第1章汽车形式的选择
1.1汽车质量参数的确定
汽车质量参数包括整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、载荷分配等。
1.1.1汽车载人数和装载质量
汽车的载荷质量是指汽车在良好路面上所允许的额定装载质量。
汽车载客量:2人
汽车的载重量:m e=1250kg
1.1.2整车整备质量m o确定
整车整备质量是指车上带有全部装备(包括随车工具,备胎等),加满燃料、水、但没有装货和载人时的整车质量。
质量系数η
mo 是指汽车载质量与整车整备质量的比值,η
mo
= m
e
/m
。根据表1-1 表1-1 货车质量系数ηmo
总质量m
a
/t η
mo
货车
1.8<m
a
≤6.0 0.8~1.1
6.0<m
a
≤14.0 1.20~1.35
m
a
≥14.0 1.30~1.70
本车型为轻型货车,1.8<m a≤6.0,故取ηmo=0.8
根据公式ηmo= m e/m0;m o= m e/ηmo=1250/0.8=1562.5kg
1.1.3汽车总质量m a
汽车总质量m
a
是指装备齐全,并按规定装满客、货时的整车质量。
m a= m o+ m e+2×65kg (1-1)式中:m a——汽车总质量,kg;
m o ——整车整备质量,kg ; m e ——汽车载质量,kg ; 根据公式(2-1)可得:
m a = m o + m e +2×65kg=1250+1562.5+2×65=2942.5kg
汽车总质量:2942.5kg
1.2汽车轮胎的选择
表1-2 各类汽车轴荷分配
满 载 空 载 前 轴
后 轴
前 轴
后 轴
商 用 货 车
4×2后轮单胎 32%~40% 60%~68% 50%~59% 41%~50%
4×2后轮双胎,长、端头式 25%~27% 73%~75% 44%~49% 51%~56% 4×2后轮双胎,平头式
30%~35% 65%~70% 48%~54% 46%~52% 6×2后轮双胎
19%~25% 75%~81% 31%~37% 63%~69%
根据表1-2,本车型为4×2后轮双胎,平头式,故暂定前轴占32%,后轴占68%,则:
前轮单侧: 8.4702
32
.05.2942n 32.01=?=?=G F z ?kg 后轮单侧: 8.5559
.0468.05.29429.0n 68.02
=??=??=G F z ?kg 其中?z F 为轮胎所承受重量 。
根据GB9744一1997可选择轮胎如表1-3表1-4所示
表1-3 轻型载重普通断面斜胶轮胎气压与负荷对应表
负荷,kg 气
压
kPa 轮胎规格
250
280 320 350 390 420 460 490 530 560
6.00.14LT S 500
540
580 [6]
620 655
685 [8]
. . . .
根据
?
z F ,选择轮胎型号6.00.14LT ,气压:320kPa ,层级:8。
轮胎规格基本参数主要尺寸,mm 允
许
使
用
轮
辋层
级
标
准
轮
辋
新胎
充气后
轮胎最大
只用尺寸
双胎
最小
中心
距
断面
宽度
外直径负
荷
下
静
半
径
断
面
宽
度
外
直
径
公
路
花
纹
越
野
花
纹
6.00.14LT 6,8 4.5J 170 680 . 324 184 707 196 4J 5J
1.3驾驶室布置
载货车驾驶室一般有长头式、短头式、平头式三种。
平头式货车的主要优点是:汽车总长和轴距尺寸短,最小转弯直径小,机动性能良好,汽车整备质量小,驾驶员视野得到明显的改善,平头汽车的面积利用率高。
短头式货车最小转弯半径、机动性能不如平头式货车,驾驶员视野也不如平头式货车好,但与长头式货车比较,还是得到改善,动力总成操作机构简单,发动机的工作噪声、气味、热量和振动对驾驶员的影响与平头货车比较得到很大改善,但不如长头式货车
长头式货车的主要优点是发动机及其附件的接触性好,便于检修工作,离合器、变速器等操纵稳定机构简单,易于布置,主要缺点是机动性能不好,汽车整备质量大,驾驶员的视野不如短头式货车,更不如平头式货车好,面积利用率低。
综上各货车的优缺点,本车选用平头式,该布置形式视野较好,汽车的面积利用较高,在各种等级的载重车上得到广泛采用
1.4驱动形式的选择
汽车的驱动形式有很多种。汽车的用途,总质量和对车辆通过性能的要求等,是影响选取驱动形式的主要因素。本车采用普通商用车多采用结构简单、制造成本低的4 2后轮双胎的驱动形式。
1.5轴数的选择
汽车的总质量和道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等对汽车的轴数有很大的影响。总质量小于19吨的商用车一般采用结构简单、成本低廉的两轴方法,当汽车的总质量不超过32t时,一般采用三轴;当汽车的总质量超过32t时,一般采用四轴。故本车轴数定为两轴。
1.6货车布置形式
汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置而言。汽车的使
用性能取决于整车和各总成。其布置的形式也对使用性能也有很重要的影响。
本车为平头货车,发动机前置后桥驱动。
1.7外廓尺寸的确定
GB1589—1989汽车外廓尺寸限界规定如下:货车、整体式客车总长不应超过12m,不包括后视镜,汽车宽不超过2.5m;空载顶窗关闭状态下,汽车高不超过4m;根据课设要求,并参考同类车型HFC1042P93K5B3型载货汽车,本车的外廓尺寸如下:5090×1910×2130(mm× mm×mm)。
1.8轴距L的确定
轴距L对整车质量、汽车总长、汽车最小转弯半径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。考虑本车设计要求和表3-1推荐,根据汽车总质量2942.5kg,并参考HFC1042P93K5B3同类车型型载货汽车,轴距L选为2600mm。
表3-1各型汽车的轴距和轮距
类别轴距/mm 轮距/mm
4×2货车
1.8~6.02300~36001300~1650 6.0~14.03600~55001700~2000
1.9前轮距B1和后轮距B2
在选定前轮距B
1
范围内,应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮,并保证前轮有足够的转向空间,同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动空间间隙。在确定后轮距B2时,应考虑车架两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。根据表3-1,并参考同类车型HFC1042P93K5B3型载货汽车,前轮距B1=1420mm后轮距B2=1395mm。
1.10前悬L F和后悬L R
前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、下车和上车的方便性以及汽车造型等均有影响。初选的前悬尺寸,应当在保证能布置总成、部件的同时尽可能短些。后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货厢长度、汽车造型等有影响,并决定于轴距和轴荷分配的要求。总质量在1.8~14.0t的货车后悬一般在1200~2200mm之间。参考同类车型HFC1042P93K5B3型载货汽车,并根据本车结构特点确定前悬L F:1070mm 后悬L R:1420mm。
1.11货车车头长度
货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。参考HFC1042P93K5B3型载货汽车,本车车头长1500mm
1.12货车车箱尺寸
参考HFC1042P93K5B3型载货汽车,考虑本车设计要求,确定本车车箱尺寸:3000mm×1810mm×370mm。
1.13 车架的选择
参考《中国汽车零配件大全》一书,选取:
边梁式车架(轴距3400mm):4415×860×180
前要断面尺寸:180mm×69mm ×3mm
重量:118.5kg
满载负荷:30KN
1.14油箱
参考《中国汽车零部件大全》, 选取EQ1030系,镀铅板,筒式,滚焊,59L,310mm ×260mm×720mm
1.15 离合器
双片干式盘形磨擦离合器
1.16 万向传动轴
十字轴连接
第2章 汽车发动机的选择
2.1发动机最大功率max e P
当发动机的最大功率和相应的转速确定后,则发动机最大转矩和相应转速可随之确定,其值由下面公式计算: ??
