低速货车总体设计(含CAD图纸).pdf

1 毕业设计（毕业设计（论文）论文）任务书任务书 填表时间： 2010 年 1 月 4 日 论文作者 承风沐光 专业 班级 联系 qq 401339828 课题 类型 题目 低速货车总体设计 主要 研究 内容 1. 制定整车设计原则，进行方案论证； 2. 汽车型式、主要尺寸和参数、发动机和轮胎的选择； 3. 汽车总体布置和运动校核； 4. 驾驶室、车厢的结构形式与尺寸确定。 主要技 术指标 (或研究 目标) 1.两轮驱动，平头车布置，长宽高=471017002190，载质量 2000kg；车速 范围 9.565km/h, 经济车速 3035km/h，最小地隙 240（满载） ，最小转弯半径 5300， 车厢底板高度 1020（满载）最大爬坡度 35%； 2.全金属封闭式驾驶室和三面开车厢。 3. 按任务书要求完成规定的任务，撰写设计说明书，写出不少于 400 字的中文摘 要；至少翻译一篇本专业外文文献（10000 个以上印刷符号），并附译文； 4. 需独立完成不少于 3 张 a0 图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含 1 张以上用计算机绘制的具有中等难度的 a1 号图纸，同时至少有折合 a1 号图幅以上的图 纸用手工绘制， 查阅到 15 篇以上与设计相关的文献， 按要求格式独立撰写不少于 12000 字的设计说明书。 进度计划 13 周 查阅文献、收集资料、初定设计方案； 46 周 设计方案分析与计算、绘制草图； 79 周 绘制装配图； 1011 周 绘制零件图； 1213 周 撰写设计说明书； 14 周 互审评阅、答辩。 主要 参考 文献 1、王望予.汽车设计.4 版m .北京：机械工业出版社，2004. 2、刘惟信.汽车设计m .北京：清华大学出版社，2001. 3、长春汽研所.国产汽车技术性能手册m .北京：机械工业出版社. 4、周一鸣.车辆人机工程学m .北京：北京理工大学出版社，1999. 5、汽车工程手册.基础篇m .北京：人民交通出版社，2001. 6、汽车工程手册.制造篇m .北京：人民交通出版社，2001. 7、中国汽车技术研究中心.汽车标准汇编m .天津：2001. 8、国产微型汽车车型及配件目录 m .北京：中国物资出版社，1990. 9、国产中型载货汽车车型及配件目录 m .北京：中国物资出版社，1990. 10、张朴.汽车计算机辅助开发技术 m .北京：北京理工大学出版社，1999. 11、 汽车工程 、 汽车技术 、 汽车之友 、 拖拉机与农用运输车 、 农用运输车 信息 、 农用运输车标准化等相关期刊、杂志、手册和图纸等。 教研室主任签字： 2010 年 1 月 4 日 2 低速货车总体设计 摘要 近几年随着国家实施城镇化战略以及新农村建设的深入开展，国家通过 加大农村投入， 大力推进农村道路等基础设施建设， 加快了农村经济的发展， 不断提高农民的收入。由此使得低速货车在农村的巨大市场空间逐渐呈现。 设计在结合自己所学知识的基础上，以北京轻型系列载货汽车为蓝本， 收集查阅了大量相关资料和文献，力求开发出一种价廉、实用、耐用、安全、 节能、环保的低速货车。 本设计为低速货车的总体设计。力求使汽车各总成性能充分发挥，尽 量降低成本，达到企业在商品计划中所确定的指标；遵守和贯彻有关法规、 法律、标准中的规定，注意不要侵犯他人专利权；尽可能去贯彻三化，即标 准化、通用化和系列化；还要满足运动学方面的要求。 首先要研究任务书、调查研究和确定设计原则。此阶段要收集国内外 相关资料并进行消化，了解我国汽车的生产和技术状况，产品品种系列和性 能，国外同类型汽车结构型式和参数，形成一个完整的整车概念；接着进行 技术设计。主要是选择整车和各总成的布置和位置、外形尺寸各部件之间的 连接方式和安装方式、各操纵机构的位置及其活动范围、重心位置、计算汽 车空载和满载时的轴荷和重心高度、确定汽车外形尺寸和汽车总布置的各项 参数。然后进行汽车总装配图的绘制，主要目的是进行“图纸装配”检查各 部件间的连接尺寸， 安装空间和方便性、 检查各操纵机构的位置和活动范围、 检查视野、检查有无运动干涉。 