HQ5050JGK高空作业车改装设计论文

优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！摘 要文中主要对 HQ5050JGK 高空作业车的二类底盘的选型和整体布置、动力传动装置设计分析、工作装置设计分析和控制系统设计分析，最后进行整车稳定性校核。根据设计要求及其技术参数的要求，其设计思路为：根据高空作业车的举升质量要求，确定升降机的结构方案，然后确定汽车底盘及车辆的总体布置和控制系统。在设计说明中，首先对升降机不同结构方案进行了比较，得出了设计方案，然后对负载进行分析计算，选择确定了整车的结构参数，然后根据负载和使用状况进行液压系统的设计。文中主要完成的是HQ5050JGK高空作业车的总体结构设计、液压回路设计及传动装置工作装置的详细设计。高空作业车设计时按6单元展开，所有的设计工作都是围绕这6个单元展开的：高空作业车总体设计、举升机构的设计、工作装置的设计、动力传动装置的设计、安装保护装置、整车稳定性校核。关键词：总体设计；举升机构；工作装置；动力传动装置；性能分析优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！ABSTRACTFocuses 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优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！目 录摘要 Abstract第 1 章 绪论 11.1 课题研究的目的及意义11.2 高空作业车的国内外研究状况11.2.1 高空作业车的国外研究状况11.2.2 高空作业车的国内研究状况 21.2.3 高空作业车发展动向 31.3 高空作业车的组成及功用 31.3.1 工作装置 31.3.2 动力装置 61.4 主要内容及技术路线 61.4.1 主要内容 61.4.2 技术路线 6第 2 章 高空作业车总体设计 82.1 高空作业车底盘的选择 82.1.1 二类底盘选择依据 82.1.2 选择二类底盘要求 82.2 工作台的结构设计和主要尺寸确定 102.3 举升机构的设计 112.3.1 剪叉臂材料的选择 122.3.2 剪叉臂尺寸的确定 132.3.3 横轴的选取 172.4 支腿机构设计计算 182.4.1 支腿跨距的确定 202.4.2 支撑脚接地面积确定 222.5 总体主要参数确定 222.5.1 尺寸参数的确定 22优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！2.5.2 质量参数的确定 222.5.3 总质量 ma232.6 本章小结 23第 3 章 液压系统设计 243.1 执行元件类型、数量和安装位置 243.2 速度和载荷的计算 243.2.1 速度计算及速度的变化规律 243.2.2 执行元件的载荷计算及变化规律 253.3 液压系统主要参数的确定 263.3.1 系统压力的初步确定 273.3.2 液压执行元件的主要参数 273.4 液压系统方案的选择和论证 323.4.1 油路循环方式的分析和选择 323.4.2 开式系统油路组合方式的分析选择 333.4.3 调速方案的选择 333.4.4 液压系统原理图的确定 333.5 液压元件的选择及其连接 333.5.1 油泵的选择 343.5.2 取力器布置方案及基本参数选择 353.6 本章小结 36第 4 章 高空作业车性能分析 374.1 汽车动力性能分析 374.1.2 汽车的行驶方程式 374.1.3 汽车最高车速的确定 404.2 燃油经济性的计算 404.3 支腿压力的计算 424.4 本章小结 45结论 46参考文献47优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！