货车总布置概要

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沈航北方科技学院课程设计说明书课程名称某货车总体设计教学部机械工程系专业汽车工程班级B042142学号B04214208学生姓名鹏程万里指导教师付强2013年12月

1货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02需要原版CAD图纸请加QQ1215718444沈航北方科技学院课程设计任务书教学部机械工程系专业机械（汽车）课程设计题目某货车总体设计（叫=1500kg；vamax=100km/h；fr=0.02）班级_学号姓名课程设计时间:2013年_1±_月25日至2013年_J2_月13日课程设计的内容及要求：（一）主要内容1•查阅资料、调查研究、制定设计原则2.选择整车和各总成的结构型式及主要技术特性参数和性能参数，形成一个完整的整车概念。选型过程中要进行必要的计算，并绘制总布置草图，以检验所选择的总成能否满足选型时确定的整车性能和尺寸要求。3.汽车主要技术参数的确定（1）汽车质量参数的确定：汽车装载质量、整车整备质量、汽车总质量、汽车轴数和驱动型式、汽车的轴荷分配。（2）汽车主要尺寸参数的确定：汽车轴距、汽车的前后轮距、汽车的前悬和后悬、汽车的外廓尺寸。（3）汽车主要性能参数的确定：汽车动力性能参数（汽车最高车速Vamax、加速时间、最大爬坡度imax、直接档最大动力因数D0max、I档最大动力因数Dimax）、燃料经济性参数、通过性参数、制动性参数、操纵稳定性参数、行使平顺性参数。4.绘制总布置图（1）明确绘制总布置图的基准；（2）标注主要结构尺寸和装配尺寸。（二）基本要求1.绘制汽车的总布置图，0号图纸一张。2.编写设计说明书，设计说明书应包括以下内容：（1）汽车形式的选择；（2）汽车各总成的选择；（3）汽车主要技术参数的确定；（4）汽车主要性能的计算；包括：汽车动力性、经济性、操纵稳定性等。（5）参考文献。3.设计进度与时间安排：

2货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02需要原版CAD图纸请加QQ1215718444（1）明确任务，分析有关原始资料，复习有关讲课内容及熟悉参考资料0.5周；（2）设计计算，1.0周；（3）绘图，1.0周；（4）编写说明书、答辩，0.5周。2.注意事项：（1）为保证设计进度及质量，设计方案的确定、设计计算的结果等必须取得指导教师的认可，尤其在绘制总布置图前，设计方案应由指导教师审阅。图面要清晰干净；尺寸标注正确。（2）编写设计说明书时，必须条理清楚，语言通达，图表、公式及其标注要清晰明确，对重点部分，应有分析论证，要能反应出学生独立工作和解决问题的能力。（3）独立完成图纸的设计和设计说明书的编写，若发现抄袭或雷同按不及格处理。（三）主要参考文献1.成大先机械设计手册（第三版）2•汽车工程手册机械工业出版社3.陈家瑞汽车构造（下册）人民交通出版社4.王望予汽车设计机械工业出版社5.余志生汽车理论机械工业出版社（四）评语（五）成绩本课程设计的成绩按优秀、良好、中等、及格、不及格五级评定，根据课设工作态度、出勤情况、设计方案、性能计算、图纸质量、说明书质量、答辩情况等综合评定每个同学的课程设计成绩。指导教师2013年月_25_日负责教师年月—

3货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02目录1.汽车形式的选择11.1汽车质量参数的确定11.1.1汽车载人数和装载质量11.1.2整车整备质量m确定11.1.3汽车总质量m11.2汽车轮胎的选择21.3驾驶室布置31.4驱动形式的选择31.5轴数的选择41.6货车布置形式41.7外廓尺寸的确定41.8轴距L的确定41.9前轮距B1和后轮距B251.10前悬Lf和后悬Lr51.11货车车头长度51.12货车车箱尺寸52.汽车发动机的选择62.1发动机最大功率Pemax62.2发动机的最大转矩Temax及其相应转速nT72.3选择发动机73.传动比的计算和选择93.1驱动桥主减速器传动比i0的选择103.2变速器传动比ig的选择103.2.1变速器头档传动比ig1的选择103.2.2变速器的选择11II

4货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.021.轴荷分配及质心位置的计算124.1轴荷分配及质心位置的计算122.动力性能计算175.1驱动平衡计算175.1.1驱动力计算175.1.2行驶阻力计算175.1.3汽车行驶平衡图185.2动力特性计算195.2.1动力因数D的计算195.2.2行驶阻力与速度关系205.2.3动力特性图205.2.4汽车爬坡度计算215.2.5加速度倒数曲线225.3功率平衡计算错误！未定义书签。5.3.1汽车行驶时，发动机能够发出的功率Pe235.3.2汽车行驶时，所需发动机功率Pe245.3.3功率平衡图253.汽车燃油经济性计算254.汽车不翻倒条件计算277.1汽车满载不纵向翻倒的校核277.2汽车满载不横向翻倒的校核277.3汽车的最小转弯直径27总结29参考文献30附录31参考车型江铃凯锐800120马力厢式轻卡（JX5047XXYXG2基本参数31II

