【正文】 Figure Forward into the active beam stress analysis 圖中， G 所選用車型的重力， 10300G? N最大負(fù)載時(shí) max 15000G ? N； 2F 、 1F 活動(dòng)梁和行車板對車的支反力； 根據(jù)公式 0y?? 0BM ?? 得 12 cosF F G ?? ? ? 1 co sF AB G OB?? ? ? ? 當(dāng)車重 10300G? N 時(shí)， 1 ? N， 2 ? N 而 F F2又將力平分給同一軸上的車輪， 所以每個(gè)車輪的所受的力為 1 ? N 2 ? N 當(dāng)車重 15000G? N 時(shí)， 1 ? N 2 ? N 每個(gè)車輪所受的力為 1 ? N 2 ? N 情況 2：當(dāng)車反向進(jìn)入，正向退出時(shí)。 yxF 3F 4AB254 8 m m10 176。 3F 、 4F 活動(dòng)梁和行車板在車反向進(jìn)入正向開出時(shí)的支反力； 根據(jù)公式 0y?? 0AM ?? 得 34 cosF F G ?? ? ? 22 4 co sF AB G OA?? ? ? ? 當(dāng)車重 10300G? N 時(shí)， 3 ? N 4 ? N，同軸上的每個(gè)車輪的受力為F F4的一半，即 3 ? N， 4 ? N 當(dāng) 車重 15000G? N 時(shí)， 3 ? N 4 ? N，同軸上每個(gè)車輪所受的力為 3 ? N 4 ? N 計(jì)算當(dāng)車正向進(jìn)入情況時(shí)，作用在從動(dòng)軸上的力。 y xF yF 12500mm26mmF x A B CDG sinα2500mm1548mm 1000mmG 梁 圖 軸受力分析 Figure Forward into the driven shaft stress analysis 圖中， 39。2F 車對活動(dòng)梁和行車板的作用力； 當(dāng) 10300G? N時(shí)， 39。22 ? ? ? N 當(dāng) 15000G? N時(shí)， 39。? ? ? N 其中， F支 從動(dòng)軸對活動(dòng)梁和行車板的支承力； G梁 活動(dòng)梁和行車板的重力； Fx yF 翻板鉸接處對于活動(dòng)梁和行車板的支反力； 根據(jù)力學(xué)公式 0x?? 0y?? 0 0M ?? () 得 sin sinF G G????x 梁 39。12 c o s 0yF F F F G ?? ? ? ? ? ?梁支 39。12 c o s s i n 0F O A F O C F O E G O B G h??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?梁支 則 ?x N ? N ?支 N 而每側(cè)所受的力為 ?x N ? N ?支 N 當(dāng)車重 15000G? N 時(shí)， ?x N ? N ?支 N 每側(cè)所受的力為 ?x N ? N ?支 N 此時(shí)從動(dòng)軸所受的力如圖 所示 F 支 F F V F H F V F H F支 FT T1754mm54mm20mm 54mm 20mmE F I H 23 圖 Figure driven shaft stress analysis （ 1）求垂直面內(nèi)的支反力 根據(jù) 0y?? 得 2 2 0FF??v支 。 （ 2）求水平面內(nèi)的支反力 根據(jù) 0x?? 得 2 2 0FF??H 600FF??H N （ 3）垂直面內(nèi)的彎矩 垂直面內(nèi)的彎矩為 VM F EF??支 1 6 6 .8 2F V IVM M F E F? ? ? ?支N m（ 15000G? N） （ 4）水平面內(nèi)的彎矩 水平面內(nèi)的彎矩為 F EF? ? ?N m （ 10300G? N） 22 2 2 7 . 9 4V H F IM M M M M? ? ? ?N m。 m（ 10300G? N） eM? N m ? mm（ 10300G? N） eM? N 計(jì)算當(dāng)車反向進(jìn)入正向情況時(shí)，作用在從動(dòng)軸上的力。 24 y xF yF 4 39。F 支 圖 Figure reverse into the driven shaft stress analysis 圖中， 39。4F 為車隊(duì)活動(dòng)梁和行車板的作用力； 39。44 ? ? ? N（ 10300G? N） 39。44FF?? ? N（ 15000G? N） 根據(jù)公式 0x?? 0y?? 0M? ?? 