1、微型 货车总体设计 本次课程设计是利用汽车设计，汽车理论等教材对货车的车型、整车参数、布置形式、性能计算的整体设计，以及画总布置图。 本次课程设计题目是设计载质量为 0.75t、最高车速是 80km/h，和滚动阻力系数为 0.018 的货车。首先根据已知条件查阅资料和查找相关车型，然后确定车型为微型货车，然后根据车型和相关限制条件确定货车的尺寸参数和质量参数，选择适合的发动机和变速器型号，初步布置，根据质心位置计算轴荷分配，看是否满足已选车型条件，再进行动力性计算，包括了驱动力与阻力的平衡，动力因数，加速度，加速时间的确定和燃油经济性等计算，最后计算货车的操纵稳定性，保证设计的车能够安全行驶，
2、再利用 cad 画出总布置图，完成设计 . 关键词：车型；整车参数；质量参数；轴荷分配；性能计算 第 1 章汽车形式的选择 1.1 货车轴数的选择 汽车可以有 两轴、三轴、四轴甚至更多轴。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 ,汽车的整各质量和总质量也增大。在 轴数不变的前提下 ,汽车总质量增加以后 ,使公路承受的负荷增加。为了保护公 路 ， 有关部门制定道路法规 ， 对汽车的轴载质量加以限制。但是汽车轴数增加以 后 ， 不仅轴 ， 而且车轮、制动器、悬架等均相应增多 ， 使汽车结构变得复杂
3、 ,整 车整 备 质量以及制造成本。对于质量不大的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁 限制的 ,均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案 (3.7t19t),本设计也采用两轴式汽车。 1.2 货车驱动形式的选择 汽车的用途、总质量和对车辆通过性的要求等 ， 是影响选取驱动形式的主要 原因。增加驱动轮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 ， 微型 货车总体设计 整车整 备 质量和制造成本也随之增加 ， 同时也是汽车的总体布置 工作 变得困难。 总质量小些的货车多采用结构简单、制造成本低的 4 2 驱动形式 ,本车也采用这种驱动形式。 1.3 货车的布置形式 汽车的布置形式是
4、指发动机、驱动桥和车身 (或驾驶室 )的相互关系和布置 特点而言。汽车的使用除取决于整车和各总成的有关参数外 ， 其布置形式对使用 性能也有主 要影响。 货车的布置形式可以按照驾驶室与发动机的相对位置的不同 ， 分为平头式、 短头式、长头式和偏置式四种。货车又可以根据发动机位置不同 ， 分为发动机前 置、中置和后置三种布置方式。 为了易于发现发动机故障 ； 是发动机的接近性好 、 维护方便 ；离合器、 变速 器等操纵机构的结构简单 ， 容易布置 ； 货箱地板高度地等原因本次设计货车采用 平 头式、发动机前置后轮驱动 (FR),驾驶室采用双排座 ,共乘坐 3 人。 第 2 章汽车的主要参数的选择
5、 2.1 汽车主要尺寸的确定 2.1.1 汽车外廓尺寸的确定 根据 GB1589-1989汽车外裤尺寸限界规定 ,货车总长不大于 12m； 不包括 后视镜汽车宽不大于 2.5m； 空载、顶窗关闭状态下 ,汽车高不超过 4m； 后视镜 等单侧外伸量不得超过最大宽度外 250mm； 顶窗、换气装置开启时不得超出车 高 3O0mm； 同时 ,参考同类汽车的外廓尺寸 (江淮 牌 HFC1040KT轻型载货汽车 5390 1950 2180)选择汽车外廓尺寸长宽高 :4800 1950 2100。 微型 货车总体设计 2.12 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要求下选
6、取。各类载货 汽车的轴距选用范围如表 2.1(1中表 1.2)所示。 表 2.1载货汽车的轴距和轮距 取 L=2800mm 2.1.3 货车前轮轮距 1B 和后轮轮距 2B 的确定 汽车轮距 B应该考虑到车身横向稳定性 , 1B 主要取决于车架前部的宽度、前 悬架宽度、前轮的最大转角和轮胎宽度 ,同时还要考虑转向拉杆、转向轮和车架 之间的运动间隙等因素。 2B 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 11 所示。选取 1B =1115mm, 2B =1225mm。 2.1.4 货车前悬 FL 和后悬 RL 的确定 前悬
