1、汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目：小型客車汽車動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì) 目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書第1章 整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定1.1汽車主要尺寸的確定1. 1.1外廓尺寸軸距L前輪距和后輪距 前懸和后懸1.2、發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇1.2.1、發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及轉(zhuǎn)速的確定1.2.2、發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速的確定1.3、輪胎的選擇1.4、傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的確定1.5、傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的確定第2章 傳動(dòng)系各總成的選型2.1、發(fā)動(dòng)機(jī)的選型2.2、離合器的初步選型2.3、變速器的選型2.4、傳動(dòng)軸的選型2.5、驅(qū)動(dòng)橋的選型、驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式和布置形式的選擇、主減速器結(jié)構(gòu)形式選擇、驅(qū)動(dòng)橋的選型第3章 整車性能計(jì)算3.1 汽

2、車動(dòng)力性的分析3.1.1 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力3.1.2 汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖與動(dòng)力特性圖3.2 下面用MATLAB編程計(jì)算并畫出各個(gè)性能曲線 汽車的驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖 汽車動(dòng)力特性圖 加速度倒數(shù)圖 汽車的功率平衡設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)書載貨汽車汽車動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì)1、整車性能參數(shù)設(shè)計(jì)一輛用于城市短途運(yùn)輸?shù)男⌒涂蛙嚒Ｕ嚦叽纾ㄩL(zhǎng)×寬×高）6000mm×2200mm×2500mm軸數(shù)2座位數(shù)17總質(zhì)量 4500kg公路行駛最高車速120km最大爬坡度30%2、要求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

3、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。3）繪制設(shè)計(jì)車輛的總體布置圖。4）完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書。第1章 整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定1.1汽車主要尺寸的確定1. 1.1外廓尺寸汽車的總長(zhǎng)、總寬和總高應(yīng)根據(jù)汽車的用途、道路條件、噸位、外形設(shè)計(jì)、公路限制和結(jié)構(gòu)布置等因素來(lái)確定。在總體設(shè)計(jì)時(shí)要力求減少汽車的外廓尺寸，以減輕汽車總重，提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性。各國(guó)對(duì)公路運(yùn)輸車輛的外廓尺寸均有法規(guī)限制。這是為了適合本國(guó)的公路、橋梁和運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)以及保證駕駛的安全性。GB1589-89汽車外廓尺寸限界規(guī)定汽車外廓尺寸長(zhǎng)：貨車、越野車、整體式客車不應(yīng)超過(guò)12，單鉸接式客車不超過(guò)18，半掛汽

4、車列車不超過(guò)16.5，全掛汽車列車不超過(guò)20；不包括后視鏡，汽車寬不超過(guò)2.5；空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過(guò)4；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超出最大寬度處250；頂窗、換氣裝置開(kāi)啟時(shí)不得超出車高300。根據(jù)本車的特點(diǎn)，參考同類車型，本車的外廓尺寸如下：總長(zhǎng)：6000mm；總寬：2200mm ；總高：2600mm。軸距軸距對(duì)整備質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑有影響。當(dāng)軸距短時(shí)，上述各指標(biāo)減小。此外，軸距還對(duì)軸荷分配有影響。軸距過(guò)短會(huì)使車廂（箱）長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)；上坡或制動(dòng)時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大，汽車制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動(dòng)增大，對(duì)平順性不利；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的夾角增大

5、。各類汽車的軸距和輪距標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表2.1。表2.1 各類汽車的軸距和輪距車型類別軸距/輪距/轎車微型級(jí)普通級(jí)中級(jí)中、高級(jí)高級(jí)200022002100254025002860285034002900390011001380115015001300150014001580156016204×2貨車微型輕型中型重型1700290023003600360055004500560011501350130016501700200018402000礦用自卸車總質(zhì)量m/t< 60> 60320042003900480020004000大客車城市大客車（單車）長(zhǎng)途大客車（單車）4500500

6、05000650017402050本車為小型客車，參照表1，軸距選取為3573 。前輪距和后輪距汽車輪距對(duì)汽車的總寬、總重、橫向穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性影響較大。輪距越大，則橫向穩(wěn)定性越好，懸架的角剛度也越大，對(duì)增大汽車車廂內(nèi)寬也有利。但輪距加寬，汽車的總寬和總重一般也加大，而且容易產(chǎn)生向車身側(cè)面甩泥的缺點(diǎn)，所以輪距不宜過(guò)大，輪距的數(shù)值必須與所要求的汽車總寬相適應(yīng)。汽車的前輪距主要取決于車架前部的寬度、前懸架的寬度、前輪最大轉(zhuǎn)角、輪胎寬度、轉(zhuǎn)向拉桿與轉(zhuǎn)向輪以及車架間的運(yùn)動(dòng)間隙等因素，因此要通過(guò)具體布置才能最后確定。汽車的后輪距取決于車架后部的寬度、彈簧寬度、彈簧與車架和車輪之間的間隙以及輪胎寬度等因素。

