【《某款城市越野车结构的总体设计-以陆风X8为例》17000字（论文）】

某款城市越野车结构的总体设计—以陆风X8为例目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 IV第1章城市越野车总体设计绪论 11.1城市越野车总体设计论文的研究背景及意义 11.2城市越野车总体设计国内外研究现状 21.3城市越野车总体设计主要研究内容 21.3.1城市越野车整车性能设计计算 31.3.2城市越野车总体布置 3第2章城市越野车陆风X8整车型式的选择 52.1城市越野车陆风X8发动机 52.2陆风X8的轴数和驱动型式 52.3陆风X8布置型式 62.4陆风X8轮胎的选择 82.5陆风X8车架选择 82.6本章小结 9第3章主要参数的选择 103.1陆风X8主要尺寸参数的确定 103.1.1陆风X8外廓尺寸 103.1.2陆风X8轴距L 113.1.3前轮距和后轮距 123.1.4陆风X8前悬和后悬 123.2陆风X8质量参数的确定 133.2.1汽车整备质量 133.2.2陆风X8的载客量和装载质量 133.2.3陆风X8的载荷分配 143.3陆风X8的汽车性能参数的确定 143.3.1陆风X8的动力性参数 143.3.2操纵稳定性的几何参数 153.3.3陆风X8制动系参数 153.3.4通过性几何参数 163.4本章小结 16第四章发动机和传动系的选型与布置 174.1.发动机的选型与布置 174.1.1陆风发动机的选型 174.1.2发动机位置布置 174.2离合器和变速器选型与布置 184.2.1离合器和变速器的选型 184.2.2离合器和变速器的布置 184.3陆风X8驱动桥 194.4陆风X8万向传动装置 204.4.1传动轴设计 204.4.2万向节设计 244.4.3联接元件设计 274.4.4中间支承的设计 294.4.5万向节和传动轴的布置 304.5本章小结 30第5章制动系、转向系选型与布置 315.1.制动系选型 315.2.分路系统 315.3制动系的布置 325.4转向装置的选型 325.5转向系的布置 335.5.1转向盘的布置 335.5.2转向器布置 335.6本章小结 34第6章悬架及其他布置 356.1悬架 356.2油箱布置 366.3蓄电池布置 376.4备胎布置 376.5踏板布置 386.6本章小结 38第7章总结与展望 397.1总结 397.2展望 40参考文献 42

摘要本次设计的题目是城市越野车总体设计，汽车总体设计是设计汽车的最关键的一步，同时也是一直贯彻汽车设计始终的核心设计。总体设计的主要内容是确认城市越野车的整车方案，然后确认城市越野车的重要参数，依据汽车数据选择各部件的型号，并根据各部件的布置要求来进行布置，保证所设计的城市越野车的各部件都合理布置。城市越野车近年迅速发展起来并被越来越多人当作购车首选。所以绝大多数的厂商都设计自己品牌的SUV车型，所以进行城市越野车的总体设计对于汽车厂商设计城市越野车起着关键的作用。在设计前期，在图书馆和知网上查询与城市越野车相关的资料和文献，通过在汽车之家网和汽修宝典网调查车辆数据，来确定设计方案。在本篇城市越野车总体设计以陆风X8作为数据参考车型。通过资料和文献了解城市越野车总体设计的具体内容和研究目的，以及城市越野车总体设计的国内外发展现状。然后通过所选车辆的数据来选择城市越野车中的发动机、行驶系等四大系统的型号，计算设计传动轴，万向节。并确定他们的装配关系。以此来进行设计城市越野车的整车布置形式。首先对汽车形式的选择，根据陆风X8的资料来确定陆风X8的轴数、驱动型式和布置形式等。其次依据汽车之家和汽修宝典的数据得出陆风X8的汽车主要参数。根据查阅相关资料来陆风X8的主要尺寸、陆风X8的质量参数和陆风X8的性能参数。依据计算出的主要参数和调查资料来选择汽车的发动机和四个系统的各部件的选型。陆风X8选用的为前置后驱布置，陆风X8的前悬架根据汽修宝典数据可得其为麦佛逊式独立悬架，同时可以得到后悬架为螺旋弹簧非独立悬架。陆风X8选用5档变速器和拉式膜片弹簧离合器。制动选用全盘式制动器。转向系统为循环球式转向器。根据选择的部件和相关布置要求来布置各部件保证汽车正常运行。最后依据上述设计用AUTOCAD进行二维图绘制关键词：城市越野车；总体设计；万向传动装置；底盘布置

第1章城市越野车总体设计绪论陆风X8是一个典型的城市越野车，其与大多数城市越野车有很多共性，所以对陆风X8进行总体设计可以以小见大看到大多数的城市越野车的设计，为此本毕业设计总体设计车型选用陆风X8。1.1城市越野车总体设计论文的研究背景及意义城市越野车，也就是SUV，是在1980年左右时汽车厂商以越野车为原型创作的日常使用版。城市越野车基于越野车的车身，并向轿车的内部构造靠拢，所以城市越野车同时具备越野车的性能和轿车的舒适性。最近几年，城市越野车越来越被市场和大众认可。越来越多的城市越野车出现在大小道路上，因为它比轿车更优秀的汽车性能可以适应日常生活中的各种道路。同时现如今国家二胎政策的推行，四口之家越来越多，对于轿车狭小的空间，城市越野车的空间大的优点逐渐凸显，可以满足更多人数的承载。越来越现各汽车厂也都大力生产城市越野车来适应市场，对于越野车的生产主要就是进行的总体设计。对于一个汽车设计，厂商不能闭门造车，必须要符合汽车的硬性要求，避免在错误的方向耽误人力物力时间。汽车是一个复杂综合的产品，各部分互相对于彼此有很多相互制约的规格要求，所以，在汽车设计的一开始就要进行总体设计，使各部分有一个明确的位置，有安装主次，来确保每一个部分彼此不会产生干涉。