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§7.3 液压驱动机构的设计与计算
1、制动轮缸直径d的确定
制动轮缸对制动蹄（块）施加的张开力F0与轮刚直径d和制动管路压力p的关系为
d=
4F0 （7－1）
?P制动管路压力不超过10～12Mpa。
取p=11 Mpa 由以前所得数据可以求得前后制动轮缸直径为
d前=22mm d后=22mm 2、制动主缸的直径d0的确定。
第i个轮缸的工作容积为
Vi??4n?1d2i?i （7－2）
式中，di为第i个轮缸活塞的直径：n为轮缸中活塞的数目；?为第i个轮缸活塞
i在完全制动时的行程。
在初步设计时，对鼓式制动器可取?=2～2.5mm。
i所有轮缸的总工作容积为
mV??1vi （7－3）
＝5472mm3
式中： m--轮缸的数目。 在初步设计时，制动主缸的工作容积可取为
V0?1.2V （7－4）
主缸活塞行程S0和活塞直径d0可用下式确定
V0??d0S0/42 （7－5）
一般S0=（0.8～1.2）d0
取： S0=1.045d0
d0=20 mm
又因为主缸的直径d0应在标准规定尺寸系列中选取，
故取d0=20 mm S0=20.9mm 3、制动踏板力Fp 制动踏板力Fp用下式计算
Fp=
?4d20p11ip? （7－6）
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将
d0=20mm p=11MPa ip =7 ?=0.9
代入上式得到制动踏力为
F2p=
??0.02?11?106?1?1?548N4??70.9
式中：ip--踏板机构的传动比；
?--踏板机构及液压主缸的机构效率。
4、制动踏板工作行程Sp
踏板行程（计入衬片或衬片的允许磨损量）对轿车最大不应大于100mm, 大于180mm，在本次设计中根据本车的特点，故取Sp?120mm。 5、制动距离 d初速度V0=30Km/h
ud=?g=0.75?9.8=7.35
tV2d0?0=2
udS
tS=4.72m＜7m
所以符合要求。
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对商用车不 贵州师范大学毕业设计
第八章 车架
§8.1 车架的功用与要求
车架实际上是汽车的骨架，汽车的主要总成、部件和货物等都要安装在它上面，因此它是个重要的承载总成。同时，它还要承受由悬架机构产生的各种反作用力和行驶中产生的动载荷，因此，车架又是个受力很大的部件。 车架应满足下列要求：
1、足够的强度，保证在各种复杂的工况下长期使用不致发生严重的损坏。
2、有合适的刚度，车架应保证车辆在各种使用条件下，固定在车架上的个总成和部件的相对位置变化较小，是它们能正常工作。另一方面，当车辆在不平路面上行驶时，为提高其平顺性和通过能力，又要求车架具有一定的柔度，即扭转刚度不宜过高。
3、质量要小，在保证强度的情况下尽量减小车架质量，以降低材料消耗、制造成本和提高使用的经济性。
4、结构简单，便于制造和维修。此外，车架结构应能使车辆的质心高度尽量降低。
§8.2车架类型方案对比与分析
车架是用钢板冲压成各种形状的构件后装配而成的。微型四轮农用车的车架大多采用矩形钢管作为构件。车架的装配可用铆接，也可用电焊焊接，铆接工艺耗费的工时多，但车架变形小，焊接工艺性好但车架容易产生变形或焊接应力。车架按其结构形状可分为五类。 1、边梁式车架
边梁式车架又称梯形车架，它有两根位于两侧的纵梁和若干根横梁组成。边梁式车架结构简单，制造容易，各总成安装方便，易于变形。车架宽度可以有三种型式： （1） 前窄后宽
为了给前轮转向和转向拉杆留出足够的空间，往往采用这种型式。 （2） 前宽后窄
由于重型载货车辆后轴载荷大，轮胎和钢板弹簧都要加宽，同时又要安装外形尺寸大的发动机，所以只好减少前轮的转向角，使车架成为前宽后窄的形式。 （3） 前后等宽
只要总布置允许，应尽量采用这种型式，因为在冲压不等宽车架纵梁时，容易在转折处的上、下翼面上产生“波纹区”，引起应力集中致使早期出现裂纹或断裂。同时前后等宽车架制造简单。 2、X型车架
X型车架是改进的边梁式车架，它由两根纵梁和X型横梁组成，其目的是为了提高车架的抗扭刚度，但狭长的车架采用X型横梁并无明显的优点，因为X型横梁太长时，受压的一根可能丧失稳定。因此，X型横梁仅对于短而宽的车架较为有效。 3、中梁式车架
