高空作业车的转台设计及分析正文

1、摘 要 本课题针对 GKZ 系列车型转台部分的要求工作装置，对GKZ型高空作业车回转机构进行设计及分析。高空作业车由液压马达、回转减速器及回转小齿轮、回转支承等 组成。进行回转时，液压马达输出动力，通过回转减速器减速后带动输出轴上的小齿 轮旋转，小齿轮与回转支承的齿圈啮合，由于回转支承的齿圈与车架刚性连接，因而 回转减速器带动与之相连的转台回转。本课题确定了高空作业车回转机构的传动方案，采用的单排四点接触球式回转支 承，此类支承的主要优点是同时承受轴向、径向力和复合力矩。适用子中小型起重机。 转台的结构设计采用的是倒型结构，前后两个高强板，左右各一个支承板，再加两 个加强筋形成。对转台采用PR

2、O/E进行建模，将建好的模型通过转化放入ANSYS中进行有限元分析，分析出变形最大和受应力最大的接触面，对分析的结果的提出改进 方案，对改进后的方案进行有限元分析比较, 确定最佳方案。本方案的设计为同类转台 的结构设计提供了理论依据和分析方法。在课题设计的过程中使用的方法有：（1）在结构设计过程中主要对转台的的受力情 况进行分析，计算出转台的受力大小和转台的自重，对传动齿轮的设计及强度校核， 运用绘图软件PRO/E进行建模。（2）将模型导入ANSYS中，对转台的受力情况进行 分析查看其分析的结果，确保转台的变形和所受的应力均能符合设计要求。 关键词：高空作业车； 转台结构设计；ANSY第一章

3、绪论1.1 引言工程机械广泛应用于经济建设的各部门，并且在整个经济发展中占有十分重要的地 位。解放以后，我国的机械工业在十分薄弱的基础上，经过近五十年的艰苦努力，从 小到大，从修配到制造，从仅仅仿造一般机械产品到能制造大型、中型、精密设备， 从制造单机到制造重大成套设备，逐步形成了一个门类比较齐全，具有较大规模，较 先进技术水平和成套水平不断提高的工业体系。80 年代以来，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

4、，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。但是我国 工程机械与国外工业发达国家相比较以及与国内建设要求相比还有不少差距，还有许 多问题 A 待研究解决。随着目前高科技产业的发展，尤其是计算机的出现及其广泛应 用，它带动了整个工业的发展，在机械行业更为引人注目，设计上的优化等使机器向 高精密化发展，带来了一场新的变革。当然一向以笨重著称的大型工程机械，更有着 广阔的发展余地。高空作业车作为一种大型的工程机械设备，日前广泛应用在船舶、建筑、市政建 设、消防、港口货运等行业，是新兴的技术产业，有着广阔的发展前景。高空作业机 械是在工程起重机械基础上发展起来的产业系统，只有二十几年的历

5、史。尽管我国在 高空作业车设计制造上取得了一些成绩，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，土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。1.2 高空作业车的国内外发展概况高空作业车的分类方式有好多种，按臂架的展开方式分类，有折叠式和伸缩式 及混合式三种;按臂架的形状分类有，直臂式和曲臂式;按驱动方式分类，有自动式、 拖动式和手动式等等。1.2.1 高空作业车的国外发展趋势与动向下不足；抽油机在运行中传动角波动较大，无法保证各位置的传动角均接近于90°，造成曲柄轴受力很大且不均匀；由于悬点载荷的变化较大，造成曲柄轴扭矩峰值

