（图纸+论文）车载式高空作业平台的结构设计（全套完整）

我国高空作业平台的使用范围与国外相比来说还比较窄，使用较多的有路灯交通园林等部门，而在有发展前途的电力电信及有线电视系统使用较少，市场远远没有挖掘和培育出来。

目前市场上的主要产品仍然是体积教大，对作业场地要求较高的拖车式或车载式高空作业车，而我国市场上的车载式高空作业车多为价格昂贵的国外进口产品或中外合资企业的产品，我国本土研发的设备极少，因此我们开发研制出拥有自主产权的高性能车载式高空作业平台具有很强的发展战略意义。

我们应提高工程设计效率和品质，节约设计成本，缩短设计周期。

而传统设计在设计个工程结构的时候，首先要采用类比方法确定设计方案的初稿，然后对其结构进行分析，画出图纸，然后对重要部件进行强度的校核，并根据校核的结果重新修改设计方案，般往往要进行多次分析校核和效核正应力图.伸缩臂臂的剪力图在截面上所受的正应力是.梁的截面积是则在截面上所受的正应力是.则效核切应力在截面上所受的切应力应是.计算轴惯性矩图.惯性矩图如图所示建立坐标系，见图.惯性矩图矩形对轴的惯性矩是则惯性矩所以此题的惯性矩为把和切应力效核公式则切应力是在截面上所受的切应力是.把和代入式.则切应力是所以综上所述，伸缩臂的正应力和切应力均符合要求。

.本章小结本章主要研究了伸缩臂的结构，以及对其进行受力分析并校核其强度。

其次对伸缩臂的运动机理进行了简要的介绍，在危险工况下校核其强度，并计算出它的弹性变形。

最后对伸缩臂进行正应力和静强度校核，跟限定值进行比较，发现符合要求，设计是可行的。

本次主要运用了积分法计算伸缩臂的弹性挠度，是本次设计计算的重点。

副车架结构及分析.副车架结构高空作业车的副车架主体部分为倒凹字型薄壁封闭大箱形结构，中间还加了块横向隔板为加强其抗扭转刚度。

转台部位加设了多块纵横向撑板和斜筋板，为保证回转支承的刚性，其上还焊接有回转支承座圈。

车架采用型支腿，这种形式的支腿主要由水平腿箱和垂直腿箱组成，腿箱般为金属板材构成的箱形断面结构，固定支腿与车架焊为体。

工作时，活动支腿伸出并支承于地面承受载荷。

结构如图.。

图.副车架结构图.支腿反力的计算支腿反力是指在高空作业车工作时，所承受的最大法向力的反作用力。

车架结构和支腿结构的设计计算都要根据支腿反，因此，在设计副车架前必须计算支腿反力。

依据.高空作业车高空作业机械安全规和高空作业车的规定平台承载.倍的额定载，作业车在安全工作范围内应达到静载稳定性平台承载.倍的规定载荷，安全作业范围内，稳定性最差的工况下，任支腿的支反力不得小于。

高空作业车在工作臂水平，最大作业半径工作时，支腿受力最大，此时受力情况如图.。

图.支腿最大受力状况示意图各作用力大小及位置数据见表。

带入挠曲轴的近似微分方程.由于工作臂为阶梯形，是绕轴的当量面积惯性矩为变截面长度系数将弯矩带入上式或令则上式变为.这是个二阶常系数非齐次方程，通解为由边界条件得得所以挠度方程为.令带入挠度方程。

解得作三角变换带入将带入当趋近于时，最大，此时轴向压力达到临界载荷，由极限的概念可以认为。

考虑构件支承方式的影响，应以计算长度代替。

.作近似的计算切向力在截面的弯矩是.建立挠曲轴的近似微分方程令上式变为.通解为.由边界条件得则挠度方程为.令，.作近似上式中计算结果对于我们开发研制的直臂后置式高空作业车，其上式各参数应为将参数值代入公式得从以上计算结果看，由于公式推导基于理想状态，模型的建立将工作臂简化为节节之间刚性连接，其计算值为纯弹性变形挠度。

