ZY1160货车底盘总体及车架设计【含CAD图纸+文档】
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ZY1160
货车
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机电工程学院毕业设计方案论证报告设计题目: ZY1160货车底盘总体及车架设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 年 月 日0目次一 货车总体相关参数的论证21 货车形式的选择22 货车主要尺寸参数的选择33 货车主要性能参数的确定54 货车的机动性参数65 货车的通过性几何参数6二 底盘总体的方案论证71 变速器挡位的选择72 主减速器级数的选择7三 货车车架的方案论证7参考文献8一 货车总体相关参数的论证载货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的好坏和使用性能的高低有着决定性的影响。因为货车性能的好坏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匹配，取决于货车的总体布置。货车的总体设计主要包括货车的形式的选择和参数确定，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货车的主要尺寸参数，质量参数和性能参数的选择计算等。1 货车形式的选择不同的形式的货车，主要体现在轴数、驱动形式和布置形式上的不同。1）货车轴数的确定货车可以有双轴、三轴、四轴乃至更多的轴数。这主要取决于货车的总质量、轮胎的复合能力以及道路法规对于轴载质量的限制。我国的相关公路法规标准规定，对于四级公路及桥梁而言，单轴所能承载的轴载质量不能超过10吨，双连轴轴载质量不能超过18吨（单轴9吨）。在货车轴数不变的情况下，货车总质量加大后，是公路承受的负荷增加，如果超过了公路的承载能力后就会破坏公路，为了保护公路为此有了上述规定。 对于货车总质量小于19吨的货车以及轴荷不受桥梁道路限制的不在公路上行驶的车辆，均可采用两轴方案。总质量在1926吨的货车应该采用三轴形式，总质量更大的要采用更多的轴数。本次设计的货车的总质量为16吨，故可采用结构简单的两轴形式以降低生产制造的成本。2）货车驱动形式的确定 货车有4*2/4、4*4、6*2、6*4/6、6*6、8*4、8*8等几种形式，前一位数字表示货车车轮总数，后面的表示驱动轮数。影响驱动形式的主要因素是货车的用途、总质量和通过性能的要求。货车驱动轮数增加能够提高汽车的通过能力，但是结构会变得复杂，整备质量和制造成本也会有所增加，与此同时底盘的总体布置也会变得比较困难。因此对于总质量小一些的货车多采用结构简单、制造成本低的4*2的驱动形式。总质量在1926吨的货车可采用6*2或6*4的驱动形式。本次设计车型为ZY1160，总质量为16吨故可以采用结构简单的4*2的驱动形式。3）货车布置形式的确定货车的布置形式对于底盘的设计制造有很大的影响。故在底盘总体设计过程中应该予以充分的重视。对于货车来言可以根据驾驶室的不同，分为平头式、短头式、长头式及偏置式四种。 平头式货车 ：汽车的发动机位于驾驶室内部时称为平头式货车。这种形式的布置特点是汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能良好。主要缺点是空载时前轴负荷大，汽车通过性变坏；驾驶室有翻转机构和锁止机构，使机构复杂；进出驾驶室不如长头式方便；驾驶室内受热和振动比较大；汽车正面与其他物体碰撞时容易使驾驶员和前排乘员受伤。 短头式货车 ：发动机的大部分在驾驶室前部，少部分位于驾驶室内的货车称为短头式货车。其特点是汽车面积利用率及视野有所改善；有利于发动机散热 ，操纵机构布置简单。但其缺点视野差；机动性能不好，驾驶室内部空间拥挤。 长头式货车：货车的发动机位于驾驶室前部称为长头式货车。其主要优点是发动机及其附件的接近性好，便于检修；满载时前轴负荷小，有利于提高汽车的通过能力；发动机散热良好，操纵机构简单。由于汽车总长和轴距均比较长，最小转弯直径大，机动性能不好；整备质量大；视野差，面积利用率低。偏置式货车主要用于重型矿用自卸车上。它具有平头式货车轴距短、视野良好等一些优点。