【正文】 于是直齒圓柱齒輪，拉伸時(shí)僅需按X 軸方向拉伸即可。 3) 以 X 軸為圓心，建立一個(gè)直徑 （打穿即可）。 圖 左圖為變速器第二軸 I 檔齒輪 右圖為變速器第二軸 II檔齒輪 圖 左圖為變速器第二軸 III 檔齒輪 右圖為變速器第二軸 IV 檔齒輪 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 34 慣性鎖銷式同步器的建模 1) 進(jìn)入 UG 界面后，以 x軸為長度方向，依次建立圓柱體。 3) 使用旋轉(zhuǎn)陣列， 按操作提示 以 X 軸為旋轉(zhuǎn)中心，對先前建立的 IIV檔齒輪及其接合齒輪的單齒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)陣列排列（各檔齒輪旋轉(zhuǎn)陣列個(gè)數(shù)即為該檔的齒輪齒數(shù)）。39。注意， I 檔齒輪以及各檔接合齒輪是直齒圓柱齒輪，拉伸時(shí)按 X 軸方向拉伸即可； II、 III、 IV 檔齒輪均為斜齒圓 柱齒輪，所以必須在拉伸前建立一根基準(zhǔn)軸，該基準(zhǔn)軸應(yīng)偏于 X軸左側(cè) 39。56124? 螺旋角方向 左旋 左旋 左旋 端面模數(shù) )(tm 齒數(shù) )(z 44 39 31 25 分度圓直徑 )(d 齒頂圓直徑 )(ad 齒根圓 直徑 )(fd 齒厚 )(s 1) 根據(jù)上述參數(shù)可以建立出各檔位齒輪單個(gè)齒形的草圖。39。39。56124? 39。39。 2) 在各個(gè)圓柱體的端面進(jìn)行倒角（圖 ） 圖 變速器第二軸 第二軸各檔位齒輪的建 模 同先前建立的第一軸齒輪方法相同，可以建立出第二軸 IIV 檔齒輪，上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 32 齒輪的參數(shù)也可通過計(jì)算得出，計(jì)算出的齒輪參數(shù)匯總?cè)绫?。至此變速器第一軸總成已經(jīng)被建立，效果圖如下圖（圖 ）所示。 圖 斜齒 圓柱齒輪單齒的建立 10)使用旋轉(zhuǎn)陣列， 按操作提示 以 X 軸為旋轉(zhuǎn)中心，對先前完成的第一軸常嚙合斜齒圓柱齒輪的單齒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)陣列排列（ 19齒）。39。 9) 由于常嚙合齒輪是左旋的斜齒圓柱齒輪，所以必須在拉伸前建立一根基準(zhǔn)軸，該基準(zhǔn)軸應(yīng)偏于 X 軸左側(cè) 39。 7) 對拉伸后的單齒進(jìn)行 ?451? 的倒斜角。39。 表 第一軸齒輪各部分尺寸匯總表 第一軸常嚙合齒輪 結(jié)合齒齒輪 法向模數(shù) )( nm 螺旋角 )(? 39。 4) 在 孔 的 端 面 上 進(jìn) 行? ? 的倒斜角，變速器第一軸模型的初步建 立如圖 。 2) 對各個(gè)圓柱體各個(gè)端面進(jìn)行倒斜角。完成后的倒檔軸總成圖如圖 。完成后的效果圖如圖 所示。 3) 對完成的倒檔齒輪單齒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)陣列排列（左端 23 齒，右端 21 齒），已完成整個(gè)齒圈模型的建立。 在兩端的圓柱體端面上建立草圖，畫出兩端直齒圓柱齒輪的齒形，根 據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上的數(shù)據(jù)可 以計(jì)算的齒輪的各項(xiàng)參數(shù)，倒檔軸兩個(gè)齒輪的參數(shù)匯總見表 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 26 3) 在中間的圓柱體上建立基準(zhǔn)面，并再此基準(zhǔn)面上建立一個(gè)直徑為 8mm,深度為 20mm的簡單孔。 圖 倒檔軸完成圖 倒檔齒輪的建模 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 25 1) 進(jìn)入 UG 界面后，以 x軸為長度方向，依次建立 3個(gè)圓柱體。 6) 在端面處建立簡單孔 ，并進(jìn)行倒角。 3) 在距左側(cè)端面 124mm處建立基準(zhǔn)面，在圓柱體的中心面上建立另一個(gè)基準(zhǔn)面，以便于之后與倒檔齒輪的裝配以及建立草圖。 第二部分 貨車的傳動系優(yōu)化設(shè)計(jì)分析 5. 變速器 UG 建模過程 變速器倒檔軸的建模 倒檔軸的建模 1) 進(jìn)入 UG 界面后，以 x 軸為長度方向，建立直徑為 30mm，長為 156mm的圓柱體。 目前，各類汽車為提高舒適性，裝有空調(diào)設(shè)備。