低速載貨汽車車架和懸架的設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(存儲(chǔ)版)

　　

【正文】 1665 Kg 接近角/離去角：21/16前懸/后懸：1010/1105 mm 軸距：2700 mm軸荷：1260/2510 N 最高車速：90 km/h前輪距：1240 mm 后輪距：1360 mm底盤型號(hào)：ZB5040XXYBSC3S 軸數(shù)：2 底盤尺寸（長寬高）：481016051990彈簧片數(shù)：6/5+4 外廓尺寸我國對(duì)低速載貨汽車的限制尺寸是：；總寬不大于2米；總長不大于6米。我國汽車專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（汽13259載重汽車車架寬度標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定“車架寬度標(biāo)準(zhǔn)為865 177。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。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(jì)橫梁，可以保證車架具有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。 縱梁與橫梁的連接橫梁和縱梁多數(shù)是用搭接板通過鉚釘連接，也 有些車架是采用焊接或用螺釘連接（螺釘連接易生 銹）的。，且具有正確形狀不允許有傾斜，呲牙等缺陷。車架扭轉(zhuǎn)時(shí)，縱梁還將出現(xiàn)彎曲應(yīng)力，須和相加。這種動(dòng)載荷會(huì)使車架產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。實(shí)際上，縱梁的某些部位會(huì)由于安裝外伸部件（如油箱、蓄電池等）而產(chǎn)生局部扭轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)通常在此安置一根橫梁，使得這種對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)橫梁的彎矩。參考?xì)W鈴ZB5040XXYBSC3S運(yùn)輸車對(duì)低速載貨汽車做了簡要設(shè)計(jì)，汽車性能的優(yōu)劣不僅取決于組成汽車的各部件的性能，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合，取決于車架的布置。非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架A．非獨(dú)立懸架如圖(a)所示。中心螺栓4用來連接各彈簧片，并保證各片的裝配時(shí)的相對(duì)位置。D．懸架系統(tǒng)中由于彈性元件受沖擊產(chǎn)生振動(dòng)，為改善汽車行駛平順性，懸架中與彈性元件并聯(lián)安裝減振器，為衰減振動(dòng)，汽車懸架系統(tǒng)中采用減振器多是液力減振器，其工作原理是當(dāng)車架（或車身）和車橋間受振動(dòng)出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的活塞上下移動(dòng)，減振器腔內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個(gè)腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個(gè)腔內(nèi)。c .當(dāng)車橋（或車輪）與車橋間的相對(duì)速度過大時(shí)，要求減振器能自動(dòng)加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。這時(shí)減振器的活塞向上移動(dòng)。貨車的車身的固有頻率n,可用下式來表示： n= （62） 式中，c為懸架的剛度（N/m）,m為懸架的簧上質(zhì)量（kg）又靜撓度可表示為： （63） g：重力加速度（）,代入上式得到： n=5/ （64） 分析上式可知：懸架的靜撓度直接影響車身的振動(dòng)頻率，因此欲保證汽車有良好的行駛平順性，就必須正確選擇懸架的靜撓度。 懸架主，副簧剛度的分配 圖65 貨車主、副簧為鋼板彈簧結(jié)構(gòu)的彈性特性如何確定副簧開始參加工作的載荷和主，副簧之間剛度的分配，受懸架的彈性特性和主，副簧上載荷分配的影響，原則上要求車身從空載到滿載時(shí)的振動(dòng)頻率變化要小，以保證汽車有良好的平順性，還要求副簧參加工作前后的懸架振動(dòng)頻率不大。根據(jù)同類車型類比，后懸架的非簧載質(zhì)量為100kg。縱置鋼板彈簧有對(duì)稱和不對(duì)稱之分，因大多數(shù)汽車采用對(duì)稱式鋼板彈簧所以我選用了對(duì)稱式鋼板彈簧。轎車L=(～)軸距；貨車前懸架：L=(～)軸距，后懸架：L=(～)軸距。==L=1650mm k= S=100mm =500 N/.將上面數(shù)據(jù)代入公式，得：=103再計(jì)算主簧平均厚度：=。