5货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02摘要根据本次课程设计的任务，完成了任务书上所要求的某货车的总体设计。本篇说明书说明了货车设计的总体过程，本次课程设计为载重量1.5吨的轻型货车的设计，首先对汽车的形式进行了确定，其中包括汽车外尺寸的设计，质量参数的确定，轮胎，轴数，驱动形式以及布置形式的选择。其次，以汽车的最高车速和总质量选择了汽车的发动机。查资料确定了汽车的整体结构，包括车身，车厢，车头的选择。细节有轮距，轴距的确定等。在确定了发动机之后，计算了车的传动比，选择了变速器，计算了汽车的动力特性，包括了驱动力与阻力的平衡，动力因数，加速度，加速时间的确定。然后计算了汽车的燃油经济性问题。最后计算了汽车的稳定情况，保证了汽车可以安全的上路行使，完成了汽车的设计。关键词：总体设计，轴荷分配，动力性，燃油经济性iii

6货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0211货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02第1章汽车形式的选择1.1汽车质量参数的确定汽车质量参数包括整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、载荷分配等。1.1.1汽车载人数和装载质量汽车的载荷质量是指汽车在良好路面上所允许的额定装载质量。汽车载客量：3人汽车的载重量：me=1500kg1.1.2整车整备质量m确定整车整备质量是指车上带有全部装备（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。质量系数nmo是指汽车载质量与整车整备质量的比值，nmo=none/moo根据表1.1表1.1货车质量系数◎mo总质量m/t◎mo货车1.8vmW6.00.8〜1.16.0vmW14.01.20〜1.35ma>14.01.30〜1.70本车型为轻型货车，1.8vna<6.0，故取術。=0.8根据公式nno=me/m0;mo=me/rpo=1500/0.8=1875kg1.1.3汽车总质量m汽车总质量m是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量(1.1)ma=mo+me+3X55kg11

7货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02式中：ma——汽车总质量，kg；mo整车整备质量，kg；me汽车载质量，kg；根据公式（2.1）可得：m=mo+me+3X65kg=1500+1875+3X65=3570kg汽车总质量：3570kg1.2汽车轮胎的选择表1.2各类汽车轴荷分配满载空载前轴后轴前轴后轴商用货车4>2后轮单胎32%-40%60%-68%50%-59%41%-50%4>2后轮双胎，长、端头式25%-27%73%-75%44%-49%51%-56%4>2后轮双胎，平头式30%-35%65%-70%48%-54%46%-52%6>2后轮双胎19%-25%75%-81%31%-37%63%-69%根据表1.2，本车型为4>2后轮双轮胎，平头式，故暂定前轴占32%后轴占68%则:前轮单侧:lGX0.3235707.32Fz1571.20kg后轮单侧：lGX0.6835707.68，一c小Fz21213.8kgn2其中Fz••为轮胎所承受重量,根据GB9744一1997可选择轮胎如表1.3表1.4所示表1.3轻型载重普通断面断面斜交线线轮胎气压与负荷对应表负荷，kg\气压品格I2502803203503904204604905305606.00-14LTS500540580[6]620655685[8]----根据Fz.:,选择轮胎型号6.00-14LT，气压：390kPa,层级：8表1.4轻型载重普通断面斜交线轮胎轮胎规格基本参数主要尺寸，mm允许使用轮辋11

8货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02层级标准轮辋新胎充气后轮胎最大只用尺寸双胎最小中心距断面宽度外直径负荷下静半径断面宽度外直径公路花纹越野花纹6.00-14LT6,84.5J170680-3241847071964J5J1.3驾驶室布置载货车驾驶室一般有长头式、短头式、平头式三种。平头式货车的主要优点是：汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能良好，汽车整备质量小，驾驶员视野得到明显的改善，平头汽车的面积利用率高。短头式货车最小转弯半径、机动性能不如平头式货车，驾驶员视野也不如平头式货车好，但与长头式货车比较，还是得到改善，动力总成操作机构简单，发动机的工作噪声、气味、热量和振动对驾驶员的影响与平头货车比较得到很大改善，但不如长头式货车长头式货车的主要优点是发动机及其附件的接触性好，便于检修工作，离合器、变速器等操纵稳定机构简单，易于布置，主要缺点是机动性能不好，汽车整备质量大，驾驶员的视野不如短头式货车，更不如平头式货车好，面积利用率低。综上各货车的优缺点，本车选用平头式，该布置形式视野较好，汽车的面积利用较高，在各种等级的载重车上得到广泛采用1.4驱动形式的选择汽车的驱动形式有很多种。汽车的用途，总质量和对车辆通过性能的要求等,是影响选取驱动形式的主要因素。本车采用普通商用车多采用结构简单、制造成本低的42后双胎的驱动形式。11

