及工作载荷传递到副车架，进而到汽车底盘的底架上。

转台上安装有回转机构。

回转机构由液压马达回转减速器回转支承构成。

高空作业车回转机构的工作速度必须很慢，所以它的传动比要大，回转机构的作用就是低速回转并增大转矩。

回转减速器较常用的有三种形式蜗轮蜗杆减速器这种传动方式有较大的传动比，成本低，传动稳定，但传动效率低，使用寿命短。

摆线针轮减速器这种传动方式为少齿差行星减速，传动比较大，传动效率较高，结构紧凑，体积小，自重轻，成本较高，使用寿命较长。

两级行星减速器这种传动方式传动比大，传动效率高，结构亦紧凑，体积亦小，但成本高。

回转减速器输出小齿轮下置，与回转支承齿圈啮合，从而带动转台回转。

回转支承是高空作业车承上启下的大型滚动轴承。

它的作用是连接与支承，可承受高空作业车工作的全部载荷上车的自重，举升载荷产生的力矩，风载荷和回转惯性力等，承受轴向径向和倾翻力矩。

回转支承有多种结构形式单双排滚球式，单双排交叉滚柱式，单多排滚球滚柱式等两种传动方式外齿啮合和内齿啮合。

滚球式的滚动体是钢球，为四点线接触，结构紧凑，重量轻，允许安装中存在适当的误差。

交叉滚柱式的滚动体是圆柱形的滚柱，交叉排列，为面接触，结构紧凑，重量轻，且寿命长，承载能力大，但需要较高的安装精度和座圈刚度。

滚球式和滚校式回转交承如图所示。

滚球式滚珠式图滚球式和滚珠式回转支承考虑到设计要求，本系统采用行星减速器加上单排滚球式外啮合的回转支承。

.作业平台及调平机构的方案确定高空作业车的工作平台用于承载人和物，它主要由底板和防护栏杆构成。

底板下有形托架，并在相应部位装设了连接座，以与工作臂铰接。

有的开设了可朝内开的门或挡杆档链及踏脚，方便人员进出。

工作平台般采用普通管材型材制作，或采用铝合金管材型材，减轻工作平台自重，增加有效载荷。

具有绝缘性能的工作平台选用高绝缘材料玻璃钢增强塑料，往往将防护栏杆换成全周封闭的围板，就像个无盖的箱笼。

工作平台的构件具有可靠的强度和刚度，底板必须是防滑的，装置保证平台上人员的人身安全。

高空作业车的工作斗平台在空间运动的轨迹是曲线，为了始终保持工作斗平台的承载面与地面平行，配置了工作斗平台平衡机构。

台架式高空作业车的工作平台在空间运动时基本是垂直升降，所以不必配置平衡机构。

高空作业车的工作斗平衡机构主要有以下几种自重调平机构如图自重调平机构，其原理是将作业臂的顶端与作业平台质心铅垂线上的点铰接，这样使工作臂无论作什么运动作业平台始终处于铅垂状态，其底平面能保持水平位置。

但是这种机构在举力过程中由于惯性力的作用及作业人员的质心不能与作业平台的质心完全重合使作业平台出现偏移和偏摆，减少了安全感，这种机构已很少采用。

图自重调平机构示意图图平行四连杆调平机构示意图平台铰轴臂杆回转台下平行四边形上平行四边形工作平台平行四连杆调平机构平行四连杆调平机构由组或多组平行四边形连杆机构组成，原理见图，调平机构端与工作平台相连，另端与回转台连接，上平行四边形和下平行四边形相连处的短边固联在起，利用平行四边形在变形过程中两组对边始终分别保持平行的原理，无论上臂如何升降，工作平台始终保持水平状态。

