汽车的总体设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 目录 .要 . 汽车的总体设计 . 1 . 1 . 4 . 4 . 4 2 载货汽车主要技术参数的确定 . 5 汽车质量参数的确定 . 5 . 5 车整备质量的预估 . 5 车总质量的确定 . 5 车的轴荷分配 . 5 . 5 . 5 车的外廓尺寸 . 6 . 6 车动力性参数的确定 . 6 车燃油经济性参数的确定 . 6 车通过性性参数的确定 . 6 3 货汽车主要部件的选择及布置 . 7 动机的选择与布置 . 7 动机型式的选择 . 7 动机主要性能指标的选择 . 7 . 10 . 10 . 10 . 10 4 总体布置的计算 . 11 荷分配及质心位置计算 . 11 . 11 平路面上汽车满载行驶时各轴的最大负荷计算 . 13 动时各轴的最大负荷计算 . 14 动桥主减速器传动比的选择 . 15 速器传动比的选择 . 15 速器一档传动比的选择 . 15 速器档数和各档传动比的选择 . 15 5 汽车动力性及燃油经济性计算 . 17 车动力性能的计算 . 17 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 19 . 22 . 24 汽车不翻倒的条件计算 . 25 . 25 车不横向翻倒的条件计算 . 25 车的最小转弯半径 . 25 总结 . 27 参考文献 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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。 客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 通过多次校核质心位置和各部分的总成以保证客车的轴荷分配合理。 关键词： 货车总体设计；整备质量；动力性；燃油经济性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 汽车的总体设计 简述 汽车作为商品在世界各处都 有广阔的市场，有因其生产批量大而给企业带来丰厚的利润。汽车产品的多样性课满足各种生产、生活活动的需求，而且有良好的社会效益。汽车工业的发展。带动了许多相关产业的发展，例如钢铁、石油、橡胶、机床等等。汽车也是衡量人们生活水平的重要水准之一，购买汽车以及因此而形成的日常消费能促进经济的发展。现在不仅在生产活动中，在日常生活中人们也离不开汽车。对于经济发达的国家，选择汽车工业作为国民经济的支柱产业是完全正确的。 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)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提出移车设想，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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (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，训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。 (4)车身造型设计及绘制车身布置图：绘制不同外形、不同方向、不同色彩的车身外形图制作相应造型的 1： 10整车模型；从中选优后再制作精确模型。经征求意见、工艺分析评审及风洞试验后作进一步修改，审定后用三坐标测量仪测量车身模型坐标点。 (5)编写设计任务书：作为对以后的设计、试验及工艺准备的指导和依 据。其内容常包括：任务来源、设计原则和设计依据；产品的用途及使用条件；汽车型号、承载容量、布置型式及主要技术指标和参数，包括空车及满载下的整车尺寸、轴荷及性能参数，有关的可靠性指标及环保指标等；各总成及部件的结构型式和特性参数；标准化、通用化、系列化水平及变型方案；拟采用的新技术、新结构、新装备、新材料和新工艺；维修、保养及其方便性的要求；续驶里程；生产规划、设备条件及预期制造成本和技术经济预恻等。有时也加进与国内外同类型汽车技术性能的分析和对比等。有的还附有汽车总布置方案草图及车身外形方案图。 (6)汽车 的总布置设计：其主要任务是根据汽车的总体布置及整车性能提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求，协调整车与总成间、相关总成问、总成与有关部件间的布置关系和参数匹配关系，使之组成一个在给定使用条件下的使用性能达到最优并满足设计任务书所要求的整车参数和性能指标的汽车。其具体工作有 : l)绘制汽车总布置图：它是在总布置草图和各总成、部件设计的基础上用 1 : 1 或1 ： 2 的比例精确地绘出，用于精确控制各部尺寸和位置，为各总成和部件分配准确的布置空间，因此又称为尺寸控制图。要特别注意汽车整体布置的合理性 ，驾驶室和车厢内部布置应具有视野性好、驾驶操作方便、座位舒适、安全，维修方便等特点。 2)根据总布置设计确定的整车参数和性能指标提出对各总成和部件的设汁要求包括结构型式、特性参数、尺寸与质量限制等。提供整车有关数据与计算载荷等。 3)绘制转向车轮跳动等有关部分的运动图；用于校核布置空间以避免发生运动千涉。