本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 優(yōu)秀論文設(shè)計，答辯無憂 目 錄 第 1 章 前言 1 第 2 章 車箱方案論證 2 設(shè)計選型原則 .車箱車架選擇 . 3 章 主要尺寸參數(shù)的選定 4 外廓尺寸 4 質(zhì)量參數(shù) 4 第 4 章 車架總成設(shè)計 . 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 車架寬度的確定 . . 車架的選材 8 車架的技術(shù)要求 9 第 5 章 車架的設(shè)計計算 . 車架質(zhì)量 . 車架載荷分析 車架彎曲強度的計算 車架扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計算 6 章 側(cè)圍總成設(shè)計 側(cè)圍的結(jié)構(gòu)設(shè)計 立柱設(shè)計 側(cè)圍板的選定 . 爬梯的設(shè)計 . 車門的選定 . 頂蓬的設(shè)計 . 頂蓬的設(shè)計 . 車箱的技術(shù)要求 論 25 參考文獻 .謝 27 附錄 28 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章 前 言 為了降低乘用車長途運輸成本 ，隨之出現(xiàn)了 乘用 車運輸專用車 (即轎運車 )。 自1990年崔洪金董事長麾下的天津安達集團設(shè)計出 乘用 車集裝運輸車 ， 開創(chuàng) “ 零公里 ”運輸以來，人工駕運才逐漸淡出，國內(nèi) 乘用 車物流市場取得巨大發(fā)展。近 十幾 年來 ，轎運行業(yè)發(fā)展迅猛，我國 90以上的轎車依靠轎運車運輸，轎運車以他獨有的姿態(tài)成為國內(nèi)干線公路物流運輸中一道亮麗的風(fēng)景。 轎運車要求整體外型大、重量輕，基本上不存在超載的問題 ,只運送單一種類的貨物，固定方式運輸，有嚴(yán)格的監(jiān) 控要求，貨物不能包裝，有嚴(yán)格的規(guī)格要求；必須走高等級路面；駕駛員要求素質(zhì)高； 不 懼怕天氣變化 。 本次設(shè)計的課題為 課題來源于江蘇悅達專用車有限公司，是為適應(yīng)東風(fēng)悅達起亞乘用車的發(fā)展需要，而研發(fā)乘用車運輸車 。 設(shè)計裝運基本乘用車八輛，設(shè)計要求必須符合箱式掛車相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 。 本說明書以設(shè)計轎運車掛車部分的車箱為主線，覆蓋了車架設(shè)計和 側(cè) 圍設(shè)計等內(nèi)容。 配合總體設(shè)計，進行了方案論證，根據(jù)設(shè)計選型原則，確定了車型和主要尺寸參數(shù)。 在車架設(shè)計中，首先是車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定了 縱梁形式，橫梁形式，以及 縱梁與橫梁的連接方式，還有活動爬梯，活動踏板，加強梁的 結(jié)構(gòu)設(shè)計， 確定了車架寬度， 然后是 車架的選材 ， 車架制造時的技術(shù)要求。接下來就是車架設(shè)計計算，包括 車架質(zhì)量計算， 車架載荷分析，車架彎曲強度，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計算。其中畫出了剪力圖，彎矩圖等參數(shù)圖。 在側(cè)圍設(shè)計中，首先是側(cè)圍的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定了六個立柱總成的結(jié)構(gòu)，最后是側(cè)圍板的選定，爬梯的設(shè)計，車門的選定和頂蓬的設(shè)計。 在本課題中，本人完成 車箱設(shè)計，在車箱設(shè)計部分，根據(jù)設(shè)計的車架結(jié)構(gòu)，側(cè)圍結(jié)構(gòu)，計算的車架，立柱剛度和強度，完成了車架的總裝圖，側(cè)圍總裝圖，車架底板圖，車架 后端橫梁圖，車架前端橫梁圖，活動爬梯總成圖，活動爬梯銷圖，活動踏板總成圖，牽引底板圖，牽引銷圖的繪制。 