此外，驾驶室的通风条件好、维修发动机方便。综合四种方案的优缺点以及市场上相关车型比如：东风EQ1160S12DF与解放CA1160PK2L3EA80等车型，可知现在市场上平头式货车是主流产品，故此次ZY1160型货车也可采用平头式的布置形式。2 货车主要尺寸参数的选择货车的尺寸参数有外廓尺寸、轮距、前悬、后悬、货车车头和车厢尺寸等。1）货车外廓尺寸的选择汽车的长、宽、高称为汽车的外廓尺寸。货车的外廓尺寸不仅要根据自身的装载质量的要求还有符合相关法律法规，更要考虑到涵洞和桥梁等道路尺寸条件。GB1589-1989汽车外廓尺寸界限规定如下：货车总长不应超过12m，半挂汽车列车不超过16.5m，全挂汽车列车不超过20m；不包括后视镜的情况下，汽车宽不超过2.5m；空载、顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m。查找现在市面在售相关车型，根据自身的需要可以在上述的范围中选择本次设计车型（货车ZY1160）的外廓尺寸为：整车长9000mm；整车宽2500mm；整车高为2870mm。2）货车轴距的选择 轴距对于整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径的等有影响。当轴距短时，上述各指标减小。此外其还对于轴荷分配、传动轴夹角有影响。根据经验可按照表来根据货车的总质量来选取轴距. 表一 ：不同货车的轴距货车总质量ma/t1.81.86.06.014.014.0轴距L/mm17002900230036003600550045005600 根据市场在售车型以及结合本次设计的实际情况在表一中的范围中可以选择本次设计车型（ZY1160）的轴距为5000mm。3）货车轮距的选择改变货车轮距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。并且受制于货车总宽不能超过2.5m限制，轮距不宜过大。前后轮距可以在下表中选择。表二: 不同货车的轮距货车总质量ma/t1.81.86.06.014.014.0轮距L/mm11501350130016501700200018402000根据市面上正在销售的相关车型，结合此次设计车型ZY1160的实际可以选择前轮距为1920mm后轮距为1800mm。 4）货车前悬后悬的选择前悬尺寸对于货车通过性、碰撞安全性、驾驶室视野、前钢板弹簧长度及货车造型等均有影响。前悬的尺寸过大，则货车的接近角减小，使通过性降低，并使视野变坏。但是又由于整体布置的需求前悬又不能过短，要能够保证各种总成的布置。后悬尺寸对于货车通过性、货车追尾时的安全性、货箱长度及汽车造型等有影响，并取决于轴距和轴荷分配的要求。后悬长，则汽车离去角减小，使通过性降低。总质量在1.814.0t的货车后悬一般在12002200mm之间，特长货箱的汽车后悬可达到2600mm，但不得超过轴距的55% 。在市面上销售的部分类似车型的前后悬尺寸如下表：表三： 部分车型的前悬后悬尺寸货车型号EQ1160S12DFDFL1160BX5CA1160HFC1160LF/LR (mm）1180/24701430/25701312/27181235/2445根据市场在售相关车型，以及考虑后续总体布置等各方面需求可以选择本次设计的车型前悬为1430mm，后悬2570mm。5）货车车头长度以及车型尺寸的选择货车车头长度指的是从货车前保险杠到驾驶室后围的距离。车身的形式对于车头的长度有绝对的影响。平头式货车一般在14001500mm之间。货车车箱尺寸要首先满足装载质量的需求，其次是对于装卸货物的方便性等的需求。车箱边板高度 对于货车质心高度和装卸货物的方便性有影响，一般在450650mm范围内选取。车箱宽度应在汽车外宽符合标准的情况下尽量取宽一些，以缩短边板高度和车箱长度。3 货车主要性能参数的确定货车的性能参数主要包括动力性参数、燃油经济性参数、机动性参数、通过几何性参数、制动性参数合舒适性参数。方案论证阶段主要考虑动力性参数。货车的动力性参数主要包括最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转矩等。最高车速：随着道路条件的改善，特别是高速公路的修建，汽车的最高车速普遍呈现逐渐提高的势头。总质量小些的货车要比总质量大的稍大些。不同的货车可以根据下表选择最高车速。