CSU1060C貨車總體設(shè)計(jì)及前懸架設(shè)計(jì)說明書文檔良心出品

1、一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)課題內(nèi)容為給定根本設(shè)計(jì)參數(shù)的汽車進(jìn)行總體設(shè)計(jì),計(jì)算并匹配適宜功率的發(fā)動機(jī), 軸荷分配和軸數(shù),確定主要尺寸參數(shù)；詳細(xì)計(jì)算 前懸架的設(shè)計(jì)參數(shù),繪出前懸架的 裝配圖.給定參數(shù)如下：額定裝載質(zhì)量3500Kg最大總質(zhì)量6730Kg最大車速：100Km/h課題任務(wù)要求總體設(shè)計(jì)計(jì)算要求1 .據(jù)數(shù)據(jù),確定軸數(shù)、驅(qū)動形式、布置形式.注意國家道路交通法規(guī)規(guī) 定和汽車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).2,確定汽車主要尺寸、軸荷分配,可參考同類車型選取參數(shù).3. 選定發(fā)動機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩,確定發(fā)動機(jī)型號.4,確定汽車輪胎.5,確定傳動系最小傳動比,即主減速器傳動比.6,確定傳動系最大傳動比,從而計(jì)算出變速器最大傳動比.總成

2、設(shè)計(jì)要求前懸架的結(jié)構(gòu)形式,主要參數(shù)計(jì)算,彈性元件的詳細(xì)設(shè)計(jì).課題完成后應(yīng)提交的資料或圖表、設(shè)計(jì)圖紙1 .前懸架總裝配圖1張零號圖2 .設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份含設(shè)計(jì)方案論證,設(shè)計(jì)分析與計(jì)算,設(shè)計(jì)總結(jié)、結(jié) 論,參考文獻(xiàn)等,說明書正文不少于5000字.主要參考文獻(xiàn)1王望予.汽車設(shè)方t 第4版M,機(jī)械工業(yè)出版社,2004.2王霄峰.汽車底盤設(shè)計(jì)M,清華大學(xué)出版社,2021.3王國權(quán),蔡國慶.汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.機(jī)械工業(yè)出版社,2021.4劉濤.汽車設(shè)計(jì)M.北京大學(xué)出版社,2021.5余志生.汽車?yán)碚摰?版M.機(jī)械工業(yè)出版社,2021.6汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊M.人民交通出版社,2001

3、.7陳家瑞.汽車構(gòu)造第3版M.機(jī)械工業(yè)出版社,2021.8聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第 5版M.機(jī)械工業(yè)出版社,2021.同組設(shè)計(jì)者蘇彌賀黎吳偉肖會雷春華、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度表:階段日期應(yīng)完成任務(wù)內(nèi)容檢查 日期檢查結(jié)果18周2日前布置題目,借閱參考資料,完成方 案選型、論證.18周5日前 設(shè)計(jì)、計(jì)算并編寫說明書19周4日前繪圖、修改、完成三、學(xué)生課程設(shè)計(jì)裝袋要求：1 .課程設(shè)計(jì)說明書按以下排列順序印刷與裝訂成一本(撰寫標(biāo)準(zhǔn)見教務(wù)處網(wǎng)頁 之畢業(yè)論文撰寫標(biāo)準(zhǔn)).(1)封面(2)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(3)中文摘要(4)目錄(5)正文(6)參考文獻(xiàn)(7)附錄(公式的推演、圖表、程序等 )2 .圖紙.3 .說明書及圖紙電

4、子文檔.學(xué)生送交全部文件日期學(xué)生(簽名)指導(dǎo)教師驗(yàn)收(簽名)第一章總體設(shè)計(jì)計(jì)算13.1 軸數(shù)及驅(qū)動形式確實(shí)定13.2 布置形式13.3 汽車主要參數(shù)設(shè)計(jì)23.3.1 汽車軸距和前、后輪距 23.3.2 汽車的前懸和后懸33.3.3 汽車的外廓尺寸 錯誤！未定義書簽.3.3.4 軸荷分配錯誤！未定義書簽.3.4 發(fā)動機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩及發(fā)動機(jī)型號確實(shí)定43.4.1 發(fā)動機(jī)功率確實(shí)定 43.4.2 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速的選擇53.4.3 發(fā)動機(jī)的選擇53.4.4 發(fā)動機(jī)的布置53.5 汽車輪胎的選擇73.6 確定傳動系最小傳動比73.7 確定傳動系最大傳動比8第二章貨車前懸架設(shè)計(jì)92.1 懸架

5、結(jié)構(gòu)及布置形式92.2 懸架主要參數(shù)確實(shí)定 92.2.1 懸架的靜撓度92.2.2 懸架的動撓度92.2.3 單個鋼板彈簧的載荷102.3 鋼板彈簧主要參數(shù)確實(shí)定102.3.1 滿載弧高102.3.2 鋼板彈簧長度L確實(shí)定 102.3.3 鋼板彈簧斷面寬度b確實(shí)定112.3.4 鋼板彈簧片厚h的選取 122.3.5 鋼板斷截面形狀的選擇122.3.6 鋼板彈簧片數(shù) 122.3.7 鋼板彈簧各片長度確實(shí)定122.3.8 鋼板彈簧剛度的驗(yàn)算132.3.9 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高142.3.10 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑152.3.11 鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半徑確實(shí)定152.

