专用汽车设计常用计算公式汇集.docx

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1、第一章专用汽车的总体设计1总布置参数的确定1.1专用汽车的外廓尺寸（总长、总宽和总高）1.1.1长载货汽车W12m半挂汽车列车W16.5m1.1.2宽W25m（不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装饰线条、挠性挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎及地面接触部分的变形等）1.1.3高W4m（汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态）1.1.4车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处25Omm1.1.5汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高30Omm1.2专用汽车的轴距和轮距1.2.1轴距轴距是影响专用汽车基本性能的主要尺寸参数。轴距的长短除影响汽车的总长外，还影响

2、汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半径、纵向通过半径等，此外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。1.2.2轮距轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。1.3专用汽车的轴载质量及其分配专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的。1.3.1各类专用汽车轴载质量限值（JT701-88公路工程技术标准）汽车最大总质量（kg）100OO150002000030000前轴轴载质量（kg）3000500070006000后轴轴载质量（kg）70001000013000240001.3.2基本计算公式A己知条件a）底盘整备质量Gb）底盘前轴负荷g1c）底盘

3、后轴负荷Zld）上装部分质心位置Le）上装部分质量Gzf）整车装载质量G3（含驾驶室乘员）g）装载货物质心位置L3（水平质心位置）h）轴距4+QB上装部分轴荷分配计算（力矩方程式）例图1g2（前轴负荷）X（例图1）=G2（上装部分质量）XLZ（质心位置g（前轴负荷）-G?（上装部分质量）（上装部分质心位置）I+-L21则后轴负荷Z2=Gg2C载质量轴荷分配计算g3（前轴负荷）=G3L3（载质量水平质心位置）g3（载质量前轴负荷）=G遑乍装载质量U史壑跑KjL，些则后轴负4=*一心D空车轴荷分配计算g空（前轴负荷）=gl（底盘前轴负荷）+g2（上装部分前轴轴荷）Z空（后轴负荷）=Zi（底盘后轴负

4、荷）+Zz（上装部分后轴轴荷）G空（整车整备质量）=g空+Z空E满车轴荷分配计算g满（前轴负荷）=g空+g3Z满（后轴负荷）=Z空+2?G满（满载总质量）=g满十Z满1.4专用汽车的质心位置计算专用汽车的质心位置影响整车的轴荷分配、行驶稳定性和操纵性等，在总体设计时必须要慎重全面考虑计算或验算，特别是质心高度是愈低愈好。1.4.1水平质心位置计算（力矩方程式）A已知条件a）底盘轴距/（4+4）b）整车整备质量G空及满载总质量G满c）空载前轴质量g空及后轴轴载质量Z空d）满载前轴质量g满及后轴轴载质量Z满B空载整车水平质心位置计算（力矩方程式）1.空=g空X，（或+1/%）（或/+4）（质心至后

5、桥中心水平E隅）G空C满载水平质心位置计算1.满（至后桥水平距离）=-X或+J2G（或G1.4.2垂直质心高度位置计算A已知条件a）整车各总成的质量为gib）整车各总成的质心至地面的距离为YiB整车质心高度%=空学（-专用车总质量C空载整车质心高度计算h_g,空（空载时各总成质量XJ（空载时各总成质心高度-:G（J空（整车整备质量D满载整车质心高度计算=g,满（满载时各总成质量X满（满载时各总成质心高度G.满（整车满载总质畲2专用汽车行驶稳定性计算2.1专用汽车横向稳定性计算A已知条件a）专用汽车轮距Bb）专用汽车空载质心高度瓦空c）专用汽车满载质心高度瓦滴d）专用汽车行驶路面附着系数（一般取

6、=0.70.8）保证汽车行驶不发生侧翻的条件：，/电-一专用汽车质心高度2依C保证空车行驶不发生侧翻的条件：D保证满载行驶不发生侧翻的条件：2.2专用汽车纵向稳定性计算A已知条件a）专用汽车质心到后轴中心距离Lb）专用汽车质心高度hgc）专用汽车行驶路面附着系数（一般取=0.70.8）B计算公式保证汽车行驶不发生纵翻的条件：C保证空车行驶不发生纵翻的条件：D保证满载行驶不发生纵翻的条件：3专用汽车有关限值标准及计算3.1载质量利用系数计算A栏板类载货汽车及自卸汽车限值标准GB/T15089总质量M（千克）N1NaN3M3500350012000整车整备质量m（千克）11001100m3500m

