毕业设计（论文）-半挂车的轮轴及其悬架设计.doc

上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 1 目目 录录 摘摘 要要.1 1 ABSTRACTABSTRACT.2 2 0 0 引言引言.4 4 1 1 半挂车概述半挂车概述.5 5 1.11.1 半挂车的地位半挂车的地位 、效益、效益 、作用、作用.6 6 1.1.11.1.1 半挂车的地位半挂车的地位.6 6 1.1.21.1.2 半挂车的效益半挂车的效益.7 7 1.1.31.1.3 半挂车的作用半挂车的作用.7 7 1.21.2 汽车列车的一般概念汽车列车的一般概念.8 8 1.31.3 挂车的分类及种类挂车的分类及种类.1111 1.3.11.3.1 按牵引联接方式分类：按牵引联接方式分类：.1111 1.3.21.3.2 按车架形式分类按车架形式分类.1414 1.3.31.3.3 按车轴配置方式分类按车轴配置方式分类.1515 1.3.41.3.4 按挂车车身的形状分类按挂车车身的形状分类.1616 1.3.51.3.5 按使用场合分类按使用场合分类.1616 1.41.4 几种常见的半挂车几种常见的半挂车.1717 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 2 1.51.5 半挂车的总体结构与设计半挂车的总体结构与设计.1818 1.5.11.5.1 半挂车的结构形式半挂车的结构形式.1818 1.5.21.5.2 半挂车主要尺寸及参数设计半挂车主要尺寸及参数设计.1919 1.5.31.5.3 半挂车的主要尺寸半挂车的主要尺寸.2121 2 2 半挂车悬挂介绍及设计要求半挂车悬挂介绍及设计要求.2323 2.12.1 半挂车的悬架半挂车的悬架.2323 2.22.2 悬架的功能悬架的功能.2424 2.32.3 悬架的组成悬架的组成.2424 2.42.4 挂车悬架的分类挂车悬架的分类.2525 2.52.5 悬架的设计要求悬架的设计要求.2828 3 3 半挂车悬架的设计半挂车悬架的设计.2929 3.13.1 设计方案的确立设计方案的确立.2929 3.23.2 轴套比压计算轴套比压计算.3030 3.33.3 安装空间的比对安装空间的比对.3131 3.43.4 偏频计算偏频计算.3232 4 4 半挂车的轮轴半挂车的轮轴.3333 4.14.1 强度计算强度计算.3434 4.24.2 结构设计结构设计.3636 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 3 5 5 轮轴部分的设计及验算轮轴部分的设计及验算.3838 5.15.1 轴的结构设计轴的结构设计.3838 5.25.2 轴的设计原则轴的设计原则.3838 5.35.3 轴的强度计算轴的强度计算.3838 5.45.4 轮轴强度校核轮轴强度校核.3939 5.4.15.4.1 受力分析受力分析.4040 5.4.25.4.2 轮轴各截面的校核轮轴各截面的校核.4141 5.55.5 轴套比压验算轴套比压验算.4242 5.65.6 轴承寿命计算轴承寿命计算.4343 5.75.7 制动计算制动计算.4444 5.7.15.7.1 制动系统的工作原理及其要求制动系统的工作原理及其要求.4444 5.7.25.7.2 制动计算制动计算.4545 5.85.8 制动力计算制动力计算.4545 5.95.9 制动减速度、制动时间、制动距离的计算制动减速度、制动时间、制动距离的计算.4747 6.6. 结论结论.4848 参考文献参考文献.4949 致致 谢谢.5151 译译 文文.5252 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 4 原文说明原文说明.6464 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 1 摘摘 要要 国民经济的发展自然离不开能源和交通，交通是先锋。随着公路事 业快速发展，汽车运输将担负整个货运量的 75%，而半挂汽车运输则占 整个货运量的 85%以上。 