厢式全挂车;牵引架;结构设计本科生毕业论文精荐

1、本科生毕业设计中文题目 厢式全挂车（牵引架）结构设计 英文题目 Van trailer (traction) structure design 学生姓名 翟月 班级 441002班 学号 44100224 学 院 交通学院 专 业 汽车运用工程 指导教师 许洪国 职称 教授 目录摘要.1Abstract.21 绪论.1 1.1 概述.1 1.2 全挂车优势及安全隐患.2 1.3 全挂车的发展现状 .3 1.4 全挂车的未来发展 .5 1.5 全挂车的结构 .7 2 牵引架方案设计及论证.9 2.1 全挂车的牵引连接装置.9 2.2 牵引连接装置整体设计.12 2.3 全挂车的转向装置.15 2

2、.4 牵引架总体设计.17 3 与牵引架相关其他结构设计.17 3.1 转向装置与车轮连接设计.19 3.2 挂车弹性元件钢板弹簧.21 3.3 挂车的车轴.22 3.4 车厢的设计.25 3.5 轮胎的选择.26致谢词.28参考文献.29 摘要主要介绍全挂车牵引架的设计过程，结合工程、企业实践以及已有全挂车进行设计分析。从市场推广以及实际应用的出发，比较不同的牵引架设计方案并最终确定以及选取。参照国家现行行业标准，着重进行转向装置，牵引环等连接装置的选取及分析。全挂车在行驶过程中由于挂车的连接，在转向时可能会出现不同程度的甩尾危险。因此在设计转向装置时使用圆锥滚子，防止转向时太过灵敏，无法控

3、制挂车转向。根据全挂车的经济性、可靠性和工艺要求，确定了转盘式转向装置；并根据转盘式转向装置确定了钢板式弹簧来连接车厢跟车桥。最后根据车厢尺寸来确定牵引装置的转角、尺寸以及离地高度等参数。牵引架结构是基于40尺车厢来设计分析的。最终所选机械连接装置为插销式。车轴与车架的连接装置中选择钢板弹簧，并设计尺寸，校核是否符合要求。根据全挂车载荷选取车轴以及轮胎的尺寸，结构等。此外，对牵引架相关的其他装置，如车轴，车厢等零部件进行设计绘图，并进行总成装配绘图。对其中设计数据进行计算并校核。还分析了全挂车现状以及未来发展的空间。方案选定并绘制图纸后，进行了力的分析以及强度校核计算。【关键词】：全挂车 牵引

4、架 转向装置 机械连接装置 车厢 Abstract This paper mainly introduces the design process of the whole trailer towing, combined with the project, business practices and existing full trailer for design analysis. From the perspective of marketing, and actual applications, compare different traction frame design and

5、finally determine and choose. And with reference to the national standard of industry, the focus on steering device, traction ring device such as a connection of the selection and analysis. Full trailer in the process of driving as a result of the trailer connection, in turn may occur when the risk

6、of a spin. Therefore when designing steering device using tapered roller, to prevent the steering is too sensitive, unable to control trailer steering. According to the requirements of the whole trailer economical efficiency, reliability, and process, identified the rotating disc steering device; An

7、d according to the rotating disc steering device determines the spring to connect with car axle steel plate type. According to the car size to determine the traction device parameters such as Angle, dimension and height from the ground. In this paper, the design drawing frame structure based on anal

8、ysis of 40 feet carriage to design. Eventually the selected mechanical connection device for bolt type. Choose the leaf spring shaft connected to the frame of the device, and the design size, check whether conform to the requirements. And according to the full trailer axle load selection as well as

9、the size of the tire, structure, etc. In addition, the traction frame related to other devices, such as axle, cars, etc. To carry on the design drawing, parts design, assembly and assembly drawing. To calculate and check the design data. Also analyzed the present situation of the whole trailer and t

10、he future development of space. After scheme is selected and drawings, the force analysis and strength check calculation. 【Keywords】: full trailer towing steering mechanical connection device . 第一章 绪论 第一节 概述汽车列车时指一辆汽车（货车或牵引车）与一辆或一辆以上挂车的组合。载货汽车和牵引车为汽车列车的驱动车节，简称主车，而被主车牵引的从动车节称为挂车。汽车列车是公路运输中重要的车种之一，是发展

