商用汽車總體設計（課程設計）

商用汽車總體設計（課程設計）,商用,汽車,總體,整體,設計,課程設計 《車輛工程專業(yè)課程設計》設計任務書 機械與汽車學院 班級 姓名 一．設計任務：商用汽車總體設計 二．基本參數(shù)： 三．設計內容 主要進行汽車總體設計。汽車總體設計的內容包括： 1．查閱資料、調查研究、制定設計原則 2．選擇整車和各總成的結構型式及主要技術特性參數(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。 3．汽車主要技術參數(shù)的確定 （1）汽車質量參數(shù)的確定：汽車裝載質量、整車整備質量、汽車總質量、汽車軸數(shù)和驅動型式、汽車的軸荷分配。 （2）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。 （3）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、直接檔最大動力因數(shù)D0max、Ⅰ檔最大動力因數(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)。 3．繪制總布置圖 （1）明確繪制總布置圖的基準； （2）標注主要結構尺寸和裝配尺寸； 四．設計要求 1．繪制汽車的總布置圖，0號圖紙一張。 2．編寫設計說明書，設計說明書應包括以下內容： （1） 汽車形式的選擇；（2）汽車各總成的選擇； （3）汽車主要技術參數(shù)的確定； （4）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。 五．設計進度與時間安排 本課程設計為3周 １．明確任務，分析有關原始資料，復習有關講課內容及熟悉參考資料0.5周。 ２．設計計算 1.0周 ３．繪圖 1.0周 ４．編寫說明書、答辯 0.5周 六、主要參考文獻 1．成大先 機械設計手冊（第三版） 2．汽車工程手冊???? 機械工業(yè)出版社 3．陳家瑞 汽車構造（下冊） 人民交通出版社 4．王望予 汽車設計?????機械工業(yè)出版社 5．余志生 汽車理論???? 機械工業(yè)出版社 七．注意事項 （1）為保證設計進度及質量，設計方案的確定、設計計算的結果等必須取得指導教師的認可，尤其在繪制總布置圖前，設計方案應由指導教師審閱。圖面要清晰干凈；尺寸標注正確。 （2）編寫設計說明書時，必須條理清楚，語言通達，圖表、公式及其標注要清晰明確，對重點部分，應有分析論證，要能反應出學生獨立工作和解決問題的能力。 （3）獨立完成圖紙的設計和設計說明書的編寫，若發(fā)現(xiàn)抄襲或雷同按不及格處理。 八．成績評定 成 績 內 容 優(yōu) 良 中 及格 不及格 出勤情況（20%） 設計方案（20%） 性能計算（20%） 圖紙質量（20%） 說明書質量（20%） 評 語 總 成 績 指導教師 注意：此任務書要妥善保管，最后要裝訂在設計說明書的第一頁，如有丟失，后果自負。 商用車設計 07車輛三班十一組組員 賴番結 魏玉明 巫連茂 吳勇波 韋國平 練乃壬 藍一洋 李浩源 蔡雪濤 商用車總體設計 題目要求本次設計的商用車為貨車 貨車的總體設計主要包括貨車主要尺寸 參數(shù) 發(fā)動機 輪胎的選擇和總體布置 本次設計主要分為三大模塊 驅動形式 布置形式 主要參數(shù)的選擇 1 汽車形式的選擇 軸數(shù)和驅動形式 4x2 后橋4輪驅動布置形式 本車設計采用平頭式 前置后驅 直列柴油發(fā)動機2 汽車主要技術參數(shù)的確定 2 1汽車主要尺寸的確定外廓尺寸 7200 x2250 x2460mm貨箱尺寸 5300 x2150 x550mm軸距 4050mm輪距 b1 1790mm 前輪 b2 1686mm 雙胎中心線距離 前后懸 前懸LF為1100mm 后懸LR為2050mm 2 2 汽車主要質量參數(shù)確定整備質量 m0為3735kg 每個乘客重65kg 裝載質量 5000kg貨車質量系數(shù) 1 33貨車總質量 8930kg軸荷分配 滿載時前軸30 后軸70 空載時前軸48 后軸52 貨車質心高度 空載質心高度880mm 滿載質心高度為1064mm 2 3 汽車各總成的選擇2 3 1 發(fā)動機選擇 根據(jù)計算得出的發(fā)動機最大功率為145kw 根據(jù)matlab程序得出最大功率轉速為2200r min 發(fā)動機最大轉矩為716N m 最大轉矩轉速為1278r min 參考同類車型以及設計要求給出的matlab程序 選定發(fā)動機的排量為4 8LT MAX 754N mN MAX 2310r minKW MAX 145kw2 3 2 輪胎選擇 參考同類車型以及國標 本車輪胎采用8 25R20型號輪胎直徑 974mm負荷下半徑 462 8mm斷面寬度 232mm參考國標 GB T2977 1997載重汽車輪胎系列 2 3 3 傳動比的選擇主減速器傳動比 3 818最大傳動比 5x3 818各檔傳動比 擋 5 擋 2 92 擋 1 71 擋 1倒擋 53 汽車主要性能參數(shù)最高車速 100km h最大爬坡度 18 91 燃油經(jīng)濟性 最小轉彎直徑 23 7m通過性幾何參數(shù) 最小離地間隙 滿載 前軸下 289mm后軸下 266mm縱向通過半徑 3533mm接近角 36 離去角 25 操縱穩(wěn)定性 前 后側偏角之差 1 2 2 側傾角設計目標為2 前俯角不大于1 5 離合器設計 1 形式 雙盤拉式彈簧離合器2 主要參數(shù) 摩擦片的外徑379mm摩擦片的內徑205mm摩擦片厚度4mm離合器后備系數(shù)1 7單位壓力0 14Mpa3 