副车架设计说明书.doc

1、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，

2、连接结构安装位置，举升机构安 装位置，设计2/35ABSTRACTThat design specification is a simple explanation for the design of a subframe for a roll-type dump truckIn that design specification.a simple but clear view about the roll-type dump truck was given to help people understand the history of the roll-type dump truck be

3、tter. To achieve that targetjn this design specificationjhe deputy frame rails,the subframe beamsJhe connection of the deputy frame rails and the subframe beams,the installation location of lifting mechanism must be well designedThis subframe can achieve the expectation of the roll-type dump truck a

4、s required.And that subframe also provide some place to install the lifting mechanism and the compartment.As people expectjt also can make the roll-type dump truck have a better work situation When design the subframe beamsthe economic effect and the function was considered.And so on the others.Key

5、words： subframe for a roll-type dump truck, deputy frame rails, subframe beams, location of connection, location of lifting mechanism, design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狡支座位置的设计112. 6副车架在二类底盘上的布置12第三章

6、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钏缝的强度计算213. 3.2焊接强度的计算223. 4铁支座的设计233.4. 1车厢与副车架连接钱支座的设计233.4.2举升机构与副车架连接铁支座的设计24第四章结论25致谢28参考文献29附录3010/35第一章绪论1.1课题的研究背景、意义1.1.1v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圧举升机构，使车厢倾斜一 定角度进行卸货，并依幕车厢自重自

7、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%。自卸汽车有多种不同的类型，通常按照用途可以分为两类：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；用于公路运输的车辆，分为轻、中、重

8、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。自卸汽车按照结构分类乂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.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 载悄况，避免集中

9、载荷。副车架通常通过U形螺栓和连接板等与主车架固定， 副车架后端焊有較接支座，车厢与副车架通过该钱链支座相连。车厢在举升机 构的作用下，绕着这个狡链支座转动。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

10、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，要根据询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 是钏接。焊接与钏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，需要留意以下儿点。尽量使 所设讣的副车架总成能够很好的满足自卸汽车使用要求。1）副

11、车架截面形状及尺寸的设讣；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，多釆用槽 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汁的优劣直接影响到主车架的应力分布悄况。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500800mm的范围内。4）副车架与主车架之间连接结构的设讣；当副车架固定在主车架上时，副粱与车

12、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。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、选择合适的钏接工艺，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

13、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5001000mm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汽车设计时，为了改善主车架的承载情况，避免集中载荷，同时也 为了不破坏主车架的结构，一般多采用副车架过渡。本车最大允许总质量为 26T,在工作中可能

14、会受较大的弯曲应力。因此，本车副车架纵梁将采用抗弯 性能较好的材料，材料为16MnL,即Q345钢。这种材料在工程上一般用于汽 车纵梁的生产制造。在增加副车架的同时，为了避免山于副车架刚度的急剧变化而引起主车架 上的应力集中，所以对副车架的形状、安装位置及与主车架的连接方式都有一 定的要求。专用汽车二类底盘选用CA3258PlK2BTlo详细参数见表2-1。表2-1 CA3258P1K2BT1二类底盘尺寸底盘型号CA3258P1K2BT1质虽参数底盘整备质量7900kg整备质量时前（后）轴荷3535/4365kg最大允许总质量25490kg前（后）轴允许最大载荷5490/20000kg性能参数

15、最髙车速92km/h最大爬坡度43%加速行驶车外最大噪声88dB(A)最小转弯直径16. 8m续驶里程950km最髙档60km/h等速油耗27L/100km制动距离W 36. 7m尺寸参数总长7290mm总宽2455mm总髙2730mm驾驶室翻转半径前.后悬1240/1200mm轴距3500-1350mm轮距1914/1847mm空（满）最小离地间隙245mm接近角30离去角32重心至前轴中心距2300mm底盘重心高度910mm推荐车厢长度5400mm发动机型号CA6DE2CA6DF2CA6DF2-24-21-26最大功率（kw/rpm）177/2300177/2300192/2300最大扭矩

16、n. m/rpm）890/1400890/1400930/1400生产厂家一汽集团离合器型式单片.干式、膜片弹簧压紧式离合 器，摩擦片外径430mm：机械式操 纵机构生产商一汽集团变速器型号CA7T156型式机械式变速器生产商一汽集团车架总量断而尺寸280mmX 90mmX8mm加强板尺寸264mmX 82mmX 5mm车架总成宽度865mm车架上表而离地髙度1075mm车架有效长度（底盘/满载）后桥中心处车架 上平而至地而高度1082/1034mm悬架前簧（长x宽X厚mm-片数）1350X90X10-12后簧（长X宽X厚mm-片数）1350X100X20-10辅助弹簧（长X宽X厚mm-片数