致谢 48附录 49附录 A 外文文献原文 49附录 B 外文文献中文翻译 53优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 1 章 绪 论1.1 选题的目的及意义经调研发现，目前高空作业车具有一定需求市场，但生产厂家相对较少，主要在于其结构较为复杂，因此难以形成批量生产，为使高空作业车能够完善其结构和性能，提高高空作业车的功能，形成小批量生产。本设计将对高空作业车主要工作装置所采用的各种方案进行比较分析，分别列出各方案的优劣点，以便选择最合适方案。高空作业机械式在工程起重机械基础上发展起来的高空作业设备，广泛应用在建筑、消防等行业。随着我国经济建设的不断发展，对高空作业车的需求越来越多，要求工作范围也越来越广泛。高空作业车提高了机械化程度，减少了劳动消耗，降低了成本，缩短了工作时间，提高了工作效率并且以满足各种特殊需要。1.2 高空作业车的国内外发展概况高空作业车的分类方式有好多种，按臂架的展开方式分类，有折叠式和伸缩式及混合式三种;按臂架的形状分类有，直臂式和曲臂式;按驱动方式分类，有自动式、拖动式和手动式等等。1.2.1 高空作业车的国外研究状况国外高空作业机械属新兴行业，是在工程起重机械基础上发展起来的高新技术产业系统，只有二十几年的历史。但是发展速度很快，随着科学技术不断发展，尤其是电子技术在机械领域的应用，是高空作业更加智能化，更加人性化，操作更加方便，更加安全的方向发展，采用自动化控制，高空作业车的微动性能好，定位也来越来越准确。目前，专业生产高空作业机械的公司比较少。近年来，由于汽车起重机销售量下降及市场平淡，一批汽车起重制造公司，相继发展高空作业机械，但总计年产量仍不能满足市场需求，正处于发展时期。国外高空作业机械，发展迅速，技术水平不断提高。我国在其主要差距在设计方法。其关键是电液比例操纵、微动性能问题，支腿调平技术问题，微机自动程序控制以及机电一体化问题等和国外有很大的差距。为了提高我国高空作业的生产水平，从目前的状况来看应首先从如下的几个方面来进优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！行。1、解决工程汽车底盘问题，这样才可使高空作业车轻便、可靠，使用上既灵活又可承担繁重的工作任务；2、提高液压元件的制造质量，这样就可以提高使用寿命和可靠性，相应的也就提高了高空作业车的质量和性能；3、改变高空作业车的生产方式，向规模化模块化发展，这不但可保证质量还可降低成本；4、要扩大新型高空作业车的使用范围，可刺激本行业的发展，并投入力量加强对新产品的开发；5、应用现代的设计方法和手段对现有的产品进行改造。在目前的高空作业车的生产水平上，改进高空作业车的工作性能，开发研制机动灵活、技术含量高安全、可靠的高空作业机械具有重大的意义。1.2.2 高空作业车的国内研究状况1、概况我国高空作业车行业起步较晚，自 20 世纪 60 年代开始研制、70 年代才推出商业化样机，随着改革开放的深入，逐渐引入国外高新技术及其产品，开始在市政、园林、电力等行业推广使用，但最大作业高度只有 35m，且功能单一。在消防救援高空车产品中，锦州重型机械股份有限公司开发出 50m 产品，沈阳北方交通重工集团开发了 53m 产品，徐州重型机械有限公司开发出 68m 产品。在高空作业车产品中，目前只有杭州爱知(日资控股)、徐州海伦哲等近 30 家企业生产，最大作业高度只有杭州爱知和徐州海伦哲达到 35m，与欧美的差距较大。也正因为此，高空作业车目前还只是用于电力保障、城市道路照明保障、城市园林维护和公安、交通等行业。限制这一行业发展的主要因素是大高度复杂截面混合臂架技术、安全技术、智能化高效控制技术、可靠性等，缺乏前瞻性研究，缺少向更大高度发展的技术支撑。2、应用情况我国高空作业车的应用远远落后于发达国家和地区，尚处于初级阶段，目前仅在电力、国防、市政、通讯、园林、交通、造船、消防等行业使用，在电力、市政等少数行业普及使用，而且也只是在最近 5 年才进入快速发展阶段。进一步的发展将依赖于下面几个主要方面：(1) 更加重视文明、安全施工，需要相应出台有关政策、法规，限制传统落后、无安全保障、低效率、劳动强度大、能耗高的高空作业方式，更多地使用高空作业车。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！