10米高空作业车改装设计【汽车类】【11张CAD图纸】【优秀】

10米高空作业车改装设计

60页 18000字数+说明书+任务书+开题报告+11张CAD图纸【详情如下】

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10米高空作业车改装设计开题报告.doc

10米高空作业车改装设计说明书.doc

摘    要

　　　高空作业车是目前最常见的专用汽车之一。由于高空作业车近几年的快速发展，高空作业行业出现了部分车型产量过剩苗头的同时，也存在着部分车型供不应求、生产能力不足的现象，因此，结构性过剩是当前汽车工业产能过剩的基本特点，也是当前汽车工业发展存在的主要问题。高空作业车是汽车工业的一部分，它的发展中也会出现同样的问题，因此研究高空作业车的改装技术，不仅可以推动高空作业车行业的发展，而且对于推动专用汽车行业的发展，调整企业产品开发战略无疑具有重要意义。在这次的设计工作中,我主要设计了一种折叠臂的高空作业车,主要以上、下臂，转台，液压部分为研究对象。

　　　本设计主要设计的是作业高度为10米的高空作业车，在满足作业高度的前提下，对高空作业臂，转台，液压部分进行设计：首先根据使用要求选择作业臂材料的类型；其次根据最大作业高度确定上、下臂的长度；再经过受力分析利用强度来确定臂的截面尺寸及油缸的铰接位置；再进行强度、刚度、稳定性的校核，查看作业臂的尺寸是否符合要求；转台和液压部分同样原理也要进行计算与校核。

关键词：高空作业车；高空作业臂；转台；液压系统；改装设计

ABSTRACT

　　　Operating vehicle height is the most common one of the special vehicle. In recent years ,because the aerial work vehicle the rapid development, aerial work industry appeared part models yield, but also excess symptom exist in demand, production capacity part models, therefore, the phenomenon of insufficient structural surplus is the auto industry excess capacity, but also the present the basic characteristics are the main developing automobile industry. Aloft work vehicle is part of the auto industry, and its development will also be the same problem, so the aloft work vehicle modified technique, not only can promote the development of the car industry aerial work, and to promote the development of specialized automobile industry, adjust enterprise product development strategy of great significance. In this design work, I design a folding arm of the high-altitude vehicles. Main above, upper and lower arm, turntable, hydraulic parts as the research object.

　　　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.

Key words: Aloft work vehicle；Aloft work arm；Turntable；Hydraulic system；Modification design