总体设计是各部分设计的框架，贯穿一辆汽车设计的始终，总体设计的质量高低决定这汽车产品的质量高低。一个优秀、完整、先进的总体设计是对于一辆汽车的先进性和使用性能的保证，同时是一个汽车厂商的产品的生命力的保证。只有完善总体设计，才能保证后续产品的开发设计。进行城市越野车总体设计是依据所选车型的参数数据进行该城市越野车的各系统的选型，根据相关数据确定它们的装配关系，且对其进行设计计算校核保证汽车行驶时不会发生干涉或质量问题，分析所进行的城市越野车总体设计方案是否可行。对于一个企业最宝贵的就是时间，进行总体设计在可以满足使所设计的产品的各项指标符合企业在产品计划中的要求，使各零件符合相关的国家标准规定的同时，还可以让一个公司实现相关车型系列的类似化，这样可以同系列有一个统一的设计思路来减少开发时间，增加企业的应变能力。对于汽车运作方面，进行总体设计可以确保所设计的汽车在运作时不会产生运动干涉。对于一个厂商的新的车辆的设计先进行整车设计，可以减少后期实物安装时的出现的问题，避免不必要的错误。因此总体设计对于汽车设计的整个环节具有重大意义。1.2城市越野车总体设计国内外研究现状在近十年，城市越野车的市场需求越来越多，为此汽车企业都着手研究SUV车型，并推出相关系列产品。SUV也会朝着轿车化方向发展，使SUV具备舒适性和实用性。城市越野车总体设计由传统的汽车布置向着混合动力和电动化方向发展，并且由于混合动力和电动与传统汽车不同，其加装电池和电动机，在总体布置时要考虑把电池等部件任何合理安装。现在城市越野车为了顺应智能化的发展也在传统的基础结构上，加装智能化部件，使车辆实现智能化。我国目前城市越野车总体设计的一条发展趋势是依托于数字化发展，将总体设计走向智能化，另一条发展趋势是进行电动化的城市越野车总体设计。城市越野车的总体设计采用模拟开发技术，利用数字模拟设计出的车可以利用模拟环境进行测试，让车辆的安全系数更高。在整个开发阶段，全面采用计算机辅助，把设计以及加工的每一个环节都进行计算机模拟，这样可以保证生产出来的车辆具有高质量和高安全系数，并可以及时响应市场，顺应市场趋势。同时电动城市越野车是一个市场热门趋势，可以降低环境污染，提高人们的生活质量。国外对于城市越野车总体设计的研究方向主要是提高机动性，使城市越野车明显区分与轿车，树立产品优势，精准确定目标客户。设计保证城市越野车在正常负载的状况下可以平稳通过各种坑洼泥泞。外国厂商为实现高机动性城市越野车常采用的措施如下：采用大功率的发动机、适当增大离地间距、降低车辆自重、采用空气悬架等。目前各国汽车产业进行汽车设计时普遍都会采取型谱系列化的方式，使相类似的车型生产为一个系列，如陆风X系列、宝马X系列、奥迪Q系列等。通过建立一个完善的形似程度高的体制，使车辆设计模块化，减少设计时间，在不同车设计时，许多设计或零部件可以采用相同的材料和结构，也减少了车间加工时间，可以迅速响应市场。1.3城市越野车总体设计主要研究内容整车的总体设计的主要内容主要包括：城市越野车设计原则城市越野车整车方案论证选择汽车的尺寸和重要参数各部件设计的要求和数据各部件的布置和运动各系统间的位置和变化时的矛盾的避免设计任务书整车总布置装配图总体设计是根据整车设计的目标，使各要求的主次协调统一，形成整车总体设计方案。具体来说，城市越野车总体设计就是在所选车型提供的已知的参数来进行城市越野车选型，确定城市越野车前后车轮中心的距离，城市越野车的长宽高，车辆底盘最低处距离地面的位置等尺寸，以及城市越野车的相关质量和前后轴上载荷的分配。并依据各数据进行各系统的选型和装配，确定他们的装配的关系并检验校核是否符合标准。1.3.1城市越野车整车性能设计计算对于城市越野车总体设计，在确定汽车的重要参数后，首先就是要对汽车的整车性能进行相关的计算和设计。(1)对城市越野车的汽车参数进行选定和计算，通过汽车之家和汽修宝典的数据来确定包括所选车型的长宽高、所选车型的前轮和后轮中间轴距、两轮之间的前轮距和后轮距、以及前轮距车头的距离前悬和后轮距离车尾的距离后悬等；(2)对城市越野车进行质量的相关计算，依据汽车之家数据和汽车设计计算方法进行在汽车满状态和没有货物和乘客时的质量、所选的城市越野车的可搭载人数、满状态和满载时城市越野车的质量以及城市越野车的轴荷分配等；(3)对于城市越野车的性能参数的相关选定，如所选城市越野车从零加速到一百所用的时间，一百降速到零所用的时间和所选城市越野车的爬坡能力等。1.3.2城市越野车总体布置在确定整车性能设计计算后，进行各系统的选型与布置，确定发动机、传动系、制动系等总成的位置，在有限的空间内，保证相互不干涉。具体内容如下：发动机的布置，要考虑发动机如果太高会产生驾驶人员的视线盲区过大要控制，还有对前轴的跳动进行考虑，防止相互产生碰撞。考虑与水平线的夹角，保证车辆的轴荷分布。传动系的布置，离合器和发动机之间根据轴来相互连接，并在离合器后安装变速器，在后轮位置确定驱动桥的位置，并在驱动桥和变速器之间设计安装万向传动装置，位置由发动机位置确定。驱动桥的位置由驱动轮的位置确定。转向系的布置，转向盘应该位于驾驶员的正前方还要避免转向盘造成的视线盲区。在不发生干涉的情况下保持较高的传动率。制动系的布置，根据所选车型的制动系统来布置制动系。油箱的布置应远离排气管同时布置在靠后的位置，蓄电池应与起动机越近越好。