6、较大，国外高空作业机械属新兴行业，是在工程起重机械基础卜发展起来的高新技术产业系统，只有二十几年的历史。目前，专业生产高空作业机械的公司比较少。近 年来，由于汽车起重机销售量下降及市场平淡，一批汽车起重制造公司，相继发展 高空作业机械，但总计年产量仍不能满足市场需求，正处于发展时期。.1 作业车的发展趋势国外高空作业机械，发展迅速，技术水平不断提高。工业发达国家，一般都有 专门的跨国公司和集团主营和兼营高空作业机械，如美国 GROVE 公司(格鲁夫)和 GENIE(吉尼公司)、英国 COLES 公司、S I-MON 公司(西蒙)、意大利 RICO(利高)、 芬兰 BRONTO 公司(波浪涛公司

7、)、日本的多田野和爱知株式会社等。高空作业机械 的底盘分通用型和专用型，采用通用汽车底盘的高空作业机械，机动灵活，能快速 转移，作业高度较高，采用专用底盘的高空作业机械，即自行式高空平台车，适用 于固定场所作业，具有微动行驶，扩大作业半径等特点。为了满足实际工程的需要，高空作业车的作业高度越来越高，随之作业半径也 越来越大。 操作越来越简单可靠，自动化程度不断提高。如 GENIE(吉尼公司)的自 行式直臂式高空作业车、自行式曲臂式高空作业车、自行式剪型高空作业车。由于 采用自动化控制，高空作业车的微动性能好，定位也来越来越准确。但根据不同的 工况条件，考虑到造价等原因，拖动式和手动式很有实用价

8、值，目前在一些场所仍 被广泛使用。此类高空作业车有拖动式曲臂高空作业车和手动式物料升降机。.2 作业车的发展动向 高空作业车的发展主要动向是实现六化、三性，以提高高空作业机械的适用性。 六化:即液压化、最优化(采用计算机辅助设计)、轻量化(采用高强度材料减轻构件重量)、机电液一体化(如安全保护、报警装置等)、通用化、系列化。 三性：可靠性、安全性和舒适性。 各大公司产品技术水平、品种、数量、质量均有较大发展和提高，竞争激烈，不断向世界各地推销，占领市场。.3 新技术及其作用 为了满足高层建筑的复杂情况，要求人们不断改进举高车，以适应施工、灭火等需要，以及举高车制造公司间日趋激烈的竞争，促进了举

9、高车技术的发展。新技术的采用，使发达国家 80 年代的举高车在性能和安全上有较大的提高，这主要体现在三个方面：(1)在公安消防上，提高救生和灭火能力。在 80年代，发达国家通过改进举高 消防车的臂架结构和液压系统，使其救人和灭火能力有了大幅度的提高。登高平台 消防车，70 年代的最大工作高度是 40m, 80年代后期，芬兰波浪涛公司又推出 67.5m 的登高平台消防车，而且这两种车的登高平台载重能力达 450 kg，显著地提高了救 生能力。(2)提高应付不利环境的能力。在高层建筑火场上或在施工现场上，有时会遇到 地面不平、场地狭窄等情况。如何在这些不利情况下使举高车充分发挥救生和灭火 能(3)

10、提高安全性。如在 80 年代德国的马基路斯、麦茨、森田和芬兰的波浪涛公司 等纷纷采用了靠电子计算机控制举高消防车的支腿梯架的操作和显示等技术，这种 技术提高了云梯操作自动化程度，从而避免了因操作人员的失误而导致的危险。 高空作业车国内现状、差距与如何提高的方法国内高空作业机械发展刚刚起步，只有十几年的发展历史，虽然起步晚，由于高空作业机械制造企业的努力，已逐步走向稳定的发展轨道。.1 现状从80年代开始抚顺起重机总厂、武汉起重机厂、四川度岩机械厂、长江起重 机有限责任公司、杭州园林机械厂、北京攀尼高空作业车有限公司、徐州重型机械 厂等开始着手研制高空作业车和登高平台消防车，投放市场。抚顺市起重