離合器膜片彈簧設計膜片彈簧的參數(shù)尺寸 H h比值 2R及R r R 95mmr 76mmR r 1 25膜片彈簧起始圓錐底角 13 膜片彈簧小端半徑20mm分離軸承的作用半徑22mm分離指數(shù)目18切槽寬3mm窗孔槽寬10mm4 壓盤設計壓盤外徑385mm壓盤內徑201mm5 離合器殼設計該離合器蓋外殼底蓋采用厚為1 5 的08鋼板材料沖壓而成 再在表面涂防銹漆 機械式變速器設計1 傳動方案和零部件方案的確定中間軸式多擋位機械式變速器傳動方案初步確定 2 3 4擋齒輪采用常嚙合齒輪傳動 1擋 倒檔采用滑動直齒齒輪傳動 變速器軸承 變速器第1軸 第2軸的后部軸承以及中間軸前 后軸承 按直徑系列一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承 2 主要參數(shù)選擇最小傳動比3 818最大傳動比19 09中心距137 699mm外形尺寸372mm 萬向傳動軸設計 萬向節(jié)采用十字軸萬向節(jié) 主要由主動叉 從動叉 十字軸 滾針軸承及軸向定位件和橡膠封件等組成計算傳動軸載荷 7018 85N十字軸萬向節(jié)的傳動效率 98 925 傳動軸長度 2070mm傳動軸形式 由于傳動軸長度大于1500mm 故采用斷開式傳動軸 采用中間支撐 整體式單級主減速器驅動橋設計 1 主減速器設計雙曲面單級主減速器主要參數(shù)確定 主傳動比 i 3 818主從動齒輪齒數(shù) Z1 11 Z2 42端面模數(shù) Mn 11中心螺旋角 37 3 螺旋方向 主動錐齒輪左旋 從動齒輪右旋法向壓力角 a 22 5 2 差速器設計差速器采用對稱錐齒輪式差速器設計主要參數(shù)確定 節(jié)錐距Ao 69 49mm差速器行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù) Z1 12 Z2 20大端模數(shù) m 6節(jié)錐角 1 30 96 2 59 04 壓力角 22 5 行星齒輪軸直徑 d 25mm3 半軸設計結構形式 全浮式半軸半軸直徑 46mm半軸扭轉角 9 半軸花鍵 外徑 57mm內徑 51 384mm花鍵齒數(shù) 18花鍵工作長度 70mm 懸架設計 前懸架設計 1 懸架主要參數(shù) 靜撓度 110mm動撓度 80mm懸架剛度 1035N cm2 彈性元件設計 布置方案 對稱縱置式鋼板彈簧滿載弧高 15mm鋼板彈簧長度 鋼板彈簧斷面尺寸 寬度 50mm厚度 7mm3 減震器設計 本車采用雙向筒式減震器相對阻尼系數(shù) 伸張 0 4壓縮 0 2阻尼系數(shù) 2078N m最大卸荷力 374N減振器工作缸直徑D 30mm后懸架設計 1 懸架主要參數(shù) 靜撓度 68 8mm動撓度 80mm懸架剛度 1035N cm 2 彈性元件設計布置形式 對稱縱置式鋼板彈簧主簧 滿載弧高 15mm鋼板彈簧長度 鋼板彈簧斷面尺寸 寬度 90mm厚度 11mm副簧 滿載弧高 15mm鋼板彈簧長度 鋼板彈簧斷面尺寸 寬度 90mm厚度 11mm 制動系設計 制動力分配系數(shù) 0 51同步附著系數(shù) 0 8制動強度 0 8最大制動力矩 Tf1 16547 07N mTf2 15898 17N m制動器因數(shù) BT BFt1 BFt2 2 391摩擦系數(shù) f 0 4制動驅動機構 采用氣壓驅動系統(tǒng) 氣壓制動驅動系統(tǒng)的設計計算 制動氣室采用活塞式取張開力對凸輪中心力臂a 20mm 推桿力Q對凸輪軸線力臂h 100mm 制動氣室工作壓力P 0 6MPa 膜片有效承壓面積 22661 64mm 2制動氣室活塞直徑 169 91mm制動氣室推桿行程 11 5mm行程儲備系數(shù) 2 3制動氣室工作容積Vs 260608 86mm 3 商用車設計 07車輛三班十一組組員 賴番結 魏玉明 巫連茂 吳勇波 韋國平 練乃壬 藍一洋 李浩源 蔡雪濤 商用車總體設計 題目要求本次設計的商用車為貨車 貨車的總體設計主要包括貨車主要尺寸 參數(shù) 發(fā)動機 輪胎的選擇和總體布置 本次設計主要分為三大模塊 驅動形式 布置形式 主要參數(shù)的選擇 1 汽車形式的選擇 軸數(shù)和驅動形式 4x2 后橋4輪驅動布置形式 本車設計采用平頭式 前置后驅 直列柴油發(fā)動機2 汽車主要技術參數(shù)的確定 2 1汽車主要尺寸的確定外廓尺寸 7200 x2250 x2460mm貨箱尺寸 5300 x2150 x550mm軸距 4050mm輪距 b1 1790mm 前輪 b2 1686mm 雙胎中心線距離 前后懸 前懸LF為1100mm 后懸LR為2050mm 2 2 汽車主要質量參數(shù)確定整備質量 m0為3735kg 每個乘客重65kg 裝載質量 5000kg貨車質量系數(shù) 1 33貨車總質量 8930kg軸荷分配 滿載時前軸30 后軸70 空載時前軸48 后軸52 貨車質心高度 空載質心高度880mm 滿載質心高度為1064mm 2 3 汽車各總成的選擇2 3 1 發(fā)動機選擇 根據(jù)計算得出的發(fā)動機最大功率為145kw 根據(jù)matlab程序得出最大功率轉速為2200r min 發(fā)動機最大轉矩為716N m 最大轉矩轉速為1278r min 參考同類車型以及設計要求給出的matlab程序 選定發(fā)動機的排量為4 8LT MAX 754N mN MAX 2310r minKW MAX 145kw2 3 2 輪胎選擇 參考同類車型以及國標 本車輪胎采用8 25R20型號輪胎直徑 974mm負荷下半徑 462 8mm斷面寬度 232mm參考國標 GB