人人文库网 > 毕业设计 > 毕业论文 > 车载式高空作业平台的结构设计【7张图/16500字】【优秀机械毕业设计论文】

说明书.doc

车载式高空作业平台的结构设计【7张图/16500字】【优秀机械毕业设计论文】

资源目录

车载式高空作业平台的结构设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

说明书.doc---(点击预览)

计划周记进度检查表.xls---(点击预览)

英文资料.doc---(点击预览)

开题报告.doc---(点击预览)

A0-装配图.dwg

A1-旋转机.dwg

A2-伸缩臂零件图.dwg

A2-回转平台.dwg

A2-工作斗.dwg

A2-液压缸.dwg

A4-传动齿轮.dwg

压缩包内文档预览：(预览前20页/共45页)

编号：610894 类型：共享资源大小：3.18MB 格式：RAR 上传时间：2016-03-01 上传人：木*** IP属地：江苏

50
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 车载高空作业平台结构设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。45页。16500字左右。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。
外文翻译一份。

图纸共7张，如下所示
A0-装配图.dwg
A1-旋转机.dwg
A2-伸缩臂零件图.dwg
A2-回转平台.dwg
A2-工作斗.dwg
A2-液压缸.dwg
A4-传动齿轮.dwg

毕业设计论文任务书
一、题目及专题：
1、题目　车载式高空作业平台的结构设计　　
2、专题　　
二、课题来源及选题依据
高空作业平台是用来运送操作人员和工作设备到指定高度进行作业的特种车辆。随着城市化进程的加快，市政建设、城市电力、装饰物等各种养护作业需要大量的高空作业装备。高空作业平台作为一种系列化的工程机械设备，还广泛应用于船舶、建筑、消防、港口货运等行业。近几年来，随着高空作业领域的不断扩展，对高空作业平台的需求量也日益增加，对高空作业平台的举升高度的要求也越来越高。因此，对高空作业平台的工作可靠性、平稳性、安全性等要求也越来越高。
车载式高空作业平台是近年来应用比较广泛的高空作业平台，它由升降台和汽车配套改装而成的，采用H型液压支腿，能保证机器了升降的稳定和作业的安全。适用于工作面广和幅度大的高空作业，产品具有作业范围大，持续作业时间长等优点，特别适合于野外路桥检修、路灯检修等工作环境。

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
① 了解高空作业平台的工作原理，以及近十年来的国内外研究发展
状况；
② 完成车载式高空作业平台的总体方案设计及零部件的设计；
③ 完成有关零部件的选型计算、结构强度校核；
④ 完成高空作业车的液压油缸的选型设计;
⑤ 掌握用积分法对结构进行强度、刚度校核的能力；
摘要

本课题首先对国内外高空作业车的发展进行了概括，提出了发展中的不足，简要介绍了高空作业车的组成，然后对目前国内生产技术不完善的混合臂和伸缩臂式高空作业车的关键结构进行了设计，同时对工作斗调平技术和液压系统等关键技术进行了研究分析。重点研究了伸缩臂的结构、运动特点，并对其进行了强度校核。根据高空作业车安全性要求高，工作幅度大，结构复杂等特点，提出了工作臂、副车架以及工作斗调平机构的研究设计方法。该课题以混合臂式高空作业车为研究对象，详细阐述了伸缩臂的结构设计、变形研究；副车架结构设计、工作稳定性分析；高空作业车的工作斗调平系统的研究分析；液压系统的设计计算。课题采用积分法对伸缩臂结构进行应力分析、变形分析。最后，对研究分析结果进行了试验和验证，将试验结果和理论分析结果进行了对比，通过对比分析进一步验证了本文提出的设计方法，对于同类型高空作业车研究计算，具有一定的参考价值。

关键词：高空作业车；结构设计；调平系统研究；液压缸

Abstract
This paper arranged as follows. The first part is the summary of the development of aerial working platform at home and abroad, and put forward some shortages during the development. There is a brief introduction of the component parts of the aerial working platform. This paper introduces a new design proposal of the domestic production technology of mixing arm and telescopic arm aerial working platform. Meanwhile, the analysis can also be seen in the working bucket leveling, hydraulic systems and other key technology. This paper mainly focuses on the telescopic structure, movement characteristics, and its strength check. According to the special requirements of aerial vehicles because of the high security, large in range and the complicated structure, the special design was used in the working arm, subframe and bucket leveling institutions. The subject is based on the study of mixing arm of aerial working platform. The subject describes the structural design of the telescopic boom in detail, and analysis the design of subframe structure design and the job stability. The aerial working platform bucket leveling system analysis and hydraulic syetem design are also mentioned here.the subject adopts integration method on the telescopic structure stress analysis and deformation analysis. The results of research and analysis are also compared in this part. The new design method is created through comparative analysis. And it is an useful guideline for the same type of aerial working platform.

