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1、精选优质文档-倾情为你奉上THD5040XLJ 旅居车设计计算书 编制: 审核: 批准: 辽宁华驰专用汽车制造有限公司2014年5第1章 绪 论1.1 旅居车的发展现状旅居车是集住宿、餐饮、运输、娱乐为一体的旅行车，最初起源于吉普赛人的大篷车（Caravan）。之后，随着世界范围内旅游业的发展和航空动力学在房车制造技术上的运用，便捷且时尚的现代旅游房车得到了迅速的发展。美国房车工业协会近期发布了2010年7月房车新车销售数据统计，根据统计报告，相对于2009年7月，2010年7月美国房车新车销售总量增加53%，其中自行式房车销售增加125%，拖挂式房车销售增加48%。随着销售高峰季节的过去，相
2、对于2010年上半年，房车销售增长速度趋于缓和。与2010年6月26,600辆相比，2010年7月自行式房车销量为25,600辆；拖挂式房车由241,600辆下降到201,800辆。在欧洲，卡尔文俱乐部（The Caravan Club）是颇具规模的房车俱乐部。它拥有近80000个房车会员、200个营地，提供旅游服务、旅游咨询、保险等服务项目。英国的大篷车俱乐部（Motor CaravannersClub）是有42年悠久历史的唯一一个房车爱好者自我服务的俱乐部，它拥有近3000个营地，大部分在乡村，靠近小酒馆、公园、体育俱乐部、游船地等。最早登陆中国大陆地区的房车是原装进口豪华配置的高档次旅行
3、休闲车，每台最低售价在70多万元左右，最高可达100多万元。金黄河旅行车有限责任公司成立于1999年，是中国国内首家从事房车租赁、制造研发、房车经营代理和旅游项目的股份制公司。至2000年时，又有多家公司正式投产旅居车。中国的房车产业在这一年真正迈出了自己的步伐。房车在美国、欧洲已经是人们休闲旅游甚至生活的一部分。由于欧美的福利制度比较完善，房车消费的主要市场是退休人群，因为他们有时间、积蓄和想脱离城市喧嚣，走进大自然放松的诉求。美国的家庭房车拥有率在2005年时已经达到9%-10%，这个数字还在增长，个人购买在数量上要多于租赁，在最近的5年中，新车销售量达140多万辆，每年生产的房车30多万
4、辆（拖挂式居多），每年新房车零售额可到90亿美元左右。在外国，房车的品牌非常多，有330余种，主要是生产四大类型房车：自行式、托挂式、半托挂式和特种用途房车。就美国来讲，房车经销商就有3000多家。与外国相比，房车对大多数中国人来说仍然是一个全新的概念，直到近几年，才进去人们的实现。目前国内的房车生产只是处于摸索阶段，少数型号才能实现批量生产，对房车的经营也处于概念阶段，市场还没有完全启动，利润回报还比较不稳定。但是房车旅游这种形式已经出现，便吸引了各个阶层人士的目光，它能够在进行休闲旅游活动的时候前所未有的满足人们在交通、住宿、饮食、娱乐等方面的便利性和经济性的要求，引领了时尚运动生活的旗帜
5、，也必定会成为一个新的财富行业，目前，大陆地区比较成熟的制造商大致有二十余家。在中国大陆，旅居车仍然是新生事物，但是房车打破常规旅游模式、其自由奔放的形式吸引了很多“小资”和中产阶级人士，有一些公司也租房车出外开会或者旅游。租房车的日租金最多为2000元，由于可以合租，这个价格对大型城市的白领阶层还是可以接受的。买房车的用户大多来自政府部门、企业集团和个人三个方面。政府部门买这种车主要是为接待贵宾以及官员外出远行为工作之用。值得我们注意的是，在政府层面上。这种车型为政府机关用公款购车接待来宾或者官员外出提供了方便，而政府采购在中国历来都是巨额市场。企业集团购买此车，在接待多位客户时，省去了多部