目录

摘    要I

AbstractII

第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 高空作业车的发展现状2

1.3 高空作业车的组成5

1.3.1 工作装置5

1.3.2 金属结构5

1.3.3 控制系统5

1.3.4 动力传动装置5

1.4 本课题所研究的任务6

1.5 本课题研究的意义6

第2章 确定设计方案8

2.1 总体设计要求8

2.2 动作要求8

2.3 技术性能要求8

2.4 总体设计方案8

2.5 确定执行元件的形式9

2.6 整体设计结构图9

2.7 本章小结9

第3章 底盘的选择10

3.1 高空作业车底盘的类型10

3.2 底盘的选择10

3.3 本章小结11

第4章 高空作业车臂的设计12

4.1 材料的选择12

4.2 计算上、下臂的长度12

4.3 确定液压缸铰点的位置13

4.3.1 确定上臂液压缸铰点的位置13

4.3.2 确定下臂液压缸铰点的位置13

4.4 上臂截面尺寸的确定13

4.4.1 对上臂进行受力分析14

4.4.2 计算上臂截面尺寸15

4.4.3 对上臂进行强度校核16

4.5 下臂截面尺寸的确定17

4.5.1 对下臂进行受力分析17

4.5.2 计算下臂的截面尺寸19

4.5.3 对下臂进行强度校核20

4.6 本章小结21

第5章 高空作业车转台结构的设计22

5.1 高空作业车转台总体结构设计22

5.2 转台的受力分析27

5.2.1 转台的自重27

5.2.2 转台受到的其余的力29

5.3 回转支承装置的计算29

5.3.1 回转支承的计算载荷29

5.3.2 转盘式回转支承装置的计算30

5.3.3 按承载能力确定圆柱滚子数目30

5.4 传动齿轮的计算31

5.4.1 选择齿轮材料31

5.4.2 选择齿轮齿数和齿宽系数31

5.4.3 确定轮齿的许用应力32

5.4.4 齿面接触强度设计32

5.4.5 确定模数和齿宽32

5.4.6 验算齿根的弯曲强度33

5.4.7 传动齿轮的几何尺寸33

5.5 本章小结33

第6章 液压系统的设计34

6.1 液压缸的设计计算34

6.1.1 液压缸的最大载荷34

6.1.2 确定系统工作压力37

6.1.3 液压缸内径计算37

6.1.4 液压缸缸筒壁厚和外径计算37

6.1.5 液压缸最大密封压强得计算和壁厚的校核38

6.1.6 液压缸活塞杆直径40

6.1.7 液压缸活塞缸强度校核40

6.1.8 液压缸活塞杆稳定性校核41

6.1.9 液压缸的选择42

6.2 液压马达的选取42

6.3 液压泵的选择42

6.4其他辅助元件的选择43

6.4.1 油箱43

6.4.2 联轴器43

6.4.3 各种液压阀44

6.5 本章小结44

第7章 其余部分设计与选择45

7.1 副车架的选择与计算45

7.1.1 副车架外形设计45

7.1.2 副车架选材45

7.1.3 副车架的校核45

7.2 销和螺栓的校核与计算48

7.3 钢丝绳的选择与计算49

7.3.1 钢丝绳的计算与校核49

7.3.2 钢丝绳接头的压制方法51

7.4 本章小结51

结    论52

参考文献53

致    谢54

附    录55

第1章 绪    论

1.1 概述

　　　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，是将高空作业装置安装在汽车底盘上组成的一种重要工程机械。近年来，工程机械发展速度快。其主要原因:一是我国在改革开放政策指引下，经济发展快，对工程机械的需要增多；二是从中央到地方给与发展的优惠政策，增加资金注入，加以扶植；三是引进国外多项先进技术，经过消化吸收，产品技术水平提高;四是，企业经过组织结构调整，相互合作，并在竞争中促使相互提高。高空作业装置包括工作臂、回转平台、副车架、工作斗、液压系统和操纵装置等。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，具有汽车的行驶通过性能，机动灵活，行驶速度高，可快速转移，转移到作业场地后能迅速投入工作，因此被越来越多的应用在工程建设、工业安装、设备检修、物业管理、航空、船舶、石化、电力、影视、市政、园林等许多行业，是近几年来国内发展最快的专用汽车产品之一。但是国内生产制造的高空作业机械同国外同类型高空作业机械产品相比仍有一定差距，主要表现为技术含量低、大型的较少、结构笨重、作业时微动性能差等问题。1.3.4 动力传动装置

　　　动力传动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。高空作业装置需要的功率不大，一般约 10~20kw，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，且高空作业装置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装置工作。因为高空作业装置需要功率不大，通常高空作业车采用变速箱侧盖取力方式，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 本课题所研究的任务

　　　改装设计一种高空作业车。满足专用汽车相关设计要求。

1、要求正确进行二类底盘的选择（主要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、动态匹配等决定）、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结。

2、要求进行车辆的总体布置（尽量避免变动汽车地盘各总成的位置、总成部件位置的变动；尽量满足专用汽车工作装置性能要求，充分发挥专用功能；必须对装载质量、轴荷分配等参数进行估算和校核；尽量避免工作装置的布置对车架造成集中载荷，因采用副车架；尽量减少专用汽车的整车整备质量；还应符合相关法规的要求），用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置。

3、要求进行举升机构、支腿机构的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高。

4、要求进行装卸装置（作业平台）设计计算选型。

5、完成总装配图，清楚表达设计。

6、要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。

表1.1  已知技术参数

技术参数数值

外形尺寸675019502990(mm)

总质量/整车整备质量5385Kg/5060Kg

功率66KW

轴数2

轮胎数6

前/后轮距1404mm

轴距129.9213in

前悬1032mm

接近/离去角19°/16°

1.5 本课题研究的意义

　　　由于高空作业车近几年的快速发展，高空作业行业出现了部分车型产量过剩苗头的同时，也存在着部分车型供不应求、生产能力不足的现象，因此，结构性过剩是当前汽车工业产能过剩的基本特点，也是当前汽车工业发展存在的主要问题。高空作业车是汽车工业的一部分，它的发展中也会出现同样的问题，因此研究高空作业车的改装技术，不仅可以推动高空作业车行业的发展，而且对于推动专用汽车行业的发展，调整企业产品开发战略无疑具有重要意义。

