汽車設(shè)計課程設(shè)計--- 貨車總體設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　題目 貨車總體設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 車輛工程 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　

2、　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　2013年3月</b></p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　教 學(xué) 部 機械工程系 專業(yè) 車輛工程

3、 </p><p>　　課程設(shè)計題目 貨車總體設(shè)計（me =2.25t；vamax = 100km/h；fr = 0.02） </p><p>　　課程設(shè)計的內(nèi)容及要求：</p><p><b>　?。ㄒ唬┲饕獌?nèi)容</b></p><p>　　1．查閱資料、調(diào)查研究、制定設(shè)計原則</p>

4、;<p>　　2．選擇整車和各總成的結(jié)構(gòu)型式及主要技術(shù)特性參數(shù)和性能參數(shù)，形成一個完整的整車概念。選型過程中要進行必要的計算，并繪制總布置草圖，以檢驗所選擇的總成能否滿足選型時確定的整車性能和尺寸要求。</p><p>　　3．汽車主要技術(shù)參數(shù)的確定</p><p>　?。?）汽車質(zhì)量參數(shù)的確定：汽車裝載質(zhì)量、整車整備質(zhì)量、汽車總質(zhì)量、汽車軸數(shù)和驅(qū)動型式、汽車的軸荷分配。&l

5、t;/p><p>　?。?）汽車主要尺寸參數(shù)的確定：汽車軸距、汽車的前后輪距、汽車的前懸和后懸、汽車的外廓尺寸。</p><p>　?。?）汽車主要性能參數(shù)的確定：汽車動力性能參數(shù)（汽車最高車速vamax、加速時間、最大爬坡度imax、直接擋最大動力因數(shù)D0max、Ⅰ擋最大動力因數(shù)DⅠmax）、燃料經(jīng)濟性參數(shù)、通過性參數(shù)、制動性參數(shù)、操縱穩(wěn)定性參數(shù)、行使平順性參數(shù)。</p>&l

6、t;p><b>　　4．繪制總布置圖</b></p><p>　?。?）明確繪制總布置圖的基準(zhǔn)； （2）標(biāo)注主要結(jié)構(gòu)尺寸和裝配尺寸。</p><p><b>　　（二）基本要求</b></p><p>　　1．繪制汽車的總布置圖，0號圖紙一張。</p><p>　　2．編寫設(shè)計說明書，設(shè)計說明

7、書應(yīng)包括以下內(nèi)容：</p><p>　?。?） 汽車形式的選擇；（2）汽車各總成的選擇； （3）汽車主要技術(shù)參數(shù)的確定；</p><p>　?。?）汽車主要性能的計算；包括：汽車動力性、經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性等。（5）參考文獻。</p><p>　　3. 設(shè)計進度與時間安排：</p><p>　?。?）明確任務(wù)，分析有關(guān)原始資料，復(fù)習(xí)有關(guān)講課內(nèi)容

8、及熟悉參考資料0.5周；</p><p>　?。?）設(shè)計計算，1.0周；（3）繪圖，1.0周；（4）編寫說明書、答辯，0.5周。</p><p><b>　　4.注意事項：</b></p><p>　?。?）為保證設(shè)計進度及質(zhì)量，設(shè)計方案的確定、設(shè)計計算的結(jié)果等必須取得指導(dǎo)教師的認可，尤其在繪制總布置圖前，設(shè)計方案應(yīng)由指導(dǎo)教師審閱。圖面要清晰干

9、凈；尺寸標(biāo)注正確。</p><p>　　（2）編寫設(shè)計說明書時，必須條理清楚，語言通達，圖表、公式及其標(biāo)注要清晰明確，對重點部分，應(yīng)有分析論證，要能反應(yīng)出學(xué)生獨立工作和解決問題的能力。</p><p>　　（3）獨立完成圖紙的設(shè)計和設(shè)計說明書的編寫，若發(fā)現(xiàn)抄襲或雷同按不及格處理。</p><p>　　（三）主要參考文獻1．成大先 機械設(shè)計手冊（第三版）2．汽車工

10、程手冊 機械工業(yè)出版社3．陳家瑞 汽車構(gòu)造（下冊） 人民交通出版社4．王望予 汽車設(shè)計 機械工業(yè)出版社5．余志生 汽車?yán)碚?機械工業(yè)出版社</p><p><b>　　（四）評語</b></p><p><b>　?。ㄎ澹┏煽?lt;/b></p><p>　　本課程設(shè)計的成績按優(yōu)秀、良好、中等、及格

11、、不及格五級評定，根據(jù)課設(shè)工作態(tài)度、出勤情況、設(shè)計方案、性能計算、圖紙質(zhì)量、說明書質(zhì)量、答辯情況等綜合評定每個同學(xué)的課程設(shè)計成績。</p><p>　　指導(dǎo)教師 2012 年 月 日</p><p>　　負責(zé)教師 年 月 日</p><p>&l