6、轿车的烦恼。对于中国的私人买主来说，房车既是一种新鲜的旅居工具，还是一种“炫耀性消费”，因此再这块市场上，房车的需求曲线是向右上方上扬的。他们购买的房车甚至装载了航天电动按摩可加热真皮座椅，高价格在中国资产新贵那里是很好的促销工具。据调查，私人房车购买者的平均年龄在41岁，依据外国的经验，房车发展的中期，持续的宣传将把年轻一代（尤其是受高等教育群体的消费者）将会被带进房车市场，这是房车的持续性市场，对房车销售发展成熟市场起着举足轻重的作用。尽管房车和房车旅游在中国被看好，也存在有潜力的市场，但是，整个房车市场在中国还仅仅处在“概念”阶段。在中国大陆地区，目前所有的房车生产厂家均处于前期摸索阶段
7、，仍然还没有形成成熟的营销模式，生产也都是试点生产或者定制生产，没有进去正规生产阶段，更不用说批量生产了。在销售方面，专门做国外原进口房车代销业务的销售公司在近一两年内比以往有较大的突破，但是比起之前的房车销售七点还是相当的低，甚至为零。除此之外，国产房车的销售量没有实质性进展，各生产厂商都是在看到了这块市场的潜力，但要么需求不足不敢贸然进入，要么资金、技术等不足无法进入，因此根本就没有真正规模的房车销售。有实力的公司也仅仅是出于战略考虑再做市场培育和观望以及观念疏导的工作，对于当期盈利仍然不抱有幻想。具体的问题大致表现在：第一，房车以及房车旅游的概念还有相当大的消费者不了解，房车旅游的理念甚
8、至在大城市中的普及程度也很低；第二，现行房车的价格相对于广大的中国消费者的可自由支配收入而言还是显得过高，这使得房车无论是直接销售还是用来做房车旅游，预期回报率都会比较低，无法行车有效的盈利模式；第三，落牌照问题：房车在中国牌照不是很容易上，因为在中国房车属于特种车辆，收到的管制比较多，比如房车多被上成大客车车牌，比小客车车牌要多交很多的费用；第四，中国适合房车旅游的景区的道路状况普遍不太适合现在国产房车的行驶。另外，国产的大部分房车都是经过改装的改装车，重心在车前部，防震效果不是很理想，噪音偏大，房车内部设计还有待做更适合于中国人的改进，如：冰箱体积过大，使用效率不高的家具很多，而乘客的生活
9、空间太小等。很多常用设备由于技术和费用问题无法正常使用，这些都是影响了房车的舒适性和操控稳定性。中国正成长为世界第二大经济实体和新的“世界工厂”，经济仍在保持增长中，从产业经济的角度看来，一个地区的生活成本是其产业结构函数的内生变量，制造业属于低附加值、低风险收入的行业，对生活成本变量富有弹性，因而制造业中心在自由市场中回向低劳动力成本地区流动。世界的制造中心从荷兰的奥姆斯特丹，到英国的凯撒郡和曼彻斯特，再到欧洲的的泪罗斯顿然后转向美国的底特律，游到东亚的日本、韩国，都印证着这个规律，中国大陆成为新的“世界工厂”是自然的。与此相反，服务行业就将向高劳动力成本地区蔓延。由此看来，一方面中国的房车
10、生产将有望伴随汽车工业高速发展，大陆地区不但将会成为自产房车的生产基地，而且在销售欧美方面亦有极大的潜力和各种基础。另一方面 ，从大陆内部的地理格局来看，房车的生产基地有北签的势头，因为从成本流转来看，北部及西部工业重镇将成为中国大陆的制造腹地，而房车的服务商则有聚集于沿海和都市经济发展带的趋势。在此，地区旅游资源是个外生变量，所以符合上述综合条件的地区，将成为房车服务经营上聚集的首选之地。1.2 选题的目的、依据和意义汽车工业发展的经济效益不只是汽车本身，而是集中表现在汽车使用和流通的全过程中，随着汽车工业的发展必然是汽车运输业的发展。由于社会对汽车的运物效率和经济性，以及各种功能和性能的要
