588 重型自卸车设计（底盘设计）（全套CAD图+说明书+翻译）
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重型自卸车设计（底盘设计）
摘要
此次设计的非公路自卸车适应于多种特定用途，是土方运输和各种露天矿剥岩、沙土运输的经济、高效、低耗的运输设备。该车具有为适应重载工况而特殊设计的悬挂系统、加强型宽体驱动桥、14.00-24型宽大工程轮胎，使该车具有超强承载能力，同时提供了超强的附着能力，保证了车辆的制动稳定性和良好的通过性，采用了大速比工程驱动桥，其输出转矩比同功率公路车大30%以上，爬坡能力强劲，重载起步顺畅。
本说明书主要是对KD6400整车总体布置做了一个详细的说明，其中包括整车主要尺寸（长*宽*高），前后轴距，轮距，轴荷分配的选择和计算以及各总成（发动机，传动系）的主要参数的选择。
特别对整车的动力性和经济性做了比较全面而细致的分析和计算，对动力性分析时，分别作出了驱动力—行驶阻力平衡图，动力特性图，功率平衡图。求出汽车的最大速度，另外也对汽车在不同的路面上行驶时，分别计算出了其最大爬坡度，并根据加速度倒数曲线求出汽车的加速时间，估算了该车的加速性能。在计算汽车的经济性时，根据发动机万有特性曲线，作出了9挡时的燃油消耗曲线，同时计算得整车的百公里燃油消耗量。通过计算结果显示，此汽车在动力性和经济性方面满足了设计任务书的要求。
另外本文也对汽车的稳定性和最小转弯半径做了计算和分析，并根据经验估算出了空载和满载时汽车的质心位置以及轴荷分配。
关键词：承载能力，附着能力，制动稳定性，通过性，动力性，经济性
- 内容简介：
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大学毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 学院： 车辆与动力工程学院 2013 年 4 月 10 日 课题名称 重型自卸汽车设计（底盘设计 ) 学生姓名 专业班级 课题类型 工程设计 指导教师 职称 课题来源 结合生产 1. 设计（或研究）的依据与意义 从我国重型汽车发展来看， 20 世纪 60 年代至 80 年代是非常缓慢的。改革开放以后，通过走引进和自主研发相结合的道路，我国汽车工业“缺重”的局面逐步得到改观。但由于各方面因素的影响，重型汽车市场一直处 于低迷徘徊的态势。直至 1998 年之后，在中、轻型货车市场一路下滑时，重型销量却有了可喜的回升。此后，在国家连续几年加大投资，实行积极的财政政策等一系列宏观调控措施的带动下，重货市场呈逐年走高态势，并进入全面发展时期，全局性增长成为目前重货市场的显著特性。从分车型的销售态势上看，重货继续保持去年以来的超高速增长，当月销量已经超过中型载货车，成为一个历史的转折点。 随着国内基础设施建设需要的不断增加，自卸车产量近年来一直保持较高产销量，在专用车综合产量中保持第一位置，但在种类、型式、材料运用方面与国外还有一定的 差距。自卸车的快速增长主要原因是固定资产投资强劲增长，巨大的投资规模奠定了自卸车市场需求基础；自卸车品种增加，不仅适应和满足施工需求，同时向运输市场发展；国家经济的快速发展，带动了相关行业的快速发展，巨大的资源消耗，成为我国重型车和重型专用车发展的原动力。 我国重型汽车市场继续保持着高速发展的状态，重型汽车市场发展速度大大超过其他车型的增长速度。目前，市场强劲的增长势头尚未减弱迹象。 促进重型汽车市场的主要原因； 1. 积极的财政政策继续为国民经济发展提供了宽松的财政金融环境，融资和信贷更加便利，扩大了人们的资金 来源。 2. 国民经济保持了较高的发展速度，去年前 6 个月达到 公路运输业快速发展，西部大开发，基础设施建设，房产业的繁荣进一步扩大了对重型汽车的需求。 3. 治理超限超载运输和严厉打击走私，取缔非法拼装车的政策措施促进了重型汽车市场的健康发展。 4. 主要重型汽车生产企业以市为导向，开发出一批适销对路的产品，带动了重型汽车市场的快速发展。 综上：大力发展重型自卸车产业，抢先发展重型自卸汽车能为公司及行业发展赢得好的效益和发展先机。 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 底盘作用是支承、安装汽车及其各部 件、总成，形成汽车的 整体造型，并接受发动机的动力，是汽车产生运动，保证其正常行驶。重型自卸 汽车的技术含量主要体现在底盘的技术上，车辆的动力性能、操纵性能、安全性以至于可靠性等技术性能的优劣，都毫无例外地取决于其底盘各总 成、各主要结构要素的性能及其合理的配置选择。底盘设计得好坏对汽 车的整车性能有着至关重要的影响。 国外的重型自卸汽车 底盘技术走在了行业的前沿，无论是四个系统的总体布置，还是具体到每个总成设计都有一个成熟的开发，以及如何降低底盘的重量和耗材和功能实现最大化方面等都有一套先进的理论。 