重型汽车底盘设计【含有全套CAD图纸三维建模和论文】
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本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 重型汽车底盘设计 院 系： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 2016年 4 月 I 摘 要 伴随着社会的高速发展， 在全球经济发展的大环境之下，我国各个行业在受到其他国家先进技术冲击的同时，与国外品牌企业的沟通交流的机会也变的越来越多。汽车行业通过行业展会、科研合作等多种途径，不断的提高了自身实力和核心竞争力，缩小与发达国家之间的差距。 在新的市场需求的驱动下， 重型汽车 底盘的更新和优化升级更加迫切。国内重型汽车 底盘生产企业充分挖掘市场潜力，大 力研究发展稳固、牢固的 重型汽车底盘，在机动车辆向绿色环保化的转变中挥积极作用。一般生产 重型汽车 底盘的企业对所生产的车身的安全指数都有严格的要求。各企业在生产 重型汽车 底盘的同时，都充分考虑到汽车在运行中可能会出现的种种问题，从而减少汽车因为车身不牢固以及由于底盘的联接问题在行驶过程中产生的噪音而引起的噪音大、污染重等现象。 国内 重型汽车 底盘的研发及制造要与全球号召的安全稳定、成本低廉的主题保持一致。加大汽车新型 重型汽车 底盘的研发及生产是行业发展的大趋势，同时也迎合了国内基础建设发展的需求。 汽 车行业的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。随着科学技术的发展，各学科间相互渗透，各行业间相互交流，广泛使用新结构、新材料、新工艺，目前 重型汽车 底盘正向着稳定、高效、可靠、节能方向发展。 本文介绍了 重型汽车 底盘的结构组成、结构原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算，由于 重型汽车 底盘在多样化、安全稳定方面的优点日益突出，并且其使用和维护都很方便，相信在不久的将来，该新型 重型汽车 底盘的应用将会越来越普及。 关键词： 重型汽车 底盘 稳定 结构 应用 of of s in by of at to by is to of a in a to in a of on of s in of at to in of of so as to is in in by of be of is of of to of of of is to of of of at a of of in I in be 1 目 录 1 绪论 . 1 题的来源与研究的目的和意义 . 1 题的内容 . 2 型汽车 底盘的结构 . 4 型汽车 底盘的分类 . 6 2 重型汽车 底盘结构的设计 . 7 样车的选型 . 7 类型产品的比较 . 7 动机与车门的布置 . 9 廊尺寸和有关总布置尺寸 . 10 箱布置及横截面尺寸 . 11 椅尺寸及操纵机构的布置 . 13 胎、油箱和蓄电池的布置 . 14 3 传动部分的设计计算 . 15 的设计计算 . 16 轮传动设计计算 . 17 架系统的设 计 . 18 电池的选型计算 . 19 4 重型汽车 底盘主要零部件的有限元分析 . 21 梁的有限元强度分析 . 22 5 重型汽车 底盘零部件的三维建模 . 22 动桥的三维建模 . 22 动齿轮的三维建模 . 22 型汽车 底盘的三维建模 . 22 结 论 . 23 参考文献 . 24 2 致 谢 . 25 1 绪论 题的来源与研究的目的和意义 目前，我国生产的 重型汽车 底盘结构简陋，稳定性始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的 重型汽车 底盘的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距， 重型汽车 底盘的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的 重型汽车 底盘势在必行！ 相信此种 重型汽车 底盘的出现将会大大提高机动车辆的行驶稳定性和安全系数，相对生产 重型汽车 底盘，将会对其经济 效益方面带来显著的提高，同时也在某种程度上推进了汽车工业的不断发展。 随着国际标准化的实施，世界 重型汽车 底盘以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础，着眼于产品零部件的标准化、系列化、规格化、通用化和专业化以及大批量生产。根据互换性、模数制、公差与配合的原理，使得组合、多变、拆装的 重型汽车 底盘已经进入全面系统设计的阶段，其功能与形式的结合更为完美。 19 世纪 80 年代，德国的 司将新开发的 重型汽车 底盘应用到该公司的子公司 一个专业生产汽车的公司，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。随着 技术的发展，能源危机引发全球性的节约能源和环境保护意识的提高，在总结第一代 重型汽车 底盘的经验基础上，开发出了性能更佳，功率更大的 重型汽车 底盘。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行 重型汽车 底盘的研发工作。现在国外等著名 重型汽车 底盘的品牌中，都有 重型汽车 底盘的销售，全世界 重型汽车 底盘的应用越来越广泛。有一点值得注意的是， 重型汽车 底盘的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此 重型汽车 底盘是汽车生产企业很乐意生产的汽车部件之一。西方资本主义国家有巨大的 重型汽车 底盘销售市场，机械人工业 是西方资本主义国家的机械工业之一。 目前国外特别是美国正在考虑发展 重型汽车 底盘的功率最大化，产能最优化的问题。自九十年代开始， 重型汽车 底盘的开发和研制已经被列入美国的重大科技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合美国汽车工业发展 3 的 重型汽车 底盘。 二十世纪以来，我国开始生产 重型汽车 底盘，于 2003 年自行设计出型号不同的 重型汽车 底盘之后，为了适应汽车生产厂家的需要， 2004 年又制造了针对大型 重型汽车 ，货车的 重型汽车 底盘。 为了满足 重型汽车 底盘生产工业发展需要，我国于 2001 年研制了大型 重型汽车 底盘。