11、公路运输、提高经济效益最有效而简单的手段。汽车列车可以是庄永汽车中的厢式、罐式、自卸式，起重举升式、仓棚式及特种车辆的任何一种。对高大货物运输具有高效、低耗、及时、灵活的特殊优点。因此汽车列车早已成为经济发达国家的主要公路运输形式而得到积极的发展。随着我国公路建设和汽车工业的迅速发展，汽车列车向着轻量化、重型性、多油化、专用化、系列化方向发展，必将成为我国主要公路运输工具。汽车列车按其结构不同分为全挂汽车列车，半挂汽车列车，双挂汽车列车等。牵引汽车是指专门或主要用于牵引挂车的汽车。全挂牵引汽车是指专门或主要用于牵引全挂车的汽车。全挂牵引汽车一般采用普通载货汽车，既能载货，又能牵引。在其车架后端

12、支撑架处设有牵引钩，以便用牵引杆来牵引挂车。 国标GB3730.1-2001对全挂车（trailer towing vehicle）的定义是：一种牵引牵引杆式挂车的货车。它本身可在载运平台上运载货物。全挂车的荷载由自身全部承担，与机车仅用挂钩连接。机车不需要承担挂车荷载，只是提供动力帮助挂车克服路面摩擦阻力。全挂车主要用于码头、工厂、港口等场区内运输。全挂车的装载质量可以随其轮轴数的增加而增加，能完成特大件的运输。但是，全挂汽车列车总长较长，行驶稳定性差。全挂车的种类很多，其基本车型的车架、车身、行走系统等与货车基本相同。图1-1为典型全挂车的总体结构。前轴双式排全挂车前轴单排式全前轴单排全挂

13、车 挂车 图1-1为典型全挂车的总体结 全挂式平板拖车又称“全挂车、平板车、平板拖车、挂车”，一般采用充气式实心轮胎，板面高度低、装载量大。无破胎、爆胎的危险。安全、简单而耐用。他自身无动力，需要有牵引车或者叉车来进行拖带。通常由一辆或多辆平板车和一台叉车或牵引车组成一列车辆来进行货物平面运输或大型设备的搬运工作。广泛应用于机场、港口、火车站、工厂和大型仓库。大大的提高了货物中转平移的效率。减少叉车和人力的消耗成本。厢式全挂车是挂车的一种，指载货部位为封闭厢体结构的全挂车。通常提到挂车是指全挂车与半挂车的合称。此次设计的即为厢式全挂车，重点放在牵引架及牵引转向装置的设计上。 第二节 全挂车优势

14、与安全隐患 全挂车的优势是载重量比较高。载货车货箱差不多8米长，全挂车也有8米多，加起来就相当于16米。在半挂车型中找不到这样的车型。全挂车的荷载由自身承担，与主车仅用挂钩链接。牵引车不需要承担挂车荷载，只是提供动力帮助挂车克服路面摩擦阻力。半挂车则需要牵引车提供支撑点，牵引车除提供动力之外，还需负担一半的挂车荷载。与此同时不可避免的，全挂车由于所带拖车较长，转向，制动时易出现与前挂碰撞现象，除此之外还可能出现后挂“脱钩”现象，给道路行驶带来危险或会殃及其他车辆行人，造成财产生命损失。在GB/T15089-1994机动车辆分类中，全挂车、半挂车统归为0类车， 属机动车辆一类。但国家对汽车产品实

15、行目录管理时，只针对0类车中的半挂车进行管理，全挂侧被排除在外。但是目前，在全挂车的生产企业中，有不少的个体小厂家，利用废旧钢材拼焊成车箱、车架，甚至用废旧汽车的后桥当车轴，把车箱做得越来越大。在山西与河南交界处煤炭运输集中的地区，还可以见到很多车箱高度达到1.5米的全挂车，这为个体运输户超载运营提供了方便，但这样的挂车却存在很多安全隐患。全挂车生产企业的生产条件无人考核，产品质量无人监督，产品销售竞争无序。由于政府部门缺乏对全挂车管理的细则，各地公安车管部门在给全挂车注册上牌时难以准确把握尺度。 第三节 全挂车发展现状挂车，即指普通汽车后加挂一个全挂车厢，二者之间用挂钩连接。全挂车可以提高货