(2) 随着经济的发展和劳动力成本的上升，更多的高空作业依靠机械化，而不是靠更多的人工作业，促进高空作业车需求量的快速增长。(3) 随着经济发展水平的提高和社会保障要求的严格，高空作业车也将成为应急保障的必备设备。目前我国在应急保障方面远远落后于发达国家。(4) 目前高空作业车的应用多为市政、电力等公用部门，随着整个社会经济发展和企业经济效益的增长，高空作业车使用场合将大大拓宽，为高空作业车的发展带来极为广阔的发展前景。(5) 35m 以上高度高空作业车目前基本依赖进口，也将为国产大高度高空作业车提供发展的机会。1.2.3 高空作业车发展动向高空作业车的发展主要动向是实现六化、三性，以提高高空作业机械的适用性。六化:即液压化、最优化(采用计算机辅助设计)、轻量化(采用高强度材料减轻构件重量)、机电液一体化(如安全保护、报警装置等)、通用化、系列化。三性：可靠性、安全性和舒适性。1.3 高空作业车的组成及功用高空作业车是用来运送工作人员和使用器材到达指定现场并进行作业的专用汽车。高空作业车除底盘部分外，为实现高空作业功能，还有动力传动装置、工作装置、安全装置及控制系统等。高空作业车是用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的特种车辆，是将高工作装置安装在汽车底盘上组成的。工作装置包括工作臂、回转平台、副车架、工作斗、液压系统和操纵装置等 2。现在的高空作业装置具有操作平顺、工作稳定、自动调速、安全可靠等优点，大大提高了空中作业的工作效率。高空作业车是利用汽车底盘作为行走机构，具有汽车的形势通过性能，机动灵活，行驶速度高，可快速转移，转移到工作场地后能迅速投入工作 3。剪叉式高空作业车中外观如图 1.1 所示。高空作业车正常进行作业，需要工作装置、动力装置与控制系统三部分。这三个部分的组成及其作用分述如下：1.3.1 工作装置 工作装置为实现高空作业车不同的运动要求而设置的。高空作业车一般设有变幅机构、平衡机构和行走机构。依靠变幅机构实现载人工作斗在两个水平和垂直方向的优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！移动；依靠平衡机构实现工作斗和水平面之间的夹角保持不变，依靠行走机构实现转移工作场所。图 1.1 剪叉式高空作业车高空作业车的工作装置包括支腿机构、举升机构、作业平台及其调平机构。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一半以上，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，提高高空作业车的可靠性都有重要意义。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！支腿机构是大多数高空作业车所必备的工作装置，目前均采用液压支腿。这类装置时从外接动力驱动液压泵，通过控制阀把液压泵产生的液压油供给液压支腿的工作缸，实现支腿伸缩。在作业车的两侧，一般备有操纵机构，可以使前、后、左、右四个液压支腿单独的伸出或缩回，所以即使在不平整或者倾斜的地面上，也能把车体调整到水平状态，安全作业。举升机构的作用是实现作业平台的升降和变幅，变幅是指改变工作斗到回转中心轴线之间的距离，这个距离称为幅度。其结构型式有垂直升降式和动臂式。垂直升降式举升机构按转动方式，可分为液压传动和机械传动；按其结构分交叉剪刀式和套筒式交叉见导师是按交叉布置，铰接成剪刀形的连杆框架结构，当改变连杆交叉的角度就可以实现升降运动。套筒有桁架式、箱式和圆筒式等型式，通过多节套筒的伸缩完成升降运动，驱动方式也可以采用液压传动和钢丝滑轮传动，垂直升降式举升机构作业高度有限，工作范围小，但作业平台较大，且支撑稳定。动臂式举升机构可以分为伸缩臂式或直臂式、折叠式或者曲臂式、伸缩和折叠混合组成的混合臂式等三种型式。伸缩臂式是由多节套装、可伸缩的箱形臂结构，包括基本臂和伸缩臂两部分。伸缩臂可以一节或多节，各节间装有液压缸，液压缸工作是，各节臂可以伸缩，从而改变臂架的长度。