在实际工作状态中，工作臂由于加工精度滑块调整间隙等因素影响，其工作平台较理想状态下垂要大些。

这点，我们经过对伸缩臂式高空作业车产品样车的测试，其结果基本符合预先的理论计算值。

.伸缩臂强度校核正应力校核静强度效核公式正应力.式中梁所受的力截面积切应力.式中梁所受的剪力钢板厚度梁对轴的惯性矩钢板每平方米面积的理论质量，不同厚度的钢板密度为.的每平方米理论质量按下列公式计算.式中给定钢板厚度下的每平方米重量，钢板厚度钢板密度.所以.所以自重是由上图可得即对伸缩臂进行受力分析如下图图.伸缩臂的弯距图即力与力大小相等方向相反。

由所以所以由所以如图.所示的弯矩图则可得最大弯矩是而梁所需的截面系数，计算基本臂臂的截面尺寸再将求出来的梁所需的截面系数值代入可得图.伸缩臂的截面图如图.所示则按整体稳定性条件局部稳定条件钢即可取由图可得对下臂进行正应力校核伸缩臂的截面尺寸确定后应对其进行强度钢度和整体稳定性，不满足时应进行修改。

转台与伸缩臂的跟部通过水平销轴进行铰接，同时转台的中下部还与伸缩变幅油缸铰接，同样通过水平销轴，伸缩变幅油缸能够实现工作臂在变幅平面内的转动。

所有铰接点均采用自润滑轴承，降低保养要求，所有需要润滑的点都设有加油口，可以方便地进行保养。

工作臂依靠级伸缩液压缸进行伸缩运动，伸缩油缸直接推动第二节臂，第三节臂在链条伸缩机构的作用下和第二节臂同步伸缩。

臂架系统由臂架变幅机构臂架伸缩机构臂架钢结构及其它零部件组成。

臂架变幅机构主要由变幅油缸组成，其作用是实现臂架的变幅功能。

具有三节或三节以上的吊臂，各节臂的伸缩方式基本有三种顺序伸缩同步伸缩和独立伸缩。

该高空作业车臂架伸缩机构由臂架伸缩油缸和钢丝绳传动系统组成，伸缩原理为单级同步伸缩即由伸缩油缸直接驱动二节臂动作，同时通过固定在节臂上的钢丝绳使三节臂与二节臂实现同步动作。

伸缩机构原理如图.所示。

臂架截面形式采用四边形箱型结构，臂架外部装有油管电缆托链与工作平台进行连接。

.基本臂.伸臂钢丝绳.三节臂钢丝绳固定点.二节臂.三节臂，.二节臂上滑轮，.基本臂钢丝绳固定点.缩臂钢丝绳图.伸缩机构原理图.工况分析由于高空作业车要求在所有幅度下，均可以在额定载荷下工作，因此其危险工况只有可能出现以下两种工作情况是在工作斗承载额定载荷，工作臂水平伸出至最大工作半径状态，如图.所示二是在工作斗承载额定载荷，工作臂完全伸出，且处于最大幅度状态，如图.所示。

图.危险工况示意图图.危险工况示意图.伸缩臂强度计算分析分别对两种工况下的伸缩臂强度进行计算分析。

本作业车工作臂均由优质合金结构钢制造，根据高空作业车结构安全要求，其许用应力值为.式中材料屈服强度，结构安全系数，应力集中系数，动载荷系数则危险工况计算分别进行三节臂的应力计算。

