摩托车车架分类
1.主梁式结构式，也叫脊骨型，结构简单，成本低
2.菱形结构式，又名钻石车架，适合竞赛
3.托架结构式，又名摇篮式，适合越野
课程设计指导书——摩托车车架结构动力学分析 班级：机制0606 学号：012006008018 姓名：张勇杰 指导老师：王彦伟
目录 1. 本课程设计目的 (3) 2．摩托车车架分析条件 (5) 3．分析模型 (8) 4．模态分析 (9) 5．瞬态响应分析 (14) 6．结果分析与总结 (20)
1. 本课程设计目的 近年来,我国摩托车工业飞速发展，在短短十几年间己超过日本一跃成为世界第一摩托车生产大国。然而，与急剧增长的产量相比较极不相称的是国产摩托车的设计开发能力和产品技术含量显得很低，相当多的产品仍是低水平的重复，技术含量高、较为先进的车型都是引进技术或在引进技术基础上改进的车型，国内企业尚无能力独立自主地开发自己的产品，仅仅是在模仿测绘国外的产品。造成这种局面的主要原因，一是对知识产权保护力度不够;二是企业对产品开发投入不足，目前一般大型企业开发投入不足销售额的 1.5%，而国外一般在5%左右:三是缺少高水平的设计开发人才;四是缺乏产品验证手段，至今还没有一个国家级摩托车综合试验场。这就使我国摩托车行业的发展极不健康，如不及时采取措施，面临激烈的市场竞争以及加入世界贸易组织后国外先进车型的冲击，我国摩托车工业将陷入艰难的境地。因此，加大摩托车的科技投入，深入开展提高摩托车设计开发水平的科研工作显得尤为迫切。目前，许多发达国家及我国台湾省等，摩托车产品的开发设计、模拟分析过程全部计算机化和动态化，而国内摩托车的设计水平还停留在测绘仿制、进行传统的静强度校核的静态设计阶段。这种把本属动态性质的问题简化为静态问题来处理的方法，弊病很大.实际摩托车在行驶过程中，受到来自路面连续载荷的冲击及发动机自身工作时运动件惯性力的激励，是在一种振动状态下工作，特别在发生共振时会大大降低结构强度，并增加车体的振动和噪声。传统的方法把整个结构当作刚性系统来设计，
计算车架尺寸公
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在Airborne网站上看到了度量身体个部位长度和计算车架尺寸的公式，供大家参考使用。 1. 测量大腿长度i 此主题相关图片如下： 测量时最好穿骑行服，站于水平硬性地面，并由一人辅助。身体直立，两脚间隔约十公分。用书本或其他类似的东西平置于裆部，并向上施加小于坐车座的适当力度，测量书本顶部至 地面的距离：i 2. 测量身长t 此主题相关图片如下：
姿势与步骤1相同，测量锁骨之间V字槽底部至书本上端的距离：t 3. 测量臂长a 此主题相关图片如下： 水平站立，平伸手臂、掌心向前，测量从虎口到肋骨所在平面的距离 4. 测量肩宽s 此主题相关图片如下：
直立，放松两臂，测量肩关节处的宽度s 以上尺寸每个测量三次，取平均值 根据以上数据可以得到你所需要的车架尺寸： 公路车架尺寸＝i*0.67（cm） 山地车架尺寸＝(i*0.67-11.0)*0.394（英寸） 把立长度＝[(t+a)/2+x]-et 公路车x＝4；山地x＝8；et＝effective top tube length（车架上管有效长度就是第一张 图中的“o”） 你所适合的曲柄长度： 腿长范围（cm）曲柄长度 65cm - 70cm 165mm 71cm - 76cm 170mm 79cm - 81cm 172.5mm 82cm - 90cm 175mm 弯把宽度：（弯把的宽度是指中心至中心的长度） 肩宽范围s 把宽cm 38cm 38 - 40 39cm 40 40cm 40 41cm 40 – 42
参加自行车运动，最重要的器材莫过于您的坐骑——自行车了。 车架作为整个车子的骨架，最大程度地决定、影响了你骑行姿势的正确性和舒适性，所以选择一个合适的车架是至关重要的。 在Airborne网站上看到了度量身体个部位长度和计算车架尺寸的公式，供大家参考使用。 1. 测量大腿长度 测量时最好穿骑行服，站于水平硬性地面，并由一人辅助。身体直立，两脚间隔约十公分。用书本或其他类似的东西平置于裆部，并向上施加小于坐车座的适当力度，测量书本顶部至地面的距离。 【: 回复 yuyu_tom 的文章:】 2. 测量身长
姿势与步骤1相同，测量锁骨之间V字槽底部至书本上端的距离 【: 回复 yuyu_tom 的文章:】 3.测量臂长 水平站立，平伸手臂、掌心向前，测量从虎口到肋骨所在平面的距离。 【: 回复 yuyu_tom 的文章:】 4. 测量肩宽 直立，放松两臂，测量肩关节处的宽度s 以上尺寸每个测量三次，取平均值 根据以上数据可以得到你所需要的车架尺寸： 公路车架尺寸＝i*0.67（cm） 山地车架尺寸＝(i*0.67-11.0)*0.394（英寸）
