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機電工程學院 畢業(yè)設(shè)計方案 論證報告 設(shè)計題目: ZQ1040型商用車總體設(shè)計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 2015年 4月 20日  目 次 1總體設(shè)計概述 1 1.1總體設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求 1 1.2汽車的設(shè)計開發(fā)過程 1 2汽車形式的選擇 1 2.1軸數(shù)的選擇 1 2.2驅(qū)動形式的選擇 2 2.3布置形式的選擇 2 3汽車主要參數(shù)的選擇 2 3.1外廓尺寸的選擇 2 3.2軸距L 3 3.3輪距B1 、后輪距B2 3 3.4前懸LF 、后懸LR 3 3.5貨車車頭長度 3 4汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 4 4.1整車整備質(zhì)量m0 4 4.2汽車的裝載質(zhì)量me 4 4.3質(zhì)量系數(shù)h 4 4.4汽車總質(zhì)量ma 4 4.5軸荷分配 4 5汽車性能參數(shù)的確定 5 6汽車發(fā)動機的選擇 5 7輪胎選擇 5 論證結(jié)果 6 參考資料 7 1總體設(shè)計概述 1.1總體設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求 （1）汽車的各項性能、成本等，要達到企業(yè)在商品計劃中所確定的指標。 （2）嚴格遵守和貫徹有關(guān)法規(guī)、標準中的規(guī)定，注意不要侵犯專利。 （3）盡最大可能地去貫徹三化，即標準化、通用化和系列化。 （4）進行有關(guān)運動學方面的校核，保證汽車有正確的運動和避免運動干擾。 1.2汽車的設(shè)計開發(fā)過程 (1)市場調(diào)查和初始決策:其目的是選定所設(shè)計目標，同時制定設(shè)計原則和產(chǎn)品設(shè)計方針，調(diào)查研究的內(nèi)容應(yīng)該有：舊產(chǎn)品在使用中的表現(xiàn)及用戶評價；目前汽車行業(yè)和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，特別是其他競爭對手的新技術(shù)與新產(chǎn)品；這些對新產(chǎn)品設(shè)計是很有好處的。 (2)設(shè)計總體方案:其目的是根據(jù)有關(guān)人員的決策所選定的目標及對開發(fā)新產(chǎn)品制定的工作方針、設(shè)計原則等的設(shè)想，因此又稱為概念設(shè)計。為此要繪制不同的總體方案圖以供參考。不同方案進行對比論證以挑出其中最優(yōu)者。 (3)總布置草圖的繪制:確定整車主要尺寸、質(zhì)量參數(shù)以及各性能指標和各總成的指標。在繪制總布置草圖時要較準確地畫出各總成及部件的外形和尺寸并進行較準確的布置，這些必須要符合有關(guān)標準和法規(guī)；然后進行參數(shù)匹配及性能計算。 (4)繪制車身造型設(shè)計及車身布置圖：繪制不同外形、不同方向的車身外形圖，從中選優(yōu)后經(jīng)征求意見、工藝分析評審及風洞試驗后作進一步修改，審定后用三坐標測量儀測量車身模型坐標點。 (5)編寫設(shè)計任務(wù)書：作為對以后的設(shè)計、試驗及工藝準備的指導和依據(jù)。其內(nèi)容常包括：任務(wù)來源、設(shè)計原則和設(shè)計依據(jù)；產(chǎn)品的用途及使用條件；汽車型號、承載容量、布置型式及主要技術(shù)指標和參數(shù)，包括空車及滿載下的整車尺寸、軸荷及性能參數(shù)，有關(guān)的可靠性指標及環(huán)保指標等；各總成及部件的結(jié)構(gòu)型式和特性參數(shù)；標準化、通用化、系列化水平及變型方案。 (6)汽車的總布置設(shè)計：其主要任務(wù)是根據(jù)汽車的總體布置及整車性能提出對各總成及部件的布置要求和特性參數(shù)等設(shè)計要求，使之組成一個在給定使用條件下的使用性能達到最優(yōu)并滿足設(shè)計任務(wù)書所要求的整車參數(shù)和性能指標的汽車。 2汽車形式的選擇 2.1軸數(shù)的選擇 汽車可以有兩軸、三軸甚至更多的軸數(shù)。汽車的總質(zhì)量和道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負荷能力等是影響選取軸數(shù)的主要因素。 一般的，包括乘用車及汽車總質(zhì)量小于19t的公路運輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車輛，均采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉的兩軸方案。綜合考量，因為ZQ1040貨車總質(zhì)量比較小，所以采用兩軸形式，該方案制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單,使用性能好。 