11、求也越来越高，从而使汽车运输工具向专用化发展成为必然趋势。旅居车 motor caravan 车厢装有隔热层，车内设有桌椅、睡具（可由座具转变而来）、炊具、储藏（包括食品和物品）、卫生设施及必要的照明和空气调节等设施，用于旅游和野外工作人员宿营的专用汽车。旅居车是为了满足人们旅游和野外生活、工作的需要而设计的集房与车功能于一身的结合体，但其属性还是车，是一种可移动、具有居家必备的基本设施的车种。其车上的居家设施有：卧具、炉具、冰箱、橱柜、沙发、餐桌椅、盥洗设施、空调、电视、音响等家具和电器。旅居车是集“衣、食、住、行”于一身，近几年，越来越多的人喜欢旅居车，喜欢品尝这种无拘无束的生活。作为一款
12、休闲车，它最大的优势是舒适性和方便性。努力贴合当代房车的七大设计理念：1、绿色环保；2、设备便捷；3、尽量使用先进的技术；4、房车产品要操作简单；5、尽量减轻房车的自重；6、房车产品尽量与家用设备同步；7、设计房车产品要使用便于清洁的装备。尽量使设计能够提高所设计产品的舒适性及其操控稳定性。设计更加适合中国人生活习惯的房车，尽量减少使用效率较低的家具，尽量增加乘客的活动空间，是自己的设计更合理。1.3 设计的基本内容正确进行三类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行三类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结； 要求进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置； 要求
13、进行车厢的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高； 要求进行旅居装备设计计算选型；完成总装配图，清楚表达设计。要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。1.4 拟解决的主要问题 本课题研究的主要内容有：（1）THD5040XLJ型旅居车所用三类底盘的选择、分析及其改装设计；（2）THD5040XLJ型旅居车所用车厢的总体设计及分析；（3）THD5040XLJ型旅居车各种特有装备（如卧具、炉具、沙发、盥洗设施、空调、电视、音响等）的设计；（4）THD5040XLJ型旅居车整车的校核，保证其良
14、好的操控性、经济型、动力性、舒适性。1.5 主要技术路线利用AUTOCAD完成总装配图调研、收集资料及总体方案论证整体方案的选择底盘的选择底盘分析底盘的总体布置合 理不合理车厢外观装置的设计对主要设计参数进行校核使用要求分析无需调整需要进行调整撰写设计说明书车厢内部装置的设计第2章 总体方案的选择2.1 总布置的设计原则专用汽车总体布置的任务是正确选取整车主要参数，合理布置工作装置和附件，达到设计任务书所提出的整车基本性能和专用性能的要求。总体结构的设计主要是对组成旅居车几个主要部件，比如二类底盘、旅居车侧身骨架、驾驶室、乘客区内部等方面的设计，这些部件的设计在以后的章节中将会做详尽的介绍。这
15、里主要说一下总布置的几条原则：1、质心高度应满足GB 725887的规定，车辆在静态空载条件下，侧倾稳定角不小于35。2、改装后最大总质量不应超过原车型的允许最大总质量，轴载质量不应超过原车型最大轴载质量的3%。3、厢体应有足够的内部高度和宽。为了不改变原底盘性能，厢体长度应以接近原车厢长度为宜；决定厢体宽度的主要因素是底盘轮距、使用要求及法规限宽；在满足设计要求的情况下，应尽量减小厢体高度，以降低质心，提高汽车行驶的稳定性。还应在尽可能的情况下，不断降低车厢外廓的空气阻力系数。4、尽量避免变动汽车底盘各总成位置 总成部件位置的变动，不仅会增加成本，而且也会影响到整车性能。但有时为了满足专用工
