載貨汽車汽車動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì)

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1、太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì) 題 目 載貨汽車汽車動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 載貨汽車汽車動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì) 摘要:“汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)”就是鍛煉汽車設(shè)計(jì)制造專業(yè)的學(xué)生解決工程實(shí)踐問題與培養(yǎng)創(chuàng)新能

2、力的一種具體手段，是培養(yǎng)應(yīng)用車輛工程技術(shù)人才實(shí)踐技能的一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)，著力點(diǎn)在訓(xùn)練學(xué)生解決工程實(shí)際問題。 隨著我國公路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，貨車數(shù)量也在急劇上升。貨車的上升會(huì)使得能源消耗加劇，而節(jié)約型能源使我們國家早就提出來的課題了，只有設(shè)計(jì)合理才能減少汽車生產(chǎn)的浪費(fèi)，因此研究載貨汽車的動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì)的意義就顯得很重大了。通過本次課程設(shè)計(jì)，期間運(yùn)用了汽車設(shè)計(jì)、汽車?yán)碚?、專用車輛設(shè)計(jì)、汽車構(gòu)造等書籍里面的知識(shí)，一方面是對(duì)課本知識(shí)的回顧，另一方面是對(duì)知識(shí)的應(yīng)運(yùn)和實(shí)踐，知識(shí)只有用起來才是活的，才是有用的，才能體現(xiàn)它的價(jià)值。此次課程設(shè)計(jì)讓我們充分了解和掌握了對(duì)汽車動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì)的步

3、驟和方法，也對(duì)問題的解決有了一定的解決能力，這將為我們以后畢業(yè)從事汽車整體設(shè)計(jì)的工作打下良好的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：能源節(jié)約、載貨汽車、動(dòng)力總成、總體設(shè)計(jì) 目錄 摘要 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 第一章 整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定

4、 4 1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 4 1.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及轉(zhuǎn)速的確定 4 1.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速的確定 5 1.2 輪胎的選擇 6 1.3傳動(dòng)系最小動(dòng)比的確定 7 1

5、.4 變速器最大傳動(dòng)比的確定 8 第二章 傳動(dòng)系各總成的選型 8 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型 10 2.2 離合器的初步選型 10 2.3 變速器的選擇 11 2.4 傳動(dòng)

6、軸的選型 12 2.5 驅(qū)動(dòng)橋的選型 13 2.5.1 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式和布置形式的選擇 14 2.5.2 主減速器結(jié)構(gòu)形式選擇 14 2.5.3 驅(qū)動(dòng)橋的選型 14 第三章 整車性能計(jì)算

7、 15 3.1汽車動(dòng)力性能計(jì)算 15 3.1.1 汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力 15 3.12汽車的行駛性能曲線 17 3.13汽車的加速性能計(jì)算 17

8、 第4章 發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系部件的確定 20 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 22 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1、 設(shè)計(jì)題目 載貨汽車動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì) 2、性能參數(shù)要求 按要求設(shè)計(jì)一輛總質(zhì)量為2000kg,最高車速為130m/h的載貨汽車。 總質(zhì)量

9、 2000kg 整備質(zhì)量 1000kg 公路行駛最高車速 130km/h 最大爬坡度 ≥30% 3、具體設(shè)計(jì)任務(wù) 1) 查閱相關(guān)資料，根據(jù)設(shè)計(jì)題目中的具體特點(diǎn)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋以及車輪的選型。 2) 根據(jù)所選總成進(jìn)行汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的估算，實(shí)現(xiàn)整車的優(yōu)化配置。 3) 繪制設(shè)計(jì)車輛的總體布置圖。 4） 完成至少1萬字的設(shè)計(jì)說明書。 4、參考文獻(xiàn) [1] 王望予.汽車設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社. [2]

10、余志生.汽車?yán)碚摍C(jī)械工業(yè)出版社. [3] 陳家瑞.汽車構(gòu)造機(jī)械工業(yè)出版社. [4]汽車工程手冊.機(jī)械工業(yè)出版社. [5] 成大龍.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第三版）. 26 第1章 整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定 1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù) 1.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及轉(zhuǎn)速的確定 汽車的動(dòng)力的根本來源是發(fā)動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩，功率。汽車的動(dòng)力性能在很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。參考該題目中的參數(shù)，按要求設(shè)計(jì)的載貨汽車最高車速是ua=130km/h，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)該大于或等于以該車速行駛時(shí)，滾動(dòng)阻力功率與空氣阻力功率之和，即 (1-1) 式中，P