把立长度＝[(t+a)/2+x]-et 公路车x＝4；山地x＝8；et＝effective top tube length（车架上管有效长度就是第一张图中的“o”） 你所适合的曲柄长度： 腿长范围（cm）曲柄长度 65cm - 70cm 165mm 71cm - 76cm 170mm 79cm - 81cm 172.5mm 82cm - 90cm 175mm 弯把宽度：（弯把的宽度是指中心至中心的长度） 肩宽范围s 把宽cm 38cm 38 - 40 39cm 40 40cm 40 41cm 40 – 42 42cm 42 43cm 42 – 44 44cm 44 45cm 44 46cm 44 - 46
XXX车架强度计算报告 现根据需要，对XXXX车架结构进行调整，对比调整前后的结构状态，进行车架强度计算。根据协议要求，需保证更改后车架的强度满足安全使用要求，同时在支腿工作时，车架的变形量不大于6mm。 一、模型的建立 鉴于UG软件不但具有很强的建模能力，而且还具有很强的数值运算能力和高效的求解技术，本车架利用UGNX8.0建立物理模型后，直接从UG建模模块切换至CAE模块进行有限元网格划分、边界条件加载、NASTRAN求解器求解等工作，从而避免了不同软件模型之间传递的失真问题。 1. 车架的物理模型 整个车架由主纵梁、主横梁、支腿、座圈和支架等几部分组成。保证各个零件之间的相对位置，并且保证它们的联结关系。车架变更前后的物理模型见图1。 图1a 图1b 图1 车架更改前后物理模型 2. 车架的约束
主要考虑上装工作时车架的实际工作情况，可以假定支腿的四个端面为固定面，因此将这四个面上的所有点的自由度全部进行约束，即约束所有点的六个自由度。 3. 车架的载荷加载 根据车架各主要部件的位置，将驾驶室、发动机、变速箱、分动器、油箱等总成的载荷按实际重量加载在车架上，并将16吨的上装载荷加载在座圈三个垫块上，载荷安全系数取3，如图2所示。 图2 模型的边界条件及加载 4. 车架的网格划分 对车架进行网格划分，为提高计算精度，对座圈等关键位置网格细分，见图3.
图3 座圈位置网格细分二、计算结果 1. 更改前后车架强度 图4(a) 更改前
图4(b) 更改后 图4更改前后车架等效应力云图 局部位置应力强度对比见图5、6、7： 图5(a) 更改前
摩托车配件分类明细,摩托车各部件名称重点 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
摩托车配件分类明细 发动机及配件:总成曲轴箱气缸活塞环曲轴气门凸轮轴燃油箱滤清燃油泵机油泵化油器电喷进排气水箱风机其他 传动系统零件:摩托车离合器变速器变速器操纵装置摩托车起动机构摩托车皮带传动组件链传动组件轴传动组件 行走系统零件:车架挡泥板车叉减震减震配件车轮轮毂轮辋等轮胎车锁警报保险杠视镜杂物箱护框等停车架扶手挡风玻璃辅饰 操纵系统零件:方向柱车把、把套和操控装置软轴、拉锁制动器制动踏板、拉杆ABS及其他制动零件 电器与仪表:蓄电池发电机起动电机电刷等整流器超越离合分电器火花塞开关灯具与信号装置喇叭仪表传感器继电器电线束记数器其他电器零件 通用件与相关:密封件橡胶、塑料件橡胶、塑料件硬管、软管粉末冶金件铸锻件、冲压件标准件、紧固件轴承、轴套齿轮涂料、粘合剂润滑油其他材料与加工磁电机摩托车安全用品头盔太阳镜 以下是部分图片谨供参考 总成 曲轴箱 气缸 活塞 活塞环 曲轴 气门
燃油箱 滤清 燃油泵 机油泵 化油器 电喷 进排气 水箱风机 其他 摩托车离合器 变速器 变速器操纵装置 摩托车起动机构(下为分解图) 摩托车皮带传动组件 链传动组件 轴传动组件 车架 挡泥板 车叉 减震 减震配件 车轮
轮辋等 轮胎 车锁警报 保险杠 视镜 杂物箱 护框等 停车架 扶手 挡风玻璃 方向柱 车把、把套和操控装置软轴、拉锁 制动器 制动踏板、拉杆 ABS及其他制动零件蓄电池 发电机 起动电机 电刷等 整流器 超越离合
浅谈摩托车车架焊接工装的设计 焊接工装是摩托车车架制作过程中的关键设备，其设计质量不仅直接影响车架的精度，而且也决定生产效率和工人的作业条件。 1 焊接工艺方案的确定 1.1 准备工作 主要研究原始资料，明确设计任务和进行必要的调查研究。一般应具备下列原始资料。 a）车架的生产纲领（年产量）、生产性质与类型。 b）车架图纸、技术要求及其他相关件的装配关系。 c）车间的生产条件，如作业面积、动力供应及技术水平等。 d）相关技术标准、法规和本企业的发展目标。 1.2 工艺方案的设计 在调查研究和对资料综合分析的基础上拟定车架的工艺方案（包括焊接工艺规程、工程计划表和结构草图等）。需对下列内容进行构思和选择。 a）根据生产纲领等确定车架的生产节拍。 b）根据车架零部件的装配顺序、焊接方法、焊缝的位置及质量要求、生产节拍和各工序工时的均衡来规定生产组织形式和工艺路线的安排，包括划分车架零部件组焊的工序和所需焊接工装的数量及其在车间的布局。 c）实现某种功能拟采用的原理和相应的机构。如定位与夹紧的方式和机构、焊件的翻转或回转等。 d）各工序所需工装的基本构成、车架零部件的定位、夹紧位置和总体布局，主要零部件的基本结构。 2 焊接工装的设计 2.1 焊接工装的设计原则 首先是焊接工装满足工艺技术要求，并应便于操作、安全、可靠及满足外观和经济上的要求。 2.2焊接工装的设计要求 a）焊接工装应具有动作迅速、操作方便，操作位置应处在工人最容易接近、最易操作的部位。