【文章內(nèi)容簡介】 (a) 外齒式 (b) 內(nèi)齒式 圖22 單排球轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu) 圖23 雙排球轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu) (a) 外齒式圖 24 交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu) (b) 內(nèi)齒式圖以上通過對各種回轉(zhuǎn)支撐裝置的結(jié)構(gòu)特點、承載能力、加工性能以及應用情況等的分析，最后確定回轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)選擇交叉滾柱式。本章主要對所要設計的高空作業(yè)車的支腿機構(gòu)、舉升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)以及其它附屬裝置的形式進行了方案的比較分析。由于高空作業(yè)車的各個工作裝置結(jié)構(gòu)形式有很多種，且每種形式各有其優(yōu)缺點，經(jīng)過分析后選擇了最適合的方案，最后確定了高空作業(yè)車各工作裝置的類型。3 高空作業(yè)車總布置設計 總體主要參數(shù)的確定高空作業(yè)車都是在二類底盤的基礎上進行改裝而成，主要尺寸參數(shù)原則上應于原車底盤尺寸相同，保證性能參數(shù)與原車基本保持不變。只有整車的高度由于舉升機構(gòu)高于車頭的頂部，所以整車的高度會有所增加。1. 額定裝載質(zhì)量me對于作業(yè)型專用汽車，如起重舉升汽車、高空作業(yè)車等，總質(zhì)量主要由改裝后的汽車底盤質(zhì)量和專用工作裝置質(zhì)量確定，無需考慮裝載質(zhì)量。2. 整車整備質(zhì)量m0整車整備質(zhì)量是指專用汽車帶有全部工作裝置及底盤所有的附屬設備，加滿油和水，但未載人和載貨時整車質(zhì)量。參考同類高空作業(yè)車的整車整備質(zhì)量，在此基礎上在增加工作裝置的質(zhì)量，便可估算高空作業(yè)車的整車整備質(zhì)量m0。以東風汽車有限公司生產(chǎn)的高空作業(yè)車做為參考，經(jīng)調(diào)查和查閱相關(guān)資料得知金杯的高空作業(yè)車的整車整備質(zhì)量約為5000kg, 所謂總質(zhì)量是指專用汽車整備齊全，滿載（規(guī)定值）貨物及乘員時的質(zhì)量?？傎|(zhì)量計算公式為：kg式中：mp——乘員質(zhì)量（㎏），按每人65㎏計。 高空作業(yè)車底盤的選擇根據(jù)我國目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足國民經(jīng)濟某一服務領(lǐng)域的特定使用要求，主要是在已定型的基本車型底盤的基礎上，進行車身及工作裝置的設計，與此同時對底盤各總成的結(jié)構(gòu)與性能進行局部的更改設計與合理匹配，以達到滿足使用需求的較為理想的整車性能。因此，專用汽車性能的好壞直接取決于專用汽車底盤的好壞，通常專用車輛所采用的基本底盤按結(jié)構(gòu)分可分為二、三、四類底盤。二類底盤是在整車基礎上去掉貨廂，三類底盤是從整車上去掉駕駛室與貨廂，四類底盤是在三類底盤的上去掉車架總成剩下的散件。汽車底盤的選擇主要是根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標、專用設備或裝置的外形、尺寸、動力匹配等決定，目前，幾乎80%以上的專用車輛采用二類底盤進行改裝設計。采用二類汽車底盤進行改裝設計工作重點是整車總體布置和工作裝置設計，對底盤僅作性能適應性分析和必要的強度校核，以確保改裝后的整車性能基本與原車接近。 在汽車底盤選型方面，一般應滿足下述要求（1）適用性對于專用改裝車底盤應適用于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標進行改裝造型設計。（2）可靠性所選用汽車底盤要求工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強度和壽命。且同一車型各總成零部件的壽命應趨于平衡。（3）先進性應使用整車在動力性、經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平的汽車底盤。而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標準的要求。（4）方便性所選用的底盤要求便于安裝、檢查保養(yǎng)和維修，處理好結(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空間合理的矛盾。在選用底盤時，除了上述因素外，還有以下兩個和重要的方面，一是汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快的占有市場，企業(yè)能否增加效益問題；二是汽車底盤供貨要有來源，所選的底盤在市場上必須有一定的保有量。本章的主要任務是確定高空作業(yè)車的總體參數(shù)和二類底盤的選擇。首先根據(jù)實際數(shù)據(jù)估算出高空作業(yè)車的總體參數(shù)，然后通過查閱資料將DFL1050BX11和EQ1050G46D3兩種底盤的參數(shù)進行對比分析，從而選擇了DFL1050BX11底盤。