課題名稱4噸貨車車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)的是輕型載貨汽車的車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為能順利地完成本次設(shè)計(jì)，通過查閱相關(guān)的書籍和資料，以及經(jīng)過實(shí)地的了解，對相關(guān)的車型進(jìn)行了一系列的分析，結(jié)合書本相關(guān)的知識，并通過網(wǎng)上對符合要求汽車的選擇，確定最終的設(shè)計(jì)方案。本次車架設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選用邊梁式車架，車架寬度并確定為前后等寬型車架，橫梁截面選用槽型，并采用焊接的方式將其橫梁與縱梁連接起來。在此次設(shè)計(jì)中，運(yùn)用材料力學(xué)等知識，對縱梁的剪力與彎矩進(jìn)行計(jì)算，并畫出相應(yīng)的剪力圖與彎矩圖，以及對縱梁的彎曲應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算并校和等。關(guān)鍵詞：邊梁式車架、前后等寬型車架、剪力、彎矩AbstractThisdesignislighttruckframestructuredesign.Inordertosuccessfullycompletethedesign,throughconsultingrelevantbooksandmaterials,aswellasthroughthefieldunderstanding,aseriesofanalysisoftherelevantmodels,combinedwiththeknowledgeofbooks,andthroughtheInternettomeettherequirementsofthecarselection,todeterminethefinaldesignscheme.Theframedesignofthestructureoftheselectionofsidebeamframe,framewidthanddeterminethefrontandrearequalwidthframe,beamsectionselectiongroove,andtheuseofweldingtoconnectthebeamandthelongitudinalbeam.Inthisdesign,theknowledgeofmaterialmechanicsandsoonisappliedtocalculatetheshearforceandbendingmomentofthelongitudinalbeam,drawthecorrespondingshearforcediagramandbendingmomentdiagram,andcalculateandcorrectthebendingstressofthelongitudinalbeam.Keywords:sidebeamframe,frontandrearequallywideframe,shearforce,bendingmoment目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 緒論1.1概述汽車作為一種交通工具進(jìn)入了我們的生活。車架，是我們所熟知的一個(gè)重要汽車部件，它起著非常重要的作用。打個(gè)比方，如果汽車是一間平房，則車架就是這個(gè)“房子”支承的房梁。車架支撐著一些部件的有關(guān)機(jī)件，例如：發(fā)動機(jī)離合器、變速器、轉(zhuǎn)向器、非承載式車身和貨箱等相關(guān)機(jī)件。當(dāng)汽車行駛在不正常的路面上時(shí)，所承受的負(fù)載荷會比平常通過正常的路面上增加許多，甚至產(chǎn)生的力會對車架具有一個(gè)扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形的力。產(chǎn)生的這種力會影響汽車的正常使用。為保證車架正常使用，使汽車能夠完成它的工作。車架應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度，保證在車架能適應(yīng)各種各樣的道路，并在路上面讓汽車駕駛員安全的運(yùn)行。足夠的剛度保證汽車在行駛的過程中車身變形最小或保持不變。不然會造成汽車在行駛的過程中車架變形對駕駛?cè)藛T的人身安全產(chǎn)生危害。足夠的強(qiáng)度保證車架有足夠的使用壽命。隨著人們對交通工具需求的越來越高，對它了解越來越全面，所以我們知道得更多。本次設(shè)計(jì)是對輕型載貨汽車車架的設(shè)計(jì)，分析選擇合適的車架來完成此次設(shè)計(jì)的目標(biāo)。隨著汽車在我們的生活中越來越普及，生活質(zhì)量的提高，人與人之間見面的機(jī)會越來越高，所以種種的原因造成了汽車得到了迅速地發(fā)展。我們對汽車有了更高的要求，而對汽車的設(shè)計(jì)要求也越來越高。從一開始的能夠完成代替步行的要求到對為汽車更美觀、更安全的因素考慮發(fā)展。車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改變是汽車發(fā)展的一個(gè)瓶頸。只有將這一個(gè)問題解決了，車架的發(fā)展才會有進(jìn)步，否則就會停滯不前。汽車行業(yè)激烈的競爭，促使對汽車的設(shè)計(jì)也越來越嚴(yán)格，在有限的材料下完成對車架的工藝制造設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)對其技術(shù)人員來說難度越來越高。隨著我國的發(fā)展不再是從前的犧牲環(huán)境發(fā)展經(jīng)濟(jì)以及不可再生資源的進(jìn)一步消耗，促使了人們響應(yīng)國家的號召慢慢的轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂眯履茉雌?。對載貨汽車車架優(yōu)化，對于汽車的發(fā)展起到了推進(jìn)作用。研究新的汽車車架材料，不僅可以減輕其車架的質(zhì)量，還可以有效的減少其整備質(zhì)量。也進(jìn)一步滿足了大眾越來越喜歡質(zhì)量輕的汽車的要求。