? ??+=
3max max max 7614036001a D a T e v A C v Ggf
P η
(2-1) 式中:max e P ——最大功率,kw ; T η——传动效率,取0.9; g ——重力加速度,取10m/s 2; f ——滚动阻力系数,取0.02;
D C ——空气阻力系数,取0.8;
A ——汽车正面迎风面积,11H
B A =,其中1B 为前轮距(见第三章)
,1H 为汽车总高(见第三章) ;
11H B A ==1.42×2.13=3.02m 2;
Ma ——汽车总重,kg ;
max a v ——汽车最高车速,130km/h 。 根据公式(2-1)可得:
??
?
??+=
3max max
max 7614036001a D a T e v A C v Ggf
P η=
kw 1011307614002.38.0130360002.0102942.59.013=???
????+???
于是,发动机的外特性功率为:
e P =max e P /(0.8~0.88)=(114.8~126.25)kw
即在112.8~124.1kw 之间选择发动机。选取CY6102BZQ 型柴油机,主要参数见表2.1,其总功率外特性曲线如附录图2.1所示
表2.1发动机主要技术参数
CY6102BZQ 节能环保型主要技术参数
型 号: CY6102BZQ 节能环保型
形 式: 立式直列、水冷、四冲程、废气涡轮增压 气 缸 数: 6—102×118 工作容积: 5.785
燃烧室形式: 直喷四角型燃烧室 压 缩 比: 16.5:1 额定功率/转速: 120/2800 最大扭矩/转速: 462/1800 标定工况燃烧消耗率: 224 全负荷最低燃油消耗率: 204 最高空载转速: 3076 怠速稳定转速: ≤750 机油消耗率: ≤1.33 工作顺序: 1-5-3-6-2-4 噪声限制: 111.68 烟 度: ≤3.5
排放标准: 达欧洲Ι号标准 整机净质量: 560
外形参考尺寸:
1209.7×662×884.5
2.2发动机的最大转矩max e T 及其相应转速T n
当发动机的最大功率和相应的转速确定后,则发动机最大转矩和相应转速可随之确定,其值由下面公式计算: max e T α
P
e n P max
9549 (2-2) 式中:α——转矩适应系数,一般去1.1~1.3,取1.1 P T ——最大功率时转矩,N ?m max e P ——最大功率,kw P n ——最大功率时转速,r/min max e T ——最大转矩,N ?m
其中,P n /T n 在1.4~2.0之间取。这里取1.7
根据公式(2-2)
=max e T M N .16.4502800
12095491.1=??
T n =P n /1.7=2800/1.7=1647r/min
第3章 传动比的计算和选择
3.1驱动桥主减速器传动比0i 的选择
在选择驱动桥主减速器传动比0i 时,首先可根据汽车的最高车速、发动机参数、车轮参数来确定,其值可按下式计算: 5
m ax 0377.0g a v
i v rn i =
(3-1)
式中:max a v ——汽车最高车速(km/h );
v n ——最高车速时发动机的转速,一般v n =(0.9~1.1)p n ,其中p n 为发动
机最大功率时对应的转速,r/min ;
这里取v n 为1,则 v n =1×p n =1×2800=2800
r ——车轮半径 0.324m
选用超速档变速箱,取5g i =0.858 根据公式(3-1)可得:
5
max 0377.0g a v
i v rn i =
06.3858.01302800324.0377.0=???=
3.2变速器传动比g i
的选择
3.2.1变速器头档传动比1g i 的选择
(1)在确定变速器头档传动比1g i 时,需考虑驱动条件和附着条件。
为了满足驱动条件,其值应符合下式要求:
32
.29
.006.316.45010324.0)5.16sin 5.16cos 02.0(5.2942)sin cos (0m ax m ax m ax 1=????+??=+≥
? T
e g i T rg
f G i ηαα
式中:max α——汽车的最大爬坡度,初选为16.5o 。 为了满足附着条件,其大小应符合下式规定:
18.49
.006.316.45010
324.08.020000m ax 1=?????=
≤
T
e z g i T rg F i η??
式中:?z F ——驱动车轮所承受的质量,kg ;由于第一章中后轴轴荷分配暂定为68%,故?z F =2942.5×68%=2000kg
?——附着系数。0.7—0.8之间,取?=0.8。 3.2.2变速器的选择
根据18.4i 32.2g1≤≤,可选择变速器为 产品型号: 5J55T 最大输入扭矩:550N ·m 最高输入转矩:2800r/min 体长:654mm
表 3·1各档传动比
档位 Ⅰ档 Ⅱ档 Ⅲ档 Ⅳ档
V 档 倒档 ig
3.494
2.033
1.32
1 0.858
4.141
第4章 轴荷分配及质心位置的计算
4.1轴荷分配及质心位置的计算
根据力矩平衡原理,按下列公式计算汽车各轴的负荷和汽车的质心位置:
11223321122331231212g g l g l g l G L g l g l g l Gh g g g G G G G G L Gb
G L Ga +++=??+++=?
?+++=?
?+=?
?=?
=??