總質(zhì)量大的汽車，軸數(shù)應(yīng)該取多些，但結(jié)構(gòu)復雜，成本高，ma<19t，常采用兩軸汽車；19t-26t，常采用三軸汽車，總質(zhì)量更大的汽車宜采用四軸和四軸以上的形式。ZQ1040輕型載貨汽車采取兩軸式。 2.2驅(qū)動形式的選擇 影響驅(qū)動形式選擇的因素：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，應(yīng)該采用全輪驅(qū)動形式，驅(qū)動輪數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，成本低?；赯Q1040輕型載貨汽車宜采用4*2后置驅(qū)動形式。 2.3布置形式的選擇 駕駛室與發(fā)動機相對位置： 平頭式：汽車總長和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機動性能良好；不需要發(fā)動機罩和翼子板，汽車整備質(zhì)量減小，駕駛員視野得到明顯改善。 短頭式：發(fā)動機大部分在駕駛室前部，少部分位于駕駛室內(nèi)。因發(fā)動機大部分突出在駕駛室前部，所以發(fā)動機有獨立的發(fā)動機艙和單獨的罩蓋。 長頭式：發(fā)動機位于駕駛室前部。這種形式貨車車身部分的結(jié)構(gòu)特點與短頭式貨車相同，只是發(fā)動機艙和車頭部分更長些。但是汽車總長和軸距均較長，因而最小轉(zhuǎn)彎直徑較大，機動性能不好。 偏置式：發(fā)動機位于駕駛室的側(cè)面。多用于重型礦用自卸車上。 此次設(shè)計宜采用平頭式。 發(fā)動機位置：發(fā)動機前置、發(fā)動機中置、發(fā)動機后置，現(xiàn)代貨車已基本不再采用發(fā)動機中置和發(fā)動機后置形式。此次設(shè)計采用發(fā)動機前置形式。 3汽車主要參數(shù)的選擇 3.1外廓尺寸的選擇 表1各種車型外廓尺寸參照表 選長*寬*高=6000mm*2050mm*2250mm； 貨箱=3850mm*1900mm*400mm。 3.2軸距L 軸距L對整備質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動軸長度、縱向通過半徑等有影響。裝載量多的貨車，L應(yīng)取長些；機動性要求高的汽車，L應(yīng)取短些。在標準軸距車型基礎(chǔ)上，派生出短軸距和長軸距車型，其軸距變化范圍在0.4～0.6m。 初選L=3300mm。 3.3輪距B1 、后輪距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：因為總寬不超過2.5m，所以B不宜取大；在選定的前輪距B1要保證布置下發(fā)動機、車架、前懸架和前輪，保證轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動空間及桿系與車架、車輪之間的間隙。在確定后輪距B2時，應(yīng)考慮車架兩縱梁之間的寬度、懸架寬度、輪胎寬度的影響，保證它們之間有足夠的間隙。 取B1=1420mm, B2=1400mm。 3.4前懸LF 、后懸LR 前懸尺寸對汽車通過性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長度、上車和下車的方便性以及汽車造型等均有影響。增加前懸尺寸，減少了汽車的接近角，是通過性降低，并使駕駛員視野變壞。因在前懸這段尺寸內(nèi)要布置保險杠、散熱器風扇、發(fā)動機、轉(zhuǎn)向器等部件，故前懸不能縮短。 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=1.8～14.0t)，LR一般在1200～2200mm之間；特長貨箱的貨車，LR可達到2600mm，但不得超過軸距的55%。 取LF=1110mm, LR=1590mm。 3.5貨車車頭長度 貨車車頭長度系指從汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離。車身形式，即長頭型還是平頭型對車頭長度有絕對影響。此外，車頭長度尺寸對汽車外觀效果、駕駛室居住性、汽車面積利用率和發(fā)動機的接近性等有影響。 長頭型貨車車頭長度尺寸一般在2500～3000mm之間，平頭型貨車一般在1400～1500mm之間。 取車頭長度為1450mm。 4汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 4.1整車整備質(zhì)量m0 整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時的整車質(zhì)量。 整車整備質(zhì)量對汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟性有影響。減少m0 ，則 制造成本降低；節(jié)約燃料，使用成本降低；裝載量、載客量增加，使用經(jīng)濟性提高。取m0=2200kg。 4.2汽車的裝載質(zhì)量me 汽車的載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好路面上行駛時所允許的額定載質(zhì)量。汽車在碎石路面上行駛時，載質(zhì)量約為好路面的75%～85%。越野汽車的載質(zhì)量是指越野行駛時或在土路上行駛時的額定載質(zhì)量。 