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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[σ]=200Mpa,许用切应力[τ]=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=Q×l÷2=2224×0.215=478.16N.m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3Q2bh⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)计算梁的最大切应力3×22242×0.05.0.03=2.224Mp<[τ]=30Mpa由公式σmax=MmaxW⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)计算最大弯曲正应力:σmax=Mmax×6bh2=6×478.160.03×0.052=38.3Mp<[σ]=200Mp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GB70—85M1260材料为45钢，其许用切应力为[τ]=30Mp。由于螺钉主要受剪切力故校核其剪切应力由公式τmax=4Q3πR2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)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:τmax=4×22244×3×π×0.0062=6.6Mp<[τ]=30Mp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：τmax=4×22243×π×0.0062=26.4Mp<¿¿[τ]=30Mp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。