车架的改造与副车架的设计

车架的改装主车架是汽车底盘上各总成及专用工作装置安装的基础，改装时受到的影响最大，因此，要特别引起注意。

主车架是受载荷很大的部件，除承受整车静载荷外，还要受到车辆行驶时的动载荷，为了保持主车架的强度和刚度，原则上不允许在主车架纵梁上钻孔和焊接，应尽量使用车架上原有的孔。

如果安装专用设备或其它附件，不得不在车架上钻孔或焊接时．应避免在高应力区钻孔或焊接。

主车架纵梁的高应力区在轴距之间纵梁的下冀面和后悬的上冀面处。

因为这些部位纵梁应力较大，钻孔容易产生应力集中。

对于主车架纵梁高应力区以外的其余地方需要钻孔或焊接时，应注意以下事项：1)尽量减小孔径，增加孔间距离，对钻孔的位置和孔径规范，应满足图和表的要求。

主车架钻孔的孔径和孔间距2)在纵梁翼面高应力区外的其它部位钻孔，只能在中心处钻一个孔，如图所示。

3)在纵梁的边、角区域亦禁止钻孔或焊接，所示的区域即为不允许钻孔和焊接加的部位。

因为在这些部位进行钻孔或焊接，极易引起车架早期开裂。

主车架纵梁禁止钻孔区主车架纵梁禁止焊接区4)严禁将车架纵梁或横梁的男面加工成缺口形状。

本课题中由于主车架与副车架之间的连接选用止推连接板形式，故主车架不用考虑钻孔，只需考虑焊接的位置得当。

主车架的加长设计因专用汽车法布置的需要，对主车架有时要进行加长。

例如厢式零担货物运输车和轻泡货物运输车，若用普通汽车底盘改装．则需要将轴距加大，改装长货厢来提高运输效率，此时要将车架在其中部断开后再加长。

也有将车架后悬部分加长的改装设计。

车架加长部分应尽量采用与原车架纵梁尺寸规格一样、性能相同的材料。

车架的加长部分与车架的连接一般采用焊接。

首先在纵梁腹板处，按与纵梁轴线成夹角45。

或90。

的方向把纵梁断开，然后把切口断面加工成坡口形状，如图3-4所示。

最后将加部分与车架纵梁对接起来。

为了获得v型焊缝对接接头的最佳强度，防止焊缝起点出现焊接缺陷，应朱用引弧焊法或退弧焊法。

焊接时应根据纵梁的材料选择合适的焊条型号、直径及焊接规范。

可采用手工电孤焊或气体保护焊，并选用磁性焊条，保证在高载荷、变形和振动的情况下的焊接强度。

纵梁的坡口形状主车架加强板的设计1)设主车架纵梁加强板的条件主车架改装时，为了减少车架纵梁的局部应力。

或者为了使车架加长后仍能满足强度和刚度的要求，对装载质量增加；轴距和总长发生变化，使车架采用中部拼接或尾部加长时；为了使车架高应力区(危险断面)满足强度和刚度的要求，同时又使车架在某一区间的截面尺寸变化不致太大，这些情况，常常在车架纵梁上采用加强板。

2)加强板的形状加强板的截面形状推荐选用L型，其厚度应不小于车架厚度的40％。

L型加强板的冀面应贴合在车架纵梁翼面受拉伸的一边。

加强板的端头形状应逐步过渡，如切成小于45°的斜角，或在端头中部开光滑槽加强板的布置加强板布置的合理，可以有效地减少车架的应力。

若布置不合理，则可能使车架产生应力集中。

为了避免应力集中，加强板的端头位置不应在刚度变化部位和集中载荷作用的地方。

例如，应使加强板的端头和副车架的端头充分重叠一部分或使二者相互离开足够的距离，如图所示。

3)加强板的控制加强板和主车架的固定最好采用铆接。

加强板末端和铆钉孔之间的最小距离为25mm，铆钉的间距为70～150 mm。

当铆接有困难时，可在加强板上加工孔塞焊于纵梁胶板上，塞焊孔直径为20～30 mm，塞焊孔与加强板端部的最小距离为25mm，孔间距为100～170 mm。

加强板的湍头形状1-主车架纵梁；2-加强板加强板的合理布置1-加强板；2-主车架纵梁；3-副车架副车架的设计在专用汽车设计时，为了改善主车架的承载情况，避免集中载荷，同时也为了不破坏主车架的结构，一般多采用副车架(副梁)过渡。

本车在工作中受较大的弯曲应力。

因此，本车副车架纵梁采用两根抗弯性能较好的平直槽行梁，材料为16MnReL。

在增加副车架的同时，为了避免由于副车架刚度的急剧变化而引起主车架上的应力集中，所以对副车架的形状、安装位置及与主车架的连接方式都有一定的要求。

副车架的截面形状及尺寸专用汽车副车架的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多采用如图3-7所示的槽形结构，其截面形状尺寸取决于专用汽车的种类及其承受载荷的大小。

对于随车起重运输车的副车架来说，在安装起重装置的范围内，应按如图所示的方式用一块腹板将副车架截面封闭起来，以提高副车架的抗扭和抗弯能力。

副车架的截面形状加强后的副车架截面形状1-副车架；2-腹板加强腹板的位置参照国内外总质量相近车型的副车架纵梁端面尺寸，确定副车架纵梁端面尺寸为100、80、6mm。