16、车的装载量，降低油耗，从而减少运输成本。假如时间倒退30年，以国道为主的国内运输市场上，风光无限的全挂车绝对是当年的运输悍将。 第四节 全挂车的未来发展 第五节 全挂车结构 第一节 全挂车的牵引连接装置 图2-11 牵引连接装置示意图 一 牵引钩【1】（1）钩扣式牵引钩 图 2-14 缓冲式牵引钩（2） 带有可调机构无间隙的牵引钩 图2-15为此牵引钩示意图图2-15 带有可调机构无间隙的牵引钩 在气室作用下使中心推杆向右紧靠挂车牵引杆挂环，保证牵引钩与挂环之间在纵向无间隙。（3） 简单插销式牵引钩 图2-16为此牵引钩示意图。 图2-16 简单插销式牵引钩二 牵引架 图2-17 牵引架1-挂

17、环 2-缓冲装置（安装部位）3-安全链 4-加强版 5-架体 6-螺母 7-开口销 8-牵引臂 9-牵引臂销 10-油嘴全挂车牵引架是由架体、挂环、缓冲器（有的无缓冲器）和安全链等组成。为了接，摘挂的方便，牵引辕杆应保证左右能移动30°，上下倾斜7090°切牵引环能自身转动60°。挂环分为间歇式和无间隙式两种，有间歇式挂环具有接挂容易、通用性好、工艺简单、制造成本低、能保证汽车列车的高度绕曲性等优点。但是，由于间隙的存在，使汽车列车在行驶中将产生冲击及挂车甩动的现象，加速了连接件的损坏，列车的稳定性也下降，甚至造成事故。这种挂环与插销之间的间隙应越小越好，最大不得

18、超过5mm。挂环孔径推荐525t挂车为ø5560毫米，5080t挂车为ø8090毫米。无间隙式挂环使用中没有冲击现象，寿命长，挂车的稳定性好，是一种理想的连接装置。图2-17所示为牵引架的结构。牵引架应在牵引汽车与全挂车在各种形式状况下互不干涉的前提下，尽量短一些。牵引架的长度约为全挂车车厢宽度的70%左右，一般为15001700mm。【2】牵引架是牵引车与全挂车之间的联接构件总成。全挂车牵引架向上或向下倾斜时，均产生垂直分力，因此联接装置必须保证牵引力能以最小角度传到推车上，从而获得最好的牵引效果。 图2-18 为牵引架与挂车设计汽车件连接装置时要估算行驶工况下作用在两车

19、之间的作用力。国标DIN74051到74054（牵引柱销，牵引环）及国标74080到74084（半挂链接销、半挂链接装置）给出了D值的具体计算公式。挂车和半挂车D【3】（KN）和牵引车的容许质量mz（t），挂车/半挂车的容许质量mAn（t），以及重力加速度g=9.81（m/s²）有关。对牵引连接有： D= 根据国标GB478184，规定了牵引车与全挂车之间的机械联接装置互换性要求。适用于带有拖挂总质量大于3.5t的全挂铰接式车辆。 图2-21 插销式连接 图2-22 牵引环结构 第三节 全挂车的转向装置图2-33 轮转向式牵引与转向装置示意图1.牵引杆 2.杆座 3.杆座盘 4.直拉

20、杆 5.前轴 6.车轮 7.转向节 8.转向拐臂 9.横拉杆 单位（mm） 综合分析全挂车的结构，功能，以及现在的使用情况，基于全挂车可大批量运输货物，承载能力较强，但挂车部分也会造成行车危险。当全挂车行驶在路上时，会进行转弯或者紧急制动。为减小行车过程中转弯发生后挂车撞上前车现象的概率，同时也考虑到路上其他行车人员、财务的安全，转向装置应当尽可能减小装转动灵敏度。当转盘轨道中选择滚珠时，一个很小的转向力就会引起很大的转向角度。这样会使全挂车出现行驶不稳，挂车左右晃动的现象，可能会引发交通事故，造成交通堵塞，财务损失甚至人员伤亡。因此，结合各种考虑，转盘轨道中可使用圆锥滚子，如图2-39所示。