特别是手动夹具，其操作力不能过大，操作高度应设在工人最易用力的部位，当夹具处于加紧状态时应能自锁，一般操作高度应控制在800~900mm。 b）焊接工装应有足够的装配、焊接空间，不能影响焊接操作和焊接观察，不妨碍焊件装卸。所有定位元件和夹紧机构的执行元件应可调，即能伸缩和转位。同时必须保证焊接机头的焊接可达性。 c）夹紧可靠，刚性适当。加紧时不能破坏焊接件的定位位置和几何形状（如变形、凹陷、划伤等），且要保证夹紧后不能使焊件松动滑移，可以采取压头行程限位、加大压头接触面积或在压头上安装铜、铝、硬塑料衬垫等措施。 d）为使需要翻转的工操作安全和方便，应设置在任何角度都能自锁的保护装置。 e）在生产时，CO2气体保护焊会产生烟尘和熔融金属的飞溅物，这会损坏工装上外露的光滑定位面、滑动面和焊件的螺纹，故需要有遮掩等措施。 f）夹具的施力点应位于或近于焊件的支撑处，要防止支撑反力与夹紧力或重力形成力偶。 g）注意各种焊接方法在导热、导电、隔磁和绝缘等方面对夹具提出的特殊要求。例如电阻焊时，需要考虑夹具的导电、导热和绝缘性能。 h）夹具上的定位器和夹紧机构的机构形式不宜过多，以利于制造和维护。可采用气动等驱动方式，以提高生产效率和减小工人的劳动强度。 i）优先选用通用化、标准化的夹紧机构以及标准零部件来制作焊接工装夹具。 j）焊接工装作为焊接电源二次回路的组成部分，为避免因弧而发生工作表面的烧损，要使二次回路的一段从焊件最近一端引出，避免焊接电流从工装周身通过。 k）工装易损部位通常设计成可更换结构（如衬套等），且需热处理，表面硬度达到43~48HRC，
------------------------------------------------------------------------------- STRUCTURE NO. 19 *** INITIALIZING DA TA *** DRIVE D ------------------------------------------------------------------------------- 将车架当成刚性横梁计算数据： total total total total total total total members joints springs sections materials ld cases ld combinations 364 215 0 4 1 9 10 job description: frame description: user name: metric or imperial (M/I): M bandwidth optimization (Y/N): Y ld case 1 = selfweight (Y/N): Y 坐标： 214 .7 0 0 0 1 215 17.395 0 0 0 1 ------------------------------------------------------------------------------- STRUCTURE NO. 19 *** SECTION PROPERTY DA TA *** DRIVE D ------------------------------------------------------------------------------- sec X-sectional mom. inertia shear area section mod plastic moment no area mm2 1.0E+06 mm4 mm2 1.0E+06 mm3 capacity kN-m 1 2549 3.964 2549 .0793 2 0 2 5098 20.677 5098 .20677 0 3 958 .128 958 .0049 0 4 100000 100000 100000 1000 0 ------------------------------------------------------------------------------- STRUCTURE NO. 19 *** MEMBER CONNECTIVITY DATA *** DRIVE D ------------------------------------------------------------------------------- member lower greater section material lower greater attribute number joint joint number number end type end type type 361 1 214 4 1 1 1 1 362 45 214 4 1 1 1 1 363 176 215 4 1 1 1 1 364 177 215 4 1 1 1 1
