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机械毕业设计论文
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机械毕业设计1113马路保洁车说明书,机械毕业设计论文
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毕业设计说明书 (论文 ) 作 者： 学 号： 201030633 院 (系 )部 ： 机 械 工 程 学 院 专 业： 机械设计制造及其自动化（ 机械电子工程 ） 题 目： 保洁车 （ 发动机、车架、车轮、总装 ） 指导者： 评阅者： 毕业设计说明书（论文）中文摘要 nts 发动机是汽车的中枢。保洁车采用的是直列四缸汽油发动机，其结构简单、维修方便、造价低廉、工作可靠、宽度小、易布置。冷却方式采用风冷，系统简单、维修简便，与水冷相比，省去了消耗铜材的水箱。摩擦式离合器其工作原理是在动力传递路线上的输出和输入端设计有主动和从动两块摩擦盘，通过摩擦盘的结合来控制动力的传导和切断。发动机产生的转矩在实际使用的转速范围内几乎没有变化，所以当起步或上坡时，可通过大幅度降低转速来增加转矩，发挥这种作用的装置就是变速器。对称式锥齿轮普通差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮 轴和 速器壳等组成，是 一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间的打滑。 关键词 发动机 ； 离合器 ； 变速器 ； 差速器 nts 毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title Cleaning Vehicle Abstract Engine is the center of automobile. The insure clean vehicle to adopt is the 4 straight row gasoline engines of big jar, its structure is simple , maintenance convenience and cost are cheap , work is reliable , width is little, easy to arrange. It is air-cooling, system is simple , has simple to service, and is water-cooling to compare , economize consumes the water tank of copper material. Its friction type clutch working principle is when power transmits the export and input end design on route have is active and driven move two pieces of friction plate, the conduct that passes through the combination of friction plate to control power and cut off. In the scope of rotational speed and that torque uses in reality that engine produces do not change , so when start or go to slope , the installation that may increase torque through reducing rotational speed substantially and plays this equipment is transmission. The symmetrical type ordinary differential have bevel gear is a bad fast main transfer machinery by the compositions such as