1、目 录全套图纸，加 153893706第 1 章 前言1第 2 章 车箱方案论证22.1 设计选型原则22.2 车箱车架选择2第 3 章 主要尺寸参数的选定43.1 外廓尺寸 43.2 质量参数 4第 4 章 车架总成设计 54.1 车架的结构设计54.2 车架宽度的确定84.3 车架的选材84.4 车架的技术要求9第 5 章 车架的设计计算.105.1 车架质量.105.2 车架载荷分析.115.3 车架弯曲强度的计算.115.4 车架扭转应力的计算.17第 6 章 侧围总成设计 .216.1 侧围的结构设计.216.2 立柱设计.216.3 侧围板的选定.2216.4 爬梯的设计.226.
2、5 车门的选定.236.6 顶蓬的设计.236.7 顶蓬的设计.236.8 车箱的技术要求.24结论25参考文献26致谢27附录28第一章 前 言为了降低乘用车长途运输成本，随之出现了乘用车运输专用车(即轿运车)。自1990 年崔洪金董事长麾下的天津安达集团设计出乘用车集装运输车，开创“零公里”运输以来，人工驾运才逐渐淡出，国内乘用车物流市场取得巨大发展。近十几年来，轿运行业发展迅猛，我国 90以上的轿车依靠轿运车运输，轿运车以他独有的姿态成为国内干线公路物流运输中一道亮丽的风景。轿运车要求整体外型大、重量轻，基本上不存在超载的问题,只运送单一种类的货物，固定方式运输，有严格的监控要求，货物不
3、能包装，有严格的规格要求；必须走高等级路面；驾驶员要求素质高；不惧怕天气变化。本次设计的课题为 YD9160TCL 轿运车箱体设计，课题来源于江苏悦达专用车有限公司，是为适应东风悦达起亚乘用车的发展需要，而研发乘用车运输车。设计装运基本乘用车八辆，设计要求必须符合箱式挂车相应的标准。本说明书以设计轿运车挂车部分的车箱为主线，覆盖了车架设计和侧围设计等内容。配合总体设计，进行了方案论证，根据设计选型原则，确定了车型和主要尺寸参数。在车架设计中，首先是车架的结构设计，确定了纵梁形式，横梁形式，以及纵梁与横梁的连接方式，还有活动爬梯，活动踏板，加强梁的结构设计，确定了车架宽度，然后是车架的选材，车架
4、制造时的技术要求。接下来就是车架设计计算，包括车架质量计算，车架载荷分析，车架弯曲强度，扭转应力的计算。其中画出了剪力图，弯矩图等参数图。在侧围设计中，首先是侧围的结构设计，确定了六个立柱总成的结构，最后是侧围板的选定，爬梯的设计，车门的选定和顶蓬的设计。在本课题中，本人完成车箱设计，在车箱设计部分，根据设计的车架结构，侧围结构，计算的车架，立柱刚度和强度，完成了车架的总装图，侧围总装图，车架底板图，车架后端横梁图，车架前端横梁图，活动爬梯总成图，活动爬梯销图，活YD9160TCL 轿运车箱体设计2动踏板总成图，牵引底板图，牵引销图的绘制。第二章 车箱方案论证2.1 设计选型原则a.设计适合于
5、我国道路行驶的专用轿车运输车，采用国内技术先进的、性能优良的汽车底盘作为专用牵引车；选用国内成熟的标准总成和零部件进行配套；设计系列产品，提高标准化、通用化程度，降低生产成本，增强市场竞争力。 b.在消化吸收国外先进技术的基础上，大胆改进，大胆创新，使整车的技术性能达到国内领先水平。c.整车及零部件的设计应保证专用汽车的使用可靠性、安全性和较好的经济性，使用维修方便。d.设计应先进合理，性能优良，造型美观大方，符合国家有关标准和法规的要求和规定。2.2 车箱车架选择目前国内生产的轿车运输车种类不多，基本上都是应用传统的半挂车形式，两层货台平板结构，其原理陈旧，装备落后，结构庞大，限制了轿车的装
