EQ1050NJ20D3高空作業(yè)車的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-液壓系統(tǒng)含CAD圖.zip,EQ1050NJ20D3,高空作業(yè),機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),液壓,系統(tǒng),CAD 任務(wù)書 論文(設(shè)計(jì))題目：高空作業(yè)車的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作日期：2017年12月18日 ~ 2018年05月18日 1.選題依據(jù): 高空作業(yè)機(jī)械是在工程起重機(jī)械基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高空作業(yè)設(shè)備，廣泛應(yīng)用在建筑 、消防等行業(yè)。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，對(duì)高空作業(yè)車的需求越開越多。折疊臂式高空作業(yè)汽車提高了機(jī)械化程度，減少了勞動(dòng)消耗，提高了工作效率并且以滿足各種特殊需要。折疊臂式高空作業(yè)汽車是用來運(yùn)送工作人員和使用器材到達(dá)指定現(xiàn)場(chǎng)并進(jìn)行作業(yè)的專用汽車。折疊臂式高空作業(yè)汽車包括底盤、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、工作裝置、安全裝置及液壓系統(tǒng)等。 2.論文要求(設(shè)計(jì)參數(shù)): 本畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一輛高為10米高空作業(yè)車，其具體要求如下： （1）完成10000 字以上的論文； （2）完成3000 字左右外文文獻(xiàn)翻譯； （3）使用CATIA等軟件進(jìn)行建模、分析； （4）預(yù)計(jì)3 張A0 圖紙。 3.個(gè)人工作重點(diǎn): (1）高空作業(yè)車二類底盤選型及設(shè)計(jì)； (2）舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及設(shè)計(jì)方法； （3）舉升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 4.時(shí)間安排及應(yīng)完成的工作: 第1周：查閱文獻(xiàn)，討論研究思路 第2周：撰寫文獻(xiàn)綜述，明確研究內(nèi)容第3周：修改開題報(bào)告，準(zhǔn)備開題答辯第4周：開題答辯，確定研究思路 第5周：查閱文獻(xiàn)，確定設(shè)計(jì)參數(shù)第6周：確定高空作業(yè)車設(shè)計(jì)方案 第7周：根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 第8周：校核舉升機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、剛度，確定支腿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 第9周：完成支腿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第10周：對(duì)高空作業(yè)車的轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)第11周：完成液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第12周：繪制高空作業(yè)車設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的三維模型，撰寫畢業(yè)論文 第13周：修改畢業(yè)論文及圖紙 第14周：進(jìn)行畢業(yè)答辯 5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn): [1]喬維高.專用汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010. [2]徐達(dá)，陸錦容.專用汽車工作裝置原理與設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京：北京理工大學(xué)出版社 ，2010. [3]卞學(xué)良.專用汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011. [4]李娟.公路與城市道路連接問題的研究[J].北京：交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2010(1). [5]章宏甲，黃誼.液壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012. [6]周松鶴，徐烈烜.工程力學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.5. [7]楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2010.5 [8]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.1. [9]馬蘭.機(jī)械制圖[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011. [10]齊樂華，楊方,王俊勃.工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2012.4. [11]徐達(dá)，叢錫堂. 專用汽車構(gòu)造與設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2010.2. [12]J.Sveda,Z.Sika,M.Valasek:Active Mounting of Machine Tool Feed Drives[J],Proc.of WAM 2011,Prague 2007.pp.1-6. [13]Nakayama T,Suda E.The present and future of electric power steering[J].Int.J.of Vehicle Design,2010,15(3,4,5):243~254. 指導(dǎo)教師簽字： XX 教研室主任意見： 同意 簽字：XX 2017年12月14日 教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)意見： 同意 簽字：XX 2017年12月15日 學(xué)院公章 進(jìn)度檢查表 第 -2 周 工作進(jìn)展情況 準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目，網(wǎng)上搜集資料，準(zhǔn)備寫開題報(bào)告。 2018年05月20日 指導(dǎo)教師意見 跟學(xué)生討論開題報(bào)告的框架，布置課題研究的整個(gè)思路，檢查文獻(xiàn)檢索的情況。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月21日 第 3 周 工作進(jìn)展情況 到處搜集資料，跟同學(xué)討論研究問題，完成開題報(bào)告任務(wù)。 2018年05月20日 指導(dǎo)教師意見 修改開題報(bào)告，確定研究方案，檢查研究方法是否合理。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月21日 第 5 周 工作進(jìn)展情況 完成開題報(bào)告之后，有了寫作思路，開始學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí)，進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2018年05月21日 指導(dǎo)教師意見 審查開題報(bào)告，討論研究方案，修改研究報(bào)告。研究進(jìn)展順利。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月21日 第 8 周 工作進(jìn)展情況 到處搜集資料，跟同學(xué)討論研究問題，順利完成中期答辯。 2018年05月20日 指導(dǎo)教師意見 檢查計(jì)算結(jié)果，討論研究方案完成情況，研究進(jìn)展順利。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月21日 過程管理評(píng)價(jià)表 評(píng)價(jià)內(nèi)容 具體要求 總分 評(píng)分 工作態(tài)度 態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 3 3 遵守紀(jì)律 自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo) 3 3 開題報(bào)告 內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求 5 4 任務(wù)完成 按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù) 4 3 過程管理評(píng)分合計(jì) 13 過程管 理評(píng)語 該生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，態(tài)度認(rèn)真，對(duì)于畢設(shè)中出現(xiàn)的問題 ，能夠積極主動(dòng)克服。對(duì)于解決不了的問題，能夠主動(dòng)與老師進(jìn)行探討，在老師指導(dǎo)下進(jìn)行解決。工作態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，工作作風(fēng)勤奮努力 。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，該生能夠嚴(yán)格遵守學(xué)校的各項(xiàng)規(guī)定，按照時(shí)間進(jìn)度完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，進(jìn)展比較順利。對(duì)于指導(dǎo)教師提出的意見，能夠及時(shí)進(jìn)行修改，對(duì)老師的指導(dǎo)進(jìn)行反饋。開題報(bào)告寫作規(guī)范，對(duì)于文獻(xiàn)的梳理較為詳細(xì)，得出的結(jié)論符合邏輯。設(shè)計(jì)論文的內(nèi)容飽滿，寫作符合要求，計(jì)算嚴(yán)謹(jǐn)，圖表清晰。工作內(nèi)容滿足開題報(bào)告中提出的目標(biāo)，符合本科生培養(yǎng)要求。該生的畢設(shè)過程表現(xiàn)較為出色。 指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-21 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)表 評(píng)價(jià)內(nèi)容 具體要求 總分 評(píng)分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力 5 4 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 9 指導(dǎo)教師評(píng)分合計(jì) 17 指導(dǎo)教 師評(píng)語 課題以高空作業(yè)車作為設(shè)計(jì)內(nèi)容，完成了高空作業(yè)臂、轉(zhuǎn)臺(tái)和液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對(duì)作業(yè)臂進(jìn)行了強(qiáng)度、剛度校核。論文選題具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值，難度較高，需要一定的創(chuàng)新性，符合培養(yǎng)目標(biāo)要求。