17、底盘如图2-1 o图2-1 CA3258P1K2BT1自卸车底盘车架总成图自卸汽车副车架的总体方案设计就是在CA3258P1K2BT1自卸车底盘车架总 成的基础上进行。CA3258P1K2BT1自卸车底盘车架总成详细资料见附录1。2.1副车架截面形状及尺寸的设计专用汽车副车架的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多釆用如 图2-2所示的槽形结构，其截面形状尺寸取决于专用汽车的种类及其承受载荷 的大小。对于随车起重运输车的副车架来说，在安装起重装置的范围内，应按 如图2-3和图2-4所示的方式用一块腹板将副车架截面封闭起来，以提高副车架 的抗扭和抗弯能力。图22副车架的截面形状图2-3加强

18、后的副车架截面形状1 副车架;2腹板图2-4加強腹板的位置参照CA3258P1K2BT1二类底盘主车架车架纵梁端面尺寸（见表2-1,详见 附录3）,初步选定副车架纵梁端面尺寸为200 mmX90 mmX8mm。所设计的副车架截面形状如图2-2。腹板可根据实际情况补充添加，如果 添加，其副车架的截面形状如图2-3。2. 2副车架前端形状的设计为了避免山于副车架截面高度尺寸的突然变化而引起主车架纵梁的应力集 中，副车架的前端形状应采用逐步过渡的方式。例如采用如图2-2所示的3种 过渡方式。对于这三种不同形状的副车架前端，在其与主车架纵梁相接触的翼面上部图25副车架的三种前端形状(a) U 形；(b

19、)角形；(c) L 形表2-2副车架前端的结构尺寸序号类别1lohhcciaU形(101.2) H1520mm(0. 60.7) H1mmb角形1520mm(0. 20.3) H1mmH1520mm(0. 250. 35) H1mm50如果加工上述形状困难时，可以釆用如图2-6所示的副车架前端简易形状, 此时斜面尺寸较大。对于钢质副车架:ho=57mm； lo=2OOmm300mm。对于硬木质副车架;h()=5mm10mm； 1()=H。图2-6副车架前端简易形状（a）刚质副车架；（b）硬木质副车架本课题即采用图2-6副车架前端简易形状中的（a）刚质副车架。初步选定 其尺寸 ho=57mm；

20、lo=2OOmm。2. 3举升机构位置的设计举升机构的液压油缸通过油缸支座较接固定于副梁油缸支座横梁上，油缸 可绕油缸下轴线在油缸支座内摆动。油缸下销轴位于副车架对称面并平行于副 梁的对称中心线。副车架上的副梁油缸支座横梁形状如图2-7所示。在本设计中，举升液压缸的安装狡支座是有两根横梁组成的。如图，每根 横梁上各自安装有轴承，这样的设计，在自卸汽车车厢侧倾的情况下，能够方 便举升液压缸的安装。图2-7副车架液圧缸较支座安装横梁详细内容见cad图纸。2. 4连接结构安装位置的选择副车架与主车架的连接常采用如下儿种形式。1）止推连接板图2-8是一种重型专用汽车（斯太尔）所采用的止推连接板的结构形

21、状及 其安装方式。连接板上端通过焊接与副车架固定，而下端则利用螺栓与主车架 纵梁腹板相连接。止推板的优点在于可以承受较大的水平载荷，防止副车架与 主车架纵梁产生相对水平位移。相邻两个推止推连接板之间的距离在500 1000 mm范圉内。图2-8止推连接板的结构1-副车架；2-止推连接板；3-主车架纵梁2) 连接支架连接支架由相互独立的上、下托架组成，上、下托架均通过螺栓分别与副车 架和主车架纵梁的腹板相固定，然后再用螺栓将上、下托架相连接，见图2-9 所示。由于上、下托架之间留有间隙，因此连接支架所能承受的水平载荷较 小，所以连接支架应和止推连接板配合使用。一般布置是在后悬架询支座前用 连接支

