ZA1050設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目: ZA1050輕型商用車底盤總體及懸架設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 張玉盼 學(xué) 號： 200948740208 專業(yè)班級： 車輛工程0902 指導(dǎo)教師： 孟逵 2013年 05月02日目 次1 前言22 ZA1050總體設(shè)計(jì)22.1 概述32.2 汽車形式的選擇52.3 汽車主要參數(shù)選擇52.4 汽車主要性能參數(shù)的選擇92.5 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇112.6 輪胎的選擇142.7 傳動(dòng)比的確定143 ZA1050的整體布置163.1 底盤的整體布置163.2 車架、駕駛室及貨箱的布置194 載貨汽車前懸架設(shè)計(jì)204.1 設(shè)計(jì)依據(jù)的主要數(shù)據(jù)204.2 前懸架彈性元件的設(shè)計(jì)204.

2、3 減振器的設(shè)計(jì)計(jì)算255 載貨汽車后懸架設(shè)計(jì)實(shí)例285.1 設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù)285.2 后懸架彈性元件的設(shè)計(jì)285.3減振器的設(shè)計(jì)計(jì)算 316 設(shè)計(jì)總結(jié)327 致謝338 參考資料331 前言汽車性能的優(yōu)劣不僅取決于組成汽車的各部件的性能，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合工作，取決于總體布置?？傮w設(shè)計(jì)水平的高低對汽車的設(shè)計(jì)質(zhì)量、使用性能和產(chǎn)品的生命力起決定性的作用。汽車是一個(gè)系統(tǒng)，這是基于汽車有如下屬性而具備組成系統(tǒng)的條件： 汽車是由多個(gè)要素（子系統(tǒng)及連接零件）組成的整體，每個(gè)要素對整體的行為有影響； 組成汽車的各要素對整體行為的影響不是獨(dú)立的； 汽車的行為不是組成它的任何要素所能具有

3、的。由此，汽車具備系統(tǒng)的屬性，對環(huán)境表現(xiàn)出整體性、一輛系統(tǒng)屬性匹配協(xié)調(diào)的汽車所具備的功能大于組成它的各子系統(tǒng)功能純粹的、簡單的總和、反之，如果子系統(tǒng)的屬性因無序而相互干擾，即便是個(gè)體性能優(yōu)良的子系統(tǒng)，其功能也會因相互扼制而抵消，功率循環(huán)、軸轉(zhuǎn)向等就是這樣的典型例子。系統(tǒng)論所揭示的系統(tǒng)整體性和系統(tǒng)功能的等級性必然會映像到設(shè)計(jì)任務(wù)中來，用整體性來解釋汽車設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是整車性能的綜合優(yōu)化，汽車設(shè)計(jì)任務(wù)的等級形態(tài)表現(xiàn)為：上位設(shè)計(jì)任務(wù)是確定下位設(shè)計(jì)任務(wù)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，下位設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)上位設(shè)計(jì)功能的手段、上、下位體系可從總體設(shè)計(jì)逐級分至零件設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)無疑處于這種體系的最上位，設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的全部活動(dòng)必須在總

4、體設(shè)計(jì)構(gòu)建的框架內(nèi)進(jìn)行、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)固然重要，但統(tǒng)攬全局、設(shè)計(jì)子系統(tǒng)組合和相互作用體系規(guī)則的總體設(shè)計(jì)對汽車的性能和質(zhì)量的影響更加廣泛、更為深刻。結(jié)合本次設(shè)計(jì)ZA1050載貨汽車設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)處于本組汽車設(shè)計(jì)的最上位，需要確定汽車的總體布置形式、主要參數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)型號、各總成的布置形式、各總成的尺寸，將這些已知量分配到各總成設(shè)計(jì)人員手中進(jìn)行各總成的設(shè)計(jì)，待各總成設(shè)計(jì)完后再反饋總體設(shè)計(jì)人員來協(xié)調(diào)各總成布置，并反復(fù)如此達(dá)到最優(yōu)化為止，可見總體設(shè)計(jì)的地位和重要性。2 ZA1050總體設(shè)計(jì)由動(dòng)力裝置、底盤、車身、電器及儀表四部分組成的汽車，是用來載送人員和貨物的運(yùn)輸工具。而這款最大總質(zhì)量為5噸的輕型載貨汽車是

5、日常生活中常用的一款交通載貨汽車。2.1 概述2.1.1 總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求汽車主要在寬度有限的道路上行駛，同時(shí)還有人，自行車，摩托車等也在使用同一道路。為了在有限的道路上容納更多的車輛運(yùn)行、減少交通事故等方面考慮，對汽車的外形尺寸予以限制。除此之外，還有環(huán)境問題，自然環(huán)境的因素，這就要求汽車設(shè)計(jì)時(shí)要參照有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和要求，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。進(jìn)行總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：1、 汽車外廓尺寸應(yīng)符合GB1589-89的外廓尺寸限界規(guī)定2、 軸荷分配要合理，并應(yīng)符合有關(guān)公路法規(guī)定的限定要求3、 汽車的各項(xiàng)性能，要達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書所給定的指標(biāo)4、 進(jìn)行有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的校核，保證汽車有正確的運(yùn)動(dòng)和避免運(yùn)動(dòng)

6、干涉5、 拆裝與維修方便另外，汽車設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足以下要求： 1、節(jié)能汽車要節(jié)油和開發(fā)新能源兩方面； 2、環(huán)保通過法規(guī)對排放和噪聲提出更嚴(yán)格要求； 3、安全提出更高的要求，要求很好的保護(hù)乘員； 4、舒適能居住，能通訊，有空調(diào)，駕駛方便。2.1.2 汽車開發(fā)程序七個(gè)階段主要內(nèi)容如下（表2-1）表 2-1 汽車產(chǎn)品的開發(fā)流程階段新車設(shè)計(jì)主要內(nèi)容第一階段制定設(shè)計(jì)原則和進(jìn)行方案論證市場預(yù)測，使用調(diào)查，產(chǎn)品水平分析，形體分析，工藝分析，產(chǎn)品的目標(biāo)成本。產(chǎn)品通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、初步性能計(jì)算第二階段選型和編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書畫總布置草圖，進(jìn)行車身總布置和車身造型，同時(shí)確定整車主要尺寸、主要性能和質(zhì)量參數(shù)以及各總成