事实说明，汽车半挂车应用很广，适用性也很强，它不但能大大提 高运输效率、降低运输成本，而且周转快更是半挂车的一大特色，在完 成大件、重件和特殊货物运输方面，普通载货汽车是无法达到的，汽车 半挂车运输除有同载货汽车运输一样的机动灵活性外，它也能直接从生 产地运输到消费者手中，更具独特的优点。与发达国家相比，我国还缺 乏高水平和质量的半挂车，因此半挂车的开发具有广阔的发展前景。 本文通过利用先进的计算机技术对半挂车的轮轴及其悬架进行设计。 所设计的半挂车运用刚性平衡梁作为悬架的主体，便于货物的装卸。并 对所设计的悬架极其轮轴进行校核。经过计算本次所设计的刚性平衡梁 悬架和轮轴完全符合国家规定要求。 关键字：关键字：半挂车，轮轴，悬架 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 2 Design of the Axle and Suspension of Semi-Trailer ABSTRACT The development of national economy can not be separated from the sources of energy and traffic, and the traffic is the pioneer. With the highway net expanding quickly, auto transportation would occupy the 75% to the whole. Then the transportation of semi-trailer train account for above 85%. The truth is that it is a wide use for semi-trailer train and its applicability is also good. But only he can increase the efficiency of transportation, reduce the cost, but also turn over quickly, thats the character for it. As to complete the big, heavy and special goods, the ordinary cargo cant reach it. Semi-trailer train can transport from yieldly to customs directly except for its flexibility, which is the same to ordinary cargo. Compared to the developed countries, we lack of high-tech semi-trailer train. Therefore the research of semi-trailer train has a widely developing prospect. This dissertation described a design for semi-trailer wheel axle and its suspension by using of advanced computer technology. This semi-trailer use stiff balance beam as the main body of its suspension, which in order to make goods loading and unloading easily 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 3 and then checked the suspension and axle. After calculation the stiff balance beam and axle completely accorded with the state request. Key words: semi-trailer, axle, suspension 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 4 半挂车轮轴及其悬架设计半挂车轮轴及其悬架设计 韩韩 奇奇 062103273 0 0 引言引言 目前,国外载货车中专用车所占的比重要大大高于国内,国内载货车 中基型车还占较大的比重。