運車箱體設(shè)計 2 第二章 車箱 方案論證 計選型原則 合于我國道路行駛的專用轎車運輸車，采用國內(nèi)技術(shù)先進的、性能優(yōu)良的汽車 底 盤作為專用牽引車 ； 選用國內(nèi)成熟的標(biāo)準(zhǔn)總成和零部件進行配套 ； 設(shè)計 系列產(chǎn)品，提高 標(biāo)準(zhǔn) 化、通用化程度，降低生產(chǎn)成本，增強市場競爭力。 膽改進，大膽創(chuàng)新，使整車的技術(shù)性能達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。 計 應(yīng)保 證專用汽車的使用可靠性、安全性和較好的經(jīng)濟性，使用維修方便。 能優(yōu)良，造型美觀大方，符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的要求和規(guī)定 。 箱車架 選擇 目前國內(nèi)生產(chǎn)的轎車運輸車種類不多，基本上都是應(yīng)用傳統(tǒng)的半掛車形式，兩層貨臺平板結(jié)構(gòu)，其原理陳舊，裝備落后，結(jié)構(gòu)龐大，限制了轎車的裝載量。而國外，轎車運輸車一般為兩層或三層貨臺結(jié)構(gòu)。以裝備先進，增加裝載量，提高運輸效益為目的。因此，選擇何種裝載形式的車 架形式 是本 設(shè)計 的主題。為此我們 擬訂了 三種方案： 第一種方案是 桁 架固定式 。 上下層的貨臺由拓架固定， 上層 1車位 。 貨臺的升降可分為“整體升降式”和“局部升降式”。其 優(yōu) 點 是 強度好，結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，工作安全可靠，而且成本低 ； 其 缺 點 是 設(shè)計升降的貨臺能否保證轎車依靠自身的動力爬上頂層就位。 圖 2桁 架固定式 車架 第二種方案是 桁 架 活動式 。 上下兩層的貨臺通過活動舉升機構(gòu)使貨臺恢復(fù)雙層結(jié)構(gòu)形式， 空 載時，可將上層貨臺收拔疊放在下貨臺上。其 優(yōu) 點 是 可 以看著 轎車的長度進行擺放，起到“因地制宜”的作用，還可以一車多用，提高回程的運輸效率，取得更好的經(jīng)濟 效益 ； 其 缺 點 是 結(jié)構(gòu)龐大，不易制造，活動舉升機構(gòu)剛性較差，設(shè)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 計難度大。 圖 2桁架 活動式車架 第三種方案 是 桁架 整體式 。 該機械形式的轎車運輸車由雙層專用牽引車和雙層或三層貨臺的專用半掛車組成。專用牽引車和專用半掛車采用后置下沉托板鞍座聯(lián)接牽引，采用特制底盤，車架底板高度低。牽引車設(shè)雙層貨臺，可根據(jù)道路及用戶需要，設(shè)計三個車位或五個車位的貨臺 ； 專用半掛車可設(shè)計雙層或三層貨臺結(jié)構(gòu)形式。國外道路情況好，一般都設(shè)計三層貨臺，承載 7臺或 10臺轎車。貨臺 采用“ 朽架固定式”結(jié)構(gòu)，貨臺的升降采用“局部升降式”。其特點 是 可視轎車的大小按空間要求進行擺放，裝載密度大，運輸效率高，經(jīng)濟效益好。但 其 難 點 是 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制造。 圖 2整體式車架 綜合以上結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，在符合我國道路交通的具體規(guī)定和總體參數(shù)、幾何 尺寸 下，應(yīng)著重選擇結(jié)構(gòu)安全可靠，裝載量大，運輸效率高的結(jié)構(gòu)形式的車型。為此，選擇了第二種方案。 運車箱體設(shè)計 4 第三章 主要尺寸參數(shù)的選 定 結(jié)合總體設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求必須符合箱式掛車 相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以及設(shè)計車 箱 所用的尺寸選擇轎運車的主要尺寸參數(shù)。 廓尺寸 我國對公路車輛的限制尺寸是：總高不大于 4米；總寬（不包括后視鏡）不大于 右視鏡等突出部分的側(cè)向尺寸總共不大于 250毫米；總長：汽車拖帶掛車不大于 20米。 