12、t;b>　　目錄</b></p><p>　　1 汽車形式的選擇1</p><p>　　1.1汽車質(zhì)量參數(shù)的確定1</p><p>　　1.1.1汽車載客量和裝載質(zhì)量1</p><p>　　1.1.2整車整備質(zhì)量mo確定1</p><p>　　1.1.3汽車總質(zhì)量ma1</p>

13、<p>　　1.2汽車輪胎的選擇2</p><p>　　1.3駕駛室布置3</p><p>　　1.4驅(qū)動形式的選擇4</p><p>　　1.5軸數(shù)的選擇4</p><p>　　1.6貨車布置形式4</p><p><b>　　1.7外廓尺寸4</b></p>

14、<p><b>　　1.8軸距L5</b></p><p>　　1.9前輪距B1和后輪距B25</p><p>　　1.10前懸LF和后懸LR5</p><p>　　1.11貨車車頭長度6</p><p>　　1.12貨車車箱尺寸6</p><p>　　2 汽車發(fā)動機的選擇

15、7</p><p>　　2.1發(fā)動機最大功率7</p><p>　　2.2發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速8</p><p>　　2.3選擇發(fā)動機8</p><p>　　3 傳動比的計算和選擇10</p><p>　　3.1驅(qū)動橋主減速器傳動比的選擇10</p><p>　　3.2變速器

16、傳動比的選擇10</p><p>　　3.2.1變速器頭擋傳動比的選擇10</p><p>　　3.2.2變速器的選擇11</p><p>　　4 軸荷分配及質(zhì)心位置的計算12</p><p>　　4.1軸荷分配及質(zhì)心位置的計算12</p><p>　　5 動力性能計算17</p><p

17、>　　5.1驅(qū)動平衡計算17</p><p>　　5.1.1驅(qū)動力計算17</p><p>　　5.1.2行駛阻力計算17</p><p>　　5.1.3汽車行駛驅(qū)動力行駛阻力平衡圖19</p><p>　　5.2動力特性計算20</p><p>　　5.2.1動力因數(shù)D的計算20</p>

18、<p>　　5.2.2行駛阻力與速度關(guān)系20</p><p>　　5.2.3動力特性圖21</p><p>　　5.2.4汽車爬坡度計算22</p><p>　　5.2.5加速度,加速度倒數(shù)曲線22</p><p>　　5.3功率平衡計算25</p><p>　　5.3.1汽車行駛時，發(fā)動機能夠

19、發(fā)出的功率25</p><p>　　5.3.2汽車行駛時，所需發(fā)動機功率25</p><p>　　5.3.3驅(qū)動平衡圖26</p><p>　　6 汽車燃油經(jīng)濟性計算27</p><p>　　7 汽車不翻倒條件計算29</p><p>　　7.1汽車滿載不縱向翻倒的校核29</p><p

20、>　　7.2汽車滿載不橫向翻倒的校核29</p><p>　　7.3汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑29</p><p><b>　　總 結(jié)31</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　摘要</b></p><

21、p>　　汽車的總體設(shè)計是汽車設(shè)計工作中最重要的一環(huán)，它對汽車的設(shè)計的質(zhì)量、 使用性能和在市場上的競爭力有著決定性的影響。 因為汽車性能的優(yōu)劣不僅與相關(guān)總成及部件的工作性能有密切關(guān)系， 而且在很大程度上還取決于有關(guān)總成及部件間的協(xié)調(diào)與參數(shù)匹配， 取決于汽車的總體布置。 </p><p>　　貨車的總體設(shè)計主要包括 貨車的參數(shù)確定，發(fā)動機和輪胎的選擇，總體布置和動力性的計算等一系列重 要的步驟。其中參數(shù)的確定又

22、包括了汽車的質(zhì)量參數(shù)，主要尺寸和性能參數(shù)的 計算等。</p><p>　　而本次課程設(shè)計同時應(yīng)用到了 EXCEL， AutoCAD 等計算機輔助軟件， 再通過多次校核質(zhì)心位置和各部分的總成以保證貨 車的軸荷分配合理。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：貨車總體設(shè)計；整備質(zhì)量；動力性；燃油經(jīng)濟性。</p><p><b>　　1 汽車形式的選擇</b>

23、;</p><p>　　1.1汽車質(zhì)量參數(shù)的確定</p><p>　　汽車質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、汽車總質(zhì)量、載荷分配等。</p><p>　　1.1.1汽車載客量和裝載質(zhì)量</p><p>　　汽車的載荷質(zhì)量是指汽車在良好路面上所允許的額定裝載質(zhì)量，用me表示。題目中給定的是2250kg。</p>

24、<p>　　1.1.2整車整備質(zhì)量mo確定</p><p>　　整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具，備胎等），加滿燃料、水、但沒有裝貨和載人時的整車質(zhì)量。</p><p>　　質(zhì)量系數(shù)ηmo是指汽車載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，ηmo= me/m0。根據(jù)表1-1</p><p>　　表1.1 貨車質(zhì)量系數(shù)ηmo</p><p

