市城小型公交客车总体布置设计大学论文.doc

《市城小型公交客车总体布置设计大学论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《市城小型公交客车总体布置设计大学论文.doc（51页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2014届车辆工程专业毕业设计摘 要发展城市小型公共交通是规范城市短途运输市场、解决城市居民日常短途出行的重要措施。为满足城市短途客运的需求，必须开发结构先进、布置合理、性能优异且具有一定性价比的小型公交客车。本次设计首先分析了城市小型公交客车的发展现状与需求，在了解车辆的结构形式及主要参数对车辆性能的影响基础上，合理确定该车的结构形式及主要参数。然后综合考虑动力性、经济性、操纵性等要求，确定该车主要系统和总成的型式及参数。同时，为了设计出更加舒适的城市公交客车，采用了空气悬架系统，并设计了空调系统。在保证这些特性的前提下，初步完成了对城市小型公交客车总体布置设计，并对该车的主要性能进行了分析

2、计算。关键词：城市小型公交客车，总布置设计，动力性，经济性ABSSTRACTDeveloping urban miniature public traffic is an important measure to normalize short-distance transportation market and solve problems of daily short trip of urbanites. In order to meet the need of short transportation, miniature public buses with advanced struc

3、ture, reasonable layout, excellent performance and effective performance price ratio must be developed. First of all, the design analyzed the developing status and needs of miniature buses, reasonably identifying the structure and main parameters of this bus based on knowing about effects of structu

4、re and main parameters on vehicles performance. Then, dynamic property, economical efficiency, and operability will be taken into consideration, making sure the main system and model and parameters of the bus. Meanwhile, in order to design more comfortable urban buses, air suspension system is emplo

5、yed, and air-conditioning has been designed. On the premise of those qualities, this design has preliminarily completed the overall layout design, and analyzed and calculated the main performance.KEY WORDS:urban miniature bus, layout design, dynamic property, economical efficiency目 录摘 要1ABSSTRACT2前

6、言61.国内外客车行业的现状62.现代客车行业未来发展趋势6第1章 汽车形式的选择81.1轴数及驱动形式81.2汽车布置形式的选择8第2章 汽车主要参数的选择92.1汽车主要尺寸的确定92.1.1轴距L92.1.2前后轮距和92.1.3汽车的外轮廓尺寸102.1.4前悬和后悬102.2汽车的质量参数的确定102.2.1汽车整备质量102.2.2汽车的总质量112.2.3轴荷分配112.3汽车性能参数的确定112.3.1汽车动力性参数112.3.2汽车最小转弯直径122.3.3制动性参数122.3.4通过性参数132.3.5操纵稳定性参数13第3章 底盘各总成的选择153.1发动机的选择153.

7、1.1发动机的计算153.1.2发动机形式的选择163.2轮胎的选择163.3离合器173.4变速器183.4.1变速器的计算183.4.2变速器的选型203.5前桥213.6驱动桥233.7万向传动装置243.8车架253.9悬架系统253.10转向系统263.10.1转向器273.10.2转向操纵机构283.10.3转向传动机构293.11制动系293.11.1制动防抱死系统（ABS）303.11.2制动器的选择30第4章 汽车的总体布置314.1整车布置基准线（面）-零线的确定314.2发动机的布置314.3传动系的布置324.4转向装置的布置324.5悬架的布置324.6制动系的布置3

8、34.7踏板的布置334.8油箱、备胎和蓄电池的布置334.9车身内部布置334.9.1.车厢内的平面布置334.9.2客车横截面344.9.3地板平面高度344.9.4座椅的布置和尺寸344.9.5过道宽度、高度和扶手354.9.6仪表板上的布置354.10空调系统354.11车身形式36第5章 性能分析375.1汽车的动力性375.1.1汽车的最高车速375.1.2汽车的最大爬坡度415.1.3汽车的功率平衡425.2汽车的燃油经济性435.3制动性分析455.4操纵稳定性分析455.5平顺性分析465.6通过性分析46结 论47致 谢49参考文献50附 录51前 言1.国内外客车行业的现