也曾设计制造出高稳定性的 重型汽车 底盘，经过多年实践摸索，于 2011 研制出新型 重型汽车 底盘，经运转实践证明效果很好。近几年又研制出 70 型 重型汽车 底盘。 目前， 重型汽车 底盘是 1970 年开始仿制德国的 重型汽车 底盘而设计。 2008年开始自行设计生产了 重型汽车 底盘。 2009 年又设计制造了大型 重型汽车 底盘。 90 年代已研制出针对大型 重型汽车 的 重型汽车 底盘的系列产品。后经多年反复研制与实践，相继克服了旧系统不足，零件强度低以及结构上的某些缺点，现己批量生产的新系列 重型汽车 底盘有 I,V,五个规格十四种类型，然而我国机械人业所需的 重型汽车 底盘全部依赖进口，这使得国产机械人配备 重型汽车 底盘后，成本增加很大，而装备自行开发生产 重型汽车 底盘，其成本提高不大，说明 重型汽车 底盘的市场前景令人乐观。 课题研究的内容 本次设计主要针对 重型汽车 底盘进行设计，从 重型汽车 底盘的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面： （ 1）到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集各类 重型汽车 底盘的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。 （ 2）分析 重型汽车 底盘的结构与参数 （ 3）确定设计总体方案。 （ 4）确定具体设计方案。 （ 5） 重型汽车 底盘图纸的绘制。 （ 6）说明书的编写和整理。 盘的组成 重型汽车 底盘结构主要由： 传动系：主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。 离合器：其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离，以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。 4 变速器：由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成，用于汽车变速、变输出扭矩。 行驶系：由车架 、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。 型汽车 底盘的分类 常用的汽车专用车底盘有二类和三类之分，具体如下： 二类底盘是指带有驾驶室的底盘，经生产厂家试验，调试合格发放底盘合格证并有国家公告的产品。 二类底盘主要用于汽车改装厂，专用车或特种车等（其广泛用于油灌车、洒水车、吸粪车、吸污车、代工液体运输车、仓栅车、载货车、自卸车、随车吊、粉粒物料运输车、散装水泥车、高空作业车、清障车、牵引车等。 三类是指不带驾驶室的底盘，经生产厂家试验，调试合格发放底盘合格证并有国家 公告的产品，三类底盘主要用于 重型汽车 厂或生产 重型汽车 的厂家。 二类底盘就是有驾驶室，无货厢等的底盘，一般 1、 3、 5 开头车辆的所用。 三类就是没有驾驶室，没有车身（货厢）等的底盘，一般为 6 开头车辆（ 重型汽车 ）所用的底盘。 2 重型汽车 底盘结构的设计 样车的选型 （ 1）采样单元和煤炭种类。采样单元是从一定量的煤中采取的一个总样所代表的煤量，一批煤可以是一个或者多个采样单元。子样数目有采样单元和煤炭的种类确定，而采样精密度决定于子样数目。一般可以根据皮带的运输流量或者每个运行周期 的运行总量作为一个采样单元。 煤炭的最大粒度，一般煤炭的标称最大粒度是指筛上物累计百分率最接近 5%的筛子筛孔尺寸。粒度是确定采样头尺寸的指标，同时也确定了采样的质量。 （ 2）皮带输送速度和流量。根据输送流量大小可以计算子样的质量。 （ 3）皮带宽度和煤炭的水分及密度。根据煤炭的水分和密度可以确定驱动采样头的动力大小，根据皮带的宽度可以确定活动臂的长度以及采样斗的容积。 算过程及应用实例 某电厂皮带运输线的基本参数为：流量 1000t/h，粒度不大于 50价干基灰分大于 20%的原煤，皮带输送速度为 2m/s，每次运 4h，要求每运行周期为一个批量采取一个总样。 5 （ 1）子样数目的确定。依据 品煤样的采取方法，干基灰分大于 20%的原煤每 1000t 的最少子样数目为 60，则采样单元的最小总字样数目 N： N=0 40001000=120 式中： N 采样的最小子样数目，个； n 每 1000； m 实际被采样的煤量， t。 （ 2）采样斗的尺寸。依据 品煤样的采取方法，采样斗的开口尺寸及刮板的宽度至少应为 煤炭最大粒度的 倍。因此选用 125150采样斗。文中选用的尺寸为 150 （ 3）采样头的切割速度。依据美标 有关规定，取 400mm/s。 （ 4）子样质量。中部采样子样质量 =（流量开口尺寸） /（皮带速度）=21部采样子样质量 =（流量开口尺寸） /（切割速度） =104 （ 5）每小时最小样品量。中部采样系统为 630部采样系统为 3120 类型产品的比较 采煤机的类型有很多，主要分为以下几种类型： 中部采样机是 在煤流皮带上获取煤流的整个断面的一种采样设备。这种采样又叫做皮带上切割采样。一般可以分为两种，一种为采样头不随皮带运动；另一种采样头跟皮带沿煤流方向运动。这样的采样设备要求： 采样斗的宽度至少为煤料中最大粒度的 3 倍，以保证采样能覆盖所有粒度大小的煤质； 采取的煤料质量（即子样质量）必须满足依据标准所规定的最小子样质量；采样斗必须与皮带充分接触。因为根据标准要求，所有采取的子样必须包括煤流完整断面。充分接触能避免“底煤”存在。整个取样过程中，包含取样斗中所有的煤料，无残留。 以各种不同 的接斗，按照不同的切割方式，从输送皮带的卸料端煤流中采取必要的样品的设备为端部采样机。根据端部采样机的特点，这种采样手段能完全避免“底煤”残留。但是，在采样过程中，可能会因为采样斗的运动影响整个煤流的流动，造成不同密度和粒度的煤炭的分离。为了避免对煤流的影响，必须规定采样斗的运动速度，在美标 57mm/s。这样低的切割速度能较好地避免干扰煤流，但是这样造成了每个子样的质量都较大。这样在采用端部采样机时，需要配 6 套较大的制样系统和余煤处理系统，这样导致了整个系统的 体积较大，结构较为复杂，一般为国外进口设备，需要较高的维护费用和运行费用。 动机与车门的布置 1、发动机布置 重型汽车 车身的总布置设计在很大程度上与发动机的布置相关联，发动机布置主要有前置、中置和后置三种。如图 5 （ 1）发动机前置后驱（ 案 发动机前置后驱方案是 42 型汽车的传统布置方案，主要应用于轻型 重型汽车 上，如图 5a） 所示。