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轻型载货汽车设计(底盘设计)(有cad图).rar

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    编号:20181016173632741    类型:共享资源    大小:724.48KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    轻型 载货 汽车 设计 底盘 cad
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    I轻型载货汽车设计(底盘设计)摘 要本次设计的对象是轻型卡车的总体设计,要求该车有良好的动力性和经济性。总体设计的目的是将各分总成协调地组装在一起,避免各总成之间出现干涉现象,从而实现汽车总成的运动准确性及行驶平顺性。驾驶室总成设计要满足客户对舒适性的要求;货厢总成要有足够的尺寸来保证额定装载质量,但也要考虑汽车的最小转弯半径及机动性;底盘总成要避免转向纵拉杆和前悬架钢板弹簧的干涉,保证各总成固定的刚度,使之在行驶中不产生共振。设计中做了以下工作:总体布置,其中包括汽车主要技术参数的确定,发动机和轮胎的选择等;稳定性的计算,涉及纵向、横向行驶稳定性的计算,最小转向半径的计算等;汽车的动力性计算,包括各挡车速的计算,爬坡度的计算,加速性能的计算,驱动力和行驶阻力的平衡,功率的平衡;汽车燃油经济性的计算。综合分析、计算、验证得知,本次设计基本满足了设计任务书的要求。关键字:货车,底盘,总体布置,转向纵拉杆,前悬架,驱动力IITHE OVERALL DESIGN OF LIGHT TRUCKABSTRACTThis light truck must have adequate hauling power and high working efficiency. The purpose of the overall design is to coordinate the subassemblies got together to avoid interfering between them. And then making the truck’s movement is veracity, and to ensure the ride comfort. The design of the cab must make the driver feel comfortable. The pay cube should be big enough to fulfill the rating carrying ability, but we have to consider the tightest turning radius and flexibility as well. There shouldn’t be interfere among steering drag rod and road spring of front suspension in the chassis. The subassemblies must be fixed to the chassis firmly to prevent syntony in the driving.Main work is as following in this design: the General arrangement, including selecting the main technology parameters, the engine, the tires and so on; the Calculating of Stability , involving portrait stability and landscape orientation stability while driving, the tightest turning radius; the Power performance calculation, including the calculating of speeds on all gear ratios, gradability, acceleration characteristic, the balance between driving force and running resistance, as well as the power; the Calculation of Fuel Economy.Through the generalized analysis, computation, confirmation, we confirm that this design has on the whole satisfied the description requirements.KEY WORDS: Truck, Chassis, General arrangement plan, Steering drag rod, Front suspension, Driving forceIII常用符号表F—轮胎与地面间的附着力,aG—汽车重力g—重力加速度h—汽车质心高度L—汽车轴距am—汽车总重量er—车轮有效半径v—汽车行驶速度Z—地面对车轮的法向力—汽车制动器制动力分配系数—轮胎与地面间的附着系数0—同步附着系IV1第一章 前言从 1886 年德国人卡尔奔驰和戈特利布载姆勒用四冲程汽油机制成汽车以来,已有一百多年的历史。