【正文】 鈑件，則是另外再包覆于車體之外，因此車體與車架其實是屬于兩個獨(dú)立的構(gòu)造。 b．保證整車良好的平順性能。 4. 保證汽車行駛所必要的穩(wěn)定性。汽車在復(fù)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(yīng)發(fā)生干涉。 為了使車架具有上述功能，對汽車車架有如下的一些要求 ： 要有足夠的強(qiáng)度：必須保證在各種復(fù)雜受力的情況下不致破壞。 Frame?？紤]到車架和懸架在整車設(shè)計中的作用，首先進(jìn)行了車架、懸架的總體設(shè)計，然后對車架、懸架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，最后對車架、懸架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受力綜合分析，在次基礎(chǔ)上確定了它們的主要參數(shù)。 整個設(shè)計過程遵循以下原則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： 規(guī)范合理的型式和尺寸選擇，結(jié)構(gòu)和布置合理；保證整車良好的平順性能。 the good smooth performance of the entire vehicle。 現(xiàn)代汽車絕大多數(shù)都具有作為整車骨架的車架。因此，車架應(yīng)按照等強(qiáng)度的原則進(jìn)行設(shè)計，以減輕汽車的自重和降低材料消耗量。 汽車懸架是將車架（或車身）與車軸（或直接與車輪）彈性聯(lián)接的部件，其主要功用如下： 1. 緩和、抑制由于不平路面所引起的振動和沖擊，以保證汽車有良好的平順性。減震器用來迅速衰減車身和車橋（或車輪）的振動。 目前 ， 農(nóng) 用運(yùn)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 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 力過剩，技術(shù)水平低 ， 而市場急需的 高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)型 產(chǎn)品不能滿足需求。通過采取模組化生產(chǎn)的共用策略，車廠可以 將同一具車架分別使用在數(shù)種不同的車款上，這樣也可節(jié)省不少研發(fā)經(jīng)費(fèi)。 歐美從 90 年代開始逐漸提高了撞擊事故的安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，這也是凸現(xiàn)出車架剛性重要的另一原因。 我國的車架企業(yè)基本擁有剪切、沖壓、焊接、鉚接、油漆、機(jī)加工六大工藝能力和完善的檢測手段、研究設(shè) 計中心，具有 16 噸至 3000 噸的冷沖壓能力，具備了開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)各種類型車架。隨著道路交通的不斷發(fā)展，汽車車速的提高，被動懸架的缺陷逐漸成為提高汽車性能的瓶頸。 由于汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性的要求，具有安全、智能和清潔的綠色智能懸架將是今后汽車懸架發(fā)展的趨勢。由于主動懸架采用了大量的傳感器、單片機(jī)、輸出輸入電路和各種接口，元器件較多，降低了懸架的可靠性，因此加大元件的集成程度是一個不可逾越的階段。 但是狹而長的車架采用 X 型橫梁并無明顯優(yōu)點(diǎn)，這是因 X 型橫梁太長時 ,受壓的一根可能喪失穩(wěn)定 ,失去抵抗能力因此， X 型橫梁的優(yōu)點(diǎn)僅對短 而寬的車架較有效，最適宜于小客車。在中梁上固定有橫梁，用以支承汽車車身。 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(dāng)采用縱置鋼板彈簧作彈性元件時，它兼起導(dǎo)向裝置作用。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(shè)計》表 210，所以： 0m = Gm /=2125 ㎏ 在輕型載貨汽車之列 ,所以滿足設(shè)計要求取 0m =2100。 軸距 L 由總體設(shè)計取軸距 2700mm。由于槽形梁具有強(qiáng)度高、工藝簡單等特點(diǎn)，因此在載貨汽車設(shè)計中選用槽形梁結(jié)構(gòu)。 縱、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。鉚釘連接具有一定彈性，有利于消除峰值應(yīng)力，改善應(yīng)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。 