(6-1) 在(6-1)式中:1g 、2g 、3g -各总成质量,kg ;
1l 、2l 、3l —各总成质心到前轴距离,m ; 1G —前轴负荷,kg ; 2G —后轴负荷,kg ;
L —汽车轴距,m ;
a —汽车质心距前轴距离,m ;
b —汽车质心距后轴距离,m ; g h —汽车质心高度,m
质心确定如表 4.1所示
表4.1 各部件质心位置
主要部
件 部件 质量 空载质心坐标(mm ) 满载质心坐标(mm ) 空g*l 空g*h 满g*l 满g*h kg l h l h
G 发动机 560 180 550 180 500 100800 30800
0 100800 280000 G 离合器 25 400 550 400 500 10000 13750 10000 12500 变速器及离合器壳
35
700
470
600
420
24500
16450
21000
14700
万向节15 2000 400 2000 350 30000 6000 30000 5250 后轴,
180 2850 324 2850 274 513000 58320 513000 49320 后轴制
动器
58 2850 500 2850 450 165300 29000 165300 26100 后悬架
及减震
前悬架
45 0 500 0 450 0 22500 0 20250 及减震
器
前轴,
50 50 324 50 274 2500 16200 2500 13700 前制动
轮毂转
向梯形
50 0 324 0 274 0 16200 0 13700 前轮胎
总成
130 2600 324 2600 274 338000 42120 338000 35620 后轮胎
总成
车架及
144 2200 600 2200 550 316800 86400 316800 79200 支架,
拖钩
转向器15 -600 900 -600 850 -9000 13500 -9000 12750
6 0 920 0 870 0 5520 0 5220 手制动
器
制动驱
10 -500 500 -500 450 -5000 5000 -5000 4500 动机构
8 1500 500 1500 450 12000 4000 12000 3600 油箱及
油管
3 2500 300 2500 250 7500 900 7500 750 消音
器,排
气管
20 1000 500 1000 450 20000 10000 20000 9000 蓄电池
组
8 -400 800 -400 750 -3200 6400 -3200 6000 仪表及
其固定
零件
车箱总
120 2000 790 2000 740 240000 94800 240000 88800 成
驾驶室60 0 900 0 850 0 54000 0 51000
10 500 380 500 330 5000 3800 5000 3300 前挡泥
板
后挡泥
10 3300 380 3300 330 33000 3800 33000 3300 板
人130 0 0 250 950 0 0 32500 123500
⑴.水平静止时的轴荷分配及质心位置计算 根据表4.1所求数据和公式(4-1)可求 满载:
G 2=
3.18672600
4855200
1
==
∑=L
l
g n
i i
i kg
G 1=2942.5—1867.3=1075.2kg
0.16505
.29422600
3.18672=?=?=
G L G a mm 0.95016502600=-=-=a L b mm
前轴荷分配:
5.29422
.10751=
G G =36% 后轴荷分配:5
.29423
.18672=G G =64%
632.85
.29421862060
1
==
=
∑=G
h
g h n
i i
i g mm
空载:
7.6922600
1801200
1
2
==
='∑=L
l
g G n
i i
i kg
='1
G 2G G '-'=1562.5-692.7=869.8kg 前轴荷分配: 5.15628
.869''
1=G G =5
后轴荷分配: 5
.15627
.692''
2=G G =44%
货物 1250 0 0 2100 800 0 0 2625000 1000000 整体
2942
1801200
816660
4855200
1862060
6.5225
.156281660
1
==
'
=
∑=G h
g h n
i i
i
g mm
根据下表得知以上计算符合要求
表4.2各类汽车的轴荷分配
满 载
空 载
前 轴
后 轴 前 轴 后 轴 商 用 货 车
4×2后轮单胎 32%~40% 60%~68% 50%~59% 41%~50% 4×2后轮双胎,长、端头式 25%~27% 73%~75% 44%~49% 51%~56% 4×2后轮双胎,平头式
30%~35% 65%~70% 48%~54% 46%~52% 6×2后轮双胎
19%~25%
75%~81%
31%~37%
63%~69%
a.水平路面上汽车满载加速行驶时各轴的最大负荷计算
对于后轮驱动的载货汽车在水平路面上满载行驶时各轴的最大负荷按下式计算:
g
g z h L h b G F ??--=
)(1
g
z h L Ga
F ?-=
2 (4-2)
式中:1z F ——行驶时前轴最大负荷,kg ; 2z F ——行驶时候轴最大负荷,kg;
?——附着系数,在干燥的沥青或混凝土路面上,该值为0.7~0.8。
令
111m G F z =,22
2m G F
z = 式中:1m ——行驶时前轴轴荷转移系数,0.8—0.9; 2m ——行驶时后轴轴荷转移系数,1.1—1.2。
根据式(4-2)可得:
g
g z h L h b G F ??--=
)(1kg kg
3.7176.5228.02600)
6.5228.0950(5.2942=?-?-=
63.088
.81965.513111===
G F m z 2.22256
.5228.026001650
5.29422=?-?=-=
g z h L Ga F ?kg
19.11867
2225
222===
G F m z 满足要求
b.汽车满载制动时各轴的最大负荷按下式计算:
???
????
-=+=L h a G F L
h b G F g z g z )()(2
1??ττ (4-3)
式中:1τz F ——制动时的前轴负荷,kg ; 2τz F ——制动时的后轴负荷,kg ;
令
111ττm G F z =, 22
2ττm G F
z = 式中: 1τm ——制动时前轴轴荷转移系数,1.4—1.6; 2τm ——制动时后轴轴荷转移系数,0.4—0.7。
根据式(4-3)可得:
3.15482600
)
6.5228.0950(5.2942)
(1=?+=
+=
L
h b G F g z ?τkg
44.11075
1548
111===
G F m z z ττ 2.13942600
)
6.5228.01650(5.2942)
(2=?-=
-=
L
h a G F g z ?τkg
74.018671394
222===
G F m z z ττ
第5章 动力性能计算
5.1驱动平衡计算
5.1.1驱动力计算
汽车的驱动力按下式计算:
???
?
?
??==00377
.0i i rn v r i i T F g e a T g e t η (5-1)
式中:t F ——驱动力,N ; e T ——发动机转矩,N ·m ; a v ——车速,km/h 。 5.1.2行驶阻力计算
汽车行驶时,需要克服的行驶阻力阻F 为:
阻F =dt
dv
G Av C Gg gf a D δαα+++15.21sin cos G 2
式中:α——道路的坡路,度,平路上时,其值为0o ;
dt
dv
——行驶加速度,m/s 2,等速行驶时,其值为0; 阻F =15
.21G 2
a
D Av C gf + (5-2)
根据公式(5-1)及(5-2)可计算出各档位汽车行驶时,驱动力t F ,车速a v , 需要克服的行驶阻力阻F ,如表 5.1 表5.2 所示:
T (N ·m )
428.0 446.0 454.0 460.0 456.0 450.0 444.0 430.0 410.0
表5.1各档驱动力,速度
5.1.3汽车驱动力.行驶阻力平衡图 根据表5.1可绘出驱动力.行驶阻力平衡图
图5.1 驱动力.行驶阻力平衡图
n(r/mi n)
1200.0 1400.0 1600.0 1800.0 2000.0 2200.0 2400.0 2600.0 2800.0
一 Ft 1(N) 12711.2 13245.8 13483.3 13661.5 13542.7 13364.6 13186.4 12770.6 12176.