Key words: Aerial working platform; Structure design; The research of leveling system; The hydraulic cylinder

目录
摘要 III
ABSTRACT IV
目录 V
1 绪论 1
1.1本课题的研究内容和意义 1
1.1.1 课题研究背景 1
1.1.2 课题研究的意义 1
1.2 高空作业机械的国内外发展概况 1
1.2.1 高空作业机械的国外发展状况 1
1.2.2 高空作业机械的国内发展状况 2
1.3 高空作业车的组成 2
1.3.1 专用底盘 2
1.3.2 工作臂架 3
1.3.3 三维全旋机构 3
1.3.4 电气与液压系统 3
1.3.5 安全装置 3
1. 4 课题研究的内容 4
2伸缩臂结构分析 5
2.1 伸缩臂的结构 5
2.2 工况分析 6
2.3 伸缩臂强度计算分析 6
2.3.1 危险工况 1 计算 7
2.3.2 危险工况 2 计算 7
2.4 伸缩臂变形计算 8
2.4.1 力学模型的建立 8
2.4.2 弹性位移的计算 9
2.4.3 计算结果 12
2.5 伸缩臂强度校核 12
2.5.1 计算基本臂臂的截面尺寸 14
2.5.2对下臂进行正应力校核 15
2.6 本章小结 16
3 副车架结构及分析 17
3.1 副车架结构 17
3.2 支腿反力的计算 17
3.3 转台回转系统 21
3.4 本章小结 22
4 工作斗调平机构的研究 23
4.1 工作斗调平结构模型 23
4.2调平机构液压系统 25
4.3 本章小结 26
5液压油缸的设计计算 27
5.1 伸缩变幅油缸的结构 27
5.2 伸缩变幅油缸的设计计算 27
5.2.1 确定液压缸类型和安装方式 27
5.2.2 确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸 27
5.3 本章小结 31
6 结论与展望 32
6.1 结论 32
6.2 展望 32
致谢 33
参考文献 33
附录 33

课题来源
自拟
科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）
（1）课题科学意义
高空作业平台是用来运送操作人员和工作设备到指定高度进行作业的特种车辆。随着城市化进程的加快，市政建设、城市电力、装饰物等各种养护作业需要大量的高空作业装备。高空作业平台作为一种系列化的工程机械设备，还广泛应用于船舶、建筑、消防、港口货运等行业。随着高空作业领域的不断扩展，对高空作业平台的需求将会越来越大，对高空作业平台的举升高度的要求也越来越高。因此，对高空作业平台的工作可靠性、平稳性、安全性等要求将越来越高。
高空作业平台在各种复杂的工况下工作，其伸缩臂要完成各种动作，除了机器本身的自重和作用反力之外，还有吊篮中传来的冲击载荷以及运动载荷，要保证这种大型机器的正常工作，各构件的动态特性以及工作平稳性成为关心的主要问题。与一般的起重运输机械相比，高空作业平台虽然载重量要小得多，但作为高空载人作业设备，应具有更高的安全性和可靠性。因此，有必要不断深入地探讨计算机建模、计算与仿真方法，将CAD、CAE技术应用于设计中，提高设计计算与实际情况的符合度，提高预测对象工作能力的准确性，提高国内高空作业平台自主设计开发技术水平。
（2）高空作业平台的研究状况及其发展前景
我国高空作业机械的生产于上世纪70年代末开始起步，发展较快，根据中国工程机械工业协会对会员单位初步统计，2007年我国高空作业平台行业会员单位产量为2808 ，2008年达到了4045台，高空作业平台产品2008年比2007年增加了1237台，增长率为30.58%；2008年销量达到了3475台，比2007年增加了727台，增长率为20.92%；高空作业平台产品仅2008年1～9月就出口了2180台，比2007年增加了1605台。行业一些骨干企业通过近几年的技术改造，生产规模不断扩大，形成了有各自特色的系列产品，各项经济指标逐步上升，经济效益也逐年提高。国内高空作业平台行业近年来取得了较好的发展，主要表现在以下几个方面：（1）产品市场占有率进一步扩大；（2）产品种类和数量不断增加；（3）产品性能进一步提高；（4）新产品的开发推动了行业技术，利用自己的技术优势和设备优势，开发了许多本行业产品，推动了行业技术的进步。
研究内容
① 了解高空作业平台的工作原理，国内外的研究发展现状；
② 完成车载式高空作业平台的总体方案设计；
③ 完成有关零部件的选型计算、结构强度校核及液压系统设计；
④ 熟练掌握有关计算机绘图软件，并绘制装配图和零件图纸，折合A0不少于2.5张；
⑤ 完成设计说明书的撰写，并翻译外文资料1篇。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
（1）技术路线
首先根据高空作业车的特殊性对其色彩、造型等方面的设计需求进行分析，从整体上把握其设计原则；然后对不同的功能区域进行单独的研究分析，总结出每一部分符合工程学要求的设计理论；最后将整体的设计分析和每一部分的设计相结合，寻找有效的结合点并进行统一协调，最终设计出高质量、高档次的产品。
（2）研究方法
① 测试出典型工况下变幅缸和上、下平衡缸的位移，获得大量的实验数据。
② 对实验数据进行分析处理，为建立高空作业平台工作机构动力学模型、进行仿真与分析作了必要的准备。
（3）实验方案
对工作臂进行有限元分析的方案有3个：①将整个工作臂作为一个整体模型进行计算；②将工作臂分成一、二、三节臂单独建模，分别计算。③利用积分法对结构进行强度、刚度分析。
研究计划及预期成果
研究计划：
2012年10月28日-2012年11月16日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料
2012年11月20日-2013年1月20日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。
2013年1月25日-2013年2月10日：填写毕业实习报告。
2013年2月20日-2013年3月10日：按照要求修改毕业设计开题报告。
2013年3月19日-2013年3月30日：根据开题报告完成任务书。
2013年4月1日-2013年4月30日：完成总装图及零件图的绘制。
2013年4月30日-2013年5月25日：毕业论文撰写和修改工作。
预期成果：
我国市场前景广阔，产品质量性能逐渐满足要求，因此产品的发展必须由单纯的追求技术上的完善，转向产品外观质量的提高，放到与技术改进放到同等重要的位置，通过本课题的研究，产品必定以合理的色彩以及人性化的结构方式提高自己的附加值，吸引到更多地客户，加大自己产品的市场占有率，提高在行业中的竞争力。
特色或创新之处
① 本课题采用实体建模的方式对设计结构进行强度分析。
② 利用积分法对结构进行强度、刚度分析，其结构比常规的解析法更准确、可靠。