該生在研究過程中，表現(xiàn)出較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和自主科研能力，專業(yè)知識(shí)扎實(shí)，研究思路清晰。該生文獻(xiàn)檢索能力和綜合分析能力較強(qiáng)，有較為出色的寫作能力和軟件使用能力。論文寫作規(guī)范，計(jì)算準(zhǔn)確，分析步驟完整。論文內(nèi)容概念清晰，圖表、公式完備，設(shè)計(jì)結(jié)果合理。課題完成情況，表明該生的專業(yè)能力已經(jīng)達(dá)到本科培養(yǎng)目標(biāo)要求，建議準(zhǔn)予參加畢業(yè)生答辯。 指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-21 評(píng)閱人評(píng)價(jià)表 評(píng)價(jià)內(nèi)容 具體要求 總分 評(píng)分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表 達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力 5 4 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確 合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 8 評(píng)閱人評(píng)分合計(jì) 16 評(píng)閱人 評(píng)語 XX同學(xué)以《高空作業(yè)車的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》為題，對(duì)專用車輛中的高空作業(yè)車的舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械臂的設(shè)計(jì)具有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義。選題的深度、難度適宜，工作量適當(dāng)。從畢設(shè)的過程來看，該生具有一定的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，具有一定的科研能力、文獻(xiàn)檢索及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。從論文的完成質(zhì)量來看，論文文題基本相符，分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)等基本正確，論文結(jié)構(gòu)基本合理 ，但小結(jié)里不應(yīng)有圖，而且撰寫格式、公式的編排與文字的字體等還需進(jìn)一步規(guī)范。 評(píng)閱人簽字：郭秀麗 評(píng)閱人工作單位：機(jī)械工程學(xué)院日期：2018-05-21 答辯紀(jì)錄 學(xué)生姓名：XX 專業(yè)班級(jí)：XX 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目： 高空作業(yè)車的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 答辯時(shí)間：2018年05月23日 時(shí) 分 ~ 時(shí) 分 答辯委員會(huì)(答 辯小組)成員 主任委員(組長)： XX XX 委 員(組 員)： XX XX XX 答辯委員會(huì)(答辯小組)提出的問題和答辯情況 問題1：高空作業(yè)車是多少米？有幾個(gè)人? 回 答： 高空作業(yè)車10m，載重200kg，3個(gè)人。問題2：上下臂的液壓缸是同時(shí)還是分開展開？ 回 答： 是下臂先展開，然后上臂液壓缸再展開。問題3：液壓缸系統(tǒng)做仿真了沒有？ 回 答： 沒有做仿真。 問題4：高空作業(yè)車車臂采用什么結(jié)構(gòu)？ 回 答： 高空作業(yè)車采用折疊臂形式，一共有兩節(jié)。問題5：高空作業(yè)車車臂的角度 回 答： 角度為35°~75°。 問題6：在圖上指出哪里是上臂液壓缸和下臂液壓缸？ 回 答： 在圖上上半部分的左邊是上臂液壓缸，右邊是下臂液壓缸。 記錄人： 2018年05月23日 答辯委員會(huì)評(píng)價(jià)表 評(píng)價(jià)內(nèi)容 具體要求 總分 評(píng)分 自述總結(jié) 思路清晰,語言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理 10 7 答辯過程 能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù) 10 8 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確 合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表 達(dá)與外語應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力 10 7 答辯委員會(huì)評(píng)分合計(jì) 33 答辯委員會(huì)評(píng)語 XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作期間，工作努力，態(tài)度比較認(rèn)真，能遵守各項(xiàng)紀(jì)律，表現(xiàn)一般。 能按時(shí)、全面、獨(dú)立地完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的各環(huán)節(jié)工作，具有一定的綜合分析問題和解決問題的能力。 論文立論正確，理論分析無原則性的錯(cuò)誤，解決問題方案比較實(shí)用，結(jié)論正確。 論文使用的概念正確，語句通順，條理比較清楚。 論文中使用的圖表，設(shè)計(jì)中的圖紙?jiān)跁鴮懞椭谱鲿r(shí)，能夠執(zhí)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，基本規(guī)范。 能夠獨(dú)立查閱文獻(xiàn)，外語應(yīng)用能力一般，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)論準(zhǔn)確可靠。 答辯過程中，能夠簡明地闡述論文的主要內(nèi)容，回答問題基本正確，但缺乏深入地分析。 答辯成績： 33 答辯委員會(huì)主任： XX 2018年05月30日 成績?cè)u(píng)定 項(xiàng)目分類 成績?cè)u(píng)定 過程管理評(píng)分 13 指導(dǎo)教師評(píng)分 17 評(píng)閱人評(píng)分 16 答辯委員會(huì)評(píng)分 33 總分 79 成績等級(jí) C 成績等級(jí)按“A、B、C、D、F”記載 成績審核人簽章： XX 學(xué)院審核人簽章： XX 一、選題依據(jù) 1.研究領(lǐng)域 車輛工程—機(jī)械設(shè)計(jì) 2.論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 本課題主要研究的是高空作業(yè)車這種專用車輛，所謂高空作業(yè)車是指3米以上， 由液壓或電動(dòng)系統(tǒng)支配多支液壓油缸，并且能夠?qū)⒆鳂I(yè)人員、工具、材料等通過作業(yè)平臺(tái)舉升到空中指定位置進(jìn)行各種安裝、維修等作業(yè)的專用高空作業(yè)機(jī)械，既屬于專用汽車，又屬于工程機(jī)械，是一種重要的施工設(shè)備。 由于高空作業(yè)車近幾年的快速發(fā)展，高空作業(yè)行業(yè)出現(xiàn)了部分車型產(chǎn)量過剩苗頭的同時(shí)，也存在著部分車型供不應(yīng)求、生產(chǎn)能力不足的現(xiàn)象，因此，結(jié)構(gòu)性過剩是當(dāng)前汽車工業(yè)產(chǎn)能過剩的基本特點(diǎn)，也是當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展存在的主要問題。高空作業(yè)車是汽車工業(yè)的一部分，它的發(fā)展中也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題，因此研究高空作業(yè)車的改裝技術(shù)，不僅可以推動(dòng)高空作業(yè)車行業(yè)的發(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。 目前我國高空作業(yè)車年銷售量很低，與國外相比，產(chǎn)品技術(shù)水平差距較大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，產(chǎn)品制造工藝落后，產(chǎn)品可靠性差等。十九大以來，我國將在 2020 年全面建成小康社會(huì)，因此我國的城市化進(jìn)程將進(jìn)一步加快，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)， 需要大量添置高空作業(yè)車進(jìn)行市政工程的安裝和運(yùn)行維護(hù)。 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 作業(yè)平臺(tái)目前主要以剪叉式、套筒油缸式等為主，大高度和特殊高空作業(yè)平臺(tái)國內(nèi)還有空白，仍然以進(jìn)口為主，如高空絕緣作業(yè)車、蜘蛛式高空作業(yè)平臺(tái)等。其次， 從行走方式上，我國高空作業(yè)平臺(tái)的行走方式以車載式或牽引式較多，這極大地限制了其作業(yè)機(jī)動(dòng)靈活性、場(chǎng)地適應(yīng)性及空間通過性。 （1）向大高度和特殊高空作業(yè)平臺(tái)發(fā)展。如混合臂式高空作業(yè)平臺(tái)、越野式高空作業(yè)平臺(tái)、蜘蛛式高空作業(yè)平臺(tái)及履帶式高空作業(yè)平臺(tái)。 （2）車載式或牽引式逐漸發(fā)展成結(jié)構(gòu)小巧緊湊的自行式。 （3）驅(qū)動(dòng)方式向無污染、零排放、節(jié)能減排的電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)展。此外，利用太陽能轉(zhuǎn)化來驅(qū)動(dòng)電機(jī)也是今后努力的一個(gè)方向。 11 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題 (1). 汽車底盤的選擇； (2). 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） (1). 總體設(shè)計(jì)要求； (2). 底盤的選擇； (3). 高空作業(yè)車臂的設(shè)計(jì)； (6). 參數(shù)校核。 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 結(jié)合具體的設(shè)計(jì)要求，通過學(xué)習(xí)及查閱相關(guān)方面的資料，全面的了解和掌握高空作業(yè)車的工作原理和結(jié)構(gòu)，完成作業(yè)車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)功能部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)關(guān)鍵部件的強(qiáng)度進(jìn)行有限元分析。 （1）完成 8000 字以上的論文； （2）完成 3000 字左右外文文獻(xiàn)翻譯； （3）使用 CAD/CAM,有限元分析等軟件進(jìn)行建模、分析。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 （1） 第 1、2 周調(diào)研、資料收集，完成開題報(bào)告； （2） 第 3 周研究隨車起重車的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)方法； （3） 第 4 周收集材料，完成車輛的總體布置； （4） 第 5-6 周開始用軟件進(jìn)行繪圖撰寫說明書； （5） 第 7-10 周完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，并完成大部分圖紙； （6） 第 10-13 周設(shè)計(jì)說明書修改及完善； （7） 第 14 周畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯； 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]本刊編輯部. 