16、作装置的特殊性能要求，也需要做一些改动，如截短原汽车底盘的后悬，燃油箱和备胎架的位置作适当调整等。但改变的原则必须是不能影响整车性能。5、尽量满足专用工作装置性能的要求，充分发挥专用功能，在总布置时，要从多方面综合考虑。6、必须对装载质量、轴荷分配等参数进行估算和校核 为满足汽车底盘或总成的承载能力和整车性能要求，在总布置初步完成后应对某些参数进行必要的估算和修改，其中主要涉及的是装载质量的确定和轴荷分配。因为这些参数对整车性能有很大影响，入股偶不满足要求，就应修改整体布置方案。7、应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷。8、应尽量减少专用汽车的整车整备质量 由于专用汽车增加了工作装置，使得其
17、整备质量比同类底盘普通货车要增加，影响装载质量。据统计，一般自卸车要增加耗材5%10%，一般罐式车要增加耗材15%-25%，因此，减少整备质量，可以充分利用底盘的装载质量，增大质量利用系数，这是专用汽车改装设计过程中要追求的主要指标之一。 9、应符合有关法律规定的要求 例如GB 1589-2004道路车辆外轮廓尺寸、轴荷及质量限值规定了整车的外轮廓尺寸、前后悬等尺寸，以及轴荷限值，设计时一定要符合标准的要求，不能超出。以下几章的设计都是在总布置原则的前提下进行的。2.2 底盘类型的选择2.2.1 二类汽车底盘、三类汽车底盘、整车底盘介绍 目前改装专用汽车选用的底盘主要是二类底盘和三类底盘两类，
18、也有为某些专用汽车设计的专用底盘。专用汽车底盘选型的好坏对专用汽车性能影响很大。汽车底盘的选择或设计专用底盘主要根据专用汽车的类型、用途、装载质量、只用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形尺寸、动力匹配等因素来决定。 目前我国对于常规厢式车、罐式车、自卸车等通常是采用二类汽车底盘(如图2.1所示)进行改装设计，这是目前专用汽车设计中选用底盘型式最多的一种。所谓二类汽车底盘，是指在基本型整车的基础上去掉货箱。在改装设计的总布置时，在没有货箱的汽车底盘上，加装所需要的工作装置或特种车身。采用二类汽车底盘进行改装设计工作的重点是整车总体布置和工作装置设计。设计时，如果严格控制了整车总质量、
19、轴荷分配、质心高度位置等，则基本上能保持原车型的主要性能。但是，还要对改装后的整车重新作出性能分析和计算。 图2.1 二类底盘外观对客车、客货两用车、厢式货车等则通常采用三类汽车底盘（如图2.3）改装设计。所谓三类汽车底盘是指在基本型整车的基础上去掉货厢和驾驶室。在近年来，我过乘用车发展很快，对乘用车使用性能的要求也在不断提高，再用原来的三类汽车底盘改装的客车越来越不受欢迎。因此各类专用底盘应运而生。这些专用客车底盘的基本特点是利用基本型总成，按照客车性能要求更新进行整车布置，更新设计悬架系统等。这种汽车底盘不仅在质心位置、整车性能特别是在平顺性方面有很大的变化，而且在传动系统和动力匹配、制动
20、系统等总成方面也有较大的改装设计。图2.2 三类底盘外观目前在用普通汽车底盘进行改装设计时，把跟换了发动机的底盘（如将汽油发动机改换成柴油发动机），也当作三类汽车底盘处理。整车底盘改装，轻型客车完全满足轻客用户在空间、节油、舒适、安全及外观五大方面升级的迫切需求，以“全功能轻客”重新定义了轻客价值标准，实现了轻客在城市交通中所承担的物流、客运及家用的全面功能，车内一体化平贴式侧窗设计，风阻小、振动小，巧妙的设计倍添商务气息。完全实现了传统轻客用户对于大空间的实际需求，其车身尺寸进一步提升了空间利用率，满足生活运输等多重需求，打造高效空间。同时，还采用了九根横梁底盘结构的布置承载方案，使车辆运输