6、载量。而国外，轿车运输车一般为两层或三层货台结构。以装备先进，增加装载量，提高运输效益为目的。因此，选择何种装载形式的车架形式是本设计的主题。为此我们拟订了三种方案：第一种方案是桁架固定式。上下层的货台由拓架固定，上层 1-3 个车位。货台的升降可分为“整体升降式”和“局部升降式” 。其优点是强度好，结构简单，制作方便，工作安全可靠，而且成本低；其缺点是设计升降的货台能否保证轿车依靠自身的动力爬上顶层就位。3图 2-1 桁架固定式车架第二种方案是桁架活动式。上下两层的货台通过活动举升机构使货台恢复双层结构形式，空载时，可将上层货台收拔叠放在下货台上。其优点是可以看着轿车的长度进行摆放，起到“因
7、地制宜”的作用，还可以一车多用，提高回程的运输效率，取得更好的经济效益；其缺点是结构庞大，不易制造，活动举升机构刚性较差，设计难度大。图 2-2 桁架活动式车架第三种方案是桁架整体式。该机械形式的轿车运输车由双层专用牵引车和双层或三层货台的专用半挂车组成。专用牵引车和专用半挂车采用后置下沉托板鞍座联接牵引，采用特制底盘，车架底板高度低。牵引车设双层货台，可根据道路及用户需要，设计三个车位或五个车位的货台；专用半挂车可设计双层或三层货台结构形式。国外道路情况好，一般都设计三层货台，承载 7 台或 10 台轿车。货台采用“朽架固定式”结构，货台的升降采用“局部升降式” 。其特点是可视轿车的大小按空
8、间要求进行摆放，装载密度大，运输效率高，经济效益好。但其难点是结构复杂，不易制造。YD9160TCL 轿运车箱体设计4图 2-3 整体式车架综合以上结构的优缺点，在符合我国道路交通的具体规定和总体参数、几何尺寸下，应着重选择结构安全可靠，装载量大，运输效率高的结构形式的车型。为此，选择了第二种方案。第三章 主要尺寸参数的选定结合总体设计，根据设计要求必须符合箱式挂车相应的标准，以及设计车箱所用的尺寸选择轿运车的主要尺寸参数。3.1 外廓尺寸我国对公路车辆的限制尺寸是：总高不大于 4 米；总宽（不包括后视镜）不大于 2.5 米，左右视镜等突出部分的侧向尺寸总共不大于 250 毫米；总长：汽车拖带
9、挂车不大于 20 米。根据设计要求：满足装运千里马、远舰、赛拉图等基本乘用车八辆的箱式挂车。现以赛拉图为例，赛拉图轿车车长为 4480 毫米，所以四辆车的总长为：4480mm4=17920mm，两辆车之间的间隙大约为 200mm。所以需要总长度为17920+200 3=18520mm，故总长定为 19000mm。根据国家对车辆尺寸的限制，总宽定为 2500mm，总高定为 3990mm。3.2 质量参数3.2.1 装载质量 gM一辆赛拉图的重量大约为 1.1t，八辆赛拉图的重量为 8.8t，所以汽车的最大装载质量 设计为 12t。g3.2.2 半挂车的整备质量 1O汽车的装载量与整备质量之比 m
10、g/mo称为汽车的整备质量利用系数。它表明单位汽车整备质量所承受的汽车装载质量。参考国内外同类型同级别的汽车整备质量5利用系数和查汽车设计表 2-10，取值为 1.6。所以： kgMgO7506.1213.2.3 轿运车的整备质量参考同类车辆的质量参数，牵引车的整备质量确定为 4500，所以：kgO12075403.2.4 半挂车的满载质量 1AMg913.2.5 轿运车的满载质量 kgOA240第四章 车架总成设计4.1 车架的结构设计车架是支撑、连接汽车各总成的零部件，并承受来自车内外的各种载荷的基础构件。尽管承载式车身是轿运车车身的发展趋势。但传统的梯形车架由于其所起到的缓冲、隔振、降低
11、噪声、延长车身使用寿命等特点及生产上的继承性、工艺性等原因仍广泛应用在大型挂车上。挂车车架应具有足够的强度和适当的刚度。同时要求其质量尽可能小。此外，车架应布置得离地面近一些，以降低整车重心位置，有利于提高汽车行驶的稳定性。4.1.1 车架类型的确定挂车的车架多为边梁式，即车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接或焊接方式将纵梁和横梁连接成坚固的刚性结构，由于装载千里马、远舰、赛拉图等基本乘用车八辆，所以装载上下两层轿车很可能超高，设计时应尽量降低承载面高度，因此，车架采用凹梁式结构如图4-1所示。根据一些国内外半挂车的技术参数资料和同行比较，一般取车架长度和半挂车轴距之比为1.3-1
