横梁的设计及校核

1．由于悬架试验需要在两立柱上固定直线滑轨，而导轨的拆装十分困难，所以横梁必须在保留导轨的基础上设计，为此制定了三个方案：

（1） 横梁设计在导轨下方，不需跨过导轨，直接固定在立柱内平面上。

（2） 横梁做成H型，跨过导轨和立柱，固定在立柱的两侧面上，如图3.6

（a）。

（3） 横梁头部跨过导轨固定在立柱内平面上，如图3.6 （b）。

图3.6 （a）横梁设计方案一

深25

图3.6 （b）横梁设计方案二

方案（1）设计简单，结构简单，加工制造比较方便，但由于需做悬架试验，导轨下方空间较少，如留出足够空间，必然对悬架试验造成一定影响，同时也浪费部分材料，所以此方案不可行，由图3.6（a）、（b）对比可知，方案（2）结构比较复杂，同时制造使用材料较多，且强度不能保证，从经济和安全上考虑决定最终选用第（3）个方案。即，跨过导轨安装横梁，在不使用时可以拆掉，不影响悬架试验时滑轨的运动。

2．下面对横梁的强度进行校核

已知横梁两端有螺栓固定在立柱表面，横梁的材料选用45钢，其许用弯曲应力是[]=200Mpa, 许用切应力=30Mpa；横梁长度L=430mm,横梁中部截面为长方形，高h=50mm.宽b=30mm，横梁中间部位受力，最大F=4448N为减振器的最大拉压力。根据已知条件作出受力图如图3.7：

图 3.7 横梁受力分析

根据其受力，计算横梁所受的剪切应力和弯矩：

Q=F/2=2224N;

Mmax=mNlQ.16.478215.022242

可以画出其剪力图和弯矩图，如图3.8 （a）、（b）所示：

图3.8 （a）剪力图

图3.8 （b）弯矩图

由图可知危险截面在中间位置

由公式max2423QRbhQ23 )1(

计算梁的最大切应力max2423QRMpaMp30224.203.0.05.0222243 MpMpbhMWM2003.3805.003.016.47866:)2(22maxmaxmaxmax计算最大弯曲正应力由公式

故横梁的强度符合要求

3．螺钉的校核

横梁采用内六角圆柱头螺钉固定故校核螺钉所受的剪切力，螺钉选用GB 70—85 M12 60 材料为45钢，其许用切应力为Mp30。

由于螺钉主要受剪切力故校核其剪切应力

由公式)3(342maxRQ

由于每边有4个螺钉固定剪切力共同承担所以每个螺钉的最大切应力为:

MpMp306.6006.034222442max

故螺钉符合要求。

3.5圆柱销的设计及校核

（1）根据传感器和连接插头的形状，使用销以过度配合连接，销如图3.9所示

图 3.9圆销的设计

（2）销的校核

销也选用45钢制造，其剪切应力，销所受的最大力由减振器决定，根据减振器的参数可知加在销上的力Fmax =4448N，所以根据公式（3）销的最大切应力为：

Mp4.26006.03222442maxMp30 所以销符合要求。

3．6整体的装配

主要装配位置如图3.12

图 3.12 主要部位装配图

试验台总体装配难度不大，按照国家筒式减振器试验标准，筒式减振器静止时在行程的中点处。