22、架连接，在后悬架前支座后用止推连接板连接。图2-9连接支架1 上托架；2-下托架；3螺栓3) U形夹紧螺栓当选用其它连接装置有困难时，可采用U形夹紧螺栓。但在车架受扭 转载荷最大的范围内不允许采用U形螺栓。当采用U形螺栓固定时，为防 止主车架纵梁翼面变形，应在其内侧衬以木块，坦在消声器附近，必须使 用角铁等作内衬。图2-10是一种U形螺栓的实物图。图2-10 一种U形螺栓的实物图综合考虑三种连接方式的特点、以及装配工艺性，本课题的连接结构方式 选择止推连接板和连接支架两种形式。自卸汽车主车架、副车架的具体连接位置尺寸参见附录2。2. 5铉支座位置的设计本课题要求此侧倾式自卸汽车的车厢应当能够满

23、足往左右倾斜卸货，以满 足不同工况下的使用情况。在副车架的两根纵梁上都安装较支座、同时配合车 厢上的较支座，便可满足这一要求。为了减轻狡支座上的载荷，每根纵梁上采 用5个较支座。其安装位置如图2-11所示。11!uais111inafehIh3BBpB|H图2-11副车架上较支座位置图副车架上与车厢连接的狡支座具体位置在附录2里也有体现。2. 6副车架在二类底盘上的布置侧倾式自卸汽车副车架在二类底盘上的布置应大体按照以下两个原则进 行：1）在保证自卸汽车使用安全、可黑的前提下，为了提高挠曲性、减小副车 架刚度，应尽量减少副车架横梁的数量，以减少对纵梁扭转的约束。2）当副车架结构刚性要求较高时，

24、可在主、副车架的中间增加一层橡胶垫 或软木。这样，当主车架变形时可以用弹性橡胶或软木的变形来减弱副车架对 主车架的约束。副车架与主车架连接如图2-12所示。图2-12副车架与主车架的连接第三章副车架及相关零部件结构设计3. 1纵梁的设计3.1.1纵梁结构、材料设计副车架纵梁初步选用16MnL来制造，即Q345钢。这种材料在工程上一般 用于汽车纵梁的生产制造。在本设计中，副车架纵梁已初步选定用8mm钢板冲 压而成。截面尺寸初步选为200mmX90mmX8mmo腹板尺寸也为8mm,材料 初步定为Q235o3.1.1纵梁强度校核纵梁的弯矩计算。在实际使用状况下，主、副车架的受力情况比较复杂。 在车架

25、的初始设计时，一般把对车架的强度校核简化为对车架纵梁进行弯曲强 度校核。在对车架纵梁进行强度校核时，作以下假设：1、纵梁是支撑在悬架支座上 的简支梁；2、所有作用力均通过车架纵梁断面的弯曲中心（即纵梁只发生纯弯 曲）；空车簧载质量均匀分布在汽车左、右纵梁上；3、满载时的有效载质量为 集中载荷（在平稳行驶工况下，满载时车厢内的货物易简化为均布载荷，卸货 过程中并须按照集中力处理）；主、副车架为刚性连接，即主、副车架的棧度 完全相同。当满载时有效在质量作为集中力处理时，车架受力分析如下图3-1所示：D(3-1)(3-2)b(3-3)图3-1满载有效载荷作为集中载荷处理时的车架受力分析其中G为有效载

26、质量的集中载荷。Gcl；er为前、后支架所承受的有效载质 量。山上装平衡条件计算可得:f + 22丿dn+ e + f + 122d)I 2丿-+e+f+2 2)F八R为前、后轴对车架的支反力。由车架平衡条件计算可得:(3-4)Fr=G为空车簧载质量，取一警E是汽车整备质量）。 在这种情况下，车架纵梁弯矩计算公式见下：0X2LGsX/ Gci(X a c)M3 = + F(X -a)- a+ c X a + c + d2L2dGX?M4 = 卜 F1(X - a)-Get(X a - c - d)a + c + d X a + bM5 = -Gc(X - a - b) - Ga + bXa +

27、 b + I-n*. Gs(x a b 1 + n ) Gcr(X_n_b-l + n).M6 = 一一 一 .a + b + l-nXL2L2n在平稳行驶时，自卸汽车的有效载质量可以简化为均布载荷。在这种情况下，自卸汽车车架受到的弯矩的计算方法与上述不同。本课题中，汽车弯矩的计算方法取第二种，即自卸汽车的有效载质量简化为均布载荷。其受力分析图如图3-2。在这种情况下,剪力计算公式:弯矩讣算公式:图3-22Fb = 312(3-5)(3-6)(3-7)(3-8)在本设汁中，经过计算，副车架(纵梁、横梁、与车厢的连接狡支座)的 近似体积为：纵梁：V!=2x(20 + 9 + 9)x550 x 0

