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图6.14 副车架额定载荷时剪力及弯矩图
3、副车架强度刚度校核
对于塑性材料,其弯曲正应力强度条件为:
?max?Iz ymaxMmax???? Wz由Wz?即有
?max?Mmaxymax (6.1) Iz41
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式中, Mmax梁内最大弯矩截面弯矩值;
Wz抗弯截面模量;
Iz梁截面对中性轴的惯性矩; ymax最大弯矩截面距中性轴最远处。 对与矩形副车架截面,截面惯性矩Iz Iz??by2dy?即有:
h2h?213bh (6.2) 12?max24308.06774N?m?60?10?3m? 1?3?3m3?60?10m??120?10?12
错误!未找到引用源。
由于副车架设计成对称的矩形,其截面上下边缘最大抗拉应力?t与最大抗压应力
?c相等,即有:
错误!未找到引用源。?510MPa 在所选材料的许用应力范围内[16]。 4、副车架弯曲变形校核
由以上知道副车架的等效简支梁形式,利用叠加法可求得梁的最大挠度ymax和最大转角?max,然后进行副车架弯曲变形的校核。
当梁的形式为图6.15所示形式时,梁的挠曲线方程为:
y??Fbx2l?x2?b2? (0?x?a) (6.3) ?6EIlFbx?13223? (a?x?l) (6.4) x?a?l?bx?x?????6EIl?b?? y??
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图6.15 副车架等效简支梁
梁的转角方程为:
?A??Fabl?b?? (6.5)
6EIlFabl?a?? (6.6)
6EIl ?B??式中,F为作用在梁上的力,规定其向下为正,向上为负;
E为梁构成材料的弹性模量,E?2.1?105MPa; I为梁的惯性矩。
进行叠加后求得,在自卸车额定装载时,其挠度y为:
y??5.50?10?15x3?0.000274507?10?6x (0?x?a) y??5.50?10?15x3?0.000274507?10?6x?0.012863257?10?6 (a?x?l)
即有最大挠度ymax:
ymax?5.50?10?15x3
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求得A、B两处转角?为:
?0.02745?10?8
?0.956860522?10?8 即梁的最大转角?max:
?max?0.956860522?10?8度
由计算的挠度和转角,参照选材的许用挠度和许用最大转角,均在许用数值之内。
6.4本章小结
本章主要对轻型农用自卸汽车的副车架的结构、连接形式、主要尺寸进行了设计,对副车架的刚度和强度进行了校核,综合考虑各种方案的优缺点,选择本设计的设计方案。
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结 论
本次自卸汽车的改装设计是在已有的载货汽车上加装一套举升装置,使汽车具有自动卸货功能。本次设计是在选定总体设计方案的基础上,进行对轻型农用汽车的机械部分,即举升机构的设计、尺寸参数确定、校核,及液压元件的选定。在此过程中完成了以下工作。
(1)了解自卸汽车的概念、功用、结构。并在了解目前专用车改装用底盘类型及应用的基础上,确定选用二类底盘作为此次改装设计用底盘。然后,比较分析举升机构、液压系统、副车架等相关不同方案的优缺点,完成对其的方案选择和作出适当的改进。从而完成对整车总体设计方案的最终确定。
(2)完成对自卸车厢的设计以及举升机构的运动学、力学分析,确定举升机构相关尺寸参数。
(3)在选定的液压系统基础上完成了举升液压缸、液压泵、液压油箱的计算与选型,则在保证其功能实现的基础上完成了对其的简要设计。同时对管路内径、液压油等作了简单的计算与选择。
(4)最后对自卸汽车的副车架的尺寸、连接形式进行了设计并对其进行强度校核。 至此,对轻型农用自卸车的改装设计基本完成。通过这次系统的研究,本人认为创新点就在于给自卸车车厢自动开闭装置,选用了杠杆挂钩。这种杠杆挂钩设计不仅会自卸车卸料自如,结构简单便于维护的优点,而且还较好的解决了运输时掉渣和卸货时的操作方便等问题,有利于自卸车工作效率提高。
本自卸车卸货举升机构,操纵方便省力,坚固耐用,满足各种恶劣条件下的使用要求,防护性好,不宜损坏;结构简单,制造成本低,利于推广;车厢自动开闭机构 通用性强,方便各种车型的装配。本自卸车虽然具有许多优点,但本设计还存在一些问题,例如材料强度不高,密封存在死角,以及液压系统的密封等问题。
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