机械类毕业设计-12m客车车架结构设计及分析、 热吸成型辅机毕业设计.docx

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1、摘要在客车整体结构中，车身既是承受各方向受力的承载受力单元,又是为乘客提供舒适服务的功能单元。作为承载受力单元，车身在客车行驶过程中要承受着来自道路，乘客，车身自重及其它各种复杂载荷的共同作用。客车式这种车身结构，它的显著特征是地板骨架和底盘车架焊接为一个整体。通过在底盘车架左右纵梁上焊接支撑牛腿、连接板等底架构件，将车架和地板骨架通过焊接连接在一起，然后再与左/右侧车身骨架、前/后围车身骨架和顶盖骨架组焊成一个完整的车身六面体。地板骨架和车架共同承关键词:公路客车，客车式车身，设计，有限元分析AbstractIn the bus structure, the body is bearing

2、unit and functional unit. Asbearingunit, body in the passenger car driving to pressure from roads andother variouscomplex load role. Car many important assemblycomponents are body for thecarrier, so the body in the whole bus systemoccupies very important position, thestrength and stiffness of the di

3、rectAbstractIn the bus structure, the body is bearing unit and functional unit. Asbearingunit, body in the passenger car driving to pressure from roads andother variouscomplex load role. Car many important assemblycomponents are body for thecarrier, so the body in the whole bus systemoccupies very i

4、mportant position, thestrength and stiffness of the direct第5章27论文总结27第1章绪论1.1 研究背景中国客车行业从上世纪70年代中期开始起步，经过40年的不断发展和国家汽车产业重点改造，通过引进国外先进技术和合资汽车企业，目前拥有自主研发新车型的能力。随着我国经济的快速增长，中国汽车市场规模越来越大。己形成高，中，低各种类型和档次的产品结构。但总体上，我们与欧美先进水平相比仍有差距。这主要表现在车辆首次故障时间，平均故障率和使用寿命，底盘，电器和其他方面的指数明显低于欧美水平。从上个世纪90年代后半期，我国的大中型客车企业开始走出

5、低谷，快速发展。特别是在2000年后，各大客车公司得到快速发展。经过10年的发展，到2010年客车生产和销售突破40万辆。目前，我国客车不仅能满足我国道路和客运条件，而且还针对不同的国外市场开发出相应的车型，并且在1987年首次出口，之后客车出口不断增加，到2003我国国内客车实现批量出口。但此时出口行为仍然只有少数个体企业和小批量的行为。从2004到2005的出口市场似乎正在积蓄能量，从2006开始，我国客车出口显示完整的爆炸性增长，从2006至2007年客车出口总量保持2位数增长。出口金额超过2004年近10倍，单车出口价格也实现了翻番。在2008和2009年客车市场因全球宏观经济的影响有

6、所下滑,但出口市场的绝对数量的影响比较小。2008全球金融危机后，随着国外稳定的高端客户不断增加，产品附加值的不断增加，中国客车出口己经进入了良陛发展的轨道。2010年，中国客车出口的20194辆,出口金额达到187959. 4万元。如今，我国国产客车的档次、配置水平不断提高，很多客车上采用了许多轿车上的技术。例如在动力总成方面采用大功率低排放发动机1.2 研究意义研究中所取得的数据为我厂以后车辆的设计提供了理论依据，对我公司以后产品的开发有很大的帮助作用。研究中所使用的设计方法和模型简化方法可为客车企业的现代化设计的规范化提供一定的参考，对提高我国国产客车的设计水平、缩短开发周期和节约设计成

7、本具有积极的意义。本课题研究所取得的成果己经被我厂采用，对我厂提高产品的设计水平，降低成本，增强市场竞争力起到了很好的促进作用。1.3 UG技术的发展概况UG技术即计算机辅助设计，是使用计算机和图形设备帮助设计师工作。现在，国内大型制造型企业己普遍实施了 UG系统，取代手工作业，一些大型汽车企业的UG应用水平也接近国际先进水平。但由于我国UG软件自主研发术水平与发达国家之间存在巨大的差距，国内一些研究机构和公司推出的UG系列软件得不到更广泛的应用，市场占有率低，尤其在UG系统集成方面还是刚刚起步。随着我国市场化程度的加深，市场竞争的加剧，迫使汽车企业必须改变传统的设计、制造、管理、销售模式，来

8、提升企业竞争力和市场应变能力。可以说,实施UG系统是最有效的方式之一。我国从上世纪70年代开始研究推广计算机辅助设计技术，并取得了良好的经济效益。UG技术在车身开发中的应用，使原来的旧模式有了彻底的改观。设计人员通过与UG系统的交互，将自己脑中的概念模式转化为清晰的视觉模式一几何实体，易于优化和改进，提高了工作效率和设计质量。1.4 客车车身技术的研究现状大型客车按车身承载形式不同分类共有三种:一种是非承载式车身，第二种是本课题研究的客车车身，第三种是全承载车身。全承载式车身的主要问题是:由于底架是由很多直线小型矩形管构成格栅式结构，工艺复杂，工装投入大，企业的生产工艺必须作重大调整，生产过程

