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整车设计说明书例.doc

整车设计说明书例

yang海明m
2019-05-07 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《整车设计说明书例doc》,可适用于工程科技领域

汽车专业课程设计题目: 小型货车整车设计班  级    姓  名      学  号    指导教师        日  期      机械工程学院车辆工程教研室目  录已知参数:  整车型式的选择  发动机的种类和型式  汽车的轴数和驱动型式  车头、驾驶室的型式  轮胎的选择  汽车主要参数的选择  主要尺寸参数的选择  整车质量参数估算  主要性能参数的选择  动力性参数  直接档动力因数Dmax  Ⅰ档动力因数DImax  汽车的加速时间  燃料经济性参数  机动性参数  操纵稳定性参数  行驶平顺性参数  制动性参数  通过性参数  最小转弯直径  发动机的选型  发动机基本形式的选择  主要性能指标的选择  发动机最大功率Pmax及其相应转速np  发动机最大转矩Temax及其相应转速nm  发动机适应性系数φ  传动系参数的选择  最小传动比的选择  最大传动比的选择  变速器档位数及各档传动比的选择  设计小结  参考文献  货车总体设计已知参数:额定装载量:最大总质量:最大车速: 比功率:  比转矩:  乘坐人数: 人整车型式的选择根据设计原则目标和用户的需求特点整车设计人员要提出被开发车型的整车型式方案主要包括以下几部分:()发动机的种类和型式()轴数和驱动型式()车头和驾驶室的型式及与发动机、前轴(轮)的位置关系()轮胎的选择。发动机的种类和型式发动机选用柴油机。与汽油机相比柴油机具有油耗低、燃料经济性好、无点火系统故障少、工作更可靠耐久性好、寿命长排气污染较低和防火安全性好等优点。但一般柴油机的振动及噪声较大轮廓尺寸及质量较大造价较高起动较困难并易冒黑烟。近年来由于柴油机在产品设计和制造工艺方面的不断完善其上述缺点已得到较好的克服。较大马力、高转速、低噪声、小型化且运转平稳的柴油机的研制开发成功使装柴油机的轻型汽车日益增多。发动机的型式选择直列式直列式的结构简单、维修方便、造价低廉、工作可靠、宽度小、易布置因而在中型及以下的货车上和排量不大的轿车上得到了广泛应用L以下的汽油机多采用直列式。选定发动机类型为柴油机直列式冷却方式为风冷式。汽车的轴数和驱动型式汽车的轴数选择两轴总重量t所以采用×前置后驱动的布置型式因为这种汽车结构简单、布置合理、机动性好、成本低、适合于公路使用是种典型的、成熟的结构型式。车头、驾驶室的型式车头选用平头式。货车的发动机位于驾驶室内这种形式的布置特点是发动机在驾驶员和副驾驶员座位中间因此驾驶室的前端不需要凸出去没有独立的发动机舱。其主要优缺点是:汽车总长和轴距尺寸短最小转弯直径小机动性能良好汽车整备质量小驾驶员视野得到明显改善但是空载时前轴荷大发动机噪声、气味、热量和振动对驾驶员等均有较大影响等。根据已知设计参数选用平头式符合设计要求。轮胎的选择大多数汽车的轮胎负荷系数取为~以免超载。轿车、轻型客车及轻型货车的车速高、轮胎受动负荷大故它们的轮胎负荷系数应接近下限。货车和客车的轮胎规格详见国标GB。货车的后轮装双胎时比单胎使用时的负荷可增加%~%。采用辐板式车轮轮辋类型为平底轮辋(代号FB)普通断面斜交胎,轮胎名义断面宽度为mm,轮胎静力半径为=mm,轮胎直径为d=mm速度级别代号为N扁平率选取(HB)*=。即轮胎系列为LT。汽车主要参数的选择主要尺寸参数的选择汽车的主要尺寸参数包括轴距、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。.外廓尺寸根据参考文献【】汽车外廓尺寸限界规定汽车外廓尺寸长:货车不应超过m宽不超过m空载、顶窗关闭状态下汽车高不超过m在满足使用要求的前提下应力求减小汽车的外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。设计货车总长为m宽度为m,高度为m。.