车架设计手册

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4.1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。

4.2 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，4.3 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。

4.4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）。

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ABSTRACTThat 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目录第一章绪论 (1)1.1 课题的研究背景、意义 (1)1.1.1、课题的研究背景 (1)1.1.2、课题的研究意义 (1)第二章副车架总体方案设计 (4)2.1副车架截面形状及尺寸的设计 (6)2.2副车架前端形状的设计 (7)2.3举升机构位置的设计 (8)2.4连接结构安装位置的选择 (9)2.5铰支座位置的设计 (11)2.6副车架在二类底盘上的布置 (11)第三章副车架及相关零部件结构设计 (13)3.1纵梁的设计 (13)3.1.1纵梁结构、材料设计 (13)3.1.1纵梁强度校核 (13)3.2横梁的设计 (19)3.3连接结构的设计 (20)3.3.1副车架纵梁与横梁的连接方式的选择 (20)3.3.2铆缝的强度计算 (21)3.3.2焊接强度的计算 (22)3.4铰支座的设计 (23)3.4.1车厢与副车架连接铰支座的设计 (23)3.4.2举升机构与副车架连接铰支座的设计 (24)第四章结论 (25)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)第一章绪论1.1 课题的研究背景、意义1.1.1、课题的研究背景自卸汽车是利用汽车本身的发动机动力驱动液压举升机构，使车厢倾斜一定角度进行卸货，并依靠车厢自重自动落下复位的专用汽车。

车架设计手册随着汽车工业的快速发展，车辆的性能和风格也变得越来越多样化，车架的设计变得更加复杂。

一个优秀的车架设计是实现汽车性能和安全的关键因素之一。

这个手册将向你介绍一些车架设计的基本原则，包括材料选择、结构设计，以及一些设计工具的使用等。

材料选择车架的材料是车架设计的一个关键因素。

下面是一些常见的材料：钢材钢材是最常见的车架材料之一，因为它价格低廉并且易于加工。

钢是一种强度和耐用性都很不错的材料，可以承受较大的重量和负载。

但同时，钢材也很重，并且容易受到腐蚀和锈蚀。

铝合金铝合金是一种轻质材料，具有高强度和高抗腐蚀性。

它比钢材轻得多，有助于提高汽车的燃油效率。

但是铝合金的成本较高，而且不如钢材坚固。

碳纤维碳纤维是一种新型材料，它的强度和刚度已经超过了传统的材料。

碳纤维是一种非常轻便的材料，可以减少车辆的重量并提高燃油效率。

但是，碳纤维材料的成本非常高，而且制造和加工比较复杂。

需要注意的是，在选择车架材料时，要考虑车辆的用途和预算。

不同的材料适合不同的车辆和用途，选择合适的材料可以提高车辆的性能和降低成本。

结构设计在进行车架设计时，应该考虑材料的强度，耐久性和负载。

一个优秀的车架应该保证优秀的稳定性和可靠性，同时轻便和易于操作。

下面是一些车架结构设计的原则。

三角形结构车架的三角形结构可以提高车架的强度，稳定性和刚度。

三角形结构可以有效地分散力量，使车架保持稳定，并且减少振动和晃动。

可扩展结构一个好的车架应该可以适应不同的车辆需求。

一个可扩展的车架可以根据需要增加或减少长度和高度，以适应不同的负载和需要。

多功能设计车架的结构设计应该能够适应不同的功能。

例如，一个越野车需要一个坚固的车架来抵御颠簸和振动，一个速度型赛车需要一个轻便和刚性的车架来提高速度。

因此，车架的结构设计应该考虑车辆的用途和不同的功能需求。

需要注意的是，在进行车架结构设计时，应该采用真实的负载数据来进行测试和仿真分析。

这样可以确保设计合适的车架结构，以保证车辆的性能和安全。

小车车架设计说明书(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。

车架设计说明书(总25页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--题目：氧传感器演示台设计专业：车辆工程班级：0902宿舍： I3-204+201 学生：杨辉宝、张鑫、李峰府程鹏、刘驹扬、赵崇建陈怡玲指导老师：刘成武目录1.引言 (3)2．车架设计和制造的整体思路 (3)、车架的设计思路 (3)、车架的制造思路 (3)3.车架整体设计 (3)、车架形式的选择 (4)、车架材料的选择 (4)、车架用钢管规则选择 (4)、车架各部分设计 (5)4.车架制作 (14)、车架制作的问题与解决方案 (14)、车架焊接顺序 (15)、车架受力分析及计算 (15)5.设计车架的发展趋势 (17)、材料方面 (17)、结构方面 (17)6.课程设计总结 (22)1．引言赛车的车架是支撑赛车其他部件，构成赛车主体的重要部件。