7、尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧的长度、上 车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响。一般载货汽车的前悬不宜过长 ,但 要有足够的纵向布置空间 ,以便布置发动机、水箱、转向器、散热器风扇等部件。 后悬对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货箱长度、汽车造型等有影响 ,也不 宜过长 ,一般为 1200-2200mm之间 。 参考同类车型 :取 FL =1150mm， RL =1350mm。 4 2 货车 总质量 am （ t） 轴距（ mm） 轮距（ mm） 1.8-6.0 2300-3600 1300-1650 微型 货车总体设计 2.1.5 货车车头长度的确定 货车车头长度指从
8、汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离 ,车身 形式对 车头长 度有绝对影响。此外 ,车头长度对汽车外观效果、驾驶室居住性、汽车面积利用 率和发动机的接近性等有影响。 平头型货车 一般在 1400-1500mm之间 。 本次课设平头货车车头长度为 1500mm。 2.1.6 汽车车箱尺寸的确定 要求车箱尺寸在运送散装煤和袋装粮食时能装足额定吨数。 车箱边板高度 对汽车质心高度和装卸货物的方便性有影响 ,一般在 450-650范围内选取。但 是由于本车要求的最高车速较高 ,为了降低质心选择边板高度低些。参考同类车 型选取车箱尺寸 3015 1760 350。 2.2 汽车质量参数的确定 2.2.1 装
9、载质量 em 的确定 汽车的载荷质量是指汽车在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载质量 , 用 em 表示。题目中要求的是 em =750kg。 2.2.2 整车整备质量 om 的预估 汽车的整车整备 质量是指车上带有全部装备 ,包括随车工具和轮胎 ,加满油 和水 ,但没有载货和载人时的整车质量 ,用 om 表示。 1.质量系数 mo 的选取 质量系数是指汽车载质量与整车整 备 质量的比值 ,即 oemo mm / 。 该系 数反映了汽车的设计水平和工艺水平 , mo 值越大 ,说明汽车的结构和 制造工艺越先进。参考表 1.2(l中表 1.4): 微型 货车总体设计 表 2.2货车的质量系数
10、mo 货车 总质量 tma/ mo 1.8 am 6.0 0.8-1.10 1 1 对于轻型柴油机的载货汽车 ,质量系数为 0.8-1.00。 选取 mo =1 2.估算整车整备质量 om 。 om = em / mo 。 =750/1=750kg 2.2.3 汽车的载客量 汽车乘坐人员包括驾驶员在内共 3人 ,驾驶 1人 ,副驾驶 2人。 2.2.4 汽车总质量 am 的确定 汽车总质量是指汽车整车整备 质量、汽车装载质量和驾驶室乘员 (含驾驶室 ) 质量三者之和 ,用 am 表示。驾驶室乘员质量以每人 65kg。按乘员人数为 3人。 am = om + em +1n 65kg=1500+1
11、500+65 3=3195kg 2.3 汽车轮胎的选择 轮胎所承受的最大静负荷与轮胎额定负荷之比称为轮胎负荷系数 ,大多数轮 胎负荷系数取为 0.9-1.0以免超载 ,对于在良好路面上行驶且车速不高的货车其轮胎负荷系数可去上限甚至达到 1.1.本次课程设计后轮采用双胎。根据 GB516-82货车后轮装双胎时比单胎使用负荷可增加 10%-15%。 单胎最大静负荷为 : NF ngma1.1 =1.1 3195 9.8 6=5740.4N 选取轮胎参数见下表 2.3(2中表 ) 轮胎规格 层数 断面宽 外直径 最大负荷 相应气压 标准轮辋 允许使用轮辋 微型 货车总体设计 表 2.3轮胎参数 2.