国外重型自卸汽车几乎全部用柴油发动机作为动力， 近年来天然气、液化石油气等清洁燃料发动机也取得了较快的发展。国外 重型自卸汽 车大多采用 手 动变速器 (由液力耦合器、变扭器与行星齿轮组成，或采用电脑程控的自动变速器 )，主要是为了减轻驾驶员的劳动强度，增强 汽 车启动和变速时的 平 顺性。底盘制动系统多为前 后鼓式，除了采用双管路制动外， 流缓速器、制动蹄自动调隙装置等均属于标准配置。 国内的重型自卸汽 车底盘总布置则比较落后，基本上是借鉴 国 外 已有的技术。 目前国内生产的各类 重型自卸 汽车中， 80%以上是在普通载货车底盘的 基础上改装而成的。国内基本上没有 一家专业生产专用汽车底盘的企业，这一现状已经极大地制约了我国 重型自卸 汽车的发展 。 因此 国内重型自卸汽车 厂对 于这一现象 应给予充分重视，要专门开发适应市场需求的 重型自卸汽 车底盘。如何研制满足用户及市场需求的 重型自卸车 底盘，应从以下几方面考虑： 第一，与 重型自卸 车厂家进行改装方面的技术交流，了解上装部分的专用性能要求、技术要求，开发满足专用要求的底盘。 第二，充分了解 重型自卸 车使用环境及工况，对某些部件进行相应改进，以适应特定的环境及工况。 第三，召集行业内有 影响力的 重型自卸 车企业及 用户进行技术交流，广泛听取各方面的意见及要求，开发或不断改进 重型自卸 车底盘。 第四，密切关注发达国 家 重型自卸 车的 发展动向，结合国际、国内市场的需求趋势，开发高技术、高附加值 重型自卸 汽车底盘，填补国内空白并抢占国际市场。 3. 课题设计（或研究）的内容 1. 重型自卸汽车总体布置设计，全组确定总体方案，并进行讨论，分析方案的可行性，（设计计算）绘制装配图以及主要的零部件工作图。 2. 根据之前的计算进行校核，并结合所绘制的图纸，参阅相关文献资料，撰写设计说明书。 3. 完成外文翻译 4. 设计（或研究）方法 1. 调研，搜集、分析资料，确立并论证方案； 2. 类比法，参照同类车型，初选总体布置设计基本参数； 3. 实物参观，测量； 4. 对可行性方案进行理论计算。校核设计零件，使设计满足使用要求； 5. 计算机辅助设计，绘制主要零部件图纸设计。 5. 实施计划 2 周 调研，搜集、分析资料，明确具体任务，制定方案，撰写开题报告。 2 周 完成整车动力性和经济性计算，底盘布置总图。 4 周 完成底盘总图及零、部件图设计。 2 周 编写设计说明书和翻译。星期五最后交卷。 1 周 审核、互审评阅。 1 周 答辩，评定成绩。 指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日 教研室意见 教研室主任签字： 年 月 日 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 I 重型自卸车设计（底盘设计） 摘要 此次设计的非公路自卸车适应于多种特定用途，是土方运输和各种露天矿剥岩、沙土运输的经济、高效、低耗的运输设备。该车具有为适应重载工况而特殊设计的悬挂系统、加强型宽体驱动桥、 宽大工程轮胎，使该车具有超强承载能力，同时提供了超强的附着能力，保证了车辆的制动稳定性和良好的通过性，采用了大速比工程驱动桥，其输出转矩比同功率公路车大 30%以上，爬坡能力强劲，重载起步顺畅。 本说明书主要是对 车总体布置做了一个详细的说明，其中包括整车主要尺寸（长 *宽 *高）， 前后轴距，轮距，轴荷分配的选择和计算以及各总成（发动机，传动系）的主要参数的选择。 特别对整车的动力性和经济性做了比较全面而细致的分析和计算，对动力性分析时，分别作出了驱动力 行驶阻力平衡图，动力特性图，功率平衡图。求出汽车的最大速度，另外也对汽车在不同的路面上行驶时，分别计算出了其最大爬坡度，并根据加速度倒数曲线求出汽车的加速时间，估算了该车的加速性能。在计算汽车的经济性时，根据发动机万有特性曲线，作出了9 挡时的燃油消耗曲线，同时计算得整车的百公里燃油消耗量。通过计算结果显示，此汽车在动力性和经济性方面满 足了设计任务书的要求。 另外本文也对汽车的稳定性和最小转弯半径做了计算和分析，并根据经验估算出了空载和满载时汽车的质心位置以及轴荷分配。 关键词： 承载能力，附着能力，制动稳定性，通过性，动力性，经济性 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 F he of of is an of 4at of is 0 wh at an of of in t he of s so in we an us In we we at we to we 00In s to we an of a nd of is no of s of 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 ey 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 录 第一章 前言 .