专用汽车设计常用计算公式汇集

1、第一章 专用汽车的总体设计1总布置参数的确定1.1 专用汽车的外廓尺寸（总长、总宽和总高）1.1.1 长载货汽车012m半挂汽车列车0 16.5m1.1.2 宽2.5m （不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装饰线条、挠性 挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎与地面接触部分的变形等）1.1.3 高4m （汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态）1.1.4 车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处250mm1.1.5 汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高300mm1.2 专用汽车的轴距和轮距1.2.1 轴距轴距是影响专用汽车基本性能的主要尺寸参数。轴距的长短除

2、影响汽车的总长外， 还影响汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半径、纵向通过半径等， 止匕外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。1.2.2 轮距轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。1.3 专用汽车的轴载质量及其分配专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的1.3.1 各类专用汽车轴载质量限伯：（JT701-88公路工程技术标准）汽车最大总质量（kg）<10000<15000磴0000<30000前轴轴载质量（kg）<3000300030004000后轴轴裁质量（kg）<7000<10000司3000磴4

3、0001.3.2 基本计算公式A已知条件a）底盘整备质量Gib）底盘前轴负荷gic）底盘后轴负荷Zid）上装部分质心位置L2e）上装部分质量G2f）整车装载质量G3 （含驾驶室乘员）g）装载货物质心位置L3 （水平质心位置）h）轴距 l（li+l2）B上装部分轴荷分配计算（力矩方程式）例图1、一 一 1g2 （前轴负荷）x l +-li （例图1） =G2 （上装部分质量）x L2 （质心位置）2-19 -g2 （前轴负荷）G2（上装部分质量）ML2（上装部分质心位置）1l 112则后轴负荷Z2 =G2 -g2C载质量轴荷分配计算、41g3 （刖轴负何）X （I qIi）=G3XL3 （载质重

4、水平质心包置）g3 （载质量前轴负荷）G3（整车装载质量）M L3（装载货物水平质心位置）1l 2l1则后轴负Z3 =G3 -g3D空车轴荷分配计算g空（前轴负荷）=g1 （底盘前轴负荷）+g2 （上装部分前轴轴荷）Z空（后轴负荷）=Z1 （底盘后轴负荷）+Z2 （上装部分后轴轴荷）G空（整车整备质量）=g空+Z空E满车轴荷分配计算g满（前轴负荷）=g空+g3Z满（后轴负荷）=ZS+Z3G满（满载总质量）=g满+Z满1.4 专用汽车的质心位置计算专用汽车的质心位置影响整车的轴荷分配、行驶稳定性和操纵性等，在总体设计时必须要慎重全面考虑计算或验算，特别是质心高度是愈低愈好1.4.1水平质心位置计

5、算（力矩方程式）A 已知条件a）底盘轴距I（l1 +12）b）整车整备质量G空与满载总质量G满 c）空载前轴质量g空与后轴轴载质量Z空d）满载前轴质量g满与后轴轴载质量Z满B空载整车水平质心位置计算（力矩方程式）g 空 Ml （或 l + 1/211）（或 l 十 11）B 口匚 士L空= -"（质心至后桥中心水平距 离）G空C满载水平质心位置计算g满 m 1（或 1 +1/211）（或 1 +11）L满（至后桥水平距离）=-G满1.4.2垂直质心高度位置计算A 已知条件a）整车各总成的质量为gib）整车各总成的质心至地面的距离为 YiB整车质心高度hg =乙口处（Ga -专用车总质

6、量） GaC空载整车质心高度计算二£gi空（空载时各总成质量户yi空（空载时各总成质心高度）卡=Ga空（整车整备质量）D满载整车质心高度计算/_£gi满（满载时各总成质量）Myi满（满载时各总成质心高度）hg满=Ga满（整车满载总质量）2专用汽车行驶稳定性计算2.1 专用汽车横向稳定性计算A 已知条件a）专用汽车轮距Bb）专用汽车空载质心高度hg空 c）专用汽车满载质心高度hg满d）专用汽车行驶路面附着系数小（一般取小=0.70.8）B计算公式保证汽车行驶不发生侧翻的条件：一B- - ：（hg -专用汽车质心高度）2hgBC保证空车行驶不发生侧翻的条件：-B A中2hg空B

7、D保证满载行驶不发生侧翻的条件：B A中2hg满2.2 专用汽车纵向稳定性计算A 已知条件a）专用汽车质心到后轴中心距离 Lb）专用汽车质心高度hgc）专用汽车行驶路面附着系数小（一般取小=0.70.8）B计算公式保证汽车行驶不发生纵翻的条件： hgC保证空车行驶不发生纵翻的条件：hg空D保证满载行驶不发生纵翻的条件：一中 hg满3专用汽车有关限值标准与计算3.1 载质量利用系数计算A栏板类载货汽车与自卸汽车限值标准GB/T15089 总质量 M（千克）NiN2N3MM5003500V M 司 2000M >12000整车整备质量m （千克）m 司100m>1100m500m>