28、8 =33440cm3横梁：V2=(15 +15+ 20)x68.5x0.8x2 +(10 +10+ 18.4)x84.9 x 0.8 x 4=15912cm3与车厢的连接狡支座：V3=39x 10x0.8x10+1 x 10x34x 10=6520 cm3；V=w+V2+V?=55872 cm3；乂知道钢的密度为：7.85g/cm3：所以，副车架的质量为m =vxp=0.438仁乂因为底盘的整备质量为7.9t,自卸汽车的最大允许载质量为261,故当汽 车满载时，加在主、副车架上的质量共有17.662to均布载荷计算公式：q=(3-9)M=17.721t；g为重力加速度，此处取值9.8n/k

29、g。L为副车架的长度，即5.5m。经过计算，均布载荷为q=31.47kn/mo2已知弯矩计算公式：M =芈-牛。代入数据：q=31.47kn/m , 0X5.5nio经过计算，最大弯矩发生在车架中部，Mmax=120.18kN/mo 主.副车架的弯矩计算设在车架最大弯矩处，主车架纵梁的弯矩为Mz,副车架纵梁所受的弯矩为(3-10)(3-11)(3-12)Mf,则有以下关系式:Mz + Mf = M maxDY _ Mzdx-ELDyt _ Mfdx EfJt(3-13)式中，*、是副.主车架的挠度；Ez、Ef是主、副车架纵梁材料的弹性 模量；Jz、h是主、副车架纵梁的截面惯性矩。假设主、副车架

30、纵梁的材料基本 一致，即Ez=Ef,则可得出副车架的最大弯矩：Mf max =M max Jf(jzZjf)(3-14)截面惯性矩的算法槽型钢跟腹板的组合可以近似认为为矩形截面粱，其近似形状见图3-3oh 0图3-3矩形截面的对Z轴的截面惯性矩计算公式为:Jz =BH3 bh3(3-15)文中已经说明，副车架的截面尺寸初步选定为200mmX90mmX8mmo根 据二类底盘主车架资料，其长度选定为5500mmo即 B=0.09m； H=0.2m； b=0.082m； h=0.184nio带入数据求得副车架的截面惯性矩为：0.000017432 m4o同理可得主车架的截面惯性矩为0.0000271

31、4 m4o根据公式：Mfma严罟晋,上文已求得车架的最大弯矩M,nax=1208kN/m,并代入上述数据可求得：副车架最大弯矩Mlmax=47.002 kN/nio对此预选副车架纵梁强度进行强度校核。副车架纵梁最大动弯曲应力计算公式：(3-16)HlM max r -au = aisj2(Jz + Jr)式中，Hf为副车架纵梁高度，其高度为200mm；。鸟为副车架纵梁材料 的许用应力。代入数据，求得 o fd=102.497Gpa o fS=345GpaoOfs查机械设计手册可得。计算可得，此副车架能够满足强度要求。为提高自卸汽车的经济性，减少底盘质量，决定减少副车架纵梁的高度, 降为140m

32、m。在本设计中，经过计算，副车架（纵梁、横梁、与车厢的连接狡支座）的 近似体积为:纵梁:Vi=2x(14 + 9 + 9)x550 x 0.8 =28160cm3；横梁:V2=(15 + 15 + 14)x68.5x0.8x2 + (10 + 10 + 12.4)x 84.9 x0.8x4 =13625cm*；与车厢的连接狡支座：V3=39x10x0.8x10+1x 10x34x 10=6520 cm3；V=Vi+V2+V3=48305 cm、；乂知道钢的密度为：7.85g/cm3；所以，副车架的质量为m =vxp=0.379to乂因为底盘的整备质量为7.9t,自卸汽车的最大允许载质量为26t

33、故当汽车满载时，加在主、副车架上的质量共有17.721 to均布载荷计算公式：q=M=17.721t；g为重力加速度，此处取值9.8n/kg。L为副车架的长度，即5.5m。经过计算，均布载荷为q=30.886kn/mo代入数据求得，副车架的截面惯性矩为02（。主车架的截面惯性矩为0.00002714 in4o副车架最大弯矩为：Mfmax=17746kN m对此副车架的纵梁进行强度校核。副车架纵梁最大动弯曲应力：Old =HlM max2(Jz + Jr) 6$(3-16)式中，为副车架纵梁高度；Ofs副车架纵梁材料的许用应力。代入数据，求得 o fd=77.6Gpa 3-7：图3-4第一横梁

