【正文】 拉塔受力分析 彎矩 LFM ?? F=31400N L=1400mm 慣性矩 )(4 44 rRIz ?? ? R=70mm r=58mm 得 M P aM P aIMyz 4 0 0][3 4 4 ???? ?? 用 Pro/E 計(jì)算 加力塔塔身質(zhì)量。當(dāng)欲調(diào)整高度時(shí)，只要卡住升降調(diào)節(jié)塊上的卡槽之后再轉(zhuǎn)動(dòng)就可以調(diào)整，而且不會(huì)干擾到夾具的角度。 圖 夾具組裝 1－夾具基座 2－升降調(diào)節(jié)塊 3－絲杠 4－加緊螺母 5－夾緊螺栓 6－移動(dòng)夾鉗體 22 7－固定夾鉗體 8－加強(qiáng)筋 9－基座立柱 10－基座立柱加強(qiáng)筋 11－基座固定螺釘 夾具基座的主要結(jié)構(gòu) 夾具基座是保證夾具能穩(wěn)定工作的關(guān)鍵零部件，它要保證夾具能夠根據(jù)事故車輛的不同輪距做出橫向調(diào)整，所以它要和滑道配合在一起使用。升降調(diào)節(jié)塊是一個(gè)擁有內(nèi)螺紋的大螺母，內(nèi)螺紋是 M48 的標(biāo)準(zhǔn)粗牙螺紋，升降調(diào)節(jié)塊的 具體形狀尺寸如圖 所示。 24 圖 夾鉗體二維結(jié)構(gòu)尺寸 夾鉗體是由幾部分焊接而成，主要部件是一個(gè) 130mm 見(jiàn)方的基板。 夾鉗體的校核 夾鉗體的校核也可以將其看成懸臂梁，其受力彎矩圖、剪力圖如圖 所示。舉升臂 使用冷軋鋼板和起到加強(qiáng)穩(wěn)定性的鋼管、 鋼塊焊接而成，其機(jī)構(gòu)和尺寸如圖 所示。 圖 利用 Pro/E 計(jì)算質(zhì)量 28 第 3章 大梁校正儀的 三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) CATIA 軟件簡(jiǎn)介 CATIA 是英文 Computer Aided TriDimensional Interface Application 的縮寫(xiě)。其產(chǎn)品以幻影 2020 和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)最為著名。在世界上有超過(guò) 13,000 的用戶選擇了 CATIA。產(chǎn)品整 個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個(gè)生命周期中的使用和維護(hù)。具體步驟如下： 第一步：新建 零件 輸入文件名 進(jìn)入零件模式，然后選擇 XY 面為草繪面 繪制草圖 退出工作臺(tái) 選擇凸臺(tái)命令，拉伸厚度取 100mm（系統(tǒng)默認(rèn)單位 mm）。 平臺(tái)的臺(tái)面是基礎(chǔ)件，先在 XY 平面用草繪畫(huà)出臺(tái)面的尺寸輪廓，輪廓尺寸與 CAD而二維尺寸相同，然后用凸臺(tái)命令進(jìn)行拉伸即可。圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務(wù)集成概念進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 CATIA V5 版 29 本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個(gè)針對(duì)產(chǎn)品整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程的工作環(huán)境。CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。為了使軟件能夠易學(xué)易用， Dassault System 于 94年開(kāi)始重新開(kāi)發(fā)全新的 CATIA V5 版本，新的 V5 版本界面更加友好，功能也日趨強(qiáng)大，并且開(kāi)創(chuàng)了 CAD/CAE/CAM 軟件的一種全新風(fēng)格。 夾鉗體的質(zhì)量計(jì)算如圖 所示。對(duì)舉升臂的強(qiáng)度的要求較高，要求在舉升時(shí)不能有變形和斷裂，而且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝，工作穩(wěn)定。設(shè)計(jì)中夾鉗體在拉拔力較大的情況下夾緊力也要很大，所以?shī)A鉗體 的選材是十分重要的。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單，但是其強(qiáng)度較大，因?yàn)閵A鉗體的夾緊零件只有兩個(gè)，所以工作時(shí)穩(wěn)定性好，夾緊力大，拆裝方便。 其內(nèi)部的階梯臺(tái)受力較大，每一個(gè)夾具基座承受 1/4 的車重，我們以兩噸重的車為樣本，則每一個(gè)夾具基座承受 49000N 的重力，根據(jù)公式 得 F=49000N，面積22222 4 4 3)4866()( mmrRA ????? ? 可得 M P aM P ammNAF 600][ 4 9 0 0 02 ????? ?? 所以完全能夠承受車輛施加的壓應(yīng)力。分析可知卡鉗端面承受的是均布載荷，因卡鉗底部焊接在平板上，故不考慮其 X 軸向的彎曲變形。 夾具是用于固定事故車輛，因此車輛的裙邊一定是不規(guī)則的，而且由于車型的不同，裙邊也不會(huì)完全一樣。 拉塔的選材 塔身受力較大，而且需要提供較大的強(qiáng)度，應(yīng)選擇綜合性能良好，中低溫性能良好，冶煉工藝簡(jiǎn)單，成本低的材料，所以選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 45（ GB/T699—1999），抗拉強(qiáng)度 [σ]=600MPa。 