中型客车底盘总布置设计【图纸丢失，只有论文】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘   要  客车底盘的总布置设计在客车设计中具有 重要 作用。 本文对 中型 客车底盘各主要部件进行 选择及 布置设计 并对 相应的参数进行了选取和计算，在此基础上完成底盘总体布置设计。 设计过程中 ， 在给定客车类型、部分参数及驱动形式的情况下， 对 中型客车 底盘 进行选件 布置 ；依据 所确定 的轴数、驱动形式、发动机的功率及 汽车底盘布置形式， 并 考虑到 商用 车的舒 适性 及 其 对商 用 车的基本性能的要求来进行了汽车主要尺寸参数和性能参数的选取和计算，在此基础上选取并确定了底盘各部件的动力总成、 制动系及转向系 等。最后参考了同类车型的底盘总布置方案来对 所设 计的中型 客车进行底盘总布置，并绘制了底盘的总布置图。  本文在底盘的设计过程中，为了保证汽车驾驶的舒适性和安全性，对转向系的运动干涉问题进行了校核。在分析过程中采用了图解法，对转向系在向左、向右时的不同情况进行校核，并测试其合理性，最后的分析结果表明，所设计的转向机构匹配合理，切合实际。  关键词： 客车；底盘；总布置；客车设计  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of an In of to on of of of in a of to on by of of of of of of of on to of as to to to a of On of of in to of we of On we or of  文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985   录  第 1 章  绪  论  . 1 型客车底盘概述  . 1 型 客车底盘的发展现状  . 1 型客车底盘设计要求  . 1 论文研究的内容  . 2 第 2 章  主要参数及各部件的确定  . 4 盘总体设计的特点和要求  . 4 车形式的选择  . 4 型客车主要参数的选择  . 5 要尺寸参数的确定  . 5 要质量参数的确定  . 6 要性能参数的确定  . 7 动机的选择  . 11 动机形式的选择  . 11 动机主要性能指标的选择  . 11 动机的悬置  . 12 动系统  . 13 动桥形式的选择  . 13 合器的选择  . 13 速器的选择  . 15 动轴的选择  . 16 驶系统  . 16 架的形式  . 17 架的计算及形式的确定  . 17 胎的选择  . 19 桥的选择  . 19 向系统  . 20 轴  . 21 向器的选择  . 21 向助力装置  . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动系统  . 22 车制动  . 23 车制动  . 24 助制动  . 24 第 3 章  总体布 置  . 25 车布置的基准线  . 25 动机的布置  . 26 动系的布置  . 26 向装置的布置  . 27 架的布置  . 28 动系的布置  . 29 板的布置  . 30 架总成的布置  . 30 箱和蓄电池的布置  . 31 第 4 章  运动校核  . 32 理与计算  . 32 图方法  . 32 第 5 章  平顺性分析与悬架匹配分析  . 34 车平顺性概述  . 34 车等效振动分析  . 34 车车身加速度的幅频特性  . 36 架弹簧动挠度的幅频特性  . 37 对动载的幅频特性  . 38 第 6 章  结  论  . 40 参考文献  . 41 致  谢  . 42 附  录  . 43 附  录    . 47 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1章   绪  论   型 客车 底盘 概述  客车底盘技术是整车技术的关键，它直 接影响客车的动力性、经济性、安全性、 舒适性、 环保性等性能，换句话来说，底盘技术的好与坏影响着用户对客车的评价，也决定了客车的质量。   型 客车底盘的发展现状  近年，我国经济的高速增长，极大地促进了交通运输业的发展。促进了我国汽车工业的发展。作为汽车家族主要组成部分的大中型客车，近年来同样进入了前所未有的发展时期。大型化、环保化、高档化、低地板化、乘务电子化、造型现代化成为 我国客车发展趋势。近年来中型客车发展突飞猛进，中型客车无论是用在城市公交还是长途客车，都扮演着重要的角色。车型发展趋向国际化、生产方式趋向简洁化、经营模式趋向精细化、未来发展趋向集中化。随着科学技术的发展和人们的生活质量要求越来越高的因素的影响，安全性、舒适性、平稳性、经济性 、美观性 成为当今客车发展的重要因素。  随着客车底盘技术的发展和人们对客车乘坐舒适性的不断提高，提高客车安全性、改善其舒适性成为客车现阶段发展的主要特点，而且客车制造的核心技术在于底盘技术。