下一片藍(lán)海[J]. 今日工程機(jī)械, 2011(15): 50-53. [2]柏紅專,羅亮平. 國內(nèi)高空作業(yè)機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 建筑機(jī)械, 2012(08)上半月刊: 54-56. [3]盧青梅. 高空作業(yè)車不同簡化模型對(duì)比分析研究[D]. 大連: 大連理工大學(xué)工程機(jī)械學(xué)科碩士學(xué)位論文, 2012: 1-2. [4]張華,霍玉蘭. 我國高空作業(yè)車行業(yè)發(fā)展與展望[J]. 建筑機(jī)械, 2013(12)上半月刊. 38-41. [5]PALFINGER.Aerial Vehicle Platforms Specification Sheets of Palfinger [EB/OL].h ttp://www.palfinger.com,2012. [6] RUTHMANN.Product daten blatt T580 Ansicht (English) [EB/OL].http://www.ruthmann de,2012. [7] MARIA H..Interview Time Export [J].Access International,2012:11-14. [8]柏紅專, 羅亮平. 國內(nèi)高空作業(yè)機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 建筑機(jī)械, 2012(08):54-56. [9]張華, 霍玉蘭. 我國高空作業(yè)車行業(yè)發(fā)展與展望[J]. 建筑機(jī)械, 201312):38-43. [10]柏紅專,羅亮平. 國內(nèi)高空作業(yè)機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 建筑機(jī)械, 2012(08)上半月刊: 54-56. [11]段浩. 高空作業(yè)車工作裝置的虛擬樣機(jī)仿真分析[D]. 西安: 長安大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)科碩士學(xué)位論文, 2012: 2. [12] Liu L, Chen K. Global-local finite element stress analysis of thick laminate mu lti-bolt joint in large-scale structures [J]. Finite elements in analysis and desig n,2013(75): 31-37. [13] Nakayama T,Suda E.The present and future of electric power steering.Int.J.of Ve hicle Design,2010,15(3,4,5):243~254. 附：文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述 1.引言 本課題主要研究的是高空作業(yè)車，高空作業(yè)車為特種專用車輛，所謂高空作業(yè)車是指工作高度 3 米以上，由液壓或電動(dòng)系統(tǒng)控制液壓油缸，并且能夠?qū)⒆鳂I(yè)人員、工具、材料等通過作業(yè)平臺(tái)舉升到空中指定位置進(jìn)行各種安裝、維修等作業(yè)的專用高空作業(yè)機(jī)械。高空作業(yè)車既屬于專用汽車，又屬于工程機(jī)械，是一種重要的施工設(shè)備?，F(xiàn)在的高空作業(yè)裝置具有操作平順、工作穩(wěn)定、自動(dòng)調(diào)速、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了空中作業(yè)的工作效率。但是國內(nèi)生產(chǎn)制造的高空作業(yè)機(jī)械同國外同類型高空作業(yè)機(jī)械產(chǎn)品相比仍有一定差距，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。 高空作業(yè)車按工作臂的型式，有四種基本型式，分別為：垂直升降式、折疊臂式、伸縮臂式和混合臂式。垂直升降式高空作業(yè)車的升降機(jī)構(gòu)只能在垂直方向上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。它的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，承載能力強(qiáng)，但作業(yè)范圍小，作業(yè)高度低，這種結(jié)構(gòu)型式應(yīng)用比較少。折疊臂式高空作業(yè)車工作臂之間的連接全部采用鉸接型式，所以國外又把它叫做鉸接式高空作業(yè)車。折疊臂高空作業(yè)車結(jié)構(gòu)適合于較低作業(yè)高度的車型，如要加大作業(yè)高度，必然要增加臂長或增加工作臂數(shù)量，增加臂長會(huì)使作業(yè)車體積龐大， 降低靈活性；增加工作臂數(shù)量會(huì)造成操作繁瑣，安全性降低。伸縮臂式的高空作業(yè)車在行駛狀態(tài)時(shí)，工作臂縮回套疊，工作時(shí)伸出，可以有效增大作業(yè)高度，同時(shí)具有工作效率高、操作簡單、動(dòng)作平穩(wěn)等特點(diǎn)。混合臂式高空作業(yè)車工作臂之間既有鉸接， 也有伸縮，是折疊臂式和伸縮臂式高空作業(yè)車的結(jié)合，它綜合了兩種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點(diǎn)， 工作性能最好，但結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜。 2.國外高空作業(yè)車發(fā)展現(xiàn)狀 高空作業(yè)車在國外某些發(fā)達(dá)國家從 20 世紀(jì) 20 年代就開始研制了，已有近百年的發(fā)展歷史。產(chǎn)品技術(shù)水平高，安全性好，可靠性高，作業(yè)高度大，規(guī)格齊全，結(jié)構(gòu)型式豐富，功能多樣。國外先進(jìn)高空作業(yè)車主要技術(shù)特點(diǎn)如下： （1）液壓系統(tǒng)中負(fù)載敏感技術(shù)、電液比例控制技術(shù)等應(yīng)用成熟。通常采用電液比例變量控制方式, 廣泛采用成熟的比例多路閥實(shí)現(xiàn)多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比例控制。 （2）臂架應(yīng)用高強(qiáng)度材料和輕質(zhì)金屬材料。選用高強(qiáng)度的特殊合金材料, 不僅使工作臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理, 而且使最大作業(yè)高度和作業(yè)幅度得到明顯增加, 同時(shí)有效地降低了整車質(zhì)量,提高了底盤的使用性能。 （3）先進(jìn)的電控通訊系統(tǒng)和完善的安全保障系統(tǒng)。國外高空作業(yè)車多采用嵌人 式控制系統(tǒng), 使用工程機(jī)械專用控制器實(shí)現(xiàn)整車的自動(dòng)控制功能。 （4）產(chǎn)品功能的多樣化和設(shè)計(jì)的人性化。國外高空作業(yè)車功能齊全,操作便捷, 接口可擴(kuò)展, 甚至可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行定制, 實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用, 提高作業(yè)效率, 擴(kuò)展使用范圍。工作平臺(tái)具有平臺(tái)伸縮功能, 最大可達(dá) 3.8m, 同時(shí)可進(jìn)行士 90°回轉(zhuǎn),極大地增大了作業(yè)范圍和作業(yè)的舒適性。 （5）節(jié)能、綠色環(huán)保的新技術(shù)應(yīng)用。為提高產(chǎn)品的節(jié)能效果和滿足日益苛刻的環(huán)保要求, 國外高空作業(yè)車企業(yè)主要從降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放和全電動(dòng)綠色驅(qū)動(dòng)等方面人手。 因此我設(shè)計(jì)的高空作業(yè)車應(yīng)盡量采用輕型環(huán)保結(jié)構(gòu)，降低整車裝備質(zhì)量，更加合理的去設(shè)計(jì)工作臂的結(jié)構(gòu)。 3.我國高空作業(yè)車發(fā)展現(xiàn)狀 我國高空作業(yè)車行業(yè)起步較晚，自 20 世紀(jì) 60 年代開始研制，70 年代才推出商業(yè)化樣機(jī)。目前我國高空作業(yè)車的市場(chǎng)銷售、使用及保有量最大的車型還是折疊臂式， 其他型式如伸縮臂式和混合臂式占有的比重還很小，最大作業(yè)高度只有幾十米。國內(nèi)高空作業(yè)安全法規(guī)尚待完善，存在各種原始方式的高空作業(yè)，應(yīng)用普及范圍與國外相比還有很大的差距。限制這一行業(yè)發(fā)展的主要因素是大高度復(fù)雜截面混合臂架技術(shù)、安全技術(shù)、智能化高效控制技術(shù)、可靠性等，缺乏前瞻性研究，缺少向更大高度發(fā)展的技術(shù)支撐。 在這幾年的研究中，我國高空作業(yè)車的質(zhì)量有了顯著提高，有的甚至達(dá)到了國際先進(jìn)水平。在國內(nèi)一些具有競(jìng)爭力的公司對(duì)高空作業(yè)車行業(yè)的發(fā)展起到了很好的推動(dòng)作用，比如杭州愛知工程車輛有限公司研發(fā)了全液壓驅(qū)動(dòng)的自行走式高空作業(yè)平臺(tái)高空作業(yè)車，最大作業(yè)高度為 26.7m；北京起重機(jī)器廠開發(fā)了具有箱型截面的鋁合金桅柱平臺(tái)高空作業(yè)車，作業(yè)高度達(dá)到了 16.5m；杭州賽奇工程機(jī)械廠開發(fā)出的多桅柱鋁合金平臺(tái)高空作業(yè)車最大作業(yè)高度達(dá)到了 22m。上面產(chǎn)品的研發(fā)是我國高空作業(yè)車歷史性進(jìn)步，填補(bǔ)了我國此類技術(shù)的空白。除此之外，在高空作業(yè)車產(chǎn)品方面能夠研發(fā) 30m 以上高空作業(yè)車的公司有徐州工程機(jī)械集團(tuán)、杭州愛知工程車輛有限公司以及徐州海倫哲有限公司等，因此我國高空作業(yè)車的使用不再完全依賴進(jìn)口。目前國內(nèi)作業(yè)高度在 16m 以下的產(chǎn)品各高空作業(yè)車生產(chǎn)企業(yè)幾乎均可生產(chǎn)；但是，能夠獨(dú)立自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出最高作業(yè)高度 43m 的企業(yè)僅有徐州海倫哲和杭州愛知。我國高空作業(yè)行業(yè)的先進(jìn)企業(yè)引入了國外企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，從而不斷提高我國高空作業(yè)車的質(zhì)量性能，目前我國高空作業(yè)車已有部分產(chǎn)品能夠達(dá)到歐美發(fā)達(dá)國家高空作業(yè)車水平。但是我國整體高空作業(yè)車的水平與國際水平相比仍有較大差距，比如作業(yè)高度較低、 控制方式落后、功能單一、安全性不夠、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)龐大笨重等。我國 35 米以上的高空作業(yè)車還不能獨(dú)立生產(chǎn)只能依賴進(jìn)口；歐美發(fā)達(dá)國家高空作業(yè)車的控制系統(tǒng)完全采 用電液比例控制以及智能控制，而我國高空作業(yè)車的控制技術(shù)基本為電液控制，目前 為止我國對(duì)電液比例控制技術(shù)的應(yīng)用還不成熟，且智能控制技術(shù)的應(yīng)用則是剛剛起步。 4.高空作業(yè)車發(fā)展趨勢(shì)及展望 目前我國高空作業(yè)車現(xiàn)存量約為 2 萬臺(tái)，專家預(yù)測(cè)到 2015 年我過高空作業(yè)車將增加一倍。