低速电动货车车架系统的设计（全套含CAD图纸）
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毕业设计方案毕业设计方案题 目 电动汽车传动系统的设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机工1319 学 生 刘武月 学 号 20160431005 指导教师 王文明 二一七年四月七日 - 6 -济南大学学院 机械工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 学生 刘武月 学号 20160431005 论文题目 低速电动货车车架系统的设计 一、选题背景与意义车架和悬架系统是汽车设计的重要部分，因为它们的好坏直接关系到汽车各个方面（操控、性能、安全、舒适）性能。 现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架。汽车绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的，如发动机、传动系统、悬架、转向系统、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内、外的各种载荷，所以在车辆总体设计中车架要有足够的强度和刚度，以使装在其上面的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小，车架的刚度不足会引起振动和噪声，也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。过去对车辆车架的设计与计算主要考虑静强度。当今，对车辆轻量化和降低成本的要求越来越高，于是对车架的结构形式设计有高的要求。首先要满足汽车总布置的要求。汽车在复杂多边的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。汽车在崎岖不平的道路上行驶时，车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形；车架布置的离地面近一些，以使汽车重心位置降低，有利于提高汽车的行驶稳定性。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。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支撑力）、纵向反力（驱动力和制动力）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，以保证汽车的正常行驶。在进行设计时，要满足以下几点要求：a规范合理的型式和尺寸选择，结构和布置合理。b保证整车良好的平顺性能。c工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。d尽量使用通用件，以便降低制造成本。e在保证功能和强度的要求下，尽量减小整备质量。f其它有关产品技术规范和标准。目前，传统农用运输车不能满足“三农”市场需求，突出表现为一般产品生产能力过剩，技术水平低，质量和维修服务水平差，价格较高，而市场急需的高质量经济型产品不能满足需求。结合生产实际，在农用运输车车架基础上生产一款低速电动载货汽车车架进行了设计。二、研究内容与目标2.1 设计选型原则2.1.1车架的设计方案根据纵梁的结构特点，车架可分为以下几种方案：a周边式车架，用于中级以上的轿车；bX形车架，为一些轿车所采用；c梯形车架，梯形车架是由两根相互平行的纵梁和若干根横梁组成。其弯曲刚度较大，而当承受扭矩时，各部分同时产生弯曲和扭转。其优点是便于安装车身、车箱和布置其他总成，易于汽车的改装和变型，因此被广泛地用在载货汽车、越野汽车、特种车辆和用货车底盘改装的大客车上；d计量式车架；e综合式车架；结合生产实际及设计要求，选用方案c。综合上述方案确定了整体设计方案：梯形车架22 设计内容a参与总体设计；b车架分析和主要参数的确定；c车架结构设计。23 主要参数的设定2.3.1 外廓尺寸我国对低速载货汽车的限制尺寸是：总高不大于2.05米；总宽不大于2米；总长不大于6米。2.3.2 质量参数2.3.3 装载质量按要求取=970kg2.3.4 整备质量汽车的装载量与整备质量之比/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利用系数和查汽车设计表2-10，所以： m0=mG0.8=7900.8=987.5kg在轻型载货汽车之列,所以满足设计要求取=1000kg。2.3.5满载质量ma=mG+m0=1970kg2.3.6车架宽度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。以便简化制造工艺和避免纵梁宽度变化处产生应力集中。由（汽车设计）表225取的车架宽1500mm。2.3.7轴距L由总体设计取轴距2085mm。三、研究方法与手段31 车架的结构设计车架是支撑、连接汽车备总成的零部件，并承受来自车内外的各种载荷的基础构件。传统的梯形车架由于其所起到的缓冲、隔振、降低噪声、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。货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。 图3-1 车架结构示意图3.1.1 纵梁形式的确定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。车架纵梁根据截面形状分有工字梁和槽形梁。3.1.2 横梁形式的确定横梁是车架中用来连接左、右纵梁，构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性能的好坏及其分布，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。 3.1.3 纵梁与横梁的连接轿车车架的纵、横梁采用焊接方式连接，而货车则多以铆钉连接（见下图）。铆钉连接具有一定弹性，有利于消除峰值应力，改善应力状况，这对于要求有一定扭转弹性的货车车架有重要意义。图3-2 车架铆接示意图 32 车架的技术要求a.车架左右纵梁间的距离为860，而在车架前横梁及转向器范围内应为860。b.车架总成左右纵梁上表面应在同一平面内，其不平度在全长上不大于3.0，且在转向器固定处，该表面与纵梁侧面的垂直度应不大于0.5。c.车架总成驾驶室前后固定点的相对位置尺寸应符总装图要求，驾驶室后支点与前支点高度差为10。d.在车架总成上，左右对称的前后钢板弹簧支架及吊耳支架其销孔中心线应在同一直线上，且与车架中心线垂直，偏差不大于1000：1.5，左右对称支架的相对位置尺寸应符合要求。e.车架总成铆接零件的接合面必须紧固无缝隙，紧接面的直径应不小于铆钉直径的1.5倍，且具有正确形状不允许有倾斜，呲牙等缺陷，铆接后的铆钉头和铆钉中心线的不同轴度应不大于1.0。f.车架的全部铆接部分应仔细检查，铆后零件上不得有裂缝，若有裂缝须更换重铆。g. 车架总成车架第二横梁连接的螺母应装置于车架的内部四、车架的计算4.1 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。4.2 车架弯曲强度的计算由于结构的限制，车架必须满足强度要求和结构设计。五、三维建模及绘图经过前面的选型、计算以及对齿轮和轴的结构性设计，可以基本掌握各零部件的参数，然后开始进行绘制草图。之后使用SolidWorks进行三维建模分析。最后进行手工绘制重要零件图。六、设计思路总结本论文是对电动汽车传动系统的设计，首先选择电动汽车的驱动方式，本文选择的是后置后驱。之后根据任务书的参数，对电动机以及增程器等进行选型，得到基本的参数。再对传动系统零件进行设计计算以及强度校核，之后用三维软件进行建模，将其重要零部件进行绘图。七、参考文献1 GB72582004 ， 机动车运行安全技术条件S2 GB183202001 ， 农用运输车安全技术条件S3 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，2001.4 王望予汽车设计M北京：机械工业出版社，20055 陈家瑞汽车构造（上册）M北京：机械工业出版社，20056 陈家瑞汽车构造（下册）M北京：机械工业出版社，20057 成大先.机械设计手册单行本(机械振动.机架设计) M. 北京:化学工业出版社,2004.8成大先.机械设计手册单行本(联接与紧固) M. 北京:化学工业出版社,2004.9 汽车工程手册编辑委员会汽车工程手册（设计篇）M北京：人民交通出版社，200110成大先.机械设计手册单行本(弹簧.起重运输件.五金件) M. 北京:化学工业出版社,2004.11 QC/T 4911999，汽车筒式减振器 尺寸系列及技术条件S12 QCn 290351991 ，汽车钢板弹簧技术条件S 13 张洪欣. 汽车设计M. 北京:机械工业出版社,1989:135-14514 姬芬竹,高峰,吴志新. 电动汽车
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