汽车载荷计算准则

3.2轿车计算实例

3.2.1 根据汽车载荷计算准则对轿车进行计算

b 重量及重心 额定载荷下，重量及重心位置见表3-4。

c 重心高度 从表3-1得出车轮到重心的高度。重心到地面的高度如下式：

535.02tro tfo c a b D h h a b

δδ+=+

-=-

式中 h c ------车轮中心到重心的高度247mm 。 D------轮胎直径 607mm

tro δ------后轮胎初始变形 15.6mm tfo δ-------前轮胎初始变形16.6mm

a--------重心到前轮的距离 1134 b--------重心到后轮的距离 1256 d 弹簧系的刚度

d1 弹簧刚度 sf k 单侧前轮弹簧刚度 1.46kg/mm sr k 单侧前后轮弹簧刚度 1.47kg/mm

d2 轮胎刚度

tf k 单侧前轮胎刚度 19.55 kg/mm tr k 单侧前轮胎刚度 19.55 kg/mm

d3 总刚度（k ）

11

1

[]s s

t t

k n k n k -=+

式中 n s -------弹簧数 k s -------弹簧刚度（单侧）

n t -------轮胎数 k t -------轮胎刚度（单侧）

计算结果如下表3-5 弹簧系刚度

d4 弹簧系的初始变形（0δ）

0000()()s t s s s t t W n k R n k δδδ=+=+

式中 0s δ -------弹簧初始变形 0t δ-------轮胎初始变形 0W ---------弹簧上重量

s R -------加在轮胎上的力 计算结果如表3-6 弹簧系的初始变形

a A 对称上下载荷

a1 A1 同时升起载荷倍数n 可由下式求得

2

2.72 2.7480

1 1.335100012351135n +=+

⨯=+

这种情况下的n 比载荷计算准则所选定的2.0小，但考虑到安全性，在下面的计算中去n=2.0计算结果如表3-7。

A2 单独下陷 前轮弹簧系的最大变形为2f δ

22221

()()2

of o f f o W h k k δδδδ-+=-即

589.6×（80-218.5+2f δ）=0.5×2.72×（2

2f δ-218.52）

2f δ=403.1mm

因此前轮的反作用力R f 为：f 2R 2.72403.11096.3f f k kg δ==⨯= 这时的载荷倍数1096.3

1.689649.0

f f fs

R n R =

=

=

对后轮同样求得n r =1.819

两者都比准则所给的2.5小。下面的计算考虑到安全，取n=2.5.计算结果于表3-7。 A3 向上载荷 计算结果于表3-7 A4 交变载荷 计算结果于表

3-8

b B 非对称上下载荷 b1 B1 单轮升起 按下式计算

各扭转刚度计算值于表3-9，车轮反作用增量计算值于表3-10

b2 B2 单轮下陷 在B1的计算中，车轮反作用力不会是负值。因此，与B1相比，B2往往处于严酷的状态。根据载荷计算准则，对各构件的强度。取B1或B2中的低值，因此可以省略对B2的校核。 C 横向载荷

C1 单一横向载荷 当重心位置上承受汽车总重0.6倍的横向惯性力时，前外侧车轮的向上载荷fo R 和由它引起的横向载荷Yfo F 由下式求出：

对于其他车轮，可同样求得。结果如表3-11.。

特殊横向载荷C2 交变横向载荷C3如表3-12

D 对称前后载荷 对汽车前后、后轮制动进行计算。 D1 前进不偏制动初期 计算结果如表3-13

D2 前进不偏制动后期 因为在车辆重心处，承受总重0.6倍的向前水平力，因此前车轮的向上的载荷Rf 和由它引起的水平力Fxf ，由下式求出：

1256(0.6535.0)

1235.0814.92390

f R k

g +⨯=

⨯=

0.50.6814.9244.5xf F kg =⨯⨯=

前后轮的计算结果见表3-13

D3 后退不偏制动初期 计算时若将D1中的μ值取负值，则计算数值与D1相同。 D4 后退不偏制动后期 计算时同D2，μ取负值。计算结果见表3-13。

D5 交变前后载荷，计算结果如表3-14

E 非对称水平载荷计算方法同D ，计算结果见表3-15

F 传递扭矩

F1 最大扭矩 根据发动机最大扭矩Q0，由下式求得变速器输出的最大扭矩Q1，及主减速器输出的最大扭矩Q2

011.5.Q kg m = 1120Q n n Q = 222122110Q n Q n n Q ηηη-=

式中，n1 n2为变速器及主减速器的传动比；1η 2η变速器及主减速器的传动效率。其值如下：

变速器的传动效率------0.98 主减速器的传动效率----0.96 万向节传动效率-----0.98 计算结果如下表3-16

G 转向系载荷

绕前轮转向轴的转动力矩：

H 操纵载荷

H1 作用在转向盘上的扭矩：

式中转向盘半径为205mm H2 手制动拉力 40㎏

H3 制动器及离合器踏板踏力100㎏，

H4 杠杆、按钮类的操纵力 省略 J 特殊载荷 J1 牵引时

最大牵引力 2/X r F Q r = 侧向牵引力 Y X F F tg θ= 式中 Q2------传到车轮的最大扭矩。 r r -------后轮有效半径 287mm

θ-------牵引方向角 15·