GKT-13型高位舉升路燈維護(hù)車改裝設(shè)計(jì)（舉升部分）【含14張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 第1章 緒 論1.1 選擇背景、研究目的及意義隨著我國(guó)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，大中城市的建設(shè)日新月異，對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)需求更將旺盛進(jìn)而對(duì)高位舉升車的需求也是與日俱增。高空作業(yè)車的發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平密切相關(guān)，據(jù)國(guó)外高空作業(yè)機(jī)械專業(yè)媒體雜志Access International報(bào)道，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，需求量越大，并且單位GDP需求量也越大，這也恰恰說明我國(guó)高空作業(yè)車友非常廣闊的發(fā)展前景。高空作業(yè)車主要用于電力、路燈維護(hù)、市政、園林、通信、機(jī)場(chǎng)、造（修）船、交通、廣告、攝影等高空作業(yè)領(lǐng)域。在國(guó)外，很多高空作業(yè)車都可以用作搬家等。高空作業(yè)車的底盤分通用型和專用型，采用通用型底盤的高空作業(yè)車具有機(jī)動(dòng)靈活，能快速移動(dòng)，作業(yè)高度較高，采用專用地盤的高空作業(yè)車適用于固定作業(yè)場(chǎng)所，具有微動(dòng)形式，擴(kuò)大作業(yè)半徑等特點(diǎn)，具有較強(qiáng)的應(yīng)用針對(duì)性。因此，通過對(duì)現(xiàn)有高位舉升車產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研，詳細(xì)的進(jìn)行使用情況、故障情況調(diào)查，進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)改裝優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，并通過測(cè)繪，應(yīng)用當(dāng)前CAD/CAE領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的三維軟件Pro/E、有限元軟件ANSYS，進(jìn)行汽車舉升機(jī)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等方面的計(jì)算機(jī)仿真研究與分析進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品性能，提高汽車舉升機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。課題的目的：通過對(duì)學(xué)校高位舉升路燈維護(hù)車的使用情況的調(diào)研，了解設(shè)計(jì)其過程中出現(xiàn)的問題，并提出改進(jìn)方案，用增加自動(dòng)限制幅度、高度、載荷、角度、支腿的穩(wěn)定性等安全措施提高學(xué)校高位舉升路燈為回車的安全性，并運(yùn)用材料力學(xué)、理論力學(xué)的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法，在滿足材料強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的條件下，設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全的金屬結(jié)構(gòu)，優(yōu)化車輛的設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)缺陷，完善設(shè)計(jì)方案，通過對(duì)學(xué)校高位路燈維護(hù)車的改裝，從而研制出一種高穩(wěn)定性、高可靠性、高適用性的好產(chǎn)品。課題的意義：意義通過對(duì)學(xué)校高位路燈維護(hù)車的改裝設(shè)計(jì)究能夠使學(xué)生了解專用汽車改裝設(shè)計(jì)方法，通過本課題的研究，學(xué)生可以運(yùn)用所學(xué)的汽車構(gòu)造，專用汽車改造，汽車?yán)碚?，汽車設(shè)計(jì)等專業(yè)知識(shí)，加深對(duì)汽車專業(yè)技能的理解理論課程的實(shí)踐總結(jié)，獲得一定的工程設(shè)計(jì)工作方法。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 舉升機(jī)的發(fā)展歷史國(guó)內(nèi)高空作業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)于20世紀(jì)70年代末開始起步展，只有大約三十年的發(fā)展歷史，雖然起步晚，但由于高空作業(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。國(guó)外高空作業(yè)機(jī)械新興行業(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。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，一批汽車起重機(jī)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。1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，專用車輛已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，并發(fā)揮著越來越重要的作用。作為專用車輛中最高端的產(chǎn)品類型之一，高空作業(yè)車的產(chǎn)品數(shù)量和性能質(zhì)量的需求也在不斷提高。高位舉升路燈維護(hù)車屬于高空作業(yè)車高空作業(yè)車是運(yùn)送人員和器材到現(xiàn)場(chǎng)并進(jìn)行空中作業(yè)的專用車輛。高空作業(yè)車通常是由動(dòng)力裝置、工作機(jī)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)四個(gè)部分組成。動(dòng)力裝置是高空作業(yè)車的動(dòng)力源。車載式高空作業(yè)車一般直接采用汽車底盤發(fā)動(dòng)機(jī)作為整車的動(dòng)力源。自行式高空作業(yè)車的動(dòng)力裝置有內(nèi)燃機(jī)式和電動(dòng)式兩種；高空作業(yè)車的工作機(jī)構(gòu)一般包括行走、回轉(zhuǎn)、舉升、調(diào)平四個(gè)基本部分；作業(yè)臂、回轉(zhuǎn)臺(tái)、車架等金屬結(jié)構(gòu)式高空作業(yè)車的骨架；高空作業(yè)車控制系統(tǒng)一般包括操縱裝置和安全裝置，是用來解決各機(jī)構(gòu)如何運(yùn)動(dòng)的問題。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的高空作業(yè)車質(zhì)量較好、性能較穩(wěn)定、設(shè)備操作簡(jiǎn)單，工作臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，在經(jīng)銷商中口碑良好，并選用高強(qiáng)度的特殊合金材料，因而工作臂截面小，一些非受力見或受力較小件采用合金材質(zhì)材料，有效地降低了整車的質(zhì)量，提高了底盤的使用性能，與國(guó)產(chǎn)高空作業(yè)車產(chǎn)品相比，相同作業(yè)高度更加輕盈小巧。