11、机总一 生产的 CDZ32 型登高平台消防车已出口泰国。最近四川长江起重机有限责任公司， 研制的 QZC5120JGKS25 型高空作业车是最近向推向市场的一种新产品。该产品采 用现代设计手段设计，填补了国内 25m 伸缩臂式高空作业车的空白。.2 差距尽管我国在高空作业车设计制造上取得了一些成绩，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。在开发研制过程中，应采 取有效措施、试验研究，逐项加以解决，以缩小差距。同时对目前存在的技术关键，有待于组织力量攻关解决，其关键是电液比例操 纵、微动性

12、能问题，支腿调平技术问题，数显微机自动程序控制以及机电一体化问 题等。 为了提高我国高空作业的生产水平，从目前的状况来看应首先从如下的几个方面来进行。1).解决工程汽车底盘问题，这样才可使高空作业车轻便、可靠，使用上既灵活又可承担繁重的工作任务；2).提高液压元件的制造质量，这样就可以提高使用寿命和可靠性，相应的也就提高了高空作业车的质量；3).改变高空作业车的生产方式，向规模化发展，这不但可保证质量还可降低成 本；4).要扩大新型高空作业车的使用范围，可刺激本行业的发展，并投入力量加强对新产品的开发；5).应用现代的设计方法和手段对现有的产品进行改造。据不完全统计，国内各企业高空作业机械的总

13、产量，远远不能满足国家经济建设的需求，供需矛盾突出，其表现：船舶行业，当前我国造船业发展迅猛，己逐步进入了国际船舶市场。船舶产量 从 80 年代初的 30 多万，提高到现在的 200 多万，约占世界船舶市场份额的 6%。 船难度大、附加值高的船舶。随着船舶行业的发展，大型 船舶增多，造船和修船中越来越多的需要高空作业，因此高空作业车的应用也是与 日增加 Usl。中国船舶系统，需要直臂式 16-25m 高空作业平台大约 80-100 台左右。公安消防系统，随着大中城市高层建筑增多，消防设施“滞后”，登高平台消 防车己属紧迫需要。我国百万人口城市 30 个，以平均每个城市需要作业高度 30-50

14、m 大型登高平台 消防车 4 台计算，需要量为 120 台左右。全国几十万人口以上的城市近 500 个，以 平均每个城市拥有 1620 m 中型登高平台消防车 2 台计算，需要量为 1000 台左右。 全国大型油田、炼油厂、大型储油库系统，对大型登高平台消防车的需要量约70 台左右。城乡电业部门。电站、变电所、各种低压输电线路的建设维修带电作业迫切需 要有绝缘性能的高空作业车，预计电力部门需要各类绝缘高空作业车(12 m -3 0 m) 大约 200 台左右。 城市路灯园林部门。需要 6 -16m 中小型高空作业车大约 1000 台左右。国防军工系统。对 20 -40m 越野高空作业车需求量也

15、较大，主要用于用于航天、导弹发射等。 综上所述，在目前的高空作业车的生产水平上，改进高空作业车的工作性能，开发研制机动灵活、技术含量高安全、可靠的高空作业机械具有重大的意义。1.3 高空作业车的组成 高空作业车正常进行作业，需要工作机构、金属结构、动力装置与控制系统四部分。这四个部分的组成及其作用分述如下： 工作机构 工作机构是为实现高空作业车不同的运动要求而设置的。高空作业车一般设 变幅机构、回转机构、平衡机构和行走机构。依靠变幅机构和回转机构实现载人工 作斗在两个水平和垂直方向的移动；依靠平衡机构实现工作斗和水平面之间的夹角 保持不变，依靠行走机构实现转移工作场所。高空作业车变幅是指改变工

16、作斗到回转中心轴线之间的距离，这个距离称为幅度。变幅机构扩大了高空车的作业范围，由垂直上下的直线作业范围扩大为一个面的作业范围。高空作业车变幅机构一般采用液压油缸变幅。 高空作业车的一部分（一般指上车部分或回转部分）相对于另一部分（一般指下车部分或非回转部分）做相对的旋转运动称为回转。为实现高空作业车的回转运 动而设置的机构称为回转机构。它是由液压马达经减速器将动力传递到回转小齿轮 上，小齿轮既作自转又作沿着固定在底架上的回转支承大齿圈公转，从而带动整个 上车部分回转。有了回转运动，从而使高空作业车在工作臂起伏时，工作斗与水平面夹角必须保持相对稳定，才能保证工作人员正常工作。平衡机构就是为了实