6、3.12 彈簧總成各片在自由狀態(tài)下弧高的計(jì)算162.3.13 鋼板彈簧總成弧高的核算162.4 鋼板彈簧強(qiáng)度驗(yàn)算172.5 鋼板彈簧主片的強(qiáng)度的核算172.6 鋼板彈簧彈簧銷的強(qiáng)度的核算182.7 減振器設(shè)計(jì)18參考文 致謝2.7.12.7.22.7.32.7.4t 2021結(jié)構(gòu)形式18減振器阻尼系數(shù)確實(shí)定18最大卸荷力確實(shí)定19筒式減振器工作缸直徑確實(shí)定19CSU10608型貨車總體及前懸架設(shè)計(jì)摘要懸架是現(xiàn)代汽車的重要總成之一,它把車架或車身與車軸或車輪彈性地連 接起來.其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架或車身之間的一切力和力矩；緩和路 面?zhèn)鬟f給車架或車身的沖擊載荷,衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振

7、動,保證汽車的行 駛平順性；保證車輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動特性,保證汽車的操縱穩(wěn)定 性,使汽車獲得高速行駛水平.貨車一般采用以縱置鋼板彈簧為彈性元件兼作導(dǎo)向裝置的非獨(dú)立懸架.其主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,維修方便,工作可靠.缺點(diǎn)是：由于整車布置上的限制,剛 度比擬大,前輪易擺振,懸架易與轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)干預(yù).關(guān)鍵詞：非懸架設(shè)計(jì)；鋼板彈簧第一章總體設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)任務(wù)書給定的要求如下表來設(shè)計(jì)貨車的總體尺寸表1 CSU1060c的初始參數(shù)裝載質(zhì)量Kg汽車型號最大總質(zhì)量kg一, ,、-1最大車速Km h 3500CSU1060A67301001.1 軸數(shù)及驅(qū)動形式確實(shí)定汽車的軸數(shù)主要是根據(jù)車

8、輛的總質(zhì)量、公路車輛法規(guī)和汽車的用途來確定的.當(dāng)汽 車的總質(zhì)量不超過19t時(shí),一般采用兩軸.對于載貨汽車的驅(qū)動型式,本次設(shè)計(jì)的兩軸車輛為 4X 2.1.2 布置形式按駕駛室與發(fā)動機(jī)相對位置的不同,貨車有長頭式、短頭式、平頭式和偏置式.長 頭式的特點(diǎn)是發(fā)動機(jī)位于駕駛室前部,當(dāng)發(fā)動機(jī)有少局部位于駕駛室內(nèi)時(shí)稱為短頭式, 發(fā)動機(jī)位于駕駛室內(nèi)時(shí)稱為平頭式,駕駛室偏置在發(fā)動機(jī)旁的貨車稱為偏置式.布置形式為平頭式的貨車,其主要優(yōu)點(diǎn)如下：汽車總長和軸距尺寸短,最小轉(zhuǎn)彎直徑小,機(jī)動性能良好；不需要發(fā)動機(jī)罩和翼子 板,加上總長縮短等因素的影響,汽車整備質(zhì)量減小；駕駛員的視野得到明顯改善；采 用翻轉(zhuǎn)式駕駛室時(shí)能改善

9、發(fā)動機(jī)及其附件的接近性；汽車面積利用率高.平頭式貨車的主要缺點(diǎn)有：前軸負(fù)荷大,因而汽車通過性能變壞；由于駕駛室有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鎖住機(jī)構(gòu),使機(jī)構(gòu) 復(fù)雜；進(jìn)、出駕駛室不如長頭式貨車方便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；駕駛室內(nèi) 受熱及振動均比擬大；汽車正面與其它物體發(fā)生碰撞時(shí),特別是微型、輕型平頭貨車, 使駕駛員和前排乘員受到嚴(yán)重傷害的可能性增加.平頭式貨車的發(fā)動機(jī)可以布置在座椅下后部,此時(shí)中間座椅處沒有很高的凸起,可 以布置三人座椅,故得到廣泛應(yīng)用.發(fā)動機(jī)布置在駕駛員和副駕駛員座椅中間形成凸起 隔斷的布置方案僅在早期的平頭車上得到應(yīng)用.平頭式貨車在各種級別的貨車上得到廣泛應(yīng)用.長頭式貨車的主要優(yōu)缺點(diǎn)與

