【正文】 速比，初選一汽解放 9 噸級(jí)單級(jí)減速器，主減速器從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直 徑 390mm鑄造橋殼，全浮式半軸，直齒錐齒輪式差速器， 0i =。 現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)都采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置形式。彈性元件能吸收傳動(dòng)軸的震動(dòng)，降低噪聲。 離合器的初步選型 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，初步選定一汽生產(chǎn)的離合器（單片，干式、推式，膜片彈簧，摩擦直徑為 350mm，液壓助力式，選裝 380mm），其轉(zhuǎn)矩容量為 500 N﹒ m 的單片、干式、推式、膜片彈簧離合器。) 總 線 通 過(guò) 半徑 (m) 轎車(chē) 微型、普通級(jí) ～ 20～ 30 15～ 23 3～ 5 中 級(jí)、中 高級(jí)、高級(jí) ～ 5～ 8 客車(chē) 輕型 ～ 12～ 40 8～ 20 中型、大型 ～ 9～ 20 5～ 9 貨車(chē) 輕型 ～ 25～ 60 25～ 45 2～ 4 中型、重型 ～ 4～ 7 礦用自卸汽車(chē) 越野汽車(chē) ～ 36～ 60 35～ 48 ～ 本章小結(jié) 本章介紹了 初步確定汽車(chē)主要尺寸參數(shù)、汽車(chē)質(zhì)量參數(shù)、主要性能參數(shù)、汽車(chē)的機(jī)動(dòng)性參數(shù)、算發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速、變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，和驅(qū)動(dòng)橋的主減速比等目標(biāo)參數(shù)的方法。 制動(dòng)性參數(shù) 常以制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度和制動(dòng)踏板力作為汽車(chē)制動(dòng)性能的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)和評(píng)價(jià)參數(shù)。之內(nèi)，在大不超過(guò) 7176。當(dāng)轉(zhuǎn)彎直徑 24m 是前轉(zhuǎn)向軸和末軸的內(nèi)輪差不得大于 。在新車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，其燃料經(jīng)濟(jì)性可參考總質(zhì)量相近的同類(lèi)車(chē)型的百公里耗油量或單位燃料消耗量來(lái)估算。也可采用 24 0—80km/h的換檔加速時(shí)間來(lái)衡量其加速性能。比功率是評(píng)價(jià)汽車(chē)動(dòng)力性能如速度性能和加速性能的綜合指標(biāo)，比轉(zhuǎn)矩則反映了汽車(chē)的比牽引力或牽引能力。它和汽車(chē)總質(zhì)量的關(guān)系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡度和附著條件。載貨汽車(chē)的 max0D 值是隨汽車(chē)總質(zhì)量的增大而逐漸減小的，但也有個(gè)限度。反之，當(dāng) s 0時(shí)，汽車(chē)具有過(guò)度轉(zhuǎn)向特性。為了提高越野汽車(chē)在松軟路面和無(wú)路地區(qū)的通過(guò)性，其前軸負(fù)荷應(yīng)適當(dāng)減小以減小前輪的滾動(dòng)阻力。因此在總體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)汽車(chē) 的 總體 布置型式、使用條件及性能要求合理地選定軸荷分配。 空車(chē)狀態(tài)下整車(chē)質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算 整車(chē)整備質(zhì)量 (自重 ) 按下式計(jì)算： 20 CM =??01Ni iM 式中 ： 0N —用估算整車(chē)整備質(zhì)量的全部總成數(shù)量 (總成的劃分可根據(jù)實(shí)際 情況由設(shè)計(jì)人員自定 )； CM —整車(chē)裝備質(zhì)量， kg。后懸也不宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車(chē)的離去角過(guò)小而引起上下坡時(shí)刮地，同時(shí)轉(zhuǎn)彎也不靈活。 汽車(chē)的外廓尺寸包括其總長(zhǎng)、總寬、總高。當(dāng)然，在滿足 所設(shè)計(jì)汽車(chē)的車(chē)廂尺寸、軸荷分配、主要性能和整體布置等要求的前提下，將軸距設(shè)計(jì)得短一些為好。 