【正文】 坐板等均為 45 鋼。拉塔立柱上焊接的定位塊由高 30mm，寬 30mm，長(zhǎng) 40mm 的鋼塊組成，材料 Q235 鋼。 圖 拉塔結(jié)構(gòu)尺寸 （ 2）拉塔橫梁采用正方形截面方管，邊長(zhǎng) 70mm，厚 8mm，長(zhǎng) 720mm，材料 Q235 鋼。 圖 橫梁處結(jié)構(gòu)尺寸 （ 3）橫梁處兩個(gè)液壓缸位置絞支座的厚均為 15mm，底坐板寬均為 80mm，絞支座邊緣與底板邊緣對(duì)齊焊接，材料均為 Q235 鋼。銷軸直徑均采用標(biāo)準(zhǔn)值φ 20，墊片及開口銷由直徑參照手冊(cè)確定。拉鏈與鉤子及掛圈連接處銷軸采用φ 16 標(biāo)準(zhǔn)值，長(zhǎng)度 70mm。斜坡方凳坡長(zhǎng) 1000mm，也是由鋼板及方管組成。 由此計(jì)算拉塔柱和拉塔橫梁總質(zhì)量 G= + = （ 2）查材料表知 Q235 鋼密度 *3。所以總重≈ 。 總質(zhì)量 G=7860 = （ 5）平臺(tái)內(nèi)貼槽鋼的截面積查表可知 178。 計(jì)算平臺(tái)中部的質(zhì)量 （ 1） 舉升臂的 45 鋼材料密度為 179。 =179。 16 計(jì) 算底板處的質(zhì)量 （ 1） 底板的體積為 =179。 = （ 2） 所有支座，角鋼滑道及銷軸等質(zhì)量和估值為 10kg。 （ 2） 參照實(shí)際車型 重量，本設(shè)計(jì)要求能夠舉升 1500kg 的乘用車即可。為后期繪制二維草圖，三維建模做準(zhǔn)備。 因此在維修行業(yè)、貨物裝卸中得到廣泛應(yīng)用。下面我們做詳細(xì)的計(jì)算說明。 根據(jù)結(jié)構(gòu)分析，四個(gè)支點(diǎn)的受力如圖 。我們從平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)分析可以把作用點(diǎn)平均分為四個(gè)，每一側(cè)舉升裝置承受約一半的載荷。 液壓機(jī)構(gòu)力的分析與計(jì)算 確定載荷與液壓缸推力的關(guān)系 通過分析舉升臂 COD 我們來確定 W與 Fp 的關(guān)系。當(dāng)在最高位置時(shí)舉升臂之間夾角為 90176。 由于初選 L1=250mm，設(shè)液壓缸整體長(zhǎng)度 b1， 根據(jù)余弦定理可得如下關(guān)系式 解得 ： b1=。α ， L2=1420 cos7176。也就是說舉升裝置在最低位置 230mm 處時(shí)并沒有舉升汽車，也就是不需要承受汽車載荷，此時(shí)只需要承受自身載荷需要的推力很小，這里就不必要做詳細(xì)計(jì)算了。而定位夾具距地面的高度此時(shí)為： 230+200=430mm。 在舉升裝置上升 120mm 后，此時(shí)的設(shè)備高度為 350mm，得 35090 / 212arcsin = =121420 176。 舉升機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析與計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用雙鉸接剪刀式 舉升機(jī) ，由電控 液壓 系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng) 。因之前很多的參數(shù)為初選值，因此需要對(duì)主要的軸，橫梁，舉升臂等零部件進(jìn)行分析校核。 因α很小，所以計(jì)算過程中我們可以將 W 近似看成 作用在平臺(tái)中心位置。 FA=W/4=， FBX， Foy 及 FOX的值由液壓缸推力決定，參照下一節(jié)計(jì)算。由力的平衡條件可知 Fox=F180。oy= F180。 解得 FOX= KN FBX= KN Foy= KN （ 2） 計(jì)算舉升臂 COD 的受力，如下圖 所示。根據(jù)力的平衡條件計(jì)算可得方程式如下 FOX=F180。 定位夾具的受力分析 由于總載荷為 W=，其載荷約平均分配給四個(gè)夾具。 Foy=， FOX=， FBX=。 3）截面對(duì)中性軸的慣鉅為 4733z 701812 hb ??????I 4） 舉升臂的最大彎曲應(yīng)力 a1 6 733 MP?? ????? 5）最大軸向正應(yīng)力 KNFFF OXAN o s45s in ?????? 2A = 7 0 m m 1 8 m m = 1 2 6 0 m m180。 （ 2）舉升臂在最低位置時(shí)（剛開始承受載荷時(shí)），α =12176。 