低速載貨汽車車架及懸架系統(tǒng)設計

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1、目　錄 第1章 前言 1 第2章 總體方案論證 2 2．1 設計選型原則 2 2．2 設計內(nèi)容 3 第3章 主要尺寸參數(shù)的選定 3 3．1 外廓尺寸 3 3．2 質(zhì)量參數(shù) 3 第4章 車架總成設計 4 4．1 車架的結(jié)構(gòu)設計 4 4．2 車架的技術要求 5 第5章 車架的設計計算 6 5．1車架的計算 6 5．2 車架載荷分析 8 5．3 車架彎曲強度的計算 8 5．4 車架扭轉(zhuǎn)應力的計算 11 第6章 懸架的總成設計 14 6．1懸架的設計要求 14 6．2懸架的兩種形式 14 6．3懸架主要參數(shù)的確定 17 6．4鋼板彈簧的設計 20 結(jié)論

2、 23 參 考 文 獻 24 致　謝 25 附 錄 26 車架和懸架系統(tǒng)是汽車設計的重要部分，因為它們的好壞直接關系到汽車各個方面（操控、性能、安全、舒適）性能。 現(xiàn)代汽車絕大多數(shù)都具有作為整車骨架的車架。汽車絕大多數(shù)部件和總成都是通過車架來固定其位置的，如發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、駕駛室、貨箱和有關操縱機構(gòu)。車架是支撐連接汽車的各零部件，并承受來自車內(nèi)、外的各種載荷，所以在車輛總體設計中車架要有足夠的強度和剛度，以使裝在其上面的有關機構(gòu)之間的相對位置在汽車行駛過程中保持不變并使車身的變形最小，車架的剛度不足會引起振動和噪聲，也使汽車的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性及某些機件的

3、可靠性下降。過去對車輛車架的設計與計算主要考慮靜強度。當今，對車輛輕量化和降低成本的要求越來越高，于是對車架的結(jié)構(gòu)形式設計有高的要求。首先要滿足汽車總布置的要求。汽車在復雜多邊的行駛過程中，固定在車架上的各總成和部件之間不應發(fā)生干涉。汽車在崎嶇不平的道路上行駛時，車架在載荷作用下可能產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形以及在縱向平面內(nèi)的彎曲變形；車架布置的離地面近一些，以使汽車重心位置降低，有利于提高汽車的行駛穩(wěn)定性。 懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱。它的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力（支撐力）、縱向反力（驅(qū)動力和制動力）和側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車架（或承

4、載式車身）上，以保證汽車的正常行駛。在進行設計時，要滿足以下幾點要求： a．規(guī)范合理的型式和尺寸選擇，結(jié)構(gòu)和布置合理。 b．保證整車良好的平順性能。 c．工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整。 d．盡量使用通用件，以便降低制造成本。 e．在保證功能和強度的要求下，盡量減小整備質(zhì)量。 f．其它有關產(chǎn)品技術規(guī)范和標準。 目前，農(nóng)用運輸車不能滿足“三農(nóng)”市場需求，突出表現(xiàn)為一般產(chǎn)品生產(chǎn)能力過剩，技術水平低，質(zhì)量和維修服務水平差，價格較高，而市場急需的高質(zhì)量經(jīng)濟型產(chǎn)品不能滿足需求。結(jié)合生產(chǎn)實際，在農(nóng)用運輸車基礎上對低速載貨汽車車架及懸架系統(tǒng)進行了設計。 第2章 總體方案

5、論證 2.1 設計選型原則 2.1.1車架的設計方案 根據(jù)縱梁的結(jié)構(gòu)特點，車架可分為以下幾種方案： a．周邊式車架，用于中級以上的轎車； b．X形車架，為一些轎車所采用； c．梯形車架，梯形車架是由兩根相互平行的縱梁和若干根橫梁組成。其彎曲剛度較大，而當承受扭矩時，各部分同時產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。其優(yōu)點是便于安裝車身、車箱和布置其他總成，易于汽車的改裝和變型，因此被廣泛地用在載貨汽車、越野汽車、特種車輛和用貨車底盤改裝的大客車上； d．計量式車架； e．綜合式車架； 結(jié)合生產(chǎn)實際及設計要求，選用方案c。 2.1.2 懸架的設計方案 a．前輪和后輪均采用非獨立懸架； b．前

