高空作业车的转台结构设计及有限元分析
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π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2
§2-2 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
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臂的受力来进行计算。 2.2.1转台的自重G （方案1）
根据所给的尺寸及重要参数来计算转台的自重，由于转台前后高强板的厚度为20mm 1
前后板的自重计算
已知：长=500mm；宽=600mm；厚=20mm；ρ=7850kg/m3查手册可得采用45#钢
3 V总?0.5(0采用四棱柱的体积) ?0.?60.?02m0.06 V1?0.5?0.4?0.0?2230.0m02（截去右边的空缺部分）
2 V2孔?3.1?40.0?5?43 ?0.02?1.m57（连接下臂的孔）10V3孔?3.14?0.022?0.02?2.512?10?4m3
V?V总?V1-V2-V3?0.006?0.002?0.000157?0.00002152?3.82?10m?33
现在知道了前板的体积了根据密度来求出质量 m m=ρV= 7.85?103?3.28?10?3?25.748kg
G?gm?9.8?25.748?293N(一块前板的重) 注：g=9.8m/s2
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。 2
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; V?0.1?420.4?0.1?50.0m0318 （三棱柱的体积）
三棱柱也才用的材料为45#刚，在此说明本转台的材料均采用的是45#钢则密度均为
309.?8?4.?2?10N 3207850kg/m3 则 G?785?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：
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已知：小孔的直径为100mm，柱高为100mm时;
2 V1?3.14?0.0?50.?1427.??8m5m 104 G2?785?09.?87.?8?5?10N 60?2?6?0?2N52前后加强肋板的重量为 320 03 左侧板的自重
已知：长=360mm；宽=400mm；厚=20mm V2?0.3?60.?40.?023 02880.m0 G2?785?09.?80.0?028N8 222挖去的小圆柱体：V3?3.14?0.052?0.02?0.000157m3 G3?785?09.?80.00?01N5 7则左侧的板的自重为：G2?G3?222?12?210N 4
右侧板材的自重
已知：长=360mm；宽=100mm；厚=20mm；
12V4?0.36?0.1?0.02?0.00072m3 G4?0.00072?7850?9.8?55N
5
底板的自重
已知：底板采用圆盘形时D=760mm;H=20 mm
3.14?0.762V?H??0.02?0.0091m3
44G???V?g?7850?0.0091?9.8?700N
?D2综合上述计算可得整个转台部分的自重 G?293?2?520?210?55?700?2068N
（方案2）
根据所给的尺寸及重要参数来计算转台的自重，由于转台前后高强板的厚度为20mm 1 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
前后两块的重量为583N。
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2 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; V?0.1?420.43?0.1?0.00m2 8 （三棱柱的体积）
三棱柱也才用的材料为45#刚，在此说明本转台的材料均采用的是45#钢则密度均为
309.?8?2.?8?10N 2157850kg/m3 则 G?785?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。
??2前后加强肋板的重量为 2154N30
3 左侧板的自重
左侧板和方案1的结构是一样的则自重相等。 则左侧的板的自重为：G2?G3?222?12?210N 4
右侧板材的自重
同方案1则自重为：G4?0.00072?7850?9.8?55N 5 底板的自重
已知：底板采用方形时长500 mm；宽400 mm;H=20 mm
V?0.4?0.5?0.02?0.004m3
G???V?g?7850?0.004?9.8?308N
综合上述计算可得整个转台部分的自重 G?293?2?430?210?55?308?1589N
§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：
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45QG16F2YG22F2XF6
图2-11 上下臂的受力图
由图上可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. 2.3.1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F5X、F5Y
F4F5YF5X4QG15 图2-12 上臂的受力分析
根据设计要求高空作业小车的平台的承载能力为 m?200kg 则高空作业小车平台受到的力为 Q?mg?200?9.8?1960N 由于上臂采用的是方钢机构且截面积尺寸也是已知如下图：
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