11、emax是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（KW）；ηT是傳動(dòng)系效率（包括變速器、輔助變速器傳動(dòng)軸萬向節(jié)、主減速器的傳動(dòng)效率），ηT=90%，傳動(dòng)系各部件的傳動(dòng)效率參考了機(jī)械工業(yè)出版社的《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-1得；Ma是汽車總質(zhì)量，Ma=2000kg；g是重力加速度，g=9.8m/s2；f是滾動(dòng)阻力系數(shù)，由試驗(yàn)測得，在車速不大于130km/h的情況下可認(rèn)為是常數(shù)。取f=0.02，參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-2得；CD是空氣阻力系數(shù)，一般中重型貨車可取0.8～1.0，這里取CD=0.9；A是迎風(fēng)面積（㎡），取前輪距B1*總高H， A=23㎡。 (1-

12、2) 故 為了驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的正確性，又采用比功率的方法進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)功率的驗(yàn)算 如選取功率為188.86KW的發(fā)動(dòng)機(jī)，則比功率為 再考

13、

14、

15、

16、 慮該載貨汽車要求具有相對(duì)高的車速，因此初步選擇汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為206kw。 1.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速的確定 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后，可通過下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 (1-3) 式中，Temax是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）；α是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，標(biāo)志著當(dāng)行駛

17、阻力增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線自動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩的能力，，Tp是最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩（Nm），α可參考同類發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值選取，參考了機(jī)械工業(yè)出版社的《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》。其取值在1至1.3之間。初取α=1.2；Pemax是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（KW）;np是最大功率是的轉(zhuǎn)速（r/min）。 所以 一般用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù),表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速適應(yīng)行駛工況的程度，Φ越大，說明發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)性越好。采用Φ值大得發(fā)動(dòng)機(jī)可以減少換擋次數(shù)，減輕司機(jī)疲勞、減少傳動(dòng)系的磨損和降低油耗。通常，汽油機(jī)取1.2～1.4，柴油機(jī)取1.2～2.6，以保證汽車具有相當(dāng)?shù)淖畹头€(wěn)定車速。初取nT=2000r/min， 則，。

18、 初步選擇中國重汽 MC07.28-40型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)，表1.1 1.1中國重汽 MC07.28-40發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù) 最大輸出功率 206kW 額定功率轉(zhuǎn)速 2300rpm 最大馬力 280馬力 最大扭矩 1100N*m 1.1.3發(fā)動(dòng)機(jī)外特性計(jì)算 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性計(jì)算公式： ； （1-4） 其中；； ； （1-5） ； （1-6） 計(jì)

19、算得出中國重汽MC07.28-40發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線見（圖1-1） 1-1發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線 1.2 輪胎的選擇 輪胎的尺寸和型號(hào)是進(jìn)行汽車性能計(jì)算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)，在計(jì)算汽車的動(dòng)力參數(shù)時(shí)要運(yùn)用汽車輪胎的參數(shù)所以，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、輪胎的額定負(fù)荷以及汽車的行駛速度。同時(shí)還應(yīng)考慮與動(dòng)力—傳動(dòng)系參數(shù)的匹配和對(duì)整車尺寸參數(shù)（例如汽車的最小離地間隙、總高等）的影響。參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-3給出的部分國產(chǎn)汽車輪胎的規(guī)格、尺寸及使用條件。通過查閱貨車輪胎標(biāo)準(zhǔn)

20、GB2977-2008《載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷》和參考同類車型所選輪胎規(guī)格，各軸輪胎規(guī)格擇如表1.2 表1.2 大客車、載貨汽車及掛車的規(guī)格、尺寸及使用條件 輪胎規(guī)格 主要尺寸 使用條件 斷面寬/mm 外直徑/mm 最小雙胎間隙mm 充氣壓力kpa 標(biāo)準(zhǔn)輪輞 允許使用輪輞 6.00R15 170 718 200 350 4.50E 4.5j 前后軸輪胎規(guī)格為6.00R15,輪胎數(shù)量各為2； 所選輪胎的單胎氣壓350kPa，外直徑718mm。 1.3傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的確定 普通載貨汽車最高檔通常選用直接擋，若無分動(dòng)器或者輪邊減