10、平頭式貨車的優(yōu)缺點(diǎn)相反,而短頭式介于兩者之間,但更趨于與長頭式優(yōu)缺點(diǎn)相近.長頭式貨車的前輪相對車頭的位置有三種：靠前、居中、 靠后.前輪靠前時(shí)因軸荷分配不合理,已不采用；前輪靠后時(shí),輪罩凸包會影響駕駛員 的操作空間；前輪居中時(shí)外形美觀、布置勻稱,故得到廣泛應(yīng)用.偏置式駕駛室的貨車主要用于重型礦用自卸車上.它具有平頭式貨車的一些優(yōu)點(diǎn), 如軸距短、視野良好等,此外還具有駕駛室通風(fēng)條件好、維修發(fā)動機(jī)方便等優(yōu)點(diǎn).因此,本設(shè)計(jì)選用平頭、單排駕駛室的布置設(shè)計(jì)1.3 汽車主要參數(shù)設(shè)計(jì)1.3.1 汽車軸距和前、后輪距在確定汽車軸距時(shí),應(yīng)該綜合考慮汽車的主要性能、裝載面積和軸荷分配等各方面 的要求.在各方面均能

11、得到滿足的情況下,以軸距短些為宜.一般來說,輕型載貨汽車 對機(jī)動性要求高,故軸距應(yīng)取短些；裝運(yùn)質(zhì)量小,體積大貨物的載貨汽車的軸距可取長 些；三軸汽車的中軸和后軸之間的軸距一般為輪胎直徑的 1.11.25倍2.各類載貨汽車 的軸距選用范圍如表2所示.載貨汽車的輪距與汽車的結(jié)構(gòu)布置有關(guān).前輪距主要取決于車架前部的寬度、前懸 架寬度、前輪最大轉(zhuǎn)角和輪胎寬度,同時(shí)還需考慮轉(zhuǎn)向拉桿、轉(zhuǎn)向輪和車架之間的運(yùn)動 間隙等.后輪距主要取決于車架后部寬度、后懸架寬度和輪胎寬度,同時(shí)還需考慮車輪 和車架之間的間隙.各類載貨汽車的輪距選用范圍如表 2所示.表2各類汽車的軸距和輪距總質(zhì)量t 軸距m輪距m 2.21.7 2

12、.91.15 1.352.2 3.02.3 3.21.30 1.503.5 5.02.6 3.31.40 1.656.0 9.03.6 4.21.70 1.8510.0 14.03.6 5.51.84 2.0014.0 17.04.5 5.61.84 2.00結(jié)合本次設(shè)計(jì),總質(zhì)量大約為6.73t ,故軸距范圍為3.64.2 ;輪距范圍為1.701.85m o本設(shè)計(jì)參數(shù)選擇軸距為4000mm前輪距為1500mm后輪距：1400mm1.3.2 汽車的前懸和后懸汽車的前懸是通過兩前輪中央的垂面與抵靠在車輛最前端并垂直于汽車縱向?qū)ΨQ 平面的垂面之間的距離.其長度應(yīng)能布置發(fā)動機(jī)、水箱、轉(zhuǎn)向器等部件；但不

13、能過長, 不然接近角太小,影響汽車的通過水平.汽車的后懸是通過汽車最后車輪軸線的吹面與抵靠在汽車最后端并垂直于汽車縱向?qū)?稱平面的垂面之間的距離.其長度主要取決于貨廂的長度、軸距和軸荷分配的要求.一 般載貨汽車的后懸在1.22.2m的之間；但各類載貨汽車的后懸不得超過軸距的55%1.3.3 汽車的外廓尺寸GB1589-1989規(guī)定了汽車外廓尺寸限界,并參考同類車型選取,我國法規(guī)對載貨汽 車外廓尺寸的規(guī)定是：總高不大于4nl總寬不包括后視鏡不大于2.5m ;外開窗、 后視鏡等突出局部寬度不大于250mm總長不大于12m； 一般載貨汽車的外廓尺寸隨載 荷的增大而增加.結(jié)合這次設(shè)計(jì),并參考EQ106

14、1G2D3272車型,保證汽車主要使用性能的條件下, 所設(shè)計(jì)的車輛長為6790mm寬為1899mm空載時(shí)候的高度為2785mm1.3.4 軸荷分配汽車的軸荷分配對汽車的使用性能和輪胎使用壽命有明顯的影響.為使輪胎的壽命一致,希望滿載時(shí)每個輪胎負(fù)荷大致相同.對于本次設(shè)計(jì)的汽車,由于 是4X 2且后輪裝有雙胎的平頭汽車,為了保證汽車后輪上有足夠的附著力,后輪裝有單 胎的汽車,空車時(shí)后軸負(fù)荷應(yīng)大于41%滿載時(shí)后軸負(fù)荷限制在66流右.而前軸負(fù)荷在 33位右.根據(jù)有關(guān)公路車輛法規(guī),公路允許車輛的單后軸軸載質(zhì)量為13t,雙后軸軸載質(zhì)量為24t .表3商用車的軸荷分配車型空載前軸后軸前軸后軸4*2后輪單胎3