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 第 5 章 車架的設(shè)計計算 車架的計算 縱梁彎曲應(yīng)力 彎矩 M可用彎矩差法或多邊形法求得。其大小與垂直振動加速度有關(guān)，與作用在車架上的靜載荷及其分布有關(guān)，路面的作用力使車架承受對稱的垂直動載荷。 空車時的簧載質(zhì)量（包括車架自身的質(zhì)量在內(nèi)）均勻分布在左右二縱梁的全長上。 受力分析 為簡化計算，設(shè)計時做以下幾點(diǎn)假設(shè)： a．縱梁為支撐在前后軸上的簡支梁 b．空車時簧載質(zhì)量均布在左、右縱梁的全長上． c．所有作用力均通過 截面的彎心 (局部扭轉(zhuǎn)的影響忽略不計 ) 把車架縱梁分為六段。 c．汽車制動或加速時，保證車身穩(wěn)定，減少車身側(cè)傾，轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾角要合適。如 下圖 所示。各片間的干摩擦，車輪將所受沖擊力傳遞給車架，且增大了各片的摩損。因面要調(diào)節(jié)彈性元件和減振器這一矛盾?；钊虑皇业娜莘e減少， 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 油壓升高，油液流經(jīng)流通閥 8流到活塞上面的腔室（上腔）。 由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力設(shè)計的大于壓縮閥，在同樣壓力作用下，伸張閥及相應(yīng) 的常通縫隙的通道載面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)常通縫隙通道截面積總和。其切線的斜率是懸架的剛度。于是可求 kF = WFF0 。它對簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。 表 7117鋼板彈簧許用應(yīng)力 載重汽車的前板簧許用彎曲應(yīng)力 M Pap 441~343?? ； 載重汽車的后板簧許用彎曲應(yīng)力 M Pap 490~441?? 。 ? —— 為撓度增大系數(shù)。 b = 120mm （ 2）鋼板彈簧片厚 h的選取 : 本設(shè)計主簧和副簧均采用等厚片，片厚分別為 12mm、 16mm。如果存在與主片等長的重疊片 ，就從 B點(diǎn)到最后一個重疊片的上 側(cè)邊斷點(diǎn)連一直線，此直線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度。 主簧鋼板彈簧的剛度驗算 有效長度為： l1’==575mm 表 73 鋼板彈簧主簧剛度驗算數(shù)據(jù)表 31ka? 11k kiiY J??? 1 111k kiiY J? ???? k=1 1153 114400 128800 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ k=2 2503 128800 143200 k=3 3853 143200 157600 k=4 5153 157600 1720xx 將上面計算的數(shù)表中的數(shù)據(jù)代入公式中得：主簧剛度為 C1=，符合設(shè)計要求。 2 39。ih =16mm 然后用上述公式計算副簧各片在自 由狀態(tài)下曲率半徑，結(jié)果見表 6： 表 78 副簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑 i 1 2 3 4 39。在已知 的條件下，可以用式和各片彈簧的預(yù)應(yīng)力 iR 00 ?? ?iii EhRRR /)2(1/ 000 ??? 計算出各片鋼板彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑 Ri。 綜上所述，所設(shè)計的鋼板彈簧的實際尺寸及剛度等參數(shù)為： 主簧：長度為 1200mm，寬度為 100mm，厚度為 12mm，片數(shù)為 5片，剛度 C1=，1 493MPa?? ? 。由圖 71確定主簧各片長度： 圖 71 確定主簧各片長度圖 主簧各片鋼板的長度如表 71： 表 71 主簧各片鋼板的長度 序號 1 2 3 4 5 長度（ mm） 1200 920 650 380 120 由副簧各片長度如表 72： 表 72 副簧各片鋼板的長 度 序號 1 2 3 4 長度（ mm） 960 770 540 320 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 鋼板彈簧的剛度驗算 之前確定的關(guān)于懸架的撓度增大系數(shù) δ 、慣性矩 J0、片長和端部形狀的確定都不夠準(zhǔn)確，所以有必要驗證精度。 （ 3）鋼板斷截面形狀的選擇： 本設(shè)計選取矩形截面。 對于主簧： L=1200mm k= S=100mm 1n =1 0n =5 15?? ? =? ?)