7、基本型式第三階段技術(shù)設(shè)計(jì)繪制1：1或1：2的尺寸控制圖，進(jìn)一步精確地確定各部件的位置和支撐連接方式，繪多種運(yùn)動(dòng)校核圖，要確定車身和駕駛室的布置第四階段繪制汽車總裝配圖進(jìn)行圖面裝配，核算和標(biāo)注汽車的外形尺寸和總布置的各項(xiàng)尺寸鏈第五階段試制、試驗(yàn)、修改和定型試制總成和樣車，總成試驗(yàn)，整車試驗(yàn)，使用試驗(yàn)，評價(jià)試驗(yàn)，改進(jìn)設(shè)計(jì)第六階段生產(chǎn)準(zhǔn)備小批量生產(chǎn)、用戶試驗(yàn)，工藝調(diào)試，繼續(xù)試驗(yàn)，改進(jìn)設(shè)計(jì)，完成生產(chǎn)用圖第七階段生產(chǎn)銷售批量生產(chǎn)與銷售，售后服務(wù)本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是ZA1050載貨汽車總體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)書有指導(dǎo)老師給定，所以省略制定設(shè)計(jì)原則的第一階段，主要進(jìn)行第三階段技術(shù)設(shè)計(jì)中的汽車各總成的布置，包括各總成的

8、布置形式、布置位置、外形尺寸以及各總成之間的布置關(guān)系等等，并繪制汽車總體布置圖和汽車的外形圖。至于后面的試制、試驗(yàn)、改進(jìn)、定型階段、生產(chǎn)準(zhǔn)備階段和生產(chǎn)銷售階段必須由企業(yè)來完成，不屬于本科教學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，故省略。2.2 汽車形式的選擇2.2.1 軸數(shù) 我國公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對于四級公路及橋梁，單軸最大允許軸載質(zhì)量為10噸，雙連軸最大允許軸載質(zhì)量為18噸（單軸9噸）。根據(jù)公路對汽車軸載質(zhì)量的限制、所設(shè)計(jì)汽車的總質(zhì)量、輪胎的負(fù)荷能力以及使用條件等，可以確定汽車的軸數(shù)?？傎|(zhì)量大的汽車，軸數(shù)應(yīng)該取多些，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，ma19t，常采用兩軸汽車；19t-26t，常采用三軸汽車，總質(zhì)量更大的汽車宜

9、采用四軸和四軸以上的形式，不在公路上行駛的車輛，不受此限制。ZA1050輕型載貨汽車最大總質(zhì)量為5噸，采取兩軸式。2.2.2 驅(qū)動(dòng)形式影響驅(qū)動(dòng)形式選擇的因素：總質(zhì)量ma大，汽車軸數(shù)增加，m、n才會大。汽車通過性要求高時(shí)，應(yīng)該采用全輪驅(qū)動(dòng)形式，驅(qū)動(dòng)輪數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。本次設(shè)計(jì)ZA1050為輕型載貨車，所以采用結(jié)構(gòu)簡單、成本低的42驅(qū)動(dòng)形式。2.2.3 布置形式 駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)相對位置： 平頭式：發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室內(nèi)，沒有獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī)艙。 短頭式：發(fā)動(dòng)機(jī)大部分在駕駛室前部，少部分位于駕駛室內(nèi)。 長頭式：發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室前部。 偏置式：發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室的側(cè)面。多用于重型礦用自卸車上 由于平頭式貨

10、車具有總長和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動(dòng)性好，不需要發(fā)動(dòng)機(jī)罩，整車整備質(zhì)量小，視野開闊，面積利用率大等優(yōu)點(diǎn)，此次設(shè)計(jì)宜采用平頭式。 發(fā)動(dòng)機(jī)位置：發(fā)動(dòng)機(jī)前置、發(fā)動(dòng)機(jī)中置、發(fā)動(dòng)機(jī)后置。發(fā)動(dòng)機(jī)中置和發(fā)動(dòng)機(jī)后置有著難以克服的諸多缺點(diǎn)，現(xiàn)代貨車已基本不再采用發(fā)動(dòng)機(jī)中置和發(fā)動(dòng)機(jī)后置形式。此次設(shè)計(jì)采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置形式。2.3 汽車主要參數(shù)選擇2.3.1 汽車的外廓尺寸汽車的主要尺寸有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、車頭長度和車廂尺寸等。1、外廓尺寸GB1589-1989汽車外輪廓尺寸界限規(guī)定如下：各種車型外廓尺寸參照表本次設(shè)計(jì)貨車為載質(zhì)量5.5噸柴油動(dòng)力貨車，為輕型載貨汽車，據(jù)此選用車輛參數(shù)為：總長60

11、00?？倢挾?050?？偢?250。2、軸距L軸距L對整備質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)向半徑、傳動(dòng)軸長度、縱向通過半徑等有影響。原則上對發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車、載質(zhì)量或載客量多的貨車或客車，軸距取得長。對機(jī)動(dòng)性要求高的汽車，軸距宜取短些。根據(jù)國家推薦數(shù)據(jù)確定軸距L取3300。3、前、后輪距B1和B2 隨著B的增加，車箱（駕駛室）內(nèi)寬增加；側(cè)傾剛度增大；總寬增大；總質(zhì)量增大；Dmin增加。B的確定原則：因?yàn)榭倢挷怀^2.5m，所以B不宜取大； B1要保證布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、前懸架和前輪，保證轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)空間及桿系與車架、車輪之間的間隙。 B2受后部車架寬度、懸架、輪胎寬度的影響，保證它們之間有足夠的間

12、隙。 取B1=1450mm, B2=1400mm。4、前懸和后懸前懸尺寸對汽車的通過性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長度、上下車的方便性以及汽車造型等均有影響。對于平頭貨車，前懸還會影響從前門上、下車的方便性。通過汽車通過性的考慮本車前懸為1110。 后懸LR長，則乘用車行李箱尺寸增大；追尾安全性好；汽車離去角減小，通過性降低；汽車造型發(fā)生變化。后懸選取原則：（取決于軸距、軸荷分配）客車LR，不得超過軸距的65%，絕對值不大于3500mm；貨車（ma=1.814.0t)，LR一般在12002200mm之間；特長貨箱的貨車，LR可達(dá)到2600mm，但不得超過軸距的55%。取后懸LR=159

