CF650G国宾车车架设计

第2章 总体方案确定
2.1 国内外车架概况
摇篮式车架:其特点是摩托车发动机的安装状态犹如婴儿被放在框架的摇篮中一样,所以称为摇篮式车架.这些空间结构的车架在强度和刚性方面都要好的多,所以大功率摩托车.高速竞赛车广泛地采用这种车架.
摇篮式车架又可细分为
⑴双排管摇篮式车架：从车架转向立管至发动机下方由两根并排钢管配置.,如LX250-8,

⑵叉形管摇篮式车架：以单根钢管与车架转向立管相接,而在发动机下方为两根并排
钢管配置,例如LX150-.
⑶由单根钢管构成摇篮框架的称为单管摇篮式车架.
这三种车架在使用上的区别是(即在成车开发时对车架的选择):根据发动机的结构形式不同而采用相应的车架.除与发动机的大小和形状外其中最主要的原因是为了更合理地布置发动机的排气管及进气管.如双缸和四缸发动机排气管分置两侧,一般易采用叉形管或单管的车架.三缸发动机排气管置于中间和两边,多采用双排管车架.单缸发动机也采用双排管车架或叉形管车架.
摇篮式车架不但有理想的强度和刚性.而且造型美观,有力感,利于成车的结构布置.但这种车架的生产制造工艺技术要求较高.
跨接式菱形车架:(如LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的车架部,直接利用发动机本身这一刚性体作为车架的一个组成部分,将车架连接起来.所以这种车架是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成,因此称它为跨接式菱形车架
由于这种车架是把发动机作为车架的一个构件,车架所承受的震动和冲击,也就是发动机体要受的震动和冲击.因此,它的缺点是发动机曲轴箱有可能产生变形而影响发动机的性能.其优点是省去了车架下面的材料,车架重量减轻,结构简单.多用于中排量的摩托车,特别是越野车.另外,为了能获得理想的最低离地高度时,也较多采用这种车架.在大排量的摩托车中,解决了发动机的连接强度问题,也逐渐采用了这种车架
脊梁悬挂式车架:例:LX90,LX80,它不像摇篮式车架那样把发动机置于框架之内,而是把发动机下面的车架部分全部省去,从车架转向立管到车架尾部以一个较大的主体骨架形成一个好像脊梁骨一样的构件,发动机以脊梁的方式安装于脊梁的下部,所以这类车架为脊梁悬挂式车架.
此类车架基本上都是采用左右结构组合的冲压薄钢板形成的,或用钢管和钢板混合组成车架,如:LX110-3.

这种车架结构简单,适于大量生,但由于脊梁部位受运行中的冲击负荷较大,同时又受发动机震动的影响,容易产生应力集中的弱点.因此,断面形状设计必须根据成车的载荷状况慎重考虑,特别是轮距较大的车型,应有足够大的断面面积和理想的断面形状.这种车架在强度和刚性上受结构的一定限制,同时成车辅助零件的空间布置比较困难,一般多用于中小型两轮摩托车.
此类车架又可分为上脊梁式和下脊梁式.所谓上脊梁式就是主体脊梁位于东梁上方,一般大体形状呈“T”字形，其优点是在主脊梁前部可以设置一个较大的燃油箱，这种车架大都用于中小型摩托车如LX90。
下脊梁式车架与上脊梁式车架的主要区别在，下脊梁式车架的脊梁前部向下弯曲形成一个适当空间，这样乘骑者可以从座垫前面方便上下车。。所以，这类车架也称为弯梁车架。则类结构的车辆运载货物较为方便。
组合揺臂式车架及其它车架。此类车架多用于踏板车及三轮车，因我司基本上无此种车型这里就不介绍了。
2.2摩托车车架总体设计
跨接式菱形车架:(如LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的车架部,直接利用发动机本身这一刚性体作为车架的一个组成部分,将车架连接起来.所以这种车架是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成,因此称它为跨接式菱形车架
由于这种车架是把发动机作为车架的一个构件,车架所承受的震动和冲击,也就是发动机体要受的震动和冲击.因此,它的缺点是发动机曲轴箱有可能产生变形而影响发动机的性能.其优点是省去了车架下面的材料,车架重量减轻,结构简单.多用于中排量的摩托车,特别是越野车.另外,为了能获得理想的最低离地高度时,也较多采用这种车架.在大排量的摩托车中,解决了发动机的连接强度问题,也逐渐采用了这种车架
脊梁悬挂式车架:例:LX90,LX80,它不像摇篮式车架那样把发动机置于框架之内,而是把发动机下面的车架部分全部省去,从车架转向立管到车架尾部以一个较大的主体骨架形成一个好像脊梁骨一样的构件,发动机以脊梁的方式安装于脊梁的下部,所以这类车架为脊梁悬挂式车架.

