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買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 要 關(guān)于我們這次的設(shè)計(jì),主要是車架的設(shè)計(jì)(微型客車)。微型客車一般乘坐6 到 8 人,根據(jù)我們前期收集的資料和計(jì)算,我們準(zhǔn)備選用邊梁式的車架??v梁是前面和后面一樣寬的,對(duì)于它的斷面形狀則是使用矩形的樣式,下面還會(huì)有介紹的。我們把橫梁就做成中間空的圓形狀。另外對(duì)于它們之間的連接方式則是使用鉚釘來(lái)連接的。我通過計(jì)算和收集相關(guān)的資料,使用自己的語(yǔ)言來(lái)組織寫了這一本關(guān)于我們所設(shè)計(jì)的車架的說(shuō)明書,其中說(shuō)明書中主要記述了我們的一些分析計(jì)算,總結(jié)分析了國(guó)內(nèi)與國(guó)外關(guān)于車架發(fā)展的歷程和區(qū)別以及車架技術(shù)高低做了對(duì)比,我也對(duì) 車架的未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行了相關(guān)的了解。還有我也對(duì)我們所選車架的方案進(jìn)行了驗(yàn)證,計(jì)算,比如如何選擇車架的結(jié)構(gòu),怎樣把橫梁和縱梁連接的,使用哪一種連接方式等,還有對(duì)于車架的承受得力和彎矩的分析。我們把車架想象成了一個(gè)靜定的結(jié)構(gòu),然后結(jié)合我所學(xué)到的力學(xué)知識(shí)并參考相關(guān)的資料進(jìn)行了計(jì)算,在滿足所有條件的情況下來(lái)確定相關(guān)的尺寸 。 關(guān)鍵詞: 微型客車, 車架,縱梁,設(shè)計(jì) -8 to by we to of is as as is be We of on In to is of I by to to on of of on of a I of to as to of to to as as We a ve 文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - to to of 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 3- 目 錄 第一章 緒論 3 題背景 3 型客車技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 3 架的發(fā)展 4 外汽 車發(fā)展 6 內(nèi)汽車發(fā)展 7 第二章 方案論證 7 考車型及其參數(shù) 7 架設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 7 夠的強(qiáng)度 8 架的輕量化 9 9 第三章 車架的設(shè)計(jì) 13 13 定車架的寬度 15 架縱梁形式的確定 15 架橫梁形式的確定 16 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 4- 架 縱 梁 與 橫 梁 連 接 形 式 的 確定 17 架的受載分析 18 載荷 18 稱的垂直動(dòng)載荷 18 對(duì)稱的動(dòng)載荷 19 它載荷 19 曲強(qiáng)度計(jì)算是的基本假設(shè) 19 梁的彎矩和剪力的計(jì)算 19 的計(jì)算 20 矩的計(jì)算 20 架材料的確定 22 梁截面特性的選擇 23 曲應(yīng)力計(jì)算與校核 23 界彎曲應(yīng)力 算和校核 23 第四章 車架的制造工藝 23 梁 25 梁 25 總結(jié) 26 致謝 27 參考文獻(xiàn) 28 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 5- 附錄 29 第一章 緒論 題背景 現(xiàn)在的很多汽車都是具有車架的,并且在整個(gè)汽車中是一個(gè)基體。汽車上的很多部件或者總成都是放在車架上的或者安裝在上面的,比如發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架等。作為車架,它不但要把各個(gè)零件都放在上面,與此同時(shí)它還要受到汽車和 路面等內(nèi)部和外部的一些力的作用。因此應(yīng)該是 車架具有很強(qiáng)的的彎曲剛度,這樣就可以使在車架上的有關(guān)聯(lián)的部分在各自的位置上使之在汽車行駛過程中位置之間沒有多大的變化并且能夠使車身變形最小。 在選擇車架時(shí),首先應(yīng)該考慮到汽車的整體布置。當(dāng)車輛在道路情況多變的路上奔跑的時(shí)候,我們應(yīng)該避免使裝在車架上的很多部分之間不會(huì)發(fā)生相互之間的影響現(xiàn)象就可以了。當(dāng)汽車在不平整的路面上跑時(shí),在這種情況下汽車的車架就有很大的可能會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形和在豎直平面上的向下的扭轉(zhuǎn)彎曲變形。因此,設(shè)計(jì)的車架應(yīng)該是有足夠的彎曲剛度和硬度 ,這樣可以使裝 配在車架上的各個(gè)零部件的相對(duì)位置發(fā)生最小的變形。為了提高車輛的重量,框架的質(zhì)量要求盡可能小的水平。此外,該車架應(yīng)離地面近些,這樣可以降低汽車的質(zhì)量中心,這樣就可以讓汽車跑的更加的穩(wěn)定,更加的舒服。 總之,利用車架結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn): ( 1)以減少振動(dòng)和噪音,使之難以擴(kuò)散到車體和內(nèi) ; ( 2)有利于改裝車的身體; ( 3)汽車底盤和車身可分別裝配。 