【正文】 雜的構(gòu)件，目前在進(jìn)行車架設(shè)計(jì)時(shí)，一般只進(jìn)行抗彎強(qiáng)度計(jì)算，在抗扭強(qiáng)度計(jì)算方面還有不少問題尚未得到解決，所以車架設(shè)計(jì)尚 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 未建立完整的計(jì)算方法。 2. 迅速衰減車身和車橋（或車輪）的振動(dòng)。彈性元 件主要用來傳遞垂 直力和緩和沖擊。 目前，最廣泛采用的鋼板彈簧，不僅用作彈性元件而且兼起導(dǎo)向作用 （ 通過卷耳和支 座）和阻尼作用、（通過片間摩擦）。 d．盡量使用通用件，以便降低制造成本。 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，在農(nóng)用運(yùn)輸車基礎(chǔ)上對(duì)低速載貨汽車車架及懸架系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 由于鋼骨設(shè)計(jì)的車架必須通過許多接點(diǎn)來連結(jié)主梁和副梁，加之籠狀構(gòu)造也無法騰出較大的空間，因此除了制造上比較復(fù)雜、不利于大量生產(chǎn)之外，也不適合用在強(qiáng)調(diào)空間的四門房車上。 除了有利于共用，車體車架也可以通過材料的不同來發(fā)揮輕量化的特性，例如 本田 NSX 所使用的鋁合金以及法拉利 F50、 Enzo 所使用的碳纖維材料等。也正因?yàn)檫@個(gè)原因，鋁合金車架在車壇上并未成為主流，少數(shù)高性能跑車或是使用了強(qiáng)度更高的碳纖維，或是用碳纖維結(jié)合蜂巢狀?yuàn)A層鋁合金的復(fù)合材料取代了鋁合金。許多車廠為了在撞擊事故發(fā)生時(shí)能夠確保車內(nèi)乘員的安全，惟有針對(duì)車架以及車體進(jìn)行全面強(qiáng)化，這也使得除了車架以外的強(qiáng)度有所改善，包括鈑件厚度的改變以及各種輔助梁的增設(shè)也成為各廠慣用的手法。 中國第一汽車集團(tuán)凌源汽車制造有限公司汽車車架 U 型槽合數(shù)控沖孔生產(chǎn)線競(jìng)標(biāo)成功。 懸架的發(fā)展 科技進(jìn)步是人類永恒的追求。被動(dòng)懸架的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定，在行駛過程中保持不變， 但它很難適應(yīng)各種復(fù)雜路況，減振的效果較差。 1954 年 ,美國通用汽車公司在懸架設(shè)計(jì)中率先提出了主動(dòng)懸架的概念。由于種種原因，我國的汽車在半主動(dòng)和主動(dòng)懸架的研究方面起步晚，與國外的差距大，絕大部分采用被動(dòng)懸架。 (1)被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼都是不可調(diào)的，但由于其性能可靠、成本相對(duì)低廉且不需額外能量，在我國現(xiàn)階段仍然有較高的研究?jī)r(jià)值。通過改變減振液的粘性來改變阻尼系數(shù)，具有結(jié) 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無噪音和沖擊等特點(diǎn)。執(zhí)行器的研究主要是用電氣動(dòng)力系統(tǒng)中的直線伺服電機(jī)和永磁直流直線伺服電機(jī)逐漸取代液壓執(zhí) 行機(jī)構(gòu)。同時(shí)，懸架的發(fā)展也給這些相關(guān)學(xué)科提出更高的理論要求，使人類的認(rèn)識(shí)邁向新的、更高的境界。 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。中梁的前端做成伸出支架，用以固定發(fā)動(dòng)機(jī)。 綜合式車架； 是中梁式車架的變型，它的一部分為管 或梁 ,而其余部 分成叉形。 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際及設(shè)計(jì)要求，選用方案 2。緩沖塊用來減輕車軸對(duì)車架（或車身）的直接沖撞，防止彈性元件產(chǎn)生過大的變形。 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 第 3 章 主要尺寸參數(shù)的選定 參考車型及其參數(shù) 參考車型： 歐鈴 ZB5040XXYBSC3S 運(yùn)輸車 詳細(xì)參數(shù)： 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)： SD4W583U 發(fā)動(dòng)機(jī)功率： 58 kw 發(fā)動(dòng)機(jī)排量： 2156ML 發(fā)動(dòng)機(jī)類型：柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 外形尺寸（ 長(zhǎng) 寬 高 ）： 5150 1695 2660 mm 貨箱欄板內(nèi)尺寸： 2390 1585 1700 mm 總質(zhì)量： 3770 Kg 整備質(zhì)量： 1780 Kg 額定載質(zhì)量： 1665 Kg 接近角 /離去角： 21/16 前懸 /后懸： 1010/1105 mm 軸距： 2700 mm 軸荷： 1260/2510 N 最高車速： 90 km/h 前輪距： 1240 mm 后輪距： 1360 mm 底盤型號(hào)： ZB5040XXYBSC3S 軸數(shù)： 2 底盤尺寸 （ 長(zhǎng) 寬 高 ）： 4810 1605 1990 彈簧片數(shù)： 6/5+4 外廓尺寸 我國對(duì)低速載貨汽車的限制尺寸是：總高不大于 米；總寬不大于 2米；總長(zhǎng)不大于 6米。 滿載質(zhì)量 am ma=mG+m0=3800kg 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。 