第2章城市越野车陆风X8整车型式的选择陆风X8为一个典型的城市越野车，对陆风X8进行总体设计可以以小见大作为大多数的城市越野车的设计的模板，所以本次毕业设计的车型选用陆风X8。2.1城市越野车陆风X8发动机本篇设计选用的是柴油版陆风X8汽车。汽车之家中柴油版陆风X8的发动机类型可以得出发动机为1.8T、177马力、L4，具体为VMR425DOHC发动机。柴油发动机和汽油发动机最大的最显著区别是燃料的不同，并且汽油发动机的尺寸和质量都比柴油机小，同时在以汽油为燃料的汽车运行时所产生的噪音和震动要要小于以柴油为燃料的汽车。在运行状况下，柴油发动机运作的时间要远远长于汽油机时间，发动机出现故障是一辆车出现故障的主要原因。同时在相同距离下，柴油机消耗的油量要小于汽油机，柴油发动机可以保证汽车的大修里程数更长。对于相同的里程数，柴油发动机的油耗明显小于汽油发动机。柴油发动机的低速扭矩大，可以应对复杂的路型，爬坡能力要优于汽油发动机。对于城市越野车以高质量为主导的车型中一个发动机的可靠性和耐用度是至关重要的，它直接关系到客户的使用体验和汽车厂商的信誉名声，并且城市越野车需要应对各种复杂的路型来确保其优秀的越野能力。为此，相对于汽油发动机，柴油发动机更适合作为城市越野车的陆风X8。陆风X8的L4发动机就是指的直列四缸发动机，气缸排成一列。直列发动机的结构比v型发动机简单，结构紧凑且工作可靠，常用于排量不大的汽车。缺点就是对于大排量汽车，直列发动机会面临缸数过多以至于发动机长度过长导致无法合理布置。对于货车或者大排量的汽车可以考虑V型发动机V，而水平对置式发动机常用于客车或者一些汽车总长要求比较长的汽车使用。陆风X8属于小排量汽车，且L4发动机在低速时具备优秀的越野爬坡能力，适合陆风X8应用。2.2陆风X8的轴数和驱动型式汽车的轴数有两轴式、中间轴式等等，对于一辆汽车的轴数的选取常根据其质量和轮胎的负载。汽车轴数越多，汽车的结构越复杂，其质量也会越重，所以对于一辆汽车应尽量减小轴数。所以对于城市越野车陆风X8来说，汽车总质量1775kg，小于19T,属于紧凑型越野车选用两轴方案，两轴式的简约可靠，同时可以完成陆风X8越野车的性能指标。汽车驱动由汽车之家关于陆风X8介绍可以得到是4×2，也就是陆风X8的车轮总数为四轮，其中两轮驱动。对于车辆运行来说，用于驱动的轮子越多运动越稳定，但驱动轮增多会使汽车结构复杂化，乘用车常用4×2来降低加工成本。对于陆风X8这种紧凑型SUV来说没有必要增加驱动轮数。所以陆风X8选择4×2的驱动方式是符合经济要求和国家规定的。2.3陆风X8布置型式布置是值发动机和驱动轮的关系，不同的布置形式有不同的特点,乘用车的布置如下：前置前驱(FF):图2-1为前置前驱的布置。图2-1汽车前置前驱布置简图前置前驱的优点是不需要传动轴来传递发动机产生的动力，简化结构，且传动效率高。座位空间大且后备箱的空间大。但前轮作为驱动轮的同时还是转向轮，对于前轮的耗损太大，大量减少前轮的工作寿命。在上坡时前驱的牵引力小，不能具备良好的爬坡能力，所以不适合陆风X8(2)前置后驱(FR):其布置如图2-2所示。图2-2汽车前置后驱布置简图其拥有良好的爬坡能力，同时在启动时后轮负荷大，所以起步性能比前置前驱的汽车的好。并且比起前驱车面对陡坡更不易打滑，可以有效增加了城市越野车的越野性能。前置后驱的轴荷分配的比较均匀，因为转向机构在车前半部分，驱动部分在车后半部分，这样就可以使前后轮受力都均匀，也就会使轮胎磨损比前置前驱的磨损更均匀，可以有效加大轮胎寿命，而且不用因为转向轮是驱动轮而使用等速万向节。但前置后驱汽车需要用传动轴来传递动力，在驾驶室空间内占用一部分空间，降低一定的舒适性且增加车重。并且在雨雪天或者湿滑地面上启动时因后轮驱动，会比前驱车更易发生摆尾现象。(3)后置后驱(RR):其布置如图2-3所示。图2-3汽车后置后驱布置简图发动机后置，驱动轮也是后轮，所以后置后驱的布置更加紧凑，且前部高度降低，驾驶视线更好，排气管较短，且不用传动轴，后置后驱的汽车拥有较小的质量和较好的机动性。但汽车后部过重，转向倾向过多，在高速行驶时汽车的转向极其不稳定，且汽车后备箱较小，现如今市场销售的汽车很少有后置后驱的汽车。对于城市越野车陆风X8来说，其选择布置形式的要求首先是要保证可以实现城市越野车的越野性能，使用陆风X8的布置形式为前置后驱，会对于陆风X8来说，运用前置后驱布置型式可以满足设计需求。2.4陆风X8轮胎的选择充气轮胎是装配在轮毂直接与地面接触，是承受汽车重力并传递力和力矩。轮胎的选定对于汽车的很多性能和承载能力都息息相关，决定着汽车离地距离，是在绘制装配图时首先确定的位置。所以要首先进行选取陆风X8汽车轮胎选用玛吉斯BRAVOH/T，规格是P235/65R17横截面宽为185毫米，高宽比为80%， R为子午线轮胎，17为内径。计算可得轮宽235mm,轮毂直径为17×25.4=431.8mm，轮胎外径为431.8+2×235×65%=737.7mm子午线轮胎的优点是接地面积相对其他轮胎要大，可以有效减轻轮胎所受压强，对于地面和轮胎的损坏都较小，增大轮胎使用寿命。同时具有较厚尺寸的轮冠和够硬的带束层保证运动时轮胎形变小，减少油耗，并且在越野车行驶复杂路况的路面时可以确保轮胎不被轻易扎破。且子午线轮胎散热好，缓冲性能和负载能力较好可以适应城市越野车的越野性能。同时根据国家政策，采用子午线不用征消费税，可以降低汽车厂商的生产成本。所以陆风X8采用子午线轮胎可以保证实现城市越野车的基本性能。对于子午线轮胎应按规定进行充气，和防止胎体过度变形。2.5陆风X8车架选择汽车分为有车架和无车架两种，其选择布置决定着部件和总成位置的固定方案，其特点如下：(1)有车架结构:也就是非承载式车身，把发动机和各系统直接承重在车架上。这种结构在发生碰撞时刚性车架可以吸收冲击对汽车起到保护。但非承载式车身会增加汽车总质量，车身笨重。(2)无车架结构:这结构称为承载式车身，现市面上大多数乘用车不采用车架，直接以车身为承载，所有部件固定在车身上。由于车辆以大量薄板构成承载式车辆，所以车身身质量小。同时钢板以点焊进行焊接方便快捷，可以加快汽车厂商加工速度并可大批量生产，在高速行驶时车辆稳定性好，对于乘客的舒适性较好。本设计陆风X8选用非承载车身。2.6本章小结本章对城市越野车总体设计进行了整车形式的选择，首先选定了本次设计参考的车型为陆风X8，根据车型可以得出发动机型号为VMR425DOHC发动机，然后根据所选车型的参数确定陆风X8的轴数为两轴式和驱动形式为4×2。然后确定陆风X8为前置后驱的形式。根据调查数据确定轮胎的型号和尺寸，并确定为承载式车身。