7、3500载质量利用系数三0,650.7520.85云1自卸车（纵向）20.55自卸车（纵向）0.65自卸车（纵向）0.75B载质量利用系数计算公式载质量利用系数=最大允许装载质量含额定乘员质党整车整备质量千克）（千克3.2货厢栏板高度计算栏板式载货汽车、栏板式半挂车和栏板式全挂车的货厢栏板高度大于0.6米时，高度限值应按下列公式计算（式中取煤的比容900千克/立方米）货厢栏板高度（米）=最大设计装载质最含额定乘员质撤千克）900X货厢内部长度米）X货厢内部宽凰米）3.3罐式汽车的总容量限值应按下列公式计算（式中取汽油的密度为700千克/立方米）总容量（立方米）最大设计装载质量含额定乘员质量（千

8、克）700（千克/立方米）3.4半挂车的允许最大总质量、最大装载质量和整备质量应符合GB6420的序号轴数基本系列基本型（t）液罐车系列（t）粉罐车系列（t）总质量装载质量整备质量总质量装载质量整备质量总质量装载质量整备质量1二轴4030WIO40402三轴5340135353规定:注：液罐车及粉罐车的最大允许装载质量=总质量一整备质量4专用汽车主要性能参数选择及计算4.1专用汽车在平路行驶时发动机功率计算公式（发动机功率一般为选定值）Piras=2.72GJ匕驷*+CAAP匕史然ZW76140力式中：Ga专用汽车总质量（t）11传动系机械效率（0.850.9）f滚动阻力系数（0.020.03

9、）Cn空气阻力系数（0.8-1.0）An汽车正面投影面积=BnXH0（BD前轮距、HD汽车总高）m2PM发动机最大功率（kw）Va汽车最高车速（km/h）4.2专用汽车比功率标准GB7258标准要求专用汽车比功率24.8kwt4.3专用汽车发动机最大扭矩计算（一般为选定值）Mimas9549PMXK/%Nm式中：Ma=发动机最大扭矩（Nm）（一般为选定值）Pi=发动机最大功率（KW）（一般为选定值）K=发动机扭矩适应性系数，柴油机为1.051.25A=最大功率时的转速（1.42.0）nn（n一最大扭矩时的转速）K=0（发动机扭矩适应性系鹦式中：M=9549上空（n，0（发动机最大功率时输#矩）

10、4.4发动机输出转矩计算公式Mi=anj+bn+cIM1=MSG（N.喻式中：Ml发动机输出转矩（Nm）n发动机输出转速（r/min）Mbm发动机最大输出转距（N，m）MP发动机最大输出功率时的输出转矩（Nm）A一发动机最大输出功率时的曲轴转速（r/min）n.发动机最大输出转矩时的曲轴转速（r/min）abM/max(ME-MP)片Sb %)4.5专用汽车运动平衡方程式Ft=Fr+Fi+FEN式中：Ft一一汽车驱动力（作用在汽车驱动轮上的圆周力）NFf滚动阻力（N）Fi一一坡道阻力（N）F,空气阻力（N）Fj加速阻力（N）F，=式中：m驱动轮动力半径（m）一一变速器的传动比i。一一主减速比Q

11、传动系的机械效率（0.750.9）一一发动机外特性修正系数（0.750.85）4.5.2汽车滚动阻力计算公式Ff-magfcos（N）（g重力加速度9.81ms）式中:叫一一专用汽车（或汽车列车）总质量（kg）道路坡度角f滚动阻力系数（f=f0+kva）（50kmhVa100kmh）（一般取f=0.0100.020）4.5.3专用汽车坡道阻力计算公式Fi=InUgSina（N）4.5.4专用汽车空气阻力计算公式F,=C0A0Va2（N）式中；AD专用汽车的迎风面积（/）（AD可按AP=BDHD估算，BD-轮距，H,汽车高度m）Cd空气阻力系数Nh7Ckm2m2）f（专用汽车CFO.038580