并規(guī)定：在制動踏板力不大于 100N 條件下，總制動距離不得大于規(guī)定值的 120％。制定制動性能指標(biāo)時(shí)還要參考有關(guān)安全性的國家標(biāo)準(zhǔn)。否則影響乘坐舒適性。以內(nèi)較好，最大不允許超過 7176。為宜。通常用汽車以 的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向 時(shí)前、后軸側(cè)偏角之差（ 12??? ）作為評價(jià)參數(shù)，對于轎車此參數(shù)以 1176?？v向通過半徑為 ～ 。離去角為 6176。本次大型客車設(shè)計(jì)最小離地間隙為220mm～ 370mm，接近角為 10176。此次設(shè)計(jì)的大型客車的最小轉(zhuǎn)彎直徑應(yīng)取17m～ 22m。其數(shù)值主要根據(jù)汽車的用途、道路條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選取。一般總質(zhì)量大于 12t 的大型客車柴油機(jī)百公里油耗為 ～ 1(100 )L t km? 。由于目前節(jié)能和環(huán)境保護(hù)是汽車設(shè)計(jì)中的重大課題，各個(gè)國家對燃油消耗有嚴(yán)格規(guī)定。在一些國家還用每一加侖燃油行駛的英里數(shù)作評價(jià)指標(biāo)，即 mpg。在設(shè)計(jì)時(shí)，這項(xiàng)指標(biāo)可參考總質(zhì)量相近的同類車的百公里油耗值或單位汽車質(zhì)量的百公里油耗值 [單位為 L/100t對超車加速能力，在國外也有一些規(guī)定。也有 0－ 100km/h、 0－ 80km/h的評價(jià)指標(biāo)。（參考表 ） （ 4）加速時(shí)間 汽車由原來起步加速到一定車速的時(shí)間是汽車加速性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。（參考表 選?。? 汽車的比轉(zhuǎn)矩為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量的比值。（參考表 選?。? （ 3）汽車比功率和比扭矩： 汽車的比功率為發(fā)動機(jī)最大功率與汽車總質(zhì)量的比值，是評價(jià)汽車動力性能的綜合指標(biāo)。近十幾年來，隨著公路質(zhì)量的提高，汽車最高車速普遍有所提高。 ImaxD 和汽車總質(zhì)量的關(guān)系不明顯，主要取決于公路用車，這個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì)在 － 。 本車軸荷分配：前 /后（空載） 3713/7882（ kg） 前 /后（滿載） 6000/10500（ kg） 空載時(shí) 前軸占 32％ 后軸占 68％ 46% 滿載時(shí) 前軸占 ％ 后軸占 ％ 汽車主要性能參數(shù)的選擇 （ 1）直接檔和 I檔最大動力因素 maxOD 和 ImaxD ： 直接檔動力因素 maxOD 的選擇主要考慮對汽車加速性和燃料經(jīng)濟(jì)性的要上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 20 求，并視汽車類型和道路條件而異。因?yàn)楸拒嚍?4 2，后輪驅(qū)動的汽車，為使后 輪上有足夠的附著力后軸負(fù)荷不宜太小。本車為后軸為雙胎的雙軸汽車，其前后軸的負(fù)荷分配應(yīng)大致占 33％和 67％。 本車 / 6 5 5 5 / 1 1 5 9 5 0 . 3 0 8m o e omm? ? ? ? ? （ 5）汽車的軸荷分配 軸荷分配適當(dāng)與否對汽車的只要使用性能和輪胎使用壽命有顯著影響。 本車的總質(zhì)量 am ＝ 15170=11595+65 55(kg) (4).質(zhì)量系數(shù) mo? 質(zhì)量系數(shù)是指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值。整車整備質(zhì)量是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，確定這個(gè)指標(biāo)時(shí)即要考慮到 當(dāng)前有減少此值的發(fā)展趨勢，又要顧及國內(nèi)目前公路、材質(zhì)及工藝的水平，即選取時(shí)既要考慮先進(jìn)性，又是切實(shí)可行的。此參數(shù)對運(yùn)輸效率和運(yùn)輸成本有很大的影響。至于具體選用何種外廓尺寸，應(yīng)根據(jù)汽車的用途、道路條件、外形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)布置等因素來確定。