得 sin sinxF G G??? ? ? ?梁 39。34 0yF F F F G? ? ? ? ?梁支 39。43c o s s i n 0F O E F O C G O B F O A G h??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?梁支 當(dāng) 10300G? N 時(shí)， ? N ? N ?支 N 每側(cè)受力為 ? N ? N ?支 N 當(dāng) 15000G? N 時(shí)， ? N ? N ?支 N 每側(cè)受力為 ? N ? N ?支 N 從結(jié)果中可以得出無論車正向還是反向駛?cè)牖顒?dòng)梁和行車板。因此正向和反向駛?cè)胱饔迷趶膭?dòng)軸上的力相等，所以其強(qiáng)度和剛度校核滿足要求。此時(shí)從動(dòng)軸對活動(dòng)梁和行車板只是起到支承作用，而沒有外力作用在從動(dòng)軸上。 （ 2）轉(zhuǎn)角 θ 的計(jì)算 從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角 1 1 2() 0 . 0 0 3 22EH P L L LEI?? ?? ? ?rad 11 0 .0 0 3 12FI P L LEI??? ? ? ?rad 此時(shí)車自身的重量通過活動(dòng)梁和行車板傳遞給從動(dòng)軸，從而有外力作用在從動(dòng)軸上。 （ 2）轉(zhuǎn)角 θ 的計(jì)算 當(dāng) 10300G? N 時(shí)， 1 1 2() 0 . 0 1 02EH P L L LEI?? ?? ? ?rad 11 0 .0 12FI P L LEI??? ? ? ?rad； 當(dāng) 15000GN? 時(shí)， ???? rad ???? ? rad，所有轉(zhuǎn)角 θ 的值均滿足向心軸承 [ ] ? ? 的要求。 26 （ 1）軸承支反力 Fr 根據(jù)計(jì)算公式 22r V HF F F?? () 式中， VF 垂直支反力，垂直支反力包括 1 ?N和2 ?N； HF 水平支反力，水平支反力包括 1 ? N 和 2 ? N； （ 2）內(nèi)部軸向力 S 計(jì)算公式為 rSF? ，所以 1 ? N 2 ? N （ 3）軸向力 Fa 由于此軸作為一種聯(lián)接支承，考慮到槽鋼即停車梁的變形等因素會(huì)使軸產(chǎn)生軸向的拉伸與壓縮，故取 5000aF? N。因?yàn)? 11 rFF ?? 22 rFF ??， 所以徑向系數(shù) ?? ，軸向系數(shù) ?? ，故當(dāng)量動(dòng)載荷為 111 1 1 3 7 7 0 .7 7raP x F y F? ? ?N 222 2 2 8 6 5 .4 0raP x F y F? ? ?N （ 6）軸承的壽命計(jì)算 軸承壽命 610 1 8 3 5 7 5 .4 560h CL nP?????????h，基本額定動(dòng) 載荷 27000C? N，當(dāng)量動(dòng)載荷? N，壽命指數(shù) 3?? ，轉(zhuǎn)速 ? r/min。 由于軸承隨著載荷的增大，壽命縮短的這一情況。 27 （ 1）軸承的支反力 22 4 2 2 1 .2 7r V HF F F? ? ?N 由于 12VVFF?，12HHFF?，所以 12 ??N （ 2）內(nèi)部軸向力 S 內(nèi)部軸向力的計(jì)算公式為 ? ，所以 12 ?? N （ 3）軸向力 Fa 考慮到變量會(huì)對軸產(chǎn)生拉伸和壓縮，所以初選 5000aF? N。如果一年按 360天計(jì)算，全天工作 24小時(shí)，那么可以工作 4 年。 鍵的強(qiáng)度校核 鍵的強(qiáng)度計(jì)算公式如下 平鍵工作面擠壓應(yīng)力： 2020 []c cpMdbl???? () 鍵的剪切應(yīng)力： 2020 []cpMIIdbl?? () 式中，傳遞轉(zhuǎn)矩 ? N在校核鍵的強(qiáng)度時(shí)，只校核了鍵的工作長度 36L? mm 的鍵。 梁的強(qiáng)度和剛度校核 梁的自由扭轉(zhuǎn)計(jì)算 已知梁的材料為 Q235A，屈服點(diǎn) 235s?? MPa，抗拉強(qiáng)度 b?? 375～ 500MPa。 一般情況下，靜載時(shí) sn? ～ ，所以梁的許用應(yīng)力 [ ] sn?? ?? MPa。因此屈服應(yīng)力取 [ ] [ ] ????MPa。 