6、輪采用獨立懸架，后輪采用非獨立懸架； c．前后輪均采用獨立懸架； 非獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是，左右車輪用一根整體軸連接再經(jīng)過懸架與車架（或車身）連接；獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是左右車輪通過各自的懸架與車架（車身）連接。 結(jié)合生產(chǎn)實際及設計要求，選用方案a。 由于是載貨汽車，前后懸架均采用縱置半橢圓形鋼板彈簧，當采用縱置鋼板彈簧作彈性元件時，它兼起導向裝置作用。緩沖塊用來減輕車軸對車架（或車身）的直接沖撞，防止彈性元件產(chǎn)生過大的變形。裝有橫向穩(wěn)定器的汽車，能減少轉(zhuǎn)彎行駛時車身的側(cè)傾角和橫向角振動。 2.1.3整體設計方案 綜合上述兩方案確定了整體設計方案：梯形車架和前后懸架均采用縱置半橢圓形鋼

7、板彈簧非獨立懸架。 2．2 設計內(nèi)容 a．參與總體設計； b．車架、懸架結(jié)構(gòu)型式分析和主要參數(shù)的確定； c．車架、懸架結(jié)構(gòu)設計。 第3章 主要尺寸參數(shù)的選定 3.1 外廓尺寸 我國對低速載貨汽車的限制尺寸是：總高不大于2.05米；總寬不大于2米；總長不大于6米。 3.2 質(zhì)量參數(shù) 3.2.1 裝載質(zhì)量 按要求取=1500kg 3.2.2 整備質(zhì)量 汽車的裝載量與整備質(zhì)量之比/稱為汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)。它表明單位汽車整備質(zhì)量所承受的汽車裝載質(zhì)量。參考國內(nèi)外同類型同級別的汽車整備質(zhì)量利用系數(shù)和查《汽車設計》表2-10，所以： 在輕型載貨汽車之列,

8、所以滿足設計要求取。 3.2.3滿載質(zhì)量 3.2.4車架寬度 車架寬度是指左右縱梁腹板外側(cè)面之間的寬度。在總體設計中，整車寬度確定后，車架前后部分寬度就可以根據(jù)前輪最大轉(zhuǎn)向角、輪距、鋼板彈簧片寬、裝在車架內(nèi)側(cè)的發(fā)動機外廓寬度及懸置等尺寸確定。從提高整車的橫向穩(wěn)定性以及減小車架縱梁外側(cè)裝置件的懸伸長度來看，車架盡量寬些，同時前后部分寬度應相等。以便簡化制造工藝和避免縱梁寬度變化處產(chǎn)生應力集中。由（汽車設計）表2－25取的車架寬860mm。 3.2.5軸距L 由總體設計取軸距2800mm。 第4章 車架總成設計 4．1 車架的結(jié)構(gòu)設計 車架是支撐

9、、連接汽車備總成的零部件，并承受來自車內(nèi)外的各種載荷的基礎構(gòu)件。傳統(tǒng)的梯形車架由于其所起到的緩沖、隔振、降低噪聲、延長車身使用壽命等特點及生產(chǎn)上的繼承性、工藝性等原因仍廣泛應用在大型掛車上。貨車車架應具有足夠的強度和適當?shù)膭偠?。同時要求其質(zhì)量盡可能小。此外，車架應布置得離地面近一些，以降低整車重心位置，有利于提高汽車行駛的穩(wěn)定性。 圖4-1 車架結(jié)構(gòu)示意圖 4.1.1 縱梁形式的確定 縱梁是車架的主要承載部件，在汽車行駛中受較大的彎曲應力。車架縱梁根據(jù)截面形狀分有工字梁和槽形梁。由于槽形梁具有強度高、工藝簡單等特點，因此在載貨汽車設計中選用槽形梁