25、>　　對于輕型載貨汽車，質(zhì)量系數(shù)為0.08-1.10，取ηmo= me/m0。</p><p>　　估算整車整備質(zhì)量mo：</p><p>　　ηmo= me/m0=2250/1=2250kg</p><p>　　1.1.3汽車總質(zhì)量ma</p><p>　　汽車總質(zhì)量是指汽車整車裝備質(zhì)量、汽車裝載質(zhì)量和駕駛室乘員（含駕駛室）質(zhì)量三者之

26、和，用ma表示。駕駛室乘員質(zhì)量以每人65kg。按乘員人數(shù)為3人。 </p><p>　　ma= mo+ me+3×65kg （1.1）</p><p>　　式中：ma——汽車總質(zhì)量，kg；</p><p>　　mo ——整車整備質(zhì)量，kg；</p><p>　　me——汽車載質(zhì)量，kg；

27、</p><p>　　根據(jù)公式（1.1）可得：</p><p>　　ma= mo+ me+3×65kg =4695kg</p><p>　　2250+2250+3×65==4695kg</p><p>　　汽車總質(zhì)量：4695kg</p><p>　　1.2汽車輪胎的選擇</p>&l

28、t;p>　　表1.2 各類汽車軸荷分配</p><p>　　根據(jù)表1.2，，本車型為4×2后輪雙胎，平頭式，故暫定前軸占35%，后軸占65%，則：</p><p><b>　　前輪：</b></p><p><b>　　后輪：kg </b></p><p>　　其中為輪胎所承受重量，

29、 </p><p>　　由于后輪采用雙胎，兩輪胎特性存在差異、載重質(zhì)量分布不均勻和路面不平等因素造成輪胎超載影響，此時雙胎并裝的負荷能力要比單胎負荷能力加倍后減少10%～15%.</p><p>　　故后輪每個輪胎承受載荷為：,大于前輪輪胎承受負荷，則根據(jù)后輪輪胎承受負荷選擇輪胎。</p><p>　　根據(jù)GB9744一1997可選擇輪胎如表1.3表1.4所示<

30、;/p><p>　　表1.2 輕型載重普通斷面子午線輪胎氣壓與負荷對應(yīng)表</p><p>　　根據(jù)，選擇輪胎型號7.50R16LT，氣壓：390kPa</p><p>　　表1.4 輕型載重普通斷面子午線輪胎</p><p><b>　　1.3駕駛室布置</b></p><p>　　載貨車駕駛室一般有

31、長頭式、短頭式、平頭式三種。</p><p>　　平頭式貨車的主要優(yōu)點是：汽車總長和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機動性能良好，汽車整備質(zhì)量小，駕駛員視野得到明顯的改善，平頭汽車的面積利用率高。</p><p>　　短頭式貨車最小轉(zhuǎn)彎半徑、機動性能不如平頭式貨車，駕駛員視野也不如平頭式貨車好，但與長頭式貨車比較，還是得到改善，動力總成操作機構(gòu)簡單，發(fā)動機的工作噪聲、氣味、熱量和振動對駕駛員的

32、影響與平頭貨車比較得到很大改善，但不如長頭式貨車</p><p>　　長頭式貨車的主要優(yōu)點是發(fā)動機及其附件的接觸性好，便于檢修工作，離合器、變速器等操縱穩(wěn)定機構(gòu)簡單，易于布置，主要缺點是機動性能不好，汽車整備質(zhì)量大，駕駛員的視野不如短頭式貨車，更不如平頭式貨車好，面積利用率低。</p><p>　　綜上各貨車的優(yōu)缺點，本車選用平頭式，該布置形式視野較好，汽車的面積利用較高，在各種等級的載重

33、車上得到廣泛采用</p><p>　　1.4驅(qū)動形式的選擇</p><p>　　汽車的驅(qū)動形式有很多種。汽車的用途，總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動形式的主要因素。增加驅(qū)動輪數(shù)能夠提高汽車的通過能力，驅(qū)動輪數(shù)越多，汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之增加，同時也是汽車的總體布置工作變得困難。乘用車和總質(zhì)量小些的商用車，多采用結(jié)構(gòu)簡單、知道成本低的42驅(qū)動形式。本車采用普

34、通商用車多采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的42后雙胎的驅(qū)動形式。</p><p><b>　　1.5軸數(shù)的選擇</b></p><p>　　汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。汽車的總質(zhì)量和道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等對汽車的軸數(shù)有很大的影響?？傎|(zhì)量小于19噸的商用車一般采用結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的兩軸方法,當(dāng)汽車的總質(zhì)量不超過32t時，一般采

35、用三軸；當(dāng)汽車的總質(zhì)量超過32t時，一般采用四軸。</p><p>　　綜上所述，本車軸數(shù)定為兩軸。</p><p><b>　　1.6貨車布置形式</b></p><p>　　汽車的布置形式是指發(fā)動機、驅(qū)動橋和車身的相互關(guān)系和布置而言。汽車的使用性能取決于整車和各總成。其布置的形式也對使用性能也有很重要的影響。</p><

