YC1042轻型卡车车厢设计开题报告

1、YC1042轻型卡车车厢设计开题报告一、综述及引言厢式汽车的定义在世界各国有不同的解释，种类也非常多。我国现有厢式汽车约35种，种类也非常多。随着社会经济发展水平的提高，专用汽车所占的比例越来越大。西方一些国家专用汽车已达到50%以上，前苏联研究认为载货汽车中专用汽车的最佳饱和度应为70%80%，厢式载货汽车约占专用汽车的13%17%。据统计，美国的中型载货汽车中，专用汽车比例高达三分之二以上，其中厢式汽车占13.5%左右。目前我国的专用汽车所占比例很小，厢式货车的数量还不多，这是厢式车发展的大好时期。本文研究的栏板式厢式载货车。汽车车身结构从形式上说，主要分为非承载式和承载式两种。非承载式车

2、身的汽车有刚性车架，又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上，用弹元件联接。车架的振动通过弹性元件传到车身上，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在坏路行驶时对车身起到保护作用，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。但这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头，侧围，车尾，底板等部位，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷。这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，质量小，高度低，汽车质心低，装配简单，高速行驶稳定性较好。但由于道

3、路负载会通过悬架装置直接传给车身本体，因此噪音和振动较大。还有一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构，被称为半承载式车身。它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接，加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用。非承载式车身和承载式车身都有优缺点，使用在不同用途的汽车上。一般而言，非承载式车身用在货车、客车和越野车上，承载式车身一般用在轿车上，现在一些客车也采用这种形式。非承载式车身和承载式车身按照有无刚性车架划分，什么叫车架，是首先要弄清楚的问题。车架就是支承车身的基础构件，一般称为底盘大梁架。发动机、变速器、转向器及车身部分都固定其上，它除了承受静载荷外还要承受汽车行驶时产生的动载荷，因此

4、车架必须要有足够的强度和刚度，以保证汽车在正常使用时受到各种应力下不会破坏和变形。车架有边梁式、钢管式等形式，其中边梁式是采用最广泛的一种车架。边梁式车架由两根长纵梁及若干根短横梁铆接或焊接成形，纵梁主要承负弯曲载荷，一般采用具有较大抗弯强度的槽形钢梁。也有采用钢管，但多用于轻型车架上。一般纵梁中部受力最大，因此设计者一般将纵粱中部的截面高度加大，两端的截面高度逐渐减少，这样一来可使应力分布均匀，同时也减轻了重量。横梁有槽形、管形或口形，以保证车架的扭转刚度和抗弯强度。横梁还用以安装发动机、变速器、车身和燃油箱等。为适应不同的车型，横梁布置有多种型式，如为了提高车架的扭转刚度采用X型布置的横梁

5、。边梁式结构简单，工艺要求低，制造容易，使用广泛。但由于粗壮的大梁纵贯全车，影响整车布置和空间利用率，大梁的横截面高度使车厢离地距离加大，乘客上下车不方便，另外重量也大，整车行驶经济性变差。这些缺点对小客车、轿车是缺点，对于越野车可能就是优点，因为越野车要求有很强的通过性，行驶崎岖路面时要有一定大的离地间隙，而非常颠簸的道路会令车体大幅扭动，只有带刚性车架的承载式车身结构才能抵御这种冲击力。因此越野车上普遍采用非承载式车身。汽车车身一般由五大组成部件构成。1发动机盖一一发动机盖（又称发动机罩）是最醒目的车身构件，是买车者经常要察看的部件之一。对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。

6、发动机盖在结构上一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料，内板起到增强刚性的作用，其几何形状由厂家选取，基本上是骨架形式。发动机盖开启时一般是向后翻转，也有小部分是向前翻转。向后翻转的发动机盖打开至预定角度，不应与前档风玻璃接触，应有一个约为10毫米的最小间距。为防止在行驶由于振动自行开启，发动机盖前端要有保险锁钩锁止装置，锁止装置开关设置在车厢仪表板下面，当车门锁住时发动机盖也应同时锁住。车顶盖车顶盖是车厢顶部的盖板。对于轿车车身的总体刚度而言，顶盖不是很重要的部件，这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。从设计角度来讲，重要的是它如何与前、后窗框及与支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉感和最小的