對副車架進行選型和設計，和已選的底盤的主車架進行合適的配合，以利用這一底盤實現(xiàn)本次的設計內(nèi)容。4 舉升機構(gòu)與回轉(zhuǎn)機構(gòu)設計計算 舉升機構(gòu)設計本設計中所設計的舉升機構(gòu)包括上臂和下臂兩個動臂。下臂下端鉸接在回轉(zhuǎn)臺上，由下臂油缸驅(qū)動；上臂下端與上臂下端鉸接，由撐臂液壓缸和平行四桿機構(gòu)驅(qū)動；作業(yè)斗與上臂尾部鉸接，由外露式平行四桿機構(gòu)是作業(yè)斗保持水平。上臂和下臂在鉛錘面內(nèi)的運動范圍為：下臂相對于回轉(zhuǎn)臺：0～70176。；上臂相對于下臂：0～140176。動臂受彎扭復合作用，為獲得較大強度和剛度，一般采用薄壁箱形結(jié)構(gòu)。為減少焊接變形，臂架采用兩根沖壓成型的槽形板對接而成，槽形板折邊采用大圓角形式，增強板件的局部剛度。為使主受彎截面獲得較高的抗彎截面模量，可加布上下加強筋板，獲得漸進的等強度受力狀態(tài)，動臂截面如圖41所示。圖41 動臂橫截面積動臂截面高度h可按經(jīng)濟條件（結(jié)構(gòu)質(zhì)量最?。┯嬎愦_定，有： （41）式中：M——動臂承受的最大合成彎矩（以作業(yè)斗的額定載荷處在最大臂幅時計算），Nm；6 γn——腹板的厚高比。一般推薦。計算得h=160㎜,則b=120㎜。由底盤總長及后軸中心至車前端的距離以及相關(guān)高空作業(yè)車的上下臂為參考最終確定上臂長L1=4300mm；下臂長L2=4030mm。經(jīng)查閱有關(guān)書籍，按照有關(guān)專業(yè)標準，高空作業(yè)車的回轉(zhuǎn)機構(gòu)應能進行正反兩個方向的360176。回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度不大于2r/min，回轉(zhuǎn)過程中的起動、回轉(zhuǎn)、制動要平穩(wěn)、準確、無抖動、晃動現(xiàn)象，微動性能良好。圓柱滾子的接觸角一般為45176。，相鄰的兩圓柱滾子軸線成90176。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。圓柱滾子在工作時要受到三種作用載荷，如圖42所示。第一種為軸向力Q，即垂直力，它由轉(zhuǎn)臺及舉升機構(gòu)的重量、舉升貨物的重量以及升降時的慣性力等組成；第二種為徑向力H，即水平力，該力由舉升裝置及轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)離心力、風載荷及回轉(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42 圓柱滾子內(nèi)圈受力圖 圖43 圓柱滾子外載荷及承載最大的滾子位置將方向交叉的兩組圓柱滾子，用Ⅰ和Ⅱ組表示。假定每組的圓柱滾子數(shù)目各占一半，并作一對一的間隔排列，則這組圓柱滾子在A點受力最大，如圖43所示。其中任一圓柱滾子的最大法向載荷FImax為: (45)式中：FIQ—由軸向力Q引起的Ⅰ組任一圓柱滾子最大法向載荷，N； FIQ 。 FIH—由徑向力H引起的Ⅰ組任一圓柱滾子上最大法向載荷，N；FIM—由傾翻力矩MOV引起的Ⅰ組任一圓柱滾子上最大法向載荷，N。FIH和FIM由同等特性的高空作業(yè)車參考得出為240N。對內(nèi)圈作受力分析，如圖44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45所示，并假定圓柱滾子對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的比壓，列出平衡方程可求得FIM為950N。 圖44 翻傾力的計算根據(jù)赫茨公式，滾道與圓柱滾子的線接觸應力為： (47)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E=105MPa； L ——圓柱滾子與滾道的有效長度，一般情況可取L=，m； ∑ρ ——圓柱滾子與滾道接觸表面的主曲率之和, ∑ρ=； 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HRC59～60，在一般工作條件下，可取許用接觸應力值[]為1800Pa。依據(jù)所選用的許用應力值[]，由式(47)便可求得圓柱滾子的允許載荷[F]=222N。本章首先對舉升機構(gòu)進行了運動分析和受力分析，并確定了動臂的主要尺寸；然后又對所設計的高空作業(yè)車的回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)進行了受力分析，從而計算出它的受力情況，并確定了回轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的主要尺寸參數(shù)。5 支腿機構(gòu)和液壓系統(tǒng)設計計算 支腿機構(gòu)設計計算高空作業(yè)車的支腿機構(gòu)起調(diào)平和保證整車工作穩(wěn)定的作用，要求堅固可靠，操作方便。高空作業(yè)車的支腿一般為前后設置，并向兩側(cè)伸出，如圖51所示。支腿支撐點縱橫方向的位置選擇要適當，其原則是作業(yè)平臺在標定載荷和最大作業(yè)幅度時，整車穩(wěn)定性要達到規(guī)定的要求。圖51 高空作業(yè)車的支腿跨距支腿橫向跨