planet gear, the gear of axle shaft, axes of planet gear and differential shell , transmits used for the power to guarantee that host wheel motivity transfer each in various drive conditions , avoids that the skid between tyre and ground. Keywords ： Engine； Clutch； Transmission； Differential nts 目录 第一章 绪论 . 1 1.1 课题背景 . 1 1.1.1 保洁车简介 . 1 1.1.2 保洁车的组成 . 1 1.2 课题相关研究 . 1 1.3 课题意义及本文主要工作 . 2 1.3.1 选题的意义 . 2 1.3.2 本文主要工作及结构 . 2 第二章 汽车草图布置 . 3 2.1 搜集和绘制有关总成部件的外形图 . 3 2.2 基准线的选择及其画法 . 3 2.2.1 车架上平线 . 3 2.2.2 前轮中心线 . 3 2.2.3 汽车中心线 . 3 2.2.4 地面线 . 3 2.2.5 前轮铅垂线 . 3 2.3 车厢及驾驶室的布置 . 4 2.4 垃圾箱布置 . 5 第三章 汽车主要参数的选择 . 6 3.1 汽车主要尺寸参数的选择 . 6 3.1.1 轴距 L . 6 3.1.2 前、后轮距 B1与 B2. 6 3.1.3 汽车外轮廓尺寸 . 6 3.1.4 汽车的前悬FL和后悬RL. 7 3.2 汽车质量参数的确定 . 7 3.2.1 汽车的装载量Gm. 7 nts 3.2.2 汽车的整备质量0m. 7 3.2.3 汽车的总质量 . 7 3.2.4 汽车的整备质量利用系数0m. 7 3.2.5 汽车的轴荷分配 . 7 3.3 汽车主要性能参数的选择 . 8 3.3.1 汽车的动力性参数 . 8 3.3.2 汽车的燃料经济性参数 . 9 3.3.3 汽车的机动性参数 . 9 3.3.4 汽车操纵稳定性参数 . 9 第四章 发动机的选型 . 11 4.1 发动机基本型式的选择 . 11 4.2 发动机主要性能指标的选择 . 11 4.2.1 发动机最大功率maxeP及其 相应转速Pn. 11 4.2.2 发动机最大转矩maxeT及其相应转速Tn. 12 4.2.3 发动机适应性系数 . 12 第五章 传动系设计 . 13 5.1 传动系的结构布置 . 13 5.2 传动系静强 度计算的载荷工况 . 13 5.3 传动系零件的疲劳强度计算 . 14 第六章 离合器设计 . 16 6.1 离合器的基本功用 . 16 6.2 摩擦离合器的结构型式 . 16 6.2.1 中央弹簧离合器 . 16 6.2.2 压盘的驱动方式 . 16 6.2.3 压盘与飞轮的连接方式或其驱动方式 . 16 6.2.4 分离杠杆的结构型式 . 17 6.3 离合器基本参数的确定 . 17 nts 6.4 离合器操纵机构设计 . 19 6.4.1 设计要求 . 19 6.4.2 离合器操纵机构的结构型式选择 . 19 6.4.3 离合器操纵机构的设计计算 . 19 第七章 变速器设计 . 21 7.1 变速器的基本结构 . 21 7.1.1 变速器结构分析 . 21 7.1.2 变速器零部件的结构分析与型式选择 . 22 7.1.3 变速器的操纵机构 . 22 7.2 变速器基本参数的确定 . 23 7.2.1 变速器的档位数和传动比 . 23 7.2.2 中心距 . 23 7.2.3 各档齿轮齿数的分配 . 25 7.2.4 确定常啮合传动齿轮副的齿数 . 25 7.2.5 确定 II 档位的齿轮齿数 . 26 7.2.6确定倒档齿轮副的齿数 . 26 7.3 同步器 . 26 7.3.1 惯性同步器的结构类型 . 26 7.3.2 惯性同步器的工作原理 . 27 7.3.3 惯性锁止式同步器的主要结构参数 . 29 7.3.4 转动惯量的计算 . 30 7.3.5 同步器摩擦副的材料 . 31 7.4 变速器轴与轴承 . 31 7.4.1 变速器轴 . 31 7.4.2 变速器轴承 . 34 7.5 变速器档位齿轮的设计 . 37 7.5.1 I 档齿轮设计计算 . 