總寬（不包括后視鏡）不大于 ；外開窗、后視鏡等突出部分不大于 250mm。 本客車前輪距 1B ＝ 2046mm 2B ＝ 1800mm （ 3） .外廓尺寸的確定 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 18 各國對公路運(yùn)輸車輛的外廓尺寸均有法規(guī)限制。 本客車的軸距 L＝ 5700mm 圖 軸距圖 （ 2）前后輪距 1B 和 2B 輪距大些，對增大車廂寬度與提高車身橫向穩(wěn)定性有利。因此，確定軸距應(yīng)綜合考慮各方面的要求，在保證所設(shè)計(jì)車型的主要性能，裝載面積和軸荷分配等方面均得到滿足的前提下，把軸距設(shè)計(jì)得短些為宜。但軸距過短，會帶來一系列缺點(diǎn)；車廂長度不足或后懸過長；上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 17 制動或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過大，使汽車制動性荷操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動過大。 4. 汽車主要尺寸和參數(shù)的選擇 汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸是指其軸距、輪距和外廓尺寸等。這樣的布置時(shí)常采用懸鏈?zhǔn)?，可保證拆、裝方便，并使汽車質(zhì)心位置降低。 本車將油箱布置在前軸之前，這樣可以使得載荷分配更加合理，提高了輪胎的使用壽命，避免了車輛在高速行駛的過程中方向發(fā)飄的現(xiàn)象發(fā)生，提高安全性。在離合器踏板左側(cè)，應(yīng)當(dāng)留出在離合器不工作時(shí)可以放下左腳的空間，因此輪罩最好不要凸出到客廂內(nèi)。它們最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，可與傳統(tǒng)的單缸式，鼓式制動器配合使用，成本較低。液壓制 動的主要特點(diǎn)是過度受熱后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 16 傳輸，使制動效能降低，甚至完全失效，但它們廣泛用于轎車，輕型貨車上。 液壓制動的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯后時(shí)間較短（ － ），工作壓力高，可達(dá) 10－ 12MPa，因而輪缸尺寸小，可安裝載制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機(jī)構(gòu)或制動塊的壓緊機(jī)構(gòu)，而不需要制動臂等傳動副，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，機(jī)械效率高。本車設(shè)計(jì)制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用液壓式簡單制動。 制動機(jī)構(gòu) 本車的制動器型式為：前制動器采用雙領(lǐng)蹄式，后制動器采用領(lǐng)從蹄式。齒輪齒條式的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低，因此考慮使用。 一般汽車上常用的轉(zhuǎn)向器型式有循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、齒輪齒條式和蝸桿指曉式。 懸架 前懸架采用的是雙橫臂式獨(dú)立懸架，后懸架型式為漸變鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。 非斷開式驅(qū)動橋的橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的剛 性空心梁，主減速器、差速器和半軸等所有傳動件都裝在其中。所以在 本次設(shè)計(jì)中采用十字軸萬向傳動軸。變速器的最 高檔和最低檔速比、檔位數(shù)和各檔速比是變速器與車輛匹配的主要內(nèi)容。各種車輛的用途不同，對變速器的要求也各異。膜片彈簧是一種由彈簧鋼制作的具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要由碟簧部分和分離指部分組成。它的缺點(diǎn)主要是必須有散熱器和水泵，同時(shí)必須考慮冷卻水的泄漏和必要的補(bǔ)充。 