e?(a?b)?(a?l)?l2?b1(a?a)?(a?5)?52 ?12?a21??(a?5)?52如果取a?130mm，则：
1e??(a?5)?521??(130?5)?5 2?12.5(mm)最终取e?15mm。
§5.2锁紧机构的设计计算
锁紧机构的示意图如（图5.2）所示：
图5.2 锁紧机构的示意图
1为齿条；2为棘爪；3为棘爪转轴；4为弹簧；5为凸轮；6为凸轮转轴
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§5.2.1棘爪的设计计算
对其进行受力分析，其受力图如（图5.3）所示：
图5.3 棘爪的受力图
其中转轴处所受的力F的值如下：
11F???(m汽车?2?m托架?2?m升降架)?g241?（3000+2?51.19?4+2?28.096?2.6）?9.8 8=4355.735 N11即：FN??F??4355.735?2177.867N
22在AB段，即（0?X?65mm）
Fs?FN?2177.687N
M?FS?X?10?3
在BC段，即（65mm?X?130mm）
Fs?FN?2177.687N
M?FS?(130?X)?10?3
由以上方程，作出其剪力图和弯矩图如（图5.4）所示，由图上不难看出，B点既为受到弯矩最大点（即当X=65mm时），所以根据式：
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M?FS?X?10?3
?2177.687?65?10?3 ?141.550N?M
初选棘爪的材料为Q235，其抗弯强度为375MP—500MP，选用强度为?lim?400MP的Q235，同时取安全系数为K=5。
则由公式??M得： WM141.550W??K??5?0.707?10?6m3 6?400?10如果取棘爪的截面形状为矩形，其厚度为h?15mm，再由矩形抗弯截面系数的公式
bh2W?（刘鸿文主编.<<材料力学>>.?5.3，第143页，北京：高等教育出版社，2004）
6得：
- 33 -
图5.4 棘爪的剪力图和弯矩图
a) 为棘爪的受力图；b) 为棘爪的剪力图；c) 为棘爪的弯矩图。
6W6?0.707?10?6b?2??18.8mm
h(15?10?3)2取b?20mm。
§5.2.2 棘爪转轴的设计计算： 转轴的受力图如（图5..5）所示：
图5.5 棘爪转轴的受力示意图
由受力的示意图可知，转轴主要受到的是剪切力，初选转轴的材料为45钢，其
?s?500MP，由最大切应力理论得：
?250MP。
2F所以由剪应力公式??S(刘鸿文主编.<<材料力学>>.?2.13，第51页，北京：高等教
A?max??s育出版社，2004)得：(其中FS?F?FN?4355.735N)
A?Fs?max
如果其安全系数为K?10
A?FS?max?k?4355.735?10?174.230mm2 6250?10其截面形状为圆形，所以其直径：
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D?取D?15mm
4?A??4?174.230?14.900mm
3.14§5.2.3 凸轮转轴的设计计算： 转轴的受力图如（图5.6）所示：
图5.6 凸轮转轴的受力示意图
由受力的示意图可知，转轴主要受到的是剪切力，初选转轴的材料为45钢，其
?s?500MP，由最大切应力理论得：
2F所以由剪应力公式??S(刘鸿文主编.<<材料力学>>.?2.13，第51页，北京：高等教
A?max??s?250MP。
育出版社，2004)得：(其中FS?F?FN?2177.687N)
A?Fs?max
如果其安全系数为K?10
A?FS?max?k?2177.6872 ?10?87.115mm6250?10其截面形状为圆形，所以其直径：
D?取D?12mm
4?A??4?87.115?10.535mm
3.14 - 35 -