半挂车设计规范.docx

半挂车架设计规范摘要 3关键词 31 前言 32 普通半挂车制动系统工作原理 4不带ABS防抱系统原理 4带ABS防抱系统原理 43 ABS防抱系统的组成及工作原理 5ABS防抱系统的组成 5ABS防抱系统工作原理及性能特点 64 ABS防抱系统的安装及故障检测 9ABS防抱系统的安装 9ABS防抱系统的测试 105 ABS防抱系统常见故障的诊断 126 结束语 15半挂车架设计规范摘要： 本论文介绍了半挂车架在设计过程中应遵循的设计规范，分别从纵梁的选择、纵梁强度的计算、横梁的选择、纵梁和横梁的连接等几方面做了详细的阐述，对半挂车技术人员在设计半挂车时起很好的参考作用关键词： 车架、纵梁、横梁、强度、规范1 前言：车架是车辆的骨架，是车辆的重要承载部件，连接着各个主要总成，承受着复杂空间力系的作用一般，车架应该具有足够的强度、合适的刚度，在保证刚度和强度的前提下重量最轻，以及结构应尽量简单等随着高速公路的发展，车速不断提高，因而要求车架要具有足够的抗弯曲变形和抗扭转变形的能力2 设计车架注意事项：车架的各个构件几乎都是冲压件， 因此， 各构件的形状要尽量符合冲压工艺的要求，拉伸量不能太大，余料也不能过多，以节省材料；由于在每个截面上的扭转应力总是在上、下翼面的翼缘处最大，因此在车架上、下翼面上应尽可能不要钻孔、开口或有其他工艺缺陷。

在前后轴之间车架纵梁的下翼面、后悬架部分纵梁的上翼面等都禁止钻孔在车架纵梁的腹板及横梁上钻孔时，孔间距和孔大小都应符合规定在车架上焊接零件时，应该采用与车架材料焊接性能相同的材料进行焊接，不能随意地在车架上进行焊接对于承受扭转应力的构件， 应尽量采用抗扭刚度高的箱形和圆管等闭口截面来制造为了避免材料折弯时产生破裂，内圆角半径应比板材的厚度大一些， 对于T700钢的材料，一般内圆角的半径应等于板材厚度的 2-3 倍纵梁若要有加强板，由于纵梁在加强板处的扭转应力下降，但在离开加强板处的扭转应力反而又增大，故应使加强板的形状向两端逐渐减小，从而得到缓和、过度的扭转应力纵梁的扭转应力是按不同位置的横梁分段的，每段与横梁连接处扭转应力或为最大或为最小，如果在两根横梁之间加装一根横梁，则车架的扭转应力提高、加装横梁处的扭转应力增加，而纵梁在与原来两根横梁连接处的扭转应力反而下降，布置横梁时应注意这个问题对车架需要加强的地方，可采用这样的加强方式：①将槽形断面的加强板附加在纵梁的内侧或外侧，加强效果十分显著；②采用 L形断面的加强板附加在纵梁承受拉伸应力的一侧；③将纵梁的加强成为箱形断面，方法简单，加强效果也较好，但对其扭转刚 度有一定的影响；④在翼板上加强，但效果不明显。

3 纵梁的选择：车架的纵梁结构是根据货台形式要求，相应的有平板式、阶梯式、凹梁式三种，如图所示纵梁截面有工字形和槽形，为防止上 下翼缘受拉伸和压缩作用而破裂，按薄板理论进行校核，其弯曲应力不应超过临界弯曲应力翼缘最大宽度一般不超过16t（t为钢平板式阶梯式凹梁式板的厚度），对于大吨位半挂车多采用工字形截面梁纵梁截面高度根据吨位不同有较大的差异可参考以下尺寸:载质量15t,主截面高300mm左右；载质量20〜30t,主截面高350〜450mm；载质 量40〜50t,主截面高450〜550mm半挂车车架纵梁沿其长度方向截面尺寸的变化，主要根据弯曲强度计算和总体布置 确定车架纵梁均采用高腹板结构，主截面的高和翼板宽度之比为〜本车主截面的高 和翼板宽度之比为目前各生产厂家为了便于产品变型和多品种生产， 规定了纵梁腹板、翼板尺寸规范,从而可采用几种规定尺寸的腹板和翼板的组合，来满足各种吨位半挂车车架纵梁的要 求本车纵梁的主要参数：主截面高为460mm；腹板厚度5mm；上翼板尺寸140X8;下翼板尺寸140X 10; 变截面加强板尺寸110X5采用汽车大梁专用钢T700钢板焊接而成4纵梁强度计算：汽车传统设计理论认为，在纵梁设计中，通常只对纵梁进行简化的弯曲强度计算， 以确定纵梁的截面尺寸。

根据上述理论设计纵梁时做如下假设：（一）纵梁为支承在牵引销和后轮上的简支梁；（二）空车时的簧载质量均布在左右两纵梁的全长上，满载时的有效载荷则均布在 承载面的全长上；所以本文在建立数学结构模型工作中，分析纵梁承载情况和受力状况时先设计计算 的力学模型，尽管实际承受载荷情况错综复杂，总的来说，纵梁重要承受静载荷和动载 荷，可把纵梁结构简化为支承在牵引销和后轴上的简支梁作弯曲强度计算因车架结构 左右对称受力相差不大，所以可对其一侧纵梁用传统的设计理论进行强度计算其计算 过程大致如下（由于计算过程复杂，我们可利用 VB软件进行编程计算）：纵梁和不贯穿式横梁均采用T700, T700具有良好的综合力学性能，低温冲击韧度、 冷冲压、切削加工性、焊接性能等T700钢的综合性能明显优于 Q235A和16Mn,是专 为汽车大梁设计生产的汽车大梁专用钢许用应力 [（r]=466 Mpa侧支梁、边梁和贯穿式横梁均采用Q345,屈服点［打=345 Mpa,伸长率6 =20% ,密度p =x 103kg/m3Q345 具有良好的塑性、韧性、焊接性能和冷冲压性能，以及一定的强度、良好的冷弯性能车体各个部分的重量：车架重量3000kg,加强板、牵引板、牵引销和悬挂重量约为 600 kg ,三根车轴共 重1000 kg ,载货平板重量700kg,拦板、立柱约500kg,护拦板、备胎、工具箱总重 量约为300 kg ,支承装置和储气罐等重量 300kg,轮胎总重量800kg。