12、.6较为合理。再结合总体设计,车架长度确定为19000mm及为车箱的总长, 宽度为2500mm，这样满足设计要求。YD9160TCL 轿运车箱体设计6图4-1 车架结构示图4.1.2 纵梁形式的确定车架纵梁根据截面形状分有工字梁和槽形梁。由于工字梁具有强度高、工艺简单等特点，因此在载质量大于12 t(包括12 t)的长轴距半挂车设计中选工字梁结构。为防止上下翼面受拉伸和压缩作用而破裂,翼面的宽度一般不超过16d(d为钢板的厚度)我们定翼面的宽度为100mm。这样既可降低纵梁的高度，减轻整车自身重量，降低成本，亦可保证强度。纵梁是车架的主要承载部件，在汽车行驶中受较大的弯曲应力。为了满足低平板半
13、挂车使用性能的要求，纵梁采用阶梯形结构。为保证牵引装置和悬架系统有足够的活动空间，其鹅颈处设计成变截面，悬架支座部位高度尽量收缩。由于悬架支座部位的纵梁高度尺寸较小，此部位承受的支座反力较大。为了保证该区域具有足够的强度，在这里布置了内、外侧加强板和下加强板。内、外侧加强板与工字钢焊接组成箱形结构，下加强板上开有若干个塞焊孔，通过塞焊和两侧间断焊与工字钢下翼面连接。为了减小应力集中，内、外侧加强板端头设计成u形结构，下加强板端头采用圆弧面，且下加强板端头与内、外侧加强板端头避开，使得悬架支座部位有足够的强度。如图4-2所示： 图4-2 悬架支座部位加强板4.1.3 横梁形式的确定横梁是车架中用
14、来连接左、右纵梁，构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性7能的好坏及其分布，直接影响着纵梁的内应力大小及其分布 合理设计横梁，可以保证车架具有足够的扭转刚度。从早期通过试验所得出的一些结论可以看出，若加大横梁的扭转刚度，可以提高整个车架的扭转刚度，但与该横梁连接处的纵梁的扭转应力会加大；如果不加大横梁，而是在两根横梁间再增加横梁，其结果是增加了车架的扭转刚度，同时还降低了与横梁连接处的纵梁扭转应力我们设计了十三部分横梁，有前端横梁，牵引板横梁，前踏板横梁，工具箱横梁，车架中间部分横梁，悬挂部分横梁，后踏板横梁及后端横梁。4.1.4 纵梁与横梁的连接横梁与纵梁的连接方式有分段焊接和整体贯穿式。分段
15、焊接可分为横梁和纵梁上下翼板连接、横梁和纵梁的腹板连接、横梁与纵梁上翼板和腹板连接三种。分段式结构对纵梁的强度影响不大。但由于采用该结构时横梁的长度较小，刚度较大。所以允许车架的变形幅度较小。整体贯穿式结构由于采用了整体横梁，减少了焊缝，使焊接变形减少。同时还具有腹板承载能力大的特点。在偏载较大时，能使车架各处所产生的应力分布较均匀。因此，该车在选用连接方式时，同时采用了横梁与纵梁上翼板和腹板连接的分段焊和如图4-3所示的贯穿式结构。图4-3 横梁与纵梁的贯穿式连接横梁与纵梁连接的节点刚度直接影响到车架的整体刚度，合理设计横梁与纵梁的节点结构，是车架设计的重要问题。4.1.5 活动爬梯图4-4
16、 活动爬梯YD9160TCL 轿运车箱体设计84.1.6 悬架支座处该低平板半挂车为单轴结构，采用的是单轴平衡式悬架系统，悬架支座直接与纵梁的下翼面焊接。汽车行驶时，由于车架的悬架部位承受较大的扭转应力，在支座处设置了三个截面尺寸较大的箱形横梁，保证车架有足够的扭转刚度，并能较理想的传递载荷。4.1.7 车架中部由于牵引销处和后轴处的扭转刚度大，车架中部的变形往往较大。为了允许车架有微量的翘曲，在车架中部布置了十根仅与纵梁腹板焊接的矩形横梁，横梁间距平均为1250mm。4.1.8 活动踏板设计活动踏板作用是在轿车往轿运车上装载时从后端横梁中抽出活动踏板倾斜放于地面让轿车从其上平稳开进车箱。其上
