【正文】 裝專用設(shè)備或其它附件，不得不在車架上鉆孔或焊接時(shí)．應(yīng)避免在高應(yīng)力區(qū)鉆孔或焊接。因?yàn)檫@些部位縱梁應(yīng)力較大，鉆孔容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。 主車架鉆孔的尺寸要求 表 31 尺寸 車型 重型車 中型車 輕型車 孔間距 /mm A 70 60 50 B 50 40 30 C 50 40 30 孔徑 /mm Φ 15 13 11 圖 31 主車架鉆孔的孔徑和孔間距 2) 在縱梁翼面高應(yīng)力區(qū)外的其它部位鉆孔，只能在中心處鉆一個(gè)孔，如圖31 所示。因?yàn)樵谶@些部位進(jìn)行鉆孔或焊接，極易引起車架早期開裂。 本課題中由于主車架與副車架之間的連接選用止推連接板形式，故主車架不用考慮鉆孔，只需考慮焊接的位置得當(dāng)?；蛘邽榱耸管嚰芗娱L后仍能滿足強(qiáng)度和剛度的要求，對(duì)裝載質(zhì)量增加；軸距和總長發(fā)生變化，使車架采用中部拼接或尾部加長時(shí)；為了使車架高應(yīng)力區(qū) (危險(xiǎn)斷面 )滿足強(qiáng)度和剛度的要求，同時(shí)又使車架在某一區(qū)間的截面尺寸變化不致太大，這些情況，常常在車架縱梁上采用加強(qiáng) 板。 L型加強(qiáng)板的冀面應(yīng)貼合在車架縱梁翼面受拉伸的一邊。的斜角，或在端頭中部開光滑槽，如圖 35所示。若布置不合理，則可能使車架產(chǎn)生應(yīng)力集中。例如，應(yīng)使加強(qiáng)板的端頭和副車架的端頭充分重疊一部分或使二者相互離開足夠的距離，如圖 36所示。加強(qiáng)板末端和鉚釘孔之間的最小距離為 25mm，鉚釘?shù)拈g距為 70～ 150 mm。 圖 34 加強(qiáng)板的湍頭形狀 1主車架縱梁； 2加強(qiáng)板 圖 35 加強(qiáng)板的合理布置 1加強(qiáng)板； 2主車架縱梁； 3副車架 副車架的設(shè)計(jì) 在專用汽車設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷，同時(shí)也為了不破壞主車架的結(jié)構(gòu)，一般多采 用副車架 (副梁 )過渡。因此，本車副車架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行梁，材料為 16MnReL。 副車架的截面形狀及尺寸 專用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖 37所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。 圖 36 副車架的截面形狀 圖 37 加強(qiáng)后的副車架截面形狀 1副車架； 2腹板 圖 38 加強(qiáng)腹板的位置 參照國內(nèi)外總質(zhì)量相近車型的副車架縱梁端面尺寸，確定副車架縱梁端面尺寸為 100、 80、 6mm。 在縱梁上加上加強(qiáng)板，加強(qiáng)板端頭區(qū)域車架容易產(chǎn)生集中應(yīng)力。 副車架的前端形狀及安裝位置 1) 在保證使用可靠的前提下，為了提高撓曲性，減小副車架剛度，應(yīng)盡量減少副車架的橫梁，以減少對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。油缸支承橫梁應(yīng)盡量靠近后懸架前支承處的橫梁 ，最好能位于后框架之內(nèi)。 3) 在副車架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí)，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當(dāng)主車架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來減弱副車架對(duì)主車架的約束 4) 副車架與主車架連接如圖 310 所示。這就要求副車架的前端結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)成漸變截面，以減緩應(yīng)力集中 (見圖 311) 圖 311 副車架的前端結(jié)構(gòu) 副車架前端形狀常 有三種形狀 (見圖 312)。 圖 312 副車架的三種前端形狀 （ a） U 形；（ b）角形；（ c） L 形 如果加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖 314所示的副車架前端簡易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大。 圖 314 為 HFC3061 車廂 、副車架相對(duì)于汽車底盤的安裝位置。 圖 313 副車架前端簡易形狀 （ a）剛質(zhì)副車架 ；（ b）硬木質(zhì)副車架 圖 314 副車架的安裝位置 縱梁和橫梁的連接設(shè)計(jì) 橫梁與縱梁的連接方式主要有三種，見圖 315 圖 315 橫梁與縱梁的連接 1縱梁； 2連接板； 3 橫梁 圖 315（ a）橫梁與縱梁上下翼板連接，該種連接方式優(yōu)點(diǎn)是利于提高縱梁的抗扭剛度。由于車架前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小，因此本車架前后兩端采用了該種連接方式，為了提高縱梁的 扭轉(zhuǎn)剛度采用了縱向連接尺寸較大的連接板。 圖 315（ c）橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連，此種連接方式兼有以上兩種方式連接的特點(diǎn)，但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上，對(duì)橫梁的強(qiáng)度要求較高。 