整个臂架系统职称在液压缸底部的铰支座和变幅液压缸的两端，通过变幅液压缸的伸缩实现臂架摆动，从而达到变幅和升降的目的，这种型式的最大作业高度可达6080m。折臂式是由多节箱型臂折叠而成，一般采用23节折叠臂组成，折叠方式可分为上折式和下折式两种，各节臂的折叠和展开都是由各节液压缸完成，这种型式的举升机构可以完成一定高度和幅度的作业，还可以完成地平面以下空间的作业。混合臂式举升机构是由折叠臂式和伸缩式混合组成，这种型式组合上诉两种举升机构的优点，使这种型式的举升机构具有更大的作业空间。高空作业车变幅是指改变工作斗到回转中心轴线之间的距离，这个距离称为幅度。变幅机构扩大了高空作业车的作业范围，由垂直上下的直线作业范围扩大为一个面的作业范围。高空作业车变幅机构一般采用液压油缸变幅。高空作业车的一部分（一般指上车部分或回转部分）相对于另一部分（一般指下车部分或非回转部分）做相对的旋转运动称为回转。为实现高空作业车的回转运动而设置的机构称为回转机构。它是由液压马达经减速器将动力传递到回转小齿轮上，小齿轮既作自转又作沿着固定在底架上的回转支承大齿圈公转，从而带动整个上车部分回转。有了回转运动，从而使高空作业车从面作业范围又扩大为一定空间的作业范围。高空作业车在工作臂起伏时，工作斗与水平面夹角必须保持相对稳定，才能保证工作人员正常工作。平衡机构就是优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！为了实现这一功能。对于伸缩臂或混合臂型式的高空作业车，通常有自重平衡、液压伺服缸平衡、电液平衡几种方式。高空作业车的行走机构就是通用或专用汽车底盘。工作臂、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一半以上，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，提高高空作业车的可靠性都有重要意义。1.3.2 动力装置动力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。路灯安装装置需要的功率不大，一般约 1020KW，而载重汽车底盘发动机的功率根据载重量不同从 50KW 一直到 150KW 以上，且 高空作业车工作时不允许底盘行驶，因此底盘发动机的动力足以保证高空作业车工作装置工作。因为高空作业车工作装置需要功率不大，通常高空作业车采用变速箱取力方式，通过安装在底盘变速箱侧面的取力器取出发动机的动力，并驱动液压油泵向高空作业装置供油。取力系统中还设置控制装置，在底盘行驶时，取力器没有输出，液压油泵不工作，需要进行高空作业时，取力器输出，油泵工作。1.4 设计技术路线1.4.1 主要内容本设计目标是设计一种最大举升高度为 8m，举升质量 300Kg 的高空作业车。本设计的主要研究内容有：支腿机构设计、举升机构设计、回转机构设计、液压传动装置设计以及整车的整体布置。主要解决的问题有：二类底盘的选择、高空作业车的总体布置、工作装置的设计、整车性能计算。设计技术路线安排如下：1、方案设计与分析；2、二类底盘选型；3、总体布置设计；4、工作装置设计；优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！5、高空作业车稳定性能计算。1.4.2 技术路线技术路线如图 1.2。图 1.2 技术路线优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 2 章 高空作业车总体设计2.1 高空作业车底盘的选择 2.1.1 二类底盘选择依据根据我国目前生产的各类型专用车辆的基本模式，大多是为了满足国民经济某一服务领域的特定使用要求，主要是在已定型的基本车型底盘的基础上，进行车身及工作装置的设计，与此同时对底盘各总成的结构与性能进行局部的更改设计与合理匹配，以达到满足使用需求的较为理想的整车性能 11。因此，专用汽车性能的好坏直接取决于专用汽车底盘的好坏，通常专用车辆所采用的基本底盘按结构分可分为二、三、四类底盘。二类底盘是在整车基础上去掉货厢，三类底盘是从整车上去掉驾驶室与货厢，四类底盘是在三类底盘的上去掉车架总成剩下的散件。