T2977 1997載重汽車輪胎系列 2 3 3 傳動比的選擇主減速器傳動比 3 818最大傳動比 5x3 818各檔傳動比 擋 4 93 擋 3 0 擋 1 719 擋 1倒擋 53 汽車主要性能參數(shù)最高車速 100km h最大爬坡度 18 91 燃油經(jīng)濟性 最小轉彎直徑 23 7m通過性幾何參數(shù) 最小離地間隙 滿載 前軸下 289mm后軸下 266mm縱向通過半徑 3533mm接近角 36 離去角 25 操縱穩(wěn)定性 前 后側偏角之差 1 2 2 側傾角設計目標為2 前俯角不大于1 5 離合器設計 1 形式 雙盤拉式彈簧離合器2 主要參數(shù) 摩擦片的外徑379mm摩擦片的內徑205mm摩擦片厚度4mm離合器后備系數(shù)1 7單位壓力0 14Mpa3 離合器膜片彈簧設計膜片彈簧的參數(shù)尺寸 H h比值 2R及R r R 95mmr 76mmR r 1 25膜片彈簧起始圓錐底角 13 膜片彈簧小端半徑20mm分離軸承的作用半徑22mm分離指數(shù)目18切槽寬3mm窗孔槽寬10mm4 壓盤設計壓盤外徑385mm壓盤內徑201mm5 離合器殼設計該離合器蓋外殼底蓋采用厚為1 5 的08鋼板材料沖壓而成 再在表面涂防銹漆 機械式變速器設計1 傳動方案和零部件方案的確定中間軸式多擋位機械式變速器傳動方案初步確定 2 3 4擋齒輪采用常嚙合齒輪傳動 1擋 倒檔采用滑動直齒齒輪傳動 變速器軸承 變速器第1軸 第2軸的后部軸承以及中間軸前 后軸承 按直徑系列一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承 2 主要參數(shù)選擇最小傳動比3 818最大傳動比19 09中心距137 699mm外形尺寸372mm 萬向傳動軸設計 萬向節(jié)采用十字軸萬向節(jié) 主要由主動叉 從動叉 十字軸 滾針軸承及軸向定位件和橡膠封件等組成計算傳動軸載荷 7018 85N十字軸萬向節(jié)的傳動效率 98 925 傳動軸長度 2070mm傳動軸形式 由于傳動軸長度大于1500mm 故采用斷開式傳動軸 采用中間支撐 整體式單級主減速器驅動橋設計 1 主減速器設計雙曲面單級主減速器主要參數(shù)確定 主傳動比 i 3 818主從動齒輪齒數(shù) Z1 11 Z2 42端面模數(shù) Mn 11中心螺旋角 37 3 螺旋方向 主動錐齒輪左旋 從動齒輪右旋法向壓力角 a 22 5 2 差速器設計差速器采用對稱錐齒輪式差速器設計主要參數(shù)確定 節(jié)錐距Ao 69 49mm差速器行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù) Z1 12 Z2 20大端模數(shù) m 6節(jié)錐角 1 30 96 2 59 04 壓力角 22 5 行星齒輪軸直徑 d 25mm3 半軸設計結構形式 全浮式半軸半軸直徑 46mm半軸扭轉角 9 半軸花鍵 外徑 57mm內徑 51 384mm花鍵齒數(shù) 18花鍵工作長度 70mm 懸架設計 前懸架設計 1 懸架主要參數(shù) 靜撓度 110mm動撓度 80mm懸架剛度 1035N cm2 彈性元件設計 布置方案 對稱縱置式鋼板彈簧滿載弧高 15mm鋼板彈簧長度 鋼板彈簧斷面尺寸 寬度 50mm厚度 7mm3 減震器設計 本車采用雙向筒式減震器相對阻尼系數(shù) 伸張 0 4壓縮 0 2阻尼系數(shù) 2078N m最大卸荷力 374N減振器工作缸直徑D 30mm后懸架設計 1 懸架主要參數(shù) 靜撓度 68 8mm動撓度 80mm懸架剛度 1035N cm 2 彈性元件設計布置形式 對稱縱置式鋼板彈簧主簧 滿載弧高 15mm鋼板彈簧長度 鋼板彈簧斷面尺寸 寬度 90mm厚度 11mm副簧 滿載弧高 15mm鋼板彈簧長度 鋼板彈簧斷面尺寸 寬度 90mm厚度 11mm 制動系設計 制動力分配系數(shù) 0 51同步附著系數(shù) 0 8制動強度 0 8最大制動力矩 Tf1 16547 07N mTf2 15898 17N m制動器因數(shù) BT BFt1 BFt2 2 391摩擦系數(shù) f 0 4制動驅動機構 采用氣壓驅動系統(tǒng) 氣壓制動驅動系統(tǒng)的設計計算 制動氣室采用活塞式取張開力對凸輪中心力臂a 20mm 推桿力Q對凸輪軸線力臂h 100mm 制動氣室工作壓力P 0 6MPa 膜片有效承壓面積 22661 64mm 2制動氣室活塞直徑 169 91mm制動氣室推桿行程 11 5mm行程儲備系數(shù) 2 3制動氣室工作容積Vs 260608 86mm 3 商用車設計 07車輛三班十一組組員 賴番結 魏玉明 巫連茂 吳勇波 韋國平 練乃壬 藍一洋 李浩源 蔡雪濤 商用車總體設計 題目要求本次設計的商用車為貨車 貨車的總體設計主要包括貨車主要尺寸 參數(shù) 發(fā)動機 輪胎的選擇和總體布置 本次設計主要分為三大模塊 驅動形式 布置形式 主要參數(shù)的選擇 1 汽車形式的選擇 軸數(shù)和驅動形式 4x2 后橋4輪驅動布置形式 本車設計采用平頭式 前置后驅 直列柴油發(fā)動機2 汽車主要技術參數(shù)的確定 2 1汽車主要尺寸的確定外廓尺寸 7200 x2250 x2460mm貨箱尺寸 5300 x2150 x550mm軸距 4050mm輪距 b1 1790mm 前輪 b2 1686mm 雙胎中心線距離 前后懸 前懸LF為1100mm 后懸LR為2050mm 2 2 汽車主要質量參數(shù)確定整備質量 m0為3735kg 每個乘客重65kg 裝載質量 5000kg貨車質量系數(shù) 1 33貨車總質量 