一百多年来,汽车的发展给人类带来了巨大而深刻的变化。汽车以其惊人的产量、卓越的性能和多种用途渗透到人类活动的各个领域,并以它完美的造型艺术和舒适的内部设施而深受人们的喜爱。汽车已成为各国国民经济和社会生活中不可缺少的运输工具,成为二十世纪改造世界的机器和现代文明的标志。目前,计算机技术在汽车设计、试验和生产制造中被广泛地应用。现在普遍用计算机进行汽车的总体布置方案设计,确定整车性能并进行动态模拟试验。生产用图已用计算机绘制,且只需几个星期或稍长的时间,就能将设计意图加以实现,并提供多种生产用图纸。对汽车车身全盘实现计算机辅助设计和制造,即所谓的 CAD/CAM,大大缩短了计算、绘图时间,提高了设计速度和质量。现代汽车还广泛应用电子控制技术,汽车上装备有复杂的机—电—液控制装置。目前电子控制技术已用于汽车上单个项目的有:电控防抱死制动系统(ABS) 、电控自动换档、发动机电控喷油系统、电控空调装置等。此外,一些大型的汽车公司还在研究智能汽车,用电脑控制汽车在道路上行驶的所有驾驶参数,实现不同的驾驶模式。同时,各大汽车公司还在进一步提高和改进汽车的性能,减轻汽车的自重,实现汽车小型化,使用新的材料、工艺制造汽车。研制新型发动机及燃料,减少资源消耗,降低排放污染,研制开发零排放的电动汽车。并进一步提高汽车行驶的安全性和可靠性。我国的汽车工业已获得了飞速的发展。解放前,我国没有汽车制造工业。1953 年长春第一汽车制造厂动工兴建,1956 年制造出我国第一辆解放牌汽车。改革开放前,我国汽车工业主要是生产制造中型载货汽车。改革开放以后,汽车工业有了一个突飞猛进的发展,逐渐改变了过去“缺轻少重无微”的,极不合理的汽车产品结构,并打破了汽车产量徘徊不前的局面,1993 年汽车年产量首次突破百万辆大关,达 112.65 万辆,一举跃入世界汽车年产超百万辆的国家行列。毕业设计是对我们四年所学知识的综合检验。通过这次毕业设计训练,使我们对以前所学知识进一步得到巩固与加强,也对我们今后的工作学习进行了一次2生动地模拟训练。在这次毕业设计中,我的课题是参照 BJ1028AE2 福田轻型货车(时代轻卡)而设计的。在提高其性能的基础上尽可能考虑其经济性,安全可靠性,并对汽车主要性能参数计算。3第二章 汽车总体设计汽车总体设计是汽车设计工作中十分重要的一环。汽车使用性能、外廓尺寸、重量、外形和生产成本与总体设计有密切关系。汽车性能的好坏不仅取决于各部件性能如何,而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合,取决于总布置。在汽车设计开始阶段应该有一个很好的总体设计,使整车设计有一个统一的目标、统一的设想和统一的指挥。§2.1汽车类型的选择按照汽车的用途可分为轿车、客车、载货汽车、越野汽车、牵引汽车、专用汽车、自卸汽车、农用汽车等。另外,随着时代的进步和技术的发展出现了以新能源为动力的电动汽车、燃料电池汽车等。我们本次设计的是一款轻型货车,经技舒适,具有良好的动力性、制动性、安全性,这就是我们本次设计所贯穿的主线。§2.2汽车形式的选择§2.2.1轴数汽车的轴数(二轴、三轴或四轴)是根据汽车的用途、总重、使用条件、公路车辆的法规限制和轮胎负荷能力来确定的。我国公路干线和桥梁所允许的双轴汽车后轴的单轴负荷为 130kN,前轴的单轴负荷允许为 60kN,三轴汽车的双后轴负荷为 240kN。双轴汽车总重一般不超过180~190 kN,而三轴汽车的总重不超过 320 kN。总重更大的公路用车可采用四轴。因本次设计的车型质量较轻,故采用两轴。§2.2.2驱动形式驱动形式常用 4×2、4×4、6×6 等代号表示。其中第一个数字表示汽车车轮总数,第二个表示驱动轮数。4×2 式汽车结构最简单,汽车自重较轻,制造成本低,油耗量也较小,故在轿车和总重小于 190 kN 的公路用车上得到最广泛的4采用。因本次设计车型总重不高,所以采用 4×2 形式。§2.2.3布置形式汽车布置形式是指发动机、驱动轴和车身的相互位置关系和布置特点而言的。按驾驶室与发动机相对位置的不同,货车有长头式、平头式和偏置式。长头式的特点发动机位于驾驶室的前部,当发动机有少部分位于驾驶室内时成为短头式,发动机位于驾驶室内时称为平头式,驾驶室偏置在发动机旁的货车称为偏置式。