在动力性方面越来越多的采用大功率、大转距发动机， 目前多采用多点喷射式柴油发动机并采用增压技术，还可使整车具有较好的燃油经济性  前后轮均采用鼓式驻车制动型式，为了提高安全性和舒适性在行车制动方面应采用液压式的行车制动系统并且为了提高其制动效能应采用分路系统，装有 统保证了可靠的制动性能进而提高安全性。采用空气悬架或是采用钢板弹簧配减震器 和 适当的离地间隙  ，可增加汽车行驶的平顺性和舒适性，使车身底板空载与满载时保持平衡。在设计过程中，将中型客车的底盘设计尽量做到紧凑化，以至充分利用整车的空间，发挥其多样性的优点。   型客车底盘设计 要求  （ 1）调查研究与 初始决策：选定设计目标，并制定产品设计工作及方针原则。  （ 2）总体方案设计：根据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底盘设想。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 （ 3）绘制底盘总布置草图，确定底盘主要尺寸、质量参数与性能以及各总成的基本形式。   （ 4）编写设计任务书。  （ 5）底盘总布置设计。  （ 6）总成设计。  （ 7）试制、试验、定型。  论文研究的内容  客车 的性能关键在于 客车 底盘总布置的质量，所以，在 客车 的设计中底盘总布置设计在整个 客车 的设计过程中占有相当重要的地位。  中 型客车底盘是由四大系统构成，分别是传动系统、 转向系统、制动系统、行驶系统，在对其进行总体的布置时，结合了同类型的 中 型客车底盘的布置形式以及市场对 中 型客车的需求和现代客车的发展趋势来进行设计，在底盘的设计过程中尽量使其更加紧凑、美观，这样不仅节省了一些空间而且也能降低地板的高度。首先，对于传动系，这里采用了发动机后置后轮驱动，这样的布置轴荷分配比较合理，发动机的接近性也比较好。传动系中的发动机、离合器、变速器连为一体，根据发动机的扭矩来定离合器和变速器的型号，在将驱动力传递给后轮的驱动桥。在柴油发动机的布置过程中，对与发动机的悬置问题进行了初步的研究 。对于制动系来说， 前后都 采用了鼓式制动器，为了保持汽车制动效能，采用了制动管路的回路系统，采用了液压式的行车制动。对于转向系统，采用了循环球式的转向器。对行驶系统， 前后悬架都为非独立悬架，使用钢板弹簧并配用减震器。为了保证转向系与底盘不发生运动干涉在这里进行了运动校核，保证了汽车行驶的安全性和舒适性，设计表明，所设计的转向系匹配合理，切合实际。  通过这样的设计，将底盘的总布置尽量做到布置合理化、完美化。从发展的观点来看，合理的布置将 中 型客车底盘设计成多样化，达到了 中 型客车用途多样化的功效，并适应市场的需求。  综合上述 原因，本 论文主要对中 型客车底盘总布置和设计，论文主要作了以下工作：  一 、 中 型客车的用途  中型客车属于多功能用车，一般都用于城市公交车、通勤车、旅游大巴、长途客运等行业用车，在这里设计的中型客车的实际应用是属于商用车类。 商 用 车是一种专门的车型，这种 汽车 的 乘客一般会在三十人左右 ，外观、 内饰 相对较为豪华舒适，更适用于商 用 活动 。 所以在底盘设计过程中要注意底盘形式的理念化。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 二、底盘主要参数及部件的确定  在主要参数的选择和计算问题上，主要考虑了中型客车整体的安全性、动力性、舒适性等，以及底盘总体布置的难易程度来 进行的。汽车是由动力装置、底盘、车身、电器及仪表等四部分组成的，是用来载送人员和物品的交通运输工具。  在客车型号与驱动方式已经给出的情况下对底盘进行设计，主要是对底盘部件的选取及布置。设计主要包括：车型构成：车辆的主要尺寸、驱动方式和采用的主要部件（如发动机、变速器、驱动桥、悬架、转向器）及附属设备；车辆的总体布置；整车性能、计算校核。  各部件的选择主要考虑到利用国内各汽车部件生产厂的现有资源，可从中选择适合的部件，并对同型号车进行参考，避免对各部件单独设计以降低生产成本。三 、各部件及总成总体位置的确定  在 初步确定汽车的载客量（载质量）、驱动形式、发动机形式等以后，要深入做更具体的工作，包括绘制总布置草图，并根据理论依据校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车尺寸和参数的要求，以寻求合理的总布置方案。  对于各部件及总成在车架上安装位置的问题，主要考虑到它们之间的工作关系、运动关系、安全因素和对轴荷分配的影响来完成的。如果对上述问题考虑的不周到、不全面，将会给整车带来性能上不好的影响及安全隐患。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第 2章  主要参数及各部件的确定  盘 总体设计的特点和要求  根据任务要求对中型客车底盘设计并布 置 。 中 型客车整车设计即客车的总体设计。传统的整车设计工作主要包括以下几方面内容：  （ 1）确定整车型式、结构和尺寸；  （ 2）确定整车的主要性能指标；  （ 3）初选各总成的结构型式、尺寸和性能；  （ 4）协调各总成与整车的关系以及各总成之间的关系。  