36、p>　　本車為平頭貨車，發(fā)動機前置后橋驅(qū)動。</p><p><b>　　1.7外廓尺寸</b></p><p>　　汽車的長寬高成為汽車的外廓尺寸。我國法規(guī)對載貨汽車外廓尺寸的規(guī)定是：總高不大于4米，總寬不大于2.5米，外開窗、后視鏡等突出部分寬度不大于250mm，總長不大于12米。一般載貨汽車的外廓尺寸隨著載荷的增大而增大。在保證汽車主要性能的條件下應(yīng)盡量減

37、小外廓尺寸。</p><p>　　參考同類車型福田輕卡BJ1059V9JW6取外形尺寸長×寬×高=5995×2180×2170mm</p><p><b>　　1.8軸距L</b></p><p>　　軸距L對整車質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動軸長度、縱向通過半徑等有影響?？紤]本車設(shè)計要求和表3.

38、1，根據(jù)汽車總質(zhì)量4695kg，并參考同類車型福田輕卡BJ1059V9JW6，軸距L選為3360 mm。</p><p>　　表3.1各型汽車的軸距和輪距</p><p>　　1.9前輪距B1和后輪距B2</p><p>　　汽車輪距B應(yīng)該考慮到車身橫向穩(wěn)定性，B1主要取決與車架前部的寬度、前懸架寬度、前輪的最大轉(zhuǎn)角和輪胎寬度，同時還考慮轉(zhuǎn)向拉桿、轉(zhuǎn)向輪和車架之間的

39、運動間隙等因素。B2主要取決于車架后部寬度、后懸架寬度和輪胎寬度，同時還要考慮車輪和車架之間的間隙。各類載貨汽車的輪距選用范圍如表1.3所示。參考同類車型福田輕卡BJ1059V9JW6選取B1=1490mm，B2=1425mm。</p><p>　　1.10前懸LF和后懸LR</p><p>　　前懸尺寸對汽車通過性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長度、下車和上車的方便性以及汽車造型等

40、均有影響。初選的前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置總成、部件的同時盡可能短些。后懸尺寸對汽車通過性、汽車追尾時的安全性、貨廂長度、汽車造型等有影響，并決定于軸距和軸荷分配的要求?？傎|(zhì)量在1.8～14.0t的貨車后懸一般在1200～2200mm之間。參考同類車型福田輕卡BJ1059V9JW6，并根據(jù)本車結(jié)構(gòu)特點確定前懸LF：1090mm 后懸LR：1545mm。</p><p>　　1.11貨車車頭長度</p>

41、<p>　　貨車車頭長度系指從汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離，平頭車頭車型一般在1400～1500。</p><p>　　本車車頭長取1450mm</p><p>　　1.12貨車車箱尺寸</p><p>　　參考福田輕卡BJ1059V9JW6，考慮本車設(shè)計要求，確定本車車箱尺寸： 4250mm×2180mm×380mm。<

42、/p><p>　　2 汽車發(fā)動機的選擇</p><p>　　2.1發(fā)動機最大功率</p><p>　　發(fā)動機的主要性能指標(biāo)是發(fā)動機的最大功率和發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩。汽車的動力性主要取決于發(fā)動機的最大功率值，發(fā)動機的功率值越大，動力性就越好。最大功率值根據(jù)所要求的最高車速Vamax計算，如下</p><p><b>　　（2.1）</b

43、></p><p>　　式中：——最大功率，kw；</p><p>　　——傳動效率，取0.9；</p><p>　　——重力加速度，取9.8m/s2；</p><p>　　——滾動阻力系數(shù)，取0.02；</p><p>　　——空氣阻力系數(shù)，取0.9；</p><p>　　——汽車正面迎

44、風(fēng)面積，，其中為前輪距，為汽車總高 </p><p>　　=1.49×2.17=3.23 m2；</p><p>　　——汽車總重,kg；</p><p>　　——汽車最高車速,km/h。</p><p>　　根據(jù)公式（2.1）可得：</p><p><b>　　=</b></p&

45、gt;<p>　　考慮汽車其它附件的消耗，可以在再此功率的基礎(chǔ)上增加10％～20％即在77.91kw～84.99kw選擇發(fā)動機</p><p>　　2.2發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速</p><p>　　當(dāng)發(fā)動機的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)轉(zhuǎn)速可隨之確定，其值由下面公式計算：</p><p>　　α

46、 （2.2）</p><p>　　式中：α——轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，一般去1.1～1.3，取1.1</p><p>　　——最大功率時轉(zhuǎn)矩，N?m</p><p><b>　　——最大功率，kw</b></p><p>　　——最大功率時轉(zhuǎn)速，r/min</p><p>　　——最大轉(zhuǎn)矩，N?