37 7.5.2 II 档齿轮设计计算 . 39 7.6 变速器轴的设计 . 42 nts 7.6.1 轴的材料及其选择 . 42 7.6.2 轴的概略计算 . 42 7.6.3 轴的结构设计 . 44 7.6.4 按复合强度进行计算 . 45 7.6.5 变速器中轴的设计 . 47 7.6.6 中轴的强度计算 . 48 7.6.7 轴的内力分析，作弯矩图、扭矩图 . 49 7.6.8 轴的弯扭合成强度计算 . 50 7.6.9 轴的疲 劳强度安全系数校核计算 . 50 第八章 差速器的设计 . 52 8.1 差速器的结构型式 . 52 8.2 对称式圆锥行星齿轮差速器 . 55 8.2.1 差速器齿轮数目的选择 . 56 8.2.2 差速器齿轮的几何尺寸计算 . 57 8.2.3 轮胎的选定 . 58 第九章 车架设计 . 60 9.1 车架的概述 . 60 9.1.1 作用在承载系统上的载荷 . 60 9.1.2 承载系统的扭转和弯曲刚度 . 61 9.2 车架的结构设计 . 62 9.2.1 车架的结构型式 . 62 9.2.2 纵梁、横梁及其联接 . 62 9.2.3 车架的制造工艺及材料 . 62 结论 . 64 致谢 . 65 参考文献 . 66 nts 第 1 页 第一章 绪论 1.1 课题背景 1.1.1 保洁车简介 随着 中国经济以及 高等级公路的发展 ， 高等级公路的养护作业现在化问题已经提上了议事日程。高等级公路取得最佳的经济效益和社会效益，就必须保证交通畅顺、路容美观和路线环境良好。清扫养护作业是高等级公路养护作业中作业量大且频繁的作业之一 。在高等级公路上作业的扫路车应具有足够的行驶速度和作业速度，以便在前往作业地点和返回驻地的过程中能符合高等级公路对车辆行驶速度的要求，并在尽可能短的时间内完成养护作业，以尽量减少对交通的妨碍。以小型底盘或为基础发展的各种悬挂式小型 保洁 车作为一般公路或市政街道清扫的机械，对于提高我国公路养护机械化和环卫机械化程度，是不可缺少的。 保洁 车要在技术性能和品种规格上形成系列，对我国公路养护机械化具有重要的意义。 1.1.2 保洁车的组成 保洁车 的结构主要是汽车部分和保洁部分的总成。汽车部分主要包括发动机、离合器 、变速器、差速器、车轮、转向器、制动装置。保洁部分主要包括 扫盘机构、垃圾储备箱、风机吸嘴机构。 1.2 课题相关研究 保洁 车按其工作原理可分为：吸扫式 保洁 车、纯扫式 保洁 车。吸扫式 保洁 车又分为开发吸扫式 保洁 车和循环吸扫式 保洁 车。 吸扫式 保洁 车通常具有可伸到基础车体外的盘刷以及吸口。盘刷用于将路缘、边角、护栏下的垃圾输送、集中到吸口前方，利用空气动力通过吸口将垃圾吸入到垃圾箱中。细扫式扫路车具有清扫范围宽、适应性好，多输送垃圾的效果好等特点。 保洁 车按其行走系统的动力来源，可以分为自行式 保洁 车和牵引拖挂式 保洁 车。牵引拖挂式 保洁 车是利用其它行走机械或人力推动、牵引行走的扫路车，所以其整体性、独立性和机动性都相对较差，行驶速度较慢，工作范围小，效率低。但其结构简单，通常在最易的机架上安装必需的工作装置即可，制造成本和价格都较低。这种 保洁 车适用于一般公路的清扫养护以及厂、矿、院校道路的环境清扫。 nts 第 2 页 1.3 课题意义及本文主要工作 1.3.1 选题的意义 虽然国内的 保洁 车的技术有了长足的进步，性能价格比大大优于进口产品，随着社会的发展，进步，不再满足于单纯意义上的扫路车，还有待于改进提高，开发新产品，以满足市场的各种需求。 1.3.2 本文主要工作及结构 本设计主要介绍了保洁车的工作原理，着重对 发动机的选型、 离合器、变速器、差速器等汽车部件进行设计 。主要特色是汽车驱动部分与保洁驱动部分分开控制。 由于作者设计水平 和时间 有限， 设计中有不足之处敬请谅解！ 设计者 2007-5-29 nts 第 3 页 第 二 章 汽车草图 布置 绘制汽车总布置草图是 汽车总体设计和总布置的重要内容。 2.1 搜集和绘制有关总成部件的外形图 2.2 基准线的选择及其画法 在绘制总布置草图时，首先要选择绘图的基准线，通常选择车架上平面线，前轮中心线，汽车中心线，地面线，前轮铅垂线作为基准线。 2.2.1 车架上平线 车架纵梁较长的一段上平面在汽车侧视图和 仰 视图上的投影线定义为车架上平面线，它是作为标 注 汽车各垂向尺寸的基准线或零线，而对于具有承载式车身的汽车，则以车身中部底板下表面或中部边梁的下翼面在侧视图或前视图上的投影线作为标 注 垂向尺寸的基准线或零线。 