这种方案结构简单，工作可靠，操纵方便，发动机的冷却效果好，前后轮的质量分配比较理想。但由于发动机前置，凸起于车厢地板表面之上，使得车厢的面积利用 率差；传动轴从车厢地板下通过，导致地板平面离地距离较高，司机上下车不方便；此外发动机的噪声、气味和振动难以隔绝，很容易传入车厢内影响乘员的乘坐舒适性；有一扇司机门布置在轴距范围内，降低了车身的刚度。 针对中开门设计导致车身强度降低的缺点，可以采用车门前开的布置，这样可以改善车身的刚度，但是前悬必须得加长，可能出现前轴超载的现象。 （ 2）发动机中置后驱（ 案 发动机中置后轮驱动方案如图 5b） 所示，传动系统的这种方案布置有利于实现较为理想的质量分配，车厢面积的利用率高，司机门可以布置在车辆 前轴之间。但是发动机维修困难，所以对发动机的可靠性要求很高；由于中置车厢地板下，发动机冷却效果差，地板高度也难以降低；此外，发动机的噪声、气味和振动还是可以传入车厢内。所以这种布置方式只在部分大中型 重型汽车 上采用，并未获得推广。 （ a） 发动机前置后轮驱动 7 （ b） 发动机中置后轮驱动 图 5型汽车 发动机布置方案 2、 重型汽车 车门布置 重型汽车 车门有司机门、驾驶门和应急门三种。对于不同尺寸不同类型的车型，其布置形式各不相同。 重型汽车 司机门是司机上下车的出口，是 重型汽车 设计的重要组成部分，按通道 宽度可分为单引道门和双引道门。单引道门主要用于司机上下车不频繁的长途 重型汽车 、旅游 重型汽车 和团体 重型汽车 上，轻型 重型汽车 应用也比较广泛；双引道则主要用于司机上下车频繁的 重型汽车 上。司机门在设计布置时候需满足国家标准的规定，一般布置在 重型汽车 右侧，其中至少应有一个司机门在车辆的前半部。但对在道路中央设置的公共汽车专用道上运营使用的公共汽车，由于公交站台位置的原因需在车身左侧上下司机时，允许在车身左侧开设司机门，而车身右侧则不允许再设司机门。一般司机门的数量设置如表 5 表 5型汽车 司机门的最少数 量 - 重型汽车 类型 级 级、级 车长 L/m L 10 10 L 12 L 12 司机门最少数量 1 2 3 1 2 驾驶门是驾驶员上下车专用门，设置在方向盘同侧，一般中低档司机门中置的大型 重型汽车 和一些中型 重型汽车 采用。 应急门又称安全门，当 重型汽车 内发生危险时，司机可通过应急门进行紧急撤离，一般应用在特大型的长途或旅游 重型汽车 上。国家标准并未对应急门的布置做出明确限制，但是合理布置应急门的位置是相当重要的，通常布置在 重型汽车 右侧中部偏后位置。 廊尺 寸和有关总布置尺寸 国家标准对 重型汽车 的相关尺寸做了详细的规定。 重型汽车 的外廊尺寸 8 见 589车外廓尺寸限界中的规定， 重型汽车 外廓尺寸的最大限值如表 5示： 表 5型汽车 外廓尺寸的最大限值 外廓限值类型 限值 总高 4m（对于定线行驶的双层 重型汽车 为 总宽（不包括后视镜） 长 二轴 重型汽车 12m 三轴 重型汽车 铰接 重型汽车 18m 13094重型汽车 通用技术条件规定了 重型汽车 的其它总布置尺寸要求， 如表 5示： 表 5型汽车 其它总布置尺寸要求 规定项目 限值 按近角 12 离去角 9 转弯半径 12m 转弯时的通道宽度 小离地间隙 大型 重型汽车 270型 重型汽车 240外， 重型汽车 通用技术条件还对前、后悬长，轴距等许多总布置尺寸作了相应规定。如窗距的确定，需要满足 10t 顶置载荷作用的要求。 椅尺寸及操纵机构的布置 重型汽车 上座椅是最多的附件总成，其结构的安全性、乘坐舒适性和材料的环保性等与司机密切相关，越来越受到人们的 重视。 重型汽车 座椅一般分为司机座椅和驾驶员座椅，两者在尺寸和结构设计上有着一定的区别。 1、司机座椅的相关尺寸 司机座椅的尺寸如 5示，不同型号的大 重型汽车 ，其座椅座垫的前缘到搁脚支板的距离以及座垫和靠背的倾角都可以取为常数，但是布置在轮拱或后置发动机舱盖上的座椅，其高度一般需要相应的提高，这是就有必要为司机设计以搁脚的台阶或是稍微改变座垫和靠背的倾角。座垫距离地板的高度大约为 450般不超过 500高座椅的高度就有可能缩短座椅之间的间距，有时候为了增加车内的座位数，提高车内面积的利用率， 就采 9 用此方法，同时还要改变靠背的倾角和其他尺寸。 图 5 重型汽车 司机座椅的布置和尺寸 图 5驶员座椅标准尺寸 2、驾驶员座椅的相关尺寸 驾驶员座椅的尺寸如图 5示。由试验研究结果可以获取驾驶员坐姿对其工作的影响，在座垫高度选定的情况下，随着方向盘倾角 的减小，驾驶员作用在方向盘上的力随之增大。因此，为了减轻驾驶员的劳动强度，应该尽量减小方向盘的倾角。此外，还应合理的选择其他参数，以保证驾驶员的乘坐舒适性。 由此可见，在载质量很大的汽车上，应布置倾角很小的方向盘。 减小方向盘倾角之所以能够增大作用力，原因主要是当方向盘的倾角很小时，从手臂一直到肩膀的肌肉都参与工作；而当倾角很大时，则只有手臂到胳膊的这一段肌肉在用力。 3、脚踏板的布置 图 5示为踏板位置相对座椅的高度和相对于座椅对称平面的横向位置对踏板力的影响，可供布局时参考。显然，驾驶员可以施加最大作用力的踏板位置同时也是最舒适的位置。 油门踏板要求操纵轻便，由于在形式过程中需要经常踩踏，驾驶员通常习惯与将脚掌搁置在油门踏板上面，所以脚后跟应支撑在地 板上，而只靠改变小腿和脚掌的角度来进行操纵。因此，油门踏板均做成鞋底板形状，其摆动轴在下端，为了适应人的脚掌外张的特点，油门踏板上端也应适当的向外张开。在相当于发动机怠速运转的油门踏板位置，人体样板脚掌踩在踏板上，应使之大致垂直于小腿。图 5示为踏板的具体布置。 10 图 5踏板位置对驾驶员施力的影响 图 5板的布置 胎、油箱和蓄电池的布置 1、备胎 重型汽车 备胎的安放布置主要考虑两个方面的因素：轴荷分配和装卸的方便性。备胎的质量一般较大，可达 80140其安放位置对车辆的轴荷分布有一定的影响，应在总布置开始阶段就应该开始考虑。同时要考虑只有驾驶员一人的时候，能够方便装卸备胎。 一般说来，将备胎安装于垂直位置是最可取的，这样便于驾驶员滚动轮胎固定到夹持架，然后在举升安放于车架下，而如果想要一个人挪动平放的车轮并将其装到夹持架上是相当困难的。对于 重型汽车 来说，一般没有必要携带备胎。 2、油箱 重型汽车 的油箱通常布置在轴距范围以内的车身一侧。主要从轴荷分配、加油方便及防火安全等方面来进行设计布置，同时还需考虑 重型汽车 用途因素，不同用途的 重型汽车 对油 箱容积的要求是不同的。 当发动机纵向布置在轴距范围内时，从轴荷分布均匀的角度出发，油箱应布置在车辆后端的车架下面，这样可以改善 重型汽车 的轴荷分配。