7、空气阻力。当然，为了安全车顶盖还应有一定的强度和刚度，一般在顶盖下增加一定数量的加强梁，顶盖内层敷设绝热衬垫材料，以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递。行李箱盖行李箱盖要求有良好的刚性，结构上基本与发动机盖相同，也有外板和内板，内板有加强筋。一些被称为“二厢半”的轿车，其行李箱向上延伸，包括后档风玻璃在内，使开启面积增加，形成一个门，因此又称为背门，这样既保持一种三厢车形状又能够方便存放物品。如果采用背门形式，背门内板侧要嵌装椽胶密封条，围绕一圈以防水防尘。行李箱盖开启的支撑件一般用勾形铰链及四连杆铰链，铰链装有平衡弹簧，使启闭箱盖省力，并可自动固定在打开位置，便于提取物品。4翼子板一一

8、翼子板是遮盖车轮的车身外板，因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，因此必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间，因此设计者会根据选定的轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板的设计尺寸。后翼子板无车轮转动碰擦的问题，但出于空气动力学的考虑，后翼子板略显拱形弧线向外凸出。现在有些轿车翼子板已与车身本体成为一个整体，一气呵成。但也有轿车的翼子板是独立的，尤其是前翼子板，因为前翼子板碰撞机会比较多，独立装配容易整件更换。有些车的前翼子板用有一定弹性的塑性材料（例如塑料）做成。塑性材料具有缓冲性，比较安全。前围板前围板是指发动机舱与车厢之间

9、的隔板，它和地板、前立柱联接，安装在前围上盖板之下。前围板上有许多孔口，作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用，还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。为防止发动机舱里的废气、高温、噪声窜入车厢，前围板上要有密封措施和隔热装置。在发生意外事故时，它应具有足够的强度和刚度。对比车身其它部件而言,前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热，它的优劣往往反映了车辆运行的质量。车身的设计对车的外观起着决定性的作用，同时，也在安全性方面有着很大影响。因此，对于各种车辆的车厢尺寸范围有着明确的规定。以下是公路主要货车车厢的尺寸范围。表1公路主要货车车厢尺寸范围围绕货车、主要车厢现状、发展趋势、主要内容、功

10、能和特点、公路主要货车车厢尺寸范围单位：mm车型长宽高门宽门高承载面咼度最小最大最小最大最小最大最小最大最小最大最小最大中型货车354079502205249012001425重型货车490081002250250013201419厢式货车3750730019202490180321601600222017001900挂车3800121602100250011001400厢式挂车69001214222002490180033001900230016501800二、研究内容研究方向：设计YC1042轻型卡车车厢研究内容：本课题的主要研究内容是对yc1042轻型卡车车厢进行设计。在对卡车外观进行初

11、步设计时，选用栏板式载货车厢。栏板式载货车厢有较高的通用性，便于装载各种货物，卸货也方便；而其他形式车厢如厢式货厢，对于蓬松和不规则货物的运输装卸均不方便，而且栏板式车厢制造工艺也较简单。如有特殊使用要求，栏板式车厢也可以改成其他专用车厢。所以，本文是针对栏板式载货车厢进行设计和分析的。车厢是布置在驾驶室之后，用作载货使用的。作为用户，当然希望装载容量越大越好，而作为设计者，却不能一味单纯追求大容量，必须对各种参数进行选择。本文也将在设计之后，对个挡板锁止机构进行计算和运动校核。在作图之后，应用CATIA或ProE等三维建模软件，将各个部件进行简单的装配。三、实现方法及预期目标预期目标：根据任

12、务要求，完成YC1042轻型卡车车厢的结构设计1、完成卡车外观总体结构布置设计；2、完成车厢底板、前挡板、后挡板、左右侧挡板等部件的结构设计和三维建模；3、完成各挡板锁止机构的设计、计算及运动校核；4、完成各部件在三维软件中的装配。具体工作量包括：查阅资料、调研以及外文资料翻译，14周内完成开题报告；绘制车厢各挡板的结构设计图，锁止机构设计图，提供0#图纸23张；其他图纸若干；提供毕业论文一份。设计重点、难点：1选择车厢长度LL由后轴中心线到车厢前端距离L与后轴中心线到车厢末端距离(后悬)L组成。L121与前轴中心线到驾驶室后围距离L、驾驶室后围与车厢前端间隙a组成轴距L。对于轴距34L、前轴

13、中心线至驾驶后围距离L已确定的车子来说，L的尺寸便直接与a值相关。a值431越大，L便越小；a值越小，L越大。从增大载货量来说，a值越小，容量越大，而且美观，11当然好。但从安全性和整车的布置来说，要求a值大些比较安全、方便。车厢宽度B的选择车厢B通常取和驾驶室最大宽度相一致，增加宽度也增大容量。但宽度超过驾驶室宽度太大，不仅不美观，给人以不谐调的感觉，而且经过较窄的通道时不便通过。况且，车子的总宽必须与轮距相适应。当然，如果选择有轴头的后桥，后桥总宽度有时会大于驾驶室宽度。这时车厢宽度B应大于或等于后桥总宽度以盖过后桥两轴头。相反，B值太小，后轮暴露在车厢之外，不仅不美观，也不符合机动车安全