并采用多種作業(yè)斗調(diào)平方式，作業(yè)高度小于30m的一般采用自重式、機(jī)械式和液壓式的調(diào)平方法；高于30 m的一般采用電、液調(diào)平方式，產(chǎn)品進(jìn)一步智能化。然而國(guó)內(nèi)高位舉升車行業(yè)起步較晚，相比而言，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造的高空作業(yè)機(jī)械同國(guó)外同類型產(chǎn)品的差距，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)性能差等問題。我國(guó)高空作業(yè)車是從20世紀(jì)60年代開始研制，70年代才推出商業(yè)化樣機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在，雖然也相對(duì)定型，但很多產(chǎn)品性能還不夠穩(wěn)定，故障多，可靠性差，外觀不夠美觀等重要原因?qū)е挛覈?guó)高空作業(yè)產(chǎn)品難以在國(guó)際市場(chǎng)上立足，因此我國(guó)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)等方面都還有很多地方有待改進(jìn)，有必要通過對(duì)我國(guó)高位舉升車產(chǎn)品與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行分析比較，找出原因和不足，提高自己的檔次，進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能與可靠性，是國(guó)內(nèi)高位舉升車設(shè)計(jì)制造上任重道遠(yuǎn)且亟需改進(jìn)的地方。隨著城市建設(shè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)方面有重要作用的高位舉升車也迎來巨大的市場(chǎng)需求。高位舉升車在城市基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)上電力、路燈維護(hù)、市政、園林、通信、機(jī)場(chǎng)、造（修）船、交通、廣告、攝影等高空作業(yè)領(lǐng)域的重要工具。它的作用是將人員和器材舉高到合適高度，以便于維修工人能在路燈的下面對(duì)路燈進(jìn)行維修。正因?yàn)榫S修人員要被舉到高處，因此要求高位舉升路燈維護(hù)車一定要安全可靠，否則一旦發(fā)生危險(xiǎn)，后果不堪設(shè)想。因此，通過增加自動(dòng)限制幅度、高度、載荷、角度、支腿的穩(wěn)定性等安全措施，對(duì)高空作業(yè)車車的安全性進(jìn)行研究將具有重大的意義。本課題研究對(duì)高空作業(yè)車的舉升部分虛擬設(shè)計(jì)，解決過去對(duì)高空作業(yè)車結(jié)構(gòu)分析研究方法以靜力學(xué)為基礎(chǔ)，運(yùn)用材料力學(xué)、理論力學(xué)的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法，在滿足材料強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的條件下，設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全的金屬結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中存大許多不定因素，如材料強(qiáng)度、起重機(jī)承受載荷的大小、方向、位置等，也無法準(zhǔn)確了解有關(guān)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)，因此難以準(zhǔn)確判斷結(jié)構(gòu)是否滿足實(shí)際使用要求。有限元分析方法是現(xiàn)在常用的結(jié)構(gòu)分析方法。該方法通過合理建模，施加相應(yīng)的邊界條件，通過計(jì)算即可獲得作業(yè)臂受力和變形情況，對(duì)不符合設(shè)計(jì)要求的部分可以方便地進(jìn)行修改。在產(chǎn)品制造之前運(yùn)用ANSYS進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)缺陷，完善設(shè)計(jì)方案，縮短開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，為生產(chǎn)實(shí)際提供理論支持，讓企業(yè)以最低的開發(fā)成本研制產(chǎn)品，為企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)滿足市場(chǎng)對(duì)高空作業(yè)車的個(gè)性化需求，同時(shí)縮短國(guó)內(nèi)產(chǎn)品于國(guó)外優(yōu)秀產(chǎn)品的差距。1.3 研究?jī)?nèi)容及研究方法1.3.1 研究?jī)?nèi)容1、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容進(jìn)行學(xué)校高位舉升路燈維護(hù)車使用情況、故障情況調(diào)查，進(jìn)行總體改裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì);進(jìn)行使用情況、故障情況調(diào)查；設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：測(cè)量繪制底盤、舉升結(jié)構(gòu)圖；進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)改裝優(yōu)化方案設(shè)計(jì)；進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋以及車輪的選型和校核；進(jìn)行學(xué)校高位舉升路燈維護(hù)車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性校核，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化匹配；進(jìn)行舉升結(jié)構(gòu)、吊斗機(jī)構(gòu)、自鎖結(jié)構(gòu)車廂與底盤連接結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)與校核；繪制設(shè)計(jì)總圖和上述部分的結(jié)構(gòu)裝配圖、零件圖。取力器及傳動(dòng)系統(tǒng)、舉升機(jī)構(gòu)、舉升液壓系統(tǒng)。要求完成整車性能分析計(jì)算，以評(píng)價(jià)和分析整車設(shè)計(jì)情況，針對(duì)性能分析結(jié)構(gòu)如有必要進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。2、擬解決的主要問題設(shè)計(jì)總體分為兩個(gè)方面：機(jī)械舉升部分（包括舉升臂的選材、外形尺寸的確定、鉸接點(diǎn)的選擇和機(jī)構(gòu)的調(diào)平等）；相關(guān)輔助系統(tǒng)部分（包括轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算，作業(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)等）。