对小型轿车、轻卡等车辆来说，由于轮胎的外形尺寸较小、质量轻，备胎的摆放位置几乎不影响汽车的性能，而且能够依靠人力进行备胎装卸，但对于某些配置大直径轮胎的工程车辆、越野车来说，多数轮胎直径超过1 m，质量超过100kg，摆放位置很有可能改变前后轴的承重，会影响使用性能，而且仅仅依靠人力装卸更换备胎是几乎不可能的。所以工具的使用就成了解决大型车更换备胎的途径。随着科学的发展，依靠机械系统和液压系统或电机实现轻松从备胎架上换下轮胎成为引人关注的问题。

备胎虽然不常用，但是一定不是可以不要的，所以备胎架不仅不能影响汽车本身的使用，还必须有固定备胎的功能，尤其是大型货车，很大状况下处于非良好路面，如果不能固定备胎，备胎脱落，人力很难将备胎移动到车辆上，而没有备胎，车辆的使用轮胎出现意外车辆就等于没用有了，大型越野车，特种车工作在野外，遇到这种情况就更加糟糕，只能等待求援。因此，可靠的备胎架应该能充分利用车辆的外部空间，且具有强大的固定功能，然后在此基础上，若是能整合部分汽车附件，备胎架成为一个综合性支架，而不是如同鸡肋般的存在是最好的，这也会使随着技术的进步，变成可能。

1。1  研究背景及意义

现泰安航天特种车有限公司的特种汽车类型众多，各个车型因整车性能不同，备胎架设计也不尽相同，种类繁多。部分车型因为整车布置等各个方面的原因，将转向油罐，发动机空滤器、排气管等其他附件整合到备胎架上，从而使得备胎架成为综合性支架。各个系列车型备胎架不统一，无法满足通用性要求。

现对公司备胎架各种形式进行梳理分类，并对备胎架进行统型设计与优化，按照模块化设计思路，达到备胎架通用性的效果。以TA5350B系列车型为前期更改车型，后续延伸到各个系列车型。后续其他系列车型的备胎架除安装接口及轮胎、轮辋规格不同外，主体结构尽量保持一致。

这样备胎架要是能成为通用性零部件，更换起来就方便了，实现备胎架的自动升降是为了解决了人力难以更换大型车辆备胎的难题，所以备胎架设计思路为安全、可靠、操作简单、通用性好、便于维护与维修。而且当备胎架成为汽车的通用性零部件后,在备胎架上整合其他汽车通用性附件也很方便。

1。2  国内外研究现状

1。4  计算机辅助软件在研发中的应用

计算机的出现是汽车能够飞速发展的重要条件之一，计算机随着技术的更新，不仅功能越来越强大，也越来越智能，能够完成许多靠人力需要花费大量时间才能完成的任务或工作，并且这些任务或工作常常是非常复杂的。计算机的应用在汽车行业使整个行业的发展前进了一大步，通过计算机的软件编程，可以完成汽车设计加工过程中的大量冗长的工作，节约的大量的人力资源和时间，使得工程师们可以将时间放在设计创造上。

根据传统设计的经验，通过catia等三维建模软件，建立物理模型，然后运用SolidWorks、adams等三维设计软件对备胎架进行实体参数建模、装配、干涉检查和运动仿真，对关键件进行了动力学分析，并将优化设计好的零件生成相关的二维工程图。

2  备胎架总体布置方案

此次设计考虑了两个方案，着重点在于备胎架升降机械结构与升降方式的设计。通过对系统结构的分析和计算确定最佳方案，并对最佳方案通过软件进行运动学和动力学分析和仿真处理，确定方案的可行性，实现备胎架自动升降的设计。文献综述