電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架設(shè)計(jì)規(guī)范(編輯修改稿)
2024-10-15 08:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 從縱梁的側(cè)視圖看，縱梁的形狀可分為上翼面是平直的和彎曲的兩種。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好；當(dāng)上翼面為平直時(shí)，可使貨廂底板平整，縱梁制造方便，大多數(shù)載貨汽車(chē)車(chē)架縱梁都采用這種型式。當(dāng)上翼面彎曲時(shí)，縱梁部分區(qū)段降低，地板高度相應(yīng)降低，改善了整車(chē)的穩(wěn)定性，且有利于上、下車(chē)，此種結(jié)構(gòu)在轎車(chē)、微型汽車(chē)、公共汽車(chē)和部分輕型 載貨汽車(chē)上采用，其制造工藝復(fù)雜。 縱梁上表面應(yīng)盡量做成平直的，中部斷面一般較大、兩端較小，與所受彎矩相適應(yīng)。也有全長(zhǎng)或僅中部及后部為等斷面的。根據(jù)整車(chē)布置要求，有時(shí)采用前端或后端或前后端均彎曲的縱梁。 8 縱梁的斷面形狀有槽形、工字形、箱形、管形和 Z形等幾種。為了使縱梁各斷面處的應(yīng)力接近，可改變梁的高度，使中部斷面高、兩端斷面低。槽形斷面的縱梁有較好的抗彎強(qiáng)度，工藝性好，緊固方便，又便于安裝各種汽車(chē)部件，故采用得最為廣泛，但此種斷面的抗扭性能差。從降低車(chē)架縱梁抗彎應(yīng)力方面考慮的話(huà)，增大槽形斷面的高度最有利，但使 汽車(chē)的質(zhì)心高度增加。增大上、下翼面的寬度，也可以提高縱梁的抗彎強(qiáng)度，但其值的增加又受到發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)部件布置的限制。因此需綜合考慮上述因素的影響，通常取高與寬的比值為— 。由于重型載貨汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)外型尺寸大，后軸負(fù)荷大，為了使車(chē)架做成前、后等寬，有的車(chē)架縱梁就采用 Z形斷面，我國(guó)黃河牌載貨汽車(chē)的車(chē)架就是采用此種斷面。這種縱梁和橫梁的連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，燃油箱的安裝也不方便。重型載貨汽車(chē)和超重型載貨汽車(chē)的車(chē)架縱梁一般多采用工字形截面的型材或焊接成的箱形結(jié)構(gòu)。箱形斷面梁抗扭強(qiáng)度大，多用于轎車(chē)和輕型越野車(chē)。超 重型越野車(chē)及礦用自卸車(chē)的縱梁形式多用鈑料焊接而成，常為箱形或工字形斷面。采用封閉斷面縱梁構(gòu)成的車(chē)架，其抗彎剛度大，通?？蛙?chē)的車(chē)架也是采用此種斷面?？v梁的長(zhǎng)度一般接近汽車(chē)長(zhǎng)度，其值約為 — 倍汽車(chē)輪距。 多品種生產(chǎn)時(shí)，常使不同軸距、不同裝載質(zhì)量的系列車(chē)型采用內(nèi)高相同的槽形斷面縱梁，通過(guò)變化鈑料厚度或翼緣寬度獲得不同強(qiáng)度。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，再考慮縱梁截面的特點(diǎn)，本方案設(shè)計(jì)的縱梁采用上、下翼面是平直等高的槽形鋼?？v梁總長(zhǎng)為 4315mm。優(yōu)點(diǎn)：有較好的抗彎強(qiáng)度，便于安裝汽車(chē)部件。 車(chē)架橫梁形 式的確定 車(chē)架橫梁將左、右縱梁連接在一起，構(gòu)成一個(gè)框架，使車(chē)架有足夠的抗彎剛度。