随着国民经济的发展,高速公路建设及基本建 设投资增加、房地产开发加快、西部大开发等,国内对专用车的需求必定 会迅猛增长,专用车占汽车产量的比重会越来越大。在专用汽车中，半挂 车的地位不可替代，其独特的优越性使其需求量在不断的增大。 近两年超重型半挂车产品出现了迅猛增长的势头，这与国家调整交 通运输设备结构，大力发展集装箱专用运输车、厢式货车、特种专用车 和载重量在8t以上的载货车和加快普通敞篷货车的厢式化的这一举措有 着很大的关系。 现在国内半挂车生产企业约为400多家，如果计入有专用车产品的客 车企业则达到500多家。据国内有关资料统计,国内专用车品种已达1550 多个,专用车已占商用车产量的20%25%。虽然半挂车产品目前已经在技 术方面有了很大的进步，但与其他车型相比，毕竟属于技术含量低、生 产工艺简单、劳动密集型产品。这一特性使得它的行业进入坎级非常之 低，使得大多数企业都把投资的目光转移到这一行业领域上来。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 5 可见国内半挂车的技术含量有很大的上升空间，发展的前景是美好 的。 1 1 半挂车概述半挂车概述 半挂车，与其说是一种车型，不如说它是一个有着很好兼容性和方 便快捷性的公路运输方式。所谓兼容性，是指这一分类当中可以包括厢 式半挂车、罐式半挂车、平板半挂车、集装箱半挂车、成品车辆运输半 挂车等品种，而且还可以在厢式半挂车的这一大类里又分出保温半挂车、 冷藏半挂车、保鲜半挂车等。可以说，在每一个大类的下面都能分出大 量的细分车型。国家管理机构对半挂车也给出了如下规定：“专用半挂 车的术语和定义是将专用汽车同类结构产品术语中的车字改为半挂车， 定义中的汽车改为半挂车即可”。所以说，半挂车对于其他车型的替代 作用是非常明显的，这也是专用车中半挂车比例最大的主要原因。而说 到它的方便与快捷，则“甩挂运输”就是半挂车这一特性的最好诠释。 这种国际通用的半挂车“甩挂运输”方式已经逐渐得到社会的认可。在 天津、上海、深圳等大型港口码头一车多挂的运输方式早就在大范围地 应用着。在国内公路运输行业发展的将来，一车多挂这种高效的运输方 式绝对不仅只是港口码头的专利，而且还是大型汽车运输公司、货场、 车站乃至个体运输的首选模式。另外，业内专家也进一步证实，与“单 体式”汽车相比，半挂车更能够提高公路运输的综合经济效益。运输效 率可提高30%50%，成本降低 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 6 30%40%，油耗下降20%30%。更重要的是，半挂车的使用还能对我国 物流的组织形式起到一定程度的促进作用。 当前，国内外半挂车正向重载、高速、专用、提高列车操纵稳定性 和行驶平顺性的方向发展。从半挂车的机动性，公路的条件和综合经济 效益考虑，总质量也不能过高。提高车辆速度能有效地增加其运输效率， 高速公路上的汽车列车速度可达，但过高的速度也会增大燃hkm/9080 料消耗，故一般建议最大行驶速度也不超过。同时，专用汽车列hkm/90 车也在不断发展。利用专用挂车可以适应不同货物、不同运输和装卸条 件的需要，提高货物的完好率，减少损耗和重复劳动。当然随着汽车列 车向大载荷、高速度方向发展，对其操纵稳定性和行驶平顺性的要求也 越来越高。各国对挂车的侧滑、侧倾、振动及其预防措施加强了研究。 1.11.1 半挂车的地位、效益、作用半挂车的地位、效益、作用 1.1.11.1.1 半挂车的地位半挂车的地位 国民经济的发展自然离不开能源和交通，交通是先锋，而交通运输 则在各类经济事物中起着不可替代的地位。铁路、空中、船舶运输固然 重要，但他们都不是最终目的地，唯一能做到的只有汽车运输，可见汽 车运输的地位。