该报告就是叙述车架从最初设计到最后制成整个过程的，其主要包含四大部分内容：车架外形设计、车架模拟力学分析、车架制作以及缓冲结构数据报告。

车架外形设计从车架的形式选择、材料选择、管件规格选择和各部分详细设计等方面进行了叙述。

车架模拟力学分析主要运用ANSYS力学分析软件对车架模型进行了计算机模拟分析，完成的主要工作有静载分析、翻车情况分析、运动模态分析和车架扭转刚度分析。

车架制作部分详细阐述车架的焊接步骤，并叙述了在车架焊接中遇到的各种问题以及解决方法。

由于规则中还明确要求对缓冲结构进行性能试验并给出试验数据报告，所以该报告也给出了缓冲结构试验的报告。

除了这三部分工作，在本报告的最后还指出了设计中的缺陷并提出改进方案，为今后的设计提供了重要经验。

2．车架设计和制造的整体思路、车架设计思路如果把一辆赛车比作一个充满活力的运动员的话，车架就是他的骨骼。

如同骨骼是人的重要组成部分，车架对于赛车来说也是最重要的部分之一。

一个运动员要想得到好成绩，他的骨骼就必须要轻并且强劲。

车架设计手册车架是汽车、机器人、航空器等各类交通工具中的重要组成部分。

正确的车架设计可以提高交通工具的稳定性、承重能力和安全性。

本手册将介绍车架设计的基本原理和注意事项。

车架设计的重要性车架是交通工具的骨架，其设计要求必须满足一定的强度、刚度和耐久性。

从强度学角度来说，车架必须能够承受各种力和载荷，同时保证结构的稳定性和安全性。

从使用寿命角度来说，车架必须能够经受住长期使用和环境的变化，而不出现损坏或疲劳裂纹等问题。

因此，车架设计的重要性不言而喻。

车架设计的基本原理车架设计的基本原理包括材料选择、受力分析、刚度计算、几何形状确定等方面。

下面将分别介绍每个方面的设计原则。

材料选择原则车架的材料选择要根据设计要求和客户需求来确定。

通常选择的材料要满足强度高、重量轻、价格合理等条件。

常用的材料有钢、铝、碳纤维等。

不同的材料具有不同的强度和弹性模量，其选用要根据实际情况进行调整。

受力分析原则车架需要承受各种载荷和力，因此设计时需要进行受力分析。

理论上，车架的受力分析应该采用有限元分析等数学模型进行计算。

但在实际设计中，可以采用近似方法，也可以通过经验公式等方法进行计算。

受力分析的结果应该用于判断车架的强度和刚度情况，以便对设计进行调整。

刚度计算原则车架的刚度是其稳定性的关键指标。

刚度的计算要根据车架的整体结构、材料、截面尺寸和安装方式等多个因素进行考虑。

通常情况下，车架的刚度可以通过直接拟合或计算得出。

同时，刚度的计算还要考虑其对车辆操控性和行驶舒适度的影响。

几何形状确定原则车架的几何形状对其强度、刚度和外观等方面的影响非常大。

常见的车架形状有方管式、圆管式、H型钢式等。

不同的形状具有不同的刚度和强度特点。

因此，在进行车架设计时，几何形状的选择要综合考虑材料的特性、受力分析结果和使用要求等因素，以确保车架的性能和稳定性。

车架设计的注意事项在进行车架设计时，还需注意以下事项：安全性车架的安全性是设计的首要考虑因素。

车身骨架设计手册1 范围说明：本章写标准中规范下来的内容，及这些内容适用的范围。

一般是罗列第2章以后的标题，并说明这些内容适用的场合。

如：本标准规定了…….。

本标准适用于…..。

本标准不适用于……。

（“本标准不适用于……”可不写）本标准主要介绍了骨架设计的大体流程，规范了设计步骤，明确了骨架设计的结构，零部件的名称、用材等。

本标准适用于我公司6--12米的大中型营运客车的骨架设计。

2 规范性引用文件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。

说明：本章根据具体情况填写。

引用的文件或标准必须是可得到的公开的文件。

GB 11381-1989 客车顶部静载试验方法GB 13094-2007客车结构安全要求GB/T 17578-1998 客车上部结构强度的规定GB 4780-2000 汽车车身术语QC/T490-2000 汽车车身制图3 符号、代号、术语及其定义说明：1.本章是用来规范符号、代号、术语。

