輕型卡車貨車車架設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-11 00:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 因路況差，自卸汽車舉升時(shí)對(duì)扭轉(zhuǎn)剛度的需求較大，因此兩個(gè)橫梁之間的距離應(yīng)設(shè)置在 mm1200~800 之間。 本文橫、縱梁采用 鉚 接方式聯(lián)接。 XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 2 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 車架的總長(zhǎng)度應(yīng)接近整車的長(zhǎng)度，大概為軸距的 ～ 倍，取車架長(zhǎng)度為5800mm，在縱向梁的全長(zhǎng)范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置相等的高度和寬度。要求縱、橫梁都是由 7mm 厚的 610L 鋼板沖壓而成（輕、中型貨車沖壓縱梁的鋼板厚度一般設(shè)置在 5～ 7mm 之間）。槽型斷面的縱梁，上、下翼緣的寬度尺寸應(yīng)控制在其腹板高度尺寸的 35%～ 40%左右 [3]。 16Mn 鋼是在 Q235 鋼基礎(chǔ)上加入約 1％的錳， 使屈 服點(diǎn)提高了 35％左右，并且冶煉、加工和焊接性能都 較好，廣泛用于制造各種大型船舶、鐵路車輛、橋梁、管道、壓力容器等焊接結(jié)構(gòu)。 16Mn 屬于 350MPa級(jí)的普低鋼。 但 16Mn 鋼淬硬傾向比 Q235鋼稍大些，在低溫下或在大剛性 、大厚度結(jié)構(gòu)上進(jìn)行小工藝參數(shù)、 小焊道的焊接時(shí)，就有可能出現(xiàn)淬硬組織或裂紋。因此， 大厚度、 低溫條件下焊接時(shí)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)?預(yù)熱 。 對(duì)于常見(jiàn)的匚形截面縱梁（圖 ），可按下式求得其彎曲應(yīng)力 xdWM max?? 圖 匚形截面尺寸示意圖 匚 shaped crosssectional dimension 其中 ? ? 66 thbhW x ?? ? ? 輕型卡車車架設(shè)計(jì) 8 按上式求得的彎曲應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)縱梁材料的屈服極限 e? ，如果縱梁采用的鋼板材料為 nM16 ，其 2e 360~340 mm??? 。 由于有縱梁的變形，上下翼緣便會(huì)分別受到壓縮和拉伸的作用致使致翼緣破裂。因此，應(yīng)按薄板理論進(jìn)行校核，此時(shí)臨界彎曲用力為 22 ???????? bEcr ?? ? ? 式中 ??? —泊松比，一般取— mmEE ???—彈性模數(shù)，— 在選定模板厚度為 t 的情況下，縱梁翼緣的最大寬度應(yīng)為 ? ??? 21 ?? Etb ? ? 取 2mm350 ??? ，故有 t16b? ? ? 取 7t? ,縱梁翼緣最大寬度應(yīng)為 716??b mm112b? （取 mmb 110? ） 當(dāng)剪力超過(guò)允許值時(shí)，匚形截面的腹板也會(huì)出現(xiàn)局部損壞現(xiàn)象，為此要求 d ma x3d ma x32 t15h QEQ t ??? ? ? ? 35? ??? ? （取 150?h ） 由此可算出 ? ? 615071106150 ?????XW 3141750 mmWx ? XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 14175010452890?? mm??? ? ?e??? 由以上各式所確定的是軸距范圍內(nèi)的縱梁截面尺寸，為了減輕自重，讓其盡量接近等強(qiáng)度梁，縱梁前后兩端截面高度不妨適量減小，但是為了防止應(yīng)力集中，應(yīng)特別注意勿讓截面尺寸有急劇性的變化。 在車架設(shè)計(jì)的初級(jí)階段，考慮到可能發(fā)生的可能性和必然性，僅需要對(duì)車架縱梁進(jìn)行簡(jiǎn)化的抗彎強(qiáng)度計(jì)算，通過(guò)這種方法對(duì)縱梁的截面尺寸進(jìn)行初步的確定，這時(shí)候可作如下幾點(diǎn)假設(shè)： ⑴將縱梁看作為支承在前后軸上的簡(jiǎn)支梁 ； ⑵空車時(shí)的簧載重量均勻分布在左、右縱梁的全長(zhǎng)上（包括車架自重在內(nèi)的簧上載重量可根據(jù)整車底盤結(jié)構(gòu)按統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)大致得到，一般 24? 