进人21世纪，工业、农业和国防事业发展迅速，科技园 区、仓储物流、特快传递及空车配货遍及全国各地，要求运输的货物品 种之多、数量之大，且尺寸规格和重量等级更是参差不齐，一个单件尺 寸长达数十米、重达数十吨、几百吨的如:水利发电设备、大型化工设备、 大型推土机、压路机、挖掘机等等，还有飞机、坦克、导弹及火箭等专 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 7 业化运输，这是普通载货汽车做不到的；而汽车半挂车弥补了载重汽车 的弱点，更显出唯我独尊。它完全具有完成运输对象的独特优点和能力。 各地的专业运输的90%以上都是由半挂车来承运。随着公路事业快速发展， 汽车运输将担负整个货运量的75%，而半挂车运输则占整个货运量的85% 以上，因此，世界各大制造商不惜血本，纷纷出产各种半挂车抢占最有 利地位。 1.1.21.1.2 半挂车的效益半挂车的效益 事实说明，汽车半挂车应用很广，适用性也很强，它不但能大大提 高运输效率、降低运输成本，而且周转快更是半挂汽车的一大特色，在 完成大件、重件和特殊货物运输方面，普通载货汽车是无法达到的，汽 车半挂车运输除有同载货汽车运输一样的机动灵活性外，它也能直接从 生产地运输到消费者手中，更具独特的优点。在轴荷相同的情况下，通 过桥梁、码头时受吨位限制，而半挂汽车就大可不必了。提高运输效率， 在节省时间上，只要准确调度，安排合理，可节省一半的时间(与载重汽 车相比)，例如:汽车半挂车到达送货地点后，可将半挂车摘下，再挂上 一辆装满货物准备发往回程的半挂车，实现往返循环作业，这样时间少 了，车辆利用率也提高了。由此可见.汽车半挂车运输效率可提高一倍， 其载重量也相对提高，但油耗并未增加，而是相对减少，每吨货物的油 耗下降10%30%，且运输成本下降20%40%,汽车半挂车运输的经济效益 可想而知了。 1.1.31.1.3 半挂车的作用半挂车的作用 半挂车最大的作用是单车(载重汽车)难以完成的特殊运输。现代化 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 8 建设和现实生活当中，一些特殊件、特长件、特重件，完成此类运输非 半挂汽车莫属。专业运输更是汽车半挂车独具一格的特点，例如:水轮发 电机的机壳、船闸的闸门、发电机的转子、飞机拖车、导弹火箭部件等 等，汽车半挂车的作用真是无处不在。 1.21.2 汽车列车的一般概念汽车列车的一般概念 汽车列车的专业术语定义为：“一辆汽车（货车或牵引车）与一辆 或一辆以上挂车的组合。 ”根据牵引车与挂车（全挂车和半挂车）的不同 组合形式，汽车列车可分为： (1)全挂汽车列车 由牵引货车和一辆或一辆以上全挂车的组合，见图 1.1。 1-货车；2-全挂车；3-牵引钩-挂环 图 1.1 全挂汽车列车 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 9 (2)半挂汽车列车 由半挂牵引车和一辆或一辆以上半挂车的组合，见 图 1.2。 4-牵引车；5-牵引座-牵引销；6-半挂车 图 1.2 半挂汽车列车 (3)双挂汽车列车 由半挂牵引车和一辆半挂车、一辆全挂车的组合， 见图 1.3。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 10 2-全挂车；6-半挂车 图 1.3 双挂汽车列车 （4）挂式半挂汽车列车 由牵引货车通过牵引拖台联接一辆半挂车的组 合，见图 1.4。 7-牵引拖台 图 1.4 全挂式半挂汽车列车 (5) 特种汽车列车 由牵引车和特种挂车的组合，见图 1.5。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 11 8-可伸缩牵引杆；9-特种挂车 图 1.5 特种汽车列车 汽车列车的不同形式会直接影响到其动力性、经济性、耗油量以及 运输成本。 目前，半挂车比全挂车与牵引车连接后更具有整体性，但半挂车摘 挂后，引车本身不能作为运载工具。 半挂车广泛应用在各种货物运输中。除通用半挂车外，有平板车、 厢式车自卸车、冷藏保温车、集装箱车、集装箱、散装箱两用车、液罐 车、粉状散装车、牲畜家禽车、预制件车等。 近些年来，半挂车发展很快，主要是因为半挂车运输经济效益好， 半挂汽车列车油耗比全挂汽车列车低。