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4)确定有关总成和部件支承的型式、结构参数与特性等，特别是对发动机前后支承、驾驶室支承和排气管支承的位置和刚度要精心选择。 5)确定各总成的质心位置，核算汽车空载和满载时的轴荷分配及整车质心高度 。 6)制作模型进行布置空间的校核：通常制作 1 : l 的车身内、外模型来检查驾驶操作及上下车的方便性、视野范围、乘坐空间及舒适性等。 7)汽车总成、部件及零件的选型与设计：其任务除了要保证总成和整车的性能指标外，还要考虑零部件本身的强度、寿命与可靠性等问题口 8)设计图纸的工艺审查及必要的修改。 9)绘制汽车总装配图：其目的是进行图面装配校核，仔细检查相连接总成及部件的连接关系、连接部分的尺寸与配合以及拆装的方便性；核算与标注汽车整车和有关总成与部件的安装尺寸链，为汽车总装作技术准备和提供依据。 10)试 制、试验、修改与定型。设计完成后投入样品试制时，应考虑有一定数量的零部件和总成投人台架试验，至少有 3 一 4 辆样车投人整车室内试验与道路试验。注意了解制造和装配中的工艺问题及质量控制情况并及时把关，杜绝不合格的样品装车。要查明整车、总成及零部件的尺寸参数、质量参数、性能参数是否符合设计要求及问题所在，以便修改图纸或采取其他措施予以纠正。应按有关标准、法规进行全面的试验，以检查新产品的各项性能指标。 汽车型式的选择 汽车型式一般包括 :驱动型式、布置型式、车身型式。汽车的型式对汽车的使用性能，外形尺寸 、重量、轴荷分配和制造成本等方面影响很大。 汽车的轴又称为汽车的桥，按轴数汽车分为二轴汽车、三轴汽车和四轴汽车。轿车、轻型及以下的车辆均采用二轴型式；根据汽车的用途、总质量、使用条件、公路车辆法规及轮胎最大标定负荷，中型及以上的汽车多采用三轴，少数采用四轴。我国公路及桥梁限定双轴汽车的前后轴负荷应分别不超过 60 130而三轴汽车的前轴及双后轴负荷应分别不超过 80 240总质量更大的公路用车可采用四轴。矿用自卸汽车为非公路汽车，不受此限制，其单轴负荷有的超过 1000 采用增加轴数的方法，可以提高载重量而不增加单轴负荷，同时还不会增加车厢底板的离地高度，提高通用化，系列化水平，便于生产、降低生产成本等。所以汽车厂家买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 多年来一直都采用这种方法变型出更多品种汽车。 本车为中巴客车，因此采用两轴型式。 驱动型式常用 4 2 , 4 4 , 6 4 , 6 6 , 8 8 等代号表示。其中第一个数字为汽车的车轮总数，第二个数字为驱动轮数，对于双胎车轮仍按一个车轮计。 汽车厂通常定汽车总质量小于 19t 的公路用车，广泛采用 4驱动 型式，因为其结构简单、制造成本低；汽车厂定汽车总质量为 19 26t ，的公路用车则可采用 6 2 或 6 4 的驱动型式；总质量为 28 - 32t 的公路用车则采用 8 4 的驱动型式口 矿用自卸汽车由于行驶场地较小，要求高机动性，因此，即使是重型矿用自卸汽车也多采用 4 2 的驱动型式且为短轴距，少数采用 4 4 和 6 4 的驱动型式。 对于一般中型客车经常在良好的公路上行驶，与动力性要求相比对通过性的要求较低些，所以对于中巴车采用 4 2后轮双胎驱动型式比较好。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 载货汽车主要技术参数的确定 汽车质量参数的确定 车载荷质量的确定 汽车的载荷质量是指汽车在良好路面上所允许的额定载客质量，用 目中给定的汽车的载客质量为 1750 车整备质量的预估 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 根据参考同类车型，确定汽车的整车整备质量为 4300 车总质量的确定 汽车总质量是指汽车整车整备质量 员和驾驶员质 量以及乘员的行李质量三者之和，用 驶员和乘员质量以每人 65乘员人数为 23人。 ma=3 65+10 23=6025汽车主要尺寸参数包括：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬等。参考同类车型，确定设计车型的主要参数： 一 . 外廓尺寸 客车总长 +r (308+1190+2122=6620车总宽 240 客车总高 095； 二 . 轴距 轴距 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。此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。在整车选型初期，可根据买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要求初步确定轴距： L=3308 三 汽车轮距对车厢内宽度、汽车总宽、总质量、倾斜刚度、最小转弯半径等因素有影响，并且受总车最大宽度不大于 设计的过程中要保证前轮具有足够的转弯空间，保证发动机、车 架、悬架等附属机构能布置下。参考同类车型取： 前轮距 830 后轮距 600 四 前悬 190 后悬 122 车动力性参数的确定 (1) 最高车速 汽车的最高车速主要是根据汽车的用途以及使用条件和发动机功率大小来确定 ,给定的 00km/h。 (2) 加速时间的确定 汽 车起步连续换档加速时间是汽车加速性能的一项重要指标。客车通常用 0 车燃油经济性参数的确定 载货汽车的燃油经济性常用单位燃油消耗量来评价。单位燃油消耗量是汽车每一吨总质量行使 100 车通过性参数的确定 载货汽车的通过性参数主要有接近角、离去角、最小离地间隙和最小转弯直径等。 其值主要根据汽车的用途和使用条件选取，可参考表 表 客车的通过性参数 汽车类型 最小离地间隙 接近角（度） 离去角（度） 纵向通过半径 42200m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 最小离地间隙 230近角 16 度 离去角 13 度 纵向通过半径 7m。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 客车主要部件的选择及布置 动机的选择与布置 动机型式的选择 目前汽车发动机主要采用汽油机和柴油机两大类 作可靠、 排气污染少，在汽车上应用日益增多。 轻中型汽车可采用汽油机和柴油机，参考同类车型，本车选取柴油发动机。 动机主要性能指标的选择 发动机的主要性能指标是发动机最大功率和发动机的最大转矩。 (1) 发动机最大功率 汽车的动力性主要决于发动机的最大功率值，发动机的功率越大，动力性就好 . 最 大功率值根据所要求的最高车速 下： m a xm a x m a ()3 6 0 0 7 6 1 4 0a a De v C A 式（ 3 式中： 最大功率， T 传动系效率，对于单级减速器取 0.9 g 重力加速度， m/s2 f 滚动阻力系数，取 D 汽车的正面迎风面积，本车 A=B h= 汽车总质量， 汽车最高车速， km/h 带入相关数据，可得： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 761 4 0 3=阅资料，选取 主要技术参数见表 总功率特性曲线如图 油机参数 型 号： 4102 式： 立式直列、水冷、四冲程、废气涡轮增压 气 缸 数： 4 118102 工作容积： 烧室形式： 直喷圆形缩口燃烧室 压 缩 比： 17:1 额定功率 /转速： 88/2800 最大扭矩 /转速： 343/1600 全负荷最低燃油消耗率： 215 最高空载转速： 3200 怠速稳定转速： 750 机油燃油消耗百分比 % ： 作顺序： 1声限制： 114 烟 度： 放标准： 达 欧 标准 整机净质量： 340 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 发动机全负荷速度特性曲线 (2) 发动机最大转矩 当发 动机最大功率 发动机最大转矩 值由下式计算： T=m 式（ 3 式中： 转矩适应系数，一般 这里取 _最大功率， kw r/_最大转矩， np/，在这里取为 有： 800/556r/89550 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 满足所选发动机的最大转矩及相应转速要求。 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、轮胎的静负荷、轮胎的额定负荷以及汽车的行驶速度。当然还应考虑与动力 轮胎所承受的最大静负荷与轮胎负荷值之比称为轮胎负荷稀疏，为了避免超载，此值应在 此车选用的轮胎为 层数 8，标准轮辋 面宽度 200荷下静半径 379大使用外直径 775 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 总体布置的计算 荷分配及质心位置计算 静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： =GL = =G 式（ 4 2=G b a 式中： 各个总成的质量， kg 各个总成质心到前轴的距离， m 各个总成质心到地面的距离， m 前、后轴负荷， kg m L 汽车轴距 ,m 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 表 车各部件及总成的质量分布 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 部件 gi l h gi*l gi*h 发动机及附件 602 速器 172 6 传动轴 52 2 04 26 后轴及制动器 516 悬架及减震器 194 79 轴、转向梯形及制动器 271 悬架及减震器 86 0 43 转向梯形 271 轮及轮胎总成 430 架总成 516 2 1 1032 516 转向器 52 52 员 1725 070 车身及附件 645 74 油箱 39 电池 82 胎及其他 49 9 挡泥板 43 4.4 部件质量， kg h 部件质心距地面高度， m l 部件质心距前轴距离， m 由表 1. 空载时： 1= 重 =a=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 b=轴荷分配 =后轴荷分配 =2. 