副车架设计说明书

摘要本文是对侧倾式自卸汽车副车架总成设计的简要说明。本文首先对自卸车的设计特点以及国内外发展现状做了相关的概述，简要介绍了自卸汽车的历史跟发展前景。文中通过对所给参数进行分析论证，对副车架纵梁的尺寸参数、材料选择，横梁的参数设计、材料选择，纵梁与横梁之间连接结构，举升机构在副车架上的安装方式进行了设计。在设计副车架总成纵梁的的过程中，充分考虑了自卸汽车的经济性跟使用功能。在其他部件的设计过程中，充分考虑了它们之间的相互配合，使它们能够协调工作。所设计的副车架总成能够满足预期期望。提供车厢、举升机构的安装位置，改善自卸汽车主车架的应力分布情况。关键字：自卸汽车副车架总成，纵梁，横梁，连接结构安装位置，举升机构安装位置，设计ABSTRACTThatdesignspecificationisasimpleexplanationforthedesignofasubframeforaroll-typedumptruck.Inthatdesignspecification,asimplebutclearviewabouttheroll-typedumptruckwasgiventohelppeopleunderstandthehistoryoftheroll-typedumptruckbetter.Toachievethattarget,inthisdesignspecification,thedeputyframerails,thesubframebeams,theconnectionofthedeputyframerailsandthesubframebeams,theinstallationlocationofliftingmechanismmustbewelldesigned.Thissubframecanachievetheexpectationoftheroll-typedumptruckasrequired.Andthatsubframealsoprovidesomeplacetoinstalltheliftingmechanismandthecompartment.Aspeopleexpect,italsocanmaketheroll-typedumptruckhaveabetterworksituation.Whendesignthesubframebeams,theeconomiceffectandthefunctionwasconsidered.Andsoontheothers.Keywords:subframeforaroll-typedumptruck，deputyframerails，subframebeams，locationofconnection，locationofliftingmechanism，design目录第一章绪论..................................................................11.1课题的研究背景、意义.................................................11.1.1、课题的研究背景................................................11.1.2、课题的研究意义................................................1第二章副车架总体方案设计....................................................42.1副车架截面形状及尺寸的设计...........................................62.2副车架前端形状的设计.................................................72.3举升机构位置的设计...................................................82.4连接结构安装位置的选择...............................................92.5铰支座位置的设计....................................................112.6副车架在二类底盘上的布置............................................11第三章副车架及相关零部件结构设计...........................................133.1纵梁的设计..........................................................133.1.1纵梁结构、材料设计............................................133.1.1纵梁强度校核..................................................133.2横梁的设计..........................................................193.3连接结构的设计......................................................203.3.1副车架纵梁与横梁的连接方式的选择..............................203.3.2铆缝的强度计算................................................213.3.2焊接强度的计算................................................223.4铰支座的设计........................................