第3章陆风X8主要参数的选择总体设计任务首先要确定汽车各参数，以此为设计的原始数据以方便接下来任务的选型的确定。陆风X8总体设计任务主要参数首先要依据所选数据进行陆风X8主要参数的选择：

（1）陆风X8的主要尺寸参数；（2）陆风X8的质量参数；（3）陆风X8的主要性能参数的选择。3.1陆风X8主要尺寸参数的确定3.1.1陆风X8外廓尺寸由汽车之家数据可得陆风X8的外廓尺寸为4636*1865*1810(mm)，也就是陆风X8的长为4.636m，宽为1.865m，高为1.810m。对于行驶在公路上的汽车都有对其汽车外廓尺寸的要求，在法律规定的范围内，汽车外廓尺寸还受到道路和停车场等约束，要保证驾驶员在行驶时的不会占用道路尺寸。同时在SUV车型的外廓尺寸应考虑市场需求确保足够的内部空间保证客户的驾驶和乘坐的舒适性。表3-1车辆尺寸车辆类型车长车宽车高汽车三轮汽车460016002000货车车速＜70km/h的货车600020002500二轴总质量≤3500kg6000250040003500kg＜总质量≤8000kg70008000kg＜总质量≤12000kg8000总质量>12000kg9000三轴总质量≤20000kg11000总质量>20000kg12000四轴1200025004000乘用车及客车乘用车及二轴客车12000由表3-1可得陆风X8的车长应小于12m，车宽应小于2.5m，车高应小于4m。陆风X8的外廓尺寸符合需求。车长与轴距的关系为：由汽车之家中陆风X8的数据可得，轴距为2760mm，式中C为比例系数，查书可得C为0.52～0.66，所以数据代入式（3.1）中可以得出车长应在4181.81mm～5307.69mm之间。陆风X8的长度为4636mm，所以陆风X8的车长符合需求。车宽与车长的关系近似看作：由（1）中可得车长在4181.81mm～5307.69mm之间，所以把数据代入（3.2）式中可得出车宽为1528mm～2024mm，因为依据数据可知陆风车长为4636mm，所以陆风X8车宽在1800mm左右，所以陆风X8的车宽为1865mm符合要求。（3），室内高要考虑座椅高度，人们的上半身身高和确保舒适度的乘客头部与顶部的高度，所以一般在1120～1380mm。车顶造型在20～40mm左右，所以陆风X8的车高为1810mm符合标准。3.1.2陆风X8轴距L轴距是前轮圆心和后轮圆心间的距离，轴距的大小决定汽车的许多参数，轴距减少汽车的整备质量，总长度等参数也会随之减小，若轴距过短会对影响汽车的操纵稳定性以及车厢长度过短，进而影响驾驶员舒适性。表3-2汽车轴距和轮距标准（单位：mm）发动机排量V（L）轴距L轮距bV1.02000～22001100～13801.0<V≤1.62100～25401150～15001.6<V≤2.52500～28601300～15002.5<V≤4.02850～34001400～1580V>4.02900～39001560～1620陆风X8的发动机排量V为2.0L，所以陆风轴距L应在2500～2860mm之间。由汽车之家数据可知陆风X8的轴距L为2760mm，符合表3-2要求。3.1.3陆风X8前轮距和后轮距轮距越大，汽车的横向稳定就越优秀。同时足够大的轮距可以确保驾驶的舒适度，因为轮距大能增加侧倾刚度。汽车的前后轮距可以相同，也可以不同，其前后轮的轮距略微不同是为了使汽车的行驶特性得到改善。陆风X8的后轮距略微大于前轮距改善发动机前置后驱造成的车辆的先天性转向过度。查数据可得，陆风X8的前轮距为1535mm，后轮距为1540mm。3.1.4陆风X8前悬和后悬汽车的前悬尺寸是汽车最前端和汽车前轮中心的距离，后悬尺寸就是汽车最尾部距离汽车后轮的距离。前悬尺寸决定着发动机、散热装置、转向机构的布置，而后悬决定着油箱、行李箱等布置。本次设计取值为前悬850mm，后悬1026mm。3.2陆风X8质量参数的确定3.2.1汽车整备质量汽车整备质量就是城市越野车在没载人没载货且油箱、水箱等基础设施都是满状态时的质量，这是在设计时的重要数据，城市越野车整备质量的高低都会影响一辆城市越野车的性能。整备质量减少就可以减少燃料的消耗。表3-3乘用车人均整备质量发动机排量V(L)人均整备质量（t/人）V1.00.15～0.161.0<V≤1.60.17～0.241.6<V≤2.50.21～0.292.5<V≤4.00.29～0.34V>4.00.29～0.34发动机排量2L，载客5人，查数据可知陆风X8整备质量为1885kg，符合表3-3需求。3.2.2陆风X8的载客量和装载质量（1）距查数据可得，陆风X8汽车的载客量可得：陆风X8乘用车为五座，所以载客量为5人。