型客車技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著社會(huì)的發(fā)展,微型 客車以其價(jià)格低、家用方便、營(yíng)運(yùn)的多用途性,逐漸進(jìn)入了消費(fèi)者的視線中并且深受消費(fèi)者們的喜愛。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和相關(guān)法規(guī)變嚴(yán)的情況下,微型客車經(jīng)歷了幾年平穩(wěn)的發(fā)展,使其在技術(shù)、質(zhì)量上等獲得了很大的突破。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 6- 發(fā)展趨勢(shì): 1、微型車企業(yè)將加快國(guó)際化進(jìn)程 隨著國(guó)內(nèi)能源微型車廠家產(chǎn)能的擴(kuò)張,競(jìng)爭(zhēng),每一個(gè)微型車廠的目標(biāo)市場(chǎng)擴(kuò)大到國(guó)際市場(chǎng)中。就現(xiàn)在而言在第三世界國(guó)家的微型車出口到國(guó)外市場(chǎng)的金額將有更大的增長(zhǎng)潛力,如東風(fēng)渝安出口量在去年約 15的總,今年占 20( 100000生產(chǎn),出口 20000),預(yù)計(jì)隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng),出口比重將進(jìn)一 步增加。 2、新能源微型汽車即將得到發(fā)展 隨著國(guó)際油價(jià)的逐步升級(jí)的持續(xù)上漲和環(huán)保要求,新能源微型車以其低功耗、較低的污染受到了越來(lái)越多的廠商的青睞。比如長(zhǎng)安公司已經(jīng)研究出了天然氣微型車,我相信在未來(lái),各種類型的新能源汽車將會(huì)開始出現(xiàn)。 3、 整車性能進(jìn)一步提升 ( 1)安全性 微型車在目前的市場(chǎng)上幾乎沒有任何關(guān)于氣囊,現(xiàn)在的很多的汽車都采用前盤后鼓的制動(dòng)形式。隨著社會(huì)的發(fā)展人們?cè)絹?lái)越好,人們對(duì)于乘車的安全度的要求也越來(lái)越高,其安全性將得到很大的提高,在未來(lái)的微型客車將會(huì)出現(xiàn)更加高科技的的技術(shù)來(lái)保證駕駛安全和 行車的舒適性。 ( 2)動(dòng)力性 現(xiàn)在微型客車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一般在 38 65間,最高速度在 100h 之間,在以后我們的道路建的更好和科技的發(fā)展來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能,我們的微型客車在未來(lái)可以使最高車速可以達(dá)到 140Km/h。 ( 3)舒適性 現(xiàn)在的社會(huì)發(fā)展越來(lái)越快,在人們生活水平提高的同時(shí),人們對(duì)于乘車的舒服性也越來(lái)越苛求了,例如對(duì)于座椅舒適性的要求,車內(nèi)通風(fēng)性要求,車內(nèi)溫度要求。因此,需要很多增加人們舒適性的裝置設(shè)備將會(huì)被應(yīng)用到微型車上。 架的發(fā)展 外汽車車 架的發(fā)展 “車架”的名稱最初是從法文“ 生過來(lái)的,在以前使用的汽車中的車架中,大多是由鋼筋束所構(gòu)成的籠,也就是在兩根相互平行的縱梁上以階梯的形式加上橫梁連接就這樣制造成的。車體放在車架以上,至于車門,擋泥板,發(fā)動(dòng)機(jī)罩,行李箱蓋等金屬板件,因?yàn)檫@些總成部件都被放置在了車體之上。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是重量輕和剛性都考慮到了,因此得到了很多制造商的青睞,例如早期的蘭博基尼所采用就是這種結(jié)構(gòu)。 但是,凡是都有兩面,此車架也不例外,采用這個(gè)設(shè)計(jì)的車架連接縱梁和買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 7- 橫梁的方式就是使用 很多的接點(diǎn)來(lái)連結(jié),加上其構(gòu)造也 使其無(wú)法騰出很多的空間,所以除了在制造上比較復(fù)雜、大量生產(chǎn)不方便之外,同時(shí)因?yàn)樵诜寇嚿蠈?duì)空間的要求比較高,因此這種車架也不適合用在房車上。隨著發(fā)展這種單體結(jié)構(gòu)的車架便越來(lái)越流行了并且迅速的占據(jù)了整個(gè)車壇,順利的取代了籠狀的鋼骨車架,這種單體車架我們一般稱它為“底盤”,這衍生自英語(yǔ)的 “ 對(duì)于這種單體的車架 (來(lái)說(shuō)就是將三個(gè)空間合而為一其為引擎室、車廂和行李廂,我們這樣做有利于大量的生產(chǎn)和模組化的運(yùn)用。我們?cè)偕@種車架的時(shí)候可以采用模組化的策略來(lái)達(dá)到生產(chǎn)的共用的目的,讓車 廠可以使不同的車型都采用同一種車架,我們這樣做即省去一部分時(shí)間也可以節(jié)省不少研發(fā)經(jīng)費(fèi)。 這種單體車架除了有利于共用的優(yōu)點(diǎn)外,我們還可以通過使用不同的材料來(lái)時(shí)這種車架的質(zhì)量變輕,比如有些汽車廠采用碳纖維材料等來(lái)制造這種車架。鋁合金是是個(gè)世紀(jì) 80年代末期非常炙手可熱的一種工業(yè)使用材料,雖然鋁合金的重量較輕,但是他的使用強(qiáng)度卻比較差,所以我們?nèi)绻褂眠@種材料來(lái)制成車架的話,盡管這種車架看起來(lái)更加的輕,在占有質(zhì)量上的優(yōu)勢(shì)。但是和鐵制車架相比,鋁合金的車架在強(qiáng)度上無(wú)法和其達(dá)到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),這就需要我們解決這個(gè)問題。