整车设计

整车设计课程设计设计题目：中型货车学院：汽车与交通学院班级：车辆133班组员：黄明园刘清钊石先峰张传正张豪指导老师：邹旭东日期：2016年3月6日目录总体设计要求........................................................1任务分配书..........................................................2第一章初步确定尺寸、性能、质量参数等...............................31.1汽车轴数....................................................31.2驱动行式....................................................31.3布置形式....................................................31.4汽车主要尺寸................................................41.5汽车质量参数、轴荷分配......................................4第二章初步确定整车基本参数.........................................52.1汽车重要性能参数............................................52.2发动机的形式选择............................................72.3发动机主要性能指标的选择....................................72.4轮胎选择....................................................9第三章其他总成的选择..............................................103.1离合器的选择...............................................103.2万向传动轴的选择...........................................103.3主减速器的形式.............................................10第四章总体布置....................................................10参考文献...........................................................111总体设计要求一、初步确定尺寸、性能、质量参数等1、汽车轴数2、驱动形式3、布置形式4、车身型式5、汽车主要尺寸6、汽车质量参数，轴荷分配二、初步确定整车基本参数1、汽车重要性能参数2、发动机型式3、发动机主要性能指标4、轮胎三、总体布置1、发动机与传动系布置；2、转向装置、悬架和制动系布置；3、车身内部(载货、客)空间布置；4、驾驶区座椅、踏板和变速杆等布置；5、燃料箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置；6、底板、仪表板等车身基本骨架形状；7、发动机舱、室内装置和后行李舱等局部空间布置；8、悬架、轮胎(车轮)的工作范围。本组课题设计要求最大总质量不超过16t，最高车速不超过120km/h，售价不高于对标竞争车型的中型卡车。2任务分配书汽车的主要参数的选取—刘清钊发动机、车身形式、轮胎的选取—张豪汽车的总体布置—张传正总体布置图—黄明园说明书及PPT—石先峰3第一章初步确定尺寸、性能、质量参数等1.1汽车轴数影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。根据公路汽车允许负荷(GB1589-2004道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值)：双轴汽车前后轴总负荷≤16t。本设计前后轴总负荷为13.4t，故本设计选用两轴型式。1.2驱动行式汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等，是影响选取驱动行式的主要因素。乘用车和总质量小些的商用车，多采用结构简单，制造成本低的4X2驱动行式。,故本设计选用4X2驱动形式，后轮采用双胎设计。1.3布置形式考虑到中型货车在行驶过程中对机动性，和最小转弯直径有较大要求，因此选用平头式布置方案。现代货车多选用平头式，货车的发动机位于驾驶室内。这种形式货车的布置特点是发动机在驾驶员和副驾驶员座位的中间，因此驾驶室的前端不需要凸出去，没有独立的发动机舱。平头式货车的主要优缺点：视野好，转弯半径小，面积利用率高，机动性好，总长和轴距短，室内高度高，前轴较重，发动机维修不方便，驾驶员易受热，振动较大，室内空间挤，操纵机构稍复杂。考虑到发动机出现故障的是否利于维修，操纵机构设计是否简单，因此选用发动机形式为前置后桥驱动。发动机前置后驱的主要优缺点：可装用直列发动机，维修方便，发动机通用性好。操纵机构简单，轴荷分配合理，对行驶路面要求低，货厢地板高度低，平头式驾驶室内部布置困难，座位较高、质心高，噪声与振动大。41.4汽车主要尺寸1.4.1外廓尺寸根据GB1589-2004表1，确定车长不得长于9000mm，总宽不得宽于2500mm(不含后视镜)，总高不得高于4000mm，因为总质量较大，因此取车长8500mm，车宽2400mm，车高3350mm。本设计外廓尺寸8500mmX2400mmX3350mm。货车车头长度，平头货车为1400-1500mm之间，因此取1500mm。货车车厢边板高度在450-650mm，为使质心下降，稳定性提高，方便货物装卸，取500mm。1.4.2轴距L轴距L对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。最大总质量等于13.4t，轴距为3600-5500mm，因为质量等各项参数较大，因此取轴距5000mm。