另外，半挂汽车列车是“甩挂运 输” （用一辆牵引车轮流牵引多辆半挂车，以达到高效率的运输） 、 “区段 运输” （半挂汽车列车到达指定区 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 12 段站、半挂车换上另外牵引车牵引继续向目的地行驶，而此牵引车牵引 其它半挂车返回原地） 、 “滚装运输” （集装箱半挂车直接装船及卸下运输） 最好的车型。 1.31.3 挂车的分类及种类挂车的分类及种类 挂车是汽车列车组合中的载货部分，除通用的挂车外，还可按运载 货物的不同而制作各种专用挂车。 挂车可以按以下几种方式分类： 1.3.11.3.1 按牵引联接方式分类：按牵引联接方式分类： （1） 全挂车 牵引车与全挂车联接方式为牵引车牵引钩与全挂车环相连接。挂车 最大总质量绝大部分由全挂车本身承担。如图 1.6 所示，用挂环 2 与牵 引车的牵引钩联接，牵引架 3 兼有牵引和转向功能，挂车的载荷全部由 自身承受。 2-挂环；3-牵引架 图 1.6 全挂车 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 13 （2） 半挂车 牵引车与半挂车联接方式为牵引车的牵引座与半挂车牵引销相连接。 半挂车最大总质量相当一部分又牵引车承担。如图 1.7 所示，由牵引销 1 与牵引车的牵引座联接，挂车的部分载荷通过牵引座由牵引车承受。 摘挂时用支承装置 6 维持半挂车的平衡。 1-牵引销；6-支承装置 图 1.7 半挂车 （3） 特种挂车 特种挂车的联接方式既有全挂车联接的特点又有半挂车联接的特点。 大多数特种挂车的联接方式为全挂车的联接方式，由牵引车的牵引钩和 特种挂车的可伸缩式牵引杆挂环相联接；也有的特种挂车是长尺寸货物， 本身构成牵引车与挂车之间的联接部分，货物前端下部分紧装在牵引车 的旋转式枕座的货台上，货物本身与车厢起着同样的作用。特种挂车的 最大总质量相当一部分由牵引车承担。如图 1.8 所示，有两种联接方式， 一种为全挂联接的牵引钩挂环式，其牵引杆是可伸缩的，以适应不同 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 14 长度货物的装载需要；另一种为非直接联接式，挂车车台通过货物与牵 引车联接实现牵引。 2-挂环；4-可伸缩牵引杆；5-车台 图 1.8 特种挂车 （4） 双挂车 双挂车为一辆半挂车和一辆全挂车的组合。其牵引联接方式，全挂 车以挂环连接到半挂车后部的牵引钩上，而半挂车的牵引销与牵引车的 牵引座相连接。半挂车的最大总质量有相当一部分由牵引车承担，而全 挂车最大总质量绝大部分由全挂车本身承担。 1.3.21.3.2 按车架形式分类按车架形式分类 （1） 平板式 如图 1.9 所示，整个货台是平直的，且在车轮之上。牵引车和半挂 车的搭接部分的上部空间得到了充分利用，因而具有较大的货台面积， 转弯半径减小。为了降低货台高度，常采用小直径、高承载能力的轮胎。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 15 图 1.9 平板式 （2） 阶梯式 如图 1.10 所示，亦称鹅颈式。半挂车车架呈阶梯形，货台平面在鹅 颈之后，从而使货台主平面降低，便于货物的装卸和运输，但货台前部 的阶梯部分不能用于装载货物，货台面积利用率较低，车身比较长。一 般用于半挂车，有的半挂车的后部轮胎罩凸出货台面之上，以进一步降 低货台的高度。 图 1.10 阶梯式 （3） 凹梁式 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 16 如图 1.11 所示，其货台平面呈凹形，其货台的高度可以降低至相当 低的程度，以降低挂车载货高度。但由于挂车的前部和后部的凸起部分 均不能装载货物，要提高货台的装载面积，就需要增加挂车的长度。因 此，挂车的弯矩增大，通过性变差。一般用于超高货物的运输和飞机场、 码头、货场等场内运输。 图 1.11 两种凹梁式 1.3.31.3.3 按车轴配置方式分类按车轴配置方式分类 车轴配置直接影响到挂车的装载质量。一般装载质量增加，车轴数 相应增加。 半挂车分为 1 轴、2 轴、3 轴、4 轴等型式。