對(duì) 于這個(gè)問題,我們?yōu)榱嗽黾铀膹?qiáng)度,只有獲得更多鋁合金材料才能彌補(bǔ)其強(qiáng)度上的不足。但是,如果我們這樣做的話,車架的重量就會(huì)相對(duì)的增加,那么我們初衷使車架輕量化考慮,就變得毫無(wú)意義了。正是有了此類的諸多原因,造成了使鋁合金形式車架不能成為主流在車壇上,因此有很少一部分高性能跑車便采用了性能好、強(qiáng)度高的碳纖維,或是使用了一些鋁合金的復(fù)合材料等。但是我們采用的這種材料制成單體車架在制作上,在構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜且耗費(fèi)了大量的時(shí)間,相應(yīng)的車架的成本也會(huì)相對(duì)的提高,因此這種材料始終無(wú)法普及到一般市售低價(jià)位車上,只有少數(shù)高昂的跑 車在使用這種材料。 隨著發(fā)展鋁制車架的出現(xiàn)越來(lái)越少了,但是在車廠中用鋼鐵車架和鋁合金鈑件搭配的方式確卻是相當(dāng)多的,這樣做,在結(jié)構(gòu)上我們獲得了我們所需要的車架強(qiáng)度,并且也使車架的重量減輕了獲得了兩全其美之法,當(dāng)然我們研究成本不會(huì)像使用碳纖維所制造出車架那樣昂貴。 內(nèi)汽車車架的發(fā)展 在我國(guó)國(guó)內(nèi),車架的發(fā)展也很快的,并且能夠迅速成長(zhǎng)起來(lái),車架的技術(shù)也是趨于前端。比如中國(guó)第一汽車集團(tuán)股份有限公司汽車凌源汽車車架 肥江淮汽車廠汽車縱梁數(shù)控沖孔板生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和制造的基礎(chǔ)具有數(shù)控 沖孔條款一個(gè)里程碑式的成就,同時(shí)也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的汽車底盤買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 8- 國(guó)在自己的國(guó)家內(nèi)的很多的設(shè)計(jì)和發(fā)明的成功,讓我國(guó)也在汽車行業(yè)內(nèi)取得了很多的成就,也使我國(guó)在這個(gè)時(shí)代內(nèi)獲得了具有劃時(shí)代的意義,意思也就是我國(guó)也可以進(jìn)入到國(guó)際的先進(jìn)的水平,在國(guó)際的汽車行業(yè)有了立足的根本,我們的一些的發(fā)明讓我們?cè)谥圃炱嚨臅r(shí)候節(jié)省了很多的材料和金錢,也就是相應(yīng)的成本。與此同時(shí)這些發(fā)明也推動(dòng)了我國(guó)的汽車行業(yè)的發(fā)展,為我國(guó)的國(guó)家經(jīng)濟(jì)和國(guó)家的發(fā)展做出了很大的發(fā)展,也是讓讓我們的汽車制造業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ), 可以與國(guó)際接軌。 現(xiàn)在在我國(guó)國(guó)內(nèi)已經(jīng)掌握了與國(guó)際相對(duì)應(yīng)的加工工藝的能力和與之相應(yīng)的比較完善的檢測(cè)手段等 。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 9- 第二章 設(shè)計(jì)方案論證 數(shù) 相關(guān)參數(shù)如下: 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào): 發(fā)動(dòng)機(jī)功率: 50動(dòng)機(jī)排量: 1299 發(fā)動(dòng)機(jī)類型:柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 外形尺寸(長(zhǎng) 寬 高): 3996 1710 1911 前輪距: 1281 后輪距: 1292距: 2500 軸數(shù): 2 整備質(zhì)量: 1098 額定載重: 456懸: 617 后懸: 735架設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 為了使設(shè)計(jì)的車架具有一定的功能、滿足使用的要求,一般對(duì)設(shè)計(jì)的車架有以下幾點(diǎn)要求: 夠的強(qiáng)度 車架在使用過程中因?yàn)檐嚰艿氖芰η闆r比較復(fù)雜一次要保證車架在這種情況下使用不會(huì)受到破壞。我們要讓我們所制造的車架要有很大疲勞強(qiáng)度,讓它能夠在汽 車的要修理的范圍內(nèi),是車架不能夠有很嚴(yán)重的彎曲疲勞損傷。 在車架的受力情況中,比較復(fù)雜的就是縱梁的受力了,因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候要盡可能的多的考慮各種應(yīng)力的大小情況,而且還要盡力去調(diào)整其應(yīng)力的分布情況,另外還要避免應(yīng)力集中的問題不能使應(yīng)力峰值在一處集中,這樣就可以避免問題的出現(xiàn)。比如,受彎曲應(yīng)力比較大縱梁中間部分,我們就應(yīng)該降低中間部分的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,這樣就減少應(yīng)力集中于此并且能夠避免縱梁失去穩(wěn)定。另外我們還要盡量控制一些扭轉(zhuǎn),以防止發(fā)生意外。 我們可以通過以下方法來(lái)提高縱梁強(qiáng)度: 1、 提高彎曲強(qiáng)度 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 10- 加厚翼緣或者 在翼緣上加上加強(qiáng)板; 將用手拉的力的邊緣變得寬一些; 2、 提高局部扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 曲中心盡量接近縱梁斷面的彎是相近的幾個(gè)偏心載荷注意偏心載荷的布置 ,, 并使合成量較小 ; 度和寬度及分散情況確定連接強(qiáng)橫梁,并根據(jù)載荷大小在偏心載荷較大處設(shè)置; 彎曲中心上將懸置點(diǎn)分布在橫梁的 ; 相對(duì)分散時(shí)候當(dāng)偏心載荷比較大而且 , 應(yīng)采用封閉斷面梁 , 橫梁間距也應(yīng)縮小; 選則使用比較大的斷面; 約束制造扭曲度,這樣可以減少裝配預(yù)應(yīng)力。 