輕、中型貨車的簧載重量 SG 大致為汽車自重 0G 的 32 )，滿載時(shí)的有效載荷 eG 則均勻分布在車廂全長(zhǎng)上； ⑶全部作用力都通過(guò)截面的彎心（忽略局部扭轉(zhuǎn)所造成的影響 ）。如圖 所示。 汽車自重 ???? 2 4 4 0 4 9 00G 簧載重量 ??? 1 62 6 8320GG s 滿載時(shí)有效載荷 ??? 3 5 8 1 931 0GGG e 總 縱梁總長(zhǎng) mmL 5800? 縱梁前端到前軸之間的距離 mma 1000? 縱梁后端到后軸之間的距離 mmb 1300? 汽車軸距 mml 3500? 車廂長(zhǎng) mmc 4230? 車廂前端到后軸之間的距離 mmc 27351 ? 車廂后端到后軸之間的距離 mmc 14952 ? 輕型卡車車架設(shè)計(jì) 10 圖 車架尺寸分布示意圖 Fig. Size distribution of the frame 前支反力為 ? ? ? ?? ?es GccGbLlR 21 2241 ???? ? ? ? ?? ?3581914952423016268)130025800(35004 11 ?????????R ?? 在駕駛長(zhǎng)度以內(nèi)這一段縱梁的彎矩為 ? ?21 4 axLGxRM sx ??? ? ? 駕駛室后端至后軸這一段縱梁的彎矩和剪力為 ? ? ? ?? ? 212139。 44 xlccGaxLGxRM esx ?????? ? ? ? ? ? ?1139。 22 clxcGaxLGRQ esx ?????? ? ? 故當(dāng) ? ? ?????? ??????? ???? cGLGc clGL aGRx eses 112 時(shí)，可求得靜載荷情況下的最大彎矩值maxM 。 ? ? ?????? ??????? ?????? 4230358195800162684230 27353500358195800 mmx ? ? ? ? ?? ? 22m a x ?????M mmM ???? 6m a x XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 最大剪力的絕對(duì)值則產(chǎn)生在后軸線附近出 ? ?lx? ，其值為 ? ? ccGL alGRQ e22 1s1m a x ???? ? ? ? ? 42302 27353581958002 a x ? ??? ???Q ?? axQ 經(jīng)驗(yàn)表明，汽車在工作環(huán)境（動(dòng)載荷情況）下，最大彎矩和剪力大概是靜載荷下的 倍。同時(shí)，考慮到在動(dòng)態(tài)載荷下，車架縱梁所處的疲勞狀況，一般取疲勞系數(shù)為，故得動(dòng)態(tài)載荷下的最大彎矩為 m a xm a xm a x MMM d ??? ? ? 6m a x 108 1 ???dM mmM d ??? 1 0 4 5 2 8 9 0m a x 而最大剪力為 maxmax d ? ? ? 0 9 9 ax ??dQ ?? axdQ 公式計(jì)算 以上所述僅對(duì)縱梁的強(qiáng)度進(jìn)行了必要地公式計(jì)算，為了確保整車和其他裝置件也能正常的工作，需要對(duì)縱量的彎曲變形進(jìn)行必要地公式計(jì)算。下面提出一種簡(jiǎn)捷的評(píng)價(jià)縱梁剛度的方法。 由“材料力學(xué)”知簡(jiǎn)支梁受作用于跨距中點(diǎn)的集中載荷 P 時(shí)的最大撓度為 xEJPly 48 3max ? ? ? 如軸距 l 采用“ m”為單位，則當(dāng) ??1000P 時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為 cmJly x3max ? ? ? 輕型卡車車架設(shè)計(jì) 12 上式表明，車架縱梁中點(diǎn)處受到 1000N 集中載荷時(shí)的變形量。根據(jù)使用要求，一般規(guī)定此情況下的允許變形量 ? ? cmy ? ，亦即 123 ?lJx ，可以認(rèn)為車架縱梁的剛度是足夠的。 圖 彎曲剛度示意圖 The bending stiffness 根據(jù)車架的受載情況，計(jì)算車架的撓度時(shí)可分為兩部分。 ⑴假設(shè)車空載，簧上載荷 sG 均勻分布在左 、右縱梁的全長(zhǎng)上，由于是算一根縱梁的撓度，所以施加的載荷應(yīng)為總載荷的一半。 由“材料力學(xué)”知 EJqly 3845 4?
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