21、 A.转盘的上盘设计 B转盘的下盘设计 图2-39 转盘转向装置设计示意图 此次设计的转盘转向装置分为上盘和下盘两部分，均为圆环状，在圆环内侧各自设有半个轨道，装配后合并成一个倾斜的圆形轨道，在内侧设有一个方形开口用来装卸滚子，并用一块薄片封挡。除此之外，内侧设有油道用于注射润滑油，使转向装置能够正常运行工作。上盘与车架焊接相连，下盘与中间连接装置焊接相连。在全挂车转向过程中，下盘随车轴的转动而转动，由此带动挂车的转动，以此来达到转向的目的。第4节 牵引架总体设计 为了保证自由转向，多节组合汽车列车（挂接铰接牵引杆挂车的载货汽车）牵引车与挂车之间的间距至少在1700mm以上。带中置轴挂车的汽车

22、列车采用牵引点下远后置的刚性牵引杆时（挂接点紧靠牵引车后桥），当直线行驶时，其货箱之间的间距只有700mm。牵引架（图2-41）是牵引车与全挂车之间的联接构件总成。据国标GB478184标准，牵引架长度与离地高度需符合以下要求：（1）牵引架在垂直平面内的允许摆角不小于160°180°。（2) 牵引架的长度为15001800mm，重型全挂车为18002300mm。（3）离地高度为600900mm，大吨位 6501100mm。 (4) 牵引架上牵引杆的摆动角，包括回转角、纵摆角、侧摆角、水平间隙角以及牵引装置的前置角（矩），挂车前端回转面距离等，参见GB478184的规定。 牵

23、引架的长度直接影响全挂汽车列车的机动性和稳定性。当汽车列车行驶与坡道或弯道时，牵引架产生倾斜，牵引力将以一定角度传给全挂车，不利于全挂车牵引力的传递。适当增加牵引架的长度可以减少传力角度，但牵引架过长会增加其本身的质量，而且不利于转向和倒车。所以，设计全挂车牵引架时，应在牵引汽车与全挂车在各种行驶状况下互不干涉的前提下，尽量短一些。牵引架的长度约为全挂车车厢的70%左右，一般为1500-1700mm。 牵引架的摆动角包括回转角、纵摆角、侧摆角。回转角决定汽车列车的机动性，纵摆角和侧摆角表征汽车列车在地形陡变的不平道路上行驶的可能性，通常称为汽车列车的挠曲性。它主要取决于牵引连接装置。钩扣式和球

24、铰式的挠曲性都较好。 GB4781-84中对牵引架摆动角规定如下： 回转角是指琴音连杆在一个通过连接点，平行于牵引汽车纵轴线的平面内，围绕连接点转动时所形成的角度。它直接影响汽车列车的机动性。为保证汽车列车的顺利转向，牵引钩必须保证牵引杆的回转角不小于75°。 纵摆角指牵引杆围绕一个通过连接点与牵引汽车水平轴线所形成的角度。它直接影响着汽车列车的纵向挠曲性。牵引杆的纵摆角不得小于20°。有的柱销式牵引连接装置中设有水平铰链，以增大其纵摆角。 侧摆角指牵引杆围绕一个通过连接点与牵引汽车水平面所形成的角度。它直接影响着汽车列车的横向绕曲性。该角度应不小于25°。 为了

25、方便更换损坏的牵引架，主要尺寸在DIN74040【3】中做了规定。主要有牵引架长（1800mm、2100mm、2200mm和2400mm）、铰销中心间距（900mm、980mm、1100mm和1200mm）、销孔宽度和销孔直径（70mm/26mm,80mm/28mm和100mm/30mm）。牵引架长度与挂车前悬架和牵引车牵引挂接器的负荷有关，应根据牵引性分析确定。铰销中心距及销孔宽度与钢板弹簧中心距和钢板弹簧宽度对应。销孔直径与钢板弹簧销孔直径一致，一边能够使用同一铰销（弹簧铰销）。 牵引架用于连接挂车与牵引车，是全挂车必不可少的组成结构。牵引架开口端与车轴上方与钢板弹簧相连的车架先连，其中使