拉鏈轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)主要是一個(gè)導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪中間 有軸孔，放入一個(gè)銷釘作為導(dǎo)向輪的軸固定在塔身上的鏈圈上。 拉鏈固定裝置的具體形式主要是在拉塔的頂端焊接一塊厚鋼板，鋼板的兩端各有一 17 個(gè) “U”型槽，固定拉鏈時(shí)將拉鏈卡在 “U”形槽中，便可以實(shí)現(xiàn)拉鏈的固定。 16 圖 拉塔二 維結(jié)構(gòu)尺寸 拉塔的工況一是滿足拉塔可以在平臺(tái)上 360176。塔柱主要是一根鋼管，由于 其半徑較大，可以避免受拉力大而且集中，造成設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間使用而導(dǎo)致斷裂和損壞設(shè)備以或者傷害人員的事故。 14 圖 后支架受力 根據(jù)公式 得 M P aM P amm NAF 600][ 7 9 2 02 ????? ?? 支架重量約等于 60kg。 支撐架使用冷拔異型鋼管 (GB/T30942020)焊接而成，其斷面如圖 所示。本次設(shè) 計(jì)采用了較簡(jiǎn)單的不可升降的固定支承方式。 臺(tái)架下表面的形狀政應(yīng)該以上表面保持一致，但由于加力塔需要通過(guò)導(dǎo)輪固定在臺(tái)架下表面，因此臺(tái)架下表面的邊沿應(yīng)設(shè)計(jì)成凸起狀，用來(lái)提供導(dǎo)輪行走的軌道。平臺(tái)橫截面的具體形狀尺寸如圖 所示。 平臺(tái)上下鋼板厚度 :h=10mm。 常見(jiàn)汽車車身尺寸見(jiàn)表 所示。 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)車架的車輛在后部發(fā)生碰撞時(shí)可能出現(xiàn)以下的情況：彎皺、歪斜、和下垂，也可能出現(xiàn)扭曲的現(xiàn)象，但是彎皺、歪斜和下垂的速損壞被修理之后，扭曲現(xiàn)象也會(huì)得到改正，由于車 架的后面部分有較好的彈性，所以它能吸收車架受到的嚴(yán)重的沖擊，而不會(huì)使車架的中心部分受到菱形損壞。當(dāng)出現(xiàn)下垂現(xiàn)象時(shí)車架邊梁上的折痕一般處于邊梁上部。碰撞的形式及特點(diǎn)對(duì)車身校正設(shè)備有很大的影響，在設(shè)計(jì)之前應(yīng)該對(duì)碰撞形勢(shì)及特點(diǎn)有一定的了解。范圍工作。利用 AutoCAD完成校正儀的二維總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后 CATIA建立三維模型，在將關(guān)鍵零部件模型通過(guò)專用模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口導(dǎo)入 ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析，獲得校正儀在載荷工況作用下的應(yīng)力、應(yīng)變及變形狀，然后用 CATIA整機(jī)虛擬裝配。通常情況下，很多鈑金維修技師會(huì)將骨架拆下后矯正，這樣其實(shí)是不科學(xué)的。 我國(guó)大梁校正儀產(chǎn)品技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向：大梁校正儀可以提供快速高效的維修，可以使車輛恢復(fù)到車輛出廠的原始數(shù)據(jù)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，目前國(guó)內(nèi)每年汽車大梁校正儀需求量在 1000 臺(tái)左右，而且目前仍以 5%10%以上的速度增長(zhǎng)。而 CATIA 是法國(guó)達(dá)索公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)旗艦解決方案。 車身校正是將一個(gè)因?yàn)槭鹿蕮p壞或疲勞破壞的轎車、貨車、客車的車架恢復(fù)到符合制造廠制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的 過(guò)程。在維修領(lǐng)域中， 平臺(tái)式大梁校正儀的作用將越來(lái)越大，因?yàn)槠浒惭b方便，無(wú)需專門為其修建地基，節(jié)省點(diǎn)建地基的費(fèi)用，而且它的價(jià)格相對(duì)便宜，功能齊全，工作時(shí)車身穩(wěn)定，深受廣大汽修者的青睞。經(jīng)過(guò)對(duì)市場(chǎng)多家汽車維修廠調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有的仍然是靠維修技工的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行校正工作。這也是未來(lái)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方法的發(fā)展方向。目前，國(guó)內(nèi)普遍采用的車身校正設(shè)備主要有框架式和平臺(tái)式，其中平臺(tái)式較多。本設(shè)計(jì)的目的旨在對(duì)平臺(tái)式汽 車大梁校正儀的二維設(shè)計(jì)及三維虛擬設(shè)計(jì)進(jìn)行探索和實(shí)踐，為校正儀的設(shè)計(jì)提供參考。