已具备的条件和尚需解决的问题
① 实验方案思路已经非常明确，已经具备使用积分法进行强度校核的能力。
② 液压系统的研究还不够完善。

内容简介：: 编号无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目：车载式高空作业平台的结构设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923104 学生姓名：张璐指导教师：黄敏（职称：副教授）（职称：） 2013年 5月 25日目录一、毕业设计（论文）开题报告二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：车载式高空作业平台结构设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923104 学生姓名：张璐指导教师：黄敏（职称：副教授）（职称：） 2012年 11月 25日课题来源自拟科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（ 1）课题科学意义高空作业平台是用来运送操作人员和工作设备到指定高度进行作业的特种车辆。随着城市化进程的加快，市政建设、城市电力、装饰物等各种养护作业需要大量的高空作业装备。高空作业平台作为一种系列化的工程机械设备，还广泛应用于船舶、建筑、消防、港口货运等行业。随着高空作业领域的不断扩展，对高空作业平台的需求将会越来越大，对高空作业平台的举升高度的要求也越来越高。因此，对高空作业平台的工作可靠性、平稳性、安全性等要求将越来越高。高空作业平台在各种复杂的工况下工作，其伸缩臂要完成各种动作，除了机器本身的自重和作用反力之外，还有吊篮中传来的冲击载荷以及运动载荷，要保证这种大型机器的正常工作，各构件的动态特性以及工作平稳性成为关心的主要问题。与一般的起重运输机械相比，高空作业平台虽然载重量要小得多，但作为高空载人作业设备，应具有更高的安全性和可靠性。因此，有必要不断深入地探讨计算机建模、计算与仿真方法，将术应用于设计中，提高设计计算与实际情况的符合度，提高预测对象工作能力的准确性，提高国内高空作业平台自主设计开发技术水平。（ 2）高空作业平台的研究状况及其发展前景我国高空作业机械的生产于上世纪 70 年代末开始起步，发展较快，根据中国工程机械工业协会对会员单位初步统计， 2007 年我国高空作业平台行业会员单位产量为2808 ， 2008 年达到了 4045 台，高空作业平台产品 2008 年比 2007 年增加了 1237 台，增长率为 2008 年销量达到了 3475 台，比 2007 年增加了 727 台，高空作业平台产品仅 2008 年 1 9 月就出口了 2180 台，比 2007 年增加了 1605台。行业一些骨干企业通过近几年的技术改造，生产规模不断扩大，形成了有各自特色的系列产品，各项经济指标逐步上升，经济效益也逐年提高。国内高空作业平台行业近年来取得了较好的发展，主要表现在以下几个方面：（ 1）产品市场占有率进一步扩大；（ 2）产品种类和数量不断增加；（ 3）产品性能进一步提高；（ 4）新产品的开发推动了行业技术，利用自己的技术优势和设备优势，开发了许多本行业产品，推动了行业技术的进步。研究内容了解高空作业平台的工作原理，国内外的研究发展现状；完成车载式高空作业平台的总体方案设计；完成有关零部件的选型计算、结构强度校核及液压系统设计；熟练掌握有关计算机绘图软件，并绘制装配图和零件图纸，折合少于；完成设计说明书的撰写，并翻译外文资料 1 篇。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（ 1）技术路线首先根据高空作业车的特殊性对其色彩、造型等方面的设计需求进行分析，从整体上把握其设计原则；然后对不同的功能区域进行单独的研究分析，总结出每一部分符合工程学要求的设计理论；最后将整体的设计分析和每一部分的设计相结合，寻找有效的结合点并进行统一协调，最终设计出高质量、高档次的产品。（ 2）研究方法测试出典型工况下变幅缸和上、下平衡缸的位移，获得大量的实验数据。对实验数据进行分析处理，为建立高空作业平台工作机构动力学模型、进行仿真与分析作了必要的准备。（ 3）实验方案对工作臂进行有限元分析的方案有 3 个：将整个工作臂作为一个整体模型进行计算；将工作臂分成一、二、三节臂单独建模，分别计算。利用积分法对结构进行强度、刚度分析。研究计划及预期成果研究计划： 2012 年 10 月 28 日 11 月 16 日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料 2012 年 11 月 20 日 1 月 20 日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。 2013 年 1 月 25 日 2 月 10 日：填写毕业实习报告。 2013 年 2 月 20 日 3 月 10 日：按照要求修改毕业设计开题报告。 2013 年 3 月 19 日 3 月 30 日：根据开题报告完成任务书。 2013 年 4 月 1 日 4 月 30 日：完成总装图及零件图的绘制。 