1.3.2 研究方法 第2章 高空作業(yè)車總體方案分析 高空作業(yè)車主由動(dòng)力傳動(dòng)裝置、工作裝置（支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、作業(yè)平臺(tái)及調(diào)平機(jī)構(gòu)）和液壓系統(tǒng)等組成。2.1 動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與分析2.1.1 設(shè)計(jì)要求1、研究的基本內(nèi)容改裝對(duì)象：學(xué)校高位舉升路燈維護(hù)車；舉升高度：10.79米，吊斗負(fù)荷：200kg；進(jìn)行使用情況、故障情況調(diào)查；設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及分析、校核：1、 測(cè)量繪制底盤、舉升結(jié)構(gòu)圖；2、 進(jìn)行使用情況、故障情況調(diào)查；3、 進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)改裝優(yōu)化方案設(shè)計(jì)；4、 進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋以及車輪的選型和校核；5、 進(jìn)行學(xué)校高位舉升路燈維護(hù)車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性校核，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化匹配；6、 進(jìn)行舉升結(jié)構(gòu)、吊斗機(jī)構(gòu)、自鎖結(jié)構(gòu)車廂與底盤連接結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)與校核；繪制設(shè)計(jì)總圖和上述部分的結(jié)構(gòu)裝配圖、零件圖。2.1.2 高空作業(yè)車動(dòng)力傳動(dòng)裝置類型1、內(nèi)燃機(jī)機(jī)械傳動(dòng)這種傳動(dòng)方式僅在用途單一的高空作業(yè)汽車上使用，如用于電力設(shè)施維修的垂直升降式高空作業(yè)汽車多采用這種形式。動(dòng)力源為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力經(jīng)變速器傳出后，還要經(jīng)分動(dòng)器、離合器、減速器、卷?yè)P(yáng)機(jī)、滑輪以及鋼絲繩等傳遞到工作裝置，傳動(dòng)路線長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。2、內(nèi)燃機(jī)電力傳動(dòng)這種傳動(dòng)方式的路線是汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)各工作裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是利用直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)良工作特性，使高空作業(yè)汽車獲得好的作業(yè)性能。但這些傳動(dòng)裝置質(zhì)量較大，價(jià)格昂貴。3、電力機(jī)械傳動(dòng)這種傳動(dòng)方式是利用外接電源或車載電源（蓄電池），通過電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞到各工作裝置。由于電動(dòng)機(jī)具有逆轉(zhuǎn)性和在較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速等特點(diǎn)，并且各機(jī)構(gòu)可由獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)和操縱機(jī)構(gòu)，而且噪聲小、污染少，適用在外接電源方便或流動(dòng)性不大的場(chǎng)地作業(yè)。4、內(nèi)燃機(jī)液壓傳動(dòng)大部分高空作業(yè)汽車都采用這種工作方式，它可充分利用液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)化傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，并且易于實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速和運(yùn)動(dòng)方向的變換，傳動(dòng)平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)單、方便、省力、能防止過載。綜上所述，通過以上各種動(dòng)力傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)性、適用范圍以及操作性能等多方面性能的分析，將動(dòng)力傳動(dòng)裝置選定為內(nèi)燃機(jī)液壓傳動(dòng)的形式。2.2高空作業(yè)車工作裝置設(shè)計(jì)高空作業(yè)汽車的工作裝置包括支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、作業(yè)平臺(tái)及調(diào)平機(jī)構(gòu)、操作及安全保護(hù)裝置等。2.2.1支腿機(jī)構(gòu)支腿機(jī)構(gòu)是大多數(shù)高空作業(yè)汽車所必備的工作裝置，目前均采用液壓支腿。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速。1、單缸雙支腿 是用一個(gè)雙作用液壓缸來驅(qū)動(dòng)兩側(cè)支腿伸縮的。這種支腿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但液壓缸行程長(zhǎng)，且是浮置于箱形長(zhǎng)槽內(nèi)，動(dòng)作慢，強(qiáng)度差，一般較少采用。2、雙缸雙支腿 其各支腿均由單獨(dú)的液壓缸驅(qū)動(dòng)，其具有結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作迅速，制成效能高等特點(diǎn)。3、四支腿 其中兩個(gè)支腿安裝在汽車的后部，另兩個(gè)支腿安裝在前后輪之間。在作業(yè)車的兩側(cè)，一般具有操縱桿，可使前、后、左、右4個(gè)液壓支腿單獨(dú)地伸出或縮回，所以即使在不平整或傾斜的地面上，也能把車調(diào)整到水平狀態(tài)，提高了整車作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性。液壓支腿按其結(jié)構(gòu)形式又可分為：蛙式支腿、H式支腿和X式支腿。（1）蛙式支腿 圖2.1為一種蛙式支腿的結(jié)構(gòu)示意圖，支腿的伸縮動(dòng)作由一個(gè)液壓缸完成。在運(yùn)動(dòng)過程中，支腿除有垂直位移y外，在接地過程中還有水平位移x（如圖2.2）。這種支腿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，液壓缸數(shù)少，一支腿一液壓缸，結(jié)構(gòu)質(zhì)量小。但支腿在伸出過程中受搖臂尺寸的限制，支腿的跨距（圖2.2中的2a）不能很大，調(diào)平性能較差，且在支反力變化過程中有爬移現(xiàn)象。