高空車的載人作業(yè)性質(zhì)使得對(duì)臂架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求很高，在國內(nèi)由于臂 架斷裂而造成的人員傷亡事故很多，所以臂架的強(qiáng)度、剛度一定要滿足使用要求，在 設(shè)計(jì)時(shí)安全系數(shù)也要設(shè)定的相對(duì)高一些，那么臂架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是需要亟待解決的問題。 （1）近年來高空作業(yè)車研究人員利用 ANSYS 的有限元分析軟件及 ANSYS 軟件中的 APDL 語言、ADAMS 運(yùn)動(dòng)仿真軟件對(duì)臂體做了模擬及分析，這些軟件及方法的運(yùn)用也將在今后的高空作業(yè)臂設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。 （2）高空作業(yè)車的臂架是整機(jī)里很重要的結(jié)構(gòu)，它的自重影響整機(jī)的穩(wěn)定性等， 對(duì)高空臂架結(jié)構(gòu)的研究人們對(duì)臂架結(jié)構(gòu)有了深如的了解，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)臂架結(jié)構(gòu)及臂架截面形狀的合理選擇會(huì)提高臂架的剛度和強(qiáng)度并能減輕臂架重力。一種新的混合泵車臂架是 2012 年中聯(lián)重科采用碳纖維材料制造的，它的產(chǎn)生使臂架重量減少了一半， 所以新材料的應(yīng)用會(huì)帶來高空作業(yè)車臂架輕量化變革。 （3）控制水平的智能化和自動(dòng)化。提高動(dòng)力的電子控制和管理系統(tǒng)水平, 根據(jù)傳動(dòng)裝置及液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài), 自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率, 以滿足不同作業(yè)工況的需要, 提高燃料的經(jīng)濟(jì)性。 （4）系統(tǒng)的安全性和可靠性將大幅增強(qiáng)。 5. 結(jié)論 由于高空作業(yè)車近幾年的快速發(fā)展，高空作業(yè)行業(yè)出現(xiàn)了部分車型產(chǎn)量過剩苗頭的同時(shí)，也存在著部分車型供不應(yīng)求、生產(chǎn)能力不足的現(xiàn)象，因此，結(jié)構(gòu)性過剩是當(dāng)前汽車工業(yè)產(chǎn)能過剩的基本特點(diǎn)，也是當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展存在的主要問題。高空作業(yè)車是汽車工業(yè)的一部分，它的發(fā)展中也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題，因此研究高空作業(yè)車的改裝技術(shù)，不僅可以推動(dòng)高空作業(yè)車行業(yè)的發(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。 折疊臂式高空作業(yè)車由于市場(chǎng)保有量大、用戶熟悉、價(jià)格低廉、維護(hù)簡單等優(yōu)勢(shì)仍然會(huì)成為市場(chǎng)主流產(chǎn)品，但需在安全性和人性化方面改進(jìn)提高。故本畢業(yè)設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)一輛高為 10 米高空作業(yè)車，在結(jié)構(gòu)方面對(duì)普通的折疊臂式高空作業(yè)車進(jìn)行改裝。 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見（對(duì)選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱） 審 核 意 簽字： 年 月 日 見 教研室主任意見 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見 簽字： 年 月 日公章： 高空作業(yè)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 近些年以來，中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市發(fā)展建設(shè)需要，在各個(gè)領(lǐng)域都需要高空作業(yè)車，而且有一些型號(hào)出現(xiàn)了供不應(yīng)求，生產(chǎn)不足的現(xiàn)象。因此我想設(shè)計(jì)高空作業(yè)車應(yīng)盡量采用輕型環(huán)保結(jié)構(gòu)，降低整車裝備質(zhì)量，更加合理的去設(shè)計(jì)工作臂的結(jié)構(gòu)，從而去滿足城市建設(shè)的需求。 近幾年以來，中國的高空作業(yè)車研究能力顯著提高，首先高度上取得了突破，同時(shí)，研究高空作業(yè)車的改裝不僅僅可以促進(jìn)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展，還能對(duì)特種車輛的研發(fā)及機(jī)構(gòu)和液壓的設(shè)計(jì)積累一定的經(jīng)驗(yàn)。這次的畢業(yè)課題設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是一款折疊臂式10m 高空作業(yè)車，主要對(duì)作業(yè)車的舉升機(jī)構(gòu)以及液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。舉升機(jī)構(gòu)主要就是上下臂的長度，截面尺寸的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了校核。液壓系統(tǒng)主要就是上下臂及支腿液壓缸的設(shè)計(jì)，液壓馬達(dá)和液壓泵的選擇以及其他部分的設(shè)計(jì)。 10m 高的高空作業(yè)車能夠應(yīng)用的場(chǎng)合很多，在工程建設(shè)，電力搶修，設(shè)備維護(hù)上能夠發(fā)揮出它的能力。這樣的高空作業(yè)車小巧，對(duì)于環(huán)境的變化比較能適應(yīng)。 關(guān)鍵詞：高空作業(yè)車；高空作業(yè)臂；液壓系統(tǒng)；改裝設(shè)計(jì) I ABSTRACT In recent years, China's rapid economic development, urban development and construction needs and the needs of high-altitude vehicles in various fields, and there have been some models in short supply and insufficient production. Therefore, I hope to design the lightweight environmental protection structure for aerial working vehicles as much as possible, reduce the quality of vehicle equipment, and design the structure of the working arm more reasonably to meet the needs of urban construction. This design main is the height of 10 meters aloft work vehicle, to meet the high operating on the premise that for aloft work arm,turntable,hydraulic parts design: First choice under the requirements of the use of operating arm of the types of materials; Second, based on the height of the largest operations to determine the upper and lower arm length; After Analysis to determine the intensity of use of the arm section size and fuel tanks articulated position; further strength, stiffness, Stability of Verification, check the operating arm size whether it meets the requirements; Turntable and hydraulic parts also principles want to calculate and checking. In recent years, China’s research capacity for aerial work vehicles has been significantly improved, and breakthroughs have been made at the highest altitudes. At the same time, research on the conversion of aerial vehicles has not only promoted the development of this industry, but also enabled the development and organization of special vehicles and hydraulics. The design has accumulated some experience. This graduation project designed and designed a folding arm type 10m aerial work vehicle and designed the lifting mechanism and hydraulic system of the work vehicle. The lifting mechanism is mainly the length of the upper and lower arms, the design of the section size, and the check of the design results. The hydraulic system is mainly the design of the upper and lower arm and leg hydraulic cylinders, the selection of hydraulic motors and hydraulic pumps, and the design of other parts. The 10m high aerial vehicles can be used in many places, and can exert its capabilities in the construction of projects, repair of power, and maintenance of equipment. Such aerial vehicles are small and adaptable to changes in the environment. Key words: aerial working vehicle; aerial working arm; hydraulic system; retrofit design III 目 錄 摘 要 1 ABSTRACT 3 第 1 章 緒 論 1 1.1 概述 1 1.2 高空作業(yè)車的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.2.1 專用車的現(xiàn)狀 2 1.2.2 我國高空作業(yè)車的現(xiàn)狀和發(fā)展 2 1.3 高空作業(yè)車的組成 4 1.3.1 工作裝置 5 1.3.2 