关键词：关键词： 低速货车， 总体设计 ， 技术参数， 性能计算， 强度计算 3 low speed freight vehicle overall in recent years along our country pay more attenting on urbannization stategy as well as rural reconstuctions thorough development .the country put more and more money into the countryside ,accelerat countrys economy and so on farms incom unceasingly .from this causes the low speed freight vehicle to present gradually in the countryside giant market space. the design in unifies itself to study the knowledge in the foundation ,take beijing light series truck as the main source , the collection has consultted the massive correlation date and the literature ,made every effort to develop one kind moderatelyprice, practical ,durable ,the security ,the energy conservation,the enviromental protection low speed freight vehicle. my work is vehicle layout design.layout designing must make each assembly performance of the vehicle give full play as far as possible reduce the cost ,and reach enterprise indices setted in themer chandise planner observing and following out legal regulation ,law and the provision in the standard ,regarding dont impinge others patent right as far as possible following out ,that is to say standardization, unification and fulfiling require in the kinematics quarter. before of the vehicle layout you should research prospecctus ,investigation and establish design philosophy .in this phase you should collect both here and abroad related date and assimilate them ,lean obout national automotive produce and technology condition ,eries of product variety and performance ,vehicle structural shape and parameter of obroad the uniformity type and parametre ,engineering level trend of development .primarily select entire and each unitized structural shape and main performance parametrer ,formed one rounded entire car concept go on to carry out technical designing.the tie and fasten mode ,each motivator position every movement ,centroid position ,figure vehicle idler each full loadax lotus divide each height of center of gravity ,establish vehicle boundary dimension and vehicle general arrangement each term parameter ,in disposal time .respond consider fully derivative vehiculer require each spare out up on in of the both primarily establish each modal disposal and position ,boundary dimension each assembly of compartment “three melt” it is carry out to the protract of the to carry