（2）H式支腿 如圖2.3所示，這種形式的支腿對(duì)地面適應(yīng)性好，易于調(diào)平，且在支反力變化過程中無爬移現(xiàn)象，是高空作業(yè)車較理想的支腿形式。H式支腿由兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)即水平推力液壓缸和垂直的支撐液壓缸。這種支腿形式的穩(wěn)定性良好。 圖2.1 蛙式支腿 圖2.2 H式支腿 綜上所述，因?yàn)樗闹煌饶茉诓黄秸蛢A斜路面也能夠把車調(diào)整為水平狀態(tài)，所以選擇四支腿形式，選擇蛙型支腿機(jī)構(gòu)作為本次設(shè)計(jì)的支腿機(jī)構(gòu)，如圖2.1所示。2.2.2 舉升機(jī)構(gòu)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)形式有直升式和動(dòng)臂式。直升式按傳統(tǒng)方式，可分為液壓和機(jī)械傳動(dòng)；按結(jié)構(gòu)形式可分為交叉剪刀式和套筒式。其結(jié)構(gòu)型式分為交叉剪刀式、套筒式、伸縮臂式和折疊臂式。動(dòng)臂式舉升機(jī)構(gòu)可分為伸縮臂式或直臂式、折疊臂式或曲臂式、伸縮和折疊合成的混合臂式等。1、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)汽車上。但是，這種作業(yè)車的越障能力差。2、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)汽車的作業(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。3、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。4、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。 (a) 伸縮式 (b) 折疊式 (c) 交叉剪式 (d) 套筒式 （e）混合式圖2.3高空作業(yè)車的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖5、混合臂式舉升機(jī)構(gòu)舉升機(jī)構(gòu)由折疊臂式和伸縮臂式混合組成，如圖2.5（e）所示。他結(jié)合了上述兩種機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，該形式一般設(shè)有上、下兩個(gè)工作臂，其中一個(gè)可設(shè)置幾節(jié)伸縮臂。作業(yè)時(shí)利用利用上下兩臂伸距的組合，使該機(jī)構(gòu)具有更大的作業(yè)空間。但此種形式成本很高一般情況下不采用此形式。綜上所述，由于折疊臂式舉升機(jī)構(gòu)較交叉剪刀式和套筒式的工作范圍大、越障能力好，且折疊式舉升機(jī)構(gòu)較伸縮臂式舉升機(jī)構(gòu)來說具有靈活多樣、適應(yīng)性好、越障能力強(qiáng)、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。所以高空作業(yè)車的舉升機(jī)構(gòu)選定為折疊式舉升機(jī)構(gòu)。2.2.3作業(yè)平臺(tái)及調(diào)平機(jī)構(gòu) 調(diào)平機(jī)構(gòu)是高空作業(yè)汽車的重要組成部分，直接影響著整機(jī)的工作性能，平臺(tái)的工作高度越大，調(diào)平機(jī)構(gòu)對(duì)整機(jī)性能的影響越突出。根據(jù)高空作業(yè)車的作業(yè)要求，在設(shè)計(jì)上對(duì)平衡機(jī)構(gòu)有：較高的安全可靠性；自動(dòng)調(diào)節(jié)作業(yè)斗平衡；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于裝配和維護(hù)保養(yǎng)；機(jī)構(gòu)重量盡量輕，工藝性好；技術(shù)上先進(jìn)，有較高的平衡精度等幾項(xiàng)要求。為了使作業(yè)平臺(tái)的底平面在作業(yè)過程中始終保持水平，高空作業(yè)車上裝有式作業(yè)平臺(tái)保持水平的自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)如圖2.4，主要有以下幾種： （a） （b） （c）(a)重力式調(diào)頻機(jī)構(gòu) （b）四桿調(diào)平機(jī)構(gòu) （c）等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu) 圖2.4 作業(yè)斗的平衡機(jī)構(gòu)1、自重平衡式該機(jī)構(gòu)如圖2.4（a）所示，是將吊臂與平臺(tái)的兩連接鉸點(diǎn)所形成的軸線設(shè)置在平臺(tái)重心所在的縱向平面內(nèi)，且與水平面平行，利用吊臂上下擺動(dòng)變幅時(shí)平臺(tái)和載荷的自重始終垂直向下的原理，使平臺(tái)保持水平。其最大的特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但在調(diào)平過程中，平臺(tái)容易擺動(dòng)，現(xiàn)以很少被采用。2、 機(jī)械調(diào)平式機(jī)構(gòu) 機(jī)械調(diào)平根據(jù)所采用機(jī)構(gòu)的不同又可分為：四連桿、鋼絲繩、鏈條調(diào)平機(jī)構(gòu)等。四連桿調(diào)平機(jī)構(gòu)它是采用平行四邊形的原理所構(gòu)成的，如圖2.5（b）所示。在兩個(gè)四邊形連桿機(jī)構(gòu)中，相互間有一個(gè)公共邊聯(lián)接構(gòu)成運(yùn)動(dòng)中始終相互平行的連桿機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是平衡精度較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于調(diào)整和維修,用于折曲臂型式.制造簡(jiǎn)單，工作可靠，使用非常廣泛，所以本設(shè)計(jì)采用四連桿調(diào)平方式。 （a）自重調(diào)平 （b）四連桿調(diào)平圖2.5 調(diào)平系統(tǒng)示意圖3、電液調(diào)平式電液式調(diào)平機(jī)構(gòu)是從作業(yè)平臺(tái)上直接獲取水平度誤差的電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理和液壓控制裝置實(shí)現(xiàn)調(diào)平目的。它集電子控制、液壓控制一體化，適合于大高度的折臂與伸縮臂混合式的高空作業(yè)車自動(dòng)調(diào)平裝置。電液控制具有較高的控制精度，但由于采用液壓伺服或比例控制，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，安裝、調(diào)試?yán)щy，制造成本較高，因此應(yīng)用范受到限制。 4、液壓調(diào)平式 該調(diào)平裝置由上下的兩個(gè)液壓缸組成，下調(diào)平液壓缸的缸體和活塞桿分別鉸接于轉(zhuǎn)臺(tái)和伸縮臂之上，上調(diào)平液壓缸的缸體和活塞桿分別鉸接于伸縮臂和作業(yè)斗之上。通過油路1將上調(diào)平液壓缸的無桿腔和下調(diào)平液壓缸的無桿腔連通，將上調(diào)平液壓缸的有桿腔和下調(diào)平液壓缸的有桿腔連通，在不考慮系統(tǒng)泄露的情況下，由于上調(diào)平液壓缸和下調(diào)平液壓缸采用相同規(guī)格的液壓缸，故兩個(gè)調(diào)平液壓缸的活塞桿將同步動(dòng)作，只是活塞桿的運(yùn)動(dòng)的方向剛好相反。