二章 参考车型技术数据 .三章 汽车主要技术参数的确定 汽车主要尺寸的确定 . 汽车质量参数的确定 . 发动机主要参数 . 轮胎的选择 . 传动比的选取 . 最大传动比的选取 . 变速器各挡传动比 .四章 轴荷分配及质心位置的计算 . 水平静止时的轴荷分配及质心位置的计算 . 汽车行驶时的轴荷分配的计算 . 汽车制动时的轴荷分配的计算 五章 稳定性计算 . 纵向稳定性 横向稳定性 最小转弯半径的计算 在横向坡上转向时的稳定性 六章 汽车动力性计算 . 汽车各挡速度的计算 16 汽车各挡驱动力的计算 16 汽车空气阻力的计算 17 滚动阻力系数的计算 18 汽车行驶时动 力因数 D 的计算 . 各挡牵引功率 计算 .辆与动力工程学院毕业设计说明书 V 阻力功率的计算 20 汽车加速度的计算 21 加速度倒数的计算 22 汽车爬坡度的计算 22 第七章 汽车的燃油经济性 .八章 结论 26 参考文献 .谢 .1 or is a as or is a at of be up to to be on at of K to is as a A is a a to is by a of be to on or it be in in up A or on a in in of a it or do is by or by S is of a 282B is to as an a by in by on of is as a is is of a to a or on ks to of to or to on A is a in a 3 a 2of a is is in in is or of be of of is of of a of by to or in he to a of is to of to or a it to by of of of to be in it to or at to In as to or at e to of of by of by of of of to p of s a of of in as of sy to as to of to of or to of 4 of by of in of s To is of is by a be in of is on;it is to it is to in To a in on by as as it To a it is to do up by by in on of in in on by is by by by by in be if or of a at 0 to is or if is be up by t on so if in or to on by to as to up at a 0 to on of To of is on in of s is by of of to of a it to a of is on on is On of is is to to on on by of on on in is in is is in it is 1 in is in a is in is to is a on e to in to to is 2. or to is to be to of on to it 3. in to of a so in of be to it at a of be if is or be if a to s is by a or by s a to in a to to is by by is so of to of s of is to of at at be a to of s to at s of an in as s is as 8 英 文翻译 自卸汽车 一辆自卸车或者生产用自卸车是用来运输建筑用的散料（例如：沙、砾石和垃圾）的汽车。专用自卸车要求后面有液压倾斜的货箱，它的前部可以被举起让货物堆放在送货的汽车后面。在英国，这种汽车只允许在非公路场地用，并且公路车被认为是自卸车。 标准自卸车是在车架上安装了自卸车箱的整车底盘。车厢被安装在舱壁前面的液压缸举起，液压缸位于驾驶室（牵引单元）和车厢（挂车）之间。标准的自卸车有一个前桥、一个或者更多每边都有双后轮的典型后桥，两个后桥十个车轮，并且四车轴有三个后桥。这些主要在中部城市和南方见到。 短轴 距的标准自卸车比更高的储存容量半挂车自卸车更具机动性。 非公路自卸车比公路用车更接近与建设设备或工程汽车。它们被严格要求运用于采矿和非公路的重型场合。 自卸车并不经常被用于采矿业和建筑业。在大部分的美国，这种严格意义上的非公路汽车是转运卡车，例如它典型的地步和侧面，介绍了当被装上后的材料是如何被卸载的。在转运卡车的车厢的说明里，利勃海尔 车货物时卸载到后方的，指定这个特别的车辆作为年转运卡车。有一些例子，几个拖车（公路列车）是由一辆在道路上行走的卡车牵引。