6
档 v 1(km/h)
13.7 16.0 18.3 20.6 22.8 25.1 27.4 29.7 32.0 二 Ft 2(N) 7396.1 7707.1 7845.3 7949.0 7879.9 7776.2 7672.5 7430.6 7085.0 档 v 2(km/h)
23.6 27.5 31.4 35.3 39.3 43.2 47.1 51.1 55.0 三 Ft 3(N) 4802.2 5004.1 5093.9 5161.2 5116.3 5049.0 4981.7 4824.6 4600.2 档 v 3(km/h)
36.3 42.3 48.4 54.4 60.5 66.5 72.6 78.6 84.7 四 Ft 4(N) 3638.0 3791.0 3859.0 3910.0 3876.0 3825.0 3774.0 3655.0 3485.0 档 v 4(km/h)
47.9 55.9 63.9 71.9 79.8 87.8 95.8 103.8 111.8 五 Ft 5(N) 3121.4 3252.7 3311.0 3354.8 3325.6 3281.9 3238.1 3136.0 2990.1 档
V 5(km/h)
55.8 65.1 74.4 83.7 93.0 102.4 111.7 121.0 130.3 Va 15 35
55
65
80
90
100
110
120
130 F 阻
614.2
728.4 934.1 1071.1 1319.6 1513 1730.8 1970.7 2233
2519
从图5.1上可以清楚的看出不同车速时驱动力和行驶阻力之间的关系。汽车以最高挡行驶时的最高车速,可以直接在图5.1上找到。显然,F t5 曲线与F f ﹢F w 曲线的交点便是u amax 。因为此时驱动力和行驶阻力相等,汽车处于稳定的平衡状态。图5.1中最高车速大于105km/h ,满足设计要求。
5.2动力特性计算
5.2.1动力因数D 的计算
汽车的动力因数按下式计算:
????
?
????=-=
2
0377.015.21i i rn
v G Av C r i i T D g e
a a D T
g e η
(5-3) 5.2.2行驶阻力与速度关系
=f 0.0076+0.000056a v (5-4) 根据式(5-3)及式(5-4)得汽车各档行驶动力因数,如表 5.3所示:
Te 300.000 360.0
00 385.0
00
390.0
00
385.0
00
380.0
00
370.0
00
360.0
00
350.0
00
Ne 1200.00
0 1400.
000
1600.
000
1800.
000
2000.
000
2200.
000
2400.
000
2600.
000
2800.
000
1档Va1 13.700 16.00
0 18.30
20.60
22.80
25.10
27.40
29.70
32.00
D 0.431 0.449 0.457 0.463 0.458 0.452 0.445 0.431 0.410
2档Va2 23.600 27.50
0 31.40
35.30
39.30
43.20
47.10
51.10
55.00
D 0.249 0.259 0.263 0.265 0.262 0.257 0.252 0.242 0.229
3档Va3 36.300 42.30
0 48.40
54.40
60.50
66.50
72.60
78.60
84.70
D 0.158 0.163 0.164 0.164 0.160 0.154 0.149 0.140 0.128
4档Va4 47.900 55.90
0 63.90
71.90
79.80
87.80
95.80
103.8
00
111.8
00
D 0.115 0.117 0.115 0.113 0.107 0.100 0.093 0.082 0.070
5档Va5 55.800 65.10
0 74.40
83.70
93.00
102.4
00
111.7
00
121.0
00
130.3
00
D 0.094 0.094 0.091 0.087 0.079 0.071 0.062 0.050 0.036 Va 15 35 55 65 80 90 100 110 120 130
f 0.00
84 0.0096 0.010
6
0.011 0.012 0.013 0.012
2
0.013
8
0.014
3
0.014
88
汽车设计课程设计说明书 学院:机械工程学院 班级: 姓名: 学号:
目录 设计任务书 (3) 第1章整车主要目标参数的初步确定 (4) 发动机的选择 (4) 发动机的最大功率及转速的确定 (4) 发动机最大转矩及其转速的确定 (6) 轮胎的选择 (7) 传动系最小传动比的确定 (8) 传动系最大传动比的确定 (10) 第2章传动系各总成的选型 (11) 发动机的选型 (11) 离合器的初步选型 (12) 变速器的选型 (14) 传动轴的选型 (15) 主减速器结构形式选择 (16) 驱动桥的选型 (17) 第3章整车性能计算 (17) 配置潍柴发动机的整车性能计算 (17) 汽车动力性能计算 (17) 汽车经济性能计算 (20) 第4章发动机与传动系部件的确定 (21) 参考文献 (23)
设计任务书 载货汽车动力匹配和总体设计 设计一辆用于长途运输固体物料,载重质量20t 的重型货运汽车。 整车尺寸:11980mm×2465mm×3530mm 轴数:4; 驱动型式:8×4; 轴距:1950mm+4550mm+1350mm 额定载质量:20000kg 整备质量:11000kg 公路最高行驶速度:90km/h 最大爬坡度:大于30% 设计任务: 1) 查阅相关资料,根据题目特点,进行发动机、离合器、变速箱传动轴、驱动桥、车轮匹配和选型; 2) 进行汽车动力性、经济性估算,实现整车的优化匹配; 3) 绘制车辆总体布置说明图; 4) 编写设计说明书。
第1章 整车主要目标参数的初步确定 发动机的选择 发动机的最大功率及转速的确定 汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。设计要求该载货汽车的最高车速是90km/h ,那么发动机的最大功率应该大于等于以该车速行驶时的行驶阻力功率之和,即: )76140 3600(13 max max max a D a a T e u A C u f g m P ?+??≥η (1-1) 式中 max e P ——发动机最大功率,kW ; T η——传动系效率(包括变速器、传动轴万向节、主减速器 的传动效率)%9.84%96%98%95%95=???=T η,各传动部件的传动效率见表1-1; 表1-1传动系统各部件的传动效率 a m ——汽车总质量,kg m a 31000=; g ——重力加速度,2/81.9s m g =; f ——滚动阻力系数,由试验测得,在车速不大于100km/h 的情况
长春大学 课程设计说明书 题目名称载货汽车动力总成匹配与总体设计 院(系)机械与车辆工程学院 课程名称汽车设计 班级车辆10401班 学生姓名赵阳 指导教师王静 起止日期2013.12.16~2013.12.27
设计要求及参数 设计要求: 设计一辆用于长途城际运输,最大总质量不超过31t,额定载重为16t,最高车速为100km/h的重型载货汽车(售价不高于对标竞争车型)。 设计参数 整车尺寸(长*宽*高)11976mm*2395mm*3750mm 轴数/轴距4/(1950+4550+1350)mm 额定载质量16000kg 整备质量12000kg 公路行驶最高车速100km/h 最大爬坡度≥30%
第1章 整车主要目标参数的初步确定 1.1 发动机的选择 1.1.1 发动机的最大功率及转速的确定 汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。参考该题目中的参 数,按要求设计的载货汽车最高车速是u a =100km/h ,那么发动机的最大功率应该 大于或等于以该车速行驶时,滚动阻力功率与空气阻力功率之和,即 )76140 3600(1max 3max max a D a T e u A C u gf m P +≥η (1-1) 式中,Pemax 是发动机的最大功率(KW );ηT 是传动系效率(包括变速器、辅 助变速器传动轴万向节、主减速器的传动效率),ηT =95%*95%*98%*96%=84.9%, 传动系各部件的传动效率参考了机械工业出版社的《汽车设计课程设计指导书》 表1-1得;Ma 是汽车总质量,Ma=28000kg ;g 是重力加速度,g=9.8m/s 2 ;f 是滚 动阻力系数,由试验测得,在车速不大于100km/h 的情况下可认为是常数。取 f=0.008,参考《汽车设计课程设计指导书》表1-2得;C D 是空气阻力系数,一 般中重型货车可取0.8~1.0,这里取C D =0.9;A 是迎风面积(㎡),取前轮距B1* 总高H ,A=2.395×3.75㎡。 221.875.3395.29.0m m A C D =??= 故 KW KW P 2.19710076140 75.3395.29.010********.08.928000849.013emax =???+???≥ )( 也可以利用比功率的统计值来确定发动机的功率值。 如选取功率为197.2KW 的发动机,则比功率为 t /043.7t /28000 2.1971000m 1000a emax KW KW P =?=
