2022年货车总体设计方案及各总成选型设计方案 .pdf

1 / 11 货车总体设计及各总成选型设计额定装载质量Kg）最 大 总 质 量Kg）最大车速Km/h ）比功率Kw/t）比转距Nm/t）3000 6330 100 15 401、汽车采用两轴形式因为汽车从总质量上看是属于中小型货车，在符合承载规定的同时它结构简单、制造成本低廉。2、驱动形式采 用驱 动 形 式 ，发 动机 前 置 后驱 动。 其 优 点 在 于可 以采 用 直列、 V 型或卧式发动机，发现发动机故障容易；发动机接近性良好，维修方便； 离合器、变速器等操纵的结构简单，容易布置；货箱地板高度低。3、布置形式采用平头式货车。其优点在于汽车总长和轴距尺寸段，最小转弯直径小，机动性能好；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；汽车货箱与整车的俯视面积之比称为面积利用率，平头式货车的该指标比较高。4、在进行汽车总体设计工作应满足一以下基本要求：1）汽车的各项性能、成本等，要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，注意不要侵犯权利。3）尽最大可能去贯彻三化。即标准化、系列化和通用化。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。我国制定的有关汽车方面的法规、标准正在得到不断的完善，它们中有 些 是 结 合 我 国 具 体 条件 制 定 的 ，有 些 是 参照 国 外 的 法 规、 标 准 制定的。这些法规、标准涉及的面很广，如有关汽车外廓尺寸标准GB 1589-1989汽车外廓尺寸限界）、汽车的污染物排放标准及有关公路法规对汽车轴荷限定的要求等等。在进行总体设计工作时，要特别注意正在实施的强制性标准，我国目前有40 项，随着时间的迁移还会有变化。这些强制性标准与精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页2 / 11 汽车类型有关，设计时一定要严格遵守。汽车有关参数表前悬 / 后悬 mm ）1302/1656 接进角 / 离去角19/15 箱体尺寸 4200.外形尺寸 mm ）轴距 1550 后轮距 (mm 1440 钢板弹簧片数8/9+5 发动机型号CY4100ZLQ 排量 ( 3707 3298 功率 (Kw 70 最小离地间隙mm ）255 纵向通过半径/m 3.2 最小转弯直径 D/m 12.3 百公里油耗 L/Km 2.8L/100Km 静挠度 f/mm 85 动挠度 f/mm 73 偏频 n/Hz 1.8 汽车行车制动和应急制动性能要求精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页3 / 11 行车制动应急制动制 动 车 速）制动距离/m 试 车 道宽度/m 踏板力/N 制动车速/制 动 距离/m FMDD /）操力/满载50 2.5 30 手 6角 7空载一、发动机的主要参数计算发动机最大功率=+）根据资料的已知条件求得最大功率约为115.88Kw 发动机最大转距=9549经计算求得最大转距约为474.25二、离合器的选取和主要参数计算为 了 保 证 离 合器 具有良 好的 工作 性能 ， 设 计 离 合器 应满 足以 下 要求：1、在任何使用条件，既能可靠地传递发动机的最大力矩，并有适当的转距储备，有能防止传动系过载。2、接合时要完全、柔和、平顺，保证汽车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，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡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散热效果，以保证工作温度不至于过高，延长其使用寿命。6、应能避免和衰减传动系的扭转震动，并具有吸收震动、缓和冲击和降低噪声的能力。7、操作轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。8、作用在从动盘上的总压力和摩檫材料的摩檫因素在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。9、具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。10、结构简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修和精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页4 / 11 调整方便等。1）从动盘数的选择双片离合器- 它的传递转矩较的能力较大；接合更为平顺、柔和；在传递相同转距的情况下；径向尺寸较小，踏板力较小. 2)压紧弹簧和布置形式的选择膜片弹簧离合器它具有一系列优点：1、膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性；2、膜 片 弹 簧 兼 压 紧 弹 簧 和 分 离 杠 杆 的 作 用 ， 结 构 简 单 、 紧凑、轴向尺寸小，零件数目少，质量小；3、高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。4、膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩檫片接触良好磨损均匀。5、易于实现良好的通风散热，使用寿命长。6、膜片弹簧中心线与离合器中心线重合，平衡性好。其膜片弹簧的支撑形式：双支撑环形式将膜片弹簧、两个支撑环与离合器盖弯合在一起，使结构紧凑、简化、耐久性良好。3)离合器主要参数计算摩檫片外径D=经计算摩檫片外径为D=311.45mm 及摩檫片内径为d=193.10mm 摩檫片厚度b=3.5mm 离合器的后备系数=1.63mm 摩檫片材料选用金属陶瓷材料，其单位=0.95Mpa 摩檫因数f=0.4mm 摩檫面数Z=2 间隙=3.6mm4）离合器的操纵机构其要求有以下几点：1、踏板力要尽可能小，商用车不大于150-200N 。2、踏板行程一般在80-150mm 范围内，最大不应超过180mm 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页5 / 11 3、应有踏板行程调整装置，以保证摩檫片磨损后分离轴承的自由行程可以恢复。