剩下的唯一的例子是被形容为组合煤车 由 司制造的。这个大容量的卡车是用来从一个加载装置直接向电力站或散装储存区运输煤炭的。 许多冬季服务车辆单位的基础是自卸卡车，通过布置压载物来增加卡车的重量或将盐散布在道路上。 一个半挂自卸车是一个拖拉机与挂车的组合，其中拖车本身包含液压启闭机。一个典型的半挂自卸车有一个 3 轴拖拉机牵引 2 轴半挂车。关键的优势是一个半挂自卸车可快速的卸载。一个关键的缺点是它们在倾卸货物时很不稳定，这限制了它在许多场合的应用，如倾卸的场地是不平的。 拖拉机和汽车都是复杂的自动行走机器，它由不同的相互作用的机械装置 和设备组成，从而形成一定的组合，拖拉机主要由以下部分组成，不考虑9 专门的设计特征，所有的拖拉机是由发动机，驱动机构，汽车传动，转向和悬架装置机构，转向装置，工作附件，辅助设备。 发动机使热能转变为机械能。 驱动机构由一套机械装置组成，它们能传递由发动机曲轴输出的扭矩并能在大小和方向上改变转动扭矩。驱动机构包括离合器、柔性连机器、变速器和后轮轴。 离合器的作用是使当司机换挡时使发动机曲轴短时间内脱离变速器，同时也是在启动拖拉机是自如的将能量从发动机传到驱动轮上。 柔性联轴节把弹性元件离合器轴和功率传动轴连接在一 起，并允许它们有轻微的同轴度。 变速器通过啮合多对齿轮来改变驱动扭矩和拖拉机的行驶速度，为了发动机曲轴方向自动保持一致，变速器能帮助拖拉机倒车。后轮装置可以提高行驶扭矩并能以合适的角度改变扭矩，在大多数的拖拉机中，后驱动桥由制动器组成，高速拖拉机与低速拖拉机的区别是驱动机构，包括差速器，能使车轮在转弯时或崎岖的山路上以不同的角速度转动。在一定的时间或相同的时间内左右车轮可以行驶不同的距离。 汽车的运转，转向和悬架机构是拖拉机行走的需要，车轮的转动与地面有关。 转向装置用于通过转变前轮或改变速度从而改变拖拉机 的转动方向。 工作附件是利用拖拉机的发动机的可用能量来完成不同的农业工作，它们包括动力输出轴、拉杆、推动装置和皮带轮。 拖拉机的辅助系统包括驾驶室的弹性座椅和加热通风装置、发动机罩、点火装置、方向指示器、喇叭等。 汽车主要组成部分的布置和目的在理论上与转动拖拉机的安排在道理上是一样的，在汽车上，汽车的传动机构，驱动机构，汽车的传动，转向，悬架机构是用于改变行驶和制动的方向，放慢行驶中的汽车速度直至汽车停下为止。 汽车的辅助装置包括绞车盘，驾驶室、加热和通风装置、牵引杆等。 汽车的控制汽车和它的发动机的控制和对这些装置的操作受到驾驶室前面的一些控制件和部件的监控。 为了启动发动机并控制其旋转，需要用节流操作踏板、散热器百叶窗控10 制手柄、阻风门按钮、点火开关和节气门操纵拉杆。点火开关由位于以下四个位置的任何一个开关，中间位置 所有的电流消耗被关闭，第一个位置也是点火开关，同样第二个位置可以打开点火开关和开启电动机，第一个开关可以按响小喇叭，擦挡风玻璃，同时关闭加热器和鼓风机的加热系统。 在启动发动机前，有必要检查指示器里油液的多少，发动机曲轴箱机油的多少和燃油箱里燃油的多少。 要 启动一个热的发动机请把换挡杆至于中间的位置，并打开点火开关，并启动气动马达以使发动机运转起来。 要启动一台冷的发动机，建议按如下操作进行：通过启动液压泵提高汽油压力，把阻风门按钮拨到关闭阻风门，把换挡杆置中，通过踩离合器，将离合器踩至驾驶室地面，这样就可以减小离合器的阻力，从而以便于启动发动机，因为在这种情况下，变速器不会在变浓的机油里搅动。打开点火开关，启动电动机和发动机，限制启动发动机的时间持续五秒 ,如果发动机被开启，通过松开点火开关即可关闭发动机，通过推阻风门按钮打开阻风门，轻轻踩下加速器踏板在一定程 度上能加快发动机的转速，同时逐渐放开离合器踏板时离合器结合。一台状态良好的发动机在一两次的尝试下很容易就能启动。如果启动失败，请在另一次启动前至少等待 30 秒。如果再试一次仍然无法启动，请检查点火装置和供油系统，如果问题出现在启动器或电池组上，可以采用手柄的一边，这样如果发动机反转就不会受伤。 在低温状态下，启动发动机前请关闭冷却器，用热水灌满冷却装置是发动机机油箱充满热的机油或者使用启动预热装置，在打开点火开关之前请关闭散热器百叶窗，然后按以下建议打开其余的装置。 汽车的控制包括离合器踏板、制动器踏板、节流 操作踏板、方向盘、换挡杆和驻车制动杆。 在 开 始 驾 驶 之 前 ， 请 以 适 当 的 转 速 加 热 发 动 机 直 至 冷 却 液 温 度 达 到60，随着发动机的变热，随着阻风门的全部打开，逐步打开阻风门并降低发动机的转速，请阅读仪表盘仪器以检测发动机的运行情况。 为了检测发动机的运转和汽车自身，常使用被安装在驾驶员座椅前仪表板上的设备和仪表 :温度计、温度警告灯、燃油油量计、速度计、燃油压力警告灯、电流表、燃油压力计。 信号是由拨动开关和安装在转向柱左边的信号开关产生的。向下转动转11 向信号开关左转向灯和车后灯就闪烁起来，这样指示将要向左转弯。