9、状我国的客车工业起步于20世纪70年代，经过近四十年的发展，通过技术引进、中外合资等方式，现已具备一定的技术基础。随着经济的快速发展，我国客车市场得到巨大规模的发展，大中型客车厂已经具备了先进的客车车身及底盘制造技术；但是，整体上与国际先进水平相比仍有差距，主要表现在首次故障里程、平均故障里程、使用寿命等指标明显低于国际水平，缺少适合高速公路使用的客车发动机，特别是缺少适用于高速公路的高档客车底盘等。底盘的品种少，质量低也限制了客车行业的发展。近年来，随着社会发展和科技进步，客车的设计和制造水平迅速提高，主要表现在以下方面：（1）客车产能飞速增长。十年来，中国客车，特别是大中型客车销量年平均增

10、长率为41.05%，出口额平均增长率达到37.45%。（2）技术实力明显提升，客车产品结构齐全，高中低挡产品均能满足各种需求，一些先进的技术被广泛应用。（3）国内客车已经建立强有力的品牌效应。宇通、金龙等客车品牌，通过出口，经过国外的用户和市场的考验，被国外的市场接受，已成为世界知名品牌。国外大中型客车生产比较集中的国家和地区有欧洲日本加拿大等，其中西欧地区的德、法、意、瑞典四国企业在大中型客车的设计、制造、整车性能质量的提高与技术创新和新技术应用方面一直处于世界领先地位。全球比较著名的客车企业有：德国的奔驰；法国的雷诺；意大利的依维柯；日本的五十铃等。2.现代客车行业未来发展趋势未来城市的交

11、通客运发展以大公交战略解决未来城市面临的交通堵塞和环境污染问题。而大公交战略要求未来城市客车的设计和制造应提前着手考虑未来公交车辆的发展趋势。本文以未来10年城市社会经济和文化发展趋势和要求为依据，分析了公交客车在以下4个方面的发展要求及趋势。绿色环保化主要应从发动机改造着手，一方面电喷，三元催化技术已经从小轿车向大马力发动机延伸；另一方面开发新能源发动机装于城市公交客车上也是一种趋势新能源主要有电力、压缩天燃气(CNG)、液化石油气(LPG)、甲醇等。在城市客车中，电力、压缩天然气、液化石油气及混合燃料汽车已开始投入使用。形体设计大型化日益宽敞的道路设施和减车增效的需求使公交车形体设计趋向大

12、型化。大型公交车辆能在减少车辆数量的情况下提高运输效率，满足缓解城市交通堵塞和提高公交运输效率的双重要求。大型公交车辆能在不增加占道面积的情况下，解决大中城市客流量高峰期拥挤不堪的问题。城市道路拓宽和公交站点进一步完善，以及设置公交专用道等措施，为大型公交车辆的运作提供了现实条件。车辆低地板化低地板公交车有很多好处。前苏联汽车科学研究部门得出一个结论：对公交客车运营指标影响最大的是地板高度，地板高度降低57，可使乘客上下车的时间节省50 ，从而可提高定线平均运输速度75 。有人推算过，北京市的公共汽车时速每提高l km，相当子增加了300辆大公共汽车。地板降低无疑可增加平均运输速度，提高运营效

13、率，同时又便利老龄人、小孩及残疾人上下车 地板高度在320 450 mill的超低地板公交客车在国外发达国家城市已较为普遍。而我国地板高度在500600mm的城市客车目前已经出现这适合我国国情。有些道路状况很好的特大城市也应着力开发地板高度在450mm以下的超低地板公交客车。车身结构轻型化提高客车自重利用系数和经济效益的双重要求使公交车车身结构设计趋向轻型化。改进设计方案在材料不变的情况下，改进现有的设计方案，采用先进设计手段进行必要的强度试验，使设计方案更加合理；采用新型材料可考虑采用必要的轻金属材料、非金属材料，如复合材料、工程塑料零等。第一章 汽车形式的选择1.1轴数及驱动形式汽车可以有