34、图3-5第六横梁OCO O O O 0 00 O O 0oo 0 O O O oo 0 C O O图3-6举升横梁第一横梁跟第六横梁大小、截面尺寸相同，在cad图纸中，两者只给出第 一横梁的图纸。举升液压缸的安装绞支座山两根举升横梁组成。设计中给岀两 个举升狡支座，故必须有4根举升横梁。乂，为了满足自卸汽车的弯扭要求，不再设计其他的横梁。故所设汁的横 梁共有六根。Cad图纸中给出了一根第一横梁图、举升横梁图。3. 3连接结构的设计连接结构的坚固与否直接关系到自卸汽车的工作状况。连接结构的设计是 副车架总成设讣中比较重要的环节。3. 3.1副车架纵梁与横梁的连接方式的选择副车架的纵梁与举升横梁的

35、连接方式采用钏接。其结构形式见图3-7：图3-7纵梁副梁钏接图利用钏钉把两个以上的被钏件联接在一起的不可拆联接，称为钏钉联接， 简称钏接。钏钉是一种金属制一端有帽的杆状零件，穿入被联接的构件后，在 杆的外端打、压出另一头，将构件压紧、固定。钏钉分为实心的和空心的两 种。空心钏钉用于受力较小的薄板或非金属零件的联接。在本课题的情况下， 钏钉选用实心钏钉。钏钉材料选用合金钢ML20MNA。形式采用平锥头钏钉。钏钉和被钏件钏合部分一起构成钏缝，根据工作惜况要求，钏缝分为：强 固钏缝、强密钏缝、紧密钏缝。根据被钏件的相接位置，钏缝分为搭接和对接 两种。对接乂分为单搭板对接和双搭板对接两种。每一种乂可制

36、成单排、双排 和多排等形式。如图所示。3. 3. 2挪缝的强度计算钏钉间的距离称为钉距，垂直于载荷方向的钉距称为节距，用t表示。如图所示(图缺待补)钏缝的载荷垂直于钏钉中心连线，其合力通过钏钉组形 心，每个钏钉分担的载荷为F。现取宽度等于节距t的一条钏缝进行分析，由 被钏件的拉伸强度条件，得知这条钏缝所能传递的载荷为：F = (l-do(3-17)山被钏件的挤压强度条件，可得这个载荷为：(3-18)F2 = dsaP山钏钉的剪切强度条件，可得：刊=竺丄（3-19）4以上式中，o被钏件的许用拉应力；。门一一被钏件孔壁的许用挤 压应力；T钏钉的许用切应力；S被钏件的厚度（此处设两件的厚度 相等）；

37、d针孔直径，也是钏钉的计算直径。决定这条钏缝的承载能力的是已、F2、F3中的最小值。整个钏缝的承载能 力就是这条钏缝承载能力乘以此单排中的钏钉数LI。不同钢材的强固钏缝在静载荷下的许用应力见下表：表3-1许用应力Q23516Mn15MnVZG230-450ZG310-57002240t11400 p3270钏钉材料为ML2或ML3钢时的许用应力t 为：I类孔为183Mpa：【类孔为155Mpa。钏钉头的许用拉应力为120Mpa。在本课题的选材条件下，o、op、t分别为200、320、115Mpao钏钉的许用应力为185Mpao经过验算，可以满足强度要求。3. 3. 2焊接强度的计算副车架的纵梁

38、与横梁1、横梁4的连接方式釆用焊接。焊接是借助加热（有时还需要加压）使两个以上的金属件在连接处形成分子或原子间结合从而 构成不可拆连接的连接方式。根据实现金属原子或分子间结合的方式不同，焊 接可以分为熔化焊（电弧焊、气焊、电渣焊等）、压力焊（电阻焊、摩擦 焊）、钎焊。其中电弧焊应用最广。电弧焊操作灵活，适用范围广，连接强度 高，是訂前最重要、用的最多的一种焊接方法。埋弧自动焊，氮弧焊等方法发 明后，电弧焊的生产率大大提高。质量也得到了进一步的改善。根据被焊件在空间的相互位置，焊接接头基本上分为对接接头、搭接接头、和正交接头（T形和L形）三种形式。坡口的基本形式和尺寸可参看GB985-88。讣算