通過(guò)整車(chē)總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進(jìn)而確定整車(chē)各有關(guān)的 (布置 )尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)。 在繪制整車(chē)總布置草圖時(shí)，可以參考同類(lèi)車(chē)型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車(chē)的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。 因?yàn)槲宜O(shè)計(jì)的事輕型載貨汽車(chē)，它的比功率小，所以選擇五檔變速器。 1gi 應(yīng)根據(jù)汽車(chē)最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著條件、汽車(chē)的最低穩(wěn)定車(chē)速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滾動(dòng)半徑等綜合確定。其中，輕型載貨汽車(chē)的離地間隙要求在190 220mm之間。 在選定最小 傳動(dòng)比時(shí)，要考慮到最高檔行駛時(shí)的汽車(chē)應(yīng)有足夠的動(dòng)力性能，及應(yīng)有足夠的最高檔動(dòng)力因 數(shù) maxD 。 傳動(dòng)系 速比的選擇 確定傳動(dòng)系速比應(yīng)該包含以下內(nèi)容：變速器及副變速器的擋位數(shù)及各檔速比、分動(dòng)器的擋位數(shù)及各檔速比、驅(qū)動(dòng)橋總減速比（含單級(jí)或雙級(jí)、輪邊減速）。 初選取功率為 88kw 的發(fā)動(dòng)機(jī) 。設(shè)定最高車(chē)速，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)該大于等于該車(chē)速行使時(shí)所需要的行使阻力的功率之和。 貨車(chē)主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定 對(duì)于一種新車(chē)型的的開(kāi)發(fā)，首先要明確其主要用途，貨物類(lèi)型、使用條件和一些特殊要求。 樣車(chē)分析 選同類(lèi)型的國(guó)內(nèi)外樣車(chē)，作為設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)的目標(biāo)車(chē)型。 市場(chǎng)調(diào)研 市場(chǎng)調(diào)查是制定商品規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)，企業(yè)為了獲取對(duì)外部環(huán)境的認(rèn)識(shí)，需要設(shè)置專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，不斷地進(jìn)行認(rèn)真、細(xì)致和規(guī)范的市場(chǎng)調(diào)查和預(yù)測(cè)。任何商品都有一定的壽命周期，因此，企業(yè)要不斷改進(jìn)產(chǎn)品和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的要求，從而保證企業(yè)的生存和 更快更好 的發(fā)展。若舊車(chē)型由于種種原因在用戶中形象不佳，則需要使產(chǎn)品以全新的形象出現(xiàn)于市場(chǎng)。 概況分析 擬解決的主要問(wèn)題： （ 1） 改善汽車(chē)的技術(shù)效果。應(yīng)用 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，此法將更快捷可靠 【 7】 。這些要求需要有一個(gè)合適的托付物來(lái)體現(xiàn)。英聯(lián)邦法規(guī)FMVSS、歐洲 ECC 法規(guī)、日本 “道路運(yùn)輸車(chē)輛保安標(biāo)準(zhǔn) ”、 我國(guó)國(guó)標(biāo)都在視野方面制定了相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。車(chē)身總布置的好壞，在很大程度上決定著車(chē)身設(shè)計(jì)的成敗。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷應(yīng)用與發(fā)展和 CAD技術(shù)在工程機(jī)械各領(lǐng)域的不斷滲透，汽車(chē)的設(shè)計(jì)必然要與計(jì)算機(jī)結(jié)合。