并且向上转 动使得右边的灯和车后灯指示右转弯，不管任何时候开启任何一个转向信号灯，安装在仪表板上的转向信号指示灯都将闪烁。当汽车转弯后直线行驶时转向信号灯自动关闭。 在汽车地板的左边有脚 关，它是用来从高到底开启顶部的灯灯开关有三个位置： 向盘灯、后车标灯和仪表板灯都亮 顶灯、后车标灯、仪表盘灯和驾驶方向盘灯都灭。 安装在仪表盘上的挡风玻璃雨刮器和除霜吹风机开关都可以通过顺时针拨动各自的开关来开启。雨刮器开关有三个位置：关、小 流量、和大流量。 安装在仪表盘下面的是散热器百叶窗开关控制手柄和车篷手柄。往后拉动手柄可以关上散热器百叶窗，拉回手柄可以释放车篷。它们同样有两条回路。当手柄到达左边最大位置时进气通风口全开，到达右边最大位置时全闭。当手柄在左边最大位置时进气是全开的，当手柄在右边最大位置时进气门全闭。 1. 在后轮驱动的汽车上传动系的最后部件是后驱动桥。发动机功率传递，通过传动轴从变速器传输到后桥。该传动轴基本上是一个两端都有万向节的金属管。这些万向节，使金属管可以和悬架随动和保持转矩不断地流向后桥。在前轮驱动的汽车中传动轴被集成 到了变速器，这样组成了传动系。 2. 传动轴或万向传动轴，连接变速器输出轴到差速器输入轴。因为所有的道路都不能完全平顺，并且变速器是固定的，传动轴必须做成弹性的以吸收坎坷道路引起的震动。一般，当传动角变化时“ u 型接头”允许传动轴弯曲。 3. 传动轴通常是中空的，目的是减轻重量，但一个大的直径，以便他们有足够的强度。高优质钢，有时候铝都可以用于制造传动轴。传动轴必须有很高的直线度和动平衡度，以避免震动。因为它通常是轮流在发动机速度，如果轴不平衡或弯曲，都可以引起很多的危害，如果 u 型连接已磨损将引起危害。 大多数的动力转向 系统是用液压系统来转动汽车的轮子的。油液压力通常由一个由发动机驱动的活塞泵或者旋转叶片泵来提供。一个双向液压活塞向转向机构提供压力，转向机构轮流向车轮提供转矩。液体的流量由方向盘12 操作来控制。有几种普通阀虽然较复杂，但是它们都允许转向轮转动比开启一个简单的必要的阀容易。这样可以使转向轮的位置对应汽车车轮的位置。随着泵的作用轮胎发生位移，流量直接正比于发动机的转速。这就意味着在发动机高速时需要一个限流阀和流量控制阀被用来引导一部分泵的输出返回到油液泵。一个泄压阀也被用来防止当液压缸活塞到达活塞缸顶部室所建立的压 力引起的危险。 一些现代的调压阀也包含一个电子泄压阀，这个电子泄压阀可以减小动力转向系在发动机转速上升时油液的压力（这就是我们众所周知的可调式动力转向）。 I 重型自卸车设计（底盘设计） 摘要 此次设计的非公路自卸车适应于多种特定用途，是土方运输和各种露天矿剥岩、沙土运输的经济、高效、低耗的运输设备。该车具有为适应重载工况而特殊设计的悬挂系统、加强型宽体驱动桥、 宽大工程轮胎，使该车具有超强承载能力，同时提供了超强的附着能力，保证了车辆的制动稳定性和良好的通过性，采用了大速比工程驱动桥，其输出转矩比同功率公路车大 30%以上，爬坡能力强劲，重载起步顺畅。 本说明书主要是对 车总体布置做了一个详细的说明，其中包括整车主要尺寸（长 *宽 *高）， 前后轴距，轮距，轴荷分配的选择和计算以及各总成（发动机，传动系）的主要参数的选择。 特别对整车的动力性和经济性做了比较全面而细致的分析和计算，对动力性分析时，分别作出了驱动力 行驶阻力平衡图，动力特性图，功率平衡图。求出汽车的最大速度，另外也对汽车在不同的路面上行驶时，分别计算出了其最大爬坡度，并根据加速度倒数曲线求出汽车的加速时间，估算了该车的加速性能。在计算汽车的经济性时，根据发动机万有特性曲线，作出了9 挡时的燃油消耗曲线，同时计算得整车的百公里燃油消耗量。通过计算结果显示，此汽车在动力性和经济性方面满 足了设计任务书的要求。 另外本文也对汽车的稳定性和最小转弯半径做了计算和分析，并根据经验估算出了空载和满载时汽车的质心位置以及轴荷分配。 关键词： 承载能力，附着能力，制动稳定性，通过性，动力性，经济性 F he of of is an of 4at of is 0 wh at an of of in t he of s so in we an us In we we at we to we 00In s to we an of a nd of is no of s of ey 4 5 目 录 第一章 前言 .二章 参考车型技术数据 .三章 汽车主要技术参数的确定 汽车主要尺寸的确定 . 汽车质量参数的确定 . 发动机主要参数 . 轮胎的选择 . 传动比的选取 . 最大传动比的选取 . 变速器各挡传动比 .四章 轴荷分配及质心位置的计算 . 水平静止时的轴荷分配及质心位置的计算 . 汽车行驶时的轴荷分配的计算 . 汽车制动时的 轴荷分配的计算 五章 稳定性计算 . 纵向稳定性 横向稳定性 最小转弯半径的计算 在横向坡上转向时的稳定性 第六章 汽车动力性计算 . 