8、;3500载质量利用系数冷.65也75冷.85自卸车（纵向）0.55自卸车（纵向）也65自卸车（纵向）0.75B载质量利用系数计算公式载质量利用系数=（千克）最大允许装载质量（含额定乘员质量）整车整备质量（千克）3.2 货厢栏板高度计算栏板式载货汽车、栏板式半挂车和栏板式全挂车的货厢栏板高度大于0.6米时，高度限值应按下列公式计算（式中取煤的比容 900千克/立方米）货厢栏板高度（米）最大设计装载质量（含额定乘员质量）（千克）+0 1 900货厢内部长度（米）货厢内部宽度（米）.3.3 罐式汽车的总容量限值应按下列公式计算（式中取汽油的密度为700千克/立方米）总容量（立最大设计装载质量千&#

9、171;额受质量）（千克）M1.05700（千克/立万米）3.4半挂车的允许最大总质量、最大装载质量和整备质量应符合GB6420的规定:在舁 厅P轴数基本系列基本型（t）液罐车系列（t）粉罐车系列总质量装载质量整备质量总质量装载质量整备质量总质量装载质量整备质量1二轴4030司040402二*由5340司35353注：液罐车与粉罐车的最大允许装载质量 =总质量-整备质量4专用汽车主要性能参数选择与计算4.1 专用汽车在平路行驶时发动机功率计算公式（发动机功率一般为选定值）Pl max = 2.72GafVamax CDADVa3max kwT 76140 T式中：Ga专用汽车总质量（t）tT传

10、动系机械效率（0.850.9）f 滚动阻力系数（0.020.03）Cd 空气阻力系数（0.81.0）Ad汽车正面投影面积 =BdXHd （Bd前轮距、Hd汽车总高）m2Pl max发动机最大功率（kw）V amax -汽车最高车速（km/h）4.2 专用汽车比功率标准GB7258标准要求专用7车比功率4.8kw/t4.3 专用汽车发动机最大扭矩计算（一般为选定值）Ml max = 9549P maxK/np N m式中：Ml max =发动机最大扭矩（Nm）（一般为选定值）Pl max=发动机最大功率（KW）（一般为选定值）K =发动机扭矩适应性系数，柴油机为 1.051.25 np =最大功

11、率时的转速（1.42.0） nm （nm最大扭矩时的转速）K =四屿（发动机扭矩适应性系数）P 式中：Mp =9549PmaX(N m)(发动机最大功率时输出 转矩) np4.4 发动机输出转矩计算公式Mi = an 2+ bni + cM l max - M d2- Ml =Mimax 叱2p(nm -ni)2(N m)(np -nm)式中：Mi 发动机输出转矩(N m)ni发动机输出转速（r/min）Ml max 发动机最大输出转距（N m）Mp 发动机最大输出功率时的输出转矩（N m）np发动机最大输出功率时的曲轴转速（r/min）nm发动机最大输出转矩时的曲轴转速（r/min）- Ml

12、max Mp(nm -np)22nm(Mlmax -Mp)二 2(nm - np)2(M l max - M p )nmM l max -'-2(nm -np)4.5专用汽车运动平衡方程式Ft = Ff + Fi +Fw + FjN式中：Ft 汽车驱动力（作用在汽车驱动轮上的圆周力）NFf 滚动阻力（N）Fi 坡道阻力（N）Fw 空气阻力（N）Fj 加速阻力（N）4.5.1汽车驱动力计算公式Ft =Miigi。rd(N)式中：rd 驱动轮动力半径（m）i g变速器的传动比io主减速比” 传动系的机械效率（0.750.9）发动机外特性修正系数（0.750.85）4.5.2汽车滚动阻力计算

13、公式Ff = magfcosa （N） （g重力加速度 9.81m/S2）式中：ma专用汽车（或汽车列车）总质量（kg）a 道路坡度角f滚动阻力系数(f = f0+kva) (50km/hRa<100km/h)(一般取 f = 0.0100.020）4.5.3专用汽车坡道阻力计算公式Fi = magsina N）4.5.4专用汽车空气阻力计算公式一一2 ，、Fw = CDADVa （N）式中：Ad专用汽车的迎风面积（m2） （AD可按Ad=BdHd估算，Bd一轮距，Hd汽车高度m）Cd 空气阻力系数 N h2/ （km2m2）,（专用汽车Cd=0.038580.06944）,半挂车的空气