1.4.3前轮距1B和后轮距2B改变汽车轮距B会影响车厢或驾驶室内宽、汽车总宽、总质量、倾斜刚度、最小转弯半径等因素。受汽车总宽不得超过2500mm限制，轮距不宜过大。根据相关设计规则及本车自身参数，本车轮距选用1B=2000mm，2B=2000mm。1.4.4前悬FL和后悬RL前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、上车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货箱长度、汽车造型等有影响，并取决于轴距和轴荷分配的要求。根据相关设计规则及本车自身参数，同时参考同类型车型参数，本车选用FL=1800mm，RL=1860mm。1.5汽车质量参数、轴荷分配1.5.1质量参数确定整车质量：5965kg最大总质量：13450kg5质量系数，（13450-5965）/13450=0.561.5.2轴荷分配查课本表1-6可知，对于4x2后轮双胎平头货车，满载时前轴负荷占30%-35%,后轴负荷占65%-70%，空载时前轴负荷占48%-54%,后轴占46%-52%。选取空载时前轴轴荷分配为58%，后轴为42%，满载时前轴35%后轴65%。第二章初步确定整车基本参数2.1汽车重要性能参数2.1.1动力性参数a.最高车速的确定汽车总质量在6.0m14.0,最高车速范围为75-120km/h，因此最高车速较低，取100km/h。b.加速时间t汽车起步连续换挡加速时间是汽车加速性能的重要指标，载货汽车通常用0-60km/h的加速时间来确定。c.上坡能力要求货车要能克服30%的坡度，即7.16°。d.比功率bP和比转矩bT比功率abmPP/max，比转矩aebmTT/max，不同车型的比功率和比转矩选取可以查阅课本表1-7，查阅后可知该货车比功率6-20kW/t，比转矩29-50Nm/t，分别取12.4kW/t和40Nm/t。2.1.2燃油经济性系数对于货车用单位质量的百公里油耗量来评价，查课本表1-9可知，该货车的的单位质量百公里燃油消耗量范围是1.43L-1.53L。2.1.3汽车的最小转弯直径minD转向盘转到极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支撑平面的轨迹圆直6径，称为汽车最小转弯直径minD。该货车的最大总质量为13.4t，汽车最小转弯直径(参考汽车设计课本表1-10)，范围为12.0-20.0m，因为轴距较大，因此最小转弯直径取20.0m。2.1.4通过性几何参数总体设计要确定的通过性几何参数有，最小离地间隙minh，接近角1，离去角2，纵向通过半径1，查阅表1-11，最小离地间隙范围是180-300mm，接近角范围是40°-60°，离去角范围是25°-45°，纵向通过半径范围是2.3-6.0m，最小离地间隙取250mm，接近角取50°，离去角取40°，纵向通过半径6.0m。2.1.5操纵稳定性参数汽车操纵稳定性的评价参数较多，与总体设计有关并能作为设计指标的有：转向特性参数、车身侧倾角和制动前俯角。a.转向特性参数为了保证有良好的操纵稳定性，汽车应具有一定程度的不足转向。通常用汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时，前、后轮侧倾角之差21-作为评价参数。此参数在1°-3°为宜。b.车身侧倾角汽车以0.4g的向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角控制在3°以内较好，最大不允许超过7°。c.制动前俯角为了不影响乘坐舒适性，要求汽车以0.4g的减速度制动时，车身的前俯角不大于1.5°2.1.6制动性参数汽车制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定，下长坡时能维持较低的安全车速并有一定坡道上长期驻车的能力。目前常用制动距离、平均制动减速度和行车制动的踏板力及应急制动时的操纵力来评价制动效能。根据GB7258-1997《机动车运行安全条件》中规定的路试试验行车制动和应急制动性能要求，应保证本车设计满足以下表格内容。7车辆类型行车制动应急制动制动初车速/）（1hkm制动距离/mFMDD①/）（2sm试车道宽度/m踏板力/N制动初车速）（1hkm制动距离/mFMDD/）（2sm操纵力/N货车满载30≤10≥5.03.0≤70030≤20≥2.2手600脚700空载≤9≥5.4≤450注：①FMDD是指制动减速度2.1.7舒适性参数汽车应为乘员提供舒适的乘坐环境和方便的操作环境，同时汽车行驶平顺性常用垂直振动参数评价，包括频率和振动加速度等，此外悬架动挠度也用来作为评价参数之一。本设计货车应满足以下参数要求：静挠度cf=50-110mm，动挠度df=60-90mm，偏频n=1.5-2.2Hz。2.2发动机的形式选择2.2.1汽油机与柴油机的选用汽油机和柴油机不仅使用燃料不同，而且因排放对环境造成的污染，工作噪声，振动，使用可靠性，耐久性以及质量大小等诸多方面均有较大差别。查阅资料，可知汽油机的排放指标不如柴油机，且质量较大的货车以应用柴油机为主，因而，采用柴油机。2.2.2气缸排列形式的选用气缸直列式的发动机结构简单、维修方便、工作可靠、容易布置，在平头式货车中经常使用，因而选择直列的排列形式2.2.3发动机冷却方式的选用发动机有风冷和水冷两种冷却方式，目前，大多数汽车选择水冷方式，因而选用水冷的冷却方式。2.3发动机主要性能指标的选择2.3.1发动机最大功率maxeP和相应转速pn根据所设计汽车应达到的最高车速amaxv，用下式估算发动机的最大功率)761403600(13maxmaxamaxaDarTevACvgfmP8maxeP--发动机的最大功率（Kw）T--传动系效率，取0.9am--汽车总质量（kg），由以求得13450kgmag--重力加速度（m/2s），取g=9.82/msrf--滚动阻力系数，对货车取0.02DC--空气阻力系数，取0.9A---为正投影面积（2m），计算得5.82m。计算得)761403600(13maxmaxamaxaDarTevACvgfmP)1007