所以經(jīng)過以上兩種狀態(tài)下 的計(jì)算分析，舉升臂 AOB 的強(qiáng)度無論在最高位置及最低位置時(shí)均滿足強(qiáng)度要求。舉升臂 COD 中間有兩個(gè)銷軸孔，其可能發(fā)生破壞的可能性較大，下面通過力矩圖 進(jìn)行分析。因?yàn)榭倯?yīng)力 ＜ 500MPa，所以強(qiáng)度合格?；谏瞎?jié)公式及彎矩圖的相關(guān)計(jì)算，可得在最低點(diǎn)時(shí)的計(jì)算結(jié)果如下 ?????? KNKNM KNFFF PCN i i n12s i n ???????? 。β =176。 3) 截面對(duì)中性軸的慣鉅 4733z 701812 hb ??????I 4) 舉升臂的最大彎曲應(yīng)力 7 33 MP?? ????? 5) 最大軸向正應(yīng)力 KNFFFF DXPCN o s45s i n45c o s45s i n ???????? 2A = 7 0 m m 1 8 m m = 1 2 6 0 m m180。β =176?；谏弦还?jié)的公式及彎矩圖，我們得到在最低點(diǎn)時(shí)計(jì)算結(jié)果如下 ?????? KNKNM KNFFF OXAN o s12s in ??????? =NFA 5 51260 m mKN M Pa≈ 1）因?yàn)閼T性矩及中性軸位置均不變，所以我們得到 3 373 . 4 1 0 3 5 1 0= = 2 3 1 a5 . 1 5 1 0 MPd 創(chuàng) ?180。 對(duì)于承受載荷比較大，但承受最大載荷的時(shí)間不長(zhǎng)的情況下我們?nèi)“踩禂?shù)為 ，所以 600MPa 除以 后計(jì)算可得 45 鋼許用抗拉強(qiáng)度為 500MPa。下面通過力及力矩圖 來分析。 圖 定位夾具的受力 由于夾具只承受來自汽車的載荷，平臺(tái)的載荷與其無關(guān)，所以我們計(jì)算可得 F=1/4（ WW 平臺(tái) ） =1/4（ ）≈ KN 拉塔的受力分析 因拉塔的受力是隨著液壓缸的推力變化及車身受損的不同部位而需要改變的，很難準(zhǔn)確的計(jì)算出具體的受力，這里假設(shè)計(jì)算其承受力最大的情況時(shí)。oy= KN 解得 FDy= KN FDX= KN 23 圖 舉升臂 COD 受力 定位夾具及拉塔的力學(xué)分析與計(jì)算 定位夾具的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其主要受力點(diǎn)在兩個(gè)卡鉗的頂端，汽車全部載荷支撐在四個(gè)卡鉗的上。OX FDy+F180。 舉升機(jī)構(gòu)舉升到最高位置時(shí)，各臂受力情況 舉升機(jī)升高到 時(shí)，其平臺(tái)上部受力如圖 所示，通過力矩平衡方程我們 圖 平臺(tái)上部的受力 得到如下關(guān)系式 FA+FD=W/2 FA L cosα + FD 0=W/2 L/2 cosα 22 解得 FA= FD= （ 1） 計(jì)算舉升臂 AOB 的受力，如下圖 所示。p cosβ = 176。 圖 舉升臂 COD 的受力 由前面計(jì)算可知，在最低點(diǎn)時(shí)： F180。 圖 舉升臂 SOB 的受力 21 圖 為桿 AOB 的受力情況， A 作用處為滑動(dòng)鉸支座， B 作用處為固定絞支座。舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)，舉升機(jī)重量均勻的分布在平臺(tái)的四個(gè)支撐點(diǎn)上，平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)有效載荷之和 W所產(chǎn)生的重力直接作用在滑動(dòng)鉸支座和固定鉸支座上。 分析舉升機(jī)不同舉升高度的受力情 況可知，在 給定載荷下 ,舉升到不同高度時(shí)所需油缸推力不同，各舉升臂與軸受力也不同。 同樣由余弦定理求得此時(shí)的液壓缸軸線與水平線夾角為：β =176。此時(shí)液壓缸的推力是整個(gè)舉升過程中所需推力最大值，選擇液壓系統(tǒng) 時(shí)根據(jù)推力最大值確定。 圖 整體結(jié)構(gòu) 20 由上段分析可 知，舉升機(jī)的最低點(diǎn)應(yīng)該是在舉升至夾具基礎(chǔ)裙邊為基準(zhǔn)，由之前的分析可知最低位置越高則需要的液壓系統(tǒng)推力越小。 。 把α，β， L， L1， W 的值代入公式 可得： Fp= KN（設(shè)備一側(cè)受的推力）。