根據(jù)設(shè)計要求：滿足裝運千里馬、遠艦、賽拉圖等基本乘用車 八 輛的箱式掛車?，F(xiàn)以賽拉圖為例，賽拉圖轎車車長為 4480毫米，所以四輛車的總長為： 4480=17920輛車之間的間隙大約為 200以需要總長度為 17920+200 3=18520總長 定為 19000 根據(jù)國家對車輛尺寸的限制，總寬定為 2500高定為 3990 量參數(shù) 載質(zhì)量 一輛 賽拉圖的重量大約為 八 輛賽拉圖的重量為 以汽車的最大裝載質(zhì)量2t。 掛車的整備質(zhì)量1mg/表明單位汽車整備質(zhì)量所承受的汽車裝載質(zhì)量。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 2值為 以： 5 0 運車的整備質(zhì)量引車的整備質(zhì)量確定為 4500，所以： 1 2 0 0 07 5 0 04 5 0 0 掛 車的 滿載 質(zhì)量 1950011 運車的滿載質(zhì)量 4000 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第四章 車架總成設(shè)計 架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 車架是支撐、連接汽車 各 總成的零部 件，并承受來自車內(nèi)外的各種載荷的基礎(chǔ)構(gòu)件。盡管承載式車身是 轎 運車車身的發(fā) 展趨勢 。 但傳統(tǒng)的梯形車架由于其所起到的緩沖、隔振、降低噪聲、延長車身使用壽命等特點及生產(chǎn)上的繼承性、工藝性等原因仍廣泛應(yīng)用在大型掛車上。掛車 車 架應(yīng)具有足夠的強度和適當(dāng)?shù)?剛 度。同時要求其 質(zhì)量盡可能小。此外，車架應(yīng)布置得離地面近一些，以降低整車重心位置，有利于提高汽車行駛的穩(wěn)定性。 架類型的確定 掛車的車架多為邊梁式，即車架由兩根位于兩邊的縱梁和若干根橫梁組成，用鉚接或焊接方式將縱梁和橫梁連接成堅固的剛性結(jié)構(gòu)， 由于裝載 千里馬、遠艦、賽拉圖等基本乘用車 八 輛 ， 所以裝載上下兩層轎車很可能超高 ， 設(shè)計時應(yīng)盡量降低承載面高度，因此，車架采用凹梁式結(jié)構(gòu) 如圖 4 根據(jù)一些國內(nèi)外半掛車的技術(shù)參數(shù)資料 和同行比較， 一般取車架長度和半掛車軸距之比為 再結(jié)合總體設(shè)計 ,車架長度確定為 19000 寬度為 2500這樣滿足設(shè)計要 求 。 圖 4架結(jié)構(gòu)示圖 梁形式的確定 車架縱 梁 根據(jù)截面形狀分有工字梁和槽形梁。由于工字 梁 具有強度高、工藝簡單等特點，因此在載質(zhì)量大于 12 t(包括 12 t)的長軸距半掛車設(shè)計中選工字梁結(jié)構(gòu)。為防止上下翼面受拉伸和壓縮作用而破裂 ,翼面的寬度一般不超過 16d(我們定翼面的寬度為 100這樣既可降低縱 梁 的高度，減輕整車自身重量，降低成本，亦可保證強度。 縱梁是車架的主要承載部件，在汽車行駛中受較大的彎曲應(yīng)力。為了滿足低平板半掛車使用性能的要求，縱梁采用階梯形結(jié)構(gòu)。 為保證牽引裝置和懸架系統(tǒng)有足運車箱體設(shè)計 6 夠的活動空間，其鵝頸處設(shè)計成變截面，懸架支座部位高度盡量收縮。 由于懸架支座部位的縱梁高度尺寸較小，此部位承受的支座反力較大。為了保證該區(qū)域具有足夠的強度，在這里布置了內(nèi)、外側(cè)加強板和下加強板。內(nèi)、外側(cè)加強板與工 字 鋼焊接組成箱形結(jié)構(gòu)，下加強板上開有若干個塞焊孔，通過塞焊和兩側(cè)間斷焊與工 字 鋼下翼面連接 。 為了減小應(yīng)力集中，內(nèi)、外側(cè)加強板端頭設(shè)計成 加強板端頭采用 圓弧 面，且下加強板端頭與內(nèi)、外側(cè)加強板端 頭避開， 使 得懸架支座部位 有 足夠的強度。 如圖 4 圖 4架支座部位加強板 梁形式的確定 橫梁是車架中用來連接左、右縱梁，構(gòu)成車架的主要構(gòu)件。橫梁本身的抗扭性能的好壞及其分布，直接影響著縱梁的內(nèi)應(yīng)力大小及其分布 合理設(shè)計橫梁，可以保證車架具有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。 