21、承载力变得更加坚实。无论选用二类汽车底盘或者是三类汽车底盘，很难完全满足某些专用汽车的性能要求。例如用普通汽车底盘改装厢式货车，存在质心过高、轴荷分配不合理的问题；改装消防车，首先是底盘车速达不到规定要求；改装客厢式专用车，存在平顺性差的话题。因此，研究决定采用DD6590DM的专用汽车底盘。在专用汽车底盘或总成选型方面，一般应满足一下要求： 1、适用性 对货运车用的总成要适应货运要求，保证货运安全无损；对乘用车用的总成要适于乘客的需求，达到乘坐安全舒适；对各种专用改装车的总成应适于专用汽车特殊功能要求，并以此为主要目标进行改装选型设计，例如各种取力器的输出接口等。 2、可靠性 所选用的各种总
22、成工作应可靠，出现故障的概率小，零部件要有足够的强度和寿命，同一车型各总成零部件的寿命应趋于均衡。 3、先进性 所选用的底盘或总成，应使整车在动力性、经济型、制动性、操纵平顺性以及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车的先进水平，并且在专用性能上要满足国家和行业标准的要求。 4、方便性 所选用的各个总成要便于安装、检查、保养和维修。处理好结构接凑与装配调试空间合理之间的矛盾。在选用专用汽车底盘时，除了上述因素外，还有以下两个重要的方面：一是汽车底盘价格，它在专用汽车购置成本中占很大的部分，一定要考虑到用户可以接受，这也涉及到专用汽车产品能否很快地占有市场、企业能否增加效益等问题。二是汽车底盘
23、供货要有可靠的来源，要腰痛生产汽车底盘的主机厂有明确的协议或合同，无论汽车底盘滞销或紧俏，一定要按时供货。2.2.2 本次设计中选用底盘类型介绍及其方案分析鉴于本次设计的对象为THD5040XLJ旅居车，所以所选用的底盘应该尽量满足旅居车的使用需求。旅居车在设计时，应当尽量增大内部空间。所以在本次设计中，将采用整车底盘进行设计。因为整车汽车底盘，在设计的时候可以自行设计驾驶室与乘客区的车身。并且可以采用驾驶区与乘客区相互连通的设计方案，进一步正大了车厢内部的使用面积。更加迎合了旅居车的设计要求，同时也可以使旅居车更加舒适。但是采用三类底盘进行旅居车设计，需要注意控制整车的质心，防止质心过高的现
24、象出现。在设计的时候还应该注意到传动系和动力的匹配、制动系统等方面。应该严格控制整车质量、轴荷分配、质心高度位置等关系，这样才能设计出既符合旅居车使用条件又安全舒适切各个总成匹配良好的车辆。2.4 本章小结 本章主要对主要介绍了方案的设计和总布置的设计。总体方案设计中，先做二类汽车底盘，三类汽车底盘的、车身类型、车门类型及其相关附件的介绍。然后进行优、缺点的对比，最后进行综合分析，得出了一套总体的设计方案，总布置设计主要介绍了本设计总体结构的布置原则。第3章 整车底盘的选择3.1 整车底盘的选型目前改装专用汽车选用的底盘主要是二类底盘和三类底盘两类，也有为某些专用汽车设计的专用底盘。专用汽车底
25、盘选型的好坏对专用汽车性能影响很大。汽车底盘的选择或设计专用底盘主要根据专用汽车的类型、用途、装载质量、只用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形尺寸、动力匹配等因素来决定。由于本次设计对象为THD5040XLJ型旅居车，为了适应旅居车平时使用时候的使用要求，尽量在这几种增大驾驶区和乘客区的可用空间，尽量提高旅居车的舒适性，尽量使旅居车在外观上有较好的流线，尽量降低风噪等各项噪音。为了适应这样的使用要求，在本次设计中将选择利用三类底盘进行改装设计。经过对汽车三类底盘资料的大量查阅，本次设计中将采用黄海牌DD6590DM轻型客车底盘。黄海牌DD6590DM轻型客车底盘具体参数数据如表3.