14、阻力系数增加10%4.5.5加速阻力计算公式Fj = §maj (N)式中：6专用汽车旋转质量换算系数j一一专用汽车加速度（m/s2） 6的计算公式为:法1 J"ma rmar式中：Iw车轮的转动惯量（kg m2）If飞轮的转动惯量（kg m2）车轮滚动半径（m）也可以按经验公式估算6值=1+ (0.040.06) i02ig2+ (0.0080.013)i0igVa nl =0.377r滚动阻力比例系数（0.0001480.00023）4.5.6专用汽车直线行驶时的运动微分方程式§maj = AVa2 + BV a+ Ci + C2 (fcos a 4sin a

15、 )式中：A =一 一 20.142r 2 rd-CdAd"b0.377rrd 电cCi = gC 2= mag4.6专用汽车动力性参数计算4.6.1 专用汽车最高车速（km/h）计算公式-(B kC2) - DV amax =2(km/h)2A式中：D = . (B kC2)2 -4A(Ci T0C2)4.6.2专用汽车最大爬坡度计算公式：imax (专用汽车最大爬坡度 ) = tgomax2_ 2式中:_. E - f0 1f0 - E2amax= arcsin； arcsin(E - f0 1 E1f022B2 -4ACi4AC24.6.3 加速度计算公式专用汽车最大加速度jm

16、ax (m/S2)计算公式:；一D2jmax 4A ma4.6.4 专用汽车加速时间计算公式(t加速时间h)Va20.7716 10"、madVat =2Va1 AVa2 BVa Ci C2(f0 3)30.771610"4ma,2AVa2(BkC2)-D, 2AVa(BkC2)- D或 t = InInD |L 2AVa1 (B kC2) D2AVa1 (B kC2) D第二章粉罐汽车设计计算公式（以YQ9550GSN为例）1罐体容积计算1.1 中间直筒容积计算公式,2Vi=-L L1区中；直筒内径，L1直筒长度） 41.2 直角斜锥筒容积计算公式V2=L3（ + + ,

17、3 一4）父2（式中外大端直径血小端直径，L3锥体长度） 34441.3 封头容积计算V3=2X冗h2 （r-h/3）（式中h封头高度、r封头球面半径）1.4 总容积计算公式V 决=丫1+丫2+丫31.5 有效容积计算公式V有效二V总一V总在a （ka容积系数0.08）1.6 有效装载容积计算公式Va=m3中成粉罐的额定装载质量kg,Ps粉料堆积密度，水泥1000kg/m3） Ps1.7 扩大容积计算公式Vb=kb>Va （kb扩大容积系数0.10.2）2罐体壁厚计算公式2.1 筒体壁厚计算公式（圆筒）P ： ?1Si =-ri-1+C （式中P设计压力取0.3Mpa, Si筒体壁厚，小

18、1筒体内径，6 2 > I-' t x 9： - P许用应力，C壁厚附加量）（小焊缝系数）2.2 锥筒壁厚计算公式S2=f M2P cos 二 cc+C（ccc锥形半角，取 =17©）2.3 封头壁厚计算公式（碟形封头）Md P RS3dC2 I- I : -0.5P式中：S3 封头壁厚R 封头球面部分内半径r 封头过渡段转角内半径M d封头形状系数=（3 '）3轴荷分配计算公式3.1 G空销=上装部分质量X罐体中心至承载桥中心距离/牵引销至承载桥中心距离G空轴二上装部分质量一G空销3.2 G G满销二（上装部分质量+最大载质量）X罐体中心至承载桥中心距离/牵引

19、销至承载 桥中心距离G满轴=（上装部分质量+最大载质量）一 G满销4流态化床主要参数计算公式4.1 临界流态化床气流速度计算公式Vf =4.08dp82 （：-7g）0.94 （10378806式中：dp颗粒直径m,水泥取88x10-6mP 颗粒真密度（kg/m3）、水泥取3200kg/m3 pg气体密度，在气压 P=0.3Mpa、气温T=373K、气体常数 Ra=29.28时,- P3% = = 2.75kg/mgRa Ta 气体的动力粘度（PaXS）取0.0218 10-3Pa S4.2 罐体最大空床截面积计算公式Amax = -Q 3中Q气体体积流量m3 / s,Vf临界流态化速度m/

20、s） 60VfAmax=1.85Q（对水泥）4.3 粉料带出气流速度（Vt）计算公式（粉料悬浮速度）14（: -：。）2 g23°Vt =X-Mdpd中 g =9.81m/s2 ）（水泥的带出气速Vt=0.58m/s）225Pg ”p4.4 最小空床截面积（Amin）计算公式minQ60Vt空压机排量Q与罐体Amax、Amin的对应值（对水泥）空压机额定排量Q （m/min）4.85.25.47取大仝床截面积Amax （m ）8.889.629.9912.96取小仝床截面积Amin （m ）0.1390.1510.1570.2034.5流态化条件计算公式A QA Vf式中：A流化床面