綜合以 上考慮，本副車架的縱梁與橫梁的連接采用第 3 種方式，即橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連，同時(shí)為了降低成本和適于批量生產(chǎn)，本車架縱梁和橫梁的連接方式采用鉚接。 1) 止推連接板 圖 317是斯泰爾重型專用汽車所采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷，防止副車架與主車架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。 2) 連接支架 連接支架由相互獨(dú)立的上、下托架組成，上、下托架均通過螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見圖 318 所示。一般布置是在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用 U型螺栓。 圖 316 止推連接板的結(jié)構(gòu) 1 副車架； 2止推連接板； 3主車架縱梁 圖 317 連接支架 1上托架； 2下托架； 3螺栓 綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn)，以及裝配工藝性，本文設(shè)計(jì)的 HFC3061 主副車架之間采用止推連接板式。 以上所得出的副車架彎矩計(jì)算和強(qiáng)度校核公式完全可以用于設(shè)計(jì)計(jì)算和指 導(dǎo)副車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了確定油缸最大舉升力和其他支承件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，必須了解車廂在整個(gè)舉升過程中力的變化規(guī)律，可以用解析法或作圖法求得。 從靜止開始，每隔 5176。作圖方法如下 : 車廂舉升時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)力平衡系統(tǒng)。 已知條件 :貨廂與貨物總質(zhì)量以及質(zhì)心作用點(diǎn) A。方向 。假設(shè)車廂；滿載不卸貨，即 G為定 值。第二，作出重力 AA39。平行線交于 A 點(diǎn) 。點(diǎn)交于創(chuàng)點(diǎn) 。創(chuàng)，按力的比例量出力的大小和方向。 C39。第六，車廂舉升每隔 5176。這種方法簡單、快速、較準(zhǔn)確，能夠指導(dǎo)設(shè)計(jì)。 4 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 舉升機(jī)構(gòu)是自卸汽車的重要工作系統(tǒng)之一 ,其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響自卸汽車的使用性能。若能將不同類型的舉升機(jī)構(gòu)其各自的特點(diǎn)配備到與之相適應(yīng)的自卸 汽車則無論是自卸汽車的工作性能 ,還是舉升機(jī)構(gòu)的使用效率 ,都會(huì)得到很大的改善。 舉升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式的分類及特點(diǎn) 自卸汽車上 ,現(xiàn)在廣泛采用液壓舉升機(jī)構(gòu)。 直推式舉升機(jī)構(gòu) 液壓缸直接作用在車廂底板上的舉升機(jī)構(gòu)稱為直推式舉升機(jī)構(gòu)。前者液壓缸支在車廂 中部 ,液壓缸行程較小 ,液壓缸的舉升力較大 ,多采用雙缸雙柱式液壓缸。液壓缸則通常采用多級(jí)伸縮液壓缸。常用的連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)布置有兩種：液壓缸前推式（圖 42a）和液壓缸后推式（圖 43b）。 圖 42 連桿組合式舉升機(jī)構(gòu) 1 鉸支座； 2車廂； 3油缸； 4三角臂 直推式和連桿組合式舉升機(jī)構(gòu) 的 比較 直推式和連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)的綜合比較見表 直推式與連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)的綜合比較 表32 類 別 項(xiàng) 目 直推式 桿系傾卸式 結(jié)構(gòu)布置 簡便，易于布置 比較復(fù)雜 系統(tǒng)質(zhì)量 較小 較大 建造高度 較低 較高 油缸加工工藝 多級(jí)缸，加工精度高，工藝性差 單級(jí)缸，制造簡便，工藝性好 油壓特性 較差 較好 系統(tǒng)密封性 密封環(huán)節(jié)多，易滲漏， 密封性差 不易滲漏，密封性好 工作壽命 磨損大，易損壞，工作壽命短 不易磨損，工作壽命長 制造成本 較高 較低 系統(tǒng)傾卸穩(wěn)定性 較差 較好 系統(tǒng)耐沖性 較好 較差 直推式舉升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單 ,較易于設(shè)計(jì)。前頂式多級(jí)缸舉升機(jī)構(gòu)主要用于重型自卸車，而后置式直推舉升機(jī)構(gòu)多用于中、輕型自卸車。油缸前推式舉升機(jī)構(gòu)適用于中、重型自卸汽車；油缸后推式適用于中、輕型自卸汽車。 舉升機(jī)構(gòu)布置 原則 1) 在 車廂 放平的情況下，舉升機(jī)構(gòu)不能與車身底盤上安裝的零部件發(fā)生干涉，如液壓油缸無論在工作時(shí)擺動(dòng)到何位置都不可與后橋、傳動(dòng)軸、排氣管 等干涉。 3）為了減少配套件數(shù)量和加工件數(shù)量，在可能的情況下，盡量選用通用件。 5) 機(jī)構(gòu)受力應(yīng)合理，不可一味追求受力越小越好。為提高舉升的穩(wěn)定性，采用雙缸雙頂式油缸。 