17、同样设计了像车架两边底板一样的带孔钢板。结构如图4-5所示：图4-5 活动踏板4.1.9 加强梁为了保证车架应具有足够的强度和适当的刚度，而牵引底板部分承受的支座反力较大，单单几根支撑梁是不够的，我们设计了三种形式的加强梁，材料选择槽形钢材。如图4-6所示：9图4-6 牵引部分加强梁4.2 车架宽度的确定挂车车架宽度是指左右纵梁腹板外侧面之间的宽度。在总体设计中，整车宽度确定后，车架前后部分宽度就可以根据前轮最大转向角、轮距、钢板弹簧片宽、装在车架内侧的发动机外廓宽度及悬置等尺寸确定。从提高整车的横向稳定性以及减小车架纵梁外侧装置件的悬伸长度来看，车架尽量宽些，同时前后部分宽度应相等。以便简化
18、制造工艺和避免纵梁宽度变化处产生应力集中。4.3 车架的选材车架纵梁根据截面形状分有工字梁和槽形梁。由于工字梁具有强度高、工艺简单等特点，因此在载质量大于12 t的长轴距半挂车设计中选工字梁结构。工字形钢厚度为4mm。横梁通常采用的结构有圆管形、工字形、槽形和方管形四种。圆管形和方管形具有较高的扭转刚度，但增加了车架的自身质量，成本高，工艺复杂。而槽形梁制造工艺简单，成本低，但扭转刚度较差。考虑到该四种结构所使用的具体情况，我们采用了槽形和方管形相结合的方案。材料选用 16Mn 低合金钢，16Mn 低合金钢在强度,塑性,可焊性方面能较好地满足刚结构，是应用最广泛的低合金钢，综合机械性能良好,正
19、火可提高塑性，韧性及冷压成型性能，一般在热扎状态下使用，广泛用于制造受动载荷的各种焊接构件。车架底板采用优质钢板，厚度为 3mm。底板结构设计如图 4-7：YD9160TCL 轿运车箱体设计10图 4-7 车架底板其设计目的减轻车架的重量，材料消耗降低节约了制造成本，获得最佳的经济效益；由于该车架属于专用车车架，是轿运车半挂车，用来装载八辆轿车的，所以设计此车架底板的主要目的是固定轿车轮胎，钢板上的椭圆形又凸起部分增加了钢板的粗糙程度，降低了轿车的移动；当固定轿车轮胎时所用的专用钢钩正好钩在钢板上，又可以随时调节。4.4 车架的技术要求a. 各焊缝均匀呈鱼鳞状，无夹渣、气孔、焊穿、漏焊等缺陷，
20、焊后去焊渣、飞溅等。b. 铰链套同轴度不超过 1mm。c. 车架整体平正，无扭曲，对角线误差不超过 5mm。第五章 车架的设计计算5.1 车架质量两边纵梁所选材料为工字形钢，但由于要满足刚度和强度要求，各部分的高度不一样，前端边梁高为 265mm，长为 3062mm；鹅颈边梁高为 400mm，长为 522mm；其余部分高均为 350mm（5-10LFW1）式中： kg理 论 重 量 ，mF截 面 积 ，L长 度 ， 385.7c比 重 ，（5-dbhd22）11102350426109m所以 61085.7934.7532 边 梁Wkg.4前端横梁所选材料为普通槽钢 ，理论质量为8023614
21、AGBQ16.733kg/m，长为 2390mm。所以 。317.9前 横 kg4两根牵引板横梁，两根前踏板横梁，四根车架横梁 3 所选材料为方管钢材，截面积公式为 。尺寸分别为 1004，504，1504；宽均为dDF42390mm。 四根工具箱横梁，十一根横梁 2，一根后端横梁所选材料为矩形管钢材，截面积公式为 。尺寸分别为bh2100504，150504，1501004；宽均为 2390mm。 61085.723941504504104 方 形Wkg6.2061085.723942105421 矩 形 kg6.38所以横梁的质量 kgW2.7396.480.26矩 形前 横方 形横加上各