out the stucture design of the fram as well as the sthength of the stiffness of the check,then carry out vehicle general assembly drawing. this item working leitmotif”drawing assembly “test each assembly drawing compartmenttie ,fasten ,room and expedence ,inspect have motivator posotion and/or movement ,inspect visual field ,inspect have got without movement interference ,combine protect necessary assemblly motion diagram,reckoner vehicle idler each full loadload divid each height of center of gravity be the last carry out try make amendment of set phase out to out on in out . key words : low speed freight vehicle , overal and frame design ,technical parameter, performance computation ,strength calculation. 4 目录 第一章 概述 6 第二章 总体设计 2.1 概述 9 2.2 主要尺寸和质量参数的选择 11 2.3 总布置尺寸链与控制 13 2.4 人机工程与驾驶室内部操纵机构布置 14 第三章 发动机的选择与匹配 3.1 发动机基本型式的选择 20 32 发动机主要性能参数 20 第四章 车身造型与设计 4.1 农用运输车总体尺寸与造型 23 4.2 车身构件 23 第五章 农用运输车的安全性能与安全设计 25 第六章 轴荷与质心计算 6.1 汽车主要参数 25 6.2 轴荷分配及质心位置计算 26 第七章 动力性能计算 29 参考文献 36 致谢 37 5 第一章 概 述 1.1 低速货车的设计特点低速货车的设计特点 低速载货以前叫农用运输车 gb725820041将“四轮农用运输车”更名为“低 速货车”，明确“农用运输车”实质上是汽车的一类。gb18320200【2】规定以柴 油机为动力装置，中小吨位、中低速度，从事道路运输的机动车辆，包括三轮农 用运输车和四轮运输车等， 但不包括轮式拖拉机车组、手扶拖拉机车组和手扶变 速运输车。农用运输车最高设计车速不大于 70km/h，最大设计总质量不大于 4500kg,长小于 6m、宽不大于 2m 和高不大于 2.5m。农用运输车均选用柴油机为 动力。 低速货车两极分化明显， 总体有向大型化发展趋势。低速货车近年来向高、 低两个档次方向发展。一种是机构简单、价格低廉的低速货车，俗称“三改四” 车型，一般采用三轮汽车的传动系统，动力大多数为单缸柴油机，也有少部分的 两缸或三缸柴油机，属于经济型低速货车，售价一般不超过 2 万元。另一种是采 用汽车底盘与驾驶室，并选用成熟的汽车零部件，动力一般为四缸的柴油机，属 于较高档次的低速货车， 这种车型的价格一般在 3 万元以上。低速货车近年来在 载质量、 配套发动机功率方面有逐渐增加之势。分析 1998 年至 2006 年低速货车 载质量变化情况， 可以看出载质量 500kg 的小型车所占比例明显减少，而 1 吨和 1 吨以上载质量的车型逐年增加。同样，分析低速货车配套发动机变化情况，也 可以看出配套单缸柴油机的低速货车数量呈下降趋势， 而配套四缸柴油机的低速 货车数量呈上升趋势，且无论是单缸机或是四缸机，其功率都明显增大。2006 年低速货车配套单缸柴油机约占 24%，四缸柴油机约占 71%。 低速货车在保持价格低廉，吨位中小，速度低，道路适应性强等特点的基础 上，进一步针对农用运输运城短，批次多，货物分散，运量小，以及农村道路条 件差， 车辆要求多样化等各种情况， 不断地提高低速货车整车的可靠性， 安全性， 并兼顾提高产品的舒适性及环保性、经济性以及满足市场和用户要求， 有满足国 家对汽车产品不断提高的安全、环保、节能法规要求。“价廉、实用、简便、耐 用、安全、节能、环保”将是低速货车发展的主流方向。 近几年随着国家实施城镇化战略以及新农村建设的深入发展， 国家通过加大 农村投入，大力推进农村道路等基础设施建设等，加快了农村经济的发展，不断 提高农民收入。 由此使得低速货车在农村的巨大市场空间逐渐呈现。农民用车会 提高生产效率，降低劳动强度，可见，低速货车对改善农民的生活质量，提高生 活水平有很重要的意义。 