12、4 轴荷分配 及质心位置的计算 2.4,1 汽车轴荷分配 汽车的轴荷分配影响汽车的使用性能和轮胎的使用寿命 ,为了使轮胎的寿命 一致 ,希望满载时每个轮胎负荷大致相同。表 4为各类载货汽车轴荷分配的统 计值。 表 2.4载货汽车轴荷分配 1 2.4.2 汽车质心分配 1)静止时的轴荷分配及质心位置 : 总布置的侧视图上确定各个总成的质心位置 ,及确定各个总成执行到前轴的 距离和距地面 的高度。根据力矩平衡的原理 ,按下列公式计算各轴的负荷和汽车的质心位置 : GaLGGbLGGGGGggGhhghgLGlglgg212121221122211(2.1) 普通花纹 越野花纹 6.5R16LT 6
13、,8,10 185 750 760 595 320 5.50F 5.00E 5.00F 型式 满载 (%) 空载 (%) 前轴 后轴 前轴 后轴 4 2后轮双胎 平 头 30-36 65-70 58-54 46-52 微型 货车总体设计 式中 : 1g 、 2g 、 总成的质量 ， kg 1l 、 2l 、 各个总成质心到前轴的距离 ， m 1h 、 2h 、 各个总成质心到地面的距离 ， m 1G 、 2G 后轴负荷 ， m L 汽车轴距 a 汽车质心到前轴的距离 ， m b 汽车质心到后轴的距离 ， m 在总布置时 ,汽车的左右负荷分配应尽量相等 ， 一 般可以不计算 ， 轴 荷分配和质心
14、位置应满足要求 ， 否则 ， 要 重新布置各总成的位置 ， 如 调整发动机或车厢位置 ， 以 致改变汽车的轴距。各总成质量及其质心到前轴的距离、离地高度见表 3.1。 表 3.1 各 总成质量及其质心坐标 主要部件 空载时质心坐标 （ x， y） 满载时质心坐标 （ x， y） 部件质量（ kg） 发动机及其部件 (0,1.13) (0,1) 280 离合器及操纵机构 (0.8,0.9) (0.8,0.8) 6 变速器及离合器壳 (1.2,0.8) (1.2,0.7) 75 万向节及离合器 (1.4,0.7) (1.4,0.6) 21 后轴及后轴制动器 (2.7,0.638) (2.7,0.5
15、38) 180 后悬及减震器 (2.85,0.505) (2.85,0.405) 90 前悬及减震器 (-0.5,0.505) (-0.5,0.405) 30 前轴、前制动器、 (0,0.725) (0,0.625) 75 微型 货车总体设计 轮毂转向梯形 车轮及轮胎总成 (2.7,0.385) (2.7,0.375) 255 车架及支架、拖钩装置 (1.6,1.4) (1.6,1.3) 120 转向器 (-0.5,1.3) (-0.5,1.2) 15 手制动器及操纵机构 (-0.4,1.15) (-0.4,1.05) 10.5 制动驱动机构 (-0.6,1.05) (-0.6,0.95) 9
16、 油箱及油管 (0.9,0.975) (0.9,0875) 15 消声器及排气管 (0.9,0.9) (0.9,0.8) 6 蓄电池组 (0.9,0.85) (0.9,0.75) 27 仪表及其固定零件 (0.8,1.63) (0.8,1.53) 6 车厢总成 (2.5,1.33) (2.5,1.23) 150 驾驶室 (0.4,1.6) (0.4,1.5) 45 挡泥板等 (2.8,0.926) (2.8,0.825) 45 人 (0.5,1.5) 195 货物 (2.5,1.6) 1500 空载时： 32.838280023473002 Gkg 5.864150 0129 6770 ghm
17、m 68.6611500 21 GG kg 123 5150 0280 068.6611 G LGb 1565150023472962 G LGa 前轴轴荷分配 %4415 0068.6611 GG 后轴轴荷分配 %5615 0032.8382 GG 微型 货车总体设计 符合前轴负荷 44% 49%后 轴负荷在 51% 56%的 范围内。所以满足轴荷分 配要求 满载时 : 238 0280 0666 40002 Gkg 120631953853495 ghmm 8153195 21 GG kg 24.714319 5280 08151 G LGb75.20853195 280023802 G
18、LGa 前轴轴荷分配 %5.2531 958151 GG 后轴轴荷分配 %5.74319523802 GG 符合前轴负荷 25% 27%后 轴负荷在 73% 75%的 范围内。所以满足轴荷分 配要求 2)水平 路 面上汽车满载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 列公式计算： : gzggzhLGaFhLhbGF21)(（ 2.2） 式中： 1zF 行驶时前轴最大负荷， kg； 2zF 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111 mGFz ，222 mGFz （ 2.3）
19、式中： 1m 行驶时前轴轴荷转移系数； 微型 货车总体设计 2m 行驶时后轴轴荷转移系数。 根据式（ 2-2）可得 : ggz hL hbGF )(1 38.69486.07.08.2 )86.07.0235.1(319 5 kg 8 5 2.08 1 538.6 9 4111 GFm z 2 7 3 786.07.08.2 9 9 9.03 1 9 52 gz hL GaF kg 15.123802737222 GFm z c.汽车满载制动时各轴的最大负荷按下式计算： LhaGFLhbGFgzgz)()(21（ 3-3） 式中： 1zF 制动时的前轴负荷， kg； 2zF 制动时的后轴负荷， kg； 令111 mGFz ， 222 mGFz 式中： 1m 制动时前轴轴荷转移系数； 2m 制动时后轴轴荷转移系数。 根据式（ 2-3）可得： 5 4 5.1 0 9 48.2 )2.17.07 1 4.0(3 1 9 5)(1 L hbGF gz kg 343.1815 545.1 0 9 41 11 GFm zz 94.7448.2 )2.17.0999.0(3195)(2 L haGF gz kg