13、0mm。5、貨車車頭長度 定義：從汽車的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。 車頭長度將影響： 外觀效果；駕駛室居住性能；發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性。車頭長度尺寸的確定：長頭式：25003000mm平頭式：14001500mm。取車頭長度為1450。6、貨車貨箱尺寸 貨箱大小計(jì)算時(shí)以散裝貨來計(jì)算，根據(jù)汽車車身設(shè)計(jì)要求，散裝貨物的容積質(zhì)量平均為0.6t/立方米，公路用汽車的最大容許寬度為2500，欄板高度H主要受載重力的限制，一般取為500800。根據(jù)設(shè)計(jì)要求為載質(zhì)量5噸的貨車，經(jīng)計(jì)算車廂尺寸為： 貨箱=3850mm*1900mm*400mm。2.3.2 汽車主要質(zhì)量參數(shù)汽車質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量m0、載貨質(zhì)量m

14、e、質(zhì)量系數(shù)、汽車總質(zhì)量ma、軸荷分配等。1、整車整備質(zhì)量m0整車整備質(zhì)量為車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料和水，但沒有裝貨和載人是的整車質(zhì)量。整車整備質(zhì)量對汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性有重要影響。本車設(shè)計(jì)整車整備質(zhì)量為m0=2400。2、汽車的載質(zhì)量me汽車的裝載質(zhì)量為在硬質(zhì)良好路面上行駛時(shí)所允許的額定載質(zhì)量。汽車在碎石路面上行駛時(shí)，載質(zhì)量約為好路面的75%85%。商用貨車載質(zhì)量的確定，首先應(yīng)與企業(yè)商品規(guī)劃符合，其次要考慮到汽車的用途和使用條件。原則上，對貨流大、運(yùn)距長或礦用自卸車應(yīng)采用大噸位貨車以利降低運(yùn)輸成本，提高效率；對貨源變化頻繁、運(yùn)距短的市內(nèi)運(yùn)輸車，宜采用中、小噸位

15、的貨車比較經(jīng)濟(jì)。本車設(shè)計(jì)對象為貨運(yùn)車輛，為2900kg載貨量。汽車的駕駛員人數(shù)按設(shè)計(jì)要求為3人座貨車。3、 質(zhì)量系數(shù)定義：汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值： = m=2.9t m=2.4t 故 =1.21 根據(jù)推薦標(biāo)準(zhǔn) =1.21滿足要求。4、汽車總質(zhì)量汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時(shí)的整車質(zhì)量。商用貨車的總質(zhì)量由整備質(zhì)量、載質(zhì)量和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，即 =+n65 n座位數(shù)3 （2-3）故整車總質(zhì)量為=5495。5、軸荷分配 確定軸荷分配的原則：為使各輪胎磨損均勻，壽命相近，各車輪負(fù)荷應(yīng)相近；為保證汽車良好的動(dòng)力性和通過性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的負(fù)荷；為了保證汽車的操縱

16、穩(wěn)定性，要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷不應(yīng)過小。前/后軸=1950/3545。 商用貨車42后輪雙胎平頭式的軸荷分配如表2-1表2-1 汽車的載荷分配滿載空載前輪后輪前輪后輪30%35%65%70%48%54%46%52%按要求設(shè)計(jì)本車的軸荷分配為： 滿載：前軸 35% ， 后軸 65%。滿足要求。 空載：前軸 50% ， 后軸 50%。2.4 汽車主要性能參數(shù)的選擇2.4.1汽車的動(dòng)力性參數(shù)1. 最高車速隨著汽車性能特別是主動(dòng)及被動(dòng)安全性能的提高以及世界各國公路路面的改善和高速公路的發(fā)展，汽車的最高車速Vamax普遍有所提高。選擇時(shí)應(yīng)考慮汽車的類型、用途、道路條件、具備的安全條件和發(fā)動(dòng)機(jī)功率的大小等，并以

17、汽車的行駛的功率平衡為依據(jù)來確定。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本車設(shè)計(jì)最高車速設(shè)計(jì)為=100/h。2. 汽車的加速時(shí)間t 汽車在平直的良好路面上從原地起步開始以最大加速度加速到一定車速時(shí)所用去的時(shí)間稱為原地起步加速時(shí)間。它是衡量汽車加速性能和動(dòng)力性能的重要指標(biāo)。因?yàn)楸拒嚨脑O(shè)計(jì)最高車速=100/h，參照有關(guān)資料，我們決定采用060/h的換擋加速時(shí)間作為評價(jià)指標(biāo)，初定其數(shù)值為20s。3. 最大爬坡度汽車的上坡能力是用最大爬坡度表示的，是指汽車滿載時(shí)用變速器最低檔位在良好路面上等速行駛所能克服的最大道路坡度。貨車要在各種地區(qū)的道路上行駛，為了保證良好的加速性能，所以必須具有足夠的爬坡能力，一般其在30%即1

18、6.7左右。本車設(shè)計(jì)最大爬坡度為=0.3即16.7。4. 汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩汽車的比功率是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定最大功率與汽車總質(zhì)量之比。它可以綜合反映汽車的動(dòng)力性。為了保證公路上行駛汽車的動(dòng)力性不低于一定的水平，防止某些性能差的車輛阻礙交通，因此我國GB7258-1997機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件對車輛的最小比功率作出了規(guī)定。本車設(shè)計(jì)計(jì)算參考國家規(guī)定取比功率=15Kw/t ，比轉(zhuǎn)矩為=40N.m/t 。2.4.2 汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù) 汽車在良好的水平路面上以直接擋滿載等速行駛100時(shí)的最低燃油消耗量q(L/100)，稱為汽車的“百公里最低燃油消耗量”。它是汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性常用的評價(jià)指標(biāo)。參照有

19、關(guān)車型設(shè)計(jì)百公里最低燃油消耗量為不大于18.0L/100。最大總質(zhì)量ma為4-6噸柴油貨車1.90-2.10L/100t*km。2.4.3 汽車的機(jī)動(dòng)性參數(shù)汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin是汽車機(jī)動(dòng)性的主要參數(shù)。最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin是指當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)由轉(zhuǎn)向中心至前外輪接地中心的圓直徑。它反映了汽車通過小曲率半徑彎曲道路的能力和在狹窄路面上及場地上掉頭的能力，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為：最大總質(zhì)量/t 1.8t6.0t，Dmin/m 10.019.0m。2.4.4 汽車的通過幾何性參數(shù) 總體要確定的通過性幾何性參數(shù)有：最小離地間隙hmin、接近角1、離去角2和縱向通過半徑等。根據(jù)我們進(jìn)行的總設(shè)計(jì)參考國家標(biāo)準(zhǔn)