2013 年 4 月 30 日 5 月 25 日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：我国市场前景广阔，产品质量性能逐渐满足要求，因此产品的发展必须由单纯的追求技术上的完善，转向产品外观质量的提高，放到与技术改进放到同等重要的位置，通过本课题的研究，产品必定以合理的色彩以及人性化的结构方式提高自己的附加值，吸引到更多地客户，加大自己产品的市场占有率，提高在行业中的竞争力。特色或创新之处本课题采用实体建模的方式对设计结构进行强度分析。利用积分法对结构进行强度、刚度分析，其结构比常规的解析法更准确、可靠。已具备的条件和尚需解决的问题实验方案思路已经非常明确，已经具备使用积分法进行强度校核的能力。液压系统的研究还不够完善。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日英文原文 of a, a, b, b, a , 05b , 02he of a of is in to of by of in is up of of is as of of is in of of in A is of on of a on 1. he of an of it is by at 997, is to by an % 990 It 6, 2005 as a HG by is up to or to is on it be is to in 1,2. 3, an as of ) to up to to % 010 020. of if is in of of . In of or of is of or of In is of as of of of on of is to be in . It is by to be is of by An on to is 4,is a 5,6007 in a of a: so A is as of of in 1. 1, a or to 2, it in to of 7,8 to of is to in is to a or to of is CE to or is to be to to a is 5. 2. of x v of 8), of 7), EM U I of 3. of of WP of WP of or of of WP of of of of ID of ,9,10. on of in of In of a a of of of WP be as 11,12. of is a It in of of CE is of to of is of of it is in A is by of A is a of . of 1) is of of is by of on of is up (1) at of 2) by of 3)a on of is to on is of 4) as of of is is of is is to to In of a is % of 2, to of be by an by an In CE to s be M of is 2 is a of 5). of is M. by 6). It is to s M 3) in 2)2) 3) in 7) 8) in to or to of 9)9) of 10) 11). It is of 9) of is or to be in of of of of PL as a of of s (9) or of 2) 3) In of of of 2) is to of 3) PD of in 3), 4). In it is to 9) by by 3) by 4). a 5) in PP In WP is 3) is by by 2). 4. of WP 3. n of is to 13of is of be by of is on WP to of by of of a As it is be PL PD of is of of a to be in in be 001( ) 1 ( )() C T i t d ; (of 1,i(t) or OC of a be a OC a OC to on OC to of a to to In OC OC a of OC s is by of OC be OC is in be of of ; ( 0 , 1 )m o E m o H D O be as ( ) ( )m i n ( ) m i n s p t p v te t X Xm i n m a C S O C S O Ct) 2 WP PV(t) 2 WP A of is 3. 3 of of of WP of OC of by It is to of WP a of It is is as to ID it is of OC of in ID of of 5. of WP of WP on of ID LC of of 3. a of WP of LC of WP ID of 14 of of in In of of In of is of as of to to an in 6). is on or by of or is or is by of in of In WP by of 4 ). is 6. is as of A 9 is in of to is in of in 6. of 14 of A of LC 7. As LC is to WP ID of WP is in by of 2). of to in of 10 1). he ID of s 3). OC is (1) of of An of 1 2. of I, U) of 6. of WP is . 