................233.4.1车厢与副车架连接铰支座的设计..................................233.4.2举升机构与副车架连接铰支座的设计..............................24第四章结论................................................................25致谢......................................................................28参考文献....................................................................29附录......................................................................30第一章绪论1.1课题的研究背景、意义1.1.1、课题的研究背景自卸汽车是利用汽车本身的发动机动力驱动液压举升机构，使车厢倾斜一定角度进行卸货，并依靠车厢自重自动落下复位的专用汽车。目前，自卸汽车的应用相当广泛，随着我国建设速度的加快，对自卸汽车的需求量越来越大。2007年自卸汽车产量为271830辆，2008年为242712辆。其中，重型自卸汽车在2007年产量占自卸汽车总产量的44.9％，2008年为57.4％。[1]自卸汽车有多种不同的类型，通常按照用途可以分为两类：①用于非公路运输用的重型和超重型自卸汽车，装载质量一般在20t以上，主要承担大型矿山、水利工地等的运输任务，通常与挖掘机配套使用，这类自卸汽车称为矿用自卸汽车，其长度、宽度、高度及轴荷不受公路法规限制，但是只能在工地、矿山或指定的地方使用；②用于公路运输的车辆，分为轻、中、重型自卸汽车，装载质量为2到20t，主要承担沙石、泥土、煤炭等松散物质的运输，通常与装载机配套使用，称为普通自卸汽车。[2]自卸汽车按照结构分类又可以分为后倾式自卸汽车、侧卸自卸汽车、三面卸自卸汽车和底卸式自卸汽车。重型自卸汽车多采用侧倾式结构，以避免后倾式引起的失稳或卸货不完全等问题。本课题就是针对总质量为26吨的重型侧倾式自卸汽车进行副车架总成设计。1.1.2、课题的研究意义自卸汽车的设计主要是根据用户需求，在定型的二类底盘上合理布置车厢、举升机构等零部件，使汽车具有自卸功能。自卸汽车的副车架位于车厢底部与汽车底盘主车架之间。副车架可以起到一个缓冲的作用，改善主车架的承载情况，避免集中载荷。副车架通常通过U形螺栓和连接板等与主车架固定，副车架后端焊有铰接支座，车厢与副车架通过该铰链支座相连。车厢在举升机构的作用下，绕着这个铰链支座转动。副车架实际上就是自卸汽车车厢与自卸汽车主车架连接的一个缓冲带，在不破坏主车架的结构情况下，自卸汽车车厢跟自卸汽车主车架之间采用副车架过渡，可以改善自卸汽车主车架的承载情况，避免集中载荷。副车架可以有效的保护主车架，延长自卸汽车的使用寿命。副车架总成的设计有着很重要的现实意义。重型自卸汽车装载质量大，对副车架的的要求更加严格。采用刚性足够的副车架，可以使主车架纵梁所承受的载荷均匀分布，所受应力值较小，有效的避免了载荷集中，有利于增加车架纵梁的强度和寿命。本课题的基本内容为：1）根据给定的设计参数，确定副车架结构型式、尺寸；首先，要根据前人经验预定好副车架的结构形式、尺寸，然后对副车架纵梁进行强度校核，使设计的副车架总成做到充分利用材料，以期达到用料结构性能与其经济性的良好结合。2）设计副车架连接结构，主、副车架连接结构；根据所读资料，初步选定副车架的连接结构有两种，一种是焊接，另一种是铆接。焊接与铆接各自的特点在下文中会有叙述。3）绘制副车架总成图，主、副车架连接总成图，组件装配图、零件图；根据给定的基本内容进行副车架总成设计时，需要留意以下几点。尽量使所设计的副车架总成能够很好的满足自卸汽车使用要求。1）副车架截面形状及尺寸的设计；自卸汽车副车架的截面形状一般与主车架的纵梁截面形状相同，多采用槽型结构。在本设计中，副车架的纵梁初步设计成采用8mm钢板冲压成形。2）副车架前端形状的设计；副车架的前端形状设计的优劣直接影响到主车架的应力分布情况。3）副车架在二类底盘上的布置；副车架在汽车底盘上布置时,其前端应尽可能的往驾驶室后围靠近。在满足轴荷分配的前提下，车厢与驾驶室的距离不宜太大，副车架前端离主车架拱形横梁的距离，一般在100mm之内，固定副车架的前面第一个U形螺栓距拱形横梁的距离一般控制在500～800mm的范围内。[2]4）副车架与主车架之间连接结构的设计；当副车架固定在主车架上时，副粱与车架压紧缓冲垫后，副粱与车架上的连接支架之间还应保留20mm左右的间隙。可采用多种结构形式的联接装置将副车架固定在主车架上。主、副车架的连接有三种形式：1、连接支架；2、止推连接板；3、U形螺栓。[2]5）副车架练接结构的设计；1、选择合适的焊接工艺，焊接材料。使焊接残余应力降到最小。2、选择合适的铆接工艺，连接材料。尽量使应力集中降到最小。6）材料的选择及强度校核；选定二类底盘后，进行副车架总体方案的设计时，应该在设计过程中考虑副车架自身结构、刚性分布等，要尽量符合主车架在承载状况下的变形规律，使副车架顺应主车架的扭曲，达到主、副车架的刚性尽量匹配合理。副车架上还要设计出举升机构的安装位置。在副车架的相关零部件结构设计中，根据主车架的横梁、纵梁的尺寸来确定副车架横梁、纵梁的尺寸。根据主车架的纵梁截面形式选择副车架的纵梁截面形式。主、副车架的截面形状一般相同。主、副车架联接结构的设计。连接支架应该和止推连接板配合使用。一般布置是在后悬架前支座前用连接支架连接，后悬架前支座后用止推连接板连接，相邻的俩个止推连接板之间的距离在500～1000mm的范围内。U形螺栓不能用在车架受扭转载荷最大的范围内。第二章副车架总体方案设计在专用