7、根據(jù)表1，并且參考同類車型以及根據(jù)本車的結(jié)構(gòu)和布置，選取本車的前后輪距分別為：1809 ；1780 。 前懸和后懸前懸的長(zhǎng)度應(yīng)能布置保險(xiǎn)杠、散熱器、風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)等部件。從撞車安全性考慮希望前懸長(zhǎng)些，從視野角度考慮又要求前懸短些。前懸對(duì)平頭汽車上下車的方便性有影響，前鋼板彈簧長(zhǎng)度也影響前懸尺寸。汽車的前懸長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，否則汽車的接近角過(guò)小，不利于通過(guò)性。后懸的長(zhǎng)度主要取決于軸距和軸荷分配的要求，同時(shí)要保證適當(dāng)?shù)碾x去角。一般來(lái)說(shuō)，后懸不宜過(guò)長(zhǎng)，否則上、下坡時(shí)容易刮地 ，轉(zhuǎn)彎時(shí)也不靈活。城市大客車的后懸一般不大于軸距的60%，貨車的后懸一般在12002200之間。經(jīng)過(guò)分析并參考同類樣車，根據(jù)本車的結(jié)

8、構(gòu)性能要求，本車選取前懸為1388，后懸為1042 。1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇1.2.1 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)的小型客車最高車速是ua=120km/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，Pemax是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（KW）；T是傳動(dòng)系效率（包括變速器、輔助變速器傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)、主減速器的傳動(dòng)效率），T=95%*95%*98%*96%=84.9%，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=

9、4000kg；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(cè)得，在車速不大于120km/h的情況下可認(rèn)為是常數(shù)。取f=0.012；CD是空氣阻力系數(shù)，一般小型客車可取0.4-0.6，這里取CD=0.6；A是迎風(fēng)面積（），取前輪距B1*總高H，A=2.2×2.6。故也可以利用比功率的統(tǒng)計(jì)值來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率值。 如選取功率為93.57KW的發(fā)動(dòng)機(jī)，則比功率為再考慮該小型客車要求具有相對(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100KW。1.2.2 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(guò)下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 （1-2）式中，Te

10、max是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N·m）；是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，標(biāo)志著當(dāng)行駛阻力增加時(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（N·m），一般在1.11.3之間選取，初取=1.2；Pemax是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（KW）;np是最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min），常取在3200-4000r/min之間,取np =3500r/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，越大，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)性越好。采用值大得發(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1.21.4，柴油機(jī)取1.22.6，以保證汽車具有相當(dāng)?shù)?/p>

11、最低穩(wěn)定車速。初取nT=2000r/min，則，。1.3 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)之一，因此，在總體設(shè)計(jì)開(kāi)始階段就應(yīng)選定，而選擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的靜負(fù)荷、輪胎的額定負(fù)荷以及汽車的行駛速度。當(dāng)然還應(yīng)考慮與動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)的匹配以及對(duì)整車尺寸參數(shù)的影響。輪胎所承受的最大靜負(fù)荷于輪胎額定負(fù)荷之比，稱為輪胎的負(fù)荷系數(shù)。大多數(shù)汽車的輪胎的負(fù)荷系數(shù)取為0.91.0，以免超載。轎車、輕型客車及輕型貨車的車速高、輪胎受動(dòng)負(fù)荷大，故他們的輪胎負(fù)荷系數(shù)應(yīng)接近下限。按輪胎中簾線的排列不同，常見(jiàn)有三種形式可共選擇：普通斜線胎，子午線胎和帶束斜交胎。普通斜線胎的

12、胎體簾線較多簾，胎側(cè)厚，不易劃破，側(cè)向剛度也大，其缺點(diǎn)是緩沖性較差；子午線胎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是簾線呈子午線排列，這樣簾線的剛度就能得到充分利用。前軸輪胎規(guī)格為7.5R16LT,輪胎數(shù)量為2；后輪輪胎型號(hào)為7.5R16LT,輪胎數(shù)量為2。所選輪胎的單胎最大負(fù)荷14651N，氣壓740KPa，加深花紋，外直徑804mm。1.4傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的確定普通小型客車最高檔通常選用直接擋，若無(wú)分動(dòng)器或者輪邊減速器，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。 小型客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 （1-3）式中，是驅(qū)動(dòng)輪