21、速器，則傳動(dòng)系的最小傳動(dòng)比等于主減速器的主減速比 。主減速比是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。 載重貨車為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高的車速有所下降，可按下式選擇 （1-7） 式中，是驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑（m），所選輪胎規(guī)格為6.00R15的子午線輪胎，其自由直徑d=718mm，因計(jì)算常數(shù)F=3.05(子午線輪胎F=3.05),故滾動(dòng)半徑；np是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速，np=2300r/min;uamax是最高車速，uamax=130km/h；igh是變速器最高檔傳動(dòng)比，igh=1.0。 所以， 初取i0=5.29。

22、 根據(jù)所選定的主減速比的值，就可基本上確定主減速器的減速形式（單級(jí)、雙級(jí)以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。 汽車驅(qū)動(dòng)橋離地間隙要求參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-4所示。其中，為了使載貨汽車有著良好的通過性。輕型載貨汽車的離地間隙要求在190～220mm之間。 1.4 變速器最大傳動(dòng)比的確定 傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比為變速器的Ι擋傳動(dòng)比igΙ與主減速比的乘積。 igΙ應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑等綜合確定。 汽車爬坡度時(shí)車速不高，空氣阻力可以忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路

23、面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有 （1-8） 則由最大爬坡度要求的變速器Ι檔傳動(dòng)比為 （1-9） 式中，αmax是道路最大坡度角，參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》設(shè)計(jì)要求最大爬坡度為30%，即坡度角；Ψmax是最大道路阻力系數(shù)。 前面已將計(jì)算得rr=0.3485mm發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax=674.4N.m；主減速比i0=5.29；傳動(dòng)系傳動(dòng)效率ηT=0.9。所以 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面附著條件 （

24、1-10） 求得變速器的Ι檔傳動(dòng)比為 （1-11） 式中，是道路的附著系數(shù)，在良好的路面上取=0.8；是汽車滿載靜止于水平路面時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋承受的載荷（N），初步設(shè)計(jì)采用雙聯(lián)車橋驅(qū)動(dòng)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)橋承受的質(zhì)量為800kg，則 綜上所述，初步選取變速器Ι擋傳動(dòng)比igΙ=5.864。 第2章 傳動(dòng)系各總成的選型 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型 根據(jù)所需發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速，所選取的發(fā)動(dòng)機(jī)

25、的功率和轉(zhuǎn)速應(yīng)滿大于所計(jì)算的參數(shù)。初步選擇中國重汽 MC07.28-40型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)，它的主要技術(shù)參數(shù)如下表2.1所示： 2.1中國重汽 MC07.28-40型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)： 中國重汽 MC07.28-40 系列： MC系列 發(fā)動(dòng)機(jī)廠商： 中國重汽 適配范圍： 卡車用 進(jìn)氣形式： 增壓中冷 汽缸數(shù)： 4 燃料種類： 柴油 汽缸排列形式： 直列 排量： 6.87L 排放標(biāo)準(zhǔn)： 國四 最大輸出功率： 206kW 額定功率轉(zhuǎn)速： 2300rpm 最大馬力： 280馬力 最大扭矩： 1100N.m 最大扭矩轉(zhuǎn)速： 1200-

26、1800rpm 全負(fù)荷最低燃油耗率： ≤199g/kW.h 發(fā)動(dòng)機(jī)形式： 四沖程、增壓中冷、共軌、 EDC17 發(fā)動(dòng)機(jī)凈重： kg 發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸： mm 壓縮比： 18:1 一米外噪音： dB 缸徑x行程： 108x125mm 每缸氣門數(shù)： 個(gè) 2.2 離合器的初步選型 離合器是汽車動(dòng)力系統(tǒng)的重要部件，它擔(dān)負(fù)著將動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行切斷與連接的工作。定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比， 稱之為離合器的后備系數(shù)β。β必須大于1。β是離合器設(shè)計(jì)時(shí)用到的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度 為可靠傳遞發(fā)動(dòng)