17、现这一功能。对于伸缩臂或混合臂型式 的高空作业车，通常有自重平衡、液压伺服缸平衡、电液平衡几种方式。高空作业车的行走机构就是通用或专用汽车底盘。 金属结构 工作臂、回转平台、副车架（车架大梁，门架、支腿等）金属结构是高空作业车的重要组成部分。高空作业车的各工作机构的零部件都是安装或支承在这些金属 结构上的。金属结构是高空作业车的骨架。它承受高空作业车的自重以及作业时的 各种外载荷。组成高空作业车金属结构的构件较多，其重量通常占整机重量的一半以上，耗 钢量大。因此，高空作业车金属结构的合理设计，对减轻高空作业车自重，提高作 业性能，节约钢材，提高高空车的可靠性都有重要意义。 动力装置 力装置是高

18、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 1020kw，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，

19、油泵工作。 控制系统 高空作业车控制系统是解决各机构怎样运动的问题。如动力传递的方向，各机构运动速度的快慢，以及使机构启动停止等。控制系统包括操纵装置、执行元件和 安全装置。当今的高空作业车全部采用电气液压操纵，因此控制装置包括各种液压 操作阀，电控装置等，以实现机构的起动、调速、换向、制动和停止。执行元件包 括变幅用的液压油缸、回转马达、油泵等，用来推动结构件实现动作。安全装置包 括各种传感器、行程开关、报警器、液压锁止阀，用来检测危险工况保证工作安全。1.4 本课题研究的意义 高空作业车作为一种工程机械设备，目前广泛应用在船舶、建筑、市政建设、本课题以徐州海伦哲工程机械有限公司研制开发“G

20、KZ14型高空作业车”为研究对象，对该车上的重要结构-回转机构转台进行结构设计和有限元分析。高空作业车转台回转机构由液压马达、回转减速器及回转发小齿轮、回转支承等组成。进行回转时，液压马达输出动力，通过回转减速器减速后带动输出轴上的 小齿轮旋转，小齿轮与回转支承的齿圈啮合，由于回转支承的齿圈与车架刚性连接， 因而回转减速器带动与之相连的转台回转。转台是高空作业车的主要承载构件之 一，构造及受力复杂。转台结构的合理设计对高空作业小车在工作时有着极为重要 的作用。第二章 高空作业车的转台的结构分析2.1 高空作业车的转台总体结构设计回转平台，俗称为转台，它是构成轮式全回转起重机的三大承载结构件之一

21、。常见的 转台形式有:框架式、单板加肋式、单墙大箱式、箱形立板式和箱形积木式等。转台结构为 高空作业车组成的重要组成部分,属于金属结构部分在设计的过程中要综合考虑转台的结 构大小、转台的选材、以及转台受到的力的大小。 转台的组成转台的结构主要有：底板、转台的回转支承、传动齿轮、以及转台组成。底板：不论转台采用何种结构，都必须具有很大的整体刚度，以保证它所承受的 载荷能有效的传递，起重机可以平稳地工作。而转台底板的平面刚度则对保证回转支承的 转动灵活及转台整体刚度起着至关重要的作用。在高空作业小车中底板放在固定转塔上。 在此不做详细的介绍一般均采用圆盘型结构转盘的大小通常根据设计者对转台设计的尺

