【導(dǎo)讀】高空作業(yè)車是目前最常見的專用汽車之一。由于高空作業(yè)車近幾年的快速發(fā)展，前汽車工業(yè)發(fā)展存在的主要問題。發(fā)展，而且對(duì)于推動(dòng)專用汽車行業(yè)的發(fā)展，調(diào)整企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略無疑具有重要意義。在這次的設(shè)計(jì)工作中,我主要設(shè)計(jì)了一種折疊臂的高空作業(yè)車,主要以上、下臂，轉(zhuǎn)臺(tái)，本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是作業(yè)高度為10米的高空作業(yè)車，在滿足作業(yè)高度的前提下，否符合要求；轉(zhuǎn)臺(tái)和液壓部分同樣原理也要進(jìn)行計(jì)算與校核。

　　

【正文】 （ ） 由公式（ ）得： mmh 132= 型鋼 ]16[ 的抗彎截面系數(shù)HBHW 6 3=Hbh63 （ ） 把 hH,W,2t ,Bb = 代入 公 式 （ ）得 ： 3= B )( 3 B 可得上臂梁的寬度： mmB 205= mmBb 1972t == 對(duì)上臂進(jìn)行強(qiáng)度校核 上臂梁的尺寸確定后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性效核 ,不滿足時(shí)應(yīng)進(jìn)行修改。 上臂梁 BE段正應(yīng)力 ]5[ AFBX=σ （ ） 梁的截面積 bhBHA= （ ） 由公式（ ）得 20. 00270. mA == KNFBX 166= 由公式（ ） 得上臂梁的最大正應(yīng)力 ][ 0 2 10166σ23 σ≤== M P amN 滿足。 在截面 BE上所受的切應(yīng)力 ]2[tI SF Z ZQ ??= 2*τ （ ） 截面 BE的最大靜矩 ]16[ 2211* A yyASZ = （ ） 由公式（ ）得： 20 . 1 3 20 . 1 3 20 . 1 9 0 * =ZS 3* mSZ = 計(jì)算 Z軸慣性矩 ]16[ 12 bh 33BHIZ = （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 由公式（ ）得： 46109 mIZ = 圖 上臂的慣性矩圖 由公式（ ） 可得上臂梁的最大切應(yīng)力 ]τ[≤ 0 0 0 2 9 63 M P a= = 滿足。 上臂梁的局部穩(wěn)定性校核 2≈≈1 3 21 9 7=hb 強(qiáng)度最大，滿足。 上臂梁的整體穩(wěn)定性校核 之間，滿足。在 BmmAW )~(0 4 ≈0 . 0 0 2 71013 5= 下臂截 面尺寸的確定 對(duì)下臂進(jìn)行受力分析 圖 ,此時(shí)下臂受力最大，由此來計(jì)算梁的受力情況。 圖 上下臂工作位置 狀態(tài)一 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 已知 mmAH 718= ， mmAG 1200= ， 由 三角關(guān)系得： 222 AHAGHG += ?cos 452 AHAG ? mmHG 859= 222 HGAGAH += θcos2 HGAG? = ， = 力矩 mmAGl 7 2 0s in =?= θ 對(duì) A點(diǎn)取矩得 : ）（ 3505 1 5 0 c o s 7 o s251507 . 8 4 1 ?? ++=F KNF = 2 9 . 8 K N7 . 8 422 . 9 4s in1 =?= θFF Ay KNFF AX o s1 == θ 圖 上臂受力分析 如圖 ，對(duì) B點(diǎn)取矩得： 力矩 mmL 416 00υs in13 00 === ?? 15s i n5 1 5 i n25 1 5 1 42 +=F KNF = 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 下臂的 剪力圖和彎矩圖 θc o o sF 12 ?AXBX FF = KNFBX = 7 . 8 48 4 . 5s inFF 2Ay1 ?yBy FF = =ByF 計(jì)算下臂的截面尺寸 最大彎矩 mKNM ?== a x1 mKNM ?== a x2 下臂所需的抗彎截面系數(shù) 363m a x1 ][ mMW === σ 圖 下臂的截面圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 按強(qiáng)度條件：tWtWH ==（上下臂厚度都為 t） （ ） 因此把計(jì)算所得的截面系數(shù) mW = 和 mmt 4= 代入 公式（ ）得： 可得下臂高 mtWH 0 0 00 == mmH 1500 = 00 Hh = 2t （ ） mmh 1420 = 型鋼的抗彎截面系數(shù) ]16[03006HHBW=03006Hhb （ ） 把 0000 ,HW,2t, hBb = 代入 公 式 （ ）得 ： 30 = B )( 30 B 可得下臂梁的寬度： mmB 2190 = mmBb 2112t00 == 對(duì)下臂進(jìn)行強(qiáng)度校核 下臂梁的尺寸確定后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性效核 ,不滿足時(shí)應(yīng)進(jìn)行修改。 下臂梁正應(yīng)力 ]5[ AFAX=σ （ ） 梁的截面積 20. 00 290. 02 996032 mA == KNF AX = 由公式（ ） 得下臂梁的最大正應(yīng)力 ][ 0 2 23 σ≤== MPamN 滿足。 下臂截面上所受的切應(yīng)力 ]2[tI SF Z ZQ ??