13、的滾動(dòng)半徑（m），所選輪胎規(guī)格為7.5R16LT的子午線輪胎，其自由直徑d=805mm，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=3500r/min;uamax是最高車速，uamax=120km/h；igh是變速器最高檔傳動(dòng)比，igh=1.0。所以，初取i0=5.0。 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，小型客車的離地間隙要求在180-220mm之間。1.5 傳動(dòng)系最大傳

14、動(dòng)比的確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比為變速器的擋傳動(dòng)比ig與主減速比的乘積。ig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面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有 （1-4）則由最大爬坡度要求的變速器檔傳動(dòng)比為 （1-5）式中，max是道路最大坡度角，設(shè)計(jì)要求最大爬坡度為30%，即坡度角；max是最大道路阻力系數(shù)。 前面已將計(jì)算得rr=0.391m；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax=327.4N.m；主減速比i0=5.0；傳動(dòng)系傳動(dòng)效率T=0.849。所以根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面附著條件 （1

15、-6）求得變速器的檔傳動(dòng)比為 （1-7）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）.我國(guó)公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于四級(jí)公路及橋梁，單軸最大允許軸載質(zhì)量為10t，雙連軸最大允許軸載質(zhì)量為18t（每軸9t）。根據(jù)公路對(duì)汽車軸載質(zhì)量的限制、所設(shè)計(jì)汽車的總質(zhì)量、輪胎的負(fù)荷能力以及使用條件等，可以確定汽車的軸數(shù)。由于雙軸汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，故總質(zhì)量小于19t的公路運(yùn)輸車輛廣泛采用這種方案。參照中國(guó)重汽，美馳系列橋：Model JTA52160，初步設(shè)計(jì)采用雙聯(lián)后驅(qū)動(dòng)橋，可承受額定軸荷 ：2×13,000Kg，兩軸平均受荷，那么，所設(shè)計(jì)的小

16、型客車每個(gè)驅(qū)動(dòng)橋承受的質(zhì)量為則:綜上所述，初步選取變速器擋傳動(dòng)比ig=4.35。 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，初步選擇玉柴公司型號(hào)為YC4E180-30的發(fā)動(dòng)機(jī)，它的主要技術(shù)參數(shù)如下表2-1所示。表2-1 大柴BF6M1013-28E3發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)單位玉柴YC4E180-30 外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）mm910×750×890缸徑/行程mm112x110質(zhì)量380排量L4.257額定工況功率/轉(zhuǎn)速Kw/(r/min)100/2500最大扭矩/最大扭矩轉(zhuǎn)速/最大馬力N·m/(r

17、/min)/馬力630/1600/180最低燃油消耗率g/(kw·h)200一米外噪音dB95壓縮比滿足排放要求國(guó)進(jìn)氣形式/每缸氣門數(shù)增壓中冷/2氣缸排列形式直列 2.2 離合器的初步選型后備系數(shù)為離合器的后備系數(shù)，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，必須大于1。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。在選擇時(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)能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；2)防止離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；3)防止傳動(dòng)系過(guò)載以及操縱輕便等。顯然，為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過(guò)大，不宜選取太?。粸槭闺x

18、合器尺寸不致過(guò)大，減少傳動(dòng)系過(guò)載，保證操縱輕便，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)，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，應(yīng)選取大些；貨車總質(zhì)量越大，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，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，選取的值可比螺旋彈簧離合器小些；雙片離合器的值應(yīng)大于單片離合器。各類汽車離合器的取值范圍見(jiàn)表2-3。表2-3 離合器后備系數(shù)的取值范圍車型后備系數(shù)乘用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車1.201.75最大總質(zhì)量為614t的商用

19、車1.502.25掛車1.804.00根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及上述要求，初步選擇摩擦片材料為粉末冶金材料(鐵基),單位壓力,摩擦因數(shù)f取0.4,c為摩擦片內(nèi)外徑之比,一般在0.53-0.7之間,取c為0.6,摩擦片外徑,摩擦片內(nèi)徑.摩擦片厚度b取4.0mm.離合器間隙取3mm.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，初步選擇東風(fēng)汽車傳動(dòng)軸型號(hào)為1601.6B-130的離合器.最大傳遞扭矩為1054. 離合器后備系數(shù). 2.3 變速器的選擇由于重型汽車的裝載質(zhì)量大，使用條件復(fù)雜，同時(shí)，重型貨車滿載與空載的質(zhì)量變化極大，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。因?yàn)椋?/p>