22、寸来确定，根据不同型号的作业小车所需要的不同结构的转台来设计底板的大小。转台的回转支承：转台的回转支承属于回转机构。回转机构由回转支承装置和回转驱动装置两部分组成。前者将起重机的回转部分支持在固定部分上，后者驱动回转部分相对于固定部分回转。回转支承装置简称回转支承，主要分为柱式和转盘式两大类，根据不同的使用要求各 种回转支承的特点以及制造厂的加工条件等合理地选定。回转支承保证作业车回转部分有 确定的回转运动，并承受作业车回转部分作用于它的垂直力、水平力和倾覆力矩。柱式回转支承装置 (1)定柱式回转支承装置 定柱式回转支承装置结构简单、制造方便起重机回转部分的转动惯量小，自重和驱动功率较小，能使

23、起重机的重心降低。 (2)转柱式回转支承装置 转柱式回转支承装置结构简单，制遣方便。适用于起升高度和工作幅度较大而起重机的高度尺寸没有严格限制的起重机(如塔式、门座起重机)。转盘式回转支承装置 现代转盘式回转支承装置主要有滚子夹套式和滚动轴承式(过去中小吨位起重机上使用的滚轮式回转支承已由滚动轴承式取代)。(1)滚子夹套式回转支承装置(图 2 一 2)图2-2滚子夹套式回转支承装置1转盘 ；2转动轨道；3 一中心轴枢；4 一固定轨道;5 一拉杆;6滚子 7 一反抓滚子它由许多圆锥或圆柱形滚子装在上下两个环形轨道之间.固结在转台底面的轨道通常在受力大的前后方制成两段圆弧形。拉杆构成的保持架上。在

24、轨道直径较大的情况下，可以采用圆柱形滚子。圆柱形滚子可制成单轮缘或双轮缘 装在由槽钢制成的保持架上。这种保持架应该有足够的强度和刚度。滚子夹套式回转支承 装置已逐渐被滚动轴承式回转支承装置所取代。(2)滚动轴承式回转支承装置(图 2326)子产生轴向力，因此滚子装在由许多图 2-3 单排四点接触球式回转支承图 2-3 它由两个座圈组成，结构紧凑、重量轻、高度尺寸小。内外座圈上的滚道是两 个对称的圆弧面，钢球与圆弧面滚道四点接触，能同时承受轴向、径向力和覆复力矩。适 用子中小型起重机。图 2-4 它有二个座圈，采用开式装配，钢球和隔离块可直接排入上下滚道，上下两排 钢球采用不同直径以适应受力状况

25、的差异。滚道接触压力角较大(60 度90 度)，因此能承 受很大的轴向载荷和倾覆力矩。适用于中型塔式起重机.汽车起重机。图 2-5 它由两个座圈组成，滚柱轴线 1：1 交叉排列，接触压力角为 45 度,由于滚柱与 滚道间是线接触，所以承载能力高于单排钢球式。这种回转支承制造精度高。装配间隙小， 安装精度要求较高，适用于中小型起重机。图 2-6 它由三个座圈组成，上下及径向滚道各自分开。上下两排滚柱水平平行排列， 承受轴向载荷和倾覆力矩，径向滚道垂直排列的滚珠承受径向载荷，是常用四种形式的回 转支承中承载能力最大的一种，适用于回转支承直径较大的大吨位起重机。在本设计中采用的转台辅助支承是单排四点

26、接触球式回转支承，其与上部转台的底板的连接方式如下图：采用此种支承的主要优点是：结构紧凑、重量轻、高度尺寸小且能同时承受轴向、径向力和复合力矩适用于中小型起重机。由上图可以看出转台的 底板与下部的回转支承之间采用的是螺栓连接。当液压马达 输出的转矩带动传动轴做回转运动时，这时传动齿轮与传动轴之间也用了几个小螺钉连 接，将动力传给了传动齿轮，传动齿轮带动回转支承上的齿轮，支承上的齿轮的外圈与上 部转台底板用了 6 个螺栓联结将动力传给了转台，而齿轮的内圈上则用螺钉与底盘连接固定。由小齿轮的转动来带动外啮合齿轮转动，由于外啮合齿轮和转台之间是用螺栓联结从而来 带动转台运动，最后带动杆臂工作。所以这