3、 提高整體扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 不使縱梁斷面過大; 要使橫梁靠的遠(yuǎn)一些。 ( 1)減少應(yīng)力集中及疲勞敏感 不要在邊緣上有很多的孔,越少越好,另外還不能讓孔出現(xiàn)在應(yīng)力集中的區(qū)域,更加不能出現(xiàn)很大孔; 要多加留心外部形狀發(fā)生的改變,省的車身會(huì)有皺紋的區(qū)域或者有相當(dāng)壞的情況出現(xiàn); 留心 兩端的連接部分和這些地方的狀態(tài)變化,防止出現(xiàn)強(qiáng)度的突然變化; 不能在橫梁的邊上出現(xiàn)過焊接痕跡。 ( 2)減少失穩(wěn) 左右)比值不宜過大(常在受壓翼緣寬度和厚度的 12; 其平整度在容易出現(xiàn)波紋處限制 。 ( 3)局部強(qiáng)度加強(qiáng) 采用較大的板厚; 加大支架緊固面尺寸 , 增多緊固數(shù)量 ,我們要讓有力作 用的地方使它靠近一邊的面。 架的輕量化 由于沉重的框架,鋼的消耗很大。因此,幀的相等強(qiáng)度的原則應(yīng)該被設(shè)計(jì)成降低汽車的重量和降低材料的消耗。在保證的條件強(qiáng)度,以盡量減少幀的質(zhì)量。通常它需要幀質(zhì)量應(yīng)該是小于車輛遏制重量 10。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 11- 主要是主框架導(dǎo)軌設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化彎曲強(qiáng)度的計(jì)算,所以在框架導(dǎo)軌具有足夠的強(qiáng)度,以確定該幀部分的大小。從量產(chǎn)車的經(jīng)濟(jì)方面的考慮,我們也應(yīng)該盡量減少車輛的質(zhì)量。從生產(chǎn)工藝的考慮,使用簡(jiǎn)單和可靠的跨桁連接,不僅可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)也提高了車架的強(qiáng)度。 架結(jié)構(gòu)的確定 架類型的選擇 車架擔(dān)當(dāng)著整個(gè)車輛的大部分重量,當(dāng)車輛行駛時(shí),由于很多的原因,使很多的力都出現(xiàn)在它上,還有其他影響等等。當(dāng)車輛行駛在顛簸的路面,在負(fù)載下的車架會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形,從而使組件的發(fā)生安裝上的相互位置的變化。當(dāng)車輪通過力的影響,該車架將要產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的沖擊載荷。這就要求框架有足夠的強(qiáng)度和剛度,同時(shí)最大限度地減少重量。當(dāng)汽車跑在路面比較平整的道路上時(shí), 降低我們可以讓汽車的重心 (就是通過車架布置的離地面近一些的方法),這樣可以讓汽車行駛的 更加穩(wěn)定,使人有種舒適的感覺。框架的形狀和尺寸也應(yīng)確保所需的前輪轉(zhuǎn)向的空間。 目前, 本上有三種汽車車架的結(jié)構(gòu)形式基 : 邊梁式車架 、 中梁式車架 (或稱脊骨式車架)和 綜合式車架 。其中在這幾種車架中,獲得應(yīng)用最多的是邊梁式車架。 (一)邊梁式車架 邊梁式車架是靠?jī)蓚€(gè)豎直的梁很幾根橫著的梁連接在一起來(lái)做成,使用鉚釘將兩者連接或這使用焊接的方法將兩者連接在一起的不容易拆卸的架子??v梁通常加蓋的低合金鋼制成,橫截面形狀一般是槽,不僅保證了橫梁扭轉(zhuǎn)剛度和縱向載荷承受,并且車架還是汽車的最基本的部件。結(jié)構(gòu)特征側(cè)梁框架易于安裝駕駛室汽車以及一些特殊的設(shè)備和其他組件的安排有利于修飾變體和特種汽車的發(fā)展,它被廣泛應(yīng)用在多數(shù)卡車和專用車,轎車用得少。 在轎車使用的這種車架,就要使車架的中部稍微向下低些,這樣就可以使汽車的重心得到降低,使汽車跑起來(lái)更加的穩(wěn)定 ,做起來(lái)更加的舒服。因?yàn)槲覀儼衍嚰艿奈恢媒档土?,這樣車架前端就會(huì)做得相對(duì)比較的窄,就可以讓轉(zhuǎn)向輪有更大轉(zhuǎn)向角度了。 當(dāng)這種汽車在越野汽車上使用時(shí),我們通常往往會(huì)在縱梁的前端兩邊上裝有加長(zhǎng)梁,這樣就可以方便我們安裝一些東西,比如安裝絞盤裝置和保險(xiǎn)杠。如果我們沒有安裝加長(zhǎng)梁的話,我們往往會(huì)在縱梁的前端兩邊打有一組沖孔,好方便在有需要的時(shí)候在加裝絞盤等一些裝置,同時(shí)還可以緊固左、右加長(zhǎng)梁。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 12- 圖 2梁式車架 周邊式車架 圖 2 形車架 (二)中梁式車架 中梁式車架就是讓一個(gè)在中間的梁從前面穿到后面,就像是認(rèn)得脊骨一樣,買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 13- 所以我們又叫它為脊骨式車架。我們可以把這種車架的斷面形狀可以做成筒狀或箱子的形狀。車架結(jié)構(gòu)具有更大的扭轉(zhuǎn)剛度,車輪具有較大的移動(dòng)空間,因此被采用的一些汽車和卡車。因此,使用該幀的 脊柱的優(yōu)點(diǎn)是:使車輪較大運(yùn)動(dòng)空間和便利使用獨(dú)立懸掛的,這樣就使越野車得到了很大的提高;與同噸位的卡車相比,這樣的車架顯得更加輕,讓整個(gè)汽車都很輕跑起來(lái)就像飛了一樣;同時(shí)降低中心,所以具有良好的穩(wěn)定性 ;更大的車架強(qiáng)度和剛度 ;骨干也起到防塵蓋的封閉作用軸。