15、2%-40%60%-68%50%-59%41%-50%商用車4*2后輪雙胎,長、頭式25%-27%73%-75%44%-49%51%-56%4*2后輪雙胎,平頭式30%-35%65%-70%48%-54%46%-52%6*4后輪雙胎19%-25%75%-81%31%-37%63%-69%在總布置的側(cè)視圖上確定各個總成的質(zhì)心位置,即確定各總成質(zhì)心到前軸的距離和 距地面的高度.根據(jù)力矩平衡的原理,計(jì)算汽車各軸的負(fù)荷和汽車的質(zhì)心位置.在總體 布置時(shí),汽車的左右負(fù)荷分配應(yīng)盡量相等,一般可不計(jì)算.軸荷分配和質(zhì)心位置應(yīng)滿足 要求,否那么要重新布置各總成的位置,如調(diào)整發(fā)動機(jī)或車廂位置,以至改變汽車的軸距 本

16、次設(shè)計(jì)滿載時(shí)取前軸30%后軸滿載70%可算出 G1=2021kg,G2=4711kg,G=6730kg1.4 發(fā)動機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩及發(fā)動機(jī)型號確實(shí)定1.4.1 發(fā)動機(jī)功率確實(shí)定根據(jù)給定的根本設(shè)計(jì)參數(shù)按下式估算發(fā)動機(jī)的最大功率:p(msLjcda v3)式中：PemanT ma1 emax 1 3600 amax 76140 a max/一發(fā)動機(jī)最大功率,kw傳動系的傳動效率,對單級主減速器驅(qū)動橋的4X2式汽車取=0.85 ;汽車總質(zhì)量,kgg重力加速度m/s2f 滾動阻力系數(shù),對載貨汽車取0.02Vamax最高車速,km/hCd 空氣阻力系數(shù),貨車取0.81.0A 汽車正面投影面積,A=B*

17、H寸于載貨汽車假設(shè)無測量數(shù)據(jù),可按前輪距、汽車總高 計(jì)算對于本次設(shè)計(jì),式中各參數(shù)值如下：% =0.9； g=9.81 ; f=0.02 ; Cd=0.9; A=B*H=1700*2255=4.177rri ma=6730kg;那么可計(jì)算出：Pemax =95.56kw1.4.2 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax及相應(yīng)轉(zhuǎn)速Nt的選擇當(dāng)發(fā)動機(jī)最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速np確定后,可用下式確定發(fā)動機(jī)的最大扭矩 TeMAH 相應(yīng)轉(zhuǎn)速np隨之確定丁 丁 9550PemaxTemax = .:Tp =:n式中：TeMAX 發(fā)動機(jī)最大扭矩,Nm己扭矩適應(yīng)性系數(shù)；一般汽油機(jī) d=1.1-1.3 ,2值的大小,標(biāo)志著行駛阻力

18、增加時(shí), 發(fā)動機(jī)沿外特性曲線自動增加扭矩的水平.已的大小可參考同類樣機(jī)的數(shù)值進(jìn)行選取.Tp為最大功率點(diǎn)的扭矩,Nm ；件最大功率點(diǎn)轉(zhuǎn)速,r/min 可根據(jù)所選發(fā)動機(jī)性能參數(shù)得：TeMAX=391.07Nm1.4.3 發(fā)動機(jī)的選擇通過以上的計(jì)算結(jié)果選擇發(fā)動機(jī)型號如表4:表4 CSU1060c發(fā)動機(jī)型號發(fā)動機(jī)型號EQD6102-TAA:額定功率kw/r/min103/2800最大扭矩N - m/r/min420/1500-1700汽油機(jī)形式直列、水冷、四沖程氣缸直徑mm100活塞行程mm115工作容積L5.42發(fā)火次序1 一 5一 3一 6一 2一 41.4.4發(fā)動機(jī)的布置1發(fā)動機(jī)的上下位置發(fā)動機(jī)

19、的上下位置對離地間隙和駕駛員視野有影響.轎車前部因沒有前軸,發(fā)動機(jī) 油底殼至路面的距離,應(yīng)保證滿載狀態(tài)下最小離地間隙的要求.貨車通常將發(fā)動機(jī)布置70100mm這就在前軸上方,考慮到懸架緩沖塊脫落以后,前軸的最大向上跳動量達(dá)要求發(fā)動機(jī)有足夠高的位置,以預(yù)防前軸碰壞發(fā)動機(jī)油底殼.油底殼通常設(shè)計(jì)成深淺不 一的形狀,使位于前軸上方的地方最淺,同時(shí)再將前梁中部鍛成下凹形狀注意前梁下部尺寸必須保證所要求的最小離地間隙.所有這些舉措將有利于降低發(fā)動機(jī)位置的高 度,并使發(fā)動機(jī)罩隨之降低,這能改善長頭車的駕駛員視野,同時(shí)有利于降低汽車質(zhì)心 高度.除此之外,還要檢查油底殼與橫拉桿之間的間隙.發(fā)動機(jī)高度位置初定之后