金屬結(jié)構(gòu) 5 1.3.3 控制系統(tǒng) 5 1.3.4 動(dòng)力傳動(dòng)裝置 5 1.4 本課題所研究的任務(wù) 5 1.5 本課題研究的意義 6 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 7 2.1 總體設(shè)計(jì)要求 7 2.2 其他要求 7 2.3 重點(diǎn)解決的問題 7 2.4 確定液壓缸布置的形式 7 2.5 本章小結(jié) 8 第 3 章 底盤的選擇 9 3.1 高空作業(yè)車底盤的類型 9 3.2 底盤的選擇 9 3.3 本章小結(jié) 10 第 4 章 高空作業(yè)車車臂的設(shè)計(jì) 11 4.1 材料的選擇 11 4.2 上下臂長度的計(jì)算 11 4.3 確定上臂液壓缸的位置 12 4.4 確定下臂液壓缸的位置 12 4.5 確定上臂截面尺寸大小 12 4.5.1 對(duì)上臂進(jìn)行受力分析 12 4.5.2 確定上臂截面尺寸大小 14 4.5.3 對(duì)上臂進(jìn)行強(qiáng)度校核 15 4.6 確定下臂截面尺寸大小 16 4.6.1 對(duì)下臂進(jìn)行受力分析 16 4.6.2計(jì)算下臂的截面尺寸 18 4.6.3對(duì)下臂進(jìn)行強(qiáng)度校核 19 4.7 本章小結(jié) 20 第 5 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23 5.1 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 5.1.1 下臂液壓缸的最大載荷 23 5.1.2 上臂液壓缸的最大載荷 23 5.1.3 支腿液壓缸的最大載荷 23 5.1.4 確定系統(tǒng)工作壓力 25 5.1.5 確定液壓缸的內(nèi)徑 26 5.1.6 液壓缸缸筒壁厚和外徑計(jì)算 26 5.1.7 確定液壓缸最大密封壓強(qiáng)和壁厚的校核 27 5.1.8 液壓缸活塞桿直徑 29 5.1.9 校核液壓缸活塞桿強(qiáng)度 29 5.1.10 校核液壓缸活塞桿穩(wěn)定性 30 5.1.11 液壓缸的選擇 31 5.2 液壓馬達(dá)的選取 31 5.3 液壓泵的選擇 31 5.4 其他輔助元件的選擇 32 5.4.1 油箱 32 5.4.2 聯(lián)軸器 32 5.5 本章小結(jié) 33 結(jié) 論 34 參考文獻(xiàn) 35 致 謝 36 附 錄 37 第 1 章 緒 論 1.1 概述 高空作業(yè)車是一種特殊類型的車輛，用于將工作人員和工作設(shè)備運(yùn)送到指定的高度進(jìn)行操作。它是在汽車底盤上安裝高空作業(yè)設(shè)備的重要工程機(jī)械。近年來，工程機(jī)械發(fā)展迅速。主要原因如下：一是在改革開放政策的指導(dǎo)下，中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對(duì)建筑機(jī)械的需求不斷增加。其次，增加了從中央政府到地方政府的優(yōu)惠發(fā)展政策。增加注資以支持他們;先進(jìn)的技術(shù)消化吸收后，提高了產(chǎn)品技術(shù)水平;四是企業(yè)通過組織結(jié)構(gòu)調(diào)整，相互配合，促進(jìn)相互促進(jìn)的競(jìng)爭。高空作業(yè)裝置包括工作臂，回轉(zhuǎn)平臺(tái)， 副車架，工作鏟斗，液壓系統(tǒng)和控制裝置。目前的高空作業(yè)裝置運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)行平穩(wěn)， 速度自動(dòng)調(diào)節(jié)，安全可靠，大大提高了空中作業(yè)的工作效率。該高空作業(yè)平臺(tái)利用汽車底盤作為行走機(jī)構(gòu)，具有汽車的行駛性能，靈活性強(qiáng)，行駛速度快，能夠快速傳遞， 并能在工作現(xiàn)場(chǎng)快速投入工作后，因此越來越多地用于工程建設(shè)。 ，工業(yè)安裝，設(shè)備維護(hù)，物業(yè)管理，航空，造船，石化，電力，影視，市政，園林等諸多行業(yè)，是近年來增長最快的專用汽車產(chǎn)品之一。但國產(chǎn)高空作業(yè)機(jī)械與國外同類型高空作業(yè)機(jī)械產(chǎn)品仍存在一定差距。主要問題是技術(shù)含量低，施工規(guī)模大，結(jié)構(gòu)笨重，運(yùn)行中性能不夠穩(wěn)定。 圖1.1 高空作業(yè)車 根據(jù)工作臂的類型，有四種基本類型的高空作業(yè)車：垂直起升式，折疊臂式，伸縮式和混合臂式。垂直升降車的升降機(jī)構(gòu)只能在垂直方向上移動(dòng)。其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu) 9 簡單，承載能力強(qiáng)，但其工作范圍小，工作高度低。這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍較少。折疊臂式高空作業(yè)平臺(tái)臂與臂之間的連接是鉸接式的，因此也被稱為國外鉸接式高空作業(yè)平臺(tái)。折臂式高空作業(yè)車的結(jié)構(gòu)適合于操作較低高度的車輛。如果你想增加工作高度， 你必須增加手臂長度或工作手臂的數(shù)量。增加臂長會(huì)使操作車輛笨重并降低靈活性; 增加工作臂的數(shù)量可能導(dǎo)致繁瑣的操作并降低安全性。當(dāng)伸縮臂式工作車處于行走狀態(tài)時(shí)，工作臂收縮，工作臂伸出，可有效提高工作高度。同時(shí)具有工作效率高，操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)?；旌媳圩鳂I(yè)車工作臂之間有鉸鏈和伸縮接頭。它是折疊臂和伸縮臂的組合。它結(jié)合了兩種結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)點(diǎn)并具有最佳性能，但同時(shí)結(jié)構(gòu)也是最復(fù)雜的。 1.2 高空作業(yè)車的發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 專用車的現(xiàn)狀 據(jù)有關(guān)資料顯示，目前我國專用汽車行業(yè)企業(yè)中約有60％建立了完整的產(chǎn)品研發(fā)體系，具有獨(dú)立的系列產(chǎn)品開發(fā)能力。 大多數(shù)專業(yè)汽車公司都采用開發(fā)軟件進(jìn)行模塊化仿真設(shè)計(jì)，如AutoCAD，Pro / E和CATIA，大大提高了研發(fā)質(zhì)量，縮短了開發(fā)周期。但是，我們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，目前我國專用汽車產(chǎn)品的研發(fā)水平還處于較低水平， 仿制設(shè)計(jì)的痕跡明顯，技術(shù)相似性突出，且沒有定性更改。 中國的特種車在產(chǎn)量方面具有相當(dāng)規(guī)模，但其中大多數(shù)是勞動(dòng)密集型和中低技術(shù)產(chǎn)品，如半掛車，自卸卡車，隔熱車輛和集裝箱運(yùn)輸車。 一些高科技車輛，尤其是關(guān)鍵部件仍然需要進(jìn)口。 例如，近百米的一些上升式消防車的頂部，混凝土泵車的關(guān)鍵部件和混凝土攪拌機(jī)的頂部，以及C級(jí)防彈裝甲車（我國的產(chǎn)品主要是 等級(jí)A和B，防彈等級(jí)低于國外同類產(chǎn)品）等等。 國外特種車輛的動(dòng)力，耐用性和駕駛室舒適性普遍優(yōu)于國產(chǎn)車。 1.2.2 我國高空作業(yè)車的現(xiàn)狀和發(fā)展 使用高空作業(yè)車進(jìn)行高空作業(yè)是一種先進(jìn)的作業(yè)方式。 其發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)。 經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，需求越大，對(duì)單位GDP的需求也越大。 與發(fā)達(dá)國家相比， 中國不僅單位國內(nèi)生產(chǎn)總值需求小，而且單位國內(nèi)生產(chǎn)總值需求占GDP的比例也較低。這表明，高空作業(yè)車的市場(chǎng)需求與經(jīng)濟(jì)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度有關(guān)。 這也正說明高空作業(yè)車在中國有非常廣闊的發(fā)展前景。 （1）概況 中國高空作業(yè)車行業(yè)起步較晚。 它自20世紀(jì)60年代開始發(fā)展，商業(yè)原型在20世紀(jì) 70年代引入。 目前，中國高空作業(yè)平臺(tái)的銷售，使用和保留市場(chǎng)是折疊臂。 其他類 型，如伸縮臂和混合臂，只占很小的比例。 最大作業(yè)高度只有幾十米。 家用高空作業(yè)的安全規(guī)定還有待改進(jìn)。 高原作業(yè)有各種原始方法，應(yīng)用和使用范圍與國外之間仍有很大差距。 限制這個(gè)行業(yè)發(fā)展的主要因素是大高度和復(fù)雜的橫截面混合動(dòng)臂技術(shù)， 安全技術(shù)，智能高效控制技術(shù)和可靠性以及缺乏前瞻性研究，同時(shí)也缺乏更高的技術(shù)支持。 （2）應(yīng)用情況 中國的高空作業(yè)車應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，目前還處于起步階段。 目前只有電力，城市管理等少數(shù)幾個(gè)行業(yè)的使用已經(jīng)普及，過去五年才進(jìn)入快速發(fā)展階段， 進(jìn)一步的發(fā)展將取決于以下主要方面： l 更加重視文明安全建設(shè)。 l 加速高空作業(yè)車的機(jī)械化。 l 目前，高度在35米以上的高空作業(yè)車基本上依賴進(jìn)口。 這將為高空國產(chǎn)高空作業(yè)車的發(fā)展提供機(jī)遇，也將為高空作業(yè)車的發(fā)展帶來極其廣闊的發(fā)展前景。 （3）產(chǎn)品和技術(shù) 目前，中國飛行器的年銷量很低，與國外相比，產(chǎn)品技術(shù)差距較大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，制造工藝落后，產(chǎn)品可靠性差。 未來中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程將進(jìn)一步加快，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)一步加強(qiáng)，市政工程安裝和運(yùn)行維護(hù)需要增加大量高空作業(yè)車輛，電力系統(tǒng)也將加速。目前，國家電網(wǎng)正投入巨資興建750千伏以上的電網(wǎng)。超高壓輸電電網(wǎng)需要大量的作業(yè)車來建設(shè)和運(yùn)行電網(wǎng)。隨著我國工程設(shè)備租賃行業(yè)的發(fā)展，可節(jié)省大量設(shè)備購置資金的租賃方式將進(jìn)一步推動(dòng)高空作業(yè)車市場(chǎng)的發(fā)展。該行業(yè)將成為高空作業(yè)車市場(chǎng)增長潛力最大的行業(yè)。如何適應(yīng)市場(chǎng)需求和引導(dǎo)市場(chǎng)需求，高空車輛技術(shù)的發(fā)展將如何？所有這些對(duì)高空作業(yè)車行業(yè)提出了更高的要求。 （1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 折疊臂式高空作業(yè)車依舊是市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，但其市場(chǎng)份額將逐漸下降。 伸縮臂和混合臂式高空作業(yè)車將占據(jù)市場(chǎng)的一半份額。 1）由于折疊臂式高空作業(yè)平臺(tái)市場(chǎng)占有率高，用戶熟悉，價(jià)格低廉，維護(hù)簡單等特點(diǎn)， 將繼續(xù)成為市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，但在安全性和人性化方面還有待提高。 