车架设计指南

奇瑞汽车有限公司底盘部设计指南

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1、架的主要功能：

车架是整个汽车的基体，汽车上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、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用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。

2、车架的类型：

主要类型

目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。

边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车和大多数的特种汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。

中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，便于布置等优点因此被采用在某些轿车和货车上。

综合式车架比较复杂，应用比较广，一般轿车上使用。

车架的几种结构

车架主要有以下结构形式：

1．箱横梁和发动机支撑梁

横梁总成支撑发动机、水箱、保证车身的扭转刚度

发动机支撑梁和水箱横梁均有钢板冲压焊接而成，发动机支撑梁为封闭断面。

发动机支撑梁与车身连接处通常装有橡胶缓冲块。

材料：支撑梁上下体材料常采用为SAPH440其它BH340

表面处理为电泳。

2．车架

副车架带控制臂总成承受前轴载荷、支撑车身、动力总成、转向机、前悬挂、制动器等

副车架、控制臂均为钢板冲压焊接而成为封闭断面。

控制臂与副车架连接处采用橡胶衬套，起到改善行驶性能和舒适性。

材料：副车架上下体材料为常采用SAPH370（370为抗拉强度）其它为SPHE、SPHC，表面处理为电泳

3、纵梁

发动机纵梁总成支撑动力总成

1、动机纵梁总成均由钢板冲压焊接而成，为封闭断面。

2、料：支撑梁上下体材料通常采用SAPH370

焊接总成表面处理为电泳

4、后副车架

后轴总成承受后轴载荷，起到支撑车身、后悬架、后制动器

1、后轴焊接总成均为钢板冲压焊接而成，主体的断面为封闭断面。

2、后轴总成与车身连接处通常装有橡胶缓冲衬套，减缓车轮传递的冲击力。

3、材料：支撑梁上下体材料通常采用SAPH370

焊接总成的表面处理为电泳

5、后轴扭转梁

后轴总成支撑车身、后悬架、制动器

该后轴的结构为：复合双纵臂式，主体结构为冲压焊接件，焊接总成是在一个V型梁的两端各焊上一个管状纵臂，相交点约在纵臂的前1/3处，为了增加他们之间的联接强度在两端的内侧各焊接了一个楔状加强梁。后轴连接车身的纽带是后轴铰链。

（车架均为受力部件：应进行严格的试验，验证其强度。除台架寿命试验，可靠性，强化路试外，生产的每批

件应抽取一定数量进行检验。其中包括焊接性能检验，以及疲劳寿命试验《台架试验》详见台架试验规范）。

V型梁同时起着稳定杆的作用，将车体倾斜保持最低的程度，同时省去了稳定杆，减轻重量。略去了稳定杆以及横向推力杆等件，由于受力程度较大，且很复杂，固在材料的选择上要求较高目前在国类还找不到强度及形状都符合要求的型材。

后轴橡胶铰链对于行驶性能及舒适性起着决定性作用它是联接后轴与车身的纽带。

6、Real beam axle

后轴总成（含拖曳臂、推力杆）支撑车身、后悬架、后制动器等

3、车架的功能设计要求:

车架的结构形式首先应满足汽车总布置的要求。当汽车在复杂多变的行驶过程中，固定

在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。当汽车在崎岖不平的道路上行驶时，车架在载荷作用下可产生扭转变形及在纵向平面内的弯曲变形，当一边车轮遇到障碍时，还可能使整个车架扭曲成菱形。这些变形将会改变安装在车架上的各部件之间的相对位置，而影响其正常工作。因此车架还应具有足够的强度和适当的刚度。为了减轻整车质量，要求车架质量尽可能小。此外，降低车架高度，以使汽车中心位置降低，有利于提高汽车的行驶稳定性。这对于轿车和客车来说尤为重要。

4.车架的设计和计算:

车架的主要载荷

车架是汽车设计的重要课题，它几乎比引擎更重要，因为它的好坏直接关系到车的一切（操控、性能、安全、舒适........）要评价车架设计和结构的好坏，首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的载荷。如果车架在某方面的韧性（stiffness ）不佳，就算有再好的悬挂系统，也无法达到良好的操控表现。而车架在实际环境下要面对4种载荷。

1) 负载弯曲（Vertical bending）

从字面上就可以十分容易的理解这个载荷，部分汽车的非悬挂重量（unsprung mass），是由车架承受的，通过轮轴传到地面。而这个载荷，主要会集中在轴距的中心点。因此车架底部的纵梁和横梁（member），一般都要求较强的刚度。

2) 非水平扭动（longitudinal torsion）

当前后对角车轮遇到道路上的不平而滚动，车架的梁柱便要承受这个纵向扭曲应力（longltudinal torsion），情况就好象要你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。

3) 横向弯曲（lateral bending）

所谓横向弯曲，就是汽车在入弯时重量的惯性（即离心力）会使车身产生向弯外甩的倾向，而轮胎的抓着力会和路面形成反作用力，两股相对的压力将车架横向扭曲。

4) 水平菱形扭动（horizontal lozenging）

因为车辆在行驶时，每个车轮因为路面和行驶情况的不同，（路面的铺设情况、凹凸起伏、障碍物及进出弯角等等）每个车轮会承受不同的阻力和牵引力，这可以使车架在水平方向上产生推拉以至变形，这种情况就好象将一个长方形拉扯成一个菱形一样。

车架的主要设计内容

4.2.1.功能和可靠性:

车架设计首先要保证的就是产品的功能和可靠性，并且要保证产品有良好的工艺性。车架设计是一项

创造性劳动，新颖的设计要求有新的构思，对此设计人员一方面应大胆的采用新理论和新结构，另一方面也要总结经验采用原有的成功的技术和结构。车架设计涉及到工程技术的各个领域，主要基本要素有：材料、强度、挠度、刚度、稳定性；摩擦、磨损、润滑；形状、尺寸、表面加工、体积、重量、风格；温度、噪声、腐蚀；可靠性；控制；使用、安全、价格；以及维修等。

4.2.2.强度计算：

车架属于整车中的关键件，其中强度不够产生的断裂直接影响着整车可靠性和安全性。因此在设计车架时强度时零件的基本要求。设计人员应当尽可能精确地确定作用在零件上载荷地性质、大小、方向和作用点。由于在设计中一方面很难确定载荷的全部要素；而且即使同一种材料做成的试样对载荷、温度、环境等条件

所显示地抵抗能力也会出现差异。这样，计算的结果就不能准确的表示实际的承载能力。为此，在车架设计种常做出各种假设，以便对产品进行力学计算和强度分析。假设既要反映实际情况，又要便于计算。一般这种假设都偏于保守，也有考虑不周而失效的。所以对于车架的设计必须要通过试验和试用，证明该产品的设计是成功的。