21、积m2, Q气体体积流量m3/s, Vf临界流态化速度m/s,水泥为 Vf=9X10-3m/s5气力输送系统计算公式Qa = ka：g式中：ka输送系统的漏气系数，取1.11.2V 输送速度（即卸料速度）（kg/min）Pg空气密度（kg/m3）输送混合比（水泥取4080）=物料质量/气体质量N=V（Q空气压缩机排量m3/min, gm单位时间内输料管排出的粉料 :g（Q - gm）体积 m3/min）5.2 输料管内气流速度计算公式Vl4（Qi+V/2”入口速度 m/s）60 二 dV2 =4（Q2 ”,）（出口速度 m/s）60 二 d式中：Vi在入口处压力下空气流速；V2 在末端压力下空

22、气流速；Q1 在入口处压力下空气流量（m3/min）；Q2在末端压力下空气流量；ps颗粒密度（kg/m3）；d 输料管内径m计算结果，据经验：Vi*.3Vt5.3 输送系统压力损失计算公式H1=Hd+HJ=Hd+H 叶 Hh+HE式中：Hi系统全部压力损失（Pa）Hd动压损失（Pa）Hj静压损失（Pa）H入一一直管壁磨擦压力损失Hh垂直开局压力损失H E各局部阻力压力损失9.8 巳 V2V；Hd=(1室)（式中g=9.81m/J, Vm物料速度，V气流速度，以输送混合比,d =0.65 0.85)9.8L % V2H =g(1 C )2gd（式中入一一摩擦阻力系数，查有手册，或当d=100mm

23、 时，取入=0.0235)（L 直管长度，挠性管接长度加一倍计算m)m)Hh 9.8 pg (1+p)h (h 垂直升局局度9.8 7g V2(1 C)2g式中：各种局部阻力系数（截止阀48,止回阀1.0-2.5>900弯头1.02.0,三通 1.5-2.0) 0 0011入摩擦阻力系数=Q （0.0125十=工一）（式中k入管道内壁系数：无缝钢管取k入 =1.0,新焊接钢管1.3,旧焊接钢管 1.6)6专业性能和主要参数计算公式6.1 平均卸料速度计算公式V = mb m （式中mb实际装载质量t,一罐内剩余质量3 t卸料时间）6.2 剩余率计算公式i =细乂100% （mi额定装载质

24、量t）mi6.3 输送混合比计算公式ms式中：小一一混合比（即质量浓度）ms粉粒体质量流量（kg/s）mg气体质量流量（kg/s）pg一一气体密度（kg/m3）Q 气体体积流量（m3/s）第三章 自卸汽车设计计算公式（以日产柴自卸汽车为例）1前推连杆组合式举升机构计算公式X前推连杆组合式举升机构运动图与受力图（图一）1.1三角臂A点与举升质量质心G点在举升角为9的坐标:XA = XA0 cos -YA0 sinYA =XA0sinu YA0cosuXg X Go cos" -YG-osin"YG =XSin【YG0 cos -式中：XAo ' YA0、Xgo、YG0

25、为。=0时的坐标值Xa、Ya、Xg、Yg为A点和G点坐标（举开角为9时）A点坐标（Xa, Ya）,G点坐标(Xg, Yg)1.2 求举升角为8时B点坐标：(Xb, Yb) 222 (Xb -Xd)(Yb -Yd) = BDI2 12 一2 -(Xb -Xa)2 (Yb -Ya)2 - BA1.3 求举升角为9时C点坐标，求解方程组: (Xc -Xb)2 (Yc -Yb)2 = BC21 -18 -22-2（Xc -Xa）2 （Yc -Ya）2 =AC可得举开角为8时的C点坐标（Xc, Yc）式中：BD、BA、bc > AB均为已知值1.4 求BD与CE交点下的坐标(Xf、Yf)(解方程)

26、Yf - YB _ YD YbX f X B X D X BYF -YC_ Ye -YcX F _ XC X E _ XC式中：Xb、Yb、Xc、Yc为上式可求值，Xd、Yd为已知值。（Xe、Ye为已知值）1.5 求点O至直线FA的距离DOFA xOFADofa 二Yf (X a - X f ) - Xf(Ya -Yf )、,(Yf -Ya)2 - (Xf -Xa)21.6求任意举升角8时对车厢的举升力FAF （对。点取力矩）G XcF MD=G xx贝U F =GAF OFA J G ，八1 AF n dofA1.7求B点到CE的距离DOFA-37 -xb(yE yc) + yB(xc _x