因此，既要考慮汽車在行駛的過程中車架能承受在其過程中所受到的載荷，確保車架不會發(fā)生彎曲和變形，進(jìn)一步影響到乘車人員的安全，又要符合所制造的工藝要求。要考慮到車架的輕量化，減少汽車的能源消耗，保證車架具有足夠的合理可靠性和一定的使用壽命。在車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性要求上，對其車架的布置也應(yīng)具有相應(yīng)的合理性。車架布置的不合理性則會影響到汽車的性能，可能會使其安裝在上的部件發(fā)生相互干涉，影響車架的使用壽命。若影響著汽車在行駛中的通過性的原因是其車架布置太低；若影響著汽車在行駛過程中的穩(wěn)定性的原因則是車架布置得太高造成的。容易發(fā)生事故，對駕車人員造成身體和心靈上的傷害。因此，對車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常有必要的。通過此次課題的設(shè)計(jì)，讓我們運(yùn)用我們所學(xué)的知識對材料進(jìn)行分析判斷和合理的選擇，對車架的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了合理的選擇。對車架的強(qiáng)度校核進(jìn)一步檢驗(yàn)了我們自身所學(xué)的知識基礎(chǔ)是否扎實(shí)，理解所學(xué)知識的程度，提高了我們結(jié)合實(shí)際運(yùn)用所學(xué)知識對生活中的問題提出解決方案的能力，提升了自身的實(shí)踐動手能力和綜合能力。也為我們畢業(yè)步入社會打下一定的基礎(chǔ)。因此一定會按照老師所布置的要求認(rèn)真完成本次對車架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。1.2車架發(fā)展歷程及未來展望縱觀歷史，任何一個(gè)事物的發(fā)展不可能一開始就是一帆風(fēng)順的，總要經(jīng)歷無數(shù)的困難與挫折。鋼骨車架我們早已不再使用在汽車的車架上。但車架的發(fā)展一始就是使用這種車架的。在初期，汽車上的車架而使用鋼骨梁柱作為其支撐的部件，因而被冠與鋼骨車架這個(gè)名字。所謂的鋼骨車架就是在兩根平行的主梁上添加左右兩邊相接的副梁而成。這種車架結(jié)構(gòu)看起來很簡單，但其有著特殊的結(jié)構(gòu)，就是這種鋼骨車架的車體與車架是兩個(gè)獨(dú)立的構(gòu)造，與我們現(xiàn)在所使用的車架不同，這也使得車架更加輕量化。這種結(jié)構(gòu)也使車架具有一定的剛度。重量輕便的車架被跑車廠商發(fā)現(xiàn)，這也使得在跑車上得到了運(yùn)用。早期的法拉利與蘭博基尼也采用了這種設(shè)計(jì)。但這種鋼骨車架缺點(diǎn)是：需要很多接點(diǎn)使主梁和副梁相銜接，這樣所做出來的形狀就是一個(gè)籠狀構(gòu)造，且這個(gè)結(jié)構(gòu)不能騰出一定的空間，也因制造復(fù)雜，浪費(fèi)大量的材料使用在焊接上，所以不利于大量生產(chǎn)，更不能滿足四門房車需要空間的要求。引擎室、車廂以及行李廂三體為一,使其組成一個(gè)整體，這種結(jié)構(gòu)就是一開始的單體車架。而這種單體結(jié)構(gòu)的車架的優(yōu)點(diǎn)為：1.能便于大規(guī)?；a(chǎn)。2.有利于模組化的運(yùn)用。由于這種車架能夠模組化的運(yùn)用，這樣就可以使用在不同種汽車類型上，因此也可以減少了資金的消耗。由于單體車架的共用性使得各個(gè)汽車廠商使用自己的技術(shù)來改變車架的外形以及改進(jìn)材料的不同來區(qū)別與其他汽車的異同性，各個(gè)廠商所設(shè)計(jì)的車架還保留著輕量化的這個(gè)特性。在上個(gè)世紀(jì)，鋁合金因質(zhì)量比鋼鐵輕這一性能被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域上。在汽車領(lǐng)域上也在使用這種材料，這也造成了在車架上使用的一種熱門的工業(yè)材料。但鋁合金的缺點(diǎn)就是使用在車架強(qiáng)度上卻比鐵質(zhì)車架強(qiáng)度差，為了使強(qiáng)度與鐵質(zhì)強(qiáng)度相近，就要增加使用的量。但增加鋁合金使用的量則會使車架的總重超過鐵質(zhì)車架，這樣一來則違背了輕量化的原則。鋁合金制的車架輕度與強(qiáng)度兩個(gè)性能二者只能取其一，不能同時(shí)保留。因此，鋁合金車架也沒能成為汽車行業(yè)所使用材料的主流。在車架使用的材料上，還會采用碳纖維材料做成車架。碳纖維的材料在我們?nèi)粘５纳钪泻艹Ｒ?。但采用碳纖維材料做成的車架則會增加了制作的費(fèi)時(shí)與費(fèi)力，增加了車架制造的成本。因而只有一小部分昂貴的跑車上使用，未能普及到一般市面上的汽車上。盡管鋁合金材料的車架未能汽車行業(yè)的主流，但給汽車廠商提供了一個(gè)更好的方向，若單一材料的車架不能滿足設(shè)計(jì)者的要求，何不將幾種材料結(jié)合起來，使其具有各個(gè)材料所擁有的優(yōu)點(diǎn)。因此，越來越多的汽車廠商開始使用了鋼鐵材料與鋁合金板件材料結(jié)合起來使用所設(shè)計(jì)出來的車架。這樣一來，既能讓所制造的車架能具有足夠的強(qiáng)度，同樣也達(dá)到了輕量化的目的，也使車架的研發(fā)成本少于碳纖維制的單體車架。車架剛度要求的重要性自從上個(gè)世紀(jì)末起，開始得到了越來越多人的重視。對車架和車體的全面強(qiáng)化，使得汽車制造商所設(shè)計(jì)出來的車架能夠在發(fā)生事故時(shí)能夠保證車內(nèi)的乘員的安全和貨物的完整性。當(dāng)車架的剛度得到了保障，就要對其車架和車體進(jìn)行改進(jìn)完善。對車體的完善，制造商想出來了許多措施，例如：改變了板件的厚度、各輔助梁的增設(shè)等方式來提高車架的性能。但這種設(shè)計(jì)并不全是優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)完善時(shí)所給車架增加的復(fù)件卻增加了車架本身的質(zhì)量。這樣一來，造成的后果就是歐、美、日國等許多市汽車的重量比起10年前、20年前增加不少。