2）伸縮臂式高空作業(yè)平臺(tái)將迅速發(fā)展，具有運(yùn)行效率高，操作簡單，安全性好等優(yōu)點(diǎn)， 18至28米的作業(yè)高度將成為主要產(chǎn)品。 3）混合臂式高空作業(yè)車具有折臂式跨越障礙物的優(yōu)點(diǎn)，具有伸縮臂式操作簡單，效率高的優(yōu)點(diǎn)。 它在特殊領(lǐng)域和高度上具有無與倫比的優(yōu)勢(shì)，但由于這種類型車輛的技術(shù) 和制造工藝復(fù)雜。 4）越野底盤的使用也將成為新的產(chǎn)品方向。 （2）產(chǎn)品技術(shù) 采用大量新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)，逐步實(shí)施國際標(biāo)準(zhǔn)，降低車輛重量和車輛高度，增加工作斗的作業(yè)范圍和承載能力。 1）臂體的橫截面從矩形改為六邊形或多邊形，即使具有U形橫截面。 這些通常用于汽車起重機(jī)。 隨著制造工藝的改進(jìn)和加工成本的降低，它將被推廣用于作業(yè)車上。 2）高強(qiáng)度，低重量，高耐腐蝕的鋁合金工作桶將成為主流配置，工作桶的額定負(fù)荷也將超過200公斤，這是目前常見的，以滿足不同的要求行業(yè)。 3）降低車輛高度和前軸載荷，提高車輛的通過性能和行駛性能，方便工作斗前后轉(zhuǎn)臺(tái)， 后斗布置結(jié)構(gòu)將成為伸縮臂式空中作業(yè)的主流結(jié)構(gòu)。 4）安全控制要與國際先進(jìn)水平相媲美，安全控制更加完善，雙冗余控制將成為標(biāo)準(zhǔn)配置，基于CAN總線的智能控制系統(tǒng)將成為主流，并將基于GPRS的遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)技術(shù)投入使用，有效實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備使用情況和故障情況，將大大提高產(chǎn)品的安全性，增加產(chǎn)品的可靠性。 5）提高產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)，操作，使用和維護(hù)的便捷性，設(shè)計(jì)和配置一些便于高空作業(yè)的功能和設(shè)備，如風(fēng)，水，液壓和電氣接口等工作桶 先進(jìn)的多功能工作臺(tái)，焊接機(jī)， 切割機(jī)等設(shè)備拓展高空作業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，提高高空作業(yè)車的利用率。 6）隨著新能源汽車技術(shù)的成熟，節(jié)能環(huán)保技術(shù)將更加得到應(yīng)用，全電動(dòng)底盤高空作業(yè)車將在城市市區(qū)快速發(fā)展。 （3）產(chǎn)品制造工藝 標(biāo)準(zhǔn)化制造和組件化噴漆組裝將成為所有制造商的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)模式。提高產(chǎn)品裝配水平和表面處理質(zhì)量可以有效提高產(chǎn)品的可靠性; 電氣系統(tǒng)采用汽車或移動(dòng)設(shè)備的產(chǎn)品配置和接線方式，提高了電氣系統(tǒng)的可靠性。 （4）產(chǎn)品方向 重點(diǎn)發(fā)展35m以下的作業(yè)高度機(jī)型，以輕量化和小型化為主要發(fā)展方向，提高產(chǎn)品的安全性，可靠性和人性化，適應(yīng)中國城市空間和場(chǎng)地狹窄，道路，地面承載能力差異等特點(diǎn)。 我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的程度決定了民用高空作業(yè)超過50米以上的作業(yè)要求很少， 我們不應(yīng)急于開發(fā)作業(yè)高度超過50米的產(chǎn)品。 1.3 高空作業(yè)車的組成 除了底盤部分之外，高空作業(yè)車還包括工作裝置，金屬機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)和動(dòng)力傳輸裝置，以實(shí)現(xiàn)高空作業(yè)。 1.3.1 工作裝置 高空作業(yè)車的工作裝置包括行走機(jī)構(gòu)、支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、會(huì)裝機(jī)構(gòu)、工作平臺(tái)及其調(diào)平機(jī)構(gòu)。 高空作業(yè)車的行走機(jī)構(gòu)就是通用或者專用汽車底盤。 1.3.2 金屬結(jié)構(gòu) 工作臂，回轉(zhuǎn)平臺(tái)，副架（機(jī)架梁，門架，支腿等）的金屬結(jié)構(gòu)是高空作業(yè)車輛的重要組成部分。高空作業(yè)車的部分工作機(jī)構(gòu)安裝或支撐在這些金屬結(jié)構(gòu)上。金屬結(jié)構(gòu)是作業(yè)車的骨干。它可以承受高空作業(yè)車在運(yùn)行過程中的重量和各種外部負(fù)載。 組成高空作業(yè)車金屬結(jié)構(gòu)的部件很多，其重量通常占整機(jī)重量的一半以上，鋼材消耗量大。 因此，高空作業(yè)車金屬結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，對(duì)于降低高空作業(yè)車的重量，提高作業(yè)性能，節(jié)約鋼材，提高高空作業(yè)車的可靠性具有重要意義。 1.3.3 控制系統(tǒng) 高空作業(yè)車控制系統(tǒng)是各種組織如何移動(dòng)的解決方案。 例如，動(dòng)力傳輸?shù)姆较颍?每個(gè)機(jī)構(gòu)的速度以及機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)和停止。 控制系統(tǒng)包括操縱器，執(zhí)行器和安全裝置。今天的高空卡車都是電動(dòng)和液壓操作的。 因此，控制裝置包括各種液壓操作閥和電控裝置以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)，速度，換向，制動(dòng)和停止。 執(zhí)行器包括液壓缸，回轉(zhuǎn)馬達(dá)， 油泵等，用于推動(dòng)結(jié)構(gòu)部件執(zhí)行動(dòng)作。 安全裝置包括各種傳感器，行程開關(guān)，警報(bào)器和液壓鎖定閥，以檢測(cè)危險(xiǎn)狀況并確保安全。 1.3.4 動(dòng)力傳動(dòng)裝置 動(dòng)力傳輸是高空作業(yè)車的動(dòng)力源。由于高空作業(yè)車采用車輛底盤作為行駛機(jī)構(gòu)， 通常不設(shè)置附加動(dòng)力源，而直接將車輛底盤引擎作為整車的動(dòng)力源。高空作業(yè)裝置所需動(dòng)力一般在 10?20kw 左右，卡車底盤發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力根據(jù)負(fù)荷從 50kw 變到 150kw 以上，高空作業(yè)裝置工作時(shí)不允許底盤操作，所以底盤發(fā)動(dòng)機(jī)的功率就足夠了。確保高空作業(yè)設(shè)備的工作。由于高空作業(yè)裝置需要的功率較小，通常大功率作業(yè)車采用變速箱側(cè)蓋的取力模式，通過安裝在側(cè)面的取力器去除發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力底盤傳動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)液壓油泵向高空作業(yè)裝置供油。取力器系統(tǒng)還配有控制裝置。當(dāng)?shù)妆P運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，取力器不輸出，液壓油泵不工作。當(dāng)需要高空作業(yè)時(shí)，取力器輸出和油泵工作。 1.4 本課題所研究的任務(wù) 改裝設(shè)計(jì)一種高空作業(yè)車。滿足專用汽車相關(guān)設(shè)計(jì)要求。 1、二類底盤的選擇（主要根據(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(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形尺寸、動(dòng)態(tài)匹配等決定）、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進(jìn)行二類底盤選型分析、產(chǎn)生具有實(shí)踐意義的選型總結(jié)。 2、要求進(jìn)行車輛的總體布置（盡量避免變動(dòng)汽車底盤各總成的位置、總成部件位置的變動(dòng)；盡量滿足專用汽車工作裝置性能要求，充分發(fā)揮專用功能；必須對(duì)裝載質(zhì)量、軸荷分配等參數(shù)進(jìn)行估算和校核；盡量避免工作裝置的布置對(duì)車架造成集中載荷，因采用副車架；盡量減少專用汽車的整車整備質(zhì)量；還應(yīng)符合相關(guān)法規(guī)的要求），用總布置草圖表達(dá)主要底盤部件的改動(dòng)和重要工作裝置的布置。 3、要求進(jìn)行舉升機(jī)構(gòu)、支腿機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，在正確計(jì)算的基礎(chǔ)上，完成部部件設(shè)計(jì)選型，要求工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高。 4、要求進(jìn)行裝卸裝置（作業(yè)平臺(tái)）設(shè)計(jì)計(jì)算選型。 5、完成總裝配圖，清楚表達(dá)設(shè)計(jì)。 6、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)。 本課題的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如圖表 1.1 所示： 表1.1 已知技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 數(shù)值 外形尺寸 6750 1950 2990(mm) 總質(zhì)量/整車整備質(zhì)量 5385Kg/5060Kg 功率 66KW 軸數(shù) 2 輪胎數(shù) 6 前/后輪距 1404mm 軸距 129.9213in 前懸 1032mm 接近/離去角 19°/16° 1.5 本課題研究的意義 由于高空作業(yè)車近幾年的快速發(fā)展，高空作業(yè)行業(yè)出現(xiàn)了部分車型產(chǎn)量過剩苗頭的同時(shí)，也存在著部分車型供不應(yīng)求、生產(chǎn)能力不足的現(xiàn)象，因此，結(jié)構(gòu)性過剩是當(dāng)前汽車工業(yè)產(chǎn)能過剩的基本特點(diǎn)，也是當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展存在的主要問題。高空作業(yè)車是汽車工業(yè)的一部分，它的發(fā)展中也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題，因此研究高空作業(yè)車的改裝技術(shù)，不僅可以推動(dòng)高空作業(yè)車行業(yè)的發(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。 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 總體設(shè)計(jì)要求 這次課題為設(shè)計(jì)一輛10米高的高空作業(yè)車。有如下幾點(diǎn)要求： （1）設(shè)計(jì)任務(wù)：改裝設(shè)計(jì)一輛10米高的高空作業(yè)車。 （2）作業(yè)車作業(yè)用途：工程建設(shè)、工業(yè)安裝、設(shè)備檢修。 （3）作業(yè)環(huán)境：經(jīng)常被用于搶修作業(yè)，而且大多數(shù)都是在作業(yè)環(huán)境比較差的室外或者是野外進(jìn)行作業(yè)，具有高適應(yīng)性且還應(yīng)具有高效率。 設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-1所示。 