12、.06944）,半挂车的空气阻力系数增加104.5.5加速阻力计算公式Fj=maj(N)式中：-专用汽车旋转质量换算系数j-专用汽车加速度(m/s2)的计算公式为:式中：L车轮的转动惯量(kgm2)If一一飞轮的转动惯量(kgm2)r车轮滚动半径(m)也可以按经验公式估算6值=1+(0.040.06)i02ig2+(0.008-0.013)11k滚动阻力比例系数(0.0001480.00023)4.5.6专用汽车直线行驶时的运动微分方程式muj=AVu2BVil+C1C2(fcos+sina)式中；A=B=ClHC2=Iag4.6专用汽车动力性参数计算4.6.1专用汽车最高车速(km/h)计算

13、公式VamEi1=(Am/IA式中：D=J(8+kG)2-4A(q+0G)4.6.2专用汽车最大爬坡度计算公式：iT(专用汽车最大爬坡度%)=tgamx式中；max-arcsin勺arcsi(E-0Jl+EE=4.6.3加速度计算公式专用汽车最大加速度jmax (ms2)计算公式:Ji=4.6.4专用汽车加速时间计算公式(t加速时间h)(%0.771610411JVt=-AV+BVci+q+C2(fa+kVa)或tO7716l(/+(B+-_fa2A,1+(B+kC2)-DDIn2AVul+(B+kC2)+Dn2AVai+(B+kC2)+D第二章粉罐汽车设计计算公式（以YQ9550GSN为例）

14、1罐体容积计算1.1中间直筒容积计算公式V尸*xL（式中在直筒内径4直筒长度）41.2直角斜锥筒容积计算公式V2普（冬+，+直言）x2（式中外大端直径由小端直径4锥体长度）1.3封头容积计算V3=2xXh2（r-h/3）（式中h封头高度、r封头球面半径）1.4总容积计算公式V-v1+v2+v31.5有效容积计算公式V有效=VLV总Xka（L容积系数0.08）1.6有效装载容积计算公式Va=型（式中，,粉罐的额定装载质量,A粉料堆积密度水泥Ioo（Hg/疝）1.7扩大容积计算公式Vb=kbVa（kb扩大容积系数0.1-0.2）2罐体壁厚计算公式2.1筒体壁厚计算公式（圆筒）-=+C（式中P设计压

15、力取0.3Mpa,Sl筒体壁厚，1筒体内2同X尹-P径，6许用应力，C壁厚附加量）（焊缝系数）2.2锥筒壁厚计算公式2.3封头壁厚计算公式（碟形封头）式中：S3封头壁厚R一封头球面部分内半径r-一封头过渡段转角内半径Mj-封头形状系数二3轴荷分配计算公式3.ifG空箱=上装部分质量X罐体中心至承载桥中心距离/牵引销至承载桥中心距离G空轴=上装部分质量一G空箱3.2G满箱:（上装部分质量+最大载质量）X罐体中心至承载桥中心距离/I牵引销至承载桥中心距离G/轴=（上装部分质量+最大载质量）一G满葡4流态化床主要参数计算公式4.1临界流态化床气流速度计算公式Vf=408R（Z7XlO3）088Xp0

16、6式中:dp颗粒直径m,水泥取88X10%P颗粒真密度（kg/n?）、水泥取3200kg/n?Pg气体密度,在气压P=0.3Mpa、气温T=373K、气体常数R=29.28时，n气体的动力粘度（PaS）取0.0218X10TPa.S4.3粉料带出气流速度（VJ计算公式（粉料悬浮速度）22一V=(-%)xg.3d依中g=9.8Ls2)(水泥的带出气速Vt=225p*O.58ms）4.4最小空床截面积（A.G计算公式空压机排量Q及罐体Aw、A.,的对应值（对水泥）空压机额定排量Q（m7min）4.85.25.47最大空床截面积Ama*（m2）8.889.629.9912.96最小空床截面积Amin