汽车各挡速 度的计算 16 汽车各挡驱动力的计算 16 汽车空气阻力的计算 17 滚动阻力系数的计算 18 汽车行驶时动力因数 D 的计算 各挡牵引功率 计算 . 阻力功率的计算 20 汽车加速度的计算 21 加速度倒数的计算 22 汽车爬坡度的计算 22 第七章 汽车的燃油经济性 .八章 结论 26 参考文献 .谢 . 第一章 前言 从我国重型汽车发展来看， 20 世纪 60 年代至 80 年代是非常缓慢的。改革开放以后，通过走引进和自主研发相结合的道路，我国汽车工业 缺重 的局面逐步得到改观。但由于各方面因素的影响，重型汽车市场一直处于低迷徘徊的态势。直至 1998 年之后，在中、轻型货车市场一路下滑时，重型销量却有了可喜的回升。此后，在国家连续几年加大投资，实行积极的财政政策等一系列宏观调控措施的带动下，重货市场呈逐年走高态势，并进入全面发展时期，全局性增长成为目前重货市场的显著特性。从分车型的销售态势上看， 重货继续保持去年以来的超高速增长，当月销量已经超过中型载货车，成为一个历史的转折点。 随着国内基础设施建设需要的不断增加，自卸车产量近年来一直保持较高产销量，在专用车综合产量中保持第一位置，但在种类、型式、材料运用方面与国外还有一定的差距。自卸车 的快速增长主要原因是固定资产投资强劲增长，巨大的投资规模奠定了自卸车市场需求基础；自卸车品种增加，不仅适应和满足施工需求，同时向运输市场发展；国家经济的快速发展，带动了相关行业的快速发展，巨大的资源消耗，成为我国重型车和重型专用车发展的原动力。 我国重型汽车市场继续 保持着高速发展的状态，重型汽车市场发展速度大大超过其他车型的增长速度。目前，市场强劲的增长势头尚未减弱迹象。 促进重型汽车市场的主要原因； 1. 积极的财政政策继续为国民经济发展提供了宽松的财政金融环境，融资和信贷更加便利，扩大了人们的资金来源。 2. 国民经济保持了较高的发展速度，去年前 6 个月达到 公路运输业快速发展，西部大开发，基础设施建设，房产业的繁荣进一步扩大了对重型汽车的需求。 3. 治理超限超载运输和严厉打击走私，取缔非法拼装车的政策措施促进了重型汽车市场的健康发展。 4. 主要重型汽车生产企业以市为导向，开发 出一批适销对路的产品，带动了重型汽车市场的快速发展。 8 综上：大力发展重型自卸车产业，抢先发展重型自卸汽车能为公司及行业发展赢得好的效益和发展先机。 另外，我国汽车工业发展较晚，虽然在短短的几十年内取得了较好的成绩，但与西方一些汽车大国相比差距仍然很大。我们虽然生产出了不少好品牌的汽车，但我们整体水平并不高，不过随着我国技术的不断发展，这种差距正在不断缩小。作为一个中国人，作为一个车辆工程专业的学生，我们有义务为振兴中国的汽车工业而努力奋斗。 9 第二章 参考车型技术 数据 此设计参考了徐州 重工有限公司 和宇通重工有限公司 的车型，其主要技术参数如表 2示 表 2考车型的主要技术参数 车型 工 ) 通重工 ) 发动机型号 压中冷 压中冷 发动机功率 27620076200距 3800560600500装斗容 26m 25m 堆装斗容 举升机构 货箱中部单缸顶起，最大倾翻角度 53 货箱前端单缸顶起，最大倾翻角度53 举升时间 20s 25s 最高车速 47km/h 最大爬坡能力 48% 40% 最小转弯半径 (前轮中心 )/（车体外缘） 1m 最小离地间隙（前轴下） 300近角 /离去角 30/47 33/45 长 *宽 *高 8700275740730200700车整备质量 23t 最大载货质量 41t 最大设计总质量 64t 驱动型式 6*4 轮胎 型号 程花纹（ 10 第三章 汽车主要技术参数的确定 车主要尺寸的确定 1. 外廓尺寸的确定 汽车的长、宽、高称为汽车的外廓尺寸。在公路和市内行驶的汽车最大外廓尺寸受到有关法规的限制，而非公路用车辆可以不受法规限制。一般在满足要求的情况下应尽量减小汽车的外廓尺寸，以减小汽车自重，提高汽车的动力性、经济性和机动性。参考同类车型我们取该车的外廓尺寸： 长 *宽 *高 =8700*3275*3740 2. 轴距 L 的确定 轴距的大小直接影响汽车的长度、重量、最小转弯半径、传动轴的 长度、纵向通过半径和许多使用性能。当 轴距短时 ，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配和传动轴夹角有影响。轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长，汽车上坡、制动或加速时轴荷转移过大，使汽车制动性或操纵稳定性变坏。 因此确定汽车轴距时应考虑各方面的要求，在保证设计要求的前提下，轴距短些好。此处，参考同类车型我们取轴距： L=3800+1560 (前举 ) 图 31 3. 前轮距 后轮距 确定 汽车轮距影响车厢或驾驶室内宽、汽车总宽、总质量、侧倾刚度和最小转弯半径。查相关资料，货车轮距一般在 27003500 之间。类比我们取650,550。 