中梁式车架又称脊骨式车架，它只有一根位于中央贯穿车辆全长的纵梁，中央纵梁可以是圆管形截面，也可以是箱形截面。中梁前端做出支架，用于固定发动机，传动轴在中梁内通过。主减速器通常固定在中梁的末端而形成断开式驱动桥。在中梁上固定有横梁用于支撑
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车厢和驾驶室。 4、综合式车架
综合式车架一部分为管式梁，其余部分制成叉形，可认为它是中梁式车架的变形。 中梁式和综合式车架，可以较大地提高扭转刚度，但驾驶室、车厢等总成在车架上安装比较复杂，横梁悬臂较长，弯曲应力大。这类车架一般都要用断开式驱动桥，结构比较复杂。
根据以上分析，又因为本次设计的是微型客货两用车车架，应力结构简单，制造容易，各总成安装方便，可采用前窄后宽的边梁式车架。
§8.3 横梁和纵梁的连接
1、横梁和纵梁的连接型式
横梁和纵梁的连接型式主要有：a)横梁固定在纵梁的上下翼面上；b)横梁同时固定在纵梁的腹板与上或下翼面上；c)横梁仅固定在纵梁的腹板上。
第一种连接型式虽然有利于提高车架的整体刚度，但当车架产生较大的扭转变形或纵梁承受较大的局部扭转时，纵梁上下翼面的应力将大幅度增加。
第二种连接型式的缺点是：作用在纵梁上的力直接传到横梁上，使横梁承受较大的载荷，从而易于发生早期破坏，很早就出现质量问题。
第三种连接型式的车架整体刚度虽然小些，但可避免纵梁上下翼面和横梁的早期破坏。 本车架横梁与纵梁的连接即是第三种型式。 2、横梁在纵梁上的固定方法 A、铆接
采用搭接板铆接，适用于大量生产，制造成本低。改变铆钉数目或位置即可改变纵梁的抗扭刚度。 B、焊接
焊接能保证纵梁有较高的抗扭刚度，连接牢固，不易松动，但要求较高的焊接质量和合理的焊接夹具，适用于小批量生产和闭口截面车架。 C、螺栓连接
当横梁位置受总布置限制，为了便于拆装车架上的某些部件时，可采用这种固定方法，其缺点是在长期使用中，容易松动。
本车架纵横梁之间的固定方式为铆接。
§8.4 车架的设计与计算
车架是一个复杂的薄壁框架结构，在车架设计的初级阶段，可对纵梁进行简单的弯曲强度计算，以此来确定车架的断面尺寸。下面是这种简化计算的方法和步骤。 1、弯曲强度计算的基本假设
（1）因为车架结构是左右对称的，左右纵梁的受力相差不大，故可认为纵梁是支撑在汽车前后轴上的简支梁。
（2）空车时的簧上质量（包括车架质量在内）均匀分布在左右二纵梁的全长上，其值可根据汽车底盘结构的统计数据大致估计。一般，对于轻型和中型载货汽车来说，簧上质量约为空车质量的2/3；汽车的有效载荷均匀分布在车厢全长上。
（3）所有的作用力均通过纵梁截面的弯曲中心。实际上，纵梁的某些部位会由于安装外伸
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部件（如油箱、蓄电池等）而产生局部扭转，在设计时通常在此安装一根横梁，使得这种对纵梁的扭转变为对横梁的弯矩。故这种假设不会造成明显的错误。 通过上述假设，将车架由一个静不定的平面框架结构，简化成为一个位于支架上的静定结构。
2、纵梁的弯矩计算
要计算车架纵梁的弯矩，先计算车架前支座反作用力，向后轮中心支座处求矩，可得
F1??1078?9.84?2500msg4l?L?2b? （8－1）
(3660?2?780)
?2239.7N式中：F1--前轮中心支座对任一纵梁的反作用力，N ； L--纵梁的总长，mm ； l--汽车轴距，mm ；
b--纵梁后端到后轴之间的距离，mm ；
ms--满载时的簧上质量（含车架自身质量），Kg ；
g--重力加速度，9.8 m/s
在计算纵梁弯矩时,将纵梁分成两段区域,每一区段的均布载荷可简化为作用于区段中点的集中力.纵梁各端面上的弯矩计算采用弯矩差法,可使计算工作量大大减少.弯矩差法认为:纵梁上某一端面上的弯矩为该断面之前所有力对这点的转矩之和. 1)驾驶室长度段纵梁弯矩的计算
在该区段内,根据弯矩差法,则有:
M
?2
?F1??msg4L????2? （8－2）
2?2239.65??0.718(380??)
式中:M?--纵梁上某一截面的弯矩, N.mm ； --截面到前轮中心的距离,mm ；
?a--车架纵梁前端到前轮中心的距离，mm ；
2）驾驶室后端到后轴段纵梁的弯矩计算
纵梁某一断面上的剪力为该断面之前所有力的和
Q??F1?
msg2L????? （8－3）
?2239.36?1.435(??380)??1.435??1694
式中：Q?--纵梁某断面上的剪力，N。
?对?的导数并 由上可知，纵梁的最大弯矩一定发生在该段纵梁内。其位置可采用求M? 30