17、（m2）0.1390.1510,1570.2034.5流态化条件计算公式式中：A流化床面积Hi2,Q气体体积流量/S,Vf临界流态化速度m/s,水泥为Vf=9103ms5气力输送系统计算公式5,1输送空气量计算公式式中：k-输送系统的漏气系数，取1.1L2V输送速度（即卸料速度）（kgmin）Pg空气密度（kg/n）3）P输送混合比（水泥取4080）=物料质量/气体质量（Q空气压缩机排量m3/min,&单位时间内输料管排出的粉料体积11i7min）5.2输料管内气流速度计算公式式中：V1在入口处压力下空气流速;Vz在末端压力下空气流速；Qi在入口处压力下空气流量（m/min）；Q?在末端压力下

18、空气流量；PS颗粒密度（kg/m）d输料管内径m计算结果，据经验：V11.3Vl5.3输送系统压力损失计算公式HI=Hd+Hj=Hd+H*+Hh+Hg式中：H1系统全部压力损失（Pa）Hd动压损失（Pa）Hj静压损失（Pa）H、一一直管壁磨擦压力损失Hh一一垂直升高压力损失H4一一各局部阻力压力损失（式中g=9.81m/s:Vm物料速度，V气流速度，H输送混合比，2=0.650.85）（式中入一一摩擦阻力系数，查有手册，或当d=100mm时，取A=0.0235）（L一一直管长度，挠性管接长度加一倍计算m）Hll9.8pk（l+）h（h垂直升高高度m）式中：-各种局部阻力系数（截止阀48,止回阀

19、1.0-2.590弯头L02.0,三通1.5-2.0）摩擦阻力系数=L（0.0125+）（式中L管道内壁系数：无缝钢管取k、=l.0,新焊接钢管1.3,旧焊接钢管1.6）6专业性能和主要参数计算公式6.1平均卸料速度计算公式（式中W实际装载质量t,Am罐内剩余质量t,t卸料时间）6.2剩余率计算公式（11h额定装载质量t）6.3输送混合比计算公式式中：-混合比（即质量浓度）r11s粉粒体质量流量（kg/s）11k气体质量流量（kg/s）Pg气体密度（kgm）Q气体体积流量（m*/s）第三章自卸汽车设计计算公式（以日产柴自卸汽车为例）1前推连杆组合式举升机构计算公式1.1三角臂A点及举升质量质心

20、G点在举升角为的坐标：式中：X而、。、X而、%为8=0。时的坐标值Xa、Ya、Xg、YG为A点和G点坐标（举升角为e时）A点坐标（Xa,Ya）,G点坐标（Xg,YG）1.2求举升角为0时B点坐标：（Xli,YB）1.3求举升角为9时C点坐标，求解方程组：可得举升角为0时的C点坐标（Xe,YC）式中：筋、萌、而、血均为已知值1.4求BD及CE交点下的坐标（Xf、Yf）（解方程）式中：Xb、Yb、Xc、YC为上式可求值,Xd、YD为已知值。（Xe、YE为已知值）1.5求点0至直线以的距离O宓1.6求任意举升角。时对车厢的举升力/（对。点取力矩）zXr=GX%,则1.7求B点到在的距离。萌1.8求B

21、点到而的距离。初1.9任意举升角时的油缸推力计算公式取三角臂ABC为独立体，EMb=O,得：（对B点取力矩）,%l=j，D砌，则式中：餐为任意举升角0时的油缸推力设举升角。为0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52度，共27个点，计算空载及满载时的油缸推力和举升力弓1.10举升机构最大举升角度计算公式式中：反max、丽、而、衣、而、Xe、Ye、Xd、YD为已知条件，求最大举升角（解联立方程）1.U求举升力F厅、油缸推力F工和拉杆内力F而的斜率公式A求FA的斜率和斜角（斜率公式）,而斜角

