中型货车底盘总布臵的设计说明书本科论文

中型货车底盘总布臵的设计说明书本科论文内容摘要：

大 学学 鹿鹿 山山 学学 院院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 （（ 论论 文文 ）） 7 一般来说总是 最低要求减速度 的推荐值一般为：货车 （制动初速度 v按汽车总质量级别分别为 50、 70km/h，总质量大的 v 低） （ 2） 制动距离 在匀速减速度为 时的制动距离 为： （ 24） 其中公式（ 24）中： 以 m 计； a为经验系数；轿车 a=；货车 a=；我取 ； v为制动初速度 km/h； 以 计。 取 v=40 ， = 符合要求 取 v=50 ， = 符合要求 取 v=70 ， = 符合要求 通过性参数 表三 汽车类型 最小离地间隙（ m） 接近角（176。 ） 离去角（176。 ） 总线通过半径（ m） 轿车 微型、普通级 20 15 3 中级、中高级、高级 5 客车 轻型 12 8 中型、大型 9 5 货车 轻型 25 25 2 中型、重型 4 广广 西西 科科 技技 大大 学学 鹿鹿 山山 学学 院院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 （（ 论论 文文 ）） 8 矿用自卸汽车 越野汽车 36 35 根据 表三 可选出： 中型货车的最小离地间隙的取值范围是： ，我取 ； 中型货车的接近角的取值范围是： 25176。 60176。 ，我取 40176。 ； 中型货车的离去角的取值范围是： 25176。 45176。 ，我取 25176。 ； 中型货车的总线通过半径的取值范围是： 4 7m，我取 5m。 发动机的选择 发动机形式： 现在几乎全部的汽车使用的都是往复式内燃机。 它可以分为汽油机和柴油机。 按照气缸排列方式的不同，内燃机可以分成直列、水平对置和 V型发动机。 发动机的冷却有风冷和水冷两种方式 【 8】。 我选择的发动机形式是：柴油机、直列发动机、水冷。 这样选择的优点是燃油的经济性更比汽油机的更好，使用的成本比汽油机低，结构较简单、宽度小、布置方便 ，冷却均匀、可靠，噪音小，功率消耗小，能解决车内供暖等。 最大功率与最大转矩： 发动机的功率越大，货车的动力性就越强，但是也要选合适的，因为过大的功率会降低利用率，不利于节约，所以要选择合适的功率。 根据之前算得的最高车速 (m/s)，用下列式子计算最大功率： (25) （ 25）中： 发动机最大功率， KW； 传动系的传动效率，对单级主减速器驱动桥的 4 2 式货车取 ； 汽车总质量，已算得 14000kg； g重力加速度，取 ； 滚动阻力系数，之前算得 ； 最高车速， km/h； 空气阻力系数，货车取 ，我取 ； A汽车正面投影面积， ， A ， 为前轮距、 为汽车总高，A ； 广广 西西 科科 技技 大大 学学 鹿鹿 山山 学学 院院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 （（ 论论 文文 ）） 9 根据式子（ 25） = 发动机的最大转矩 可由下式确定： (26) 其中公式（ 26）中： 发动机最大扭矩， 扭矩适应性系数，一般在 ，我取 ； 发动机最大功率 kw； 最大功率转数（ r/min）。 由公式（ 26）得： 我选择的发动机是锡柴 CA4DF313E3 传动系的选择 最小传动比的选择 根据之前算得的最高车速以及平均功率平衡图来确定最小传动比。 一般的载货汽车，最高档都是选择 的传动比，所以最小传动比为驱动桥主减速比 ，这里我取为 4。 最大传动比选择 变速器最大速比 式中 最大爬坡度，之前算得 30176。 ； 车轮滚动半径，取 ； 传动系的传动效率，对单级主减速器驱动桥的 4 2 式货车取 ； 之前算得 ； 为 滚动阻力系数 ，取值 ； 广广 西西 科科 技技 大大 学学 鹿鹿 山山 学学 院院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 （（ 论论 文文 ）） 10 m汽车总质量，为 14000kg； g重力加速度，取 根据上式可得： 10，所以我取值 15。 