布置形式为平头式的货车主要优点有汽车总长和轴距尺寸短,最小转弯直径小,机动性能良好;不需要发动机罩和翼子板,加上总长缩短等因素的影响,汽车整备质量减小;驾驶员的视野得到明显改善;采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性;汽车面积利用率高。主要缺点有:前轴负荷大,因而汽车通过性能变坏;因为驾驶室有翻转机构和锁住机构,使机构复杂;进、出驾驶室不如长头式货车方便;离合器、变速器等操纵机构复杂;驾驶室内受热及振动均比较大;汽车正面与其它物体发生碰撞时,特别是微型、轻型平头货车,使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。长头式货车的主要优缺点与平头式货车的优缺点相反,而短头式介于两者之间,但更趋于与长头式优缺点相近。偏置式驾驶室的货车主要用于重型矿用自卸车上。它具有平头式货车的一些优点,如轴距短、视野良好等,此外还具有驾驶室通风条件好、维修发动机方便等优点。货车按照发动机位置不同,可分为发动机前置、中置、后置三种布置形式。其中发动机前置后桥驱动货车得到广泛应用。它与其它两种布置形式比较有如下主要优点:维修发动机方便;离合器、变速器等操纵机构简单;货箱地板高度低;可以采用直列发动机、V 型发动机或卧式发动机;发现发动机故障容易。§2.3 汽车主要技术参数确定§2.3.1汽车主要尺寸的确定汽车主要尺寸是指汽车的轴距、轮距、总长、总宽、总高等。1. 轴距 L轴距的长短直接影响汽车的长度、重量和许多使用性能。轴距短一些,汽车长度就短,自重就轻,最小转弯半径和纵向通过半径就小。但若轴距过短,则会5带来一系列缺点:如车厢长度不足或后悬过长,汽车行驶时的纵摆和横摆较大;汽车制动或上坡时重量转移也大,使操纵性和稳定性变坏。此外,还会导致万向节传动的夹角过大等问题。因此,在确定轴距时要考虑各方面的要求,在保证所设计车型的主要性能、装载面积和轴荷分配等方面均得到满足的前提下把轴距设计得短一些较好。对货车来说,可根据货箱长度和驾驶室布置需要,初步确定一个 轴距。由下图可见, RHdLCL式中 ——从前轮中心线到驾驶室后壁的距离,它主要取决于驾驶室型式和发动机位置及长短,可以通过驾驶室座位和发动机的初步布置或参考同样布置型式的汽车上的这一尺寸初步确定;C——驾驶室与货箱之间的间隙,一般为 50~100mm。α 1 α 2图 2-1 总体图——货箱长度,可根据汽车的载重量和所运货物的比重算出所需的货箱HL容积和货箱面积来确定,或参考同吨位车的货箱长度和装载面积初步确定;——后悬,可根据道路条件初步确定。R利用上式初步确定轴距 L,通过具体布置后才准确确定。表 2-1 货车轴距和轮距的取值范围汽车类型 载重量Ge×10(kN)轴距 L(mm) 轮距 B(mm)0.35~1.0 1680~2400 1100~14001.0~2.0 2300~3100 1300~16004×2 货车 2.0~2.5 2400~3400 1350~165064.0~5.5 3600~4350 1620~18006.0~8.0 3700~5000 1700~19308.5~10.0 4100~5300 1840~20002. 前、后轮距 B1 和 B2汽车轮距对汽车的总宽、总重、横向稳定性和机动性影响较大。轮距愈大,则横向稳定性愈好,悬架的角刚度也愈大,对增大轿车车厢内宽也有利。但轮距宽了,汽车的总宽和总重一般也加大,而且容易产生向车身侧面甩泥的缺点。所以,轮距不宜过大。轮距的数值必须与所要求的汽车总宽相适应。货车的前轮距 B1 主要取决于车架前部的宽度、前悬架的宽度、前轮最大转角和轮胎宽度、转向拉杆与转向轮以及与车架间的运动间隙等因素,因此要通过具体布置才能最后确定。货车的后轮距 B2 主要取决于车架后部的宽度 T、弹簧宽度 E、弹簧与车架及车轮之间的间隙(D+S)和(D+G)以及轮胎宽度 K 等因素。3. 前悬 和后悬FLR前悬和后悬的长度是在总布置过程中确定的。前悬的长度应足以固定和安装驾驶室前支点、发动机、水箱、转向机、弹簧前托架和保险杠等零件和部件。驾驶室的型式和驾驶员座位的前后位置对前悬的大小也有很大影响。汽车的前悬不宜过长,否则汽车的接近角过小。后悬的长度主要取决于货箱长度、轴距和轴荷分配情况,同时要保证适当的离去角。一般说来,后悬不宜过长,否则上、下坡时容易刮地,转弯时也不灵活。货车后悬一般在 1200~2200mm 之间。4. 汽车的外廓尺寸汽车的总长、总宽、和总高应根据汽车的用途、道路条件、吨位(或载客数)、外型设计、公路限制和结构布置等因素来确定。在总体设计时要力求减少汽车的外廓尺寸,以减轻汽车自重,提高汽车的动力性、经济性和机动性。§2.3.2 汽车质量参数确定1. 汽车的载重量和载客量汽车载重量是汽车基本使用性能之一。它关系到汽车的运输生产率、运输成本、使用方便性、产品系列化、生产装备等多方面,因而也关系到所设计车型能否受到使用部门的欢迎和能否畅销的问题,因此必须慎重对待。汽车的装载质量是根据行业产品规划的系列考虑到汽车的用途和使用条件,
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