1) 载荷：在强度计算中作用于车架上的载荷分为两种一种是静载荷一种是动载荷。用静载荷的设计方法最简单，至今仍广为采用。受冲击载荷时，在零件中引起的应力和应变值，都要显著地大于静载荷时的应力和应变值。在常规设计中，经常采用的是在载荷中乘以大于1的动载系数后，仍用静载荷方法进行计算。对于能将机器中有关部分简化成简单振动系统的场合，动载系数可用机械振动的方法求得。通常动载系数是由经验来确定。新设计的车架，载荷一般是预先给定的。

2) 静强度计算在车架设计中最基本的计算是静强度计算。在计算中考虑到应力的变化的影响要采用较大的安全系数，或较低的许用应力。对于此塑性材料的部件可用第三强度理论、第四强度理论求出等效单

σ得安全系数n，则静强度判据为

项应力,等效单向应力除以材料的极限应力

s

[]σ

σ≤或者[]n

n≤

式中 []σ―许用应力

[]n ―许用安全系数

3).疲劳强度计算

进行应力幅变化的无限寿命计算时，通常作如下假设：当材料承受高于疲劳极限应力时，每一循环都使材料产生一定量的损伤，该损伤量是能积累的，麦因纳假设损伤累积是线性的，由此可以将应力幅规律变化的循环应力，转化为等幅的当量应力，再与疲劳极限相比得安全系数n ，则疲劳强度判据为[]n n ≥。 车架的设计计算举例

下面以S21的后轴校核为例：

4.3.1.S21车型后轴参数

4.3.2.后轴静应力

1) 弹簧支座处的静垂直弯矩：

)2

1102

1420(8.92670-??=

?=-L F M A A ＝

2) 后轴弹簧支座处的抗弯截面模量 后轴弹簧支座处的危险断面为圆形断面

])754(54[54

3214

.3)(324444--?=

-=

-d D D

W A A π

＝3

mm

3)后轴弹簧支座处的垂直弯曲静应力

MPa W M A A 281.7910142

.6584997.5213=?==

-静σ 4) 安全系数

后轴弹簧支座处是无缝钢管，材料为冷20－54*，经过计算后轴的安全系数为

09.3281

.79245

max ===

σσc n 轴静载荷的许用安全系数为～，故该轴能够满足设计要求. 4.3.3.动应力

汽车在行驶过程中，后轴有三种典型工况：1）紧急制动时；2）侧滑时；3）冲击负荷。在上述三种工况

下，应力最大的是冲击负荷工况。故只计算冲击负荷下的应力：

MPa K st d A A 203.198281.795.2=?=?-σσ＝动

在此处d K 是动载荷系数取

即汽车在行驶过程中，后轴所承受的最大应力在后轴弹簧支座附近，应力值为

5.车架的工艺介绍。

以奇瑞车型中的副车架为例:

副车架是发动机前置前驱动轿车前桥的组成部分，其主要功能是承载发动机，即它是发动机的安装托架，因而采取的工艺方法主要是为增加其承载能力。目前较多的副车架采用冲片焊接结构，再压入联结部的橡胶衬套，即可完成副车架的制造。 、副车架的制造

1）冲压：

副车架的冲压加工工序有落料、成形、切边、翻边、冲孔等。冲压加工的产品质量主要取决于模具的状态及设备的动态精度。加工过程中应注意材料的弹性变形对质量的影响，注意型材的表面处理，提高耐磨性和耐粘附性。

2）焊接：

副车架的焊接主要采用电阻点焊和二氧化碳气体保护焊。包括上、下壳体的电阻点焊；发动机支架的方形螺母凸焊；以及上、下壳体发动机支架与支承板的二氧化碳气体保护焊。电阻点焊变形较小，只要选择合理的焊接顺序及焊接装夹具，基本能保证产品精度。而弧焊则不然，为确保精度，必须严格控制热变形。焊接质量主要靠合适的焊接参数以及严密的监控、合理的焊装夹具（夹具精度控制在正负0.2mm，焊接可达性良好，尽可能实现全方位最佳位置焊接）。目前，已普遍采用焊接机器人。采用的焊接机器人，其位置重复精度为正负0.1mm确保了焊接行走轨迹的准确、稳定；另外，机器人控制系统中设置有焊接参数自动匹配程序，以及摆焊、自动填充收弧坑、自动重起弧、自动校核管身长等多项功能，使得焊缝质量得以保证，并减少认为因素影响，稳定质量，提高设备柔性。同时，拼焊的冲压件的配合间隙也有一定的要求，尽可能不大于0.8mm，至少必须稳定。这样，焊接质量才能稳定。

3）整形：

由于副车架在以后的装配工序中有一定的装配尺寸要求，及焊后少量变形，故采用专机对焊后副车架进行孔的精整，以及开档的整形，整形的精度以产品图纸要求为准。

4）涂装：

现较多地采用阴极电泳油漆。涂装主要是为了防锈和提高表面质量。涂装工艺有涂装前的清洁（防锈、油等）、上吊具、预脱脂、脱脂、热水清洗、活化、磷化、清洗、钝化去离子水清洗、烘干、强冷、检验等。涂层地质量主要有涂膜厚度、粘附性和脆性及耐腐蚀性等，不同的产品有不同的质量标准，一般涂层厚度内侧不小于25um，外侧不小于35um、粘附性和脆性至少GTO－1（网格刻化试验等级），耐腐蚀性通过盐雾试验60次循环，刮痕的损伤深度不大于2.5mm﹖﹖。涂装质量取决于涂膜的特性和化学覆盖膜的特性，主要

通过对设备的、温度、涂膜的化学成分的监控来保证。

5）装配：

副车架的装配就是在轴套中压入橡胶轴承。采用液压机压装。为了不影响橡胶轴承的特性，压入时使用与其形状配合的夹具，为方便压入作业，有时也在压入部位涂抹润滑油脂。压入橡胶轴承的质量是有脱开力来保证的，脱开力的大小由产品图纸来确定，从大于1000N到7000N不等。对于压入力与脱开力的关系，应在事先进行确认，在检测压入力时，采取装在压入设备上的相应传感器来完成。

、总成检验：

副车架的总成检验，主要项目是与客户相关的装配尺寸和表面质量（包括焊缝表面质量以及油漆表面质量，如有无焊缝缺陷，有无飞溅，有无油漆磕、碰伤、剥落等）

、质量保证：

副车架冲压、焊接、涂装及装配过程中，主要采用的检测手段有几何尺寸检具和形状检具。如综合量具、通用量具及测量漆膜厚度的测厚仪等。另外，还具有焊点金相试验、产品疲劳试验等，相应设备。在管理上，还应有一套完整的质保体系。

、生产技术新动向：

目前新车型中，已采用管子弯曲成形的副车架，其加工工序为：管子成形－焊接－涂装－装配。管子成形的副车架加工方便，成形精度高于冲压成形，焊接量少，焊接变形小，刚性好。管子弯曲成形的副车

架，加工过程中应注意材料的弹性变形，在成形过程中有时会用热处理方式如退火来进一步保证材料成形质量。

6、车架常用材料的选择:

从对材料性能的要求分析，主要有三个方面：材料的耐蚀性、耐磨性和耐疲劳性。其次是常温强度和焊接性要恰巧和当前设计产品失效的原因相吻合。钢材利用率的高低是材料技术水平的一个重要指标，各工业

发达国家都努力提高钢材的利用率，以提高机械制造的经济效益。提高钢材的利用率，应进一步调整钢材结构，提高合金钢、低合金钢和板材、管材的比例。此外，应通过合理选材用材，推广使用无切削工艺和保护加工技术，发展焊接结构来达到节材的目的。对于设计的产品采用低合金高强度钢轧材代替普通炭素钢，可使金属消耗量降低30％；采用冷轧钢板代替热轧钢板可降低材料消耗量25％；用钢板和带钢冷弯成异型材代替热轧型钢，材料消耗量可降低25％；用冷拔型钢代替热轧型材可降低消耗15％。选材中还要注意到材料的化学物理性能、机械性能和工艺性能，如：车架设计中所需要的弹性模量、强度、韧性、焊接性能、淬透性、回火脆性，热处理变形量、可锻、深冲、冷镦和冷弯性能、切削性能、经济性、可获得性等。选用材料要根据产品批量，是常年需要或一次性生产，从使用、工艺和经济三方面考虑。其中车架设计就属于批量生产常年需要的产品.使用性上主要是要满足强度要求；经济性上要考虑材料的相对价格和加工费用，在很多情况下，零件在其不同的部位上对材料有不同的要求，这时可在不同的部位采用不同的材料或采用不同的热处理方法，使各局部的要求分别得到满足。例如零件在整个截面上受载不均匀，或明显地有一些危险部位，这时，不一定要整个零件都用较好地材料制造，可以采用较差的材料，仅对某些局部进行强化处理，以提高这部分的承载能力和降低成本。对于准备局部强化处理的零件，在选择材料时，必须考虑该材料能否满足局部强化的要求。车架的材料一般选择优质碳素结构钢板、碳素结构热轧钢板和低合金高强度钢板。对于优质碳素钢板，我们公司现有车型中的应用比较多，如S11中后轴轴管主要用的就是20＃钢，一些支架则主要是采用08Al等，而T11控制臂和拖曳臂等大部分都是采用的SPHC。对于碳素结构热轧钢板用降低钢种的碳含量，增加钢种的锰含量、甚至其它元素来强化，在提高强度时，伸长率下降较少。现在我们公司A11、A15用到的就是其中的一种：St52－3。对于低合金高强度热轧钢板在载货汽车上的用量很大，主要用于汽车车架的纵梁和横梁，车厢的纵梁和横梁等受力结构件和安全件。这些件的强度级别有两种其抗拉强度分别为390Mpa和510Mpa。目前一行成我国汽车用热轧钢板系列。如锰钢或锰－希图钢系列，硅－钒、锰－钢系列，

含钛钢系列和含铌钢系列，这对提高汽车的整车性能、节约材料，降低能耗和适应我国汽车严重超载、道路差和驾驶员素质参差不齐等因素，无疑已起到了重要的作用。

《汽车车身结构与设计》基本知识点

《汽车车身结构与设计》 1、车身主要包括哪些部分？答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已 经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。但不包括车身附属设备及装饰等 2、车身有哪些承载形式？答：非承载式、半承载式、承载式 3、非承载式（有车架式）车身：货车、采用货车底盘改装的大客车、专用汽车以及大部 分高级轿车都采用非承载式车身，装有单独的车架，车身通过多个橡胶垫安装在车架上，橡胶垫则起到减振作用。非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致 自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 4、什么是承载式车身（无车架式）？答：没有车架，车身直接安装在底盘上，主要是 为了减轻汽车的自重以及使车身结构合理化。承载式车身结构的缺点在于由于没有车架，传动的噪音和振动直接传给车身，降低了乘坐的舒适性，因此必须大量采用防振、隔音材料，成本和重量都会有所增加；改型比较困难。 5、汽车生产的“三化”是指什么？答：汽车生产的“三化”是指汽车产品系列化、零部件通用 化、以及零件设计标准化。 6、什么是工程设计？答：汽车工程设计一般需要 3 年以上，而从生产准备到大量投产时 间更长。其中车身的设计所需的周期最长。车身设计首先是按 1：1 的比例进行内部模型和外部模型的设计及实物制作。其次则是车身试验，包括强度试验、风洞试验、振动噪音试验和撞车试验等。 7、轿车底盘有哪三种布置形式？答：轿车底盘有三种布置形式：a：发动机前置，后轮驱 动；b：发动机前置，前轮驱动；c：发动机后置，后轮驱动。 8、什么是汽车驾驶员眼椭圆？答：汽车驾驶员眼椭圆是驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅 上时其眼睛位置在车身中的统计分布图形。 9、什么是 H 点答： H点是人体身躯与大腿的交接点。

传动轴设计及校核作业指导书

传动轴设计及校核作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 发布日期：年 月 日 实施日期：年 月 日

前言 为使本中心传动轴设计及校核规范化，参考国内外汽车设计的技术规范，结合公司标准和已开发车型的经验，编制本作业指导书。意在对本公司设计人员在设计过程中起到指导操作的作用，提高设计的效率和成效。本作业指导书将在本中心所有车型开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。 本标准于2011年XX月XX日起实施。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院提出。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院负责归口管理。 本标准主要起草人：张士华

一、传动系概述 (3) 1.1传动系功能 (3) 1.2传动系布置形式 (3) 1.3传动系的构成 (7) 1.4传动轴的主要结构形式 (8) 1.5驱动半轴的紧固方式 (12) 二、传动轴的设计流程 (15) 2.1传动轴的主要设计流程 (15) 2.2传动轴的设计过程及要求 (17) 三．传动轴的校核过程 (22) 3.1设计校核输入 (22) 3.2传动轴校核 (24) 3.3结论及分析 (25) 3.4传动轴跳动校核 (26) 3.5技术文件的编制 (26) 3.6传动轴图纸确认 (26) 四．试制装车及生产中经常出现的问题 (28) 五．参考文献 (28)

一、传动系概述 1.1 传动系功能 A、保证汽车在各种行驶条件下所必需的牵引力与车速，使它们之间能协调变化 并有足够的变化范围。 B、使汽车具有良好的动力性和燃油经济性。 C、保证汽车能倒车及左右车轮能适应差速要求。 D、使动力传递能根据需要而顺利接合与分离 1.2 传动系的布置形式 ? 前置后驱动 ? 前置前驱动 ? 后置后驱动 ? 四轮驱动 ? 中置发动机后轮驱动 部分高级轿车也采用前置后驱布置 前置后驱整体桥

车架系统设计指南-奇瑞

编制日期：05. 11.29 编者：祁殿渠版次：02 第 1 页共 1 页 奇瑞汽车有限公司 底盘部设计指南 编制： 审核： 批准：

编制日期：05. 11.29 编者：祁殿渠版次：02 第 2 页共 2 页 1、车架的主要功能： 车架是整个汽车的基体，汽车上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、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用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。 2、车架的类型： 2.1 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。公司的P11的车架就属于此类型，如下图1。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车，皮卡和大多数的越野汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 图1 P11车架 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。