（2）汽车总质量为满状态且满载满客时的汽车质量乘用车总质量是在满员满行李且车辆油箱、水箱满状态时的质量，依据汽车设计书中所了解的人均体重假设65kg：n为乘车人数，为行李系数表3-4行李系数车型乘用车发动机排量>2.5L5发动机排量≤2.5L10商用客车城市客车0长途客车10-15所以根据行李系数可以计算出陆风X8的总质量为2260kg3.2.3陆风X8的载荷分配表3-5不同布置形式汽车的轴荷分布表车型满载空载前轴后轴前轴后轴前置前驱47%～60%40%～53%56%～66%34%～44%前置后驱45%～50%50%～55%51%～56%44%～49%后置后驱40%～46%54%～60%38%～50%50%～62%由表3-5可以选取陆风X8在没有载人或载货时的前轴轴荷分配为55%，而后轴载荷分配为45%，在陆风X8满载时，前轴的载荷分配为50%，后轴的载荷分配为50%。3.3陆风X8的汽车性能参数的确定3.3.1陆风X8的动力性参数汽车的动力性参数主要包括一辆车所能到达的最高车速、车辆从零到一百的加速时间、城市越野车所应具备的良好的上坡能力等最高车速是一辆车的性能展示，是很多购车人首要参考信息，在尽量提高车速的同时也要保证车辆不能失去平衡或有非人为的安全隐患。表3-6乘用车最高车速汽车类别最高车速(KM/h)乘用车发动机排量V(L)V1.0110～1501.0<V≤1.6120～1701.6<V≤2.5130～1902.5<V≤4.0140～230V>4.0160～280根据表3-6可知，本次设计中陆风X8越野车的最高车速为160Km/h符合要求。陆风X8的比功率和比转矩：查数据可知陆风最大功率为100KW，最大扭矩为320N·m。所以陆风X8的比功率为陆风X8的发动机最大功率比上陆风X8的总质量，既，比转矩为陆风X8的发动机最大转矩比上陆风X8的总质量.加速时间t：一量汽车的加速时间是指从0km/h加速到100km/h所用时间，查阅陆风X8相关数据可得陆风X8的加速时间10.99s。上坡能力：查数据可知陆风X8能克服50%的坡，比轿车的上坡能力强。3.3.2陆风X8操纵稳定性参数操纵稳定性参数主要是对陆风X8在行驶时需要控制的相关参数，主要是以下几个：（1）应保证陆风X8在转向时前轴与后轴的侧偏角为正值来确保陆风X8获得转向不足的特征，不足转向可以使车辆获得良好的转向体验（2）在陆风X8以0.4g转向时应保证车辆侧倾角尽量小于3°。（3）陆风X8在制动时，减速度为0.4g时，车身向前倾的角度小于1.5°。3.3.3陆风X8制动系参数表3-7制动性能车辆类型行车制动应急制动初速度/（km/h）距离/（m）FMDD/(m·s2)路宽/m踏板力/N初车速/（km/h）距离/（m）FMDD/(m·s2)操纵力/N（）座位数≤9的客车满载50≤20≥5.925≤50050≤38≥2.9手400脚600空载≤19≥6.2≤400汽车制动性是汽车在制动时的制动距离、制动时间和平稳性等能力。查数据可得陆风X8的100-0公里/小时紧急制动距离平均成绩为：45.97m。符合下表3-7的要求。3.3.4通过性几何参数表3-8汽车通过性参数车辆4×2乘用车150～22020～3015～223.0～8.34×4乘用车210～25045～5035～401.7～3.6查数据可得陆风X8的最小离地距离为200mm，接近角为27.4°，离去角为24.2°。符合表3-8的要求。3.4本章小结本章主要确定主要参数，首先进行的是陆风X8主要尺寸参数的确定，根据调查数据可得陆风X8的长为4.636m，宽为1.865m，高为1.81m。前后轮间距离为2.76m，前边两轮之间距离为1.535m，后侧两轮之间距离为1.54m。依据陆风X8的车型取值前悬为0.85m，后悬为1.026m。然后依据调查的资料来确定陆风X8的质量参数，确定陆风X8整备质量为1885kg，载客量为5人，然后依据整备质量和载客量确定汽车总质量并确定轴荷分布。然后依据陆风X8的数据可得其汽车性能参数，最高车速为160Km/h和比功率与比转矩分别为和。根据数据可知陆风X8的加速时间10.99s和可以爬50%的坡。并确定陆风X8的制动距离为45.97m等。为后续部件的布置提供了数据基础。

第四章发动机和传动系的选型与布置4.1.发动机的选型与布置4.1.1陆风发动机的选型选用VMR425DOHC发动机。陆风X8的发动机类型可以得出发动机为1.8T、177马力、L4，具体为4G36S4T发动机。L4发动机就是指的直列四缸发动机，气缸排成一列。直列发动机的结构比v型发动机简单，结构紧凑且工作可靠，常用于排量不大的汽车。4.1.2发动机位置布置（1）发动机的Z方向布置：在车辆运行时，前轴会跳动，应控制发动机高度在前轴最大跳动距离以上。为了降低设计车辆的发动机高度，降低质心，使驾驶员驾驶更加舒适，须对油底壳进行不规则处理，既前轴上方的油底壳浅。发动机位置高度如图4-1所示：图4-1发动机布置风扇和散热器的位置可以直接由发动机的位置确定，并且两者圆心重合，且相隔一定距离来确保不会产生干涉和保证发动机的散热良好。（2）发动机X方向的布置因为陆风X8为前置后驱汽车，所以为了保证传动轴的夹角不至于过大而使传动效果差或传动失效。所以选取发动机对于地面平面的夹角为3°。发动机的X方向和Z方向一起布置，如图4-1中所示。（3）发动机Y方向布置陆风X8的发动机轴线与汽车中心线一致。4.2离合器和变速器选型与布置4.2.1离合器和变速器的选型依据汽修之家资料可知陆风X8的离合器是拉式膜片弹簧离合器，主要功能是使主从动部分随时分开并可以随时连接。膜片弹簧离合器被广泛利用在乘用车上，膜片弹簧离合器采用碟形弹簧来形成分离指起到弹簧作用。膜片弹簧离合器不需要额外的杠杆简化了结构，便于汽车厂商生产并降低了生产成本。