考虑到半挂车的行驶阻 力、转向时轮胎的磨损、横向稳定性等因素，其转向轮的配置又有所不 同。 全挂车，一般前轴为 1 轴（也有 2 轴的） ，后轴为 1 轴或 2 轴型。 特种挂车分为 1 轴、2 轴和 3 轴型式，3 轴型式中，有 12 轴为转 向轴。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 17 双挂车有半挂车 1 轴、全挂车 2 轴配置的，也有半挂车 2 轴、全挂 车 4 轴配置的。 重型挂车可以通过单体挂车拼接组合为多轴挂车。 1.3.41.3.4 按挂车车身的形状分类按挂车车身的形状分类 1) 通用车厢、车身挂车 车厢、车身的挂车可供装载各种各样货物用的车厢、车身。主要包 括：栏板式车厢、开顶式车厢，厢式车厢、低床式、中低床式以及平床 式车身等。 2) 专用或特殊构造车厢、车身挂车 专用或特殊构造车厢、车身的挂车用于运输特殊形状及不同状态的 货物其种类多而广。主要包括：油罐挂车，专运汽车用的挂车、预制件 挂车、粉状散装挂车、牲畜家禽挂车、集装箱挂车、自卸挂车等。 1.3.51.3.5 按使用场合分类按使用场合分类 使用场合分类有公路上行驶的挂车以及场内专用挂车，其结构如图 1.12。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 18 a 场内专用挂车 b 公路行驶挂车 图 1.12 按使用场合分类图 1.41.4 几种常见的半挂车几种常见的半挂车 （1） 单梁伸缩型(炮车) 它专门运输尺寸较长的货物，如:原木、梁、钢材(钢管、圆钢、型 钢)，它的长短可根据货物的尺寸而定，单梁可以伸长或缩短，范围一般 在13m之间，伸缩间隔可根据需要来定，一般在0.51.5 m之间。 （2） 平货台直梁型半挂车 这种半挂车货台与车架(直梁)在一个水平面上，货台全部高于车轮 之上，重心较高，但承载面积大，货箱利用率较高，易运输尺寸货物、 体积货物。由于车重心较高，它比其他形式的半挂车转弯半径小，故不 易通用。 （3） 低货台阶梯型半挂车 这是最为常见的半挂车，这种车前部通过一种连接方式坐落在牵引 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 19 车上，而后部有着自己的独立轮轴，它的载荷和自重一部分分配到牵引 车上(总重的40%50%)，一部分由自己的轮轴承担，前部与牵引车的连 接靠鞍式牵引座支承，即可以增加载重，又可以方便快捷的接合和分离。 牵引车可以与不同的半挂车组成多种用途的半挂车，可循环运输，多头 使用，同时为了运输安全和货物装卸方便，它与牵引车连接处的高度， 要高于货台一大部分，货台要低得多，形成前高后低的阶梯型，也可根 据货物要求制作出更低的货台，有时也可在半挂车尾部接装能翻起的爬 梯，可使运输的自行机械(挖掘机、推土机、压路机等)上下自如;也可在 半挂车前部接装手动纹盘，用钢丝绳把货物拉上货台，这就减少了很多 固定装车(货)台，这是当今常见、广用的一种半挂车车型。 （4） 凹梁型半挂车 这种半挂车的最大特点就是有最低的装货平台，可在两侧同时进行 装卸，方便快捷。其缺点就是轴距长、外形尺寸大，所以，其通过性能 不好，一般只用作专业运输。 （5） 集装箱型半挂车 这种结构形式是与铁路直接对接的专用半挂车，半挂车的四个角部 装有固定锁舌装置，以固定集装箱用，同时也可拆除.其纵梁做成凹型， 集装箱装上后半挂车后车架变平，靠车架和集装箱底梁来承载。这种车 的承载能力非常强，一般自重55.5t的半挂车，可装30 t重的集装箱， 其差值非常明显，且固定锁舌可以自行拆除，运输集装箱以外的货物。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 20 1.51.5 半挂车的总体结构与设计半挂车的总体结构与设计 1.5.11.5.1 半挂车的结构形式半挂车的结构形式 半挂车一般由车架总成、底版总成、车厢总成、支承总成、悬挂总 成、电器总成、制动总成等组成。 半挂车与全挂车相比，其主要差别在于半挂车只承受其最大装载质 量的大部分，在其结构上增加了支承装置，便于甩挂或临时支承用，车 厢的前部通过牵引销与牵引汽车相连接。 