7. of In of an 7) 8). In of is a of WP is 8) be of of be In 周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注11月 12日 2月 2日查阅相关资料，完成开题报告按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书参考资料不太详细，论文中相关的设计结构比较分散，要将各论文中设计的部件整合起来一起研究分析4012年 12月 3日月 20日指导专业实训，要求了解企业结构进入工厂实习，了解企业生产流程初次进入工厂实习，对生产结构不太熟悉，要多动手做，加强熟悉工作流程11 2013年 2月 11日 6日查找一篇与论文相关的学术性英文资料，要求是期刊论文查找一篇关于高空作业车的学术性英文资料英文资料不足，要增加英文资料的查询12 2013年 2月 18日 3日严格按照要求翻译英文资料，其中公式必须用公式编辑器输入翻译英文资料翻译中遇到很多专业术语，翻译语句不通顺，加强英语练习，通顺语句13 2013年 3月 4日日指导完成总的结构方案设计确定车载式高空作业车的设计方案，整理设计思路设计思路不够明确，对于所要完成的任务还不是十分清楚，要明确目标，设定计划14 2013年 3月 4日日指导绘制装配图开始绘制车载式高空作业车的装配图加强练习15 2013年 3月 11号 6日完成装配图的绘制完成装配图的绘制，并检查修改对于各部件的装配关系不太清楚，要理清各部件间的装配16 2013年 3月 18日 3日指导完成部件图的绘制完成绘制旋转机结构图纸部分图纸尺寸不全，多查找相关资料，查找尺寸17 2013年 3月 25日 0日指导完成部件图的绘制完成伸缩臂的设计，并画出部件图纸伸缩结构的运动机理不清楚，要查阅相关资料，熟悉伸缩运动机理存档编码：无锡太湖学院 2013 届毕业作业周次进度计划、检查落实表系别：信机系班级：机械93 学生姓名：张璐课题（设计）名称：车载式高空作业平台的结构设计开始日期： 2012年 11月 12日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注18 2013年 4月 1日日完成零件图的绘制完成回转平台的设计，并画出零件图纸不知道使用哪种结构最佳，要建立模型，受力分析，确定最佳结构19 2013年 4月 8日 3日完成零件图的绘制完成绘制工作斗的设计，并画出图纸部分图纸尺寸不全，多查找相关资料，估算尺寸20 2013年 4月 15日 0日完成零件图的绘制完成传动齿轮的设计计算，画出零件图对齿轮的设计计算比较生疏，查阅书籍，按照书上步骤一步一步设计计算21 2013年 4月 22日 7日指导说明书初稿写作根据所下载的资料，构思并开始写说明书对各章应写哪些内容比较模糊，可根据设计的图纸，着重介绍个部件22 2013年 4月 29日日指导说明书二稿写作、修改将整篇文章的脉络、细节加以完善，用词准确，不出现病句等。有很多细节错误，将文章再复查一边，避免出现语句上的和细节方面的错误23 2013年 5月 6日 0 指导修改说明书并定稿说明书按照模板进行修改格式经常出错，耐心修改，要熟练使用013年 5月 13日 8日说明书及相关资料、图纸打印装订打印说明书和图纸及相关资料论文格式严格按照学校的规范进行修改,完善25 2013年 5月 20日 5日指导学生整理资料，准备答辩整理资料，并熟读资料，做好充分准备存在很多细节方面的错误，应认真检查并及时改正说明： 1、 “工作计划、进度 ”、 “指导教师意见并签字 ”由指导教师填写， “每周主要完成内容 ”， “存在问题、改进方法 ”由学生填写。2、本表由各系妥善归档，保存备查。编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：车载式高空作业平台的结构设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923104 学生姓名：张璐指导教师：黄敏（职称：副教授）（职称：） 2013年 5月 25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）车载式高空作业平台的结构设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 93 学号： 0923104 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题： 1、题目车载式高空作业平台的结构设计 2、专题二、课题来源及选题依据高空作业平台是用来运送操作人员和工作设备到指定高度进行作业的特种车辆。随着城市化进程的加快，市政建设、城市电力、装饰物等各种养护作业需要大量的高空作业装备。高空作业平台作为一种系列化的工程机械设备，还广泛应用于船舶、建筑、消防、港口货运等行业。