9货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.021.5轴数的选择汽车的总质量和道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等对汽车的轴数有很大的影响。总质量小于19吨的商用车一般采用结构简单、成本低廉的两轴方法，当汽车的总质量不超过32t时，一般采用三轴；当汽车的总质量超过32t时，一般采用四轴。故本车轴数定为两轴。1.6货车布置形式汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置而言。汽车的使用性能取决于整车和各总成。其布置的形式也对使用性能也有很重要的影响。本车为平头货车，发动机前置后桥驱动。1.7外廓尺寸的确定GB1589—1989汽车外廓尺寸限界规定如下：货车、整体式客车总长不应超过12m，不包括后视镜，汽车宽不超过2.25m;空载顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m；根据课设要求，并参考同类车型江铃凯锐800120马力厢式轻卡(JX5047XXYXG2轻卡，本车的外廓尺寸如下：5995X2180X2700(mm

10货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.026.0〜14.03600〜55001700〜20001.9前轮距Bi和后轮距B2在选定前轮距B1范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动空间间隙。在确定后轮距B2时，应考虑车架两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。根据表3-1，并参考同类车型江铃凯锐800120马力厢式轻卡（JX5047XXYXG2轻卡，前轮距B仁1650mm后轮距B2=1568mm。1.10前悬Lf和后悬Lr前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、下车和上车的方便性以及汽车造型等均有影响。初选的前悬尺寸，应当在保证能布置总成、部件的同时尽可能短些。后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货厢长度、汽车造型等有影响，并决定于轴距和轴荷分配的要求。总质量在1.8〜14.0t的货车后悬一般在1200〜2200mm之间参考同类车型江铃凯锐800120马力厢式轻卡（JX5047XXYXG2轻卡，并根据本车结构特点确定前悬Lf:1090mm后悬LR1545mm。1.11货车车头长度货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。参考江铃凯锐800120马力厢式轻卡（JX5047XXYXG2轻卡，本车车头长1500mm1.12货车车箱尺寸参考江铃凯锐800120马力厢式轻卡（JX5047XXYXG2轻卡，考虑本车设计要求，确定本车车箱尺寸：4080mmX2180mmX380mm。11

11货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02第2章汽车发动机的选择2.1发动机最大功率Pemax当发动机的最大功率和相应的转速确定后，则发动机最大转矩和相应转速可随之确定，其值由下面公式计算：(2.1)p」「GLv+9av3）emaxT3600amax76140amax式中：Pemax一一最大功率，kw；t――传动效率，取0.9；g重力加速度，取9.8m/s2;f――滚动阻力系数，取0.02；CD――空气阻力系数，取0.8；A――汽车正面迎风面积，A二B1H1，其中B1为前轮距（见第三章），H1为汽车总高（见第三章）；2A=B-iH1=2.7X.65=4.46m；G汽车总重,kg；Vamax汽车最高车速，km/h。根据公式（2.1）可得:丄3v+^^v31=amaxamaxT360076140丄35709.8°.°21000.9.36000.84.46761401003上73.66kw11货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0211货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0212%〜20%即在考虑汽车其它附件的消耗，可以在再此功率的基础上增加82.5〜88.6kw选择发动机。11

12货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.022.2发动机的最大转矩TemaX及其相应转速F当发动机的最大功率和相应的转速确定后，则发动机最大转矩和相应转速可随之确定，其值由下面公式计算：Tema远a9550Pemax(2.2)11货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02np式中：a——转矩适应系数，一般去1.1〜1.3,取1.1Tp——最大功率时转矩，N?mRma最大功率，kWnP――最大功率时转速，r/minTemaX最大转矩，N?m其中，门卩/山在1.4〜2.0之间取。这里取1.8根据公式（2.2）Temax1仆9550沢882800=330.12N*mnT=nP/1.8=2800/1.8=1555r/min2.3选择发动机根据上述功率及发动机的最大转矩，选定CY4102BZLQ-A表2-1CY4D43TI主要技术参数CY4102BZLQ-A增压中冷型主要技术参数型号：CY4D43TI增压中冷型形式：立式直列、水冷、四冲程、增压中冷气缸数：4—102XI18工作容积：3.856燃烧室形式：直喷圆形型缩口燃烧室压缩比：17:111

