目 录
第1章 绪论 ....................................................................................................................... 1
1.1 选题背景，研究目的及意义 ................................................................................... 1 1.2 国内外研究现状 ....................................................................................................... 1
1.2.1 大梁校正仪的发展历史 ................................................................................. 1 1.2.2 国内外研究状况及结果 ................................................................................. 2 1.3 研究内容及研究方法 ............................................................................................... 2
1.3.1 研究内容 ......................................................................................................... 2 1.3.2 研究方法 ......................................................................................................... 3
第2章 校正仪的整体结构设计 .................................................................................. 4
2.1 简述框架式汽车大梁校正仪工作原理 ................................................................... 4 2.2 举升机构主要结构确定 ........................................................................................... 4
2.2.1 举升机构整体结构形式及基本组成 ............................................................. 4 2.2.2 举升机构各零部件安装位置及润滑 ............................................................. 5 2.3 举升平台及定位夹具主要结构确定 ....................................................................... 5
2.3.1 举升平台整体结构形式及基本组成 ............................................................. 5 2.3.2 定位夹具整体结构形式及基本组成 ............................................................. 6 2.4 拉塔的主要结构确定 ............................................................................................... 6
2.4.1 拉塔横梁处整体结构形式及基本组成 ......................................................... 6 2.4.2 拉塔柱的结构形式及基本组成 ..................................................................... 7 2.5 其它附件 ................................................................................................................... 7 2.6 确定框架式大梁校正仪各结构尺寸及材料 ........................................................... 7
2.6.1 建立待修汽车基本参数模型 ......................................................................... 8 2.6.2 校正仪底部结构部分主要尺寸及材料的确定 ............................................. 8 2.6.3 校正仪中间结构部分尺寸及材料的确定 ..................................................... 8 2.6.4 校正仪上部平台结构尺寸及材料的确定 ..................................................... 9 2.6.5 定位夹具的尺寸及材料的确定 ................................................................... 11 2.6.6 拉塔组件的尺寸及材料的确定 ................................................................... 12 2.6.7 方凳及斜坡板凳的尺寸确定 ....................................................................... 13
2.7 设备各部件质量的估算及设计举升质量 ............................................................. 13
2.7.1 估算拉塔组件的质量 ................................................................................... 14 2.7.2 估算平台上设备的质量 ............................................................................... 14 2.7.3 估算平台中部的质量 ................................................................................... 14 2.7.4 估算底板处的质量 ....................................................................................... 15 2.7.5 实际设计举升质量 ....................................................................................... 15 2.8 本章小结 ................................................................................................................. 15
第3章 校正仪的力学分析及校核 ........................................................................... 16
3.1 双铰接剪刀式举升机构的力学模型 ..................................................................... 16
3.1.1 举升机构力学模型建立与分析 ................................................................... 16 3.1.2 举升机构主要关系参数的确定 ................................................................... 17 3.2 液压机构力的分析与计算 ..................................................................................... 17
3.2.1 确定载荷与液压缸推力的关系 ................................................................... 17 3.2.2 计算液压缸的推力 ....................................................................................... 18 3.3 举升机构的力学分析与计算 ................................................................................. 19
3.3.1 举升机最低状态时，各臂受力情况 ........................................................... 19 3.3.2 举升机举升到最高位置时，各臂受力情况 ............................................... 20 3.4 定位夹具及拉塔的力学分析与计算 ..................................................................... 22
3.4.1 定位夹具的受力分析 ................................................................................... 22 3.4.2 拉塔的受力分析 ........................................................................................... 22 3.5 主要零部件的强度校核 ......................................................................................... 23
3.5.1 举升臂AOB的强度校核 ............................................................................ 23 3.5.2 举升臂COD的强度校核 ............................................................................ 25 3.5.3 液压缸上端支承轴的强度校核 ................................................................... 27 3.5.4 连接举升臂销轴的强度校核 ....................................................................... 27 3.5.5 平台内横梁的强度校核 ............................................................................... 28 3.5.6 定位夹具的强度校核 ................................................................................... 29 3.5.7 定位夹具支撑横梁的强度校核 ................................................................... 30 3.5.8 拉塔的强度校核 ........................................................................................... 31 3.5.9 拉塔处液压缸支撑销轴的强度校核 ........................................................... 32 3.6 本章小结 ................................................................................................................. 33
