汽车的动力性仿真分析(编辑修改稿)

汽车的动力性仿真分析(编辑修改稿)内容摘要：

考表 选取） 汽车的比转矩为发动机最大转矩与汽车总质量的比值。 比转矩反映汽车的牵引能力。 （参考表 ） （ 4）加速时间 汽车由原来起步加速到一定车速的时间是汽车加速性能的一项重要指标。 客车由 0－ 70km/h的时间为 33－ 65s。 也有 0－ 100km/h、 0－ 80km/h的评价指标。 国外还有原地起步加速行驶到一定距离，如 0－ 400m 所需的时间来比较加速能力。 对超车加速能力，在国外也有一些规定。 表 汽车动力性参数范围 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 21 汽车类型大型客车  m 直接档最大动力因数 maxOD － I 档最大动力因数 ImaxD － 最高车速 1max /aV km h 85～ 120 比功率 / /aPmkw t 6～ 20 比扭矩 / /aTmN m t 49～ 73 燃料经济性指标，是指在水平的水泥或沥青路面 上以经济车速满载行驶的百公里耗油量（单位为 L/100km）而言，其数值越大，经济性越差。 在设计时，这项指标可参考总质量相近的同类车的百公里油耗值或单位汽车质量的百公里油耗值 [单位为 L/100t km]来估算。 在一些国家还用每一加仑燃油行驶的英里数作评价指标，即 mpg。 这个数值越大，汽车的燃料经济性就越好。 由于目前节能和环境保护是汽车设计中的重大课题，各个国家对燃油消耗有严格规定。 本次设计由于是大型客车，一般用单位质量的百公里油耗来评价燃油经济性。 一般总质量大于 12t 的大型客车柴油机百公里油耗为 ～ 1(100 )L t km。 minD 汽车的最小转弯直径 minD 是汽车机动性的主要指标之一。 其数值主要根据汽车的用途、道路条件和结构特点选取。 本车在城市道路良好状况下使用，对机动性要求较高。 此次设计的大型客车的最小转弯直径应取17m～ 22m。 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 22 在总体设计中确定通过性参数有以下几项：最小离地间隙 minh ，接近角 1 ，离去角 2 和纵向通过半径 1。 本次大型客车设计最小离地间隙为220mm～ 370mm，接近角为 10176。 ～ 40176。 ，离去角为 6176。 ～ 20176。 ，纵向通过半径为 ～。 （ 1）转向特性参数 根据汽车理论，为了保证良好的操纵稳定性，汽车应具有一定程度的不足转向性。 通常用汽车以 的向心加速度沿定圆转向 时前、后轴侧偏角之差（ 12 ）作为评价参数，对于轿车此参数以 1176。 ～ 3176。 为宜。 （ 2）车身侧倾角 当汽车以 的向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角控制在3176。 以内较好，最大不允许超过 7176。 （ 3）制动前俯角 当汽车以 减速度制动时，车身的前俯角不大于 176。 ，否则影响乘坐舒适性。 常用制动距离 tS 和制动减速度 maxj 作为制动性能的 评价参考和设计指标。 制定制动性能指标时还要参考有关安全性的国家标准。 此次设计由于总质量大于 ，因此制动初车速在 30km/h时，总制动距离 tS 小于 10m，并且制动初车速在 50km/h 时，制动减速度 j 大于。 并规定：在制动踏板力不大于 100N 条件下，总制动距离不得大于规定值的 120％。 减速上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 23 度不得小于规定值的 80％。 目前，各类汽车为提高舒适性，装有空调设备。 根据我国国情，汽车空调参数在夏季有以下要求：车内温度对轿车不得大于 26C ,旅游客车不得大于 27C ，小型客车和货车驾驶室不得大于 29C ；各类车的相对湿度应在 50％～ 60％，每人得新鲜空气为 311 /mh。 第二部分 货车的传动系优化设计分析 5. 变速器 UG 建模过程 变速器倒档轴的建模 倒档轴的建模 1) 进入 UG 界面后，以 x 轴为长度方向，建立直径为 30mm，长为 156mm的圆柱体。 