现代 重型汽车 对防火要求也越来越高，对于 重型汽车 这样大量载人的车辆，防火安全更甚，所以在布置油箱的时候要进行充分考虑。一般油箱尽量布置在远离 11 排气管的位置，而且不应布置在司机门附近，同时在布置油箱时候还必须考虑加油的方便性，此外还应考虑加油的速度，它取决于加油管口颈部的尺寸，加油速度一般不应低于 100L/于靠右行驶的车辆，油箱加油口应布置在车身左侧。 3、蓄电池 蓄电池在布置时候应与启动电机位于同一侧，并且尽量靠近发动机，以缩短线路的距离。当蓄电池到启动电机的距离较远时，电路的电阻就会增大，这样就会降低了到达启动电机的电压。 重型汽车 蓄电池通常由驾驶室内的远距离电磁开关来进行接通和断开的。大 重型汽车 上采用的是铅酸蓄电瓶，用支架固定在车身上，和导线一起约重 60120以在布置时电瓶的位置对车辆轴荷的分布有一定的影响。此外，还要考虑蓄电池拆装的方便性和可接近性。 3 传动部分的设计计算 的设计计算 轴作为机器的一个关键组成部分，其为各类传动部件的 安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的全部零碎部件融合在一起。 传动轴是 重型汽车 底盘的最关键零件，对于保证 重型汽车 底盘正常运转和提高 重型汽车 底盘行驶能力有着重要的意义。 传动轴设计首先是确定它的受力情况。 重型汽车 底盘行驶时，由于制造、安装、检修等原因，常会出现传动轴压在锥衬套下口的情况。我们就按传动轴处 于最不利的这种情况，作为传动轴受力状态，并且按承受最大扭矩两种集中载荷（图 算传动轴的强度。 用图解可以求得0点的力矩 20 p （ 2（ 将 c o sc o （ c o sc o sm a xm a m a x （ 12 s （ s a xm a x M （ 式中 偏心套给传动轴的反力0般 =15 25。 此外，动锥在进 动平面内还作用着旋回力矩 ，故 （ m a xm a x（ M （ M （ 以，动锥上各力对 222m a x2 m a xm a x 点的力矩所平衡，所以： 2R （ 2m R （ 已知0动锥的传动轴看成悬臂梁，则其危险断面上的弯曲应力为 1m a x m a （ 对于强度限为 5065u=100120u=200240 利用上述方法，可以求得传动轴危险断面 b d 。然后，根据 重型汽车 底盘的进动角0、锥衬套的结构尺寸大小以及传动轴与锥衬套上下口间隙，便可决定传动轴下端直径 2d 的值。传动轴上部与动锥内孔相配合部位的轴向的尺寸，可按设计确定的破碎腔椎体部分尺寸并参考实际资料确定。传动轴与椎体内孔相配合部位的直径，可参考实际资料确定。 轮传动设计计算 1初步计算 （ 1）材料选择 13 因传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用 40质），硬度24186均取为 280齿轮用 45 钢（调质），硬度 22986均取为 240齿轮精度为 7级。 （ 2）节锥角的计算 1i （ 1 o tc o t a r r c （ 2 54676706222290 （ 由文献 2表 3314 可知， 62222c o i n 12c o ss i 12m i n oa （ 式中， 1 取小齿轮齿数 301 z ， （ 取大齿轮齿数 502 z 。 （ 3）根据工作条件的要求，大端模数为 12m （ （ 4）齿轮分度圆的直径 360301211 （ 600501222 14 （ （ 5）锥距 （ （ 6）齿轮齿顶、齿根圆直径 由文献 3表 910 可知， 齿顶高 12121* aa （ 齿顶圆直径 382062222co 111 aa （ 610546767co 222 aa （ 齿根高 af （ 齿轮基圆直径 Rm （ 5 2 Rm （ （ 7）齿宽 由文献 2表 3314 可知， （ 15 （ 8）节圆周速度 311 m/s （ 架系统的设计 悬架作为 重型汽车 底盘结构的一种，是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身 )之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。 重型汽车 底盘悬架的垂直弹性特性表示作用在悬架上的垂直载荷与在轮轴上方的变形之间的关系。 图 2架弹性特性曲线 弹住特性上任意点的悬架刚度 c，为： (2当簧下质量固 定不动时，而又无减震器时，簧上质量的自由振动偏频 0n 仅与有效静挠度有关 212 00 (2减振器阻力 P 与其活塞位移速度 y 之间的关系。经常用的是双向作用的，具有非对称特性及卸荷阀的减振器。在现有的减振器中，复原阻力系数比压缩阻力系数要大 2 6 倍。减震器的外特性主要指的是阻力 10，特性 16 图如下图。 图 2震器的 外特性 电池的选型计 算 首先要确定变电站直流负荷的容量及事故放电时间。其中直流容量需考虑经常性负荷，事故负荷，冲击负荷等，统计好负荷容量，又知道直流额定电压（ 220V 居多），便可求出事故放电电流。 确定蓄电池个数： 原则首先按浮充电运行时 , 直流母线电压为 n 来确定电池个数 , 1. 05 单个电池的浮充电压 ,取 2. 25 V。 根据直流母线允许的最低电压 ,并计及蓄电池至直流母线间的电压降来校验蓄电池的放电终止电压 应满足 0. 86 具体计算过程如下： 1. 05 1. 05 220/ 2. 25 = 102. 7 ,取 104 个。 0. 86 0. 86 220/ 104 = 1. 82 V ,取 1. 85 V。 蓄电池容量的计算用电流换算法计算 ,根据直流负荷统计表绘出直流放电负荷曲线。查找相关资料可得容量换算系数 中 : 可靠系数 ,一般取 1. 4 温度修正系数 ,一般取 1. 10 老化系数 ,一般取 1. 10 裕度系数 ,一般取 1. 15 再根据具体放电负荷曲线计算容量。 根据以上分析，确定蓄电池电流为 300电时间率有 20 4 重型汽车 底盘主要零部件的有限元分析 大梁是 重型汽车 底盘的最关键部位，整个车的受力部分都集中在大梁部位，所以对它进行有限元强度分析是有必要的，先对它分析如下： 大梁的三维零件图如下图所示： 17 添加夹具： 添加力： 18 选择材料： 分析结果如下： 19 20 5 重型汽车 底盘零部件的三维建模 动桥的三维建模 动齿轮的三维建模 21 型汽车 底盘的三维建模 22 结 论 直到今天，我的毕业设计总算完成了，心里充满感概和辛酸。