4. 前悬 后悬 确定 长度是在总体布置过程中确定的，前悬要有足够的长度以固定发动机、水箱、转向器等部件但不能过长，否则接近角太小不利于通过性。后悬长度主要取决于车厢长度、轮距和轴荷分配 要求，同时要保证有适当的离去角，后悬过长，上、下坡容易刮地转弯也不灵活。货车一般取为 12002200之间。 车质量参数的确定 1. 整车整备质量 m。 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），加满水、 燃料但没有装货和 载人是整车质量大小，在设计阶段估算确定。此处类比估算 23 吨。 2. 载质量 1 吨 3. 质量系数 量系数是指汽车载质量与整车整备质量之比值，即 m0=me/1/23= （ 3 4. 汽车总质量 货车总质量 m。 + me+5 5. 轴荷分配 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轮胎负荷 应相差 不大，为保证汽车良好的驱动性和通过性，驱动桥应有足够的负荷；为保证汽车有了良好的操作稳定性，又要求转向轴的负荷不应过小。参考如表 312 表 3荷分配参考表 车型 满载 空载 参考货车 6*4 后轮双胎 前轴 后轴 前轴 后轴 19%25% 75%81% 31%37% 63%69% 设计车型 50 吨 整备质量 23% 77% 32% 68% 147200N 492800N 73600N 156400N 动机主要参数 表 3动机主要参数 型号： 动机形式： 六缸直列、水冷 、四冲程 、 增压中冷，直喷 式 汽缸数： 6 全负荷最低燃油消耗率： 191g/油种类：柴油 发动机净重： 905缸排列形式：直列 压缩比： 17： 1 排量： 定转速： 2200r 排放标准：欧 每缸气门数 2 最大输出功率： 276火次序： 1大马力： 375 马力 每缸行程： 130大扭矩： 1500Nm 气缸缸径： 126大扭矩转速： 14001600r/形尺寸：长 *宽 *高 =1566*582*1024 发动机的外 特性曲线 如图 3示： 13 发动机外特性曲线020040060080010001200140016000 500 1000 1500 2000 2500转速 ( r / m i n )扭矩 M e N . P e k 消耗率g/3 胎的选择 选用轮胎型号： 断面宽度： 360直径： 1430辋名义直径： 610荷下的静力半径： 680 动比的选取 最小传动比的选取 按照最高车速的要求，即最高车速不小于 47km/h。由公式 14 V=n/(km/h) （ 3 其中 V汽车车速 （ km/h） r车轮滚动半径 （ n发动机转速 （ r/ 变速器各档速比 主减速器传动比 根据参考车型有关参数以及相关要求，我们选取 r=680n=2200r/U=47km/h 求得 高档为直接挡，即此时 则 最大传动比的选取 1. 根据最大爬坡度确定一档传动比 r（ （ 3 其中 G汽车总质量， G=64000N f滚动阻力系数，货车取 f=主减速器传动比为 12.0 r车轮滚动半径为 680发动机最大转矩为 1500 Nm T传动总效率 T=0 轴 g 0=92%，双级主减速器； 轴 =98%，传动轴和万向节； g=92% 故 T=于要求最大爬坡度为 42% 即 代入以上数据算得 . 根据驱动轮与路面的附着力确定一档传动比 r （ 3 其中 =z=(75%81%)G/9%*640000/48374N （ 3 则 5 3. 根据最低稳定车速确定一挡传动比 （ 3 其中 发动机最低转速 6005（ r/ 发动机最低稳定车速 （ km/h） 求得 上，最大传动比为 速器各档传动比 变 速器各挡的传 动比的分配以及各挡传动比总效率如表 3示。 表 3速器各挡的传动比的分配以及各挡传动总效率 档位 一挡 二挡 三挡 四挡 五挡 六挡 七挡 八挡 九挡 倒挡 传动比 传动效率 6 第四章 轴荷分配及质心位置的计算 平静止时的轴荷分配及质心位置的 计算 当汽车总体布置完成后，各部件的位置也就确定了，我们应当对轴荷分配和质心位置进行计算。为此需要知道各部件的质量 其质心位置（ xi， 以通过对选用现成的部件的称重或类似部件实际 质量对比估算得到，各部件质心位置可按几何形状和结构估算或对现成部件进行实测得到。将各部件的质心和质量标在总体布置图上，量出各部件的质心到前轮中心线的水平距离 其离地高度 而后进行前、后轴静负荷 计算。