商用貨車載質(zhì)量me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，貨流大、運距長或礦用自卸車應(yīng)采用大噸位貨車以降低運輸成本，提高效率；對貨源變化頻繁、運距短的市內(nèi)運輸車，宜采用中、小噸位的貨車比較經(jīng)濟。取me=2900kg 4.3質(zhì)量系數(shù)h 質(zhì)量系數(shù)是指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即= me=2.9t m0=2.2t 故 =1.31 根據(jù)推薦標準 =1.31滿足要求。 4.4汽車總質(zhì)量ma 汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時的整車質(zhì)量。 商用貨車的總質(zhì)量ma由整備質(zhì)量m0、載質(zhì)量me和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，即 ma = m0+me+n1*65kg。 故整車總質(zhì)量為ma=m0+me+n1*65kg=5595㎏。 4.5軸荷分配 汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止狀態(tài)下，各車軸對支承平面的垂直負荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。 軸荷分配對輪胎壽命和汽車的許多使用性能有影響。從各輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個車輪的負荷應(yīng)相差不大。 滿載 空載 前輪 后輪 前輪 后輪 30%～35% 65%～70% 48%～54% 46%～52% 表2汽車的載荷分配 按要求設(shè)計本車的軸荷分配為： 滿載：前軸35% ，后軸65%。滿足要求。 5汽車性能參數(shù)的確定 設(shè)計一輛ZQ1040貨車，最大總質(zhì)量不超過8t，最高車速為90km/h，比功率為11.3kw/t的貨車。 整車尺寸（長*寬*高） 5995mm*2000mm*2250mm 軸數(shù)/軸距 2/3308mm 額定載質(zhì)量 4955kg 整備質(zhì)量 2150kg 公路行駛最高車速 90km/h 6汽車發(fā)動機的選擇 對于發(fā)動機的種類和型式，汽車可以選用汽油機和柴油機，而柴油機廣泛應(yīng)用于對于動力性要求比較高的汽車。 根據(jù)發(fā)動機氣缸排列形式不同，發(fā)動機可分為直列、水平對置和V型三種。氣缸直列式排列具有結(jié)構(gòu)簡單、寬度窄、維修容易、布置方便等優(yōu)點。但當發(fā)動機缸數(shù)多時，長度尺寸過長，因此直列式適用于6缸以下的發(fā)動機。 根據(jù)發(fā)動機冷卻方式不同，發(fā)動機分為水冷與風冷兩種。大部分汽車用水冷發(fā)動機，因為水冷發(fā)動機擁有冷卻均勻可靠、噪聲小、散熱良好和能解決車內(nèi)供暖問題，以及加大散熱器面積后，能較好適應(yīng)發(fā)動機增壓后散熱的需要等很多優(yōu)點。 所以本次發(fā)動機為水冷、直列四缸、增壓中冷、高壓共軌柴油機。 7輪胎選擇 子午線輪胎的優(yōu)點： 滾動阻力小、溫升低、油耗低；胎體緩沖性能、胎面附著性能好；壽命長、高速性能好。子午線輪胎的缺點：制造困難，造價高；不宜翻修。子午線輪胎是汽車設(shè)計時的首選輪胎。鋼絲簾線輪胎：強度高、導熱性好；僅能做子午線輪胎；適用于常在高速條件下行駛的汽車。人造纖維輪胎：選用尼龍、聚脂、人造絲等人造材料做簾線。用于常在低速條件下行駛的汽車使用的斜交輪胎。 低斷面輪胎：胎面寬平、側(cè)面剛性大、附著能力強；散熱良好；高速行駛穩(wěn)定性好。 無內(nèi)胎輪胎：平衡性良好、發(fā)熱少；刺扎后不易快速失氣、高速行駛安全性能良好。轎車、輕型客車多采用子午線、低斷面、無內(nèi)胎輪胎。 此次設(shè)計選取底斷面、無內(nèi)胎、子午線輪胎。 論證結(jié)果 基于以上論證，ZQ1040輕型載貨汽車底盤總體及懸架設(shè)計宜設(shè)計成兩軸式，4*2發(fā)動機前置后輪驅(qū)動，平頭式貨車。前后懸架均采用縱置鋼板彈簧式非獨立懸架。參考資料 [1] 王望予、林逸、張建文.汽車設(shè)計（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社 [2] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].第1版.北京：清華大學出版社，2001.7 [3] 余志生、趙六奇、夏群生等.汽車理論（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社,1980 [4] 陳家瑞.汽車構(gòu)造（第三版）.北京：人民交通出版社，2000 [5] 吳宗澤.機械設(shè)計使用手冊.北京：化學工業(yè)出版社，1998 [6] 劉茂光.汽車輪胎工程手冊.北京：人民交通出版社，1987 [7] 曹泗秋、楊巍、江大鳳等.機械原理. 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