然而我們?cè)谧鲞@樣的車架的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)比較多的問題,它的精度要求又很高,另外還有會(huì)給我們的修理工作等帶來(lái)很多的困難。 圖 2梁式車架 (三)綜合式車架 車架前部是邊梁式,而同時(shí)它的后面部分采用的是脊骨式的車架,這樣的車架也就順利的變?yōu)楹掀饋?lái)的車架了,也成復(fù)合式車架。它也有在光束和光束幀特征的邊緣。用于安裝發(fā)動(dòng)機(jī)的框架側(cè)構(gòu)件,懸臂支架體可以固定。然而這個(gè)車架就是另外一個(gè)車架的變異形式而來(lái)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,近年來(lái),形成呈現(xiàn)出多樣化和復(fù)雜的幀結(jié)構(gòu)。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 14- 這一點(diǎn),因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)了微型客車車架,我們根據(jù)其需要的特性使用邊梁式車架。在鐵軌上時(shí),平的,矩形橫截面的下表面,這就造就了它的組成框架非常的簡(jiǎn)單,安全性也得到了提高,這樣就可以讓我們的工人少干很多活,與此同時(shí)也省了很多的錢,這樣就形成了一個(gè)好的情況,因此這樣的車架就被很多的汽車用在了上面,比如卡車,客車。 所選擇的節(jié)目的優(yōu)點(diǎn):由多個(gè)橫梁包括兩個(gè)縱梁邊緣梁框架,結(jié)構(gòu)是容易安裝的汽車和其他組件,它被廣泛應(yīng)用于重型卡車,專用車和公共汽車。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 15- 第三章 車架的設(shè)計(jì) 我們都知道車架是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜的一個(gè)框架結(jié)構(gòu),它的受力情況特別的復(fù)雜。這次的設(shè)計(jì)要說(shuō)明和確定很多東西,比如要確定車架的寬度等,會(huì)在下面一一的說(shuō)明介紹??傊褪窃谖覀円M(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,要考慮到很多的東西才行,不然的話設(shè)計(jì)的就會(huì)不全面,就沒法完成設(shè)計(jì)的要求了,所以我們要有一些計(jì)算以及校核等等,另外還要確定一些必要的尺寸。 架結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì) 定車架的寬度 車架的寬度是左、右縱梁腹板側(cè)面之間的寬度?,F(xiàn)在有很多的因素都能影響到車架的 寬度,比如車架的前部寬度的最小值受到發(fā)動(dòng)機(jī)的外廓寬度影響所決定的。在這個(gè)時(shí)候車架的寬度還會(huì)受到鋼板彈簧片寬的影響,總之它受到很多因素的影響,我們不能一一都要說(shuō)明。我們?yōu)榱思訌?qiáng)汽車行駛的橫向穩(wěn)定性,因此我們就會(huì)希望增大車架的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。 很多時(shí)候,車架的寬度的大小會(huì)根據(jù)我們所設(shè)計(jì)的汽車總體布置的參數(shù)來(lái)確定,需要我們考慮很多的參數(shù)問題來(lái)滿足要求,然而又非常的困難,例如,會(huì)有要求我們?cè)O(shè)計(jì)的車輛的寬不能有 般程度上就很難同時(shí)達(dá)到上述的設(shè)計(jì)要求。我們?cè)撊绾谓鉀Q這個(gè)總體布置與加寬車架的矛盾,因此我們可 以通過把車架做成前面的寬度和后面的寬度相等的樣式來(lái)解決這個(gè)問題。 架縱梁形式的確定 從我們考慮的車架縱梁來(lái)看,它的結(jié)構(gòu)不僅要確保了車架原有的的功能,而且還要汽車的總布置看起來(lái)很合理才行,并且它的外貌狀態(tài)越簡(jiǎn)單越好,這樣就可以讓它的制造工藝簡(jiǎn)單化。 如果我們從側(cè)面來(lái)看的話,可以看到有兩種不同的形狀就是分為平坦的和彎曲的。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工藝性好 ;當(dāng)機(jī)翼上表面是平坦的,貨艙地板可以是平滑 的,易于制造縱梁,一些拉貨的車都是用的這種車架。當(dāng)翼緣向上彎曲的時(shí)后,會(huì)有極少的一部分縱梁的向下降,那么隨之相應(yīng)的地板高度會(huì)有所降低的,這樣汽車行駛的穩(wěn)定性就會(huì)獲得提高,并有利于打開,關(guān)閉,這種結(jié)構(gòu)在汽車,小型汽車,公共汽車和一些輕負(fù)荷轎廂上使用貨后,制造過程變得復(fù)雜。 縱梁的上表面應(yīng)該變的平直一些,而中間部分一般較大,較小的端部,要適應(yīng)所遭受的彎矩。還有全長(zhǎng)或類似的僅僅是中部和后部部分為斷面。根據(jù)車輛買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 16- 的布局要求,有時(shí)前后端面或前面或后端均彎曲縱梁。 縱梁的橫截面形狀被開槽,工形,盒形, 管形和 Z 形和其他類型的。為了強(qiáng)調(diào)縱梁在靠近每個(gè)部分的應(yīng)力相等,可以改變?cè)摿旱母叨?,從而使中間的部分高,低的部分就分布在兩端。槽部縱梁有更好的抗彎強(qiáng)度,工藝性好,易于固定,易于安裝各種汽車零部件,所以使用的最廣泛的應(yīng)用,但它的抗扭性能較差。