27、e) + yc(xe xc) xc(ye - yc)D='!BCE:22, ( yc - yE )( Xc - Xe )1.8求B点到FA的距离DBFABFADBfa 一XbHa yF ) + Yb(Xf -Xa) + y (Xa - Xf ) - Xf Ha - Yf ).(yF - Ya)2 (Xf - Xa)21.9任意举开角8时的油缸推力计算公式取三角臂ABC为独立体，12MB=0,得：（对B点取力矩）FCE DBCEF D=F D 则 F-=-FBFA AF BFA , CEdBce式中：FCE为任意举升角9时的油缸推力 CE设举升角 8 为 0、2、4、6、8、10、12、

28、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52度，共27个点，计算空载与满载时的油缸推力FCE和举升力FAFCEAF1.10举升机构最大举升角度计算公式Xa =XAQCOS0max -YA0Sin0max YA =XA0sin6max + YA0 c0s6max(Xb -Xd)2 +(Yb -Yd)2 = BD2cc 2(Xb -Xa)2 +(Yb -Ya)2 = BAoo 2Q(Xc -Xb)2 +(Yc -Yb)2 =BCnn 2-(Xc -Xa)2 +(Yc -Ya)2 =AC22-2(Xc -Xe) +(Yc -

29、Ye) =ECmax式中：ECmax、BA、BC > AC、BD、Xe、Ye、Xd、Yd为已知条件，求最大举升角Wax (解联立方程)1.11求举升力FAF、油缸推力F的和拉杆内力FDB的斜率公式A求FA的斜率和斜角k1 = YF YA（斜率公式），而斜角A3 = -tg'KXf -XaB 求拉杆BD的斜率和斜角k2 = YB ND （斜率公式），而斜角A6 = tg42 X B - X DC求油缸的斜率和斜角k3 - YC -YE （斜率公式），而斜角A7=tg 口k3X C _ X E1.12 求拉杆内力F而的计算公式（根据平面汇交力系力的平衡条件）Faf COSA5 F用c

30、osA6FceA7 =0式中：FAF 一举升力（已知），FCE 油缸推力（已知）A5 举升力斜角=A3+兀（A3 = -tg,ki）A6拉杆内力斜角=tgk2 ,二A7 油缸t力斜角=tgk31.13 用作图计算法求举升力FAF和油缸推力FCE的计算公式（利用AutoCAD中的自动测绘功能，计算过程可大于简化）举升力FAF =DOfAJ D = 油缸才t力FCE = -AFBFA CE D_BCF1.14 计算任意举升角9时的油缸油压和行程并作油压特性曲线A油缸油压计算公式：二d2FCE =P n （N）式中”系统效率取0.8, d油缸活塞直径mB油缸行程用作图法或解式计算法计算1.15 液压

31、泵选型计算公式A最高油压计算公式Pmax4FCE maxMPa式中：Pmax液压泵最高工作压力（Mpa）FCEmax车厢额定装载量时最大举升力（N）ce maxd 油缸活塞直径（m）,“系统效率0.8,也过载系数>2B液压泵流量和排量计算与确定a液压缸最大工作容积计算2Vmax =（Smax -&）区乂106 （式中 Smax、S0、d 为 m）4b液压泵额定流量计算公式VQ > （式中t举升时间s,中液压系统容积效率0.80.85） t vc液压泵排量计算公式q =旦乂10九ml/r）（式中nBl 一施压泵额定转速）d、Pmax、q和nBl确定后，即可对液压泵进行选型C油

32、箱容积计算：V >3iVmaxD高压油管内径计算公式 Q局压油管内径：d1 -4.6 Q-V1式中Q 油泵的额定流量，V1为高压油管流量，V123.6m/sE 低压油管内径计算公式低压油管内径：d2 .4.6V2式中：V2为低压油管中油的流量，V21m/s2举升机构运动干涉计算2.1分析图解说MBC为举升三角臂，BD为拉杆，O点为倾翻中心过A点作直线MN与车厢底面平行 以。点到直线MN的距离OM为半径作圆（该圆为倾翻基圆） 在理论计算时可将MN线等效为车厢底面，在实际设计中，车厢底板线与MN线有定距离N2C2Ni段CiNBiAiGJMMOM2（图三）2.2 C点不与车厢底面MN发生干涉的

33、必须条件:/CAB + ZBAO + ZOAM < 180°（/CAB、ZOAM 为已知）在4BAO中222（式中BA、OA为已知）2 BA OA1 BA OA -BO d BAO u cos 当BO线通过D点时，BO为最大值，BOmax=BD + OD则/BAO角为最大值/ BAO max则举升机构不发生干涉的条件为:/CAB + /OAM +/BiAiO<180°_2_22B1A1O =cos2 BA OABA OA -(BD OD)2.3确定可能发生干涉现象时举开角计算公式w=ZAOAi=ZBiOAi-ZAOD2221OA12 BiO2 -BiAi2BOA