14、两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、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。随着设计汽车的乘员数增多或装载质量增加，汽车的整备质量和总质量也增大。汽车轴数增加以后，不仅轴，而且车轮、制动器、悬架等均相应增多，使整车结构变得复杂，整备质量以及制造成本增加。包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，如矿用自卸车等，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。汽车驱动形式有42、44、62、64、66、84、88等，其中前一位数字表示汽车车轮总数，后一位数字表示驱动轮数。汽车的用途、总质量和对车辆通

15、过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因素。增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力，驱动轮数越多，汽车的结构越复杂，整备质量和制造成本也随之增加，同时也使汽车的总体布置工作变得困难。乘用车和总质量小些的商用车，多采用结构简单、制造成本低的42驱动形式。综上，车辆总质量小，轴荷不受道路桥梁限制，可直接采用结构简单，制造成本低廉的两轴方案，采用42的驱动形式。1.2汽车布置形式的选择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特点而言。汽车的使用性能除取决于整车和各总成的有关参数外，其布置形式对使用性能也有重要影响。本车直接采用传统的前置后驱形式（见图1），驾驶室位于前轴之后，这是一种传统

16、的布置形式，其主要优点：动力总成操纵机构的结构简单；散热器位于汽车前部，冷却效果好；冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能改善发动机保温条件；发动机出现故障时驾驶员容易发现；这种布置形式的客车底盘可与货车底盘通用，通用件多，有利于配件供应和维修工作。图1客车的布置形式第二章 汽车主要参数的选择2.1汽车主要尺寸的确定2.1.1轴距L轴距L对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。当轴距短时，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。轴距过短会使车厢长度不足或者后悬过长；汽车上坡、制动或者加速时轴荷转移过大，使汽车制动性或操纵稳定性变坏；车身纵向角振动

17、增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。参考国内主流客车厂家的主打车型，以及汽车设计表1-2，本车选取轴距：3308mm。2.1.2前后轮距和改变汽车轮距B会影响车厢或驾驶室内宽、汽车总宽、总质量、侧倾刚度、最小转弯直径等因素发生变化。增大轮距则车厢内宽随之增加，并有利于增加侧倾刚度，汽车横向稳定性变好；但是汽车的总宽度和总质量及最小转弯直径等增加，并导致汽车的比功率、比转矩指标下降，机动性变坏。受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大。但在选定的前轮距范围内，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间隙。在确定后轮距时

18、，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。参考汽车设计表1-2，轮距选取参考定为。2.1.3汽车的外轮廓尺寸汽车的外廓尺寸包括长、宽、高。它根据汽车类型，用途，承载量，道路条件，结构造型与总布置以及有关标准，法规限制等因素来确定。我们应该尽量让内部尺寸空间变得更宽广，但是如果过大制造成本也会增加，给汽车动力性、经济性和机动性带来负面影响，外形尺寸定为661025102940。2.1.4前悬和后悬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、上车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响。增加前悬尺寸，减小了汽车的接近角，通过性降低，并使驾驶员视野变坏

19、。初选的前悬尺寸，应当在保证能布置下上述各总成、部件的同时尽可能短些。对载客量少的平头车，考虑到正面碰撞能有足够多的结构件吸收碰撞能量，保护前排乘员的安全，这又要求前悬有一定的尺寸。后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性货箱长度或行李箱长度、汽车造型等有影响，并取决于轴距和轴荷分配的要求。客车后悬长度不得超过轴距的65%，绝对值不大于3500mm。综上，参考同类型车的前悬，后悬，取前悬和后悬长度分别为11702132。2.2汽车的质量参数的确定2.2.1汽车整备质量整车整备质量是指车上带有全部装备，加满燃料、水。但没有装货和载人时的整车质量。整车整备质量对汽车的制造成本和燃油经济性有影响。目