20、上述參數(shù)為： 最小離地間隙hmin250滿載時(shí)接近角150 滿載時(shí)離去角235 縱向通過半徑4.0m.2.4.5 汽車的操縱穩(wěn)定性參數(shù)汽車操縱穩(wěn)定性的評價(jià)指標(biāo)較多，其中與總體設(shè)計(jì)關(guān)系密切且應(yīng)在設(shè)計(jì)中作為設(shè)計(jì)指標(biāo)予以控制的參數(shù)有：1、轉(zhuǎn)向性參數(shù) 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或受側(cè)向風(fēng)力作用時(shí)，由于輪胎的側(cè)偏使前后軸產(chǎn)生相應(yīng)的側(cè)偏角。為了保證良好的操縱穩(wěn)定性，希望得到“不足轉(zhuǎn)向”的特征。通常用汽車以0.4g的向心加速度做定圓等速行駛時(shí)前后軸的側(cè)偏角之差（1-2）作為評價(jià)轉(zhuǎn)向特性的參數(shù)。希望它是一個(gè)較小的正值，參照有關(guān)車型設(shè)計(jì)該車為13范圍內(nèi)。2、車身側(cè)傾角 當(dāng)汽車0.4g的向心加速度做定圓等速行駛時(shí)，其車身側(cè)傾角在

21、3之內(nèi)最好。3、制動(dòng)點(diǎn)頭角為了不影響乘坐舒適性，要求汽車以0.4g的減速度制動(dòng)時(shí)，車身的制動(dòng)點(diǎn)頭角不大于1.5。2.4.6 汽車的制動(dòng)性參數(shù)汽車的制動(dòng)性是指汽車在制動(dòng)時(shí)，能在盡可能短的距離內(nèi)停車，且保持方向穩(wěn)定性，下長坡時(shí)能維持較低的安全車速并有在一定坡度上長期駐車的能力。通常用制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度和制動(dòng)踏板力作為汽車制動(dòng)性能的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)和評價(jià)參數(shù)。制動(dòng)距離是指在良好的試驗(yàn)跑道上和規(guī)定的車速下，緊急制動(dòng)時(shí)踩動(dòng)踏板起到安全停車的距離。我國通常以車速為50Km/h的最小制動(dòng)距離來評價(jià)不同車型的制動(dòng)效能。本車設(shè)計(jì)制動(dòng)效能按照GB72582004機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件要求對于總質(zhì)量5t汽車、汽車列車

22、：制動(dòng)初速度為30km/h,滿載檢驗(yàn)制動(dòng)距離要求10.0m，空載檢驗(yàn)制動(dòng)距離要求9.0m。本車設(shè)計(jì)滿載制動(dòng)時(shí)距離8m，制動(dòng)踏板力700N。2.5 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇發(fā)動(dòng)機(jī)提供汽車的動(dòng)力，是汽車的關(guān)鍵總稱，其選擇及布置形式對汽車的性能都有影響，尤其對汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、使用的可靠性和耐久性、維修的方便性以及制造成本、市場競爭力等都有直接的影響。因此，在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇是一項(xiàng)關(guān)鍵的決策。2.5.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的形式與型號的選擇按照設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，本車為柴油機(jī)動(dòng)力貨車，經(jīng)過計(jì)算與查找有關(guān)資料，我們選擇昆明云內(nèi)動(dòng)力股份有限公司生產(chǎn)的YN33CR汽車專用柴油機(jī)，采用新型噴油泵與進(jìn)氣系統(tǒng)、更高的潤

23、滑冷卻性能， 燃燒室優(yōu)化匹配組合，提高柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，有效降低排放，增加了預(yù)熱塞裝置，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在-20狀態(tài)下能夠順利起動(dòng)。排量大、動(dòng)力儲備充足，起步、提速、爬坡，性能優(yōu)越。采用水冷，水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻可靠、散熱性能好、氣缸變形小、缸蓋活塞等主要零件的熱負(fù)荷較低，整體性能可靠性高。本車采用前置后驅(qū)形式（FR），好處是傳動(dòng)效率較高，前后軸荷分配均勻，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，布置緊湊，發(fā)動(dòng)機(jī)為縱向布置。YN33CR型柴油機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下表：云內(nèi)動(dòng)力YN33CR 發(fā)動(dòng)機(jī) 參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)型號：云內(nèi)動(dòng)力 YN33CR系列：云內(nèi)動(dòng)力 增壓中冷系列發(fā)動(dòng)機(jī)廠商：云內(nèi)動(dòng)力適配范圍：輕卡/輕客進(jìn)氣形式：增壓中冷汽缸數(shù)：4燃

24、料種類：柴油汽缸排列形式：直列排量：3.298L排放標(biāo)準(zhǔn)：國三/歐三最大輸出功率：76kw額定功率轉(zhuǎn)速：3200RPM最大馬力：103馬力最大扭矩：265N.m最大扭矩轉(zhuǎn)速：2200r/min全負(fù)荷最低燃油耗率：g/kW.h發(fā)動(dòng)機(jī)形式：立式、直噴、水冷、四沖程、增壓中冷、高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)凈重：Kg發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸：mm壓縮比：一米外噪音：dB行程x缸徑：105x100mm2.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇 發(fā)動(dòng)機(jī)功率愈大則汽車的動(dòng)力性愈好，但功率過大會使發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率低，燃油經(jīng)濟(jì)性降低，動(dòng)力傳動(dòng)系的質(zhì)量也要加大。因此，應(yīng)合理選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。根據(jù)比功率為15kw/t，5噸貨車發(fā)動(dòng)機(jī)功率取要大于75