從考慮車架縱梁彎曲應(yīng)力的方面,則增加最有利的部分就是槽形部的高度,但是確使汽車的質(zhì)量重的心高度增加。我們隨便更改數(shù)值,否則會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問題。所以考慮到上述的因素,高度與寬度的比值通常取為 于重型卡車發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸大,后軸負(fù)荷,以框架作出前,后等寬。這樣縱 梁和連接的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)梁,燃料箱是不容易安裝。重型卡車車架縱梁和超重型卡車在普通使用 I 形的橫截面輪廓或焊接成箱形結(jié)構(gòu)。箱形截面扭力梁的強(qiáng)度高,用于汽車和輕型越野車。多片材料的超重型越野車和采礦自卸車架采用板料形式焊接在一起,常為箱形或 I 形的橫截面。使用框架封閉截面縱梁組成,抗彎曲剛度大,一般公交車車架也使用此部分。長(zhǎng)車架一般接近車長(zhǎng),大約是兩根軸之間的的距離的 左右。 縱梁截面形式 多品種生產(chǎn)時(shí)。為了獲得不同的強(qiáng)度,我們通常會(huì)采用讓軸距長(zhǎng)度不同、汽車的裝載質(zhì)量不同,然后我們?cè)谑箖?nèi)高的槽型斷面橫梁相同,在改變板料厚度或翼緣寬度就可以達(dá)到目的了。 架橫梁形式的確定 車架橫梁是連接把兩根縱梁通過焊接或鉚接的方式連接在一起,進(jìn)而形成了一個(gè)框架結(jié)構(gòu),可以讓其有了足夠的強(qiáng)度。大部分汽車主要總成和零部件都是由買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 17- 橫梁來(lái)支承。 這次設(shè)計(jì)的車架主 要用了好幾根的橫梁,但是其結(jié)構(gòu)和用途確不完全一樣。 1、 前橫梁 通常用于支撐水箱。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被布置在左側(cè)和右側(cè)的縱梁上時(shí),可用更小的管形輪廓截面的橫梁。對(duì)于前部采用獨(dú)立懸架的汽車,以改善視力的汽車的領(lǐng)域中,希望汽車頭高度降低,固體水箱需要安裝的低因此需要把前橫梁做成寬度和向下凹的形狀之即可。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)前支點(diǎn)和水箱離得比較近時(shí),用于支持所述水箱和所述發(fā)動(dòng)機(jī)的前方的前梁,需要一個(gè)斷面大的橫梁。 2、中橫梁 通常用來(lái)傳動(dòng)軸的支撐 。為了保證有足夠的傳動(dòng)軸的空間 ,它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是拱形的,但考慮到微型客車沒有向上拱形的實(shí)際結(jié)構(gòu),在后板簧,后托架附近的力或力矩較大,因此我們需要放置一根扭轉(zhuǎn)剛度大、連接寬度達(dá)的橫梁。 3、 后橫梁 牽引設(shè)備常裝配后橫梁上,它將被制作成 K 個(gè)橫梁結(jié)構(gòu)。 此次微型客車車架設(shè)計(jì),共使用 6 根橫梁,采用開口斷面的形式。 6 根橫梁的作用分別為: 第一根橫梁主要是用來(lái)支撐水箱 第二根橫梁即元寶梁,用來(lái)支撐發(fā)動(dòng)機(jī)。 第三根橫梁所在的位置是整個(gè)汽車彎矩受力的最大處,因此把它的截面尺寸 設(shè)計(jì)為最大的。 支撐橫梁第四五根為后鋼板彈簧 。 強(qiáng)度封閉結(jié)構(gòu)以增加剛度和第六根橫梁使車架組成 。 架縱梁與橫梁連接形式的確定 在車架的連接方式中,我們要怎樣把它們連接在一起并且不會(huì)出現(xiàn)問題,下面就是幾種方法。但是每一種的連接方式都會(huì)在很大程度上影響車架的受力。因此我們將縱梁和橫梁的連接方式主要分為以下幾種: 1、橫梁和縱梁的腹板相連接 采用這種連接型式有它的兩面性,優(yōu)點(diǎn)是制造所要求的工藝比較相對(duì)的簡(jiǎn)單,但是在連接的時(shí)候它的剛度變得非常的差,可以使很多的力不會(huì)集中在一 起,很多的車都采用這樣的連接。 2、橫梁同時(shí)和縱梁的腹板及任一翼緣(上或下)相連接 這種連接是不很復(fù)雜的制造過程,可提高連接剛度,因此它被廣泛的使用。力會(huì)由前部傳到后部等等。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該讓鋼板彈簧懸架伸長(zhǎng)率達(dá)到最小買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 18- 化,就可以讓力的作用點(diǎn)在縱梁彎曲旁邊。當(dāng)偏心負(fù)荷比較大時(shí),它可以是縱梁作成封閉的截面。 3、橫梁同時(shí)和上、下翼緣相連接 此連接是一個(gè)相對(duì)剛性的加固角撐板的形式,可以產(chǎn)生良好的傾斜的輔助作用,這樣會(huì)讓整個(gè)車架的強(qiáng)度得到提升,并且不會(huì)因?yàn)樘蟮牧Φ脑蚨a(chǎn)生向上彎曲的現(xiàn)象。車架橫梁經(jīng)常采 用這種連接方式來(lái)連接的。但是使用這種連接的方式相對(duì)比下是比較復(fù)雜,當(dāng)過載的時(shí)候,會(huì)有太多的壓力出現(xiàn)在縱梁凸緣的這種現(xiàn)象,這主要是因?yàn)榭v梁的邊緣翹曲后所造成的結(jié)果。 橫梁和縱梁的連接方式一般有三種,一種為鉚接,二是焊接,三是螺栓連接。 大部分汽車的車架都是用搭鐵板通過鉚釘連接的。因?yàn)檫@種方法的成本相對(duì)比較低,這種連接方式可以很多很多量的加工出來(lái),但是使用這樣的連接有時(shí)會(huì)影響到車架的剛度。 焊接雖然會(huì)使我們的連接牢固,不會(huì)讓它有產(chǎn)生松動(dòng)的情況,這樣我們可以保證能夠獲得大的剛度。