20、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，可以提高汽車的加速與爬坡能力；同時(shí)也能增加發(fā)動(dòng)機(jī)在地燃油消耗率的轉(zhuǎn)速范圍工作的機(jī)會(huì)，可以提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。目前，組合式機(jī)械變速器已經(jīng)成為重型汽車的主要形式，即以一到兩種46擋變速器為主體，通過(guò)更換系列齒輪副和配置不同的副變速器，得到一組不同的擋數(shù)、不同傳動(dòng)比范圍的變速器系列。 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，初步選擇法士特公司生產(chǎn)的型號(hào)為4J120T的變速箱，額定輸入轉(zhuǎn)矩為1200N·m，該變速器最高檔采用直接擋，傳動(dòng)比范圍為14.41。變速器各擋速比見(jiàn)表2-4。表2-4 所選變速器各擋速比倒4.352.641.5914

21、.22 2.4 傳動(dòng)軸的選型 該車前后軸距較大， 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(guò)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，以及萬(wàn)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(wàn)向節(jié)。十字萬(wàn)向節(jié)兩軸的夾角不宜過(guò)大，當(dāng)由增至?xí)r，滾針軸承壽命將下降至原壽命的1/4。十字軸萬(wàn)向節(jié)夾角的允許范圍參

22、照汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表1-8。初步選取洛陽(yáng)銘迪傳動(dòng)軸生產(chǎn)的輕型汽車傳動(dòng)軸總成，編號(hào)為1-1，工作轉(zhuǎn)矩為1600N·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(lái)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。 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)。絕大多數(shù)小型客車的驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架，相應(yīng)的采用非斷開(kāi)式車橋。現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。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

23、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(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減少了體積和質(zhì)量，成本較低。 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)目及減速形式等。雙級(jí)主減速器有兩集齒輪減速組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大，制造成本也顯著增加，僅用于主減速比較大（）且采用單級(jí)減速器不能滿足既定的主減速比和離地間隙要求的重型汽車上。單級(jí)貫通式主減速器用于多橋驅(qū)動(dòng)汽車的貫通橋上，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主減速器的質(zhì)量較小，尺寸緊湊，并可使中、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要

24、零件具有互換性。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)減速雙聯(lián)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，又能滿足使用要求。所以，選用單級(jí)減速雙聯(lián)主減速器。 驅(qū)動(dòng)橋的選型根據(jù)計(jì)算的主減速比，初步選擇江西江鈴底盤股份的單級(jí)減速雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋，產(chǎn)品型號(hào)：8A-2。中、后橋均采用鑄鋼橋殼，中、后驅(qū)動(dòng)橋承載能力均為4000kg，最大輸入轉(zhuǎn)矩為9700N·m，主減速器傳動(dòng)比=4.875,5.571,5.857,6.142和6.833兩種。因車速要求較高，就選=4.875計(jì)算，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，再進(jìn)行調(diào)整。第3章 整車性能計(jì)算3.1 汽車動(dòng)力性的分析

25、由于汽車是一種高效率的運(yùn)輸工具，運(yùn)輸效率的高低在很大程度上取決于汽車的動(dòng)力性，所以動(dòng)力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。所謂汽車的動(dòng)力性是指汽車在良好的路面上直線行駛時(shí)由汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。從獲得盡可能高的平均行駛速度的觀點(diǎn)出發(fā)，汽車的動(dòng)力性主要可由三方面的指標(biāo)來(lái)評(píng)定：（1）汽車的最高車速；（2）汽車的加速時(shí)間；（3）汽車能爬上的最大坡度。3.1.1 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力確定汽車的動(dòng)力性，就是確定汽車沿行駛方向的運(yùn)動(dòng)狀況。為此，需要掌握沿汽車行駛方向作用于汽車的各種外力，即驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力。根據(jù)這些力的平衡關(guān)系建立汽車行駛方程式，就可以估算汽車的最高車速、