該調(diào)平系統(tǒng)中下調(diào)平液壓缸為主動(dòng)缸，當(dāng)伸縮臂在伸縮油缸的驅(qū)動(dòng)下繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，伸縮臂同時(shí)通過鉸點(diǎn)帶動(dòng)下調(diào)平液壓缸活塞桿伸出或縮回，而上調(diào)平液壓缸也會(huì)同步的縮回或伸出。因此通過合理的設(shè)計(jì)就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)平。作中靜液壓系統(tǒng)由于密封和接頭等處存在泄露，長(zhǎng)期工作后會(huì)給平臺(tái)帶來傾斜，需要在液壓系統(tǒng)上設(shè)置補(bǔ)油回路。機(jī)械調(diào)平中最常見的為平行四邊形變形原理的四連桿機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用、舉升高度高、擺動(dòng)幅度小等，但增加了自重，使用材料增多，并且舉升過程中更多的功耗要浪費(fèi)在自重上面；重力調(diào)平系統(tǒng)，簡(jiǎn)單、實(shí)用，但舉升的高度要降低很多，而且擺動(dòng)幅度比較大；電子調(diào)平系統(tǒng)屬于高科技產(chǎn)品，使資源消耗減少，但無形成本增多。在這里選擇四連桿調(diào)平方式。2.2.4 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)平臺(tái)，俗稱為轉(zhuǎn)臺(tái)，是由回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成的。常見的轉(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。根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置的不同，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可分為：機(jī)械驅(qū)動(dòng)式、電力驅(qū)動(dòng)式和液壓驅(qū)動(dòng)式。根據(jù)回轉(zhuǎn)支撐的結(jié)構(gòu)不同，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可分為轉(zhuǎn)柱式、立柱式和轉(zhuǎn)盤式，其中轉(zhuǎn)盤式是一種較常用的形式。轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支撐裝置又可分為兩種：支撐滾輪式和滾動(dòng)軸承式。支撐滾輪式回轉(zhuǎn)支撐裝置增大了轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)裝置的高度，且質(zhì)量增加，成本增大；滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置是目前應(yīng)用最多的一種，它是在普通滾動(dòng)軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于放大了的滾動(dòng)軸承。其優(yōu)點(diǎn)是回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩小，承載能力大，高度低。由于回轉(zhuǎn)支撐裝置的高度降低，可以降低整車的質(zhì)心，從而增大了汽車的穩(wěn)定性。 目前高空作業(yè)車應(yīng)用較多的是交叉滾柱式轉(zhuǎn)盤 如圖2.6所示，滾子的接觸角一般為45，相鄰的滾子軸線交叉排列，即相鄰的兩圓柱滾子軸線成90交叉。這不但使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能承受軸向和徑向載荷，而且還能承受翻傾力矩。此外，和滾球轉(zhuǎn)盤相比，這種滾道是平面，加工工藝比較簡(jiǎn)單，容易達(dá)到加工要求。本次設(shè)計(jì)采用交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)。 (a) 外齒式 (b) 內(nèi)齒式圖2.8 交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)2.3本章小結(jié)本章主要對(duì)所要設(shè)計(jì)的GKT-13路燈安裝車的支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及其它附屬裝置的形式進(jìn)行了方案的比較分析后選擇了最適合的方案。最后確定了GKT-13路燈安裝車各工作裝置的類型。其中：舉升機(jī)構(gòu)選擇折臂式；支腿機(jī)構(gòu)選擇蛙式支腿；動(dòng)力傳動(dòng)裝置選定為內(nèi)燃機(jī)液壓傳動(dòng)形式；作業(yè)平臺(tái)選擇平行四桿調(diào)平機(jī)構(gòu)；回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)選擇交叉滾柱式。第3章 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 確定尺寸及材料其整個(gè)舉升機(jī)構(gòu)系統(tǒng)如圖，其中AB、BC、CD為承重臂，DH為基礎(chǔ)臂，AB、CD為調(diào)平輔助臂，I、II為液壓缸，E、F、G、H分別為液壓缸與基礎(chǔ)臂及承重臂的絞接點(diǎn)。圖3.1 舉升機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)圖工作原理：在平行四邊形AABB中，通過控制液壓缸I的長(zhǎng)度來控制的角度，從而使點(diǎn)A以AB為半徑，B點(diǎn)為圓心作圓弧運(yùn)動(dòng)；在平行四邊形CCDD中，通過控制液壓缸II的長(zhǎng)度來控制的角度，從而使點(diǎn)C以CD為半徑，D點(diǎn)為圓心作圓弧運(yùn)動(dòng)。平行四邊形AABB與平行四邊形CCDD共用一條公共邊BC,平行四邊形CCDD的另一條邊DD為基礎(chǔ)臂，只要液壓缸I增長(zhǎng)，A點(diǎn)就升高，液壓缸II增長(zhǎng)，C點(diǎn)就升高。由此只要控制液壓缸I和II就能控制A點(diǎn)的高度。3.2外形尺寸確定如圖3.2所示，初步設(shè)定臂CD與臂DO所成的最大角度為150，臂CB與臂AB所成的最大角為135。DO長(zhǎng)2200mm，DC長(zhǎng)3000mm，BC長(zhǎng)2200mm，AB長(zhǎng)4500mm。圖3.2 舉升臂全升圖 綜上所述，可以推出整個(gè)機(jī)構(gòu)的外形參數(shù)，如表3.1、3.2所示。表3.1 理論長(zhǎng)度參數(shù) 單位：mm 最小高度最大高度整體長(zhǎng)22001020036004500220030002200表3.2 理論角度參數(shù)最大值最小值A(chǔ)B與BC的角度135 53 CD與OD的角度150 43 表3.1中的參數(shù)都為理論尺寸（即未開孔的尺寸），在實(shí)際加工中，為了使各臂連接起來，要留出一段長(zhǎng)度用來鉆孔穿銷，因此每個(gè)臂的每一個(gè)端面都要留有50mm的余量，表3.3既為各臂的實(shí)際參數(shù). 表3.3 實(shí)際長(zhǎng)度參數(shù) 單位：m 460046002700310031002250 根據(jù)以往設(shè)計(jì)實(shí)例及設(shè)計(jì)需求，初步選定冷拔無縫矩形鋼管作為承重臂，具體參數(shù)見表3.4。