8930kg軸荷分配 滿載時前軸30 后軸70 空載時前軸48 后軸52 貨車質心高度 空載質心高度880mm 滿載質心高度為1064mm 2 3 汽車各總成的選擇2 3 1 發(fā)動機選擇 根據(jù)計算得出的發(fā)動機最大功率為145kw 根據(jù)matlab程序得出最大功率轉速為2200r min 發(fā)動機最大轉矩為716N m 最大轉矩轉速為1278r min 參考同類車型以及設計要求給出的matlab程序 選定發(fā)動機的排量為4 8LT MAX 754N mN MAX 2310r minKW MAX 145kw2 3 2 輪胎選擇 參考同類車型以及國標 本車輪胎采用8 25R20型號輪胎直徑 974mm負荷下半徑 462 8mm斷面寬度 232mm參考國標 GB T2977 1997載重汽車輪胎系列 2 3 3 傳動比的選擇主減速器傳動比 3 818最大傳動比 5x3 818各檔傳動比 擋 4 93 擋 3 0 擋 1 719 擋 1倒擋 53 汽車主要性能參數(shù)最高車速 100km h最大爬坡度 18 91 燃油經(jīng)濟性 最小轉彎直徑 23 7m通過性幾何參數(shù) 最小離地間隙 滿載 前軸下 289mm后軸下 266mm縱向通過半徑 3533mm接近角 36 離去角 25 操縱穩(wěn)定性 前 后側偏角之差 1 2 2 側傾角設計目標為2 前俯角不大于1 5 離合器設計 1 形式 雙盤拉式彈簧離合器2 主要參數(shù) 摩擦片的外徑379mm摩擦片的內徑205mm摩擦片厚度4mm離合器后備系數(shù)1 7單位壓力0 14Mpa3 離合器膜片彈簧設計膜片彈簧的參數(shù)尺寸 H h比值 2R及R r R 95mmr 76mmR r 1 25膜片彈簧起始圓錐底角 13 膜片彈簧小端半徑20mm分離軸承的作用半徑22mm分離指數(shù)目18切槽寬3mm窗孔槽寬10mm4 壓盤設計壓盤外徑385mm壓盤內徑201mm5 離合器殼設計該離合器蓋外殼底蓋采用厚為1 5 的08鋼板材料沖壓而成 再在表面涂防銹漆 機械式變速器設計1 傳動方案和零部件方案的確定中間軸式多擋位機械式變速器傳動方案初步確定 2 3 4擋齒輪采用常嚙合齒輪傳動 1擋 倒檔采用滑動直齒齒輪傳動 變速器軸承 變速器第1軸 第2軸的后部軸承以及中間軸前 后軸承 按直徑系列一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承 2 主要參數(shù)選擇最小傳動比3 818最大傳動比19 09中心距137 699mm外形尺寸372mm 萬向傳動軸設計 萬向節(jié)采用十字軸萬向節(jié) 主要由主動叉 從動叉 十字軸 滾針軸承及軸向定位件和橡膠封件等組成計算傳動軸載荷 7018 85N十字軸萬向節(jié)的傳動效率 98 925 傳動軸長度 2070mm傳動軸形式 由于傳動軸長度大于1500mm 故采用斷開式傳動軸 采用中間支撐 整體式單級主減速器驅動橋設計 1 主減速器設計雙曲面單級主減速器主要參數(shù)確定 主傳動比 i 3 818主從動齒輪齒數(shù) Z1 11 Z2 42端面模數(shù) Mn 11中心螺旋角 37 3 螺旋方向 主動錐齒輪左旋 從動齒輪右旋法向壓力角 a 22 5 2 差速器設計差速器采用對稱錐齒輪式差速器設計主要參數(shù)確定 節(jié)錐距Ao 69 49mm差速器行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù) Z1 12 Z2 20大端模數(shù) m 6節(jié)錐角 1 30 96 2 59 04 壓力角 22 5 行星齒輪軸直徑 d 25mm3 半軸設計結構形式 全浮式半軸半軸直徑 46mm半軸扭轉角 9 半軸花鍵 外徑 57mm內徑 51 384mm花鍵齒數(shù) 18花鍵工作長度 70mm 懸架設計 前懸架設計 1 懸架主要參數(shù) 靜撓度 110mm動撓度 80mm懸架剛度 1035N cm2 彈性元件設計 布置方案 對稱縱置式鋼板彈簧滿載弧高 15mm鋼板彈簧長度 鋼板彈簧斷面尺寸 寬度 50mm厚度 7mm3 減震器設計 本車采用雙向筒式減震器相對阻尼系數(shù) 伸張 0 4壓縮 0 2阻尼系數(shù) 2078N m最大卸荷力 374N減振器工作缸直徑D 30mm后懸架設計 1 懸架主要參數(shù) 靜撓度 68 8mm動撓度 80mm懸架剛度 1035N cm 2 彈性元件設計布置形式 對稱縱置式鋼板彈簧主簧 滿載弧高 15mm鋼板彈簧長度 鋼板彈簧斷面尺寸 寬度 90mm厚度 11mm副簧 滿載弧高 15mm鋼板彈簧長度 鋼板彈簧斷面尺寸 寬度 90mm厚度 11mm 制動系設計 制動力分配系數(shù) 0 51同步附著系數(shù) 0 8制動強度 0 8最大制動力矩 Tf1 16547 07N mTf2 15898 17N m制動器因數(shù) BT BFt1 BFt2 2 391摩擦系數(shù) f 0 4制動驅動機構 采用氣壓驅動系統(tǒng) 氣壓制動驅動系統(tǒng)的設計計算 制動氣室采用活塞式取張開力對凸輪中心力臂a 20mm 推桿力Q對凸輪軸線力臂h 100mm 制動氣室工作壓力P 0 6MPa 膜片有效承壓面積 22661 64mm 2制動氣室活塞直徑 169 91mm制動氣室推桿行程 11 5mm行程儲備系數(shù) 2 3制動氣室工作容積Vs 260608 86mm 3 《車輛工程專業(yè)課程設計》設計任務書 機械與汽車學院 班級 姓名 一．設計任務：商用汽車總體設計 二．基本參數(shù)： 三．設計內容: 主要進行汽車總體設計。