26、1所示：表3.1 黄海牌DD6590DM轻型客车底盘具体参数额定载质量(Kg)前轮轮距(mm)1716总质量（Kg）3215后轮轮距(mm)1732外廓尺寸(mm)5995*2025*2910前悬(mm)955轴距(mm)3715后悬(mm)1325最小离地间隙(mm)198最小转弯直径(m)7.5最高车速(Km/h)120转向机构准拖挂车总质量（kg）鞍座型号驱动形式42额定功率(3200r/min)110kw最大扭矩(2300r/min)360离合器型式接近角/离去角轮胎规格变速器型号鞍座最大允许承载质量 发动机型号ISF2.8s4148V、直列、4缸、四冲程、水冷、增压中冷3.2 总体布
27、置的原则总体布置的任务是正确选定整车参数，合理布置工作装置和附件，使取力装置、专用工作装置、其它附件与所选定的汽车底盘构成相互协调和匹配的整体，达到设计任务书所提出的要求，（图3.1为旅居车整车结构图）布置时应按照以下原则：1、尽量避免变动汽车底盘各总成位置；2、尽量满足专用工作装置性能的要求，充分发挥专用功能；3、必须对装载质量，轴荷分配等参数进行估算和校核；4、应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷；5、应尽量减少专用汽车的整车整备质量；6、应符合有关法规的要求。图3.1为旅居车整车结构图3.3 整车参数的确定3.3.1 装载质量和总质量的确定初步选定的总质量为4000Kg，查表3.1。可
28、知整备质量为2196Kg，额定装载质量1756Kg。3.3.2 轴载质量的确定1.轴载质量的计算 专用汽车总质量和专用工作装置各部件质量及其质心位置确定后，就可以计算轴载质量。 （3.1）2.轴载质量的限值 汽车及挂车单轴的最大允许轴荷不得超过表3.2的最大限值。 表3.2挂车并装轴的最大允许轴荷的最大限值（单位：kg）车辆类型最大允许轴荷最大限值每侧单轮胎6000每侧双轮胎10000对照上表可以看出，本设计所用的车型后轴为每侧双轮胎889010000Kg，前轴为每侧单轮胎44802时候，扭转刚度明显下降。表4.1为材料面积A相等（周边的长度s和材料厚度t均相同）而形状不同的截面特性的比较示例
29、。表中Iy和Wy分别表示对主惯性轴y的抗弯惯性矩和抗弯断面系数，Wk为抗扭断面系数。可见，在材料面积A和壁厚t保持不变的情况下，闭口截面的抗弯性能稍稍若于开口截面，但闭口截面的扭转惯性矩要比开口截面大多了。因此，从提高整个车身和构件的扭转刚度出发，宜多采用闭口截面，但是还需要考虑构成截面的其他因素，如结构功能、配合关系以及制造工艺等等。因此，实际车身骨架构件的截面形状往往是比较复杂的。图4.1为承载式轿车车身骨架截面示例。为了提高扭转刚度，全部采用闭口截面。而大客车车身的主要构件，则通常采用一行钢管。当对车身骨架初步设计方案进行分析后，可以根据内力分布情况，适当调整构件的截面形状、尺寸及其位置
30、。表4.1 材料特性的比较截面形状截面尺寸AJkIyWyWkh=12.8b=4.8t 0.410.0044110.043h=6.4b=4.8t=0.410.590.690.7330.768h=7.13t=0.4110.6910.65614.1.3 横、纵梁连接点解决方案横、纵杆件的连接点即通常说说的“接头”，诸如底盘纵梁与横梁的交接处、横梁与立柱的连接点、窗框以及门框的四个角等等，这些部分一般都容易出现应力集中，如设计不当很可能造成车身的隐患。从提高扭转刚度来看，纵梁与横梁应以翼缘相连，但一般翼缘的弯曲应力和约束扭转正应力都最大。因此，必须认真设计接头的形状和连接强度。可用角板等各种连接方式（