2.2.2 前轮中心 线 通过左右前轮的中心并垂直于车架上平面线的平面在汽车侧视图和俯视图上的投影线定义为前轮中心线，它是标 注 汽车各纵向尺寸的基准或零线。 2.2.3 汽车中心线 汽车纵向垂直对称平面在俯视图和 前 视图上的投影定义为汽车的中心线，它是标注 汽车各侧向尺寸的基准线。 2.2.4 地面线 地平面在汽车侧视图和前视图上的投影线定义为地面线，它是标 注 汽车高度，垃圾箱高度，离地间隙，接近角和离去角等尺寸的基准线。 2.2.5 前轮铅垂线 如图 2-1 所示， 通过左右前轮的中心并垂直于地面的平面在侧视图上的投影线定义为前轮铅垂线，它是标 注 汽车轴距和前悬的基准线。 当车架上平面线与地面线平行时，前轮中心线即与前轮铅垂线相重合。清扫车满载静止时的车架上平面线一般设计成与地面相倾斜，且前低后高地倾斜 0.5 1.5oo的小角度F，以便汽车驱动时车厢能趋于水平。 nts 第 4 页 图 2-1 总布置图基准线 汽车总布置草图多由侧视图开始，而侧试图则由绘制基准线开始。首先画出地面线，然后在该线上找出相距为轴距 L 的 A， B 两点，过 A， B 点做垂直于地面线的 垂直线，即得前后轮的铅垂线。沿铅垂线以轮胎的滚动半径1r，2r找出前后轮中心1o，2o再以1o，2o为圆心，以轮胎的自由半径01r，02r为半径画出轮胎外圆。为了画出车架上平面线先要找出车架上平面线与前后轮铅垂线之交点 A ， B 的离地高度 a,b。它们可分别由满载静止的汽车前后轮铅垂线处的各相关零部件的安装尺寸链求得，且 a,b 尺寸间具有关系式： ta nFb a L ，连接 A ， B 两点即绘得车架 上平面线。过1o点作车架上平面线的垂线，即为前轮中心线，它与车架上平面线交于 A 点，在绘制汽车总布置尺寸控制图时，前轮中心线和车架上平面线应取为主图板的方格线的零件。 2.3 车厢及驾驶室的布置 总布置应由车厢或驾驶室的内部布置开始，其内部主要是解决司机与座椅，驾驶操纵机构以及车厢或驾驶室之间的空间尺寸布置，人的尺寸是布置的关键因数，驾驶员的身高选在 1800mm 左右 ，人nts 第 5 页 体主要结构尺寸如图 2-2所示 。 为了布置司 机座处的空间，首先应确定该处的地板高度，地板倾斜部分的尺寸及发动机机舱后隔板的前后位置，这时还应考虑到地毯内饰件及隔音、隔热材料对相关部分尺寸的影响。司机坐垫在司机重力压缩下后部最低处的最小离地板高度应大于 200mm，通常操纵踏板处地板倾斜部分的宽度 306mm 。 座椅调节形式， 现代的汽车座椅，必须满足调整便利性和舒适性两大要求。也就是说驾驶者通过调节操纵，可以将座椅调整到最佳的位置上，以获得最好视野，得到易于操纵方向盘、踏板、变速杆等操纵件的便利，还可以获得最舒适 和最习惯的乘坐角度。 保洁 车采用 手动调节方式需要驾驶员先通过手柄放松座椅的锁止机构，之后通过改变身体的座姿和位置来带动座椅移动，最后将锁止机构的手柄放松，将座椅固定在所选择的位置上。座椅表面材料指驾驶座座椅所用的材料，清扫车采用 织物作为驾驶座座椅。舒适，手感、透气性比较好。 2.4 垃圾箱布置 为防止紧急制动时垃圾箱向前窜动，通常垃圾箱与驾驶室之间应有 50 100mm距离。 nts 第 6 页 第 三 章 汽车主要参数的选择 3.1 汽车主要尺寸参数的选择 汽车主要尺 寸包括：轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、接近角、离去角、最小离地间隙等。 3.1.1 轴距 L 轴距 L 的选择要考虑它对整车其他尺寸参数，质量参数和使用性能的影响。轴距短一些，汽车总长、质量、最小转弯半径和纵向通过半径就小一些。但轴距过短也会带来一系列问题，因此，在选择轴距时应综合考虑对有关方面的影响。当然在满足所设计汽车的车厢尺寸、轴荷分配、主要性能和整体布置等要求的前提下将轴距设计得短一些为好。 保洁 车要求制造成本低，使用经济性好，机动灵活。因此汽车应轻而短，故轴距应取短一些，轴距约为总长的 54%60% ，轴距与总长之比约大，对改善汽车纵向角振动也有利。选取，轴距 L=1.4 m. 3.1.2 前、后轮距 B1与 B2汽车轮距 B 对汽车的总宽，总质量，横向稳定性和机动性都有较大的影响。