近几年来，随着高空作业领域的不断扩展，对高空作业平台的需求量也日益增加，对高空作业平台的举升高度的要求也越来越高。因此，对高空作业平台的工作可靠性、平稳性、安全性等要求也越来越高。车载式高空作业平台是近年来应用比较广泛的高空作业平台，它由升降台和汽车配套改装而成的，采用 H 型液压支腿，能保证机器了升降的稳定和作业的安全。适用于工作面广和幅度大的高空作业，产品具有作业范围大，持续作业时间长等优点，特别适合于野外路桥检修、路灯检修等工作环境。、本设计（论文或其他）应达到的要求：了解高空作业平台的工作原理，以及近十年来的国内外研究发展状况；完成车载式高空作业平台的总体方案设计及零部件的设计；完成有关零部件的选型计算、结构强度校核；完成高空作业车的液压油缸的选型设计 ; 掌握用积分法对结构进行强度、刚度校核的能力；四、接受任务学生：机械 93 班姓名张璐五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12 日至 2013 年 5 月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名 2012 年 11 月 12 日要本课题首先对国内外高空作业车的发展进行了概括，提出了发展中的不足，简要介绍了高空作业车的组成，然后对目前国内生产技术不完善的混合臂和伸缩臂式高空作业车的关键结构进行了设计，同时对工作斗调平技术和液压系统等关键技术进行了研究分析。重点研究了伸缩臂的结构、运动特点，并对其进行了强度校核。根据高空作业车安全性要求高，工作幅度大，结构复杂等特点，提出了工作臂、副车架以及工作斗调平机构的研究设计方法。该课题以混合臂式高空作业车为研究对象，详细阐述了伸缩臂的结构设计、变形研究；副车架结构设计、工作稳定性分析；高空作业车的工作斗调平系统的研究分析；液压系统的设计计算。课题采用积分法对伸缩臂结构进行应力分析、变形分析。最后，对研究分析结果进行了试验和验证，将试验结果和理论分析结果进行了对比，通过对比分析进一步验证了本文提出的设计方法，对于同类型高空作业车研究计算，具有一定的参考价值。关键词：高空作业车；结构设计；调平系统研究；液压缸 as is of of at is a of of a of of be in on to of of in in is on of of of in of on of in is it is an of of V 目录摘要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 课题的研究内容和意义 . 1 题研究背景 . 1 题研究的意义 . 1 空作业机械的国内外发展概况 . 1 空作业机械的国外发展状况 . 1 空作业机械的国内发展状况 . 2 空作业车的组成 . 2 用底盘 . 2 作臂架 . 3 维全旋机构 . 3 气与液压系统 . 3 全装置 . 3 1. 4 课题研究的内容 . 4 2 伸缩臂结构分析 . 5 缩臂的结构 . 5 况分析 . 6 缩臂强度计算分析 . 6 险工况 1 计算 . 7 险工况 2 计算 . 7 缩臂变形计算 . 8 学模型的建立 . 8 性位移的计算 . 9 算结果 . 12 缩臂强度校核 . 12 算基本臂臂的截面尺寸 . 14 下臂进行正应力校核 . 15 章小结 . 16 3 副车架结构及分析 . 17 车架结构 . 17 腿反力的计算 . 17 台回转系统 . 21 章小结 . 22 4 工作斗调平机构的研究 . 23 作斗调平结构模型 . 23 平机构液压系统 . 25 章小结 . 26 5 液压油缸的设计计算 . 27 缩变幅油缸的结构 . 27 缩变幅油缸的设计计算 . 27 定液压缸类型和安装方式 . 27 定液压缸的主要性能参数和主要尺寸 . 27 章小结 . 31 6 结论与展望 . 32 论 . 32 望 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 附录 . 35 车载式高空作业平台的结构设计 1 1 绪论究内容和意义题研究背景现如今我国经济的飞速发展以及政府对基础设施建设的力度逐渐增大，高空作业平台的需求量不断增加，市场前景非常广阔。然而由于我国对于高空作业平台的研究开发起步较晚，对其核心技术掌握的不足以及加工工艺的落后等方面的原因，使得我国高空作业产品的使用功能、安全性等方面得不到充分的质量保证。通过对目前高空作业产品市场的发展趋势和广泛的市场研究，发现国内产品具有类型单一、设计粗糙等缺陷，无法满足很多特殊施工环境的要求 l，因此我国高空作业设备大多依赖进口。虽然国外产品功能完善、性能比较优秀，但是由于价格太高，对很多建设公司或者施工方来说成本占用比例过大，使得利润空间降低。因此，研发生产属于我国自主品牌的高性能的高空作业平台有着极其重要的经济价值和战略意义。高空作业平台是用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的一种大型工程机械设备，并广泛用于电力、路灯、市政、园林、通信、机场、造 (修 )船、交通、广告、摄影等高空作业领域。国家标准 93高处作业分级规定：含 2m)有可能坠落的高处进行作业，都称为高处作业。