d is the future product design and development method development direction. Key words: Girders calibration apparatus； Structure design； 3D modeling； Virtual assembly； Finite element analysis 1 目 錄 摘要 ................................................................................................................................... Ⅰ Abstract ............................................................................................................................. Ⅱ 第 1 章 緒論 ..................................................................................................................... 1 研究 背景 ............................................................................................................... 1 研究的目的和意義 ............................................................................................... 1 課題研究 的 現(xiàn)狀 ................................................................................................... 3 研究?jī)?nèi)容及研究方法 ........................................................................................... 4 研究?jī)?nèi)容 ..................................................................................................... 4 研究方法 ..................................................................................................... 4 承載式車身矯正原理介紹 ................................................................................... 5 第 2 章 大梁校正儀 二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及 校核 ............................................................... 6 簡(jiǎn)述平臺(tái)式汽車大梁校正儀工作原理 .............................................................. 6 車身校正設(shè)備的特點(diǎn) .......................................................................................... 6 車身校正設(shè)備的特點(diǎn) .......................................................................................... 7 平臺(tái)主要結(jié)構(gòu)確定 .............................................................................................. 8 平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)形式及基本組成 ................................................................. 9 平臺(tái)表面設(shè)計(jì) ........................................................................................... 10 選材 ........................................................................................................... 10 平臺(tái)支撐梁的校核 ................................................................................... 10 平臺(tái)后支撐架的主要結(jié)構(gòu)確定 ........................................................................ 12 平臺(tái) 后 支撐架整體結(jié)構(gòu)形式及基本組成 ............................................... 12 平臺(tái)支撐架的選材 ................................................................................... 13 平臺(tái)支撐架的校核 ................................................................................... 15