一種組合式車架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組合式車架，屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在貨運(yùn)類車輛(含改裝車、半掛車及全掛車)的車架設(shè)計(jì)中，通常采用“梯形車架”(如圖1);即由左右分開的兩根縱梁和若干根橫梁組成;梯形車架的特點(diǎn)是:在縱向上設(shè)計(jì)截面較高大的“工”字形或槽型截面的兩根縱梁和兩根邊梁以承擔(dān)垂直載荷(抗彎)，在橫向上(縱梁、邊梁之間)設(shè)計(jì)截面較小的橫梁，以連接縱梁和橫梁，并承擔(dān)橫向載荷(抗扭)；縱梁、邊梁、橫梁組成橫截面為梯形或矩形的車架。但由于“工”字形或槽型截面的抗扭能力及橫向穩(wěn)定型均較差，無法分擔(dān)扭矩;而橫梁由于其截面較小，且與縱梁、橫梁，邊梁與橫梁的連接面積非常有限，也無法高效傳遞載荷，致使橫梁也無法分擔(dān)垂直載荷。其設(shè)計(jì)結(jié)果必然是，縱梁抗彎，橫梁抗扭，各干各的活兒，彼此互不分擔(dān)；未能充分發(fā)揮所有元件的自有能力，造成車架自重大、載荷能力低、質(zhì)量利用系數(shù)低、橫向穩(wěn)定型差，抵抗振動性能差的結(jié)果O
[0003]對于減輕自重，提高質(zhì)量利用系數(shù)問題，目前在經(jīng)典的理論力學(xué)和材料力學(xué)指導(dǎo)下，無法從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)突破，只能是從材料上入手一一利用低密度、高強(qiáng)度、高成本的輕質(zhì)材料鋁合金和碳纖維等替代傳統(tǒng)材料，此方法減重效果雖然明顯，但也存在一定的缺陷:這些輕質(zhì)材料在與傳統(tǒng)材料連接而構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)時，由于無法采用低成本的焊接形式，而不得不采用成本較高的絕緣鉚接、絕緣螺接或粘接等工藝方式，且這些連接方式也很難快速有效的傳遞載荷。這不僅使得車架的原材料成本及制造成本大幅上升，同時還會在異種材料的連接處產(chǎn)生應(yīng)力集中而造成早期損壞的隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求，設(shè)計(jì)合理，強(qiáng)度高，剛度大，自重輕，耗材少，承載能力大，油耗小，同時降低成本、故障率低，使用壽命長的組合式車架。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種組合式車架，包括與牽引裝置連接的前車架，與前車架后端連接的轉(zhuǎn)接梁;與轉(zhuǎn)接梁連接的三維空間桁架式車架;所述前車架包括兩根邊梁和位于兩根邊梁中的縱梁，在縱梁和邊梁之間通過若干橫梁和斜向連接桿連接，任意兩根相鄰的斜向連接桿以橫梁的一端為頂點(diǎn)對稱安裝;所述三維空間桁架式車架由位于兩邊的側(cè)邊平面桁架，連接兩個側(cè)邊平面桁架一端的尾部連接梁，位于兩個側(cè)邊平面桁架中的若干中間平面桁架，以及將若干中間平面桁架相互連接，并與側(cè)邊平面桁架和尾部連接梁連接的橫向連接梁、斜向連接梁組成的三維立體結(jié)構(gòu)。
[0006]進(jìn)一步的，所述中間平面桁架由中間平面桁架上弦桿和中間平面桁架前下弦桿、中間平面桁架后下弦桿以及連接中間平面桁架上弦桿和中間平面桁架前下弦桿的中間平面桁架前腹桿、連接中間平面桁架上弦桿和中間平面桁架后下弦桿的中間平面桁架后腹桿組成;任意兩根相鄰的中間平面桁架前腹桿或中間平面桁架后腹桿呈V字形。
[0007]進(jìn)一步的，所述側(cè)邊平面桁架由側(cè)邊平面桁架上弦桿、側(cè)邊平面桁架下弦桿和連接兩者的側(cè)邊平面桁架腹桿組成，任意兩根相鄰的側(cè)邊平面桁架腹桿呈V字形。
[0008]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)接梁為直梁、折線梁或曲梁的一種或幾種組合;轉(zhuǎn)接梁的截面為圓形、矩形、方形、三角形、“Z”型、工字型或槽型中的一種。
[0009]進(jìn)一步的，所述三維空間桁架式車架由桿件或板件組成；桿件截面為圓管形、矩形、方形、工字形或槽型中的一種;所述轉(zhuǎn)接梁與三維空間桁架式車架之間通過焊接、鉚接、螺接的一種或幾種進(jìn)行連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述組合式車架形狀為長方形、方形、梯形中的一種；其橫斷面的形狀為長方形、方形、梯形中的一種。
[0011]進(jìn)一步的，所述斜向連接桿的橫斷面為圓形、矩形、方形、三角形、“Z”型、工字型或槽型中的一種。
