【2017年整理】轻型载货汽车车架设计说明书.doc

第1章 绪论 1.1 课题背景 汽车的使用条件复杂，其受力情况也十分复杂，随着汽车行驶条件（车速和路况）的变化，车架上的载荷变化也很大，而车架，作为汽车的主要承载工件，它的好坏直接关系着汽车的各方面性能，如操作稳定性、安全性、舒适性、燃油经济性等。有过汽车在使用过程中，车架断裂的情况发生。所以对车架的主要受力件车架纵梁的强度进行校核，有着至关重要的意义。确保车架在各个工况下，车架纵梁的弯曲强度都符合材料的弯曲强度极限要求，如果不符合要求的，找出解决的方案，保证人与财产的安全。?? 另外，随着油价的上涨和国家对汽车尾气排放标准的不断提高，对载货汽车车架进行设计，不管是对其结构参数的优化设计，对其进行轻量化的优化设计，还是对汽车车架进行疲劳寿命预测分析等，都是出于对汽车动力性、安全性、燃油经济性的考虑。是非常有必要的。研究新的车架材料，减轻其质量，可以有效减少其整备质量。 1.2车架的发展历程 车架”这个名称原本是从法文的“Chassis”衍生而来的，早期汽车所使用的车架，大多都是由笼状的钢骨梁柱所构成的，也就是在两支平行的主梁上，以类似阶梯的方式加上许多左右相连的副梁制造而成。车体建构在车架之上，至于车门、沙板、引擎盖、行李厢盖等钣件，则是另外再包覆于车体之外，因此车体与车架其实是属于两个独立的构造。 第2章 方案论证 参考车型及其参数 公告型号 CA1092PK26L5E4 公告批次 228 品牌 解放 类型 载货汽车 额定质量 4990 总质量 8785 整备质量 3600 燃料种类 排放依据标准 轴数 2 轴距 4560 轴荷 3585/5200 轮胎规格 接近离去角 28/12 前悬后悬 1080/2355 前轮距 后轮距 识别代号 整车长 7995 整车宽 2260,2445 整车高 2430 货厢长 6180 货厢宽 2115,2300 货厢高 560 最高车速 95 载质量利用系数 1.44 备注 该车带OBD,防护材料材质:Q235-A,连接方式:螺栓连接,后部防护装置的断面尺寸(mm):145×50,离地高度:545mm。 2.1 汽车车架受力情况 2.1.1车架水平菱形扭动力 因为车辆在行驶时，每个车轮因为路面和行驶情况的不同，（路面的铺设情况、凹凸起伏、障碍物及进出弯角等等）每个车轮会承受不同的阻力和牵引力，这可以使车架在水平方向上产生推拉以至变形，这种情况就好像将一个长方形拉扯成一个菱形一样。 2.1.2车架非水平扭动力 当前后对角车轮遇到道路上的不平而滚动，车架的梁柱便要承受这个纵向扭曲压力，情况就好像要你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。 2.1.3车架横向弯曲力 所谓横向弯曲，就是汽车在入弯时重量的惯性（即离心力）会使车身产生向弯外甩的倾向，而轮胎的抓着力会和路面形成反作用力，两股相对的压力将车架横向扭曲。 2.1.4车架负载弯曲力 从字面上就可以十分容易的理解这个压力，部分汽车的非悬挂重量，是由车架承受的，通过轮轴传到地面。而这个压力，主要会集中在轴距的中心点。因此车架底部的纵梁和横梁(member），一般都要求较强的刚度。 2.2车架设计要求 2.2.1车架必须要有一定的强度 保证在各种复杂受力的使用情况下车架不受破坏。要求有足够的疲劳强度，保证在汽车大修里程内，车架不致有严重的疲劳损伤。纵梁受力极为复杂，设计时不仅应注意各种应力，改善其分布情况，还应该注意使各种应力峰值不出现在同一部位上。例如，纵梁中部弯曲应力较大，则应注意降低其扭转应力，减少应力集中并避免失稳。而在前、后端，则应着重控制悬架系统引起的局部扭转。提高纵梁强度常用的措施如下： (1)提高弯曲强度 选定较大的断面尺寸和合理的断面形状（槽形梁断面高宽比一般为3：1左右）； (2)提高局部扭转刚度 注意偏心载荷的布置，使相近的几个偏心载荷尽量接近纵梁断面的弯曲中心，并使合成量较小；在偏心载荷较大处设置横梁，并根据载荷大小及分散情况确定连接强度和宽度；将悬置点分布在横梁的弯曲中心上；当偏心载荷较大并偏离横梁较远处时候，可以采用K形梁，或者将该段纵梁形成封闭断面；偏心载荷较大且比较分散时候，应该采用封闭断面梁，横梁间距也应缩小；选用较大的断面； 限制制造扭曲度，减少装配预应力。 (3)提高整体扭转强度 不使纵梁断面过大； 翼缘连接的横梁不宜相距太近。 (4)减少应力集中及疲劳敏感 尽可能减少翼缘上的孔（特别是高应力区），严禁在翼缘上布置大孔； 注意外形的变化，避免出现波纹区或者受严重变薄；注意加强端部的形状和连接，避免刚度突变； 避免在槽形梁的翼缘边缘处施焊，尤其畏忌短焊缝和“点”焊。 (5)减少失稳 受压翼缘宽