前几项需要进行选件分析，后一项需要进行理论校核分析，使其该设计底盘达到最优。  汽车是一种交通工具，具有在自然环境条件下使用的特点。自然环境变化因素多，要求汽车能适应变化的环境而且安全的行驶，就必须制定有关法规强制企业执行，这也是工程技术人从事设计工作的依据之一。  车形 式的选择  （ 1） 轴数  由于中型客车主要以载客为主，其总质量小于 19 吨的公路运输车，且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故采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。  （ 2） 驱动形式  随着汽车载重量的增加，各相关总成也要相应的加大，汽车的自重也要增加，这样会造成 4 2式的汽车单轴的负荷增加，以致超过公路、桥梁所规定的承载限值。为解决此矛盾，一般采用增加汽车轴数的办法来减少轴的负荷。  采用增加轴数的办法，可以提高载重量而不增加轴负荷，同时 还不会增加车箱底板的离地高度，提高通用化、系列化水平，便于生产、降低生产成本等。所以汽车厂家多年来一直都采用这种办法变型出更多品种的汽车。  中型客车主要在城市道路行驶，其工作条件好，且总质量小于 19 吨，故采用24 后轮驱动的布置形式。因为这样布置结构简单、布置合理、机动性好、成本低、适合于公路使用，是 种典型的、成熟的结构型式。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 （ 3）布置形式  根据任务书要求在此采用发动机后置后轮驱动的形式。这种布置方案的优点是：能较好地隔绝发动 机的气味和热量，客车中、前部基本不受发动机工作噪声和振动的影响；检修发动机方便；轴荷分配合理；同时由于后桥簧上质量与簧下质量之比增大，可改善车厢后部的乘坐舒适性；发动机纵置时，车厢面积利用较好，并且布置座椅受发动机影响较少；作为城市间客车使用时，能够在地板下方和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱；作为市内用客车不需要行李箱时，因后桥前面的地板下方没有传动轴，则可以降低地板高度，乘客上、下车方便；传动轴长度短。   型客车 主要参数的选择  要尺寸参数的确定  （ 1）轴距  轴距对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径 、纵向通过半径等有影响。由于是 中型客车，根据汽车总质量在 轴距长度一般在 3600 5500里取 200 。  （ 2） 前轮距 1B 和后轮距 2B  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。受汽车总宽不得超过 制，轮距不宜过大。但在选定的 前轮距 1B 范围内，应能布置下车架、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空间。在确定后轮距时，应考虑能布置下发动机等动力总成，考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。为此，轮距宽度应在规定的轮距，这里取前轮距1 1945B m m，后轮距2 1840B m m。  （ 3） 前悬 后悬 汽车的前悬 后悬 寸是由总布置最后确定的。前悬处要布置钢板弹簧前支架、车身前部或驾驶室的前支点、保险杠、转向器等，要有足够的纵向布置空间。其长度与汽车的类型、驱动型式、发动机的布置型式和驾驶室的型式密切相关。汽车的前悬不宜过长。以免使汽车的接近角过小而影响通过性。 中型客车后悬长度一般不得超过轴距的 %65 ，绝对值不大于 2730故取前悬后悬   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 要 质量参数的确定  汽车的质量参数包括整车整备质量 m 、载客量、装备质量、质量系数m、汽车总质量轴荷分配等。  （ 1）整车整备质量 m  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。  中 型客车的整备质量可按每人占汽车整备质量的统计平均值估计。客车车辆总长 7 1 0 m的车，人均整备质量值在 t 人 1 ，这里取人均整备质量值为 t 人 1 。由于 中 型客车的载客量 一般 35人，故汽车的整车整备质量为：  0 . 1 6 3 5 5 . 6 （ 2） 载质量（客车载客量）  由于是 中 型客车，所以乘员数大于 22人， 包括驾驶员座位在内，座位数超过9个，且最大设计总质量超过 5000此类汽车的类型属于 3M 类， 级汽车。  （ 3）汽车的总质量  汽车的总质量按规定装满客、货时的整车质量。客车的总质量m 、乘员和驾驶员质量以及行李质量三部分构成。