我國汽車專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（汽 13259載重汽車車架寬度 標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定 “ 車架寬度標(biāo)準(zhǔn)為 865 177。 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 第 4 章 車架總成設(shè)計(jì) 4． 1 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(chǔ)構(gòu)件。此外，車架應(yīng)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。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)。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(yīng)力大小及其分布 合理設(shè)計(jì)橫梁，可以保證車架具有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。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。 縱梁與橫梁的連接 橫梁和縱梁多數(shù)是用搭接板通過鉚釘連接，也 有些車架是采用焊接或用螺釘連接 （ 螺釘連接易生 銹）的。 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 圖 42 車架鉚接示意圖 鉚接設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： ； 5d； ； ，將鉚釘交錯(cuò)排列； 4． 2 車架的技術(shù)要求 距離為 860 02?? ，而在車架前橫梁及轉(zhuǎn)向器范圍內(nèi)應(yīng)為 860 ? 。 ，緊接面的直徑應(yīng)不小于鉚釘直徑的 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(yīng)不大于 。對(duì)于載重汽車，可 假定空車簧上重量Gs 均布在縱梁全長(zhǎng)上，載重 Ge 均布在車箱中，空車時(shí)簧上負(fù)荷 sG (對(duì) 4X2 貨車可取 sG =2 3/0gm ) 0m 整備質(zhì)量。 車架載荷分析 汽車的使用條件復(fù)雜，其受力情況十分復(fù)雜，因此車架上的載荷變化也很大，其承受的載荷大致可分為下面幾類： 靜 載荷 車架所承受的靜載荷是指汽車靜止時(shí)，懸架彈簧以上部分的載荷。這種動(dòng)載使車架產(chǎn)生彎曲變形。 其它載荷 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，離心力將使車架受到側(cè)向力的作用；汽車加速或制動(dòng)時(shí)，慣性力會(huì)導(dǎo)致車架前后部載荷的重新分配；當(dāng)一個(gè)前輪正面撞在路面凸包上時(shí)，將使車架產(chǎn)生水平方向的剪力變形；安裝在車架上的各總成（如發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向搖臂及減振器等）工作時(shí)所產(chǎn)生的力；由于載荷作用線不通過縱梁截面的彎曲中心（如油箱、備胎和懸架等）而使縱梁產(chǎn)生附加的局部轉(zhuǎn)矩。其值可根據(jù)汽車底盤結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)大致估計(jì)，一般對(duì)于輕型和中型載貨汽車來說，簧載質(zhì)量約為汽車自身質(zhì)量的 2/3。故這種假定不會(huì)造成計(jì)算的明顯誤差。如圖 53所示： 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 圖 53 縱梁分段受力示圖 其中 1l =493mm,2l =990mm,3l =986mm,4l =975mm,5l =950mm,l6=421mm 所以 L=l1+l2+l3+l4+l5+l6=4815mm 彎矩的計(jì)算 總體設(shè)計(jì)中又知：車載質(zhì)量為 Gm =1700kg ，簧上整備質(zhì)量 ?0m 2100kg。從技術(shù)先進(jìn)性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā)，正確選擇性能指標(biāo)、質(zhì)量和主要尺寸參數(shù)，提出車架總體設(shè)計(jì)方案，為各部件設(shè)計(jì)提供整車參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，保證汽車主要性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)，使零部件通過合理的車架布局更好的結(jié)合在一起，使整車的性能、可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 d．有良好的隔聲能力。其兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車輪上。鋼板彈簧 3的第一片（最長(zhǎng)的一片）稱為主片，其兩端彎成卷耳 1，內(nèi)裝青銅或塑料或橡膠。中心螺栓到兩端卷耳中心的距離可以相等 ，也可以不相等。所以在裝合時(shí)，各片間涂上較稠的潤(rùn)滑劑（石墨潤(rùn)滑脂），并應(yīng)定期保養(yǎng)。此時(shí)孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對(duì)振動(dòng)形成阻 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 尼力，使汽車振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減振器吸收散發(fā)到大氣中。 