22、4=TgB求拉杆BD的斜率和斜角（斜率公式）,而斜角儿=总”2C求油缸的斜率和斜角（斜率公式），而斜角A?=也，1.12求拉杆内力/的计算公式（根据平面汇交力系力的平衡条件）式中：F-举升力（己知），F-油缸推力（己知）A5举升力斜角=A3+（A=-tglki）Afi拉杆内力斜角=仅一出+尸A7油缸推力斜角=依”31.13用作图计算法求举升力仆和油缸推力的计算公式（利用AUtOCAD中的自动测绘功能，计算过程可大于简化）举升力油缸推力1.14计算任意举升角时的油缸油压和行程并作油压特性曲线A油缸油压计算公式：（N）式中n系统效率取0.8,d油缸活塞直径mB油缸行程用作图法或解式计算法计算1.1

23、5液压泵选型计算公式A最高油压计算公式式中：PmaX液压泵最高工作压力（Mpa）飞咽车厢额定装载量时最大举升力（N）d油缸活塞直径（m）,n系统效率0.8,中过载系数2B液压泵流量和排量计算及确定a液压缸最大工作容积计算Vzmas=（5max-So）-1O6（式中Sa、So、d为m）4b液压泵额定流量计算公式（式中t举升时间s,k液压系统容积效率0.80.85）c液压泵排量计算公式（式中nB1液压泵额定转速）d、Pa、q和nin确定后，即可对液压泵进行选型C油箱容积计算：V3Vmq,D高压油管内径计算公式高压油管内径：式中Q油泵的额定流量，Vl为高压油管流量，V13.6msE低压油管内径计算公

24、式低压油管内径：式中：V2为低压油管中油的流量,V2lms2举升机构运动干涉计算2.1分析图解说aAABC为举升三角臂，BD为拉杆，O点为倾翻中心b过A点作直线MN及车厢底面平行C以0点到直线MN的距离OM为半径作圆（该圆为倾翻基圆）d在理论计算时可将MN线等效为车厢底面，在实际设计中，车厢底板线及MN线有一定距离2.2C点不及车厢底面MN发生干涉的必须条件：ZCAB+ZBAO+ZOAM180(/CAE、/。AM为已知）在ABAO中ZBAO=cos12+2-2（式中BA、OA为已2BAOA知）当BO线通过D点时，BO为最大值，BOmx=BD+OD则NBAO角为最大值NBAOW则举升机构不发生干

25、涉的条件为：ZCAB+ZOAM+ZB1A1OBA=BA均已知2.4可用作图法分析举升机构的运动干涉情况和拟定解决办法（利用AUtOCAD中的自动测绘功能，可简化计算过程）3自卸汽车车厢、付梁、较支点支座及焊缝强度计算或验算按理论力学、材料力学和机械设计手册中有关公式进行和计算机辅助设计。4车厢后板及开合机构运动分析及计算4.1图不解说：a、Oi点一后栏板较支点，G点一后栏板质心a角为后栏板质心夹角（0绕02点作圆弧运动）b、O2点为车厢倾翻中心（及付梁固定）c、03点为开合机构导臂较支点（及车厢固定）绕d点作圆弧运动d、C点为锁钩较支点（及车厢固定）e、B角为锁钩脱开而后门可打开时的车厢倾翻角

26、f、F为货物对后栏板的推力4.2开合机构及后栏板运动分析（车厢倾翻时）a、车厢倾翻时后栏板绕0点旋转，当车厢倾翻角（举升角）大于Q角时,后栏板在无任何机构约束的情况下，便可自动开启。反之，当车厢下降到倾翻角Wa角时，后栏板在无任何机构约束的情况下，便能自动关闭。b、当开合机构导臂滚轮离开导轨的约束时（车厢举升角为B角时）锁钩在弹簧II的作用下自动开启；而当车厢举升角WB角时，导臂滚轮受导轨的约束，锁钩在弹簧I的作用下（F1F.1）,锁钩自动关闭，起锁定后栏板的作用。c、锁钩及后栏板运动协调条件：a角B角当车厢举升时，锁钩先开启，后栏板后开启：当车厢下降运动时，后栏板先关闭，而锁钩后锁定的运动协