20、,用 氣缸體前端面與曲軸中央線交點(diǎn)k到地面高度尺寸來標(biāo)明其高度位置,如下圖在發(fā)動機(jī)高度位置初步確定之后,風(fēng)扇和散熱器的高度隨之而定,要求風(fēng)扇中央與 散熱器幾何中央相重合,以使散熱器在整個面積上接受風(fēng)扇的吹風(fēng).護(hù)風(fēng)罩用來增大送 風(fēng)量和減小散熱器尺寸.為了保證空氣的暢通,散熱器中央與風(fēng)扇之間應(yīng)有不小于50mm的間隙,無護(hù)風(fēng)罩時(shí)可減小到30mm由于空氣濾清器位于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣支管上,具高度影響發(fā)動機(jī)罩高度,為此將空氣濾清器 做成扁平狀.發(fā)動機(jī)罩與發(fā)動機(jī)零件之間的間隙不得小于 25mm以預(yù)防關(guān)閉發(fā)動機(jī)罩時(shí) 受到損傷.2發(fā)動機(jī)的前后位置發(fā)動機(jī)的前后位置會影響汽車的軸荷分配,轎車前排座位的乘坐舒適性,發(fā)動機(jī)前

21、置后輪驅(qū)動汽車的傳動軸長度和夾角,以及貨車的面積利用率.為減小傳動軸夾角,發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車的發(fā)動機(jī)常布置成向后傾斜狀,使曲軸中央線與水平線之間形成l °4°夾角,轎車多在3°4°之間.發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動的轎車,前縱梁之間的距離,必須考慮吊裝在發(fā)動機(jī)上的所有總成 如發(fā)電機(jī)、空調(diào)裝置的壓縮機(jī)等以及從下面將發(fā)動機(jī)安裝到汽車上的可能性.還應(yīng)保 證在修理和技術(shù)維護(hù)情況下,從上面安裝發(fā)動機(jī)的可能性.發(fā)動機(jī)的前后位置應(yīng)與上下位置一起進(jìn)行布置.前后位置確定以后,在側(cè)視圖上畫下它的外形輪廓,然后用氣缸體前端面與曲鈾中央線交點(diǎn)久到前輪中央線之間的距離來標(biāo)明 其前后位置

22、.此后可以確定汽車前圍的位置：發(fā)動機(jī)與前圍之間必須留有足夠的間隙, 以預(yù)防熱量傳人客廂和保證零部件的安裝；離合器殼與變速器應(yīng)能同拆下,而無需拆卸 發(fā)動機(jī)的固定點(diǎn),此時(shí)應(yīng)特別注意離合器殼上面螺釘?shù)慕咏?3發(fā)動機(jī)的左右位置發(fā)動機(jī)曲軸中央線在一般情況下與汽車中央線一致.這對底盤承載系統(tǒng)的受力和對 發(fā)動機(jī)懸置支架的統(tǒng)一有利.少數(shù)汽車如 4X4汽車,考慮到前橋是驅(qū)動橋,為了使前驅(qū) 動橋的主減速器總成上跳時(shí)不與發(fā)動機(jī)發(fā)生運(yùn)動干預(yù), 將發(fā)動機(jī)和前橋主減速器向相反方向偏移.1.5 汽車輪胎的選擇根據(jù)汽車的用途及軸荷、最高車速并參考同類汽車選取,國產(chǎn)輪胎的知名品牌有：三角、雙錢/回力、成山、東風(fēng)、風(fēng)神等.因此

23、輪胎采用斜交輪胎,輪胎數(shù)量為6,前排2個,后排4個,根據(jù)參考的車型選用輪胎規(guī)格為：7.50-16-12pr1.6 確定傳動系最小傳動比在選定最小的傳動比時(shí),要考慮到最高擋行駛時(shí)有足夠的動力性能.根據(jù)?汽車?yán)碚?,發(fā)動機(jī)最大功率時(shí)的車速up應(yīng)等于最高車速或略小于最高車速u - up a max即主減速器傳動比i0 ：0.377 npmaxi0：u° ica max g式中：rr為滾動半徑；npmax為發(fā)動機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速；Hamax為最高車速,i g為變速 器的最高擋傳動比,最高擋為直接擋,那么ig=1o由已選輪胎得：自由直徑為：d=780mm由rr=Fd/2冗得：滾動半徑rr=37