二轮车架 一.车架的功用 摩托车车架用来支撑发动机.变速传动系统以及摩托车乘员.此外车架还为车轮提供安装位置,从而使整个车架又支撑在车轮上.摩托车的前轮作为转向轮可以左右摆动.由于车架是整个摩托车的支撑部分,因此其材料和结构必须有相当的强度和刚性,同时又要求重量轻巧,以便高速行驶.其中两轮摩托车车辆在静止状态时,必须借助于支架来保持平衡:在行驶过程中,必须靠操控来保持平衡.因此,两轮车架要尽量采用重量轻,刚性好的管材或板材.另外在零部件的组成方式上大都以外露的形式装配在车架上的一定空间范围内,在外观造型方面也十分考究. 二.车架的分类 摩托车的使用范围广泛,种类繁多,为了适应各种车辆的使用要求,必须设计出各种不同特性的车架,一般来说,摩托车车架的形式以发动机的大小而异,具体说,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的.从大的组合结构形式来看,分为两大类:1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体,即空间结构型车架.2.以一个主梁为主体骨架,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构车架. 图1.2就是两种类型车架的代表 按结构形式分类 1.摇篮式车架:其特点是摩托车发动机的安装状态犹如婴儿被放在框架的摇篮中一 样,所以称为摇篮式车架.这些空间结构的车架在强度和刚性方面都要好的多,所以 大功率摩托车.高速竞赛车广泛地采用这种车架. 摇篮式车架又可细分为
⑴双排管摇篮式车架：从车架转向立管至发动机下方由两根并排钢管配置.,如LX250-8, ⑵叉形管摇篮式车架：以单根钢管与车架转向立管相接,而在发动机下方为两根并排 钢管配置,例如LX150-. ⑶由单根钢管构成摇篮框架的称为单管摇篮式车架. 这三种车架在使用上的区别是(即在成车开发时对车架的选择):根据发动机的结构形式不同而采用相应的车架.除与发动机的大小和形状外其中最主要的原因是为了更合理地布置发动机的排气管及进气管.如双缸和四缸发动机排气管分置两侧,一般易采用叉形管或单管的车架.三缸发动机排气管置于中间和两边,多采用双排管车架.单缸发动机也采用双排管车架或叉形管车架. 摇篮式车架不但有理想的强度和刚性.而且造型美观,有力感,利于成车的结构布置.但这种车架的生产制造工艺技术要求较高. 2.跨接式菱形车架:(如LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的车架部,直接利 用发动机本身这一刚性体作为车架的一个组成部分,将车架连接起来.所以这种车 架是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成,因此称它为跨接式菱形车架
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。
两轮摩托车车架强度分析流程 一、使用范围 本分析流程适用于本公司两轮摩托车车架的强度分析，主要包括骑士车、踏板车、弯梁车的车架主体（见图1）。 图1车架结构示意图 二、分析思路及理念 根据两轮摩托车和两轮轻便摩托车车架技术条件和试验方法，两轮摩托车车架分析中需要模拟三种典型载荷：水平加载F0、后轮中心部位垂直向上加载F z、副座乘员乘座部位垂直向下加载F s。 校核强度分析中，先对车架进行有限元分析，计算车架的应力分布情况。对于出现应力集中的部位，分析其可能产生的原因，并与该部分所用材料的屈服强度进行比较，判断车架是否会发生屈服破坏，计算该处的安全系数。 为了校核车架的强度，应先列出车架各部分所使用的材料和这些材料的力学性能。如表1所示： 表1车架各部分所用材料力学性能 具体部件所用材料屈服强度（MPa）抗拉强度（MPa） 车头管20号钢245410 脊梁板和加强板08F号钢175295 其他（管件）Q215号钢335-450215 最后，通过校核车架的安全系数，分析车架的安全性，并指出需要加强的地方。 三、分析过程 3.1建立车架的有限元模型 （1）检查和清理原始模型，分析车架结构的合理性（如加强板的位置形状是否合理），如有明显不合理之处与设计人员沟通是否有特殊的设计意图，并确定车架结构可改动的位置及余量。在将原始模型导入有限元软件之前，清理原始模型上对车架强度不起作用的附件。 （2）网格划分，根据车架的实际情况，通常将车架的单元网格划为3-4mm，将厚度均匀的管件及钣金件划为shell单元，将形状不规则的铸铁或铸铝（如连接座，铸铝车架等）划为四面体单元，
在进行网格划分前应先对几何进行处理，将细小特征清除或释放，以提高网格划分效率及网格质量。对容易出现强度问题的区域可进行网格局部细化，以提高有限元计算精度。 （3）将减震器，后摇臂等暂不考虑强度的部件简化为截面相同的梁单元；将发动机假定为一刚性很大的部件，简化为MPC与车架相连。见图2、3、4 图2骑士车有限元模型图3踏板车有限元模型图4弯梁车有限元模型 3.2工况的设定 两轮摩托车车架分析中需要模拟三种典型载荷：车架前轮受水平冲击力F0的工况；车架后轮受路面垂直冲击力F z的工况；后乘座受垂直向下载荷F s的工况。 载荷的计算： 式中： G——摩托车整备质量（kg） K——修正常数，骑式车取 160-190，踏板车和弯梁车去130-160。 g——重力加速度 Ψ——轮胎与地面峰值附着系数 载荷的模拟： a）水平工况：通过在前轮轴心处施加水平方向的载荷，模拟摩托车在急刹车和