因此为保障工人在高处作业的安全性，出现了越来越多的高空作业设备，然而随着科技的发展和人们对使用要求的增加，传统的高空作业设备已经无法满足人们的需求，专用高空作业平台技术在最近几十年来得以快速发展。题研究的意义随着社会的进步和发展，人们对于产品的人性化要求越来越高，因此在产品结构设计的过程中应坚持人性化思想 2，以人机工程学原理为指导充分分析研究产品各方面因素，提出相应的设计方案。本课题在充分研究产品性能的基础上，对高空作业平台的功能模块进行了充分的结构分析，并根据其各方面的特殊性提出了相应的设计要求，指导其结构设计，因此课题研究的意义主要体现在以下几个方面： (1)通过本课题的研究，掌握混合臂高空作业车金属结构件的设计理论和分析方法，了解高空作业车结构件的工作规律，从而达到减轻自重、优化结构、提高可靠性的目的，为研制系列伸缩臂、混合臂高空作业车奠定良好的基础。 (2)对车载式高空作业平台进行模块划分，将其分为工作平台、操作系统、运动系统和支持系统几个部分进行分别研究，对每一部分进行充分的结构分析，结合产品的相关标准和设计原则，对其结构设计进行指导。在课题的研究过程中结合产品的使用功能，通过计算机建模，在保证实现基本功能的基础上，总结相应的外观设计理论，以指导后续系列产品的结构设计，同时对于其它机械产品的外观设计研究具有一定的理论指导意义。空作业机械的国内外发展概况空作业机械的国外发展状况高空作业车发展起步较早的欧美等发达国家和地区，从 20 世纪 20 年代就开始研制，发展历史久远，生产技术也很成熟，具有生产技术水平高、作业车的作业高度大、规格齐无锡太湖学院学士学位论文 2 全、结构型式丰富、功能多样等优点。总体来看，技术和市场均已很成熟，产品能够进行高空作业、抢险、救援、消防等复杂工作，作业平台的最大载荷可达 500大作业高度已经超过 100m，这是我国目前无法设计达到的高度，同时具有各种安全保护措施，很好的保障了工人的安全。大型产品特点是科技含量高、研制与生产周期较长、投资大、市场容量有限，但市场竞争相对较少，产品的利润相对较高。如美国司、司和法国司在高空作业平台产品都形成了系列化，与此同时，产品更新换代的周期明显缩短。这大大提高了企业在国际市场中的竞争能力和企业的抗风险能力。空作业机械的国内发展状况我国产品在质量和性能上与国外优秀产品虽然存在一定的差距，但是随着科技的不断发展，产品的功能和性能已经逐渐趋于同质化 3，因此必须通过对我国高空作业机械产品与国外先进企业产品进行分析和比较，找出发展问题的之所在，并提出相应的解决方案。我国高空作业平台的使用范围与国外相比来说还比较窄，使用较多的有路灯、交通、园林等部门，而在有发展前途的电力、电信及有线电视系统使用较少，市场远远没有挖掘和培育出来 3。目前市场上的主要产品仍然是体积教大，对作业场地要求较高的拖车式或车载式高空作业车，而我国市场上的车载式高空作业车多为价格昂贵的国外进口产品或中外合资企业的产品，我国本土研发的设备极少，因此我们开发研制出拥有自主产权的高性能车载式高空作业平台具有很强的发展战略意义。我们应提高工程设计效率和品质，节约设计成本，缩短设计周期 4而传统设计在设计一个工程结构的时候，首先要采用类比方法确定设计方案的初稿，然后对其结构进行分析，画出图纸，然后对重要部件进行强度的校核，并根据校核的结果重新修改设计方案，一般往往要进行多次分析校核和调整才能得到优秀的设计方案。这种设计方法的设计周期长、代价高、效率低，且所得到的方案多数不是最优方案 6 只有加大行业技术创新力度，开发先进的高空作业机械，满足用户的差别化和个性化需求，为用户精细化服务，才能提高中国产品的市场竞争能力。在我国实际工作过程中，人们对于安全性和劳动条件提出了更高的要求，尤其是在高空作业中，原始的脚手架、吊篮等安全系数较低的工作方式将会越来越少，而对于高空作业机械的需求必将越来越多 8。另一方面，中国造船业逐渐成为世界第一，对于大型车载式高空作业平台的需求急剧增加。据不完全统计，仅中国造船行业在 2009年约需六七百台高空作业平台 9,这一市场之前基本都被国外品牌占据。因此，研发生产属于我国自主品牌的高性能的高空作业平台有着极其重要的经济价值。虽然国内产品近些年来发展较快，但从整体上看，无论是技术上还是应用上都落后于国外同类产品，与国外先进产品相比还有较大的差距。空作业车的组成高空作业车正常进行作业，需要由专用底盘、工作臂架、三维全旋机构、液压系统、电气系统和安全装置等部分组成，性能如下。用底盘专用底盘。由发动机、车架、行走机构、转向机构等组成。考虑到工作可靠性、噪声、排放等方面综合要求，优选康明斯工程机械专用柴油发动机，该发动机为直车载式高空作业平台的结构设计 3 列 4 缸水冷、自然吸气发动机，带全程调速器，运行平稳，具有热效率高、比油耗低、排放污染少等特点。由于台车行驶速度低，综合考虑作业安全性和经济性，车架采用刚性连接式，不设悬架机构，轮胎选用高负荷实心橡胶轮胎。作臂架工作装置由回转台、工作臂架、伸缩软链等组成。回转台通过回转支承安装在车架上，由回转机构驱动，可实现 360 全回转。回转机构包括行星减速机、常闭式制动器、液压马达等构成，与回转支承采用外啮合传动方式。维全旋机构三维全旋机构设备或系统的安装位置一般由标高和方向 2 个参数确定。