编制日期：05. 11.29 编者：祁殿渠版次：02 第 3 页共 3 页这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，便于布置等优点因此被采用在某些轿车和货车上。 综合式车架比较复杂，应用比较广，一般轿车上使用。 2.2奇瑞车架的主要结构件 车架主要有以下结构形式： 1．箱横梁和发动机支撑梁 横梁总成支撑发动机、水箱、保证车身的扭转刚度，如图1 发动机支撑梁和水箱横梁均有钢板冲压焊接而成，发动机支撑梁为封闭断面。 发动机支撑梁与车身连接处通常装有橡胶缓冲块。 材料：支撑梁上下体材料常采用为SAPH440其它BH340 表面处理为电泳。 图2 A11横梁 2．副车架 副车架带控制臂总成承受前轴载荷、支撑车身、动力总成、转向机、前悬挂、制动器等 副车架、控制臂均为钢板冲压焊接而成为封闭断面，如图3。 控制臂与副车架连接处采用橡胶衬套，起到改善行驶性能和舒适性。 材料：副车架上下体材料为常采用SAPH370其它为SPHE、SPHC表面处理为电泳

悬架设计指南

设计指南（弹簧、稳定杆） 不管悬架的类型如何演变，从结构功能而言，它都是有弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。 一 弹性元件 弹性元件主要作用是传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂直载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。在现用的弹性元件中主要有三种；（1）钢板弹簧，（2）扭杆弹簧，（3）螺旋弹簧。 钢板弹簧设计 板弹簧具有结构简单，制造、维修方便；除作为弹性元件外，还兼起导向和传递侧向、纵向力和力矩的作用；在车架或车身上两点支承，受力合理；可实现变刚度，应用广泛。 (一) 钢板弹簧布置方案 1.1钢板弹簧在整车上布置 (1) 横置；这种布置方式必须设置附加的导向传力装置，使结构复杂，质量加大，只在少数轻、微车上应用。 (2) 纵置；这种布置方式的钢板弹簧能传递各种力和力矩，结构简单，在汽车上得到广泛应用。 1.2 纵置钢板弹簧布置 (1) 对称式；钢板弹簧中部在车轴（车桥）上的固定中心至钢板弹簧两端卷耳中 心之间的距离相等，多数汽车上采用对称式钢板弹簧。 (2) 非对称式；由于整车布置原因，或者钢板弹簧在汽车上的安装位置不动，又 要改变轴距或通过变化轴荷分配的目的时，采用非对称式钢板弹簧。 (二)钢板弹簧主要参数确定 初始条件：1G ~满载静止时汽车前轴（桥）负荷 2G ~满载静止时汽车后轴（桥）负荷 1U G ~前簧下部分荷重 2U G ~后簧下部分荷重 1W F =(G 1-G 1U )/2 ~前单个钢板弹簧载荷 2W F =(G 2-G 2U )/2 ~后单个钢板弹簧载荷 c f ～悬架的静挠度； d f －悬架的动挠度

1L ～汽车轴距； 1、 满载弧高a f 满载弧高指钢板弹簧装在车轴（车桥）上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差。a f 用来保证汽车具有给定的高度。当a f =0时，钢板弹簧在对称位置上工作。为在车架高度已确定时得到足够的动挠度，常取a f = 10～20mm 。 2、 钢板弹簧长度L 的确定 L —指弹簧伸直后两卷耳中心间的距离 （1）钢板弹簧长度对整车影响 当L 增加时：能显著降低弹簧应力，提高使用寿命； 降低弹簧刚度，改善汽车平顺性； 在垂直刚度C 给定的条件下，明显增加钢板弹簧纵向角刚度； 减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形； 原则上在总布置可能的条件下，尽可能将钢板弹簧取长些。 （2）钢板弹簧长度确定 钢板弹簧一般跟据经验确定； 轿车： L =(0.40～0.55)轴距 货车前悬架： L =(0.26～0.35)轴距 后悬架： L =(0.35～0.45)轴距 3、断面尺寸及片数确定 （1）宽度b 的确定 有关钢板弹簧的刚度、强度等，可按等截面简支梁的计算公式计算，但需引入挠度增大系数δ加以修正。因此，可根据修正后的简支梁公式计算钢板弹簧所需的总惯性矩J 0。对称式钢板弹簧 0J ＝[（L-ks ）3c δ]/48E (1) s -U 形螺栓中心距； k -U 形螺栓加紧后无效长度系数（刚性加紧，k=0.5，挠性加紧,k=0）; c -钢板弹簧垂直刚度（N/mm ）,c=F W /f c ; δ-挠度增大系数（先确定与主片等长的重叠片数1n ,再估计一个总片数0n ,求得η＝n 1/n 0,然后用δ＝1.5/[1.04（1＋0.5η）]初定δ；

小车车架设计说明书

毕业设计 说明书 题目名称：小车车架设计 院系名称：机械工程系焊接及自动化班级：焊接11.1班 学生姓名： 指导教师：韩天判 2013年6月7日

摘要 本设计课题是关于小型车的车架设计。所设计的车架结构形式是前后等宽的边梁式车架，其中纵梁和横梁的截面形状都采用槽型，纵梁与横梁通过焊接连接。说明书详细阐明了小型汽车的方案论证：车架的设计要求、车架结构的确定、车架宽度的确定、车架纵梁形式的确定、车架横梁形式的确定、车架纵梁与横梁连接形式的确定、车架的受载分析。 关键词：小车、车架、设计

1 绪论 1.1概述 汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。 车架作为汽车的承载基体，为货车、中型及以下的客车、中高级和高级轿车所采用，支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。为此，车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上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；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。车架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。 本说明书只是叙述非承载式车身结构形式中单独的车架系统。承载式汽车，前、后悬架装置，发动机及变速器等传动系部件施加的作用力均由车架承受，所以，车架总成的刚性、强度及振动特性等几乎完全决定了车辆整体的强度、刚度和振动特性。设计时在确保车架总成性能的同时，还应对车架性能和匹配性进行认真的研究。车架结构很多都是用电弧焊焊接而成，容易产生焊接变形。在设计方面对精度有要求的部位不得出现集中焊接，或者从部件结构方面下工夫，尽量确保各个总成的精度。另外，与其他焊接方法相对比，采用电弧焊的话，后端部容易出现比较大的缺口，出现应力集中现象。所以，应对接头位置和焊接端部进行处理。 车架受力状态极为复杂。汽车静止时，它在悬架系统的支撑下，承受着汽车各部件及载荷的重力，引起纵梁的弯曲和偏心扭转（局部扭转）。如汽车所处的路面不平，车架还将呈现整体扭转。汽车行驶时，载荷和汽车各部件的自身质量及其工作载荷（如驱动力、制动力和转向力等）将使车架各部件承受着不同方向、不同程度和随机变化的动载荷，车架的弯曲、偏心扭转和整体扭转将更严重，同时还会出现侧弯、菱形倾向，以及各种弯曲和扭转振动。同时，有些装置件还可能使车架产生较大的装置载荷。 随着计算机技术的发展，在产品开发阶段，对车架静应力、刚度、振动模态以至动应力和碰撞安全等已可进行有限元分析，对其轻量化、使用寿命，以及振动和噪声特性也可以做出初步判断，为缩短产品开发周期创造了有利条件。

