【文章內(nèi)容簡介】 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 。 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。 左 圖是縱與橫梁的幾種連接方式；搭接 板多數(shù)是固定在縱梁的 上、下翼面上和縱梁的腹板上，也有連接在縱梁的腹 板上和 一個翼面上的 。（如 圖） 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(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。 山東科技大學大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 圖 42 車架鉚接示意圖 鉚接設(shè)計注意事項： ； 5d； ； ，將鉚釘交錯排列； 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 ? 。 ，其不平度在全長上不大于 ，且在轉(zhuǎn)向器固定處，該表面與縱梁側(cè)面的垂直度應(yīng)不大于 。 ，駕駛室后支點與前支點高度差為 10 ? 。 ，左右對稱的前后鋼板彈簧支架及吊耳支架其銷孔中心線應(yīng)在同一直線上，且與車架中 心線垂直，偏差不大于 1000： ，左右對稱支架的相對位置尺寸應(yīng)符合要求。 ，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 。 ，鉚后零件上不得有裂縫，若有裂縫須更換重鉚。 g. 車架總成車架第二橫梁連接的螺母應(yīng)裝置于車架的內(nèi)部。 山東科技大學大學本科生畢業(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。對于載重汽車，可 假定空車簧上重量Gs 均布在縱梁全長上，載重 Ge 均布在車箱中，空車時簧上負荷 sG (對 4X2 貨車可取 sG =2 3/0gm ) 0m 整備質(zhì)量。 圖 51縱梁彎曲應(yīng)力 由上圖得： ? ? ? ? lccGbLGR esf 4/]22[ 2???? （ 51） )(4 LbaGM s ??? )(4])([ 212222 ccGaLxbLxaLxxL e ?????? ])([ 222221 cLxLxcLxc ??? （ 52） ? ? ? ?cGLGcclGLaGRx esesf //]//2[ 1 ????? ． （ 53）a=1010mm， b=1105mm， l =2700mm， L=4815mm， c=1500mm， c=2200mm， c=3700mm。 山東科技大學大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 將已知量代入上式得： Rf=［ 2 2100 ／ 3 ( )+3800 （ ）］／ 4／ =5723N x=［ 2 57232 2100 ／ 3 ／ +3800 ()／］／ (2 2100 ／ 3／ +3800 )= M=2 3800 ／ 4(++) ［ ()+ ］ +3800 (+) ［ (+)2］ = 局部扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 相鄰兩橫梁如果都同縱梁翼緣連接 ,扭矩 T 作用于該段縱梁的中點 ,則在開口斷面梁中扇性應(yīng)力可按下式計算： WW IBW /?? (54) 式中 Iw— 扇性慣性矩； W— 扇性坐標； 對于槽形斷面 )6(2/)3( bhbhhbW ????? (55) 由材料力學表 B4熱軋槽鋼（ GB/T7071988） 查得 h=80mm,b=43mm,d=,t= 則 63)43680(2/)43380(4380 ?????????W mm2 車架扭轉(zhuǎn)時縱梁應(yīng)力 如橫梁同縱梁翼緣相連，則在節(jié)點附近，縱梁的扇性應(yīng)力： lLWEaw ??? ?? (56) 式中 E— 彈性模量， 對低碳鋼和 16Mn 鋼： E= MPa510? ； ? — 車架軸間扭角； L— 軸距； 山東科技大學大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ l 節(jié)點間距； a系數(shù)，當 kL=0 時， a=6； kL=1~2 時， a=。 車架扭轉(zhuǎn)時，縱梁還將出現(xiàn)彎曲應(yīng)力，須和 w? 相加。 車架載荷分析 汽車的使用條件復雜，其受力情況十分復雜，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，懸架彈簧以上部分的載荷。即為車架質(zhì)量、車身質(zhì)量、安裝在車架的各總成與附屬件的質(zhì)量以及有效載荷（客車或貨物的總質(zhì)量）的總和。 對稱的垂直動載荷 這種載荷是當汽車在平坦的道路上以較高車速行駛時產(chǎn)生的。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。這種動載使車架產(chǎn)生彎曲變形。 斜對稱的動載荷 這種載荷是當汽車在崎嶇不平的道路上行駛時產(chǎn)生的。此時汽車的前后幾個車輪可能不在同一平面上，從而使車 架連同車身一同歪斜，其大小與道路不平的程度以及車身、車架和懸架的剛度有關(guān)。這種動載荷會使車架產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。 其它載荷 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，離心力將使車架受到側(cè)向力的作用；汽車加速或制動時，慣性力會導致車架前后部載荷的重新分配；當一個前輪正面撞在路面凸包上時，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)動機、轉(zhuǎn)向搖臂及減振器等）工作時所產(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。 綜上所述，汽車車架實際上是受到一定空間力系的作用， 而車架縱梁與橫梁的截面形狀和連接點又是多種多樣，更導致車架受載情況復雜化。 山東科技大學大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 彎曲強度的基本假設(shè) 為了便于彎曲強度的計算， 對車架進行以下基本假設(shè)： 因為車架結(jié)構(gòu)是左右的對稱的，左右縱梁的受力相差不大，故認為縱梁是支承在汽車前后軸的簡支梁。 