25、kw。 最大轉(zhuǎn)矩： = 式中： 為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，取為1.15； P為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率為75Kw； 為最大功率轉(zhuǎn)速，對于輕型貨車用柴油機(jī)，柴油機(jī)值在32004000r/min之間，所選發(fā)動(dòng)機(jī)為3200r/min；經(jīng)計(jì)算得： 所需發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為:T=9549*=257.4Nm經(jīng)過比較，所選YN33CR型柴油機(jī)的最大功率P為76Kw,最大轉(zhuǎn)矩為265N.m，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和轉(zhuǎn)矩都小于YN33CR型柴油機(jī)的額定功率和轉(zhuǎn)矩，所以選用該型號發(fā)動(dòng)機(jī)滿足設(shè)計(jì)要求。2.5.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的布置汽車是多自由度的振動(dòng)體，并受到各種振源的作用而發(fā)生振動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)就是振源之一。發(fā)動(dòng)機(jī)是通過懸置元件安裝在車架上的，懸置元件既

26、是彈性元件又是減震裝置，其特性直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向車體的傳遞，并影響整車的振動(dòng)與噪音。合理的懸置不但減小振動(dòng)、降低噪聲，可以改善乘坐的舒適性，還能提高零部件和整車壽命。考慮到貨車設(shè)計(jì)的一般要求，并參考躍進(jìn)汽車和東風(fēng)有關(guān)車型，我們決定采用由金屬板件和橡膠元件共同組成的橡膠懸置。發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器與變速器三者連為一體，采用前后四點(diǎn)支撐法固定在車架上。2.6 輪胎的選擇輪胎及車輪在車橋與地面之間傳遞動(dòng)力，并使汽車運(yùn)動(dòng)。因此，輪胎及車輪部件必須滿足下屬基本要求：有足夠的負(fù)荷能力和速度能力，具有較小的滾動(dòng)阻力和行駛噪聲，良好的附著特性和質(zhì)量平衡，耐磨損，耐刺扎，耐老化和良好的氣密性，質(zhì)量小，價(jià)格低，拆裝方

27、便，互換性好。 輪胎的尺寸和型號是進(jìn)行汽車性能計(jì)算和繪圖的重要原始數(shù)據(jù)之一。因此，在總體設(shè)計(jì)開始階段就應(yīng)選定，選擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的靜載荷、輪胎的額定載荷以及汽車的行駛速度。當(dāng)然還要考慮與動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)的匹配以及對整車尺寸參數(shù)（例如汽車的最小離地間隙、總高等）的影響。低壓子午線輪胎滾動(dòng)阻力小，溫度上升慢，胎體緩沖性能和輪胎附著性能都比斜交輪胎好，裝車后油耗低，壽命長，高速性能好，適應(yīng)了現(xiàn)代汽車對安全、高速、低能耗的發(fā)展要求，但考慮為降低成本，我們經(jīng)過計(jì)算，采用前為單輪胎，后為雙輪胎的布置形式，經(jīng)過計(jì)算前后輪滿載時(shí)的載荷，選用普通輪胎。所選用的輪胎在使用承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近于輪

28、胎的額定負(fù)荷值，根據(jù)GB97431977，選定的輪胎為普通子午線輪胎。 2.7 傳動(dòng)比的確定輕型貨車和中型貨車比功率小，所以一般采用4擋變速器。擋與擋之間傳動(dòng)比比值一般在1.71.8之間。所以在確定了最大傳動(dòng)比和最小傳動(dòng)比后，可以確定中間傳動(dòng)比。2.7.1 最小傳動(dòng)比和主減速器傳動(dòng)比的計(jì)算汽車總傳動(dòng)比是傳動(dòng)系中各傳動(dòng)比的乘積=，是主減速器傳動(dòng)比，是變速器傳動(dòng)比。一般輕型載貨汽車變速器在最高檔傳動(dòng)比最小且是直接檔時(shí)（=1）傳動(dòng)系傳動(dòng)比最小，=。一般最小傳動(dòng)比由發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)汽車車速等于最高車速求得= 故=0.377 最高車速，100/h=1 根據(jù)輪胎型號計(jì)算可得， =4.5，=12.7.2 最

29、大傳動(dòng)比的選擇 最大傳動(dòng)比=，在確定時(shí)，要考慮三個(gè)問題:最大爬坡度、附著率、汽車最低穩(wěn)定車速。汽車最低穩(wěn)定車速一般用于越野車的設(shè)計(jì)，中型載貨汽車一般用最大爬坡度來確定，附著率驗(yàn)算本貨車爬坡度設(shè)計(jì)為30%，即max=由 得： 發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)效率 汽車總質(zhì)量 g重力加速度，取為9.8m/s； f滾動(dòng)阻力系數(shù) 滾動(dòng)半徑 Temax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 =4.72 所以取2.7.3 各擋傳動(dòng)比確定由得=2.873 同理=1.705,=1.0故=4.8,=2.873,=1.705=1.0由變速器設(shè)計(jì)倒檔傳動(dòng)比 3 ZA1050的整體布置3.1 底盤的整體布置 在初步確定汽車的載客量（載質(zhì)量）、驅(qū)動(dòng)形式、車身形式、

30、發(fā)動(dòng)機(jī)形式等以后，要深入做更具體的工作，包括繪制布置草圖，并校核初步選定的各部件結(jié)構(gòu)和尺寸是否符合整車尺寸和參數(shù)的要求，并尋求合理的總布置方案。3.1.1 整車布置的基準(zhǔn)線（面）零線的確定1、車架上平面線我們采用的是邊梁式車架，以邊梁上緣面較長的一段平面在側(cè)視圖上的投影線稱為車架上平面線，它作為垂直方向的尺寸基準(zhǔn)線，即z坐標(biāo)線，向上“+”,向下“-”,該線標(biāo)記為“z/0” 。2、前輪中心線通過前輪中心，并垂直于車架上平面線，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影為前輪中心線。即為“x/0”,它作為縱向方向的尺寸線。向前為“+”,向后為“-” 。3、汽車中心線汽車垂直對稱平面在俯視圖和前視圖上的投影線稱為汽車

31、中心線，用它作為橫向尺寸的基準(zhǔn)線，記為“y/0”,向左為“+”,向后為“-” 。4、地面線地平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線稱為地面線。5、前輪垂直直線通過左右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影稱為前輪中心線。圖3.1 整車總布置圖坐標(biāo)系3.1.2 各總成部件的布置1、發(fā)動(dòng)機(jī)的布置發(fā)動(dòng)機(jī)的上下位置對離地間隙和駕駛員視野有影響。發(fā)動(dòng)機(jī)的位置不能太高以降低汽車的質(zhì)心高度，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的高度也不能太低以防止汽車在上下顛簸時(shí)不會碰壞油底殼。在布置發(fā)動(dòng)機(jī)的前后位置是為減小傳動(dòng)軸的夾角，發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)常布置成傾斜狀，使曲軸中心線與水平線之間形成14夾角。本次設(shè)計(jì)取2。2、傳動(dòng)系