27、调条件就是a角大于B角。a角的大小可以通过后栏板质心位置G和较支点Oi至G的距离h来调整；B角的大小可通过改变O2O3的长度尺寸进行调整。4.3开合机构及后栏板受力分析a、后栏板开启力下（货物对后栏板的推力），自卸车在运行过程中，后栏板受货物的推力，使后栏板有自动开启的趋势。b.锁钩在导轨的约束和弹簧力F弹Xi的作用下有锁定后栏板不会自动开启的功能c、后栏板不会自动开启的约束条件：%利-0资nxbM（货物对后栏板的最大推力）4.4F山确定后，可对弹簧I、弹簧II进行设计计算，对锁钩、拉杆、拉杆叉、轴锁、导臂及支承件进行强度计算（应用材料力学有关公式）4.5QCn29015标准对锁紧机构的技术要

28、求：a、锁紧装置（开合机构）应保证自卸汽车行驶过程中栏板不得自行开启。b、举升角小于最大关闭角时（VB）,栏板应能锁紧；举升角大于最大关闭角时（B）,栏板应开启，锁紧装置不得处于锁紧状态。c、举升角等于或大于完全开启角时（2a）,栏板应能完全开启。d、锁紧装置应开关灵活、锁紧可靠、无卡滞现象。第四章半挂车设计及计算1半挂车的联结尺寸的确定1.1半挂车的前回转半径和牵引车的间隙半径：A、半挂车的前回转半径-是指牵引锁中心至半挂车前端最远点垂线的距离（Rf）B、牵引车的间隙半径（R）一一是指牵引鞍座中心至驾驶室后围或其它附件的最近点垂线距离。一般要求R-RfN15Omln1.2半挂车的间隙半径和牵

29、引车的后回转半径A、半挂车的间隙半径Rr一是指在牵引销中心至鹅颈或支承装置上最近点垂线的距离B、牵引车的后回转半径RC一是指牵引鞍座中心至牵引车车架后端最远点垂线的距离一般要求Ri-R17Omm1.3半挂车牵引销板离地高度和牵引车牵引鞍座板离地高度A、半挂车牵引销板离地高度H3一一是当半挂车处于满载状态下的高度B、牵引车牵引鞍座板离地高度H2一一是指牵引车满载状态下的高度，其值必须H3=H2图中A=L、Lz=LB为后轮宽度，H1为牵引车车架上平面离地面高度，L一一为牵引座的前置距（牵引鞍座中心线至后桥中心的距离），H0一一为牵引鞍座上平面至地平面的距离（牵引车空载时）1.4半挂车相对于牵引车的

30、前俯角和后仰角和BA、前俯角（Q）一一是指半挂车前端最外点和牵引车车架相碰时，半挂车和牵引车之间的相对夹角7。14。B、后仰角（B）-是仰角是指半挂车鹅颈处纵梁下翼板和牵引车尾端点相碰时的夹角B=810（对于越野车B=I6。左右）1.5牵引销尺寸A、50号牵引销，结合直径为50.8mm,最大牵引房量为这5（B、90号牵引销，结合直径为88.9mm,最大牵引房量为这IL1.6牵引销的强度计算A、牵引销的强度计算载荷以承受冲击时的水平力为依据。水平力的大小是假定牵引车紧急制动，而半挂车未能制动而撞击主车的工况考虑，此时所受到的水平力Fd=mbg式中：mb一一半挂车满载时的总质量；g一一重力加速度；

31、一一附着系数B,美国汽车工程师协会（SAE）标准规定牵引销应承受120000磅（533434N）的拉力，而在牵引销工作直径表面上各点都不产品残余应力1.7牵引销板（牵引面板）的强度t式中：一一牵引面板厚度牵引销板的结构简图35一牵引面板材料的屈服1EnJ-屈服极根的标准强日口一一牵引面板材料的泊松I1.8牵引鞍座1.8.1牵引鞍座的分类A、按牵引销直径大小分类：2和3l两种牵引鞍座2B、按牵引座的活动自由度分类：有单自由度和双自由度两种牵引座C、按牵引鞍座材料分类：有钢板冲压焊接式和铸造两种牵引座1.8.2牵引鞍座的垂直和水平载荷半挂车和牵引座的载质量系列半挂车载质量(t)牵引座载质量(t)1