2) 在圆柱体的两端进行倒角，左侧的倒角为 303 ，右侧的倒角为  。 3) 在距左侧端面 124mm处建立基准面，在圆柱体的中心面上建立另一个基准面，以便于之后与倒档齿轮的装配以及建立草图。 4) 在圆柱体的中心面上基准面上建一草图，内建一矩形，尺寸如图 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 24 图 倒档轴卡槽草图的建立 5) 在草图上建立矩形后，选择 Extruded Body， 按操作提示拾取图 中闭合矩形 进行前后，前后拉伸量可选择 30mm进行拉伸。 6) 在端面处建立简单孔 ，并进行倒角。 完成后的效果如图。 图 倒档轴完成图 倒档齿轮的建模 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 25 1) 进入 UG 界面后，以 x轴为长度方向，依次建立 3个圆柱体。 图 倒档齿轮初步建模效果图 表 倒档齿轮各部分尺寸汇总表 齿圈 1（右） 齿圈 2（左） 模数（ m） 齿数（ z） 21 23 分度圆直径 )( mzd 齿顶圆直径 )2( mmzda  齿根圆直径 )( mmzd f  齿厚 s )2/( ms 2) 在圆柱体的一端建立一个直径为 42mm的通孔，并在孔的两端进行451 的倒斜角。 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 26 3) 在中间的圆柱体上建立基准面，并再此基准面上建立一个直径为 8mm,深度为 20mm的简单孔。 完成后的效果如图。 在两端的圆柱体端面上建立草图，画出两端直齿圆柱齿轮的齿形，根 据设计图纸上的数据可 以计算的齿轮的各项参数，倒档轴两个齿轮的参数汇总见表。 根据上述齿轮的参数可以建立出如图 图 倒档齿轮单齿的建立 2) 对先前建立的齿轮齿形的草图进行拉伸，选择 Extruded Body 命令，按操作提示拾取图 中闭合的齿轮齿形 进行拉伸，左端向右拉伸23mm，右端向左拉伸 24mm。 3) 对完成的倒档齿轮单齿进行旋转阵列排列（左端 23 齿，右端 21 齿），已完成整个齿圈模型的建立。 4) 对齿轮两端进行倒斜角，尺寸分别为 451 ，   ，至此即完成倒档上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 27 齿轮的建模。 完成后的效果图如图 所示。 图 变速器倒档齿轮 倒档轴的装配 由于倒档轴和倒档齿轮均是按 x 轴方向建立，所以他们的中心是共线的，在装配过程中可以运用最简单的同轴装配原理，直接将倒档齿轮插入倒档轴，由于先前在建立倒档轴第三步时已经考虑到装配并建立了一个基准面，定位过程中可将右端（ 21 齿的齿圈）的右侧端面与倒档轴中部建立的基准面重合，即可完成整个倒档轴的装配过程。 完成后的倒档轴总成图如图。 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 28 图 变速器倒档轴总成 变 速器第一轴的建模 1) 进入 UG 界面后，以 x轴为长度方向，依次建立一系列圆柱体。 2) 对各个圆柱体各个端面进行倒斜角。 3) 在所建立模型的一端建立一个直径为 36mm，深度为 50mm的简单孔。 4) 在 孔 的 端 面 上 进 行  的倒斜角，变速器第一轴模型的初步建 立如图。 图 变速器第一轴初步模型 5) 在圆柱体的端面上建立草图，画出第一轴常啮合斜齿圆柱齿轮与结合上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 29 齿直齿圆柱齿轮的齿形，齿轮的各项参数已先期通过计算方法得出，第一轴的常啮合斜齿圆柱齿轮与结合齿的 直齿圆柱齿轮的各项参数汇总如表。 表 第一轴齿轮各部分尺寸汇总表 第一轴常啮合齿轮 结合齿齿轮 法向模数 )( nm 螺旋角 )( 39。 39。 39。 