32、的選擇和布置 由于發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱裝成一體，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)位置確定以后，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器在內(nèi)的動(dòng)力總成位置也隨之而定。（1）離合器的布置： 采用膜片彈簧式離合器，具體計(jì)算見離合器總成設(shè)計(jì) 。（2）變速器的布置：采用5擋手動(dòng)機(jī)械式，有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。（3） 傳動(dòng)軸的布置：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器及變速器這一動(dòng)力傳動(dòng)總成和后驅(qū)動(dòng)橋的位置確定后，則可布置萬向節(jié)與傳動(dòng)軸，考慮到本車傳動(dòng)軸過長，故采用三段式加中間支承。（4）后橋的布置：通常將差速器殼體中心線與汽車中心線布置重合，并把后橋主減速器的軸線向上翹起。3、轉(zhuǎn)向裝置的布置本次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向系采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。主要針對

33、于貨車設(shè)計(jì)的需要，其正效率較高，操縱輕便，使用壽命長，工作平穩(wěn)、可靠。4、懸架的選擇和布置 前板簧的布置要保證主銷后傾角的要求，同時(shí)這種前高后低的布置也有利于產(chǎn)生不足轉(zhuǎn)向。后板簧的布置應(yīng)做到前低后高，亦可獲得不足轉(zhuǎn)向。對于載貨車，可能因結(jié)構(gòu)原因而造成布置上難度較大，則可較少考慮。減振器應(yīng)盡量布置成垂直狀態(tài)，以最大限度地利用其有效行程和減少偏差。若空間不允許，也可斜置。布置時(shí)應(yīng)注意下支點(diǎn)的離地高度，后減振器的上支點(diǎn)不應(yīng)高出車架上表面太高(不應(yīng)超過80mm)，以免影響改裝車的裝配和布置。5、制動(dòng)系統(tǒng)布置前后均采用鼓式的制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)采用真空助力，真空有發(fā)動(dòng)機(jī)提供。鼓式制動(dòng)器成本低，但一定要采用

34、獨(dú)立的雙管路制動(dòng)系統(tǒng)，以保證一個(gè)管路失效后另一管路仍能保證汽車有一定的制動(dòng)力。6、踏板的布置離合器踏板、制動(dòng)器踏板和油門踏板，是根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的要求布置和整車底盤的布置而確定的，每個(gè)踏板必須保證人腳放的舒服并且留有足夠的踏板行程。 7、油箱、備胎和蓄電池的布置油箱 根據(jù)汽車的最大續(xù)駛里程來確定，本次設(shè)計(jì)油箱布置在汽車的后部、行李箱的下面。并且在排氣管的另一側(cè)，以減小危險(xiǎn)。備胎 布置在車架尾部下方，采用懸鏈?zhǔn)焦潭?，可保證拆裝方便。蓄電池 蓄電池應(yīng)放置在起動(dòng)機(jī)的同側(cè)，并卻越近越好。8、進(jìn)、排氣系統(tǒng)的布置進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)方案的選擇及布置的合理性，對整車的性能、可靠性、排放和振動(dòng)噪聲等有影響。一般平頭車

35、的空氣濾清器都放在車頭的外面，有的從駕駛室背后豎起一個(gè)煙囪式的通氣管道，吸氣口在上端朝下或朝外。有的平頭車的進(jìn)氣管道放在了乘客側(cè)的車門和風(fēng)窗玻璃的交接縫處，雖然不美觀，但對性能有益。排氣系的布置要保證發(fā)動(dòng)機(jī)排氣暢通，阻力小，同時(shí)要盡量減少噪聲和振動(dòng)，排氣口要朝左或右。排氣管道的布置與油箱的距離應(yīng)大于300mm，盡可能把它們布置在底盤的不同側(cè)，若布置不開時(shí)，中間可加隔熱板。3.2 車架、駕駛室及貨箱的布置3.2.1車架總成外形及其橫梁的布置車架縱粱的外形，對于一般載貨汽車來講，前后軸之間的車架縱梁的斷面高度為最大值，而在前、后軸附近及前、后端的斷面高度均可變小，大多數(shù)車的前軸和后橋中心都處在車架

36、縱粱斷面高度變化的過渡區(qū)內(nèi)。車架前部的變斷面，除要保證足夠的強(qiáng)度和剛度外，形狀的變化及選擇，要考慮布置上的需要和沖壓的工藝性，如前簧的布置，主銷后傾角度、前輪的跳動(dòng)量、發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱器等的懸置結(jié)構(gòu)和處理是否理想、車頭或駕駛室懸置的布置等，最后進(jìn)行綜合平衡后再確定車架前部外形尺寸和斷面高度。對車架總成的外寬，其前、中、后部不等，主要取決于布置上的需要。前部外寬取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的外寬及懸置結(jié)構(gòu)的布置、散熱器的尺寸及懸置、前輪距、前輪胎的型號及車輪最大轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向縱拉桿和減振器的布置、前懸架的結(jié)構(gòu)型式和布置位置等因素。后部車架的外寬取決于后懸架的結(jié)構(gòu)、尺寸、布置及后輪胎(特別是雙胎)的型號、布置尺寸、整車外

37、寬(不允許超過2.5m)。車架中部的外寬主要考慮國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，及前、后部寬度的差值的大小和過渡區(qū)的工藝性等，盡量采用前、中、后部等外寬的車架，這樣工藝性比較好，質(zhì)量容易保證。車架總成的橫梁布置應(yīng)均勻、結(jié)構(gòu)合理，在膠板上有總成固定支架的地方(即力的作用點(diǎn))，應(yīng)布置橫梁，以便減少縱梁腹板的側(cè)彎。懸架支架、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、油箱、電瓶、駕駛室懸置等處都應(yīng)考慮布置橫梁。3.2.2車頭、駕駛室的布置在發(fā)動(dòng)機(jī)與車架、前軸、前輪布置關(guān)系確定后，即可布置車頭、駕駛室，在總成設(shè)計(jì)階段，對其關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此在這僅對其相互位置關(guān)系進(jìn)行最后布置上的確認(rèn)和坐標(biāo)、尺寸的確定。3.2.3車箱的布置根據(jù)車型所確定的載重量、用戶

