ZY1160底盘总体及悬架设计.doc

1、机电工程学院毕业设计说明书设计题目: ZY1160底盘总体及悬架设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 20xx 年 5 月 15 日目 次1前言12底盘总体设计12.1汽车形式的选择12.2汽车主要参数的选择32.3发动机的选择72.4轮胎的选择83 货车前后悬架系统钢板弹簧设计83.1初始参数83.2悬架主要参数的确定93.3弹性元件的计算103.4钢板弹簧的检验校核174减震器设计204.1相对阻尼系数204.2减振器阻尼系数的确定204.3最大卸荷力的确定214.4简式减振器工作缸直径的确定215总结21致谢22参考文献221 前言1.1 底盘设计概述 汽车底盘是汽车的重要

2、组成部分，底盘接受来自动力装置的力，并且使汽车产生运动，保证汽车的行驶。其构成包括：传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统。在汽车设计中，汽车底盘总体设计是非常关键的一个环节，它对汽车的质量、性能等方面有很大的影响。在进行汽车底盘总体设计时，一定要按照我国的现有法规、标准去进行。1.2 悬架设计概述 悬架是汽车重要的总成之一，它连接着车架和车桥，传递二者之间的力和力矩。悬架主要有弹性元件、导向元件、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。其功用减少由地面传给车身的冲击，并且减轻由此引起的承载系统的振动，使汽车可以平顺行驶；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获

3、得高速行驶能力。悬架的设计要求有：1）行驶平顺性好；2）能衰减振动；3）操纵稳定；4）汽车制动或加速时，保证车身的相对稳定；5）隔声效果好；6）紧凑的结构、小的使用空间。2 底盘总体设计2.1 汽车形式的选择2.1.1 汽车轴数汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。对于总质量小于19t的汽车一般采用结构简单、制造较成本低廉的两轴方案。本次设计的ZY1160重型货车选用两轴方案。2.1.2 驱动形式汽车常用的驱动形式有42、64、44、66、84等，其中第一个数为汽车车轮总数（双排轮胎按一个胎计），第二个表示驱动轮数。结合当前同类型的货车，本次设计的ZY1160重型货车选用42的驱动形式。2

4、.1.3 布置形式货车的布置形式可以按照驾驶室与发动机相对位置的不同，可以分为平头式、短头式、长头式和偏置式四种。货车又可以根据发动机位置不同，分为发动机前置、中置和后置三种布置形式。（1）平头式、短头式、长头式、偏置式货车平头式货车 优点：最小转弯直径小；相比同质量其他类型货车，整备质量减少；视野开阔等。缺点：空载时汽车通过性较差；发动机的噪声等对驾驶员影响比较大；发生安全事故时，更易使驾驶员受到伤害。短头式货车 特点：最小转弯直径介于平头车和长头车之间；视野强于长头车，但低于平头车；发生安全事故，安全性好与平头车。长头式货车 优点：通过性能好；发动机噪声，对驾驶员影响较小；发生安全事故，安

5、全性好于平头式和短头式货车。缺点：最小转弯直径大；视野相对较差等。偏置式驾驶室的货车主要用于重型矿用自卸车上。（2）发动机前置、中置、后置发动机前置后桥驱动货车 优点：可以采用的发动机种类较多；发现故障时维修方便；容易布置操纵机构；货箱地板高度低。缺点是:若安装在平头式货车上，会使驾驶室内部拥挤，产生的噪声会对驾驶员产生较大影响；若安装在长头式货车上，为使驾驶员视野开阔，则会增加整车和整车质心高度。发动机中置后桥驱动 需要特殊设计的发动机；维修不方便；离合器、变速器等机构复杂；因发动机距离地面近，容易被车轮带起的泥土弄脏；货箱地板高度高。因为这种布置形式的缺点多，并且难以克服，故不采用。发动机

6、后置后桥驱动 这种布置形式的货车是在发动机后置后桥驱动的乘用车地底盘基础上变形而来的，所以一般不采用。由分析可以确定，ZY1160重型货车采用平头式、发动机前置后桥驱动的布置形式。2.2 汽车主要参数的选择汽车主要参数包括尺寸参数、质量参数和性能参数。2.2.1 尺寸参数汽车的尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸（1）外廓尺寸汽车的长、宽、高称为汽车外廓尺寸。在进行设计时，要结合国家标准进设计。表 2-1 二轴货车外廓尺寸的最大限值二轴货车汽车总质量车长/mm车宽/mm车高/mm最大设计总质量3500kg600025004000最大设计总质量 3500kg，且8

7、000kg7000最大设计总质量 8000kg,且12000kg8000最大设计总质量 12000kg9000二轴货车外廓尺寸最大如上表所示，参考同类车型的货车，确定本次设计ZY1160重型货车的长取9000mm，宽取2500mm，高取2870mm。（2）轴距L和轮距B轴距的选取应在一定的范围。轴距过短会使车厢的长度变短；使汽车制动性变差；对汽车行驶平顺性也会有不好的影响。轴距过长则会使汽车整备质量变大；使汽车机动性变差等。对于载货量大的货车，轴距在选取时，可以选的尽量大些。轴距的选取可以参考表2-2。轮距大可以提高车身的稳定性，但会使汽车的最小转弯直径和总质量的增加，降低汽车的机动性能。轮距