汽车底盘的选择主要是根据专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形、尺寸、动力匹配等决定，目前，几乎 80%以上的专用车辆采用二类底盘进行改装设计。采用二类汽车底盘进行改装设计工作重点是整车总体布置和工作装置设计，对底盘仅作性能适应性分析和必要的强度校核，以确保改装后的整车性能基本与原车接近。2.1.2 选择二类底盘要求在汽车底盘选型方面，一般应满足下述要求：1、适用性对于专用改装车底盘应适用于专用汽车特殊功能的要求，并以此为主要目标进行改装造型设计。2、可靠性所选用汽车底盘要求工作可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命。且同一车型各总成零部件的寿命应趋于平衡。3、先进性应使用整车在动力性、经济性、操纵稳定性、行驶平顺性及通过性等基本性能指优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！标和功能方面达到同类车型的先进水平的汽车底盘。而且在专用性能上要满足国家或行业标准的要求。4、方便性所选用的底盘要求便于安装、检查保养和维修，处理好结构紧凑与装配调试空间合理的矛盾。目前国内市场上底盘的种类多、品种全，因为解放和东风系列底盘性能好，价格便宜，市场保有量大，在载重量围 56t 的中型汽车，选用的底盘多为解放和东风系列的产品。东风汽车有限公司生产的 EQ1050D3ADJ3AC 系列二类底盘是东风汽车有限公司五吨底盘，采用东风汽车有限公司成熟总成，经过优化设计，各总成匹配合理，通用性强。表 2.1 为 EQ1050D3ADJ3AC 底盘的部分参数列表。市场价格经济和在市场上的占有率高，因此，EQ1050D3ADJ3AC 底盘是最佳选择，适合于高空作业车车改装设计，所以选择 EQ1050D3ADJ3AC 底盘作为本次设计汽车所用底盘。表 2.1 EQ1050D3ADJ3AC 底盘参数底盘型号 EQ1050D3ADJ3AC整车整备质量（kg） 3300总质量(kg) 5590外形尺寸（长*宽*高）mm 5995*2080*2310轴距(mm) 3300最小离地间隙(mm) 210发动机型号 4DX13-100E3最高车速(km/h) 90最小转弯半径(m) 7最大爬坡度(%) 30%最大驻坡度(%) 20%百公里油耗(L) 9.5接近角() 25离去角() 13车胎类型与规格 7.00-16；7.50-16优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！成员数 32.2 工作台的结构设计和主要尺寸的确定台板位于升降台的最上部，是支撑件的组成部分。汽车能够在升降台上平稳的停放就是台板起了关键的作用。在进行维修作业之前首先得驶上台板。需要说明的是台板并不是一个简单的钢板，而是在下面有滑道，因为升降台叉杆臂上有滑轮，滑道的作用就是使滑轮在滑道内来回滑动，使升降台完成举升和回落动作。下底板也如此，如下图 2.1。图 2.1 下底板结构简图根据表 3.1 汽车尺寸参数，确定台板的长度为 2200mm，宽度 1500mm，材料采用热轧钢板。其形状见图纸。需要说明的是台板并不是一个简单的钢板，而是在下面有滑道，因为升降台叉杆臂上有滑轮，滑道的作用就是使滑轮在滑道内来回滑动，使升降台完成举升和回落动作。上顶板和载荷直接接触，其结构采用由若干根相互交叉垂直的热轧槽钢通过焊接形式焊接而成，然后在槽钢的四个侧面和上顶面上铺装 2200x1500x3mm 的钢板，其结构形式大致如下图 2.2 所示。图 2.2 底板槽钢结构简图沿平台的上顶面长度方向布置 4 根 16 号热轧槽钢，沿宽度方向布置 6 根 10 号热轧槽钢，组成上图所示的上顶板结构。在最外缘延长度方向加工出安装上下支架的滑槽。以便上下支架的安装。滑槽的具体尺寸根据上下支架的具体尺寸和结构而定。沿长度方向的 4 根 16 号热轧槽钢的结构参数为优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！