從早期通過試驗所得出的 一 些結(jié)論可以看出，若加大橫梁的扭轉(zhuǎn)剛度，可以提高整個車架的扭轉(zhuǎn)剛度，但與該橫梁連接處的縱梁的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力會加大；如果不加大橫梁 ，而是在兩根 橫梁 間再增加 橫梁 ，其結(jié)果是增加了車架的扭轉(zhuǎn)剛 度，同時還降低了與 橫梁 連接處的縱梁扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 我們設(shè)計了十三部分橫梁，有前端橫梁，牽引板橫梁，前踏板橫梁，工具箱橫梁，車架中間部分橫梁，懸掛部分橫梁，后踏板橫梁及后端橫梁。 梁與橫梁的連接 橫梁 與 縱梁 的連接方式有分段焊接和整體貫穿式。分段焊接可分為橫梁和 縱梁上下翼板連接、 橫梁 和縱 梁 的腹板連接、橫梁與縱梁上翼板和腹板連接三種。分段式結(jié)構(gòu)對縱梁的強度影響不 大 。 但由于采用該結(jié)構(gòu)時橫梁的長度較小，剛度較大 。所以允許車架的變形幅度較小。整體貫穿式結(jié)構(gòu)由于采用了整體橫梁，減少了焊縫，使焊接變形減少 。 同時還具 有腹板承載能力大的特點 。 在偏載較大時 ， 能使車架各處所產(chǎn)生的應(yīng)力分布較均勻。因此 ， 該車在選用連接方式時，同時采用了 橫梁與縱梁上翼板和腹板連接 的分段焊和 如 圖 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 圖 4梁 與 縱梁 的 貫穿式 連接 橫梁與縱梁連接的節(jié)點剛度直接影響到車架的整體剛度，合理設(shè)計橫梁與縱梁的 節(jié)點結(jié)構(gòu)，是車架設(shè)計的重要問題。 動爬梯 圖 4動爬梯 架支座處 該低平板半掛車為 單 軸結(jié)構(gòu)，采用的是 單 軸平衡式懸架系統(tǒng)，懸架支座直接與縱梁的下翼面焊接。汽車行駛時，由于車架的懸架部位承受較大的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，在支座處設(shè)置了 三 個截面尺寸較大的箱形橫梁，保證車架有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度，并能較理想的傳遞載荷。 架中部 由于牽引銷 處 和后軸處的扭轉(zhuǎn)剛度大，車架中部的變形往往較大。為了允許車架有微量的翹曲，在車架中部布置了 十 根僅與縱梁腹板焊接的 矩形 橫梁，橫梁間距平均 為 1250 動踏板 設(shè)計活動踏板作用是在轎車往轎運車上裝載時從后端橫梁中抽 出活動踏板傾斜放于地面讓轎車從其上平穩(wěn)開進車箱。其上同樣設(shè)計了像車架兩邊底板一樣的帶孔鋼板。結(jié)構(gòu) 如圖 4 運車箱體設(shè)計 8 圖 4動踏板 強梁 為了保證 車架應(yīng)具有足夠的強度和適當(dāng)?shù)膭偠龋鵂恳装宀糠?承受的支座反力較大，單單幾 根 支撐梁是不夠的，我們設(shè)計了三種形式的 加強梁，材料選擇槽形鋼材 。 如圖 4 圖 4引部分加強梁 架寬度的確定 掛車車架寬度是指 左右縱梁腹板外側(cè)面之間的寬度。在總體設(shè)計中 ， 整車寬度確定后 ， 車架前后部分寬度就可以根據(jù)前輪 最大轉(zhuǎn)向角、輪距、鋼板彈簧片寬、裝在車 架內(nèi)側(cè)的發(fā)動機外廓寬度及懸置等尺寸確定。從提高整車的橫向穩(wěn)定性以及減小車 架縱 梁 外側(cè)裝置件的懸伸長度來看，車架 盡量寬些，同時前后部分寬度應(yīng)相等 。以便簡化制造工藝和避免縱 梁 寬度變化處產(chǎn)生應(yīng)力集中。 架的選材 車架縱 梁 根據(jù)截面形狀分有工字梁和槽形梁。 由于工字 梁 具有強度高、工藝簡單等特點，因此在載質(zhì)量大于 12 工字 形 鋼 厚買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 度為 4 橫梁通常采 用的結(jié)構(gòu)有圓管形、工字形、槽形和 方管 形四種。 圓 管形和 方管 形具有較高的扭轉(zhuǎn)剛度，但增加 了 車架的自身質(zhì)量 ， 成本高，工藝復(fù)雜。