38、對車箱長度的要求、整車的外廓尺寸、車箱底板是否允許有車輪鼓包、貨物的情況等，合理地選擇車箱的內(nèi)部尺寸。車箱前板及保險(xiǎn)架離駕駛室后圍或相關(guān)部件的間隙應(yīng)不小于40mm。保險(xiǎn)架的高度應(yīng)超出駕駛室頂部70mmlOOmm。車箱縱、橫梁布置要合理，保證自身有足夠的強(qiáng)度和剛度，使車箱底板在長期承載使用狀態(tài)下，不會產(chǎn)生永久變形。車箱縱梁的后端允許超出車架尾端不大于400mm，以便減輕車架的質(zhì)量。4 載貨汽車前懸架設(shè)計(jì)4.1 設(shè)計(jì)依據(jù)的主要數(shù)據(jù) 載質(zhì)量：1950kg 空車時(shí)：前軸負(fù)荷：1200kg 后軸負(fù)荷：1200kg 滿載時(shí)：前軸負(fù)荷：1950kg 后軸負(fù)荷：3545kg 尺寸：總 長：6000mm 總 寬

39、：2050mm 軸 距：3300mm 前 輪 距：1450mm 后 輪 距：1400mm 滿載重心高度：1100mm4.2 前懸架彈性元件的設(shè)計(jì)4.2.1 鋼板彈簧的布置方案選擇 布置形式為對稱縱置式鋼板彈簧。初步選定前懸架的偏頻為n=1.8Hz.本次設(shè)計(jì)的懸架采用彈性特性為線性變化的懸架，則前懸架的靜撓度為：汽車懸架必須有足夠大的動(dòng)撓度，以防止在壞路面上行駛時(shí)經(jīng)常碰撞緩沖塊。對于貨車取69cm。本次設(shè)計(jì)后懸架的動(dòng)撓度取為=8 cm。滿載弧高：滿載弧高 用來保證汽車具有給定的高度，常取=1020 mm，本次設(shè)計(jì)取=10mm。4.2.2 確定鋼板彈簧的長度L原則上在總體布置可能的條件下，應(yīng)盡可能

40、的將剛板彈簧取長一些，以提高使用壽命，降低彈簧剛度，改善汽車行駛平順性。（1） 選擇原則：鋼板彈簧長度是彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。轎車L=(0.400.55)軸距；貨車前懸架：L=(0.260.35)軸距，后懸架：L=(0.350.45)軸距。（2） 鋼板彈簧長度的初步選定：結(jié)合國內(nèi)外貨車資料，初步選定主片的長度為1000mm 4.2.3 鋼板彈簧斷面尺寸和片數(shù)的確定汽車行駛平順性在很大程度上取決于鋼板彈簧的撓度，而所需要的撓度是由確定的鋼板彈簧的剛度來保證的，對稱式鋼板彈簧的剛度為：N N/mm鋼板彈簧斷面尺寸的確定：（1） 鋼板彈簧斷面寬度b的確定：有關(guān)鋼板彈簧的剛度，強(qiáng)度可按等截面

41、的簡支梁計(jì)算，引入撓度增大系數(shù)加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需的總慣性距。對于對稱式鋼板彈簧 (6-1)式（6-1）中：SU形螺栓中心距（mm） kU形螺栓夾緊(剛性夾緊，k取0.5)； c鋼板彈簧垂直剛度（N/mm）,c=; 為撓度增大系數(shù)。撓度增大系數(shù)的確定：先確定與主片等長的重疊片數(shù)，再估計(jì)一個(gè)總片數(shù)，求得，然后=1.5/，初定。L=1000mmk=0.5S=150mm=1=8=1.5/=1.5/=1.32E=2.1N/將上述數(shù)據(jù)代入以上公式得=69022計(jì)算鋼板彈簧總截面系數(shù)： (6-2)式（6-2）中為許用彎曲應(yīng)力。的選?。?=9555NL=1000mmk=0

42、.5S=150mm=450 N/將上面數(shù)據(jù)代入公式，得：=12667再計(jì)算鋼板彈簧平均厚度：=11mm有了以后，再選鋼板彈簧的片寬b。推薦片寬和片厚的比值在610范圍內(nèi)選取:b = 100mm。（2）鋼板彈簧片厚h的選取:本設(shè)計(jì)均采用等厚片，片厚分別為11mm。通過查手冊可得鋼板截面尺寸b和h符合國產(chǎn)型材規(guī)格尺寸。（3）鋼板斷截面形狀的選擇：本設(shè)計(jì)選取矩形截面。（4） 鋼板彈簧片數(shù)的選擇： 片數(shù)n少些有利于制造和裝配，并可以降低片與片之間的干摩擦，改善汽車的行駛平順性。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強(qiáng)度梁的差別增大，材料的利用率變壞。多片鋼板彈簧一般片數(shù)在614片之間選取，重型貨車可達(dá)20片。 根

43、據(jù)貨車的載荷并結(jié)合國內(nèi)外資料初步選取本貨車鋼板彈簧的片數(shù)為8片。鋼板彈簧各片長度的確定： 先將各片的厚度的立方值按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上，再沿橫坐標(biāo)量出主片長度的一半L/2和U型螺栓中心距的一半s/2，得到A,B兩點(diǎn)，連接A，B兩點(diǎn)就得到三角形的鋼板彈簧展開圖。AB線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片的長度。如果存在與主片等長的重疊片，就從B點(diǎn)到最后一個(gè)重疊片的上側(cè)邊斷點(diǎn)連一直線，此直線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度。各片實(shí)，際長度尺寸需經(jīng)圓整后確定。各片鋼板的長度如表6-1：表6-1 各片鋼板的長度 序號123456長度（mm）10001000882760638516序號78長度（mm）394

