（图纸+论文）10米折叠臂的高空作业车的改装设计（全套完整）

产品制造工艺标准化制造部件化喷漆装配必将成为各生产厂家的标准生产模式，提高产品装配水平和表面处理质量能有效提高产品的可靠性电气系统采用汽车或移动设备的产品配置和接线方法，提高电气系统的可靠性。

产品方向重点发展以下作业高度的车型，着重于轻量化和小型化，并提高产品的安全性可靠性和人性化，以适应我国城市空间和场地狭窄道路地面承重能力差异大等特点。

我国经济发展程度决定目前在民用高空作业领域以上的作业要求还很少，应不急于向超大作业高度如以上的产品发展。

.高空作业车的组成高空作业车除了底盘部分外，为实现高空作业功能，还包括工作装置金属机构控制系统动力传动装置。

工作装置高空作业车的工作装置包括行走机构支腿机构举升机构会装机构工作平台及其调平机构。

高空作业车的行走机构就是通用或专用汽车底盘。

金属结构工作臂回转平台副车架车架大梁，门架支腿等金属结构是高空作业车的重要组成部分。

高空作业车的各工作机构的零部件都是安装或支承在这些金属结构上的。

金属结构是高空作业车的骨架。

它承受高空作业车的自重以及作业时的各种外载荷。

组成高空作业车金属结构的构件较多，其重量通常占整机重量的半以上，耗钢量大。

因此，高空作业车金属结构的合理设计，对减轻高空作业车自重，提高作业性能，节约钢材，提高高空车的可靠性都有重要意义。

控制系统高空作业车控制系统是解决各机构怎样运动的问题。

如动力传递的方向，各机构运动速度的快慢，以及使机构启动停止等。

控制系统包括操纵装置执行元件和安全装置。

当今的高空作业车全部采用电气液压操纵，因此控制装置包括各种液压操作阀，电控装置等，以实现机构的起动调速换向制动和停止。

执行元件包括变幅用的液压油缸回转马达油泵等，用来推动结构件实现动作。

安全装置包括各种传感器行程开关报警器液压锁止阀，用来检测危险工况保证工作安全。

动力传动装置动力传动装置是高空作业车的动力源。

由于高空作业车采用汽车底盘作为行走机构，通常不再另外设置动力源，而是直接采用汽车底盘发动机作为整车的动力源。

高空作业装置需要的功率不大，般约，而载重汽车底盘发动机的功率根据载重量不同从直到以上，且高空作业装置工作时不允许底盘行驶，因此底盘发动机的动力其主要的优点是传动准确可靠，可传递空间两轴之间的运动和动力适用的功率和速度范围广传动效率高工作可靠寿命长外廓尺寸小结构紧凑。

齿轮传动的主要形式有外啮合和内啮合传动。

在高空作业小车转台的结构设计中，转台若想能进行工作，必须要通过传动齿轮将下部连接的液压马达的输出功率传给转台。

转台才可以带动作业臂正常起升及转向。

故齿轮的计算是转台设计中的重要部分不可缺少，在此设计者将对下部传动齿轮进行设计。

本设计所采用的传动形式为外啮合传动。

根据液压马达的输出第六章可知马达的输出转矩马达的输出转速经过减速器输出的转速为，参考同类车型可知转台的转速为，故将齿数比选择为。

选择齿轮材料因载荷平稳，传递的转矩较小，小齿轮选钢，调质处理，齿面硬度为，大齿轮采用钢，调质处理，齿面硬度为。

表.常用的此轮材料及力学性能材料牌号热处理方式硬度接触疲劳强度弯曲疲劳强度调质表面淬火调质表面淬火渗碳渗碳淬火回火调质表面淬火选择齿轮齿数和齿宽系数初定齿数为齿宽系数。

确定轮齿的许用应力取齿面接触强度设计小齿轮所传递的转矩为减速器的输出转矩根据齿轮传动条件和查机械设计手册得载荷系数.确定小齿轮的直径.由公式.可得，。

确定模数和齿宽模数表标准模数系列摘自第系列.第二系列.齿轮的模数那么可得可得齿宽，取验算齿根的弯曲强度由设计手册可得齿形系数由计算可得两齿轮的轮齿的弯曲强度足够。

传动齿轮的几何尺寸两轮的分度圆直径两轮的中心距两轮的齿宽齿顶高齿根高全齿高.本章小结本章进行的是高空作业车转台的设计，通过本章可以让大家掌握高空作业车转台中各重要零件的计算与校核，本章在整个设计中起着过渡的作用，可以把高空作业车的工作臂和其底盘连接起来，使整个设计贯通，所以本章要求计算必须精确。

第章液压系统的设计.液压缸的设计计算液压缸的最大载荷下臂液压缸的最大载荷图.上下臂工作位置状态二由图.单独对下臂受力分析可知。

由状态和状态二可知下臂液压缸的最大载荷。

上臂液压缸的最大载荷由状态三可知。

支腿液压缸最大载荷打开支腿时，如图.所示图.支腿跨距的确定支腿横向跨距.式中。

由公式.得取底盘重，后支腿至重心的距离.由公式.得前支腿至重心的距离.由公式.得故前两支腿反力.由公式.得后两支腿反力.由公式.得最大载荷时支腿力的计算该高空作业车工作时，在四个支腿上由于回转部分的回转变幅作业等运动，必然工作面内产生附加力矩。

状态产生的附加力矩为产生的附加支反力状态二产生的附加力矩为产生的附加支反力状态三与状态二相同。

可见，状态最危险。

所以，支腿液压缸最大封闭压力为支腿脚的接地面积支腿脚的接地圆半径确定系统工作压力由同类车型知道工程机械中，对于大负载机械，为了使机器紧凑轻便般都使用高压或中高压系统，般取。