这几个月以来，我一直不断地查询与设计相关的各种资料和文献，通过仔细分析和研究，我的论文总算完成了，再这里感到百感交集，今天，我的论文总算接近尾声了，心里充满了辛酸和苦辣，觉得自己大学四年所学的知识还远远不够，有的必要的需要掌握的知识也没有掌握好，只有希望以后自己更加努力工作，在工作中成长，在工作中学习，这样自己才会不断地进步，不断地提高自己，从而来实现自己的人身价值，让自 己成为一个对社会，对人们有用的人。 通过这次毕业设计，让我懂得了许多知识，感谢大家。感谢学校各位领导与老师给了我在滨海学院学习生活四年以及参加这次毕业设计的宝贵的锻炼机会，它使我深刻认识到在知识的汪洋大海面前我是多么无知和微不足道。这是一个最好的时代，也是尊重知识，充分学习知识，掌握知识的时代。只有持续的不间断地学习，才不会在激烈的竞争中落后于别人，也才能用自己的真才实学为社会做出自己应有的贡献。 23 参考文献 1 张华 机械设备设计 北京：科学出版社， 2 李念 重型汽车 底盘结构概述 北京：机械工业出版社， 3 张栋 重型汽车 底盘的创新设计 4 姜继海，宋锦春，高常识 . 重型汽车 底盘原理 5 张春林，曲继方，张美麟 机械工业出版社， 6 钱平 机械工业出版社， 7 张辽远 . 重型汽车 底盘的设计与实现 . 机械工业出版社， 8 黄斌 . 机械机构设计 9 黄长 艺，严普强 机械工业出版社， 10 张桓，陈作模 高等教育出版社， 11 王昆，何小柏，汪信远 . 重型汽车 底盘结构设计 12 徐锦康 高等教育出版社， 13 邓星钟 华中科技大学出版社， 14 张凯 机械工业出版社， 15 章宏甲，黄谊，王积伟 . 重型汽车 底盘的逆向设计 16 胡泓，姚伯威 北京：国防工业出版社，17 陈铁鸣 重型汽车 底盘的创新 . 高等教育出版社， 18 孙靖民 机械工业出版社， 17成大先主编 三版） 学工业出版社， 1994。 19 of a 24 致 谢 在此论文完成之际，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理，同时在重新温故了以前课堂所学的知识。在做毕业设计的过程中，遇到难解的问题，老师都会及时和我解释，那么仔细和认真，让后收益很多，我打心里感谢我的导师。 在相关的实际问题的讨论中，我的导师总是孜孜不倦的引导着我，帮助着我。每周一次的进度检查和问题讨论，促使我在正确的道路上大步前进，不仅工作的按时保质保量的完成得到 了保证，我本人的研究能力，工作的态度也得到了充分的锻炼和提高。也能为人生打下一个夯实地基础！在此致以教授我的导师深切感激和真挚感谢！ 另外也感谢我的父母，朋友和同学们的帮助。在做设计感觉受挫，枯燥与迷茫时，是他们在悉心的为我释放压力，鼓励我不要气馁，勇敢面对。每周一次和父母的通话，与朋友和同学的长谈后都使我精神放松，斗志倍增，以饱满的热情重新投入到工作中去，感谢他们，正是他们的不懈支持和充分理解才能使我顺利完成毕业设计。 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 重型汽车底盘设计 院 系： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 2016年 4 月 I 摘 要 伴随着社会的高速发展， 在全球经济发展的大环境之下，我国各个行业在受到其他国家先进技术冲击的同时，与国外品牌企业的沟通交流的机会也变的越来越多。汽车行业通过行业展会、科研合作等多种途径，不断的提高了自身实力和核心竞争力，缩小与发达国家之间的差距。 在新的市场需求的驱动下， 重型汽车 底盘的更新和优化升级更加迫切。国内重型汽车 底盘生产企业充分挖掘市场潜力，大 力研究发展稳固、牢固的 重型汽车底盘，在机动车辆向绿色环保化的转变中挥积极作用。一般生产 重型汽车 底盘的企业对所生产的车身的安全指数都有严格的要求。各企业在生产 重型汽车 底盘的同时，都充分考虑到汽车在运行中可能会出现的种种问题，从而减少汽车因为车身不牢固以及由于底盘的联接问题在行驶过程中产生的噪音而引起的噪音大、污染重等现象。 国内 重型汽车 底盘的研发及制造要与全球号召的安全稳定、成本低廉的主题保持一致。加大汽车新型 重型汽车 底盘的研发及生产是行业发展的大趋势，同时也迎合了国内基础建设发展的需求。 汽 车行业的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。随着科学技术的发展，各学科间相互渗透，各行业间相互交流，广泛使用新结构、新材料、新工艺，目前 重型汽车 底盘正向着稳定、高效、可靠、节能方向发展。 本文介绍了 重型汽车 底盘的结构组成、结构原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算，由于 重型汽车 底盘在多样化、安全稳定方面的优点日益突出，并且其使用和维护都很方便，相信在不久的将来，该新型 重型汽车 底盘的应用将会越来越普及。 关键词： 重型汽车 底盘 稳定 结构 应用 of of s in by of at to by is to of a in a to in a of on of s in of at to in of of so as to is in in by of be of is of of to of of of is to of of of at a of of in I in be 1 目 录 1 绪论 . 1 题的来源与研究的目的和意义 . 1 题的内容 . 2 型汽车 底盘的结构 . 4 型汽车 底盘的分类 . 6 2 重型汽车 底盘结构的设计 . 7 样车的选型 . 7 类型产品的比较 . 7 动机与车门的布置 . 9 廊尺寸和有关总布置尺寸 . 10 箱布置及横截面尺寸 . 11 椅尺寸及操纵机构的布置 . 13 胎、油箱和蓄电池的布置 . 14 3 传动部分的设计计算 . 15 的设计计算 . 16 轮传动设计计算 . 17 架系统的设 计 . 18 电池的选型计算 . 19 4 重型汽车 底盘主要零部件的有限元分析 . 21 梁的有限元强度分析 . 22 5 重型汽车 底盘零部件的三维建模 . 22 动桥的三维建模 . 22 动齿轮的三维建模 . 22 型汽车 底盘的三维建模 . 22 结 论 . 23 参考文献 . 24 2 致 谢 . 25 3 1 绪论 题的来源与研究的目的和意义 目前，我国生产的 重型汽车 底盘结构简陋，稳定性始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的 重型汽车 底盘的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距， 重型汽车 底盘的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的 重型汽车 底盘势在必行！ 