【正文】 料 建立待修汽車基本參數(shù)模型 為了盡量滿足市場常見車型的維修，本設(shè)計首先建立了一個常見乘用車車模型。 （ 2）在底板一端焊有支座及軸承滑道，因舉升裝置中舉升臂一端需要固定在絞支座上，而另一端為滑動裝置，為了使舉升臂尺寸相同，需保證其各端處于同一高度。其中安裝舉升臂的絞支座距離取 25mm（ 7mm 配合間隙）。材料為 45 鋼。平臺鋼板的內(nèi)部焊接有熱軋槽型鋼，槽型鋼的型號采用五號，其具體尺寸參照 GB/T 7071988，其各段長度以完全焊接在鋼板的內(nèi)壁上為準(zhǔn)。－ 1420*cos45176。插銷長 100mm，材料為 45 鋼。兩個支座距離與下部絞支座相同。拉塔立柱上焊接的定位塊由高 30mm，寬 30mm，長 40mm 的鋼塊組成，材料 Q235 鋼。 圖 橫梁處結(jié)構(gòu)尺寸 （ 3）橫梁處兩個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齊焊接，材料均為 Q235 鋼。拉鏈與鉤子及掛圈連接處銷軸采用φ 16 標(biāo)準(zhǔn)值，長度 70mm。 由此計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。 總質(zhì)量 G=7860 = （ 5）平臺內(nèi)貼槽鋼的截面積查表可知 178。 =179。 = （ 2） 所有支座，角鋼滑道及銷軸等質(zhì)量和估值為 10kg。為后期繪制二維草圖，三維建模做準(zhǔn)備。下面我們做詳細的計算說明。我們從平臺整體結(jié)構(gòu)分析可以把作用點平均分為四個，每一側(cè)舉升裝置承受約一半的載荷。當(dāng)在最高位置時舉升臂之間夾角為 90176。α ， L2=1420 cos7176。而定位夾具距地面的高度此時為： 230+200=430mm。 舉升機構(gòu)的力學(xué)分析與計算 本設(shè)計采用雙鉸接剪刀式 舉升機 ，由電控 液壓 系統(tǒng) 驅(qū)動 。 因α很小，所以計算過程中我們可以將 W 近似看成 作用在平臺中心位置。由力的平衡條件可知 Fox=F180。 解得 FOX= KN FBX= KN Foy= KN （ 2） 計算舉升臂 COD 的受力，如下圖 所示。 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夾具。 3）截面對中性軸的慣鉅為 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。 所以經(jīng)過以上兩種狀態(tài)下 的計算分析，舉升臂 AOB 的強度無論在最高位置及最低位置時均滿足強度要求。因為總應(yīng)力 ＜ 500MPa，所以強度合格。β =176。β =176。 對于承受載荷比較大，但承受最大載荷的時間不長的情況下我們?nèi)“踩禂?shù)為 ，所以 600MPa 除以 后計算可得 45 鋼許用抗拉強度為 500MPa。 圖 定位夾具的受力 由于夾具只承受來自汽車的載荷，平臺的載荷與其無關(guān)，所以我們計算可得 F=1/4（ WW 平臺 ） =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)確的計算出具體的受力，這里假設(shè)計算其承受力最大的情況時。OX FDy+F180。p cosβ = 176。 圖 舉升臂 SOB 的受力 21 圖 為桿 AOB 的受力情況， A 作用處為滑動鉸支座， B 作用處為固定絞支座。 分析舉升機不同舉升高度的受力情 況可知，在 給定載荷下 ,舉升到不同高度時所需油缸推力不同，各舉升臂與軸受力也不同。此時液壓缸的推力是整個舉升過程中所需推力最大值，選擇液壓系統(tǒng) 時根據(jù)推力最大值確定。 。由圖 可計算出此時 L2 的長度 ： 1420 cos45176。由于整個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。簡化安裝后受力情況如圖 ，圖 中 F4 與 F6 作用點分別對應(yīng)平臺和底座的固定鉸支座位置 , F3 與 F5 作用點分別對應(yīng)平臺和底座的滑動鉸支座位置。同時我們根據(jù)市場上常見車型的參數(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)計來節(jié)省其成本并且能夠適應(yīng)市場的使用要求。 （ 4）參照實物可知用于起升的方凳及斜坡 凳子總質(zhì)量約為 80kg。 g/cm179。