20、前，尽可能减少整车整备质量的目的是：通过减轻整备质量增加载质量或载客量，抵消因满足安全标准、排气净化标准和噪声标准所带来的整备质量的增加，节约燃料。减少整车整备质量的措施主要有：新设计的车型应使其结构更合理，采用强度足够的轻质材料，如塑料、铝合金等等。过去用金属材料制作的仪表板、油箱等大型结构件，用塑料取代后减重效果十分明显，目前得到比较宽泛的应用。今后，塑料在汽车上会得到进一步的应用。减少整车整备质量，是从事汽车设计工作必须遵守的一项重要原则。乘用车和商用车客车的整备质量，也可按每人所占的汽车整备质量的统计平均值估计（汽车设计表1-3）。整备质量取5300kg。2.2.2汽车的总质量汽车总质

21、量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。乘用车和商用客车的总质量由整备质量、乘员和驾驶员质量以及乘员的行李质量三部分构成。其中，乘员和驾驶员每人质量按65kg计，于是 式（2.1）式中，为包括驾驶员在内的载客数；为行李系数。2.2.3轴荷分配汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可用占空载或满载总质量的百分比来表示。轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。从各轮胎磨损和寿命相近考虑，各个车轮的负荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的负荷。而从动轴上的负荷可以适当减小，以利于减小从动轮滚动阻力和提高在环路面上的通过

22、性；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，又要求转向轴的负荷不应过小。汽车的驱动形式与发动机位置、汽车结构特点、车头形式和使用条件等均对轴荷分配有显著影响。当总体布置进行轴荷分配计算不能满足预定要求时，可通过重新布置某些总成、部件的位置来调整。必要时，改变轴距也是可行的方法之一。综上所述，初定本车的轴荷为整备时，前后轴比例分配分别为32.5%，67.5%。2.3汽车性能参数的确定2.3.1汽车动力性参数汽车的动力性参数包括最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转矩等。最高车速随着道路条件的改善，特别是高速公路的修建，汽车尤其是发动机排量大些的乘用车最高车速有逐渐提高的趋势。由于本车的采用的是天然气

23、发动机，故发动机功率不高，此处最高时速取。上坡能力用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数来表示汽车的上坡能力。因乘用车、货车、越野汽车的使用条件不同，对它们的上坡能力要求也不一样。通常要求货车能克服30%坡度，越野汽车能克服60%坡度。对于客车可取28%。对应的最大爬坡度为16。汽车的比功率和比转矩比功率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比。它可以综合反映汽车的动力性，比功率大的汽车加速性能、速度性能要好于比功率小些的汽车。比转矩是汽车所装的发动机的最大转矩与汽车总质量之比，它反映汽车的牵引能力。我国GB7258-1997机动车运行安全技术条件规定：农用运输车与运输用拖拉机的

24、比功率4.0，而其他机动车4.8。2.3.2汽车最小转弯直径汽车的最小转弯直径是汽车机动性的主要参数，它反映了汽车通过小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上掉头的能力。其值与汽车的轴距、轮距及转向车轮的最大转角等有关。各类汽车的最小转弯直径参见汽车设计表1-10。综合考虑取本车的最小转弯直径为12.5m。2.3.3制动性参数常以制动距离、制动减速度和制动踏板力作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。制动距离是指在良好的试验跑道上和规定的车速下，紧急制动时制动踏板起到完全停车的距离。我国通常以车速为30km/h和50km/h时的最小制动距离来评比不同车型的制动效能。常以制动距离、平均制动减速度

25、和行车时制动踏板力作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。本设计以车速下的最小制动距离作为设计制动性能的指标。由于对制动性能的分析要通过汽车的路面试验才能进行，因此对制动性的计算分析在这里不做具体说明。与同车型类似，暂时取。2.3.4通过性参数汽车的通过性是指它能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带和克服各种障碍的能力。在中设计要确定的通过性几何参数有：最小离地间隙，接近角，离去角，纵向通过半径等，各类汽车的通过性参数视车型和用途而异，其范围见表2-1：表2-1 各类汽车通过性参数汽车类型最小离地间隙(m)接近角()离去角()纵向通过半径(m)轿车微型、普通级0.120.18203015