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強(qiáng)度梁的差別增大，材料的利用率變壞。剛度驗(yàn)算公式為： （74）其中α為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，~E為材料60Si2Mn的彈性模量，取值為206GPa。 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高，用下式計(jì)算： （78） 式中，為靜撓度；為滿載弧高；為鋼板彈簧總成用U型螺栓夾緊后引起的弧高變化，；S為U型螺栓的中心距。鋼板彈簧的總成弧高為 H上式計(jì)算的結(jié)果應(yīng)與計(jì)算的設(shè)計(jì)結(jié)果相近。 ——道路附著系數(shù)，這里； ——鋼板彈簧前、后段長度； ——彈簧固定點(diǎn)到路面的距離。許用擠壓應(yīng)力 其中 ； ，先取鋼板彈簧銷直徑為。本次的設(shè)計(jì)方案是邊梁式車架和前后均采用縱置鋼板彈簧懸架，通過設(shè)計(jì)，證明了我的設(shè)計(jì)方案是可行的，但是這畢竟是純理論的，如果將它投入到生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，相信會(huì)得到很好的完善。 vehicles generally use unitized construction. The machine piston connecting rod set The piston connecting rod set is posed of the piston, piston wreath, piston pin, connecting rod, connecting rod axle bush, etc. effect: The effect of the piston is to bear the air pressure, and pass to connecting rod to drive the bent axle to revolve through connecting rod axle bush, the piston coping is still a part of the burning room. The work condition: Piston works under the condition of heat, high pressure, high speed, and bad lubrication .Piston di。懸架以縱置鋼板彈簧為彈性元件兼作導(dǎo)向裝置的非獨(dú)力懸架在載貨汽車上用的比較廣泛，其主要優(yōu)點(diǎn)是；結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維修方便，工作可靠。所以 而此時(shí)的需用應(yīng)力為：，可見，滿足強(qiáng)度要求。由于在汽車緊急制動(dòng)時(shí)，一般前鋼板彈簧承受的載荷較大，需要校核前鋼板彈簧的最大應(yīng)力，所以忽略這一步。預(yù)應(yīng)力從長片由負(fù)值逐漸遞增為正值。綜上所述，所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧的實(shí)際尺寸及剛度等參數(shù)為：主簧：長度為1200mm，寬度為100mm，厚度為12mm，片數(shù)為5片，剛度C1=。由圖71確定主簧各片長度：圖71 確定主簧各片長度圖主簧各片鋼板的長度如表71：表71 主簧各片鋼板的長度 序號(hào)12345長度（mm）1200920650380120 由副簧各片長度如表72：表72 副簧各片鋼板的長度序號(hào)1234長度（mm）960770540320 之前確定的關(guān)于懸架的撓度增大系數(shù)δ、慣性矩J0、片長和端部形狀的確定都不夠準(zhǔn)確，所以有必要驗(yàn)證精度。（3）鋼板斷截面形狀的選擇：本設(shè)計(jì)選取矩形截面。 對(duì)于主簧： L=1200mm k= S=100mm =1 =5 = E=將上述數(shù)據(jù)代入以上公式得=29103計(jì)算主簧總截面系數(shù)： （73） 式中為許用彎曲應(yīng)力。簧下部分荷重，由此可計(jì)算出單個(gè)鋼板彈簧的載荷： （71）由前面選定的參數(shù)知： 滿載弧高 ： 滿載弧高是指鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端連線間的高度差。貨車車身側(cè)傾角不超過~。副簧，主簧的剛度之比為： ， （65） 式中，為副簧的剛度，為主簧的剛度。對(duì)于空載與滿載時(shí)簧上質(zhì)量變化大的貨車和客車，為了減少振動(dòng)頻率和車身高度的變化，應(yīng)當(dāng)選用剛度可變的非線性懸架。