在不平道路上的随机颠簸力、卸载时的冲击力。副车架承受弯曲、剪切及起共同作用下的复杂力。所以对副车架的要求就非常高,在选材与校核上更应该加以慎重。
2.4.1 副车架的形状、尺寸及材料的选定
副车架的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同,多采用槽形结构,其截面形状尺寸取决于自卸车的型式及其承受载荷的大小。副车架的材料采用16Mn板材压制的型钢经铆接和焊接而成。为了避免由于副车架刚度的突然改变而引起的汽车车架纵梁的应力集中,副梁前端形式采用U形过渡方式。
其尺寸形状如图2.6所示:l=(1.0~1.2)H
h=(0.6~0.7)H
图2.6 U形过度方式
副车架主架主要由两个纵梁六个横梁组成。
两个纵梁的材料和尺寸:槽钢h=150mm、b=75mm、d=6mm,其截面型式如图2.3所示。
两个铰接横梁材料:外径为102mm普通钢管(GB/T 17395-1998)。 其余四个梁材料:热轧槽钢型号为10,其截面型式参照图2.3尺寸规格如表2—4所示。
副车架的结构如图2.7所示。
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表2—4 热轧槽钢的尺寸规格(GB/T 17395—1988)
理论重量型号 h(mm) b(mm) d(mm) t(mm) r(mm) r1(mm) M?kgm? 10.007 10 100 48 5.3 8.5 8.5 4.2 2.4.2 副车架铰接横梁的校核
对副车架的两根横梁进行受力分析,只要考虑两根梁受力最大时满足
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要求即可。当车厢翻转45时铰接横梁受力最大,车厢整体重量落在副车架的两根横梁的一端,其受力形式如图2.8所示。 1、受力分析
两个梁受力 G总=G载??超+ G超=4000?9.8?2.39+691?9.8N=100460 N (2—1)
图2.7 副车架结构图
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图2.8 副车架横梁的受力分析图
一个梁受力G?G总2?1004602N?50230N
p1=G?sin54? (2—2)
p= p1?Sin54? (2—3)
由(2—2)和(2—3)得:p=G?sin254??50230?sin254??32876N
OA?605.6mm,由静力平衡?MA?0,对A点求力矩得:(已知条件: AB?865mm,OG?1040.5mm)
p?605.6?pB?865?0 (2—4)
由(2—4)得:pB??32876?605.6865N??23017N 所以PA?G?PB??50230?23017?N=73247N 2、作剪力图和弯矩图(如图2.9所示)
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FQ/KN23.017OA50.23B30.42OM/KN·mAB图2.9 剪力图和弯矩图
3、应力校核
从图上梁上所受的最大弯矩Mmax=30.42KN 作用在梁上的最大应力:
?max=Mmaxymax/Iz?MmaxWz?30.42?103?103??1023?1??94102?16Nmm2?146Nmm2??4??[12 ]
材料为16Mn的钢管许用应力?σb??52kgmm2许用应力?b=146/9.8kg/mm2?15kg/mm2???b? 所以梁的强度符合要求。
?GB1591?79?
另外在副车架横梁和副车架纵梁焊接处加装了加强板,可以有效的增加了结合强度。
2.5 副车架与车架的安装方式
副车架与车架之间有20mm的缓冲垫。缓冲垫常选用木质、橡胶、聚合材料等。缓冲垫不仅能衰弱冲击,使载荷分布更均匀,也使副梁避开车架铆钉头等高起物。
副车架在车架上固定时,副梁的前端应尽可能向前伸,副梁前端越靠近驾驶室越好,有利于改善该处的受力情况。
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止推连接板上端通过焊接与副梁固定,而下端则利用螺栓与车架纵梁腹板相连接。止推连接板的优点在于可以承受较大的水平载荷,防止副梁与车架纵梁产生相对水平移动。相邻两止推连接板之间的距离在500~1000mm范围内。
2.5.1 止推连接板的设计和校核
止推连接板的布置方式是一侧两个,结构如图2.10所示。止推连接板的材料为:Q235号钢:?s=205~235Mpa(材料的屈服极限)。: 1、当车厢举升540时副车架所受的水平力p3
如图2.8所示。
p1=G?sin54? (2—5) p3= p1?cos54? (2—6)
由公式(2—7)和(2—8)得:
p3=G?sin54??cos54??50230?sin54??cos54?N?23886N
因为每侧有2个止推连接板,所以平均每个止推连接板受力为:
p31=p32?238862N?11943N
2、松联接螺栓轴向载荷
许用拉应力:? =?s1.7=205/1.7=120.6 Mpa
d??1.3p31??=?1.3?11943?10-6120.6??103mm=11.35mm (2—7)
1/2 通过查询机械设计手册选择了M24型的GB/T 5782-2000的角头螺栓,螺母选GB/T 6170-2000的M24螺母。
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