根據(jù)表3.1即可計(jì)算出各承重臂的質(zhì)量。臂AB重量：=460024.517 kg112.8kg 臂AB重量：=46008.594 kg=39.5kg臂BC重量：=270045.3 kg =122.3kg臂CD重量：=310034.0 kg105.4kg臂CD重量：=31006.710 kg20.8kg臂DO重量：=225056.3 kg126.7kg表3.4 材料參數(shù)基本尺寸截面面積 F理論質(zhì)量 Gkg/m慣性矩截面模數(shù)長(zhǎng)寬厚AB180100631.23224.5171809.531523.767145.503104.753AB9060410.9478.594117.49962.38726.11120.795BC200150957.6745.331702020317270CD200100843.234.02091705209141CD705048.5476.71054.66332.21015.61812.884DO2201501071.756.356872584455345繪制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及部分參數(shù)計(jì)算表3.1為圖3.2中的基本參數(shù)，由直角三角形中的角度公式可以得出：arctanarctan0.2514arctanarctan0.116.3arctanarctan0.3318.5arctanarctan0.179.5BE=41.2cmBF=90.5cmDG=31.6cmDH=91.2cm 圖3.3 各臂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表3.2 各臂中的基本參數(shù)長(zhǎng)度ABBEEEBCBFFFCDDGGGDODHHHmm45004020220018002530003002522001900303.3 受力分析1、對(duì)臂AB進(jìn)行受力分析(1)當(dāng)臂AB水平時(shí)，見圖3.4圖3.4臂AB水平位置受力分析圖EBF=90-=90-14-6.3=69.7EF= =1600mmSBEF = SBEF h900mm相對(duì)B點(diǎn)進(jìn)行受力分析 h0 24kN液壓缸與水平所成的角度為72.5B受力為 8.35kN13.45kN 16.65kN (2) 當(dāng)臂AB舉至最高位置時(shí)，見圖3.5 圖3.5 臂AB最高位置受力分析圖EBF=150-=150-14-6.3=120EF= =2100mmSBEF = SBEF h650mm相對(duì)B點(diǎn)進(jìn)行受力分析sin30sin30h021.3kN 液壓缸與水平所成的角度為68.5B受力為 4.0kN 22.3kN 24.5kN2、對(duì)臂BC進(jìn)行受力分析當(dāng)臂AB水平時(shí)臂BC所受力最大，見圖3.6 圖3.6 臂BC受力分析圖7.5kN 0 0 23.7kN 23.7kN 又5.28kN22.2kN31kN 32.3KN 3、對(duì)臂CD進(jìn)行受力分析(1)當(dāng)各臂位置如圖3.7所示時(shí)，液壓缸II所受的壓力最大。 圖3.7 臂CD受力分析圖 90-18.5-9.573 1800mm 又 685mm 16.4kN液壓缸II與水平方向所成的角度為68.3對(duì)D點(diǎn)受力分析00 經(jīng)計(jì)算 16.2kN 19.3kN 25.2kN (2)當(dāng)各臂位置如圖3.8所示時(shí)，液壓缸II所受的拉力最大 圖3.8 臂CD受力分析圖 13518.59.5107 1800mm 又 454mm 8.4kN液壓缸II與水平方向所成的角度為82.4對(duì)D點(diǎn)受力分析0021.3kN12.3kN24.3kN=48.5kN3.4 強(qiáng)度校核1、臂AB的強(qiáng)度校核當(dāng)臂AB水平時(shí)，剪切應(yīng)力及剪切彎矩最大，由第二章可知3kN，q12.5kN/m，AE=4300m,BE=500mm由于B點(diǎn)為固定轉(zhuǎn)軸，因此假設(shè)B點(diǎn)轉(zhuǎn)矩為零得出下式BE0求得： 14.75kN=30.2252.211.3kN所以B點(diǎn)的彎矩為=7.15 圖3.9臂AB受力分析圖及剪切力及彎矩圖已知、由表3.6中查得，由表3.6中查得18kN根據(jù)公式 (3.1) (3.2) 因此臂AB的強(qiáng)度符合要求。2、臂BC的強(qiáng)度校核由于臂BC垂直地面，所以臂上所承受的彎矩全部來自于臂AB的重力及A點(diǎn)的載荷，因此當(dāng)臂AB水平時(shí)BC上所受的彎矩最大。3kN，q225N/m，AB=2.2m當(dāng)臂AB水平時(shí)臂所受力最大，見圖3.6 = =7.15 0 017.3kN17.3kN又4.14kN17.7kN25kN28.1kN剪切力及彎矩如圖3.10所示已知、由表3.4中查得，由表3.6中查得28.1kN根據(jù)公式 因此，臂BC強(qiáng)度符合要求。圖3.10 臂BC受力分析圖及彎矩圖3、臂CD的強(qiáng)度校核當(dāng)臂AB、CD都水平時(shí)，臂CD所受的彎矩最大，如圖3.11，先以D點(diǎn)為參考點(diǎn)6.2kN液壓缸II與水平方向所成的角度為79.4對(duì)D點(diǎn)受力分析0016.2kN19.3kN25.2kN圖3.11 CD剪切力及彎矩圖已知已知、由表3.2中查得，由表3.6中查得35.4kN根據(jù)公式 因此，臂CD強(qiáng)度符合要求。3.5 計(jì)算銷的直徑為了使加工的標(biāo)準(zhǔn)化，均采用相同直徑的銷，根據(jù)此機(jī)構(gòu)中的最大剪切力42.3kN，根據(jù)公式d (3.3)其中80MPa 計(jì)算得出d0.021m=21mm為了安全起見，取d40mm。3.6 本章小結(jié)本章的主要任務(wù)就是確定GKT-13型高空作業(yè)車各作業(yè)臂的參數(shù)。通過查閱了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等書籍，利用相關(guān)計(jì)算公式和材料信息，確定了各臂的使用材料、實(shí)際外形尺寸和理論質(zhì)量，繪制了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，并對(duì)各臂進(jìn)行了系統(tǒng)的受力分析，通過大量計(jì)算和理論推證得出了各絞接點(diǎn)的最大受力情況及液壓缸的長(zhǎng)度和升程。利用前面計(jì)算的數(shù)據(jù)，對(duì)主要承重的舉升臂進(jìn)行了彎曲校核和剪切校核；根據(jù)絞接點(diǎn)的剪切力，計(jì)算出了銷軸的最小直徑為21mm，最終選定Q235鋼板作為工作臂等機(jī)構(gòu)的金屬材料。第4章 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的計(jì)算與校核4.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的支撐設(shè)計(jì)按照有關(guān)ZBT520001-1986專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，高空作業(yè)車的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)能進(jìn)行正反兩個(gè)方向的360回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度不大于2r/min，回轉(zhuǎn)過程中的起動(dòng)、回轉(zhuǎn)、制動(dòng)要平穩(wěn)、準(zhǔn)確、無抖動(dòng)、晃動(dòng)現(xiàn)象，微動(dòng)性能良好。