【正文】 于放大了的滾動(dòng)軸承。 對 D 點(diǎn)受力分析 c o s 7 9 .4X C X I I D XF F F F= ＝ 0 39。 22 2 c o sG H D G D H H D G D G D H? ? ? ? ? ? ?＝ 1800mm 又 DHG DHGSS??? 15 11sin 39。39。176。CXF ＝ CXF ＝ 13 又 CYF ＝ 39。－ IF h＝ 0 12 IIF ＝ 圖 臂 AB 最高位置受力分析圖 液壓缸與水平所成的角度為 39。 B 受力為 c os 1 0X I BXF F F? ? ? ? sin 1 0Y A A B I B YF F F F F? ? ? ? ? ? BXF ＝ BYF ＝ 22B BX BYF F F=+＝ 圖 臂 AB 水平位置受力分析圖 當(dāng)臂 AB 舉至最高位置時(shí)， 如 圖 所示。 ∠ EBF=90176。39。FFBF ＝ ＝ 176。 臂 AB 重量： ABG= ABL G =4600 kg＝ 臂 A`B`重量： A`B`G = A`B`L G =4600 kg= 臂 B`C`重量： B`C`G = B`C`L G =2700 kg = 臂 CD 重量： CDG = CDL G =3100 kg＝ 臂 C`D`重量： C`D`G = 39。 8 第 3 章 工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定尺寸及材料 表 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，需要拉桿的工作臂還要留有 300mm的余量，表 既為各臂的實(shí)際參數(shù)。 43 176。臂 CB 與臂 AB所成的最大角為 135176。在這里選擇四連桿調(diào)平方式 [4]。 開發(fā)專用車輛底盤：要提高我國高空作業(yè)車的技術(shù)水平，首先必須解決工程車輛底盤 3 問題。 擴(kuò)展產(chǎn)品的使用功能和用途：我國高空機(jī) 械的使用范圍還比較窄，使用較多的主要有路燈、道路交通、園林部門、國內(nèi)大多廠家把用戶集中在車站、地鐵、商店、工廠、供電、路燈等部門，其市場遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有挖掘和佩玉出來。 我國高空作業(yè)機(jī)械行業(yè)的一些骨干企業(yè)利用自己的技術(shù)和設(shè)備優(yōu)勢，通過學(xué)習(xí)引進(jìn)和消化國外先進(jìn)技術(shù)開發(fā)了許多新產(chǎn)品，其產(chǎn)品的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量都不斷提高，達(dá)到和接近了國際同類產(chǎn)品的水平，推動(dòng)了高空作業(yè)機(jī)械行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，在國內(nèi)市場中競爭力強(qiáng)，市場銷路好，產(chǎn)量增加較快。 1 第 1 章 緒 論 概述 由于交通管理部門經(jīng)常會(huì)遇到交通信號燈、交通監(jiān)控器、交通指示牌的維修和更換，基礎(chǔ)交通設(shè)施的安裝建設(shè)等高空作業(yè)問題，所以近年來交通設(shè)施高空作業(yè)車大量投入使用。因此特?cái)M定自行走小型舉升車這樣一個(gè)設(shè)計(jì)題目，利用所學(xué)習(xí)的知識(shí)，借鑒前人的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)出有特色的專用舉升車輛，從而給人們生活帶來方便。 設(shè)計(jì)依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊等書籍，利用相關(guān)計(jì)算公式和材料信息，系統(tǒng)的對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了強(qiáng)度校核，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性，確定了各零件的使用材料、外形尺寸和加工方法，并完成了整體構(gòu)架的裝配方案，使機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)最大舉升達(dá) ?，F(xiàn)在的高空作業(yè)裝置具有操作平順、工作穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了空中作業(yè)的工作 效率。如北京起重機(jī)器廠在短短幾年時(shí)間先后開發(fā)了車載剪叉式平臺(tái)、剪叉自行式平臺(tái)、折臂式平臺(tái)、單扼柱鋁合金平臺(tái)和雙扼 2 柱鋁合金平臺(tái)、箱型界面鋁合金扼柱平臺(tái)、手動(dòng)鋁合金扼柱平臺(tái)等近 10 個(gè)品種、 30多個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，停電對工農(nóng)生產(chǎn)和人民生活帶來的損失不可估量，國家已經(jīng)開始實(shí)行《電力法》，對供電可靠性要求越來越高，在電力系統(tǒng)企業(yè)要求供電可靠率達(dá)到 %，所以如何解決不停電維修 — 帶電作業(yè)的問題已經(jīng)非常突出，這就要求不但能登高作業(yè)，還要具有絕緣性能好的高空作業(yè)車，這種新型高空作業(yè)車要打破常規(guī)的格局，工作斗，臂架要求采用非金屬的高性能絕緣材料，工作斗對整個(gè)作業(yè)的控制不能采用一般的電控和液控，還要具有起吊能力，并有更可靠的安全性、平穩(wěn)性、微調(diào)性。