轮距越大，则悬架的角刚度愈大，汽车的横向空间也愈大。但轮距也不宜过大，否则会使汽车的总宽和质量过大，轮距必须与汽车的总宽相适应。 保 洁车与轻卡相近。 轮距 B初选： 3 1 0 0 ( 8 0 )4BW 或 B kL （ 3-1） 式中： B 轻卡 的轮距， mm W 轻卡 的总宽， mm L 轻卡 的轴距， mm k 系数 选 L=1.4 m k=1.12 则 1 4 0 0 1 . 1 2 1 2 5 0B mm 3.1.3 汽车外轮 廓尺寸 汽车外轮廓尺寸包括其总长、总宽、总高，在满足使用要求的前提下，应力求减小汽车外轮廓尺寸，以减小汽车的质量，降低制造成本，提高汽车的动力性、经济性和机动性。 nts 第 7 页 3.1.4 汽车的前悬FL和后悬RL汽车的前悬FL和后悬RL尺寸是由总布置最后确定的，前置处要布置发动机、风扇、弹簧前支架、车身前部或驾驶室的前支点 、保险杠、转向器等。要有足够的布置空间，其长度与汽车的类型、驱动形式、发动机的布置形式和驾驶室的形式及布置密切相关。汽车后悬长度主要与垃圾箱长度，轴距及轴荷分配有关，后悬也不宜过长，以免使汽车的离去角过小而引起上下坡时刮地，同时转弯也不灵活。 保洁车各参数结果如下表 3-1 数据参数表 3-1 外轮廓尺寸 mm 轴距 mm 轮距 mm 最小离地间隙 mm 整车整备质量 t 总长 总宽 总高 前 后 2308 1415 1343 1400 1250 1250 155 0.54 3.2 汽车质量参数的确定 3.2.1 汽车的装载量Gm保洁 车的装载量即驾驶座和垃圾箱整装后的质量 ， 驾驶员按 70kg,垃圾箱按100kg 计。 3.2.2 汽车的整备质量0m汽车的整备质量就是汽车经整备后在完备状态下的自身质量。由于在设计方法，产品材料，制造工艺以及道路状况等方面的不断完善，汽车的整备质量这一设计指标有不断减小的趋势 ， 趋势 量为 0.150.16/t ， 汽车的整备质量 取 0.54/t 。 3.2.3 汽车的总质量 汽车的总质量指已装备好，装备齐全并按规定满载的汽车质量， 0 .5 4 0 .1 7 0 .7 1t 3.2.4 汽车的整备质量利用系数0m0 0( 7 0 1 0 0 ) / 5 4 0 / 7 1 0 1 . 3 1 50 . 5 4 / 5 4 0Gmm k g k gmt 3.2.5 汽车的轴荷分配 汽车的轴荷分配是汽车的重要质量参数，它对汽车的牵引性、通用性、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 大影响。 nts 第 8 页 根据 前置发动机前轮驱动的汽车满载时的前轴负荷最好在 55%以上，以保证爬坡时有足够的附着力，轴荷分配对前后轮胎的磨损有直接影响，为使其磨损均匀，要求其满载时的前后轴荷分配均为 50%。 前置发动机前轮驱动 轴荷分配如表 3-2 所示。 表 3-2 前置发动机前轮驱动轴荷分配 前置发动机前轮驱动（ FF） 空载 满载 前轴 后轴 前轴 后轴 56%66% 34%44% 47%60% 40%53% 3.3 汽车主要性能参数的选择 3.3.1 汽车的动力性参数 汽车的动力性参数主要有直接档和 I档最大动力因数、最高车速、加速时间、汽车的比功率和比转矩等。 1 直接档最大动力因数0maxD0maxD的选择主要是根据对汽车加速性与燃料经济性的要求，以及汽车类型，用途和道路条件而异，清扫车的0maxD值较小。 2. I 档的最大动力因数maxIDmaxID直接影响汽车的最大爬坡能力和通过困难路段的能力及起步并连续换档时的加速能力，maxID在 0.330.38 之间。 3. 最 高车速maxaD考虑汽车的类型、用途、道路条件、具备的安全条件和发动机功率的大小，并以汽车行驶的功率平衡 为依据来确定 保洁车的最高车速 。 要求保洁车 7.5km/t。 4 汽车的比功率和比转矩 两个参数分别表示发动机最大功率和最大转矩与汽车总质量之比。比功率是评价汽车动力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力。 保洁车的发动机参数查表 3-3。 发动机性能参数 查 表 3-4。 