26、2335中级、中高级、高级0.130.2058客车轻型0.180.221240820中型、大型0.240.2992059货车轻型0.180.222560254524中型、重型0.220.3047矿用自卸汽车0.32越野汽车0.260.37366035481.93.6参考表2-1及同类同级客车，最小离地间隙的在选定前后桥后确定为：前桥，后桥，纵向通过半径。2.3.5操纵稳定性参数汽车操纵稳定性的评价参数较多，与总体设计关系密切且应在设计中应予以控制的参数有：转向特性参数当汽车转变或受侧向风力作用时，由于轮胎的侧偏使前、后轴产生相应的侧偏角，。其角度差（）为正、负、零时使汽车分别获得“不足转向”、

27、“过度转向”和“中性转向”等特性。为了保证良好的操纵稳定性，希望得到不足转向特性。通常用汽车以0.4g的向心加速度作定圆等速行驶时前、后轴的侧偏角之差（）作为评价转向特性的参数，此参数在为宜。车身侧倾角当汽车以0.4g的向心加速度作定圆等速度行驶时，其车身侧倾角在之内为好，最大不得超过。制动前俯角汽车以0.4g的减速度制动时的车身点头角应不大于，否则将影响乘坐舒适性。国标GB632386给出了汽车操纵稳定性的试验方法。第三章 底盘各总成的选择3.1发动机的选择发动机是汽车的动力之源，其选型及布置对汽车的许多性能都有影响，尤其对汽车的动力性、燃料经济性、使用的可靠性与耐久性、维修的方便性以及制造

28、成本与市场竞争力等都有直接的影响。3.1.1发动机的计算发动机最大功率 式（3.1）式中：为发动机最大功率；为传动系效率，对驱动桥用单级主减速器的汽车可取为90%；为汽车总质量；g为重力加速度；为滚动阻力系数，对乘用车f=0.016510.01(50)，用代入。为空气阻力系数，客车取0.600.70；A为汽车正面投影面积。初步选定最高车速；总质量=7380 kg；重力加速度g= 9.8m/s2;滚动阻力系数f：迎风面积A: 式（3.2）式中：H汽车的总高(m)； 前轮距（m）。将各数值代入式00得3.1.2发动机形式的选择由于天然气汽车在排放方面具有明显的优越性，与使用汽油车相比，天然气汽车颗

29、粒物排放几乎为零，NO、CO和HC的排放也显著降低，所以天然气汽车在改善空气质量方面有着重要意义。同时，天然气的费用比汽油低三分之一，天然气的价格也非常稳定。目前国内大部分客车采用天然气发动机，故本车也采用天然气发动机。通过以上计算，选定发动机型号为NQ120N4,其参数如下：发动机形式：4缸4气门排量：3759ml标定功率：92kw最大扭矩：380功率转速：2800排放标准：国IV燃料种类：天然气进气形式：增压中冷3.2轮胎的选择轮胎及车轮用来支承汽车，承受汽车重力，在车桥与地面之间传力，驾驶人员经过操纵转向轮可实现对汽车运动方向的控制。子午线轮胎的特点是滚动阻力小、温升低胎体缓冲性能和胎面

30、附着性能都比斜交线轮胎要好，装车后油耗低、耐磨损寿命长、高速性能好。无内胎轮胎的平衡性良好发热少、刺扎后不易快速失气、高速行驶安全性能良好。无内胎轮胎如图3-1轮胎的尺寸和型号是进行汽车性能计算和绘制总布置图的重要原始数据之一，因此，在总体设计开始阶段就应选定，而选择的依据是车型、使用条件、轮胎的静载荷、轮胎的额定负荷以及汽车的行驶速度。当然还应该考虑与动力传动参数的匹配以及对整车尺寸参数的影响。参考同类车型，选取轮胎规格7.00R16,7.50R16,215/75R17.5轮胎。 图3-1 无内胎轮胎 3.3离合器离合器位于传动系的始端，用来接合和分离发动机与传动系，以保证汽车起步时将发动机