27、機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，β不宜選取太小；為使離合器尺寸不致過大，減少傳動(dòng)系過載，保證操縱輕便，β又不宜選取太大；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件較好時(shí)，β可選取小些；當(dāng)使用條件惡劣，需要拖帶掛車時(shí)，為提高起步能力、減少離合器滑磨，β應(yīng)選取大些；貨車總質(zhì)量越大，β也應(yīng)選得越大；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取的β值應(yīng)比汽油機(jī)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，β可選取小些；膜片彈簧離合器由于摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定，選取的β值可比螺旋彈簧離合器小些；雙片離合器的β值應(yīng)大于單片離合器。在選擇β時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1)摩擦片在使用中磨損后，離合器還應(yīng)能可靠地傳遞

28、發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； 　　2)防止離合器滑磨時(shí)間過長； 　　3)防止傳動(dòng)系過載以及操縱輕便等。 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及上述要求，由于載貨車輛的載重量很高，通過掛車的β進(jìn)行選型。初步選取膜片式彈簧離合器，膜片式彈簧離合器具有價(jià)格便宜，壓力分布均勻可以提高使用壽命，平衡性能好，并且易于通風(fēng)散熱性好的優(yōu)點(diǎn)。離合器的外徑可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 算出，其中KD為直徑系數(shù)，輕型貨車的直徑系數(shù)為16.0~18.5 通過查閱近似款車型資料，以及帶入經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算和與之后的變速器匹配初步選擇EQ153膜片彈簧離合器，其轉(zhuǎn)矩容量為2000Nm。該離合器與中國重汽MC07.28-40 發(fā)動(dòng)機(jī)匹配時(shí)，其后備系數(shù)為1.3

29、。 2.3 變速器的選擇 根據(jù)《汽車?yán)碚摗飞细鱾€(gè)檔位動(dòng)力曲線圖可求得，檔位越多，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)就越大，欲保證重型汽車具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和加速性，需要采用多檔變速器。 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和變速器的I擋傳動(dòng)比，初取擋與擋之間的比值q=1.66試計(jì)算得各擋傳動(dòng)比如下表2.2： 2.2各檔傳動(dòng)比 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ VI 5.864 3.525 2.11 1.282 1.00 0.733 選擇重汽HW20505TCL變速箱。 變速箱數(shù)據(jù)如下表2.3： 2.3重汽HW20505TCL變速箱數(shù)據(jù) 品牌： 重汽 變速箱

30、： HW20505TCL 系列： HW系列 檔位數(shù)： 6檔 換擋形式： 手動(dòng) 產(chǎn)品特點(diǎn)： 單中間軸、全同步器 匹配范圍： 公路用車 工程用車 前進(jìn)檔位： 6檔 倒檔檔位數(shù)： 1個(gè) 是否有同步器： 全同步器 最大扭矩： 835N.m 額定轉(zhuǎn)速： 2600rpm 2檔傳動(dòng)比： 3.525 1檔傳動(dòng)比： 5.864 4檔傳動(dòng)比： 1.282 3檔傳動(dòng)比： 2.11 6檔傳動(dòng)比 0.733 5檔傳動(dòng)比： 1 變速箱重量： 56kg 倒檔1傳動(dòng)比： 5.04 2.4 傳動(dòng)軸的選型 萬向傳動(dòng)軸一般是

31、由萬向節(jié)、傳動(dòng)軸和中間支承組成。該車前后軸距較大，容易運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生共振現(xiàn)象，產(chǎn)生共振現(xiàn)象時(shí)軸的轉(zhuǎn)速是軸的臨界轉(zhuǎn)速。因此避免軸在高轉(zhuǎn)速下共振。 臨界轉(zhuǎn)速主要大小與材料的彈性特性，軸的形狀和尺寸，軸的支撐形式和軸上的零件質(zhì)量等有關(guān)。為了提高傳動(dòng)軸的的臨界轉(zhuǎn)速，避免共振以及考慮整車總布置上的需要，常將傳動(dòng)軸分段。當(dāng)傳動(dòng)軸分段時(shí)，需要加設(shè)安裝在車架橫梁上的彈性中間支撐，以補(bǔ)償傳動(dòng)軸軸向和角度方向的安裝誤差，以及車輛行駛過程中由于彈性支承的發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)和車架等變形所引起的位移。彈性元件能吸收傳動(dòng)軸的震動(dòng)，降低噪聲。這種彈性中間支撐不能傳遞軸向力，它只要承受傳動(dòng)軸因動(dòng)不平衡，偏心等因素引起的徑向力，以及

