轻型载货汽车车架和悬架设计论文

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1、第1章前言概述车架和悬架系统是汽车设计的重要部分，因为它们的好坏直接关系到汽车各个方面（操控、性能、安全、舒适）性能。现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架。汽车车架是整个汽车的基体，在它上面安装着汽车的各个主要总成（发动机、传动系、汽车车身和车箱等)/并把这些总成联合成为一辆完整的汽车。另外，车架还承:受作用于汽车上的所有静载荷（悬挂以上的汽车各总成的重量和有效载荷）和汽车行驶时产生的动载荷(各种力和力矩)。为了使车架具有上述功能，对汽车车架有如下的一些要求：要有足够的强度：必须保证在各种复杂受力的情况下不致破坏。要求具有足够的疲劳强度，在汽车运行30

2、〜50万公里以前，不致有严重的疲劳损伤。1.要有合适的刚度：保证汽车在各种使用条件下，固定在车架上的各总成不致因为车架的变形而早期损坏或失去正常工作能力，故车架应有足够的刚度。但是，当汽车行驶于不平路面时，为了保证汽车对路面不平度的适应性，以提髙汽车的平顺性和通过能力，又要求车架具有一定的挠性，即扭转刚度不宜过高。2.在保证强度的前提下,应尽量地减轻车架的重量：车架的重量约占汽车自重的10%,用于车架的钢板消耗量也相当大，例如解放牌汽车的车架纵、横梁所消耗的钢板占全车钢板消耗量的40%左右。因此，车架应按照等强度的原则进行设计，以减轻汽车的自重和降低材料消

3、耗量。当今，对车辆轻量化和降低成本的要求越来越高，于是对车架的结构形式设计有高的要求。首先要满足汽车总布置的要求。汽车在复杂多边的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。汽车在崎岖不平的道路上行驶时，车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形；车架布置的离地面近一些，以使汽车重心位置降低，有利于提高汽车的行驶稳定性。车架是一种受力情况很复杂的构件，目前在进行车架设计时，一般只进行抗弯强度计算，在抗扭强度计算方面还有不少问题尚未得到解决，所以车架设计尚未建立完整的计算方法。设计时除进行抗弯强度计算之外，还对国内现有的同类型汽车

4、车架断面尺寸进行统计和核算，以作为选择断面的参考依据.悬架设计是研究悬架系统的搌动特性，讨论悬架设计对平顺性、稳定性和通过性等性能的影响，从而作出妥善设讣。汽车悬架是将车架（或车身）与车轴（或直接与车轮）弹性联接的部件，其主要功用如下：1.缓和、抑制由于不平路面所引起的振动和冲击，以保证汽车有良好的平顺性。2.迅速衰减车身和车桥（或车轮）的振动。3.传递作用在车轮和车架（车身）之间的各种力（垂直力、纵向力和横向力）和力矩(制动力矩和反作用力矩)。251.保证汽车行驶所必要的稳定性。汽车悬架通常由弹性元件、导向机构和减震器等三部分组成。弹性元件主要用来传递垂

5、直力和缓和冲击。当横向角刚度较小时，有时还装有横向稳定器以减小车身的横向摆动。导向机构用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，以保证有必要的稳定性，同时传$除垂直力以外的力和力矩。减震器用来迅速衰减车身和车桥（或车轮）的振动。目前，最广泛采用的钢板弹簧，不仅用作弹性元件而且兼起导向作用（通过卷耳和支座）和阻尼作用、（通过片间摩擦）。在进行设计时，要满足以下几点要求：a．规范合理的型式和尺寸选择，结构和布置合理。b．保证整车良好的平顺性能。c．工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。d．尽量使用通用件，以便降低制造成本。e．在保证功能和强度的要求下

6、，尽量减小整备质量。f．其它有关产品技术规范和标准。目前，农用运输车不能满足“三农”市场需求，突出表现为一般产品生产能力过剩，技术水平低，质量和维修服务水平差，价格较高，而市场急需的高质量经济型产品不能满足需求。结合生产实际，在农用运输车基础上对低速载货汽车车架及悬架系统进行了设计。1.2车架的发展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。这种设

7、计的最大好处，在于轻量化与刚性得以同时兼顾，因此受到了不少跑车制造商的青睐，早期的法拉利与兰博基尼都是采用的这种设计。由于钢骨设计的车架必须通过许多接点来连结主梁和副梁，加之笼状构造也无法腾出较大的空间，因此除了制造上比较复杂、不利于大量生产之外，也不适合用在强调空间的四门房车上。随后单体结构的车架在车坛上成为主流，笼状的钢骨车架也逐渐改由这种将车体与车架合二为一的单体车架所取代，这种单体车架一般以“底盘”称之。关于单体车架，简单的说就是将引擎室、车厢以及行李厢三个空间合而为一，这样的好处除了便于大量生产，模组化的运用也是其中主要的考虑。通过采取模组化生产

8、的共用策略，车厂可以将同一具车架分别使用在数种不同的车款上，这样也