高空作业车由于载重较小，故可取较小的系统工作压力，此处取为。

即。

传动齿轮在起重机机构中应用最多的是齿轮传动，蜗杆传动使用较少，链传动只在个别情况下使用。

齿轮传动还有定轴传动或普通齿轮传动，齿轮的几何轴线固定不动和行星传动齿轮的几何轴线可动之分。

链条传动只用子传动距离较大不便于采用齿轮传动的场合如些门式起重机的大车运行机构。

在本次设计的过程中传动齿轮与固节在转台支承的齿轮是开式传动，采用的是外啮合由小齿轮的转动来带动外啮合齿圈转动，由于外啮合齿圈和转台之间是用螺栓连接从而来带动转台运动，最后带动杆臂工作。

所以这里的传动齿轮起着重要的作用，通过传动齿轮才能把动力传给转台，来控制臂工作的时候所需要的条件。

转台结构方案转台结构的主要作用是连接下部传动齿轮与杆件，也是此次设计的重点。

转台结构采用前后两个高强板，在前后高强板上再加上加强筋形成两个倒型结构，底部采用圆盘形结构。

如下图.所示图.转台的外部结构图由图可以看出转台上圆孔主要用于装下臂的销轴，下圆孔用来装升缩缸的销轴。

上下盖板及两侧与高强板构成了箱形结构，在内侧加了四个加强肋以提高强度刚度和稳定性。

在本图中没有涉及到底板与回转支承的连接。

四个加强筋均采用的是三棱形，又省材，体积和重量均比较小。

方案二转台同样采用前后两个高强板，在前后高强板之间采用再加上加强筋形成两个倒型结构，底部采用方板形结构。

如下图.所示图.转台的外部结构根据整车的布置结构，本设计中采用方案二。

.转台的受力分析转台受到的力是我次此设计中的重点部分，高空作业小车转台作为个复杂的空间结构体系受到的力包括拉力压力及扭矩的组合作用。

图.转台的受力图在转台结构上受到装下臂销孔的的铰支座的正交力和，下臂液压缸给转台的力以及转台的自重。

由于自重可以通过计算材料能够得到，而其他的力均是未知，必须通过上下臂的受力来进行计算。

转台的自重前后板的自重计算参考同类车型，选择材料为钢，密度。

前后板的长为.，高为，厚为总体积截去右边的空缺部分的体积连接下臂的孔的体积连接下臂液压缸的孔的体积前面板的体积再根据密度求出质量可得前面板的重力注所以前后两块的重量为。

前后加强肋的自重的计算采用的为三角形的肋板则可以算出三棱形的体积，从而来近步计算出加强肋的自重。

个肋板的宽为，高，厚另个为。

个三棱柱的体积另个三棱柱体积个三棱柱的重力另个三棱柱重力可得四块肋板的重力为左侧板的自重左侧板的高为，宽，厚左侧板的总体积挖去的小圆柱体的体积左侧板的最后的体积左侧板的自重右侧板材的自重右侧板的高为，宽，厚右侧板不去除材料，可得右侧板的自重底板的自重底板的长为.，宽，厚底板的体积底板的自重未算部分的自重估算为。

综合上述计算可得整个转台部分的自重转台受到的其余的力由第四章中图.可以求出此状态下转台受到的外力的，如下图.所示图.下臂受力分析单独分析下臂时对点取矩得.由公式.得另状态的力在的第四章下臂的设计可以得到，这里不再重复，具体请看第四章。

.回转支承装置的计算在本章的第节中讲到转台的结构时候提到过回转支撑的概念以及相应的类型在本章节中将会着重介绍回转支承的的选用以及相应的计算。

回转支承的计算载荷在高空作业小车中转台的工作情况般可饿分为下两种分别是载荷工况为第四章中的状态三。

载荷工况为第四章中的状态。

表.回转支承载荷工况载荷工况载荷名称转台自重下臂对转台的力和下臂液压缸对转台的力.和和.钢丝绳对转台产生的力总径向力最大化工况工况总力矩工况工况转盘式回转支承装置的计算作用在回转支承上的载荷最大化。

确定回转支承的结构形式采用单排交叉滚柱式回转支承。

计算回转支承当量载荷。

按承载能力确定圆柱滚子数目钢的，对于塑性材料可取，可取安全系数滚柱的许用切应力滚柱水平方向的最大截面积根据切应力.由公式.可得到滚柱的数目，取工况参数当量载荷换算系数如下螺栓计算载荷.传动齿轮的计算齿轮传动是现代机械中应用最广的种传动形式。

为梁板的厚高比。

按强度条件得.式中为抗弯截面系数为梁的厚度。

本设计中采用的是公式.。

最大弯矩上臂所需的抗弯截面系数图.上臂的截面图按强度条件上下臂厚度都为.因此把计算所得的截面系数和代入上式.得可得上臂高.由公式.得型钢的抗弯截面系数.把代入公式.得可得上臂梁的宽度对上臂进行强度校核上臂梁的尺寸确定后应对其进行强度局部稳定性和整体稳定性效核，不满足时应进行修改。

上臂梁段正应力.梁的截面积.由公式.得由公式.得上臂梁的最大正应力满足。

在截面上所受的切应力.截面的最大静矩.由公式.得计算轴惯性矩.由公式.得图.上臂的惯性矩图由公式.可得上臂梁的最大切应力满足。

上臂梁的局部稳定性校核强度最大，满足。

上臂梁的整体稳定性校核.下臂截面尺寸的确定对下臂进行受力分析图.所示是下臂工作到水平位置时，此时下臂受力最大，由