半挂车的车架与全挂车相比，轴距较长、宽度较窄，按其纵梁的结 构型式也有直通式车架、阶梯式车架和凹梁式车架之分。 1.5.21.5.2 半挂车主要尺寸及参数设计半挂车主要尺寸及参数设计 半挂车外廓尺寸限值应符合 GB 1589-2004道路车辆外廓尺寸、轴 荷及质量限值的规定见表 1.1。 长度、宽度、车轴数量的具体设计应符合 GB/T 6420-2004货物挂 车系列型谱的规定见表 1.2。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 21 表 1.1 道路车辆外廓尺寸的最大限值 车辆类型车长车宽车高 最高设计车速小于 70km/h 的四 轮货车 600020002500 最大总质量 3500kg 600025004000 最大设计总质量 3500kg，且 8000kg 700025004000 最大设计总质量 8000kg，且 12000kg 800025004000 二轴 最大设计总质量 12000kg 900025004000 最大设计总质量 20000kg 1100025004000 三轴最大设计总质量 20000kg 1200025004000 汽车 货车及半 挂牵引车 四轴 1200025004000 一轴 860025004000 二轴 1000025004000 挂车 半挂车 三轴 1300025004000 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 22 最大设计总质量10000kg 700025004000 其他挂车 最大设计总质量10000kg 800025004000 铰接列车 1650025004000 汽车列车 货车列车 2000025004000 表 1.2 汽车及挂车并装轴的最大允许轴荷的最大限值 车辆类型最大允许轴荷最大限 值 并装双轴的轴距小于 1000mm11500 并装双轴的轴距1000mm，且小 于 1300mm 16000 汽车并装双轴 并装双轴的轴距1300mm，且小 于 1800mm 18000 并装双轴的轴距小于 1000mm11000 并装双轴的轴距1000mm，且小 于 1300mm 16000 并装双轴的轴距1300mm，且小 于 1800mm 18000 并装双轴 并装双轴的轴距1800mm20000 相邻两轴之间距离1300mm21000 挂车 并装三轴相邻两轴之间距离1300mm，且不 大于 1400mm 24000 1.5.31.5.3 半挂车的主要尺寸半挂车的主要尺寸 （1） 半挂车和牵引车的连接尺寸 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 23 半挂车和牵引车的连接尺寸如图 1.13 所示。 是半挂车的前回转半径，指牵引销中心至半挂车前端最远点水平 f R 投影的距离； 是牵引车的间隙半径，指牵引座中心至驾驶室后围或备胎架（或 w R 者其他附件，如真空滤清器等）的最近点水平面内投影的距离； 是半挂车的间隙半径，指牵引销中心至鹅颈或支撑装置上最近点 r R 水平面投影的距离； 是牵引车的后回转半径，指牵引车座中心至牵引车车架后端最远 c R 点水平面内投影的距离； 是牵引车牵引座板上平面在满载状态时的离地高度； 2 H 是半挂车牵引板下平面在半挂车处于满载状态时的离地高度。 3 H 在牵引车相关尺寸确定后，半挂车的相关尺寸应满足： mmRR fW 150 mmRR cr 70 32 HH 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 24 图 1.13 半挂车和牵引车的连接尺寸 （2） 半挂车的轴载质量及轴距 半挂车的轴荷是牵引销支撑处和半挂车车轴上的承载质量。 当轴荷计算出来后，首先校核牵引销处载荷是否符合牵引车鞍座允 许载荷，然后校核轮轴载荷是否满足 GB 1589-2004道路车辆外廓尺寸、 轴荷及质量限值 中挂车最大允许轴荷的规定。若不能满足要求，则应 调整轴距直至 满足要求为止，以此来确定车轴的固定位置。 拖挂运输的发展使一辆半挂车可能会在不同的地点或不同的时间内 用或牵引车牵引。