隨著科技的快速發(fā)展，現(xiàn)在為了保證車架的剛性，都會設(shè)計(jì)出各種各樣的形式，還有些車廠會使用計(jì)算機(jī)計(jì)算出汽車的剛性需求，經(jīng)過了大量時(shí)間的改進(jìn)，車架逐漸演變?yōu)槲覀內(nèi)粘Ｋ姷慕Y(jié)構(gòu)形式。隨著改革開放給我們帶來的改變，我們的時(shí)代正進(jìn)行劇烈的改變，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，給我們的傳統(tǒng)行業(yè)帶來了巨大的沖擊，就連汽車行業(yè)也不例外。而我國也開始重視環(huán)保、低能、環(huán)境安全的問題。漸漸地出現(xiàn)了新能源汽車這一類型的汽車。未來的技術(shù)，汽車也必將朝著輕量化、智能化、環(huán)?；姆较蚋淖儯磥砦覀円矊⒁詣?chuàng)造者的身份，創(chuàng)造出未來的汽車時(shí)代。2方案設(shè)計(jì)2.1車架設(shè)計(jì)要求現(xiàn)階段的車輛大多都是使用的以車架作為汽車骨架，是作為汽車的承載基體，安裝著汽車大部分的總成。車架的作用就是支承連接汽車的各零部件，如發(fā)動機(jī)、離合器變速器等，保證著各總成相對正確的位置。它還要并承受著來自車內(nèi)外的各種載荷。在設(shè)計(jì)的過程中，也對車架提出者越來越高的要求。為了能讓車架發(fā)揮這它應(yīng)有的功能，在設(shè)計(jì)的過程中，需要對車架提出嚴(yán)格的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)做到強(qiáng)度和剛度滿足要求，還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、重量輕。車架的強(qiáng)度與剛度合適則保證汽車在行駛的過程中不會讓車架產(chǎn)生損壞，影響車架的正常使用壽命。再者，汽車車架還需要滿足各個(gè)部件的合理裝配，保證汽車在行駛過程中的安裝位置互不影響。若安裝得不合理則會出現(xiàn)噪聲與振動，影響駕駛?cè)藛T的行車舒適性。由此可以得到了最初的設(shè)計(jì)要求。首先，為了能讓車架在各種復(fù)雜的條件下能正常發(fā)揮著作用，保證車架在使用的過程中不因所承受的力而發(fā)生破損，影響車架的正常使用壽命，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。則需要在設(shè)計(jì)的過程中要求其有足夠的強(qiáng)度，不因在汽車長途旅途的途中發(fā)生疲勞破壞。若車架的強(qiáng)度不足時(shí)，則會使車架因此而產(chǎn)生疲勞破壞，使車架減少其在汽車中的使用壽命，影響車架的正常工作。其次，保證車架的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲強(qiáng)度。因?yàn)檩d貨汽車會經(jīng)常行駛在復(fù)雜的路面上。汽車在復(fù)雜的路面行駛中，車輛受到路面及自身所產(chǎn)生的各種載荷。且力也會根據(jù)不同的情況而改變。汽車在各種復(fù)雜的受力情況下，足夠的彎曲強(qiáng)度保證了汽車的正常功能的使用。不會因各種配件產(chǎn)生彎曲而發(fā)生事故，或者讓汽車失去了行駛的能力，這樣也保證了駕駛?cè)藛T的安全問題。扭轉(zhuǎn)剛度的提高保證了汽車在工況不好的路面上行駛能力得到了提高，這就使得整車能夠更加安全的通過各種各樣復(fù)雜的路面。在保證汽車車架能滿足前提要求的前提下，讓車架輕量化，既能保證汽車整車質(zhì)量減少，又能減少汽車所消耗的材料，降低汽車的燃油消耗。也能降低了汽車的重心高度，有效防止汽車發(fā)生側(cè)翻，進(jìn)一步保證人員的生命安全。車架的輕量化有利于減輕自身整車的總質(zhì)量，來提高汽車的有效載重。若車架自身的重量較重，則會消耗更多的鋼板。最后，當(dāng)上述的要求都能滿足的時(shí)候，車架與零件的合理裝配，才能在很大的程度上提高了汽車的有效載重。2.2車架主要結(jié)構(gòu)形式2.2.1邊梁式車架邊梁式車架，與我們在日常生活中常見的梯子在形狀上有多的相似性，都是由幾根橫梁與縱梁組成的。而梯子的橫梁與縱梁是支撐著我們踩在上面時(shí)不會掉下來，車架的橫梁與縱梁則是支撐安裝在上面的部件不會發(fā)生脫落。該車架一般是由鉚接法或焊接法將橫梁與縱梁連接組成一個(gè)整體。邊梁式車架的縱梁一般通常采用低合金鋼版沖壓而成，它的斷面形狀一般為槽型，縱梁斷面也有不同與槽型的，有的做成箱型或做成Z型，還有工字型與X型等其他型面。橫梁一般也用鋼板沖壓成槽型。為了增加車架的抗扭剛度，有時(shí)橫梁也會采用管型或箱型斷面的斷面形狀，來讓車架擁有足夠的抗扭剛度。橫梁不僅用來保證車架的扭轉(zhuǎn)剛度，還要承受來自縱向的載荷，以及支承汽車上的主要部件。邊梁式車架的形式有許多種類，例如前窄后寬型車架，也有前寬厚窄型車架，以及前后等寬型車架。邊梁式車架的幾種類型，滿足了汽車產(chǎn)商在使用時(shí)，則會根據(jù)實(shí)際情況對汽車選擇合適的類型。由于邊梁式車架看起來結(jié)構(gòu)很簡單，這也進(jìn)一步說明了這種結(jié)構(gòu)比較方便安裝部件。例如安裝上面的駕駛室、車廂及一些特種裝備和布置總成。而根據(jù)這種車架結(jié)構(gòu)簡單這一特點(diǎn)，這種車架進(jìn)一步改裝成變形車和發(fā)展多品種汽車這兩種方向。由于邊梁式車架擁有著上述的優(yōu)點(diǎn)，因此，這就使得邊梁式車架被廣泛應(yīng)用在載貨汽車、越野汽車、特種汽車和用貨車底盤改裝而成的大貨車上，邊梁式車架在輕、中型客車上也有所采用，也有一部分采用在轎車上。圖2-1邊梁式車架X型車架是脊背式車架基礎(chǔ)上的一種改良式車架。這種車架與邊梁式車架不同的是X型車架由兩根縱梁及X型橫梁組成。由于橫梁的形狀為X型，因此該車架被稱為X型車架。其中X橫梁能將邊梁式車架中的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閺澗?。X型車架是在脊背式車架的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，這種車架中間很窄，可以看出剛性很好，能夠提高車架的扭轉(zhuǎn)剛度，相比較于又短又款的車架，它的效果十分明顯，可是這種車架往往適用于轎車。