车架的改造与副车架的设计

车架的改装 主车架是汽车底盘上各总成及专用工作装置安装的基础，改装时受到的影响最大，因此，要特别引起注意。 主车架是受载荷很大的部件，除承受整车静载荷外，还要受到车辆行驶时的动载荷，为了保持主车架的强度和刚度，原则上不允许在主车架纵梁上钻孔和焊接，应尽量使用车架上原有的孔。如果安装专用设备或其它附件，不得不在车架上钻孔或焊接时．应避免在高应力区钻孔或焊接。主车架纵梁的高应力区在轴距之间纵梁的下冀面和后悬的上冀面处。因为这些部位纵梁应力较大，钻孔容易产生应力集中。 对于主车架纵梁高应力区以外的其余地方需要钻孔或焊接时，应注意以下事项： 1)尽量减小孔径，增加孔间距离，对钻孔的位置和孔径规范，应满足图和表的要求。 主车架钻孔的孔径和孔间 距 2)在纵梁翼面高应力区外的其它部位钻孔，只能在中心处钻一个孔，如图所示。 3)在纵梁的边、角区域亦禁止钻孔或焊接，所示的区域即为不允许钻孔和焊接加的部位。因为在这些部位进行钻孔或焊接，极易引起车架早期开裂。 主车架纵梁禁止钻孔区主车架纵梁禁止焊接区 4)严禁将车架纵梁或横梁的男面加工成缺口形状。 本课题中由于主车架与副车架之间的连接选用止推连接板形式，故主车架不用考虑钻孔，只需考虑焊接的位置得当。 主车架的加长设计 因专用汽车法布置的需要，对主车架有时要进行加长。例如厢式零担货物运输车和轻泡货物运输车，若用普通汽车底盘改装．则需要将轴距加大，改装长货厢来提高运输效率，此时要将车架在其中部断开后再加长。也有将车架后悬部分加长的改装设计。 车架加长部分应尽量采用与原车架纵梁尺寸规格一样、性能相同的材料。车架的加长部分与车架的连接一般采用焊接。首先在纵梁腹板处，按与纵梁轴线成夹角45。或90。的方向把纵梁断开，然后把切口断面加工成坡口形状，如图3-4所示。最后将加部分与车架纵梁对接起来。为了获得v型焊缝对接接头的最佳强度，防止焊缝起点出现焊接缺陷，应朱用引弧焊法或退弧焊法。焊接时应根据纵梁的材料选择合适的焊条型号、直径及焊接

车架设计指南

上汽集团奇瑞汽车有限公司 奇瑞汽车有限公司 底盘部设计指南 编制： 审核： 批准：

上汽集团奇瑞汽车有限公司 1、架的主要功能： 车架是整个汽车的基体，汽车上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、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用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。 2、车架的类型： 2.1 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车和大多数的特种汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，便于布置等优点因此被采用在某些轿车和货车上。 综合式车架比较复杂，应用比较广，一般轿车上使用。 2.2车架的几种结构 车架主要有以下结构形式： 1．箱横梁和发动机支撑梁 横梁总成支撑发动机、水箱、保证车身的扭转刚度 发动机支撑梁和水箱横梁均有钢板冲压焊接而成，发动机支撑梁为封闭断面。 发动机支撑梁与车身连接处通常装有橡胶缓冲块。 材料：支撑梁上下体材料常采用为SAPH440其它BH340 表面处理为电泳。

样车整车姿态设定作业指导书_图文(精)

整车姿态设计作业指导书 编制:日期: 审核:日期: 批准:日期: 发布日期:年月日实施日期:年月日 前言 为使五中心现有整车姿态设定规范化,结合五中心已有开发车型的经验,特编制整车姿态设定作业指导书。旨在对五中心设计人员在整车姿态设定过程中有计划按规范准确无误进行;减少产生错误的环节,保证坐标的统一,控制误差;为下一步设计分析提供准确的基础性数据。 本标准于2011年XX月XX日起实施。 本标准由研究院第五中心提出。 本标准由技术标准分院负责归口管理。 本标准主要起草人:XXX 目录 一整车姿态概述 (1 二整车姿态设定流程 (2 三整车姿态设定过程 (2 3.1 地面线确定 (2 3.2 坐标系确定 (4

3.3 造型设计 (6 3.4 整车姿态设计 (7 3.5 ET阶段整车姿态复核 (13 四结论 (13 一整车姿态概述 整车姿态指空载(K、半载(D、满载(A、自由状态(R四种状态,是乘用车的重要参数, 涉及到重量控制、造型、整车视野、碰撞及通过性等诸多要素。在整车数字化设计过程中,整车的不同姿态是地面线通过和整车坐标系的相对关系体现的。整车坐标系指车辆制造厂在最初设计阶段确定的由三个正交基准平面组成的坐标系统,这三个基准平面是: Y基准平面:车辆纵向对称平面; X基准平面:垂直于Y基准平面并通过半载下前轮轮心连线与Y基准平面交点的铅垂平面; Z基准平面:垂直于Y和X基准平面的水平面。(地板纵梁下平面为Z0平面; 即在数字化设计过程中车身地板同整车坐标系是平行关系,所以在体现整车姿态的时候是以车身为基础,通过对悬架弹簧的调节来实现轮胎不同加载状态,然后通过轮胎和地面的相对关系,从而体现出不同的地面线状态,如下图1所示。 由于地面线的变化主要通过对悬架弹簧的调节来实现,在设计的过程中, 需要确定前后悬架的弹簧参数, 然后通过相应的地面线状态, 再验证其是否能够满足各方面的要求, 如果不满足则需要不断地反复直至满足为止。当弹簧的参数特性能够使各种载荷下的姿态满足各方面要求, 则该弹簧参数即为整车最终设计结果。因此整车姿态的设计过程其实就是前后悬架弹簧参数的设定过程。

车架设计指南

奇瑞汽车有限公司底盘部设计指南 编制： 审核： 批准：

1、架的主要功能： 车架是整个汽车的基体，汽车上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、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用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。 2、车架的类型： 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车和大多数的特种汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，便于布置等优点因此被采用在某些轿车和货车上。 综合式车架比较复杂，应用比较广，一般轿车上使用。 车架的几种结构 车架主要有以下结构形式： 1．箱横梁和发动机支撑梁 横梁总成支撑发动机、水箱、保证车身的扭转刚度 发动机支撑梁和水箱横梁均有钢板冲压焊接而成，发动机支撑梁为封闭断面。 发动机支撑梁与车身连接处通常装有橡胶缓冲块。