表2.1 作業(yè)車部分主要技術(shù)參數(shù) 最大作業(yè)幅度 2.2-2.8m 最大作業(yè)高度 10m 平臺(tái)額定載荷 200kg 支腿形式 H型 支腿數(shù)量 8個(gè) 回轉(zhuǎn)角度 360° 2.2 其他要求 1、當(dāng)作業(yè)車停止工作的時(shí)候，垂直方向上的支腿要能夠收回。 2、當(dāng)作業(yè)車停止工作的時(shí)候，水平方向上的支腿要能夠收回。 3、運(yùn)行過程中動(dòng)作要平穩(wěn)，確保安全，在滿足的前提下盡量減輕重量。 2.3 重點(diǎn)解決的問題 1、汽車底盤的選擇：采用EQ1050NJ20D3汽車底盤。 2、舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：采用兩節(jié)折疊臂。 3、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：采用10個(gè)液壓缸。 2.4 確定液壓缸布置的形式 由于整車整備質(zhì)量較大，汽車輪胎承受的壓力過大，作業(yè)車工作的時(shí)候應(yīng)有支腿支撐。本設(shè)計(jì)四個(gè)支腿采用 8 個(gè)液壓缸，水平方向 4 個(gè)，垂直方向上同樣 4 個(gè)。其中， 垂直支腿起到調(diào)平作業(yè)車的作用。水平支腿起到擴(kuò)大液壓支腿支撐范圍的作用。兩個(gè)折疊臂采用 2 個(gè)液壓缸，液壓缸將兩節(jié)折疊臂支撐起來，將工人送到對(duì)應(yīng)的高度工作。 整體設(shè)計(jì)圖如圖 2.1 圖2.1 高空作業(yè)車整體結(jié)構(gòu)圖 01-上臂液壓缸 02-上臂 03-下臂 04-下臂液壓缸 05-液壓馬達(dá) 06-轉(zhuǎn)臺(tái) 07-減速器 08-工作斗 09-副車架橫梁 10-后兩支腿垂直液壓缸 11-副車架縱梁 12-液壓泵 13-前兩支腿垂直液壓缸 14-取力器 2.5 本章小結(jié) 本章主要進(jìn)行設(shè)計(jì)程序的設(shè)計(jì)，以便可以清楚自己的設(shè)計(jì)思路，以便可能了解后面要設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法，為將來的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，本章是第一步，也是重要的一步。 第 3 章 底盤的選擇 3.1 高空作業(yè)車底盤的類型 根據(jù)整體性能，高空車輛的底盤可以分為通用汽車底盤和專用汽車底盤兩種，通用底盤即東風(fēng)汽車二類底盤。由于通用底盤（二類底盤）的價(jià)格低廉，它在中小型高空作業(yè)平臺(tái)中更為常用。 專用汽車底盤是根據(jù)高空作業(yè)車的要求專門設(shè)計(jì)和制造的。有三種不同的駕駛室布局。 一個(gè)是駕駛室前置（與平頭式貨車相同），第二個(gè)是偏置式駕駛室（軸距短、 視野良好），第三個(gè)是前懸下沉式駕駛室。[11]， 3.2 底盤的選擇 專用車底盤主要分為兩種類型和三種類型。第二類底盤是以整車為基礎(chǔ)拆卸車身; 第三種類型的底盤是從車輛上拆下集裝箱和駕駛室。選定底盤的質(zhì)量直接影響特種車輛的性能。在選擇汽車底盤時(shí)，主要根據(jù)專用車的用途，裝載質(zhì)量，使用條件，性能指標(biāo)，尺寸以及特殊裝置或設(shè)備的功率匹配情況。目前，80％的特種車輛使用第二種底盤進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。在選擇二級(jí)汽車底盤進(jìn)行改造設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)鍵的工作是整車的整體布局以及具有特殊工作要求的設(shè)備設(shè)計(jì)。只有對(duì)底盤進(jìn)行輔助性能分析和必要的強(qiáng)度檢查才能確保改裝后的車輛性能基本接近底盤以實(shí)現(xiàn)合理匹配。 汽車的主要參數(shù)有尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)以及汽車性能參數(shù)，選擇底盤主要參照了車的質(zhì)量參數(shù)。中型載貨汽車的總質(zhì)量在3000kg-15000kg之間，而我們的作業(yè)車總質(zhì) 量為 5385kg ，因此屬于中型載貨汽車，選擇二類底盤，一是可以節(jié)省成本，二是也 滿足尺寸載重各方面的要求，二類底盤中選擇東風(fēng)汽車EQ1050NJ20D3底盤。 EQ1050NJ20D3的技術(shù)參數(shù)如表3.2所示。 技術(shù)參數(shù) 數(shù)值 總質(zhì)量 5385Kg 整備質(zhì)量 5060kg 軸數(shù) 2 功率 66kw 前輪距 1404mm 輪胎數(shù) 6 后懸 2018mm 前懸 1032mm 軸距 3300mm 3.3 本章小結(jié) 這一章主要是針對(duì)高空作業(yè)車底盤的選擇進(jìn)行了研究，明白了專用汽車底盤的選擇主要就是看汽車的總質(zhì)量。了解了為啥選用二類底盤以及二類底盤的優(yōu)點(diǎn)。 19 第 4 章 高空作業(yè)車車臂的設(shè)計(jì) 4.1 材料的選擇 參考同等高度的車型，選擇Q235鋼（低碳鋼）。這種材料具有良好的焊接和成型性能，且具有一定的強(qiáng)度，價(jià)格低廉，適合10米高的小型高空作業(yè)車。參考相同高度 的作業(yè)車鋼板的厚度t = 4mm 。其屈服強(qiáng)度σ s = 235MPa ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知塑性 材料一般來說取n=1.2 ~ 2.5，不妨取安全系數(shù)n =1.33[16] 。根據(jù)計(jì)算可得： [σ] = σ s n = 235 =176.69MPa ； 1.33 [τ] = [σ] = 176.69 =102.1MPa 。 3 4.2 上下臂長度的計(jì)算 本課題設(shè)計(jì)的高空作業(yè)臂有兩節(jié)折疊臂，同時(shí)要求作業(yè)高度 10 米。作業(yè)臂的仰角通常是 30°~75°。本設(shè)計(jì)上臂仰角就取 75°，下臂取 35°，此時(shí)上下臂的舉升高度為 7640mm。 上下臂舉升的最大位置如圖 4.1 所示。 圖4.1 上下臂舉升的最大位置 設(shè)上臂為CB，設(shè)下臂為BA。 由余弦定理可得： BC sin 75o + AB sin 35o = 7.64m  （4.1） 另外上臂還應(yīng)裝有工作平臺(tái)：CB>BA （4.2） 所以取 BC = 5.15mm , AB = 4.646mm 。 4.3 確定上臂液壓缸的位置 設(shè)FE為上臂液壓缸。 不妨取 BE =1300mm , BF = 306mm 由余弦定理可知: EF 2 = BE 2 + BF 2 - 2BE ?BF cos110 o EF 2 =13002 + 3062 - 2 ×1300 ×306 ×cos110 o EF =1434mm 4.4 確定下臂液壓缸的位置 設(shè) GH 為下臂液壓缸。 不妨取AH = 718mm ， AG = 1200mm ，∠HAG = 80o 由余弦定理可得: HG 2 = AG 2 + AH 2 - 2AG ? AH cos 80o HG = 1280mm 4.5 確定上臂截面尺寸大小 上下臂的一種工作位置狀態(tài)如圖 4.2 所示。此時(shí)上臂處于水平位置。 圖4.2 上下臂工作水平位置狀態(tài) 假設(shè)工作斗長×寬×高(L ×B ×H ) = 700 ×800 ×1000mm3 ，質(zhì)量為100 Kg 。 4.5.1 對(duì)上臂進(jìn)行受力分析 對(duì)作業(yè)臂進(jìn)行受力分析，直接找出受力最大的情況即可，若此時(shí)滿足要求，其他情況自然而然也就滿足要求了。 圖4.3 上臂受力分析圖與剪力彎矩圖 取上臂自重G1 = 800kg(同類車型) ×9.8 = 7.84KN G = (100 + 200) ×9.8 = 2.94KN 由余弦定理可得： EF 2 = BF 2 + BE 2 - 2BE ?BFcos35o EF 2 = 3062 +13002 - 2 ×1300 ×306 ×cos35o EF =106mm BF 2 = BE 2 + EF 2 - 2BE ?EFcosθ cosθ = 0.986 ， sinθ= 0.165 對(duì)B點(diǎn)取矩 : l = BE sin θ = 1300 × 0.165 = 214.5mm FE ?l = G1 ?BC + G （? BC + 350） 2  （4.3） 由上式計(jì)算得： FE =169KN FBX = FE cos θ =169 ×0.986 =166KN FEy = FE sinθ= 28KN FBy = 28 - 7.84 - 2.94 =17.22KN 4.5.2 確定上臂截面尺寸大小 梁的截面高度按強(qiáng)度計(jì)算公式： H = （4.4） 式中：W -抗彎截面系數(shù)； t -梁的厚度。 最大彎矩M max = 17.22 ×1.3 = 22.4KN ? m 上臂所需的抗彎截面系數(shù)W = M max [ σ ] 22.4×103 = 176.69×106  = 0.00013m3` 上臂的截面圖如圖4.4所示 根據(jù)式4.4： H = = （上下臂厚度都為t） （4.5） 將W = 0.00013m3 和t = 4mm 代入上式4.5得: 上臂高H =  = m H =140mm h = H - 2t  （4.6） 計(jì)算得h =132mm BH 3 W = - 6H bh3 6H  （4.7） 把b = B - 2t, W, H, h 代入公式（4.7）得： 0.00013 = 解之得，上臂梁寬度： B = 205mm b = B - 2t =197mm B ×0.143 6 ×0.14 (B - 0.008) ×0.1323 - 6 ×0.14 4.5.3 對(duì)上臂進(jìn)行強(qiáng)度校核 上臂梁BE段正應(yīng)力σ = FBX A 梁的截面積A = BH - bh  （4.8） （4.9） 由公式（4.8）得 A = 0.0287 - 0.026 = 0.0027m 2 F BX =166KN 由公式（4.9）得上臂梁的最大正應(yīng)力σ =  166 ×103 N 0.0027  m 2 = 61.5MPa ≤[σ]顯然符合。 Z Q 在截面BE上所受的切應(yīng)力τ = F ? S *  （4.10） 2I Z ? t 截面BE的最大靜矩S * = A y - A y （4.11） Z 1 1 2 2 由公式（4.11）得： S *  = 0.205 ×0.14 0.14 - 0.197 ×0.132 0.132 Z × 2 × 2 S Z * = 0.000293m3 Z軸慣性矩I Z = BH 3 - bh3 12  （4.12） -6 4 由公式（4.12）得： I Z = 9 ×10 m 圖4.5 上臂的慣性矩圖 由公式（4.10）可得上臂梁的最大切應(yīng)力τ = 滿足。 17.22 ×103 ×0.000293 2 ×0.004 ×9 ×10-6  = 70.1MPa ≤  [τ] 上臂梁的局部穩(wěn)定性校核 b = 197 ≈ 1.49 ≈ 強(qiáng)度最大，滿足。 h 上臂梁的整體穩(wěn)定性校核W A 132 13 ×10-5 = ≈ 0.0027  0.048mm在(0.2 ~ 0.3)B之間，滿足。 4.6 確定下臂截面尺寸大小 4.6.1 對(duì)下臂進(jìn)行受力分析 圖4.6是上下臂工作位置的另外一種狀態(tài)，此時(shí)下臂處于水平位置，受到的力最大。 已知 AH = 718mm ， AG =1200mm ， 由余弦定理可知： HG 2 = AG 2 + AH 2 - 2 AG ?AHcos45o HG = 859mm AH 2 = AG 2 + HG 2 - 2 AG ?HGcosθ cosθ = 0.8 ， sin θ = 0.6 l = AG ?sinθ= 720mm 720F = 7.84 4646 + 7.84 ×4646 - 7.84 5150 cos 75o + 2.9（4 4646 - 5150cos75o - 350） 1 × 2 × 2 F1 = 80.7KN FAy FAX = F1 ?sinθ- 2.94 - 2 ×7.84 = 29.8KN = F1 cosθ= 64.56KN L =1300 sin φ =1300 ×0.165 = 214.5mm 214.5F = 7.84 5150 sin15o + 2.94 ×5150 sin15 o 可得： F = 42.6KN 2 × 2 2 下圖4.8為下臂的受力分析圖及剪力彎矩圖。 