31、与传动系平顺接合，使汽车平稳起步；当变速器换档时能迅速、彻底地将发动机与传动系分离以减少有级变速器的齿轮冲击以便于换档。当传给离合器的转矩超过其所能传递的最大力矩（即离合器的最大摩擦力矩）时，其主、从动部分将产生相对滑磨。这样，离合器就起到了保护传动系防止其过载的作用。离合器有摩擦式离合器、液力耦合器和电磁式离合器。摩擦式离合器是借助接触面之间的摩擦作用来传递转矩的。液力耦合器是利用液体作为传动的介质；而电磁式离合器则是用电磁力来传递转矩。目前，汽车上广泛采用的是以弹簧压紧的摩擦式离合器。现代汽车摩擦式离合器的典型结构型式是单片干式或双片干式。单片干式摩擦离合器结构简单，调整方便，轴向尺寸紧凑

32、，分离彻底，从动件转动惯量小，散热性好，采用轴向有弹性的从动盘时也能够接合平顺。因此，广泛用于各级轿车及微、轻、中型客车与货车上，在发动机转矩不大于1000N.m的大型客车和重型货车上也有所推广。综上，参考同类型客车的离合器，本车设计采用单片干式、膜片弹簧离合器。3.4变速器变速器用于转变发动机的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速为的不同要求的需要。用变速器转变发动机转矩、转速的必要性在于内燃机转矩转速变化特性的特点是具有相对小的对外部载荷改变的适应性。发动机的适应性系数是其最大转矩与最大功率下转矩之比，内燃机车的适应性系数为1.

33、151.25。为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出如下设计要求：1、正确选择变速器的档位数和传动比，使之与发动参数进行优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性与经济性；2、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；3、操纵简单、方便、迅速、省力；4、传动效率高，工作平稳、无噪声；5、体小、质轻、承载能力强，工作可靠；6、制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长；7、贯彻零件标准化、部件通用化及产品系列化等设计要求，遵守有关标准规定；8、需要时应设置动力输出装置。3.4.1变速器的计算主减速比的确定主减速比对主减速器结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及

34、变速器处于最高档位时的动力性和燃油经济性都有直接的影响。对于客车来说，在发动机最大功率及其转速的情况下，所选择的应按式00来计算： 式(3.3)式中：轮胎的滚动半径； 变速器的最高档传动比；这里为计算方便暂取变速器的最高档为直接档，即，但实际有超速档（速比为0.70.8），所以实际取值可取得比计算结果大10%20%。车轮的工作半径可由试验直接测得,亦可用下列近似公式估算： 式（3.4）本设计选用的轮胎规格为215/75R16，式中:d轮辋直径,16in； b轮胎宽度，8.4in。注：（1in=25.4mm）轮胎变形系数.在硬路面上满载的汽车,对于标准轮胎和宽断面轮胎来说, 可取为0.10.16

35、;对于超低压拱形轮胎, 可大到0.20.3。介于0.10.3之间，权衡取=0.2代入以上数据即有： =0.025416/28.4(1-0.2)= 0.375(m)=2800r/min；将已知数据代入计算： 结合同类车型的及计算结果，则实际值取为4.857。变速器传动比的确定选择最低档传动比时，应根据客车最大爬坡度，驱动车轮与路面的附着力以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等综合考虑确定。根据已选发动机可知最低转速n=1200 r/min由最大爬坡度要求的变速器一档传动比为： 式（3.5） 式中：汽车总质量，7380kg； g重力加速度，g=9.8m/s2； 初定最大爬坡度28% ； 道路最大阻力系