[0012]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:1、減輕了自重，提高了質(zhì)量利用系數(shù)，由于在縱梁與橫梁、縱梁與邊梁的交匯節(jié)點(diǎn)處增設(shè)斜向連接桿，在結(jié)構(gòu)上強(qiáng)制縱梁、橫梁、邊梁三者間彼此更多地分擔(dān)外載荷，而三維空間桁架式車架剛度大、質(zhì)量小，構(gòu)成三維空間桁架式車架的所有元件均參與承載，充分挖掘各個元件的能力，發(fā)揮各個元件自身的能力，實(shí)現(xiàn)整體承載，在同等條件下，提高了材料利用率，降低了各個元件的自重，極大地提升了車架的質(zhì)量利用系數(shù)，從而避免了梯形車架的剛度低、自重大、質(zhì)量利用系數(shù)低的弊??；2、提高了車架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，由于在結(jié)構(gòu)上增加了強(qiáng)制承載元件彼此互相分擔(dān)外載荷，極大地提升了承載元件(縱梁、橫梁、邊梁)的承載能力及抵抗變形的能力；車架的穩(wěn)定性大大提升，三維空間桁架式車架受力時結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高;通過轉(zhuǎn)接梁將前部的梯形車架與后部三維空間桁架式車架有機(jī)的連接在一起，使得前后兩種結(jié)構(gòu)的車架連成完整而牢固的承載整體，實(shí)現(xiàn)了整體承載。3、提高了車架的行駛穩(wěn)定性，由于實(shí)現(xiàn)了前車架與三維空間桁架式車架的整體承載，夕卜載荷均由所有元件來分擔(dān)，使整個車架在應(yīng)對各種工況時變形幅度大為減小，從而提升了行駛穩(wěn)定性。4、由于減輕了自重，減少了原材料消耗，車輛在使用中也降低了燃油消耗；同時，車輛行駛穩(wěn)定性增加也降低了輪胎磨損，延長了輪胎使用壽命。5、整體承載提高了車架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和整車的行駛穩(wěn)定性，使得車輛所承運(yùn)的貨物得到更好的保護(hù)。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖:
圖2為本發(fā)明的前車架結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的三維空間桁架式車架結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的三維空間桁架式車架的中間平面桁架結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的三維空間桁架式車架的側(cè)邊平面桁架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、前車架，11、斜向連接桿，12、縱梁，13、橫梁，14、邊梁，2、轉(zhuǎn)接梁，3、三維空間桁架式車架，31、中間平面桁架，32、側(cè)邊平面桁架，33、橫向連接梁，34、斜向連接梁，35、尾部連接梁，311、中間平面桁架上弦桿，312、中間平面桁架前腹桿，313、中間平面桁架前下弦桿，314、中間平面桁架后下弦桿，315、中間平面桁架后腹桿，321、側(cè)邊平面桁架上弦桿，322、側(cè)邊平面桁架下弦桿，323、側(cè)邊平面桁架腹桿。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1、2、3所示的一種組合式車架，包括與牽引裝置連接的前車架I，與前車架后端連接的轉(zhuǎn)接梁2;與轉(zhuǎn)接梁連接的三維空間桁架式車架3;所述前車架I包括兩根邊梁14和位于兩根邊梁中的縱梁12，在縱梁12和邊梁14之間通過若干橫梁13和斜向連接桿11連接，任意兩根相鄰的斜向連接桿11以橫梁13的一端為頂點(diǎn)對稱安裝;所述三維空間桁架式車架3由位于兩邊的側(cè)邊平面桁架32，連接兩個側(cè)邊平面桁架32—端的尾部連接梁35，位于兩個側(cè)邊平面桁架32中的若干中間平面桁架31，以及將若干中間平面桁架31相互連接，并與側(cè)邊平面桁架32和尾部連接梁35連接的橫向連接梁33、斜向連接梁34組成的三維立體結(jié)構(gòu)。
[0017]如圖4所示，所述中間平面桁架31由中間平面桁架上弦桿311和中間平面桁架前下弦桿313、中間平面桁架后下弦桿314以及連接中間平面桁架上弦桿311和中間平面桁架前下弦桿313的中間平面桁架前腹桿312、連接中間平面桁架上弦桿311和中間平面桁架后下弦桿314的中間平面桁架后腹桿315組成;任意兩根相鄰的中間平面桁架前腹桿312或中間平面桁架后腹桿315呈V字形。
[0018]如圖5所示，所述側(cè)邊平面桁架32由側(cè)邊平面桁架上弦桿321、側(cè)邊平面桁架下弦桿322和連接兩者的側(cè)邊平面桁架腹桿323組成，任意兩根相鄰的側(cè)邊平面桁架腹桿323呈V字形。
[0019]所述轉(zhuǎn)接梁2為直梁、折線梁或曲梁的一種或幾種組合;轉(zhuǎn)接梁2的截面為圓形、矩形、方形、三角形、“Z”型、工字型或槽型中的一種。
[0020]所述三維空間桁架式車架3由桿件或板件組成;桿件截面為圓管形、矩形、方形、工字形或槽型中的一種;所述轉(zhuǎn)接梁2與三維空間桁架式車架3之間通過焊接、鉚接、螺接的一種或幾種進(jìn)行連接。
[0021 ]所述組合式車架形狀為長方形、方形、梯形中的一種;其橫斷面的形狀為長方形、方形、梯形中的一種。
[0022]所述斜向連接桿11的橫斷面為圓形、矩形、方形、三角形、“Z”型、工字型或槽型中的一種。
[0023]制作步驟是:首先，在工裝上將縱梁12、橫梁13、邊梁14通過牽引銷連接好，并在縱梁12與橫梁13、橫梁13與