中型载货汽车总体设计说明书 课 程 设 计 学院:机械与动力工程学院 班级:车辆一班 姓名:母兵魁 学号:3 指导教师:赵凯辉
目录 摘要 (1) 概述 (2) 设计任务书 (4) 第1章、汽车形式和主要参数的初步确定 (5) 一、汽车形式的选择 (5) 、汽车轴数 (6) 、驱动形式 (6) 、布置形式 (7) 二、汽车主要参数的选择 (7) 、汽车主要尺寸参数的确定 (7) 、轴荷分配 (10) 第2章整车主要性能参数的确定和计算 (11) 一、发动机的选择 (11) 发动机最大功率及其转速的确定 (11) 发动机最大转矩及其转速的确定 (12) 发动机主要参数 (13) 二、配置大柴BA6M1013-28E3发动机的整车性能计算 (16) 汽车动力性能计算 (16) 汽车的加速性能计算 (18) 三、轮胎的选择 (18) 四、汽车重要性能参数和车身造型图 (19) 五、变速器档位数的选择 (20) 第3章、总体布置 (20) 一、总体布置要求与分析 (20) 二、总体布置草图 (24)
设计总结 (26) 参考文献 (27)
摘要 汽车的总体设计是汽车设计工作中最重要的一环,它对汽车的设计的质量、使用性能和在市场上的竞争力有着决定性的影响。因为汽车性能的优劣不仅与相关总成及部件的工作性能有密切关系,而且在很大程度上还取决于有关总成及部件间的协调与参数匹配,取决于汽车的总体布置。 货车的总体设计主要包括货车的参数确定,发动机和轮胎的选择,总体布置和动力性的计算等一系列重要的步骤。其中参数的确定又包括了汽车的质量参数,主要尺寸和性能参数的计算等。而本次课程设计同时应用到了 EXCEL,proe、autocad等计算机辅助软件,再通过多次校核质心位置和各部分的总成以保证货车的轴荷分配合理。 关键词:货车总体设计;整备质量;动力性;燃油经济性。
摘要 汽车的总体设计是汽车设计工作中最重要的一环,它对汽车的设计的质量、使用性能和在市场上的竞争力有着决定性的影响。因为汽车性能的优劣不仅与相关总成及部件的工作性能有密切关系,而且在很大程度上还取决于有关总成及部件间的协调与参数匹配,取决于汽车的总体布置。 货车的总体设计主要包括货车的参数确定,发动机和轮胎的选择,总体布置和动力性的计算等一系列重要的步骤。其中参数的确定又包括了汽车的质量参数,主要尺寸和性能参数的计算等。而本次课程设计同时应用到了EXCEL,AutoCAD等计算机辅助软件,再通过多次校核质心位置和各部分的总成以保证货车的轴荷分配合理。 关键词:货车总体设计;整备质量;动力性;燃油经济性。
第1章汽车的总体设计 1.1 汽车总体设计的特点 汽车主要在宽度有限的道路上行驶,同时与汽车比较,还有人、自行车、摩托车等弱势群体也在使用同一道路,因此存在交通隐患。为了在有限的道路上容纳更多的车辆运行,减少交通事故以及从汽车造型和减轻质量等方面考虑,对汽车的外形尺寸需要予以限制。 1.2汽车总体设计的基本要求 (1)汽车的各项性能、成本等,要求达到企业在商品计划中所确定的指标。 (2)严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定,注意不要侵犯专利。 (3)尽量大可能地去贯彻三化,即标准化、通用化和系列化。 (4)进行有关运动学方面的校核,保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。 (5)拆装与维修方便。 1.3汽车总体设计的一般顺序 (1)调查研究与初始决策;其任务是选定设计目标,并制定产品设计工作方针及设计原则,调查研究的内容应包括:老产品在服役中的表现及用户意见;当前本行业与相关行业的技术发展,特别是竞争对手的新产品与新技术;材料、零部件、设备和工具等行业可能提供的条件;本企业在科研、开发及生产方面所取得的新成果等等,它们对新产品设计是很有价值的。 (2)总体方案设计;其任务是根据领导决策所选定的目标及对开发目标制定的工作方针、设计原则等主导思想的设想,因此又称为概念设计或构思设计。为此要绘制不同的总体方案图(比例为1 :10 )供选择。在总体方案图上进行初步布置和分析,对主要总成只画出大轮廓而突出各方案间的主要差别,使方案对比简明清晰。经过方案论证选出其中最佳者。 (3)绘制总布置草图,确定整车主要尺寸、质量参数与性能指标以及各总成的基本型式。在总布置草图上要较准确地画出各总成及部件的外形和尺寸并进行仔细的布置,对轴荷分配和质心高度作计算与调整,以便较准确地确定汽车的轴距、轮距、总长、总宽、总高、离地间隙、货厢或车身地板高度等,并使之符合有关标准和法规;进行性能计算及参数匹配。
汽车设计 第二章离合器设计 设计参数 车型:轻型货车 整车质量(Kg):3830 发动机最大扭矩/转速(N·m/rpm):220/2100 最大功率/转速(Kw/rpm):67/3000 车轮滚动半径:(mm):340 一、离合器的设计目的及原理概述 1.1离合器的设计目的 了解轿车离合器的构造,掌握轿车离合器的工作原理。了解从动盘总成的结构,掌握从动盘总成的设计方法,了解压盘和膜片弹簧的结构,掌握压盘和膜片弹簧的设计方法,通过对以上几方面的了解,从而熟悉轿车离合器的工作原理。 学会如何查找文献资料、相关书籍,培养自己的动手设计项目、自学的能力,掌握单独设计课题和项目的方法,设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器,为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。 1.2离合器的工作原理 离合器通常装在发动机与变速器之间,其主动部分与发动机飞轮相连,从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器,实际上是一种依靠
其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。 离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合,确保汽车平稳起步;在换挡时将发动机与传动系分离,减少变速器中换档齿轮间的冲击;在工作中受到较大的动载荷时,能限制传动系所承受的最大转矩,以防止传动系个零部件因过载而损坏;有效地降低传动系中的振动和噪音。 1.3离合器的设计要求 1)在任何行驶条件下,既能可靠地传递发动机的最大转矩,并有适当的转矩储 备,又能防止过载。 2)接合时要完全、平顺、柔和,保证起初起步时没有抖动和冲击。 3)分离时要迅速、彻底。 4)从动部分转动惯量要小,以减轻换档时变速器齿轮间的冲击,便于换档和减 小同步器的磨损。 5)应有足够的吸热能力和良好的通风效果,以保证工作温度不致过高,延长寿 命。 6)操纵方便、准确,以减少驾驶员的疲劳。 7)具有足够的强度和良好的动平衡,一保证其工作可靠、使用寿命长。 二、离合器的结构方案分析 2.1车型、技术参数 车型:轻型载货汽车 整车质量(Kg):3830 发动机最大扭矩/转速(N·m/rpm):220/2100 最大功率/转速(Kw/rpm):67/3000 车轮滚动半径:(mm):340 2.2从动盘数的选择 对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言,发动机的最大转矩一般不大,离合器通常只设一片从动盘。 2.3压紧弹簧和布置形式的选择 离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式
目 录 摘要 ...................................................................................................................................................................... 1 第一章 载货汽车主要技术参数的确定 . (2) 1.1 汽车质量参数的确定 (2) 1.1.1 汽车载客量和装载质量 .......................................................................................................... 2 1.1.2 汽车整车整备质量预估 ........................................................................................................ 2 1.1.3 汽车总质量ma 的确定 ............................................................................................................ 