拉式弹簧离合器比起推式弹簧离合器来说结构更简单不用额外增加支承且传动效率高，驾驶人员在踏板时比推式弹簧离合器使得力要小，且使用寿命相对要长可以减少汽车维修成本，常用与乘用车。陆风X8选用拉式膜片弹簧离合器也是符合设计需求的。陆风X8变速器采用5+1无超速档变速器。5+1档是五个加速档和一个倒挡，变速器是汽车换挡的部件，它可以改变传动比来适应汽车起步、爬坡、加速等不同场景所需的转矩和转速。陆风X8为手动挡变速器，其靠不同齿轮的啮合来实现挡位的变换。4.2.2离合器和变速器的布置发动机、离合器和变速器装成一体，所以发动机位置确定后，离合器和变速器的位置也确定了。离合器在发动机后端直接与发动机相连，离合器之后连接变速器。布置简图如图4-2所示图4-2发动机离合器变速器布置简图4.3陆风X8驱动桥驱动桥主要是把发动机产生的动力传递到万向传动装置的动力输出到驱动轮中来起到汽车的运动，查资料可得陆风X8后悬架是螺旋弹簧非独立悬架，所以非断开式驱动桥适合作为陆风X8的驱动桥。驱动桥中的各部件都集合在驱动桥壳中。陆风X8为后轮驱动，所以驱动桥在后轮处。而驱动桥中的差速器中心与整车中心线相吻合。陆风X8的驱动桥布置如图4-3所示。图4-3驱动桥布置形式4.4陆风X8万向传动装置为保证陆风X8的发动机前置后驱布置的传动，所以选择把传动轴分为两段，并用三个十字轴连接起来，中间传动轴后端采用用中间支撑万向节和传动轴如图4-4所示：图4-4传动轴结构图4.4.1传动轴设计（1）传动轴在变速器和驱动桥之间，可以来传递发动机的动力到后驱动轮，图4-5为汽车变速箱和驱动桥之间的两种传动方式。图4-5变速箱和驱动桥之间的两种传动方式由于陆风X8采用前置后驱，所以变速箱和驱动桥连接距离较长，所以采用图4-5（b）方案。（2）传动轴截面尺寸安全系数，由汽车设计可以得到城市越野车的安全系数在1.2～2.0，取k=1.5，由查数据可知：发动机最大功率转速；变速器最高档位传动比所以，（3）计算主传动轴：查数据可得陆风X8主传动轴的材料为电焊钢管，标准如表4-1所示表4-1电焊钢管3(mm)外径钢管厚度601.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.563.51.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5701.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5751.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、4.0、4.2、4.5831.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、4.0、4.2、4.5891.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、4.0、4.2、4.5、4.8951.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、4.0、4.2、4.5、4.8预估主传动轴外径，厚度，长度所以由公式（4.2）可得。由于选用开式传动轴，所以临界转速按两端自由支承计算：式（4.3）可得所设计的陆风X8的主传动轴临界转速符合设计要求。对于主传动轴进行纯扭矩计算：式中：T—扭矩，N·mm；W—抗扭断面模量，空心轴计算公式为[τ]—许用扭转应力，式中：—发动机最大转矩（N·mm）n—计算驱动器数，由于陆风X8为后轮驱动，可得n=1η—传动效率，取η=0.96—变速器一档的传动比，陆风X8的—动载系数，性能系数时，；时，性能系数由下式计算：当时：当时：代入数据可得陆风X8的性能系数，所以动载系数数据代入公式可得T=1079500N·mm，τ=54.06≤[τ],符合要求。由于中间轴比主动轴短，所以可以选用和主传动轴相同的外径和厚度。（4）主传动轴滑动花键的设计陆风X8的传动轴设计选用矩形花键表4-2花键尺寸(mm)小径d轻系列规格N×d×D×BrC286×23×26×60.20.1328×32×36×60.30.2368×36×40×70.30.2428×42×46×80.30.2468×46×50×90.30.2528×52×58×100.40.3根据表4-2可以预选陆风X8的传动轴的花键参数为键齿数N=8mm，小径d=46mm，大径D=50mm，键宽表4-3花键长度（mm）花键小径d36～52花键长度或22～120花键轴孔最大长度L200花键长度或系列10,12,15,18,22,25,28,30,32,36,38,42,45,48,50,56,60,63,71,75,80,85,90,95,100,110,120,130,140,160,180,200根据表4-3可以选择陆风X8的传动轴花键长度，以及花键轴孔长度L=150mm花键轴进行计算扭转应力：式中：[]—许用应力，取[]=150MPa计算可得传动轴花键的齿侧挤压应力计算：式中：—花键转矩分布不均匀系数，,所以取—许用挤压应力，查数据取=50MPa数据代入公式得：，符合要求。（5）中间传动轴花键的设计查表4-2，4-3可得，中间传动轴预选花键小径，花键大径，键齿数，键宽许用应力,计算可得，符合要求非滑动花键的许用挤压应力[]=50～100MPa，取,计算可得,符合要求4.4.2万向节设计（1）陆风X8的万向节设计采取的是十字轴式万向节，十字轴式万向节主要靠十字轴来实现万向传动，两个万向节叉连接两侧的元件。