( ?? =1= E= 510? N/ 4mm 將上述數(shù)據(jù)代入以上公式得 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 0J =29 1034mm 計算主簧總截面系數(shù) 0W ： 0W ? ? ? ?WW kSLF ?4/)( ?? （ 73） 式中 ? ?w? 為許用彎曲應(yīng)力?；上虏糠趾芍?2 100ZG kg? ，由此可計算出單個鋼板彈簧的載荷： 22 2 4 7 0 1 0 0 9 . 8 1 1 6 1 322ZW GGF g N? ?? ? ? ? （ 71） 由前面選定的參數(shù)知： cmfd ? 滿載弧高 ： 滿載弧高 af 是指鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿載時鋼板彈簧主片上表面與兩端連線間的高度差。貨車車身側(cè)傾角不超過 ?6 ~ ?7 。副簧，主簧的剛度之比為： 1/ ?? ?ma cc ， 0/FFw?? （ 65） 式中， ac 為副簧的剛度， mc 為主簧的剛度。對于空載與滿載時簧上質(zhì)量變化大的貨車和客車，為了減少振動頻率和車身高度的變化，應(yīng)當(dāng)選用剛度可變的非線性懸架。 懸架主要參數(shù)的確定 設(shè)計的主要數(shù)據(jù) : 載質(zhì)量： 1700kg 整備量： 2100kg 空車時：前軸負(fù)荷： 850kg 后軸負(fù)荷： 850kg 滿載時：前軸負(fù)荷： 1330kg 后軸負(fù)荷： 2470kg 軸 距： 2700 mm 前 輪 距 ： 1240 mm 后 輪 距： 1360 mm 懸架的靜撓度 cf 懸架的靜擾度 cf 是指汽車滿載靜止時懸架上的載荷 fc 與此時懸架剛度 c 之比，即 cFf wc /? （ 61） 貨車的懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。這些閥對油的節(jié)約形成懸架受壓縮運(yùn)動的阻尼力。這時，彈性元件起主要作用。 圖 6－ 2 鋼板彈簧 示意圖 1. 卷耳； 2. 彈簧夾； 3. 鋼板彈簧； 4. 中心螺栓； 鋼板彈簧可分為對稱式鋼板彈簧和非對稱式鋼板彈簧，對稱式鋼板彈簧其中心螺栓到兩端卷耳中心的距離相等，不等的則為非對稱式鋼板彈簧。粉沫冶金、制成的襯套，用彈簧銷與固定在車架上的支架、或吊耳作鉸鏈連接。 e．結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小。 A．所以均布載荷集度 q為： ? ? ? ?6543210 / llllllmmq G ??????? =(1700+2100)/(493+990+986+975+950+421) = 圖 52 車架載荷示圖 B．求支反力 由平衡方程 02 ?? FM得： F2 2700+1010 1010/2=(2700+1105) (2700+1105) 得： F2= F1=(mg+m0)gF2= 當(dāng) 10 lx?? 時： 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 剪力 Q1=qx= 彎矩 M1=qx2/2= 當(dāng) 43211 llllxl ????? 時： 剪力 Q=qx+F1= 彎矩 M1=F1(xl1)qx2/2=(x493) 當(dāng) 654321 llxllll ?????? 時： 剪力 Q1=qx+F1+F2= 彎矩 M1=q (Lx)2/2= (4815x)2 a. 變載面處的剪力和彎矩： 當(dāng) x=l1=493mm 時： Q== M=qx2/2= 當(dāng) x=l1+l2=1483mm 時： Q== M=(x493)= 當(dāng) x=l1+l2+l3=493+990+986=2469mm 時： Q== M=(x493)qx2/2= 當(dāng) x=l1+l2+l3+l4=3444mm 時： Q== M=(x493)= 當(dāng) x=L=4815 時： Q== 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ M=(4815x)2=0 b. 求最大彎矩： 因為 dxdMQ /? ，所以當(dāng) Q=0 時， 彎矩最大 即 Q==0,x= 時， 彎矩最大 Mmax=(x493)=≈ 106 強(qiáng)度驗算 實 驗表明，當(dāng)車速約 40 km／ h 時，汽車在對稱的垂直動載工況下，其最大彎矩 maxDM 約為靜載荷下的 3(卵石路 )～ (農(nóng)村土路 )倍，同時，考慮到動載荷作用下，車架處于受疲勞應(yīng)力狀態(tài)，如取疲勞安全系數(shù)為 ～ ，可求得動載荷下的最大彎矩： maxDM = 10`= 可用下式來校核縱梁的彎曲強(qiáng)度： xD WM /m ax?? (57) 式中： ? —— 縱梁的彎曲強(qiáng)度 xW —— 抗彎模量 ? = 107/ 104= 對于槽形斷面（如圖 34） 可知區(qū)域載面