材料：支撑梁上下体材料常采用为SAPH440其它BH340 表面处理为电泳。 2．车架 副车架带控制臂总成承受前轴载荷、支撑车身、动力总成、转向机、前悬挂、制动器等 副车架、控制臂均为钢板冲压焊接而成为封闭断面。 控制臂与副车架连接处采用橡胶衬套，起到改善行驶性能和舒适性。 材料：副车架上下体材料为常采用SAPH370（370为抗拉强度）其它为SPHE、SPHC，表面处理为电泳 3、纵梁 发动机纵梁总成支撑动力总成 1、动机纵梁总成均由钢板冲压焊接而成，为封闭断面。

副车架设计说明书

摘要 本文是对侧倾式自卸汽车副车架总成设计的简要说明。 本文首先对自卸车的设计特点以及国内外发展现状做了相关的概述，简要介绍了自卸汽车的历史跟发展前景。文中通过对所给参数进行分析论证，对副车架纵梁的尺寸参数、材料选择，横梁的参数设计、材料选择，纵梁与横梁之间连接结构，举升机构在副车架上的安装方式进行了设计。在设计副车架总成纵梁的的过程中，充分考虑了自卸汽车的经济性跟使用功能。在其他部件的设计过程中，充分考虑了它们之间的相互配合，使它们能够协调工作。 所设计的副车架总成能够满足预期期望。提供车厢、举升机构的安装位置，改善自卸汽车主车架的应力分布情况。 关键字：自卸汽车副车架总成，纵梁，横梁，连接结构安装位置，举升机构安装位置，设计

ABSTRACT That design specification is a simple explanation for the design of a subframe for a roll-type dump truck. In that design specification,a simple but clear view about the roll-type dump truck was given to help people understand the history of the roll-type dump truck better. To achieve that target,in this design specification,the deputy frame rails,the subframe beams,the connection of the deputy frame rails and the subframe beams,the installation location of lifting mechanism must be well designed. This subframe can achieve the expectation of the roll-type dump truck as required.And that subframe also provide some place to install the lifting mechanism and the compartment.As people expect,it also can make the roll-type dump truck have a better work situation. When design the subframe beams,the economic effect and the function was considered.And so on the others. Key words: subframe for a roll-type dump truck，deputy frame rails，subframe beams，location of connection，location of lifting mechanism，design

悬架设计作业指导书

悬架系统设计作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 发布日期：年 月 日 实施日期：年 月 日

前言 为使本中心悬架系统设计规范化，参考国内外汽车设计的技术规范，结合公司标准和已开发车型的经验，编制本作业指导书。意在对本公司设计人员在设计过程中起到一种指导操作的作用，让一些相关设计经验不够丰富的员工有所依据，提高设计的效率和成效。本作业指导书将在本中心所有车型开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。 本标准于201X年XX月XX日起实施。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院提出。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院负责归 口管理。 本标准主要起草人：蔡礼刚

目录 1 悬架系统概述 (1) 1.1悬架系统功能 (1) 1.2悬架系统构成 (1) 1.2.1独立悬架结构型式 (1) 1.2.2复合式悬架结构型式 (3) 1.3悬架的发展趋势 (4) 1.3.1液压调控悬架系统 (4) 1.3.2空气悬架系统 (5) 1.3.3电控磁性液体悬架系统 (6) 1.4主要零部件介绍 (7) 1.4.1弹性元件 (7) 1.4.2减振器 (8) 1.4.3缓冲块 (10) 1.4.4横向稳定杆 (11) 1.4.5控制臂和推力杆 (12) 2 悬架系统的主要设计流程及要求 (13) 2.1悬架系统的主要设计流程 (13) 2.2悬架系统设计要求 (16) 2.3相关设计标准 (16) 3 悬架系统设计过程 (17) 3.1设计输入及标杆车对比分析 (17) 3.1.1设计输入 (17) 3.1.2标杆车对比分析 (17) 3.1.3设计构想 (24) 3.1.4相关试验 (25) 3.2匹配计算 (27) 3.3开发方案确认 (27)

车架设计手册汇总

车架设计手册汇总 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

车架设计手册1，范围 本手册适用于客车底盘非承载式及半承载式车架的设计。 2 引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB1958-80 形状和位置公差检测规定 GB1184-80 形状和位置公差 GB3323-87 钢熔化焊对接接头射线照相焊缝质量分级 3 符号、代号、术语及其定义 车架：汽车承载的基体，支撑着发动机、离合器、变速器、转向器、非承载式（或半承载式）车身等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。 纵梁：车架总成中主要承载元件，也是车架中最大的加工件，其形状应力求简单。纵梁沿全长方向多取平直且断面不变或少变，以简化工艺。有时也采取中间断面高、两边较低来保 证纵梁各断面应力接近 横梁：横梁将左右纵梁连在一起，构成完整的车架总成，保证车架有足够的扭转刚度，限制其变形和降低某些部位的应力。有的横梁还需作为发动机、散热器以及悬架系统的紧固 点。 4 设计准则 应满足的安全、环保和其它法规要求及国际惯例 车架总成在正常使用条件下，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。 应满足的功能要求及应达到的性能要求 车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上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量最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性和寿命， 设计输入、输出要求 设计输入为设计任务书及底盘总布置图； 设计输出为车架总成图及相关分总成及零件图。 设计过程的节点控制要求 车架总成要负责控制校核如下内容： 1）协调发动机及其附件在车架纵梁上的安装孔及牛腿安装孔； 2）横梁位置与底盘分总成（油箱、电瓶）及车身结构（前、中、后门、侧围立柱）的匹配； 3）协调制动管路、暖风管路、电线束、油路等管线在车架中的分布及穿线管； 4）校核底盘各总成间的运动干涉，相关总成的装缷空间（如缓速器、传动轴）。 5 布置要求

轻型货车车架设计讲解

汽车车身结构与设计 课程设计 题目轻型货车车架设计 班级M11车辆工程 姓名刘符利 学号 1121111015 指导教师智淑亚 2014年12

摘要 本设计课题是关于轻型载货汽车的车架设计。所设计的车架结构形式是前后等宽的边梁式车架，其中纵梁和横梁的截面形状都采用槽型，纵梁与横梁通过焊接连接。本说明书涉及了现阶段载货汽车技术的发展趋势，以及国内外载货汽车车架的发展状。 关键词：轻型货车、车架、设计