47、m</p><p>　　其中，/在1.4～2.0之間取。</p><p><b>　　根據(jù)公式（2.2）</b></p><p>　　=/1.7=2800/1.7=1647r/min</p><p>　　滿足所選發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速需求。</p><p><b>　　2.3選擇發(fā)動

48、機</b></p><p>　　在選用發(fā)動機時，所選型號的發(fā)動機額定功率應(yīng)比估算出的大10%到20%，于是發(fā)動機的額定功率選取范圍是77.92kw到84.99kw。根據(jù)《九十年代發(fā)動機》一書，選取CY4102BZLQ-A型柴油機，主要技術(shù)參數(shù)參見圖2-1，其全負荷速度特性曲線如附圖2.1所示。根據(jù)上述功率選定CY4102BZLQ-A：</p><p>　　表2.1 CY4102

49、BZLQ-A增壓中冷型主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　發(fā)動機外特性曲線如圖 2.1所示：</p><p>　　圖2.1 發(fā)動機外特性曲線</p><p>　　3 傳動比的計算和選擇</p><p>　　3.1驅(qū)動橋主減速器傳動比的選擇</p><p>　　在選擇驅(qū)動橋主減速器傳動比時，首先可根據(jù)汽車的最高車速、發(fā)動機

50、參數(shù)、車輪參數(shù)來確定，其值可按下式計算：</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中：——汽車最高車速，km/h；</p><p>　　——最高車速時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，一般=（0.9～1.1），其中為發(fā)動機最大功率時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/min；</p><p><b>　　——車輪半徑，m

51、。</b></p><p><b>　　取=1；</b></p><p>　　根據(jù)公式（3.1）可得：</p><p>　　3.2變速器傳動比的選擇</p><p>　　3.2.1變速器頭擋傳動比的選擇</p><p>　?。?）在確定變速器頭擋傳動比時，需考慮驅(qū)動條件和附著條件。&l

52、t;/p><p>　　為了滿足驅(qū)動條件，其值應(yīng)符合下式要求：</p><p>　　式中：——汽車的最大爬坡度，初選為16.7o。</p><p>　　為了滿足附著條件，其大小應(yīng)符合下式規(guī)定：</p><p>　　式中：——驅(qū)動車輪所承受的質(zhì)量，kg；由于第一章中后軸軸荷分配暫定為65%， 故=4695×65%=3051.75kg

53、；</p><p>　　——附著系數(shù)。0.6-0.7之間，取=0.7。</p><p>　?。?）各擋傳動比確定：</p><p>　　由于在4.33≤≤6.42，取=6，且=1</p><p>　　按等比數(shù)級分配各擋傳動比,===</p><p>　　則q==1.57,=6，=q3=3.83，=q2=2.46，=q1

54、=1.57，=1</p><p>　　3.2.2變速器的選擇</p><p>　　實際上，對于擋位較少的變速器，各擋傳動比之間的比值常常并不正好相等，即并不是正好按等比數(shù)級來分配傳動比的，這主要是考慮到各擋利用率差別很大的緣故，汽車主要用較高擋位行駛的，中型貨車5擋位變速器中的1、2、3三個擋位的總利用率僅為10%到15%，所以較高擋位相鄰兩個擋見的傳動比的間隔應(yīng)小些，特別是最高擋與次高擋

55、之間更應(yīng)小些。</p><p>　　根據(jù)以上求得的各擋傳動比，結(jié)合實際情況，，選擇變速器東風(fēng)17Q50-00030。</p><p>　　表3.1 東風(fēng)17Q50-00030B參數(shù)</p><p>　　4 軸荷分配及質(zhì)心位置的計算</p><p>　　4.1軸荷分配及質(zhì)心位置的計算</p><p>　　根據(jù)力矩平衡原理

56、，按下列公式計算汽車各軸的負荷和汽車的質(zhì)心位置：</p><p>　　g1l1+g2l2+g3l3+…=G2L</p><p>　　g1h1+g2h2+g3h3+…=Ghg</p><p>　　g1+g2+g3+…=G （4.1）</p><p><b>　　G1+G2=G<

57、/b></p><p><b>　　G1L=Gb</b></p><p><b>　　G2L=Ga</b></p><p>　　式中： g1 、g2、 g3—— 各總成質(zhì)量，kg；</p><p>　　l1 、l2 、l3—— 各總成質(zhì)心到前軸距離，m；</p><p>

58、;　　h1 、h2 、h3—— 各總成質(zhì)心到地面距離，m；</p><p>　　G1—— 前軸負荷，kg；</p><p>　　G2—— 后軸負荷，kg；</p><p>　　L—— 汽車軸距，m；</p><p>　　a——汽車質(zhì)心距前軸距離，m；</p><p>　　b——汽車質(zhì)心距后軸距離，m；</p>

59、;<p>　　hg——汽車質(zhì)心到地面高度，m。</p><p>　　質(zhì)心確定如表 4.1所示</p><p>　　表4.1 各部件質(zhì)心位置</p><p>　?、?水平靜止時的軸荷分配及質(zhì)心位置計算</p><p>　　根據(jù)表4.1所求數(shù)據(jù)和公式（4.1）可求</p><p><b>　　滿載：

