普通式双柱汽车举升机设计论文(4)

a3?CC3?173.5?83.119?90.381(mm)

由平行移轴公式，三截面对中性轴Z的惯性矩分别为：

IZ1?I'Z13Be13?bh3?ae2?aA1??24.692?3948＝1815.36(cm4)3 21IZ2?I'Z251?63?aA2??2?107.8812?612＝712.448(cm4)12

22IZ3?I'Z36?293?aA3??2?90.3812?348＝286.711(cm4)12

23''IIIZ1 、Z2、Z3为三截面对各自心轴Z1、Z2、Z3的惯性矩，将三截面对中性

'轴Z的惯性矩相加，可得立柱整个截面对中性轴Z的惯性矩IZ：

IZ?IZ1?IZ2?IZ3?1815.36?712.448?286.711?2814.519(cm4) 三、 立柱静矩S的计算：

（1）立柱整个截面上半部分的静矩S1：

SA1?2?6?（194－83.119)?194?83.119?73767.577(mm3)2???(4.4)

SA2?2?51?6?（110.881－3）＝66023.172(mm3)

SA3?2?29?6?（110.881?6?14.5)?31452.588(mm3)

其中SA1、SA2、SA3分别为三截面各自的静矩，所以立柱整个截面上半部分的静矩S为：

S?SA1?SA2?SA3?171243.337(mm3)

（2）立柱整个截面下半部分的静矩S2：

S'?2?6?83.119?83.1192?41452.609(mm3)

S\?270?6?（83.119?3）＝129792.78(mm3) S2?S'?S\?171245.389(mm3)

§4.1.2 主立柱的强度分析与验算

举升机工作时，其托臂将汽车举升至一定高度后锁定，举升机直接承载处位于托臂端部，故应先对滑台部件进行受力分析：在分析之前，对滑台部件进行了调查。其中本次设计的滑台部件的组成之一是大滑轮，滑轮的种类形状有很多，有“两个大圆柱滚轮型”、“四个顶角处是采用四个小滚轮型”、

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还有最原始的“四个角用四个橡胶滑块”或是“用两个滑块代替两个大圆柱滚轮”，但是用的较多的是“采用两个大圆柱滚轮”的形式，如果采用其他类型的滚轮例如用滑块来代替滚轮，那么整个滑台就不容易锁定，容易滑动；除此之外就是同步性的问题也不容易解决。 F1F2CFBXBFBY2066.37kg图4.2滑台部件受力情况示意图 一、 滑台部件受力情况分析（如图4.2） 滑台部件自身重量近似估算如下： 滑台组合件尺寸：采用160×160方钢，壁厚8 mm，高800mm 3V?16?16?80－14.4?14.4?80＝3891.2(cm) HT 滑台体积： 摇臂座尺寸：采用100×100方钢，壁厚8 mm，长440mm 3V?10?10?44－8.4?8.4?44＝1295.36(cm) YBZ 摇臂座体积： 托臂近似尺寸：采用100×100方钢，壁厚8 mm，长（800＋310）＝1110mm 3V?10?10?111－8.4?8.4?111＝3267.84(cm) TB 托臂体积：3337.85t/m(kg/dm,g/cm) 钢材比重选取：

所以，滑台部件、摇臂座和托臂的重量为

GHT?3891.2?7.85?30.55kg GYBZ?1295.36?7.85?10.17kg

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GTB?3267.84?7.85?25.65kg

将滑台、摇臂座和托臂一起考虑

GHT?GYBZ?GTB?30.55?10.17?25.65?66.37(kg)

图4.2中，单侧托臂受到的最大载荷为2吨，加上自重，托臂端部受力为2066.37kg,F1和F2是立柱通过滚轮给予的反力，FBX和FBY为保险支承板给予的支承力，B处为支承点，假定自重全部集中在负载处，有：

?M?MB?0F1?685－F2?160＝2066.37?1330??????(4.5) ?0F1?525?FBX?160＝2066.37?1330?????(4.6)

C?X?0F?Y?0F1?F2?FBX ?????????????(4.7) ?2066.37kg

BY由式4.7得，FBX?F1?F2，代入式4.6

F1?525＋160（F1?F2)?2066.37?1330

假定F1?F2,FBX?0

F1?5234.804kgF2?5234.804kg则由式4.5得：

FBY?2066.37kg

综上所述，考虑滑台部件中滑台、摇臂座和托臂的总自重，假定自重全部集中在负载处，近似估算值为66.37kg。单侧托臂受到的最大载荷为2000kg，加上滑台部件的自重，托臂端部受力大小为2066.37kg，F1和F2是立柱通过滚轮给予的反力，F1=F2，FBX和FBY为保险支承板给予的支承力，B处是支承点位置，则：

F1?F2?5234.804kg,FBX?0,FBY?2066.37kg。

二、 举升机主立柱受力情况分析

主立柱受力情况，F1和F2是滑台通过滚轮作用在立柱上的力，FBX和FBY为滑台作用在立柱上的支承力（压力），RHX、RHY和MH为底部支座反力。针对立柱受力情况，经计算得：

?M?0,M?F?1890?F?(1890?525)?F?Y?0,F?R?0

HH21BYHYBY?(83.119?12)?0

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RHX=0 RHY=FBY=2066.37kg

MH?F1?525?FBY?71.119?2601313.9(kgmm)

三、 普通式双柱举升机主立柱强度校核计算

整个立柱体相当于一个悬臂梁，可画出立柱的弯矩图和

a=b=ABF1(+)M2Q2(+)

图4.3立柱上F1作用力及其弯矩图和剪力图

由F1引起的弯矩和剪力：

l=2600mm b=2415mm a=185mm

Mmax?P(l?a)?5234.804?(2600?185)?12642051.66(kgmm)

Qmax?P?5234.804kg

F2=5234.804kgBA(-)M1Q1

(-)

图4.4 立柱上F2作用力及其弯矩图和剪力图

由F2引起的弯矩和剪力：

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l=2600mm b=1890mm a=710mm

Mmax??P(l?a)??5234.804?(2600?710)??9893779.56(kgmm) Qmax??P??5234.804kg

由FBY产生的M引起的弯矩：

M?FBY?71.119?146958.2kg

Mmax??M??FBY?(83.119?12)??146958.168(kgmm) 综上所述，立柱受力的合成弯矩和合成剪力可以得出：

M?P(a1?a2)?5234.804?525＝2748272.1(kgmm) MD?2748272.1?146958.168?2601313.9(kgmm)

在截面C处，剪力最大（QC=5234.804kg），弯矩最大（MC=2748272.1kg）,

4I?2814.519cmZ所以此处是危险截面。前面计算已经得到，抗弯截面模数为：

IZ2814.519?104W??＝253.83cm3e2110.881 ?????????(4.8)

IZ2814.519??16.436mm171.24截面上半部分静矩S＝171.24cm3，S ????(4.9)

以下进行强度校核： （1）校核正应力强度：

?maxMmaxMC2748272.1?10?1????1082.72(kg/cm2)WW253.83 ??(4.10)

许用应力选：

???＝541?100＝1102.04kg/cm29.8?5 ??????(4.11)

?max?[?]，满足强度条件。 （2）校核剪应力强度：

?max?QmaxSQC5234.804kg??＝11.294(kg/cm2)IZbIZb/S16.436?28.2cm???(4.12)

选

?S?235MPa，而许用应力

????235?100?479.59(kg/cm2)9.8?5?(4.13)

?max?[?]，满足强度条件。 四、折算应力强度校核： 主立柱横截面上的最大正应力

?max产生在离中性轴最远的边缘处，而最大

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