汽車總體設計的內容包括： 1．查閱資料、調查研究、制定設計原則 2．選擇整車和各總成的結構型式及主要技術特性參數(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。 3．汽車主要技術參數(shù)的確定 （1）汽車質量參數(shù)的確定：汽車裝載質量、整車整備質量、汽車總質量、汽車軸數(shù)和驅動型式、汽車的軸荷分配。 （2）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。 （3）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、直接檔最大動力因數(shù)D0max、Ⅰ檔最大動力因數(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)。 3．繪制總布置圖 （1）明確繪制總布置圖的基準； （2）標注主要結構尺寸和裝配尺寸； 四．設計要求 1．繪制汽車的總布置圖，0號圖紙一張。 2．編寫設計說明書，設計說明書應包括以下內容： （1） 汽車形式的選擇；（2）汽車各總成的選擇； （3）汽車主要技術參數(shù)的確定； （4）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。 五．設計進度與時間安排 本課程設計為3周 １．明確任務，分析有關原始資料，復習有關講課內容及熟悉參考資料0.5周。 ２．設計計算 1.0周 ３．繪圖 1.0周 ４．編寫說明書、答辯 0.5周 六、主要參考文獻 1．成大先 機械設計手冊（第三版） 2．汽車工程手冊???? 機械工業(yè)出版社 3．陳家瑞 汽車構造（下冊） 人民交通出版社 4．王望予 汽車設計?????機械工業(yè)出版社 5．余志生 汽車理論???? 機械工業(yè)出版社 七．注意事項 （1）為保證設計進度及質量，設計方案的確定、設計計算的結果等必須取得指導教師的認可，尤其在繪制總布置圖前，設計方案應由指導教師審閱。圖面要清晰干凈；尺寸標注正確。 （2）編寫設計說明書時，必須條理清楚，語言通達，圖表、公式及其標注要清晰明確，對重點部分，應有分析論證，要能反應出學生獨立工作和解決問題的能力。 （3）獨立完成圖紙的設計和設計說明書的編寫，若發(fā)現(xiàn)抄襲或雷同按不及格處理。 八．成績評定 成 績 內 容 優(yōu) 良 中 及格 不及格 出勤情況（20%） 設計方案（20%） 性能計算（20%） 圖紙質量（20%） 說明書質量（20%） 評 語 總 成 績 指導教師 注意：此任務書要妥善保管，最后要裝訂在設計說明書的第一頁，如有丟失，后果自負。 一、 題目要求： 數(shù)據(jù)要求： 額定裝載質量（Kg） 最大總質量（kg） 最大車速(Km·h-1) 比功率 (KW·t-1) 比轉矩(N·m·t-1) 序號 5000 8930 100 15 40 11 二、 設計內容 1、 汽車形式的選擇 1.1、 軸數(shù)和驅動形式 商用貨車驅動形式有4×2、4×4、6×2、6×6、8×4、8×8等，普通商用貨車一般采用4×2發(fā)動機前置后橋驅動。本車屬于中型商用貨車，總質量居中，考慮到制造成本和使用條件等因素，所以采用4×2后橋4輪的形式。 1.2、 布置形式 汽車布置形式是指發(fā)動機、驅動軸和車身（或駕駛室）的相互關系和布置特點而言。汽車的使用性能除取決于整車和各總成的有關參數(shù)以外，汽車的布置形式對使用性能也有重要影響。 本車的設計采用平頭式。平頭式貨車在各種級別的貨車上得到廣泛應用。它有以下優(yōu)點：汽車總長和軸距尺寸短；最小轉彎直徑小；機動性良好；不需要發(fā)動機罩和翼子板，使整車整備質量較??；駕駛員視野得到明顯改善；面積利用率高。 本車的設計采用前置后驅的形式。它有以下主要優(yōu)點：維修發(fā)動機方便；離合器、變速器等操縱機構簡單；貨箱地板高度低；可以采用直列發(fā)動機、V型發(fā)動機貨臥式發(fā)動機。 2. 汽車主要技術參數(shù)的確定 2.1、 汽車主要尺寸的確定 2.1.1、外廓尺寸 汽車的總長、總寬和總高應根據(jù)汽車的用途、道路條件、噸位、外形設計、公路限制和結構布置等因素來確定。在總體設計時要力求減少汽車的外廓尺寸，以減輕汽車總重，提高汽車的動力性、經(jīng)濟性和機動性。 各國對公路運輸車輛的外廓尺寸均有法規(guī)限制。這是為了適合本國的公路、橋梁和運輸標準以及保證駕駛的安全性。GB1589-89汽車外廓尺寸限界規(guī)定汽車外廓尺寸長：貨車、越野車、整體式客車不應超過12m，單鉸接式客車不超過18m，半掛汽車列車不超過16.5m，全掛汽車列車不超過20m；不包括后視鏡，汽車寬不超過2.5m；空載、頂窗關閉狀態(tài)下，汽車高不超過4m；后視鏡等單側外伸量不得超出最大寬度處250mm；頂窗、換氣裝置開啟時不得超出車高300mm。 根據(jù)本車的特點，參考同類車型，本車的外廓尺寸如下： 總長：＝7200mm ； 總寬：＝2250mm； 總高：＝2460 mm。 由于本貨車是鄉(xiāng)村用貨車，多用來運輸沙石等，參考同類車型，本車的貨箱尺寸如下： 長：5300mm 寬：2150mm 高：550mm 2.1.2、軸距 軸距L對整備質量、汽車總長、最小轉彎直徑、傳動軸長度、縱向通過半徑有影響。當軸距短時，上述各指標減小。此外，軸距還對軸荷分配有影響。軸距過短會使車廂（貨）長度不足或后懸過長；上坡或制動時軸荷轉移過大，汽車制動性和操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動增大，對平順性不利；萬向節(jié)傳動軸的夾角增大。 