60、</b></p><p><b>　　G2=</b></p><p>　　G1=4695-3052.99=1642.01kg</p><p>　　前軸荷分配：=35.0％</p><p>　　后軸荷分配：=65.0％</p><p><b>　　空載：</b>&l

61、t;/p><p><b>　　1144.51kg</b></p><p>　　=（2250+3×65）-1144.51=1300.49kg</p><p>　　前軸荷分配: 53.2％</p><p>　　后軸荷分配：46.8％</p><p>　　根據(jù)表4.1,得知以上計算符合要求<

62、/p><p>　　表4.2各類汽車的軸荷分配</p><p>　　a.水平路面上汽車滿載行駛時各軸的最大負荷計算</p><p>　　對于后輪驅(qū)動的載貨汽車在水平路面上滿載加速行駛時各軸的最大負荷按下式計算：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中：——行駛時前軸最大

63、負荷，kg；</p><p>　　——行駛時后軸最大負荷，kg；</p><p>　　——附著系數(shù)，在干燥的瀝青或混凝土路面上，該值為0.7～0.8。</p><p><b>　　令，</b></p><p>　　式中：——行駛時前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，一般為0.8～0.9；</p><p>　　——行

64、駛時后軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，一般為1.1～1.2。</p><p>　　根據(jù)式（3.2）可得:</p><p><b>　　kg</b></p><p><b>　　kg</b></p><p>　　b.汽車滿載制動時各軸的最大負荷按下式計算：</p><p><b>　

65、?。?.3）</b></p><p>　　式中：——制動時的前軸負荷，kg；</p><p>　　——制動時的后軸負荷，kg；</p><p><b>　　令， </b></p><p>　　式中： ——制動時前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù),一般為1.4～1.6；</p><p>　　——制動時后軸

66、軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，一般為0.4～0.6。</p><p>　　根據(jù)公式（3.3）可得：</p><p><b>　　kg</b></p><p><b>　　5 動力性能計算</b></p><p><b>　　5.1驅(qū)動平衡計算</b></p><p>　

67、　5.1.1驅(qū)動力計算</p><p>　　汽車的驅(qū)動力按下式計算：</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中：——驅(qū)動力，N；</p><p>　　——發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，Nm；</p><p>　　——車速，km/h。</p><p>　　5.1

68、.2行駛阻力計算</p><p>　　汽車行駛時，需要克服的行駛阻力為：</p><p><b>　　= </b></p><p>　　式中：——道路的坡路，度，平路上時，其值為0o；</p><p>　　——行駛加速度，m/s2,等速行駛時，其值為0；</p><p>　　=

69、 (5.2)</p><p>　　根據(jù)公式（5.1）及（5.2）可計算出各擋位汽車行駛時，驅(qū)動力，車速， 需要克服的行駛阻力，如表 5-1 表5-2 所示：</p><p>　　表5.1各擋驅(qū)動力，速度</p><p><b>　　表5.2 行駛阻力</b></p><p>　　5.

70、1.3汽車行駛驅(qū)動力行駛阻力平衡圖</p><p>　　根據(jù)表5.1可繪出驅(qū)動力行駛阻力平衡圖</p><p>　　駛圖5.1 驅(qū)動力-行阻力平衡圖</p><p>　　從圖5.1上可以清楚的看出不同車速時驅(qū)動力和行駛阻力之間的關(guān)系。汽車以最高擋行駛時的最高車速，可以直接在圖5-1上找到。顯然，F(xiàn)t5 曲線與Ff+Fw曲線的交點便是uamax。因為此時驅(qū)動力和行駛阻

71、力相等，汽車處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。圖5-1中最高車速為100km/h。</p><p><b>　　5.2動力特性計算</b></p><p>　　5.2.1動力因數(shù)D的計算</p><p>　　汽車的動力因數(shù)按下式計算：</p><p><b>　　（5.3）</b></p><

72、p>　　5.2.2行駛阻力與速度關(guān)系</p><p>　　0.0076+0.000056 （5.4）</p><p>　　根據(jù)式（5.3）及式（5.4）得汽車各擋行駛動力因數(shù)，如表 5-3所示：</p><p>　　表5.3各擋速度與動力因素</p><p>　　5.2.3動力特性圖<

73、;/p><p>　　利用表5.2做出動力特性圖</p><p>　　圖5.2 動力特性圖</p><p>　　汽車在各擋下的動力因數(shù)與車速的關(guān)系曲線稱為動力特性曲線。在動力特性圖上作滾動阻力系數(shù)曲線f-ua，顯然線與直接擋D-ua曲線的交點即為汽車的最高車速。</p><p>　　5.2.4汽車爬坡度計算</p><p>

74、　　汽車的上坡能力是用滿載時汽車在良好路面上的最大爬坡度imax表示的。最大爬坡度是指I擋最大爬坡度。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中:--汽車變速器I檔的最大動力因數(shù),為0.40</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　=&l

