專用汽車設(shè)計常用計算公式匯集

1、 第一章 專用汽車的總體設(shè)計1 總布置參數(shù)的確定 1.1 專用汽車的外廓尺寸（總長、總寬和總高） 1.1.1 長 載貨汽車12m 半掛汽車列車16.5m 1.1.2 寬2.5m（不含后視鏡、側(cè)位燈、示廓燈、轉(zhuǎn)向指示燈、可折卸裝飾線條、撓性擋泥板、折疊式踏板、防滑鏈以及輪胎與地面接觸部分的變形等）1.1.3 高4m（汽車處于空載狀態(tài)，頂窗、換氣裝置等處于關(guān)閉狀態(tài)）1.1.4 車外后視鏡單側(cè)外伸量不得超出汽車或掛車最大寬度處250mm1.1.5 汽車的頂窗、換氣裝置等處于開啟狀態(tài)時不得超出車高300mm1.2 專用汽車的軸距和輪距 1.2.1 軸距軸距是影響專用汽車基本性能的主要尺寸參數(shù)。軸距的長

2、短除影響汽車的總長外，還影響汽車的軸荷分配、裝載量、裝載面積或容積、最小轉(zhuǎn)彎半徑、縱向通過半徑等，此外，還影響汽車的操縱性和穩(wěn)定性等。1.2.2 輪距輪距除影響汽車總寬外，還影響汽車的總重、機動性和橫向穩(wěn)定性。1.3 專用汽車的軸載質(zhì)量及其分配專用汽車的軸載質(zhì)量是根據(jù)公路運輸車輛的法規(guī)限值和輪胎負(fù)荷能力確定的。1.3.1 各類專用汽車軸載質(zhì)量限值（JT701-88公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）汽車最大總質(zhì)量（kg）10000150002000030000前軸軸載質(zhì)量（kg）3000500070006000后軸軸載質(zhì)量（kg）70001000013000240001.3.2 基本計算公式A 已知條件a） 底

3、盤整備質(zhì)量G1b） 底盤前軸負(fù)荷g1c） 底盤后軸負(fù)荷Z1d） 上裝部分質(zhì)心位置L2e） 上裝部分質(zhì)量G2f） 整車裝載質(zhì)量G3（含駕駛室乘員）g） 裝載貨物質(zhì)心位置L3（水平質(zhì)心位置）h） 軸距B 上裝部分軸荷分配計算（力矩方程式）例圖1g2（前軸負(fù)荷）×（）（例圖1）=G2（上裝部分質(zhì)量）×L2（質(zhì)心位置）g2（前軸負(fù)荷）= 則后軸負(fù)荷C 載質(zhì)量軸荷分配計算g3（前軸負(fù)荷）×=G3×L3（載質(zhì)量水平質(zhì)心位置） g3（載質(zhì)量前軸負(fù)荷）= 則后軸負(fù)D 空車軸荷分配計算g空（前軸負(fù)荷）=g1（底盤前軸負(fù)荷）+g2（上裝部分前軸軸荷）Z空（后軸負(fù)荷）=Z1（

4、底盤后軸負(fù)荷）+Z2（上裝部分后軸軸荷）G空（整車整備質(zhì)量）= E 滿車軸荷分配計算g滿（前軸負(fù)荷）=g空+g3Z滿（后軸負(fù)荷）=Z空+Z3G滿（滿載總質(zhì)量）=g滿+Z滿1.4 專用汽車的質(zhì)心位置計算專用汽車的質(zhì)心位置影響整車的軸荷分配、行駛穩(wěn)定性和操縱性等，在總體設(shè)計時必須要慎重全面考慮計算或驗算，特別是質(zhì)心高度是愈低愈好。1.4.1 水平質(zhì)心位置計算（力矩方程式）A 已知條件a） 底盤軸距b） 整車整備質(zhì)量G空與滿載總質(zhì)量G滿c） 空載前軸質(zhì)量g空與后軸軸載質(zhì)量Z空d） 滿載前軸質(zhì)量g滿與后軸軸載質(zhì)量Z滿B 空載整車水平質(zhì)心位置計算（力矩方程式）L空= C 滿載水平質(zhì)心位置計算L滿（至后橋

5、水平距離）= 1.4.2 垂直質(zhì)心高度位置計算A 已知條件a） 整車各總成的質(zhì)量為gib） 整車各總成的質(zhì)心至地面的距離為YiB 整車質(zhì)心高度hg =C 空載整車質(zhì)心高度計算hg空=D 滿載整車質(zhì)心高度計算hg滿=2 專用汽車行駛穩(wěn)定性計算2.1 專用汽車橫向穩(wěn)定性計算A 已知條件a） 專用汽車輪距Bb） 專用汽車空載質(zhì)心高度hg空c） 專用汽車滿載質(zhì)心高度hg滿d） 專用汽車行駛路面附著系數(shù)（一般取 = 0.70.8）B 計算公式保證汽車行駛不發(fā)生側(cè)翻的條件：C 保證空車行駛不發(fā)生側(cè)翻的條件：D 保證滿載行駛不發(fā)生側(cè)翻的條件：2.2 專用汽車縱向穩(wěn)定性計算A 已知條件a） 專用汽車質(zhì)心到后軸