13货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02额定功率/转速：88/2800最大扭矩/转速：343/1400-1800标定工况燃烧消耗率：全负荷最低燃油消耗率：220最咼空载转速：3100怠速稳定转速：750机油消耗率：0.6工作顺序：1-3-4-2噪声限制：114烟度：0.6排放标准：达欧洲II号标准整机净质里：340外形参考尺寸：963.1693X820.8发动机外特性曲线如图2.1所示：图2.1发动机外特性曲线60J202302202102423

14货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0269JCY41Q2KLQ型柴油机^形连接尺寸（参考）11

15货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0211货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02第3章传动比的计算和选择3.1驱动桥主减速器传动比i0的选择在选择驱动桥主减速器传动比io时，首先可根据汽车的最高车速、发动机参数、车轮参数来确定，其值可按下式计算:0.377rnv|0二iVamaxig4(3.1)式中：Vamax汽车最高车速，km/h；nv最高车速时发动机的转速，一般nv=（0.9〜1.1）np，其中片为发动机最大功率时对应的转速，r/min；这里取nv为1，贝Unv=1Xnp=1X2800=2800r/minr——车轮半径，0.324m取ig5=0.855；根据公式（3.1）可得：0.377rnv0.3770.3242800,豪石；匚=1009855=43.2变速器传动比的选择3.2.1变速器头档传动比ig1的选择（1）在确定变速器头档传动比ig1时，需考虑驱动条件和附着条件为了满足驱动条件，其值应符合下式要求：ig1G(fcos:maxsin:max)rgTeimax"03570(0.02COS16.7sin16.7；)0.3249.83434.00.9=2.8211

16货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02式中：:max――汽车的最大爬坡度，初选为16.7%为了满足附着条件，其大小应符合下式规定：Fz^rg2427.6x9.8x0.8x0.324igi4.99gTemaxi。T34340.9式中：Fzcp――驱动车轮所承受的质量，kg；由于第一章中后轴轴荷分配暂定为68%故Fz.=3570>68%=2427.6kg:——附着系数。0.7-0.8之间，取「=0.8。(2)各挡传动比确定：由于igi在2.82〜4.99取igi=3.75，且ig5=0.8553.2.2变速器的选择实际上，对于挡位较少的变速器，各挡传动比之间的比值常常并不正好相等，即并不是正好按等比数级来分配传动比的，这主要是考虑到各挡利用率差别很大的缘故，汽车主要用较高挡位行驶的，中型货车5挡位变速器中的1、2、3、4、5五个挡位的总利用率仅为10%^15%所以较高挡位相邻两个挡见的传动比的间隔应小些，特别是最高挡与次高挡之间更应小些。参考《中国汽车零配件大全》，选取变速箱，型号为MSG5E确定各档传动比如下表3.1表3.1MSG5参数品牌系列型号重量(KG)1-5传动比倒档中心距A江铃TFR54MSG5E321档:3.752档：2.173档：1.4184档：15档：0.8553.7269.5mm11

17货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02第4章轴荷分配及质心位置的计算4.1轴荷分配及质心位置的计算根据力矩平衡原理，按下列公式计算汽车各轴的负荷和汽车的质心位置：gi|i+g2|2+g3|3+…=G2Lgihi+g2h2+g3h2+^=Ghggi+g2+g3+・・・=G(4.1)Gi+G2=GGiL=GbG2L=Ga式中：gi、g2、g3各总成质量，kg；li、b、l3各总成质心到前轴距离，mm；hi、h2、h2、各总成质心到地面距离，mm；Gi——前轴负荷，kg；G2后轴负荷，kg；L汽车轴距，mm；a汽车质心距前轴距离，mm；b汽车质心距后轴距离，mm；hg—汽车质心到地面距离，mm。质心确定如表4.i所示表4.i各部件质心位置主要部件部件质量kg空载质心坐标满载质心坐标空g*l空g*h满g*l满g*hlyhlyhG发动机340-100700550-100700500-1687592812.5-1687584375G离合器i7.852506905502506905001171.8752578.1251171.8752343.75变速器及离合器壳606007104706007104201687513218.751687511812.5万向节传动轴53.5518507004001850700350277506000277505250后轴，后轴428.425157003242515700274306515.639487.5306515.633393.75i2