32、0681571225123012164015185020牵引鞍座的水平牵引力Fd(KN)式中：mc一牵引车允许总质量(t)；mk半挂车允许总质量(t)；IDd牵引座上允许最大承载质量(t)1.8.3德国约斯特公司常用牵引座技术参数牵引鞍座载质量(kg)牵引力(KN)(kg)牵引座结构质量(kg)牵引座高度(mm)纵摆角()横摆角()备注2，611501851502，810150185+1502，001552001502，001552501502，2000150185+15032r3600015220019015032y36000260-265290+15一20732T50000-290190+

33、15120注：在约斯特(JOST)牵引座中，2冲压焊接牵引座允许垂直载荷为3-20t;牵引力为22152KN；2铸件牵引座，其允许垂直载荷为1836t,牵引力为128260KN,3工铸件牵座，其允许垂直载荷为3650t,牵2引力为152260KNo(英国约克ROCkinger公司及此类似)2半挂车车架设计及计算2.1半挂车车架载荷分析半挂车车架载荷简化为只考虑车架受静载时的弯曲强度和刚度。车架两梁作为简支梁，且左右对称受载，自身的质量按均匀布置，载质量按集中载质量或均匀分布。2.2半挂车车架的许用应力。按下式计算式中：为纵梁材料的屈服强度，Q235为=24000N/cn2,而Mn材料为3500

34、0Ncm2;n.安全系数取n=l3；n2动载系数取m=2.52.3允许半挂车车架纵梁的最大变形量Y叫Yw=(0.002-0.003)L(L半挂车轴距)2.4半挂车车架纵梁2.4.1鹅颈纵梁高选定A,载质量15t时，取h=160mm左右B.载质量20t时，取h=160210mmC.载质量20t以上时,取L=21023OnIm左右对于阶梯式纵梁，鹅颈高度尺寸h可加高选择。2.4.2半挂车车架的主截面尺寸选定A、载质量15t时，取主截面高度H=300mm左右B、载质量2030t时，取主截面高度H=35045OnIC、载质量4050t时，取主截面高度H=450550mm在纵梁受力较大的区段内可局部增设

35、加强板或变为箱形截面。目前，国外半挂车车架纵梁均采用高腹板结构，其截面高H和翼板宽b之比有大幅度的提高,2=1.8左右，旦=2.74.2bb2.4.3半挂车车架纵梁腹板及翼板尺寸规格表生产厂家翼板规格（宽X厚）（m）腹板厚度（mm）英国约克公司1301213016190X165、6、8美国富华公司127X12.7、152X12.7、152X9.5、152X194.24.6、6.4武汉特汽150X12、150X166、8本公司140X14、140X166、8、10、122.5半挂车车架横梁2.5.2半挂车车架横梁的作用横梁是车架中用来连接左右纵梁从而构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性能好坏及其

36、分布，直接影响着纵梁的内应力大小及其分布，而合理地设计横梁可以保证车架具有足够的扭转刚度。2.5.3常用横梁结构形式A、圆管形横梁或矩形或长方形钢管该结构形式横梁及纵梁焊接固定抗扭性好，有较高的扭转刚度。B、工字型横梁：从载荷过渡上考虑最为理想，但纵梁翼缘和横梁翼缘连接，对扭转约束较大，翼缘可能产生较大的应力，有产生裂纹的可能。C、槽形横梁：多用钢板冲压或折弯成形，制造工艺简单，成本低，但扭转刚度较差。D、箱形横梁：和圆管形横梁一样，具有较好的抗扭性，传递载荷理想。2.5.4半挂车车架横梁布置间距为7001200mm。一般以800宜。2.5.5半挂车车架纵梁和横梁间的连接结构A、横梁和纵梁上下