6、中心距離Lb） 專用汽車質(zhì)心高度hgc） 專用汽車行駛路面附著系數(shù)（一般取 = 0.70.8）B 計算公式 保證汽車行駛不發(fā)生縱翻的條件：C 保證空車行駛不發(fā)生縱翻的條件：D 保證滿載行駛不發(fā)生縱翻的條件：3 專用汽車有關(guān)限值標(biāo)準(zhǔn)與計算3.1 載質(zhì)量利用系數(shù)計算A 欄板類載貨汽車與自卸汽車限值標(biāo)準(zhǔn)GB/T15089總質(zhì)量M（千克）N1N2N3M35003500M12000M12000整車整備質(zhì)量m（千克）m1100m1100m3500m3500載質(zhì)量利用系數(shù)0.650.750.851自卸車（縱向）0.55自卸車（縱向）0.65自卸車（縱向）0.75B 載質(zhì)量利用系數(shù)計算公式載質(zhì)量利用系數(shù)= 3

7、.2 貨廂欄板高度計算 欄板式載貨汽車、欄板式半掛車和欄板式全掛車的貨廂欄板高度大于0.6米時，高度限值應(yīng)按下列公式計算（式中取煤的比容900千克/立方米）貨廂欄板高度（米）= 3.3 罐式汽車的總?cè)萘肯拗祽?yīng)按下列公式計算（式中取汽油的密度為700千克/立方米）總?cè)萘浚⒎矫祝?.4 半掛車的允許最大總質(zhì)量、最大裝載質(zhì)量和整備質(zhì)量應(yīng)符合GB6420的規(guī)定：序號軸數(shù)基本系列基本型（t）液罐車系列（t）粉罐車系列(t)總質(zhì)量裝載質(zhì)量整備質(zhì)量總質(zhì)量裝載質(zhì)量整備質(zhì)量總質(zhì)量裝載質(zhì)量整備質(zhì)量1二軸40301040402三軸5340135353注：液罐車與粉罐車的最大允許裝載質(zhì)量 = 總質(zhì)量整備質(zhì)量4 專用

8、汽車主要性能參數(shù)選擇與計算4.1 專用汽車在平路行駛時發(fā)動機功率計算公式（發(fā)動機功率一般為選定值）Plmax = 式中：Ga 專用汽車總質(zhì)量（t）T 傳動系機械效率（0.850.9）f 滾動阻力系數(shù)（0.020.03）CD 空氣阻力系數(shù)（0.81.0）AD 汽車正面投影面積 = BD×HD（BD前輪距、HD汽車總高）m2Plmax 發(fā)動機最大功率（kw）Vamax 汽車最高車速（km/h）4.2 專用汽車比功率標(biāo)準(zhǔn) GB7258標(biāo)準(zhǔn)要求專用汽車比功率4.8kw/t4.3 專用汽車發(fā)動機最大扭矩計算（一般為選定值） Mlmax = 9549PlmaxK/np N·m 式中：M

9、lmax = 發(fā)動機最大扭矩（N·m）（一般為選定值） Plmax = 發(fā)動機最大功率（KW）（一般為選定值）K = 發(fā)動機扭矩適應(yīng)性系數(shù)，柴油機為1.051.25np = 最大功率時的轉(zhuǎn)速（1.42.0）nm（nm最大扭矩時的轉(zhuǎn)速）K = 式中：Mp =4.4 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩計算公式Ml = anl2bnlcMl =式中：Ml 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩（N·m） nl 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速（r/min）Mlmax 發(fā)動機最大輸出轉(zhuǎn)距（N·m）Mp 發(fā)動機最大輸出功率時的輸出轉(zhuǎn)矩（N·m）np 發(fā)動機最大輸出功率時的曲軸轉(zhuǎn)速（r/min）nm 發(fā)動機最大輸出轉(zhuǎn)矩時的曲軸

10、轉(zhuǎn)速（r/min）a =b = c = 4.5 專用汽車運動平衡方程式 Ft = Ff Fi FwFj N式中：Ft 汽車驅(qū)動力（作用在汽車驅(qū)動輪上的圓周力）N Ff 滾動阻力（N）Fi 坡道阻力（N）Fw 空氣阻力（N）Fj 加速阻力（N）4.5.1 汽車驅(qū)動力計算公式Ft = 式中：rd 驅(qū)動輪動力半徑（m）ig 變速器的傳動比i0 主減速比 傳動系的機械效率（0.750.9） 發(fā)動機外特性修正系數(shù)（0.750.85）4.5.2 汽車滾動阻力計算公式Ff = magfcos（N）（g重力加速度9.81m/s2）式中：ma 專用汽車（或汽車列車）總質(zhì)量（kg） 道路坡度角f 滾動阻力系數(shù)（f

11、 = f0kva）（50km/hVa100km/h）（一般取f = 0.0100.020）4.5.3 專用汽車坡道阻力計算公式Fi = magsin（N）4.5.4 專用汽車空氣阻力計算公式 Fw = CDADVa2（N）式中：AD 專用汽車的迎風(fēng)面積（m2）（AD可按AD=BDHD估算，BD輪距，HD汽車高度m）CD 空氣阻力系數(shù)N·h2/（km2·m2），（專用汽車Cd=0.038580.06944），半掛車的空氣阻力系數(shù)增加10%4.5.5 加速阻力計算公式Fj = maj（N）式中：專用汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)j 專用汽車加速度（m/s2）的計算公式為：= 式中：Iw

12、車輪的轉(zhuǎn)動慣量（kg·m2）If 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量（kg·m2）r 車輪滾動半徑（m） 也可以按經(jīng)驗公式估算值= 1（0.040.06）i02ig2（0.0080.013）nl = k 滾動阻力比例系數(shù)（0.0001480.00023）4.5.6 專用汽車直線行駛時的運動微分方程式maj = AVa2BVaC1C2（fcossin）式中：A = B =C1 = C 2= mag4.6 專用汽車動力性參數(shù)計算4.6.1 專用汽車最高車速（km/h）計算公式Vamax =式中：D =4.6.2 專用汽車最大爬坡度計算公式：imax（專用汽車最大爬坡度%）= tgmax式中：max