18货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02制动器后悬架及减震214.224157005002415700450135843.828125135843.825312.5前悬架及减震:■器71.4100700500100700450-18759375-18758437.5前轴，前制动轮毂转向梯形214.2100700324100700274-5156.2516706.25-5156.2514128.13车轮，前轮胎总成71.407003240700274015187.5012843.75车轮，后轮胎总成214.233607003242515700274294726.637968.75294726.632109.38车架及支架，拖钩214.213007006001300700550134062.561875134062.556718.75转向器428.4600300900600300850-5062.57593.75-5062.57171.875手制动器327065092006508700517504893.75制动驱动机构35.7600250500600250450-22501875-22501687.5油箱及油管21.4212001005001200100450101254218.75101253796.875消音器，排气管17.8515001000300150010002504218.75843.754218.75703.125蓄电池组28.56800500500800500450120007500120006750仪表及其固定零件10.71500500800500500750-937.51500-937.51406.25车箱总成71.422507007902250700740210937.574062.5210937.569375驾驶室7.14300700900300700850-8437.525312.5-8437.523906.25前挡泥板17.85400038040003307500712575006187.5后挡泥板17.85291503802915033054656.25712554656.256187.5人195003005009500058500185250货物1500002200700800001650000600000整体35703141667.2931331.2573170722283372⑴.水平静止时的轴荷分配及质心位置计算根据表4.1所求数据和公式（4.1）可求满载：G2=73170723360=2177.7kg22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02Gi=3570-2177.7=1392.3kg22

19货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02G2L2177.73360a2049.6mmG3570b=L-a=3360-2049.6=1310.4mm前轴荷分配：色二13923=32%G3570后轴荷分配：空二2177.7=68%G3570nu£gihi2283372“chg=639.6mmG357022货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02空载:22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.023141667.23360=935.02kg22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02前轴何分配：G严98®%G1875后轴荷分配：◎严.。2®%G1875=G-G2=1875-935.02=939.98kgn'gmi=1hgG931331.251875=496.71mm22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02根据下表得知以上计算符合要求表4.2各类汽车的轴荷分配满载空载前轴后轴前轴后轴商用货车4>2后轮单胎32%-40%60%-68%50%-59%41%-50%4&后轮双胎，长、端头式25%-27%73%-75%44%-49%51%-56%4&后轮双胎，平头式30%-35%65%-70%48%-54%46%-52%6>2后轮双胎19%-25%75%-81%31%-37%63%-69%a.水平路面上汽车慢在行驶时各轴的最大负荷计算对于后轮驱动的载货汽车在水平路面上满载行驶时各轴的最大负荷按下式计22

20货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02FziG(b-hg)L-hgFz2Gahg(4.2)22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02式中：Fzi――行驶时前轴最大负荷，kg;Fz2――行驶时候轴最大负荷，kg;:――附着系数，在干燥的沥青或混凝土路面上，该值为0.7〜0.8令二mi，乜二m2G1G2式中：mi行驶时前轴轴荷转移系数，0.7-0.9;m2行驶时后轴轴荷转移系数，1.1-1.2。根据式（2.2）可得:G(b-hg)3570(1310.4-0.8639.6)z1==979.1kgL-hg3360-0.7639.6m.Fz1_979.1G1392.3=0.70GaL-hg35702049.63360-0.8639.6二2568.9kgFz22568.92177.7=1.1822货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02满足要求b.汽车满载制动时各轴的最大负荷按下式计算:Fz.1Fz2G(bhg)(4.3)LG(a-hg)L式中：Fz.1——制动时的前轴负荷，kg；22

21货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02Fz2制动时的后轴负荷，kg；令字二卩1，詈叽G1G2式中：m.i制动时前轴轴荷转移系数，1.4-1.6;m2制动时后轴轴荷转移系数，0.4-0.7。根据式（2.3）可得：22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02Fz1G(bhg)3570(1310.40.8639.6)33601935.96kgmz1Fz11935.96G11392.3=1.39Fz2G(a-hg)3570(2049.6-0.8639.6)33601114.2G22177.7=0.51=1114.2kg22

22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02第5章动力性能计算22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.025.1驱动平衡计算5.1.1驱动力计算汽车的驱动力按下式计算:FtVaTeigi。叫r=0.377匹igi。J(5.1)22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02式中：Ft——驱动力，N;Te――发动机转矩,N*m；22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02Va车速，km/h。5.1.2行驶阻力计算汽车行驶时，需要克服的行驶阻力F阻为:22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.022CDAva-dvF阻=Ggfcos-，■Ggsin-一、G21.15dt22货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0222货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02式中：〉-dvdt道路的坡路，度，平路上时，其值为0°;行驶加速度，m/s2,等速行驶时，其值为0；2丄CDAvaF阻=Ggf--21.15根据公式（5.1）及（5.2）可计算出各档位汽车行驶时，驱动力Ft，(5.2)车速Va，需要克服的行驶阻力F阻，如表5.1表5.2所示:22