22、支撑梁及车架底板的质量，结合总体设计，车架重量定为 2000kg。5.2 车架载荷分析汽车静止时，车架上只承受弹簧以上部分的载荷称为静载荷。汽车在行驶过程中，随行驶条件(车速和路面情况)的变化，车架将主要承受对称的垂直动载荷和斜对称的动载荷。5.2.1 对称的垂直动载荷这种载荷是当汽车在平坦道路上以较高车速行驶时产生的，其值取决于作用在车架上的静载荷及其在车架上的分布，还取决于静载荷作用处的垂直加速度之值。这种动载荷会使车架产生弯曲变形。5.2.2 斜对称的动载荷当汽车在不平道路上行驶时，汽车的前后几个车轮可能不在同一平面上，从而使车架连同车身一起歪斜，其值取决于道路不平坦的程度以及车身、车架
23、和悬架的YD9160TCL 轿运车箱体设计12刚度。这种动载荷将会使车架产生扭转变形。由于汽车的结构复杂，使用工况多变，除了上述两种主要载荷的作用外，汽车车架上还承受其他的一些载荷。如汽车加速或制动时会导致车架前后载荷的重新分配；汽车转向时，惯性力将使车架受到侧向力的作用。一般来说，车架主要损坏的疲劳裂纹起源于纵梁和横梁边缘处，然后向垂直于边缘的方向扩展。在纵梁上的裂纹将迅速发展乃至全部断裂，而横梁上出现的裂纹则往往不再继续发展或扩展得很缓慢。根据统计资料可知，车架的使用寿命主要取决于纵梁抗疲劳损伤的强度。因此，在评价车架的载荷性能时，主要应着眼于纵梁。5.3 车架弯曲强度的计算由于结构的限制
24、，车架必须满足强度要求和结构设计要求。5.3.1 受力分析为简化计算，设计时做以下几点假设：a纵梁为支撑在前牵引销(车架纵梁对应点)和挂车双桥中心线上的简支梁b空车时簧载质量均布在左、右纵梁的全长上八辆轿车的有效载荷也均布在车架纵梁凹部c所有作用力均通过截面的弯心(局部扭转的影响忽略不计)图5-1 车架的受力示图图5-1中： 牵引销所受的力1F后桥所受的力2载重1AM空车簧载O其中 =1180mm, =2070mm, =10530mm, =1610mm, =1610mm, =2000mm1l2l3l4l5l6l所以 mL19065435.3.2 弯矩的计算总体设计中又知：半挂车载质量 为120
25、00kg，簧上整备质量 为1AM1OM7500kg。A所以均布载荷集度q为：13（5-6543211/lllMqOA 3） 201610378/750mNkg/2.6.9/50图5-2 车架载荷示图B求支反力由平衡方程 得：01FM（5-43212/ llFLlq4） Nll 143816050798/96./3212 FgMFOA 62211 C求剪力和弯矩并作剪力图和弯矩图：把车架纵梁分为三段。如图5-3所示：图5-3 纵梁分段受力示图当 时：10lx剪力 xqQ26.1弯矩 113.5MYD9160TCL 轿运车箱体设计14当 时：4321llxl剪力 xFqQ6.081弯矩 221 1
26、3.580/ xlxM当 时：654321ll剪力 xFqxQ2.19021弯矩 265431 1903.5/xlll a. 变载面处的剪力和弯矩：当 时：mlx801NQ4102.8.120626 mmxM6.77433.5.当 时：l51802 NxQ 4105.206.6.80 22 31833. mNN81.13975当 时：llx 70520732 NQ 4105.62.6138.86.086 22 3781.5xxMmNmN704.473当 时：mllx 15906153028321 NQ 477496.6.08 22 38.5xxMmNmN710.23当 时：L190150192
27、6.019526.0195xQ3.3. 2Mb. 求最大弯矩：因为 ，所以当Q=0时，弯矩最大dx/即 ， 时，弯矩最大026.180Qm78122max 7813.51063.58 xMNN803c. 求变矩为0处的x值：当 时13.58622xm,1478作剪力、弯矩图如图5-4，5-5所示：图5-4 受力图SYD9160TCL 轿运车箱体设计16图5-5 弯矩图5.3.3 强度验算实验表明，当车速约40 kmh时，汽车在对称的垂直动载工况下，其最大弯矩约为静载荷下的34.7倍，同时，考虑到动载荷作用下，车架处于受疲劳应maxDM力状态，如取疲劳安全系数为1.15 1.4，可求得动载荷下的
