自卸車专用车架设计.docxVIP

课程论文自卸式专用车车架设计课程名称：专用汽车设计姓名：伍达强学号：201131150421专业：车辆工程成绩：指导教师：刘庆庭摘 要：介绍了主副一体自卸专用车架的设计过程，着重介绍了该车架的结构形式和特点，论述了车架结构形式的确定、纵梁的设计校核、横梁的布置及结构设计、横梁与纵梁连接形式及自卸结构的布局设计，对自卸车专用车架的设计有一定的指导作用。关键字：自卸车 专用车架 结构设计Abstract： Focusing on the structure and characteristics of the frame, the design process of the major and auxiliary special frame in dump truck weredescribed. Frame structure, design and check of the carling, Layout and structural design of beams, the connection of carling and beams, layout ofdumping structure were elaborated, which accumulated some useful guidance to the design of special frame of dump truck.Key words：dump truck special frame; structural design1 前言车架作为汽车底盘的基础件，其结构形式直接影响着底盘各零部件的布置安装。同时，作为底盘及整车的主要承载件，车架对整车的各项性能起着至关重要的作用。因此在车架设计过程中，除考虑自身的强度要求外，还需考虑其它总成安装的方便性，并兼顾生产工艺条件。为满足市场的需求，针对自卸汽车的特点，开发了一种主副一体自卸汽车专用车架。2 方案构思传统自卸车车架由主车架与副车架共同组成，主车架承载着各总成件的载荷，副车架布置自卸结构实现货物的倾卸（图1）。自卸专用车架初步设想是取消副车架总成，将副车架上自卸结构移植到主车架上，既可以降低整车重心，又降低了成本。车架结构大致拟定如下：选用边梁式框架式结构，车架由左右分开的两根槽型纵梁和横梁组成。考虑到自卸车驾驶室后的位置所受弯曲应力较为集中，在重载时易发生变形，故在此段增加第三层纵梁。车架前悬受力较小，出于轻量化和降低成本的考虑，从车架前端到发动机前托架处，车架纵梁由双层改为6 mm的单层；后悬架附近重载时所受扭曲作用较大，故在后悬架前后支架处采用背靠背横梁联接，以保证车架后部有足够的强度；车架中部在行驶中应具有一定柔性，在满足强度的前提下车架横梁尽量减少，以减小通过不平路面时车架的扭曲变形 (图2) 。3 车架设计3.1 车架总体尺寸的确定3.1.1 车架纵梁材料的选择纵梁是车架的主要元件，也是车架总成中最大的加工件，其形状力求简单，载货汽车车架纵梁多取平直且断面形状不变或少变，以简化工艺，降低制造成。本车架纵梁选用直通双层槽型纵梁，断面尺寸为250 mm×70 mm×（ 外层为6 mm，内层为5mm），大梁材料采用B510L，下屈服强度为355 MPa。3.1.2 宽度的确定车架宽度必须根据整车总体布置来确定。车架前段的宽度受前轮最大转向角的限制，最小值取决于发动机的外围宽度，车架后段的宽度受后轮距及悬架安装方式的影。该车架前后悬架全采用钢板弹簧悬架，悬架支座均与纵梁下翼面和腹面铆接，为满足悬架的安装要求，确定车架宽度为800 mm。3.1.3 长度的确定车架长度主要取决于整车的长度，根据整车自卸货箱尺寸（4400 mm×2200 mm×800 mm）及驾驶室总成等部件的布置情况，确定车架轴距为3800 mm，其中前悬长1060 mm，后悬长1225 mm，总长6085 mm。3.1.4 车架纵梁的强度校核车架受力简图如图3所示。整备质量=5000 kg，载质量=20000 kg。前支反力： =22 kN。由弯矩平衡 ，求得最大弯矩点：最大弯矩：取动载荷系数=2.5～4.0，考虑到车架多为疲劳损伤，故取d安全系数n=1.15～1.40[1]。则动载荷工况下的最大弯矩为。对于槽形断面，抗弯截面模量：W=t×h(h+6b)/6=307 083纵梁危险截面的最大应力：由于材料的临界值为[σ]=355 MPa，此时σ≤[σ]，故该车架纵梁的设计满足要求。3.2 横梁结构及位置的确定对于车架总成来说，纵梁首先应满足整车的强度要求，而合理布置横梁及其连接形式则是保证车架具有足够扭转刚度的必要条件，同时车架横梁又是底盘一些总成的安装基体，因此在确定各横梁的位置前必须充分考虑到整车各总成的布置情况，保证其安装的方便