521128 0 螺旋角方向 左旋 端面模数 )co s/( nt mm  齿数（ z） 19 26 分度圆直径 )( zmd t 65mm 齿顶圆直径 )2( nta mzmd  70mm 齿根圆直径 )( ntf mzmd  齿厚 )2/( nms 根据上述参数可以建立出如图 图 左图：常啮合齿轮齿形草图 右图：结合齿齿轮齿形草图 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 30 6) 对建立的齿轮齿形的草图进行拉伸，选择 Extruded Body 命令， 按操作提示拾取图 38 中闭合齿轮齿形 进行拉伸， 接合齿直齿圆柱齿轮延X 轴向右拉伸 ，方法如前所述的倒档齿圈的拉伸。 7) 对拉伸后的单齿进行 451 的倒斜角。 8) 使用旋转阵列， 按操作提示 以 X 轴为旋转中心，对先前完成的接合齿直齿圆柱齿轮单齿进行旋转阵列排列（ 26齿）。 9) 由于常啮合齿轮是左旋的斜齿圆柱齿轮，所以必须在拉伸前建立一根基准轴，该基准轴应偏于 X 轴左侧 39。 39。 39。 521128 （螺旋角），而后即可延建立的基准轴方向拉伸 ，可以建立斜齿圆柱齿轮的单齿（图 ）。 图 斜齿 圆柱齿轮单齿的建立 10)使用旋转阵列， 按操作提示 以 X 轴为旋转中心，对先前完成的第一轴常啮合斜齿圆柱齿轮的单齿进行旋转阵列排列（ 19齿）。 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 31 11)在常啮合齿轮齿圈上打一油孔，打通即可。 至此变速器第一轴总成已经被建立，效果图如下图（图 ）所示。 图 变速器第一轴总成 变速器第二轴的建模 第二轴的建模 1) 进入 UG 界面后，以 x 轴为长度方向，依次建立圆柱体。 2) 在各个圆柱体的端面进行倒角（图 ） 图 变速器第二轴 第二轴各档位齿轮的建 模 同先前建立的第一轴齿轮方法相同，可以建立出第二轴 IIV 档齿轮，上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 32 齿轮的参数也可通过计算得出，计算出的齿轮参数汇总如表。 表 变速器第二轴 IIV 档齿轮参数汇总表 I 档 II 档 III 档 IV 档 法向模数 )( nm 螺旋角 )( 0 39。 39。 39。 56124 39。 39。 39。 56124 39。 39。 39。 56124 螺旋角方向 左旋 左旋 左旋 端面模数 )(tm 齿数 )(z 44 39 31 25 分度圆直径 )(d 齿顶圆直径 )(ad 齿根圆 直径 )(fd 齿厚 )(s 1) 根据上述参数可以建立出各档位齿轮单个齿形的草图。 2) 对建立的齿轮齿形的草图进行拉伸，选择 Extruded Body 命令， 按操作提示拾取闭合齿轮齿形 进行拉伸。 注意， I 档齿轮以及各档接合齿轮是直齿圆柱齿轮，拉伸时按 X 轴方向拉伸即可； II、 III、 IV 档齿轮均为斜齿圆 柱齿轮，所以必须在拉伸前建立一根基准轴，该基准轴应偏于 X轴左侧 39。 39。 39。 56124 （螺旋角），可以按照该基准轴的方向进行拉伸。 3) 使用旋转阵列， 按操作提示 以 X 轴为旋转中心，对先前建立的 IIV档齿轮及其接合齿轮的单齿进行旋转阵列排列（各档齿轮旋转阵列个数即为该档的齿轮齿数）。 第二轴各档齿轮完成后的效果图如图 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 33 以及图。 图 左图为变速器第二轴 I 档齿轮 右图为变速器第二轴 II档齿轮 图 左图为变速器第二轴 III 档齿轮 右图为变速器第二轴 IV 档齿轮 上海工程技术大学毕业设计（论文） SJ 汽车 的动力性仿真分析 34 惯性锁销式同步器的建模 1) 进入 UG 界面后，以 x轴为长度方向，依次建立圆柱体。 2) 在圆柱体两个端面建立 451 的倒角（图 ）。 3) 以 X 轴为圆心，建立一个直径 （打穿即可）。 4) 在齿轮端面上建立草图，画出单个齿轮齿形（齿轮各项数据参照表 接合齿直齿圆柱齿轮的参数） 5) 对建立的齿轮齿形的草图拉伸，选择 Extruded Body 命令， 按操作提示拾取闭合齿轮齿形 进行拉伸。 由于是直齿圆柱齿轮，拉伸时仅需按X 轴方向拉伸即可。 6) 使用旋转阵列， 按操作提示 以 X 轴为旋转中心，对先前建立单齿进行旋转阵列。