【正文】 第五步：選擇 XY 面為草繪面 繪制掃略草圖 (與平臺(tái)內(nèi)圈重合的輪廓線 ) 第六步：選擇掃略草圖輪廓線上的一個(gè)節(jié)點(diǎn) 新建平面 (平面屬性：通過輪廓線節(jié)點(diǎn)與輪廓線垂直的平面 ) 第七步：選擇創(chuàng)建的平面進(jìn)入草繪 繪制草圖 (繪制出內(nèi)槽的形狀 )退出工作臺(tái) 選擇掃略。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。 平臺(tái)的三維建模 平臺(tái)式大梁校正儀的主要部件就是平臺(tái)，它承載兩個(gè)拉塔、四套夾具和整個(gè)事故車輛的重量。 CAITA 中裝配的模型的構(gòu)造是由各種特征來組合生成的，零件的設(shè)計(jì)過程就是特征的累積過程。產(chǎn)品整 個(gè)開發(fā)過程包括概念設(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)。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)開發(fā)過程的工作環(huán)境。波音飛機(jī)公司使用 CATIA 完成了整個(gè)波音 777 的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個(gè)奇跡，從而也確定了 CATIA 在 CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。 CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。在世界上有超過 13,000 的用戶選擇了 CATIA。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。雇員人數(shù)由 20 人發(fā)展到 2， 000多人。而如今其在CAD/CAE/CAM 以及 PDM 領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位，已得到世界范圍內(nèi)的承認(rèn)。其產(chǎn)品以幻影 2020 和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)最為著名。為了使軟件能夠易學(xué)易用， Dassault System 于 94年開始重新開發(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，并且開創(chuàng)了 CAD/CAE/CAM 軟件的一種全新風(fēng)格。 V4 版本應(yīng)用于 UNIX 平臺(tái)， V5 版本應(yīng)用于 UNIX 和 Windows 兩種平臺(tái)。在 70 年代 Dassault Aviation 成為了第一個(gè)用戶， CATIA 也應(yīng)運(yùn)而生。 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 軟件簡介 CATIA 是英文 Computer Aided TriDimensional Interface Application 的縮寫。 夾鉗體的質(zhì)量計(jì)算如圖 所示。 27 圖 舉升臂受力分析 兩端支點(diǎn)受力 FA=FB=5880N，支撐力 F=11760N，根據(jù)公式 彎矩 M=F x L=11760 x 200=2352x10179。 舉升臂的校核 當(dāng)平臺(tái) 傾斜，事故車輛被拉到平臺(tái)上，欲將平臺(tái)舉升到水平位置時(shí)是 舉升臂受力最大 的時(shí)候。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。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)簡單，易于安裝，工作穩(wěn)定。 圖 利用 Pro/E 計(jì)算質(zhì)量 螺栓與螺母的選側(cè) 夾具的加緊方式是通過螺栓與螺母的旋進(jìn)旋出來實(shí)現(xiàn)的，為了提高修復(fù)時(shí)的工作效率，設(shè)計(jì)成單螺栓配合加緊的形式，由此對(duì)螺栓的強(qiáng)度有一定的要求，每個(gè)夾具最大承受拉力 F=31400N，本設(shè)計(jì)選擇 級(jí) M16 的螺栓，橫截面積 2RA ?? ， 根據(jù)公式 得 26 此螺栓最大承受拉應(yīng)力 400MPa， 所以選用的螺栓完全合格。 夾鉗體的質(zhì)量計(jì)算如圖 所示。 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。