摩托车配件行业常见专业名词(摩配必读) 一、车型分类： 骑士车： motorcycle 踏板车：scooter , moped scooter 越野车：dirt bike 弯梁车：cub 沙滩车：ATV 农夫车：UTV 卡丁车：Go kart 小跑：pocket bike 二、动力部分： 顶杆机：CG engine 链条机：CB engine 卧式发动机：Horizontal engine, C series engine, cub engine. GY6发动机：GY6 engine 风冷发动机：air-cooled engine 水冷发动机：water-cooled engine 两冲发动机：2-stroke engine 四冲发动机：4-stroke engine 冲程：stroke 缸头：cylinder head 缸体：cylinder body 缸体总成：cylinder assy. 活塞：piston 活塞环：piston rings 气门：valve 曲轴：crankshaft 凸轮轴：camshaft 摇臂：rocker, rock arm 启动电机：start motor 磁电机：magneto 磁电机定子：stator 磁电机转子：rotor 化油器：carburetor, carb 箱体：case 齿轮：gear 主轴：main shaft 副轴：counter shaft 离合器：clutch 离合器片：clutch disc
脚踏启动器：kick starter 超越离合器：starter clutch 主动轮：driving wheel 从动轮：driven wheel 链轮：sprocket 小飞：front sprocket 大飞：rear sprocket 机油泵：oil pump 三、转向及操纵系统： 前叉：front fork 把手：handle，handle grip 连接板：connecting plate、connection board 仪表：odometer，instrument 开关：switch, switch assy. 灯具：lamps,light 避震，减震器：suspension, absorber, shock absorber 刹车系统：brake system 碟刹总成：disc brake assembly 四、车体件： 塑料件plastic parts 挡风罩wind shield 大撑main stand 平叉Rear fork 坐垫cushion 油箱fuel tank 消声器muffler 脚蹬footrest 大撑main stand 小脚 side stand 挡泥板fender 轮辋wheel rim 轮毂hub,wheel hub 轴axle 辐条 spoke 五、电器件electric parts 高压包electric coil, ignition coil
摩托车车架可靠性分析 摘要：对摩托车车架进行可靠性分析对保障驾驶者的生命安全，提高企业的声誉有着重要的作用。本文分别通过Steinberg三区间法和MSC.Fatigue有限元分析软件分析计算摩托车车架的疲劳寿命，得到摩托车车架的可靠性分析结果。 关键词：摩托车车架；三区间法；有限元 1.基于Steinberg三区间法车架的疲劳分析 摩托车车架在摩托车长期的行驶中每时每刻都会受到疲劳破坏作用，最开始是在某个局部小范围内出现裂纹，然后由于摩托车长期的使用，车架的裂纹会逐步的扩散，直至钢管的断裂，情况严重时会给驾驶员的生命造成伤害，因此对摩托车车架的疲劳分析和对其进行寿命预测是分析摩托车车架可靠性的重要因素。 1.1.疲劳分析的相关概念 疲劳是设备部件在其最大临界状态以内重复性的受到可以容许的力的作用而出现小范围内断裂的现象。作用力的大小、变化幅度、受力点的位置变化以及受力的次数都是影响设备部件疲劳的主要因素。通常在设备部件疲劳设计的相关问题研究中需要测定各种材料的P-S-N曲线和对应的疲劳极限。 1.2.摩托车车架疲劳失效理论 设备部件在载荷的作用下会有一次失效、寿命失效和累计损伤失效这三种失效形式。本文研究摩托车车架的疲劳失效主要考虑车架的累计损伤失效。由于车架的受力是随机的过程，因此进行疲劳损害计算比较困难，为了简化过程，本文采用Steinberg的三区间法计算车架的疲劳损害，即车架在68%情况下，受力值区间为；在95.4%的情况下，受力值区间为；99.73%的情况下，受力值区间为。因此就可以结合miner方法进行疲劳累计计算。Miner是基于受力幅度的大小是固定值的情况下，假设材料在某个固定受力幅度i的情况下材料的寿命为Pi，在随机受力情况下，材料进行了pi次受力实验（pi，1，所以摩托车车架受到疲劳损害，并且已经被破坏了结构。该方法虽然简单易行，但是只能机械判断在一定作用力下车架是否已经因为疲劳而被损坏，而不能具体算出车架的使用寿命。 2.摩托车车架疲劳寿命的有限元分析 2.1.摩托车车架有限元建模 假设某车架的材料为Q235，加入前后减震器、发动机的简化单元，共包含46476个板壳单元，46076个节点单元。车架的有限元模型如图2.1所示。 2.2.摩托车车架材料参数和路面载荷参数