= 2*τ （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 下臂截面的最大靜矩 ]16[ 2211* A yyASZ = （ ） 由公式（ ）得：20 . 1 4 20 . 1 4 20 . 2 1 1 * =ZS 3* mSZ = 計(jì)算 Z軸慣性矩 ]16[12 hb 300300 HBI Z = （ ） 由公式（ ）得： 461014 mIZ = 圖 下臂的慣性矩圖 由公式（ ） 可得下臂梁的最大切應(yīng)力 ][ 0 0 0 0 3 3 63 τ≤= = MPa 滿足。 下臂梁的局部穩(wěn)定性校核 2≈≈1 4 22 1 1=hb 強(qiáng)度最大，滿足。 下臂梁的整體穩(wěn)定性校核 之間，滿足。在05 )~(0 5 ≈0 . 0 0 2 91015 BmmAW = 本章小結(jié) 本章講解了高空作業(yè)臂的設(shè)計(jì)，通過本章可以 讓大家了解與掌握高空作業(yè)臂是如何進(jìn)行計(jì)算和校核的，本章 中的計(jì)算在第 6章中起著至關(guān)重要的作用，本章中的結(jié)果在以下幾章中可以直接引用。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 第 5 章 高空作業(yè)車轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 高空作業(yè)車轉(zhuǎn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)平臺(tái)，俗稱為轉(zhuǎn)臺(tái)。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。轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)為高空作業(yè)車組成的重要組成部分 ,屬于金屬結(jié)構(gòu)部分在設(shè)計(jì)的過程中要綜合考慮轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)大小、轉(zhuǎn)臺(tái)的選材、以及轉(zhuǎn)臺(tái)受到的力的大小。 回轉(zhuǎn)裝置 的結(jié)構(gòu)主要有：底板、回轉(zhuǎn)支承、傳動(dòng)齒輪、以及轉(zhuǎn)臺(tái)組成 ]1[ 。 底板 不論轉(zhuǎn)臺(tái)采用何種結(jié)構(gòu)，都必須具有很大的整體剛度，以保證它所承受的載荷能有效的傳遞，起重機(jī)可以平穩(wěn)地工作。而轉(zhuǎn)臺(tái)底板的平面剛度則對(duì)保證回轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活及轉(zhuǎn)臺(tái)整體剛度起著至關(guān)重要的作用。 轉(zhuǎn)盤的大小通常根據(jù)設(shè)計(jì)者對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)的尺寸來確定，根據(jù)不同型號(hào)的作業(yè)小車所需要的不同結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)來設(shè)計(jì)底板的大小。 回轉(zhuǎn)支承 轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)支承屬于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)支承裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置兩部分組成。 回轉(zhuǎn)支承裝置簡稱回轉(zhuǎn)支承，主要分為柱式和轉(zhuǎn)盤式兩大類，根據(jù)不同的 使用要求各種回轉(zhuǎn)支承的特點(diǎn)以及制造廠的加工條件等合理地選定?；剞D(zhuǎn)支承保證作業(yè)車回轉(zhuǎn)部分有確定的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并承受作業(yè)車回轉(zhuǎn)部分作用于它的垂直力、水平力和傾覆力矩。 （ 1） 柱式回轉(zhuǎn)支承裝置 1） 立 柱式回轉(zhuǎn)支承裝置 立柱式回轉(zhuǎn)支承裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，自重和驅(qū)動(dòng)功率較小，能使起重機(jī)的重心降低。 2） 轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置 轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置結(jié)構(gòu)簡單，制遣方便。適用于起升高度和工作幅度較大而起重機(jī)的高度尺寸沒有嚴(yán)格限制的起重機(jī)。 （ 2） 轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 現(xiàn)代轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置主要有 支撐滾 輪 式和滾動(dòng)軸承式 (過去中小噸位起重機(jī)上使用的滾輪式回轉(zhuǎn)支承已由滾動(dòng)軸承式取代 )。 1） 支撐滾輪 式回轉(zhuǎn)支承裝置 ]1[ 圖 支撐滾輪式回轉(zhuǎn)支承裝置 1— 轉(zhuǎn)盤 2— 轉(zhuǎn)動(dòng)軌道 3 一中心軸樞 4 一固定軌道 5 一拉桿 6— 滾子 7 一反抓滾子 它由許多圓錐或圓柱形滾子裝在上下兩個(gè)環(huán)形軌道之間 .