輕型載貨汽車車架的設計

1、學科門類： 單位代碼 ：畢業(yè)設計說明書（論文）低速載貨汽車車架及懸架系統(tǒng)設計學生姓名所學專業(yè)班 級學 號指導教師XXXXXXXXX系二*年XX月摘 要本課題結合生產(chǎn)實際，在農(nóng)用運輸車的基礎上對低速載貨汽車車架及懸架系統(tǒng)進行了設計。設計內(nèi)容主要包括：參與總體設計；車架、懸架結構型式分析和主要參數(shù)的確定；車架、懸架結構設計。整個設計過程遵循以下原則和技術標準：規(guī)范合理的型式和尺寸選擇，結構和布置合理；保證整車良好的平順性能。工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整；盡量使用通用件，以便降低制造成本；在保證功能和強度的要求下，盡量減小整備質(zhì)量。低速載貨汽車上用得比較廣泛的是邊梁式車架和非獨立懸架

2、，因為邊梁式車架和非獨立懸架結構簡單，比較經(jīng)濟實用，便于維修和改裝。考慮到車架和懸架在整車設計中的作用，首先進行了車架、懸架的總體設計，然后對車架、懸架結構進行了設計，最后對車架、懸架的結構進行了受力綜合分析，在次基礎上確定了它們的主要參數(shù)。關鍵詞： 低速貨車，車架，懸架，設計ABSTRACTThis topic combined production with the actual and based on the agriculture transport vehicle foundation, the low speed truck frame and suspension system

3、 have been designed. The main content of the design include: the design of the participation system, analysis of the structure pattern of the frame and suspension and determination of the main parameter, design of the structure of the frame and suspension.During the entire design process, the princi

4、ples and the technical standards are followed: the reasonable pattern and the size, the structure and arrangement; the good smooth performance of the entire vehicle; with reliable work, simple structure, loading and unloading, advantageous for the service and the adjustment; as far as possible gener

5、al parts, in order to reduce the cost of the production, the function and the intensity request are guaranteed, the quality is reduced as far as possible.The side frame and non- independent suspension are used quite widely on the low speed truck, because the side frame and non- independent suspensio

6、n structure are simple, economical and practical, advantageous for the service and the refit. Considered the function of the frame and suspension in the entire vehicle design, firstly that the whole of the frame and suspension system is carried on designing, then the structure of the frame and suspe

7、nsion have been carried on designing, finally the stress generalized analysis of the structure of the frame and suspension has been carried on, their main parameter has been determined in the inferior foundation.Key words：Low Speed Truck， Frame， Suspension，design目 錄第1章 前言 . 1第2章 總體方案論證 . 221 設計選型原則

8、. 222 設計內(nèi)容 . 3第3章 主要尺寸參數(shù)的選定 . 331 外廓尺寸 . 332 質(zhì)量參數(shù) . 3第4章 車架總成設計 . 441 車架的結構設計 . 442 車架的技術要求 . 5第5章 車架的設計計算 . 651車架的計算 . 652 車架載荷分析 . 853 車架彎曲強度的計算 . 854 車架扭轉應力的計算 . 11第6章 懸架的總成設計 . 1461懸架的設計要求 . 1462懸架的兩種形式 . 1463懸架主要參數(shù)的確定 . 1764鋼板彈簧的設計 . 20 結論 . 23 參 考 文 獻 . 24 致 謝 . 25第1章 前言車架和懸架系統(tǒng)是汽車設計的重要部分，因為它們的

9、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、轉向系統(tǒng)、駕駛室、貨箱和有關操縱機構。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，于是對車架的結構形式設計

10、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。1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（驅動力和制動力）和側向反力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車架（或承載式車身）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，結構和布置合理。b保證整車

11、良好的平順性能。c工作可靠，結構簡單，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。2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)縱梁的結構特點，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；bX形車架，為一些轎車所采用；c梯形車架，梯形車

12、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。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；結合生產(chǎn)實際及設計要求，選用方案c。32.1.2 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；非獨立懸架的結構特點是，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；獨立懸架的結構特點是左右車輪通過各自的懸架與車架（車身）連接。結合生產(chǎn)實際及設計要求，選用方案a。

13、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，能減少轉彎行駛時車身的側傾角和橫向角振動。32.1.3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板彈簧非獨立懸架。22 設計內(nèi)容a參與總體設計；b車架、懸架結構型式分析和主要參數(shù)的確定；c車架、懸架結構設計。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

14、.1 裝載質(zhì)量mG按要求取mG=1500kg3.2.2 整備質(zhì)量m0汽車的裝載量與整備質(zhì)量之比mG/m0稱為汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)m0。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：m0=mG/0.8=1500/0.8=1875kgkg。3 在輕型載貨汽車之列,所以滿足設計要求取m0=20003.2.3滿載質(zhì)量mama=mG+m0=3500kg3.2.4車架寬度車架寬度是指左右縱梁腹板外側面之間的寬度。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)前輪最大轉向角、輪距、鋼板彈簧片寬、裝在車架內(nèi)側的發(fā)動機外廓寬度及

15、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225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41 車架的結構設計車架是支撐、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

16、車重心位置，有利于提高汽車行駛的穩(wěn)定性。圖4-1 車架結構示意圖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結構。另外為了滿足低速載貨汽車使用性能的要求，縱梁采用直線形結構。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構，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、

17、右縱梁，構成車架的主要構件。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剛度。從早期通過試驗所得出的一些結論可以看出，若加大橫梁的扭轉剛度，可以提高整個車架的扭轉剛度，但與該橫梁連接處的縱梁的扭轉應力會加大；如果不加大橫梁，而是在兩根橫梁間再增加橫梁，其結果是增加了車架的扭轉剛度，同時還降低了與橫梁連接處的縱梁扭轉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，對車機架的扭轉剛度有大的影響?？v、橫梁材料的選用有以下三種：車架

18、A：箱型縱梁、管型橫梁，橫、縱梁間采用焊接連接，扭轉剛度最大。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，扭轉剛度最小。從以上三種車架的對比可以看出：低速載貨汽車應該選用車架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€與構件的端面重心線重合；b.鉚接