而槽形梁制造工藝簡單，成本低 ， 但扭轉(zhuǎn)剛度較差?？紤]到該 四種結(jié)構(gòu)所使用的具體情況，我們采用了槽形和方管 形相結(jié)合 的方案。 材料選用 1616塑性 ,可焊性方面能較好地滿足剛結(jié)構(gòu) ，是 應(yīng)用最廣泛的低合金鋼 ， 綜合機械性能良好 ,正火可提高塑性 ， 韌性及冷壓成型性能 ， 一般在熱扎狀態(tài)下使用 ， 廣泛用于制造受動載荷的各種焊接構(gòu)件 。 車架底板采用優(yōu)質(zhì)鋼板，厚度為 3板結(jié)構(gòu)設(shè)計如 圖 4 圖 4架底板 其設(shè)計目的 減 輕 車架的重量 ，材料消耗降低節(jié)約了制造成本，獲得最佳的經(jīng)濟效益；由于該車架屬于專用車車架，是轎運車半掛車，用來裝載八輛轎車的 ，所以設(shè)計此車架底板的主要目的是固定轎車輪胎，鋼板上的橢圓形又凸起部分增加了 鋼 板的粗糙程度，降低了轎車的移動；當(dāng)固定轎車輪胎時所用的專用 鋼 鉤正好鉤在 鋼板上，又可以隨時調(diào)節(jié)。 架的技術(shù)要求 a. 各焊縫均勻呈魚鱗狀，無夾渣 、 氣孔 、 焊穿 、 漏焊等缺陷，焊后去焊渣 、 飛濺等。 b. 鉸鏈套同軸度不超過 1 c. 車架整體平正，無扭曲，對角線誤差不超過 5 運車箱體設(shè)計 10 第五章 車架的設(shè)計計算 兩邊縱梁所選材料為工字形 鋼 ，但由于要滿足剛度和強度要求，各部分的高度不一樣，前端邊梁高為 265為 3062頸邊梁高為 400為 522余部分高均為 35010001 （ 5 式中 ： 論重量， 面積， 度， 385.7 2 （ 5 102100235040026510 21195 所以 9 2 21 3 7 01 1 2 5 55223 0 6 22 前端 橫梁 所選材料為普通槽 鋼887 002 35 887 078601 40 B，理論 質(zhì)量 為 m，長為 2390以 3107 3 9 0 前橫W 兩根 牽引板橫梁 ， 兩根 前踏板橫梁， 四根 車架橫梁 3所選材料為方管 鋼 材， 截面積公式為 4 。 尺寸分別為 100 4， 50 4， 150 4；寬均為 2390 四根 工具箱橫梁，十一根橫梁 2，一根后端橫梁 所選材料為矩形管 鋼 材， 截面積公式為 2 。 尺寸分別為 100 50 4， 150 50 4， 150 100 4；寬均為 2390 9 041 5 044445044241 0 0442 方形W 所以橫梁 的質(zhì)量 0 矩形前橫方形橫加上各支撐梁及 車架底板的質(zhì)量 ， 結(jié)合總體設(shè)計，車架重量定為 2000 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 架載荷分析 汽車靜止時，車架上只承受彈簧以上部分的載荷稱為靜載荷。汽車在行駛過程中，隨行駛條件 (車速和路面情況 )的變化 ， 車架將主要承受對稱的垂直動載荷和斜對稱的動載荷。 稱的垂直動載荷 這種載荷是當(dāng)汽車在平坦道路上以較高車速行駛時產(chǎn)生的，其值取決于作用在車架上的靜載荷及其在車架上的分布，還取決于靜載荷作用處的垂直加速度之值 。這種動載荷會使車架產(chǎn)生彎曲變形。 對稱的動載荷 當(dāng)汽車在不平道路上行駛時，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起歪斜，其值取決于道路不平坦的程度以及車身、車架和懸架的剛度。這種動載荷將會使車架產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。 由于汽車的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用工況多變，除了上述兩種主要載荷的作用外，汽車車架上還承受其他的一些載荷。如汽車加速或制動時會導(dǎo)致車架前后載荷的重新分配；汽車轉(zhuǎn)向時，慣性力將使車架受到側(cè)向力的作用。一般來說，車 架 主要損壞的疲勞裂紋起源于縱梁和橫梁邊緣處，然后向垂直于邊緣的方向擴展。在縱梁上的裂紋將迅速發(fā)展乃至全部斷裂，而橫梁上出現(xiàn)的裂紋則往往不再繼續(xù)發(fā)展或擴展得很緩慢。根據(jù)統(tǒng)計資料可知，車架的 使用壽命主要取決于縱梁抗疲勞損傷的強度 。 因此，在評價車架的載荷性能時，主要應(yīng)著眼于縱梁。 