由于要求被举升物体在空间相互垂直的 3 个方向可以进行独立旋转，使物体可以获得任意安装角度，因此设计了三维全旋机构，即在水平和竖直方向设置 90。旋转机构俯仰方向转角可以通过臂架变幅进行，微调由调平油缸实现，不再设单独机构，从而减少机构设置。气与液压系统液压系统采用 1 台变量柱塞泵和 1 台定量齿轮泵供油，由发动机驱动。变量泵为行走、转台回转、臂架变幅和臂架伸缩供油，齿轮泵为行走转向机构、工作装置摆动、工作装置翻转、工作装置夹紧和调平机构微调供油。由变量泵供油的动作采用比例阀进行控制，以便精确进行速度调节，其它动作由于速度低、流量小，直接采用电磁换向阀进行控制。液压系统内设有安全溢流阀、液压锁等安全装置。全装置设有电动应急系统，当底盘发动机和主泵液压系统出现故障时，借助以 12V 底盘电源为动力的微型组合式液压泵站，将工作装置降至行驶状态。也可采用紧急下降阀进行操作，实现动臂下降复位。地面操作盘、遥控操作盘均设有紧急停止按钮，用于在紧急状况下强制停止行驶系统和工作装置的各种运动。整车外形图如图 1 汽车底盘 2 回转平台 3 平衡油缸 4 伸缩臂变幅油缸 5 伸缩油缸 6 伸缩臂支架 7 折叠臂变幅油缸 8 折叠臂 9 平衡拉杆 10 工作斗 11 平衡油缸 12 液压油箱 13 回转机构 14 回转支承 15 副车架 16 取力系统图车载式高空作业平台车外形图无锡太湖学院学士学位论文 4 1. 4 课题研究的内容课题研究内容主要包括高空作业平台结构的分析研究及其在实际生活中高空作业平台的外观设计，以车载式高空作业平台为设计载体，将产品各部分以功能进行划分，形成相应的设计理论和原则，并用以指导未来系列产品的结构设计。论文的主要内容包括以下几个部分： (1) 课题研究的国内外背景和发展现状，研究的主要内容和意义的概述； (2) 进行车载式高空作业车的伸缩臂、副车架等金属结构件的结构设计、用以实现车载式高空作业车的功能。 (3) 对各金属结构件进行数学建模、数值计算、强度校核，以获得车载式高空作业车主要结构的工作规律和工作性能。 (4) 对液压油缸进行选型，并设计计算其应力大小是否符合要求。 (5) 根据设计、计算结果进行试制，对试制样品进行应力测试，将测试结果和理论分析计算结果进行比较，验证分析计算是否达到要求。车载式高空作业平台的结构设计 5 2伸缩臂结构分析缩臂的结构后置式高空作业车伸缩臂采用三节伸缩式箱形臂，如图示。 1 一节臂 2 二节臂 3 三节臂 4 伸出油缸 5回缩链排 6 伸缩链排 7 滑块图伸缩臂结构图如图所示，各节臂可以依靠相互连接的滑块进行相对滑动。转台与伸缩臂的跟部通过水平销轴进行铰接，同时转台的中下部还与伸缩变幅油缸铰接，同样通过水平销轴，伸缩变幅油缸能够实现工作臂在变幅平面内的转动。所有铰接点均采用自润滑轴承，降低保养要求，所有需要润滑的点都设有加油口，可以方便地进行保养。工作臂依靠一级伸缩液压缸进行伸缩运动，伸缩油缸直接推动第二节臂，第三节臂在链条伸缩机构的作用下和第二节臂同步伸缩。臂架系统由臂架变幅机构、臂架伸缩机构、臂架钢结构及其它零部件组成。臂架变幅机构主要由变幅油缸组成，其作用是实现臂架的变幅功能。具有三节或三节以上的吊臂，各节臂的伸缩方式基本有三种：顺序伸缩、同步伸缩和独立伸缩。该高空作业车臂架伸缩机构由臂架伸缩油缸和钢丝绳传动系统组成，伸缩原理为单级同步伸缩即由伸缩油缸直接驱动二节臂动作，同时通过固定在一节臂上的钢丝绳使三节臂与二节臂实现同步动作。伸缩机构原理如图示。臂架截面形式采用四边形箱型结构，臂架外部装有油管电缆托链与工作平台进行连接 10。 1 2345 69781 6, 7, 图缩机构原理图无锡太湖学院学士学位论文 6 况分析由于高空作业车要求在所有幅度下，均可以在额定载荷下工作，因此其危险工况只有可能出现以下两种工作情况：一是在工作斗承载额定载荷，工作臂水平伸出至最大工作半径状态，如图二是在工作斗承载额定载荷，工作臂完全伸出，且处于最大幅度状态，如图图险工况 1示意图图险工况 2示意图缩臂强度计算分析分别对两种工况下的伸缩臂强度进行计算分析。本作业车工作臂均由优质合金结构钢造，根据高空作业车结构安全要求（ 11，其许用应力值为：车载式高空作业平台的结构设计 7 12 sS f f (式中：s 材料屈服强度， 700s M S 结构安全系数， 2S 1 2 ，则 212 700 2 5 4 . 5 4 5 2 6 /2 1 . 1 1 . 2 5s M p a k g m mS f f 险工况 1 计算分别进行三节臂的应力计算。先对外臂进行分析，外臂受力如图危险截面为面。图险工况 1 工作臂受力示意图 50* 00 30 0 50 0 715 55 一节臂， 40 00 A i L (外臂危险截面 3312 H b (则可求面的最大应力。 2 1 7 4 . 2 3 / m 同样可对此工况 1 下的中臂、内臂危险截面进行计算。求得其最大应力。险工况 2 计算同样对三节臂分别计算。先对外臂进行分析，外臂受力如图危险截面为面。无锡太湖学院学士学位论文 8 图险工况 2 外臂受力示意图根据图示受力分析，可计算出一节臂危险截面应力。同样方法，可分别计算工况 2 下，中臂、内臂的应力。根据计算，工况 1 状态下各工作臂应力大于工况 2，因此工况 1 为伸缩

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。