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1、1999·1 专用汽车 SpecialPurposeVehicle·13·低平板半挂车车架设计滁州市汽车改装厂 罗家兰 摘 要 对CXQ9380TDP型低平板半挂车车架的纵梁结构、横梁结构、横梁与纵梁的连接和翼梁结构进行了设计分析,采用有限元法校核了车架的强度和刚度。关键词 低平板半挂车;车架;结构设计;有限元分析中图分类号:U469153 文献标识码:A 文章编号:100420226(1999)01200132031 前言根据设计计算,并参照国内外同类型产品的结低平板半挂车是履带式挖掘机、压路机、推土机构
2、,纵梁主截面高度为470mm,鹅颈处高度为400等工程机械的专用运输工具,具有提高运输效率,确mm,悬架支座处高度为320mm,纵梁上、下翼面宽保运输安全等优点。车架是低平板半挂车的主要承度为160mm,厚度为18mm,腹板厚度为8mm。载构件,其结构直接影响车辆的使用性能。本文对21113 纵梁加强板的布置CXQ9380TDP型30t低平板半挂车的车架结构进由于悬架支座部位的纵梁高度尺寸行分析,并用有限元理论分析其强度和刚度。较小,此部位承受的支座反力较大。为了2 车架结构保证该区域具有足够的强度,在这里布低平板半挂
3、车的车架是由2根纵梁、13根横置了内、外侧加强板和下加强板。内、外图2梁、18根翼梁和2根侧边梁组成的焊接件。为了确侧加强板与工字钢焊接组成箱形结构,保履带式工程机械的运输安全,设计时应尽量降低下加强板上开有若干个塞焊孔,通过塞焊和两侧间承载面高度,因此,车架采用凹梁式结构,如图1。断焊与工字钢下翼面连接,如图2。21114 加强板的端头形状为了减小应力集中,内、外侧加强板端头设计成U形结构,下加强板端头采用45°斜面,且下加强板端头与内、外侧加强板端头避开,如图3。图1图3211 纵梁结构21111 纵梁形状212
4、横梁结构纵梁是车架的主要承载部件,在汽车行驶中受横梁是车架中用来连接左、右纵梁,构成车架的较大的弯曲应力。为了满足低平板半挂车使用性能主要构件。横梁本身的抗扭性能的好坏及其分布,直的要求,纵梁采用阶梯形结构,断面为工字形,材料接影响着纵梁的内应力大小及其分布。合理设计横为16Mn。为保证牵引装置和悬架系统有足够的活梁,可以保证车架具有足够的扭转刚度。动空间,其鹅颈处设计成变截面,悬架支座部位高度21211 鹅颈处尽量收缩。为了简化制造工艺,遵循产品设计标准化、系列21112 纵梁的断面尺寸化、通用化的原则,鹅颈处的横梁
5、采用与本厂普通半收稿日期:1998210205作者简介:罗家兰,1963年生,女,助理工程师;安徽滁州市汽车改装厂技术中心(239000)©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·14·罗家兰:低平板半挂车车架设计挂车通用的槽形截面。21212 悬架支座处该低平板半挂车为双后轴结构,采用的是双轴平衡式悬架系统,前、中、后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,在前、中、后支座处设置了3个截图5
6、面尺寸较大的箱形横梁,保证车架有足够的扭转刚215 车架宽度度,并能较理想的传递载荷。为适应履带式工程机械运输的需要,车架按照21213 车架中部履带尺寸设计成超宽(指国家标准规定的宽度限界)由于牵引销和后轴处的扭转刚度大,车架中部的特种结构,鹅颈处和悬架支座处仅与纵梁外缘等的变形往往较大。为了允许车架有微量的翘曲,在车宽,而在前、中、后3个悬架支座处设置了截面尺寸架中部布置了6根仅与纵梁腹板焊接的工字形横较大的箱形支架。支架离地高度与轮胎直径相等,工梁,横梁间距为800mm。程机械行驶至此时,由轮胎和支架承受载荷。2
7、13 横梁与纵梁的连接216 车架底板结构横梁与纵梁连接的节点刚度直接影响到车架的为使车架底板有一定弹性,防止履带打滑,车架整体刚度,合理设计横梁与纵梁的节点结构,是车架在承载部位采用木底板,其余部位采用花纹面板,并设计的重要问题。横梁与纵梁的连接形式通常有两适当布置防滑筋,以保证运输安全。木底板用沉头螺种,如图4。钉与横梁连接,如图6。3 车架的有限元分析311 有限元分析模型31111建立车架有限元模型坐标系原点:过左、右纵梁前端连线的铅垂面与车架纵向对称面及车架上(a)(b)平面的交点。图6图4X轴:车架纵向对2
8、1311 横梁与纵梁的上、下翼面相连接称面与车架上平面的交线,正向指向车尾。这种结构(如图4a)的优点是有利于提高车架Y轴:过左、右纵梁前端连线的铅垂面与车架上的扭转刚度,缺点是在受扭严重的情况下,纵梁翼缘平面的交线,正向指向左方。会出现较大的应力。由于车架的牵引销处和悬架支Z轴:过左、右纵梁前端连线的铅垂面与车架纵座部位扭转变形