并且這種效果對于那種短而寬的車架來說，是最明顯的。因此，X型車架大多用于橋車上。周邊式車架，車架中部加寬，不設(shè)橫梁，其主要件常用封閉形斷面。這種車架的寬度設(shè)計(jì)成這樣受到了種種要求的限制。在這個(gè)車架前端寬度上取決于前輪的最大轉(zhuǎn)角，中部的寬度取決于車身門檻梁的內(nèi)壁寬，后端的寬度取決于后輪距。因此該車架各部分都有其相關(guān)的參數(shù)所影響。因此這種車架的寬度設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是：其車架的中部較低平，這降低了汽車重心的高度，大幅度的提升了行車的穩(wěn)定性和舒適性。常常被運(yùn)用于高級橋車以及客車上。2.2.2中梁式車架中梁式車架結(jié)構(gòu)相比與邊梁式車架的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)少了一根縱梁，只有一根縱梁連接車架上的橫梁，且形狀相比于邊梁式車架，其形狀開口為不閉合，而邊梁式車架開口為閉合的。中梁式車架的斷面形狀可以分為許多種，管型、槽型或箱型等形狀。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的過程中，管型的中梁比較常用，因此在汽車的中梁式車架中管型應(yīng)用較為廣泛。該車架的中梁前端做成伸出支架，這用來固定發(fā)動機(jī)。而中梁的尾端通常用來固定主減速器殼。中梁式車架的斷面形狀是管型的存在著許多優(yōu)點(diǎn)。它相對其他的斷面形狀有較好的扭轉(zhuǎn)剛度還有較大的前輪轉(zhuǎn)向角，前輪轉(zhuǎn)向角在一定程度上越大越能防止汽車產(chǎn)生跑偏的現(xiàn)象發(fā)生，降低在此過程中的噪音、提高駕駛?cè)藛T的舒適性。該車架相對于其他同噸位的載貨汽車的車架相比，中梁式車架相對于其他的車架更加輕量化，且整車的質(zhì)量更小。同時(shí)該車架質(zhì)心較低，故該汽車行駛穩(wěn)定性更加好。車架的強(qiáng)度和剛度較高。該車架的脊梁還能起到封閉傳動軸的防塵罩作用。但因該車架的強(qiáng)度和剛度較高，則造成了車架的制造工藝更加復(fù)雜，設(shè)計(jì)的精度要求更加高。設(shè)計(jì)要求上更加嚴(yán)格，才能支撐該汽車即使在路面不好的情況下依舊保持有更好的舒適性和穩(wěn)定性。還由于該車架總成安裝困難，維護(hù)修理不方便，應(yīng)用較少，因此該結(jié)構(gòu)的支架采用于某些轎車以及小型貨車上。雖然存在著許多的優(yōu)點(diǎn)，但還是不能大規(guī)模使用。圖2-2中梁式車架2.2.3綜合式車架綜合式車架被設(shè)計(jì)成邊梁式和中梁式車架的融合，吸取了兩種車架各自的特點(diǎn)，通常把它的前端設(shè)計(jì)成邊梁式，而他的后部分則設(shè)計(jì)為了中梁式，由于有著兩種形式的車架特點(diǎn)，它的邊梁能夠裝配發(fā)動機(jī)，而懸伸出來的支架就像中梁式一樣可以將車身牢牢的固定，這用車架也可以歸屬于中梁式的一種變形。綜合式車架的種類也有很多，近幾年出現(xiàn)了桁車架，IRS型車架，平臺式車架以及半車架。桁車架由鋼管焊接組合，多用于競賽汽車和特種汽車，平臺式車架則是把車身中的底板分出，使得車架與底板能夠組成一個(gè)整體，車身用螺栓拉來連接，IRS車架被運(yùn)用于高級轎車，車架前后部分用鉸鏈連接，后驅(qū)動橋總成被裝配在后車架上，用萬向節(jié)來連接半軸和驅(qū)動輪，后獨(dú)立懸架連接在后車架，這樣提高了車輛平順性。半車架的問世，也是輕量化的體現(xiàn)，可以大大的減少車架的質(zhì)量。因此，綜合式車架一般大多在轎車上使用。隨著車架結(jié)構(gòu)形式變化的多樣性，復(fù)雜性，衍生了許多的車型來滿足各種車型的需要。例如平臺式以及衍架式等。圖2-3綜合式車架2.2.4承載式車身承載式車身是一種針對大型車輛提出的一種車架結(jié)構(gòu)。該車身是由多根車架拼接而成一個(gè)既大型又堅(jiān)固的車身。它通過分析各機(jī)件來確定各機(jī)件的合理位置，將各個(gè)部件合理的進(jìn)行拼接與安裝，讓車身能夠承受住所有對車身沖擊的載荷，因此，這也被稱為無車架結(jié)構(gòu)的車身或是非承載式車身。由于是由多跟車架拼接而成，使得這類車對其金屬結(jié)構(gòu)的要求很高，需要足夠的強(qiáng)度與剛度，能夠滿足支承載荷的沖擊。因此這類車身對輕型汽車來說能夠適用。但對于載貨汽車來說達(dá)不到其滿足的要求，所以這類車架結(jié)構(gòu)不能作為載貨汽車的車架結(jié)構(gòu)。2.2.5副車架副車架并非一個(gè)完整車架，它可以被看作前后車橋的核心，也是組成前后車橋的一部分，支撐著前后車橋，懸掛的支架，讓車架和懸掛能夠與正車架連接，副車架能夠減少車輛行駛時(shí)發(fā)出的振動，也能夠最大程度消除行駛過程中產(chǎn)生的噪音，但是副車架常常用在高級轎車和越野車上，更有些車輛會在引擎上裝載它。傳統(tǒng)的承載式車身沒有副車架，自從副車架問世后，承載式車架也會在前后西懸架上裝載一個(gè)副車架，可以構(gòu)成一個(gè)車橋總成。副車架的優(yōu)點(diǎn)在于，可以提高懸掛連接的剛度，并且減少振動，提高舒適性，由于懸掛變成配件，所以懸掛的通用性被極大的提升，降低了制造資金消耗，由于總成配件裝配方便，所以可以降低成本，但是副車架會增加整車的質(zhì)量，即使使用鋁合金，仍然會加大制造的成本，由于質(zhì)量增大，重心高度便會上升，使得行駛穩(wěn)定性不好，操縱桿降低。對于安裝著副車架的汽車來說，它能夠帶來很好的懸掛連接的剛度，也因其能夠阻隔噪聲與振動特性，它為汽車提供了良好的舒適性。把懸掛變成了總成部件，提高了懸掛的通用性，還能降低研發(fā)成本。將其變成總成部件，也使安裝變得方便起來，還能降低了裝配的成本。但其對安裝了副車架的汽車來說，龐大的副車架會增加了汽車自身的重量，雖然可以將副車架所使用的材料換成鋁合金材料，這樣可以減少汽車自身的重量，但使用鋁合金材料增加了汽車自身的成本。副車架的使用，也降低了有效的載重，降低了汽車行車的穩(wěn)定性，造成操縱感不舒適。因此，副車架的采用地方很少，只有在賽車上很少采用。由于本次設(shè)計(jì)的是輕型載貨汽車的車架，因此根據(jù)輕型載貨汽車的特點(diǎn)，選用邊梁式車架，因其結(jié)構(gòu)簡單，有良好的可靠性，能用在貨車和客車上。