应尽量采用国家和行业标准中的符号、代号、术语。

如果国家和行业标准中没有，可以自行制定。

术语的定义要严格。

2.如果采用国家和行业标准中的符号、代号、术语，应指明“……标准中的符合、代号、术语适用于本标准”。

以前，在产品设计过程中，每位设计人员对骨架部分零件的命名都不尽相同，给人的印象是乱而无章，同时也给物料的查阅带来了麻烦。

针对以上的情况，为方便查阅，规范设计，特对骨架用件的名称给予规范。

3.1 对于下面这个表格所描述的零件，只要是满足其形状要求，不管它用在任何地方，其物料的名称均按表格中规定的名称命名；SAP号码除1、5有专用的代码外，其它均按正常的SAP号码运行。

1、5中SAP号码所代表的含义、及各个名称命名中所代表的含义见骨架部分零件细分的规定。

车架设计手册车架是指用来支撑车子整体的骨架构架，其设计是影响车子整体性能的重要因素。

本手册将介绍车架的设计要点、材料选择、制造工艺以及相关的测试和检测方法。

车架设计要点1.结构强度：车架需要保证足够强度来承受车子的自身重量和外界的荷载。

一些高强度材料如碳纤维、铝合金等可以用来提高车架强度。

2.轻量化设计：车架的质量越轻，则车子的加速和转向性能就越好。

轻量化设计方法包括空心设计、管壁薄化和多稳定设计等。

3.良好的减震性能：车架需要减少来自道路的震动对车子的影响，可以通过增加减震器数量或者改变材料等设计方法来实现。

4.稳定性能优良：车子的稳定性能是指车架在各种行驶状态下都保持平衡和稳定。

保证车子稳定性能可以采用非标准化设计的最佳尺寸，并考虑到车子布局、车底高度等实际因素。

5.美感和个性化：车架设计也需要符合车子整体设计和个性化需求。

车架材料选择1.铝合金：相对于其他金属，铝合金有更好的强度和较轻的质量。

其缺点是比碳纤维容易断裂。

2.碳纤维：碳纤维具有极高的强度和轻盈的质量，几乎不变形和氧化。

其缺点包括比铝合金或钢铁更贵、更易损坏等。

3.钢铁：最常用的车架材料，适用于各种环境和行驶条件。

其缺点包括较重、不适合长期暴露在潮湿地区和容易生锈。

4.钛：高质量钛合金车架与铝合金车架的强度相当，但是相比铝合金车架更为耐用。

其缺点包括相对较贵。

车架制造工艺1.焊接：最常用的方法包括氩弧焊和TIG焊接。

其优点在于效率高，而缺点在于不适合一些高端车架材料的制造工艺。

2.模锻：模锻的优点在于制造出的车架具有一致的形状和强度。

其缺点包括需要一些专业设备和技能。

3.复合材料制造：使用复合材料，通常为碳纤维创建车架。

其制造过程包括设计、剪切、涂覆、压缩和烘干等。

其优点在于可以实现高度个性化的设计，独特的外观和性能优势。

测试和检测方法车架的测试和检测是车架确认性能和质量的必要环节。

1.载荷测试：采用一些成型载荷测量器或开放试验，确定车架的强度和耐受能力。

黑龙江工程学院本科生毕业设计摘要面对国际国内能源的减缩，节能减排已经成为汽车业所面临的主题。

节能环保具有现实意义和深远意义。

车架是汽车的重要组成部分，承受车上装置和来自地面的交变作用力，需要满足一定的刚度和强度。

由HONDA公司发起的节能竞技大赛将会促进更加节能减排的汽车的问世。

汽车节能可以通过很多渠道做到，本设计主要从车辆的轻量化角度出发，通过减少车架质量，从而在满足车架刚度的强度的条件下来进一步减少节油车整车质量。

本设计对整车做了整体总布置，确定了重心的位置。

而且通过PRO/E软件设计出了三个不同结构的模型，然后将三个车架模型转换成工程图。

最后通过ANSYS软件多车架进行进一步的有限元分析，其中包括静力结构分析，模态分析，和基于实际情况的有限元优化设计。

由于车架结构的复杂性，通过有限元软件不但可以减少繁重的计算量，而且可以有效提高计算精度。

通过静力结构可以更为直观的反映出车架受的最大应力和变形，同时便于三种车架比较。

通过模态分析可以看出车架的动态特性，看其是否在发动机怠速状态下与发动机发生共振，应该避免共振。

车架优化设计原则上是以梁段横截面的高、宽和壁厚为设计变量（DV）,以总应力和位移为状态变量（SV），以车架总重量为目标函数的设计过程。

但基于实际，本优化设计是在选出最好的车架模型的基础之上通过加减不同的梁，变换在不同处的梁截面，从而达到对车架优化的目的，进一步实现整车的轻量化而使得节能车更节能、更环保。