汽車(chē)主要總成通過(guò)橫梁來(lái)支承。 載貨汽車(chē)的橫梁一般有多根橫梁組成，其結(jié)構(gòu)和用途不一樣。 (1) 前橫梁 通常用來(lái)支承水箱。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)前支點(diǎn)安排在左右縱梁上時(shí)，可用較小槽型和Z型斷面橫梁。對(duì)于前部采用獨(dú)立懸架的轎車(chē)，為了改善汽車(chē)的視野，希望汽車(chē)頭部高度降低，固需要將水箱安裝得低些，可將前橫梁做成寬而下凹的形狀。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)前支點(diǎn)和水箱相距很近時(shí)，前橫梁常用來(lái)支承水箱和發(fā)動(dòng)機(jī)前端，此時(shí)需采用斷面大的橫梁。 (2) 中橫梁 通常用來(lái)作傳動(dòng)軸的中間支承。為 了保證傳動(dòng)軸有足夠的跳動(dòng)空間，將其結(jié) 9 構(gòu)做成上拱形。在后鋼板彈簧前、后支架附近所受到的力或轉(zhuǎn)矩大，則要設(shè)置一根抗扭剛度大、連接寬度大的橫梁。 (3) 后橫梁 后橫梁采用中橫梁形式。 本設(shè)計(jì)課題是關(guān)于輕型車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以采用開(kāi)口斷面比較合適。本次設(shè)計(jì)一共采用大小共 8 根橫梁，各根橫梁的結(jié)構(gòu)及用途如下： 第一根橫梁斷面形狀為槽型，用來(lái)支撐水箱，其中間設(shè)有多個(gè)圓形孔，目的是讓空氣可以流到發(fā)動(dòng)機(jī)底部，也有助于發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。 第二根橫梁為發(fā)動(dòng)機(jī)托架，為防止其與前軸發(fā)生碰撞幾干涉，故將其安排放在發(fā)動(dòng)機(jī)前端，其形狀就是近似元寶的 元寶梁，此種形狀有較好的剛度。 第三根橫梁為駕駛室的安裝梁。用于駕駛室后部的安裝，斷面形狀為槽形。 第四根橫梁用作傳動(dòng)軸的支承，其斷面形狀為槽形，為了保證傳動(dòng)軸有足夠的跳動(dòng)空間和安裝空間，將其結(jié)構(gòu)做成上拱形。 第五、七根橫梁分別在后鋼板彈簧前、后支架附近，它們所受到的力或轉(zhuǎn)矩都很大。它們的斷面形狀也是采用槽形。 第六、七根橫梁不僅要承受各種力和力矩的作用，還要作為安裝備胎的的安置機(jī)構(gòu)。它們的斷面形狀為槽型。 第八橫梁為后橫梁，其將左、右縱梁連接在一起，構(gòu)成一個(gè)框架，使車(chē)架有足夠的抗彎剛度。其斷面形狀為槽形。 車(chē)架縱梁與橫梁連接型式的確定 縱梁和橫梁的連接方式對(duì)車(chē)架的受力有很大的影響。大致可分有以下幾種： (1) 橫梁和縱梁的腹板相連接 這種連接型式制造工藝簡(jiǎn)單，連接剛度較差，但不會(huì)使縱梁出現(xiàn)大的應(yīng)力，一般車(chē)架的中部橫梁采用此種連接方式。 (2) 橫梁同時(shí)和縱梁的腹板及任一翼緣（上或下）相連接 這種連接方式制造工藝不很復(fù)雜，連接剛度增強(qiáng)，故得到廣泛應(yīng)用。但后鋼板彈簧托架上的力會(huì)通過(guò)縱梁傳給后鋼板彈簧的前橫梁，使其承受較大載荷。因此在設(shè)計(jì)鋼板彈簧托架時(shí)應(yīng)盡可能減少懸架伸長(zhǎng)度，使載荷作用點(diǎn)靠近縱梁彎曲中心。當(dāng)偏心 載荷較大時(shí)，可將該處縱梁做成局部閉口斷面；也可將橫梁穿過(guò)縱梁向外延伸，將載荷直接傳給橫梁。 (3) 橫梁同時(shí)和上、下翼緣相連接 這種連接形式具有剛性較好的加強(qiáng)角撐，可產(chǎn)生良好的斜支撐作用，使整個(gè) 10 車(chē)架的剛度增加，且其翼緣外邊不致因受壓而產(chǎn)生翹曲。