目前應(yīng)用較多的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是交叉圓柱滾子支撐裝置如圖4.1所示，圓柱滾子的接觸角一般為45，相鄰的兩圓柱滾子軸線成90交叉。這不但使回轉(zhuǎn)裝置能承受軸向和徑向載荷，而且還能承受翻傾力矩。4.1.1 圓柱滾子的最大載荷計(jì)算圓柱滾子在工作時(shí)要受到三種作用載荷，如圖4.2所示。第一種為軸向力Q，即垂直力，它由轉(zhuǎn)臺(tái)及舉升機(jī)構(gòu)的重量、舉升貨物的重量以及升降時(shí)的慣性力等組成；第二種為徑向力H，即水平力，該力由舉升裝置及轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)離心力、風(fēng)載荷及回轉(zhuǎn)齒輪的嚙合力而產(chǎn)生；第三種為翻傾力矩Mov，它由軸向力和徑向力的偏心作用而引起。 圖4.1圓柱滾子外載荷及承載最大的滾子位置 圖4.2 圓柱滾子內(nèi)圈受力圖將方向交叉的兩組圓柱滾子，用和組表示。假定每組的圓柱滾子數(shù)目各占一半，并作一對(duì)一的間隔排列，則組圓柱滾子在A點(diǎn)受力最大，如圖4.1所示。其中任一圓柱滾子的最大法向載荷FImax為: （4.1）式中：由軸向力Q引起的組任一圓柱滾子最大法向載荷，N；由徑向力H引起的組任一圓柱滾子上最大法向載荷，N；由傾翻力矩MOV引起的組任一圓柱滾子上最大法向載荷，N。 對(duì)內(nèi)圈作受力分析，如圖4.1所示，由力系平衡條件可以求得FIQ和FIH。為求得FIM，可以近似地把座圈看成直徑為D的圓圈，如圖4.2所示，并假定圓柱滾子對(duì)座圈的壓力在座圈上連續(xù)分布，按圓柱滾子接觸壓力沿圓圈弧長(zhǎng)的比壓，列出平衡方程可求得FIM值。對(duì)于組圓柱滾子，處于圖4.1中B位置時(shí)受到的載荷最大。此時(shí)滾子不承受由水平力傳來的載荷，且由于軸向力Q引起的法向載荷與翻傾力矩MOV引起的法向載荷方向相反，因此組中任一圓柱滾子的最大法向載荷為： （4.2） 4.1.2 確定圓柱滾子的允許載荷根據(jù)赫茨公式，滾道與圓柱滾子的線接觸應(yīng)力為： （4.3）式中：F 圓柱滾子在接觸線上的法向載荷，N； E 材料的彈性模量，一般滾道材料采用碳素鋼或低碳合金鋼，圓柱滾子材料采用軸承鋼。故可取E2.1105MPa； L 圓柱滾子與滾道的有效長(zhǎng)度，一般情況可取L=0.85d，m； 圓柱滾子與滾道接觸表面的主曲率之和；D 圓柱滾子直徑，m。用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或低碳合金鋼軋制或鍛造成的座圈，其滾道表面的熱處理硬度為HRC5960，在一般工作條件下，可取許用接觸應(yīng)力值為1800Pa14。依據(jù)所選用的許用應(yīng)力值，由式(4.11)便可求得圓柱滾子的允許載荷F,F=7000N。4.1.3滾動(dòng)體總數(shù)目的計(jì)算 （4.4）式中 D 滾盤的中心直徑1（m）； d 滾動(dòng)體的直徑10(mm)； b 隔離套的厚度19（mm） 通過計(jì)算確定滾動(dòng)體的數(shù)目為n=106個(gè), 滾盤的中心直徑D=1m.滾動(dòng)體的直徑為d=0.01m4.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)計(jì)算4.2.1 計(jì)算工況及載荷回轉(zhuǎn)支承裝置承受回轉(zhuǎn)平臺(tái)上的全部載荷，作用在回轉(zhuǎn)支承裝置上的垂直力有臂架自重，配重，上車其它部分重量等。水平力有沿著臂架方向的風(fēng)力，回轉(zhuǎn)時(shí)的離心力和垂直于臂架平面內(nèi)的制動(dòng)切向慣性力，重物的離心力，切向慣性力起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分自重的離心力，切向慣性力等。1. 回轉(zhuǎn)阻力矩高空作業(yè)車回轉(zhuǎn)時(shí)需要克服的回轉(zhuǎn)阻力矩T為： （4.5）式中回轉(zhuǎn)支撐裝置中的摩擦阻力矩； 風(fēng)阻力矩； 慣性阻力矩，僅出現(xiàn)回轉(zhuǎn)和制動(dòng)時(shí)。（一） 摩擦阻力矩 1.柱式回轉(zhuǎn)支撐裝置式中水平滾輪的摩擦阻力矩； 徑向軸承的摩擦阻力矩； 止推軸承的摩擦阻力矩。（1） 水平滾輪的摩擦阻力矩 （4.7） 式中全部水平滾輪輪壓之和； 當(dāng)滾道固定、水平滾輪沿滾道做行星運(yùn)動(dòng)時(shí)，為水平滾輪中心圓直徑； 摩擦阻力系數(shù)，計(jì)算試可?。L動(dòng)軸承），（滑動(dòng)軸承）。（2） 徑向軸承的摩擦阻力 （4.8）式中徑向軸承所受的水平力（N)； 徑向軸承的摩擦系數(shù)，； 競(jìng)相軸承的內(nèi)徑（m）。（3） 止推軸承的摩擦阻力矩 （4.9）式中止推軸承所受的垂直力（N)； 止推軸承的摩擦系數(shù)，； 止推軸承內(nèi)徑與外徑的平均值（m）。2.滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置 摩擦阻力矩可根據(jù)如下公式計(jì)算： （4.10）式中 回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)，（滾球式），（滾柱式） 滾道平均直徑 摩擦阻力系數(shù)，計(jì)算試可?。L動(dòng)軸承），（滑動(dòng)軸承）。全部滾球或滾柱所承受的總壓力（N)，其計(jì)算方法如下。當(dāng)回轉(zhuǎn)支撐裝置中的滾動(dòng)體所承受壓力方向一致時(shí)： （4.11）式中回轉(zhuǎn)支撐裝置所受的總垂直力（軸向力）； 回轉(zhuǎn)支撐裝置所受的總水平力（徑向力）； 滾動(dòng)體的壓力角。（二）風(fēng)阻力矩 臂架與風(fēng)向垂直時(shí)，由風(fēng)力產(chǎn)生的阻力矩達(dá)到最大值 （4.12）式中物品受的風(fēng)力，根據(jù)不同的計(jì)算要求，由計(jì)算風(fēng)壓或與作業(yè)平臺(tái)迎風(fēng)面積的乘機(jī)獲得； 高空作業(yè)車的作業(yè)幅度； 回轉(zhuǎn)部分受的風(fēng)力； 風(fēng)力作用線至回轉(zhuǎn)中心線的距離。等效風(fēng)阻力矩為： （4.13）（三）慣性阻力矩高空作業(yè)車回轉(zhuǎn)時(shí)的慣性阻力矩，由繞回轉(zhuǎn)中心線回轉(zhuǎn)的物品慣性阻力矩和回轉(zhuǎn)部分的慣性阻力矩,以及機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分的慣性阻力矩組成： （4.14） 式中物品對(duì)轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)中心線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）； 作業(yè)臂各部件和構(gòu)件繞回轉(zhuǎn)中心線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）； 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度2r/s； 機(jī)構(gòu)啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間4s。 根據(jù)，高空作業(yè)車的回轉(zhuǎn)阻力扭矩約為4.2.