13、= E = 4.6.3 加速度計算公式專用汽車最大加速度jmax（m/s2）計算公式：jmax = 4.6.4 專用汽車加速時間計算公式（t加速時間h）t = 或t = 第二章 粉罐汽車設(shè)計計算公式（以YQ9550GSN為例）1 罐體容積計算1.1 中間直筒容積計算公式V1=1.2 直角斜錐筒容積計算公式V2=1.3 封頭容積計算V3=2××h2（rh/3）（式中h封頭高度、r封頭球面半徑）1.4 總?cè)莘e計算公式V決=V1+V2+V31.5 有效容積計算公式V有效=V總V總×ka（ka容積系數(shù)0.08）1.6 有效裝載容積計算公式Va=1.7 擴大容積計算公式Vb

14、=kb×Va（kb擴大容積系數(shù)0.10.2）2 罐體壁厚計算公式2.1 筒體壁厚計算公式（圓筒）（式中P設(shè)計壓力取0.3Mpa，S1筒體壁厚，1筒體內(nèi)徑，許用應(yīng)力，C壁厚附加量）（焊縫系數(shù)）2.2 錐筒壁厚計算公式2.3 封頭壁厚計算公式（碟形封頭）式中：S3 封頭壁厚R 封頭球面部分內(nèi)半徑r 封頭過渡段轉(zhuǎn)角內(nèi)半徑Md 封頭形狀系數(shù)=3 軸荷分配計算公式3.1 G空銷=上裝部分質(zhì)量×罐體中心至承載橋中心距離/牽引銷至承載橋中心距離G空軸=上裝部分質(zhì)量G空銷3.2 G滿銷=（上裝部分質(zhì)量最大載質(zhì)量）×罐體中心至承載橋中心距離/牽引銷至承載橋中心距離G滿軸=（上裝部分

15、質(zhì)量最大載質(zhì)量）G滿銷4 流態(tài)化床主要參數(shù)計算公式4.1 臨界流態(tài)化床氣流速度計算公式Vf = 式中：dp顆粒直徑m，水泥取88×10-6m顆粒真密度（kg/m3）、水泥取3200kg/m3g氣體密度，在氣壓P=0.3Mpa、氣溫T=373K、氣體常數(shù)Ra=29.28時，氣體的動力粘度（Pa×S）取0.0218×10-3Pa·S4.2 罐體最大空床截面積計算公式4.3 粉料帶出氣流速度（Vt）計算公式（粉料懸浮速度）（水泥的帶出氣速Vt= 0.58m/s）4.4 最小空床截面積（Amin）計算公式空壓機排量Q與罐體Amax、Amin的對應(yīng)值（對水泥）空壓

16、機額定排量Q（m3/min）4.85.25.47最大空床截面積Amax（m2）8.889.629.9912.96最小空床截面積Amin（m2）0.1390.1510.1570.2034.5 流態(tài)化條件計算公式式中：A流化床面積m2，Q氣體體積流量m3/s，Vf臨界流態(tài)化速度m/s，水泥為Vf=9×10-3m/s5 氣力輸送系統(tǒng)計算公式5.1 輸送空氣量計算公式式中：ka輸送系統(tǒng)的漏氣系數(shù)，取1.11.2輸送速度（即卸料速度）（kg/min）g空氣密度（kg/m3）輸送混合比（水泥取4080）=物料質(zhì)量/氣體質(zhì)量（Q空氣壓縮機排量m3/min，gm單位時間內(nèi)輸料管排出的粉料體積m3/m

17、in）5.2 輸料管內(nèi)氣流速度計算公式式中：V1在入口處壓力下空氣流速；V2在末端壓力下空氣流速；Q1在入口處壓力下空氣流量（m3/min）；Q2在末端壓力下空氣流量；s顆粒密度（kg/m3）；d 輸料管內(nèi)徑m計算結(jié)果，據(jù)經(jīng)驗：V11.3Vt5.3 輸送系統(tǒng)壓力損失計算公式H1=HdHJ=HdHHhH式中：H1系統(tǒng)全部壓力損失（Pa） Hd動壓損失（Pa） Hj靜壓損失（Pa） H直管壁磨擦壓力損失Hh垂直升高壓力損失H各局部阻力壓力損失（式中g(shù)=9.81m/s2，Vm物料速度，V氣流速度，輸送混合比， 0.650.85）（式中摩擦阻力系數(shù)，查有手冊，或當(dāng)d=100mm時，取=0.0235）（

18、L直管長度，撓性管接長度加一倍計算m）Hh9.8g（1+）h（h垂直升高高度m）式中：各種局部阻力系數(shù)（截止閥48，止回閥1.0-2.590°彎頭1.02.0，三通1.5-2.0）摩擦阻力系數(shù)=k（0.0125）（式中k管道內(nèi)壁系數(shù)：無縫鋼管取k=1.0，新焊接鋼管1.3，舊焊接鋼管1.6）6 專業(yè)性能和主要參數(shù)計算公式6.1 平均卸料速度計算公式（式中mb實際裝載質(zhì)量t，m罐內(nèi)剩余質(zhì)量t，t卸料時間）6.2 剩余率計算公式（ml額定裝載質(zhì)量t）6.3 輸送混合比計算公式式中：混合比（即質(zhì)量濃度）ms粉粒體質(zhì)量流量（kg/s）mg氣體質(zhì)量流量（kg/s）g氣體密度（kg/m3）Q 氣