31、如图4.2），以扩大连接的面积，减小应力集中。需要指出，过分地加强接头也可能由于接头刚度太大而使接头边缘的被加强梁上产生应力集中，或者由于接头约束程度过大导致约束扭转正应力加大而损坏。因此，接头的铆钉数量和布置、焊缝长短和布置都应恰当好处。此外，理论上，各杆截面的弯曲中心的轨迹最好相交于一点，以免产生附加载荷。4.2 车体板壳的设计车体的大型板壳零件可分为三类： 1、外罩盖件，如车身顶盖，发动机罩外板、车门外板、翼子板等。对这些零件的要求是：表面光滑，棱角线条清晰，与相邻部件棱线吻合，完全符合造型要求，而且要有一定的刚度。 2、内罩盖件，如前围内板（发动机挡板）、地板、车门内板等，即在车身外面
32、看不见的内部大零件。这些零件的刚度要足够，零件上的装配尺寸要准确。 3、骨架零件，他们在车身上起支撑作用，如支柱、门窗框以及各种纵梁、横梁等等。图4.1 承载式车身骨架构件的截面图图4.2 车架构件的各种连接方法示例上述这些零件轮廓尺寸都较大，零件形状多为空间复杂曲面，有各种各样的界面和翻边型式，以及不规则的轮廓尺寸，使用的材料大多是具有良好拉延性能的优质钢板，钢板厚度为0.7mm-1.2mm。由于形状复杂，冲压制造这些零件往往需要好几道工序才能完成，大量生产的准备周期长，投入成本较高，投产后产品图样略有变动便会影响甚大，因此，在设计车身大型零件时，要充分考虑到各个方面的要求。4.2.1 板壳
33、的构造、过度和连接在车身表面线的控制下，绘制由一个截面过度打哦另一个截面的壳体草图，构造壳体与骨架或其他覆盖件之间的连接形式，以便进行下一步进行细致的主图板设计。图4.3表明顶盖与风窗支柱及前围上盖板之间曲面的过度关系和翻遍的型式，由A-A,B-B,C-C三个截面可见翻遍的衔接关系。图4.3 车身壳体草图4.2.2 板壳的合理分块 图4.4给出了驾驶室的两种结构划分方案。 方案a主要组合件和板的接缝布置在前后柱的腰线上、风窗柱上和门槛上（顶盖和前围上外板所示“B”为冲压深度），这样窗框被分成两部分，装配时要用夹具定位以免发生窗框翘曲和错移；接缝是在显见的表面区域。方案b的顶盖是与风窗外板和前围
34、上板构成一个整体（由于风窗是斜的，“B”比较浅），整个前风窗是在一块板上冲压出来，所需板材和压床台面较大；接缝是布置在不显眼的地方。确定分块方案应尽量满足制造工艺要求，考虑产量、工装设备和成本等许多因素。4.2.3 提高零件的刚度刚度差的大型覆盖件容易在振源的激励下引起板的强迫振动。板的震动将使车身内部产生很大的噪声，尤其是发生共振现象时令人感觉很不舒服，还会造成部件的疲劳损坏。此外，零件刚度差，给生产、搬运等都带来了困难。因此，设计壳体零件尤其要注意提高零件的刚度。 a b图4.4 驾驶室分块提高板壳零件刚度的措施：1） 曲面和棱线等的造型，及其拉延成型过程零件材料的冷作硬化，对提高刚度极为
35、有利，平直的零件造型是不可取的。2） 在内覆盖件和不显露的外覆盖件上设置各种形状的加强肋。设计加强肋应注意一下几点： 在平的或稍鼓起来的零件上，加强肋应沿着零件的对角线布置。最好不用交叉肋。如果采用交叉肋，则应避免交叉处因应力集中而丧失刚性，为此，在交叉处用半径大于两倍肋宽度的圆弧来过渡。为减轻弯曲零件的回弹，可以在弯曲部分局部压出三角肋；对弯曲半径很大的零件，应垂直于零件的弯曲轴线方向布置条形肋。加强肋的轴线宜直，否则在运动时会引起扭转。加强肋应沿着支撑之间的最短距离布置。肋的刚性主要取决于他的深度，但为防止破裂，深度不宜过大，原则上应满足板料拉延成型所允许的条件。3） 大客车承载式车身上的