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)主要承擔(dān)的任務(wù)是 液壓系統(tǒng)、三類底盤的設(shè)計(jì) ，初步選定采取 3 節(jié)舉升臂， 1節(jié)基礎(chǔ)承重臂， 利用金屬焊接及銷軸連接將各臂組合起來，通 過選擇的二類底盤的動(dòng)力輸出來驅(qū)動(dòng)液壓泵，使用液壓系統(tǒng)來控制各臂的運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用平行四邊形的四連桿機(jī)構(gòu)對舉升筐進(jìn)行調(diào)平，給工作人員提供一個(gè)水平的、穩(wěn)定安全的工作環(huán)境。? 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 CC’D’D 中， 5 通過控制液壓缸 II 的長度來控制 DCC39。 表 理論長度參數(shù) mm 最小高度 最大高度 整體長 ABL 39。采用二類汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)是整車總體布置和工作裝置設(shè)計(jì)，對底盤僅作性能適應(yīng)性分析和必要 的強(qiáng)度校核，以確保改裝后的整車性能基本與原車 接近，同樣的對于本車的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)選取三類底盤是由價(jià)格與性能的決定 [6]。ABL 39。 9 表 材料參數(shù) [6] 基本尺寸 截面面積 F 2cm 理論質(zhì)量 G kg/m 慣性矩 截面模數(shù) 長 mm 寬 mm 厚 mm XJ 4cm YJ 4cm XW 3cm YW 3cm AB 180 100 6 A`B` 90 60 4 B`C` 200 150 9 3170 2020 317 270 CD 200 100 8 2091 705 209 141 C`D` 70 50 4 DO 220 150 10 5687 2584 455 345 繪制結(jié)構(gòu)簡圖及部分參數(shù)計(jì)算 表 為圖 中的基本參數(shù)，由直角三角形中的角度公式可以得出： α＝ arctan 39。GGDG ＝ ＝ 176。BF FF? = DG= 2239。176。14176。 B 受力為 c os 1 0X I BXF F F? ? ? ? sin 1 0Y A A B I B YF F F F F? ? ? ? ? ? BXF ＝ BYF ＝ 22B BX BYF F F=+＝ 對臂 B`C`進(jìn)行受力分析 當(dāng)臂 AB 水平時(shí)臂 B`C`所受力最大， 如 圖 所示。maxCF ＝ 39。22D G D H H D G G H h? ? ? ? sin39。39。39。 m a x s i n 4 5D X Y CF F F F? ? ? ?= 本章小結(jié) 本章通過查閱了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊等書籍，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)簡圖，并對各臂進(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 及液壓缸的位置 。通過對各種回轉(zhuǎn)支撐裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、承載能力、加工性能 以及應(yīng)用情況等的分析，最后確定本次設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)選擇交叉滾柱式。雙支腿的兩個(gè)支腳布置在起重裝置下的車體兩側(cè)，起支撐點(diǎn)只有兩個(gè)，因而支撐能力低，穩(wěn)定性差。 支腿縱向跨距 支腿縱向跨距的確定和橫向跨距確 定的原則一樣，應(yīng)繞前、后傾覆邊 BC 或 AD的穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩。 式中： [ b? ]—— 地基強(qiáng)度，一般為 。此種方案取力器疊置于變速器之上，用一惰輪與一軸常嚙合齒輪嚙合獲取動(dòng)力，需要改制原變速器頂蓋。 本章小結(jié) 本章首先對所設(shè)計(jì)的交通設(shè)施高空作業(yè)車的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)行了受力分析，從而計(jì)算出它的受力情況，并確定了回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)的主要尺寸參數(shù)。變幅液壓缸由三位四通電磁換向閥來控制，為防止在變幅作業(yè)時(shí)因自重而使吊臂下落，在油路中設(shè)有平衡回路。 性能分析 進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，液壓馬達(dá)輸出動(dòng)力，通過回轉(zhuǎn)減速機(jī)減速后帶動(dòng)輸出軸上的小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的齒圈嚙合，由于回轉(zhuǎn)支承的齒圈與車架剛性連接，因而回轉(zhuǎn)減速機(jī)帶動(dòng)與之相連的轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)。前者著眼于效能，后者著眼于安全；實(shí)際的設(shè)計(jì)工作則常常是這兩種觀點(diǎn)不同程度的組合。