汽车设计-第七章-车架设计.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,汽车设计电子教案,*,第7章 车架设计,1,7.1 概述,车架是汽车的装配基体和承载基体，其功用是支承连接汽车的各总成零部件，车架还承受来自车内外的各种载荷。,评价车架设计的好坏，首先应该清楚车辆在行驶时车架所要承受的各种力。汽车的使用条件复杂，其受力情况也十分复杂，随着汽车行驶条件的变化，车架上的载荷变化很大。,2,7.2 车架的结构设计,7.2.1 车架的结构形式,1.梯形车架,梯形车架由左右分开的两根纵梁和若干根横梁组成，称作非承载式车架。,梯形车架的优点是具有很强的承载能力和抗扭刚度，结构简单，开发容易，生产工艺的要求也较低，同时，便于安装车身、车厢和布置其他总成，易于汽车的改装和变型。其缺点是质量大。,3,7.2 车架的结构设计,7.2.1 车架的结构形式,2.一体式车架,一体式车架的汽车，整个车身的外壳本身就属于车架的一部分，。一体式车架的优点是适应高度机械化的流水作业，可以大大降低生产成本；缺点是生产前的配套投资极其庞大，不适合小批量生产。,4,7.2 车架的结构设计,7.2.1 车架的结构形式,4.桁架式车架,车架由钢管(也有的车辆使用铝合金管)组合焊接而成，兼有车架和车身的作用。它刚度大，质量轻，但制造工艺性差。,桁架式车架又称钢管式车架，这种车架也属于承载式车架。,6,7.2 车架的结构设计,7.2.1 车架的结构形式,5.碳纤维车架,碳纤维车架是一种特殊材料一体成形式车架。在结构上，碳纤维车架没有既定的格局，几乎每辆车都根据自己整体的情况特别设计车架。制造方法是用碳纤维浇铸成一体化的底板、座舱和发动机舱结构，再装上机械零件和车身覆盖件。碳纤维车架的刚度极高，重量比其他任何车架都要轻，重心也可以降得很低。但是制造成本太高，目前只用于不计成本的赛车和极少数量产车上。,7,7.2 车架的结构设计,7.2.2 车架的结构设计形式,纵梁是车架的主要承载部件，商用车的车架纵梁沿全长应尽量平直且截面不变或少变。载货汽车的车架纵梁截面形状多为槽形，也有,Z,字形、工字形。,横梁将左右纵梁连接在一起，构成一个完整的车架，并保证车架有足够的扭转刚度；横梁还起着支承某些总成的作用。,8,7.2 车架的结构设计,7.2.3 车架的设计和计算,2.纵梁的弯矩计算,要计算车架纵梁的,弯矩，先计算车架前支座,反作用力,在计算纵梁弯矩时，将纵梁分成两段区域，每一区段的均布载荷可简化为作用于区段中点的集中力。纵梁各端面上的弯矩计算采用弯矩差法，可使计算工作量大大减少。弯矩差法认为：纵梁上某一端面上的弯矩为该断面之前所有力对这点的转矩之和。,10,7.2 车架的结构设计,7.2.3 车架的设计和计算,(1)驾驶室长度段纵梁的弯矩计算。,在该区段内，根据弯矩差法，有,(2)驾驶室后端(车厢前端)到后轴段纵梁的弯矩计算,在该区段内，根据弯矩差法，纵梁某一断面的弯矩为,纵梁某一断面上的剪力为该断面之前所有力的和,11,7.2 车架的结构设计,7.2.3 车架的设计和计算,3.纵梁截面特性计算,槽型梁截面系数为,工字梁截面系数为,管状梁截面系数为,13,7.2 车架的结构设计,7.2.3 车架的设计和计算,根据使用要求和经验，当车架纵梁中间受到1000N集中载荷作用时，总量的最大挠度不得超过0.085cm，即,要求载货汽车纵梁的值通常在20-30之间，有些重型载货汽车或平头货车此值要求更高，甚至超过50。,(2)车架的扭转刚度,车架的扭转刚度通常是指汽车前后桥之间的车架的扭转刚度。由于车架纵梁不是等截面，且横梁也不是等距离布置，因而车架的扭转刚度沿纵梁长度上并非常数。,15,