4、应有踏板行程限位装置，以防止操纵机构的零件因受力过大而损坏。5、应具有足够的刚度。6、传动效率要高。7、发动机振动及车驾和驾驶室的变形不会影响其正常工作。8、工作可靠、寿命长，维修保养方便。操纵机构的结构形式：选用液压式操纵机构主要由吊挂式理合器踏板、主缸、工作缸、管路系统和回位弹簧等部分组成，具有传动效率高、质量小、布置方便、便于采用吊挂踏板、驾驶室容易密封、发动机的振动和驾驶室或车架变形不会影响其正常工作、离合器结合较柔和等优点。三、机械式变速器设计变速器是用来改变 发动机 传 递到驱 动 轮上的转距和转 速，目的是在原地起步、爬破、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空挡，可在启动发动机、汽车滑行或停车时使发动机动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒档，使汽车获得倒退行驶能力。需要时，变速器还有动力输出的功能。对变速器提出如下基本要求：1、保证汽车有必要的动力性和经济性。2、设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。3、设置倒挡，使汽车能倒退行驶。4、设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。5、换挡迅速、省力、方便。6、工作可靠。7、变速器应当有高的工作效率。8、变速器的工作噪音低。除此之外还有应当满足轮廓尺寸小和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。1）变速器传动系的布置方案1、采用中间轴式变速器确 定为5 挡传 动方 案， 变 速 器 的 第一 轴后 端与 常 耦 合 主 动 齿 轮做 成 一体。绝大多数方案的第二轴前端经轴承支承在第一轴后端的孔内，且保精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页6 / 11 持两轴轴线在同一直线上，经耦合套将它们连接后可得到直接挡。使用直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动急转距经变速器等一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达到90%以上，噪音低、齿轮和轴承的磨损减少。2）变速器主要参数的选择一挡传动比=1.7二挡传动比=1.35 三挡传动比=1.23 四挡传动比=1.18 五挡传动比=1.15 中心距 A=82.638mm 模数=3.5mm 压力角=螺旋角=齿宽 b=22.75mm 四、万向节传动轴的设计万 向 传动 轴 由 万 向 节、 轴 管 及其 伸 缩 花 键 组成 ， 对 于长 轴 距 的 汽车，有时还加装中间支承。它主要用于工作过程中相对位置不改变的两跟轴间传递转距和旋转运动。万向节传动轴设计应满足如下基本要求：1）、保证所连接的两轴夹角及相对位置在一定范围内变化时，能可靠稳定的传递动力。2）、保证连接的两轴尽可能的等速运转。3）、传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。1、万向节结构方案即采用准等速万向节中的双联式万向节，它的主要优点是允许两轴间的夹角较大一般可达），轴性密封性好，传动效率高，工作可靠，制造方便。五、驱动桥设计驱 动 桥 位 于 传 动 系 的 末 端 ， 其 基 本 功 用 首 先 是 增 扭 、 降速，改 变转 距的 传递 方向， 即增 大由 传动 轴或直 接从 变速 器传来的转 距， 并将 转距 合理的 分配 给左 、右 驱动车 轮； 其次 ，驱动桥还 要受 作用 于路 面和车 架或 车身 之间 的垂直 力、 纵向 力和精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页7 / 11 横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳装置组成，转向驱动桥还有等速万向节。设计驱动桥应满足如下基本要求：1、选择适当的主减速器比，以保证汽车在给顶条件下具有最佳动力性和燃油经济性。2、外廓尺寸小，保证汽车有足够的离地间隙,以满足通过性要求。3、齿轮及其他传动件工作平稳，噪音小。4、在各种载荷和转速工况下有高的传动效率。5、具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或 车 身 间 的 各 种 力 和力 距 ； 在 此 条 件 下 ， 尽可 能 降 低 质量，尤其是簧下质量，以减少不平路面的冲击载荷，提高汽车行驶平顺性。6、与悬架导向运动协调；对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调。7、结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修、调整方便。2）、 驱动桥的结构方案分析驱动车轮采用非独立悬架时，则应选用非断开式驱动桥。其结构简单，成本低，工作可靠。根据主减速器速比，应采用单级主减速器，它结构简单、质量小、尺寸紧凑、制造成本低等优点。单级主减速器多采用一对弧齿锥齿轮传动，它传动效率高。六、悬 架设 计悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架或车身）与车轴或车轮）弹性的连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。悬架由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲快和横向稳定器等组成。对悬架提出的设计要求有：1）保证汽车有良好的行驶平顺性。2）具有合适的衰减振动的能力。3）保证汽车有具有良好的操纵稳定性。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页8 / 11 4）汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适。5）有良好的隔声能力。6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。