在这种情况下，为使鞍座载质量分配合理，2446 在同一辆半挂车车架上设有两个或三个牵引销安装孔，在必要时改变牵 引销位置，从而改变前悬值，达到调整牵引座载荷的目的。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 25 2 2 半挂车悬挂介绍及设计要求半挂车悬挂介绍及设计要求 2.12.1 半挂车的悬架半挂车的悬架 挂车悬架是将挂车车架与车轴（或车轮）相连的全套装置的总称。 其主要功用是传递作用在车轮和车架之间的各种载荷（承受各方向的力 及力矩） ，并减少或消除由不平路面通过车轴传给车架的冲击和振动，以 改善挂车行驶的平顺性。 挂车悬架和牵引车悬架在结构上相同，如一般采用钢板弹簧作为弹 性元件；也有采用油气悬架结构等。但在一些较大装载质量的挂车上， 因其具有多轴承载，为保证各轴车轮与地面均有良好的接触及使悬架系 统的载荷均匀，采用了平衡悬架；在液压全挂车上采用了液压悬架等。 2.22.2 悬架的功能悬架的功能 悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连 接装置的总称。 悬架的功能： （1）把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这 些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，保证汽车的 正常行驶，即起传力作用； （2）利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的作用； 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 26 （3）利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相对于车架或车身 跳动，即起导向作用； （4）利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器，防止车身在转向等行 驶情况下发生过大的侧向倾斜。 2.32.3 悬架的组成悬架的组成 （1）弹性元件起缓冲作用； （2）减振元件起减振作用； （3）传力机构或称导向机构起传力和导向作用； （4）横向稳定器防止车身产生过大侧倾。 弹性元件用来传递垂直力，并与轮胎一起缓和路面不平引起的冲击 和振动。弹性元件受冲击后会产生持续的振动，使乘坐不适，因此，设 有减振器将振动迅速衰减，使振幅迅速减小。导向机构用来确定车轮相 对于车架或车身的运动，传递除垂直力以外的各种力和力距。为减少车 轴对车架或车身的直接撞击，一些汽车悬架上设有缓冲块，横向稳定杆 的作用是减少转弯时车身的侧倾，并提高轮胎对地面的附着力。 悬架系统的频率与汽车的平顺性（也称舒适性）有直接关系。 (2.1) f g M K n 2 1 2 1 式中： n悬架的频率； M簧载质量； K悬架刚度； 上海工程技术大学毕业设计（论文） 半挂车的轮轴及其悬架设 计 27 悬架频率 n 随簧载质量的变化而变化，人体最舒适的频率范围为 11.6Hz，如果要将汽车行驶过程中的频率保持在 11.6Hz 内，最好采 用变刚度悬架。 2.42.4 挂车悬架的分类挂车悬架的分类 （1） 钢板弹簧平衡悬架 钢板弹簧平衡梁悬架有单轴、双轴、三轴悬架。钢板弹簧平衡悬架 系列，通过采用不同轴数的悬架匹配，可以满足装载质量 1045t 挂车 弹性悬架的要求。按钢板弹簧相对车轴的位置，有上置式和下置式之分， 后者可降低挂车货台的高度。平衡悬架的特点是在前后两组钢板弹簧间 装有平衡臂，并用支架悬吊在车架上，这样在不平路面上，靠平衡臂的 杠杆作用使前后车轴的位置与路面高低相适应，使各轴的轮荷保持均衡。 车轴的牵引由拉力杆承受，并可利用拉力杆长度的调整，将车轴中心线 调到与车架纵向对称线垂直的理想位置，从而减少车轮侧滑引起的磨损。 该悬架装置的钢板弹簧有多片等截面的，也有单片或三片变截面的。 变截面抛物线型钢板弹簧与等截面多片钢板弹簧相比，在承载能力相同 的情况下，自身质量小，但制造工艺较复杂。 （2） 摆臂式平衡悬架 摆臂式平衡悬架的两轴用一副钢板弹簧，由吊耳和摆臂连接起来。 钢板弹簧的前吊耳，