普通式双柱汽车举升机设计论文(5)

剪应力?max则产生在中性轴上，虽然通过上面的校核说明在这两处的强度都是满足要求的，但是因为在截面C处，M和Q都具有最大值，正应力和剪应力都比较大，因此这里的主应力就比较大，有必要根据适当的强度理论进行折算应力校核，取该截面边缘处某点K进行计算：

My2748272?10?1?11.0881?x??＝1082.71（kg/cm2）I2814.519???(4.14)

?x?QS5234.804?171.25?＝11.29（kg/cm2）Ib2814.519?28.2??????(4.15)

由于点K处在复杂应力状态，立柱体材料采用的30钢是塑性材料，可以采用第四强度理论[20]，将

?y???x?x,?x 的数值代入，用统计平均剪应力理论对此

???????(4.16)

应力状态建立的强度条件为：

?j??2?3?2????所以

?j?1082.712?3?11.292?1082.71kg/cm2?[?]?1104.082kg/cm2

即

?j???? ????????????(4.17)

∴按第四强度理论所算得的折算应力也满足许用强度要求。

§4.1.3 主立柱的刚度计算

用迭加法：

xla710b1890??0.273;????0.727l2600l2600

（1）

??,??Pb2lfA?(3??)6EI （往外弯）用式 ?????????(4.18)

E：弹性模量的选择：碳钢取：196－206Gpa 取201Gpa=20.1×106N/cm2

5234.804?1892?260?9.8?2.273Pb2l＝3.2(cm)(3??)6fA1= 6EI6?20.1?10?2814.519=…(4.19)

fA2Pb2l5234.804?241.52?260?9.8?2.071?(3??)??4.7(cm)66EI6?20.1?10?2814.519

（2）

20

（3）

fWMl214695.82?2602?9.8???0.086(cm)2EI2?20.1?106?2814.519 ??(4.20)

实际往内弯的绕度fA?fA1?fA2?4.7?3.2?1.5(cm)

§4.2 托臂部分的强度校核

§4.2.1 托臂部分截面特性

托臂部分截面属于变截面，以下先计算截面特性数据： （1）小臂截面尺寸：70×70方钢，壁厚8mm，a=70,b=54

a4?b4704?544I???129.225cm41212 惯性矩： ???(4.21) a4?b4704?544Wx???36.92cm36a6?70 ??????(4.22)

3??S?2?8?35?17.5?54?8?27?4?23.192cm 静矩计算：

（2）大臂截面尺寸：92×92方钢，壁厚8mm，a=92,b=76

a4?b4924?764I???318.976cm41212 惯性矩： a4?b4924?764Wx???69.342cm36a6?92

§4.2.2 托臂部分强度核算

21

CBDACBDA

图4.5左后托臂部件图

图中的A、B、C、D分别对应着托臂示意图中的A、B、C、D四个截面， 按照A,B,C,D几个典型截面进行分析，各个截面的截面图如下：

A1A2A1XA2A3

(a) A-A截面 (b) B-B截面（同D-D截面） (c) C-C截面

图4.6典型截面示意图

（1）A截面：

惯性矩：I=129.225cm4 ；Wx=36.92cm3

MA?2066.37?31?64057.47kg?cm

?maxA?MA64057.47??1735.03kg/cm2Wx36.92

????540?100?1836.73kg/cm29.8?3

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保险系数较小可满足强度要求。 （2）B截面：92*92方钢

A1=80×15=1200mm2 yA1=92+15/2=99.5mm

A2=92×92-76×76=8464-5776=2688mm2 yA2=92/2=46mm YC=(1200×99.5+2688×46)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mm IA1=80×153/2+(99.5-62.51)2×1200=1664412.12mm4 IA2=(924-764)/12+(62.51-46)2×2688=392.46cm4 所以IB?IA1?IA2?392.46?166.44?558.9 cm4

MB?2066.37?61?126048.57 kg?cm

?maxB?MB126048.57??1409.78kg/cm2Wx89.41

????540?100?1574.34kg/cm29.8?3.5

保险系数较小可满足强度要求。

（3）C截面：A1=12cm2 yA1=92+15/2+60=15.95cm A2=26.88cm2 yA2=4.6cm

A3=60×10=6cm2 yA3=92+60/2=12.2cm

yC=(12×15.95+26.88×4.6+6×12.2)/(12+26.88+6)=8.56cm IA1=50×153/2+(15.95-8.56)2×12=641.73cm4 IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)2×16.88=759.875cm4 IA3=1*63/12+(12.2-8.56)2×6=183.615cm4

所以IA总=IA1+IA2+IA3=1585.22cm4 MC=2066.37×94=194238.78kgcm

?maxC?MC194238.78??1059.91kg/cm2Wx183.26

????540?100?1574.34kg/cm29.8?3.5

满足强度要求。 （4）D截面：

惯性矩：I=318.976cm4 ； W=69.342cm3 MD=2066.37×53=109517.61kgcm

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?maxD?MD109517.61??1579.38kg/cm2Wx69.342

,保险系数较小可满足强度要求。

????540?100?1620.64kg/cm29.8?3.4

§4.2.3 从托臂处考虑挠度情况

托臂亦相当于一个悬臂梁，端部受力P＝2066.37kg，托臂部件由大臂和小臂组成，将从大臂和小臂处分别考虑：

2066.37?413?9.8f1???0.1799(cm)63EI3?20.1?10?129.225 小臂端部处挠度：

大臂端部处挠度：经受力分析，大臂端部受一个力P＝2066.37kg和一个弯矩 M＝2066.37×70＝144645.9kgcm；

3Pl小2066.37?703?9.8fP???0.361(cm)63EI3?20.1?10?318.976 fM2066.37?70?702?9.8???0.542(cm)62EI2?20.1?10?318.976 ?????（4.24）

2Ml大3Pl大 因载荷引起的挠度为：

f载荷?f1?f2?f3?0.179?0.361?0.542?1.082(cm)

因托臂的大小臂之间有1mm间隙，由此产生挠度：

f间隙?1.864(mm)

主立柱的弯曲绕度使滑台产生转动，滑台的转动又使托臂有一定的下沉量，经计算，

f转动?26.325(mm)。

故托臂端部总下沉量为：

f总?f载荷?f间隙?f转动?2.633?1.864?1.082?5.57?5.6(cm〈)6(cm)

在举升机行业标准中，此值满足距立柱最远点的托臂支承面下沉量要求。

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