貨車軸距和輪距標準見下表： 貨車的軸距和輪距 車型 類別 軸距/ 輪距/ 4×2貨車 微型 輕型 中型 重型 1700～2900 2300～3600 3600～5500 4500～5600 1150～1350 1300～1650 1700～2000 1840～2000 本車為中型貨車，參照表和同類車型，軸距L選取為4050 。 2.1.3、輪距 受汽車總寬度不超過2.5m限制，輪距不宜過大。但在取定的前輪輪距b1的范圍內，應該能布置下發(fā)動機、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉向空間，同時轉向桿系與車架、車輪之間有足夠的運動間隙、再確定后輪距b2時應考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及他們之間應留有必要的間隙 根據(jù)上表，并且參考同類車型以及根據(jù)本車的結構和布置，選取本車的前后輪距分別為：b1＝1790mm ；b2＝1686mm（雙胎中心線距離） 。 2.1.4、汽車的前懸和后懸 前、后懸加長時，汽車接近角和離去角都小，影響汽車通過性能。對長頭汽車，前懸不能縮短，原因是在這段尺寸內要布置保險杠、散熱器、風扇、發(fā)動機等部件。從撞車安全性考慮，希望前懸長些，從視野角度考慮又要求前懸短些。前懸對平頭汽車上下車的方便性有影響，前鋼板彈簧長度也影響前懸尺寸。 后懸的長度主要取決于軸距和軸荷分配的要求，同時要保證適當?shù)碾x去角。一般來說，后懸不宜過長，否則上、下坡時容易刮地 ，轉彎時也不靈活。貨車的后懸一般在1200mm～2200mm之間。 經(jīng)過分析并參考同類樣車，根據(jù)本車的結構性能要求，本車選取前懸LF為1100mm，后懸LR為2050mm 。 2.2、 汽車主要質量參數(shù)的確定 2.2.1、貨車的整備質量 整車整備質量對汽車的成本和使用經(jīng)濟性均有影響。目前，盡可能減少整車整備質量的目的是通過減輕整車整備質量增加裝載量或載客量；抵消因滿足安全標準、排氣凈化標準和噪聲標準所帶來的整備質量的增加；節(jié)約燃料。 參考同類車型，本車的整車整備質量m0定為3735kg 。（每個乘客重65kg） 2.2.2、裝載質量 貨車裝載質量的確定，首先應與行業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃的系列符合，其次要考慮到汽車的用途和使用條件。 本車為中型貨車，裝載質量在設計任務書中已經(jīng)給定為5000kg 。 2.2.3、貨車質量系數(shù) 質量系數(shù)是指汽車裝載質量與整車整備質量的比值，即= / 。該系數(shù)反映了汽車的設計水平和工藝水平，值越大，說明該汽車的結構和制造工藝越先進。參照下表，并結合給出數(shù)據(jù)，本車為1.33。 不同類型汽車的質量系數(shù) 汽車類型 總質量ma（kg） 貨車 180014000 0.80～1.10 1.20～1.35 1.30～1.70 2.2.4、貨車總質量 本車總質量已經(jīng)給出，為8930kg。 2.2.5.軸荷分配 貨車的軸荷分配參考下表 貨車的軸荷分配 車型 滿載 空載 前軸 (%) 后軸 (%) 前軸 (%) 后軸 (%) 4×2后輪單胎 4×2后輪雙胎，長、短頭式 4×2后輪雙胎，平頭式 6×4后輪雙胎 32～40 25～27 30～35 19～25 60～68 73～75 65～70 75～81 50～59 44～49 48～54 31～37 41～50 51～56 46～52 63～69 本車軸荷分配的設計目標是：滿載時前軸30％，后軸70％?？蛰d時前軸48％，后軸52％。 2.2.6、貨車質心高度h 汽車質心的位置，與汽車受力的情況有密切的關系，直接影響汽車的軸荷分配、穩(wěn)定性和平順性以及制動、驅動和坡道行駛時的前后軸質量的轉移。參考同類車型，空載質心高度計算值取為880mm，滿載質心高度為1064mm。 2.3、 汽車各總成的選擇 2.3.1、發(fā)動機的選擇 2.3.1.1、發(fā)動機形式的選擇 對于發(fā)動機形式選擇應該考慮此車可以采用四沖程汽油或柴油發(fā)動機，從提高燃油經(jīng)濟性以及農(nóng)用車用途出發(fā)，優(yōu)先選用柴油發(fā)動機，對于中型以及以下的貨車上一般采用直列式柴油機。本車為中型貨車，故采用直列式柴油發(fā)動機。 2.3.1.2、發(fā)動機主要性能指標的選擇 2.3.1.2.1發(fā)動機最大功率和相應轉速： 根據(jù)需要的最高車速（km/h），用下式估算發(fā)動機最大功率： 上式中：——發(fā)動機最大功率 ——傳動系效率，對驅動橋用單級主減速器的4×2汽車可取為0.9，對于雙級主減速器可取為0.8，本車用的是單級主減速器。 ma—— 汽車總質量（kg） g —— 重力加速度（m/s2） ——最高車速（km/h） —— 滾動阻力系數(shù)，對貨車取0.02 CD——空氣阻力系數(shù)，貨車取0.8～1.0，本車設計取0.9 A—— 汽車正面投影面積（m2），參考同類車型，取4.635m2。 代入數(shù)據(jù)，得： 114.90(kW) 根據(jù)題目給出的比功率和最大總質量計算得到=133.95（kw）。 對以上兩個計算結果對比后，為滿足設計和動力性的要求取=145kw。 最大功率對應轉速：參照下表： 最大功率對應轉速范圍 （r/min） 柴油機 1800--4000 乘用車、輕、微型貨車 3200--4000 大貨車 1800--2600 參考同類車型，利用設計要求給出的MATLAB程序，本車取為2200r/min。 