所以其總質(zhì)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計算，總重 G≈ 20kg。 方凳及斜坡板凳的尺寸確定 （ 1）方凳采用高 400mm，長 800mm。 14 圖 拉塔橫梁結(jié)構(gòu)尺寸 （ 4）拉塔橫梁與平臺連接處各結(jié)構(gòu)尺寸如圖 。銷軸按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格取φ 30，長度 145mm，材料為 40Cr。所有結(jié)構(gòu)尺寸如圖 所示。 （ 5） 舉升臂的移動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鐵塊即可，其結(jié)構(gòu)簡單，尺寸沒有嚴格規(guī)定，階梯軸尺寸見圖 中φ 35和φ 25，其一端與焊接在平臺內(nèi)壁的槽型鋼有 5mm 間隙。其安裝位置由舉升最大高度時上端絞支座的位置確定 。安裝位置因上部槽型 鋼滑道的影響，兩個橫梁采用非對稱安裝方式（見圖 ）。 （ 3）兩個液壓缸的活塞桿據(jù)離內(nèi)側(cè)舉升臂為 120mm。在中間處均開有直徑為 30mm 的孔，用于穿插銷軸。材料為 Q235 鋼 .銷軸處孔直徑為 30mm（參考銷軸規(guī)格），銷軸長取 78mm，液壓缸 處銷軸長度 100mm，中心孔距 車型 捷達先鋒 吉利帝豪 EC718 車身長 /寬 /高（ mm） 4415/1674/1415 4635/1789/1470 前 /后輪距 1429/1422 1502/1492 軸距 2602 2650 車重 1114 1310 最小離地間隙 137 167 10 底板 55mm，墊片采用 GB/T 84820xx，材料為標(biāo)準(zhǔn) 35 鋼（以下銷軸材料均同）。 參數(shù)信息表 9 本設(shè)計會根據(jù)吉利轎車和大眾轎車的車身信息確定框架式大梁校正儀相關(guān)配合的尺寸適用范圍。這個結(jié)構(gòu)較為簡單，但是每個銜接處及銷軸連接處都需要脂潤滑。結(jié)構(gòu)如圖 所示。在平臺內(nèi)壁槽鋼上焊有槽型鋼滑道，兩側(cè)對稱焊接。另一側(cè)通過與舉升臂焊接的短軸套進滾針軸承來實現(xiàn)滾動，并且在滑道加厚板及不等邊角鋼上涂有脂潤滑劑。由于本次設(shè)計采用斜坡式方凳來使汽車上升到舉升位置，再加之利用安全性較高的電控液壓系統(tǒng)來控制，所以避免了另加液壓缸自鎖裝置，即節(jié)省成本有保證安全操作。拉塔定位后把拉鏈一端的鉤子鉤在受損部位，通過驅(qū)動另一個液壓缸使拉塔向后拉動鏈 5 子實現(xiàn)拉伸大梁的作用。利用 AutoCAD完成校正儀的二維總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后 CATIA建立三維模型，在將關(guān)鍵零部件模型通過專用模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口導(dǎo)入 ANSYS軟件進行有限元分析， 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 虛擬裝配。隨著時間的推移，目前市場上自主的品牌已經(jīng)逐漸成熟起來， 并且在不斷地擴大銷售網(wǎng)絡(luò)于全國，基本在各大省會城市均有銷售代理，且價格范圍較廣，多數(shù)在 36 萬元左右。而框架式大梁校正儀 使用方便， 占地 空間較小 ， 也 受到很多實力雄厚的特約維修站的歡迎 。本課題基于計算機仿真平臺，應(yīng)用 CAD/CAE 領(lǐng)域比較領(lǐng)先的設(shè)計軟件 AutoCAD 進行二維草圖繪制，使用了當(dāng)前先進的三維設(shè)計軟件 CATIA 進行三維建模及整機裝配，在產(chǎn)品投入生產(chǎn)之前運用 ANSYS 軟件進行質(zhì)量分析，可及時發(fā)現(xiàn)并更改設(shè)計中的缺陷，完善設(shè)計方案，減少產(chǎn)品開發(fā)周期，提高研發(fā)的質(zhì)量和效率，為此設(shè)備的生產(chǎn)實際提供一些有價值的理論支持。而隨著對售后服務(wù)的要求的不斷提升，也為了更好的發(fā)展企業(yè)，各維修廠家已經(jīng)開始了激烈的服務(wù)競爭。汽車大梁校正儀的出現(xiàn)避免了高額的更換費用，這樣既減少了顧客的損失，也可促進制造設(shè)備企業(yè)市場的發(fā)展。