按不同驾驶室形式， 低速货车分为长头和平头两种。平头货车总长和轴距尺 寸短等因素的影响，汽车的整备质量减少；驾驶员视野好；采用翻转式驾驶室时 能盖上发动机及其附件的接近性；平头货车的面积利用率比长头货车的高。 平头 货车空载时前轴负荷大。 因而在环路上的汽车通过性变坏；因为驾驶室有翻转机 构和锁止机构，使结构复杂；进出驾驶室不如长头车货车方便；离合器、变速器 等操纵机构复杂；发动机的工作噪声、气味、热量和震动对驾驶员等均有较大影 响；汽车正面与其他物体发生碰撞时，特别是驾驶室高度低些的平头货车，易使 6 驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加，这点不如长头式货车。 按不同制动形式，低速货车分为机械、液压和气压制动三种。已经普遍应用 的液压制动现在已经是非常成熟的技术，随着人们对制动性能要求的提高， 防抱 死制动系统、驱动防滑制动系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐 渐融入到制动系统当中，需要在制动系统上添加很多附加设备来实现这些功能， 这就使得制动系统结构复杂化， 增加了液压回路泄露的可能以及装配、维修的难 度。 按不同的动力形式，分为单缸和多缸发动机两种。相同排量的情况下，单缸 机噪声大，不稳定，提速慢，但它的优点是结构简单，成本低，维修方便，且耗 油较少，多缸发动机噪声小，运行较稳定，力矩较大，但成本高，维修比较不方 便，且油耗较大。 低速货车设计时应主要考虑以下性能： 安全性能 如行车制动和驻车制动是否可靠，安全防护装置是 否齐全、功能是否正常，照明信号装置是否齐全、工作是否正常，说明书安全等 内容是否齐全清楚等；汽车的安全性分为两大类，一类叫做“主动安全性”，又称 “积极安全性”，所谓主动可理解为防范于未然。重点是将车轮悬架、制动和转向 的性能达到最好的程度， 尽量提高汽车的行驶稳定性和舒适性，减少行车时所产 生的偏差。例如安装制动防抱死装置 abs 以提高制动性能防止甩尾现象，安装 驱动防滑装置 asr 防止汽车产生侧滑，采用转向动力辅助减轻驾驶者的疲劳程 度，采用新式光源提高照明射程等等。另一种叫“被动安全性”，又叫“消极安全 性”，顾明词义就是一旦事故发生时，汽车保护内部乘员及外部人员的安全程度。 车辆性能 如发动机功率情况、 车速情况、 加速性能情况、 噪声和振动情况等； 使用可靠性 从车辆行驶故障率高低进行判断；外观质量 颜色感观舒适 性、 整车表面含底盘的油漆质量、 漆层耐候性等； 人机工程要求 座位舒适性、 操作方便性、驾驶室环境条件等。人体在不同的姿态下，用力的疲劳程度不同， 操作机器所需的力量应该选择在对应姿态下不易引起疲劳的范围内。 例如转向助 力器就是为了减轻操纵力而设计的。人体在不同的姿态下最大拉力、 最大推力也 不相同，例如坐姿下人腿的蹬力在过臀部水平线下方 20 度左右较大，操纵性也 较好， 所以刹车踏板就安装在这个位置上。 人体在不同的姿态使用不同的肌肉群 进行工作，动作的灵活性、速度和最高频率都不相同，例如腿的反复伸缩具有较 低的频率，而手指则可以用较高的频率进行敲击。因此，对应不同的操纵频率应 采用不同的动作方式来完成。 1.1 国内外低速货车发展现状 国外农用运输车行业从二十世纪 90 年代中期一路攀升至 1998 年后， 1999 年下跌了 15%，此后又从 1999 年的低谷中逐年稳步攀升。其中迪尔公司在 2004 年达到净销售及其它收入增长 29.3%， 净收益增长一倍以上的业绩， 其中农 用机械营业利润增长 226%。 2006 年迪尔公司各类机械的销售额占总销售收入的 比例是： 农用机械占 46.2%。 商用与市政机械占 17.5%， 建筑与林业机械占 26.1%， 信贷收入占 8.2%，其它收入占 2.0%。值得注意的是，近年来在农业机械销售额 持续增长的情况下，其所占的比例在下降，主要原因是全球工程机械形势较好。 凯斯纽荷兰公司自 1999 年 11 月合并成立以来，营运效益一直不太理想，不过销 售收入从 2001 年起逐年有所回升。其产品主要是农业机械（拖拉机、联合收割 机、柴油机、农机具） 、工程机械及零部件等。和迪尔公司类似，工程机械的比 重有所增加。2006 年其农业机械销售额占总销售收入的比例是 58%，工程机械 7 占 32%，信贷收入占 10%。二十一世纪从初期向中期过度期间，国外农业装备 的市场需求形势进一步好转、2005 年和 2000 年年相比，全球农业装备的市场需 求量增长了 1/3 左右。同时，行业集中度进一步加大，世界上最大的三大农业机 械跨国公司迪尔、凯斯纽荷兰和爱科在全球市场的占有率，从 2000 年 的 27%提高到 2005 年的 34%。其中迪尔的市场占有率提高了 3.5 个百分点，达 到 15%以上；爱科提高了 3.4 个百分点，达到接近 8%；凯斯纽荷兰大体持平， 保持 11%左右。 