相信此种 重型汽车 底盘的出现将会大大提高机动车辆的行驶稳定性和安全系数，相对生产 重型汽车 底盘，将会对其 经济效益方面带来显著的提高，同时也在某种程度上推进了汽车工业的不断发展。 随着国际标准化的实施，世界 重型汽车 底盘以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础，着眼于产品零部件的标准化、系列化、规格化、通用化和专业化以及大批量生产。根据互换性、模数制、公差与配合的原理，使得组合、多变、拆装的 重型汽车 底盘已经进入全面系统设计的阶段，其功能与形式的结合更为完美。 19 世纪 80 年代，德国的 司将新开发的 重型汽车 底盘应用到该公司的子公司 一个专业生产汽车的公司，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。 随着技术的发展，能源危机引发全球性的节约能源和环境保护意识的提高，在总结第一代 重型汽车 底盘的经验基础上，开发出了性能更佳，功率更大的 重型汽车 底盘。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行 重型汽车 底盘的研发工作。现在国外等著名 重型汽车 底盘的品牌中，都有 重型汽车 底盘的销售，全世界 重型汽车 底盘的应用越来越广泛。有一点值得注意的是， 重型汽车 底盘的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此 重型汽车 底盘是汽车生产企业很乐意生产的汽车部件之一。西方资本主义国家有巨大的 重型汽车 底盘销售市场，机械人 工业是西方资本主义国家的机械工业之一。 目前国外特别是美国正在考虑发展 重型汽车 底盘的功率最大化，产能最优化的问题。自九十年代开始， 重型汽车 底盘的开发和研制已经被列入美国的重大科技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合美国汽车工业发展的 重型汽车 底盘。 二十世纪以来，我国开始生产 重型汽车 底盘，于 2003 年自行设计出型号不同的 重型汽车 底盘之后，为了适应汽车生产厂家的需要， 2004 年又制造了针对大型 重型汽车 ，货车的 重型汽车 底盘。 4 为了满足 重型汽车 底盘生产工业发展需要，我国于 2001 年研制了大型 重型 汽车 底盘。也曾设计制造出高稳定性的 重型汽车 底盘，经过多年实践摸索，于 2011 研制出新型 重型汽车 底盘，经运转实践证明效果很好。近几年又研制出 70 型 重型汽车 底盘。 目前， 重型汽车 底盘是 1970 年开始仿制德国的 重型汽车 底盘而设计。 2008年开始自行设计生产了 重型汽车 底盘。 2009 年又设计制造了大型 重型汽车 底盘。 90 年代已研制出针对大型 重型汽车 的 重型汽车 底盘的系列产品。后经多年反复研制与实践，相继克服了旧系统不足，零件强度低以及结构上的某些缺点，现己批量生产的新系列 重型汽车 底盘有 I,V,五个规格十四种类型，然而我国机械人业所需的 重型汽车 底盘全部依赖进口，这使得国产机械人配备 重型汽车 底盘后，成本增加很大，而装备自行开发生产 重型汽车 底盘，其成本提高不大，说明 重型汽车 底盘的市场前景令人乐观。 课题研究的内容 本次设计主要针对 重型汽车 底盘进行设计，从 重型汽车 底盘的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面： （ 1）到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集各类 重型汽车 底盘的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。 （ 2）分析 重型 汽车 底盘的结构与参数 （ 3）确定设计总体方案。 （ 4）确定具体设计方案。 （ 5） 重型汽车 底盘图纸的绘制。 （ 6）说明书的编写和整理。 盘的组成 重型汽车 底盘结构主要由： 传动系：主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。 离合器：其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离，以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。 变速器：由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成，用于汽车变速、变输出扭矩。 行驶系：由 车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。 5 型汽车 底盘的分类 常用的汽车专用车底盘有二类和三类之分，具体如下： 二类底盘是指带有驾驶室的底盘，经生产厂家试验，调试合格发放底盘合格证并有国家公告的产品。 二类底盘主要用于汽车改装厂，专用车或特种车等（其广泛用于油灌车、洒水车、吸粪车、吸污车、代工液体运输车、仓栅车、载货车、自卸车、随车吊、粉粒物料运输车、散装水泥车、高空作业车、清障车、牵引车等。 三类是指不带驾驶室的底盘，经生产厂家试验，调试合格发放底盘合格证并有 国家公告的产品，三类底盘主要用于 重型汽车 厂或生产 重型汽车 的厂家。 二类底盘就是有驾驶室，无货厢等的底盘，一般 1、 3、 5 开头车辆的所用。 三类就是没有驾驶室，没有车身（货厢）等的底盘，一般为 6 开头车辆（ 重型汽车 ）所用的底盘。 2 重型汽车 底盘结构的设计 样车的选型 （ 1）采样单元和煤炭种类。采样单元是从一定量的煤中采取的一个总样所代表的煤量，一批煤可以是一个或者多个采样单元。子样数目有采样单元和煤炭的种类确定，而采样精密度决定于子样数目。一般可以根据皮带的运输流量或者每个运行 周期的运行总量作为一个采样单元。 煤炭的最大粒度，一般煤炭的标称最大粒度是指筛上物累计百分率最接近 5%的筛子筛孔尺寸。粒度是确定采样头尺寸的指标，同时也确定了采样的质量。 （ 2）皮带输送速度和流量。根据输送流量大小可以计算子样的质量。 （ 3）皮带宽度和煤炭的水分及密度。根据煤炭的水分和密度可以确定驱动采样头的动力大小，根据皮带的宽度可以确定活动臂的长度以及采样斗的容积。 