75、t;/b></p><p><b>　　=22.43°</b></p><p>　　=41.3%﹥30%，滿足最大爬坡度的要求 </p><p>　　汽車滿載時在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)表示汽車的上坡能力。因乘用車、貨車、越野汽車的使用條件不同，對它們的上坡能力要求也不一樣。通常要求貨車能克服30%坡

76、度，越野汽車能克服60%坡度。本車型最大爬坡度約為41.3%滿足貨車最大爬坡度要求。</p><p>　　5.2.5加速度,加速度倒數(shù)曲線</p><p><b>　　由汽車行駛方程得：</b></p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　——回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，其值可按下式估

77、算：</p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　式中：=0.03～0.05，取0.04；</p><p>　　～0.06，取0.05；</p><p>　　——變速器各擋位時的傳動比。</p><p>　　公式（5.7）可得各擋δ值：</p><p&g

78、t;　　表5.4各擋回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)</p><p>　　由此可得各擋汽車行駛時各擋加速度及加速度倒數(shù)，如表 5.5所示：</p><p>　　表5.5各擋速度、加速度與加速度倒數(shù)</p><p>　　由表5.5 可繪出加速度倒數(shù)曲線：</p><p>　　圖5.4 加速度倒數(shù)曲線</p><p>　　汽車在平直的良好

79、路面上，從原地起步開始以最大加速度加速到一定車速所用的時間，稱為原地起步加速時間。對于最高車速低于100km/h的汽車，加速時間可用加速到60km/h所需的時間來評價。裝載量2～2.5t的輕型載貨汽車的換擋加速時間多在17.5～30s。根據(jù)加速度倒數(shù)曲線可算出該車0到60km/h加速時間為13×＝16.25s</p><p>　　滿足輕型載貨汽車加速時間要求。</p><p>&

80、lt;b>　　5.3功率平衡計算</b></p><p>　　5.3.1汽車行駛時，發(fā)動機能夠發(fā)出的功率</p><p>　　汽車行駛時，發(fā)動機能夠發(fā)出的功率就是發(fā)動機使用外特性的功率值。</p><p>　　根據(jù)求出發(fā)動機功率如表 5.6所示：</p><p><b>　　表5.6發(fā)動機功率</b>&

81、lt;/p><p>　　5.3.2汽車行駛時，所需發(fā)動機功率</p><p>　　汽車行駛時，所需發(fā)動機功率即為克服行駛阻力所需發(fā)動機功率，其值按下式計算：</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　當(dāng)汽車在平路上等速行駛時，其值為</p><p><b>　?。?

82、.9）</b></p><p>　　由公式（5.9）得汽車在平路上等速行駛時所需發(fā)動機功率 。</p><p><b>　　現(xiàn)將數(shù)據(jù)統(tǒng)計為下表</b></p><p><b>　　表5.7阻力功率</b></p><p>　　5.3.3驅(qū)動平衡圖</p><p>

83、　　作發(fā)動機能夠發(fā)出的功率與車速之間的關(guān)系曲線，并作汽車在平路上等速行駛時所需發(fā)動機功率曲線，即得到汽車的功率平衡圖</p><p>　　圖5.4 功率平衡圖</p><p>　　在不同擋位時，功率大小不變，只是各擋發(fā)動機功率曲線所對應(yīng)的車速位置不同，且低擋時車速低，所占速度變化區(qū)域窄，高擋時車速高，所占變化區(qū)域?qū)?。Pf在低速范圍內(nèi)為一條斜直線，在高速時由于滾動阻力系數(shù)隨車速而增大，所以P

84、f隨ua以更快的速率加大；Pw則是車度ua函數(shù)。二者疊加后，阻力功率曲線是一條斜率越來越大的曲線。高速行駛時，汽車主要克服空氣阻力功率。</p><p>　　圖中發(fā)動機功率曲線V擋與阻力功率曲線相交點處對應(yīng)的車速便是在良好水平路面上汽車的最高車速uamax，為100km/h。該車的V擋是經(jīng)濟擋位，用該擋行駛時發(fā)動機的負荷率高，燃油消耗量低。</p><p>　　6 汽車燃油經(jīng)濟性計算<

85、;/p><p>　　在保證動力性的條件下，汽車以盡量少的燃油消耗量經(jīng)濟形式的能力，稱作汽車</p><p>　　燃油經(jīng)濟性。在汽車設(shè)計與開發(fā)工作時，常需要根據(jù)發(fā)動機臺架試驗得到的萬有特性圖與汽車功率平衡圖，對汽車燃油經(jīng)濟性進行估算。</p><p>　　在總體設(shè)計時，通常主要是對汽車穩(wěn)定行駛時的燃油經(jīng)濟性進行計算，其計算公式：

86、

87、 </p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中：——汽車穩(wěn)定行駛時所需發(fā)動機功率，kw；</p><p>　　——發(fā)動機的燃油消耗率，g/(kw.h),其值由發(fā)動機萬有特性得到；</p>

88、<p>　　——燃油重度，N/L,柴油為7.94～8.13，其值取8.00；</p><p>　　——汽車單位行程燃油消耗量，L/100km；</p><p><b>　　——最高擋車速。</b></p><p>　　根據(jù)計算公式（6.1）及圖6.1發(fā)動機萬有特性曲線，列出燃油消耗率，見下表6.1</p><p&