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。其值可根據(jù)汽車底盤結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)大致估計，一般對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。 汽車的有效載荷均勻分布在車廂全長上。 所有作用力均通過截面的彎曲 中心。 實際上，縱梁的某些部位會由于安裝外伸部件（如油箱、蓄電池等）而產(chǎn)生局部扭轉(zhuǎn)，在設(shè)計時通常在此安置一根橫梁，使得這種對縱梁的扭轉(zhuǎn)變?yōu)閷M梁的彎矩。故這種假定不會造成計算的明顯誤差。 由于上述假設(shè)，使車架由一個靜不定的平面框架結(jié)構(gòu)，簡化成為一個位于支座上的靜定結(jié)構(gòu)。 5． 4 車架彎曲強度的計算 由于結(jié)構(gòu)的限制，車架必須滿足強度要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。 受力分析 為簡化計算，設(shè)計時做以下幾點假設(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。如圖 53所示： 山東科技大學大學本科生畢業(yè)設(shè)計（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 彎矩的計算 總體設(shè)計中又知：車載質(zhì)量為 Gm =1700kg ，簧上整備質(zhì)量 ?0m 2100kg。 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 10 lx?? 時： 山東科技大學大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 剪力 Q1=qx= 彎矩 M1=qx2/2= 當 43211 llllxl ????? 時： 剪力 Q=qx+F1= 彎矩 M1=F1(xl1)qx2/2=(x493) 當 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 x=l1=493mm 時： Q== M=qx2/2= 當 x=l1+l2=1483mm 時： Q== M=(x493)= 當 x=l1+l2+l3=493+990+986=2469mm 時： Q== M=(x493)qx2/2= 當 x=l1+l2+l3+l4=3444mm 時： Q== M=(x493)= 當 x=L=4815 時： Q== 山東科技大學大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ M=(4815x)2=0 b. 求最大彎矩： 因為 dxdMQ /? ，所以當 Q=0 時， 彎矩最大 即 Q==0,x= 時， 彎矩最大 Mmax=(x493)=≈ 106 強度驗算 實 驗表明，當車速約 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度： xD WM /m ax?? (57) 式中： ? —— 縱梁的彎曲強度 xW —— 抗彎模量 ? = 107/ 104= 對于槽形斷面（如圖 34） 可知區(qū)域載面形狀和載面特性，即抗彎截面系數(shù)為： (58) 取 h=80mm, b=43mm, t=5mm, =22533mm3 山東科技大學大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 圖 34 槽形斷面 比較車架全長上受力分析可知： 最大受力可能發(fā)生在最大彎矩處或變載面處，求兩點的受力值加以比較求出安全系數(shù)： isn ?? /? (510) 其中 s? 為材料的屈服應(yīng)力，取其值為 350MPa ? max=Mmax/Wx=240 MPa N= s? /? max= 綜上所述：車架發(fā)生最大受力時，靜載安全系數(shù)不小于 ， 按上式求得的彎曲應(yīng)力不超過縱梁材料的疲勞極限 σ 1＝ 220～ 260MP 滿足要求 。 小結(jié)： 車架作為汽車的承載基體，為貨車、中型及以下的客車、中高級和高級轎車所采用，支撐著發(fā)動機離合器、變速器、轉(zhuǎn)向器、非承載式車身和貨箱等所有簧上質(zhì)量的有關(guān)機件。 參考 歐鈴 ZB5040XXYBSC3S 運輸車 對低速載貨汽車做了簡要設(shè)計， 汽車性能的優(yōu)劣 不僅取決于組成汽車的各部件的性能，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合，取決于車架的布 置。從技術(shù)先進性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā)，正確選擇性能指標、質(zhì)量和主要尺寸參數(shù)，提出車架總體設(shè)計方案，為各部件設(shè)計提供整車參數(shù)和設(shè)計要求，保證汽車主要性能指標實現(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、可靠性達到設(shè)計要求。 山東科技大學大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） Ⅰ 第 6章 懸架的總成設(shè)計 a． 保證汽車有良好的行駛平順性和良好的操縱穩(wěn)定性。 b．具有合適的衰減振動的能力。 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。 d．有良好的隔聲能力。 e．結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小。 f． 可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足另部件質(zhì)量要小的同時，還要保證有足夠的強度和壽命。 非獨立懸架和獨立懸架 A． 非獨立懸架如圖 (a)所示。其兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當一側(cè)車輪受沖擊力時會直接影響到另一側(cè)車輪上。 B． 獨立懸架如圖 (b)所示，其兩側(cè)車輪安裝于斷開式車橋上，兩側(cè)車輪分別獨立地與車架（或車身）彈性地連接，當一側(cè)車輪受沖擊，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪。 圖 6－ 1非獨立懸架和獨立懸架 C. 鋼板彈