其中，乘员和驾驶员每人质量按 ，于是有：  a 65                 （ 2 1）  式中， n 为包括驾驶员在内的载客数； 为行李数， 所设计的客车为长途客车， 行李数 15 ，  由于是中型客车，载客数一般定为 35 人，即 35n ，所以在这里汽车的总质量由 （ 2 1） 得：  6 5 5 6 0 0 6 5 3 5 1 5 3 5 8 4 0 0m n n k g （ 4）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，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示 ，它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命都有很大的影响。  汽车的布置型式对轴荷分配影响较大， 后置发动机后轮驱动的 客 车满载时后轴负荷最好不超过 59，否则，会导致汽车具有过多转向特性而使操纵性变坏。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 根据国际标准：中型客车一般采用 4 2 后轮驱动双胎平头，满载时前轴载荷在 30% 35%之间，后轴载荷 65% 70%之间；空载前轴载荷在 48% 54%之间，后轴载荷在 46% 52%之间。这里只考虑最大总质量轴荷的分配，故前轴取 2856最大总质量的 34%；后轴载荷取 55446%。  要 性能参数的确定  （ 1）动力性参数  汽车动力性参数包括最高车速速时间 t 、上坡能力、比功率和比转矩等。  1）最高车速  中型客车发动机排量一般 虑到所设计的客车发动机排量 据公式  00  7 2 2）  其中公式中 n 为发动机最大功率所对应转速，取 600   r 为车轮半径， r =  0此取 i，  此取 1 根据公式 （ 2 2） 得：02 6 0 0 0 . 5 1 4 3 50 . 3 7 7 0 . 3 7 7 1 1 6 . 4 44 . 3 3 1a   。  2）加速时间  汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大加速度加速到一定车速所用去的时间，称为加速时间。  对于00 的汽车，加 速时间常用 某一速度 加速到 另一速度 所需的时间来评 价。在此取从 0 加速到 5 所需的时间。  根据汽车行驶方程求加速度   t f w  F d                       （ 2 3）  其中0（ 2 4）  其中 公式 （ 2 4） 中 0此取 i，  此选择三档变速比 05.2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 为机械效率，查的 %85 ，    r 为车轮半径， r =根据公式 （ 2 4） 得  0 7 1 0 4 . 3 3 2 . 0 5 0 . 8 5 1 0 2 9 9 . 50 . 5 1 4i g  i iF r N 2 2 1 . 1 5 D A （ 2 5）  公式 （ 2 5） 中 客车空气空气阻力系数，中型客车一般为  此取  迎风面积1A B H，其中1B= 为汽车总高，H =所以得 21 1 . 9 4 5 3 . 2 6 . 2 2 4A B H m 根据公式 （ 2 5）得：  2 20 . 6 6 . 2 2 4 1 1 6 . 4 4 23942 1 . 1 5 2 1 . 1 5 D A N 根据公式 （ 2 3） 得：  250 0  ma s275 0  ma s20  3 ma s所得加速时间为  7550 1 3 9 . 6ut d 3）爬坡能力  所设计的车型为中型客车， 查的 档最大动力因数因为m a x m a x m a xc o s s i 2c o s 1 s i n  经 过公式 推倒得：  222m a x 1a r c s i n 1D f D f f （ 2 6）  其中 0 . 0 0 7 6 0 . 0 0 0 0 5 6 0 . 0 1 4 （经验公式）  根据公式 （ 2 6） 求最大爬坡度  所以 求得 222m a x 1a r c s i n 2 2 . 7 71D f D f f  4）比功率纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 比功率是评价汽车动力性能如速度性能和加速性能的综合指标，比转矩则反映了汽车的比牵引力或牵引能力。在比较各国车 型的比功率时，应考虑到各国内燃机功率测定标准的差异。为了保证汽车在高速公路上的速度适应性，有些国家对汽车的比功率值有所规定。  比功率比功率大的汽车加速性能、速度性能要较比功率小的汽车好。  比转矩它能反映汽车的牵引能力。  （ 2） 汽车最小转弯直径 转向盘转至极限位置时，汽车外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹的直径，称为汽车最小转弯直径   大型客车的车辆总长 07 时，最小转弯直径 2 。  （ 3） 通过性几何参 数  底盘设计要确定的通过性几何参数有：最小离地间隙 接近角 1 、离去角 2 等。  