算过程及应用实例 某电厂皮带运输线的基本参数为：流量 1000t/h，粒度不大于 50价干基灰分大于 20%的原煤，皮带输送速度 为 2m/s，每次运 4h，要求每运行周期为一个批量采取一个总样。 （ 1）子样数目的确定。依据 品煤样的采取方法，干基灰分大于 20%的原煤每 1000t 的最少子样数目为 60，则采样单元的最小总字样数目 N： N=0 40001000=120 式中： N 采样的最小子样数目，个； 6 n 每 1000； m 实际被采样的煤量， t。 （ 2）采样斗的尺寸。依据 品煤样的采取方法，采样斗的开口尺寸及刮板的宽度至少应为 煤炭最大粒度的 倍。因此选用 125150采样斗。文中选用的尺寸为 150 （ 3）采样头的切割速度。依据美标 有关规定，取 400mm/s。 （ 4）子样质量。中部采样子样质量 =（流量开口尺寸） /（皮带速度）=21部采样子样质量 =（流量开口尺寸） /（切割速度） =104 （ 5）每小时最小样品量。中部采样系统为 630部采样系统为 3120 类型产品的比较 采煤机的类型有很多，主要分为以下几种类型： 中部采样 机是在煤流皮带上获取煤流的整个断面的一种采样设备。这种采样又叫做皮带上切割采样。一般可以分为两种，一种为采样头不随皮带运动；另一种采样头跟皮带沿煤流方向运动。这样的采样设备要求： 采样斗的宽度至少为煤料中最大粒度的 3 倍，以保证采样能覆盖所有粒度大小的煤质； 采取的煤料质量（即子样质量）必须满足依据标准所规定的最小子样质量；采样斗必须与皮带充分接触。因为根据标准要求，所有采取的子样必须包括煤流完整断面。充分接触能避免“底煤”存在。整个取样过程中，包含取样斗中所有的煤料，无残留。 以各种 不同的接斗，按照不同的切割方式，从输送皮带的卸料端煤流中采取必要的样品的设备为端部采样机。根据端部采样机的特点，这种采样手段能完全避免“底煤”残留。但是，在采样过程中，可能会因为采样斗的运动影响整个煤流的流动，造成不同密度和粒度的煤炭的分离。为了避免对煤流的影响，必须规定采样斗的运动速度，在美标 57mm/s。这样低的切割速度能较好地避免干扰煤流，但是这样造成了每个子样的质量都较大。这样在采用端部采样机时，需要配套较大的制样系统和余煤处理系统，这样导致了整个系 统的体积较大，结构较为复杂，一般为国外进口设备，需要较高的维护费用和运行费用。 动机与车门的布置 7 1、发动机布置 重型汽车 车身的总布置设计在很大程度上与发动机的布置相关联，发动机布置主要有前置、中置和后置三种。如图 5 （ 1）发动机前置后驱（ 案 发动机前置后驱方案是 42 型汽车的传统布置方案，主要应用于轻型 重型汽车 上，如图 5a） 所示。这种方案结构简单，工作可靠，操纵方便，发动机的冷却效果好，前后轮的质量分配比较理想。但由于发动机前置，凸起于车厢地板表面之上，使得车厢的面积 利用率差；传动轴从车厢地板下通过，导致地板平面离地距离较高，司机上下车不方便；此外发动机的噪声、气味和振动难以隔绝，很容易传入车厢内影响乘员的乘坐舒适性；有一扇司机门布置在轴距范围内，降低了车身的刚度。 针对中开门设计导致车身强度降低的缺点，可以采用车门前开的布置，这样可以改善车身的刚度，但是前悬必须得加长，可能出现前轴超载的现象。 （ 2）发动机中置后驱（ 案 发动机中置后轮驱动方案如图 5b） 所示，传动系统的这种方案布置有利于实现较为理想的质量分配，车厢面积的利用率高，司机门可以布置在车辆前轴之间。但是发动机维修困难，所以对发动机的可靠性要求很高；由于中置车厢地板下，发动机冷却效果差，地板高度也难以降低；此外，发动机的噪声、气味和振动还是可以传入车厢内。所以这种布置方式只在部分大中型 重型汽车 上采用，并未获得推广。 （ a） 发动机前置后轮驱动 8 （ b） 发动机中置后轮驱动 图 5型汽车 发动机布置方案 2、 重型汽车 车门布置 重型汽车 车门有司机门、驾驶门和应急门三种。对于不同尺寸不同类型的车型，其布置形式各不相同。 重型汽车 司机门是司机上下车的出口，是 重型汽车 设计的重要组成部分，按 通道宽度可分为单引道门和双引道门。单引道门主要用于司机上下车不频繁的长途 重型汽车 、旅游 重型汽车 和团体 重型汽车 上，轻型 重型汽车 应用也比较广泛；双引道则主要用于司机上下车频繁的 重型汽车 上。司机门在设计布置时候需满足国家标准的规定，一般布置在 重型汽车 右侧，其中至少应有一个司机门在车辆的前半部。但对在道路中央设置的公共汽车专用道上运营使用的公共汽车，由于公交站台位置的原因需在车身左侧上下司机时，允许在车身左侧开设司机门，而车身右侧则不允许再设司机门。一般司机门的数量设置如表 5 表 5型汽车 司机门的最 少数量 - 重型汽车 类型 级 级、级 车长 L/m L 10 10 L 12 L 12 司机门最少数量 1 2 3 1 2 驾驶门是驾驶员上下车专用门，设置在方向盘同侧，一般中低档司机门中置的大型 重型汽车 和一些中型 重型汽车 采用。 应急门又称安全门，当 重型汽车 内发生危险时，司机可通过应急门进行紧急撤离，一般应用在特大型的长途或旅游 重型汽车 上。国家标准并未对应急门的布置做出明确限制，但是合理布置应急门的位置是相当重要的，通常布置在 重型汽车 右侧中部偏后位置。 廊尺寸和有关总布置尺寸 国家标准对 重型汽车 的相关尺寸做了详细的规定。 重型汽车 的外廊尺寸见 589车外廓尺寸限界中的规定， 重型汽车 外廓尺寸的最大限值如表 5示： 表 5型汽车 外廓尺寸的最大限值 外廓限值类型 限值 总高 4m（对于定线行驶的双层 重型汽车 为 9 总宽（不包括后视镜） 长 二轴 重型汽车 12m 三轴 重型汽车 铰接 重型汽车 18m 13094重型汽车 通用技术条件规定了 重型汽车 的其它总布置尺寸要 求，如表 5示： 表 5型汽车 其它总布置尺寸要求 规定项目 限值 按近角 12 离去角 9 转弯半径 12m 转弯时的通道宽度 小离地间隙 大型 重型汽车 270型 重型汽车 240外， 重型汽车 通用技术条件还对前、后悬长，轴距等许多总布置尺寸作了相应规定。如窗距的确定，需要满足 10t 顶置载荷作用的要求。 椅尺寸及操纵机构的布置 重型汽车 上座椅是最多的附件总成，其结构的安全性、乘坐舒适性和材料的环保性等与司机密切相关，越来越受到人 们的重视。 重型汽车 座椅一般分为司机座椅和驾驶员座椅，两者在尺寸和结构设计上有着一定的区别。 1、司机座椅的相关尺寸 司机座椅的尺寸如 5示，不同型号的大 重型汽车 ，其座椅座垫的前缘到搁脚支板的距离以及座垫和靠背的倾角都可以取为常数，但是布置在轮拱或后置发动机舱盖上的座椅，其高度一般需要相应的提高，这是就有必要为司机设计以搁脚的台阶或是稍微改变座垫和靠背的倾角。