2.3.1.2.2最大轉矩及相應轉速： 用下式計算確定： 上式中：——最大轉矩（）； —— 最大功率時轉矩（）； —— 轉矩適應性系數(shù)，一般在1.1～1.3之間選??； ——發(fā)動機最大功率（）； —— 最大功率時轉速（）。 代入數(shù)據(jù)，得： 692.3025～818.18() 本車所選發(fā)動機的為716，合適。 選擇時希望在1.4～2.0之間，如果取得太高，使小于1.4，則直接擋穩(wěn)定車速將變高，在通過市區(qū)交叉路口時換擋次數(shù)變多，沖破性能變壞。本發(fā)動機＝1.72，滿足要求，即=1278r/min。 結合計算所得的相關參數(shù)、參考同類車型和設計要求給出的MATLAB程序，選定發(fā)動機的排量為4.8L，由MATLAB程序可以得出以下數(shù)據(jù)： T-MAX=754N·m N-MAX=2310r/min KW-MAX=145kw 參考同類車型，初定發(fā)動機尺寸：913X600X950（單位：mm） 2.4、 輪胎的選擇 輪胎的尺寸和型號是進行汽車性能計算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)之一，因此，在總體設計開始階段就應選定，而選擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的靜負荷、輪胎的額定負荷以及汽車的行駛速度。本車設計采用子午線輪胎。 由滿載時的軸荷可得滿載時前輪和后輪單個受力大?。? 參考同類車型以及國標，本車輪胎采用8.25R20型號輪胎。 直徑：974 mm 負荷下半徑：462.8mm 斷面寬度：232mm 參考國標：GB-T 2977-1997 載重汽車輪胎系列 2.5、 傳動比的計算和選擇 2.5.1、主減速器傳動比的確定 在選擇驅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)動機參數(shù)、車輪參數(shù)來確定，其值可按下式計算： 上式中：——汽車最高車速； —— 最高車速時發(fā)動機的轉速，一般，其中為發(fā)動機最大功率時對應的轉速，本車取= ； r ——車輪半徑，取0.4628m 3.838 同時還要考慮到最高擋（一般為直接擋）行駛時汽車有足夠的動力性能，即保證最高擋的動力因數(shù)足夠大。 和有以下關系： 式中：ma——汽車總質量； g——重力加速度； ——直接擋時，發(fā)動機發(fā)出最大轉矩時的汽車車速。 ＝34.28（km/h） =0.062 而中型貨車的動力因數(shù)取值范圍：0.04～0.08，符合要求，為了配合主減速器主、從動齒輪齒數(shù)的選擇，把主減速器傳動比調整為=3.818，經(jīng)驗算，動力因數(shù)也符合要求，本車采用單級主減速器，主減速器傳動比≤7，符合要求。 2.5.2、最大傳動比的確定 確定傳東西最大傳動比，要考慮三方面的問題，最大爬坡度或1檔最大動力因數(shù) 、附著力和汽車最低穩(wěn)定車速。傳動系最大傳動比通常是變速器1檔傳動比與主減速器傳動比的乘積。 當汽車爬坡時車速很低，可以忽略空氣阻力，汽車的最大驅動力應為 或 即 一般汽車的最大爬坡度約為，其余各參數(shù)按照前面計算值代入，得 ＝4.791 1檔傳動比還應滿足附著條件： 對于后軸驅動汽車有： =7.997 為了減小換擋難度，相鄰檔位之間的傳動比比值在1.8以下，故取=5 汽車最低穩(wěn)定車速： 發(fā)動機的最低轉速為n=732r/min 得到貨車的最低穩(wěn)定車速為6.69km/h 。 2.5.3、變速器各檔傳動比的確定 在確定傳動比時，最關鍵的一步是確定變速器。不同類型的汽車，具有不同的傳動系檔位，其原因在于他們的使用條件不同、對整車性能的要求不同、汽車本身的比功率不同。而且傳動比檔位數(shù)與汽車動力性、燃油經(jīng)濟性有著密切的關系。就動力性而言，擋位數(shù)多，增大了發(fā)動機發(fā)揮最大功率附近高功率的機會，提高了汽車的加速與爬坡能力；就燃油經(jīng)濟性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動機在低燃油消耗率下工作的可能行，降低了油耗。 所以，為了提高汽車的動力性和經(jīng)濟性，盡可能使檔位數(shù)多一些，但是，如果檔位數(shù)超過了五個就會使結構大為復雜。本車采用四檔變速器，各檔傳動比分別為： Ⅰ擋：5 Ⅱ擋：2.92 Ⅲ擋：1.71 Ⅳ擋：1 倒擋：5 3. 汽車主要性能參數(shù)的選擇計算 由于汽車是一種高效率的運輸工具，運輸效率的高低在很大程度上取決于汽車的動力性，所以動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。所謂汽車的動力性是指汽車在良好的路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外力決定的、所能達到的平均行駛速度。 （1）、汽車的最高車速，題目已經(jīng)給出100km/h，實際算出的數(shù)據(jù)為100.5km/h。 （2）、汽車的加速時間 ；載貨汽車常用0～60km/h的換檔加速時間或者在直接檔由20km/h加速到某一車速的時間t來評價。載貨質量在2～2.5t的輕型載貨汽車的0～60km/h的換檔時間多在17.5～30s。重型貨車的0～50km/h的換擋加速時間為40～60s。 （3）、汽車的最大爬坡度，前文確定為30%，即16.7°。 