由于车型为 24 后桥驱动的大型客车，所以 值应在 50 之间，这里取 20 ， ， 112  （ 4） 制动性参数 及计算  汽车制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定，下长坡时能维持较低的安全车速并有在一定坡道上长期驻车制动的能力。  1） 制动减速度 j 一般在考虑附着条件的情况下对制动减速度进行验算。在考虑附着条件时，最大制动力为：                                 （ 2 7）             式中： 车轮与路面间的附着系数  查的   根据公式（ 2 7）得：  0 . 6 8 4 0 0 9 . 8 4 9 3 9 2 这时的制动减速度 'j 为： ' 20 . 6 9 . 8 5 . 8 8mj g g 一般来说总是 'j <j 最低要求减速度 j 的推荐值一般多为：轿车 制动初速度 v =80km/h），货车 制动初速度 v 按汽车总质量级别分别为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 40、 50、 70 km/h，总质量大者 v 低）。  2） 制动距离  在匀速减速度为 j 时的制动距离   2 23 . 6 2t vs a v j                                         （ 2 8）  其中公 式 （ 2 8） 中：  m 计；  a 为经验系数；对轿车 a = 对货车 a =a =  v 为制动初速度 km/h；  j 以 2。  取  v =402 2400 . 1 2 4 0 1 5 . 33 . 6 2 5 . 8 8  符合要求  v =50 2 2500 . 1 2 5 0 2 2 . 43 . 6 2 5 . 8 8t    符合要求  v =70  2 2700 . 1 2 7 0 4 0 . 5 53 . 6 2 5 . 8 8  符合要求  3） 制动力矩计算  质心在前后轴分配为 49% 51% ，轴距为 以质心至前轴距为 该车可能遇到的最大附着系数；  0 同步附着系数；  查的客车 0  制动力矩分配系数 20 2 . 0 5 8 0 . 7 1 . 0 0 . 6 74 . 2 q 制动强度， q 值按下式计算  1102 . 0 5 8 0 . 8 0 . 7 6( ) 2 . 0 5 8 ( 0 . 8 0 . 7 ) 1 . 0 制动力矩的计算公式为  2 m a x 1()a  q h                                       （ 2 9）    其中 式中：  汽车重力； 取 82320N 1L 为 汽车质心至前轴中心线的距离； 取 L 为 汽车质心至后轴中心线的距离； 取  汽车质心高度； 取 1 m  轮胎有效半径 ；取 m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 根据公式（ 2 9）计算 后制动力矩为：  2 m a x 1( ) 1 0 6 7 5a  q h 前制动力矩 计算公式为：  12m a x m a                                          （ 2 10）    跟据公式（ 2 10）求得前制动力矩得：  12m a x m a x 216731  动机的选择  动机形式的选择  考虑到整车的动力性、经济性、环保性、乘客面积利用率和发动机排放对环境造成的污染、使用可靠度、耐久性、动力性、接近性、发动机的冷却性能、整车的供暖性等因素，发动机的形式选用后置 ， 发动机形式 为 直列式六缸、四冲程、水冷、增压柴油发动机 ，符合欧标准。  动机主要性能指标的选择  （ 1）发动机最大功率），用下试估算发动机最大功率  )7 6 1 4 03 6 0 0(1 m a a xm a x               （ 2 11）  公式 （ 2 11） 中，； T 为传动系效率 ,对驱动桥采用单级主减速器的 24 汽车可取为 %85 ； g 为重力加速度（ 2/； 空气阻力系数， 中 型客车取  f 为滚动阻力系数f=A 为汽车正面迎风面积。根据上述条件选取的参数如下：  T , a 8400 ， 8.9g ，  C ， 2224.6  ， a x 。  最大功率油机的m 7002500 其相应转数为： 600 。  可根据公式 （ 2 11） 得：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12  4) 67 6 1 4 02 2  63 6 0 00 1  0 0( 6 1 4 03 6 0 0(13m a a x在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。  汽车比功率m a  0 0   跟据公式计算出汽车比功率  e /。  （ 2）发动机最大转矩m a xm a x 9549 （ 2 12） &n