加强板的布置车架中部(液压举升机构位置)所受弯曲、扭曲最大，因此在这一区域应加加强板，考虑到零件的工艺性，由于下翼板所受弯曲应力较大，因此，加强板紧贴下翼板，为了避免下翼板由于钻孔而导致抗弯强度下降，除与后加强板重叠部位，该加强板主要与腹板连接。

在纵梁上加上加强板，加强板端头区域车架容易产生集中应力。

为了降低应力集中，加强板端头形状有三种设计方式，见图加强板的三种设计方式本副车架为了批量生产时工艺简单，采用了上图角型的端头形状。

副车架的前端形状及安装位置1)在保证使用可靠的前提下，为了提高挠曲性，减小副车架刚度，应尽量减少副车架的横梁，以减少对纵梁的扭转约束。

2)副车架油缸支承横梁与翻转轴横梁形成框架。

油缸支承横梁应尽量靠近后悬架前支承处的横梁，最好能位于后框架之内。

因为这段主车架变形小，所以副车架对其扭转约束力也相应减弱，同时保证了举升机构的几何特性。

3)在副车架结构要求刚性较高时，可在主、副车架中间增加一层橡胶垫，当主车架变形时以弹性橡胶的变形来减弱副车架对主车架的约束4)副车架与主车架连接如图所示。

副车架与主车架的连接A-A处是截面突变点，在受冲击载荷时，此处出现应力集中，严重时造成主车架断裂。

这就要求副车架的前端结构要设计成渐变截面，以减缓应力集中副车架的前端结构副车架前端形状常有三种形状对于这三种不同形状的副车架前端，在其与主车架纵梁相接触的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如图3-13(c)所示：01h mm =；015~20l mm =。

副车架的三种前端形状（a ）U 形；（b ）角形；（c ）L 形如果加工上述形状困难时，可以采用如图3-14所示的副车架前端简易形状，此时斜面尺寸较大。

对于钢质副车架：05~7h mm =；0200~300l mm =对于硬本质副车架；05~10h mm =；0l H =副车架在汽车底盘上布置时，其前端应尽可能地往驾驶室后围靠近。

为某散装水泥运输车的罐体、副车架相对于汽车底盘的安装位置。

在满足轴荷分配的前提下，其中A 不宜过大，留足空压机的位置即可；B 为副车架的前增离主车架拱形横粱的距离，一般在100 mm 之内；C 为固定副车架的前面第一个U 型螟栓距拱形横梁的距离，一般控制在500~800 mm 的范围内。

副车架前端简易形状（a ）刚质副车架 ；（b ）硬木质副车架 副车架的安装位置纵梁与横梁的连接设计横梁与纵梁的连接方式主要有三种横梁与纵梁的连接1-纵梁；2-连接板；3横梁横梁与纵梁上下翼板连接，该种连接方式优点是利于提高纵梁的抗扭刚度。

缺点是当车架产生较大扭转变形时，纵梁上下翼面应力将大幅度增加，易引起纵梁上下翼面的早期损坏。

由于车架前后两端扭转变形较小，因此本车架前后两端采用了该种连接方式，为了提高纵梁的扭转刚度采用了纵向连接尺寸较大的连接板。

横梁仅固定在腹板上横梁仅固定在腹板上，这种连接形式连接刚度较差，允许截面产生自由跷曲，可以在车架下翼面变形较大区域采用，以避免纵梁上下翼面早期损坏。

横梁同时与纵梁的腹板及上或下翼板相连，此种连接方式兼有以上两种方式连接的特点，但作用在纵梁上的力直接传递到横梁上，对横梁的强度要求较高。

由于该车平衡悬架的推力杆与平衡悬架支架上的两根横梁连接，因此，这两根横梁与纵梁共同承受平衡悬架传递过来的垂直力(反)和纵向力(牵引力、制动力)。

综合以上考虑，本副车架的纵梁与横梁的连接采用第3种方式，即横梁同时与纵梁的腹板及上或下翼板相连，同时为了降低成本和适于批量生产，本车架纵梁和横梁的连接方式采用铆接。

副车架与主车架的连接设计副车架与主车架的连接常采用如下几种形式。

1)止推连接板是斯泰尔重型专用汽车所采用的止推连接板的结构形状及其安装方式。

连接板上端通过焊接与副车架固定，而下端则利用螺栓与主车架纵梁腹板相连接。

止推板的优点在于可以承受较大的水平载荷，防止副车架与主车架纵梁产生相对水平位移。

相邻两个推止推连接板之间的距离在500～1000 mm范围内。

2)连接支架连接支架由相互独立的上、下托架组成，上、下托架均通过螺栓分别与副车架和主车架纵梁的腹板相固定，然后再用螺栓将上、下托架相连接，见图3-18所示。

由于上、下托架之间留有间隙，因此连接支架所能承受的水平载荷较小，所以连接支架应和止推连接板配合使用。

一般布置是在后悬架前支座前用连接支架连接，在后悬架前支座后用止推连接板连接。

3)U型夹紧螺栓当选用其它连接装置有困难时，可采用U型夹紧螺栓。

但在车架受扭转载荷最大的范围内不允许采用U型螺栓。

当采用U型螺栓固定时，为防止主车架纵梁翼面变形，应在其内侧衬以木块，坦在消声器附近，必须使用角铁等作内衬。

止推连接板的结构1-副车架；2-止推连接板；3-主车架纵梁连接支架1-上托架；2-下托架；3螺栓综合考虑三种连接方式的特点，以及装配工艺性，本文设计的EQ3090主副车架之间采用止推连接板式。