就我国的情况而言，自 2004 年以来，我国的农用运输车行业得到长足发 展，尤其是大中型的，保持了很高的增长率。以下是进些年我国农业运输车的产 量。 年份 2006 年 上半年 2006 年 预计 2005 年 2004 年 2003 年 2002 年 产量 （台） 109620 219240 154136 94248 57448 55422 同比增长 （%） 42.24 63.54 64.06 3.66 由表中可知，2003 年农用运输车的产量基本和 2002 年持平，大中型行业从 2004 年起进入高速成长期，20042006 年年度平均增长幅度高达 56.61% 由于 2004 年 11 月 1 日开始实施的“农业机械化促进法” ；农业税减免、良种粮 田补贴等各项支农、惠农政策的落实，粮食丰收和提价，加大进城务工农民工资 的清算力度，农民收入增加；购买农机、尤其是先进、适用、质优的大中型农机， 农民得到了切切实实、远高于储蓄的收益；农民进城务工、做生意，进入乡镇企 业工作等， 农业劳动力数量不断减少以及文化素质的参差不齐，对农业机械替代 繁重人力劳动的要求日益迫切，激发了对农机的强大市场需求。诸多利好因素， 促进了大中型农业运输车行业的高速发展。 低速货车概述 8 第二章 总体设计 2.1 概述 运输车的总体设计主要是根据使用条件、生产规模、 制造水平和生产成本来 选择车辆的型式、结构和尺寸等，既解决整体与局部、局部与局部之间的矛盾， 从而设计出性能良好、 价格合理的农用运输车。总体设计是农用车设计中十分重 要的一环。 2.1.12.1.1 农用车的使用条件农用车的使用条件 我国地域广大，地形复杂，多种多样。习惯上所谓的山区包括山地、丘陵和 比较崎岖的高原，总计约占全国面积的 2/3，正是山区，尤其是边缘的山区，更 需要农用运输车。山区公路常要越过高山峡谷，道路的特点是弯多而急，坡陡而 长。 据统计， 我国三级以下的公路总里程约占 95.4%， 四级以下的公路约占 78.9%， 这些道路路面状况较差，一遇到雨雪天气便会泥泞不堪，所以，农用车的使用条 件是比较恶劣的。 我国的气候条件也相当复杂，各地距海洋距离相差很大， 分属 9 个不工的气 候区带，而且雨量分布也相当悬殊，这就使不同地区的农用车设计也有所区别。 另外，广大农村地区对车辆的维修保养条件极差，配件供应比较困难，驾驶 员的文化素养和驾驶技能也不是很高。这样，农用运输车的可靠性、维修方便性 显得更加突出。 一一农用车的生产条件农用车的生产条件 目前，全国生产农用车的企业一般可分为三种类型，即中型农机、拖拉机制 造厂、 小型农机制造厂和乡镇企业。 除了中型农机拖拉机制造厂具有一定的设计 和加工能力外，其他都只具备装配农用车或者还可以自行生产 12 个总成的能 力。这些企业多数是小批量生产，很难提高质量，降低制造成本。 二二市场上同类车型的比较市场上同类车型的比较 下表摘录了目前市面上几种农用车的技术参数，以供分析比较。 表 2-1 农用车的技术参数 规格型号 载重 （t） 最高时速 （公里） 爬坡度 百公里油 耗（升） 配合动力 地隙 产地 1 本拖 ty-2015 1 40.22 20% 7 290 本溪 2 丰收 2015 1 40.22 20% 7 290q 郑州 3 嵩山 ssty2105 1 41 2.5 j285 210 江西 4 autrac55 0 1 19.4 12 马力 瑞士 9 5 u600 1 62 70% 52 马力 415 西德 五种车型同为载重 1 吨农用运输车，由于选型和结构的不同，使最高车速等 技术性能和制造成本相差很大。 比较可知， 我们要设计的农用车正适合我国广大农村的条件， 价格可以接受。 动力性能较好，具有广阔的市场前景。 一. 总布置方案的分析确定 汽车型式为双轴，42 驱动。采用驱动的汽车结构简单，制造承办地，多 用于轿车和总质量较小的公路车辆。 农用车一般采用发动机前置后驱。与发动机中置、后置两种方案相比，有如 下优点：发动机维修方便，离合器、变速器等操纵机构简单，或向地板高度地， 发现发动机故障容易等。 发动机的前置后桥驱动也有一些缺点。如果采用平头式 驾驶室，而且发动机布置在前桥上，处于两侧座椅之间时，驾驶室内部拥挤，隔 热隔振、密封和噪音问题难以解决。采用长头驾驶室，则会使整车长度增加，驾 驶员视野受限，整车质心升高。 按驾驶员与发动机相对位置不同， 货车有长头式、 短发式、 平头式和偏置式。 平头式货车，汽车的总长和轴距尺寸短，最小转弯半径小，机动性能良好： 不需要发动机罩和翼子板，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备质量减小，驾 驶员视野得到明显改善，汽车面积利用率也高。 平头式的缺点有：前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；因为驾驶室有翻转 和锁住机构，使机构复杂；进出驾驶室不如长头车方便；离合器、变速器等操纵 机构复杂：驾驶室内空间狭小，受热及振动均比较大。 