28、最大弯矩： mNMD 88maxmax 1047.23.74.17.41可用下式来校核纵梁的弯曲强度：（5-xDW/a5）式中： 纵梁的弯曲强度抗弯模量xW由于在设计中纵梁采用焊接工字梁，其截面如图5-6所示：图5-6 纵梁截面示图如图可知区域截面形状和截面特性，即抗弯截面系数为：（5-HbhBW6/36）（5-127）（5-2Bb8）1735331 108.26/459026mW2 9比较车架全长上受力分析可知：最大受力可能发生在最大弯矩处或变截面处，求两点的受力值加以比较求出安全系数：（5-isin/9）其中 为材料的屈服应力，取其值为345MPa，所以：sMPaWM95.164038.4
29、/1023.4/ 581max3250 .2965/sn/./ 582maxax1.3034/maxs综上所述：车架发生最大受力时，静载安全系数不小于2.09，所以 3512.Wx18max 2480/47/ MPaMD按上式求得的弯曲应力不超过纵梁材料的疲劳极限 。a26015.4 车架扭转应力的计算5.4.1 受力分析简化设计计算，假设牵引横梁为一根前悬架梁，共有七根主横梁，分别为前端横梁，工具箱横梁，三根方形横梁，一根矩形横梁和后端横梁，间距分别为=2222mm, =2774mm, =3412mm, =3927mm, =3780mm, =2885mm。反载荷alblcldlelfl均匀分
30、布在纵梁和横梁上。YD9160TCL 轿运车箱体设计18图 5-7 车架在反对称载荷作用下的受扭情况简图17 为横梁；af 为纵梁的区段图5-7为车架在反对称载荷作用下的受扭情况简图。作用在车架上的四个力R位于前后车轮轴线所在的横向铅垂平面内5.4.2 求最大扭矩 maxT这时各横梁的扭转角相等。此外，纵横梁单位长度的扭转角亦相等。由于扭转角 与扭矩T，扭转刚度 存在以下关系：kGJ（5-kkGJTll3.5710）式中：T车架元件所受的扭矩， mNL车架元件的长度，mmG材料的剪切弹性模量，MPa车架元件横断面的极惯性矩，kJ 4因此，作用在车架元件上的扭矩 与该元件的扭转刚度 成正比，故有
31、kTkGJ（5-4721721 : bkafba JJT 11）式中： 横梁1，2，所受的扭矩,21T横梁1，2，横断面的极惯性矩kJ纵梁在1，2和1，2，横梁间所受的扭矩,21纵梁在1，2和1，2，横梁间横断面的极惯性矩kJ如果将车架由对称平面处切开见图5-8，则切掉的一半对尚存的一半的作用相当于在切口横断面上作用扭矩 和横向力 。对最右边的横梁1取721,T 721,Q力矩的平衡方程式，则有19图 5-8 车架在反对称载荷作用下的受力简图cbaballQllTTRL 4327654321（5- 065 fedcedcbadcba QlllQllQ12）由（5-11）式得： ； ； （5-1
32、22kJT133kJ13）； ； （5-1kaaJ1kbbJ14）（5-112JCTQkaa15）； （5-kabkabJ1216）将上式代入（5-11），经整理后得：（5-7112nfamkklJCRLT17）式中：n横梁数M两横梁之间的纵梁区段数C车架宽为2390mmL前后桥的距离为14210mmYD9160TCL 轿运车箱体设计20a求极惯性矩 和抗扭截面系数nJnW由于简化设计计算，1，4，6，7，横梁截面为150504；2，3，5，横梁截面为1504；纵梁截面为35010010。如图5-9所示：图5-9 截面图形及尺寸（5-hKbJ3矩 形18）， （5-截 面 中 最 大 厚 度n