因?yàn)榇藭r(shí)計(jì)算的行車板和活動(dòng)梁只是按照空心型鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算，而未考慮空心型鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 停車梁是有槽鋼制成，所以其自由扭轉(zhuǎn)即槽鋼的自由扭轉(zhuǎn)。此時(shí)計(jì)算出的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角是在槽鋼無任何聯(lián)接的情況下算出的，實(shí)際上槽鋼上還有停車板和槽鋼總成、軸等聯(lián)接件，故槽鋼扭轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)剪 29 應(yīng)力受限而小于計(jì)算值。所以只需校核載車重 15000G? N 時(shí)的強(qiáng)度和剛度是否滿足。將圖 10 得到圖 ，圖中符號(hào)含義與 種的符號(hào)含義相同。 F 2 39。1 ? N 39。以左側(cè)為研究對象的剪 力方程和彎矩方程。 m 1(0 952)x?? Fy x 1G (x 1)M (x 1) OB 段 利 用截面法，沿距 O 點(diǎn)為 2x 的任意截面將梁切開。由左側(cè)的平衡條件得剪力方程和彎矩方程分別為 ? ? 39。2 2 1 2( 9 5 2 )yM x F x F x? ? ? ? ?2(952 2500)x?? 30 ? ?2 ? N m（ 2 2500x ? mm） F y x 2G (x 2)M (x2)F 139。以左側(cè)為研究對象的剪 力方程和彎矩方程。31 c o s 3 4 5 1 . 1 0yQ x F F G ?? ? ? ? ?梁N 3(2 500 3500)x?? ? ? 39。 m（ 3 2500x ? mm） ? ?3 ?? N CD 段 利用截面法，沿距 O 點(diǎn)為 4x 的任意截面將梁切 開。由左側(cè)的平衡條件得剪力方程和彎矩方程分別為 ? ?4 4 1 4 6 .8 8Q x F? ? ? ?支 N 4(3500 5000)x?? ? ?44(5 0 0 0 )M x F x??支 4(3500 5000)x?? ? ?4 ? N m（ 4 5000x ? mm） x4G (x 4)M (x 4)F 支 Q、彎矩 M 根據(jù)各剪力 Q、彎矩 M 可見，最大剪應(yīng)力發(fā)生在 CD段的各截面上，最大彎矩發(fā)生在 /作用的 C 截面上，最大彎矩發(fā)生在 F2180。 m。梁的彎曲剪應(yīng)力強(qiáng)度條件 ? ?1m a x 1 242 6 .7 52Qh b t h ttI? ? ? ?MPa 所以活動(dòng)梁的彎曲剪應(yīng)力強(qiáng)度條件 [ ] ???? MPa 滿足要求 （ 2）當(dāng)汽車反向進(jìn)入正向開出時(shí) 活動(dòng)梁在汽車反向進(jìn)入正向開出時(shí)的 受力情況見圖 。由前面的計(jì)算公式可知： 當(dāng) 15000G? N， ? N 39。4 ? N ?支 N 3000G ?梁 N F y F 3 39。 F 支O A B C D952mm2500mm3500mm5000mmx 1x 2x 3x 4 圖 Figure reverse into the active beam stress analysis OA段 利用截面法，沿距 O點(diǎn)為 1x 的任意截面將梁切開。由左側(cè)的平衡條件得剪力方程和彎矩方程分別為 ? ?1 4 6 8 4 .8 6yQ x F?? N 1(0 952)x?? ? ?11 4 4 5 9 .9 9yM x F x? ? ?N以左側(cè)為研究對象的剪 力方程和彎矩方程。23 1 9 7 .5 7yQ x F F? ? ?N 1(952 2500)x?? ? ? 39。 m（ 2 952x? mm） 32 ? ?2 ? N OC段 利用截面法，沿距 O點(diǎn)為 3x 的任意截面將梁切開。由左側(cè)的平衡條件得剪力方程和彎矩方程分別為 ? ? 39。3 3 3 3 3( 9 5 2 ) c o s ( 2 5 0 0 )yM x F x F x G x?? ? ? ? ? ? ?梁3(2 500 3500)x?? ? ?3 ? N m（ 3 3500x ? mm） G 梁 cosαF y x 3G (x 3)M (x 3)F 339。以左側(cè)為研究對象的剪 力方程和彎矩方程。 m（ 4 3500x ? ） ? ?4 0Mx? N作用的 A 截面上。 m 梁的彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件 max ? ??MPa 式中 ,彎矩 ?