表4-4十字轴尺寸汽车载重（t）十字轴总成十字轴滚针轴承帽HhLDC1~1.59022213183542~2.510825243183943~41273424318504所以陆风X8的十字轴长，轴颈直径，轴颈长度，滚针直径，滚针数z=26，滚针长度，滚针轴承帽外径合力F计算公式如下：式中：r—合力F作用到十字轴到万向节中心的距离，—两叉轴的夹角，依据数据预取15°代入公式可得：图4-6十字轴结构简图设计中应计算弯曲应力和切应力是否符合要求。式中：—十字轴轴颈直颈（mm）—十字轴油道孔直径(mm)S—合力F的作用处距离十字轴颈根部(mm),查书可知,代入数据计算可得,,符合设计要求（2）滚针轴承合力F对于一个载荷所受的最大载荷（N）的计算公式如下：式中：i—滚针列数，i=1代入数据可得：十字滚针轴承的接触应力计算公式如下：式中：—滚针工作长度（mm），L—滚针长度（mm）；依据零件表面硬度可得许用接触应力[]为3000～3200MPa。代入公式可得,符合设计要求。对于滚针轴承要确保负载进行核算：式中：—发动机最大转矩时的转速—低档传动比—万向节工作夹角，取6°。代入数据可得：,符合设计要求当滚针无间隙布置时，最大直径计算公式如下：计算可得当滚针间隙布置时，假设间隙为f，最大直径计算如下当f=0.025mm时，滚针沿圆周无间隙布置滚针沿圆周间隙布置图4-7滚针布置形式4.4.3联接元件设计（1）联接螺栓为保证陆风X8的联轴器可以传递较大转矩而选用凸缘联轴器。预选螺栓的中心圆直径，螺栓孔直径，凸缘叉的边缘厚度,螺栓数，选用铰制孔用螺栓，型号为M12。螺栓连接抗拉强度校核如下：式中：F—轴向力，F=d—螺栓最小直径，d=8.38mm[σ]—许用拉应力，—花键的滑动摩擦力滑动摩擦力的计算公式如下：式中：r—为花键工作表面的中径，f—为摩擦因数，取f=0.15代入式中可得：,,,符合要求螺栓抗剪强度计算如下：式中：—个螺栓受到的剪力d—螺栓抗剪面直径，d=12mmm—螺栓抗剪面数，m=1每个螺栓所受的工作剪力计算公式如下：将数据和代入公式可得：,符合要求螺栓的抗挤压强度计算校核如下：式中：—挤压面的最小长度，H=12.5mm[]—许用挤压应力，数据代入公式可得：,符合要求（2）万向节叉万向节叉在受力时常会产生支承反力，所以要对万向节叉的弯曲应力和扭应力进行核算：式中：W—抗弯截面系数，—抗扭截面系数，h，b—形截面的高和宽，h=60mm，b=25mmk—与有关，关系如下表所示表4-5系数k1.01.51.752.02.53.04.010k0.2080.2310.2390.2460.2580.2670.2820.312e—截面到力f作用线的距离，e=55ma—万向节叉中点与截面相垂直平面的距离，a=30mm由表4-5可得r=37mm,k=0.258，F=15101N，,代入数据可得：,,符合要求。图4-8万向节叉4.4.4中间支承的设计为保证轴的稳定，须在陆风X8的传动轴中间采用摆动式中间支承，单列深沟球轴承来保证中间支承的可摆动。预选深沟球轴承内径d=45mm，深沟球轴承的外径D=85mm，深沟球轴承的宽度为B=20mm预估中间支承中的算个球轴承的使用寿命为20000h，轴承的寿命计算公式如下：式中：（r/min）,，因为中间支承中的轴承是深沟球轴承为球轴承，所以ε=3，C=20500N，计算如下当量动载荷P的一般计算公式为：假设轴向的力为,所以径向力：式中：F—花键滑动阻力，F=3030Nα—传动轴工作时万向节夹角，α=6°—轴承上传动轴重力的分力，计算可得查找参考资料可查得：X=0.56，Y=2.07。代入公式可得：,，符合要求4.4.5陆风X8万向节和传动轴的布置传动轴的夹角应相对于地面在4°左右，依据发动机和后桥的位置来确保角度保持正常。因为陆风X8前置后驱的布置形式导致传动轴过长要增加中间支承来确保轴的位置。首先依据前后轮位置布置发动机和后桥，然后安装离合器和变速器，在变速器和后桥之间的距离就是万向传动装置的总长，依据两者位置来布置万向传动装置。4.5本章小结本章进行的是城市越野车总体设计中的发动机和传动系的布置。首先通过汽车之家的发动机的数据对陆风X8的发动机进行布置，依据陆风X8的发动机的数据进行位置布置。然后对离合器和变速器以及后桥进行选型和布置，然后在变速器和驱动桥中间进行万向传动装置的设计和校核。

第5章制动系、转向系选型与布置5.1.制动系选型汽车制动系统是使驾驶员可以自由降低车速或停车的系统。制动系统运用到城市越野车上常采用鼓式制动器和盘式制动器两种摩擦制动器，其有不同的特点：鼓式制动器依靠制动鼓来制动，鼓式制动器的主要优点是比其他类型制动器造价更低，可以节约生产成本。常用于重型汽车，由于重型汽车车速不会过高，所以寿命要比盘式制动器要长。但鼓式制动器的散热能力差不能及时传递车辆在制动中产生的热量，且汽车通过不同路况时驾驶员踩制动踏板的力不一样，使驾驶员无法掌握力度而使车制动不稳定。在连续多次制动后易发生刹车失灵，不利于驾驶人员操作。盘式制动器依靠制动盘来制动。盘式制动器的散热能力比起鼓式制动器较好可以保证盘式制动器的性能稳定，可以有效缩短刹车的反应时间确保车轮在高速移动时也可以快速刹车规避风险，比鼓式制动器的结构更简单，在生产和维修时更加简单。盘式制动器造价贵，所以一般只有高档汽车才会采用盘式制动器，加大了生产成本。相比于鼓式制动器刹车力小，不适用于重型卡车，且制动后磨损较大须经常更换。陆风X8前后制动器都选用全盘式制动，符合其高档SUV的规格，盘式制动器可以满足陆风X8作为城市越野车的性能需求5.2.