27、里的传动齿轮起着重要的作用，通过传动齿轮才能把动力传给转台，来控制臂工作的时候所需要的条件。四 转台结构（方案 1）转台结构的主要作用是连接下部传动齿轮与杆件，也也是此次设计的重点。转台结 构采用前后两个高强板，在前后高强板上再加上加强筋形成倒 型结构，底部采用圆盘形 结构由图可以看出转台上圆孔主要用于装下臂的销轴，下圆孔用来装升缩缸的销轴。上下盖板及两侧与高强板构成了箱形结构，在外侧加了两个加强筋以提高强度、刚度和稳定性。在本图中没有涉及到底板与回转支承的连接。两个加强筋均采用的是三棱形，又省材，体 积和重量均比较小。前后加强筋的在中间位置开有小孔，主要是省材和减轻重量，来减小 转台支承承受

28、的重量。（方案 2）转台同样采用前后两个高强板，在前后高强板之间采用再加上加强筋形成倒 型结构，底部采用方板形结构。如下图2-9图 2-9转台的外部结构 22.2 转台的受力分析转台受到的力是我次此设计中的重点部分，所以我们应该重点关注受力分析。高空作 业小车转台作为一个复杂的空间结构体系受到的力包括拉力、压力及扭矩的组合作用。图 2-10 转台的受力图在转台结构上受到装下臂销孔的的铰支座的正交力 F2x 和 F2y,和装伸缩缸受到的力 F6，以及转台的自重 G。由于可以通过计算材料能够得到，而其他的力均是未知必须通过上下臂的受力来进行计算。 转台的自重 G（方案 1）根据所给的尺寸及重要参数

29、来计算转台的自重，由于转台前后高强板的厚度为 20mm前后板的自重计算前后两块的重量为 583N，则到此前后两高强板的重量已经算出了。那么接下来要计算的是三块加强筋的重量。前后加强筋的自重的计算 采用的为三角形的肋板则可以算出三棱形的体积，从而来近一步计算出加强筋的自重 已知：底=140mm； 高=400mm；厚=150mm;由于前后加强肋板在中间位置开有小孔来减轻重量，所以在此也应该把小孔的重量算出来，这样算出来的重量才相对精确。根据上述说明：已知：小孔的直径为 100mm，柱高为 100mm 时;前后板的自重计算由于方案 2 和方案 1 中的前后板采用的是相同的结构所以自重和方案 1 相等

30、前后两块的重量为 583N。中间加强筋的自重的计算 采用的为三角形的肋板则可以算出三棱形的体积，从而来近一步计算出加强筋的自重 已知：底=140mm； 高=400mm；厚=100mm; =±(+)-k (2-10)式(2-10)中，“+”号用于曲柄顺时针旋转，“-”号用于曲柄逆时针旋转。2.3 上下臂的受力分析及计算由于转台上的三个力是未知的必须通过上下杆臂的受力分析才能够计算出下部的力 的大喜哦所以在此有必要对上下臂进行受力分析。在分析的过程中可以采用整体式力的分 析也可以采用分离式，在此选择了后者。整个转台与杆件之间有联系的受力情况如下图所 式：图 2-11上下臂的受力图由图上可

31、以看出上下臂的受力情况,由于图上杆件的尺寸以给出那下面将分别介绍上下力臂的受力情况. 上臂的受力分析单独把上臂拿出来进行受力分析由图可知上臂一共受到 5 个力的作用分别是外作用里Q、杆件 1 的自重 G1、铰支点 6 受到的力 F4，以及铰支点 5 受到的正交二分力 F5 X 、 F5Y2.3.2 下臂的受力分析下臂的受力情况及相应的尺寸见下图：图 2-15下臂的受力及相关尺寸根据本图要求解 F2Y、F2X、F6 还是具有一定的难度，必须把下臂与转台之间的连接部 分相应的画出来，才能把以上三个未只量求解出来，所以就必须附加相应的图形具体如下 所示：在本图三角形中 500 的长度是根据转台两销孔