34、 =cos2 OA BiO_22_ 2i OA OD -AD AOD = cos2 OA OD式中：OA、OD、AD、BiO=BD+OD、OAi=OA、BiA产BA 均已知2.4可用作图法分析举升机构的运动干涉情况和拟定解决办法（利用 AutoCAD中的自动测绘功能，可简化计算过程）3自卸汽车车厢、付梁、较支点支座及焊缝强度计算或验算按理论力学、材料力学和机械设计手册中有关公式进行和计算机辅助设计。4车厢后板与开合机构运动分析与计算4.1图示解说:!7四图a、Oi点一后栏板较支点，G点一后栏板质心a角为后栏板质心夹角（Oi绕O2点作圆 弧运动）b、O2点为车厢倾翻中心（与付梁固定）c、O3点为

35、开合机构导臂较支点（与车厢固定）绕 O2点作圆弧运动d、C点为锁钩较支点（与车厢固定）e B 角为锁钩脱开而后门可打开时的车厢倾翻角f、 F为货物对后栏板的推力4.2 开合机构与后栏板运动分析（车厢倾翻时）a、车厢倾翻时后栏板绕Oi点旋转，当车厢倾翻角（举开角）大于a角时，后栏板在无 任何机构约束的情况下，便可自动开启。反之,当车厢下降到倾翻角&a角时，后栏 板在无任何机构约束的情况下，便能自动关闭。b、当开合机构导臂滚轮离开导轨的约束时 （车厢举开角为B角时）锁钩在弹簧R的作用 下自动开启；而当车厢举升角角时，导臂滚轮受导轨的约束，锁钩在弹簧I的作 用下（F弹簧I*弹簧n）,锁钩自动

36、关闭，起锁定后栏板的作用。c、锁钩与后栏板运动协调条件：a角B角当车厢举升时，锁钩先开启，后栏板后开启；当车厢下降运动时，后栏板先关闭， 而锁钩后锁定的运动协调条件就是a角大于B角。a角的大小可以通过后栏板质心位 置G和较支点O1至G的距离h来调整；B角的大小可通过改变。2。3的长度尺寸 进行调整。4.3 开合机构与后栏板受力分析a、后栏板开启力下（货物对后栏板的推力），自卸车在运行过程中，后栏板受货物的 推力，使后栏板有自动开启的趋势。b、锁钩在导轨的约束和弹簧力 F弹簧的作用下有锁定后栏板不会自动开启的功能c、后栏板不会自动开启的约束条件：CAF弹箸厂F弹箸口之一父Fmax （货物对后栏板

37、的最大推力）CB4.4 Fmax确定后，可对弹簧I、弹簧II进行设计计算，对锁钩、拉杆、拉杆叉、轴锁、导 臂及支承件进行强度计算（应用材料力学有关公式）4.5 QCn29015标准对锁紧机构的技术要求：a、锁紧装置（开合机构）应保证自卸汽车行驶过程中栏板不得自行开启。b、举开角小于最大关闭角时（份，栏板应能锁紧；举开角大于最大关闭角时（B）, 栏板应开启，锁紧装置不得处于锁紧状态。c、举开角等于或大于完全开启角时（学a）,栏板应能完全开启。d、锁紧装置应开关灵活、锁紧可靠、无卡滞现象。第四章半挂车设计与计算半挂车的联结尺寸的确定半挂车和牵引车的蝌尺寸A、半挂车的前回转半径一一是指牵引锁中心至半

38、挂车前端最远点垂线的距离（Rf）B、牵引车的间隙半径（Rw）是指牵引鞍座中心至驾驶室后围或其它附件的最近点垂线距离。一般要求 Rw-Rf*50mm1.2 半挂车的间隙半径和牵引车的后回转半径A、半挂车的间隙半径Rr是指在牵引销中心至鹅颈或支承装置上最近点垂线的距离B、牵引车的后回转半径 Rc是指牵引鞍座中心至牵引车车架后端最远点垂线的距离一般要求 Rv-Rc> 70mm1.3 半挂车牵引销板离地高度和牵引车牵引鞍座板离地高度A、半挂车牵引销板离地高度H3是当半挂车处于满载状态下的高度B、牵引车牵引鞍座板离地高度H2是指牵引车满载状态下的高度，其值必须H3=H2图中A=Rw、L2=Rr、B