座垫距离地板的高度大约为 450般不超过 500高座椅的高度就有可能缩短座椅之间的间距，有时候为了增加车内的座位数，提高车内面积的利用 率，就采用此方法，同时还要改变靠背的倾角和其他尺寸。 10 图 5 重型汽车 司机座椅的布置和尺寸 图 5驶员座椅标准尺寸 2、驾驶员座椅的相关尺寸 驾驶员座椅的尺寸如图 5示。由试验研究结果可以获取驾驶员坐姿对其工作的影响，在座垫高度选定的情况下，随着方向盘倾角 的减小，驾驶员作用在方向盘上的力随之增大。因此，为了减轻驾驶员的劳动强度，应该尽量减小方向盘的倾角。此外，还应合理的选择其他参数，以保证驾驶员的乘坐舒适 性。由此可见，在载质量很大的汽车上，应布置倾角很小的方向盘。 减小方向盘倾角之所以能够增大作用力，原因主要是当方向盘的倾角很小时，从手臂一直到肩膀的肌肉都参与工作；而当倾角很大时，则只有手臂到胳膊的这一段肌肉在用力。 3、脚踏板的布置 图 5示为踏板位置相对座椅的高度和相对于座椅对称平面的横向位置对踏板力的影响，可供布局时参考。显然，驾驶员可以施加最大作用力的踏板位置同时也是最舒适的位置。 油门踏板要求操纵轻便，由于在形式过程中需要经常踩踏，驾驶员通常习惯与将脚掌搁置在油门踏板上面，所以脚后跟应支撑 在地板上，而只靠改变小腿和脚掌的角度来进行操纵。因此，油门踏板均做成鞋底板形状，其摆动轴在下端，为了适应人的脚掌外张的特点，油门踏板上端也应适当的向外张开。在相当于发动机怠速运转的油门踏板位置，人体样板脚掌踩在踏板上，应使之大致垂直于小腿。图 5示为踏板的具体布置。 11 图 5踏板位置对驾驶员施力的影响 图 5板的布置 胎、油箱和蓄电池的布置 1、备胎 重型汽车 备胎的安放布置主要考虑两个方面的因素：轴荷分配和装卸的方便性。备胎的质量一般较大，可达 80140其安放位置对车辆的轴荷分布有一定的影响，应在总布置开始阶段就应该开始考虑。同时要考虑只有驾驶员一人的时候，能够方便装卸备胎。 一般说来，将备胎安装于垂直位置是最可取的，这样便于驾驶员滚动轮胎固定到夹持架，然后在举升安放于车架下，而如果想要一个人挪动平放的车轮并将其装到夹持架上是相当困难的。对于 重型汽车 来说，一般没有必要携带备胎。 2、油箱 重型汽车 的油箱通常布置在轴距范围以内的车身一侧。主要从轴荷分配、加油方便及防火安全等方面来进行设计布置，同时还需考虑 重型汽车 用途因素，不同用途的 重型汽车 对油箱容积的要求是不同的。 当发动机纵向布置在轴距范围内时，从轴荷分布均匀的角度出发，油箱应布置在车辆后端的车架下面，这样可以改善 重型汽车 的轴荷分配。现代 重型汽车 对防火要求也越来越高，对于 重型汽车 这样大量载人的车辆，防火安全更甚，所以在布置油箱的时候要进行充分考虑。一般油箱尽量布置在远离 12 排气管的位置，而且不应布置在司机门附近，同时在布置油箱时候还必须考虑加油的方便性，此外还应考虑加油的速度，它取决于加油管口颈部的尺寸，加油速度一般不应低于 100L/于靠右行驶的车辆，油箱加油口应布置在车身左侧。 3、蓄电池 蓄电池在布置时候应与启动电机位于同一侧，并且尽量靠近发动机，以缩短线路的距离。当蓄电池到启动电机的距离较远时，电路的电阻就会增大，这样就会降低了到达启动电机的电压。 重型汽车 蓄电池通常由驾驶室内的远距离电磁开关来进行接通和断开的。大 重型汽车 上采用的是铅酸蓄电瓶，用支架固定在车身上，和导线一起约重 60120以在布置时电瓶的位置对车辆轴荷的分布有一定的影响。此外，还要考虑蓄电池拆装的方便性和可接近性。 3 传动部分的设计计算 的设计计算 轴作为机器的一个关键组成部分，其为各类传动部件的 安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的全部零碎部件融合在一起。 传动轴是 重型汽车 底盘的最关键零件，对于保证 重型汽车 底盘正常运转和提高 重型汽车 底盘行驶能力有着重要的意义。 传动轴设计首先是确定它的受力情况。 重型汽车 底盘行驶时，由于制造、安装、检修等原因，常会出现传动轴压在锥衬套下口的情况。我们就按传动轴处 于最不利的这种情况，作为传动轴受力状态，并且按承受最大扭矩两种集中载荷（图 算传动轴的强度。 用图解可以求得0点的力矩 20 p （ 2（ 将 c o sc o （ c o sc o sm a xm a m a x （ 13 s （ s a xm a x M （ 式中 偏心套给传动轴的反力0般 =15 25。 此外，动锥在进 动平面内还作用着旋回力矩 ，故 （ m a xm a x（ M （ M （ 以，动锥上各力对 222m a x2 m a xm a x 点的力矩所平衡，所以： 2R （ 2m R （ 已知0动锥的传动轴看成悬臂梁，则其危险断面上的弯曲应力为 1m a x m a （ 对于强度限为 5065u=100120u=200240 利用上述方法，可以求得传动轴危险断面 b d 。然后，根据 重型汽车 底盘的进动角0、锥衬套的结构尺寸大小以及传动轴与锥衬套上下口间隙，便可决定传动轴下端直径 2d 的值。传动轴上部与动锥内孔相配合部位的轴向的尺寸，可按设计确定的破碎腔椎体部分尺寸并参考实际资料确定。传动轴与椎体内孔相配合部位的直径，可参考实际资料确定。 轮传动设计计算 1初步计算 （ 1）材料选择 14 因传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用 40质），硬度24186均取为 280齿轮用 45 钢（调质），硬度 22986均取为 240齿轮精度为 7级。 （ 2）节锥角的计算 1i （ 1 o tc o t a r r c （ 2 54676706222290 （ 由文献 2表 3314 可知， 62222c o i n 12c o ss i 12m i n oa （ 式中， 1 取小齿轮齿数 301 z ， （ 取大齿轮齿数 502 z 。 （ 3）根据工作条件的要求，大端模数为 12m （ （ 4）齿轮分度圆的直径 360301211 （ 600501222 15 （ （ 5）锥距 （ （ 6）齿轮齿顶、齿根圆直径 由文献 3表 910 可知， 齿顶高 12121* aa （ 齿顶圆直径 382062222co 111 aa （ 610546767co 222 aa （ 齿根高 af （ 齿轮基圆直径 Rm （ 5 2 Rm （ （ 7）齿宽 由文献 2表 331
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