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，所以夾鉗體 的選材是十分重要的?；迳系木匦尾凵?10mm,寬 10mm,長 68mm,作為滑道可使滑動(dòng)夾鉗沿著滑道隨著螺母的旋緊橫向移動(dòng)，加緊事故車的裙邊。加強(qiáng)筋是 45176。 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 見方的基板。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝也相對(duì)簡單，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。 夾具螺栓為 級(jí) M16 的螺栓 ，其許用應(yīng) 力我為 400MPa，顯然大于 ，所以升降塊的強(qiáng)度足夠承受其載荷。設(shè)計(jì)中夾具在拉力較大的情況下夾緊力也很大，所以夾具的升降塊的選材是十分重要的。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。 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。設(shè)計(jì)中夾具在拉力較大的情況下夾緊力也很大，所以夾具基座的結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計(jì)和選擇是十分重要的。基座的 具體形狀尺寸如圖 所示 。 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。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。夾具的基本結(jié)構(gòu)如圖 所示。要保證夾具的夾鉗部分能夠移動(dòng)，所以在固定夾鉗體的支撐板上開有滑槽，移動(dòng)夾鉗體設(shè)計(jì)成底部有加 強(qiáng)筋，并且加強(qiáng)筋與滑槽要相配合。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。 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。定位是由加緊片和加緊襯片通過一個(gè)螺栓的擰緊來實(shí)現(xiàn)的。 20 圖 利用 Pro/Ej 計(jì)算質(zhì)量 拉塔斜臂梁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。 圖 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。 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。 由公式可得 2RA ?? ， R=25mm，根據(jù)公式 得 M P aM P aAF 315][16 ???? ?? ， 故不能損壞，銷軸的強(qiáng)度足夠使用。 要想使銷軸長時(shí)間使用不被破壞，只需要對(duì)銷軸的抗剪切應(yīng)力和抗彎曲應(yīng)力進(jìn)行校核便可以。 圖 拉塔鏈圈二維結(jié)構(gòu)尺寸 銷軸是受拉力直接作用的部件，它的強(qiáng)度是整個(gè)拉鏈轉(zhuǎn)向裝置中最重要的部分，因此在校核時(shí)應(yīng)該主要對(duì)銷軸進(jìn)行校核。 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。 圖 拉塔斜臂二維結(jié)構(gòu)尺寸 拉鏈 轉(zhuǎn)向 裝置的設(shè)計(jì) 18 校正設(shè)備所用的拉鏈?zhǔn)且欢伺c車身損壞部位相連，另一端通過固定于塔身上的拉鏈轉(zhuǎn)向裝置與塔身上端的拉鏈鎖固裝置相連，拉鏈轉(zhuǎn)向裝置在糾正工作進(jìn)行時(shí)起到將拉鏈所受的拉力轉(zhuǎn)換方向的作用，因此它直接承受拉鏈提供的強(qiáng)大拉力。 斜梁是 用于將鐵鏈掛在上面，然后將汽車大梁向上拉拔的裝置，通過兩個(gè) M30 的螺栓將其固定在可升降塔柱上。 圖 拉鏈固定裝置的二維結(jié)構(gòu)尺寸 圖 是俯視圖的尺寸，鋼板焊接在可升降塔柱頂端的，標(biāo)注尺寸為 10mm 的是一塊鋼板豎立焊接在厚鋼板上的，為加強(qiáng)其強(qiáng)度，豎著焊接的鋼板下部焊接有又短又寬的條形鋼塊。 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。安裝時(shí)是將平臺(tái)抬起大約 120mm 的高度，讓拉塔下橫梁伸入平臺(tái)，然后用內(nèi)六角螺栓將拉塔內(nèi)側(cè)夾緊塊擰緊，這個(gè)夾緊塊可以勾住平臺(tái)的內(nèi)邊緣，安裝在拉塔上的滾輪可以勾住拉塔的外邊緣軌道上，這樣就可以將拉塔裝在平臺(tái)上了。 