mrtdbh 0.515.8610 （2.1）截面面积为 ，理论重量为 ，抗弯截面系数为 。25.16cm9.72/kgm317c沿宽度方向的 6 根 10 号热轧槽钢的结构参数为= （2.2）1hbdtr0485.3.42截面面积为 ，理论重量为 ，抗弯截面系数为 。21.784c.7/kg39.7cm其质量分别为：4 根 16 号热轧槽钢的质量为：（2.3）149.752316mkg6 根 10 号热轧槽钢的质量为：（2.4）260.菱形钢板质量为：（2.5）345.24.8mkg高空作业车的工作装置包括支腿机构、举升机构、作业平台、操作及安全保护装置等。2.3 举升机构的设计举升机构的作用是实现作业平台的升降和变幅，其结构型式有交叉剪刀式、套筒式、伸缩臂式和折叠臂式 5。1、交叉剪刀式举升机构交叉剪刀式举升机构是按交叉布置，铰接成剪刀型的连杆框架结构。当改变连杆交叉的角度时即实现升降运动，如图 2.3（c）所示。连杆交叉角度的改变，可通过液压油缸活塞杆的伸缩或钢丝绳的收放来实现。这种举升机构能完成较低高度的作业，工作平稳，作业平台较大，被广泛的应用于飞机、船舶制造、室内维修、清洁电车线路维修等作业场地。但是，这种作业车越障能力差、工作范围小。2、套筒式举升机构套筒式举升机构通过多节套筒的伸缩完成升降运动，如图 2.3（d）所示。驱动方式也可采用液压传动或钢丝绳滑轮传动，这种垂直升降式举升机构作业高度有限，工作范围小，但作业车平台较大，且支撑稳定。3、伸缩臂式举升机构伸缩臂式举升机构由多节套装、可伸缩的箱型臂构成，如图 2.3（a）所示。它包括优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！基本臂和伸缩臂两部分。伸缩臂可为一节或多节，各节间装有液压缸。液压缸工作时，各节臂在液压缸活塞杆的推动下可沿导向元件（滑块）上、下滑动，从而改变臂架的长度。整个臂架系统支承在液压缸底部的铰支座和变幅液压缸的两端。通过变幅(a) 伸缩式 (b) 折叠式 (c) 交叉剪式 (d) 套筒式图 2.3 高空作业车的结构简图液压缸活塞杆的伸缩实现臂架摆动，从而达到变幅与升降的目的。这种型式的臂架其最大作业高度可达 6080 米。由于伸缩臂式举升机构可获得较大的作业高度和变幅，因此，被广泛的应用于各种高空作业车上。但是，这种作业车的越障能力差。4、折叠臂式举升机构折叠臂式举升机构由多节箱形臂折叠而成，如图 2.3（b）所示。这种型式一般采用 23 节折叠臂组成。其折叠的方式可分为上折式和下折式两种。各节臂的折叠和展开运动由各节间液压缸完成。这种型式的举升机构可完成一定高度和幅度的作业，另外，下折式还可完成地平面以下的空间作业（如立交桥下桥梁的维修与装饰） ，扩大了高空作业车的作业范围。由于折叠臂式举升机构具有灵活多样、适应性好、越障能力强等优点，所以，应用非常广泛 11。综上所述，结合本设计的技术要求，采用剪叉式举升机构较折叠臂式和套筒式的有 较 高 的 稳 定 性 ， 宽 大 的 作 业 平 台 和 较 高 的 承 载 能 力 ， 使 高 空 作 业 范 围 更 大 、 并适 合 多 人 同 时 作 业 等优点。 它 使 高 空 作 业 效 率 更 高 ， 安 全 更 保 障 。 所以高空作业车的举升机构选定为剪叉式举升机构，如图 2.3（c ）所示。2.3.1 剪叉臂材料的选择金属结构是指由扎制的型钢和钢板作为基本元件，按照一定的结构组成规则用栓接、铆接或焊接的方法连接起来，用于承受一定的载荷。为保证高空作业车能在工作环境恶劣、载荷变化复杂、不允许产生塑性变形和人为的不文明操作等因素下能安全、可靠地工作对其金属结构规定如下计算原则：1、结构工作级别按结构件中的应力状态（名义应力谱系数）和应力循环次数优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！（应力循环等级）分为A1A8八级。2、结构计算应采用许用应力法。3、结构应进行强度、刚度和稳定性计算，并满足其规定的要求。4、结构应按三类载荷情况进行疲劳强度、刚度和稳定性计算。5、对三类载荷情况分别规定了不同的许用应力 。