其调平过程是连续的，具有调平可靠同步性好的特点。

缺点是平行四连杆机构只能在臂杆外侧布置，结构不紧凑，由于平行四连杆的限制，臂杆之间的工作角度范围小于。

静液压调平机构静液压调平也称为液压伺服液压缸调平，如图所示，主体部分由两只结构尺寸完全相同的调平液压缸和调平液压缸Ⅱ组成。

两根液压缸的无杆腔与无杆腔相连，有杆腔与有杆腔相连，能保证只液压缸伸长缩短定长度，另只液压缸缩短伸长相同的长度。

调平液压缸连接在回转台与臂杆之间，调平液压缸Ⅱ连接在臂杆与工作平台之间。

当臂杆变幅时，调平液压缸长度发生改变，与工作平台相连的调平液压缸Ⅱ发生相反方向的长度改变。

调平液压缸伸长段距离，增加调平液压缸Ⅱ缩短相同的距离，减少。

合理设计和的边长，减少的角度约等于增加的角度，从而使工作平台保持水平。

两只调平液压缸组成闭环系统，不受外部系统的影响，为防止密封和接头处泄漏影响工作平台的调平性能，需在系统中安装补油装置。

这种调平机构具有结构简单成本低精度高的特点，适用于伸缩臂式高空作业车。

但存在滞后现象，且滞后现象随着高度的增加而更加明显。

图静液压式调平机构示意图回转台臂杆工作平台调平液压缸有杆腔连接油路无杆腔连接油路调平液压缸Ⅱ电液自动调平机构如图所示，电液自动调平机构主要部件包括水平传感器调平油缸和电磁换向阀。

其中水平传感器安装在工作平台上，当工作平台处于水平状态时，水平传感器输出电流为零，当工作平台发生倾斜时，水平传感器产生控制电流，电流的大小不随工作平台的倾斜角度变化而改变。

根据工作平台倾斜方向的不同，控制电流进入电磁换向阀的个电磁线圈中的个，使电磁换向阀工作，调平油缸伸长或缩短，最终使工作平台趋于水平。

调平是不连续的，适用于上臂式和伸缩臂式高空作业车。

图电液自动调平机构示意图调平油缸臂杆工作平台水平传感器液压锁电磁换向阀从高空作业车向自动化的方向发展角度看，我采用电液调平机构。

第章高空作业车工作装置的设计.回转机构的设计高空作业车回转支承装置设计为系列型单排滚球外齿式轴承支承转盘，转盘外座圈设有内齿圈，通过螺栓与回转平台法兰连接，转盘内座圈未剖分式，通过螺栓固定在底架的支承圆盘上。

图回转支承结构示意图所采用的单排滚球式轴承为四点接触球式轴承，其回转支承的受力与高空作业车工况有关，强度计算应取最大当量负荷工况为计算工况。

取典型的作业工况作为当量负荷的计算工况该典型计算工况即高空作业车处于最高作业位置时的受力情况，如图所示。

图回转支承当量负荷计算工况回转支承当量负荷的计算对单排四点接触球式回转支承，其当量负荷由下式求出式中滚道中心直径，.作用在回转支承上的总轴向力，单位作用在回转支承上的总倾覆力矩，单位.在总倾覆力矩作用平面内的总径向力，如图所示，取回转支承上部为脱离体，对回转支承中心点取矩，则.沿回转中心轴线方向的合力为式中分别为下臂油缸下臂上臂油缸作业斗及人上臂和调平油缸重量，单位分别为对回转中心取矩的力臂，单位回转支承工作条件系数，取.。

以上重力或挖掘阻力与相应的力臂列表如下表.重力与力臂相应列表作用力力臂将上述已知参数分别代入式式式，即可分别求出和当量负荷为回转支承与转台骨架之间螺栓组的强度校核由于此处为螺栓组联接，因此必须按螺栓组受力情况来计算。

螺栓个数为，螺栓直径所用材料所受的倾覆力矩为螺栓组呈圆形分布，其分布圆直径为校核所受的倾覆力矩螺栓中受力最大的螺栓所受的力螺栓所受的应力为因为，所以满足要求。

回转支承负荷能力计算由于高空作业车的回转支承是低速回转支承，故不考虑滚动和滚道抗疲劳裂纹的负荷能力，而只校核其回转支承静容量负荷能力。

对单排四点接触球式回转支承，其静容量按下式计算式中静容量系数取.滚道表面硬度为滚动体直径，滚动体总数，滚动体与滚道的接触角，由式可算出回转支承静容量负荷能力计算结果表明滚动轴承式回转支承承载能力足够回转齿轮强度校核转台回转齿轮为开式齿轮，且传动比大，转速低，显然其主要破坏形式为疲劳弯曲破坏，故只需对驱动小齿轮做弯曲强度验算。