2.2.2 摩托车车架的整机结构及选择

1．转向立管
转向立管是任何形成的摩托车车架必不可少的部分，它是前轮转向系统和车体部分的唯一连接点。摩托车在运行中通过它抵抗来自凸凹路面的冲击力，制动的惯性力，手把转动的横向载荷等，其受力状况十分复杂，可以认为是在杂复交变力条件下工作，为增强此处的强度和刚性，除必须对车架主体进行可靠的焊接外，还需要用加强板加固它与车架的连接。为了使车体与前轮转向系统通过立管进行有机的连接，在立管内设置了推动轴承，从而实现了前轮转向系统与车体之间转向灵性又无上下窜动，确保车辆的稳定性和安全性。

第3章车架零部件设计
3.1 支架主体

这三种车架在使用上的区别是(即在成车开发时对车架的选择):根据发动机的结构形式不同而采用相应的车架.除与发动机的大小和形状外其中最主要的原因是为了更合理地布置发动机的排气管及进气管.如双缸和四缸发动机排气管分置两侧,一般易采用叉形管或单管的车架.三缸发动机排气管置于中间和两边,多采用双排管车架.单缸发动机也采用双排管车架或叉形管车架.
摇篮式车架不但有理想的强度和刚性.而且造型美观,有力感,利于成车的结构布置.但这种车架的生产制造工艺技术要求较高.
跨接式菱形车架:(如LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的车架部,直接利用发动机本身这一刚性体作为车架的一个组成部分,将车架连接起来.所以这种车架是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成,因此称它为跨接式菱形车架
由于这种车架是把发动机作为车架的一个构件,车架所承受的震动和冲击,也就是发动机体要受的震动和冲击.因此,它的缺点是发动机曲轴箱有可能产生变形而影响发动机的性能.其优点是省去了车架下面的材料,车架重量减轻,结构简单.多用于中排量的摩托车,特别是越野车.另外,为了能获得理想的最低离地高度时,也较多采用这种车架.在大排量的摩托车中,解决了发动机的连接强度问题,也逐渐采用了这种车架
脊梁悬挂式车架:例:LX90,LX80,它不像摇篮式车架那样把发动机置于框架之内,而是把发动机下面的车架部分全部省去,从车架转向立管到车架尾部以一个较大的主体骨架形成一个好像脊梁骨一样的构件,发动机以脊梁的方式安装于脊梁的下部,所以这类车架为脊梁悬挂式车架.

第4章力学分析
本设计中模型参考现有摩托车车架建立。重点部分为机身，工作部分，钻头部分，也就是受力部分，为后续做分析做模型基础。
建模如下图所示

4.3有限元分析
4.3.1模型导入
1 ANSYS与Solidworks之间的数据转换
使用ANSYS进行有限元分析时，技术人员在进行三维模型的建立过程中耗费了大量的时间与精力。由于ANSYS自带的建模功能非常有限，只能建立一些结构简单的模型。随着ANSYS的应用日益广泛，在很多时候需要对非常复杂的模型进行有限元模型的建立，其需要处理的模型也越来越复杂，ANSYS自带的建模功能显出很多的不足之处。
Solidworks作为一款三维CAD软件，其拥有强大的参数化建模能力，可以建立非常复杂的实体模型。因此，如果充分利用Solidworks快速准确建模的特长，把在Solidworks建立好的模型导入到ANSYS中进行分析就可以很好地解决ANSYS建模能力的不足。现在，大多数的技术人员都是利用三维CAD软件建模，通过ANSYS与三维CAD软件之间的图形接口将建立好的模型导入到ANSYS。了解ANSYS与Solidworks之间的导入接口，能有效提高模型质量，简化分析工作，对CAE分析人员有着非常重要的意义。将模型导入ansys软件，如下图所示：

进入ansys界面，在model模块中，点击geometry拖进project schematic界面，然后在analysis systems中点击static structural模块，将其拖到刚刚创建的geometry模块上。