36、数，本设计 驱动车轮的滚动半径，0.375m； 发动机最大转矩380N.m； 主减速比为8.097； 传动系的传动效率，取0.9 。将已知数据代入计算得： 根据驱动车轮与路面的附着条件变速器一档传动比为： 式（3.6） 其中：汽车满载静止于水平路面时驱动桥给路面的载荷, 道路附着系数，取0.5 ；其它参数同上将已知数据代入计算得： 即：3.4.2变速器的选型综合以上因素，选择变速器型式为CA5-38机械式同步器变速箱，如图3-2。产品特点及技术参数见图3-3图3-2变速器外形图3-3 CA5-38变速器特点及技术参数3.5前桥如前所述，布置型式为发动机前置后桥驱动，所以前桥即转向从动桥，主要由

37、前轴、转向节、主销和轮毂四部分组成。前轴是转向桥的主体。转向桥利用转向节使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向，同时还承受和传递车轮与车架及车架之间的垂直载荷、纵向力和侧向力以及这些力形成的力矩。转向桥的前轴是用中碳钢或中碳合金钢经模锻和热处理而制成的，其断面是工字型，可提高轴的抗弯刚度，同时也减轻质量。两端各有一呈拳形的加粗部分为安装主销的前梁拳部。中部向下弯曲成凹型，目的是降低汽车质心，扩展驾驶员视野。转向节是车轮转向的铰链，它是一个叉形件，上下两叉有安装主销的两个同轴孔，转向节轴颈用来安装车轮。转向节销孔的两耳通过主销与前轴两端的拳形部分相连，使前轮可以绕一定的角度转动而使汽车转向。为了减

38、小磨损，一般会在转向节销孔内压入青铜衬套。而为使转向灵活，通常会在转向节下耳与拳形部分之间装有轴承。在转向节上耳与拳形部分之间还装有调整垫片，以调整其间的间隙。本车选用一汽生产的中型车4.5t转向桥，如图3-4。它是国内市场占有率最大的转向桥。转向桥参数如图3-5。图3-4中型车4.5t转向桥图3-5前桥详细参数3.6驱动桥驱动桥处于传动系的末端，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右车轮，并使左、右驱动轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。驱动桥包括主减速器、差速器、半轴及桥壳等部件。驱动桥

39、的结构型式与驱动车轮的悬架型式密切相关。驱动桥的基本要求可以归纳为：所选择的主减速比应使汽车在给定使用条件下具有最佳的动力性和燃料经济性；差速器在保证左右驱动轮能以汽车运动学所要求的差速滚动外并能将转矩平稳而连续不断（无脉动）地传递给左右驱动轮；当左右驱动轮与地面的附着系数不同时，应能充分地利用汽车的牵引力；能承受和传递路面和车架或四厢间的铅垂力、纵向力和横向力，以及驱动时的作用力矩和制动时的制动力矩；驱动桥各零部件在保证强度、刚度、可靠性及寿命的前提下应力求减小簧下质量，以减小不平路面对驱动桥的冲击载荷，从而改善汽车的平顺性；轮廓尺寸不大以便于汽车的总体布置并与所要求的驱动桥离地间隙相适应；

40、齿轮与其他传动机件工作平稳，无噪声；驱动桥总成及零部件 的设计应能满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求；在各种载荷及转速工况下有高的传动效率；结构简单、维修方便，机件工艺性好，制造容易。参考同类型客车及分配的后轴轴荷，选定采用一汽生产的中型车390驱动桥。见图3-6。驱动桥详细参数如图3-7。图3-6中型车390驱动桥图3-7后桥参数3.7万向传动装置万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，其功用是在轴线相交且相对位置经常发生变化的两轴间传递动力。万向节有普通十字轴刚性不等角速万向节、准等速度万向节和等角速万向节等。在机械装置中，当动力在两轴之间传递，若两轴不平行，则必须