39、焊缝时假设：1）载荷沿焊缝均匀分布；2）焊缝中的工作应力也在其相应 的截面上均匀分布。副车架纵梁与副梁1、副梁4的焊缝选择填角焊缝。其焊缝强度计算属于端焊缝计算:Fsin45kl0.7klM20)丫、为熔积金属的许用条件应力，见下表:表3-2许用应力Q236-E43XX16Mn-E50XX15MnV-E55X XT160200220经过验算，焊接强度能够满足副车架总成的强度要求。3. 4铉支座的设计较支座设讣直接关系到自卸汽车车厢的举升侧倾。是副车架设讣中较为重 要的一个环节。在本设计中需要进行的铁支座设计有两种：1、车厢与副车架连 接狡支座的设计；2、举升机构与副车架连接狡支座的设计。二者的

40、具体设计过 程见下文：3.4.1车厢与副车架连接铉支座的设计因为本课题所设讣的自卸汽车要实现左右侧倾，因此必须在副车架的两根 纵梁上各安装绞支座。钱支座的位置结构详见附录2。图3-8是此狡支座的示 意图。图3-8车厢与副车架连接较支座示意图其具体尺寸参数详见车厢钱支座零件图跟车厢铁支座装配图。侧倾式自卸汽车车厢进行举升时，当想要实现左侧倾的时候，只需要将车 厢左侧狡支与副车架左侧的钱支座连接，右侧活动。在举升液压缸的推动下， 便可实现自卸汽车车厢的左侧倾。同理，可以实现自卸汽车车厢的右侧倾。3. 4. 2举升机构与副车架连接餃支座的设计选用的举升液压缸为4TG-E150X830Z-L3o即四级

41、单作用伸缩式套筒液压 缸。其笫一缸径是150mm。举升机构与副车架连接狡支座就是在此基础上设讣 出来的。举升机构安装在副车架举升横梁上。副车架举升横梁的结构形式见图3-8。o c OOOO00 0O O O00 0图3-9举升横梁在本设计中，举升液压缸的安装钱支座要山两根举升横梁组成。故共有四 根举升横梁。其具体参数祥见cad图纸。第四章结论副车架总成设计相对于车的其它零部件设计来说，其设计计算相对简单。 在设计副车架的时候，一般只考虑副车架的结构要求、强度要求。近年来，随 着科技的发展，以及化石燃料价格的日益增长。为了达到良好的经济型，副车 架总成设计在满足车架强度要求前提下，也开始追求车架

42、质量的最小化。随着科技的进步，一些以前只应用于飞机、军事的材料也开始走向民用市 场。例如，比钢材的密度小的铝合金、钛合金，特别是高强度钢材。这些高科 技材料的应用大大减轻了车架重量。在一些只能采用钢材的部位，为了降低钢 板厚度、减轻车辆重量，可以采用用高强度的钢板。车架用的热轧钢板，也可 釆用高强度钢材。欧美车系的重卡（例如斯堪尼亚）一般均采用高强度钢。不 过我国国产的重卡在这一领域才刚刚起步。重汽集团专用汽车公司“青专”牌 丄程王自卸汽车的主车架钢板材料选用高强度特种合金钢板，主车架的强度比 一般主车架的强度要高120%左右。高强度的材料出现也使得车架在结构方面变的日趋简单。随着设计水平、

43、制造工艺的提高以及材料性能的提高。没有副车架的单层主车架完全可以胜任 自卸汽车标准载荷工况。2008年北的京国际车展，东风、解放、陕汽等国产汽 车开始展示车架采用单层结构的重卡牵引车。其釆用单层车架将是车架发展的 潮流趋势。重汽集团专用汽车公司“青专”牌工程王自卸汽车为了降低重心， 采用了这种结构，整车无副车架，这种车的重心较一般自卸车重心降低 200mm。本课题要为总质量为26t、采用侧倾式卸货方式的重型自卸汽车设计副车 架总成。在设计过程中，主要解决的问题有：1、副车架的结构尺寸。副车架的结构尺寸直接关系到自卸汽车车厢、举升 机构及各种辅助装置的安装。副车架的截面形状尺寸与其截面惯性矩有关，这 与它能分到的弯矩有必然关系。副车架的纵梁高度与其截面最大应力也有着必 然的联系。这两个方面直接影响到副车架的选材。为了能有一个比较好的经济 性，在副车架的结构尺寸的选择设计上必须谨慎选择。副车架纵梁的材料为Q235钢，其具体截面结构尺寸为140X90X8。详细 资料见CAD图纸。横梁的材料为Q235钢，其结构尺寸详见CAD图纸。2、副车架与主车架之间连接结构的设计。要使自卸汽车能够稳定行驶，主、副车架之间的连接必须稳固。其连接强 度、刚度、稳定性都要得到保障。这就要求主、副车架连接结构的选材、