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1、第15卷第4期辽宁工学院学报Vol.15No.41995年12月JOURNALOFLIAONINGINSTITUTEOFTECHNOLOGYDec.1995汽车起重机支腿CAD系统的研究史建平曾红(院长办公室)(机械工程系)摘要介绍了在微机上开发汽车起重机支腿CAD系统的方法,探讨了高级语言与图形编辑软件、工程数据库三者之间的关系,给出了一些具体技术的处理思想。关键词汽车起重机;支腿;计算机辅助设计分类号U462.24支腿是汽车起重机的关键部件之一,它由固定支腿、活动支腿、水平油缸和垂直油缸四部分组成。工作时,水平油缸将活动支腿从固
2、定支腿中顶出,垂直油缸将四个支腿顶向地面,以四点支承将整车支起,以确保起重时轮胎不受损坏,并保证起重的稳定性。这种支腿的结构常应用于20～125吨的吊车中,产品已成系列化。为了解决人工设计费时费力、易于出错的弱点,我们在微机上对支腿进行了CAD的开发。1系统设计1.1总体结构汽车起重机支腿CAD系统由设计计算、结构设计、参数化绘图、数据管理四个子系统组成。图1为系统总体结构框图。1.2数据管理子系统设计人员1.2.1原始设计参数如车身宽、支腿跨距等↓↓↓已知的参数。设计计算结构设计参数化绘全套支腿→子系统子系统图子系统设计图纸1.2
3、.2图表数据设计计算及结构设计所需↑↑↑↓的标准及通用数据,如设计油缸所需的无缝钢数据管理子系统管的直径系列,各种材料的抗弯强度,以及尺寸图1系统总体结构框图公差、形位公差值等数据。1.2.3结果数据设计计算子系统的计算结果是通过数据库传递给结构设计子系统,同理结构设计的结果也是先存入数据库,待图形输出时,调入参数化绘图子系统。由此可见,数据管理子系统是连接设计计算、结构设计及绘图子系统的纽带,该子系统a本稿1995年8月2日收到。史建平:男,1939年生,副教授。锦州市士英街169号,辽宁工学院院长办公室,邮编121001.a26
4、辽宁工学院学报第15卷第4期可完成上述各种数据的增、删、修改、显示和查询工作。1.3设计计算子系统设计计算子系统所要完成的任务:(1)支腿反力的计算;(2)零部件主要参数的计算,如水平油缸、垂直油缸缸筒内、外径的计算,固定支腿长宽高的计算等;(3)主要受力件的强度、刚度的校核及有限元分析。1.4结构设计子系统结构设计子系统要完成支腿中四大部件的结构设计,由于这些部件的结构基本不变,则结构设计主要是确定零部件的具体结构尺寸,以供绘图时调用。如:活动支腿的宽度=固定支腿宽-22活动支腿的长度=(支腿跨距-车身宽)/2+×固定支腿长31.
5、5参数化绘图子系统参数化绘图对系列化产品的绘图非常有效,它可以通过尺寸参数值的变化来生成结构相同而参数不同的零件族。该子系统已建立了支腿各零部件工作图的绘图软件,待出图时,以结构设计子系统生成的结构尺寸调用绘图软件,调用图形库中的各种绘图命令,即可在屏幕上生成图形,经人工检查修改后,由绘图机输出支腿全部的技术图纸。支腿CAD系统是利用QuickBASIC进行支腿的设计计算和结构计算,用DBASEⅢ数据库进行各类数据的管理,用AutoCAD(12.0版)作图形编辑和输出工具,充分发挥了高级语言、工程数据库、图形编辑软件各自的优势。但三
6、者是相互独立的系统,因此,需要解决相互独立的通用联接,QuickBASIC与DBASEⅢ之间可以通过数据文件作为实现双向通讯的接口,与AutoCAD的接口是用.SCR命令组文件来实现。2支腿反力的计算支腿受力情况如图2所示。图3为支腿计算模型。图2支腿受力图图3支腿计算模型图中G1为整个上车的重量,kN;G0为上车自重(除配重、吊壁重和吊重外),kN;G3为配重,kN;G13为吊壁重,kN;G2为整个下车的重量,kN;Qc为考虑各种工况时的吊重,kN;l1为上车自重到回转中心的距离,m;l3为配重到回转中心的距离,m;T为风载、惯性
7、力和离心力的水平合力,kN;M为整个上车所产生的弯距,kN·m;E0为回转中心到支腿中心的距离,m;E2为下车重心到支腿中心的距离,m;A为支腿横向跨距之半,m;B为支腿1995年(总第52期)史建平等:汽车起重机支腿CAD系统的研究27纵向跨距之半,m.四条支腿的支反力计算公式1E2E0cosUsinUE0RA=〔G2(1-)+G1(1-)-Mõ-Mõ(1-)〕4BBBAB1E2E0cosUsinUE0RB=〔G2(1+)+G1(1+)+Mõ-Mõ(1+)〕4BBBAB1E2E0cosUsinUE0RC=〔G2(1+)+G1(1+
8、)+Mõ+Mõ(1+)〕4BBBAB1E2E0cosUsinUE0RD=〔G2(1-)+G1(1-)-Mõ+Mõ(1-)〕4BBBABU为吊壁与车头方向所夹锐角,从计算模型中可见,吊臂处于不同位置时,支腿反力随U值的变化而变化。在设计