1 绪论 1.1概述 汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。 车架作为汽车的承载基体，为货车、中型及以下的客车、中高级和高级轿车所采用，支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。为此，车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上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；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。车架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。 本说明书只是叙述非承载式车身结构形式中单独的车架系统。承载式汽车，前、后悬架装置，发动机及变速器等传动系部件施加的作用力均由车架承受，所以，车架总成的刚性、强度及振动特性等几乎完全决定了车辆整体的强度、刚度和振动特性。设计时在确保车架总成性能的同时，还应对车架性能和匹配性进行认真的研究。车架结构很多都是用电弧焊焊接而成，容易产生焊接变形。在设计方面对精度有要求的部位不得出现集中焊接，或者从部件结构方面下工夫，尽量确保各个总成的精度。另外，与其他焊接方法相对比，采用电弧焊的话，后端部容易出现比较大的缺口，出现应力集中现象。所以，应对接头位置和焊接端部进行处理。 车架受力状态极为复杂。汽车静止时，它在悬架系统的支撑下，承受着汽车各部件及载荷的重力，引起纵梁的弯曲和偏心扭转。如汽车所处的路面不平，车架还将呈现整体扭转。汽车行驶时，载荷和汽车各部件的自身质量及其工作载荷（如驱动力、制动力和转向力等）将使车架各部件承受着不同方向、不同程度和随机变化的动载荷，车架的弯曲、偏心扭转和整体扭转将更严重，同时还会出现侧弯、菱形倾向，以及各种弯曲和扭转振动。同时，有些装置件还可能使车架产生较大的装置载荷。 随着计算机技术的发展，在产品开发阶段，对车架静应力、刚度、振动模态以至动应力和碰撞安全等已可进行有限元分析，对其轻量化、使用寿命，以及振

悬置设计指南

1 发动机悬置系统的设计指南

1.1 悬置系统的设计意义及目标简介 现代汽车发动机无一不是采用弹性支承安装的，这在汽车行业称之为“悬置”，在力学及振动工程中则是个隔振问题。如果不用中间弹性元件而直接将发动机刚性地固紧在汽车车架（底盘）上，则当汽车在不平坦的路面上行驶时将导致机身由于车架的变形、冲击而损坏；而当汽车在平坦光滑的路面上行使时来自发动机的振动将导致车架、车身产生令人厌恶的结构噪声。此外弹性悬置还能补偿在发动机安装及运动过程中由车架变形导致的相对位置的不精确。 由此可知，悬置系统的设计目标值： 1) 能在所有工况下承受动、静载荷，并使发动机总成在所有方向上的位移处于可接受的范围内，不与底盘上的其它零部件发生干涉； 2) 能充分地隔离由发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递，降低振动噪声； 3) 能充分地隔离由于地面不平产生的通过悬置而传向发动机的振动，降低振动噪声； 4) 保证发动机机体与飞轮壳的连接弯矩不超过发动机厂家的允许值。

1.2 悬置系统的布置方式选择 每个隔振器（悬置系统）不论其结构形状如何都可以看作由三个相互垂直的弹簧组成，按照这三个弹簧的刚度轴线和参考坐标轴线间的相对位置关系，悬置系统弹性支承的布置可以有常见的三种不同方式： 1) 平置式。这是常用的、传统的布置方式，其特征是布局简单、安装容易。在这种布置方式中，每个弹性支承的三个相互垂直的刚度轴各自对应地平行于所选取的参考坐标轴。 2) 斜置式。这是一种目前汽车发动机中用得最多的布置方式。在这种布置方式中，每个弹性支承的三个相互垂直的刚度轴相对于参考坐标轴的布置是：除一个轴平行于参考坐标外，其他两个轴分别与参考坐标轴有一夹角。一般斜置式的弹性支承都是成对地对称布置于垂向纵剖面的两侧，但每对之间的夹角可以不同，坐标位置也可任意。这种布置方式的最大优点是：它既有较强的横向刚度，又有足够的横摇柔度，因此特别适用于象汽车发动机这样既要求有较大的横向稳定性，又要求有较低的横摇固有频率以隔离由不均匀扭矩引起的横摇振动。此外，它还可以通过斜置角度、布置位置以及隔振器两个方向上的刚度比等适当配合来达到横向——横摇解耦的目的，这是平置式较难做到的。 3) 会聚式。这种布置方式的特点是弹性支承的所有隔振器的主要刚度轴均会聚相交于同一点。除了有良好的稳定性外它最大的优点是可以通过调节倾斜角度和布置坐标的关系来获得六种完全独立的

车架轻量化设计

摘要 本田节能赛车车架是赛车的重要组成部分，车架承载着赛车所有的零部件及总成。赛车在进行比赛时，来自赛道的全部载荷将传递给车架，所以强度、刚度在车架的设计、制作过程中扮演着重要角色。利用 solidworks 软件平台对赛车车架进行三维建模，结合有限元原理，在计算机上运用 ANSYS软件组建基于管状单元的车架分析模型，并且对其进行简化；运用有限元分析软件对车架结构进行满载工况下进行下进行强度刚度分析，得到车架结构，并通过试验验证建立的车架结构有限元模型是正确的；利用有限元分析结果，改进车架结构设计，在确保其强度、刚度的前提条件下，减少车架材料的使用，降低车架结构的质量；最后，运用有限元分析软件对改进优化后的最新的车架结构分析，结果显示车架结构改进设计是合理的、安全的，满足设计要求。 关键词：车架；轻量化；优化；仿真 ABSTRACT Honda energy-saving car frame is an important part of the car frame, car carrying all parts and assemblies. The car in the game, all of the load from the track will be passed to the frame, so the strength and stiffness of the frame design, in the production process plays an important role. Three dimensional modeling of car frame using SolidWorks software platform, combined with the principle of finite element method, using the ANSYS software in the computer analysis model on the formation of tubular frame based on the element, and it is simplified; using finite element analysis software of frame structure under the condition of full load stiffness strength analysis, get the frame structure, frame finite element the structure model and verify the correctness; using the finite element analysis results, the improved frame structure design,in order to ensure the strength and stiffness of the premise, to reduce the use of frame materials, reduce the quality of the frame structure; finally, by the analysis of the frame structure of the latest improved finite element analysis software, the results show that the frame structure design is reasonable and safe, meet the requirements of design. Key Words：Frame；lightweight；optimization；Simulation 1 绪论 1.1 背景 当前能源危机已经越来越显现，而与之同时汽车的节能减排已经成为了社会热点问 题之一。 现如今世界石油消耗量逐年增加，全球从1970年的23亿吨提升到了2006年的35亿 吨。虽然从我们得知的消息—所探明的石油储量一直在递增。但以现阶段原油的消耗速度来看，到 21 世纪中叶的时候，地球石油资源就会接近枯竭，这已成为我们不得不面对的一个现实性问题。海外的许多发达国家在 20 世纪中期的时候就已开始进行了战略调整，他们那时已经意识到凭借传统石化资源类似推动经济增长的这种模式已经走到了尽头，我们需要寻求一种新的能源来解决未来这种可

汽车车架设计指南

目录 第三章车架 1 车架的主要功能 (3) 2 车架的类型 (3) 2.1 主要类型 (3) 2.2 车架的主要结构件 (4) 3 车架的功能设计要求 (8) 4 车架的设计和计算 (8) 4.1 车架的主要载荷 (8) 4.2 车架的主要设计内容 (9) 4.3 车架的设计计算举例 (10) 5 车架的工艺介绍 (12) 5.1 副车架的制造 (12) 5.2 总成检验 (13) 5.3 质量保证 (13) 5.4 生产技术新动向 (13) 6 车架常用材料的选择 (14)