26、用的是销相连。轮轴上方纵梁部位做成收缩的，以保证转盘或悬架系统的活动空间。为了合理安排转向装置载质量分配合理，在同一辆挂车车架上设有两个或三个牵引销安装孔，在必要时可改变牵引销位置，从而改变前悬值，达到调整转盘牵引载荷的目的。 牵引架结构的形式是多样的，主要有直线型，弯折型，倾斜牵引环的，带有固定中间圆孔的，还有杆长可调型，牵引环可以摆动型。此次设计选择直线型。根据DIN74053（直径50mm）和DIN74054（直径40mm），牵引环通过锻模制造。压入销孔中的弹簧钢衬垫磨损后可以更换。 基于设计总体考虑，除缓冲元件及牵引环外的牵引杆尺寸如下： 牵引架斜向长度为2000mm，开口处宽度根据车

27、轴的长度确定初步定为1040mm。即牵引架长度为1700mm。根据上述牵引架设计要求，符合国家规定标准。第三章 与牵引架相关其他结构设计 第一节 转向装置与车轮连接设计 图3-11 全挂车的总体尺寸 普通全挂车总体尺寸如图3-11所示，对于装载质量为8t或8t以下的全挂车，其车架梁总量宽度B=1100mm；前、后轮距系列尺寸B1=B2=1740或1800mm；钢板弹簧中心距B1=1046或者1106mm。此处选取钢板弹簧中心距B1=1046mm。 车箱宽度Ba有：Ba=B3-2a【4】式中：B3-双轮轮胎的外边缘宽度（mm）； a-车箱宽度缩小值，可取8-15mm。 满载时轮胎和车架底面之间的

28、距离h130mm；满载时轮胎的净跳动距h2130mm（9.00-20轮胎）或h2120mm（7.50-20轮胎）。 第二节 挂车弹性元件钢板弹簧一 钢板弹簧结构 挂车悬架是把挂车车架与车轴式车轮连接起来的装置。其主要功能是传递作用在车轮和车架之间的各种力和力矩，并消除或减轻路面通过车轴传给车架的冲击载荷和振动，以改善挂车行驶的平顺性。 挂车悬架与牵引汽车悬架一样，也有钢板弹簧、油气悬架等。一些装在质量较大的挂车轴数较多，为保证各轴车轮均与地面有良好的接触，多采用平衡悬架。作为车轴与车厢之间的弹性元件，钢板弹簧的主要作用是承受车厢以及其载荷的重量，通过弹性变形保护其不受路面不平和冲击的影响，同时

29、，通过簧片之间的内摩擦急剧的减弱簧载质量的振动，以达到行驶平稳且加速最小的目的。由于成本和保养的原因，挂车上不采用单独的减震器和稳定器。 目前，挂车上越来越多地采用抛物线弹簧（图3-21），簧片的截面为长方形，短边为半圆弧过渡，截面厚度沿长度方向变化，在簧片有效区段内呈抛物线变化。 图3-21 钢板弹簧示意图 簧片的宽度80-100mm，通过中心螺栓连接，防止在长度方向互相移动，并通过U形螺栓与车轴凸缘连接。最上面的簧片被弯成卷耳，内装有钢-橡胶衬套，衬套内侧通过弹簧销与前弹簧支架铰接。前弹簧支架与车架焊接，此次设计的转盘转向前桥，牵引架弹簧支（弹簧中心距=牵引架支承中心距）与转向架焊接。钢板

30、弹簧的后端则采用滑板式支撑，并通过带橡胶圈的限位螺栓防止弹簧滑脱。如图3-22所示为钢板弹簧结构示意图。图3-22 钢板弹簧结构示意图 挂车钢板弹簧的特性曲线一般根据额定载荷时的变形为5060mm设计。考虑到行驶装置在行驶过程中的冲击系数为2.5，则满载时车轮与车厢之间的自由行程以100120mm为宜。 上图为钢板弹簧的示意图，挂车转向装置与轮轴接触处需用钢板弹簧连接，左右对称各一组，钢板弹簧中心距1040mm。选取12片每组，每片厚10mm，宽80mm，总成伸直长度1300mm，作用长度1100mm。二 钢板弹簧的强度计算 钢板弹簧用U型螺栓夹紧状态下，应力计算公式【6】如下： = 式中:F