41、在两轴之间使用万向节连接，才能保证机构正常工作。因此，万向传动装置的功能是在汽车上任何一对轴线相交、且相对位置经常变化的转轴之间进行动力传递。此次采用十字轴万向节。十字轴式万向节有盖板式、瓦盖式和卡圈式等，因固定轴承方式不同而得名，结构大同小异，这些万向节都是不等角速万向节，用与轴线交角小于动力传动轴之间。此车设计采用汽车上常用的盖板式十字轴刚性万向节。因为设计的客车底盘为发动机前置后轮驱动，所以此万向传动装置连接变速器和后桥。3.8车架目前多数汽车是用车架把发动机、底盘和车身等各主要总成连成一个整体的。车架的功用是作为这些总成的安装基体，承受这些总成的质量及其传给车架的各种力、力矩。对车架的

42、要求是：1、具有足够的强度，保证在汽车大修里程内，车架的主要零部件不因受力而损坏；2、具有足够的抗弯刚度；3、车架要有合适的扭转刚度；4、车架质量尽可能小。车架按其总体结构形式，可分为框式、脊梁式、综合式三种。框式又可分为边梁式和周边式。根据车架的结构形式也可将客车底盘分为三类：纵梁式（亦称车架式）、三段式、格栅式。纵梁式客车底盘是从货车底盘沿袭下来、使用最早、且至今仍在广泛应用的一种客车底盘，它是由两根纵梁与若干个横梁铆接或焊接而成的。车架式客车底盘至今还能得到广泛应用的只要原因有： 1、结构简单，对车身设计要求低，改装客车容易，特别适宜于一些小型客车厂使用； 2、可以充分利用大型汽车厂的冲

43、压设备加工车架的纵梁、横梁等构件。综上，本次设计采用纵梁式车架。3.9悬架系统简单来说，悬架系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和减振器组成的整个支持系统。悬架就是车架（或车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。悬架系统是汽车上的一个非常重要的系统。它不但影响汽车的乘坐舒适性（平顺性），还对其它性能诸如通过性、稳定性以及附着性能都有重大影响，每一个悬架都由弹性元件（起缓冲作用）、导向机构（起传力和稳定作用）以及减振器（起减振作用）组成。随着汽车技术的发展，空气悬挂技术也越加的成熟，空悬的优点有：提高乘坐舒适性；延长车辆的使用寿命；有效的提高燃油经济性。所以本次设计选用空气悬挂系统 ，见图

44、3-8。 图3-8空气悬挂系统3.10转向系统驾驶员通过一套专设机构，使汽车转向桥（一般是前桥）上的车轮（转向轮）相对于汽车纵轴线的偏转一定的角度，这套专设机构称汽车转向系。汽车转向系的功用就是保证汽车能够按驾驶员的意志改变或恢复行驶方向。机械转向器由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。动力转向器由转向器、转向操纵机构、转向加力器组成，转向能源少部分由驾驶员提供，大部分由发动机通过转向加力装置提供。转向系统如图3-9。图3-9转向系统示意图l.转向盘 2.安全转向轴 3.转向节 4.转向轮 5.转向节臂 6.转向横拉杆 7.转向减振器 8.机械转向器 转向系统设计应满足的要求：（1）汽车转

45、向行驶时，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条件下，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，转向轮不得产生自振，由于运动不协调产生的车轮摆动应最小；（4）保证汽车有较高的机动性，并具有迅速和小转弯行驶能力；（5）操纵轻便；（6）转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲击尽可能小；（7）转向盘和转向传动机构的球头处，应设有消除因磨损而产生间隙的调整机构；（8）在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的装置；（9）转向轮与转向盘转动方向一致。3.10.1转向器转向器是转向系中的减速和改变传力方向的装置，分为齿轮齿条式转向器、蜗杆指销式、球面蜗杆滚轮式转向器和循环球式转向器等。齿轮齿条式转向器结构简单、制造方便、使用寿命长。它的传动方式是齿轮齿条直接啮合，操纵灵敏度非常高，滑动和转动阻力小，转矩传递性能较好，转向力非常轻，并可安装转向助力机构。齿轮齿条式转向器的正效率与逆效率都很高，属于可逆式转向器，并且自动回正能力强。因此，常用于轻型轿车的转向系中，但由于其传动比小，在使用中受到一定的限制。蜗杆曲柄指销式转向器结构比