垂直方向：已知 副車架 高 80mm，兼顧結(jié)構(gòu)安排空間，后支點(diǎn)取 在距架縱粱上平面 52mm 處（即 副車架 縱梁中心線上），如圖 43 所示： 圖 43 尺寸圖 水平方向：已知車架縱梁尾端距后輪中心線距離為 950mm，取后支點(diǎn)距汽車后輪中心線 900mm。越往前，所需油缸的行程越大，但舉升貨物的穩(wěn)定性越好，工作油壓越低。 垂直方向：應(yīng)盡量貼近 車廂 底板，使油缸的初始舉升角較大，提高舉升力矩。一般中支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為在 車廂 焊接油缸上支粱，用銷軸連接油缸：從 車廂 受力角度考慮，油缸上支粱應(yīng)通過橫粱搭接在車廂 縱粱上．使推力經(jīng)油缸上支梁 ——— 車廂 橫粱 ——— 車廂 縱梁，均勻傳給整個(gè) 車廂 ；同時(shí)需避免車廂傾卸時(shí)油缸推桿頂端和車廂底板發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。 專用車性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，最基本的性能參數(shù)計(jì)算包括動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì) 和穩(wěn)定性的計(jì)算。本節(jié)僅介紹利用解析法計(jì)算專用汽車部分性能參數(shù)的一般步驟。外特性一般有三種獲得的方法，即由發(fā)動(dòng)機(jī)廠家或汽車底盤制造廠家提供，直接由發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)出或由經(jīng)驗(yàn)公式擬合。 ne — 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速（ r/min）； a、 b、 c— 待定系數(shù)，由具體的外特性曲線決定。拉格朗日插值三項(xiàng)式可寫成 T e =T 1e))(( ))(( 3121 32 eeee eeee nnnn nnnn ?? ??+T 2e))(( ))(( 3212 31 eeee eeee nnnn nnnn ?? ??+T 3))(( ))(( 2313 21 eeee eeee nnnn nnnn ?? ??（ 52） 將上式展開，按冪次高低合并，然后和式（ 41）比較系數(shù)，即可得 3個(gè)待定系數(shù)為： a=))(( 3121 1e eeee nnnn T ??+))(( T 3212 e2 eeee nnnn ??+))(( T 2313 e3 eeee nnn ?? b=))(( )( 3121 1e32 eeee ee nnnn Tnn ?? ?))(( )Tn(n 3212 e2e3e1 eeee nnnn ?? ?))(( )Tn(n 2313 e3e2e1 eeee nnn ?? ?(53) c=))(( 3121 1e32 eeee ee nnnn Tnn ??+))(( Tnn 3212 e2e3e1 eeee nnnn ??+))(( Tnn 2313 e3e3e1 eeee nnn ?? 汽車的行駛方程式 汽車的動(dòng)力性可由汽車的行駛方程式表示，其計(jì)算公式為： Ft =Ff +Fw +Fi +Fj (54) 式中： Ff — 驅(qū)動(dòng)力（ N） Fw — 滾動(dòng)阻力（ N） Fi — 空氣阻力（ N） Fj — 加速阻力（ N） 驅(qū)動(dòng)力 Ft 專用汽車在地面行駛時(shí)受到發(fā)動(dòng)機(jī)的限制所能產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力 Ft 與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 Te 的關(guān)系為： Ft =dogrii ??eT （ 55） 式中： gi — 變速器某一 擋 的傳動(dòng)比； oi — 主減速器速比； ? — 傳動(dòng)系統(tǒng)某一 擋 的機(jī)械效率； ? — 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性修正系數(shù)； dr — 驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力半徑（ m）。）。 當(dāng)車速在 50km/h 以下時(shí)， f 可取為常數(shù)。 部分路面條件的滾動(dòng)阻力系數(shù) f 表 51 路面類型 f 路面類型 f 良好的瀝青或混凝土路面 ～ 碎石路面 ～ 一般的瀝青或混凝土路面 ～ 當(dāng)車速大于 50km/h 時(shí)， f 可表達(dá)成車速 v的線性函數(shù)，有： f = of +kv (57) 式中： v — 專用汽車的行駛速度（ km/h）； of — 滾動(dòng)阻力系數(shù)中的常數(shù)項(xiàng) ； k — 比例系數(shù)。 坡道阻力 Fi 專用汽車上坡行駛時(shí)，整車重力沿著坡道的分力偉坡道阻力，其計(jì)算公式為： Fi = ?singma （ 59） 加速阻力 Fj 加速阻力是汽車加速行駛時(shí)所需克服的慣性阻力，有 Fj = j?am （ 510） 式中： j — 汽車加速度（ m/ 2s ） 。 ? 的計(jì)算公式為 ? =1+2wIrma? + 222rmiiIagof ? （ 511） 式中： wI — 車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ）； fI — 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ）； r — 車輪的滾動(dòng)半徑（ m）。低 擋 時(shí)取上限，高 擋