轴距L根据汽车总质量小于t的*货车轴距L范围为mm轮距B为mm,选定货车的轴距L为mm轮距B为mm。.前悬和后悬前悬处要布置发动机、水箱、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纵向布置空间。其长度与汽车的类型、驱动型式、发动机的布置型式和驾驶室的型式及布置密切相关。汽车的前悬不宜过长以免使汽车的接近角过小而影响通过性。后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货箱长度或行李箱长度、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。货车后悬长度不超过轴距的绝对值不大于mm。初选货车的前悬为mm,后悬为mm。货车的总长度计算得:++L=++=mm即初选货车的长度为m宽度为m,高度为m,符合GBl汽车外廓尺寸限界的规定。根据设计图最终确定货车长m宽为m,高度为m,轴距为m,前悬为mm后悬长为mm符合设计要求。.货车车头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。车身形式即长头型还是平头型对车头长度有绝对影响。此外车头长度尺寸对汽车外观效果、驾驶室居住性和发动机的接近性等有影响。平头型货车车头长度尺寸一般在~mm之间。由设计图确定货车车头长度尺寸为mm。整车质量参数估算整车质量参数包括:空载状态下的整车整备质量、轴荷分配、质心高度满载状态下的整车最大总质量、轴荷分配以及非悬架质量等对其进行估算可以为整车性能计算和总成设计提供依据。空载状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算根据设计已知参数可求得整备质量:=--kg=--×kg=kg为货车总质量为整备质量为载质量为载客数一般为人轴荷分配汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下各车轴对支承平面的垂直载荷也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。选用×后轮单胎空载时:前轴所占百分比为%~%后轴所占百分比为%~%。选定前轴所占百分比为%后轴所占百分比为%。计算得空载后轴荷:=×%=kg空载前轴荷:   ===kg计算质心a:   mm空载质心高度计算:根据《汽车检测技术与设备》P页当车辆处于横向侧翻的临界角度时:整理后得: 我国《机动车运行安全技术条件》规定汽车在空载、静载情况下向左侧和右侧倾斜如下角度不得翻车:总质量为车辆装备质量的倍以下的车辆:。为空载质量为空载下质心高度取为轮距带入数据可计算出质心高度: 满载状态下整车质量、轴荷分配计算选用×后轮双胎满载时前轴所占百分比为%~%后轴所占百分比为%~%。选定前轴所占百分比为%后轴所占百分比为%。汽车满载总质量为=kg,计算得满载后轴荷:=×%=kg,满载后前轴荷:===kg非悬架质量的估算对于非独立悬架整个车桥总成(包括制动器、轮毂、车轮等)都属于非悬架质量一端与车桥铰接另一端与车架固定点铰接件(如转向拉杆、传动轴、导向臂、稳定杆等)可将静止时作用于车桥铰接点的质量作为非悬架质量(转向拉杆、传动轴等件可取其质量的作为非悬架质量)螺旋弹簧取其质量的作为非悬架质量吊挂式钢板弹簧取其质量的作为非悬架质量平衡悬架钢板弹簧取其质量的作为非悬架质量。对于独立悬架和其它特殊形式的悬架可视其结构特点进行非悬架质量估算。整备质量利用系数汽车的整备质量利用系数ηm是汽车的装载量mG与整备质量m之比即=它表明单位汽车整备质量所承受的汽车装载质量。显然此系数越大表明该车型的材料利用率越高和设计与工艺水平越高。因此设计新车型时在保证汽车零部件的强度、刚度及可靠性与寿命的前提下应力求减轻其质量增大这一系数值。主要性能参数的选择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。直接档动力因数DmaxDmax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。