39、为后轮宽度，Hi为牵引车车架上平面离地面高度，L1一一为牵引座的前置距（牵引鞍座中心线至后桥中心的距离），Ho为牵引鞍座上平面至地平面的距离（牵引车空载时）1.4 半挂车相对于牵引车的前俯角和后仰角a和BA、前俯角（a）是指半挂车前端最外点和牵引车车架相碰时，半挂车和牵引车之问的相对夹角a >7° 74°B、后仰角（B）是仰角是指半挂车鹅颈处纵梁下翼板和牵引车尾端点相碰时的火角0=8 0 70° （对于越野车炉16°左右）1.5 牵引销尺寸A、50号牵引销，结合直径为50.8 mm,最大牵引质量为0 50tB、90号牵引销，结合直径为50.9 mm

40、,最大牵引质量为0 100t1.6牵引销的强度计算A、牵引销的强度计算载荷以承受冲击时的水平力为依据。水平力的大小是假定牵引车紧急制动，而半挂车未能制动而撞击主车的工况考虑，此时所受到的水平力Fd=mb g °式中：mb半挂车满载时的总质量；g重力加速度；后一一附着系数B、美国汽车工程师协会（SAE）标准规定牵引销应承受 120000磅（ 533434ND的拉力，而在牵引销工作直径表面上各点都不产品残余应力1.7牵引销板（牵引面板）的强度计算M1 =Fd L22 2Fd L c - bMr - p-22二 B c b6(1- J) ns 1 Mr式中：6牵引面板厚度?5一一牵引面板材

41、料的屈服极限ns屈服极根的标准强度安全系数，取n可=1.6式牵引面板材料的泊松比1.8牵引鞍座1.8.1 牵引鞍座的分类1A、按牵引销直径大小分类：2'和31 '两种牵引鞍座2B、按牵引座的活动自由度分类：有单自由度和双自由度两种牵引座C、按牵引鞍座材料分类：有钢板冲压焊接式和铸造两种牵引座1.8.2 牵引鞍座的垂直和水平载荷半挂车和牵引座的载质量系列半挂车载质量（t）牵引座载质量（t）10681571225123012 164015 185020牵引鞍座的水平牵引力Fd (KN) Fd =g . 0.6 mc mk mc mk - md式中：mc牵引车允许总质量(t); mk

42、半挂车允许总质量(t);md牵引座上允许最大承载质量(t)1.8.3德国约斯特公司常用牵引座技术参数牵引 鞍座 规格牵引鞍 座载质 量(kg)牵引力(KN)半挂车总质量(kg)牵引座 结构质 量(kg)牵引座 高 度(mm)纵摆角()横摆角()备注2''6000593200071150185由502''80007638000110150185由502''1800012842000155200由502''1800015265000155250由502''2000015265000130150185由503-, 2&#

43、39;36000152200190由5032'36000260265290+ 15-20立1 , 3 .2'50000290190+ 15-120注：在约斯特(JOST)牵引座中，2'冲压焊接牵引座允许垂直载荷为 3-20t;牵引力为22152KN; 2'铸件牵引座，其允许垂直载荷为 1836t,牵引力为128260KN, 3：'' 铸件牵座，其允许垂直载荷为 3650t,牵引力为152260KN。(英国约克Rockinger公 司与此类似)2半挂车车架设计与计算2.1 半挂车车架载荷分析半挂车车架载荷简化为只考虑车架受静载时的弯曲强度和刚度。车

44、架两梁作为简支梁，且左右对称受载，自身的质量按均匀布置，载质量按集中载质量或均匀分布。2.2 半挂车车架的许用应力同按下式计算n1 n2式中：底为纵梁材料的屈服强度，Q235为葭=24000N/cm2,而16Mn材料为35000N/cm2;ni安全系数取ni=1.3; n2动载系数取n2=2.52.3 允许半挂车车架纵梁的最大变形量 YmaxYmax=(0.0020.003) L(L半挂车轴距)2.4 半挂车车架纵梁2.4.1 鹅颈纵梁高选定A、载质量15t时，取h=160mm左右8、 载质量20t时，取 h=160210mmC、载质量20t以上时，取L=210230mm左右对于阶梯式纵梁，鹅

45、颈高度尺寸h可加高选择。2.4.2 半挂车车架的主截面尺寸选定A、载质量15t时，取主截面高度H=300mm左右B、载质量2030t时，取主截面高度 H=350450mC、载质量4050t时，取主截面高度 H=450550mm在纵梁受力较大的区段内可局部增设加强板或变为箱形截面。目前，国外半挂车车架纵梁均采用高腹板结构，具截面高H和翼板宽b之比有大幅度的提高，0 =1.8左bH=2.7 4.2 b2.4.3半挂车车架纵梁腹板与翼板尺寸规格表生产厂家翼板规格（宽X厚）（mm2）腹板厚度（mm）英国约克公司130X12、130 X16、190M65、6、8美国富华公司127X12.7、152X12