31、i为簧载荷，Fi=（轴载质量非簧载质量）×9.8/2，单位N；L为板簧总成伸直长度，mm；W0为板簧总截面系数，mm，n为板簧片数；b为单片宽度，mm；h为单片厚度，mm；为许用静弯曲应力，对于55SiMnVB和60Si2Mn等钢板弹簧钢，经表面喷丸处理后，推荐取=350-450MPa；Ls为板簧无效长度。 钢板弹簧最大行程时最大应力计算式： max= 式中：hp为钢板弹簧平均厚度，mm；为挠度系数，=1.5/1.04(1+0.5n1/n),n1为与主片等长的重叠片数，n为总片数；E为材料的杨氏弹性模量，取2.06×10MPa。 钢板弹簧单位变形应力（比应力）计算式为： =

32、 其中比应力对钢板弹簧的疲劳寿命有显著影响。载货汽车的钢板弹簧悬架设计取值范围，前、后悬架主板簧4.5-5.5MPa/mm;后悬架副板簧；平衡悬架板簧。根据钢板弹簧的初定数据计算并论证如下：W0=（为板簧总截面系数） = =16000mm = =（8820÷21000）×9.8÷2×1100÷4÷W0 =5374687.5÷16000 =287.2MPa有=287.2=350-400MPa。 挠度系数=1.5/1.04(1+0.5n1/n) =1.5÷1.04×（1+0.5×2÷12）

33、 =1.33其中fc为静挠度，fd为动挠度。max= = =1123.1MPa将上述计算结果代入下式中： =计算结果为：=4.5MPa/mm综上计算结果可知，此次选择的钢板弹簧符合要求，但不适合超载情况下使用。 与钢板弹簧相连的轮轴尺寸初步确定如下： 轮轴直径d=94mm，轮距1920mm。 第三节 挂车车轴 挂车的车轴是非驱动轴，可看做是刚性横梁，支点位于轮胎中心，载荷作用于钢板弹簧上，如图3-31所示最大应力通常发生在悬架的弹簧座附近。 图3-31 车桥受力示意图一挂车车轴的强度计算可按以下几种工况计算1 紧急制动（1）由垂直载荷所引起的钢板弹簧之间的弯矩Mv和应力v，见图3-31 【2】

34、式中：G2轮轴上的载荷； m质量转移系数，可取m=1.2； Gw车轮自重力； B轮距； S钢板弹簧座间的距离； Wv车轴危险断面垂直方向的抗弯截面模量。由最大地面制动力在水平面内产生的弯矩Mh和应力h为： Mh=mG2 h=式中：地面附着系数，取=0.70.8； Wh车轴危险断面水平方向的抗弯截面模量。有最大制动力所产生的反作用力矩Tr和应力r为： Tr=½mG2rd r= 其中：rd-车轮动力半径； Wr-车轴危险断面的抗扭截面模量。这样可计算出该工况的合成应力。2 通过不平路面 汽车列车通过不平路面时，挂车轮轴会受到最大垂直动载荷作用，危险断面仍然在钢板弹簧座附近，其弯矩Mg和应

35、力s为：Ms=kG2s=式中：k-动载荷系数，取k2-2.5.车轴的许用弯曲应力300500N/mm²。锻铸铁轴取小值，钢板冲压焊接轴最大值。 车轴由轴管车轴由轴管和轴头两部分组成，轴管与悬架连接，轴头上安装车轮总成，轴管有无缝钢管、铸造轴管及钢板冲压成槽型后焊接成矩形管等型式。挂车车轴的基本结构 下图3-32为两种典型的车轴结构 一种圆管轴，另一种是方管轴，两种轴体断面形状如图3-33所示。挂车轮轴的质量属于非悬挂质量。对汽车行驶的平稳性不利。b.方管轴横切面a.圆管轴横切面b.钢板冲压焊接式挂车车轴a.无缝钢管式挂车车轴 图3-32 车轴结构 图3-33 车轴截面 由钢板冲压焊接