第三章车架

1 车架的主要功能 车架是整个汽车的基体，汽车上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、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用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，是整改底盘的骨架。 2 车架的类型 2.1 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。下图的车架就属于此类型，如下图1。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车，皮卡和大多数的越野汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 图1车架 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。

悬架用减振器设计指南设计

悬架用减振器设计指南 一、功用、结构： 1、功用 减振器是产生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰减汽车的振动,改善汽车的行驶平顺性,增强车轮和地面的附着力.另外,减振器能够降低车身部分的动载荷,延长汽车的使用寿命.目前在汽车上广泛使用的减振器主要是筒式液力减振器,其结构可分为双筒式,单筒充气式和双筒充气式三种. 导向机构的作用是传递力和力矩,同时兼起导向作用.在汽车的行驶过程当中,能够控制车轮的运动轨迹。 汽车悬架系统中弹性元件的作用是使车辆在行驶时由于不平路面产生的 振动得到缓冲，减少车身的加速度从而减少有关零件的动负荷和动应力。如 果只有弹性元件，则汽车在受到一次冲击后振动会持续下去。但汽车是在连 续不平的路面上行驶的，由于连续不平产生的连续冲击必然使汽车振动加剧， 甚至发生共振，反而使车身的动负荷增加。所以悬架中的阻尼必须与弹性元 件特性相匹配。 2、产品结构定义 ①减振器总成一般由：防尘罩、油封、导向座、阀系、储油缸筒、工作缸筒、活塞杆构成。 ②奇瑞现有的减振器总成形式：

二、设计目的及要求： 1、相关术语 *减振器 利用液体在流经阻尼孔时孔壁与油液间的摩擦和液体分子间的摩擦形成对振动的阻尼力,将振动能量转化为热能,进而达到衰减汽车振动,改善汽车行驶平顺性，提高汽车的操纵性和稳定性的一种装置。 *阻尼特性 减振器在规定的行程和试验频率下，作相对简谐运动，其阻力（F）与位移（S）的关系为阻尼特性。在多种速度下所构成的曲线（F-S）称示功图。 *速度特性 减振器在规定的行程和试验频率下，作相对简谐运动，其阻力（F）与速度（V）的关系为速度特性。在多种速度下所构成的曲线（F-V）称速度特性图。 *温度特性 减振器在规定速度下，并在多种温度的条件下，所测得的阻力（F）随温度（t）的变化关系为温度特性。其所构成的曲线（F-t）称温度特性图。 *耐久特性 减振器在规定的工况下，在规定的运转次数后，其特性的变化称为耐久特性。 *气体反弹力 对于充气减振器，活塞杆从最大极限长度位置下压到减振器行程中心时，气体作用于活塞杆上的力为气体反弹力。 *摩擦力

副车架的改装分析及设计要点

专用汽车副车架的改装分析及设计要点 专用汽车的各种专用装置都直接或间接地安装在汽车底盘车架（简称主车架）上，即主车架是专用汽车上专用装置的主要承载构件。设计中，为了防止主车架纵梁的应力集中，使纵梁载荷均匀分布，一般在专用装置与主车架之间采用副车架过渡。通过近几年对专用汽车使用情况的调查发现，专用汽车副车架出现裂纹、断裂及焊缝撕裂现象是专用汽车使用中存在的主要问题，而副车架的载荷分析是否正确、结构设计是否合理，则是产生这些现象的重要原因。 2 副车架的结构分析 专用汽车在使用中，其副车架纵梁出现的裂纹、断裂及焊缝撕裂现象，以自卸汽车尤为严重。下面以自卸汽车为例，对副车架所受的静载荷、动载荷和疲劳破坏三方面进行分析。 2 . 1 静载荷分析 副车架所受的静载荷主要有焊接应力和静弯曲应力等。 2 . 1 . 1 焊接应力 副车架在焊接加工过程中产生的焊接应力对其焊缝的强度及冲击值都有较大影响，特别是三项应力集中的部位，极易产生裂纹。若焊接尺寸过长、焊缝不均匀，均可使焊接应力增大。焊接应力影响较大的部位，一般出现在纵梁焊有腹板处，如图l 中a 、b 、c 、d 等处。 2 . 1 . 2 静弯曲应力 以自卸汽车为例，设主车架纵梁与副车架纵梁为一整体（简称组合梁），货物重量与车厢自重的合力G 均匀作用在组合梁上面，使后桥支点O的两边有向下弯曲的趋势，即载荷P0和Pl （参看图2 ) ，支点后边的载荷通过后翻转轴传至副车架。通过下面公式可简略地计算出组合梁所受弯曲应力σ。

由此可知，汽车大梁与副车架纵梁在后桥部位承受较大的弯曲应力，其后悬越长，

弯曲应力越大。此外作用在组合大梁的垂直载荷在偏离各自的弯曲中心时，除产生弯曲应力外，还会产生扭转变形。 2 . 2 动载荷分析 汽车在行驶过程中，上述的弯曲应力与扭转应力都将变为动载荷，即出现动弯曲应力和扭转应力，其值将比静载荷大3～4 倍。另外，行驶路面的好坏以及载荷分布不均匀，也使副车架纵梁产生严重的扭转变形。一般来说，在副车架纵梁所受的弯曲和扭转复合应力中，扭转应力是主要的，其值将随副车架装置条件的不同而有显著变化。如纵梁在装有加强腹板的地方扭转应力会减小，但在它们的交界处（刚度变化的地方）扭转应力会增大。 2 . 3 疲劳破坏分析 疲劳破坏是由于构件外部形状的突变以及材料不均匀等原因，使构件某些局部应力特别高。而汽车是一个复杂的多质量振动系统，振动意味着交变应力长期重复出现，在交变应力的作用下，应力较高的点或材料有缺陷的点逐步形成了裂纹。当裂纹扩展到一定程度时，遇到偶然的超载冲击，构件就会沿薄弱的截面发生突然脆性断裂。 由于专用汽车在行驶中其副车架的受力情况比较复杂，结构设计时，必须针对其受力情况进行合理布局。否则副车架即会出现裂纹、断裂及焊缝撕裂等缺陷，严重影响专用汽车的使用寿命。 3 副车架的结构设计 了解了副车架的受力情况，则可在副车架的设计中采取相应措施，最大限度地避免副车架产生上述各种缺陷。副车架的设计应从两方面考虑其结构，一是副车架对主车架强度的影响，二是副车架自身的强度问题。 3 . 1 副车架纵梁（简称副梁）的前端形状 为避免副梁前端刚度的突然变化对主车架造成的应力集中，同时为防止汽车制动时和超载后副车架对主车架冲击而产生的附加集中应力，通常在设计中将副梁的前端做成逐步过渡的形式，如图3 所示。 3 . 2 腹板的采用 副车架纵梁多数采用槽形截面，在承受较大载荷部位，采用腹板将槽形盒封闭，