分路系统为了保证车辆行驶时一个回路失效后汽车能继续制动，需对汽车采用分路系统，查资料可得陆风X8的双回路为双半轴对双半轴型（HH）型。如图5-1所示。图5-1陆风X8分路系统双半轴对双半轴的分路系统对前后轮的制动器起作用使在一个回路失效时还能继续使用，制动能力可以在50%。5.3制动系的布置制动系的布置取决与每个车轮位置，制动盘和车轮圆心重合，其布置如图5-2所示，图5-2制动系布置5.4转向装置的选型为满足汽车行驶中转变方向，须有一套转向装置。为保证汽车在转动时要使所有的车轮均纯滚动来避免不必要的摩擦增大车轮寿命，所以要保证在转向时轴线交于一点，图5-3为车辆的转角关系简图。在转动时，前车轮在转动路径外侧的轮子对于转动圆心的半径为汽车转弯半径R，查汽车之家数据可知陆风X8的最大转弯半径为5800mm。依据汽修宝典对于陆风X8的相关零件可知陆风X8的转向器采用循环球式转向器，其可以确保驾驶人员操作方便，且寿命长，可以长时间使用，常用于城市越野车上。图5-3两侧偏转角关系5.5陆风X8转向系的布置5.5.1陆风X8转向盘的布置转向盘位于驾驶员座椅前方，而且方向盘要考虑所出售的地区的路规要求，如中国方向盘在左侧，英国方向盘是在右侧。为保证驾驶员能舒适的进行转向操作，应注意转向盘平面与水平面之间的夹角，为了保证转向盘不会影响驾驶人员的体验要取得转向盘前部盲区的面积尽量小。5.5.2陆风X8转向系总体布置转向系统的位置在前轮与驾驶室之间，其总体布置如图5-4所示图5-4转向系统5.6本章小结本章进行的城市越野车总体设计中的制动系和转向系的选型与布置，首先确定制动系的选型为全盘式，然后依据车轮布置位置进行制动系布置。转向系首先选定陆风X8为循环球式转向器。然后依据前轮进行布置。

第6章悬架及其他布置6.1悬架悬架作用于车轮与车身上，悬架主要是用来传递地面对车身的力或者车身对地面的力。为了保证地面形成的冲击性的反力不会对驾驶人员造成颠簸，应在悬架上布置弹性元件来缓冲冲击，并应安装减振来器减少汽车的振动，增加乘坐的舒适性，为保证在车身跳动时轮胎保持正确的运动轨迹，应布置传力构件来作为导向机构保证操纵稳定性。为了减少在汽车转弯时的横向移动应布置横向稳定器。陆风X8的前悬架根据汽修宝典数据可得其为麦佛逊式独立悬架，同时可以得到后悬架为螺旋弹簧非独立悬架。为保证车辆在行驶途中不会因为一侧由凸起导致车辆过度摆动前悬架选用独立悬架。汽车后悬架常选用非独立悬架，其结构简单。在陆风X8的后悬架上的纵向和横向推力杆可以来传递车轴和车身之间力和力矩来提高车辆稳定性。陆风X8后悬架布置如图6-1所示，前悬架如图6-2所示。6-1后悬架布置图6-2前悬架布置通过并联的方式完成汽车减震器和弹性元件的安装。螺旋弹簧由弹簧钢棒卷制形成的，因具有无需润滑和处理油污的特点，故选其充当陆风X8悬架的弹性元件。6.2油箱布置油箱的分布位置一般设计成与驾驶座同侧，这样便于在加油站时燃料的加注。考虑到行车安全和防火需要，在保证轴距的前提下，应将油箱的安装尽可能远离消声器、蓄电池等装置。油箱布置如图6-3所示图6-3油箱布置6.3蓄电池布置蓄电池装配在油箱附件，并在布置时使蓄电池和起动装置确保距离不要过长以方便线路布置。其布置如图6-4所示。图6-4蓄电池布置6.4备胎布置陆风X8的备胎为了保证减少备胎过度占用行李箱空间，所以布置在行李箱下侧。如图6-5所示图6-5备胎布置6.5踏板布置陆风X8为手动挡汽车，所以踏板有离合刹车和油门三个，其布置在车辆地板上方。离合踏板旁边应留出足够大的空间来保证车辆不换挡时左脚不需要长时间踩在踏板上。图6-6为陆风X8踏板布置图6-6踏板布置6.6本章小结本章主要对陆风X8的悬架和其他零部件进行布置，陆风X8的前悬架根据汽修宝典数据可得其为麦佛逊式独立悬架，同时可以得到后悬架为螺旋弹簧非独立悬架，分别对两悬架进行布置，然后进行油箱，蓄电池，备胎以及踏板进行布置。

第7章总结与展望7.1总结本设计主要对于城市越野车的底盘布置进行总体设计，在一开始由于对车辆相关知识没有深入学习，所以对总体设计没有清晰的了解。在图书馆和知网调查阅读相关文献才对于各系统在底盘的安装位置有了具体的认识。然后在汽车之家和汽修宝典所提供的数据选择了陆风X8为设计参考对象。依据所选车型进行各部件的选型和布置，并根据所选发动机的数据进行万向传动装置的计算和设计。本设计中城市越野车的主要参数的计算是依据机械工业出版社出版的机械设计中的思路与方法，并通过网络资料可以得出陆风X8为前置后驱布置，陆风X8的前悬架根据汽修宝典数据可得其为麦佛逊式独立悬架，同时可以得到后悬架为螺旋弹簧非独立悬架。陆风X8选用5档变速器和拉式膜片弹簧离合器。制动选用全盘式制动器。依据说选的部件进行布置，首先先确定轮胎和车外轮廓的位置，在前车轮和轴线交界处进行的是发动机装配，离合器和变速器与发动机直接相连布置，然后在后车轮处进行后桥的布置，在后桥和变速器之间进行万向传动装置的设计。然后制动器直接与车轮布置在同一个位置，转向机构和悬架依据所选机构进行布置。最后进行油箱、蓄电池等部件的布置。本设计进行了陆风X8的发动机和各系统的选型与布置，并配有其对应的布置简图，使布置关系清晰可见。通过本次毕业设计，使我深入了解了城市越野车的各部分构造和细节，和汽车各结构的相关知识，并在设计的过程中不断复习和巩固了机械设计、机械制图等大学所学习的专业课程内容。如在设计万向传动装置时的轴和轴承的设计。通过设计中使我了解了各部件间的联系和布置时相互位置要求，在一个个零部件相互连接最终组成一辆城市越野车的过程也让我认识到了汽车设计的巧妙与严谨。在设计中，认识到单单只有理论是远远不够的，设