9、焊接工作量巨大，生产效率低，增加成本，较适用于豪华大客车。欧洲大型客车档次高，生产批量很小，售价昂贵，此种析架式全承载车身对他们来说是比较合适的，而现阶段在国内却很难普及推广。在客车行业发展初期，客车生产厂家将客车车身用紧固螺栓通过非金属垫板和货车底盘连接在一起，这种车身结构称为非承载式结构。这种非承载式结构的好处是可以在同一个底盘上面安装不同的客车车身，但此种结构没能很好的利用客车车身骨架的承载作用，因此这种形式的客车整备质量比较较大，油耗也比较高。为了客车车身的轻量化设计，并兼顾客车车身与底盘的匹配，我们将底盘车架横梁加宽并与客车车身侧围骨架焊接在一起，使底盘和车身骨架组合成一个完整的整体

10、，车身骨架也承担一部分车辆载荷，此种结构称为客车式结构。现阶段，我国绝大部分客车为此种客车式结构。但这种客车式结构仍保留了重量比较大的底盘车架，这使车辆轻量化设计受到了很大限制。为了进一步减轻客车车身自重以及使车身结构更合理，我们可改用重量较小，而刚度却比较大的全承载式客车车身来取代笨重的车架。这种车架具有两贯通式纵梁和一些与客车车身等宽的横梁，这与车身骨架形成一个刚性的空间全承载系统。从而使客车车身的各部件都参与承载，使各部件承载时相互关联、协调。这能充分发挥材料的最大强度，使整车车身重量比较小而刚度、强度比较大。1.5 本论文的研究内容及目标1、进行客车式车身的总体方案设计。2,应用UG三

11、维软件对此款车身骨架进行三维建模。3、按照总布置方案，建立前后桥轴荷受力模型，进行此款车辆的前后桥轴荷分配的计算。并对此款客车式车身在理论上进行受力分析和强度校核。4、对此款车身骨架进行有限元分析。5、对此款样车进行各项性能试验，通过检验证明了此款样车满足了我国相关的国家标准。通过这一课题的研究，我们利用客车式车身技术构建了一种12米客车车身，并对车此身进行有限元分析。通过理论计算分析此车身是否满足强度刚度要求。并通过试验检验此款客车式客车车身的可靠性。第2章车身的总体设计2.1车身的总体设计方案本车型车身的设计方案为:一种三段式底架的长途大客车客车车身。他包括:底架、地板骨架、左侧骨架、右侧

12、骨架、前围骨架、后围骨架和顶盖骨架七部分组成此款客车式车身的骨架结构如下:底架和地板骨架，前后围骨架，左右侧骨架及顶骨架形成一个整体承载载荷的框架。通过各个连结点，整车骨架形成若干个封闭环结构“一。车身骨架结构布置图见图2.1。图2.1车身骨架结构布置方案4、对此款车身骨架进行有限元分析。5、对此款样车进行各项性能试验，通过检验证明了此款样车满足了我国相关的国家标准。通过这一课题的研究，我们利用客车式车身技术构建了一种12米客车车身，并对车此身进行有限元分析。通过理论计算分析此车身是否满足强度刚度要求。并通过试验检验此款客车式客车车身的可靠性。第2章车身的总体设计2.1 车身的总体设计方案本车

13、型车身的设计方案为:一种三段式底架的长途大客车客车车身。他包括:底架、地板骨架、左侧骨架、右侧骨架、前围骨架、后围骨架和顶盖骨架七部分组成此款客车式车身的骨架结构如下:底架和地板骨架，前后围骨架，左右侧骨架及顶骨架形成一个整体承载载荷的框架。通过各个连结点，整车骨架形成若干个封闭环结构“一。车身骨架结构布置图见图2.1。图2.1车身骨架结构布置方案2、轴距、前悬和后悬根据本车型轴荷分配的要求，以及GB7258-2004机动车运行安全技术条件的规定，确定本车型轴距为6100mm。根据法规要求及本车运行环境所需的接近角和离去角以及前后轴荷分配的要求，确定本车型的前悬为1940mm,后悬为2755m

14、mo3、车高、车宽和前后轮轮距根据GB 1589-2004道路外廓尺寸、轴荷及质量限值（客车最高不超过3200mm最宽不超过2500mm,并考虑到车身外形的协调美观；车辆总高设计为2500mm。车辆总宽设计为2520mm（确定车宽时，应在满足法规要求的前提下，尽量加大，从而使座椅在满足宽度440的情况下，有足够的过道宽度。还应考虑到制造误差，使车辆制作出来后车宽不大于法规要求。）o此车型的车身主要尺寸见下表2.20表2.2车身主要尺寸名称尺寸（mm）名称尺寸（m m ）车长8945前悬1940车宽2450后,故2755车商3290 （淌皎）前轮距1930轴距425i后轮距18002.4 车辆质

15、量参数的确定车辆质量参数确定时首先要考虑能满足国家法规要求，因法规要求比较低容易满足。车辆质量参数确定时还要参考其他厂家同类产品质量参数以及本厂其他相同长度车型。为了满足载客量，同时又要降低燃油消耗量，所以车辆的最大总质量尽量加大，但车辆自重尽量减小。1、车辆的总质量Ma和前后桥的选择根据此车乘客区长度尺寸可以计算出此车最大载客量为39人（具体计算方法见后面章节）。乘客每人按65千克计算，乘客重量为65X39=2535千克。车辆整备质量的估算:根据底盘上自制件以及所选各总成件和电器件等所有部件质量的总和约为4000千克;综合考虑我厂的工艺保障能力及技术突破水平，车身部分的总质量可控制在4550千克内;可以确定车辆整备质量Mo=8550千克。2535千克+8550千克=11085千克根据以上计算进行前后桥的选择。前桥:选用东风4.2T车桥，其型号为30JS20E-00005,其理论承载重量为4200千克，因此可以确定此