19、體體積流量（m3/s）第三章 自卸汽車設(shè)計計算公式（以日產(chǎn)柴自卸汽車為例）1 前推連桿組合式舉升機構(gòu)計算公式1.1 三角臂A點與舉升質(zhì)量質(zhì)心G點在舉升角為的坐標(biāo)：····················· ···············&#

20、183;····· 式中：、為= 0°時的坐標(biāo)值XA、YA、XG、YG為A點和G點坐標(biāo)（舉升角為時）A點坐標(biāo)（XA，YA），G點坐標(biāo)（XG，YG）1.2 求舉升角為時B點坐標(biāo)：（XB，YB）···················· 1.3 求舉升角為時C點坐標(biāo)，求解方程組：·····

21、83;·········· 可得舉升角為時的C點坐標(biāo)（XC，YC）式中：、均為已知值1.4 求BD與CE交點下的坐標(biāo)（XF、YF）（解方程）·············· 式中：XB、YB、XC、YC為上式可求值，XD、YD為已知值。（XE、YE為已知值）1.5 求點O至直線的距離1.6 求任意舉升角時對車廂的舉升力（對O點取力矩） ，則1.7 求B點到的距離

22、 1.8 求B點到的距離1.9 任意舉升角時的油缸推力計算公式取三角臂ABC為獨立體，MB=0，得：（對B點取力矩） , 則式中：為任意舉升角時的油缸推力設(shè)舉升角為0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52度，共27個點，計算空載與滿載時的油缸推力和舉升力1.10 舉升機構(gòu)最大舉升角度計算公式 ················&#

23、183;·· ··················· ··················· ·········

24、;·········· ··················· ··················· ·&#

25、183;················· 式中：、XE、YE、XD、YD為已知條件，求最大舉升角max（解聯(lián)立方程）1.11 求舉升力、油缸推力和拉桿內(nèi)力的斜率公式A 求FA的斜率和斜角（斜率公式），而斜角B 求拉桿BD的斜率和斜角（斜率公式），而斜角C 求油缸的斜率和斜角（斜率公式），而斜角1.12 求拉桿內(nèi)力的計算公式（根據(jù)平面匯交力系力的平衡條件）式中：舉升力（已知），油缸推力（已知） A5 舉升力斜角=A3+（） A

26、6 拉桿內(nèi)力斜角= A7 油缸推力斜角=1.13 用作圖計算法求舉升力和油缸推力的計算公式（利用AutoCAD中的自動測繪功能，計算過程可大于簡化）舉升力油缸推力1.14 計算任意舉升角時的油缸油壓和行程并作油壓特性曲線A 油缸油壓計算公式：（N）式中系統(tǒng)效率取0.8，d油缸活塞直徑mB 油缸行程用作圖法或解式計算法計算1.15 液壓泵選型計算公式A 最高油壓計算公式式中：Pmax液壓泵最高工作壓力（Mpa）車廂額定裝載量時最大舉升力（N）d 油缸活塞直徑（m），系統(tǒng)效率0.8，過載系數(shù)2B 液壓泵流量和排量計算與確定a 液壓缸最大工作容積計算（式中Smax、S0、d為m）b 液壓泵額定流量計

27、算公式（式中t舉升時間s，v液壓系統(tǒng)容積效率0.80.85）c 液壓泵排量計算公式 （式中nBl 液壓泵額定轉(zhuǎn)速）d、Pmax、q和nBl確定后，即可對液壓泵進(jìn)行選型C 油箱容積計算：D 高壓油管內(nèi)徑計算公式高壓油管內(nèi)徑：式中Q 油泵的額定流量，V1為高壓油管流量，E 低壓油管內(nèi)徑計算公式低壓油管內(nèi)徑：式中：V2為低壓油管中油的流量，2 舉升機構(gòu)運動干涉計算2.1 分析圖解說a ABC為舉升三角臂，BD為拉桿，O點為傾翻中心b 過A點作直線MN與車廂底面平行c 以O(shè)點到直線MN的距離OM為半徑作圓（該圓為傾翻基圓）d 在理論計算時可將MN線等效為車廂底面，在實際設(shè)計中，車廂底板線與MN線有一定

28、距離C點不與車廂底面MN發(fā)生干涉的必須條件：CABBAOOAM180° ··················· （CAB、OAM為已知）在BAO中（式中BA、OA為已知） ···················

29、 當(dāng)BO線通過D點時，BO為最大值，BOmax=BDOD則BAO角為最大值BAOmax則舉升機構(gòu)不發(fā)生干涉的條件為：CABOAMB1A1O180° ··················· ·················

30、3;· 確定可能發(fā)生干涉現(xiàn)象時舉升角計算公式=AOA1=B1OA1AOD ··················· ··················· ····

31、3;·············· 式中：OA、OD、AD、B1O=BD+OD、OA1=OA、B1A1=BA均已知可用作圖法分析舉升機構(gòu)的運動干涉情況和擬定解決辦法（利用AutoCAD中的自動測繪功能，可簡化計算過程）3 自卸汽車車廂、付梁、鉸支點支座及焊縫強度計算或驗算按理論力學(xué)、材料力學(xué)和機械設(shè)計手冊中有關(guān)公式進(jìn)行和計算機輔助設(shè)計。4 車廂后板與開合機構(gòu)運動分析與計算4.1 圖示解說：a、 O1點一后欄板鉸支點，G點一后欄板質(zhì)心角為后欄板質(zhì)心夾角（O1繞