其中汽車(chē)總體設(shè)計(jì)又 稱(chēng)汽車(chē)總布置，它是汽車(chē)設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，它對(duì)汽車(chē)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、汽車(chē)的性能和產(chǎn)品的生命力有著決定性影響，它不僅貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程而且為各總成、部件的設(shè)計(jì)構(gòu)建框架。這些都是為了保證整車(chē)能夠穩(wěn) 2 定的大量的投入生產(chǎn)，并確保其整車(chē)性能和質(zhì)量能被客戶接受，所 以整車(chē)總體方案和全部設(shè)計(jì)內(nèi)容，也直接決定著工廠的投入。 1 第 1章 緒 論 立題的背景及意義 汽車(chē)是重要的現(xiàn)代交通運(yùn)輸工具，汽車(chē)工業(yè)已成我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)。 一種新車(chē)型的投產(chǎn)，除產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程外，還要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，如投入資金設(shè)備廠房、人員及制定一整套相關(guān)工藝等。 國(guó)內(nèi)外研究概況 概況簡(jiǎn)述 汽車(chē)設(shè)計(jì)包括整車(chē)總體設(shè)計(jì)、總成設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)。 由于總體設(shè)計(jì)中牽涉的變數(shù)多，因此開(kāi)發(fā)新車(chē)型不僅對(duì)設(shè)計(jì)師自身的經(jīng)驗(yàn)和 3 能力有較高的要求而且必須用先進(jìn)的技術(shù)輔助設(shè) 計(jì)師合理決策、優(yōu)選參數(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，以應(yīng)對(duì)汽車(chē)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)汽車(chē)駕駛員位置進(jìn)行合理地布置是提高整車(chē)適宜性、駕駛乘坐舒適性及 安全性的關(guān)鍵措施。汽車(chē)視野性的好壞直接到汽車(chē)行駛的安全性，使汽車(chē) 安全認(rèn)證的主要項(xiàng)目之一。 汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須滿足客戶及市場(chǎng)需求 , 也要體現(xiàn)工程及制造要求 , 還要體現(xiàn)政府法規(guī)及安全要求。有關(guān)質(zhì)心位置和軸荷分配的計(jì)算過(guò)程。 作者廖林清提出了以汽車(chē)行駛的能量利用率最高、加速時(shí)間盡可能短為目標(biāo) 5 函數(shù)，建立了在給定汽車(chē)底盤(pán)參數(shù)、整車(chē)性能參數(shù)和汽車(chē)行駛條件下的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率廈其相應(yīng)轉(zhuǎn)速、最大 轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)排量等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，為汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)中發(fā)動(dòng)機(jī)的選型提供了依據(jù) 【 9】 。 （ 4） 改善汽車(chē)的形象。企業(yè)的一切經(jīng)營(yíng)活動(dòng)都是以向市場(chǎng)提供適銷(xiāo)對(duì)路的商品為目標(biāo)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)商品的銷(xiāo)售而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的利益和社會(huì)效益。 為了保證實(shí)現(xiàn)商品計(jì)劃的目標(biāo)，保證及時(shí)完成開(kāi)發(fā)的任務(wù)，使商品按時(shí)投放市場(chǎng)，還需要編制產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計(jì)劃、生產(chǎn)準(zhǔn)備計(jì)劃和銷(xiāo)售計(jì)劃。每次調(diào)研都要有編寫(xiě)調(diào)研報(bào)告，對(duì)問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)要有解決辦法要有結(jié)論和建議。新車(chē)的設(shè)計(jì)要有一個(gè)統(tǒng)一的明確的要求。 