直齿圆柱齿轮齿根弯曲应力计算公式，计算最大弯曲应根据力即式中运转中在分度圆上出现的最大圆周啮合力式中油马达驱动机构的额定输出扭矩，齿轮模数，小齿轮齿数，齿形系数。

根据变位系数.，齿数，由曲线图查得齿宽，影响载荷系数，取.将上述参数代入式得齿根疲劳极限应力，由下式求出式中寿命系数，有寿命系数图查的.尺寸系数，由尺寸系数图查得相对应力集中系数，由系数图查得.弯曲强度最小安全系数，由表查得.由式计算得计算结果表明，齿根抗弯强度足够。

.举升机构的设计本系统的举升机构是由两个动臂组成，即下臂和上臂。

下臂的下端铰接在回转台上，由下臂液压缸驱动上臂的下端与下臂的上端铰接，由上臂液压缸驱动上臂的端与作业斗铰接，且其上还有个调平油缸，使作业斗保持水平。

确定下臂和上臂的长度本系统的举升机构在铅垂平面内的运动范围为下臂相对于回转台为上臂相对于下臂为。

图上下臂简图本系统的高空作业车最大作业高度要达到，由于回转台铰点到地面的距离有.，因此下臂和上臂能举起.就可以了。

据图有考虑到上臂末端须安装作业斗，且参考同类产品，可得由上两式可得下臂长度上臂长度确定上臂上的铰点图求上臂铰点简图考虑到安装位置以及能使高空作业车伸到最高，取。

具体计算中可以看成在的延长线上，则图中表示上臂油缸，虚线表示油缸能把上臂推到的极限位置，根据油缸的行程规律可知根据三角形的余弦定理可得由以上三式可解得油缸在上臂上的距离。

确定下臂上的铰点实际中高空作业车的回转台总比车头矮些，因此，下臂缩回时不可能保持水平，本系统取下臂缩回时与水平面成。

而回转台上的上臂油缸的铰点位置般在下臂铰点下方的方向上，参考同类产品并考虑安装的尺寸要求取。

图求下臂铰点简图图中表示下臂油缸，虚线表示油缸能把下臂推到的极限位置，根据油缸的行程规律可知根据三角形的余弦定理可得以下两式由以上三式可解得油缸在下臂上的距离。

下臂和上臂的主要尺寸和结构下臂和上臂为主要受力构件，受弯曲和拉压联合作用。

为获得较大的强度和刚度，般采用薄壁箱形结构。

是低合金结构钢，它具有良好的综合力学性能焊接性能良好。

本系统臂架采用四块钢板对接而成，如图所示。

为使主受弯截面获得较高的抗弯截面模量，可加布上下加强筋板，获得渐近的等强度受力状态。

图上下臂截面图初步设计下臂的截面尺寸为。

考虑到上臂与下臂的安装要求，设计上臂的截面尺寸为。

钢上下臂的具体结构如图和所示图上臂结构图下臂结构上臂和下臂的受力分析及强度校核此两臂主要受三种力支反力油缸给的反力重力。

在进行两臂的强度校核时，必须先找到其受力情况最恶劣的位置进行受力分析。

当下臂处于最大角度且上臂处于水平位置时，两臂的受力状况最恶劣。

如图。

图先分析上臂分析时需对上臂进行简化为力学模型如图，从图中可以看出上臂受弯矩和拉伸的组合变形。

图上臂力学模型根据三角形的正弦定理先求出解得求据，可得求点支点反力据，可得据，可得根据支点反力可以画出弯矩图和轴力图图弯矩图图轴力图从图和图可知，在截面上臂受力最大，须选择截面进行强度校核截面的抗弯截面系数截面的面积截面的最大应力，因此，上臂的强度符合要求。

再分析下臂分析时需对上臂进行简化为力学模型如下图，从图中可以看出上臂受弯矩和拉伸的组合变形。

图下臂力学模型图为了方便画弯矩图和轴力图