33、nW19）其中K，查新编非标准设备设计手册表4-1 k参数h/b 1 2 3 4 6 8 10 10K 0.141 0.229 0.236 0.281 0.299 0.307 0.312 0.333由图知，本设计所有的截面矩形h/b10,所以K=0.333 432137641 80.13)4250(.0)( mhKbJJkk 532 6142431 79)3(.0)(hKbJkm 71 4856.702.468.34nk m461.197029lJCfamk b求扭矩将上面求出的极惯性矩代入（5-17）得：21 mNJJlJCRLT kknfamkk 6116711 08.74.9308.25
34、.7034192所以： mNT676418. NJk 72532 102.8.4.939kmm 7604所以： ，NT8ax107 369/mJWkmn所以最大扭转应力为 ，没有超出了MPaT4.21./8ax 材料的强度限值，因此车架刚度符合要求。第六章 侧围总成设计6.1 侧围的结构设计侧围相当于汽车车身，是汽车三大部分之一，车身可以定义为装在底盘上的建筑性结构。它主要的功能让运输的货物免受风霜雨雪等恶劣自然环境的影响和毁坏。YD9160TCL 轿运车箱体设计22车箱骨架设计成矩形，门框，各立柱之间的相互平行。结合总体设计和上桁架设计，车身框架由两顶横梁和六根立柱焊接在车架上构成。车身设计
35、有六根立柱总成和三根活动滑块支撑管总成，目的是支撑上桁架，顶横梁上装有顶蓬结构，箱后设计了爬梯，整个侧围由侧围板外包，其中设计了五扇门。结构如图 6-1 所示：图 6-1 侧围结构示图6.2 立柱设计立柱是车箱的骨架，支撑着整个车箱，使其不得变形，毁坏。所以它必须满足强度和刚度要求。由于车箱设计了车门，所以设计了门立柱来固定车门。由于上桁架分为三段，所以我们设计了六个立柱总成，每段上桁架由四根立柱支撑。为了加强它的强度，设计了三根支撑杆，上面有活动调节滑块。第四，第五，第六根立柱设计液压装置，液压缸在其立柱内，由油缸上下支座总成连接，结构如图 6-2 所示：23图 6-2 第一立柱总成6.3
36、侧围板的选定根据同行比较，侧围板选用 1.5 厚的钢板冲压成形,结构如图 6-3 所示：图 6-3 侧围板技术要求为：a. 零件应平直，不得有扭曲现象。b. 未注压制圆角为 R3。c. 未注公差尺寸的极限偏差按 GB/T04006.3-89 规定。6.4 爬梯的设计由于本课题设计的轿运车具有广泛的兼容性和多功能性，所以在车箱后端设计了爬梯，方便车箱装载货物。爬梯结构设计如图 6-4 所示： YD9160TCL 轿运车箱体设计24图 6-4 爬梯结构示图6.5 车门的选定车箱车门共五副，两边四副对称，一边两个，一大一小，后面为后门，运输轿车时没有太大的作用，设计目的是空车返回时可以变成大型的货车
37、运输货物，使其充分利用，提高经济效益。即其变为多功能性，从而具有广泛的兼容性,满足用户的多种需求。五副车门均为外购。结构如图 6-5 所示：图 6-5 车门6.6 顶蓬的设计车身没有设计上盖，设计了顶蓬，由十六根蓬杆骨架加油布组成。目的是节约材料，方便装载货物，透气性好，下雨时还可以瞬速排水，天气好时可以挡太阳。蓬杆骨架结构如图 6-6 所示：图 6-6 蓬杆骨架6.7 滚轮架的设计在侧围横梁 2 上设计了三套滚轮架，目的是把其作为定滑轮，改变力的方向，而这个力就是让上桁架放在最高点，使车箱空间最大，充分利用，从而体现了它的多功能性。如图 6-7 所示：25图 6-7 滚轮架6.8 车箱的技术