为解决这些问题， 我们将发动机布置在驾驶室货箱的下面，尽管这会引起操 10 纵结构复杂，发动机与地面太近容易被泥土弄脏，驾驶室升高等问题，但农用车 的发动机为单缸小型柴油机，采取加防尘罩等措施，都可以解决这些问题。自卸 式农用车的货箱可以翻起，也不会给发动机的维修带来困难。 传动系采用轴传动，依次布置发动机、离合器、变速器、传动轴及后桥。为 降低成本，离合器再用弹片柑摩擦离合器，变速箱、副两部分，有高低档。可采 用滑动直齿轮换档，以降低成本。 2.2 主要尺寸和质量参数的选择 一一.主要尺寸参数的确定主要尺寸参数的确定 低速农用运输车选型确定的主要参数有轮距、轴距、整车总长宽高、最小离 地间隙等。 1. 轴距的大小对车辆使用性能有密切关系。 轴距增大，使货箱长度增加，车辆的整备质量增加。车架的加长对车架的强 度和刚度都带来不利影响， 车辆总的质量的增加或减少，对其经济性和动力性都 有密切的关系。 轴距的大小还影响车辆的轴荷分配，对制动性能影响较大。 轴距的大小还与车辆的操纵稳定性有关。 本设计的农用车其轴距为：l=2800mm 2. 轮距 轮距的大小影响车辆的总宽尺寸，对车辆的整备质量也有影响。 轮距对车辆 性能的影响主要是侧向稳定性和转向机动性。轮距愈大， 两边钢板弹簧的距离便 可增加，悬架系统的侧倾刚度便增加了，这对车辆的抗侧倾性是有利的。在进行 布置时，轮距的大小还与发动机的外形尺寸、安装位置与方式、车架的宽度、主 销中心距的大小、 悬架与转向系的布置与相对运动、转向轮转角的大小等有密切 联系，选择时应予以综合考虑。 本车的轮距为：前轮 b=1450 后轮 b=1460 （后轮为双胎） 3. 货箱尺寸与整车外廓尺寸 低速农用运输车主要是为农村和城乡物资交流的运输服务的， 它的货箱设计 应与整车的外廓尺寸相匹配。下表是几种国产轻型汽车和农用运输车的货箱尺 寸： 表 2-1 几种国产农用车货箱参数 车 型 额定载质量 （吨） 整车外型尺寸（mm） 货箱内部尺寸（mm） 面积利用系数 bj-130 2.0 471018502065 30001770400 0.609 nj-131 3.0 605020762169 43001970380 0.674 sy-2515 1.5 460018002080 27651620380 0.541 ty-2415 1 480017601965 31201580350 0.584 fd2415 1 451017602120 27901660350 0.583 fl2815ii i 1 483018602100 31101670350 0.578 fl2815ci i 1 484018602080 26001680400 0.485 11 fy2815 1 482016502100 24201580350 0.481 货箱尺寸为：33501770400 整车外廓尺寸为：471017002190 二.二.主要参数的确定主要参数的确定 农用车的主要质量参数， 是为了保证有合理的质量利用系数和较理想的轴荷 分配。 1. 整备质量与质量利用系数 农用运输车整备质量 g 是指车辆装有全部装备、加满额定的冷却水、油料 和燃料，但未装载货物和乘员的质量。 确定装备质量 g 和质量系数 c 的原则是：在节约刚材（原材料）和燃料消 耗的前提下，必须保证车辆在正确使用条件下具有良好的可靠性。 质量利用系数的公式为： n e g g g / = g e 为额定载质量年 g e =2000kg g 为整备质量 g =2000kg 所以 c =1 2. 轴荷分配 轴荷分配对车辆的主要性能如动力性、通过性、制动性、操纵稳定性和轮胎 使用寿命都有很大的影响， 为了保证在泥泞路面上的通过能力，一般将满载时前 轴的负荷控制在 3540%之间。这样，驱动轮上便有足够的附着力，而使前轴转 向不会沉重。 为使轮胎的磨损尽量均匀，应在前后轴分配合理的轴荷。本车所选轮胎为： 前轮 6.50-16，气压 530 a mp ；后轮 6.50-16，气压 530 a mp 。由此可以计算得前 轴的负荷控制在 33%比较合适。 2.3 总布置尺寸链的计算与控制 要使各总成的布置要正确，并且保证各个总成在车架上的安装位置杂在理论 上与实际上尽可能一致，必须对总布置的尺寸连进行严格的计算与控制。 一. 车架上平面高度的确定一. 车架上平面高度的确定 1. 前轮中心与车架上平面交点 o 1 的离地高度 12 在不计前轮主销后倾的影响下， 1 h 点可如下计算： 1 h =r d h 2 h 1 h 0 h 3 /3f d h (2-1) 式中 r d 车轮的静力半径， （mm） ； h 2 钢板弹簧座上平面距车轮中心的下沉， （mm） ； h 1 钢板弹簧各片总厚度， （mm） ； h 0 钢板弹簧盖的高度， （mm） ； h 3 缓冲块总成的高度， （mm） ； h 车架纵梁在前轮中心处的断面高度， （mm） ； f d 前悬架最大动挠度， （mm） ； 2.