邊梁式車架有著許多的優(yōu)點(diǎn)。3.方案設(shè)計(jì)3.1方案分析本次方案設(shè)計(jì)為輕型載貨汽車車架，為了保證載貨汽車車架的各部件能夠合理的布置在縱梁上，需要對車架各個(gè)部件進(jìn)行分析確定。我們需要確定車架的寬度，縱橫梁的基本形式，還有縱橫梁的連接方式與形式，最后會有加強(qiáng)板的放置安排，對于完成本次設(shè)計(jì)，所參考的數(shù)據(jù)如下：所參考的車型為：解放J6F重載版165馬力4.21米單排廂式輕卡圖3-1車型參考數(shù)據(jù)驅(qū)動形式4X2軸距3300mm箱長4.2米后橋速比4.875車身長度5.998米車身寬度2.42米車身高度3.38米輪距前輪距：1706mm；后輪距：1658mm整車質(zhì)量2.805噸額定載重1.495噸總質(zhì)量4.495噸最高車速110KM/h接近角/離去角21/17度前懸/后懸1.155/1.543米前橋允許載荷1850KG后橋允許載荷2645KG扭矩560N·m最大輸出功率121KW3.2車架寬度的類型載貨汽車車架的寬度是左、右縱梁腹板外側(cè)面之間的寬度。且寬度的最值有著種種因素的限制。而我國對貨車車架的寬度有著明確的規(guī)定：整車的寬度不得超過2.5m。根據(jù)載貨汽車的特性，載貨汽車運(yùn)輸著物品，且行駛在路面條件不好的路面上。因此，對于車架的強(qiáng)度和剛度都有著嚴(yán)格的要求。其次載貨汽車使用的復(fù)雜性，這也表明了該車架需要有較高的性價(jià)比，而且便于維修。再者，載貨汽車在行駛的過程中，車架所受到路面對其產(chǎn)生的應(yīng)力，而產(chǎn)生的應(yīng)力會集中在載貨汽車車架的后端，因此，選擇車架時(shí)則考慮承受應(yīng)力的大小。綜上所述，所選用的是廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車和客車上的邊梁式車架。而邊梁式車架則有著三種形式。3.2.1前窄后寬型車架這種形式的車架往往適用于前輪轉(zhuǎn)向角較大的車輛，前輪轉(zhuǎn)向角與車架寬度之間有沖突時(shí)，我們就可以選用此種車架，前窄后寬車架能夠最大程度的增大車輛的前輪轉(zhuǎn)向角，前端的縮小能夠給轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向操縱桿留出很大的空間，于是就能夠給予前輪轉(zhuǎn)向時(shí)最大的角度。選用這種車架類型則可以解決車輪前輪轉(zhuǎn)向所需要的空間與車架總寬之間的矛盾。此結(jié)構(gòu)主要適用于輕型汽車、微型汽車以及轎車上。3.2.2前寬厚窄型車架由于種種要求的限制，重型載貨汽車的后軸載荷較大，車輪尺寸的增加，同時(shí)為了確保能夠安置所需空間較大的柴油機(jī)，鋼板彈簧寬度的改變，以及載貨汽車車輪尺寸的改變，而經(jīng)常需要將前輪轉(zhuǎn)向角減少，以便讓汽車總寬在公路標(biāo)準(zhǔn)的2.5m內(nèi)。因此，由于種種原因限制，重型載貨汽車而采用前寬厚窄型車架。3.2.3前后等寬型車架前后等寬的車架結(jié)構(gòu)能夠提高汽車的使用壽命，且車架的兩根縱梁所受的力分散，應(yīng)力分布平均。而且該類型車架結(jié)構(gòu)簡單，所需的制造工藝相對于簡單，加工方便，適用于輕型載貨汽車的要求。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，我設(shè)計(jì)的是輕型載貨汽車，額定載重為1.495噸，為了簡化制造工藝，則選用前后等寬型車架。綜合上述分析，選取前后等寬型車架，車架寬度為850mm。3.3車架縱梁形式類型車架是汽車中最重要的承載部件，而車架縱梁又是其中的關(guān)鍵零件之一，縱梁在汽車上起到了重要的承載作用。車架的縱梁結(jié)構(gòu)，一方面要保證其所發(fā)揮的作用，另一方面則要滿足整車總體布局的要求，同時(shí)形狀應(yīng)盡量簡單，以簡化其制造工藝。載貨汽車車架縱梁的形狀上翼面可以是平直的，也可以是彎曲的。當(dāng)縱梁上翼面是平直時(shí)，這可以讓載貨汽車的貨箱底板是平整的，且這樣的縱梁制造工藝比較簡單，因此大多數(shù)載貨汽車的車架都會采用這種形式。當(dāng)縱梁上翼面是彎曲時(shí)，車架縱梁部分的區(qū)段會降低，且地板的高度也會相應(yīng)降低。這種設(shè)計(jì)改善了載貨汽車整車的穩(wěn)定性。但這種縱梁的制造工藝就會變得更加復(fù)雜，因此此種結(jié)構(gòu)在轎車、微型汽車、以及公共汽車和部分輕型載貨汽車上采用。綜上所述，縱梁上翼面選用平直的，中部斷面一般較大、兩端較小，與所受彎矩相適應(yīng)，且制造工藝簡單。3.3.1車架縱梁截面形狀載貨汽車車架縱梁截面形狀有許多種，例如槽型、工字型、X型、Z型、箱型以及管型等多種形狀。如圖3.2。在為車架選擇截面形狀時(shí)，為了使縱梁各斷面處的應(yīng)力接近，能改變梁的高度，讓中部斷面高、兩端的斷面低。因此，本次設(shè)計(jì)所選擇的是載貨汽車車架縱梁截面為槽型截面。所選用槽型截面的理由為：槽型截面它有較好的抗彎強(qiáng)度，其加工工藝性好，結(jié)構(gòu)緊固且制造簡單方便，以及槽型截面方便安裝汽車的各種部件。因此，槽型截面是應(yīng)用最為廣泛的一種截面。但該截面也存在著缺點(diǎn)，該截面的抗扭性能較差，不能滿足載貨汽車車架所需要的性能。若增大槽型截面斷面的高度也可以降低車架縱梁抗彎應(yīng)力，但所造成的后果就是汽車的質(zhì)心高度會增加。而另一種方法是可以增加上、下翼面的寬度，這也可以提高縱梁的抗彎強(qiáng)度，但抗彎強(qiáng)度值的增加會受到發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)部件布置的限制。因此，考慮綜合上述所有因素的影響，選取合適的高與寬的比值，通常所選用縱梁斷面高與寬的比值大多數(shù)為2.8-3.5之間。不同種車型裝配中，裝配質(zhì)量不同的車型，根據(jù)其實(shí)際情況，選用合理的高與寬的比值。根據(jù)本次設(shè)計(jì)所要求的，所做的輕型載貨汽車車架結(jié)構(gòu)的縱梁截面斷面選用為槽型截面，其上翼面形狀為平直的。