2 1.1.4 汽车轴数和驱动形式的确定 .................................................................................................. 3 1.2汽车主要尺寸的确定 (3) 1.2.1汽车的外廓尺寸 ....................................................................................................................... 3 1.2.2汽车轴距L 的确定 ................................................................................................................... 3 1.2.3 汽车前轮距B1和后轮距B2 ................................................................................................... 4 1.2.4 汽车前悬L F 和后悬L R 的确定 ................................................................................................. 4 1.2.5 汽车的车头长度 ...................................................................................................................... 4 1.2.6 汽车车厢尺寸的确定 .. (4) 第二章 载货汽车主要部件的选择 (5) 2.1 发动机的选择 (5) 2.1.1 发动机型式的选择 (5) 2.1.2 发动机的最大功率 max e P (5) 2.1.3 发动机最大转矩max e T 及其相应转速T n 的选择 (7) 2.2 轮胎的选择 .......................................................................................................................................... 8 2.3 车架的选择 .......................................................................................................................................... 9 2.4 油箱 ...................................................................................................................................................... 9 2.5 离合器 .................................................................................................................................................. 9 2.6 万向传动轴 .......................................................................................................................................... 9 第三章 轴荷分配及质心位置计算 .. (10) 3.1 平静时的轴荷分配及质心位置计算 ................................................................................................ 10 3.2水平路面上汽车满载行驶时各轴的最大负荷计算 ......................................................................... 13 3.3.制动时各轴的最大负荷计算 ............................................................................................................ 14 第四章 传动比的计算和选择 (15) 4.1 驱动桥主减速器传动比0i 的选择 (15) 4.2 变速器传动比g i 的选择 ................................................................................................................ 15 4.2.1 变速器一档传动比的选择 . (15) 4.2.2 变速器的选择 (16) 第五章 汽车动力性能计算 (18) 5.1 驱动力与行驶阻力平衡计算 (18) 5.1.1 驱动力的计算 ........................................................................................................................ 18 5.1.2 行驶阻力计算 ........................................................................................................................ 19 5.1.3 驱动力与行驶阻力平衡图 . (19)
目录 摘要 (2) 第1章汽车的总体设计 (3) 1.1 汽车总体设计的特点 (3) 1.2汽车总体设计的基本要求 (3) 1.3汽车总体设计的一般顺序 (3) 1.4布置形式 (4) 1.5 轴数的选择 (5) 1.6 驱动形式的选择 (5) 第2章载货汽车主要技术参数的确定 (6) 2.1 汽车质量参数的确定 (6) 2.2汽车主要尺寸的确定 (7) 2.3汽车主要尺寸性能参数的确定 (7) 第3章载货汽车主要部件的选择及布置 (9) 3.1 发动机的选择与布置 (9) 3.2轮胎的选择 (12) 3.3离合器的选择 (12) 3.4万向传动轴的选择 (12) 3.5主减速器的形式 (13) 第4章总体布置的计算 (13) 4.1 轴荷分配及质心位置计算 (13) i的选择 (17) 4.2驱动桥主减速器传动比 i的选择 (17) 4.3变速器传动比 g 第5章汽车动力性及燃油经济性计算 (18) 5.1 汽车动力性能的计算 (18) 5.2功率平衡计算 (23) 5.3汽车燃油经济性的计算 (25) 5.4 汽车不翻倒的条件计算 (26) 5.5 汽车的最小转弯半径 (26) 总结 (28) 参考文献 (29)
摘要 汽车的总体设计是汽车设计工作中最重要的一环,它对汽车的设计的质量、使用性能和在市场上的竞争力有着决定性的影响。因为汽车性能的优劣不仅与相关总成及部件的工作性能有密切关系,而且在很大程度上还取决于有关总成及部件间的协调与参数匹配,取决于汽车的总体布置。 货车的总体设计主要包括货车的参数确定,发动机和轮胎的选择,总体布置和动力性的计算等一系列重要的步骤。其中参数的确定又包括了汽车的质量参数,主要尺寸和性能参数的计算等。而本次课程设计同时应用到了EXCEL,AutoCAD等计算机辅助软件,再通过多次校核质心位置和各部分的总成以保证货车的轴荷分配合理。 关键词:货车总体设计;整备质量;动力性;燃油经济性。
沈阳航空航天大学 课程设计题目货车总体设计 班级 04060302 学号 学生姓名 指导教师刘刚
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称汽车设计课程设计 院(系)机电工程学院专业车辆工程 班级04060302 课程设计题目货车总体设计 课程设计时间: 2014 年2 月24 日至2014年3月14 日 课程设计的内容及要求 一、设计参数: 装载质量m e= 1000kg最大车速v max= 115km/h滚动阻力系数f r= 0.018 二、设计内容 1.查阅资料、调查研究、制定设计原则。 2.选择整车和各总成的结构型式及主要技术特性参数和性能参数,形成一个完整的整车概念。 3.汽车主要技术参数的确定和计算 (1)汽车质量参数的确定;(2)汽车主要尺寸参数的确定;(3)汽车主要性能参数的确定和计算。 4.绘制总布置图 (1)明确绘制总布置图的基准;(2)标注主要结构尺寸和装配尺寸。 三、设计要求 1.绘制汽车的总布置图,0号图纸一张。 2.编写设计说明书,编写设计说明书时,必须条理清楚,语言通顺,图表、公式及其标注要清晰明确,对重点部分,应有分析论证,要能反应出学生独立工作和解决问题的能力。 3.独立完成图纸的设计和设计说明书的编写,若发现抄袭或雷同按不及格处理。 指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日