32、之间的距离进行运算得到的，在此做一下说明，而图中的各个角度不代表其真实性只是用来示意:2.4 回转支承装置的计算方式在本章的第一节中讲到转台的结构时候提到过回转支撑的概念以及相应的类型在本章节中将会着重介绍回转支承的的选用以及相应的计算。 回转支承装置的计算载荷  回转支承选型计算方法   静态选型1 ）选型计算流程图 2 ）静态参照载荷 Fa' 和 M' 的计算方法：  单排四点接触球式：单排四点接触球式回转支承的选型计算分别按承载角 45 ° 和 60 °两种情况进行。I、a=45° II、a=60

33、76;Fa'=(1.225*Fa+2.676*Fr)*fs Fa'=(Fa+5.046*Fr)*fsM'=1.225*M*fs M'=M*fs然后在曲线图上找出以上二点，其中一点在曲线以下即可。  单排交叉滚柱式Fa'=(Fa+2.05Fr)*fsM'=M*fs  双排异径球式对于双排异径球式回转支承选型计算，但 Fr 10%Fa 时， Fr 忽略不计。当 Fr 10%Fa 时，必须考虑轨道内侧压力角的变化，其计算请与我们联系。Fa'=Fa*fsM'=M*fs  三排滚柱式三排滚柱式回转支承选型时，仅

34、对轴向滚道负荷和倾覆力矩的作用进行计算。Fa'=Fa*fsM'=M*fs  动态选型对于连续运转、高速回转和其它对回转支承的寿命有具体要求的应用场合，请与我公司联系。  螺栓承载力验算：  把回转支承所承受的最大载荷（没有乘静态安全系数 fs ）作为选择螺栓的载荷。  查对载荷是否在所需等级螺栓极限负荷曲线以下；2.5 传动齿轮的计算齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。其主要的优点是：传动准确可靠， 可传递空间两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广；传动效率高；工作可靠寿 命长；外廓尺寸小结构紧凑。齿轮传动的主要形式有外啮合

35、和内啮合传动。在高空作业小车转台的结构设计中，转台若想能进行工作，必须要通过传动齿轮将下部连接的液压马达的输出功率传给转台。转台才可以带动作业臂正常起升及转向。故齿轮的计算是转台设计中的重要部分不可缺少，在此设计者将对下部传动齿轮进行 设计。本设计所采用的传动形式为外啮合传动。由外啮合之后将所得的动力通过螺栓的联结传给上部转台的底板，来带动转台做相应 的转动。11根据液压马达的输出可知：马达的输出转矩：T=7350 N m ；马达的输出转速为：n 10 100r / min ；选转速为 10r/min，由转台设计条件可知转台的转速为 2 r/min，故将齿数比选择为 u 5 。由已知条件可得：

36、1选择齿轮材料因载荷平稳，传递的转矩较小，小齿轮选 40cCr 钢，调质处理，齿面硬度为 250HBS ， 大齿轮采用 45 钢，调质处理，齿面硬度为 220HBS。表 2-5-1图 2-18 接触疲劳强度极限 图 2-19 弯曲疲劳强度极限第 3 章结论本文对重型机械高空作业车转台部分进行了总体设计，并对其中的相关部件进行了 设计及验证，最后对转台的结构进行了静力分析。采用了 ANSYS 软件进行分析，验证了 结构设计的合理性。以下本人就将所做的工作做一小结:1.完成了结构的总体设计。在整体结构的总体设计中，强调了稳定、实用的特点，力求减轻结构的重量，降低整体高度，在此基础上做出了详细的计算。2.由于高空作业车在工作时要保证工