設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù): 載質(zhì)量：1700kg 整備量：2100kg 空車時(shí)：前軸負(fù)荷：850kg 后軸負(fù)荷：850kg 滿載時(shí)：前軸負(fù)荷：1330kg 后軸負(fù)荷：2470kg 軸 距：2700 mm 前 輪 距 ：1240 mm 后 輪 距：1360 mm 懸架的靜撓度 懸架的靜擾度 是指汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷f與此時(shí)懸架剛度c 之比，即 （61） 貨車的懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。這些閥對(duì)油的節(jié)約形成懸架受壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。這時(shí)，彈性元件起主要作用。圖6－2鋼板彈簧示意圖1. 卷耳；2. 彈簧夾；3. 鋼板彈簧；4. 中心螺栓；鋼板彈簧可分為對(duì)稱式鋼板彈簧和非對(duì)稱式鋼板彈簧，對(duì)稱式鋼板彈簧其中心螺栓到兩端卷耳中心的距離相等，不等的則為非對(duì)稱式鋼板彈簧。粉沫冶金、制成的襯套，用彈簧銷與固定在車架上的支架、或吊耳作鉸鏈連接。e．結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小。A．所以均布載荷集度q為：=(1700+2100)/(493+990+986+975+950+421) =圖52 車架載荷示圖B．求支反力由平衡方程得：F22700+10101010/2=(2700+1105) (2700+1105) 得：F2=F1=(mg+m0)gF2=當(dāng)時(shí)：剪力Q1=qx=彎矩M1=qx2/2=當(dāng)時(shí)：剪力Q=qx+F1=彎矩M1=F1(xl1)qx2/2=(x493)當(dāng)時(shí)：剪力Q1=qx+F1+F2=彎矩M1=q(Lx)2/2=(4815x)2a. 變載面處的剪力和彎矩：當(dāng)x=l1=493mm時(shí)：Q==M=qx2/2=當(dāng)x=l1+l2=1483mm時(shí)：Q==M=(x493)=當(dāng)x=l1+l2+l3=493+990+986=2469mm時(shí)：Q==M=(x493)qx2/2=當(dāng)x=l1+l2+l3+l4=3444mm時(shí)：Q==M=(x493)=當(dāng)x=L=4815時(shí)：Q==M=(4815x)2=0b. 求最大彎矩：因?yàn)椋援?dāng)Q=0時(shí)，彎矩最大即Q==0,x=，彎矩最大Mmax=(x493)=≈ 106 強(qiáng)度驗(yàn)算實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)車速約40 km／h時(shí)，汽車在對(duì)稱的垂直動(dòng)載工況下，其最大彎矩約為靜載荷下的3(卵石路)～(農(nóng)村土路)倍，同時(shí)，考慮到動(dòng)載荷作用下，車架處于受疲勞應(yīng)力狀態(tài)，～，可求得動(dòng)載荷下的最大彎矩：=10`=可用下式來校核縱梁的彎曲強(qiáng)度： (57)式中： —— 縱梁的彎曲強(qiáng)度—— 抗彎模量=107/104=對(duì)于槽形斷面（如圖34）可知區(qū)域載面形狀和載面特性，即抗彎截面系數(shù)為： W=t h h+6b∕6 (58)取h=80mm, b=43mm, t=5mm,W=t h h+6b∕6=22533mm3 圖34 槽形斷面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載面處，求兩點(diǎn)的受力值加以比較求出安全系數(shù)： (510)其中為材料的屈服應(yīng)力，取其值為350MPamax=Mmax/Wx=240 MPa N=/max=綜上所述：車架發(fā)生最大受力時(shí)， 按上式求得的彎曲應(yīng)力不超過縱梁材料的疲勞極限σ1＝220～260MP滿足要求。汽車的有效載荷均勻分布在車廂全長上。 斜對(duì)稱的動(dòng)載荷這種載荷是當(dāng)汽車在崎嶇不平的道路上行駛時(shí)產(chǎn)生的。將已知量代入上式得：Rf=［22100／3()+3800（）］／4／=5723Nx=［2572322100／3／+3800()／］／(22100／3／+3800)=M=23800／4(++) ［()+］+3800(+)［(+)2］=相鄰兩橫梁如果都同縱梁翼緣連接,扭矩T作用于該段縱梁的中點(diǎn),則在開口斷面梁中扇性應(yīng)力可按下式計(jì)算： (54)式中 Iw—扇性慣性矩；W—扇性坐標(biāo)；對(duì)于槽形斷面 ，駕駛室后支點(diǎn)與前支點(diǎn)高度差為10。從以上三種車架的對(duì)比可以看出：低速載貨汽車應(yīng)該選用車架B。材料選用16Mn低合金鋼，16Mn低合金鋼在強(qiáng)度,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(jī)械性能良好,正火可提高塑性，韌性及冷壓成型性能。貨車車架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠取奶岣哒嚨臋M向穩(wěn)定性以