表 3-3 发动机参数表 发动机排量 0maxDI 档最大动力因数maxID最高车速 比功率（ /eaPm） /（ 1kwt ） 比转矩（ /atm） /（ 1N m t ） 1.0/L 0.070.11 0.330.38 7.5 /kmh 1850 4060 nts 第 9 页 3.3.2 汽车的燃料经济性参数 表 3-4 发动机性能参数表 发动机排量 发动机最大功率 /kw 转速 / 1minr 发动机最大转矩 Nm 转速 1minr 平均油耗 L/100km 0.6 4/2300 20/1500 1.5 3.3.3 汽车的机动性参数 汽车的最小转弯半径minR是汽车机动性主要参数。minR是指当转向盘转至极限位置时，由转向中心至前外轮接地中心的距离，它反映了汽车通过小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上或场地上掉头能力。其值与汽车的轴距，轮距及转向车轮的最大转角等有关，并根据汽车的类型、用途、道路条件、结构特点及轴距等尺寸选取。minR/m 取 3.55.0 。 3.3.4 汽车操纵稳定性参数 1 转向特性参数 当 汽车转弯或受侧向风力作用时，由于轮胎的侧偏，使前、后轴产生相应的侧偏角1和2。其角度差（1-2）为正、负、零时使汽车分别获得不足转向、过渡转向和中性转向等特性。为保证良好的操纵稳定性，希望得到不足转向特性。汽车以0.4g 的向心加速度作定圆等速行驶时前后轴的侧偏角之差（1-2）作为评价转向特性的参数以 1 3oo为宜。 2 车身侧倾角 当汽车以 0.4g 的向心加速度作定圆等速行驶时，车身侧倾角在 3o 之内为好，最大不超过 7o 。 3 制动点头角 汽车以 0.4g 的减速度制动时的车身点头角应不大于 1.5o ，否则影响驾驶员舒适性。 4 汽车的行驶平顺性参数 汽车的行驶平顺性通常以车身的垂向振动参数来评价。在总体设计时。通常应给出前后悬架的偏频或静 挠度 ，动 挠度 以及车身振动加速度等参数作为设计要求。 （ 1） 汽车的制动性参数 nts 第 10 页 常以制动距离，制动减速度和制动踏板作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。 30 /aV km h的制动距离为 5.06.0 /m。 （ 2） 汽车的通用性参数 如表 3-4 表 3-4 最小离地间隙minh、接近角 、离去角 及纵向通过半径 最小离地间隙min /hm接近角 /() o 离去角 /() o 纵向通过半径 /m 0.120.18 2030 1523 35 nts 第 11 页 第 四 章 发动机的选型 4.1 发动机基本型式的选择 保洁 车的发动机采用直列四缸发动机，其结构简单、维修方便、造价 低廉 、工作可靠、宽度小、易布置。 直列四缸发动机 冷却方式 通常 采用风冷，系统简单、维修简便。 4.2 发动机主要性能指标的选择 4.2.1 发动机最大功率maxeP及其相应转速Pn发动机功率越大则汽车的动力性愈好，但功率过大会使发动机功率利用率降低，燃料经济性下降，动力传动系的质量也要加大，应合理选择发动机功率。 maxeP可根据所要求的最高车速maxav计算出： 3m a x m a x m a x1 ()3 6 0 0 7 6 1 4 0a De a aTm g f cAP v v （ 4-1） 31 7 1 0 9 . 8 0 . 2 5 0 . 6 2 . 3 0 6 1 . 0 0 5( 7 . 5 7 . 5 )0 . 9 3 6 0 0 7 6 1 4 0 4.036kw 式中：maxeP 发动机最大功率， kw T 传动系的传动效率，对单级主减速器驱动桥的 42 式汽车取 0.9T am 汽车总质量， kg g 重力加速度， 2/ms f 滚动阻力系数， 0.25f maxav 最高车速， /kmh Dc 空气阻力系数， 0.40.6 A 汽车正面投影面积， 2m 按式求出的maxeP应为发动机在装有全部附件下测定的最大有效功率或净输出功率，它比一般发动机外特性的最大功率值低 12%20% 。 汽车汽油机的Pn大多为 4 0 0 0 6 0 0 0 / m i nr ，根据汽车与发动机的类型，最高车nts 第 12 页 速、最大功率，选用的活塞平均速度mC、活塞冲程 s 、缸径、缸数、工艺水平等因数来确定Pn（ / 3 0mPc s n，单位为 /ms） 4.2.2 发动机最大转矩maxeT及其相应转速Tn发动机的最大转矩maxeT及其相应转速Tn对汽车的动力因数，加速性能及爬坡性能等动力特性都有直接的影响，而其转矩适应系数max /ePTT ，即最大转矩与最大功率下的转矩之比值，标志着汽车行驶阻力增加时发动机沿着外特性曲线自动增加转矩的能力，汽油机 值多为 1.2 1.35 ，也有低至 1.1 。 