89、gt;<b>　　表6.1燃油消耗</b></p><p>　　圖6.1 發(fā)動機萬有特性曲線</p><p>　　根據(jù)表6.1做出燃油消耗圖</p><p>　　圖6.1 等速百公里油耗</p><p>　　7 汽車不翻倒條件計算</p><p>　　7.1汽車滿載不縱向翻倒的校核</p&g

90、t;<p>　　> (7.1)</p><p>　　式中：b——汽車質(zhì)心距后軸距離，m；</p><p>　　hg——汽車質(zhì)心到地面距離，m；</p><p>　　>=0.7 </p><p><b>　　經(jīng)計算符合條件</

91、b></p><p>　　7.2汽車滿載不橫向翻倒的校核</p><p>　　汽車的側(cè)傾角在初次達到穩(wěn)態(tài)值之后有一個超調(diào)量，說明汽車在比準(zhǔn)靜態(tài)下更小的側(cè)向加速度時，內(nèi)側(cè)車輪就可能離開地面，即汽車的瞬態(tài)側(cè)傾閥值比準(zhǔn)靜態(tài)時的小。對于轎車和多用途車輛，階躍轉(zhuǎn)向時的側(cè)傾閥值比/(2)低約30%，而貨車則低約50%。</p><p><b>　　（7.2）&l

92、t;/b></p><p>　　式中：B——汽車輪距，m；</p><p>　　hg——汽車質(zhì)心到地面距離，m；</p><p><b>　　經(jīng)計算符合條件</b></p><p>　　7.3汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑</p><p>　　汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑公式：</p><p&

93、gt;　　=2 （7.3）</p><p>　　式中： 為汽車內(nèi)輪的最大轉(zhuǎn)角，這里取最大值45°</p><p>　　代入相關(guān)數(shù)據(jù)，L=3360mm B=1490mm</p><p><b>　　計算得：</b></p><p><b>　　=2=11.80m</b></p&g

94、t;<p>　　影響汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑的因素有兩類，即與汽車本身有關(guān)的因素和法規(guī)及使用條件對最小轉(zhuǎn)彎直徑的限定。前者包括汽車轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角、汽車軸距、輪距以及轉(zhuǎn)向輪數(shù)(如全輪轉(zhuǎn)向)等對汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑均有影響，除此之外，有關(guān)的國家法規(guī)規(guī)定和汽車的使用道路條件對最小轉(zhuǎn)彎直徑的確定也是重要的影響因素。轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角越大，軸距越短，輪距越小和參與轉(zhuǎn)向的車輪數(shù)越多時，汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑越小，表明汽車在停車場上調(diào)頭和通過彎道半徑較小路

95、段的能力越強。對機動性要求高的汽車，最小轉(zhuǎn)彎直徑應(yīng)取小些。GB7258—1997《機動車運行安全技術(shù)條件》中規(guī)定：機動車的最小轉(zhuǎn)彎直徑不得大于24m。</p><p>　　根據(jù)表7.1可知本車最小轉(zhuǎn)彎直徑為11.80m滿足要求。</p><p>　　表7.1 商用貨車的最小轉(zhuǎn)彎直徑</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p&g

96、t;<p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從 事職業(yè)工作前一個必不少的過程． ”千里之行始于足下” ，通過這次課程設(shè)計，我 深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認真的進行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實 地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)．</p><p>

97、;　　本次課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲了，在這次設(shè)計我感到自己在各種技能和知識層面上有很多不足的地方，同時自己也學(xué)習(xí)到很多新的方法。這次課程設(shè)計將我們四年來學(xué)習(xí)到的知識綜合的應(yīng)用起來，同時我也學(xué)習(xí)了新的知識，在這次課程設(shè)計中我從學(xué)習(xí)到應(yīng)用，雖然中間的過程是辛苦的但是收獲的喜悅是無法用言語所能表達的，總的來說這次畢業(yè)設(shè)計讓我收獲頗豐，使我為即將到來的工作和將來的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　

98、參考文獻</b></p><p>　　吉林大學(xué) 王望予主編.汽車設(shè)計.第四版.機械工業(yè)出版社,2004.8</p><p>　　清華大學(xué) 余志生主編.汽車?yán)碚?第四版 機械工業(yè)出版社,2006.5</p><p>　　趙士林主編.九十年代內(nèi)燃機.上海交通大學(xué)出版社,1992.7</p><p>　　中國汽車工業(yè)經(jīng)濟技術(shù)信息研究所.

99、中國汽車零配件大全.（2000年）上冊,機械工業(yè)出版社 2000.9</p><p>　　成大先主編.機械設(shè)計手冊.（第三版）</p><p><b>　　汽車工程手冊</b></p><p>　　陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.（下冊）人民交通出版社</p><p>　　余志生主編.汽車?yán)碚摍C.械工業(yè)出版社</p>