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其轉(zhuǎn)速 汽車(chē)的動(dòng)力性能在很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。 也可以利用比功率的統(tǒng)計(jì)值來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率值。通常，柴油機(jī)取 ，以保證汽車(chē)具有適當(dāng)?shù)淖畹头€(wěn)定車(chē)速，初取 Tn =20xx r/ ，則TPnn =， ? =。相反，汽車(chē)的動(dòng)力性會(huì)增強(qiáng)，后備功率會(huì)增大，但燃油經(jīng)濟(jì)性會(huì)下降。 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋離地間隙如表 所示。 設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系的最大傳動(dòng)比為變速器的 I 檔傳動(dòng)比 1gi 與主減速比 0i 的乘積。如需要全輪驅(qū)動(dòng)，可以增設(shè)兩檔的分動(dòng)器。 主要尺寸參數(shù)的選擇 通過(guò)整車(chē)總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進(jìn)而確定整車(chē)各有關(guān)的 (布置 )尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)。 (1)整車(chē)的外廓尺寸； (2)軸距和前、后輪距； (3)前懸和后懸長(zhǎng)度； (4)車(chē)頭、駕駛室和發(fā)動(dòng)機(jī)、前輪的布置關(guān)系； (5)輪胎型號(hào)、靜力半徑和滾動(dòng)半徑、負(fù)載能力； 17 (6)車(chē)箱內(nèi)長(zhǎng)及外廓尺寸； (7)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速； (8)變速器頭檔速比 (2 種 )和檔位數(shù)； (9)后橋總速比 (可有幾種 )； (10)最高車(chē)速； (11)最大爬坡度； (12)整備質(zhì)量及載質(zhì)量； (13)轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑，車(chē)輪轉(zhuǎn)角及最小轉(zhuǎn)彎直徑 (14)前輪接地點(diǎn)至前簧座的距離； (15)前簧中心距； (16)后簧中心距； (17)車(chē)架前部和后部外寬； (18)車(chē)架縱梁外形尺寸及橫梁位置； (19)前簧作用長(zhǎng)度； (20)后簧作用長(zhǎng)度； (21)前簧非懸架質(zhì)量； (22)后簧非懸架質(zhì)量； (23)后輪轂及制動(dòng)器總成質(zhì)量。因此，在選擇軸距時(shí)應(yīng)綜合考慮對(duì)有關(guān)方面的影響。輪距必須與汽車(chē)的總寬相適應(yīng)。 汽車(chē)的后懸長(zhǎng)度主要與貨廂長(zhǎng)度、軸距及軸荷分配有關(guān)。 一般整車(chē)總布置圖在滿載狀態(tài)下繪制，在確定各總成質(zhì)心在空載狀態(tài)下的離地高度時(shí)應(yīng)考慮到前、后輪胎和懸架相對(duì)滿載狀態(tài)的垂直變形的影響；空載狀態(tài)下各總成質(zhì)心縱向位置相對(duì)滿載狀態(tài)的變化忽略不記。 表 各類(lèi)汽車(chē)的整備質(zhì)量利用系數(shù) 汽車(chē)類(lèi)型 備注 輕型 ～ 柴油車(chē)為 ～ 21 載貨汽車(chē) 中型 ～ 重型 ～ 礦用自卸車(chē) 裝載量 45t ～ 45t ～ 軸荷分配 汽車(chē)的軸荷分配是汽車(chē)的重要質(zhì)量參數(shù)，它對(duì)汽車(chē)的牽引性、通過(guò)性、制動(dòng)性、操縱性和穩(wěn)定性等主要使用性能以及輪胎的使用壽命都有很大的影響。例如：重型礦用自卸汽車(chē)的軸距短、質(zhì)心高，制動(dòng)或下坡時(shí)質(zhì)量轉(zhuǎn)移會(huì)使前軸負(fù)荷過(guò)大，故在設(shè)計(jì)時(shí)可將其前軸負(fù)荷適當(dāng)減小，使后軸負(fù)荷適當(dāng)加大。 和 取決于軸荷分配， 1aC —兩個(gè)前輪的輪胎側(cè)偏剛度之和， N/rad； 2aC —后輪的輪胎側(cè)偏剛度之和， N/rad； aC —汽車(chē)全部輪胎的總側(cè)偏剛度之和， N/rad； 當(dāng) s 0時(shí)，汽車(chē)質(zhì)心位于中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前，汽車(chē)具有不足轉(zhuǎn)向特性，汽車(chē)靜態(tài)的方向穩(wěn)定性較好。