由于舉升機歷史較長，技術(shù)較成熟，所以在 80 年代期間，美國及歐洲就率先通過對剪式舉升機的改造而研發(fā)出框架式大梁校正儀。所以市面上此產(chǎn) 品主要由歐洲及美國設(shè)計制造，他們已經(jīng)在精確恢復(fù)技術(shù)方面取得了很大成就。由此可見目前中國汽車維修設(shè)備市場對框架式汽車大梁校正儀的需求將會不斷上升。 4 圖 研究流程圖 第 2 章 校正儀整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 框架式汽車大梁校正儀工作原理 框架式汽車大梁校正儀是基于舉升機基礎(chǔ)上附加定位夾具，拉塔等裝配成的。因為此次設(shè)計所要舉升的重量為 2t 以下的乘用車，所以采用雙鉸接剪叉式液壓驅(qū)動舉升機就完全符合設(shè)計理念。 舉升機一側(cè)上下端為焊接在橫梁及底板上的固定鉸支座，舉升臂由銷連接固定在鉸支座上。為了在聚生過程中更加穩(wěn)定，每側(cè)整個舉升臂安裝位置均在同一水平平面內(nèi)，且在兩側(cè)舉升臂之間焊有橫向穩(wěn)定板。 ① — 外橫梁 ② — 托盤 ③ — 橫梁卡鉗 定位夾具整體結(jié)構(gòu)形式及基本組成 夾具是用來支撐整個汽車的關(guān)鍵零部件，通過四個卡鉗分別卡住汽車的裙邊。液壓缸支承座焊接在橫梁上，且留有一定的間隙，同時需要脂潤滑減少摩擦。因此需要幾個長條方凳及一對斜坡式方凳，將汽車開上去之后方可進行下一步。材料為 Q235 鋼，為了節(jié)省材料，中間去除部分材料。舉升臂上支點設(shè)定在上平臺中心線的位置，上平臺高度鋼板取 90mm，底板厚度取 12mm。墊片及開口銷采用國標(biāo)值，銷軸長度在后面小節(jié)計算。 校正儀上部平臺結(jié)構(gòu)尺寸及材料的確定 （ 1）舉升平臺是整個平臺的基礎(chǔ)，為了滿足拉塔在 360 度內(nèi)均可工作，需要設(shè)計一定的轉(zhuǎn)角，如圖 所示。解得α =7 176?？ㄣQ及卡盤卡在高 90mm 的平臺鋼板上安裝，并且卡鉗及托盤頂端恰好接觸高 50mm 的槽型鋼上，其二者材料均選 45 鋼。滾針軸承型號參照廠家實際可提供的型號為 308226C，內(nèi)徑 25mm，外徑 45mm，厚 30mm，優(yōu)先選購耐磨的材料。因其需要隨不同車寬而移動，所以只需要滿足對稱裝配即可。 連接處對稱焊接的鋼板厚度分為 20mm， 25mm 兩處，其中從焊接端到橫梁一端厚度為25mm，材 料 Q235 鋼。 （ 5）拉鏈的選擇廠家提供的直徑 10mm，外長 50mm，外寬 34mm，長度 左右。二者材料均為 Q235 鋼，其數(shù)量可根據(jù)實際需求選定，其余不作詳細介紹。 （ 2）夾具體 45 鋼密度 *3，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這里估算 G=30kg。 估算其體積為 142 7 2=1988創(chuàng) cm179。 Q235 鋼密度 g/cm179。綜上我們可以知道實際舉升的重量應(yīng)該去除底板處的質(zhì)量，所以我們計算出實際舉升質(zhì)量為 1500+（ ） = 為留有安全空間，本設(shè)計要求大梁校正儀能夠舉升 20xxkg。剪刀式舉升機構(gòu)作為舉升平臺鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分 ,其力學(xué)特性對平臺性能產(chǎn)生直接影響。液壓缸支撐點距離 L1=250mm，臂長L=1420mm， L2為變化值。其 受力分析如圖 所示。因此由反余弦定理可得出液壓缸軸線與水平面夾角β =176。結(jié)構(gòu)簡圖如圖 所示。α 。 舉升機構(gòu)最低狀態(tài)時，各臂受力情況 由之前的章節(jié)分析可知，這里的最低狀態(tài)指的是升高 120mm 開始承受載荷之時。 （ 2）計算舉升臂 COD 的受力，如圖 所示。p sinβ = KN Fc=FD=W/4= KN 因在最低點時α角很小， D 點主要承受縱向載荷，絞支座主要起連接作用，這里 FDX 值很小，可忽略不計。OX= KN Foy=F180。因其舉升臂中間通過銷 軸連接，故在中間點處產(chǎn)生最大彎矩。 FOX=。 圖 舉升臂 COD 的剪力圖及彎矩圖 1）舉升臂的彎矩圖如圖 所示，舉升臂最大彎矩為 ?????? KNKNM 27 2) 確定舉升臂 1 中性軸的位置，截面形心距底邊為 mm357018 357018 ?? ?? 因舉升臂 1 結(jié)構(gòu)可近似一方鋼，所以通過截面中心的中心線即為中