36、而成的车轴在焊接前需要加工焊接坡口，其轴头的连接是通过轴体的支撑板来完成的。支撑板和轴体除周边焊接外，在外圈还有8个塞焊点（在轴体上钻孔），焊接后要进行退火处理，以消除焊接应力。此种车轴已经逐步淘汰。 现在，常用车轴结构有两种。一种是轴头热锻式，一种是热封闭挤压式。轴头热锻式结构的轴体总成如下图所示。轴头经过热锻成型后与轴壳焊接在一起。目前，实心的轴头已经不常用了，轴头一端经过模具锻打后一部分呈空心，该种形式轴头减轻了车轴质量，同时提高了车轴的强度。还可以采用整体式轴体，轴头与轴体加工成为一体式车轴，轴管采用优质低合金钢，采用整体式热成型工艺制造。经特别热处理等改良后轴管，承载力强，重量轻。

37、轴管和轴头的连接形式如图3-34所示。对于小吨位级的车轴可以采用整体式结构，即图3-34（a）所示；其余的为分段式车轴，其轴管和轴头的连接采用镶焊或对焊方式（见图3-6（b）（c）；图3-34（d）用法兰盘和螺栓与车轴连接的方式已被淘汰。 3-34 轴头与轴管的连接形式挂车车轴的基本结构应相同，以系列化来满足不同轴载质量的要求。图3-35 车轴尺寸分布示意图【7】车轴以及车架宽度可以根据轮胎的不同型号而取不同宽度，一般会采用如图3-35以及下表3-36【4】所示尺寸(单位：mm)。表3-36 不同车轮负荷的不同取值 根据挂车的轴荷要求，选取第二组数据：A=1920mm，L=310mm，K=26

38、0mm，N=2490mm，B=1350mm，E=80mm，F=1040mm。车轴的强度校核：如图3-37所示为车轴剪力与弯矩图，以及车轴的受力分析【8】：图3-37 轴受力分析示意图强度校核如下：弯曲强度校核：由垂直载荷所引起的钢板弹簧之间的弯矩Mv和应力v：此处车轮自重取32kg，计算结果如下： Mv= =23144000N·mm，其中Mv=2.3×N·mm，Wr-车轴危险断面的抗扭截面模量。车轴为空心管，初步确定外直径为94mm，内直径为66mm，由此 Wr=（94÷2）²（66÷2）² =1120mm²v=2

39、3144000N·mm÷1120mm² =20.67MPa其中货车车轴材料一般以碳钢为主所以弯曲应力校核中v，符合要求。由最大地面制动力在水平面内产生的弯矩Mh和应力h为：Mh=mG2 其中数据取值=0.7 m=1.2，B=1920mm,S=1040mm,G2 =88200N。Mh=1.2×88200×（19201040）÷2×0.7 =32598N h=，同上Wh=1120mm² h=29.1MPa h,符合强度要求。 由此可知，选取的车轴尺寸是符合强度要求的，是可用的，合理的。 第四节 车厢设计 厢式车是指具有

40、独立封闭结构的车厢或与驾驶室联成一体的整体式封闭结构车厢。厢式汽车具有装运货物不易损失变质，减少货物的包装费用，改善食品运输的卫生条件，有利于运输安全等优点。厢式车的车厢可分为客厢车和货厢车两类。车厢式车厢的外形多采用直角长方形，其优点是制造工艺简单、生产方便。为了降低整备质量，提高运输效率和效益，有些厢式挂车和厢式半挂车的车架为无纵梁结构，车厢为无骨架结构，车厢板为预制的轻质材料，车厢门只在车厢的后部开设，使车厢形成一个箱式通体，其强度大幅提高。 车厢是车厢式汽车的主要改装部分，直接影响汽车的某些使用性能和生产成本，因此车厢的参数设计是十分重要的。车厢设计要最大限度地利用汽车的使用面积和载货

