货车总体设计及各总成选型设计

课程设计说明书课程名称货车总体设计及各总成选型设计专业班级学号学生姓名指导教师摘要根据本次课程设计的任务，完成了任务书上所要求的货车总体设计及各总成选型设计。本篇说明书说明了货车设计的总体过程，本次课程设计为载重量750KG的轻型货车的设计，首先对汽车的形式进行了确定，其中包括汽车外尺寸的设计，质量参,完成了汽车的设计。关键词：总体设计，轴荷分配，驱动形式，燃油经济性第一章汽车形式的选择1.1汽车质量参数的确定载荷分配等。本次课程设计已给出车辆的额定载荷m=750kge最大总质量m=1430kga1.2汽车轮胎的选择表空载前轴后轴前轴32%～40%60%～68%50%～59%41%～50%用4后轮双胎，长、端头25%～27%73%～75%44%～49%51%～56%车4后轮双胎，平头式30%～35%65%～70%48%～54%46%～52%6后轮双胎19%～25%75%～81%31%～37%63%～69%根据表1-2435%65%前轮单侧：F1=250.25KG后轮单侧：F2=464.75KG其中为轮胎所承受重量，Fz。根据GB9744一1997可选择轮胎如表1-3表1-4所示表6.00-14LTS----F，选择轮胎型号6.00-14LT，气压：390kPa，层级：8z表新胎标层级准轮辋负断面宽度公越荷路野下花花静纹纹半径6.00-14LT-1.3驾驶室的布置载货车驾驶室一般有长头式、短头式、平头式三种。平头式货车的主要优点是：汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性短头式货车最小转弯半径、机动性能不如平头式货车，驾驶员视野也不如平头式货车好，但与长头式货车比较，还是得到改善，动力总成操作机构简单，发动机的工作噪声、气味、热量和振动对驾驶员的影响与平头货车比较得到很大改善，但不如长头式货车变速器等操纵稳定机构简单，易于布置，主要缺点是机动性能不好，汽车整备质量大，驾驶员的视野不如短头式货车，更不如平头式货车好，面积利用率低。综上各货车的优缺点，本车选用平头式，该布置形式视野较好，汽车的面积利用较高，在各种等级的载重车上得到广泛采用1.4驱动形式的选择汽车的驱动形式有很多种。汽车的用途，总质量和对车辆通过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因素。本车采用普通商用车多采用结构简单、制造成本低的42后单胎的驱动形式。1.5轴数的选择汽车的总质量和道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结19本低廉的两轴方法,当汽车的总质量不超过32t超过32t时，一般采用四轴。故本车轴数定为两轴。1.6货车布置形式汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置而言。汽车的使用性能取决于整车和各总成。其布置的形式也对使用性能也有很重要的影响。本车为平头货车，发动机前置后桥驱动。1.7外廓尺寸的确定GB1589—1989汽车外廓尺寸限界规定如下：货车、整体式客车总长不应超过12m，不包括后视镜，汽车宽不超过2.25m；空载顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m；根据课设要求，并参考同类车型金杯领轻卡，本车的外廓尺寸骐如下：5000×2000×2000（mm×mm×mm1.8轴距的确定轴距L对整车质量、汽车总长、汽车最小转弯半径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。考虑本车设计要求和表3-1推荐，根据汽车总质量，并参考同类车型金杯领骐轻卡，轴距L选为2500mm。表2300～36003600～55001300～16501700～20006.0～14.01.9前轮距和后轮距在选定前轮距B1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间隙。在确定后轮距B2应留有必要的间隙。根据表3-1，并参考同类车型金杯领骐轻卡，前轮距B1=1500mm后轮距B2=1500mm。1.10前悬和后悬前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、下车和汽车造型等有影响，并决定于轴距和轴荷分配的要求。总质量在1.4～14.0t的货车后悬一般在1200～2200mm之间。参考同类车型金杯领骐轻卡，并根据本车结构特点确定前悬L：1025mm后悬L：1380mm。FR1.11货车车头的长度货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。参考金杯领骐轻卡，本车车头长1570mm1.12货车车厢尺寸参考金杯领骐轻卡，考虑本车设计要求，确定本车车箱尺寸：3250mm×1700mm×380mm。第二章发动机的选择2.1发动机最大功率Pe当发动机的最大功率和相应的转速确定后，则发动机最大转矩和相应转速可随之确定，其值由下面公式计算：1CAD（2-1）Pevv3aaT式中：P——最大功率，kw；e——传动效率，取0.9；Tg——重力加速度，取9.8m/s2；——滚动阻力系数，取0.02；fC——空气阻力系数，取0.8；D——汽车正面迎风面积，ABH，其中BH为A1111汽车总高（见第三章）；ABH2；11——汽车总重；Gv——汽车最高车速,km/h。给出数据135km/ha根据公式（2-1）可得：1CAD=73.8kwPevv3aaT考虑汽车其它附件的消耗，可以在再此功率的基础上增加11％～18％即在81.18～87.10kw选择发动机。2.2发动机最大转矩及其相应转速TenT当发动机的最大功率和相应的转速确定后，则发动机最大转矩和相应转速可随之确定，其值由下面公式计算：PTemaxα（2-2）enP式中：α——转矩适应系数，一般去1.1～1.3，取1.1——最大功率时转矩，N•mTPPemax——最大功率，kwn——最大功率时转速，r/minPT——最大转矩，•memax其中，n/n在1.4～2.0之间取。