8第I类- 按正常工作时的等效载荷进行疲劳强度计算。对A6A8工作级别的起重结构必须进行疲劳强度计算，对A1A5 工作级别的起重机结构，一般可不进行此项计算。第II类-按工作时的最大的载荷进行强度和稳定性计算。第类-按非工作时的最大载荷或工作时的特殊载荷进行强度和稳定性的验算。根据选材原则及规定：主要选用 Q345 钢板，其主要特点是机械强度、韧性和塑性，以及加工等综合方面的性能好。如表 2.2 所示。表 2.2 许用应力计算公式载荷组合种类 安全系数 拉伸、压缩、弯曲、 许用应力 剪切许用应力组合 I nI=1.5 1.5s=3=组合 II nII=1.33 3 I组合 III nIII=1.15 .s注：表中屈服点 应按选取的钢材厚度取不同的值s由此确定作业臂的材料 ：17根据选材原则及规定：主要选用Q345钢板，其主要特点是机械强度、韧性和塑性，以及加工等综合方面的性能好，价格较低。钢板的厚度t=6mm。其屈服强度是:=345Mpa.根据工作时的最大的载荷进行强度和稳定性计算-结构应按第二类载荷情况进行疲劳强度、强度和稳定性计算。2.3.2 叉臂尺寸的确定额定载荷：300kg台面尺寸：22001500 mm 2垂直行程：4000 mm优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！最低高度：1000 mm 跟据台面长度选臂叉中心距臂叉最大中心距如图 2.4 所示。L 中 =A-（C 1+C2）=2200-(250+250)=1700 mm （2.6）C1固定铰耳侧距离C2滚轮侧距离图 2.4 剪叉式举升机构简图跟据垂直行程确定叉数：n=（L 行 +L 底 ）/L 中 *sin55 = 6.32 取整 n=6 （2.7）叉杆是升降台最主要的举升部件，是主要的受力机构。对其设计的成功与否关系到整个设计工作的成败，选材 45 号钢，热轧钢板。叉杆的外形图如图 2.5 所示。图 2.5 叉杆的外形图由于刚刚计算出的滑动杆的最大弯矩和最大轴向力都小于固定杆的值，故不对滑动杆计算工作应力。计算杆该状态下的工作应力，设叉杆横截面积 A=bh,如图 2.6。图 2.6 叉臂横截面简图优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！则该状态下的工作应力为（2.8）max22651649,C sNhMbhAbn式中， 叉杆实际工作应力;材料许用应力;材料的极限应力，对于 45 号钢，为 340Mpa; sn安全系数,一般为大于 1 的值，这里取 n=2。根据经验初选 h=0.1m。由此式可以看出弯矩对工作应力 的影响较轴向力要显著的多，所以在计算时应以最大弯矩为主要计算对象。杆 1 所承受的最大工作应力。杆 1 的 C 截面拥有最大弯矩，即可以认为 C 截面拥有最大的工作应力。我们按照最大工作应力来选取合适的叉杆截面。将 h=0.1m 代入上式：最大工作应力：取 （2.9）36157021.3.MPabmb25b即叉杆的横截面为100 25 （2.10）h2支架由 24 根形状基本相同的截面为矩形的钢柱组成，在支架的顶端和末端分别加工出圆柱状的短轴，以便支架的安装。支架在升降机结构中的主要功能为载荷支撑和运动转化，将液压缸的伸缩运动，通过与其铰合的支点转化为平台的升降运动，支架的结构除应满足安装要求外，还应保证有足够的刚度和强度，一时期在升降运动中能够平稳安全运行。每根支架的上顶端承受的作用力设为 N.则有等式：（2.11）1238()NmgG额 载求得：N=3848N分析支架的运动形式和受力情况，发现支架在运动过程中受力情况比较复杂，它与另一支架铰合点给予底座的固定点的受里均为大小和方向为未知的矢量，故该问题为超静定理论问题，已经超出本文的讨论范围，本着定性分析和提高效率的原则，再次宜简化处理，简化的原则时去次留主，即将主要的力和重要的力在计算中保留，而将对梁的变形没有很大影响的力忽略不计，再不改变其原有性质的情况下可以这样处理。根据甘原则，再次对制假所收的力进行分析，可以看出与液压缸顶杆联结点的力为之家所受到的最主要的力，它不仅受