固結(jié)在轉(zhuǎn)臺(tái)底面的軌道通常在受力大的前后方制成兩段圓弧形。 圓錐滾子用于軌道直徑較小的情況，可以避免附加的摩擦阻力與磨損。由于圓錐形滾子產(chǎn)生軸向力，因此滾子裝在由許多拉桿構(gòu)成的保持架上。 在軌道直徑較大的情況下，可以采用圓柱形滾子。圓柱形滾子可制成單輪緣或雙輪緣裝在由槽鋼制成的保持架上。這種保持架應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度。滾子夾套式回轉(zhuǎn)支承裝置已逐漸被滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置所取代。 2） 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置 ]1[ 圖 單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 雙排式回轉(zhuǎn)球軸承 圖 單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承 圖 三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承 圖 它由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、高度尺寸小。內(nèi)外座圈上的滾道是兩個(gè)對(duì)稱的圓弧面，鋼球與圓弧面滾道四點(diǎn)接觸，能同時(shí)承受軸向、徑向力和覆復(fù)力矩。適用子中小型起重機(jī)。 圖 它有二個(gè)座圈，采用開式裝配，鋼球和隔離塊可直接排入上下滾道，上下兩排鋼球采用不同直徑以適應(yīng)受力狀況的差異。滾道接觸壓力角較大 (60 度 — 90 度 )，因此能承受很大的軸向載荷和傾覆力矩。適用于中型塔式起重機(jī) .汽車起重機(jī)。 圖 ，滾柱軸線 1： 1交叉排列，接觸壓力角為 45度 ,由于滾柱與滾道間是線接觸，所以承載能力高于單排鋼球式。這種回轉(zhuǎn)支承制造精度高。裝配間隙小，安裝精度要求較高，適用于中小型起重機(jī)。 圖 它由三個(gè)座圈組成，上下及徑向滾道各自分開。上下兩排滾 柱水平平行排列，承受軸向載荷和傾覆力矩，徑向滾道垂直排列的滾珠承受徑向載荷，是常用四種黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 形式的回轉(zhuǎn)支承中承載能力最大的一種，適用于回轉(zhuǎn)支承直徑較大的大噸位起重機(jī)。 在本設(shè)計(jì)中采用的轉(zhuǎn)臺(tái)輔助支承是單排 交叉滾柱式 回轉(zhuǎn)支承，其與上部轉(zhuǎn)臺(tái)的底板的連接方式如下圖 所示 ： 圖 轉(zhuǎn)臺(tái)底板與轉(zhuǎn)臺(tái) 回轉(zhuǎn)裝置 的連接 采用此種支承的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、高度尺寸小且能同時(shí)承受軸向、徑向力和復(fù)合力矩適用于中小型起重機(jī)。 由上圖可以看出轉(zhuǎn)臺(tái)的 底板與下部的回轉(zhuǎn)支承之間采用的是螺栓連接。當(dāng)液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)矩 帶動(dòng)傳動(dòng)軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這時(shí)傳動(dòng)齒輪與傳動(dòng)軸之間也用了 花鍵 連接，將動(dòng)力傳給了傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)回轉(zhuǎn)支承上的齒 圈 ，支承上的齒 圈 的外圈與上部轉(zhuǎn)臺(tái)底板用了 6 個(gè)螺栓聯(lián)結(jié)將動(dòng)力傳給了轉(zhuǎn)臺(tái)， 而齒圈內(nèi)部與 上下座圈 之間有 圓柱滾子 滾動(dòng)。 傳動(dòng)齒輪 在起重機(jī)機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最多的是齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)使用較少，鏈傳動(dòng)只在個(gè)別情況下使用。 齒輪傳動(dòng)還有定軸傳動(dòng) (或普通齒輪傳動(dòng)，齒輪的幾何軸線固定不動(dòng) )和行星傳動(dòng)〔齒輪的幾何軸線可動(dòng)〕之分。 鏈條傳動(dòng)只用子傳動(dòng)距離較大、不便于采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合 (如某些門式起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) )。 在本次設(shè)計(jì)的過程中傳動(dòng)齒輪與固節(jié)在轉(zhuǎn)臺(tái)支承的齒輪是開式傳動(dòng)，采用的是外嚙合由小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)外嚙合 齒圈 轉(zhuǎn)動(dòng)，由于外嚙合齒 圈 和轉(zhuǎn)臺(tái)之間是用螺栓 連接 從而來帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，最后帶動(dòng)桿臂工作。所以這里的傳動(dòng)齒輪起著重要的作用，通過傳動(dòng)齒輪才能把