36、板壳零件蒙皮，可分为两种。 一种是应力蒙皮，它是将薄板先电焊定位在车架上，再进行铆接，使蒙皮与骨架一起承载，故称之为应力蒙皮，是沿袭飞机壳体的结构； 另一种为预应力蒙皮，即在车身侧壁的窗下梁至地板边梁之间，由一张长度自车身前端第二立柱至最后第二立柱相应大小的薄板，放在平台上由平台上由占用胎夹具压平并拉伸越1左右，然后将胎夹具及贴实紧固的薄板，整个吊装至骨架侧围相应部位的外边，进行贴合并将四周电焊，而蒙皮与中间各立柱不焊接，其间只加装衬垫物。撤去胎夹具后的蒙皮仍处于张拉应力状态，所以又称张拉蒙皮。张拉蒙皮不参与承载，只在骨架承载式客车车身上起装饰作用（无铆钉、无接缝、表面光洁），由于蒙皮受有张拉
37、应力，垂直于板面的刚度得以提高。4.3 旅居车车身设计在进行本次旅居车设计时，首先确定车身骨架的总体方案。车身骨架采用非承载式，利用三类底盘的车架起到承载作用。整个车身骨架分前围骨架、左侧围骨架、右侧围骨架、后围骨架、地板骨架六个部分。首先选择制作旅居车骨架结构的材料，根据材料的选择原则，虽然车身骨架不用过多的承载，但是同样应该保证它具有一定的刚度。所以通过查阅机械设计手册，进行各种型材的比较，最终确定了本次旅居车设计中，横梁材料选用方形钢管。截面如图4.5所示，方形钢管截面参数如表4.2所示。采用方形钢管可以保证车身骨架有一定的刚度。同时，除了圆形钢管之外，方形钢管抗扭惯性最大，可以有效防止
38、车身变形，所以本次设计采用方形钢管作为汽车骨架的横梁。纵梁选用冷弯边槽钢，冷弯边槽钢具有较好的刚性，可以要求纵梁的设计要求，所以本次设计中，旅居车的纵梁选型为棱边槽钢。截面如图4.6所示，冷弯边槽钢截面参数如表4.3所示图4.5 方形钢管截面图表4.2 方形钢管参数基本尺寸截面面积F/cm2理论重量G/(kg/m)截面模数截面模数ABSJXJYWXWY/mm/cm2/cm25047.395.5625.5610.2258.586.7329.8111.9369.957.8133.3513.34711.218.8035.2314.49812.359.7038.5115.41图4.6 冷弯边槽钢截面图
39、表4.3 冷弯边槽钢截面参数名 称尺寸/mm理论质量截面面积重心/cm惯性矩/cm4同转半径/cmHBtHBt/kg/m/cm2X0IXIYrXrY180804.0180804.010.18412.9732.075641.481.0270.312.499180805.0180805.012.57616.0212.123780.599.116.9792.487在横纵梁接头的设计方案选择上，本次设计将采用横梁贯穿纵梁腹板这种设计方案，首先这种设计方案可以保证足够的刚度。特别是在对地板骨架的设计时，要求地板骨架应该有足够的刚度，起到一定的承担载荷的作用。这种贯穿连接结构目前国内外广泛采用的半挂车车架
40、结构。它在贯穿处只焊接横梁腹板，其上下翼板不焊接，并在穿孔之间留有间隙。当纵梁产生弯曲变形时，允许纵梁相对横梁产生微量位移，从而消除应力集中现象。但车架整体扭转刚度较差，需要在靠近纵梁两端处加横梁来起到高扭转刚度。惯性横梁式结构，由于采用了整体横梁，减少了焊接，使焊接变形减少。同时还具有腹板承载能力大，并且在偏载较大时，能使车架各处所产生的应力分布较均匀的特点。根据第3章尺寸参数的确定中所设计的，旅居车头部分驾驶区的长度初为2207mm，旅居车总长初定在6150mm，所以得到乘客区车厢外部尺寸初定为3943mm。所以进行对汽车右侧围进行设计，设计图如图4.7所示。图4.7 车身右侧骨架设计在设计的时候，应该注意车身刚度，在必要的部位加装加强肋。注意骨架布置均匀，使得车身骨架承载均匀。初步选定后围立柱长度2315mm、腰梁长度3911mm、侧围搁梁长度5000mm、斜撑长度1468mm、侧围立柱长度172