圖3.23.4車架橫梁布置車架一般由縱梁與橫梁組成。車架的橫梁就是連接兩邊縱梁，使其成為一個(gè)完整的具有滿足所需要要求的一個(gè)框架。其中，橫梁的作用是用來保證車架具有扭轉(zhuǎn)剛度，使汽車能夠承受縱向載荷，以及支承安裝在車架上的部件。一般來說，載貨汽車車架會有5-6根橫梁，有時(shí)還會擁有更多的橫梁。一般來說，載貨汽車車架上的每一根橫梁都在起著不同的作用。由于所設(shè)計(jì)的輕型載貨汽車的車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此，在此設(shè)計(jì)中，所選用的橫梁根數(shù)為七根。而七根橫梁索所起的作用都是不一樣的。第一根橫梁由于安裝在車架的最前端，因此所受到的載荷是比較少的，則可以選擇一個(gè)常用的斷面形狀。第一個(gè)橫梁所選用的斷面形狀為槽型。由于第一根橫梁安裝在最前端，并且發(fā)動機(jī)也安裝在前端，為了讓發(fā)動機(jī)能夠正常工作，則需要對發(fā)動機(jī)進(jìn)行散熱，因此，第一根橫梁選用槽型可以支撐水箱，在第一根橫梁的中間開多個(gè)圓形孔，加速空氣的流通，讓空氣流動到發(fā)動機(jī)的底部，使其對發(fā)動機(jī)進(jìn)行散熱。車架的第二根橫梁是發(fā)動機(jī)的托架，其目的就是能夠讓安裝在這的發(fā)動機(jī)牢固的托住，因此該橫梁安排放在發(fā)動機(jī)的前端。第二根橫梁這樣安放也可以防止與第一根橫梁發(fā)生碰撞干涉，影響車架的使用壽命。第二根橫梁托住發(fā)動機(jī)，所以第二根橫梁的形狀為近似元寶的元寶梁，而設(shè)計(jì)成元寶梁的形狀其有著較好的剛度。還可以改善駕駛員的視野。車架的第三根橫梁設(shè)計(jì)斷面形狀也是槽型的。由于第三根橫梁位于駕駛室的下方，并且處在一個(gè)特別的位置。它也處在傳動軸中間軸的位置，所以該橫梁距離飛輪很接近。將這一根橫梁設(shè)計(jì)成上拱形的好處能夠保證不影響飛輪的安裝以及滿足能夠給傳動軸充足的空間跳動以及安裝的要求。車架的第四根橫梁斷面形狀也是采用槽型。而第四根橫梁安放在水箱的前端，由于水箱會對其車架產(chǎn)生一定彎曲拉伸力，為了減少水箱對車架所產(chǎn)生的彎曲拉伸力，可以在水箱前端安裝橫梁，此橫梁也可以起到一個(gè)固定水箱的作用。車架的第五根橫梁與第六根橫梁所安放的位置位于車架前后鋼板彈簧支架附近，這兩根橫梁所采用的斷面形狀也是槽型的。由于這兩根橫梁所處的位置，致使兩根橫梁收到較大的彎矩和應(yīng)力，而選用斷面形狀為槽型的橫梁具有一定的抗彎強(qiáng)度，能夠承受所受到的力，槽型橫梁的加工工藝比較簡單，結(jié)構(gòu)緊固且性能好，很方便在此基礎(chǔ)上安裝汽車的各種部件。因此，綜上所述，這兩根橫梁的斷面形狀選用槽型。車架的第七根橫梁的斷面形狀所選用的也為槽型。這一根橫梁起到安置的作用，作為汽車的備胎安置機(jī)構(gòu)，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，此橫梁也要承受各種各樣的力和力矩的作用。3.5車架橫、縱梁連接與固定方式確定當(dāng)對車架的橫梁與縱梁進(jìn)行選擇并確定后，還需要選擇橫縱梁的連接方式。車架的橫梁與縱梁的連接方式對車架的受力情況有很大的影響，其連接的方式可分為三種：（1）橫梁與縱梁腹板相連車架的橫梁與縱梁的腹板相連接這一種連接方式的制造工藝較為簡單，方便制造與更換。其連接方式不會讓縱梁出現(xiàn)較大的應(yīng)力，但這一種連接方式的連接剛度較差，不能承受住較大的拉力，因此，橫梁與縱梁腹板相連接一般采用在車架的橫梁上。（2）橫梁與縱梁腹板和任意翼緣同時(shí)相連同時(shí)與腹板與任一翼緣相連這一種連接方式制造工藝也較為簡單，它的連接剛度相對于上一種連接方式更強(qiáng)，因此所應(yīng)用的范圍也比上一種更加廣泛。但也存在著應(yīng)力的集中，后鋼板彈簧托架上所受的力通過縱梁會傳給后鋼板彈簧的前橫梁上，讓前橫梁承受的應(yīng)力的集中。為了減少應(yīng)力的集中，可以使載荷點(diǎn)往縱梁彎曲中心轉(zhuǎn)移，所以在設(shè)計(jì)鋼板彈簧托架時(shí)減少懸架其伸長度來解決這一個(gè)問題。當(dāng)偏心載荷較大的時(shí)候，則可以將該處縱梁做成局部閉口斷面來解決，還可以將橫梁穿過縱梁使其向外延伸，將載荷直接轉(zhuǎn)移傳到橫梁上這一方法。（3）橫梁與上、下翼緣同時(shí)相連橫梁同時(shí)與縱梁的上下翼緣相連接這種連接方式存在著剛性較好的加強(qiáng)角來支撐，這可以產(chǎn)生其良好的斜支撐的作用，使其整個(gè)車架的剛度增加，且不會因受壓力而產(chǎn)生翹曲產(chǎn)生在翼緣的外邊。因此會采用在橫梁與縱梁的連接上。但這種連接方式制造工藝較為復(fù)雜，不適合批量生產(chǎn)，且當(dāng)矩陣過大時(shí)，則會產(chǎn)生應(yīng)力過大的情況發(fā)生在縱梁翼緣上。產(chǎn)生這種情況的原因就是縱梁截面不能翹曲而產(chǎn)生的現(xiàn)象。當(dāng)確定好連接方式時(shí)，還需要將其接合在一起，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用。將橫梁與縱梁固定在原處，不讓其脫落。而車架橫梁與縱梁的固定方式有著三種最常應(yīng)用的三種緊固方式，如：鉚接、焊接以及螺栓連接等方式。（1）鉚接鉚接就是使用鉚釘連接兩件或兩件以上的工件。大部分車架都是由搭鐵板通過鉚釘連接的，通過鉚釘?shù)目辜羟辛κ蛊溥_(dá)到讓橫梁與縱梁腹板連接這一目的。鉚釘連接安裝后不易發(fā)生脫落，且制造工藝簡單，在生產(chǎn)線上能夠快速裝配，效率高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)高。鉚釘?shù)臄?shù)目及其分布對其剛度有著較大的關(guān)系。但由于鉚釘?shù)膹较蛄^小，不能使用在高剛材料上，也不能同時(shí)對多塊鋼板進(jìn)行鉚接，以免出現(xiàn)局部變形的現(xiàn)象。（2）焊接焊接能夠使其所焊的兩件或兩件以上工件牢固的連接在一起，不容易產(chǎn)生松動的現(xiàn)象，且焊接的工件具有足夠的強(qiáng)度與剛度。因此，在我們的日產(chǎn)生活中應(yīng)用得非常廣泛。