26、加速度和最大爬坡度。汽車的行駛方程式為： (2.13) 其中，為驅(qū)動(dòng)力，為滾動(dòng)阻力，為空氣阻力，為坡度阻力，為加速阻力。上述各阻力中，滾動(dòng)阻力和空氣阻力是在任何行駛條件下均存在的，坡度阻力和加速阻力僅在一定行駛條件下存在。在水平道路上等速行駛時(shí)就沒(méi)有坡度阻力和加速阻力。3.1.2 汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖與動(dòng)力特性圖汽車的行駛方程式為 或 (2.14) 此公式表明了汽車行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力和外界阻力之間相互關(guān)系的普遍情況。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性、變速器的傳動(dòng)比、主減速比、傳動(dòng)效率、車輪半徑、空氣阻力系數(shù)、汽車迎風(fēng)面積以及汽車質(zhì)量等初步確定后，便可利用此公式分析在附著性良好的典型路面（混凝土、瀝青路面）上的

27、行駛能力，即確定汽車在節(jié)氣門全開(kāi)時(shí)可能達(dá)到的最高車速、加速能力和爬坡能力。為了清晰而形象的表明汽車行駛時(shí)的受力情況及其平衡關(guān)系，一般是將汽車行駛方程式用圖解法來(lái)進(jìn)行分析的，就是說(shuō)把汽車的驅(qū)動(dòng)力和汽車在行駛中經(jīng)常遇到的滾動(dòng)阻力和空氣阻力都畫出來(lái)，作出汽車的驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖，并以它來(lái)確定汽車的動(dòng)力性。汽車的動(dòng)力性計(jì)算公式如下： (2.15) (2.16)； (2.17) ； (2.18) ； (2.19) ； (2.20) ； (2.21) ； (2.22) 。 (2.24) 其中：發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率； 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩； 驅(qū)動(dòng)力； 滾動(dòng)阻力； 空氣阻力； 行駛加速度； 汽車總質(zhì)量； 回轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)

28、換系數(shù)，其中，選取，。 汽車的車輪半徑； 滾動(dòng)阻力系數(shù)； 汽車的爬坡度； 動(dòng)力因數(shù)；3.2 下面用MATLAB編程計(jì)算并畫出各個(gè)性能曲線3.2.1 汽車的驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖>> Ne=2500:100:3500i0=5;ig1=4.35;ig2=2.64;ig3=1.59;ig4=1.00;nt=0.849;Pe=100;r=0.391;V1=0.377*r*Ne/ig1/i0;V2=0.377*r*Ne/ig2/i0;V3=0.377*r*Ne/ig3/i0;V4=0.377*r*Ne/ig4/i0;va=V1V2V3V4Va=va' Te=382 367 354 34

29、1 329 318 308 298 289 281 273;i0=5;ig1=4.35;ig2=2.64;ig3=1.59;ig4=1.00;nt=0.849;Pe=100;r=0.391;Ft1=Te*ig1*i0*nt/r;Ft2=Te*ig2*i0*nt/r;Ft3=Te*ig3*i0*nt/r;Ft4=Te*ig4*i0*nt/r;F=Ft1Ft2Ft3Ft4Ft=F'plot(Va,Ft)hold onv=20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120;vv=20*20 30*30 40*40 50*50 60*60 70*70 80*80 90*90

30、 100*100 110*110 120*120 ;Cd=0.6;A=5.72;Mgf=400Fz=Mgf+Cd*A*vv/21.15plot(v,Fz)va =  16.7128   17.3813   18.0498   18.7183   19.3869   20.0554   20.7239  21.3924   22.0609&

31、#160;  22.7294   23.3979  27.9180   29.0347   30.1514   31.2682   32.3849   33.5016   34.6183  35.7350   36.8517   37.9685  &

32、#160;39.0852  46.3544   48.2086   50.0628   51.9169   53.7711   55.6253   57.4795  59.3336   61.1878   63.0420   64.8962  73.7035 

33、  76.6516   79.5998   82.5479   85.4961   88.4442   91.3923  94.3405   97.2886  100.2368  103.1849Va =   16.7128   27.9180  &

34、#160;46.3544   73.7035   17.3813   29.0347   48.2086   76.6516   18.0498   30.1514   50.0628   79.5998   18.7183   31.2682  &

35、#160;51.9169   82.5479   19.3869   32.3849   53.7711   85.4961   20.0554   33.5016   55.6253   88.4442   20.7239   34.6183  &

36、#160;57.4795   91.3923   21.3924   35.7350   59.3336   94.3405   22.0609   36.8517   61.1878   97.2886   22.7294   37.9685  &

37、#160;63.0420  100.2368   23.3979   39.0852   64.8962  103.1849F =  1.0e+004 *   1.8290    1.7571    1.6949    1.6327    