24、1.37mm,其中：子午線輪胎：F=3.05;斜交輪胎：F=2.99nDmax=2800r/min;uamax =108.6km/h ; ia =1pili axa 1 maxg代入公式中可以估算出：io =3.61 ;本次設(shè)計(jì)取3.81.7確定傳動系最大傳動比確定傳動系最大傳動比時(shí),要考慮三方面：最大爬坡度；附著力；汽車的最 低穩(wěn)定車速.就普通貨車而言,當(dāng)i0時(shí),確定傳動系最大傳動比也就是確定變速器 I擋傳動比.汽車爬大坡時(shí)車速很低,可忽略空氣阻力,汽車的最大驅(qū)動力應(yīng)為：Ftmax =Ff FimaxTtq maxig1i0 T=Gf cosG sin :一maxmaxrG f *cos：

25、max sinmax rT rq max i 0 T一般貨車的最大爬坡度為30%,即O(max定16.7. 根據(jù)附著條件校核最大傳動比：T i ,i emax g1 0 T -G2rr式中：G2為后軸軸荷；r.為滾動半徑；igi為變速器的I擋傳動比.所以:G2 rrT 一 icre max10rr =371.37mm;* =0.8 ; i0=4.0 ; Tremax=420n m5:其中本次設(shè)計(jì)中：G2=3990*9.8=39102N;"t =0.9 ;可以算出：ig1三7.683本次設(shè)計(jì)?。篿g1=7.50 g通過計(jì)算得出本次總體設(shè)計(jì)的根本參數(shù)如表表5 CSU1060c總體根本參數(shù)

26、汽車型號CSU1060A最大總質(zhì)量(Kg)6730最大車速(Km/h)100裝載質(zhì)量(Kg)3500外型尺寸(長*寬*高)6790*1899*2255軸距(mm)4000前輪距(mm)1500后輪距(mm)1400發(fā)動機(jī)型號EQD6102-TAA額定功率(kw/r/min)103/28800最大扭矩(N - m/r/min)420/1500-1700輪胎尺寸17.50-16-12pr軸荷分配(前kg)2021軸荷分配(后kg)4711主減速器傳動比i04.0第二章汽車前懸架設(shè)計(jì)2.1 懸架結(jié)構(gòu)及布置形式普通貨車前懸架常采用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架,布置形式為對稱縱置式鋼板彈簧.2.2 懸架主要參數(shù)確

27、實(shí)定2.2.1 懸架的靜撓度 九懸架的靜擾度是指汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷Fw與此時(shí)懸架剛度c之比,即fc =Fw/c貨車的車身的固有頻率n,可用下式來表示：n=c/m/2一式中,c為懸架的剛度(N/cm) ,m為懸架的簧上質(zhì)量(kg)又靜撓度可表示為：fc =mg/cg：重力加速度(10N/kg),代入上式得到：,fcn=5/n: hzfc: cm c由于不同的汽車對平順性的要求不相同,貨車的前懸架要求在1.502.10hz之間,由于貨車主要以載貨為主,所以本次設(shè)計(jì)選取頻率為：1.8hz. o由于n=5/JT,由式子算出f c =7.72cm2.2.2 懸架的動撓度fd懸架的動撓度是指從滿載

28、靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)容許的最大變形時(shí),車輪中央相對車架的垂直位移.通常貨車的動撓度的選擇范圍在69cm.本設(shè)計(jì)選擇：fd = 8.0cm2.2.3 單個鋼板彈簧的載荷滿載靜止時(shí)負(fù)荷Gi=2021kg.簧下局部荷重GZ1=150kg,由此可計(jì)算出單個鋼 板彈簧的載荷：單個鋼板彈簧空載時(shí)的載荷：Gi Gzi1650 -150Fo=g = 10=7500N22單個鋼板彈簧滿載時(shí)的載荷：G1 -Gz12021 150Fw=g = 10 =9345N222.3鋼板彈簧主要參數(shù)確實(shí)定2.3.1 滿載弧高滿載弧高fa是指鋼板彈簧裝到車軸上,汽車滿載時(shí)鋼板彈簧主片上外表與兩端連線間的高度差.常取fa

29、=1020mmft止匕取：fa = 15mm2.3.2 鋼板彈簧長度L確實(shí)定貨車前懸架:L=(0.260.35)軸距.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)L = 0.35父軸距,初步選長度為Lm = 1400mm.2.3.3 鋼板彈簧斷面寬度b確實(shí)定有關(guān)鋼板彈簧的剛度,強(qiáng)度可按等截面的簡支梁計(jì)算,引入撓度增大系數(shù)6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 J.對于對稱式鋼 板彈簧J0 = (L kS)3c、/48E式中： S U形螺栓中央距(mmkU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= FW/fc;二一一為撓度增大系數(shù).撓度增大系數(shù)6確實(shí)定：先確定與主片等長的