载货汽车的Dmax值是随汽车总质量的增大而逐渐减小的但也有个限度。微型货车的Dmax值较大轻型货车次之因为它们不会拖带挂车而且对平均车速和加速性能的要求也较高。根据可选范围为()所以选择货车的Dmax=Ⅰ档动力因数DImaxI档最大动力因数直接影响汽车的最大爬坡能力和通过困难路段的能力以及起步并连续换档时的加速能力。它和汽车总质量的关系不明显而主要取决于所要求的最大爬坡度和附着条件。对于公路用车多在~。根据可选范围为()选取=汽车的加速时间载货汽车常用km/h的换档加速时间或在直接档下由km/h加速到某一车速的时间来评价。对于最高车速>kmh的汽车加速时间常用加速到kmh所需时间来评价如发动机排量大于L的乘用车此值为s发动机排量小些的乘用车为s。本设计取加速时间为s燃料经济性参数汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路面上以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量(L/km)来评价。该值越小燃油经济性越好。国标GB和GB分别给出了载货汽车和载客汽车运行燃料消耗量。表 货车单位质量百公里燃油消耗量L(t·km)载货汽车的单位燃料消耗量汽车总质量(t)汽油机柴油机<~~   对于总质量为<t的汽油机货车根据上表中的数据可以看出单位质量百公里燃油消耗量的范围是~初步选定单位质量百公里燃油消耗量为L(t·km)。机动性参数汽车的最小转弯直径是汽车机动性的主要参数。最小转弯直径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调头的能力。其值与汽车的轴距、轮距及转向车轮的最大转角等有关并应根据汽车的类型、用途、道路条件、结构特点及轴距等尺寸选取。根据参考文献【】中规定:机动车的最小转弯直径以外轮轨迹中心为基线测量其值不得大于m。当转弯直径m是前转向轴和末轴的内轮差不得大于m。根据汽车设计表商用货车ma小于等于t可取范围为m选取=m。操纵稳定性参数与总体设计关系密切且应在设计中当作设计指标予以控制的操纵稳定性参数参数有:()转向特性参数由于轮胎的侧偏使前、后轴产生相应的侧偏角。其角度差为正、负、零时使汽车分别获得“不足转向”、“过度转向”和“中性转向”等特性。为了保证良好的操纵稳定性希望得到不足转向特性。通常用汽车以g的向心加速度作定圆等速行驶时前、后轴的侧偏角之差作为评价转向特性的参数希望它是一个较小的正角度值例如轿车以o~o为宜。()车身侧倾角汽车以g的向心加速度作匀速圆周运动时的车身侧倾角应在°之内在大不超过°。()制动点头角汽车以g的减速度制动时的车身点头角应不大于°。行驶平顺性参数前、后悬架的偏频与应接近且应使略高于以免发生较大的车身纵向角振动。查表得载货汽车的偏频和静、动挠度值的范围为:满载偏频=~=~满载静撓度=~=~满载动撓度=~=~。对于舒适性要求高的汽车偏频值取低限。对于前、后悬架的静挠度值和的匹配推荐取而对于货车考虑到前、后轴荷的差别和避免驾驶员疲劳则前、后静挠度值之比要更大些。选取满载偏频==满载动撓度==。制动性参数制动距离是指在良好的试验跑道上和规定的车速下紧急制动时由踩制动踏板起到完全停车的距离。我国通常以车速为km/h和km/h的最小制动距离来评比不同车型的制动效能。对于紧急制动时踏板力货车要求不大于N。通过性参数由下表参考得知选定最小离地间隙为m,接近角为o离去角为o总线通过半径为。汽车类型最小离地间隙(m)接近角(o)离去角(o)总线通过半径(m)货车*轻型~~~~      最小转弯直径由设计图确定最小离地间隙为m,接近角为o离去角为o。转向盘转至极限位置时汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径称为最小转弯直径。用来描述汽车转向机动性是汽车转向能力和转向安全性能的一项重要指标。转向轮最大转角、汽车轴距、轮距等对汽车最小转弯直径均有影响。对机动性要求高的汽车应取小些。根据参考文献【】规定:机动车的最小转弯直径不得大于m。当转弯直径为m时前转向轴和末轴的内轮差(以两内轮轨迹中心计)不得大于m。