32、O2點作圓弧運動）b、 O2點為車廂傾翻中心（與付梁固定）c、 O3點為開合機構(gòu)導(dǎo)臂鉸支點（與車廂固定）繞O2點作圓弧運動d、 C點為鎖鉤鉸支點（與車廂固定）e、 角為鎖鉤脫開而后門可打開時的車廂傾翻角f、 F為貨物對后欄板的推力4.2 開合機構(gòu)與后欄板運動分析（車廂傾翻時）a、 車廂傾翻時后欄板繞O1點旋轉(zhuǎn)，當(dāng)車廂傾翻角（舉升角）大于角時，后欄板在無任何機構(gòu)約束的情況下，便可自動開啟。反之，當(dāng)車廂下降到傾翻角角時，后欄板在無任何機構(gòu)約束的情況下，便能自動關(guān)閉。b、 當(dāng)開合機構(gòu)導(dǎo)臂滾輪離開導(dǎo)軌的約束時（車廂舉升角為角時）鎖鉤在彈簧的作用下自動開啟；而當(dāng)車廂舉升角角時，導(dǎo)臂滾輪受導(dǎo)軌的約束，鎖鉤

33、在彈簧的作用下（F彈簧F彈簧），鎖鉤自動關(guān)閉，起鎖定后欄板的作用。c、 鎖鉤與后欄板運動協(xié)調(diào)條件：角角當(dāng)車廂舉升時，鎖鉤先開啟，后欄板后開啟；當(dāng)車廂下降運動時，后欄板先關(guān)閉，而鎖鉤后鎖定的運動協(xié)調(diào)條件就是角大于角。角的大小可以通過后欄板質(zhì)心位置G和鉸支點O1至G的距離h來調(diào)整；角的大小可通過改變O2O3的長度尺寸進(jìn)行調(diào)整。4.3 開合機構(gòu)與后欄板受力分析a、 后欄板開啟力下（貨物對后欄板的推力），自卸車在運行過程中，后欄板受貨物的推力，使后欄板有自動開啟的趨勢。b、 鎖鉤在導(dǎo)軌的約束和彈簧力F彈簧的作用下有鎖定后欄板不會自動開啟的功能c、 后欄板不會自動開啟的約束條件：（貨物對后欄板的最大推力

34、）4.4 Fmax確定后，可對彈簧、彈簧進(jìn)行設(shè)計計算，對鎖鉤、拉桿、拉桿叉、軸鎖、導(dǎo)臂及支承件進(jìn)行強度計算（應(yīng)用材料力學(xué)有關(guān)公式）4.5 QCn29015標(biāo)準(zhǔn)對鎖緊機構(gòu)的技術(shù)要求：a、 鎖緊裝置（開合機構(gòu)）應(yīng)保證自卸汽車行駛過程中欄板不得自行開啟。b、 舉升角小于最大關(guān)閉角時()，欄板應(yīng)能鎖緊；舉升角大于最大關(guān)閉角時（），欄板應(yīng)開啟，鎖緊裝置不得處于鎖緊狀態(tài)。c、 舉升角等于或大于完全開啟角時（），欄板應(yīng)能完全開啟。d、 鎖緊裝置應(yīng)開關(guān)靈活、鎖緊可靠、無卡滯現(xiàn)象。第四章 半掛車設(shè)計與計算1 半掛車的聯(lián)結(jié)尺寸的確定1.1 半掛車的前回轉(zhuǎn)半徑和牽引車的間隙半徑：A、 半掛車的前回轉(zhuǎn)半徑是指牽引鎖中

35、心至半掛車前端最遠(yuǎn)點垂線的距離（Rf）B、 牽引車的間隙半徑（Rw）是指牽引鞍座中心至駕駛室后圍或其它附件的最近點垂線距離。一般要求RwRf150mm1.2 半掛車的間隙半徑和牽引車的后回轉(zhuǎn)半徑A、 半掛車的間隙半徑Rr是指在牽引銷中心至鵝頸或支承裝置上最近點垂線的距離B、 牽引車的后回轉(zhuǎn)半徑Rc是指牽引鞍座中心至牽引車車架后端最遠(yuǎn)點垂線的距離一般要求RvRc70mm1.3 半掛車牽引銷板離地高度和牽引車牽引鞍座板離地高度A、 半掛車牽引銷板離地高度H3是當(dāng)半掛車處于滿載狀態(tài)下的高度B、 牽引車牽引鞍座板離地高度H2是指牽引車滿載狀態(tài)下的高度，其值必須H3=H2圖中A=Rw、L2=Rr、B為后

36、輪寬度，H1為牽引車車架上平面離地面高度，L1為牽引座的前置距（牽引鞍座中心線至后橋中心的距離），H0為牽引鞍座上平面至地平面的距離（牽引車空載時）1.4 半掛車相對于牽引車的前俯角和后仰角和A、 前俯角（）是指半掛車前端最外點和牽引車車架相碰時，半掛車和牽引車之間的相對夾角7°14°B、 后仰角（）是仰角是指半掛車鵝頸處縱梁下翼板和牽引車尾端點相碰時的夾角=8°10°（對于越野車=16°左右）1.5 牽引銷尺寸A、 50號牽引銷，結(jié)合直徑為50.8mm，最大牽引質(zhì)量為50tB、 90號牽引銷，結(jié)合直徑為88.9mm，最大牽引質(zhì)量為100t1.