第2章 确定设计方案

2.1 总体设计要求

　　　本毕业设计要求设计一辆高为10米高空作业车，其具体要求如下：

1、设计任务：10米高空作业车的改装设计。

2、机器用途：通用型，适用于建筑、安装、管道铺设等高空作业。

3、工作环境：风力六级以下，温度-20～30℃，无腐蚀性极易爆易燃性气体。

表2.1  作业部分主要技术参数

最大作业高度10-10.5m

回转角度360°

额定平台载荷200kg

操作方式下操作、上操作可以任意选择

支腿形式/数量H型/8

最大作业幅度2.3-2.75m

2.2 动作要求

1、回转台左右均可以全周回转360°。

2、起升和旋转可以同时进行且互不干涉。

3、垂直支腿在高空作业车非工作状态下可以自由缩放。

4、水平支腿在高空作业车非工作状态下可以自由的扩放支腿的支承范围。

5、制动器可以随时制动回转马达的转动。

2.3 技术性能要求

　　　动作平稳、安全可靠、操作方便、体积小、自重轻。

2.4 总体设计方案

1、本车采用EQ1050NJ20D3汽车底盘改装。

2、本车各机构（不包括作业平台）均采用液压传动。

3、举升机构采用两节折叠臂形式。

4、支腿机构采用8个液压缸的H形支腿。

5、转台的设计。

6、液压系统的设计。

2.5 确定执行元件的形式

　　　四只支腿：采用8个液压缸。水平4个，垂直4个。其中，水平支腿用来将液压缸推出，直至适当位置，从而扩大液压支腿的支承范围。而垂直支腿则用于将高空作业车调平，其中，前两支腿和后两个支腿可以分别运动，而不互相干扰。

　　　两只支臂：采用液压缸2个。两支臂液压缸用来将两个支臂支承起来，从而将工作人员送至相应的高度进行工作。

　　　回转机构：采用液压马达。液压马达经减速器将动力传递到回转小齿轮上，小齿轮带动回转支承上的大齿圈，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平面作业范围又扩大为一定空间的作业范围。3.1 高空作业车底盘的类型

　　　高空作业车底盘按总体性能可分为通用汽车底盘、专用汽车底盘二种。通用汽车底盘指通用汽车的二类底盘。由于原汽车车架的强度和刚度满足不了作业时的要求，故需要在原汽车底盘上增设副车架以实现对上车的支撑，所以整个高空作业车的重心较高，重量也较大，从而导致整机性能下降。但由于通用底盘的价格较低，在中小型的高空作业车上比较常用。

　　　专用的汽车底盘是按高空作业车要求专门设计制造的。专用底盘轴距较长，车架刚性好，其驾驶室的布置有三种形式，一是正置驾驶室 (与通用汽车一样)，二是侧置的偏头式驾驶室，三是前悬下沉式驾驶室。

3.2 底盘的选择

　　　由已知的参数可知，汽车的总质量为5385Kg，在3.5到12t之间，属于类，即属于中型的载货机动车，故选用二类底盘（通用汽车底盘）。选用二类底盘不但可以缩短开发周期，而且也降低了制造的成本，再根据已知条件中给的整车整备质量、轴数、轴距、外型尺寸等，在查取的二类底盘中选用了EQ1050NJ20D3的货车底盘。

表3.2 EQ1050NJ20D3的技术参数

技术参数数值

总质量/整车整备质量5385Kg/5060Kg

功率66KW

轴数2

轮胎数6

前轮距1404mm

前悬1032mm

后悬2018mm

轴距3300mm

接近角19°

续表

技术参数数值

最小转弯直径13m

轮胎规格7.0R16/6.5R16

3.3 本章小结

　　　本章进行的高空作业车地盘的选取，通过本章可以使大家了解地盘的分类，掌握高空作业车为什么要选用二类底盘和选用二类底盘的方法。本章也是画高空作业车装配图的第一步。　　　高空作业车是一种具有多种作用的工程机械，是专用汽车中的一种，其优点是操纵灵活，方便，可靠。

　　　本设计中的高空作业车主要是把人举到指定位置进行高空作业，在目前国内外各种高空作业车的发展趋势和现状的基础上，主要是对高空作业车的工作臂、转台、液压部分进行了总体的设计计算和必要的校核，通过本次设计，可以使大家更加清楚的了解高空作业车的内部结构和其重要零部件的计算方法与选择的原则。但对于此设计中的高空作业车用于实现实际的高空作业还必须要做大量的工作，必须通过对高空作业车建模和实际的高空作业才能检验出设计的是否正确，如有差错，还必须进一步的精确计算、设计与建模，再实际检测，直到找出错误原因，进行改善，最终使设计的高空作业车能够完成实际的高空作业要求。

　　　总之，本设计中的高空作业车就其作业安全性，技术可靠性和使用性能来说还是可以的，但是由于水平有限，在设计中存在漏洞和错误是不可避免的，请老师谅解并给与改正。

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