7）可靠的传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。2、悬架结构形式汽车 采用非 独立 悬架 ， 其 结 构 简 单 ，制 造容 易， 维 修 方 便 ，工 作可靠。七、转向系设计转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。对转向系提出要求有：1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。2）汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的情况下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。3）汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自振，转向盘没有摆动。4）转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动最小。5）保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。6）操纵轻便。7）转向轮撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。8）转向器和转向机构的的球头处，有消除应磨损而产生间隙的调整机构。9）在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架和车身应变形而共同后移，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。10）进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。2、机械式转向器方案分析循环球式转向系其 优点是 ： 在螺杆 和 螺母之间因为有 可以循环流动的钢球，将滑动摩檫变为滚动摩檫，因而传动效率可达到75%-85%；在结构和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面粗糙度和螺杆、螺母上螺旋槽经淬火忽然磨削加工，使之有足够的硬度和耐磨性能，可保证有足够的使用寿命；转向器的传动比可以变化；工作平稳可精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页9 / 11 靠；齿条和齿扇之间的间隙调整工作容易进行，适合用来做整体式动力转向器。3、转向系主要性能参数转向器正效率=70% 角传动比=27 力传动比=116.1 循环球式转向器主要参数齿轮扇数 /mm 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 6.5 摇 臂 轴 直 径/mm 22 26 30 32 32 35 38 40 42 45 钢 球 中 心 距/mm 20 23 25 25 228 30 32 35 40 螺杆外径 /mm 20 23 25 25 28 29 34 38 钢球直径 /mm 5.556 5.556 6.350 6.350 7.144 7.144 8.000 螺距 /mm 7.938 8.731 9.525 9.525 10.000 10.000 11.000 工作圈数 1.5 1.5 2.5 2.5 环流行数2 螺母长度 /mm 41 45 52 46 47 58 56 59 62 72 58 80 82 齿扇齿数 3 5 5 齿 扇 整 圆 齿数 12 13 13 13 14 15 齿扇压力角切削角齿扇宽 /mm 22 25 25 27 25 28 30 28-32 30 34 38 35 38 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页10 / 11 八、制动系设计制动系的功用是使汽车一适当的减速度将速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。制动系至少有两套独立制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置。除此之外，有汽车还设有应急制动、辅助制动和自动制动装置。设计制动系时应满足如下主要要求： 1 ）、具有足够的制动效能。 2 ）、工作可靠。 3 ）、在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵性和方向稳定性。 4 ）、防止水和污泥进入制动器工作表面。 5 ）、制动能力的热稳定性好。 6 ）、操纵轻便，具有良好的随动性。 7 ）、制动时，制动系产生噪音尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害。 8 ）、作用滞后性尽可能好。 9 ）、摩檫衬片应有足够的使用寿命。 10 、摩檫副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。11 ） 、 当制 动驱 动装置 在任 何 元 件 发 生 故 障并 使其 基本 功 能 遭 到 破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警提示。2、制动系结构形式方案汽车后轴制动器选择鼓式制动器中的领从蹄式，其制动器的效能和效能稳定性，在各式制动器中居中游；前进、倒退行驶的制动效果不变；结构简单，成本低；便于附装驻车制动驱动机构；易于调整蹄片与制动鼓之间的间隙。前轴则采用盘式制动器，汽车制动时不易于跑偏。与鼓式制动器相比，盘式制动器有如下优点：1）、热稳定性好。2）、水稳定性好。3）、制动力矩与汽车运动方向无关。4）、易于构成双回路制动系，使系统有较高的安全性和可靠性。5）、尺寸小、质量小、散热良好。6）、压力在制动衬快上的分布比较均匀，故衬块磨损也均匀。7）、更换衬块更容易。衬块与制动盘之间的间隙小，从而缩短了制动协调时间。9）、易于实现自动间隙调整。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页11 / 11 3、分路系统一轴对一轴）型，前轴制动器与后桥制动器各用一个回路。管路布置较为简单，可与传统的单轮缸鼓式制动器配合使用，成本较低。4、主要参数计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页