37、6 牽引銷的強度計算A、 牽引銷的強度計算載荷以承受沖擊時的水平力為依據(jù)。水平力的大小是假定牽引車緊急制動，而半掛車未能制動而撞擊主車的工況考慮，此時所受到的水平力Fd=mb·g·式中：mb半掛車滿載時的總質(zhì)量；g重力加速度；附著系數(shù)B、 美國汽車工程師協(xié)會（SAE）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定牽引銷應(yīng)承受120000磅（533434N）的拉力，而在牽引銷工作直徑表面上各點都不產(chǎn)品殘余應(yīng)力1.7 牽引銷板（牽引面板）的強度計算 ··············

38、·· ················ ················ 式中：牽引面板厚度5牽引面板材料的屈服極限ns屈服極根的標(biāo)準(zhǔn)強度安全系數(shù)，取ns=1.6牽引面板材料的泊松比1.8 牽引鞍座1.8.1 牽引鞍座的分類A、 按牽引銷直徑大小分類：2和3兩

39、種牽引鞍座B、 按牽引座的活動自由度分類：有單自由度和雙自由度兩種牽引座C、 按牽引鞍座材料分類：有鋼板沖壓焊接式和鑄造兩種牽引座1.8.2 牽引鞍座的垂直和水平載荷半掛車和牽引座的載質(zhì)量系列半掛車載質(zhì)量（t）牽引座載質(zhì)量（t）10681571225123012164015185020牽引鞍座的水平牽引力Fd（KN） 式中：mc牽引車允許總質(zhì)量（t）；mk半掛車允許總質(zhì)量（t）；md牽引座上允許最大承載質(zhì)量（t）1.8.3 德國約斯特公司常用牽引座技術(shù)參數(shù)牽引鞍座規(guī)格牽引鞍座載質(zhì)量（kg）牽引力(KN)半掛車總質(zhì)量（kg）牽引座結(jié)構(gòu)質(zhì)量(kg)牽引座高度(mm)縱擺角(°)橫擺角(&

40、#176;)備注26000593200071150185±150280007638000110150185±15021800012842000155200±15021800015265000155250±15022000015265000130150185��±750000-29019015120注：在約斯特（JOST）牽引座中，2沖壓焊接牽引座允許垂直載荷為3-20t；牽引力為22152KN；2鑄件牽引座，其允許垂直載荷為1836t，牽引力為1

41、28260KN，鑄件牽座，其允許垂直載荷為3650t，牽引力為152260KN。（英國約克Rockinger公司與此類似）2 半掛車車架設(shè)計與計算2.1 半掛車車架載荷分析半掛車車架載荷簡化為只考慮車架受靜載時的彎曲強度和剛度。車架兩梁作為簡支梁，且左右對稱受載，自身的質(zhì)量按均勻布置，載質(zhì)量按集中載質(zhì)量或均勻分布。2.2 半掛車車架的許用應(yīng)力按下式計算式中：為縱梁材料的屈服強度，Q235為=24000N/cm2，而16Mn材料為35000N/cm2；n1安全系數(shù)取n1=1.3；n2動載系數(shù)取n2=2.52.3 允許半掛車車架縱梁的最大變形量YmaxYmax=(0.0020.003)·

42、L （L半掛車軸距）2.4 半掛車車架縱梁2.4.1 鵝頸縱梁高選定A、 載質(zhì)量15t時，取h=160mm左右B、 載質(zhì)量20t時，取h=160210mmC、 載質(zhì)量20t以上時，取L=210230mm左右對于階梯式縱梁，鵝頸高度尺寸h可加高選擇。2.4.2 半掛車車架的主截面尺寸選定A、載質(zhì)量15t時，取主截面高度H=300mm左右B、載質(zhì)量2030t時，取主截面高度H=350450mC、載質(zhì)量4050t時，取主截面高度H=450550mm在縱梁受力較大的區(qū)段內(nèi)可局部增設(shè)加強板或變?yōu)橄湫谓孛?。目前，國外半掛車車架縱梁均采用高腹板結(jié)構(gòu)，其截面高H和翼板寬b之比有大幅度的提高，=1.8左右，=2

43、.74.22.4.3 半掛車車架縱梁腹板與翼板尺寸規(guī)格表生產(chǎn)廠家翼板規(guī)格（寬×厚）（mm2）腹板厚度（mm）英國約克公司130×12、130×16、190×165、6、8美國富華公司127×12.7、152×12.7、152×9.5、152×194.2、4.6、6.4武漢特汽150×12、150×166、8本公司140×14、140×166、8、10、122.5 半掛車車架橫梁2.5.2 半掛車車架橫梁的作用橫梁是車架中用來連接左右縱梁從而構(gòu)成車架的主要構(gòu)件。橫梁本身的抗扭性

44、能好壞及其分布，直接影響著縱梁的內(nèi)應(yīng)力大小及其分布，而合理地設(shè)計橫梁可以保證車架具有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。2.5.3 常用橫梁結(jié)構(gòu)形式A、 圓管形橫梁或矩形或長方形鋼管該結(jié)構(gòu)形式橫梁與縱梁焊接固定抗扭性好，有較高的扭轉(zhuǎn)剛度。B、 工字型橫梁：從載荷過渡上考慮最為理想，但縱梁翼緣和橫梁翼緣連接，對扭轉(zhuǎn)約束較大，翼緣可能產(chǎn)生較大的應(yīng)力，有產(chǎn)生裂紋的可能。C、 槽形橫梁：多用鋼板沖壓或折彎成形，制造工藝簡單，成本低，但扭轉(zhuǎn)剛度較差。D、 箱形橫梁：和圓管形橫梁一樣，具有較好的抗扭性，傳遞載荷理想。2.5.4 半掛車車架橫梁布置間距為7001200mm。一般以800宜。2.5.5 半掛車車架縱梁和橫梁間的連