37、翼缘相连接如图a,这种结构有利于提高车架的扭转刚度，但在受扭严重的情况下，产生约束扭转，纵梁翼缘处会产生较大的应力，该种结构一般在半挂车鹅颈区，支承装置处和后悬支承处采用。B、横梁和纵梁的腹板连接如图b,这种结构刚度较差，允许纵梁截面产生自由翘曲，不产生约束扭转。这种结构形式多用在车架中部横梁上，因一般车架中部扭转变形小。C、横梁同时和纵梁上翼缘及腹板相连接如图c,这种结构兼有以上两种结构特点，故采用较多。其缺点是：作用在纵梁上的力直接传到横梁上，因而要求横梁具有较高的刚度。D、横梁贯穿纵梁腹板相连接如图d,这种结构减少了焊缝，使焊接变形减少，同时还具有腹板承载能力大和在偏载较大时，能使车架各

38、处所产生的应力分布较均匀的优点。是目前国内外广泛采用的新型半挂车车架结构。2.6车架宽度：车架宽度根据轮胎和车轴不同型号而取不同宽度，但从提高整车的横向稳定性以及减少车架纵梁外侧横梁的悬伸长度来看，希望尽可能增大车架宽度（本公司钢板弹簧中心距一般选定为1000mm,则车架宽度为100Omm）2.7半挂车车架支承反力计算（以单轴半挂车为例）式中；RA一前支承（牵引销）反力Rb后支承反力Rti后钢板弹簧前支承反力冗一后钢板弹簧后支承反力1.2一一后钢板弹簧两支承点距离（L=L-IL2,L3=Lk-Il2）22心一一车架单位长度线载荷：（式中G为车架总质量，G。为车架自身质量，G1车架满载均布载荷）

39、2.8半挂车车架内力计算半挂车内力计算公式式中：Qbb截面的剪力Q“a截面的剪力Mbb截面的弯矩M.a截面的弯矩WL一一a、b两截面之间线负荷q图形面积的代数和FQL一a、b两截面之间剪力Q图形面积的代数和半挂车车架的内力计算和绘制剪力图Q和弯矩图M,可以较清楚地看出在设计负荷作用下，各截面的内力变化规律，从而得到设计的控制值和控制截面位置。2.9半挂车车架纵、横梁常用截面力学性能计算2.9.1抗弯截面惯性矩JX及截面W）I计算式中：Jxi一一各简单几何图形对其本身中性轴的轴惯矩Fi一一各简单几何图形的面积ai一一各简单几何图形中性轴及组合截面中性轴的距离a一一组合截面中性轴主截面外边缘的最大

40、距离2.9.2抗剪截面系数也计算式中：JX截面轴惯矩:d截面中性轴处宽度；S*截面最大静矩2.9.3抗扭（纯扭）截面惯矩Jk及截面矩量Wk计算（槽形截面）（槽形截面）式中：h、各简单图形的长宽尺寸；a系数，取a=1.122.10半挂车车架应力的验算弯曲应力剪切应力式中:M一一车架需验算截面的静弯矩W1一一车架需验算截面的抗弯截面模量Q一一车架需验算截面的剪力Wr一一需验算截面的抗剪截面系数一一车架材料抗弯许用应力r车架材料抗剪许用应力（=0.30.56）各国牵引销尺寸参数ISO西德及法国日本英国美国苏联中国50号90号50号90号50号90号50号90号50号90号50号90号50号90号A5

41、0.8+8950.8+89+50.888.9+50.8+88.9+50.8+88.9+50.8+88.950.8+89+10.110.110.10.1270.1270.10.110.10.10.1B730.1114+0.1730.1114+0.173+0.1113.90.173.0250.127113.90.2573+0.1113.90.1730.1114+0.1730.1114+0.1C71.5+111+71.5111+71.5+111+71.4113.971.4+111.171.5111+71.5+1110.40.40.40.40.40.40.380.250.380.380.40.40.40.4D35-32It35-1,e35-321-i.521-335-321-23L754.9320.6+0.2531.75-34.9320.60.3835-319-23521-i.5E70心59W70TS5严7058569.851.558.73+0.2570+0.6658