32、萬向節(jié)上的附加彎矩所引起的徑向力。 一般驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)軸均采用一對(duì)十字軸萬向節(jié)。十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易。對(duì)汽車而言，由于一個(gè)十字軸萬向節(jié)的輸 出軸相對(duì)于輸入軸(有一定的夾角)是不等速旋轉(zhuǎn)的，為此必須采用雙萬向節(jié)(或多萬向節(jié))傳動(dòng)，并把同傳動(dòng)軸相連的兩個(gè)萬向節(jié)叉布置在同一平面，且使兩萬向節(jié)的夾角相等。這一點(diǎn)是十分重要的。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減小萬向節(jié)的夾角。 十字軸萬向節(jié)夾角的允許范圍參照《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 表2.4十字軸萬向節(jié)夾角的允許范圍 萬向節(jié)安裝位置或相聯(lián)兩總成 不大于 離合器-變速器；變速器-分動(dòng)器 （相聯(lián)兩總成均裝在車

33、架上） 驅(qū)動(dòng)橋傳 動(dòng)軸 汽車滿載靜止時(shí) 一般汽車 越野汽車 行駛中的極限夾角 一般汽車 短軸距越野汽車 初步采用東風(fēng)EQ153傳動(dòng)軸總成，工作扭矩為：5800N.m。 2.5 驅(qū)動(dòng)橋的選型 驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的末端，其基本公用是增大由傳動(dòng)軸傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)輪具有差速功能；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車價(jià)之間的垂向力、縱向力和橫向力。 2.5.1 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式和布置形式的選擇 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式有關(guān)。大貨車主要是后輪驅(qū)動(dòng)。并且在后軸上布置的都是貨箱，所以沒有必要設(shè)

34、計(jì)獨(dú)立懸架，故大貨車采用的都是非獨(dú)立懸架。減速器分為單雙級(jí)兩種單級(jí)減速就是一級(jí)減速，簡單，傳動(dòng)效率高，因傳遞能力大，對(duì)制造技術(shù)水平高雙級(jí)減速就是兩級(jí)減速，復(fù)雜，傳達(dá)效率低，因傳遞能力一般，制造技術(shù)水平低。 在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)布置在同一個(gè)縱向垂直平面內(nèi)，且相鄰的兩橋的傳動(dòng)軸是串聯(lián)的布置。其優(yōu)點(diǎn)是不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量，而且提高了各種驅(qū)動(dòng)橋零件的互通性，并且簡化了結(jié)構(gòu)，減少了體積和質(zhì)量，成本較低。 2.5.2 主減速器結(jié)構(gòu)形式選擇 主減速器形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，主要取決與動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比的大小以及驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目

35、及減速形式等。 綜上所述，由于所設(shè)計(jì)的載貨汽車的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式為，以及單級(jí)減速主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)，又能滿足使用要求。 2.5.3 驅(qū)動(dòng)橋的選型 根據(jù)計(jì)算的主減速比，初步選擇東風(fēng)風(fēng)行CM7 2.0T后驅(qū)動(dòng)橋。如果汽車阻力功率曲線與發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線不能交在其最大功率點(diǎn)上，再調(diào)整。 第三章整車性能計(jì)算 3.1、汽車動(dòng)力性能計(jì)算 3.11汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力 汽車行駛過程中必須克服滾動(dòng)阻力和空氣阻力，加速時(shí)會(huì)受到加速阻力的作用，上坡時(shí)會(huì)受到重力沿坡道的分力——坡度阻力。 汽車行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力

36、的平衡方程式為： （3-1） 發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速下發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)汽車傳動(dòng)系傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力按下式計(jì)算： （3-2） 式中 ——汽車驅(qū)動(dòng)力，N； ——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，N.m； ——主減速器速比，io=5.0； ——傳動(dòng)系效率， 0.90 在驅(qū)動(dòng)輪不打滑的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的汽車車速（km/h）為： （3

37、-3） 式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min； ，，——同式（1.3）說明。 滾動(dòng)阻力： （3-4） 式中 ——重力加速度，g=9.8m/s2； ——坡道的坡度角，； ——滾動(dòng)阻力系數(shù)，同式（1-1）說明； 空氣阻力： （3-5） 式中 ——空氣阻力系數(shù)，CD=0.9； ——迎風(fēng)