微型和普通級(jí)轎車(chē)為了節(jié)省燃料， max0D 值較小。 Ⅰ 檔動(dòng)力因數(shù) max1D I檔最大動(dòng)力因數(shù) max1D 直接影響汽車(chē)的最大爬坡能力和通過(guò)困難路段的能力以及起步并連續(xù)換檔時(shí)的加速能力。 汽車(chē)的比功率和比轉(zhuǎn)矩 這兩個(gè)參數(shù)分別表示發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩與汽車(chē)總質(zhì)量之比。中、高級(jí)轎車(chē)的0—100km/h 的換檔加速時(shí)間約為 8～ 15s；普通級(jí)轎車(chē)為 12～ 25s。 單位汽車(chē)總質(zhì)量的百公里最低燃料消耗量，又稱(chēng)為汽車(chē)的 “單位燃料消耗量 ”(L/(100km t))。 GB7258—97 中規(guī)定：機(jī)動(dòng)車(chē)的最小轉(zhuǎn)彎直徑，以外輪軌跡中心為基線測(cè)量其值不得大于 24m。 (2) 車(chē)身側(cè)傾角 : 汽車(chē)以 3176。對(duì)于前、后懸架的靜撓度值 1cf 和 2cf 的匹配，推薦取 2cf =( ~ ) 1cf ；而對(duì)于貨車(chē)考慮到前、后軸荷的 差別和避免駕駛員疲勞，則前、后靜撓度值之比要更大些。) 離去角 (186。 從上述發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線可得其轉(zhuǎn)矩特性、比油耗 特性，并且用最小二乘法擬合成五次多項(xiàng)式，結(jié)果如表 所列。當(dāng)傳動(dòng)軸分段式，需加設(shè)安裝在車(chē)架橫梁上的彈性中間支承，以補(bǔ)償傳動(dòng)軸軸向和角度方向的安裝誤差，以及車(chē)輛行駛過(guò)程中由于彈性支承的發(fā)動(dòng)機(jī)的竄動(dòng)和車(chē)架的變形所引起的位移。絕大多數(shù)載貨汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用非獨(dú)立懸架，相應(yīng)地采用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。 綜上所述，由于所設(shè)計(jì)的載貨汽車(chē)的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式為 4 2，以及單級(jí)主減速器所具有的優(yōu)點(diǎn)，又能滿足使用要求，所以，選用單級(jí)減速主減速器。主減速器和變 32 速箱連成一體，省掉傳動(dòng)軸，減少振動(dòng)和噪聲。所以要 根據(jù)車(chē)輛類(lèi)型、總質(zhì)量、道路條件、車(chē)速及其他特殊要求，合理地選擇輪胎 形式 。 這主要根據(jù)車(chē)輛的使用情況和道路條件而定，在條件比較好的情況下－不超載、道路條件好，輪胎的靜負(fù)荷可與額定負(fù)荷相等或相近，氣壓也可選高一點(diǎn)，這樣會(huì)提高整車(chē)的經(jīng)濟(jì)性能。普通斜交胎的胎體簾線層較多，胎側(cè)厚，使用中不易 刺破，側(cè)向剛度大，但是緩沖性能差。表 中給出了部分國(guó)產(chǎn)汽車(chē)輪胎的規(guī)格、尺寸及使用條件。所以汽車(chē)廠家多年來(lái)一直都采用這種辦法變型出更多品種的汽車(chē)。 本章小結(jié) 本章對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)種類(lèi)及形式、離合器、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、主減速器、駕駛室、輪胎類(lèi)型進(jìn)行了選擇。 36 第 5 章 整車(chē)性能的計(jì)算 汽車(chē)動(dòng)力性能計(jì)算 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力 汽車(chē)行駛過(guò)程中必須克服滾動(dòng)阻力 和空氣阻力 的作用，加速時(shí)會(huì)受到加速阻力 的作用，上坡時(shí)會(huì)受到重力沿坡道的分力 ——坡度阻力 的作用。汽車(chē)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，常需要在實(shí)際樣車(chē)制成之前，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性和汽車(chē)功率平衡圖對(duì)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)進(jìn)行估算，最簡(jiǎn)單，最基本得是等速行駛百公里燃油消耗量計(jì)算，對(duì)貨車(chē)來(lái)講，等速百公里燃油消耗量是在滿載時(shí)以最高檔在水平