但是焊接容易發(fā)生較 大的變形在焊接處并且會(huì)有很大的應(yīng)力產(chǎn)生是連接處容易斷裂的缺點(diǎn),因此我們?cè)诤附拥臅r(shí)候要有很高的技術(shù)把它焊好,用于小量的加工出來(lái)。 在一些特殊的汽車上我們會(huì)看到有采用螺栓連接的,但是卻比較少。這樣可以給我們帶來(lái)很多的方便。但如果長(zhǎng)期采用這種螺栓連接的方式的話,會(huì)使連接處非常容易產(chǎn)生松動(dòng),這樣如果不關(guān)心的話就會(huì)發(fā)生一些比較比較嚴(yán)重的事故。我們不會(huì)使用這樣的方法作為連接的方式。 我們經(jīng)常會(huì)采用鉚接的方法作為橫梁和縱梁之間的連接方式,對(duì)于我們的微型客車而言。采用這種方法能夠使連接部分變得非常牢固。 架承受載荷的分析 汽車在使用的時(shí)候,它的使用條件變得非常的復(fù)雜,并且在這個(gè)時(shí)候它的受力情況也十分復(fù)雜,這就造成了載荷的變化會(huì)出現(xiàn)很大的差別,因此將其所承受的載荷主要的分為以下幾種情況: 載荷 框架承受的靜態(tài)負(fù)載是指在車輛靜止時(shí),懸架彈簧上的負(fù)荷的一部分。質(zhì)量是幀,體重,安裝在每個(gè)卡盒的質(zhì)量和附屬部件的框架,以及有效負(fù)載(乘客或貨物的總質(zhì)量)的總和上是。 稱的垂直動(dòng)載荷 當(dāng)我們的汽車在沒有寬闊的、起伏的的路上用比較高的行車速度行駛時(shí)所產(chǎn)買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 19- 生的載荷就是這種 載荷。它的大小和垂直加速度,但不與靜載荷和分布相關(guān)的幀中的作用,所以該幀承受力路對(duì)稱垂直動(dòng)態(tài)負(fù)載。這種動(dòng)態(tài)的負(fù)載,使框架彎曲變形。 對(duì)稱的動(dòng)載荷 加載當(dāng)車行駛在顛簸產(chǎn)生的顛簸路面是斜對(duì)稱動(dòng)態(tài)負(fù)載。在這個(gè)時(shí)候形式中的汽車的前后幾個(gè)車輪可能會(huì)不在同一個(gè)平面上,這導(dǎo)致主體框架連同歪斜即使在一起,剛度大小和不平路面水平和身體,框架和懸掛斜對(duì)稱有關(guān)動(dòng)態(tài)負(fù)載。這種動(dòng)態(tài)負(fù)載會(huì)讓車架發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形的。 它載荷 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),離心力將車架受到作用的側(cè)向力 ;車輛加速或制動(dòng)時(shí),慣性力可以引起前部 和后部載荷分布幀的再分配 ;當(dāng)一個(gè)前輪打在凸殼的路面時(shí),車架在水平方向上會(huì)產(chǎn)生剪切變形 ;使每一個(gè)總成都被安裝在車架上(例如,發(fā)動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)向臂和減震器等)通過的工作產(chǎn)生的力 ;負(fù)載線不通過縱梁的橫截面的中心是彎曲(例如,燃料箱,備用輪和懸掛裝置等),而使縱梁產(chǎn)生額外的本地轉(zhuǎn)矩。 綜上所述,轎廂架實(shí)際上是一個(gè)空間力系統(tǒng)的作用的問題。 曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的基本假設(shè) 為了方便我們的設(shè)計(jì)的計(jì)算,我們做了下面的幾個(gè)基本的假設(shè): 首先,由于框架結(jié)構(gòu)是如此對(duì)稱時(shí),左,右桁條或更少的力,從而使桁條被簡(jiǎn)單地支撐在前后軸支梁。 第 二,空車的懸掛質(zhì)量(包括幀它們的質(zhì)量在內(nèi))均勻地分布在大約兩縱梁的整個(gè)長(zhǎng)度。其值可以粗略估計(jì)基于車輛底盤結(jié)構(gòu),一般的微型客車,約三分之二的汽車自身質(zhì)量的懸掛質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 第三,車輛有效載荷均勻地分布在整個(gè)長(zhǎng)度幀。 第四,所有力通過中心部彎曲。 實(shí)際上,由于延伸到安裝部件(如油箱,電池等)的縱梁的某些部分,以產(chǎn)生局部扭曲,在這個(gè)地方的設(shè)計(jì)通常是一個(gè)光束,從而成為扭轉(zhuǎn)縱梁束時(shí)刻。該計(jì)算假定它不會(huì)引起顯著錯(cuò)誤。由于上述假設(shè),從而使幀由一個(gè)超靜定平面框架結(jié)構(gòu)的,一個(gè)超靜定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化位于座椅。 和剪力的計(jì)算 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 20- 的計(jì)算 微型客車可以簡(jiǎn)化為以下均布載荷的梁: 將車架縱梁分為三段 此先計(jì)算出車架的支座反力,然后在計(jì)算出車架縱梁的彎矩并且分別作出剪力圖和彎矩圖。依據(jù)上圖計(jì)算得到: )( 321 B +=+02 )(31221 =+ 其中, 縱梁的前支撐反力為前輪中心支座對(duì)一根 ; 縱梁的支撐反力為后輪中心支座對(duì)一根 ; 0l 縱梁的總長(zhǎng), 3852 1l 軸距 , 2500 2l 車輛前端到前軸的距離 , 617 3l 車輛后端到后軸的距離 , 735 空車的簧上載荷 ,約 7185N; 滿載時(shí)的有效載荷 , 4411N; q 載荷集度, 由上面的方程我們可以求得 大小 : F = 彎矩的計(jì)算 計(jì)算縱梁所承受彎矩時(shí),依據(jù) 段分別來(lái)求的其彎矩,則: (一) )x 單位 米 下同 )所受的力的方程和彎矩的方程為: 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 21- 221- , = (二) )x )所受的彎矩方程和剪力方程為: ( ) 22 21- = , -= (三) )x )所受的彎矩方程和剪力方程為: ( ) 2 = , ( ) 計(jì)算得最大彎矩 = a x , 我們可根據(jù)以上剪力和彎矩計(jì)算作出縱梁的彎矩圖和剪力圖如下圖所示: 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 22- 因?yàn)樯鲜龅挠?jì)算我們僅僅考慮的是汽車在靜載情況下的計(jì)算,但實(shí)際上,也受到多種在汽車動(dòng)態(tài)載荷。