38、面積，即汽車行駛方向的投影面積, =23； ——空氣密度，一般； ——汽車行駛速度，m/s。 若以km/h計(jì)，則 坡度阻力： （3-6） 坡道的坡度為時(shí) 加速阻力： （3-7） 式中 ——汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，按式估算，取， 為變速器速比； ——汽車總質(zhì)量，=2000kg； ——汽車行駛加速度，。 3.12汽車的行駛性能曲線 通過計(jì)

39、算各檔車速對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，由發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線可得到相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，由式（3-2）可求得汽車的驅(qū)動(dòng)力，由式（3-4）和（3-5）可求得，再作出汽車的行駛性能曲線（圖3-1）。 3-1行駛性能曲線 3.13汽車的加速性能計(jì)算 汽車在水平路面上加速行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡方程式 （3-8） 或，由此可得 （3-9） 式中 ——汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，按式估算，取， 為變速器速比；

40、 、、、如前所述。 得， （3-10） 通過上式可求得汽車從初始車速全力加速到的加速時(shí)間。 由式（3-9）、（3-10）和汽車的行駛性能曲線可以作出連續(xù)換檔加速時(shí)間曲線（圖3-2）、加速度曲線（圖3-3）、加速度倒數(shù)曲線（圖3-4）。 圖3-2連續(xù)換檔加速時(shí)間曲線 圖3-3加速度曲線 圖3-4加速度倒數(shù)曲線

41、 第4章 發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系部件的確定 根據(jù)前面的計(jì)算，可以確定設(shè)計(jì)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。變速器重汽HW20505TCL 變速箱、 單級(jí)減速雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋與280馬力的中國重汽 MC07.28-40發(fā)動(dòng)機(jī)匹配使用時(shí)，整車的爬坡性能、加速性能和轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性都有了較為顯著的提高，經(jīng)濟(jì)車速的范圍也較大，燃油經(jīng)濟(jì)性較好，同時(shí)也滿足最高車速為130km/h的設(shè)計(jì)要求。 最后確定的發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系各部件如下表4.1所示: 表4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系各部件選型 部件 型號(hào) 主要技術(shù)參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī) 中國重汽MC07.28-40發(fā)動(dòng)機(jī)

42、 最大功率及轉(zhuǎn)速 206kw/(2300r/min) 離合器 EQ153離合器 轉(zhuǎn)矩容量 2000Nm 變速器 重汽HW20505TCL 變速箱 主減速器傳動(dòng)比5.29 傳動(dòng)軸 東風(fēng)EQ153傳動(dòng)軸 驅(qū)動(dòng)橋 東風(fēng)風(fēng)行CM7 2.0T驅(qū)動(dòng)橋 表4.2 車輛參數(shù) 軸數(shù) 2 驅(qū)動(dòng)形式 4*2 發(fā)動(dòng)機(jī)布置 前置 長*寬*高mm 7800*2280*2600 貨箱尺寸mm 4200*2000*1300 前軸載荷 kg 800 后軸載荷 kg 1200 前輪輪距 mm 1810 后輪輪距 mm 1600 軸距 mm 4200

43、 總體布置簡圖 第五章設(shè)計(jì)總結(jié) 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，也是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程。通過這次的汽車課程設(shè)計(jì)，使我之前學(xué)習(xí)的課本知識(shí)得以鞏固，同時(shí)也更加系統(tǒng)全面的了解了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系和驅(qū)動(dòng)橋之間的匹配關(guān)系。 本次課程設(shè)計(jì)中，會(huì)用到很多以前老師講解過的知識(shí)，尤其是《汽車構(gòu)造》、《汽車設(shè)計(jì)》和《汽車?yán)碚摗飞系囊恍┲攸c(diǎn)內(nèi)容，我們不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。 在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出了自己設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成

44、果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在今后的學(xué)習(xí)中，我們應(yīng)該發(fā)現(xiàn)自己的不足然后虛心學(xué)習(xí)，更加完善自己，為今后步入社會(huì)參加工作打下足夠的基礎(chǔ)。 由于設(shè)計(jì)資料和能力比較有限，此次設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)董老師給予批評(píng)指正。 附: 參考文獻(xiàn) [1] 王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [2] 王國權(quán)，龔國慶.汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [3] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [4] 劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[