23货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02表5.1各档驱动力，速度T(N*m)300360385385382380370365360350N(r/min)1300140016001800200022002400250026002800-一-Ft1(N)12500.15000.16041.16041.15916.15833.15416.15208.15000.14583.档00006767673367330033V1(km/h)10.5911.4013.0314.6616.2917.9219.5420.3621.1722.80-二二Ft2(N)7233.38680.09282.79282.79210.49162.28921.18800.58680.08438.8档3088421609V2(km/h)18.2919.7022.5225.3328.1430.9633.7735.1836.5939.40三Fta(N)4726.65672.06065.86065.86018.65987.15829.55750.75672.05514.4档7099216804V3(km/h)28.0030.1534.4638.7643.0747.3851.6853.8455.9960.30四Ft4(N)3333.34000.04277.74277.74244.44222.24111.14055.54000.03888.8档3088421609V4(km/h)39.7042.7548.8654.9761.0767.1873.2976.3479.4085.50五Ft5(N)2850.03420.03657.53657.53629.03610.03515.03467.53420.03325.0档0000000000V5(km/h)46.4350.0057.1564.2971.4378.5785.7289.2992.86100.00表5.2行驶阻力Va10.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.00100.00F阻716.59767.20851.55969.641121.471307.041526.351779.402066.192386.725.1.3汽车驱动力-行驶阻力平衡图根据表5.1可绘出驱动力-行驶阻力平衡图22

24货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02驱动力-行驶阻力平衡图Va(km/h)+一档■二档—三档■四档五档•F阻5.1驱动力-行驶阻力平衡图从图5.1上可以清楚的看出不同车速时驱动力和行驶阻力之间的关系。汽车以最高挡行驶时的最高车速，可以直接在图5.1上找到。显然，Ft5曲线与Ff+Fw曲线的交点便是Uamax。因为此时驱动力和行驶阻力相等，汽车处于稳定的平衡状态。图5.1中最高车速为100km/h，满足设计要求。5.2动力特性计算5.2.1动力因数D的计算汽车的动力因数按下式计算:Teigi0TCDAVa(5.3)va=0.377rneigi。r21.15G22

25货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.025.2.2行驶阻力与速度关系f=0.0076+0.000056ua（5.4）根据式（5.3）及式（5.4）得汽车各档行驶动力因数，如表5.3所示：表5.3各档速度与动力因素T(N*m)300360385385382380370365360350N(r/min)1300140016001800200022002400250026002800档Va1(km/h)10.5911.4013.0314.6616.2917.9219.5420.3621.1722.80D10.350.420.450.450.440.440.430.420.420.41档Va2(km/h)18.2919.7022.5225.3328.1430.9633.7735.1836.5939.40D20.200.240.260.260.250.250.240.240.240.23档Va3(km/h)28.0030.1534.4638.7643.0747.3851.6853.8455.9960.30D30.130.150.160.160.160.160.150.150.140.14四档Va4(km/h)39.7042.7548.8654.9761.0767.1873.2976.3479.4085.50D40.090.100.110.110.100.100.090.090.080.07五档Va5(km/h)46.4350.0057.1564.2971.4378.5785.7289.2992.86100.00D50.070.080.090.080.080.070.060.060.060.05表5.4速度与滚动阻力系数的关系Va(km/h)10203040506070809010010.008160.008720.009280.009840.01040.010960.011520.012080.012640.01325.2.3动力特性图利用表5.3做出动力特性图22

26货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02动力特性图十一档亠二档三档四档亠五档Va(km/h)图5.2动力特性图汽车在各挡下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性曲线。在动力特性图上作滚动阻力系数曲线f-Ua,显然f线与直接挡D-ua曲线的交点即为汽车的最高车速。5.2.4汽车爬坡度imax计算汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度爬坡度是指I挡最大爬坡度。imax表示的。最大：'maxDImax：maxImaxf、1一Dimax1f2(5.5)式中：DImax汽车头档动力因数。由式（5.7）可得:2Imax1f2:max=arcsinDImax一f+D22

27货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02二arcsin=arcsin0.33二19.30.35—0.021一0.3520.022210.022imax=tg：max=0.87取大爬坡度为：87%>30%满足条件。5.2.5加速度倒数曲线由汽车行驶方程得：岁二丄Ft-（FfFw）l（5.6）dt、m――回转质量换算系数，其值可按下式估算：「—i：（5.7）式中：!=0.03〜0.05，取0.04;2=0.04〜0.06,取0.05;ig变速器各档位时的传动比。公式（5.7）可得各档S值：表5.4各档回转质量换算系数ig3.752.171.41810.8551.741.281.141.091.08由此可得各档汽车行驶时各档加速度及加速度倒数，如表5.5所示:表5.5各档速度、加速度与加速度倒数T(N*m)300360385385382380370365360350N(r/min)1300140016001800200022002400250026002800档Va1(km/h)10.5911.4013.0314.6616.2917.9219.5420.3621.1722.801/a0.530.440.410.410.410.410.420.430.440.4522