14、标准，同时减少了装载质量.所以，车厢宽度、驾驶室宽度相一致，当此宽度不能满足盖过后桥两轴头时，取和后桥总宽度相同或者稍大的宽度。这样，既能保证有效的装载容量，又提高车的外观质量。相对高度车厢底板离地高度H,为相对高度。它取决于车轮直径D及其跳动时所需的间隙b。对不同的轮胎，D值便不同，即使b值相同，H也不一样。所以此高度为相对高度。通常情况下，轮胎跳动时所需间隙b般为l0130mm。有时为了运输笨重货物等，希望降低车厢底板高度，让重心下移。这样就必须使轮罩凸出于车厢地板以上，保证轮胎跳动所需的间隙b,而将整个底板高度降低。这样的结构，使车厢地板和底架的结构复杂化，同时还减少了有效装载容积，而且

15、不便装货时排放与卸货。作为载货车的车厢，由于受到特定技术条件的限制，其底板高度并非特别高，而载货车又强调装卸货物的方便性，因此使轮罩凸出于车厢底板来降低地板高度这种结构尽量不采用。为此，H应为D与b之和。厢体骨架设计车厢采用骨架蒙皮式结构。国内绝大部分车厢均是这种类型，但厢体骨架的结构与组装方式却有较大区别。许多改装厂一般是在普通货箱的底板上直接韩妆厢体侧板、前板等，形成整体的厢体骨架，然后珋上内外蒙皮。由于整体骨架无法清洗，之只能就地喷涂防锈漆，涂装质量差，厢体的防腐能力极低；此外，骨架的焊接和蒙皮均集中在装配工序内，生产效率难以提高。针对这些弊端，现骨架采用了分片组装式，即把车厢分成底、侧

16、、前、左等几个分总成。其中，底板骨架用普通载货汽车车厢的底板骨架改制，将底板与其余部分相连处加强。由于车辆行驶时厢体所承受的迎风阻力、减速时货物的压力以及侧板所承受载荷的一部分均作用在前板上，并通过前板立柱传递到底板的前横梁，因此立柱应相应加强，其截面取图1所示形状，由于圆角过渡，气动阻力可减少20%30%。车厢采用了独立的门框总成，既提高了车厢骨架的刚度和尺寸精度，又改善了工艺性。各分总成骨架间通过焊接构成车厢的骨架，内蒙皮为胶合板，外蒙皮为铝合金瓦棱板，蒙皮与骨架间以拉柳丁相联，这种结构具有以下优点：可在不同的工位上同时生产厢体的各分总成，便于实现流水线生产，从而提高效率；各分总成骨架可在

17、油漆线上清洗、电泳、烘干、涂装质量较好容易实现系列化生产。1立柱的裁面輕状5.材料的选择骨架材料构成厢体骨架的材料一般有两种，一种是铝型材，另一种就是刚才。国外大多用铝型材(除底板外)，其自身质量小，容易实现分片组装。国内铝材价格较高,生产工艺落后，型材尺寸精度低，故多以刚才作骨架，其界面形状如图2所示。一般工厂采用如图3(a)所示界面的矩形钢管作厢体侧板和顶棚骨架，根据材料力学的扭转理论，当界面尺寸一致时，开口与封闭界面的薄壁杆件在相同扭转作用下的剪应力和扭角有较大区别。屮产M祐1/3工加心7K7)结果表明，封闭界面杆件的抗扭能力远远大于开口件，而车辆运行时厢体受扭的概率较大，以封闭截面的矩

18、形钢管作骨架，可大幅度提高厢体的抗扭性能。矩形钢管形状稳定，加工方便，所需工装设备简单，具有良好的工艺性。外饰材料厢体外装饰条是铝型材，外蒙皮是防锈铝合金板，并均进行了阳极氧化等表面处理。虽然铝板较贵，但密度较小，可减少车辆自身质量。铝板维修间隔期较长，回收利用率高，既为用户节约费用，又具有良好的社会效益。底板底板结构一般是铁木混合形式。现一般用宽幅的竹胶板。以竹胶板代替原铁木混合的车厢底板，可充分利用我国丰富的毛竹资源，节约钢材，降低成本，同时又能提高车厢底板的防腐、防尘和密封性能。强度计算底板和横梁是受力最大的部件，由于是借用现生产的横梁，其强度分析和试验在设计普通车厢时已进行过，这里只对底板进行强度校核。以上的各参数在车厢设计中是至关