車(chē)架兩端的橫梁常采用這種形式和縱梁相連接。但此種連接方式制造復(fù)雜，當(dāng)轉(zhuǎn)矩過(guò)大時(shí)，縱梁翼緣上會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力過(guò)大的現(xiàn)象，這是由于縱梁截面不能自由翹曲所致。 橫梁和縱梁的固定方法可分為鉚接、焊接和螺栓連接等方式。 大多數(shù)車(chē)架用搭鐵板通過(guò)鉚釘連接。這種方法成本低，適合大批量生產(chǎn)，其剛度 與鉚釘?shù)臄?shù)目及其分布有關(guān)。 焊接能使其連接牢固，不致產(chǎn)生松動(dòng)，能保證有大的剛度。但焊接容易變形并產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，故要求焊接質(zhì)量要高，主要在小批量生產(chǎn)或修理時(shí)采用。 螺栓連接主要在某些為了適用于各種特殊使用條件的汽車(chē)車(chē)架上采用，以使裝在汽車(chē)車(chē)架上的某些部件易于拆卸或互換。但此種連接方式在長(zhǎng)期使用時(shí)，容易松動(dòng)，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。一般汽車(chē)車(chē)架橫梁與縱梁的固定不采用此種方法。 緊固件的尺寸和數(shù)量要和橫梁大小相適應(yīng)，鉚釘分布不要太近。當(dāng)利用連接板的翻邊緊固時(shí)，應(yīng)加大連接板的寬度和厚度，緊固孔應(yīng)盡可能靠近翻邊處，以防 連接損壞。 本設(shè)計(jì)方案中，橫梁與縱梁的連接形式大體都使用焊接連接。 總之，車(chē)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要充分考慮到整車(chē)布置對(duì)車(chē)架的要求及企業(yè)的工藝制造能力，合理選擇縱梁截面高度、橫梁的結(jié)構(gòu)形式、橫梁與縱梁的聯(lián)接方式，使車(chē)架結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足汽車(chē)使用要求。以達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 車(chē)架的受載分析 汽車(chē)的使用條件復(fù)雜，其受力情況十分復(fù)雜，因此車(chē)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(lèi)： 靜載荷 車(chē)架所承受的靜載荷是指汽車(chē)靜止時(shí)，懸架彈簧以上部分的載荷。即為車(chē)架質(zhì)量、車(chē)身質(zhì)量、安裝在車(chē)架的各 總成與附屬件的質(zhì)量以及有效載荷（客車(chē)或貨物的總質(zhì)量）的總和。 對(duì)稱(chēng)的垂直動(dòng)載荷 這種載荷是當(dāng)汽車(chē)在平坦的道路上以較高車(chē)速行駛時(shí)產(chǎn)生的。其大小與垂直振動(dòng)加速度有關(guān)，與作用在車(chē)架上的靜載荷及其分布有關(guān)，路面的作用力使車(chē)架承受對(duì)稱(chēng)的垂直動(dòng)載荷。這種動(dòng)載使車(chē)架產(chǎn)生彎曲變形。 11 斜對(duì)稱(chēng)的動(dòng)載荷 這種載荷是當(dāng)汽車(chē)在崎嶇不平的道路上行駛時(shí)產(chǎn)生的。此時(shí)汽車(chē)的前后幾個(gè)車(chē)輪可能不在同一平面上，
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