目录 目录 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- II 摘要 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- III 1载货汽车主要技术参数的确定 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1汽车质量参数的确定 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1.1 汽车载客量和装载质量 ---------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1.2 汽车整车整备质量预估 -------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1.3 汽车总质量的确定----------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1.4 汽车轴数,驱动形式及传动装置的确定-------------------------------------------------------------------- 2 1.2汽车主要尺寸的确定 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2.1汽车的外廓尺寸--------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2.2汽车轴距的确定--------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2.3 汽车前轮距和后轮距 ------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.4 汽车前悬和后悬的确定 ---------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.5 汽车的车头长度-------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.6 汽车车厢尺寸的确定 ------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2 载货汽车主要部件的选择------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.1 发动机的选择 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.1.1 发动机型式的选择----------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.1.2 发动机的最大功率 --------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.2 轮胎的选择 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 3 轴荷分配及质心位置计算 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 3.1 平静时的轴荷分配及质心位置计算--------------------------------------------------------------------------------- 8 3.2水平路面上汽车满载行驶时各轴的最大负荷计算 ------------------------------------------------------------ 10 3.3.制动时各轴的最大负荷计算 ----------------------------------------------------------------------------------------- 11 4 传动比的计算和选择 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 4.1驱动桥主减速器传动比的选择 -------------------------------------------------------------------------------------- 13 4.2变速器传动比的选择 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 4.2.1变速器1档传动比的选择------------------------------------------------------------------------------------ 13 4.2.2 变速器的选择 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 5 汽车动力性能计算 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 5.1 驱动力与行驶阻力平衡计算----------------------------------------------------------------------------------------- 15 5.1.1 驱动力的计算 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 5.1.2行驶阻力计算---------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 5.1.3 驱动力与行驶阻力平衡图----------------------------------------------------------------------------------- 17 5.2 动力特性计算 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 17 5.2.1 动力因数计算 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 5.2.2 滚动阻力系数与速度关系----------------------------------------------------------------------------------- 18 5 .2.3 动力特性图------------------------------------------------------------------------------------------------------ 18 5.2.4 加速时间的计算------------------------------------------------------------------------------------------------ 19 5.2.5 汽车最大爬坡度计算 ----------------------------------------------------------------------------------------- 21
中型载货汽车总体设 计说明书 --------------------------------------------------------------------------作者: _____________ --------------------------------------------------------------------------日期: _____________
中型载货汽车总体设计说明书 课 程 设 计 学院:机械与动力工程学院 班级:车辆一班 姓名:母兵魁 学号: 指导教师:赵凯辉 目录
摘要 (1) 概述 (2) 设计任务书 (4) 第1章、汽车形式和主要参数的初步确定 (5) 一、汽车形式的选择 (5) 1.1、汽车轴数 (6) 1.2、驱动形式 (6) 1.3、布置形式 (7) 二、汽车主要参数的选择 (7) 2.1、汽车主要尺寸参数的确定 (7)
2.2、轴荷分配 (10) 第2章整车主要性能参数的确定和计算 (11) 一、发动机的选择 (11) 1.1发动机最大功率及其转速的确定 (11) 1.2发动机最大转矩及其转速的确定 (12) 1.3发动机主要参数 (13) 二、配置大柴BA6M1013-28E3发动机的整车性能计算 (16) 2.1汽车动力性能计算 (16) 2.2汽车的加速性能计算 (18) 三、轮胎的选择 (18) 四、汽车重要性能参数和车身造型图 (19)
五、变速器档位数的选择 (20) 第3章、总体布置 (20) 一、总体布置要求与分析 (20) 二、总体布置草图 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (27)