模具设计与制造专业 毕业设计 设计题目：摩托车托架 院（系）机械工程学院专业模具设计与制作班级10模具304学号201010230411 设计人陈首位 指导老师夏江梅 完成日期2013年04月28日 重庆工业职业技术学院
重庆工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书 系部：机械工程学院 专业班级：10模具304班 学生姓名：陈首位 二O一三年四月
毕业设计（论文）任务书 1、课题简介 如图所示为摩托车托架，请分析其工艺及设计模具。 2、技术指标 大批量生产。 3、主要参考资料 1．许发樾．《实用模具设计与制造手册》．第2版．北京．机械工业出版社．2005.10 2.《中国模具设计大典》PDF文件格式．网上下载．
指导教师：教研室主任：系主任
前沿 通过对于冲压模具设计的学习，使我对于模具设计有了一个初步的了解和认识。 在此之前，我也做过几套冲压模具设计。虽然，已经做过几套设计，但是对于冲压模具设计来说，我还是一个新手。因为，我没有任何的经验，只是根据老师所讲的内容进行了一下基本的设计。我知道在企业中，我们这样的程度是完全不够的，我们所需要学习的东西还有很多。 通过之前所做的课程设计，使我对于冲压模具设计有了一个初步的认识。在设计的过程中还从在这很多的问题，都需要我去慢慢学习，去积累经验，找到最优方案和措施！ 在这套设计中，我知道我一定也会遇到很多的问题。但是我相信，我会在老师和同学的帮助下，认真积极地完成这一次的设计。在这次的设计中，摩托车支架弯曲模具设计在设计的时候就需要考虑到回弹、压边力、冲裁力、压力机的型号等等一系列的问题。其中，最重要的就是回弹问题，虽然现在回弹问题还不能够完全解决，但是要尽可能的降低回弹程度，提高制件的精度，延长模具的使用寿命。 通过之前对于冲裁、弯曲、拉伸模具设计的学习，使我对于冲压模具设计有了一些简单的认识和了解！虽然，对于它的学习，周期不是很长，但是我们把最基本的东西已经学完了，剩下的就要靠自己去磨练和积累了
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。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。 钢板经冷冲成形后，其疲劳强度要降低，静强度高、延伸率小的材料的降低幅度更大。常用车架材料在冲压成形后的疲劳强度约为
140~160Mpa 。轻型货车冲压纵梁的钢板厚度为5.0~7.0mm ，槽型断面纵梁上下翼缘的宽度尺寸约为其腹板高度尺寸的35%~40%. 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。 当车架纵梁承受的是均匀分布的载荷时，车架强度的简化计算可按下述进行，但须做一定假设。即认为纵梁为支承在前后轴上的简支梁；空车时簧上负荷Gs 均布在左右纵梁的全长上，满载时有效载荷Ge 则均布在车箱长度范围内的纵梁上；忽略不计局部扭矩的影响。 R f 为一根纵梁的前支承反力，由该图可求得： R f =)]2()2([412c c Ge b L Gs l -+- （1） 在驾驶室的长度范围内这一段纵梁的弯矩为 Mx=R f x-2)(4a x L Gs + （2） 驾驶室后端至后轴这一段纵梁的弯矩为： Mx ˊ= R f x-2)(4a x L Gs +-21)]([4x l c c Ge -- （3） 显然，最大弯矩就发生在这一段梁内。可用对上式中的弯矩 Mx ˊ=f （x ）求导数并令其为0的方法求出最大弯矩发生的位置x ，即 0)(2)(2'1=+--+-=c l x c Ge a x L Gs R dx dMx f （4） 由此求得： )(])(2[1c Ge L Gs c c l Ge L a Gs R x f +-+?- = （5）
一、摩托车的分类 对摩托车的分类，不同国家有不同的分类方法。国际标准（ISO3833-1977）按速度和重量将摩托车分为两类：两用摩托车和摩托车。我国摩托车的分类方法，大致上有两种：一种是按排量和最高设计时速，分为轻便摩托车和摩托车。轻便摩托车发动机工作容积不超过50毫升，最高设计时速不大于50公里。摩托车指发动机工作容积大于50毫升，最高设计时速超过50公里的两轮或三轮摩托车。另一咱是按车轮的数量和位置，分为两轮车、边三轮车和正三轮车三类。 一般习惯上多按用途、结构和发动机型式和工作容积来分类。如仅将它作业城市内、短距离的代步工具，则选用时速不超过50公里，结构紧凑小巧的微型摩托车或轻便摩托车。需要经常往返城乡之间，能二人骑乘，宜选用发动机工作容积125～250毫升的普通摩托车。如行驶的道路条件较差、要求高速行驶或作一般竞赛用，则选用越野摩托车。 