青岛理工大学毕业设计（论文） 副车架及相关零部件结构设计
图3-1 满载有效载荷作为集中载荷处理时的车架受力分析
其中Ge为有效载质量的集中载荷。GefGer为前、后支架所承受的有效载质量。由上装平衡条件计算可得：
Gef?Gen???f??2??n??d?e?f???2??2 （3-1）
Ger?Ge?Gef?Ged???e??2??n??d??e?f??2??2 （3-2）
Ff、Fr为前、后轴对车架的支反力。由车架平衡条件计算可得：
??L??Gs??a?Ge?b?1?f?n?????2??? （3-3） Ff?b??L????Gs??1?f?n?1????2??? （3-4） Fr?bGs为空车簧载质量，取Gs?2m0g（m0是汽车整备质量）。 3在这种情况下，车架纵梁弯矩计算公式见下：
GsX2M1??...............................................................................0?X?a
?2L?GsX2M2???Ff?X?a?........................................................a?X?a?c
2L- 14 -
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GsX2Gef?X?a?c?M3???Ff?X?a??.................a?c?X?a?c?d 2L2d2GsX2M4???Ff?X?a??Gef?X?a?c?d?................a?c?d?X?a?b
2LGs?X?a?b?M5??Ger?X?a?b??......................a?b?X?a?b?l?n
2L2GsX?a?b?l?nM6??2L??2Ger?X?a?b?l?n??..a?b?l?n?X?L
2n2在平稳行驶时，自卸汽车的有效载质量可以简化为均布载荷。在这种情况下，自卸汽车车架受到的弯矩的计算方法与上述不同。
本课题中，汽车弯矩的计算方法取第二种，即自卸汽车的有效载质量简化为均布载荷。其受力分析图如图3-2。
图3-2
在这种情况下，
ql （3-5） 2ql Fb? （3-6）
2剪力计算公式：
ql Fs??qx （3-7）
2弯矩计算公式：
Fa?2qlxqx? M? （3-8） 22- 15 -
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在本设计中，经过计算，副车架（纵梁、横梁、与车厢的连接铰支座）的近似体积为：
纵梁：
V1=2??20?9?9??550?0.8=33440cm3
横梁：
V2=?15?15?20??68.5?0.8?2??10?10?18.4??84.9?0.8?4=15912cm3 与车厢的连接铰支座：
V3=39?10?0.8?10?1?10?34?10=6520 cm3；
V= V1+ V2+V3=55872 cm3；
又知道钢的密度为：7.85g/cm3；
所以，副车架的质量为m=v??=0.438t。
又因为底盘的整备质量为7.9t，自卸汽车的最大允许载质量为26t，故当汽车满载时，加在主、副车架上的质量共有17.662t。
均布载荷计算公式：q=M=17.721t；
g为重力加速度，此处取值9.8n/kg。 L为副车架的长度，即5.5m。 经过计算，均布载荷为q=31.47kn/m。
2qlxqx?已知弯矩计算公式：M?。代入数据：q=31.47kn/m，0 设在车架最大弯矩处，主车架纵梁的弯矩为Mz，副车架纵梁所受的弯矩为Mf，则有以下关系式： Mz?Mf?Mma x （3-10） D??yzMz （3-11） ? dxEJzD??yfMf （3-12） ? dxEfJf yz?yf （3-13） - 16 - 青岛理工大学毕业设计（论文） 副车架及相关零部件结构设计 式中，yf 、yz是副、主车架的挠度；Ez、Ef是主、副车架纵梁材料的弹性模量；Jz、Jf是主、副车架纵梁的截面惯性矩。假设主、副车架纵梁的材料基本一致，即Ez=Ef，则可得出副车架的最大弯矩： x Mfma?MmaJxf （3-14） ?Jz?Jf?截面惯性矩的算法 槽型钢跟腹板的组合可以近似认为为矩形截面粱，其近似形状见图3-3。 图3-3 矩形截面的对Z轴的截面惯性矩计算公式为： BH3bh3? Jz? （3-15） 1212文中已经说明，副车架的截面尺寸初步选定为200mm×90mm×8mm。根据二类底盘主车架资料，其长度选定为5500mm。 即B=0.09m；H=0.2m；b=0.082m；h=0.184m。 带入数据求得副车架的截面惯性矩为：0.000017432 m4。 同理可得主车架的截面惯性矩为0.00002714 m4。 - 17 -
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