但焊接的工件容易產(chǎn)生變形從而產(chǎn)生了較大的彎曲應(yīng)力。所以，對焊接師傅來說則需要很高的焊接技術(shù)。焊接主要在小批量生產(chǎn)或修理時(shí)采用。（3）螺栓連接螺栓連接就是由頭部和螺桿兩部分組成的緊固件與螺母配合，用來連接兩個(gè)帶有通孔零件的方式。螺栓連接最常用的地方是在某些特殊汽車上使用，由于其拆裝比較方便，因此可以直接進(jìn)行拆裝與互換在某些特種情況下。但螺栓連接使用的時(shí)間過久時(shí)，螺栓與螺母開始變得松動起來，甚至可能還會發(fā)生交通事故。因此，不會采用這種連接方式在汽車車架橫梁與縱梁的固定。在本次的設(shè)計(jì)方案中，橫梁與縱梁的連接方式大體的連接方式會采用焊接連接這種連接方式。3.6車架受力載荷分析眾所周知，載貨汽車靜止時(shí)與行駛在路面上時(shí)，所承受的載荷都是不一樣的，且運(yùn)動狀態(tài)下載荷要比靜止時(shí)要多得多。最常見的為垂直靜載荷、對稱垂直動載荷、斜對稱動載荷以及其他載荷。垂直靜載荷包括為車架上各個(gè)配件的載重以及汽車的有效載荷，所以，這些載荷會對車架產(chǎn)生影響，使其產(chǎn)生彎曲變形。對稱垂直動載荷產(chǎn)生的原因是汽車在平穩(wěn)的道路上行駛時(shí)，所產(chǎn)生的值取決于垂直靜載荷和加速度兩個(gè)相關(guān)的因素，從而導(dǎo)致產(chǎn)生彎曲變形。斜對稱動載荷所產(chǎn)生的原因是載貨汽車行駛在前、后輪不在同一平面的道路上所產(chǎn)生的，由于道路的不平整，車架與車身一起產(chǎn)生歪斜的情況。產(chǎn)生的值大小與道路的情況、車身、車架以及車架的剛度有關(guān)。此外，還有存在著其他的載荷，當(dāng)汽車加、減速時(shí)，導(dǎo)致車架的軸荷會重新分配而導(dǎo)致垂直載荷。汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)則會產(chǎn)生側(cè)向力載荷等等各種情況。因此，車架所受到的力比較復(fù)雜，且橫梁與縱梁的連接會有許多種情況，這就使得車架的受力更為復(fù)雜。3.7連接板、角撐3.7.1連接板連接板，就是將兩個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)件使其連接起來，成為一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)件。其結(jié)構(gòu)樣式有許多種，如矩形板、多邊形板、異形板等等，種類有隅撐連接板、系桿連接板、水平支撐連接板、柱間支撐連接板幾種。其作用就是連接橫梁與縱梁，能增強(qiáng)縱梁的強(qiáng)度與剛度，還能讓縱梁的連接面平整起來，在水平面上能方便車廂與駕駛室的放置。對橫梁布置中，對其橫梁的高度能夠有效地改變，避免造成影響在車架的總成配件布置上。增加連接板可以在橫梁與縱梁連接時(shí)降低鉚釘?shù)奈恢谩?.7.2角撐當(dāng)汽車的前后橫梁裝有掛鉤和脫鉤部件時(shí)，則需要使用角撐，其布置位置在車架的最前端以及最后端的橫梁上。角撐的使用場合為：載貨汽車在駕駛過程中發(fā)生故障或汽車下沉如凹坑時(shí)，需要掛鉤和脫鉤部件將其拖出。因?yàn)樵谕蟿拥倪^程會對橫梁產(chǎn)生巨大的拉力，所以需要增加角撐固定在車架上，使其保證在拖車的過程中能夠安全地將載貨汽車拖出凹坑。4車架分析及其計(jì)算4.1彎曲強(qiáng)度計(jì)算基本假設(shè)為了讓計(jì)算更加方便，就需要將汽車進(jìn)行一系列的分析，必要時(shí)可對汽車做出一些列的假設(shè)。（1）任何問題都是需要分析的，在車架進(jìn)行受力分析計(jì)算時(shí)，必要的簡化可以方便我們運(yùn)用自己所學(xué)的知識解決問題。把車架看作是左右對稱的，這樣做的原因?yàn)檐嚰茏笥铱v梁兩端所受的力近似，所以可假設(shè)左右縱梁受力相等，這樣就能將縱梁簡化為汽車前后軸支承的簡支梁。（2）當(dāng)汽車空車沒有人時(shí)，其有效的簧載質(zhì)量（包括車架自身的質(zhì)量）均勻分布，在左右二縱梁全長上。所得的值可根據(jù)汽車底盤構(gòu)造的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可大致估計(jì)，對于輕型載貨汽車以及中型載貨汽車來說，簧載質(zhì)量約為汽車自重的2/3。（3）汽車的有效載荷可均勻分布在車廂全長上。（4）所產(chǎn)生的力均通過截面的彎曲中心。（5）縱梁的某些部位安裝外伸部位而對其產(chǎn)生局部扭轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)安裝一根橫梁使其對縱梁的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闄M梁的彎矩。綜上所有的假設(shè)，我們就能將問題簡化為我們可以解決的范圍內(nèi)。所以，我們就可以將車架轉(zhuǎn)化為一個(gè)位于支座上的靜定結(jié)構(gòu)，便于之后的計(jì)算。4.2縱梁彎矩與剪力的計(jì)算4.2.1中心支座反作用力圖4-1：車架受力分析圖要計(jì)算車架縱梁的彎矩，則先要計(jì)算車架的支座反力。代入公式（4-1）和（4-2）得：F1=gF2=M式中：F1——前輪中心軸對左縱梁或右縱梁的反作用力N；F2——后輪中心對左縱梁或右縱梁的反作用力N；L——縱梁的總長，L=5998mm；l——汽車軸距，l=3300mm；a——前懸；a=1155mm；b——后懸；b=1543mm；Ｃ——箱長；C=4200mm；C1——前端到二軸的距離，C1=2657mm；C2——后端到二軸的距離，C2=1543mm；MS——空車時(shí)的簧載質(zhì)量，MS=2000kg；Me——滿載時(shí)的裝載質(zhì)量，Me=1495kg；g——重力加速度，g=9.8m/s2將上述數(shù)值代入公式（4-1）與（4-2）中計(jì)算所得：F1=5560N;F2=11566N4.2.2車架的剪力圖與彎矩圖通過對車架進(jìn)行受力分析：（1）AB區(qū)間（0≤X≤1.155）AB段截面的剪力與彎矩計(jì)算：QabMab當(dāng)X1=0時(shí)，Q1=0N；M1=0N·m當(dāng)X2=1155時(shí)，Q11=-1887.13N;M11=-1089.82N·m（2）BE區(qū)間（1.155≤X≤1.798）QbeMbe當(dāng)X2=1.155時(shí)，Q2=3672.87N,M2=-1089.82N·m當(dāng)X3=1.798時(shí)，Q22=2622.29N,M22=934.08N·m（3）EC區(qū)間（1.798≤X≤4.455）QecMec當(dāng)X3=1.798時(shí)，Q3=2622.29N,M22=934.08N·m當(dāng)X4=4.455時(shí)，Q33=-6353.18N，M33=-4022.41N·m（4）CD區(qū)間（4.455≤X≤5.998）QcdMcd當(dāng)X4=4.455時(shí)，Q4=5212.32N，M4=-4021.31N·m當(dāng)X5=5.998時(shí)，Q44=0N,M44=0N·m圖4-2剪力圖圖4-3彎矩圖 