30、重疊片數(shù)由,再估計(jì)一個總片數(shù)n.,求得刈=必/ n.,然后=1.5/ 1.04(1 +0.5"),初定 6.對于彈簧：L=1400mmk=0.5c=141.81 N/mm S=140mm1n1 =1n° =8=一8、.=1.5/ 1.04(1 0.5 ) 1=1.5/ 1.04 (1 0.5 -) =1.357 一8E=2.1 105N/mm4將上述數(shù)據(jù)代入以上公式得 44j0 =4.49X10 mm4計(jì)算彈簧總截面系數(shù)W.：W.一 Fw(L -kS)l/4tw 1式中hw】為許用彎曲應(yīng)力.&w】的選?。呵皬椈蔀?50450N/mm2.Fw=9345NL=1400m

31、mk=0.5S=140mm!w 1=400 N/ mm2.將上面數(shù)據(jù)代入公式,得：33W0 =7.8 X 10 mm再計(jì)算彈簧平均厚度：(L - kS)2、!.- Ihp =2J0/W0 =- =10mmp6Efcm有了 hp以后,再選鋼板彈簧的片寬bo推薦片寬和片厚的比值在610范圍內(nèi)選取.b = 80mm1.4.4 鋼板彈簧片厚h的選?。罕驹O(shè)計(jì)彈簧采用等厚片,片厚分別為 10mm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.1.4.5 鋼板斷截面形狀的選擇：本設(shè)計(jì)選取矩形截面.1.4.6 鋼板彈簧片數(shù)本次設(shè)計(jì)選取8片等厚的鋼板彈簧.1.4.7 鋼板彈簧各片長度確實(shí)定先將各片的厚度

32、 加的立方值hi3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型螺栓中央距的一半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.由圖2確定彈簧各片長度：圖2確定主簧各片長度圖彈簧各片鋼板的長度如表6表6彈簧各片鋼板的長度J 丁 P12345678長度(mm1400125011009508006505003501.4.8 鋼板彈簧剛度的驗(yàn)算在此之前,有關(guān)撓

33、度增大系數(shù)6,總慣性矩J.,片長和葉片端部的形狀都不夠準(zhǔn)確,所以有必要驗(yàn)算剛度.用共同曲率法計(jì)算剛度,剛度的驗(yàn)算公式為：n 3C=6： E/ % aki (Yk -Yk i),i=1kk 1其中,ak+=(l1 -lk+) ； Yk =1/£ Ji ； Yk由=1/£ Ji.i 1i=1式中,口為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù),取0.900.94 , E為材料彈性模量；手鼠十為主片和第(k+1)片的一般長度.公式中主片的一半ll,如果用中央螺栓到卷耳中央間的距離代入,求的剛度值為鋼- 一.、-»、 、 . . . . . . » 一 一板彈簧總成自由剛度Cj；如果用有效長

34、度,即li =li -0.5kS代入上式,求得的剛度值為鋼板彈簧總成的夾緊剛度Cz.剛度的驗(yàn)算：Y1=1.5*10Y2=0.75*10%=05*10Y 4=0.375*10Y 5=0.3*10Y6=0.25*10-4Y 7=0.214* 10 -4 Y 8=0.1875*10"將上述數(shù)據(jù)代入公式,得總成自由剛度 C jm :Cjm =1436N/cm 、.一、 ' . . .將上述數(shù)據(jù)代入公式有效長度,即11 =11-0.5ks,代入到公式所求得的是鋼板彈簧總成的火緊剛度CZm-4-4-4-4-4K1234567a =：11 -1k + (cm)7.51522.53037.5

35、4552.5由公式 YK =1/£ Ji (mm ),得:i 1Czm=1480N/cm與設(shè)計(jì)值Cm=1418N/cm相差不大,根本滿足彈簧剛度要求2.3.9 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H 0 ,用下式計(jì)算:H.=(fc fa .)式中,fc為靜撓度；fa為滿載弧高；曲為鋼板彈簧總成用U型螺栓夾緊后引起的弧高變化,“3一$2八；S 為U型螺栓的中央距.L為鋼板彈簧主片長度.2L2下面計(jì)算彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 H ° :由：f c =77.2mmfa =15mmS(3L -S)( fa fc)2f =_(c)=140(3 X 1400-

36、140)(15+77.2)/(2 X 1400 )=13.369mm2L貝UH0 =(fc fa . f)=77.2+15+13.369=105.6mm2.3.10 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑確實(shí)定：2彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑：Ro =L2/8H0=2320mm.8 105.62.3.11 鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半徑確實(shí)定矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑由下式確定R = Ro/1 2 二 0iR0/EhJ式中,R為第i片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑mm, R0為例皿在自由狀 態(tài)下的曲率半徑mmo°i為各片鋼板彈簧預(yù)應(yīng)力N/mm2;E為