28货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02档Va2(km/h)18.2919.7022.5225.3328.1430.9633.7735.1836.5939.401/a0.710.580.540.540.550.550.570.580.590.61档Va3(km/h)28.0030.1534.4638.7643.0747.3851.6853.8455.9960.301/a1.040.840.790.800.810.830.870.890.920.97四档Va4(km/h)39.7042.7548.8654.9761.0767.1873.2976.3479.4085.501/a1.641.301.231.271.331.411.551.641.741.99五档Va5(km/h)46.4350.0057.1564.2971.4378.5785.7289.2992.86100.001/a2.161.681.601.711.862.062.452.713.054.11由表5.5可绘出加速度倒数曲线:加速度倒数曲线Va(km/h)图5.4加速度倒数曲线*一档-二档*三档■四档-五档5.3.1汽车行驶时，发动机能够发出的功率Pe汽车行驶时，发动机能够发出的功率Fe就是发动机使用外特性的功率值。T汉N根据P^=(kw)求出发动机功率如表5.6所示：9550T(N*m)300360385385382380370365360350

29货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02N(r/min)1300140016001800200022002400250026002800档V1(km/h)10.5911.4013.0314.6616.2917.9219.5420.3621.1722.80P1(kw)40.8452.7764.5072.5780.0087.5492.9895.5598.01102.62档V2(km/h)18.2919.7022.5225.3328.1430.9633.7735.1836.5939.40P2(kw)40.8452.7764.5072.5780.0087.5492.9895.5598.01102.62档V3(km/h)28.0030.1534.4638.7643.0747.3851.6853.8455.9960.30P3(kw)40.8452.7764.5072.5780.0087.5492.9895.5598.01102.62四档V4(km/h)39.7042.7548.8654.9761.0767.1873.2976.3479.4085.50P4(kw)40.8452.7764.5072.5780.0087.5492.9895.5598.01102.62五档V5(km/h)46.4350.0057.1564.2971.4378.5785.7289.2992.86100.00P5(kw)40.8452.7764.5072.5780.0087.5492.9895.5598.01102.62表5.6发动机发出功率与速度关系5.3.2汽车行驶时，所需发动机功率pe汽车行驶时，所需发动机功率即为克服行驶阻力所需发动机功率Pe，其值按下式计算:vaPe=a*Ggfcosa+Ggsi+3600^I21.152CDAVa■、GdVdt(5.8)25货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0225货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02当汽车在平路上等速行驶时，其值为(5.9)Fe由公式（5.9）得汽车在平路上等速行驶时所需发动机功率现将数据统计为下表25

30货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02表5.7阻力功率Va(km/h)102030405060708090100Pe(kw)1.793.846.399.7014.0219.6126.7135.5946.4959.675.3.3功率平衡图作发动机能够发出的功率Pe与车速Va之间的关系曲线，并作汽车在平路上等速行驶时所需发动机功率曲县，即得到汽车的功率平衡图功率平衡图—一档亠二档T-三档四档-五档-Pe图5.4功率平衡图在不同档位时，功率大小不变，只是各挡发动机功率曲线所对应的车速位置不同，且低挡时车速低，所占速度变化区域窄，高档时车速高，所占变化区域宽。P在低速范围内为一条斜直线，在高速时由于滚动阻力系数随车速而增大，所以Pf随Ua以更快的速率加大；Pw则是车度Ua函数。二者叠加后，阻力功率曲线是一条斜率越来越大的曲线。25

31第6章汽车燃油经济性计算在总体设计时，通常主要是对汽车稳定行驶时的燃油经济性进行计算，其计算公式：Q=_^'1・02Va『（6.1）Va=0.377些igio式中：Pe汽车稳疋仃驶时所需发动机功率，kW；ge发动机的燃油消耗率，g/（kw.h）,其值由发动机万有特性得到；――燃油重度，N/L,柴油为7.94〜8.13,其值取8.00;Q汽车单位行程燃油消耗量，L/100km；Va最高挡车速。根据计算公式（6.1）列出燃油消耗率，见下表表6.1燃油消耗Va(km/h)102030405060708090100N(r/min)1300140016001800200022002400250026002800Pe(kw)1.793.846.399.7014.0219.6126.7135.5946.4959.67Ge(215210205205200210215220220230Q(L)4.724.945.356.096.878.4110.0511.9913.9316.82根据表6.1做出燃油消耗图

32货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02图6.2等速百公里油耗32

33货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02第7章汽车不翻倒条件计算7.1汽车满载不纵向翻倒的校核bhg(7.1)式中：b汽车质心距后轴距离，m；hg汽车质心到地面距离，m；—>=13104=2.04>=0.8hg639.6经计算符合条件7.2汽车满载不横向翻倒的校核汽车的侧倾角在初次达到稳态值之后有一个超调量，说明汽车在比准静态下更小的侧向加速度时，内侧车轮就可能离开地面，即汽车的瞬态侧倾阀值比准静态时的小。对于轿车和多用途车辆，阶跃转向时的侧倾阀值比B/(2hg)低约30%而货车则低约50%(7.2)B2^式中：B汽车轮距，m；hg汽车质心到地面距离，m；2hg1.290.82639.6经计算符合条件7.3汽车的最小转弯直径汽车的最小转弯半径公式:32