10、結(jié)構(gòu)。另外為了滿足低速載貨汽車使用性能的要求，縱梁采用直線形結(jié)構(gòu)。這樣既可降低縱梁的高度，減輕整車自身重量，降低成本，亦可保證強度。材料選用16Mn低合金鋼，16Mn低合金鋼在強度,塑性,可焊性方面能較好地滿足剛結(jié)構(gòu)，是應用最廣泛的低合金鋼，綜合機械性能良好,正火可提高塑性，韌性及冷壓成型性能。 4.1.2 橫梁形式的確定 橫梁是車架中用來連接左、右縱梁，構(gòu)成車架的主要構(gòu)件。橫梁本身的抗扭性能的好壞及其分布，直接影響著縱梁的內(nèi)應力大小及其分布 合理設計橫梁，可以保證車架具有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。 從早期通過試驗所得出的一些結(jié)論可以看出，若加大橫梁的扭轉(zhuǎn)剛度，可以提高整個車架的扭轉(zhuǎn)剛度，但與該橫

11、梁連接處的縱梁的扭轉(zhuǎn)應力會加大；如果不加大橫梁，而是在兩根橫梁間再增加橫梁，其結(jié)果是增加了車架的扭轉(zhuǎn)剛度，同時還降低了與橫梁連接處的縱梁扭轉(zhuǎn)應力 在橫梁上往往要安裝汽車上的一些主要部件和總成，所以橫梁形狀以及在縱梁上的位置應滿足安裝上的需要。橫、縱梁的斷面形狀、橫梁的數(shù)量以及兩者之間的連接方式，對車機架的扭轉(zhuǎn)剛度有大的影響?？v、橫梁材料的選用有以下三種：車架A：箱型縱梁、管型橫梁，橫、縱梁間采用焊接連接，扭轉(zhuǎn)剛度最大。車架B：槽型縱梁、槽型橫梁，橫、縱梁間采用鉚接連接，扭轉(zhuǎn)剛度適中。車架C：槽型縱梁、工字型橫梁，橫、縱梁間采用鉚接連接，扭轉(zhuǎn)剛度最小。 從以上三種車架的對比可以看出：低速載貨

12、汽車應該選用車架B。 本設計共有六根橫梁，有前橫梁，第二橫梁，第三橫梁，第四橫梁，第五橫梁，第六橫梁。 4.1.3 縱梁與橫梁的連接 轎車車架的縱、橫梁采用焊接方式連接，而貨車則多以鉚釘連接（見下圖）。鉚釘連接具有一定彈性，有利于消除峰值應力，改善應力狀況，這對于要求有一定扭轉(zhuǎn)彈性的貨車車架有重要意義。 圖4-2 車架鉚接示意圖 鉚接設計注意事項： a.盡量使鉚釘?shù)闹行木€與構(gòu)件的端面重心線重合； b.鉚接厚度一般不大于5d； c.在同一結(jié)構(gòu)上鉚釘種類不益太多； d.盡量減少在同一截面上的鉚釘孔數(shù)，將鉚釘交錯排列； 4．2 車架的技術要求 a.車架左右縱梁間的距離為8

13、60，而在車架前橫梁及轉(zhuǎn)向器范圍內(nèi)應為860。 b.車架總成左右縱梁上表面應在同一平面內(nèi)，其不平度在全長上不大于3.0，且在轉(zhuǎn)向器固定處，該表面與縱梁側(cè)面的垂直度應不大于0.5。 c.車架總成駕駛室前后固定點的相對位置尺寸應符總裝圖要求，駕駛室后支點與前支點高度差為10。 d.在車架總成上，左右對稱的前后鋼板彈簧支架及吊耳支架其銷孔中心線應在同一直線上，且與車架中心線垂直，偏差不大于1000：1.5，左右對稱支架的相對位置尺寸應符合要求。 e.車架總成鉚接零件的接合面必須緊固無縫隙，緊接面的直徑應不小于鉚釘直徑的1.5倍，且具有正確形狀不允許有傾斜，呲牙等缺陷，鉚接后的鉚釘頭和鉚釘中心線的不同軸度應不大于1.0。 f.車架的全部鉚接部分應仔細檢查，鉚后零件上不得有裂縫，若有裂縫須更換重鉚。 g. 車架總成車架第二橫梁連接的螺母應裝置于車架的內(nèi)部。 第5章 車架的設計計算 5.1 車架的計算： 5.1.1 縱梁彎曲應力 彎矩M可用彎矩差法或多邊形法求得。對于載重汽車，可假定空車簧上重量Gs均布在縱梁全長上，載重Ge均布在車箱中，空車時簧上負荷 (對4X2貨車可取=2)整備質(zhì)量。 7 / 7文檔可自由編輯打印