由圖 可計(jì)算出此時(shí) L2 的長(zhǎng)度 ： 1420 cos45176。 圖 舉升臂 COD 受力分析 通過上圖我們來列力及力矩方程 19 ∑ Fx=0 Fpx=Fx=Fp*cosβ （ ） ∑ Fy=0 Fpy=Fy=Fp*sinβ （ ） 化簡(jiǎn)可得：111 w 1 w c o s c o s + L c o s s in + L c o s s in =2 4 2 4 PPL L F F* * * *α α β α α β 0 即 11w c o s = L c o s s in + L c o s s in4 PPL F F* * *α β α α β。由于整個(gè)向上的舉升力來自液壓缸活塞桿，由式Fp*sinβ可知， 在給定載荷下 ,起升油缸夾角越小 ,則所需推力越大。其中舉升臂之間夾角即隨著舉升高度的不同而變化。簡(jiǎn)化安裝后受力情況如圖 ，圖 中 F4 與 F6 作用點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)平臺(tái)和底座的固定鉸支座位置 , F3 與 F5 作用點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)平臺(tái)和底座的滑動(dòng)鉸支座位置。對(duì)于雙鉸接剪刀式舉升機(jī)構(gòu)來說 ,影響其力學(xué)性能的關(guān)鍵因素是舉升液壓缸的安裝位置，舉升臂角夾角及高度。同時(shí)我們根據(jù)市場(chǎng)上常見車型的參數(shù)來確定框架式大梁校正儀一些基本結(jié)構(gòu)尺寸，通過合理的設(shè)計(jì)來節(jié)省其成本并且能夠適應(yīng)市場(chǎng)的使用要求。因不同作用點(diǎn)承受載荷略有差異在以后計(jì)算校核中載荷亦采用 20xxkg 為準(zhǔn)。 （ 4）參照實(shí)物可知用于起升的方凳及斜坡 凳子總質(zhì)量約為 80kg。所以底板質(zhì)量為 179。 g/cm179。 總質(zhì)量為 4 1988 （ 2） 液壓支撐軸的材料密度為 g/cm179。所以其總質(zhì)量為 。 （ 3） 內(nèi)橫梁同樣參照方管規(guī)格表可查得其對(duì)應(yīng)尺寸的理論重量為 。 （ 3）液壓系統(tǒng)，支座，卡鉗，卡盤，支板等附件總重不作詳細(xì)計(jì)算，總重 G≈ 20kg。 15 設(shè)備各部件質(zhì)量的估算及設(shè)計(jì)舉升質(zhì)量 計(jì)算拉塔組件的質(zhì)量 （ 1）經(jīng)查方管規(guī)格表可知：寬為 80mm，厚 8mm 的方管理論質(zhì)量 。 方凳及斜坡板凳的尺寸確定 （ 1）方凳采用高 400mm，長(zhǎng) 800mm。鉤子選擇開口尺寸 40mm 左右的普通高強(qiáng)度拉鏈鉤即可。 14 圖 拉塔橫梁結(jié)構(gòu)尺寸 （ 4）拉塔橫梁與平臺(tái)連接處各結(jié)構(gòu)尺寸如圖 。銷軸與上節(jié)銷軸尺寸相同，材料為 40Cr。銷軸按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格取φ 30，長(zhǎng)度 145mm，材料為 40Cr。其中控制卡鉗移動(dòng)的螺栓及墊片參照 GB/T 采用公稱直徑 M16，附加 M16墊片，其長(zhǎng)度 L 取 105mm。所有結(jié)構(gòu)尺寸如圖 所示。 （ 6）上部橫梁處支座尺寸：高度 75mm，寬 45mm，厚 15mm，材料為 Q235 鋼。 （ 5） 舉升臂的移動(dòng)是通過焊接在一端側(cè)面的短軸來插入滾針軸承內(nèi)孔中來實(shí)現(xiàn)的，為了限定滾針軸承的軸向位置，采用階梯軸，其在滑道方向的限制通過焊接一個(gè)鐵塊即可，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸沒有嚴(yán)格規(guī)定，階梯軸尺寸見圖 中φ 35和φ 25，其一端與焊接在平臺(tái)內(nèi)壁的槽型鋼有 5mm 間隙。其具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖 所示。其安裝位置由舉升最大高度時(shí)上端絞支座的位置確定 。因舉升最大高度時(shí)夾角為 90176。安裝位置因上部槽型 鋼滑道的影響，兩個(gè)橫梁采用非對(duì)稱安裝方式（見圖 ）。 圖 平臺(tái)主要輪廓結(jié)構(gòu) ① — 內(nèi)橫梁 ② — 槽型鋼滑道 ③ — 內(nèi)貼槽型鋼