目录 1 前言 (1) 本课题的来源、基本前提条件和技术要求 (1) 本课题要解决的主要问题和设计总体思路 (1) 预期的成果 (2) 2 国内外发展状况及现状的介绍 (3) 3 总体方案论证 (4) 4 具体设计说明 (7) 主减速器的设计 (7) 主减速器的结构型式 (7) 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法 (10) 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法 (11) 主减速器的基本参数的选择及计算 (11) 差速器的设计 (14) 差速器的结构型式 (14) 差速器的基本参数的选择及计算 (16) 半轴的设计 (17) 半轴的结构型式 (17) 半轴的设计与计算 (17) 驱动桥壳结构选择 (20) 5 结论 (22) 参考文献 (23)
1 前言 本课题是进行轻型货车汽车后驱动桥的设计。设计出小型轻型货车汽车后驱动桥,包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件,协调设计车辆的全局。 本课题的来源、基本前提条件和技术要求 a.本课题的来源:轻型载货汽车在汽车生产中占有大的比重。驱动桥在整车中十分重要,设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥,能大大降低整车生产的总成本,推动汽车经济的发展。 b.要完成本课题的基本前提条件是:在主要参数确定的情况下,设计选用驱动桥的各个部件,选出最佳的方案。 c.技术要求:设计出的驱动桥符合国家各项轻型货车的标准[1],运行稳定可靠,成本降低,适合本国路面的行驶状况和国情。 本课题要解决的主要问题和设计总体思路 a. 本课题解决的主要问题:设计出适合本课题的驱动桥。汽车传动系的总任务是传递发动机的动力,使之适应于汽车行驶的需要。在一般汽车的机械式传动中,有了变速器还不能完全解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。首先是因为绝大多数的发动机在汽车上的纵向安置的,为使其转矩能传给左、右驱动车轮,必须由驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向,同时还得由驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮间的转矩分配问题和差速要求。其次,需将经过变速器、传动轴传来的动力,通过驱动桥的主减速器,进行进一步增大转矩、降低转速的变化。因此,要想使汽车驱动桥的设计合理,首先必须选好传动系的总传动比,并恰当地将它分配给变速器和驱动桥。 b. 本课题的设计总体思路:非断开式驱动桥的桥壳,相当于受力复杂的空心梁,它要求有足够的强度和刚度,同时还要尽量的减轻
轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计目录 第一章前言 第二章轻型载货车主要参数的确定 2.1质量参数的确定 2.2发动机的选型 第三章变速器的设计与计算 3.1设计方案的确定 3.1.1两轴式 3.1.2三轴式 3.1.3液力机械式 3.1.4确定方案 3.2零部件的结构分析 3.3基本参数的确定 3.3.1变速器的档位数和传动比 3.3.2中心距 3.3.3变速器的轴向尺寸 3.3.4齿轮参数 3.3.5各档齿轮齿数的分配 3.4齿轮的设计计算 3.4.1几何尺寸计算 3.4.2齿轮的材料及热处理 3.4.3齿轮的弯曲强度 3.4.4齿轮的接触强度 第一章前言
本次设计的课题为轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计,该课题来源于结合生产实际。 本次课题研究的主要内容是: 1.进行变速传动机构的设计(不包括同步器),完成标准件的选型。 2.完成强度计算。 3.对轴、齿轮等主要零件进行制造工艺分析。 4.对变速器装配工艺进行分析,包括装配顺序、轴承游隙调整、润滑等 关于变速器的设计,首先要确定变速器的各档位的传动比和中心距,然后计算出齿轮参数以选择合适的齿轮并且对其进行校核,接着是初选变速器轴与轴承并且完成对轴和轴承的校核,最终完成了变速器的零件图和装配图的绘制。 本课题所设计出的变速器可以解决如下问题: a.正确选择变速器的档位数和传动比,使之与发动机参数匹配,以保证汽车具有良好的动力性与经济性; b.设置空档以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离;设置倒档使汽车可以倒退行驶; c.操纵简单、方便、迅速、省力; d.传动效率高,工作平稳、无噪声; e.体小、质轻、承载能力强,工作可靠; f.制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长; g.贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求,遵守有关标准规定。 第二章轻型载货车主要参数确定 2.1 质量参数的确定 商用货车的总质量ma由整备质量m0、载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成,即ma=m0+me+65n1 1)整车整备质量m0由ma= m0+me+65n1,得: m0=ma-(me+65n1) =3720-(1750+65×2) =1840kg m0=1840kg2)质量系数ηm0 ηm0=me/m0=1750/1840 =0.951 ηm0=0.951 2.2 发动机的选型 根据已知数据对发动机最大功率进行估算,由公式: 其中A≈B1H=1.414×2.023=2.8605m2 代入数据,得: =1/0.90(3720×9.8×0.02×100/3600+0.9×2.8605×1003/71640) = 58.5kw 参考数据,选用以下发动机,主要参数如下: 型号一汽解放CA488额定功率/转速(kw/r/min)65/4800最大扭矩/转速(N.m/r/min)157/2800
1、 载货汽车主要技术参数的确定 1.1 汽车质量参数的确定 1.1.1 汽车载客量和装载质量 汽车载客量:2人 汽车的装载质量:m e =1750kg 1.1.2 汽车整车整备质量预估 1.质量系数η mo 选取 质量系数ηmo 是指汽车装载质量与整车整备质量的比值: o e mo m m /=η (1-1) 1-1 各类货车的质量系数 根据表1-1,对于轻型柴油载货汽车,质量系数为0.80-1.00,取ηmo =0.8。 2.估算整车整备质量m o 整车整备质量是指车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等),加满燃料、水,但没有装货和载人的整车质量。 o m =e m /mo η=1750/0.8=2187kg 1.1.3 汽车总质量m a 的确定 汽车总质量是指装备齐全,并按规定装满客、货时的整车质量。 商用货车的总质量m a 由整备质量m o 、载质量m e 和驾驶员以及随行人员质量三部分组成,乘员和驾驶员每人质量按65kg 计,即m a = m o + m e +2×65kg=2187+1750+2×65=4067kg 表1-2 质量参数: 1.1.4 汽车轴数和驱动形式的确定
总质量小于19吨的商用车一般采用结构简单、成本低廉的两轴方法,所以本车轴数定为二轴。 商用车多采用结构简单、制造成本低的4?2驱动的形式。所以本车采用4?2后双胎的驱动形式。 1.2汽车主要尺寸的确定 1.2.1汽车的外廓尺寸 我国法规对载货汽车外廓尺寸的规定是:总高不大于4米,总宽不大于2.5米,总长不大于12米。一般载货汽车的外廓尺寸随载荷的增大而增大。在保证汽车主要使用性能的条件下应尽量减小外廓尺寸。参考同类车型,取外廓尺寸:5813×2096×2096mm(长×宽×高)。 1.2.2汽车轴距L的确定 在汽车的主要性能,装载面积和轴荷分配等各个方面的要求下选取。各类载货汽车的轴距选用范围如表1-3所示 表1-3 载货汽车的轴距和轮距 选L=3400mm 1.2.3 汽车前轮距B1和后轮距B2 汽车轮距B应该考虑到车身横向稳定性,在选定前轮距B1范围内,应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮,并保证前轮有足够的转向空间,同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动空间间隙。 B主要取决于车架后部宽度、后悬架宽度和轮胎宽度,同时还要考虑 2 车轮和车架之间的间隙。各类载货汽车的轮距选用范围如表1-3所示。考虑本次课设实际要求和根据表1-3提供的数据,前轮距B1=1600mm, 后轮距B2=1485mm。 1.2.4 汽车前悬L F和后悬L R的确定 前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、下车和上车的方 便性以及汽车造型等均有影响。初选的前悬尺寸,应当在保证能布置各总成、部件的同时