二、摩托车的基本组成 摩托车由发动机、传动系统、行走系统、转向、制动系统和电气仪表设备五部分组成。摩托车的总体结构及各部件名称。 （一）发动机 1、摩托车发动机的特点 （1）发动机为二冲程或四冲程汽油机。 （2）采用风冷冷却，有自然风冷与强制风冷两种。一般机型采用依靠行驶中空气吹过气缸盖、气缸套上散热片带走热量的自然风冷冷却方式。大功率摩托车发动机为了保证车速较低与未起步行驶前发动机的冷却，采用装风扇和导风罩、利用强制导入的空气吹冷散热片的强制风冷冷却方式。 （3）发动机的转速高，一般在5000转/分以上。升功率（每升发动机排量所发出的有效功率）大，一般在60千瓦/升左右。这说明摩托车发动机的强化程度高，发动机外形尺寸小。 （4）发动机曲轴箱与离合器、变速箱设计一体，结构紧凑。 2、机体 机体由气缸盖、气缸体和曲轴箱三部分组成，缸盖由铝合金铸造有散热片，新型的四冲程摩托车发动机均采用顶置气门、链条传动、顶置凸轮轴结构方式。气缸体材料以双金属（耐磨铸铁缸套外浇铸铝散热片）为多，以得到较好的散热效果。有些摩托车采用耐磨铸铁缸体，如长江750型、嘉陵JH70型，在一些小型轻便摩托车，如玉河牌YH50Q型小排量（50立方厘米）发动机采用铝合金缸体内壁镀0.15毫米硬铬层的结构。曲轴箱由铝合金压铸由左右两箱体组合而成。有些摩托车在散热征之间加有缓冲块，以抑制散热片振动发出的噪声。 3、曲柄连杆 摩托车发动机的曲轴采用组合式，由左半曲轴、右半曲轴和曲柄销压合而成。左右两半轴的主轴颈上装有滚珠轴承，用以将曲轴支承在曲轴箱上。曲轴的两端分别装有飞轮、磁电机及离合器主动齿轮。连杆为整体式结构，大头为圆环状，内装有滚针轴承与曲柄销组合成曲柄连杆组。在二冲程发动机中活塞环在安装时要注意将活塞环的开口处对准活塞环槽里的定位销，防止活塞环在环槽内转动，产生漏气，划伤缸套上的进、排气口。 4、化油器
车架尺寸计算公式(转自车友论坛) 参加自行车运动，最重要的器材莫过于您的坐骑——自行车了。车架作为整个车子的骨架，最大程度地决定、影响了你骑行姿势的正确性和舒适性，所以选择一个合适的车架是至关重要的。 在Airborne网站上看到了度量身体个部位长度和计算车架尺寸的公式，供大家参考使用。 1. 测量大腿长度i 测量时最好穿骑行服，站于水平硬性地面，并由一人辅助。身体直立，两脚间隔约十公分。用书本或其他类似的东西平置于裆部，并向上施加小于坐车座的适当
力度，测量书本顶部至地面的距离：i 2. 测量身长t 姿势与步骤1相同，测量锁骨之间V字槽底部至书本上端的距离：t 3. 测量臂长a
水平站立，平伸手臂、掌心向前，测量从虎口到肋骨所在平面的距离 4. 测量肩宽s 直立，放松两臂，测量肩关节处的宽度s 以上尺寸每个测量三次，取平均值 根据以上数据可以得到你所需要的车架尺寸： 公路车架尺寸＝i*0.67（cm） 山地车架尺寸＝(i*0.67-11.0)*0.394（英寸） 把立长度＝[(t+a)/2+x]-et 公路车x＝4；山地x＝8；et＝effective top tube length（车架上管有效长度就是第一张图中的“o”）
你所适合的曲柄长度： 腿长范围（cm）曲柄长度 65cm - 70cm 165mm 71cm - 76cm 170mm 79cm - 81cm 172.5mm 82cm - 90cm 175mm 弯把宽度：（弯把的宽度是指中心至中心的长度）肩宽范围s 把宽cm 38cm 38 - 40 39cm 40 40cm 40 41cm 40 – 42 42cm 42 43cm 42 – 44 44cm 44 45cm 44 46cm 44 - 46
介绍比较摩托车车架应选择什么样的材料 对于摩托车车架来说，通常由铝、钢或者合金焊接制作而成，碳素纤维仅仅用于一些特别昂贵或者定制车架。随着摩托车技术的发展，车架材质也不断改进，结构越来越轻巧。目前，CFRP（碳素纤维增强塑料）已渐渐地成为赛车车架的主流。在不久的将来，合金也可能成为车架主要材料，不过车架材料和车架制作方法有很大关联。对于越野自行车（山地车）来说，已从钢管逐步演变到铝、钛、碳纤维（即CFRP）。摩托车虽然有实验性的钛合金和碳素纤维增强塑料车架，但到目前为止，在材料的应用上还远远落后于自行车和山地车。铝是迄今为止最好的山地车车架材料，严格地说，在悬挂出现前，钛因轻巧耐用和所具有的固有弹性（可以吸收山地长途行驶中产生的震动）而成为最好的车架材料，而钢则是仅次于钛的车架材料，其价格相对比较便宜，且具有和钛一样的固有弹性。如维护适当的话，其使用寿命会很长。随着车架悬挂的出现，钛和钢本身固有弹性所具有的优势荡然无存。悬挂所用的衬套和连接结构只能使用最小的侧力来作用，否则会引起车架的弯曲变形。如果希望悬挂效果完美，车架的刚性必须很好。也许你觉得增强车架刚性非常容易，给车架多加点材料就行了，这对铝制车架来说，多加材料是很好的方法；而对钢车架来说，增加材料会使其非常沉重；对钛车架来说，增加材料产生的效果比铝车架要差，不过比钢车架稍好。通常增强车架刚性需要很多艰辛的工作，而且车架不可能无限制地轻。