基于ANSYS的框架式汽车大梁校正仪设计 - 图文(4)

2019-08-31 09:47

由于夹具高度可调,这里说明最低时H=240mm。定位夹具体的卡钳,圆柱螺栓,加强筋,坐板等均为45钢。因其需要随不同车宽而移动,所以只需要满足对称装配即可。其中控制卡钳移动的螺栓及垫片参照GB/T 6712.1-2000采用公称直径M16,附加M16垫片,其长度L取105mm。

2.6.6 拉塔组件的尺寸及材料的确定

(1)拉塔立柱选用的方管按GB/T 3094-2000选择正方形截面方管,边长80mm,厚度8mm,整个长度取1200mm,材料45钢。拉塔立柱上焊接的定位块由高30mm,宽30mm,长40mm的钢块组成,材料Q235钢。支撑轴夹板厚20mm,材料Q235钢。销轴按标准规格取φ30,长度145mm,材料为40Cr。其结构尺寸如图2.12。

图2.12拉塔结构尺寸

(2)拉塔横梁采用正方形截面方管,边长70mm,厚8mm,长720mm,材料Q235钢。 连接处对称焊接的钢板厚度分为20mm,25mm两处,其中从焊接端到横梁一端厚度为25mm,材料Q235钢。销轴与上节销轴尺寸相同,材料为40Cr。具体结构尺寸如图2.13。

图2.13横梁处结构尺寸

(3)横梁处两个液压缸位置绞支座的厚均为15mm,底坐板宽均为80mm,绞支座边缘与底板边缘对齐焊接,材料均为Q235钢。具体结构尺寸如图2.14。

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图2.14拉塔横梁结构尺寸 (4)拉塔横梁与平台连接处各结构尺寸如图2.15。

图2.15连接处结构尺寸

①—主视图 ②—俯视图

材料除横梁采用45钢外其余均为Q235钢。销轴直径均采用标准值φ20,垫片及开口销由直径参照手册确定。

(5)拉链的选择厂家提供的直径10mm,外长50mm,外宽34mm,长度2.5m左右。钩子选择开口尺寸40mm左右的普通高强度拉链钩即可。挂圈为一个长180mm,宽150mm,厚度25mm的实心方形圈,连接链子处焊接一个厚15mm的小钢板即可,材料选为Q235钢。拉链与钩子及挂圈连接处销轴采用φ16标准值,长度70mm。材料由选购的厂家确定,这里不作详细介绍。 2.6.7 方凳及斜坡板凳的尺寸确定

(1)方凳采用高400mm,长800mm。宽300mm的钢板及方管焊接组成。斜坡方凳坡长1000mm,也是由钢板及方管组成。二者材料均为Q235钢,其数量可根据实际需求选定,其余不作详细介绍。

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2.7 设备各部件质量的估算及设计举升质量

2.7.1 计算拉塔组件的质量

(1)经查方管规格表可知:宽为80mm,厚8mm的方管理论质量17.23kg/m。宽70mm,厚8mm的方管理论质量14.72kg/m。由此计算拉塔柱和拉塔横梁总质量 G=1.2×17.23+0.72×14.72= 31.2kg

3094-2000选择材料为45钢,许用应力为600MPa,其所选规格在结构尺寸中已经写明。其剪力图及弯矩图如图3.15所示。

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图3.15内横梁的剪力图及弯矩图

由前面的计算可知,举升至最高位置时举升臂对其作用力最大,FDX及FDy的合力为 4100N×cos45°+18800N×cos45°≈16.2KN,也就是说此作用力并非垂直作用在横梁上。下面根据组合变形斜弯曲公式来计算其应力。

由查规格表以选的方管对应参数惯性矩IX=49.29×10-8m4,所以可得:

?1?FDX?0.337m4100N?0.337m0.07?yX???98.11MPa-8IX49.29?102

?2?

FDy?0.337mIX?yX?18800N?0.337m0.07m??183MPa-886.64?102

叠加原理可知:dmax=281MPa < 600MPa,所以其强度合格。 3.5.6定位夹具的强度校核

由前面2.3.2节构介绍可知,夹具主要通过上端一对卡钳来承受载荷,汽车裙边支撑在卡钳上,每对卡钳承受四分之一的载荷,因此每个卡钳承受八分之一载荷。分析可知卡钳端面承受的是均布载荷,因卡钳底部焊接在平板上,故不考虑其X轴向的弯曲变 形。查表知45钢弹性模量E=2′1011MPa,其他尺寸参数见2.6.5。受力如图3.16所示。

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图3.16卡钳的受力图

分析可知,卡钳的计算可以按照压杆稳定来计算,压感系数取μ=2。参照2.6.5将尺寸参数值代入如下公式得

p2EI Fcr= (3.6) 2(ul)0.02?0.113π?2?10?π2?E?I12Fcr???194KN22(ul)(2?0.075)

211因F=W/8=2.45KN,2.45KN<194KN,所以强度合格。 3.5.7定位夹具支撑横梁的强度校核

由结构分析可知,支撑横梁其一端卡在平台上,相当于焊接固定在一起。其长度约为325mm的方管上套有夹具体,因夹具随着不同车宽需要做横向移动,所以横梁的受力点也不固定,这里假设其受力点在最外端处,材料为45钢,许用应力600MPa剪力图及弯矩图如图3.17所示。计算结果如下 WM??0.325m?1.59KN?m4

-84查方管规格表可知 I?86.64?10m

50?10-3?0.025m2 M?max??y?46MPaI

由dmax=40MPa<600MPa,可知此横梁的强度合格。

y? 16


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