因此,由汽車的實(shí)際行駛時(shí)的最大彎曲力矩和最大剪切力 m KM = ; m KF = 為動(dòng)載系數(shù)其中 則: d = a x NF d 架材料的確定 我們?cè)谶x用車架材料的時(shí)候,要考慮這種材料是否滿足我們的使用要求,比如屈服疲勞極限等,還有另外的一些要求也要同時(shí)的滿足才行,總之要求很多。通過這些考慮,我們從眾多的材料中了解到低碳和中碳低合金 鋼能滿足這些使用要求。此外,我們也將被選擇并且所選擇的幀材料制造過程密切相關(guān)。如果你伸展尺寸較大或形狀復(fù)雜的沖壓件沖壓性能,需要采用低碳鋼或低合金鋼碳素鋼好制造 08,0909我們需要形狀、尺寸變化不大的沖壓件的時(shí)候,我們可以使用 20鋼。另外還有一些鋼板是不適合使用,因?yàn)槠淙菀讚p壞。 汽車車架縱梁的總體設(shè)計(jì),鋼梁厚度約為 這取決于它們的質(zhì)量,輕載貨車,中型貨車沖壓 汽沖壓約 米縱梁板的厚度。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 23- 對(duì)于我們此次的的微型客車的設(shè)計(jì),所選用 的制造車架的材料可以采用 45鋼,其屈服極限 55 = 。 梁截面特性的選擇 根據(jù)材料力學(xué)的方法我們可以來(lái)計(jì)算出車架縱梁和橫梁的截面系數(shù) 矩形斷面取 h=60b=40度 t=4為:02z= ,其中12123003 , 慣性矩 計(jì)算得 曲應(yīng)力計(jì)算與校核 縱梁斷面處的最大彎曲應(yīng)力計(jì)算方法如下: M P d m a x = 材料的許用應(yīng)力為 : M P an s = 45鋼的屈服極限, 由上面的計(jì)算過程了解到 ,就是計(jì)算的彎曲應(yīng)力小于許用彎曲應(yīng)力,滿足設(shè)計(jì)要求。 因此我們?cè)谧詈缶瓦x定 h=60b=40mm,t=4為最終的尺寸。另外考慮到強(qiáng)度問題,我們還需要設(shè)置加強(qiáng)板,選用 加強(qiáng)板厚為 4 臨界彎曲應(yīng)力 算和校 核 當(dāng)縱梁承受力過大導(dǎo)致其形狀發(fā)生改變時(shí),翼緣可能會(huì)被嚴(yán)重?fù)p壞,下面就是我們的校核: 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 24- M P 5 51 2= 上式中: E 鋼對(duì)于 45 : = ; 鋼對(duì)于 45 , ; t b 縱梁槽型斷面的翼緣厚 。 帶入計(jì)算得, ,取 b=40mm,t=40 以上的校核得到設(shè)計(jì)的車架滿足要求。 小結(jié): 關(guān)于這次的車架設(shè)計(jì)我們了解到:我們通過這次對(duì)車架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),其中包括很多,比如我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)的縱梁和橫梁,選用何種連接方式連接它們等等,從各個(gè)方面來(lái)來(lái)確定車架的結(jié)構(gòu)形狀。我們?yōu)榱吮WC此次車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性,合理性,我們還對(duì)車架縱梁做了很多的關(guān)于彎矩和剪力的計(jì)算,并且進(jìn)行了校核,這樣一來(lái)我們就可以更加的來(lái)出確定車架所使用的材料和設(shè)計(jì)的主要參數(shù)從,這樣我們就可以讓這次的車架設(shè)計(jì)更加的完善了。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 25- 第四章 車架的制造工藝 車架縱梁在整個(gè)車架設(shè)計(jì)中處于一個(gè)相當(dāng)關(guān)鍵的位 置,是本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵核心件 ,車架縱梁的質(zhì)量高低不僅決定了整個(gè)車架的質(zhì)量 ,而且整車的質(zhì)量也會(huì)受到很大的影響。我們所設(shè)計(jì)的車架不僅要適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的“多品種、少批量、多批次” 的生產(chǎn)方式 ,而且還能夠縮短我們對(duì)新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 ,提高我們的生產(chǎn)效率 ,各個(gè)廠家都在積極的設(shè)計(jì)研究這種車架縱梁。 梁 我們此次所設(shè)計(jì)的縱梁為采用的為等斷面的形式,而在長(zhǎng)度上為前部直線后部向上翹起的方式,厚度為 4長(zhǎng) 3852此我們使用機(jī)械壓力機(jī)和平面數(shù)控來(lái)生產(chǎn)縱梁。 梁 我們所設(shè)計(jì)的橫梁主要是 使用冷拔無(wú)縫鋼管作為材料。橫梁的長(zhǎng)度根據(jù)需要來(lái)選擇,這次選擇的長(zhǎng)度在 500 買文檔
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