8、在选取时，要满足汽车的总宽不能超过2.5m。前轮距在选取时，要使前轮的转向不受影响，同时还要保证前轮、车架、前悬架和发动机能有合适的位置。后轮距的选取则应考虑到轮胎、车架的宽度等。表 2-2 各类汽车的轴距和轮距42货车汽车总质量Ma/t轴距L/mm轮距L/mm1.817002900115013501.86.02303600130016506.014.03600550017002000144500560018402000参考表2-32并结合同类车型，此次设计轴距取5000mm，前轮距取1920mm，后轮距取1800mm。（3）前悬和后悬前悬是指汽车前轮中心与汽车最前端的水平距离。前悬的长度应足

9、以安装保险杠、固定和安装驾驶室前支点等。前悬增加会使汽车的通过性降低、增加前悬架的长度并且会使驾驶员的视野受到影响；但是在汽车发生安全事故时，可以对乘员进行保护，提高安全性。后悬是指后桥中心至汽车最后端之间的水平距离。后悬的长度与汽车轴距、货厢长度和轴荷分配情况有很大关系。 后悬尺寸过长，会使汽车通过性降低、汽车追尾时的安全性提高和货箱长度增加。总质量在1.814.0t的货车后悬一般在12002200之间，特长货箱的汽车后悬可达到2600mm，但不得超过轴距的55。参考同类车型，本次设计的平头式货车前悬为1430mm，后悬为2570mm。（4）货车车头长度货车车头长度是指从汽车驾驶室后围到前保

10、险杠的距离。驾驶室的形式对车头长度有特别大影响。此次设计取车头长度为1800mm。（5）货车车厢尺寸货车车厢尺寸在设计时要求在运送散装煤和袋装粮食时能装足够的吨数。车厢长度在满足要求的前提下尽可能短点，以减少整备质量。车厢宽度在设计时应在满足标准的要求下尽量宽点，以缩减整车长度。车厢高度增加会使货车的质心增高。参考同类型汽车，可取车箱长6600mm、宽2400mm、高600mm。2.2.2 质量参数质量参数包括整车汽车总质量、装载质量（载质量）、整备质量、质量系数、轴荷分配等。（1）汽车总质量ma汽车总质量在本次设计中已给出，ma=16000kg。（2）整车整备质量m0整车整备质量是指车上带有

11、全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。整车整备质量对汽车的制造成本和燃油经济性有影响，整备质量为5900kg。（3）装载质量（载质量）me载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载质量。载质量在此次设计中为9900kg。（4）质量系数m0质量系数是指汽车载质量与整车整备质量的比值。该系数反应了汽车的设计水平和工艺水平，质量系数越大，说明该汽车的结构和制造工艺越先进。m0= me/m0=1.68（5）轴荷分配汽车轴荷分配是指汽车在空载和满载静止状态下，各轴对支承平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。轴荷分配可参考2-3进行选择。表

12、2-3 各类货车的轴荷分配货车类型满载空载前轴后轴前轴后轴42后单胎324060685059415042后双胎（长头）253073754449505642后双胎（平头）303565704854465264后双胎大多1925大多798131376369由于此次设计采用42后双胎（平头）重型货车，满载时可取前轴载荷58800N，后轴载荷98000N；空载时，前轴载荷28910N，后轴载荷28910N。2.2.3 汽车性能参数（1）动力性参数汽车的动力性参数包括最高车速、比功率、比转矩、上坡能力和加速时间等。货车的动力性参数在选择时可以结合表2-4进行选择。表2-4 货车动力性参数范围最大总质量(t

13、)最高车速(km h-1)比功率（kWt-1）比转矩（N mt-1）1.880 13516 2830 441.8ma6.015 2538 446.0ma14.075 12010 2033 4714.06 2029 50最高车速vmax汽车的最高车速是指汽车在水平良好路面上，汽车能达到的最高行驶速度。最高车速已由本次设计给出，为80km/h。比功率和比转矩比功率是汽车所装发动机标定的最大功率与汽车最大总质量的比值。比功率大的汽车加速性能、速度性能会更好些。比转矩是汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比。比转矩大的汽车牵引能力强。参考同类车型并结合表2-4，取比功率为8.5kWt-1，比转矩为3

14、5 Nmt-1。加速时间货车的加速时间是货车动力性的另一个表征参数，它知道时货车在良好的平直路面上，从原地起步并以最大的加速度进行加速达到一定车速所需要的时间。对于最高车速在100km/h以下的货车常用加速到60km/h的加速时间来表示。上坡能力货车的上坡能力是指货车在满载时在良好的路面条件下所能爬上的最大坡度。通常要求货车能够爬上30%的坡度，这个参数在选择最大传动比的时候往往是必须要考虑的对象。（2）最小转弯直径货车的转向盘转至其极限位置时，货车的前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆直径，称为汽车最小转弯直径。对于质量大于14t的货车，其最小转弯直径在13.0m21.0m之间选取。本次设计最小转弯直径定为19m。（3）通过性几何参数通过性几何参数包括：最小离地间隙hmin、接近角1、离去角2、纵向通过半径1。其取值如表2-5所示。表2-5 汽车通过性几何参数车型hmin/mm1/()2/()1/m42乘用车155220203015223.08