汽車傳動系最大傳動比確定后，汽車能夠爬上的最大坡度為： 代入數(shù)據(jù)得： 3.1.1、汽車驅動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖 汽車的行駛方程式為 或 ＝＋＋＋ 汽車的動力性計算公式如下： （和可由發(fā)動機的外特性曲線查得）； ； ； ； ； ； 。 其中：——發(fā)動機發(fā)出的功率； ——發(fā)動機發(fā)出的轉矩； ——驅動力； ——滾動阻力； ——空氣阻力； ——行駛加速度； ——汽車總質量； ——汽車的車輪半徑； ——滾動阻力系數(shù)； ——動力因數(shù)； 通過matlab程序匯出下面圖形： 3.1.2、汽車的功率平衡 汽車行駛時，不僅驅動力和阻力相互平衡，發(fā)動機功率和汽車行駛的阻力功率也總是平衡的。 將發(fā)動機功率、汽車經(jīng)常遇到的阻力功率對車速的關系曲線繪在坐標圖上，即得到汽車功率平衡圖。 通過matlab程序繪制出下面圖形： 3.2、燃油經(jīng)濟性 等速行駛百公里燃油消耗量是常用的一種評價指標，指汽車在一定載荷（我國標準規(guī)定轎車為半載、貨車為滿載）下，以最高擋在水平良好的路面上等速行駛100km的燃油消耗量。常測出每隔10km/h或20km/h速度間隔的等速百公里燃油消耗量，然后在圖上連成曲線，成為等速百公里燃油消耗量曲線，用它來評價汽車的燃油經(jīng)濟性。 等速行駛工況燃油消耗量計算： 發(fā)動機萬有特性曲線圖 根據(jù)發(fā)動機的萬有特性圖上的等燃油消耗率曲線，可以確定發(fā)動機在一定轉速n，發(fā)出一定功率時的燃油消耗率。計算時，還需要汽車在水平路面上等速行駛，為克服滾動阻力與空氣阻力，發(fā)動機應提供的功率為。 根據(jù)等速行駛車速及阻力功率，在萬有特性圖上（利用插值法）可確定相應的燃油消耗率，從而計算出以該車速等速行駛時單位時間內的燃油消耗量（單位為）為 上式中：——燃油消耗率（）； ——燃油的重度，汽油可取，柴油可取。 整個等速過程行經(jīng)行程的燃油消耗量為 折算成等速百公里燃油消耗量為 當處于最高檔時，選定四個速度，得到四個等速油耗值： u=54.84km/h Pe=41.76KW b=226.2733 g/(kw·h) Q=21.116L/100km u=63.98km/h Pe=53.10KW b=226.146 g/(kw·h) Q=23.001L/100km u=73.12km/h Pe=66.46KW b=239.3125 g/(kw·h) Q=26.656L/100km u=82.25km/h Pe=82.11KW b=238.24 g/(kw·h) Q=29.146L/100km 3.3、最小轉彎直徑 轉向盤轉至極限位置時，汽車前外轉向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑稱為最小轉彎直徑。用來描述汽車轉向機動性，是汽車轉向能力和轉向安全性能的一項重要指標。設計要求中提到，前輪最大轉向角22度（外側輪），根據(jù)軸距可以算出本車的最小轉彎直徑：23.7m。 3.4、通過性的幾何參數(shù) 總體設計要確定的通過性幾何參數(shù)有最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過半徑等。各類汽車的通過性參數(shù)視車型和用途而異，其范圍見表： 汽車的通過性參數(shù) 車型 （mm） （°） （°） ρ（m） 4×2貨車 180～300 40～60 23～45 2.3～6.0 4×4、6×6貨車 260～350 45～60 35～45 1.9～3.6 本車的通過性幾何參數(shù)： 最小離地間隙（滿載）： 前軸下：289mm 后軸下：266mm 縱向通過半徑：3533mm 接近角：36° 離去角：25° 3.5、操縱穩(wěn)定性 汽車操縱穩(wěn)定性的評價參數(shù)較多，與總體設計有關并能作為設計指標的如下： 1）、為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應具有一定程度的不足轉向。通常用汽車以0.4g的向心加速度沿定圓轉向時，前、后測偏角之差（δ1－δ2）作為評價參數(shù)。此參數(shù)在1°～3°為宜。本車設計目標為2°。 2）、汽車以0.4g的向心加速度沿定圓等速行駛時，車身側傾角控制在3°以內為好，最大不超過7°。本車側傾角設計目標為2°。 3）、為了不影響乘坐舒適性，要求汽車以0.4g減速度制動時，車身的前俯角不大于1.5°。 3.6、制動性參數(shù) 常以制動距離、制動減速度和制動踏板力作為汽車制動性能的主要設計指標和評價參數(shù)。對貨車制動效能的要求如下表所示，且規(guī)定在踏板力不大于700N的條件下，總制動距離不得大于表中規(guī)定值的120％，制動減速度不得大于該表規(guī)定值的80％。 貨車路試檢驗行車制動和應急制動性能要求 車輛類型 行車制動 應急制動 制動初速（km/h） 制動距離（m） FMDD（m/s2） 試車道寬度（m） 踏板力（N） 制動初速（km/h） 制動距離（m） FMDD（m/s2） 操縱力（N）≤ ma≤4.5t 滿載 50 ≤22 ≥5.4 2.5 ≤700 30 ≤18 ≥2.6 手600 腳700 空載 ≤21 ≥5.8 ≤450 其他汽車 滿載 50 ≤10 ≥5.0 3.0 ≤700 30 ≤20 ≥2.2 手600 腳700 空載 ≤9 ≥5.4 ≤450 參考文獻： 1．成大先 機械設計手冊（第三版） 2．汽車工程手冊???? 機械工業(yè)出版社 3．陳家瑞 汽車構造（下冊） 人民交通出版社 4．王望予 汽車設計?????機械工業(yè)出版社 5．余志生 汽車理論???? 機械工業(yè)出版社 16