F = F - F cos84.5o - F cosθ BX AX 2 1 FBX = -4.1KN F = F - F - F sin 84.5o - 7.84 By 1 y Ay 2 FBy = -34.56KN 4.6.2計(jì)算下臂的截面尺寸 最大彎矩M 1max = 29.8 ×1.2 = 35.76KN ?m M 2 max = 31.62 ×0.306 = 9.7KN ?m 下臂所需的抗彎截面系數(shù)W = M 1max [σ] 35.76 ×103 = 176.69 ×106 = 0.0002m3 圖4.9 下臂的截面圖 按強(qiáng)度條件： H 0 = = （上下臂厚度都為t） （4.14） 因此把計(jì)算所得的截面系數(shù)W = 0.0002m3 和t = 4mm 代入公式（4.14）得： 可得下臂高 H 0 = H 0 =150mm h0 = H 0 - 2t （4.15） h0 =142mm [16]  B H 3  b h3 型鋼的抗彎截面系數(shù) W = 0 0 6H 0 - 0 0 6H 0 （4.16） 把b0 = B0 - 2t, W, H 0 , h0 代入公式（4.16）得： B ×0.153 (B - 0.008) ×0.1423 0.0002 = 0 - 0 可得下臂梁的寬度： B0 = 219mm 6 ×0.15 6 ×0.15 b0 = B0 - 2t = 211mm 4.6.3對(duì)下臂進(jìn)行強(qiáng)度校核 確定下臂梁的尺寸后，應(yīng)處理其強(qiáng)度，局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性效應(yīng)核心。若不符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該重新設(shè)計(jì)。 下臂梁正應(yīng)力[5] σ = FAX A 梁的截面積 A = 0.03285 - 0.02996 = 0.0029m 2 （4.17） F AX = 64.56KN 由公式（4.17）得下臂梁的最大正應(yīng)力σ =  64.56 ×103 N 0.0029  m 2 = 22.3MPa ≤[σ]  滿足。 Z * 下臂截面上所受的切應(yīng)力[2] τ= FQ ?S 2I Z ?t  （4.18） 下臂截面的最大靜矩[16] S * = A y - A y （4.19） 29 Z 1 1 2 2 由公式（4.19）得： S *  = 0.219 ×0.15 0.15 - 0.211 ×0.142 0.142 Z × 2 × 2 S Z * = 0.000337m3 B H 3 - b h 3 I = 0 0 0 0 Z 12 （4.20） -6 4 得： I Z =14 ×10 m 圖4.10 下臂的慣性矩圖 由公式（4.18）可得下臂梁的最大切應(yīng)力τ = 滿足。 31.62 ×103 ×0.000337 2 ×0.004 ×14 ×10-6 = 95.1MPa ≤[τ] 下臂梁的局部穩(wěn)定性校核 b = 211 ≈ 1.49 ≈ 強(qiáng)度最大，滿足。 h 142 W 15 ×10-5 下臂梁的整體穩(wěn)定性校核 = A 4.7本章小結(jié) ≈ 0.0029 0.052mm在(0.2 ~ 0.3)B0之間，滿足。 本章設(shè)計(jì)計(jì)算了高空作業(yè)臂的截面高度，寬度，并進(jìn)行了校核。這一章也進(jìn)行了上下臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用Solidworks畫了圖。同樣的，這一章的計(jì)算也是下面第5章液壓系統(tǒng)的鋪墊，本章中的計(jì)算結(jié)果可以直接引用。 上下臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4.11和4.12所示。裝配圖如圖4.13所示。 圖4.11 上臂設(shè)計(jì)圖 圖4.12 下臂設(shè)計(jì)圖 圖4.13 上下臂裝配圖 第 5 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1.1 下臂液壓缸的最大載荷 由圖5.1 圖 5.1 上下臂工作位置狀態(tài)二 僅對(duì)下臂受力分析可知FG = 43.6KN 。 緊接著，下臂液壓缸受到的最大載荷 F下max = 80.7KN 。（是受到狀態(tài)一、二確定的） 5.1.2 上臂液壓缸的最大載荷 F上max =169KN 。（是受到狀態(tài)三確定的） 5.1.3 支腿液壓缸的最大載荷 （1）打開支腿時(shí)，如圖5.2所示： 支腿橫向跨距a ≥ Gb r + ( Q + q )R + G1L1 G1 + G2 + Gb + ( Q + q )k  （5.1） 式中： G1 為轉(zhuǎn)臺(tái)重力（N）； G2 為地盤重力（N）； Gb 為 臂 架 重 力 （N）； q 為作業(yè)平臺(tái)重力（N）； Q 為作業(yè)平臺(tái)的標(biāo)定重力（N）； L1 為轉(zhuǎn)臺(tái)重力中心至回轉(zhuǎn)中心的距離（m）； r 為臂架重力中心至回轉(zhuǎn)中心的距離（m）； r 為作業(yè)半徑（臂幅）（m）。 由公式（5.1）得： 7.84[ 4646 - (4646 - 5150 cos75o )] + (4646 - 5150cos75o ) ×2.94 - 0 a ≥ a ≥ 1.2m 不妨取a =1.5mm, 2 2 那么2a = 3.0mm  5060 ×9.8 而底盤重G2 = 27.7KN ， L2 = 803.7mm G b1 = a - 1  + G 2 G 2 L 2 + G B  + (q + Q)  （5.2） 由公式（5.2）可得： b1 =1500 - 803.7 ×27.7 =1045mm 5060 ×9.8 G b2 = a + 1  + G 2 G 2 L 2 + G B  + (q + Q)  （5.3） 由公式（5.3）可得： b2 =1955mm 故前面兩個(gè)支腿的反力 R1 (R2 ) R = R = 1 G b1  （5.4） 1 2 2  總 b1 + b 2 由公式（5.4）可得： R1 = R2 = 919N 后面兩個(gè)支腿的反力 R3 (R4 ) 總 R = R = 1 G b 2  （5.5） 3 4 2 b1 + b 2 由公式（5.5）得： R3 = R4 =17195N （2）最大載荷時(shí)支腿力的計(jì)算 該作業(yè)車工作的時(shí)候，四個(gè)支腿上會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣不僅會(huì)產(chǎn)生支反力，還會(huì)產(chǎn)生多余的合外力矩，這種情況分成三種狀態(tài)討論。 ①工作面產(chǎn)生的附加力矩為M 1 = 80.7 ×0.72KN ?m = 58.1KN ?m 另外產(chǎn)生的附加支反力2ΔR = M 1 ; LH LH = 3m ΔR = M 1 = 9683N 2LH 2 ②工作面產(chǎn)生的附加力矩為M = 43.6 ×1.2 sin 29o KN ?m = 25.4KN ?m 此外產(chǎn)生的附加支反力2ΔR = M 2 ; LH LH = 3m ③：與狀態(tài)二相同。 ΔR = M 2 = 4233N 2LH 綜上所述，狀態(tài)一是最危險(xiǎn)的情況，就按照狀態(tài)一去算。 ΔR ' = 1045 ×9683N = 3373N 1 2 ΔR ' 3000 = 1955 ×9683N = 6310N 3000 3 因此，在支腿處的液壓缸最大封閉壓力為： R ' = R ' =17195 + 6310 = 23505N 4 R ' 支腿腳的接地面積 A ≥ 3 = [σd ] 23505 1.6 mm 2 =14690mm 2 r ≥ 68mm 5.1.4 確定系統(tǒng)工作壓力 借鑒其他同種作業(yè)車，一般來說，機(jī)械車帶有輕量化設(shè)計(jì)的要求最好使用中壓系 統(tǒng)，取16 - 20MPa 。本設(shè)計(jì)的載重量并不大，因此就取 16MPa。即P =16MPa 。 5.1.5 確定液壓缸的內(nèi)徑 由 D =  （5.6） 式中ΔP = P - P0 = 16 - 0.5 = 15.5MPa 查閱手冊(cè)可得密封效率ηt = 0.95 1、確定上支臂液壓缸內(nèi)徑 由公式5.6得：D1 = = = 120.9mm 要取整， 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取D1 = 2、確定下支臂液壓缸內(nèi)徑  125mm 由公式5.6得：D2 = = = 83.6mm 要取整， 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取D2 = 3、確定支腿液壓缸內(nèi)徑 100mm 由公式5.6得：D3 = = = 45.1mm 要取整， 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取D3 = 50mm 5.1.6 液壓缸缸筒壁厚和外徑計(jì)算 由上面的計(jì)算可知液壓缸的內(nèi)徑，還剩下液壓缸的外徑，經(jīng)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： 1 D ' =152mm D 2 ' =127mm D 3 ' = 63.5mm 由此可得液壓缸的壁厚δ1 =13.5mm δ2 =13.5mm δ3 = 6.75mm 5.1.7 確定液壓缸最大密封壓強(qiáng)和壁厚的校核 1、液壓缸最大密封壓強(qiáng)[16] P =  Fmax  （5.7） π?D 2 4 上式 Fmax 為液壓缸的最大載荷，（N）； 。 由公式（5.7）計(jì)算可得上支臂液壓缸的最大密封壓強(qiáng)： P = F上max = 169000  =13.8MPa 上max π ?D 2 4 1 3.14 4 ×1252 同樣的，下支臂液壓缸的最大密封壓強(qiáng)： P = F下max = 80700  =10.3MPa 下max π ?D 2 4 2 3.14 4 ×1002 同理可得支腿液壓缸的最大密封壓強(qiáng)： P = F支max = 23505  =12MPa 2、壁厚的校核 支max π ?D 2 4 3 3.14 4 ×502 壁厚的校核方式有三種，要看d / D 的比值， （1）當(dāng)δ/ D ≤ 0.08 時(shí)，按以下公式計(jì)算校核： δ0 ≥ Pmax ?D 2[σ]  （5.8） （2）當(dāng)δ / D = 0.08 ~ 0.3 時(shí)，按以下公式計(jì)算校核： δ0 ≥ Pmax ?D 2.3[σ] - 3Pmaz  （5.9） （3）當(dāng)δ / D ≥ 0.3時(shí)，按以下公式計(jì)算校核： D δ0 ≥ 2 [ ]  （5.10） 式中： Pmaz 為液壓缸最大密封壓強(qiáng)，單位MPa ； D 為液壓缸內(nèi)徑，單位m 。 至于液壓缸的材料，經(jīng)選擇，為45鋼，查機(jī)械手冊(cè)得σb = 610MPa ，安全系數(shù)n=5。 45鋼的許用應(yīng)力[σ] = σb n = 610 =122MPa 5 壁厚d = d0 + C1 + C2 （5.11） C1 為缸筒外徑公差余量； 。 通常情況下， C1 + C2 取0.002 m 由公式（5.11）得： δ0上 =13.5 - 2 =11.5mm δ0下 =13.5 - 2 =11.5mm δ0支 = 6.75 - 2 = 4.75mm 對(duì)于上臂的液壓缸來說： δ1 = 13.5 = 0.108在0.08 ~ 0.3中 D1 125 由公式（5.9）得： P上max ?D1 2.3[σ. - 3P上maz = 13.8 ×0.125 2.3 ×122 - 3 ×13.8 = 0.007m < δ0上 合格； δ2 = 13.5 = 0.135在0.08 ~ 0.3中 D2 100 由公式（5.9）得： P下max ?D2 2.3[σ. - 3P下maz = 10.3 ×0.1 2.3 ×122 - 3 ×10.3 = 0.004m < δ0下 合格； 對(duì)于支腿的液壓缸壁厚來說： δ3 = 6.75 =