45、接結(jié)構(gòu)A、 橫梁和縱梁上下翼緣相連接如圖a，這種結(jié)構(gòu)有利于提高車架的扭轉(zhuǎn)剛度，但在受扭嚴(yán)重的情況下，產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)，縱梁翼緣處會產(chǎn)生較大的應(yīng)力，該種結(jié)構(gòu)一般在半掛車鵝頸區(qū)，支承裝置處和后懸支承處采用。B、 橫梁和縱梁的腹板連接如圖b，這種結(jié)構(gòu)剛度較差，允許縱梁截面產(chǎn)生自由翹曲，不產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)形式多用在車架中部橫梁上，因一般車架中部扭轉(zhuǎn)變形小。C、 橫梁同時和縱梁上翼緣及腹板相連接如圖c，這種結(jié)構(gòu)兼有以上兩種結(jié)構(gòu)特點，故采用較多。其缺點是：作用在縱梁上的力直接傳到橫梁上，因而要求橫梁具有較高的剛度。D、 橫梁貫穿縱梁腹板相連接如圖d，這種結(jié)構(gòu)減少了焊縫，使焊接變形減少，同時還具有腹板承載

46、能力大和在偏載較大時，能使車架各處所產(chǎn)生的應(yīng)力分布較均勻的優(yōu)點。是目前國內(nèi)外廣泛采用的新型半掛車車架結(jié)構(gòu)。2.6 車架寬度：車架寬度根據(jù)輪胎和車軸不同型號而取不同寬度，但從提高整車的橫向穩(wěn)定性以及減少車架縱梁外側(cè)橫梁的懸伸長度來看，希望盡可能增大車架寬度（本公司鋼板彈簧中心距一般選定為1000mm，則車架寬度為1000mm）2.7 半掛車車架支承反力計算（以單軸半掛車為例） ········ ········ ··&

47、#183;····· 式中：RA前支承（牽引銷）反力RB后支承反力后鋼板彈簧前支承反力后鋼板彈簧后支承反力L2后鋼板彈簧兩支承點距離（L1=LL2，L3=LKL2）車架單位長度線載荷：（式中G為車架總質(zhì)量，G0為車架自身質(zhì)量，Gt車架滿載均布載荷）2.8 半掛車車架內(nèi)力計算半掛車內(nèi)力計算公式 ············· ········&

48、#183;···· 式中：b截面的剪力a截面的剪力b截面的彎矩a截面的彎矩a、b兩截面之間線負(fù)荷q圖形面積的代數(shù)和a、b兩截面之間剪力Q圖形面積的代數(shù)和半掛車車架的內(nèi)力計算和繪制剪力圖Q和彎矩圖M，可以較清楚地看出在設(shè)計負(fù)荷作用下，各截面的內(nèi)力變化規(guī)律，從而得到設(shè)計的控制值和控制截面位置。2.9 半掛車車架縱、橫梁常用截面力學(xué)性能計算2.9.1 抗彎截面慣性矩Jx及截面Wx計算式中：各簡單幾何圖形對其本身中性軸的軸慣矩各簡單幾何圖形的面積各簡單幾何圖形中性軸與組合截面中性軸的距離組合截面中性軸主截面外邊緣的最大距離2.9.2 抗剪截面系數(shù)W計算式中：Jx

49、截面軸慣矩；d截面中性軸處寬度；Smax截面最大靜矩2.9.3 抗扭（純扭）截面慣矩Jk及截面矩量Wk計算（槽形截面）（槽形截面）式中：h、各簡單圖形的長寬尺寸；系數(shù)，取=1.122.10 半掛車車架應(yīng)力的驗算彎曲應(yīng)力剪切應(yīng)力式中：M車架需驗算截面的靜彎矩Wx車架需驗算截面的抗彎截面模量Q 車架需驗算截面的剪力W需驗算截面的抗剪截面系數(shù)車架材料抗彎許用應(yīng)力車架材料抗剪許用應(yīng)力（=0.30.5） 各國牽引銷尺寸參數(shù)ISO西德與法國日本英國美國蘇聯(lián)中國50號90號50號90號50號90號50號90號50號90號50號90號50號90號A50.8±189±0.150.8±

50、;189±0.150.8±188.9±0.150.8±0.12788.9±0.12750.8±0.188.9±0.150.8±188.9±0.150.8±0.189±0.1B73±0.1114±0.173±0.1114±0.173±0.1113.9±0.173.025±0.127113.9±0.2573±0.1113.9±0.173±0.1114±0.173±

51、;0.1114±0.1C71.5±0.4111±0.471.5±0.4111±0.471.5±0.4111±0.471.4±0.38113.9±0.2571.4±0.38111.1±0.3871.5±0.4111±0.471.5±0.4111±0.4D35-321-335-1.535-321-1.521-335-321-231.75-34.9320.6±0.2531.75-34.9320.6±0.3835-319-235-1.