在回路上增加背壓閥解決抖動(dòng)現(xiàn)象會(huì)使系統(tǒng)效率降低。雙向液壓鎖保證 液壓 缸能在任意位置上停止，且停止后不在外力的作用下發(fā)生位移。 液壓缸確定 27 上臂 液壓缸內(nèi)徑 D 的確定 根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)壓力來計(jì)算液 壓缸內(nèi)徑 D： 計(jì)算公式： D =? 210?pF D液壓缸內(nèi)徑（ m） F 液壓缸推力（ kM） p 根據(jù)車型 選定的工作 壓力 16MP[9] SFSGFh ????? 1)21( 式中 G 上臂自重 ,由計(jì)算為 1100N S 上臂長度，為 4500mm 1F 高空作業(yè)車吊籃最大承受力，由計(jì)算知為 3000N h 為力距，由計(jì)算得 5m。 下臂油缸的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算與上臂液壓缸計(jì)算類似 （ 過程省略 ） 29 （ 1） 液壓缸內(nèi)徑 D 取 D=125mm （ 2） 活塞桿直徑 d 取 mmd 90? （ 3） 液壓缸行程 S 600S mm? （ 4） 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 缸筒壁厚 20mm 缸體外徑 取液壓缸外徑為 150mm 。此處取 2 / minQ mL?溢 。齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、體積小、重量輕、維護(hù)方便，使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，葉片泵和柱塞泵結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、價(jià)格較高。 yp 試驗(yàn)壓力 (MPa )。平衡閥防止作業(yè)臂在停止后在重力的作用 下自由下降。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)將動(dòng)力通過取力器傳遞液壓泵，液壓油經(jīng)過油箱內(nèi)的粗濾器吸入齒輪泵，齒輪泵輸出的壓力油經(jīng)過細(xì)濾器進(jìn)入工作回路。采用負(fù)荷傳感回路，可使制動(dòng)器打開的同時(shí)系統(tǒng)壓力也建立起來，有效地消除因馬達(dá)內(nèi)泄產(chǎn)生的二次下滑現(xiàn)象 [10]?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的馬達(dá)外控口都與油箱直接相連，起到一定的保護(hù)作用，在每個(gè)液壓缸的進(jìn)回油回路中都設(shè)節(jié)流閥調(diào)速，在整個(gè)系統(tǒng)中安全閥作為系統(tǒng)的安全保證。上臂和下臂、下臂和轉(zhuǎn)臺(tái)鉸接處均設(shè)有專門的滑動(dòng)軸承，保證工作臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻力小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) [13]。 全回轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)使用可伸縮的附件傳動(dòng)軸與其相連，并應(yīng)注意動(dòng)平衡與隔振、消振。常見的取力方式分類： 發(fā)動(dòng)機(jī)取力 從前端取力 ： 從發(fā)動(dòng)機(jī)前端取力的特點(diǎn)是采用液壓傳動(dòng)，適合于遠(yuǎn)距離輸出動(dòng)力，常用于長頭式汽車底盤改裝的大型混凝 土攪拌運(yùn)輸車。 當(dāng)臂 AB 水平時(shí)， 見圖 所示。 支腿跨距的確定 支腿橫向 跨距 路燈安裝車的支腿一般為前后設(shè)置，并向兩側(cè)伸出，如圖 所示。支腿機(jī)構(gòu)是大多數(shù)高空作業(yè)車所必備的工作裝置，目前均采用液壓支腿。 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。arcsin D H G GHG ＝ 176。＝ 107176。02CDCD IILF F h? ? ? ? ? 14 IIF ＝ 液壓缸 II 與水平方向所成的角度為 2? ＝ 39。176。CXF － CXF ＝ 0 39。＋ ABF 12L sin30176。arcsin BF EEEF? ?176。DH HH? = 10 圖 各臂的結(jié)構(gòu)簡圖 表 各臂中的基本參數(shù) 長度 AB BE’ EE’ BC BF’ FF’ CD DG’ GG’ DO DH’ HH’ mm 4500 40 20 2200 1800 25 3000 300 25 2200 1900 30 受力分析 對臂 AB 進(jìn)行受力分析 當(dāng)臂 AB 水平時(shí)， 如 圖 所示。 BE＝ 2239。39。CDL DOL 4600 4600 2700 3100 3100 2250 根據(jù)表 即可計(jì)算出各承重臂的質(zhì)量。通過確定的 總體參數(shù)，最后確定本次設(shè)計(jì)選用的 三 類底盤。 CD 與 OD 的角度 150 176。 外形尺寸確定 如圖 所示，初步設(shè)定臂 CD 與臂 DO 所成的最大角度為 150176。機(jī)械調(diào)平中最常見的為四連桿機(jī)構(gòu)（即平行四邊形變形原理），此機(jī)構(gòu)簡單、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