发动机最大功率maxeP及相应转速Pn确定后，求发动机最大转矩maxeT，单位（ Nm ） m a xm a x 7019 eePPpTT n 47 0 1 9 1 . 5 1 8 . 32300 Nm （ 4-2） 式中： 发动机的转矩适应系数 PT 最大功率时转矩 Nm maxeP 最大功率 kw Pn 最大功率的相应转速， /minr 称为转 矩 适应系数的Pn与Tn之比不宜小于 1.4，通常取 / 1 .4 2 .0PTnn4.2.3 发动机适应性系数 转矩适应系数 与转速适应系数 /PTnn之乘积，表明发动机适应汽车行驶工况的程度，称为发动机适应性系数 m a xePPT P TTnnn T n 23001 .5 2 .31500 （ 4-3） 越大，发动机的适应性愈好，现代发动机适应性系数值对汽油机 1.4 2.4 。 选择的发动机主要参数如表 4-1所示 表 4-1 选择发动机类型 发动机类型 直列四缸四冲程 发动机排量 0.6L 缸径 排量 50 75 压缩比 9.0:1 气门配置 /气门数 顶置 /8 nts 第 13 页 最大功率 转速 4kw 2300r/m 最大转矩 转速 20N m 1500r/m 第 五 章 传动系 设计 5.1 传动系的结构布置 传动系的结构布置 形 式取决于汽车的类型，使用条件及要求，总体结构与其它总成的匹配，发动机的与传动系的结构型式以及生产条件。 前置后驱动是传统的布置型式，应用最普遍，为多数汽车所采用。 5.2 传动系静强度计算的载荷工况 汽车在行驶中传动系的载荷是多变的，应选择其中最能表征传动系零件静强度的载荷作为计算载荷。 取发动机最大转矩作为传动系的第一种计算载荷： m a x 2 0 0 . 9 2 2 1 1 8 . 4 4 2j e TT T i N m （ 5-1） 式中：jT 传动系轴上的计算转矩 Nm i 传动系在所计算零件之前的总传动比 T 传动系在所计算零件之前的传动效率 上式用于半轴之前的传动系零件 半轴的计算转矩为 m a x 1 8 . 4 4 2 0 . 6 1 1 . 0 6 5 2j e TT T i N m （ 5-2） 式中： 差速器的转矩分配系数，圆锥行星齿轮差速器可取 0.6 按上述计算载荷计算所得的应力值比按传动系峰值载荷计算所得的应力值要小，但比汽车在通常使用中产生的应力值要大。这种计算载荷常用于传动系零件的静强度校核计算和同类车型传动系零件的静强度比较计算，无确切传动效率时1T 。 按上述计算转矩求得的零件应力为L，屈服极限为SL，安全系数为 S L SLLkn （ 5-3） nts 第 14 页 式中：S 标准试件（ 10d mm ）的屈服极限 尺寸系数 k 应力集中系数， 2.0 3.0n 5.3 传动系零件的疲劳强度计算 汽车的大部分零件在运行中承受着随时间而改变的变应力，会产生损伤和疲劳破坏 。 为表征应力的循环特性，引进所谓“应力循环不对称系数 r”，它是循环应力最小值与最大值之比：minmaxr 。应力如图 5-1 图 5-1 应力图 （ b）（ c）图给出了对称循环应力下的疲劳曲线，应力幅1L表示在该值下在循环基数0N之前零件不会破坏；1L称为对称循环时的疲劳极限，汽车承受非对称循环的交变载荷，1和1值不能直接作为汽车零件疲劳强度计算的依据，必须转换为非对称时零件的疲劳极限rL和rL。 （ d）图比较了对数坐标的对称循环（ 1r ），脉动循环（ 0r ）和非对称循环（ 01r）的疲劳曲线，对称循环下材料试件的应力值与非对称循环下零件应力值之间联系可由极限应力图确定 12 / ( 1 ) ( 1 ) r L Lr K r （ 5-4） nts 第 15 页 式中：10( 2 ) ，对于渗碳淬火零件取， 0.6 ( 1 ) /L c qKK K K （ 5-5） 0 当 0r 时的疲劳极限 cK，qK 分别为考虑零件表面粗糙 度和表面强化的系数 11/( )LK 有效应力集中系数 考虑零件绝对尺
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