包括满载、空载两种工况各部件质量和质心位置估算结果如表 4表 4各部件 质量和质心位置估算 序号 部件名称 质量 xi 发动机及其附件 400 1150 2 离合器及操纵机构 80 900 3 变速器及离合器壳 50 885 4 万向节传动 700 785 5 后轴及后轴制动器 580 680 6 后悬架及减速器 590 940 7 前轴、前制动器、轮毂、转向梯形 590 8 前悬架及减震器 680 9 车轮及轮 胎总成 700 680 10 车架及支架拖钩装置 500 1000 11 转向器 800 1000 12 制动驱动机构 700 790 13 油箱及油管 300 840 17 14 消声器及排气管 700 1100 15 蓄电池组 285 840 16 仪表及固定零件 750 1900 17 驾驶室 500 1850 18 手制动器及操纵机构 520 750 19 车厢总成 000 1700 20 挡泥板 650 800 根据表 4的数据进行如下计算： 1. 空载时 0= （ 4 2= （ 4 汽车重心的纵向位置 a=2870 （ 4 - 710 心高度： 0a=1044 （ 4 其中 空载时前轴静负荷 空 载时后轴的静负荷 质心到前轴的距离 质心到后轴的距离 L汽车轴距 2. 满载时 10= 汽车重心纵向位置 ： =3528 052 心高度： 18 0a=1464 车行驶时的轴荷分配 的计算 1. 汽车行驶的驱动力 附着条件 驱动条件： f+i (4其中 驱动力 滚动阻力 空气阻力 坡度阻力 附着条件： (4其中 附着系数 作用于驱动轮上的地面法向作用力 汽车行驶驱动附着条件： Ff+i (42. 汽车行驶的轴荷分配及附着力 汽车的附着力决定于附着力系数以及地面作用于驱动轮的法向反作用力，计算结果如下： 汽车行驶时的前轴载荷 a( ( (4=4000(464)/(464) =52158 N 其中 汽车满载总质量 满载时质心到后轮中心线水平距离 附着力系数 L 汽车轴距 满载时质心高度 汽车行驶时的后轴载荷 a( (4 =4000 3528/(464) =575042 N 19 满载时质心到前轮中心线水平距离 车制动时的轴荷分配 的计算 1. 汽车制动时前轴载荷 Z 制 1 = (4= 2. 汽车制动时后轴载荷 Z 制 2 = (4= 20 第五章 稳定性计算 汽车的稳定性是指汽车行驶时不致产生翻倾和滑移的性能，是表征汽车能否在坡上安全行驶的一个重要指标。它包括纵向稳定性和横向稳定性。 向稳定性 纵向极限翻倾角 上坡时 (5下坡时 2 / (5纵向滑移角 上坡时 =- （ = (5下坡时 = - （ L+ = (5结论 :根据以上计算结果可知此车在最大设计要求爬坡能力的坡度上行驶时不会产生翻倾和侧滑现象，故该车的纵向稳定性好。 向稳定性 横向翻倾角 B/2= (5横向滑移角 = 其中 z 为横向附着系数 z= 小转弯半径的计算 21 汽车的最小转弯半径 汽车的内轮胎最大转角 车轴距 L、车轮转臂 a、主销距 k 等因素有关，最小转弯半径指汽车转向轮在最大转角位置的条件下以低速转弯时前轮地面接触点的轨迹到转向中心点之间的距离，计算公式如下： (m) (5 横向坡上转向时的稳定性 保证不产生横向翻倾的条件是 U= =km/h) (5其中 B轮距 汽车行驶转向半径 余同上 保证平地高速急转弯时不致产生横向滑移的条件为 U = km/h） (522 第六章 汽车动力性计算 汽车动力性主要由汽车的最高车速 车的加速时间 t、汽车的最大爬坡度 个方面的指标来评定。 车各挡速度的计算 U=(km/h) (6其中 r汽车行驶时的滚动半径（ m） n发动机曲轴转速（ r/ 汽车变速器各挡传动比 汽车主减速器传动比 由发动机一些参数及其外特性曲线代入上式计算结果如表 6示： 表 6挡速度大小的计算 单位： km/h 挡位 转速 （ r/ 一挡 二挡 三挡 四挡 五挡 六挡 七挡 八挡 九挡 1000 200 400 600 800 000 200 车各挡驱动力的计算 23 r (N) （ 6 其中 驱动力（ N） 发动机转矩（ 变速器各挡传动比 主减速器传动比 r车轮滚动半径（ m） T传动系各挡机械效率 驱动力的计算结果如表 6示 表 6驱动力的计算 单位： N 挡位 转速 （ r/ 一挡 二挡 三挡 四挡 五挡 六挡 七挡 八挡 九挡 1000 251061 166315 123446 90699 67479 48823 36319 26595 19847 1200 254766 168770 125268 92038 68475 49543 36856 26987 20140 1400 255322 169138 125542 92239 68624 49652 36936 27046 20184 1600 257175 170315 126453 92908 69122 50012 37204 27242 20330 1800 242352 160544 119163 87552 65137 47129 35059 25672 19158 2000 222156 154546 109263 80258 59711 43203 32138 23533 17562 220
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