高空作业车是一种专用的高空作业设备，它有着极其广泛的应用。近些年，我国的超高层建筑不断涌现，导致市场对超高空作业车的需求量不断增加，而国内能够生产制造超高空作业车的企业又寥寥无几，因此，研发出安全可靠、性能优良、技术先进的超高空作业车具有重要的社会意义。本文通过市场调研以及参照现有相关标准，确定了臂架整体布局方式、臂架伸缩方式、截面形式、结构尺寸、支腿形式和跨度以及整车尺寸，并完成超高空作业车三维模型的建立。对臂架系统作业状态下的各种载荷进行了分析，确定了最危险情况下的载荷组合。完成了臂架系统两种危险工况下的强度和刚度计算并对臂架系统进行了有限元分析，得到了臂架系统的应力分析云图以及臂架变形图，并对各臂应力集中情况以及整体变形进行分析，验证模型结构的合理性。对臂架系统单缸三铰点和单缸六铰点变幅机构进行了力学分析，基于力学分析进而建立了变幅机构的优化模型，并确定了两种变幅机构的优化目标函数、设计变量以及约束条件，对两机构进行优化并得到优化结果，通过对两种变幅机构优化前后尺寸、性能的对比得知，优化后的机构实现了减小油缸受力的目的。利用Workbench对臂架系统进行参数化建模，利用实验设计法分析了臂架截面参数对最大应力、最大位移和臂架质量的影响，通过目标驱动优化得到了臂架截面优化结果，实现了在不影响臂架力学性能的前提下，降低臂架质量的目的。