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)功率計(jì)算回轉(zhuǎn)馬達(dá)最大回轉(zhuǎn)功率 （4.15） 式中 系數(shù)液壓馬達(dá)取1 馬達(dá)數(shù)液壓馬達(dá)取1 回轉(zhuǎn)速度N=2r/min機(jī)械總效率 T回轉(zhuǎn)阻力矩（）高空作業(yè)車的回轉(zhuǎn)阻力功率為4.2.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)參數(shù)驗(yàn)算選擇液壓馬達(dá)選擇公司型號(hào)為型馬達(dá)，馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，額定壓力：，最大輸出扭矩，機(jī)械效率，功率為?；剞D(zhuǎn)減速機(jī)為自己設(shè)計(jì)，采用為三級(jí)減速機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)線路為；液壓馬達(dá)聯(lián)軸器蝸桿渦輪減速器軸A圓柱齒輪減速器軸B齒輪齒圈減速器。傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： （4.17）馬達(dá)克服的最大阻力矩： （4.18） 回轉(zhuǎn)馬達(dá)最大輸出扭矩、輸出功率均大于實(shí)際輸出，故液壓馬達(dá)選擇公司型號(hào)為型馬達(dá)滿足回轉(zhuǎn)要求。4.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速器的關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1 第一級(jí)減速器渦輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算閉式普通圓柱蝸桿傳動(dòng), 已知：蝸桿輸入功率P=7kW，轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比i=9.750，雙向轉(zhuǎn)動(dòng), 載荷平穩(wěn)，輕微沖擊,要求使用壽命5年，每年工作300天，每天工作8小時(shí)。（1）選擇傳動(dòng)的類型和精度等級(jí)考慮到傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速低，選用ZA(阿基米德)蝸桿，精度8級(jí)GB1008988（2）選擇材料,確定許用應(yīng)力表面淬火硬度45-55HRC，蝸輪齒圈用鑄錫青銅ZCUSN10P1，金屬模鑄造，在文獻(xiàn)中分別查得=220MPa，=56 MPa ，應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù)許用應(yīng)力 （3）選擇蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)根據(jù)傳動(dòng)比，參考文獻(xiàn)12中取=4，則。 （4）按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （4.19） 1）確定載荷系數(shù)K。由文獻(xiàn)12選取使用系數(shù)=0.9，由于載荷一般平穩(wěn)，所以選取=1，因速度不高選取=1.1，則計(jì)算作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩。按由文獻(xiàn)12初取效率則 3）確定彈性系數(shù)。查文獻(xiàn)查的12得, 4）計(jì)算。確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑 （4.20）5）確定中心距 （4.21） （5）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1）計(jì)算蝸桿導(dǎo)程角 （4.22）2）計(jì)算蝸輪當(dāng)量齒數(shù) （4.23）3）確定齒形系數(shù)4）確定螺旋角系數(shù) 5）校核彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度滿足要求。 （6）蝸輪和蝸桿主要幾何尺寸計(jì)算1）蝸桿分度圓直徑 蝸桿直徑系數(shù) （4.24）蝸桿齒頂圓直徑 （4.25）蝸桿齒根圓直徑 （4.26）蝸桿導(dǎo)程角 （4.27）蝸桿軸向齒距 （4.28）蝸桿導(dǎo)程 （4.29）蝸桿軸向齒厚 （4.30）2）蝸輪蝸輪分度圓直徑 （4.31）蝸輪喉圓直徑 （4.32）蝸輪齒根圓直徑 （4.33）經(jīng)過計(jì)算第一級(jí)渦輪蝸桿減速器的具體參數(shù)如下：蝸桿類型 普通圓柱蝸桿ZA型(阿基米德)中心距 a=80 mm蝸桿軸向模數(shù) mx= 3.15 mm蝸桿、蝸輪分度圓直徑 d1=35.500mm d2=122.850mm蝸桿頭數(shù) z1= 4 蝸輪齒數(shù) z2= 39 實(shí)際傳動(dòng)比 i =9.750蝸桿直徑系數(shù) q=11.2698蝸輪變位系數(shù) x2=0.2619蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角 =19.541蝸桿節(jié)圓柱導(dǎo)程角 =18.735 蝸桿軸向齒形角 =20.000蝸桿(輪)法向齒形角 n=18.932頂隙 c=0.630mm蝸桿、蝸輪齒頂高 ha1=3.150mm ha2=3.975mm蝸桿、蝸輪齒根高 hf1=3.780mm hf2=2.955mm蝸桿、蝸輪節(jié)圓直徑 d1p=37.150mm d2p=122.850mm蝸桿、蝸輪頂圓直徑 da1=41.800mm da2=130.800mm蝸桿、蝸輪根圓直徑 df1=27.940mm f2=116.940mm軸向間距 px=9.896mm蝸桿軸向齒厚 sx=4.948mm蝸桿法向齒厚 sn=4.663mm蝸桿分度圓法向弦齒高 ha1_=3.150mm蝸桿螺紋部分長(zhǎng)度 b1=53.235mm蝸輪最大外圓直徑 da2max=133.950mm蝸輪輪緣寬度 b2=31.000mm蝸輪咽喉母圓半徑 rg2=14.600mm蝸輪齒根圓弧半徑 rf2=21.530mm4.3.2第二級(jí)齒輪減速器的計(jì)算已知輸入功率kW，小齒輪轉(zhuǎn)速，齒數(shù)比。（1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2）考慮此減速器的功率較大，故大、小齒輪都選用硬齒面。由參考文獻(xiàn)12選得大、小齒輪的材料均為40，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48-55。3）選取精度等級(jí)。因采用表面淬火，輪齒的變形不大，不需磨削，故初選7級(jí)精度4）因?yàn)槭情]式硬齒面齒輪傳動(dòng)，故選小齒輪齒數(shù)Z1=19，大齒輪齒數(shù)Z2=u Z1=95（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （4.34）由文獻(xiàn)12計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt=13）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩選取齒寬系數(shù)材料的彈性影響系數(shù)；取，故按齒面硬度中間值52查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)， 2） 計(jì)算齒輪參數(shù) 試算小齒輪分度圓直徑 （4.35） 計(jì)