由于車身校正的拉拔力較大，加力塔要求塔身長度較長，將塔身設(shè)計(jì)成多段可伸縮式，第一段長度適中，高 1400mm，而且較粗，可承受較大的拉拔力，第二 段為可伸縮式的，由液壓缸提供舉升力，并且可以固定拉鏈，進(jìn)而可將液壓缸舉升力轉(zhuǎn)換成拉鏈的拉力。拉塔配備的 “T”固定叉的方形長柄伸進(jìn)拉塔的殼內(nèi)，只要固定叉不動(dòng)，拉塔就會(huì)被限制住不能移動(dòng)。 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。塔身是一根鋼桶，它是直接插入到塔座中焊接成一體的。 安裝時(shí)是將平臺(tái)抬起大約 120mm 的高度，讓拉塔下橫梁伸 入平臺(tái)，然后用內(nèi)六角螺栓將拉塔內(nèi)側(cè)夾緊塊擰緊，這個(gè)夾緊塊可以勾住平臺(tái)的內(nèi)邊緣，安裝在拉塔上的滾輪可以勾住拉塔的外邊緣軌道上，這樣就可以將拉塔裝在平臺(tái)上了。 由于車身校正的拉拔力較大，加力塔要求塔身長度較長，將塔身設(shè)計(jì)成多段可伸縮式，第一段長度適中，高 1400mm，而且較粗，可承受較大的拉拔力，第二段為可伸縮式的，由液壓缸提供舉升力，并且可以固定拉鏈，進(jìn)而可將液壓缸舉升力轉(zhuǎn)換成拉鏈的拉力。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。同時(shí)加力塔塔座的下端兩側(cè)安裝有四個(gè)導(dǎo)向輪，左右兩側(cè)各有兩個(gè)，他們與臺(tái)架下表面外邊緣的軌道勾在一起，當(dāng)取下鎖止銷時(shí)，推入定位塊后，加力塔就可以在導(dǎo)向輪的作用下，沿著臺(tái)架的軌道自由移動(dòng)，這樣既可以達(dá)到方便移動(dòng)的目的，同時(shí)還可以減少摩擦。臺(tái)架的外邊緣部分通過一個(gè) “T”形定位塊將加力塔與臺(tái)架固定在上表面上。 圖 利用 Pro/E 計(jì)算質(zhì)量 拉塔的主要結(jié)構(gòu)確定 拉塔的主要結(jié)構(gòu)形式及基本組成 本設(shè)計(jì)中的加力塔塔座與地面之間并無支承裝置，也就是說加力塔是一側(cè)與臺(tái)架相連接，另設(shè)是懸空的，因此如果要保證加力塔與臺(tái)架固定工作穩(wěn)定，必須要實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定位。 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。我們只要對(duì)其壓應(yīng)力進(jìn)行校核。通過挑選，我們選擇 45 鋼，因?yàn)樗目箟簭?qiáng)度是 600MPa，足夠滿足要求，而且45 鋼是市面上常用的鋼材，幾個(gè)較低，可以降低成本。 圖 后支架二維結(jié) 構(gòu)尺寸 平臺(tái)支撐架的選材 支架是承載平臺(tái)、拉塔、以及事故車輛重量總和的設(shè)備，絕對(duì)不允許在工作室發(fā)生變形，所以對(duì)其強(qiáng)度有較高的要求，要求工作穩(wěn)定，工作時(shí)不能出現(xiàn)移動(dòng)或損壞。 支撐架使用冷拔異型鋼管 (GB/T30942020)焊接而成，其斷面如圖 所示。其裝配結(jié)構(gòu)如圖 所示。 因?yàn)榕_(tái)架長度為 5600mm，為使其受力均勻，采?。袋c(diǎn)固定的方式，即兩根橫梁分布靠近進(jìn)臺(tái)架兩端，以保證臺(tái)架工作時(shí)穩(wěn)定性良好。 支架是承載平臺(tái)、拉塔、以及事故車輛重量總和的設(shè)備，對(duì)其強(qiáng)度有較高的要求，而且要能適應(yīng)不平整的地面，所以必須有可調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)。本次設(shè) 計(jì)采用了較簡單的不可升降的固定支承方式。 12 圖 利用 Pro/E 計(jì)算質(zhì)量 如圖 所示 ， 平臺(tái) 的質(zhì)量約為 噸 。 平臺(tái)支撐梁的校核 受力如圖 所示 11 圖 平臺(tái)橫梁受力分析 兩個(gè)焊點(diǎn)受力 FA=FB=17920KN，支撐力 F=17920KN， zIMy?? (MPa) () 12 322311 hbhbIz ?? ( 4mm ) () AF?? (MPa) () 式中： M－界面上的彎矩； y－所求正應(yīng)力點(diǎn)到中性軸的距離 ； zI －界面對(duì)中性軸的慣性矩 1b— 型鋼外寬 2b — 型鋼內(nèi)寬 1h — 型鋼外高 2h — 型 鋼內(nèi)高 彎矩 M=F x L=11760 x 250= x 10179。 圖 平臺(tái)正向截面 選材 臺(tái)架的上表面連接