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 。 力分析 為簡化計算，設(shè)計時做以下幾點假設(shè)： a縱梁為支撐在前牽引銷 (車架縱梁對應(yīng)點 )和掛車雙橋中心線上的簡支梁 b空車時簧載質(zhì)量均布在左、右縱梁的全長上 八輛轎車的 有效載荷也均布在車架縱梁凹部 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 ) 圖 5架的受力示圖 運車箱體設(shè)計 12 圖 51F 牽引銷所受的力 2F 后橋所受的力 1 載重 1空車簧載 其中 1l =1180l =2070l=10530l =1610l=1610l=2000以 9 0 0 0654321 矩的計算 總體設(shè)計 中又知： 半掛車 載質(zhì)量 1 12000上整備質(zhì)量1500 A所以均布載荷集度 65432111 / A （ 5 2 0 0 01 6 1 01 6 1 01 0 5 3 02 0 7 01 1 8 0/7 5 0 01 2 0 0 0 9500 圖 5架載荷示圖 B求支反力 由平衡方程 01 ： 432212/ （ 5 1 4 1 3 81 6 1 01 0 5 3 02 0 7 0 1 9 0 0 01 1 8 02/1 9 0 0 3212 A 8 0 8 6 21 1 4 1 3 8107 5 0 01 2 0 0 02111 C 求剪力和彎矩并作剪力圖和彎 矩圖： 把車架縱梁分為三段。如圖 5 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 圖 5梁分段受力示圖 當(dāng) 10 時： 剪力 彎矩 221 當(dāng)43211 時： 剪力 8 6 211 彎矩 22111 8 08 0 8 6 22/ 當(dāng)654321 時： 剪力 5 0 0 0211 彎矩 226543211 1 9 0 0 a. 變載面處的剪力和彎矩： 當(dāng) 1801 時： 1 0 61 1 8 622 當(dāng) 2 5 02 0 7 01 1 8 021 時： 5 1 73 2 5 8 6 8 6 2 22 3 2 5 8 03 2 5 08 0 8 6 8 08 0 8 6 2 3 1 9 8 7 1 5 當(dāng) 3 7 8 01 0 5 3 02 0 7 01 1 8 0321 時： 運車箱體設(shè)計 14 5 2 11 3 7 8 8 6 8 6 2 22 1 3 7 8 8 01 3 7 8 08 0 8 6 8 08 0 8 6 2 當(dāng) 5 3 9 01 6 1 01 0 5 3 02 0 7 01 1 8 04321 時： 0 4 01 5 3 9 8 6 8 6 2 22 1 5 3 9 8 01 5 3 9 08 0 8 6 8 08 0 8 6 2 0 0 2 2 5 3 當(dāng) 9000 時： 01 9 0 0 5 0 0 5 0 0 0 01 9 0 0 01 9 0 0 0 0 2 b. 求最大彎矩： 因為 ，所以 當(dāng) Q=0時， 彎矩最大 即 881 時 ， 彎矩最大 22m a x 7 8 8 8 07 8 8 18 0 8 6 8 08 0 8 6 2 3 2 3 1 1 2 0 c. 求變矩為 0處的 當(dāng) 8 08 0 8 6 2 2 2 8 5,1 4 4 7 8 21 作剪力、彎矩圖如圖 55 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 圖 5 力圖 圖 5矩圖 度驗算 實驗表明，當(dāng)車速約 40 車在對稱的垂直動載工況下，其最大彎矩 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 求得動載荷下的最大彎矩： 88m a xm a x 可用下式來校 核 縱梁的彎曲強度： M /m （ 5 式中： 縱梁的彎曲強度 抗彎模量 由于在設(shè)計中縱 梁 采用焊接工字 梁 ，其 截 面如圖 5 運車箱體設(shè)計 16 圖 5梁截面示圖 如圖可知區(qū)域 截 面形狀和 截 面特性 ，即 抗彎截面系數(shù)為： （ 5 12 （ 5 2 （ 5 35331 4590265100 35332 06/3 3 0903 5 01 0 