46、.7、152>9.5、152X194.2、4.6、6.4武汉特汽150 X12、150M66、8本公司140 X14、140M66、8、10、122.5 半挂车车架横梁2.5.1 半挂车车架横梁的作用横梁是车架中用来连接左右纵梁从而构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性能 好坏及其分布，直接影响着纵梁的内应力大小及其分布， 而合理地设计横梁可以保证 车架具有足够的扭转刚度。2.5.2 常用横梁结构形式A、圆管形横梁或矩形或长方形钢管该结构形式横梁与纵梁焊接固定抗扭性好，有较高的扭转刚度。B、工字型横梁：从载荷过渡上考虑最为理想，但纵梁翼缘和横梁翼缘连接，对扭转约束较大，翼缘可能产生较大的应

47、力，有产生裂纹的可能。C、槽形横梁：多用钢板冲压或折弯成形，制造工艺简单，成本低，但扭转刚度较差。D、箱形横梁：和圆管形横梁一样，具有较好的抗扭性，传递载荷理想。2.5.4 半挂车车架横梁布置间距为 7001200mm。一月以800宜。2.5.5 半挂车车架纵梁和横梁间的连接结构A、 横梁和纵梁上下翼缘相连接如图a,这种结构有利于提高车架的扭转刚度，但在受扭严重的情况下，产生约 束扭转，纵梁翼缘处会产生较大的应力，该种结构一般在半挂车鹅颈区，支承装置 处和后悬支承处采用。' 卜："i产;工字海横里与纵梁连最:=:1袁褶彬横桀）：B、横梁和纵梁的腹献连接如图b,这种结构刚度较差

48、，允许纵梁截面产生自由翘曲，不产生约束扭转。这 种结构形式多用在车架中部横梁上，因一般车架中部扭转变形小。C、横梁同时和纵梁上翼缘及腹板相连接如图c,这种结构兼有以上两种结构特点，故采用较多。其缺点是：作用在纵梁 上的力直接传到横梁上，因而要求横梁具有较高的刚度。D、 横梁贯穿纵梁腹板相连接如图d,这种结构减少了焊缝，使焊接变形减少，同时还具有腹板承载能力大和 在偏载较大时，能使车架各处所产生的应力分布较均匀的优点。是目前国内外广泛 采用的新型半挂车车架结构。2.6 车架宽度：车架宽度根据轮胎和车轴不同型号而取不同宽度，但从提高整车的横向稳定性以及减少车架纵梁外侧横梁的悬伸长度来看，希望尽可能

49、增大车架宽度（本公司钢板弹簧中心距一般选定为1000mm,则车架宽度为1000mm）2.7 半挂车车架支承反力计算（以单轴半挂车为例）RA -La qaLa（：-Lk）LRb =qaLa -Ra1 _公Rb = Rb = - Rb.2式中：Ra前支承（牵引销）反力Rb 后支承反力Rb 后钢板弹簧刖支承反力Rb 后钢板弹簧后支承反力半挂车车架支反力计百筲国Li=L L2, L3=Lk L2）22qa车架单位长度线载荷:旦=红二包 式中G为车架总质量，G0LaLaL2 后钢板弹簧两支承点距离-41 -为车架自身质量，Gt车架满载均布载荷）2.8 半挂车车架内力计算半挂车内力计算公式Qb=Qa+Fq

50、LMb = Ma +FJab式中：Qbb截面的剪力Qaa截面的剪力M b b截面的弯矩M a a截面的弯矩a、b两截面之间线负荷q图形面积的代数和Fq lbaba、b两截面之间剪力Q图形面积的代数和半挂车车架的内力计算和绘制剪力图Q和弯矩图M,可以较清楚地看出在设计负荷作用下，各截面的内力变化规律，从而得到设计的控制值和控制截面 位置。2.9 半挂车车架纵、横梁常用截面力学性能计算2.9.1 抗弯截面惯性矩Jx及截面Wx计算Jx- (Jxi Fiai)WxJxa max式中：Jxi各简单几何图形对其本身中性轴的轴惯矩Fi 各简单几何图形的面积ai 各简单几何图形中性轴与组合截面中性轴的距离amax 组合截面中性轴主截面外边缘的最大距离2.9.2 抗剪截面系数W计算JxdW -SOmax式中：Jx截面轴惯矩；d截面中性轴处宽度；Smax截面最大静矩2.9.3 抗扭（纯扭）截面惯矩Jk及截面矩量 Wk计算Jk =G Zhd3 (槽形截面)Ww = J-(槽形截面):