表四：不通货车最高车速参数范围最大总质量ma/t6.06.0最高车速vamax(km/h)8013575120根据表中数据并且参考市场在售同类车型以及考虑到设计车辆的实际用途可以选择此次设计车型的最高车速为 80km/h。加速时间：它指的是汽车在平直良好路面上，从原地起步开始以最大加速度到一定车速 所用驱动时间。对于最高车速vamax低于100km/h的货车加速时间可用加速到60km/h所需的时间来评价。上坡能力：用货车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax来表示货车的上坡能力。通常要求货车能够克服30%坡度。货车的比功率Pb和比转矩Tb：比功率可以综合放映货车的动力性，比功率大货车加速性能、速度性能要好一些。比转矩反映货车的牵引能力。两者的范围根据货车总质量的不同而不同。表五：不同货车比功率、比转矩的范围货车总质量ma/t1.81.86.06.014.014.0比功率Pb(kW/h)162815251020620比转矩Pb（N*m/t)30443844334729504 货车的机动性参数 货车的机动性参数可以有货车的最小转弯半径来评价，它主要知道是转向盘转至极限位置时，货车前外转向轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径。货车的转弯直径应该符合下表中的范围。表六：各种货车的转弯半径Dmin货车总质量ma/t1.81.86.06.014.014.0Dmin/m8.012.010.019.012.020.013.021.05 货车的通过性几何参数货车的通过性几何参数主要有：接近角，离去角，最小离地间隙，纵向通过半径，其范围如下表：表七：货车的通过性几何参数范围车型/mm/m42货车250300256025454.07.0货车总体方案论证结果：综上所述，本次设计的ZY1160型载货汽车轴数为两轴，采用平头式车头发动机前置后驱。货车的基本尺寸为：车长为9000mm；车宽为2500mm；车高为2870mm。前轮距为1920mm；后轮距为1800mm。货车的轴距为5000mm；前悬为1430mm；后悬为2570mm。二 底盘总体的方案论证底盘总体设计是后续底盘各个系统设计的基础，底盘的总体设计要为后续的设计提供设计的依据与方向，并且还要保证各个子系统的协调配合，这样才会是整车有良好的综合性能。在上文中已将汽车的轴数、驱动形式及布置形式已选定，那么对于底盘总体的论证来言只需确定变速器挡位及主减速器的形式即可。1 变速器挡位的选择变速器的挡位对于货车的经济性，动力性都有较大的影响。增加变速器的挡位可以提高车辆在最佳状态下工作的机会，有利于经济性和动力性的提高。但是挡位过多又会是变速器结构变得复杂。为此要选择合适的挡位。现在常用的三挡、四挡、五挡、六档以及挡位更多的惰挡变速器。参考市面上的常见同类车型以及考虑到设计车型的经济性及动力性可以选择使用六档变速箱套。2 主减速器级数的选择主减速器是用来将输入的转矩增大并相应降低转速，并且在需要的情况下转化转矩的传递方向。根据齿轮对数的不同单级式和双极式两种。双极式的减速比比较大，适用于总质量比较大的货车，但是其结构较为复杂。单级式比较常见且结构比较简单应用广泛。结合市面在售相关车型以及设计车型的实际情况本次实际采用单级式主减速器。底盘总体论证结果：综上所述，ZY1160型货车的采用六档手动变速器，单级式主减速器。三 货车车架的方案论证车架是整个汽车的装配基体。汽车的绝大多数总成都是通过车架来固定其为位置的。车架主要有边梁式、中梁式及综合式三种。边梁式车架：其有两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成。主要应用于货车。中梁式车架：只有一根位于中央贯穿于前后的纵梁。这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间。综合式车架：车架的前部是边梁式而后部是中梁式。同时具有中梁式和边梁式的特点。 图一：边梁式车架 图二：综合式车架 图三：中梁式车架综合考量三种车架的特点，并且参考市场上同类车型选择本次设计的车架为边梁式车架。参考文献1刘
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