第4章 校正仪液压系统的选择与计算 .................................................................. 34
4.1 液压系统的选择 ..................................................................................................... 34
4.1.1液压系统的介绍 ............................................................................................ 34 4.1.2液压系统的选型 ............................................................................................ 34 4.2 液压系统的计算 ..................................................................................................... 35
4.2.1 举升处液压缸行程的计算 ........................................................................... 35 4.2.2 举升处液压系统工作压力的计算 ............................................................... 36 4.2.3 关于拉塔处液压系统的相关选择 ............................................................... 36 4.3 本章小结 ................................................................................................................. 36
第5章 校正仪三维建模与整机装配....................................................................... 37
5.1 CATIA软件简介 ..................................................................................................... 37 5.2 利用CATIA进行三维建模 ..................................................................................... 38
5.2.1 底坐板的建立 ............................................................................................... 38 5.2.2 举升臂AOB的建立 ....................................................................................... 39 5.2.3 液压缸支承轴的建立 ................................................................................... 39 5.2.4 上平台的建立 ............................................................................................... 40 5.2.5 夹具的建立 ................................................................................................... 40 5.2.6 拉塔柱的建立 ............................................................................................... 42 5.3 整机装配 ................................................................................................................. 42
5.3.1 CATIA装配功能概述 .................................................................................. 43 5.3.2 装配的CATIA零件图 ................................................................................. 43 5.3.3 CATIA整机装配图及爆炸图 ...................................................................... 48 5.4 本章小结 ................................................................................................................. 50
第6章 校正仪主要零部件有限元分析 .................................................................. 51
6.1 ANSYS有限元分析软件介绍 ................................................................................ 51 6.2 ANSYS与CATIA接口的建立 .............................................................................. 51 6.3利用ANSYS对主要零部件进行分析 ...................................................................... 52
6.3.1定位夹具卡钳的有限元分析 ........................................................................ 52 6.3.2液压缸支撑轴的有限元分析 ........................................................................ 56 6.3.3举升臂的有限元分析 .................................................................................... 59 6.3.4拉塔柱的有限元分析 .................................................................................... 62 6.4 本章小结 ................................................................................................................. 65 结论 ....................................................................................................................................... 66
参考文献 ............................................................................................................................... 67 致谢 ....................................................................................................................................... 68 附录A ................................................................................................................................... 69 附录B ................................................................................................................................... 72 附录C ................................................................................................................................... 73 附录D ................................................................................................................................... 74
第1章 绪 论
1.1 选择背景、研究目的及意义
随着汽车市场的不断发展与壮大，与之相协调的汽车维修行业也迅速发展起来。目前在汽车事故中对大梁及钣金的修复十分常见。而随着对售后服务的要求的不断提升，也为了更好的发展企业，各维修厂家已经开始了激烈的服务竞争。汽车大梁校正仪是在因交通事故碰撞所致车身损坏，以及大梁变形等的技术数据恢复中重要的维修设备。在以往的事故后维修时，很多企业选择了更换零部件，但是这样往往会增加客户的损失及保险公司的负担。汽车大梁校正仪的出现避免了高额的更换费用，这样既减少了顾客的损失，也可促进制造设备企业市场的发展。利用大梁校正仪专业设备方可保证对汽车大梁的维修的质量水平。然而对于在维修中为了保证汽车安全的定位，方便的使用，高维修水平等众多关键要素，必须设计质量及安全可靠的设备。因此，为了满足维修企业对占地空间的要求及保证维修质量。对框架式汽车大梁校正仪进行深入研发将对我国在这一领域发展有实质性的意义。本课题基于计算机仿真平台，应用CAD/CAE领域比较领先的设计软件AutoCAD进行二维草图绘制，使用了当前先进的三维设计软件CATIA进行三维建模及整机装配，在产品投入生产之前运用ANSYS软件进行质量分析，可及时发现并更改设计中的缺陷，完善设计方案，减少产品开发周期，提高研发的质量和效率，为此设备的生产实际提供一些有价值的理论支持。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 大梁校正仪的发展历史
汽车大梁校正仪的发展已经有了将近30年的历史。它的出现主要是基于剪式汽车举升机的框架的改装。由于举升机历史较长，技术较成熟，所以在80年代期间，美国及欧洲就率先通过对剪式举升机的改造而研发出框架式大梁校正仪。九十年代欧洲通过出口到中国市场逐渐把它的产品推向亚洲地区。90年代中期，在我国山东地区逐渐出现了很多此类设备制造企业，目前在国内市场发展史已经是标新立异。经过几十年的发展，剪式举升机及一些定位夹具已经更新了很多代，框架式汽车大梁校正仪至今也经历了许多变化与改进。目前欧美已经将其产品出口至全世界，我国山东地区少数企业也已经打破传统局面，将设备出口至芬兰等北欧国家。而框架式大梁校正仪使用方便，占地空间较小，也受到很多实力雄厚的特约维修站的欢迎。
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