先对外臂进行分析，外臂受力如图.，其危险截面为截面。

图.危险工况工作臂受力示意图载荷，.工作斗，前平衡油缸，平衡拉杆，折叠臂，折叠臂变幅缸，三节臂，二节臂及伸缩链排，车载，高空作业平台，结构设计，毕业设计，全套，图纸绪论.本课题的研究内容和意义课题研究背景课题研究的意义.高空作业机械的国内外发展概况高空作业机械的国外发展状况高空作业机械的国内发展状况.高空作业车的组成专用底盘工作臂架三维全旋机构电气与液压系统安全装置.课题研究的内容伸缩臂结构分析.伸缩臂的结构.工况分析.伸缩臂强度计算分析危险工况计算危险工况计算.伸缩臂变形计算力学模型的建立弹性位移的计算计算结果.伸缩臂强度校核计算基本臂臂的截面尺寸对下臂进行正应力校核.本章小结副车架结构及分析.副车架结构.支腿反力的计算.转台回转系统.本章小结工作斗调平机构的研究.工作斗调平结构模型.调平机构液压系统.本章小结液压油缸的设计计算.伸缩变幅油缸的结构.伸缩变幅油缸的设计计算确定液压缸类型和安装方式确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸.本章小结结论与展望.结论.展望致谢参考文献附录绪论.本课题的研究内容和意义课题研究背景现如今我国经济的飞速发展以及政府对基础设施建设的力度逐渐增大，高空作业平台的需求量不断增加，市场前景非常广阔。

然而由于我国对于高空作业平台的研究开发起步较晚，对其核心技术掌握的不足以及加工工艺的落后等方面的原因，使得我国高空作业产品的使用功能安全性等方面得不到充分的质量保证。

通过对目前高空作业产品市场的发展趋势和广泛的市场研究，发现国内产品具有类型单设计粗糙等缺陷，无法满足很多特殊施工环境的要求，因此我国高空作业设备大多依赖进口。

虽然国外产品功能完善性能比较优秀，但是由于价格太高，对很多建设公司或者施工方来说成本占用比例过大，使得利润空间降低。

因此，研发生产属于我国自主品牌的高性能的高空作业平台有着极其重要的经济价值和战略意高空作业平台是用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的种大型工程机械设备，并广泛用于电力路灯市政园林通信机场造修船交通广告摄影等高空作业领域。

国家标准．高处作业分级规定在坠落高度基准面以上含有可能坠落的高处进行作业，都称为高处作业。

因此为保障工人在高处作业的安全性，出现了越来越多的高空作业设备，然而随着科技的发展和人们对使用要求的增加，传统的高空作业设备已经无法满足人们的需求，专用高空作业平台技术在最近几十年来得以快速发展。

课题研究的意义随着社会的进步和发展，人们对于产品的人性化要求越来越高，因此在产品结构设计的过程中应坚持人性化思想，以人机工程学原理为指导充分分析研究产品各方面因素，提出相应的设计方案。

本课题在充分研究产品性能的基础上，对高空作业平台的功能模块进行了充分的结构分析，并根据其各方面的特殊性提出了相应的设计要求，指导其结构设计，因此课题研究的意义主要体现在以下几个方面通过本课题的研究，掌握混合臂高空作业车金属结构件的设计理论和分析方法，了解高空作业车结构件的工作规律，从而达到减轻自重优化结构提高可靠性的目的，为研制系列伸缩臂混合臂高空作业车奠定良好的基础。

对车载式高空作业平台进行模块划分，将其分为工作平台操作系统运动系统和支持系统几个部分进行分别研究，对每部分进行充分的结构分析，结合产品的相关标准和设计原则，对其结构设计进行指导。

在课题的研究过程中结合产品的使用功能，通过计算机建模，在保证实现基本功能的基础上，总结相应的外观设计理论，以指导后续系列产品的结构设计，同时对于其它机械产品的外观设计研究具有定的理论指导意义。

.高空作业机械的国内外发展概况高空作业机械的国外发展状况高空作业车发展起步较早的欧美等发达国家和地区，从世纪年代就开始研制，发展历史久远，生产技术也很