由于以上的計(jì)算是在汽車靜載工況下完成，所得的縱梁剪力與彎矩的計(jì)算結(jié)果。而在我們實(shí)際的生活當(dāng)中，汽車在行駛的過程中還承受著各種各樣的動載荷，故汽車在日常生活當(dāng)中承受最大的彎矩Mdmax和最大剪力QdmaxMdmaxQdmax在上述式子中：Kd為動載的系數(shù)，一般轎車、客車的動載系數(shù)為1.75，載貨汽車的動載系數(shù)為2.5，而越野車的等其他車為3.0，因此將數(shù)據(jù)代入上述式子（4-11）和（4-12）得Mdmax=Qdmax=4.3車架材料的選擇由于載貨汽車所承受的載荷相對較大，因此載貨汽車的車架所使用的材料應(yīng)具有足夠大的屈服極限以及疲勞極限來保證車架的使用壽命。材料的應(yīng)力集中敏感性較差可以使其應(yīng)力不集中。車架焊接與沖壓的簡單性，可以方便進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。因此綜上所述，含碳量較低的低碳合金鋼以及中碳合金鋼符合上述要求。轎車的鋼板厚度為3-4mm，輕、中型貨車的鋼板厚度一般為5-7mm，重型貨車的鋼板厚度一般為7-9mm。為了滿足汽車輕量化的設(shè)計(jì)要求，所以選用大梁鋼510L，鋼板厚度為6mm。4.3.1縱梁截面計(jì)算根據(jù)材料力學(xué)所學(xué)的知識，車架縱梁截面和橫梁截面系數(shù)W計(jì)算方法為：對于槽型截面來說，截面系數(shù)W為：W=th因此取h=200mm，b=100mm，t=6mmW=th圖4-4截面系數(shù)計(jì)算公式彎曲應(yīng)力計(jì)算及校核縱梁斷面最大彎曲應(yīng)力δ：δ=M代入數(shù)據(jù)可得出最大的應(yīng)力為δ=M最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于材料的許用應(yīng)力[δ],而材料的許用應(yīng)力公式為：[δ]=δs其中，δs為材料的疲勞極限。根據(jù)所選材料大梁鋼510L來說，其δ[δ]=δs因?yàn)棣?62.85Mpa小于[δ]=295.83Mpa，所以符合要求。4.3.2臨界彎曲應(yīng)力σc臨界彎曲應(yīng)力公式為：σc=0.4E其中，E為材料的彈性模量，E=2.06*105Mpa,u為泊松比，對于大梁鋼510L來說，u取0.3由上式可得：b≥16t取b=100mmt=6mm得：100≥96因此車架滿足縱梁的臨界彎曲應(yīng)力。綜上所述，車架縱梁的槽形尺寸為：h=200mm；t=6mm；b=100mm.結(jié)束語時(shí)間飛逝，經(jīng)過了三個(gè)月的不懈努力，終于將自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)給完成了。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中自己學(xué)到了許多，在一開始時(shí)，自己也是什么都不知道，所需要的資料都是自己一個(gè)個(gè)查閱書籍所得，在此過程中，自己也很開心能和小組的成員一起討論，一起學(xué)習(xí)。從一開始胡亂的收集資料，不知道從哪入手，一步步熟練地掌握了查找的要點(diǎn)。在完成強(qiáng)度計(jì)算的過程中，由于已經(jīng)忘記了材料力學(xué)所學(xué)的知識，導(dǎo)致無法繼續(xù)完成計(jì)算的任務(wù)而停留在此。將材料力學(xué)的相關(guān)知識復(fù)習(xí)后，才完成了所需要的計(jì)算。在設(shè)計(jì)的過程中，遇到了許許多多的問題，運(yùn)用所學(xué)的知識來完成自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了自己獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。完成畢業(yè)設(shè)計(jì)也為以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。自己也很高興能和其他成員一起完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。自己一個(gè)人完成畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，往往都會出現(xiàn)這些或那些的問題，只有和別人交流時(shí)，才能找到自身的不足，只有學(xué)會了合作，才能完成得更好。本次所設(shè)計(jì)的是輕型載貨汽車車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這一次的課程設(shè)計(jì)對于我來說是一次寶貴的動手、思考、完成的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，是大學(xué)四年來的一次學(xué)習(xí)總結(jié)。在查閱資料的過程中，我逐漸了解了載貨汽車車架的發(fā)展歷史，社會的發(fā)展推動了車架的發(fā)展。隨著汽車的普及，對車架的要求也向著輕量化、智能化發(fā)展。相信在不久的將來汽車會越來越便利。雖然這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)并不能完全的設(shè)計(jì)出一輛完成