45、M].北京.清華大學(xué)出版社，2003. [5] 余志生.汽車?yán)碚揫M].4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [6] 田其鑄.汽車設(shè)計(jì)手冊（整車底盤卷).長春汽車研究所.1998. [7] 王豐元，馬明星，鄒旭東.汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京：中國電力出版社，2009. [8] 中華人民共和國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì).QC/T29082-1992 汽車傳動(dòng)軸總成技術(shù)條件[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992. [9]國家標(biāo)準(zhǔn)：GBT1589-2004/GBT2974-2008/GBT2977-2008/GBT2978-2008 %發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線 n=700:10:2400

46、; Mx=535-0.00008025.*(1400-n).^2; Pe=Mx.*n/9550; plotyy(n,Pe,n,Mx); title(發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線圖);xlabel(n(r/min)));ylabel(P/kw); %驅(qū)動(dòng)力行駛-阻力平衡圖 for ig=[5.864,3.525,2.11,1.286,1,0.733] Ua=0.377*r*n/ig/i0; Ft=Mx*ig*i0*eff/r; plot(Ua,Ft); hold on; end Ff=G*f; ua=0:0.1:max(Ua) Fw=CdA

47、*ua.^2/21.15; plot(ua,(Ff+Fw));title(驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力圖); xlabel(Ua/(Km/h));ylabel(Ft/N); gtext(Ft1),gtext(Ft2),gtext(Ft3),gtext(Ft4),gtext(Ft5),gtext(Ft6),gtext(Ff+Fw); [x,y]=ginput(1);disp(汽車最高車速);disp(x);disp(Km/h); %加速時(shí)間曲線 u(1)=0.377*r*700/i0/3.525;dt=0.01; w=1;t(1)=0;ig=3.525; while(u(w)<88)

48、 n(w)=u(w)*ig*i0/0.377/r; Mx(w)=535-0.00008025.*(1400-n(w))^2; Ft(w)=Mx(w)*ig*i0*eff/r; Ff=G*f; Fw(w)=CdA*u(w)^2/21.15; q=1+Iw/(m*r^2)+If*ig^2*i0^2*eff/(m*r^2); A(w)=3.6*(Ft(w)-(Ff+Fw(w)))/q/m; u(w+1)=u(w)+A(w)*dt; if(u(w+1)>=0.377*2400*r/3.525/i0)

49、 ig=2.11 end if(u(w+1)>=0.377*2400*r/2.11/i0) ig=1.286 end if(u(w+1)>=0.377*2400*r/1.286/i0) ig=1 end if(u(w+1)>=0.377*2400*r/1/i0) ig=0.733 end t(w+1)=(w+1)*dt; w=w+1; end figure; plot(t,u); title(二擋原地加速起步加速到70km/h時(shí)間曲線);

50、 xlabel(時(shí)間t/s);ylabel(車速u/(km/h)); [x1,y1]=ginput(1);disp(加速到70km/h的時(shí)間);disp(x1); %加速度曲線 figure; for ig=[5.864,3.525,2.11,1.286,1,0.733] Ua=0.377*r*n/ig/i0; q=1+Iw/(m*r^2)+If*ig^2*i0^2*eff/(m*r^2); Ft=Mx*ig*i0*eff/r; A=(Ft-(Ff+Fw))/q/m; plot(Ua,A); hold on; end

51、title(加速度曲線);xlabel(Ua/(km/h));ylabel(a); gtext(a1),gtext(a2),gtext(a3),gtext(a4),gtext(a5),gtext(a6); %加速度倒數(shù)曲線 figure; for ig=[5.864,3.525,2.11,1.286,1,0.733] Ua=0.377*r*n/ig/i0; q=1+Iw/(m*r^2)+If*ig^2*i0^2*eff/(m*r^2); Ft=Mx*ig*i0*eff/r; A=(Ft-(Ff+Fw))/q/m; plot(Ua,1./A); hold on; end title(加速度倒數(shù)曲線);xlabel(Ua/(km/h));ylabel(1/a); gtext(1/a1),gtext(1/a2),gtext(1/a3),gtext(1/a4),gtext(1/a5),gtext(1/a6);