关键词：节能车；车架；轻量化；三维建模；静力分析；模态分析；优化设计I黑龙江工程学院本科生毕业设计ABSTRACTFacing the reduce of resource in our country or in the whole world, saving resource and protecting the environment are becoming more and more important nowadays. They have direct and huge meanings .The frame plays an important part in the car.It bends changing machanics from the car and ground, and should satisfied some strength. The composition which is put out by the HONDA Corporation would make more economical car be possible. We have many ways ,but my design is to try to make the frame much lighter. By doing this we can get the frame which meet our requiry. My design do the work that make the car’s components be in its really destination and make sure the location of its gravity. I have made three modes by PRO/E software and changed they into engineering paintings. At last I try to test by software—ANSYS,including statical analysis and motal analysis and getting better results by compariment .because of the frame’s not simpty, analysising by the sortware is more convinent and we can get more accute resaunts. By statical analysis we can get directly pictures of the whole machanic and the leave of the move from is original position. By motal analysis we can diagnose that if the frame will shock with the engine at the same pace. We should get the best resaunts by regarding the width and height in the cut face as the DV, by regarding the whole strength and the leave move from its original location as its SV, by regarding the gravity as its objective function. After thinking the reality, based on finding the best modes, I change different size of different beams so that we can get the best resaunts . Finally will get the most economical frame. It will make the economical car much better in realm of economy and will be good for our environment.Key words：Fuel Efficient Veicle; Frame; Lightweight; Statical Analysis; Motal Analysis ;Optimizasion DesignII黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要 (I)Abstract (II)第 1章绪论 (1)1.1节油车的研究背景 (1)1.2 HONDA节能竞技大赛的规则简介 (2)1.3节能赛车的节能技术简介 (3)1.4节能赛车的车架简介 (4)1.5节能赛车车架的研究的目的和意义 (6)1.6 HQJ-500型节油车车架研究的基本内容及技术路线 (7)第2 章 HQJ-500型车架结构设计与总体布局 (8)2.1节油车车架选用材料 (8)2.2节油车车架结构设计 (8)2.3节油车总体布局 (8)2.4节油车整体质心位置的确定 (10)2.5本章小结 (14)第 3 章基于PRO/E的模型的构建 (15)3.1 Pro/E软件简介 (15)3.2车架三维模型的构建 (15)3.2.1节油车车架方案一模型 (16)3.2.2节油车车架方案二模型 (20)3.2.3 节油车车架方案三模型 (23)3.3本章小结 (26)第 4 章有限元分析与优化设计 (27)4.1有限元分析的简介 (27)4.1.1 有限元法及分析过程简介 (27)4.1.2 ANSYS软件简介 (30)黑龙江工程学院本科生毕业设计4.2 基于对该车车架分析的软件预设置 (32)4.2.1 PRO/E和ANSYS接口的创建 (32)4.2.2 设置内存与选求解器 (34)4.3 节油车车架的结构静力分析 (38)4.3.1 ANSYS参数的定义 (38)4.3.2网格的划分 (38)4.3.3 施加约束和载荷 (39)4.3.4车架的结构静力分析 (44)4.3.5车架静力分析的对比及阶段性结论 (50)4.4 基于实际的节油车车架优化设计 (50)4.4.1优化设计的基本概念 (50)4.4.2基于实际的车架结构的优化设计 (51)4.4.3车架优化设计的阶段性结论 (53)4.5 车架的模态分析 (53)4.5.1有限元模态分析简介 (53)4.5.2优化后车架的模态分析 (53)4.5.3优化后车架模态分析的结论 (57)4.6本章小结 (57)结论 (58)参考文献 (59)致谢 (61)附录 (63)附录A (63)附录B (68)黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章绪论1.1 节油车的研究背景节能与环保是当今世界的重要课题。