接下来验算其附着的条件，正确的情况应该是牵引力小于附着力 式中 最大牵引力， N； 附着力， N； 驱动桥质量， kg； 附着系数，取 由上式可知选值符合要求。 最后应该验算一下最低档时候的最低车速，但是因为这个车速没有规定，一般情况下满足了最大爬坡度的要求，最低车速也能满足要求，所以在此就不进行计算了。 变速器档位数的选择 我这里选择的档位数为 5 个前进档，一个倒退档。 档位的选择要根据性能要求、最高低档速比的范围、使用条件、和汽车的类型来决定。 货车的档位数越多，其结构更复杂，制造的成本越高，档位数越多，利用率就越高。 相邻档比值在 之间，过大将会导致换挡困难。 我的传动比如下： 一档 二档 三档 四档 五档 倒档 悬架的计算与形式的确定 悬架在汽车中扮演着重要的角色，它保证了汽车的行驶平顺性，因为现实生活中的路面都是凹凸不平的，特别是以高速在不好的路面上行驶时，路面与车轮的垂直 反力都是具有冲击性的，而且冲击力可以很大。 当冲击到车架上的时候，驾驶员会被冲击影响到，货车的部件也有可能会形成损坏。 所以，必须想办法缓和这些冲击，为了缓和这些冲击，就还要加装有弹性元件，使得车架和车桥是弹性连接。 虽然缓和了这些冲击，但是这些冲击还连续的振动，会让人感觉不舒服和疲劳，所以要让这些振动迅速的减小，基于这个原因，很多的悬架都有减振器 【 9】。 车轮跳动的时候，它的运动的轨迹应该符合一定的要求，不然会对货车的性能有广广 西西 科科 技技 大大 学学 鹿鹿 山山 学学 院院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 （（ 论论 文文 ）） 11 影响，因此，一些构件即传力又承担着限制车轮跳动轨迹的任务，这些构件起了导向的作用，所以这 些构件叫做导向机构。 货车上铺设缓冲块是为了限制悬架的最大变形，防止弹簧撞击车架的情况发生。 悬架在不一定要设置单独装置。 一般钢板弹簧是具有一些减振能力的，都是多片叠成的，所以在允许的范围内可以不安装减振器。 弹性元件不仅是传递垂直力，还和轮胎一起缓冲来自路面不同情况下的冲击和振动。 但是受到冲击之后不会迅速的停止振动，还需要减振器来配合将振动衰减，这样舒适性就得到了提高。 导向机构可以确定车身的运动以外还可以传递除了垂直力以外的力与力矩。 缓冲块则是减小车轴对车架的直接冲撞，横向稳定杆是减少转弯时的侧倾角，提高附 着力。 弹性元件我选择的是钢板弹簧。 我选择它的主要原因是它在工作的时候可以一起承受垂直载荷、纵向和横向的载荷，结构更简单，因为它既是弹性元件又是导向机构，维修更方便，切成本更低。 导向机构形式我选择的是非独立悬架，在两轴汽车上最普遍的就是独立与非独立悬架两种形式。 前后簧的长度分别是轴距的 26%35%和 35%45%，我的轴距长度为 4800，所以我选择的钢板弹簧的长度为：前簧 4800 30%=1440mm，后簧 4800 40%=1920mm。 我选择的断面形状为矩形，是因为矩形断面钢板弹簧中性轴以免受拉， 一面受压，使得上下表面的拉压应力的绝对值相等。 所以我选择矩形的断面形式。 由我之前选的轴荷分配可以得出：空载前轴载重： 3150kg，后轴载重： 3850kg 满载前轴载重： 3780kg，后轴载重： 10220kg 我粗略的选择货车的质心位置是：空载时，车体的中心（不包括货箱） 满载时，货箱的中心 我选用的钢板弹簧的材料为 55SiMnVB，表面经过力喷丸处理后，弹簧满载静应力m：前弹簧 350 450 ，我选择是 400 ，后弹簧 450 550 我选择的是 500 ；弹簧比应力 ：前、后弹簧比应力 415 515 我选择的是450。 