各类汽车的最小转弯直径见参考文献【】P页表。对于总质量的货车根据表可知这类货车的最小转弯直径的范围为m。根据上图可以得出:                                      计算出车轮的最小转弯半径R: 取=则=mm。发动机的选型发动机基本形式的选择选择SYQ型柴油机标定功率:kW标定转速:rmin全负荷最低油耗:≤gkW*h机油消耗率:≤gkW*h满足该车的性能要求。主要性能指标的选择发动机最大功率Pmax及其相应转速np发动机功率愈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。因此应合理地选择发动机功率。发动机最大功率计算得: 发动机最大转矩Temax及其相应转速nm由公式=可求得发动机最大转矩:=×=N·m根据最大转矩公式: 可求得最大功率点转速:==××=rmin最大功率点转速r/min-转矩适应性系数=的取值范围在在此取=-发动机最大功率,在选取发动机最大扭矩点的转速时一般希望该转速与最大功率点的转速有一定的比例关系即保证(转速适应性系数)在之间如果取得过高会使的比值变小若小于会使直接档的稳定车速偏高造成在市区内行驶、转弯等情况下增加换挡次数。所以希望不要太高。取=可得:发动机适应性系数φ发动机适应性系数Φ是转矩适应系数与转速适应系数的乘积。它表明发动机适应汽车行驶工况的程度。根据公式可求得:Φ值越大这发动机的适应性越好。采用Φ值大的发动机可减少换档次数、减轻驾驶员的疲劳、减小传动系的磨损和降低油耗。现代发动机的适应性系数值对汽油机Φ=~所以符合要求。传动系参数的选择最小传动比的选择整车传动系最小传动比的选择可根据最高车速及其功率平衡图来确定。在普通的载货汽车上变速器的最高档大都取则传动系的最小总传动比即为驱动桥的主减速比若有超速档或副变速器、分动器时最小传动比则为它们的速比和的乘积。选定变速器得最高档传动比为则根据经验公式可计算出:式中车轮滚动半径单位为m最高车速单位为kmh最大传动比的选择最大传动比为变速器的头档速比与主减速比的乘积。该速比主要是用于汽车爬坡或道路条件很差(阻力大)的情况下(此时空气阻力可以不计)汽车仍能行驶。此时变速器最大速比:式中 最大爬坡角度要求达到即为左右在此选取=车轮滚动半径m。求出以后再验算一下附着条件牵引力不应大于附着力式中 最大牵引力N附着力N驱动桥质量kg附着系数取=。根据验算符合要求。最后验算最低档时的最低稳定车速该车速没有规定的限值。一般情况下载货汽车只要能满足最大爬坡度的要求(即最大动力因数)那最低稳定车速也能满足。但越野车为了避免在松软地面上行驶时土壤受冲击剪切破坏而损害地面附着力要求车速很低此时的最大速比为式中发动机最低稳定转速rmin对于汽油机=rmin~rmin对于柴油机=rmin~rmin汽车最低稳定车速km/h。变速器档位数及各档传动比的选择载货汽车的吨位越小档位数可取少些随着吨位的增大档位数也增多。这主要从动力性、经济性、操纵性、结构复杂程度及需要进行选择。档位数越多发动机的功率利用率越高(高功率区工作时间长)既增加了动力性同时也增加了发动机在低油耗区工作的可能性提高了燃油经济性。由于相邻档之间的比值不能太大(一般不超过~太大时换档困难所以在最大传动比与最小传动比值越大则档位数也应增多。轻型货车采用挡变速器选择各档传动比为:设计小结根据给定参数对载重量为t的货车进行整车设计。设计内容包括整车形式选择、外形尺寸主要参数的确定、主要性能参数的选择、发动机选型及传动系参数、各挡传动比选择。通过对各参数的合理选择、计算使车达到性能要求满足动力性和燃油经济性。通过对货车的整车设计加深了对轻型货车的整体结构的认识掌握了货车设计中的主要参数尺寸的合理选择以及计算校核对发动机的主要性能指标也有了一定的认识。参考文献:【】王望予主编汽车设计(版)机械工业出版社【】余志生主编汽车理论(版)机械工业出版社【】方锡邦主编汽车检测技术与设备人民交通出版社P【】陈家瑞主编汽车构造(下册)(版)机械工业出版社【】GB一《机动车运行安全技术条件》【】GBl【】GB

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