对于越野车来说，其可以选用上述任一种材料，整车的所有功率需要传输到链条上，这需要车架具有很好的刚性，而且整车需要保持较轻的重量，铝便成为越野车最常用的车架材料，它很少会弯曲变形，但如果重量过轻的话，车架容易产生裂缝，这也表明多数铝车架最终会失效，而且车架重量越轻，失效得越快。铝的这种特性非常令人讨厌，当然，坚毅的越野赛车手们不会因此而感到忧虑，对他们来说，不仅希望知道到底什么样的车架材料最好，而且他们也不想长久使用同一辆旧山地车。对于整天进行猛烈行驶的驾驶者来说有许多选择，在经济条件允许且不担心维修的情况下，可以选择使用具有悬挂结构的铝车架，但即使配置一个悬挂座垫杆，当你站在脚蹬上行驶时，仍然很易被弄伤，。当然碳素纤维材料车架刚性很好且重量很轻，也可选择使用。钢则是长途赛车的最佳选择，凭其具有的固有弹性，较长的使用寿命和低廉的价格，使其在所有材料里脱颖而出。对于跨越式行驶用车架来说，强度则是一切，显然碳素纤维很难让人放心。由于重量并不是需要考虑的关键因素，因此也不必选用昂贵的钛材料。在钢和铝中，钢被更多地选用。在所有大公司成立后的3年左右时间内，其用于产品制作的材料都是钢，相比其它材料来说，钢也更易于组装到一起。对于摩托车来说，以往铝制车架从悬抱车架开始，到双管车架成为主流，并一跃成为越野车车架的主流，铝制车架首选量产的是日本的铃木RG250。一直拘泥于延续悬抱车架的铃木GSX-R75也最终演变成双管车架。铝制车架不同于具有较高强度和韧性的钢管车架，在韧性和回复性方面表现销差，但在重量和弹性上有较大的优越性，故成为高性能越野车的基本型式。铝制车的制作方法是将铝板材料压制成型，或将断面制成圆形、角状或目字形，总之都是采取以弯曲管状物的方式来制作车架。当然，像本田的SPADA250铸造车架也无可厚非，其形状也非常地单纯。但像鸟笼一样用许多小口径管构成的复杂设计已经不流行了。杜卡迪L型双缸仍持续致力于圆形切面的钢管车架，并一直保持了摩托车的高性能。杜卡迪916绝美的钢梁车架证明了铁合金在现代仍是最先进的科技，具有轻量和高韧性的优点。钢管车架中的多半是大断面脊背车架以及双悬抱车架。意大利BIMOTA（比莫塔）的DBONE轻量车架正是最佳代表作，车架本身的单体重量只有5kg，但它被撞扁的机率也随之提高了许多，即在摔车或冲击时，车架变形或弯曲的情况会比较严重，所以设计者必须具备有将伤害减到最低限度的能力。钢、铝、钛等金属车架都是将压装成形的各部分材料熔接而组成的，最新的潮流更倾向于将支撑座位、挡泥板等次要零件用螺栓来组合，将车架的主体和副体分开来。如果主车架用铝制，而副车架用钢制，两
车架受力分析基础 一、对车架整车的受力要求 二、车架的受力情况具体分析 三、车架的结构分析 1.车架的基本结构形式 2.车架宽度的确定 3.纵梁的形式、主参数的选择 4.车架的横梁及结构形式 5.车架的连接方式及特点 6.载货车辆采用铆接车架的优点 四、车架的计算 1.简单强度计算分析 2.简单刚度计算分析 3.CAE综合分析 五、附表 2000年7月1日
一、整车对车架的要求 车架是整车各总成的安装基体，对它有以下要求： 1.有足够的强度。要求受复杂的各种载荷而不破坏。要有足够的疲劳强度，在大修里程内不发生疲劳破坏。 2.要有足够的弯曲刚度。保证整车在复杂的受力条件下，固定在车架上的各总成不会因车架的变形而早期损坏或失去正常工作能力。 3.要有足够的扭转刚度。当汽车行使在不平的路面上时，为了保证汽车对路面不平度的适应性，提高汽车的平顺性和通过能力，要求车架具有合适的扭转刚度。对载货汽车，具体要求如下：3.1车架前端到驾驶室后围这一段车架的扭转刚度较高，因为这一段装有前悬架和方向机，如刚度弱而使车架产生扭转变形，势必会影响转向几何特性而导致操纵稳定性变坏。对独立悬架的车型这一点很重要。 3.2包括后悬架在内的车架后部一段的扭转刚度也应较高，防止由于车架产生变形而影响轴转向，侧倾稳定性等。 3.3驾驶室后围到驾驶室前吊耳以前部分车架的刚度应低一些，前后的刚度较高，而大部分的变形都集中在车架中部，还可防止因应力集中而造成局部损坏现象。 4.尽量减轻质量，按等强度要求设计。 二、车架的受力情况分析 1.垂直静载荷： 车身、车架的自重、装在车架上个总成的载重和有效载荷（乘员和货物），该载荷使车架产生弯曲变形。 2.对称垂直动载荷： 车辆在水平道路上高速行使时产生，其值取决于垂直静载荷和加速度，使车架产生弯曲变形。 3.斜对称动载荷 在不平道路上行使时产生的。前后车轮不在同一平面上，车架和车身一起歪斜，使车架发生扭转变形。其大小与道路情况，车身、车架及车架的刚度有关。 4.其它载荷 4.1汽车加速和减速时，轴荷重新分配引起垂直载荷。 4.2汽车转弯时产生的侧向力。 4.3一前轮撞在凸包上，车架水平方向上产生箭切变形。 4.4装在车架上总成（方向机、发动机、减振器）产生的作用反力。 4.5载荷作用线不通过纵梁的弯曲中心（油箱、悬架）而使纵梁产生局部受扭。 因此车架的受力是一复杂的空间力系，纵梁和横梁截面形状和连接的多变多样，使车架的受载更复杂化。车架CAE分析时一轮悬空这种极限工况，即解除一个车轮的约束，分析车架弯扭组合情况下的最大应力。