这里取1.8PT根据公式（2-2）Ten=n/1.6=3200/1.8=1777.78r/minPT2.3发动机的选择根据上述功率及发动机的最大转矩，选定大柴CA4D32-12：表CA4D32-12CA4D32-12主要技术参数型形气缸CA4D32-12第三章传动比的计算和选择3.1驱动桥主减速比的选择i0在选择驱动桥主减速器传动比i0车轮参数来确定，其值可按下式计算：0.377i（3-1）v0viag5式中：v——汽车最高车速，km/h；an——最高车速时发动机的转速，一般n（0.9～1.1）n，其中为发动npvvp机最大功率时对应的转速，r/min；这里取为1，则n=1×=1×3200=3200nnpvvr——车轮半径，m。取i；g5根据公式（3-1）可得：0.377i0=0.377x0.324x3200/135=2.90vviag53.2变速器传动比的选择ig3.2.1变速器一档传动比的选择ig11）在确定变速器头档传动比i时，需考虑驱动条件和附着条件。g1为了满足驱动条件，其值应符合下式要求：=1430×﹙0.02×cos16.7°+sin16.7°﹚×0.324×9.8／﹙25037.2﹚=1.66式中：——汽车的最大爬坡度，初选为16.7。为了满足附着条件，其大小应符合下式规定：1280.19.80.8Fzig1Ti0.9e0T式中：F——驱动车轮所承受的质量，65%，z故F=143068%=929.5kgz——附着系数。0.7-0.8之间，取=0.8。（2）各挡传动比确定：由于i在3.88～1.66取i=3.7，且i=1g1g1g5iiiiiiii按等比数级分配各挡传动比,===g1g2g3g3g4g4g5g2则q=i=1.37,i=3.7，i=q=2.57，i=q=1.88，i=q=1.37，i=13214g1g1g2g3g4g53.2.2变速器的选择对于4档变速器，工作中主要应用最高档和次高档。1.2档使用相对较少，只在起步、爬坡时使用。因此最高档和次高档之间传动比应该小一些。选取变速箱，型号为4J120T，确定各档传动比如下表3-1MSG5E表1-4A1档：3.752档：2.173档：1.4184档：14J120T108.86mm第四章轴荷分配及质心位置的计算4.1轴载荷分配及质心位置的计算根据力矩平衡原理，按下列公式计算汽车各轴的负荷和汽车的质心位置：gl+gl+gl+…=GL1122332gh+gh+gh+…=Gh112232gg+g+g+…=G123（4-1）G+G=G12GL=Gb1GL=Ga2式中：g、g、g——各总成质量，；123l、l、l——各总成质心到前轴距离，mm；123h、h、h、——各总成质心到地面距离，mm；122G——前轴负荷，kg；1G——后轴负荷，kg；2——汽车轴距，mm；——汽车质心距前轴距离，mm；b——汽车质心距后轴距离，mm；h——汽车质心到地面距离，mm。—⑴.水平静止时的轴荷分配及质心位置计算根据表4-1所求数据和公式（4-1）可求满载：ngliiG=1146.835kgi12LG=1882.5-1146.835=735.665kg1GLa21532.16mG1882.5bLa25151532.16982.84mG1G735.6651882.5前轴荷分配：=39％=61％G2G1882.5后轴荷分配：nghi1882.5ihg639.6mmi1G空载：ngliiG467.51kgi1L2=kgGGG937.5467.51469.99-=12G469.99前轴荷分配:％1G937.5G467.51后轴荷分配：％2G937.5nghi937.5ihg496.71mmi1G根据下表得知以上计算符合要求表空载前轴后轴前轴32%～40%60%～68%50%～59%41%～50%用4后轮双胎，长、端头25%～27%73%～75%44%～49%51%～56%式30%～35%65%～70%48%～54%46%～52%19%～25%75%～81%31%～37%63%～69%6后轮双胎a.水平路面上汽车慢在行驶时各轴的最大负荷计算对于后轮驱动的载货汽车在水平路面上满载行驶时各轴的最大负荷按下式计算：G(bh)Fz1gLhgFz2（4-2）Lhg式中：——行驶时前轴最大负荷，kg；Fz1——行驶时候轴最大负荷，kg;Fz2——附着系数，在干燥的沥青或混凝土路面上，该值为0.7～0.8。FF令m，mz2z1GG1212式中：——行驶时前轴轴荷转移系数，0.8-0.9；m1——行驶时后轴轴荷转移系数，1.1-1.2。m2根据式（2-2）可得:G(bh)0.8639.6)Fz1502.8kggLh0.7639.6gF502.8m735.7z1G111882.51532.2Fz21439.8kgLh0.8639.6gF1439.81146.8m1.26z2G22满足要求b.汽车满载制动时各轴的最大负荷按下式计算：Gbh)Fgz1L（4-3）G(ah)Fgz2L式中：——制动时的前轴负荷，kg；Fz1——制动时的后轴负荷，kg；Fz2Fz1GF令m，mz2G2112式中：——制动时前轴轴荷转移系数，1.4-1.6；——制动时后轴轴荷转移系数，0.4-0.7。12根据式（2-3）可得：G(bh)1882.5(982.80.8639.6)Fz11118.7kggL2515F118.7735.7m1.52z1z1G1G(ah)1882.5(1532.20.8639.6)Fz2763.8kgL2515F763.8mz2z2G1146.82第五章燃油经济性的计算在总体设计时，通常主要是对汽车稳定行驶时的燃油经济性进行计算，其计算公gPeQe1.02v式：aveiiag0（6-1）式中：P——汽车稳定行驶时所需发动机功率，kw；eg——发动机的燃油消耗率，其值由发动机万有特性得到；e——燃油重度，柴油为7.94～8.13，其值取8.00；——汽车单位行程燃油消耗量，L/100km；Qv——最高挡车速。a图6-1万有特性曲线根据计算公式（6-1）列出燃油消耗率，见下表表135319810.20514.42618.11821.34830.18445.69254.94061.99671.92685.798280285288280270252251254