满载时， 1= 重 =a=b=轴荷分配 =后轴荷分配 =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： 1()h2Z h 式（ 4 式中： 行驶时前轴最大负荷， 行驶时后轴最大负荷 ,：附着系数，在干燥的沥青或混凝土路面上为 ：112 22ZF 式 （ 4 式中： 驶时前轴轴荷转移系数，该值为 驶时后轴轴荷转移系数，该值为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 代入相关数据，计算的： 是有 : 111m =2 22ZF =本满足要求。 动时各 轴的最大负荷计算： 汽车制动时各轴的最大负荷按下列公式计算： 1 ()b 2 ()a 式（ 4 式中： 行驶时前轴最大负荷， 行驶时后轴最大负荷， 令： 111m ， 2 22式（ 4 式中 :行驶时前轴轴荷转移系数， 行驶时后轴轴荷转移系数， 代入相关数据，计算得到： 1 ()b = ()a =是有：111m = 2 22=足要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 汽车动力性及燃油经济性计算 车动力性能的计算 动平衡的计算 (1) 驱动力的计算 汽车的驱动力按下式进行计算： 0e g Tt r 00 7 （ 5 式 中： 驱动力， N 发动机转矩， 发动机转速， r/汽车的车速， km/h 变速器各挡传动比 减速器的传动比。 代入相关数据，计算所得数据如下表 n v1 v2 v3 v4 400 600 800 000 200 400 600 800 000 200 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 关计算结果列表 (1)行驶阻力的计算 汽车行驶时，需要克服的行使阻力为： F 阻 2c o s s i . 1 5a a tA f i g im m 式（ 5 式中： i :道路的坡度，平路是 0 使加速度， m/ 2s 等速行驶时为 0 :回转质量换算系数 ,其值按 =1+ 212估算 ,其中 1=为 =为 速器各档的传动比 . 代入 i=0,及相关数据，可得： F 阻 2c o s s i . 1 5a a tA f i g im m =3008 =5买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 代入各个速度值 ,即得表 a(km/h) 10 20 30 40 50 a(km/h) 60 70 80 90 100 驶阻力 F 阻 与车速 2) 驱动力 行驶阻力平衡图 按照公式 曲线图，则得到汽车的驱动力 行驶阻力平衡图，如图 用该图可以分析汽车的动力性。阻力与 5挡交点是速度为最高车速。动力行驶阻力平衡图02000400060008000100001200014000160000 20 40 60 80 100 120Va(km/h)F/力特性的计算 (1) 动力因数 汽车的动力性因数按下式关系计算： D=202 1 . 1 5e g 00 7 （ 5 代入相关的数据，计算所得结果 见表 5 滚动阻力系数 f=5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计算所得的数据如表 动阻力系数 f 与车速二档 三档 四档 五档 (2) 动力特性图 按照公 式 55得到汽车的动力特性图，如图 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0 40 60 80 100 120Va(km/h) 加速时间 汽车在平路上等速行驶时，有如下关系： 式（ 5 即是 1()d t g D f 式（ 5 代入相关的数据，可得到加速度倒数 1/表 作出 1/图 速度倒数曲线01234567890 20 40 60 80 100 120Va(km/h)1/) 汽车最大爬坡度 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 222 m a a r c s 式 (5式中 : 车变速器头档的最大动力因数 ,为 222 m a a r c s = 4 7 1 8 910 1 4 7 1 8 9ar cs i 30% 满足最大爬坡度的要求。 (1) 汽车行驶时发动机能够发出的功率 汽车行驶时，发动机能够发出的功率 发动机转速 汽车速度 (2) 汽车行驶时所需要的发动机的功率 汽车行驶时，所需要的发动机的功率是克服行驶阻力所消耗的功率，其值按下 式计算： 2( c o s s i n )3 6 0 0 2 1 . 1 5a D ae a a d vg f i g im m 式（ 5 当汽车在平路上行驶 的时候，简化为下式： 2()3 6 0 0 2 1 . 1 5a D ae 式（ 5 代入相关的数据计算得到图表 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 5所需发动机功率 一档 二档 三档 四档 五档 作出发动机能够发出的功率与车速之间的关系曲线，并作汽车在平路上等速行驶 时所需发动机的功率的曲线，即得到汽车的功率平衡图，如图 0 40 60 80 100 120Va(km/h)P/车功率平衡图 在总体设计时，通常是计算汽车稳定行驶时的燃油经济性，计算公式如下： v 式（ 5 式中： 车稳定行驶时所需发动机的功率， :汽车等速百公里燃油消耗量， l/100油消耗率 ,g/(kw*h) :燃油重度， N/L,柴油为 里取 查万有特性曲线图（ ,并计算，如表（ 表 油经济性计算结果 买文档就送您 纸全