52、521-1.5E70+1.559+1.570+1.559+1.570+1.558+1.569.85±1.558.73±0.2570+0.6658.7±0.3870+2.657+270+1.559+1.5F84-1.574-284-1.574-284-1.673-1.584.13±1.573.025±0.2584-0.773±0.3884-273-284-1.574-2R3+0.53+0.53+0.53+0.53+0.53+0.53.173.172.92-3.432.92-3.433+0.53+0.53+0.53+0.50-60-60-

53、60-60-6-6±0.56±0.50-6°0-6°第五章 液罐汽車設(shè)計與計算1 罐體材質(zhì)選用1.1 普通低碳鋼板（Q235）普通低碳鋼板機械性能好，有足夠的強度、韌性及良好的焊接性能，工藝性好，價格比較低廉，是常用的罐體材料，適用于裝運糧食、水泥、煤灰、油類、水、糞便等物料。1.2 低合金鋼板（16Mn）低合金鋼板有較高的強度及韌性，適用于裝運液化石油氣（LPG）、液化天然氣（LNG）、丙酸、氨水、液氧、液化亞硫酸氣和乙烯樹脂等要求罐壓較高的材料。1.3 不銹鋼板（1Cr18Ni9Ti或304等）不銹鋼板耐腐蝕、不生銹、不易污染、易清洗、易除味、機械性

54、能比較穩(wěn)定，是一種優(yōu)質(zhì)罐體材料，適用于裝運食品（面粉、奶粉、啤酒、乳類、動植物油等）、純度較高的化工物料（石碳酸、甲醛、乙二醇、醋醛、苛性蘇打、氧乙烯等）以及腐蝕性較強的酸類物質(zhì)（如淡硝酸、稀硫酸等）1.4 鋁制罐體鋁制罐體多用于裝運甲醇、乙醇、航空燃料、濃硝酸、冰醋酸、醛、苯、無水酒精、有機溶劑、過酸化氫等石油化工產(chǎn)品以及儀器類物料。1.5 聚四氟乙烯罐（PTFE）聚四氟乙烯罐適用于裝運硝酸、濃硫酸、鹽酸、王水、燒堿、酮、醇、醚等有機溶劑（使用溫度-100250）1.6 聚氯乙烯罐體（PVC）聚氯乙烯罐適用于裝運酸、堿及有機溶劑等（對濃硝酸、發(fā)煙硫酸、芳香烴類、酮類耐蝕性欠佳）（使用溫度-1

55、065）1.7 聚乙烯罐體（PE）聚乙烯罐適用于裝運除硝酸外的各種酸、堿、鹽溶液（使用溫度80以下）1.8 玻璃鋼罐（FRP）玻璃鋼罐在60以下有良好的耐酸、耐堿性能。酚醛玻璃鋼罐耐酸性好，而呋喃玻璃鋼罐具有較好的耐酸、耐堿、耐高溫等性能?？傊?，玻璃鋼罐適用于裝運鹽酸、廢酸、次氯酸鈉、硫銨、氫銨等化工物料1.9 襯里鋼罐A、 塑料襯里碳鋼罐按塑料的有關(guān)性能進(jìn)行應(yīng)用。B、 橡膠襯里碳鋼罐：其耐蝕性隨橡膠的種類而異。硫化天然橡膠耐大多數(shù)無機酸、有機酸、堿類、鹽類、鹽酸、醇類等介質(zhì)的腐蝕。但對強氧化劑（硝酸、濃硫酸、鉻酸、過氧化氫等）及某些溶劑（苯、二硫化碳、四氯化碳等）的耐蝕性差。合成橡膠中的J睛

56、橡膠耐油性、耐酸性、耐堿性均較好；氯橡膠的綜合耐蝕性好；聚醚橡膠對水、油、氨、堿等介質(zhì)均穩(wěn)定2 罐體容積計算2.1 圓形罐體有效總?cè)莘e計算式中：L圓柱體長度（m）d 圓柱體內(nèi)徑（m）L1、L2封頭長度（m）2.2 橢圓形罐體有效總?cè)莘e計算式中：L橢圓體長度（m）a 橢圓長軸（m）b 橢圓短軸（m）L1、L2封頭長度（m）2.3 梯形罐體有效總?cè)莘e計算式中：S梯形罐體橫截面積（m2），其它尺寸含義與上相同注：1、罐體的有效總?cè)莘e還應(yīng)除掉罐體內(nèi)部附加裝置所占的容積（V0）2、罐體的有效總?cè)莘e大小應(yīng)符合第一章3.3條要求2.4 罐體額定容積計算2.5 罐體膨脹容積計算V=V總V額2.6 罐體膨脹空間

57、計算（一般為5%和用戶要求）3 罐體強度計算（薄殼理論）3.1 圓筒形罐體的薄殼應(yīng)力計算A、 在橫截面-內(nèi)應(yīng)力B、 在縱截面-內(nèi)應(yīng)力C、 在球面封頭內(nèi)：式中：罐體內(nèi)壓（Mpa）；、圓筒、封頭內(nèi)壁半徑（m）、圓筒、封頭壁厚（m）；材料許用應(yīng)力（Mpa）焊縫系數(shù)，取=0.73.2 橢圓形截面罐體薄殼應(yīng)力計算A、 小圓弧區(qū)A點和C點應(yīng)力B、 大圓弧區(qū)B點和C點應(yīng)力式中： ，、橢圓長、短軸半徑（mm）小圓弧壁厚(mm)，大圓弧壁厚（mm）3.3 梯形截面罐體薄殼應(yīng)力（僅供參考）計算A、 小圓弧A點應(yīng)力和B點應(yīng)力B、 大圓弧C點與D點應(yīng)力3.4 液體罐體壁厚計算（僅供參考）3.4.1 圓筒形罐體壁厚計算從3.1圓筒薄殼應(yīng)力分析，則壁厚取式計算（式中C為壁厚附加量）式中：罐體自重、裝載物液自重和動載荷引起的壓力式中：G1罐體自重；G2裝載質(zhì)量；G3每個隔艙