41、量，车厢的使用面积完全取决于它的空间和形式，空间的大小一般应与货物的标准包装成倍数关系，形状以长方形为主。装卸货物的效率完全取决于车厢的形状和门的形式尺寸，这些均影响厢式汽车的使用功能。 厢式货箱为厢状封闭货箱，特别适合要求防尘、防潮及防温度波动的敏感性货物的运输，采用隔热材料和制冷装置后还可用于冷冻食品的运输。厢式货箱有两个侧板、前板、后板和盖板组成，其底板由纵梁和横梁支撑。底板边框架大多数是货箱板件的组成部分。门大多位于货箱的后部，支于焊接的门架上。为了方便装卸，在货箱的后面经常装有装载用货箱边板。其一方面用于装卸，另一方面用作货箱的后门。 车厢蒙皮一般选择0.81.5mm厚的薄钢板，也有

42、用铝板或玻璃钢制成的。为了提高蒙皮刚度，在平板上冲制加强肋板，肋的截面形状有三角形、矩形和弧形等，从提高刚度的角度看，弧形最好，三角形和矩形次之。其尖角处留有R弧。 除此之外，全挂车也常采用栏板式车厢。栏板式车厢一般用薄刚板制成，车厢栏板上冲压处纵向的凹棱板，横向焊有凸肋，用来增加车厢的刚度，减小车厢的质量；车厢底板一般采用木板并覆盖以薄钢板，或采用铁木混合结构底板；车架通常采用Q345钢板，压制成型材焊接或铆接而成。车架的纵梁横梁多采用槽型截面结构，两根纵梁前后等宽布置，使车架具有良好的抗弯性能。下图3-38所示为栏板式全挂车。 3-38 栏板式车厢全挂车 车厢的布置合理与否，将直接影响轴载

43、质量的分配。车厢式挂车与车架的连接方式采用角铁与u型螺栓并用的结构。装配时上、下角铁之间要有3-5mm的间隙，以保证螺栓将其紧固。若上下两角铁之间未留足够的间隙而使车厢与车架之间有间隙。U型螺栓的直径一般不小于16mm，在车架上安装间距1000-1500mm。U型螺栓的长度应该根据底盘车架纵梁和车厢底架纵梁及中间垫梁的高度选取。 此次设计，车厢选择第一种，需要全封闭式车厢。 车厢尺寸如表3-39：表3-39 40尺车厢尺寸列表 【9】第五节 轮胎的选择整车依据轮胎及车轮与道路接触传递的力和力矩，实现车辆的约定承载和各种复杂的运动。轮胎及车轮总成的性能直接影响整车的动力性、经济性、附着性（牵引性

44、和制动性）、行驶安全性（耐湿滑性、排水性及抗侧滑性）、耐久性（耐疲劳破坏和耗损）、平顺性、操作稳定性等诸项指标。全挂车轮胎的选择主要依据车辆的轴荷、速度、道路条件。 （1）以车辆轴荷选择轮胎轮胎负荷表达式 ： （2）以最高车速确定轮胎速度等级 （3）以路况确定轮胎花纹胎面花纹直接影响轮胎与地面相关的特性，比如滚动阻力、附着能力、耐磨能力、行驶噪声等。一般原则为根据车辆长期行驶的路况确定花纹形式。公路花纹中纵向花纹适应光整路面，横向花纹适应土石路面。越野花纹适应坏路或无路的工地。 轮胎数据的选择选择轮胎参数。全挂车转向装置承载质量最大为8820kg，轮胎总负荷为 8820kg轮胎总负荷8820&

45、#215;1.4=12348kg全挂车的挂车前轴轮胎个数为2，后轴轮胎个数为4，轮胎总负荷为 轮胎总负荷=2×单胎负荷能力4×双胎负荷能力按照规定的单、双胎负荷能力，以及高层级预选（双胎负荷能力是指并装双胎时一个轮胎的负荷），计算结果如表3-51所示。 表3-51 轮胎负荷验算汇总【2】预选轮胎单胎负荷能力/kg单胎数量双胎负荷能力/kg双胎数量总负荷能力/kg规定负荷/kg9.00R20（10层级） 子午胎2120220004122408820kg轮胎总负荷12348kg10.00R20（10层级）子午胎25002360144409.00-20(10层级)斜交胎21201850116408,.25R20(12层级)子午