a .在壓縮行程（車橋和車架相互靠近），減振器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊。 在汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用的是筒式減振器，且在壓縮和伸張行程中均能起減 振作用叫雙向作用式減振器，還有采用新式減振器，它包括充氣式減振器和阻力可調(diào)式減振器。上腔被活塞桿 1占去了一部分空間，因而上腔增加的容積小于下腔減小的容積，一部分油液于是就推開壓縮閥 6，流回貯油缸 5?；钊锨挥蛪荷撸魍ㄩy 8 關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液推開伸張閥 4 流入下腔。這使得減振器的伸張行程產(chǎn)生的阻尼力大于壓縮行程的阻尼力，達(dá)到迅速減振的要求。 又因?yàn)椴煌钠噷?duì)平順性的要求不相同，貨車的后懸架要求在 ～ 之間，因?yàn)樨涇囍饕暂d貨為主，所以選取頻率為： n= fc = 懸架的動(dòng)撓度df 懸架的動(dòng)撓度是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)容許的最大 變形時(shí)，車輪中心相對(duì)車架的垂直位移。 圖 6－ 4 懸架彈性特性曲線 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 1– 緩沖塊復(fù)原點(diǎn) 2– 復(fù)原形程中緩沖塊脫離 3– 主彈簧的彈性特性曲線 4– 復(fù)原行程 5– 壓縮形程 6– 在緩沖塊壓縮期懸 架的彈性特性曲線 7– 緩沖塊壓縮時(shí)開始接觸彈性支架的點(diǎn) 8– 額定載荷之點(diǎn) 懸架的動(dòng)容量越大，對(duì)緩沖塊擊穿的可能性越小。這兩項(xiàng)要求不能同時(shí)滿足。 式中 WFF和0 分別為空載和滿載時(shí)的懸架的載荷。 單個(gè)鋼板彈簧滿載載荷： 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 1 1 0 0 2 4 7 0 1 0 0 9 . 8 1 1 6 1 322w mF g N??? ? ? ? （ 67） 滿載時(shí) ： Wma FFF ?? （ 68） 式中 aF 為副簧簧上質(zhì)量， mF 為主簧簧上質(zhì)量。側(cè)傾角過大或過小都不好。 鋼板彈簧主要參數(shù)的確定 鋼板彈簧材料及許用應(yīng)力選用： 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》單行本 彈簧 已知滿載靜止時(shí)負(fù)荷 2G =2470kg。 （ 2） 鋼板彈簧長(zhǎng)度的初步選定： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) L = ? 軸距，并結(jié)合國內(nèi)外貨車資料，初步選定主簧主片的長(zhǎng)度為 mL ? 1200mm , 副簧主片的長(zhǎng)度為 ?aL 960mm. 鋼板彈簧斷面尺寸的確定 （ 1） 鋼板彈簧斷面寬度 b 的確定： 有關(guān)鋼板彈簧的剛度，強(qiáng)度可按等截面的簡(jiǎn)支梁計(jì)算，引入撓度增大系數(shù) ?加以修正。 撓度增大系數(shù) ? 的確定： 先確定與主片等長(zhǎng)的重疊片數(shù) 1n ，再估計(jì)一個(gè)總片數(shù) 0n ，求得 01 /nn?? ，然后 ? =? ?)( ?? ，初定 ? 。 有了 ph 以后，再選鋼板彈簧的片寬 b。 通過查手冊(cè)可得鋼板截面尺寸 b和 h符合國產(chǎn)型材規(guī)格尺寸。 根據(jù)貨車的載荷并結(jié)合國內(nèi)外資料初步選取本貨車主簧的片數(shù)為 5片， 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 副簧的片數(shù)為 4 片。各片實(shí) 際長(zhǎng)度尺寸需經(jīng)圓整后確定。 （ 75） 11k kiiY J???。 副簧鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算 ： 有效長(zhǎng)度： l2’==455mm 表 74 鋼板彈簧副簧剛度驗(yàn)算數(shù)據(jù)表 31ka? 11k kiiY J??? 1 111k kiiY J? ???? k=1 703 140960 181920 k=2 1853 181920 1122880 k=3 2953 1122880 1163840 將上述計(jì)算的數(shù)表中的數(shù)據(jù)，代入公式中得出副簧的剛度： C2=，同樣符合設(shè)計(jì)的要求。 L 為鋼板彈簧主片長(zhǎng)度。00 960/ 8 22208 L H m m? ? ?? 鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半 徑的確定 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑由下式確定 ? ?iii EhRRR /)2(1/ 000 ??? （ 79） 式中， iR 為第 i 片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑（ mm）， 為鋼板彈簧總成 0R 在自由狀態(tài)下的曲率半徑（ mm） 為各片鋼板彈簧預(yù)應(yīng)力 i0? （ N/ 2mm ）； E 為材料的彈性模量 N/ 2mm ，取 E 為 ? N/ 2mm ； 為第ih i片的彈簧厚度（ mm）。預(yù)應(yīng)力從長(zhǎng)片由負(fù)值逐漸遞增為正值。iR (mm) 3000 2220