车架在后轮中心处的离地高度 h 2 由于农用运输车后轮负荷变化大，后悬架钢板弹簧在使用一段时间后可能产 生比前钢板弹簧大的塑性变形，同时为了使车辆在驱动时能接近水平，通常将车 架设计成向前倾斜一角度 a e 。考虑到超载的情况，一般取为 a e 为 1-2 度。 这样，若车架上平面为一个平面时，h2 即可确定： h 2 =h 1 ltga e (2-2) =728（mm） 二. 整车在 二. 整车在 x x 轴方向的尺寸链计算与控制轴方向的尺寸链计算与控制 在图 2-2 中，o-o 先表示车架上平面先，o-o 1 代表地面线，两者的夹角为 a e ， o f 、o r 分别为前后轮的中心。 为主销后倾角。c 点是变速箱前端面与输入轴中 心线的交点，是总布置时的基准点，因而它的坐标可从总布置图上得到。 发动机曲轴中心线相对车架上平面的夹角 a ef 也又总布置图求得。由发动 机、离合器和变速器的结构图可以得到尺寸 1 1 、1 2 、1 3 。这样，可计算出 b、c、 d 各点的坐标值。 （详见总布置图） 三. 总布置宽度方向的尺寸控制三. 总布置宽度方向的尺寸控制 农用运输车的总宽度应与车型、驾驶室型式、整车的总长和总高相协调。 总宽还应与车架的宽度、前后轮距等协调。 13 2 吨农用运输车的车架宽度一般在 640-740mm 范围内， 这主要考虑车架在前轴 部分要装多种发动机的可能性、转向轮的转向空间以及转向拉杆留有一定的运动 间隙。在考虑车架宽度时应考虑前后轴的各种因素。 同时，左右车轮的外缘面还不能超过货箱或驾驶室的总宽。 2.4 人机工程与驾驶室内部操纵机构的布置 人机工程学在汽车和农用运输车的设计中已得到广泛的应用， 其中最主要的 内容是在驾驶室设计中如何适应人体的要求， 从而进一步提高人机系统的工作效 能。 一.一.人机系统的布置人机系统的布置 1. 驾驶员眼椭圆 驾驶员眼椭圆代表了驾驶员以正常坐姿坐在椅子上时， 起眼睛位置的系统学 分布图形。它是经过大量的测量统计方法取得的，与驾驶员的视野有密切关系。 (1) 利用眼椭圆确定挡风玻璃刮扫系统以及除霜系统的有效面积和部位； (2) 利用眼椭圆校核车内外后视镜的尺寸和位置是否合理； (3) 利用眼椭圆测定盲区的大小。 2. 关于 h 点的人体模型 h 点是指人体躯干与大腿之间的交接点。 (1)利用实际的 h 点作为与坐姿舒适性有关的车身内部尺寸的基准点。 (2)利用 h 点确定眼椭圆在车身内的位置的作图基准。 (3)h 点的位置直接影响到驾驶员手伸及的界面，用它作为车身内部尺寸的 设计基准。 3. 驾驶员的手伸及面 14 实验表明驾驶员的手伸及面是一个形似橄榄球的一个椭球面，也称为手伸及椭 球。不同身材的男女驾驶员的手伸及能力不同，手伸及界面也不同，应找出大多 数驾驶员可以达到的手伸及 4. 人体测量 人体尺寸是操作空间设计的基础资料， 与驾驶室密切相关的人体尺寸是驾驶员坐 姿下的尺寸。 图 2-3 所示我国人体尺寸测量的项目图。 表 2-2 是上述项目的测量 结果。 表 2-2 我国的人体基本尺寸 男 女 序号 测量项目 均值 标准差 均值 标准差 1 身长 1688.25 81.83 1586.17 51.29 2 眼高 1585.32 61.61 1480.25 76.02 3 肩高 1420.98 54.35 1320.26 60.96 4 座高 896.53 36.12 848.52 31.58 5 坐姿眼高 794 74.3 6 肘到座平面 245.23 41.81 238.63 25.63 7 上肢前伸长 837.78 36.81 784.50 37.98 8 拳前伸长 730.87 47.07 688.84 36.79 9 大臂长 269.21 16.36 260.74 19.79 10 小臂长 247.08 13.22 225.93 17.03 11 手长 192.53 9.46 179.00 9.52 12 肩宽 426.32 20.35 391.71 21.67 15 13 臀宽 333.75 22.62 394.71 23.99 14 下肢前伸长 1015.91 58.91 976.79 50.84 15 大腿长 422.48 28.44 409.21 35.39 16 小腿长 401.34 21.57 368.60 22.21 17 足高 70.69 5.46 65.78 6.94 18 膝臀间距 550.78 27.49 527.77 31.28 19 大腿平长 422.92 23.31 431.76 30.34 20 膝上到足底 515.08 24.67 479.89 23.61 21 膝弯到足底 405.79 19.49 382.77 20.83 图 2-4 所示为踏板位置相对座椅的高度（图 2-4a）和相对座椅对称面的 横向位置（图 2-4b）对踏板力的影响。 