0 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 截 面處，求兩點的受力值加以比較求出安全系數(shù)： /（ 5 其中s為材料的屈服應(yīng)力，取其值為 345以： M P 581m a 4/3 4 5/ 32501 M P 582m a xm a x 1/3 4 5/ m a 綜上所述：車架發(fā)生最大受力時，靜載安全系數(shù)不小于 所以買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 351002.5 x 158m a x 2 4 M P 201 。 架扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計算 力分析 簡化設(shè)計計算，假設(shè)牽引橫梁 為一根前 懸架梁， 共有七根主橫梁，分別為 前端橫梁， 工具箱橫梁，三根方形橫梁，一根矩形橫梁和后端橫梁 ，間距分別為222774412927780885反載荷均勻分布在縱梁和橫梁上。 圖 5架在反對稱載荷作用下的受扭情況簡圖 1 7為橫梁； a 圖 5用在車架上的四個力 輪軸線所在的橫向鉛垂平面內(nèi) 最大 扭矩外，縱橫梁單位長度的扭轉(zhuǎn)角亦相等。 由于扭轉(zhuǎn)角 與扭矩 T，扭轉(zhuǎn)剛度 （ 5 式中： T 車架元件所受的扭矩， L 車架元件的長度， 材料的剪切彈性模量， 車架元件橫斷面的極慣性矩， 4因此，作用在車架元件上的扭矩有運車箱體設(shè)計 18 4721721 : （ 5 式中 ： , 21 橫梁 1， 2，所受的扭矩 , 21 J 橫梁 1， 2，橫斷面的極慣性矩 , 21 縱梁在 1， 2和 1， 2，橫梁間所受的扭矩 , 21 J 縱梁在 1， 2和 1， 2，橫梁間橫斷面 的極慣性矩 如果將車架由對 稱平面處切開見圖 5切掉的一半對尚存的一半的作用相當(dāng)于在切口 橫斷面 上作用 扭矩721 , 和橫向力721 , 。對最右邊的橫梁 1取力矩的平衡方程式，則有 圖 5架在反對稱載荷作用下的受力簡圖 4327654321 0765 （ 5 由（ 5得： 1212；1313； （ 5 11 ；11 ； （ 5 111 22 （ 5 C 112 22； （ 5 將上式代入（ 5經(jīng)整理后得 ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 7111 2 （ 5 式中： n 橫梁數(shù) M 兩橫梁之間 的縱梁區(qū)段數(shù) C 車架寬 為 2390 前后橋的距離為 14210mm a求極慣性矩1， 4， 6， 7，橫梁截面為 150 50 4； 2， 3， 5，橫梁截面為 150 4；縱梁截面為 350 100 10。 如圖 5 圖 5面圖形及尺寸 矩形（ 5 截面中最大厚度 W ， （ 5 其中 K， 查 新編非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計手冊 表 4 h/b 1 2 3 4 6 8 10 10 K 圖知，本設(shè)計所有的截面矩形 h/b10,所以 K=32137641 8 0 8 3)1 4 250(43 3 2 43213532 4 4 6)142150(2 43213 1 7 6 4 9 0)3 3 01 0 02(103 3 ( 運車箱體設(shè)計 20 7 1 0 7 4 4 kn 0 0 01 7 6 4 9 02390 22 b求扭矩 將上面求出的極慣性矩代入（ 5： 61167111 0 7 31 4 2 1 01 9 5 0 0 02所以 ： 67641 k 72532 4 4 3 6 4 9 3 所以 ： 8m a x 31 7 6 4 910/ 所以最大 扭轉(zhuǎn) 應(yīng)力為 M P 31 7 6 4 9/8m a xm a x ， 沒有超 出了材料的強度限值，因此 車架剛度符合要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 第六章 側(cè)圍總成設(shè)計 圍的結(jié)構(gòu)設(shè)計 側(cè)圍相當(dāng)于汽車車身，是汽車三大部分之一，車身可以定義為裝在底盤上的建筑性結(jié)構(gòu)。 它主要的功能讓運輸?shù)呢浳锩馐茱L(fēng)霜雨雪等惡劣自然環(huán)境的影響和毀壞。