37、材料的彈性模量N/mm2 , 取 E 為2.1父105 N/ mm2 ; hi為第i 片的彈 簧厚度 mm.在 R0和各片彈簧的預(yù)應(yīng)力 仃0i的條件下,可以用式 Ri = R0/1 +紀(jì)0iR0/Ehi】計(jì)算出各片鋼板彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑 R.對于片厚相同的鋼板彈簧,各片彈簧的預(yù)應(yīng)力值應(yīng)不宜選取過大；推薦主片在根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊和后的合成應(yīng)力應(yīng)在 300350N/mm2內(nèi)選取.14片長片疊加 負(fù)的預(yù)應(yīng)力,短片疊加正的預(yù)應(yīng)力.預(yù)應(yīng)力從長片由負(fù)值逐漸遞增為正值.在確定各片預(yù)應(yīng)力時(shí),理論上應(yīng)滿足各片彈簧在根部處的預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩Mi之代數(shù)和等于零,即：n; Mi = 0 iWn“ LiW

38、i =0i 1卜面計(jì)算彈簧的各片在自由狀態(tài)下曲率半徑確實(shí)定:表7各片的預(yù)應(yīng)力i12345678%i-12-9-6-3051012R0 =2320mmE= 2.1 105 N/ mm2h, =10mm然后用上述公式計(jì)算彈簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑,結(jié)果見表8:表8彈簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑i12345678Ri (mm)2383.12367.12351.22335.523202294.82269.82245.92.3.12 .彈簧總成各片在自由狀態(tài)下弧高的計(jì)算如果第i片的片長為Li ,那么第i片彈簧的弧高為：2_Hi l_. /8Ri將各片長度和曲率半徑代入上式,得彈簧總成各片在自由狀態(tài)下弧高

39、如表9:表9彈簧總成各片在自由狀態(tài)下弧高i12345678H i (mm)102.882.564.348.334.52313.86.82.3.13鋼板彈簧總成弧高的核算根據(jù)最小勢能原理,鋼板彈簧總成的穩(wěn)定平衡狀態(tài)是各片勢能總和最小狀態(tài),由此 可求得等厚葉片彈簧的R.為：nn1/ R0=v (L /Ri)/' Lii 1i W式中,L為鋼板彈簧第i片長度.鋼板彈簧的總成弧高為H ： L2 / 8R0上式計(jì)算的結(jié)果應(yīng)與H.= (% + fa+生)計(jì)算的設(shè)計(jì)結(jié)果相近.如果相差太多,可彈簧的總成弧高核算將彈簧各片的長度和曲率半徑代入上述公式可得:R0 = 2333.3 mm2然后再代入 Hz

40、L2 / 8R0 = 105mm.8 2333.3原設(shè)計(jì)值為H0=105.6mm相差不大,符合要求.2.4鋼板彈簧強(qiáng)度驗(yàn)算1)當(dāng)貨車緊急制動時(shí),貨車的前鋼板彈簧承受的載荷最大,在它的后半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力仃max用下式計(jì)算二 max= GimJQiC) L(li 12)W0 1一 、 一' 一 ' . 式中,G為作用在前輪上的垂直靜載荷,mi為制動時(shí)前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)；貨車：m；=1.11.2 ; 1 1 12為鋼板前、后段長度；中為道路附著系數(shù)；Wo為鋼板彈簧總截面系 數(shù)；c為鋼板彈簧固定點(diǎn)到路面的距離.許用應(yīng)力 口如為1000N/mm.由上式驗(yàn)算彈簧強(qiáng)度：二 max 二 匕向1

41、2.1C) /(11 12)W0 19345 父 1.5 M 700(700 +0.8 父 700)14008 80 1026 =750MPa<L =1000Mpa2)汽車通過不平路面時(shí)鋼板彈簧的強(qiáng)度驗(yàn)算不平路面上時(shí),按鋼板彈簧的極限變形即動撓度f d計(jì)算載荷Fmj=F+Gf d=9345+1480X 8 = 21185N=695.1Mpa< l=1000MpaFmj111221185 700 700+舊 Wo-1400 x產(chǎn)8*1.2)62.5鋼板彈簧主片的強(qiáng)度的核算鋼板彈簧主片應(yīng)力6是由彎曲應(yīng)力和拉(壓)應(yīng)力合成,即:3Fs(D hi) Fs-a =+bh12bh1其中Fs=Gm；中為沿彈簧縱向作用力在主片中央線上的力；=2hpm卷耳厚度；D為卷耳內(nèi)徑；b為鋼板彈簧寬度.許用應(yīng)力取為350MPa代入上式得：3 9345 1.5 0.8 60 2 10 9345 1.5 0.8:一 =2 =98MPa"二80 2 1080 2 10主片符合強(qiáng)度要求.2.6 鋼板彈簧彈簧銷的強(qiáng)度的核算對鋼板彈簧銷要驗(yàn)算鋼板彈