弹簧上载荷 计算公式为： （ 27） 重力 广广 西西 科科 技技 大大 学学 鹿鹿 山山 学学 院院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 （（ 论论 文文 ）） 12 查资料得 质心高度 900mm 质心到前、后轴的距离，这里取质心为货箱的中心点，为 和 轴距，为 4800mm 所以前悬 后悬 C刚度， ， 前悬 C 计算得 后悬 C计算得 总惯性矩： （ 28） 式中： L弹簧板作用距离， 1440 mm 和 1920mm； sU型螺栓中心距，中型货车一般取值 210mm； k考虑 U 型螺栓的无效长度系数，取 k=，挠性夹紧 E查资料可得，取值 C刚度，上已求得 和 挠度增大系数，先估计总片数 ，确定与主片等长重叠片数 ，使，初定 ；初定 ， ； 由以上可得： 前悬 后悬 即前悬 后悬 由钢板弹簧须满足的强度要求，可求出总截面系数 （ 29） 广广 西西 科科 技技 大大 学学 鹿鹿 山山 学学 院院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 （（ 论论 文文 ）） 13 是材力的需用弯曲应力，一般的取值范围是：前簧 350 450 ，后簧为450 550 ，所以我取前悬 为 400 ，后悬 为 500 前悬 后悬 前悬 ，圆整为 10mm 后悬 ，圆整为 20mm 一般有 6 所以前悬 60 ；后悬 120 所以我选择前悬片宽 b=75，后悬片宽 b=120 （ 210） （ 211） （ 212） 我选 又因为我 取前悬 13mm， 60mm，后悬 17mm， 90mm 所以 ， 所以 ， 所以前悬总成弧高 ，后悬总成弧高 由于采用等厚度钢板弹簧，所以前悬每片的弹簧厚度为： 97 12 圆整为 8mm，后悬每片的弹簧厚度为： 131 12 圆整为 11mm 广广 西西 科科 技技 大大 学学 鹿鹿 山山 学学 院院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 （（ 论论 文文 ）） 14 用作图法可以得出前后簧各个叶片的长度分别为： 图 1 前簧叶片长度 图 图 2 后簧叶片长度 图 前轴 前轴是安装转向轴与转向杆系的轴，我选择的时候是考虑有足够的刚度和强度来承受整 车的一部分载荷，前轴与转向轮、转向摇臂等转向装置不可以发生运动干涉。 我考虑到结构合理性、成本还有耐久性，并且参考了同类车型所选用的前轴，我选用的山东天润曲轴有限公司生产的前轴。 转向器的选择 货车在行驶的过程中，由于道路不可能总是直线，所以货车是需要改变它的行驶方向的，驾驶员根据道路的情况会产生转向的意志，对于轮式货车来说，想要变换行驶的方向，是需要专门的机构来操纵的，使货车的车轮偏转一个角度来实现转向的操作。 就算是直线行驶，车轮也会受到路面施加给的侧向干扰力而偏转，这样会使得货广广 西西 科科 技技 大大 学学 鹿鹿 山山 学学 院院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 （（ 论论 文文 ）） 15 车自动的、非驾驶 员意志的偏移，会很危险。 所以这套机构是必要的，是货车直线行驶保障。 这套系统被称做转向系统。 这套系统最重要的作用就是能让货车按照驾驶员的意志转向 【 10】。 货车的转向系的转向助力装置结构有转向传动机构、转向器等。 它们将转向盘的转动转换成伟转向轮的偏转，从而改变货车的行驶方向。 齿轮齿条式转向器经常出现在轿车和微型、轻型货车上，它还适合与烛式和麦弗逊式悬架配用。 它结构方面的优点有简单、紧凑、质量轻、刚性大；性能方面的优点有转向灵敏、正、逆效率都高；它其他方面的优点有制造成本低且难度不大、容易布置等。 目前汽车上 运用得比较多的转向器是循环球式转向器。 它一般都有两级传动副，分别是螺杆螺母传动副和齿条齿扇式传动副。 循环球式有很多的优点：正效率和逆效率都很高、操纵很轻便、工作平稳、可靠、使用寿命长。 循环球式也有缺点，就是转向盘很容易受到地面的冲击力影响，但是对于经常在平坦路面且载质量不大的情况行驶的货车来说，这个缺点是可以接受的，所以它还是在各类各级的车重很受欢迎。 双指销式转向器的工作寿命长，是因为它在中间或者附件的时候，两个指销都与蜗杆。