38、要求a. 车箱骨架应成矩形，对角线差不大于 3mm。b. 门框，各立柱之间的平行度公差为 3mm。c. 骨架上表面平面度不大于为 3mm。d. 焊接采用 CO2气体保护焊，不允许有气孔、夹渣、未焊透等缺陷。YD9160TCL 轿运车箱体设计26结 论课题设计的主要内容是进行车架的结构设计，车架的设计计算，侧围的结构设计及其它零部件的结构设计与强度校核。配合总体设计，得出原始参数，计算推导出车箱的其它参数。力求零件标准化、部件通用化、产品系列化；考虑使用条件的复杂多变，保证装载的车辆安全，且车辆上、下装载方便，挂车与牵引车的连接方便，车架便于维修、调整，尽量使用通用件，以便降低制造成本。YD91
39、60TCL 型多功能轿运车的特点概括起来有以下几个方面:a.多功能性 该车具有广泛的兼容性,满足用户的多种需求。b.轻巧的结构设计 采用桁架结构，将传统的车架变成多“梁”分担载荷的结构形式。在获得较小挂车质量的同时，不仅不会降低强度和刚度，甚至还有所提高。c.独特的“主梁”设计 挂车结构改变了传统纵梁在下面的结构，采用“纵梁”上移的设计。把曲折复杂的纵梁，变成一条轻巧简单的冷弯等边工字钢直梁结构，减小了应力集中并大大降低了纵梁的制造成本。d.轻巧的起升装置 专门设计的螺旋传动机构， 由置于起升平台下面的液压马达通过特别设计的蜗杆减速器驱动。其运动形式为螺母转动并移动；而螺杆不动且在工作时始终保
40、持受拉状态,避免受压丝杠的失稳问题。e.装卸时机动和手动两种功能实现的一体化设计手动功能通过转动蜗杆可方便的实现。f.具有最大限度的散货运输能力 上层平板既可升至最高平面，也可保持在中间位置，能使用一层或根据情况分双层运输散货。g.具有较高的平均驶速 很轻的挂车质量，可以保证在满足最大装载质量的情况下，具有以直接挡行驶时保持较大坡度路面的通过能力，同时也避免频繁换挡操作。27参 考 文 献1 刘惟信主编. 汽车设计M. 北京：清华大学出版社 ，2001.2 张盛立编. 实用钢材手册M. 广州： 广东科技出版社，1998.3 王望予主编. 汽车设计M. 北京： 机械工业出版社， 2004.4 徐
41、灏主编. 新编机械设计师手册M. 北京： 机械工业出版社， 1995.5 陈家瑞主编. 汽车构造M. 北京： 机械工业出版社， 2005.6 成大先主编. 机械设计师手册M. 北京： 化学工业出版社， 1993.7 周建方主编. 材料力学M. 北京： 机械工业出版社， 2002.8 岑军健主编. 新编非标准设备设计手册M. 北京： 国防工业出版社， 1999.9 丁万友YGB9160TCL 轿车运输车结构设计及强度计算J辽宁汽车，2000，(1)：4-610 雷琼红，赵晶，张奎重型凹梁式半挂车车架的设计与计算J 专用汽车，2001，(2)：13-1511 褚超美，邱述刚，陈传颖汽车车架扭转应力
42、分析方法的研究N上海理工大学学报，2005，27(4)：374-37613 陈传颖汽车车架设计M十堰：东风汽车出版社，200014 刘鸿文材料力学M北京：高等教育出版社，197915 徐达，蒋崇贤专用汽车结构与设计M北京：北京理工大学版社，1998YD9160TCL 轿运车箱体设计28致 谢三个月的毕业设计业已经结束，回顾整个毕业设计过程，虽然充满了困难与曲折，但我感到受益匪浅。本次毕业设计课题是 YD9160TCL 轿运车箱体设计。本设计是为了解决轿车的运输问题。本设计是本专业所有应修课程修完之后进行的，是对我四年来所学知识的一次大检验。使我能够在毕业前将理论与实践更加融会贯通，加深我对理论知识的理解，强化实际生产中的感性认识。附 录1 车架总装图 JYC01.00.00 A0 2 侧围总装图 JYC02.00.00 A0 3 车架底板图 JYC01.03.00 A3 4 车架后端横梁图 JYC01.22.00 A4 5 车架前端横梁图 JYC01.01.00 A3 6 活动爬梯总成图 JYC01.16.00 A2 7 活动踏板总成图 JYC01.21.00 A2 8 牵引底板图 JYC01.26.01 A3 9 牵引销图 JYC01.26.02 A3 10 前踏板纵梁图 JYC01.07.00 A4