當(dāng)然，此方案也有缺點(diǎn)：發(fā)動機(jī)的冷卻條件不好，必須采用冷卻效果強(qiáng)的散熱器；動力總成的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；駕駛員不容易發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)故障。 客車的布置型式根據(jù)發(fā)動機(jī)位置不同，可以分為三種：發(fā)動機(jī)前置后橋驅(qū)動，發(fā)動機(jī)中置后橋驅(qū)動，發(fā)動機(jī)后置后橋驅(qū)動。本車總質(zhì)量為 16500kg（滿載），主要用于城市道路良好狀況，故本車采用 4 2 驅(qū)動方式。而本車前后軸（滿載）為 6000/10500kg，故本車采用二軸。根據(jù)有關(guān)部門規(guī)定，公路允許車輛單后軸負(fù)荷為 130KN，雙后軸負(fù)荷為 240KN。由于汽車型式對整車的使用性能、外型尺寸、質(zhì)量、軸荷分配和制造成本等方面影響很大，所以要綜合考慮上述因素選擇車型。該底盤在總成選用、零件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)處理等方面 ,都必須保證可靠性要求。 （ 3） 充分考慮可靠性。優(yōu)化匹配變速器后橋速比，充分利用發(fā)動機(jī)的性能，使動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最佳。 汽車形式的基本要求 （ 1）在該車整車總布置時(shí)， 特別關(guān)注總體尺寸的協(xié)調(diào)性，如軸距、前后懸等關(guān)鍵參數(shù)，必須能使前后軸荷分配接近最佳，并使這個(gè)比例在空滿載時(shí)變化不大。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的大型客車采用直列六缸增壓水冷D6114EQ 發(fā)動機(jī)，同時(shí)采用 KL6110HF2客車底盤。所以該 MATLAB 版本在航天工業(yè)、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程等各行各業(yè)中都有極廣泛的應(yīng)用。另外，很多長期以來對 MATLAB 有一定競爭能力的軟件（如 MatrixX） 已經(jīng)被 The MathWorks 公司吞并，所以可以預(yù)見，在科學(xué)運(yùn)算與系統(tǒng)仿真領(lǐng)域 MATLAB語言將長期保持其獨(dú)一無二的地位。 目前， MATLAB 已經(jīng)成為了國際上最流行的科學(xué)與工程計(jì)算的軟件工具，現(xiàn)在的 MATLAB 已經(jīng)不僅僅是一個(gè)“矩陣實(shí)驗(yàn)室”了，它已經(jīng)成為了一種具有廣泛應(yīng)用前景的、全新的計(jì)算機(jī)高級編程語言了，有人稱他為“第上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 9 四代”計(jì)算機(jī)語言，它在國內(nèi)外高校和研究部門正扮演著重要的角色。 早期的 MATLAB 只能做矩陣運(yùn)算；繪圖也只能用極其原始的方法，即用星號描點(diǎn)的形式 畫圖；內(nèi)部函數(shù)也只提供了幾十個(gè)。這無疑會給使用者帶來極大的方便。 所謂交互式語言，是指用戶給出一條命令，立刻就可以得出該命令的結(jié)果。他曾在密西根大學(xué)、斯坦福大學(xué)和新墨西哥大學(xué)任數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)教授。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一種新興的技術(shù)，盡管目前還不很完善，有許多問題有待進(jìn)一步研究探索，但可以預(yù)期，隨著現(xiàn)代技術(shù)的迅速發(fā) 展，最優(yōu)化技術(shù)將在汽車行業(yè)中獲得更廣泛更有效的應(yīng)用與發(fā)上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 8 展。這就避免了利用模擬程序優(yōu)化的盲目性，使優(yōu)化過程的目的性增強(qiáng)。 運(yùn)用優(yōu)化技術(shù)對傳動系參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，是伴隨著優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。 目前，國內(nèi)外關(guān)于這方面的研究工作主要包括：