河北工业大学2010届本科毕业设计说明书
惯性矩I?131.441cm4 牌号Q235A
??235MPas
??200MPap
E?206GPa
4 构件的力学性能分析
4．1 电动葫芦轨道梁的强度、刚度、动载荷的校核
4.1.1 电动葫芦轨道梁的受力分析
轨道梁的受力分析图如图9所示
图9 轨道梁的受力分析图
由静力平衡方程可得
12??F?L-x?qL?FAL?0 (4.1) 有 M?0?B212F?x?qL?FBL?0 (4.2) 有 M?0?A2求得支反力
1F(L?x)?qL22 FA?L
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1Fx?qL22 FB?L则电葫芦作用点的力矩MF
1MF?FA?x?qx2 (4.3)
2Fx(L?x)11??qLx?qx2
L22?F1??1? ????q?x2??qL?F?x
?L2??2?则Mmax取在
1qL?FL2x???
F12?2(?q)L2处，即Mmax?11FL?qL2 48电动葫芦轨道梁的剪力图弯矩图如图10、图11所示：
图10 电动葫芦轨道梁的剪力图
图11 电动葫芦轨道梁的弯矩图
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4.1.2 电动葫芦轨道梁的强度校核
L?3.55m
F?m葫芦g?m发动机g?2250N (4.4)
16号工字钢的Wx?141cm3 q?205.13N/m 则电动葫芦轨道工字梁的最大应力
?max?Mmax?16.45MPa?235MPa (4.5) Wx所以该梁的强度符合使用要求。
4.1.3
电动葫芦轨道梁的刚度校核
电动葫芦轨道梁受力分析如下图12所示
图12 电动葫芦轨道梁受力分析
由材料力学知识可知，无论Ｆ作用在何处，梁的最大挠度都产生在梁跨度中点的附近，由挠曲线的对称性可以看出，当Ｆ作用于跨距中点时，产生最大挠度。
Ｆ＝2250Ｎ ｑ＝205.13Ｎ／ｍ Ｌ＝3.55ｍ
E?206GPa
梁的变形是均布载荷ｑ和集中力Ｆ共同作用引起的 q单独作用下
??c?qF单独作用下
5qL4?? (4.6)
384EI13
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??c?F叠加后的挠度
FL3?? (4.7)
48EI?c???c?q???c?F代入数据计算可得
5qL4FL3???
384EI48EI??0.09mm
c由于?远小于１ｍｍ，故该轨道梁符合刚度要求。
c4．2 大车轨道梁的强度、刚度、动载荷的校核
4.2.1 大车轨道梁的受力分析
大车轨道梁的架设方式为轻轨架设在热轧H型钢上，再将H型钢与立柱相连接。
如下图13所示
图13 架设方式图
F?11G??G工字梁?G葫芦?G发动机?G减速机构?G电动机? (4.8) 22此处采用简化处理方式，大车单边梁实际有两个受力点，为简化计算过程，将两个受力点简化为一个，若在后者情形下符合要求，则实际情况一定能符合使用要求。由于沿着大车梁轨道方向的轴向力很小（只有在大车启动时才承受一定的惯性力）对大车梁的强度、刚度校核影响较小，所以将立柱与轨道梁的连接处简化为铰支座连接形式。取其最危险情况进行受力分析，如下图14所示。
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图14 大车梁受力分析图
由静力学平衡方程得
FA?FB?FC?F?qL?0 (4.9)
FBL13?FCL?qL2?FL?0 (4.10) 224三个未知量只有两个方程，故属于超静定问题。我们可以讲支座Ａ处的约束解除，并用
FA来代替它，已达到将原来的超静定梁转化为静定悬臂梁的问题。且有
?A???A?F???A?q???A?F???A?F?0 (4.11)
AB又知道
L?5.6m；q?395N/m；F?2289.1N
将以上六式联立解得
FA??60.5N；FB?3477N；FC?1084N
其剪力图和弯矩图如图15、图16所示
图15 大车轨道梁剪力图
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