16 5 坐姿的舒适性 座椅的舒适性包括两个内容：振动舒适性和坐姿舒适性。振动舒适性是平顺 性的内容。 坐姿舒适性要求座椅的结构、座椅轮廓面形状及几何尺寸应与人体的 生理结构相适应， 在座椅设计时要考虑到人的脊椎的腰曲弧线和坐姿态下的体压 分布，必须使乘员在保持在保持自然的眺望姿势时，肌肉最放松，臀部受压时的 体压分布要合理。 6 操纵手柄的形状 驾驶室内各操纵手柄的形状，应该也 人手的生理特点相适应。手柄设计时，不 能完全与手心贴和，而应留有握持空心， 更不能贴近掌心。手柄着手的方向与振动 的方向也不以集中在掌心和指骨肌部位， 以免引起疲劳和痉挛。 二. 驾驶室内各操纵机构的布置驾驶室内各操纵机构的布置. 1. 如图 2-5 和图 2-6 是外部 和内部各部分的名称 2. 驾驶室座椅及操纵机构的 布置 驾驶室的布置应考虑适应不同 体型的人乘坐，其座椅几操纵机 构的布置尺寸如图 2-7 所示。 座椅布置首先应保证驾驶员 有良好的视野。其次应根据人机 工程学的要求，驾驶室内操纵用 的按钮、开关和手柄等应能不费 力地伸手触及。仪表、后视镜等 应安装在容易看到的位置。 灯光、信号灯保安项目 齐全可靠，性能符合国际的 有关规定。为了改善视野， 适当提高了座椅的高度， 并减小座椅与靠背的倾角。 17 18 第三章 发动机的选择与匹配 汽车的动力性和燃油经济性是评价汽车性能的重要指标，二者相辅相成。 他们主要取决于发动机特性、传动系参数，以及这二者之间的相互匹配。合理的 匹配发动机和传动系参数， 会大大降低汽车的燃油消耗， 并可获得较好的动力性。 3.1 发动机基本型式的选择 目前汽车上最常用的动力装置是往复式内燃机（汽油机和柴油机） 。对农用 车而言，几乎全部选用柴油机，这是因为柴油机与汽油机相比有很多优点： 一. 燃油经济性好，在部分负荷时能节省更多的燃油。 二. 柴油机低速扭矩大，爬坡性好，适合我国农村道路特点。 三. 工作可靠，耐久性好。 四. 柴油分散储存安全，不用昂贵的储油设备。 五. 农村动力机械大多用柴油， 各地农村对柴油机使用维护积累了知识和经 验。 但是柴油机也有工作粗暴、 振动及噪声大， 尺寸和质量大、 造价高、 启动难、 易生黑烟等缺点。 近年来， 由于柴油机设计的不断完善， 以上缺点得到较好克服， 故农用车普遍选用柴油机，这已成为农业车的重要特点之一。 直列式单缸发动机结构简单， 工作可靠， 使用维修方便， 发动机的宽度也小， 布置起来较灵活。v 形发动机具有长度小，高度低，质量小，曲轴刚度大等优点， 但制造要求高，加工设备贵，造价较高。 风冷发动机的优点是冷却系统简单， 维修方便， 适应性好， 不会产生 “开锅” 和冻结的故障，但存在冷却不均匀，消耗功率大等缺点在汽车上应用不多。水冷 发动机有冷却均匀可靠，散热好，可靠性高，耗油低，制造成本低，车内供暖易 于解决等优点。 这里我们选用 490q 单缸柴油发动机。 3.2 发动机主要性能参数指标的选择 一. 一. 发动机最大功率发动机最大功率 max e 及相应转速 及相应转速 n n p 汽车的动力性在很大程度上取决于发动机的功率值，功率越大， 则汽车的动 力性越好。但功率过大会导致功率利用率降低，燃料经济性降低，发动机和传动 系的自身质量增大。 确定所需最大功率时， 要参考样车的发动机，按所需的动力性能指标进行计 算，并从燃料经济性方面进行比较。 根据功率平衡，在最高车速时有 19 max e = t 1 p f p w (3-1) 即 max e = t 1 3600 gf m a v max a 76140 a c d v max a 式中 max e 发动机最大功率， （kg） ； t 传动系效率，取 0.9； g重力加速度，(m/s 2 ; m a 汽车总质量，(kg)； v max a 最高车速，(km/h)； f 滚动阻力稀疏，对一般货车和农用车取 0.015 或 0.02；本 车区 0.02。 d c 空气阻力稀疏，货车取 0.8-1.0；本车取 0.9. a汽车正投影面积，货车 a=b 1 h 1 ，式中 b 1 为前轮距，h 1 为汽车 总高， （m 2 ） 。 计算得 max e 27.3kw 二. 二. 发动机最大扭矩 发动机最大扭矩 t t max , e 及相应转速 及相应转速 n n t 发动机最大扭矩及相应转速对汽车的动力性能如动力因数、 加速性能、爬坡 能力等影响很大。 当发动机最大功率及相应转速选定后，发动机最大转矩 max e 也基本定下来 了，可由下式确定： max e t =a p t =a7019 p e n p max (3-2) 式中 max e t 发动机最大转矩， （nm） ； a适应性系数，一般取 1.1-1.3； n p 最大功率转速， （r/min） ； 由式算得： max e t =156.8（n