車箱骨架 設(shè)計 成矩形 ， 門框，各立柱之間的 相互 平行 。結(jié)合總體設(shè)計和上桁架設(shè)計，車身 框架 由兩頂橫 梁和六根立柱焊接在車架上構(gòu)成。 車身設(shè)計有六根立柱總成和三根活動滑塊支撐管總成，目的是支撐上桁架， 頂橫梁上裝有 頂蓬結(jié)構(gòu)，箱后設(shè)計了爬梯，整個側(cè)圍由側(cè)圍板外包，其中設(shè)計了五扇門。結(jié)構(gòu)如圖 6 圖 6圍結(jié)構(gòu)示圖 柱設(shè)計 立柱是車箱的骨架，支撐著整個車箱，使其不得變形，毀壞。所以它必須滿足強度和剛度要求。由于車箱設(shè)計了車門，所以設(shè)計了門立柱來固定車門。 由于上桁架分為三段，所以我們設(shè)計了六個立柱總成，每段上桁架由四根立柱支撐 。為了加強它的強度，設(shè)計了三 根 支撐桿，上面有活動調(diào)節(jié)滑塊 。 第四，第五，第六根立柱設(shè)計液壓裝置，液壓缸在其立柱內(nèi)，由油缸上下支座總成 連接，結(jié)構(gòu)如圖 6 運車箱體設(shè)計 22 圖 6一 立柱總成 圍板的選定 根據(jù)同行比較， 側(cè)圍板選用 結(jié)構(gòu)如圖 6 圖 6圍板 技術(shù)要求為： a. 零件應(yīng)平直，不得有扭曲現(xiàn)象。 b. 未注壓制圓角為 c. 未注公差尺寸的極限偏差按 梯的設(shè)計 由于本課題設(shè)計的轎運車 具有廣泛的兼容性 和 多功能性 ， 所以 在車箱后端設(shè)計了爬梯，方便車箱裝載貨物。爬梯結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 圖 6梯結(jié)構(gòu)示圖 門的選定 車箱車門共五副，兩邊四副對稱，一邊兩個，一大一小，后面 為 后門，運輸轎車時沒有太大的作用，設(shè)計目的是空車 返 回時可以變成大型的貨車運輸貨物，使其充分利用 ，提高經(jīng)濟效益。即其變?yōu)?多功能性 ，從而 具有廣泛的兼容性 ,滿足用戶的多種需求。 五副車門均為外購 。 結(jié)構(gòu)如圖 6 圖 6門 蓬的設(shè)計 車身沒有設(shè)計上 蓋，設(shè)計了頂蓬，由十六根蓬桿骨架加油布組成。目的是節(jié)約材料，方便裝載貨物，透氣性好，下雨時還可以瞬速排水，天氣好時可以擋太陽。蓬桿骨架 結(jié)構(gòu)如圖 6示 ： 圖 6桿骨架 輪架的設(shè)計 在側(cè)圍橫梁 2上設(shè)計了三套滾輪架 ，目的是把其 作 為定滑輪，改變力的方向，而這個力就是讓上桁架放在最高點，使車箱空間最大，充分利用，從而體現(xiàn)了它的多功能性。如圖 6 運車箱體設(shè)計 24 圖 6輪架 箱的技術(shù)要求 a. 車箱骨架應(yīng)成矩形，對角線差不大于 3 b. 門框，各立柱之間的平行度公差為 3 c. 骨架上表面平面度 不大于 為 3 d. 焊接采用 允許有氣孔 、 夾渣 、 未焊透等缺陷。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 結(jié) 論 課題 設(shè)計 的主要內(nèi)容 是進行車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計，車架的設(shè)計計算，側(cè)圍的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其它零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度校核 。 配合總體設(shè)計，得出原始參數(shù)，計算推導(dǎo)出車 箱 的其它參數(shù) 。 力求零 件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化 ； 考慮使用條件的復(fù)雜多變，保證裝載的車輛安全，且車輛上、下 裝載 方便，掛車與牽引車的連接方便，車架便于維修、調(diào)整，盡量使用通用件，以便降低制造成本 。 多功能 轎運車 的特點概括起來有以下幾個方面 : 該車具有廣泛的兼容性 ,滿足用戶的多種需求。 采用桁架結(jié)構(gòu) ， 將傳統(tǒng)的車架變成多“梁”分擔(dān)載荷的結(jié)構(gòu)形