44、2724.2.4 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算（1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高，用下式計(jì)算： 式中，為靜撓度；為滿載弧高；為鋼板彈簧總成用U型螺栓夾緊后引起的弧高變化，；S為U型螺栓的中心距。L為鋼板彈簧主片長度。下面分別計(jì)算總成在自由狀態(tài)下的弧高： 由： 則=77+10+15.2=97.2mm （2）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑的確定：總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑：mm.4.2.5 鋼板彈簧總成弧高的核算鋼板彈簧的總成弧高為H=104mm。(R0=1200有公式算得。)上式計(jì)算的結(jié)果應(yīng)與計(jì)算的設(shè)計(jì)結(jié)果相近。如果相差太多，可重新選擇各片預(yù)應(yīng)

45、力再行核算。將各片的長度和曲率半徑代入上述公式可得： 然后再代入97.2mm。原設(shè)計(jì)值為H0=102.2mm，相差不大，符合要求。4.2.6 鋼板彈簧強(qiáng)度驗(yàn)算汽車緊急制動(dòng)時(shí),前鋼板彈簧承受的載荷最大,在其后半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力用下式表示: = 作用在前輪上的垂直靜負(fù)荷；驅(qū)動(dòng)時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù), 取 =1.4；道路附著系數(shù) 取為0.8；彈簧固定點(diǎn)到路面的距離, =600；鋼板彈簧前后段長度, I1=I2=500mm；其中： =1950N 則： = = 鋼板彈簧強(qiáng)度在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，符合強(qiáng)度要求。4.2.7 鋼板彈簧其它零件的設(shè)計(jì)及計(jì)算彈簧銷:對鋼板彈簧銷要驗(yàn)算鋼板彈簧受靜載荷時(shí)鋼板彈簧銷受到的擠壓

46、應(yīng)力。其中，為滿載靜止時(shí)鋼板彈簧端部的載荷；b為卷耳處葉片寬；d為鋼板彈簧銷直徑滿足要求。卷耳的強(qiáng)度校核:圖6-1 鋼板彈簧主片卷耳受力圖鋼板彈簧主片卷耳受力如上圖(6-1)所示。卷耳處所受應(yīng)力是由彎曲應(yīng)力和(壓)應(yīng)力合成的應(yīng)力 (6-4)式(6-4)中，為沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力；D為卷耳內(nèi)徑；b為鋼板彈簧寬度；為主片厚度。許用應(yīng)力取為350N。滿足要求用在卷耳中心線上的力。4.3 減振器的設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1 減振器的分類減振器是車輛懸架系統(tǒng)中的重要部件，其性能的好壞對車輛的舒適性以及車輛及懸架系統(tǒng)的使用壽命等有較大影響。汽車在受到來自不平路面的沖擊時(shí)，其懸架彈簧可以緩和這種沖擊，但

47、同時(shí)也激發(fā)出較長時(shí)間的振動(dòng)，使乘坐不適。與彈性元件并聯(lián)安裝的減振器可很快衰減這種振動(dòng)，改善汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。汽車懸架中廣泛采用液壓減振器。液壓減振器按其結(jié)構(gòu)可分為搖臂式和筒式；按其工作原理可分為單向作用式和雙向作用式。筒式減振器由于質(zhì)量輕、性能穩(wěn)定、工作可靠、易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，成為了汽車減振器的主流。筒式減振器又可分為雙筒式、單筒式和充氣筒式，其中以雙筒式應(yīng)用最多。充氣筒式減振器在筒式減振器中充以一定壓力的氣體，改善了高速時(shí)的減振性能，并有利于消除減震器產(chǎn)生的噪聲，但由于成本及使用維修問題，使其推廣應(yīng)用受到一定限制。本設(shè)計(jì)中，選用雙向作用筒式減振器。4.3.2 主要性能參數(shù)的選擇

48、（1）相對阻尼系數(shù) 圖6-2 減振器阻力-速度特性在減振器卸荷閥打開前，其中的阻力F與減振器振動(dòng)速度v之間的關(guān)系為： ,式中，為減振器阻尼系數(shù)。圖6-2所示為減振器的阻力速度特性。該圖具有如下特點(diǎn)：阻力速度特性由四段近似直線線段組成，其中壓縮行程和伸張行程的阻力速度特性各占兩段；各段特性線的斜率是減振器的阻尼系數(shù)=F/u，所以減振器有四個(gè)阻尼系數(shù)。在沒有特別指明時(shí)，減振器的阻尼系數(shù)是指卸荷閥開啟前的阻尼系數(shù)。通常壓縮行程的阻尼系數(shù)與伸張行程的阻尼系數(shù)不等。汽車懸架有阻尼以后，簧上質(zhì)量的振動(dòng).式周期衰減振動(dòng)，用相對阻尼系數(shù)的大小來評定振動(dòng)衰減的快慢速度。的表達(dá)式為： (6-5)式（6-5）中，c

49、為懸架系統(tǒng)的垂直剛度，c=124N/mm(前面已經(jīng)計(jì)算)；為簧上質(zhì)量,=1950Kg 上式表明，相對阻尼系數(shù)的物理意義是：減振器的阻尼作用在于不同剛度c和不同簧上質(zhì)量的懸架系統(tǒng)匹配時(shí)，會產(chǎn)生不同的阻尼效果。值大，振動(dòng)能迅速衰減，同時(shí)又能將較大的路面沖擊力傳到車身；值小則相反；通常情況下，將壓縮行程時(shí)的相對阻尼系數(shù)取得小些，伸張行程時(shí)的相對阻尼系數(shù)取得大些。兩者之間保持有=（0.250.50）的關(guān)系。設(shè)計(jì)時(shí)，現(xiàn)選取與的平均值。對于無內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，取=0.250.35；對于有內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，值取小些。對于行駛路面條件較差的汽車，值應(yīng)取大些，一般取；為避免懸架碰撞車架，取=0.5。本設(shè)計(jì)中，取0.25，=0.33，=0.17 （2）減振器阻尼系數(shù)的確定 減振器阻尼系數(shù)，不同懸架因?qū)驒C(jī)構(gòu)杠桿比不同，懸架阻尼系數(shù)應(yīng)具體計(jì)算。 (6-6)式(6-6)中， k-杠桿比，-減振器安裝角, = 3所以=369（3）最大卸荷力的確定 為了減少傳給車身的沖擊力，當(dāng)減振器活塞振動(dòng)速度達(dá)一定值時(shí)，減振器應(yīng)打開卸荷閥，此時(shí)活塞速度稱為