轴荷分配：如图所示，车架承受纵向单位线长度均匀载荷 qa,有:Fa ——牵引销所受力（N）;Fb ——后轴中心处所受力（N）;L——牵引销到中间车轴的距离（m）Lk ——中间车轴到车架尾部的距离（m） 图 车架均布载荷图空载:FaFbqawLa aL a( L a2LqaLa FaW WeLa6.410 39.812.29032L k) 5.103 10 3 12.295.10310(12.29 2 2.78)2 8.515.103 1 03 1 2.29 24.8 1 03 37.916324.8 10 N103N6.4 103 9.8 32.8 103 9.8 3 31.258 103 N / m12,2903L qaLa(La 2Lk) 31.258 10 12.29 (12.29 2 2,78) 3 …Fa 151.904 10 N2L 2 8.51— — —一 _ 一 3 _ _ _ 一一 一 3 一 3Fb qaLa Fa 31.258 10 12.29 151.904 10 232.288 10 N强度计算在满载时进行纵梁的强度校核支反力计算：_ 一 一__ 一 3 一一 一一 一一G (6.4 32,8) 103 9.8 384160Nq mg/21 （ l为纵梁总长，取一根纵梁计算）式中：G——半挂车承受的重力纵梁上的单位长度线载荷由上述计算得：q 15628.97N由平衡力矩： Ma 0 f 2* 12 q* 112/2 q*(l2 13)2 / 2 0得 f2 116265Nf 1 G /2 f 2 75815N剪力的计算：CA 段：fs(x) qax (0 x 1) ①AB段：fs(x) fl qax (1 x 9.51) ②BD 段:fs(x) qa(l x) (9.51 x 12.29) ③弯矩的计算：CA段：M (x) qx2/2 (0 x 1) ①AB段：M (x) f1(x 1) qx2 /2 (1 x 9.51) ②BD段：M (x) q(l x)2/2 (9.51 x 12.29) ③由上述三式可计算出各弯矩最大的点为：A点的最大弯矩：2_ 2_ _Ma qax / 2 15628.97 1 /2KN m 7.814KN m；B点的最大弯矩:MB q(l x)2 /2 15628.97 (12.29 9.51)2 / 2KN m 60.393KN由图可知，最大弯矩出现在(l1,l1 l2)段上，则有:dM (xj 0 dxd[ qax2/2 f1(x l1)] 0dxf 1 qa75815 m 15628.974.86m;Mmax qax2 /2 f1(x l1) 15678.97 4.852 /2 75815(4.86 1)108.071KN m通过计算，可以画出车架纵梁的支反力、剪力、弯矩图如图图纵梁剪力弯矩图危险截面确定由经验可知，纵梁的危险截面一般为变截面处和最大弯矩处，通过结构图和计 算可知分别距车架前端距离为 1.56m, 2.98m和4.86m,现分别对以上三截面进 行强度校核 见图 截面1 :B=140mm截面2: B=140mm 截面3: B=140mm图纵梁截面示意图由此可计算抗弯截面系数:3 _ 3BH 3 bh3 BH (B 2)(H 2 1)6H 6HBH3 bh36HBH 3 bh36HBH3 (B 2)(H 2 1)3_6H 一BH3 (B 2)(H 2 1)3 =6H 一各截面处的弯矩:_ 2M ⑴ fl (1.56 1) q 1.562 /2 =23439N/mM (2) fl (2.98 1) q 2.982 / 2 =80718N/m_ 2M (3) f1 (4.86 1) q 4.86 / 2=108071N/m由弯曲应力公式所计算出的弯矩分别计算各截面弯曲应力:截面1:-7。

07KR皿1)£71 三 二wl 0.000334488 mJ截面2:-M⑵ -力耐n r y、E九一wi -也oowojtw 771•酩MPi截面3:MG) I墟/】明「*3 一也即7IW4JH 一 L、I4.讣开”剪切应力：[]0.6[] []——材料许用剪切应力对于工字梁截面，具腹板上的剪切应力可看成是均布的， 所以其剪切应力可由如下公式计算： 5 2h为腹板截面面积2h由上述计算各截面的剪切应力：截面1:旦= =u 6211 ** JLVirrt截面2:、 Fs 20240.7N , - f e匚=嬴=o.&ojxo jLani = 13 7MPa截面3:,Fs 141.SN 会=西=4力必=D 口 $4卜3由于纵梁同时承受剪力和弯矩，所以其应力应按下面公式计算： ,2 3 2 []许用应力：[]—n1 n2式中：s ——材料屈服极限必 疲劳系数 % =~ 本书取％ =1 动载系数 1=~ 本书取 出二本车纵梁采用T700汽车大梁专用钢，其屈服极限为6s=466MPa 所以可算出许用应力为：os 466[o I — -1 nln2 1.3X2,0由第四强度理论，分别校核各个截面的强度：截面 1 ： |g- Jol'十三*二=%>0,升7’ I 江44.3：=& ⑸截面 2: |o-Va2; + 3rr=,']71 66' = 3A7^.^=