34货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.022L2dm^=2/(Btan.max)(7.3)式中：Omax为汽车内轮的最大转角，这里取最大值45代入相关数据，L=3360mmB=1650mm计算得：=12.06mdmin=2j33602jl650+竺V\、.tan45丿影响汽车最小转弯直径的因素有两类，即与汽车本身有关的因素和法规及使用条件对最小转弯直径的限定。前者包括汽车转向轮最大转角、汽车轴距、轮距以及转向轮数（如全轮转向）等对汽车最小转弯直径均有影响，除此之外，有关的国家法规规定和汽车的使用道路条件对最小转弯直径的确定也是重要的影响因素。转向轮最大转角越大，轴距越短，轮距越小和参与转向的车轮数越多时，汽车的最小转弯直径越小，表明汽车在停车场上调头和通过弯道半径较小路段的能力越强。对机动性要求高的汽车，最小转弯直径应取小些。GB725—1997《机动车运行安全技术条件》中规定：机动车的最小转弯直径不得大于24m根据表7.1可知本车满足最小转弯半径要求表7.1商用货车的最小转弯直径车型级别Dmin商mw1.88.0〜12.0用1.8vmw6.010.0〜19.0货6.0Vmw14.012.0〜20.0车m>14.013.0〜21.032

35货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02总结通过历时三周的课程设计，让我进一步理解了货车的结构与设计过程，根据课程设计的要求，要在这三周设计出汽车的总体构造，汽车的尺寸，性能，还需要用AutoCAD画出汽车构造的零号图。这就要求我们熟练使用AutoCAD制图软件，能在以后的工作中熟练使用。经过本次课程设计不仅复习了上学期在实习中所学到的知识，而且对汽车的构造有了更深一步的了解。尤其在使用Excel表格方面有了长足的进步，对这次课设的帮助不小。还巩固了机械制图知识，在本次课程设计改变了以往手工制图的要求，而是要求使用AutoCAD软件制图，虽然之前有过接触这个软件，但是没有达到一定的熟练程度，经过这次课设后对软件有了更深入的了解，这为即将到来的毕业设计打下了坚实的基础，并且在这次课设过程中，老师给于我们己大力的支持和耐心的指导，这使我们完成任务要顺利得多。在这里我很感谢老师这些天对我们的帮助。总之，这次课设让我们做到了温故而知新，还让我们在学习知识的同时不要忘记把知识应用到实际当中去，同时也是对我们将要步入社会工作的大四学生一个工作态度的培养，工作能力的提升，为我们以后的发展奠定了很好基础。32

36货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02参考文献1、吉林大学王望予主编.汽车设计.第四版.机械工业出版社,2004.82、清华大学余志生主编.汽车理论.第四版机械工业出版社,2006.53、赵士林主编.九十年代内燃机.上海交通大学出版社，1992.74、中国汽车工业经济技术信息研究所.中国汽车零配件大全（2000年）上册,机械工业出版社2000.95、成大先主编.机械设计手册.（第三版）6、汽车工程手册7、陈家瑞主编.汽车构造.（下册）人民交通出版社&余志生主编.汽车理论机.械工业出版社32

37货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.02附录参考车型江铃凯锐800120马力厢式轻卡基本参数表1参考车型江铃凯锐800120马力厢式轻卡卡基本参数基本信息型号：JX5047XXYXG2类型：轻型载货车驱动形式：4X2轴距：3360mm车身长度：5.995米车身宽度：2.02米车身高度：2.98米轮距：1565,1508mm整车重量：2.79吨额定载重：1.5吨最大总质量：4.48吨最高车速：110KM/h货箱参数货箱（斗）长度：4.08米货箱（斗）宽度：1.91米货箱（斗）高度：1.93米货箱（斗）形式：厢式发动机发动机型号：JX4D24A4H汽缸数：4燃油种类：柴油排量：2.42L排放标准：国四/欧四最大输出功率：90KW扭矩：320N-m马力：120马力最大扭矩转速：1600-2000额定转速：3200RPM驾驶室参数准乘人数：3人座位排数：单排变速箱变速箱型号：格特拉克6档前进档档位数：6倒档档位数：1底盘后桥描述：1535K五十铃NKRkg弹簧片数：7/5+6轮［胎轮胎数：6个轮胎规格：7.00R16LT8PR32

38货车总体设计me=1500kg,vamax=100km/h,fr=0.0232