38、1.5752    1.5225    1.4747   1.4268    1.3837    1.3454    1.3071   1.0949    1.0519    1.0146    0.9774 

39、   0.9430    0.9114    0.8828   0.8541    0.8283    0.8054    0.7825   0.6594    0.6335    0.6111   

40、 0.5886    0.5679    0.5489    0.5317   0.5144    0.4989    0.4851    0.4713   0.4147    0.3984    0.3843

41、    0.3702    0.3572    0.3452    0.3344   0.3235    0.3138    0.3051    0.2964Ft =  1.0e+004 *    1.8290

42、    1.0949    0.6594    0.4147    1.7571    1.0519    0.6335    0.3984    1.6949    1.0146    0.6111

43、    0.3843    1.6327    0.9774    0.5886    0.3702    1.5752    0.9430    0.5679    0.3572    1.5225

44、    0.9114    0.5489    0.3452    1.4747    0.8828    0.5317    0.3344    1.4268    0.8541    0.5144

45、    0.3235    1.3837    0.8283    0.4989    0.3138    1.3454    0.8054    0.4851    0.3051    1.3071

46、    0.7825    0.4713    0.2964Fz =  1.0e+003 *   4.7689    4.8500    4.9636    5.1097    5.2882    5.4991

47、    5.7425   6.0184    6.3267    6.6675    7.0407>>  運(yùn)行程序后繪制出下面圖形：驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖3.2.2 汽車動(dòng)力特性圖>> v1v1=16.7128*16.7128 17.3813*17.3813 18.0498*18.0498 18.7183*18.7183 19.3869*19.3869 20.0554*20

48、.0554 20.7239*20.7239 21.3924*21.3924 22.0609*22.0609 22.7294*22.7294 23.3979*23.3979;v2v2=27.9180*27.9180 29.0347*29.0347 30.1514*30.1514 31.2682*31.2682 32.3849*32.3849 33.5016*33.5016 34.6183*34.6183 35.7350*35.7350 36.8517*36.8517 37.9685*37.9685 39.0852*39.0852;v3v3=46.3544*46.3544 48.2086*48.2

49、086 50.0628*50.0628 51.9169*51.9169 53.7711*53.7711 55.6253*55.6253 57.4795*57.4795 59.3336*59.3336 61.1878*61.1878 63.0420*63.0420 64.8962*64.8962;v4v4=73.7035*73.7035 76.6516*76.6516 79.5998*79.5998 *85.5479 88.4442*88.4442 91.3923*91.3923 94.3405*94.3405 97.2886*97.2886 100.2368*100.2368 103.1849

50、*103.1849 ;Mag=4000*9.8;D1=(Ft1-Cd*A*v1v1/21.15)/Mag;D2=(Ft2-Cd*A*v2v2/21.15)/Mag;D3=(Ft3-Cd*A*v3v3/21.15)/Mag;D4=(Ft4-Cd*A*v4v4/21.15)/Mag;d=D1D2D3D4 D=d' plot (va,D)d = Columns 1 through 9 0.5323 0.5112 0.4928 0.4745 0.4577 0.4421 0.4278 0.4136 0.40070.3167 0.3036 0.2922 0.2810 0.2707 0.2608 0

51、.2517 0.2426 0.23420.1853 0.1763 0.1681 0.1607 0.1538 0.1464 0.1393 0.1322 0.12530.1033 0.0949 0.0867 0.0804 0.0744 0.0662 0.0579 0.0493 0.0406 Columns 10 through 11 0.3894 0.3774 0.2271 0.2180 0.1201 0.10950.0350 0.0160運(yùn)行程序后繪制出下面圖形：動(dòng)力特性圖和利用動(dòng)力特性來(lái)確定汽車的動(dòng)力性3.2.3 加速度倒數(shù)圖>> f=0.0076+0.000056*v s1=0.

52、04; s2=0.05; s=1+s1+s2*igigf = Columns 1 through 5 0.0087 0.0093 0.0098 0.0104 0.0110 Columns 6 through 10 0.0115 0.0121 0.0126 0.0132 0.0138 Column 11 0.0143s =1.9861 1.3885 1.1664 1.0900>> g=9.8;S1=1.9861;S2=1.3885;S3=1.1664;S4=1.0900;F=0.012;a1=g*(D1-F)/S1;a2=g*(D2-F)/S2;a3=g*(D3-F)/S3;a4=g

53、*(D4-F)/S4;a=a1a2a3a4a = Columns 1 through 5 1.4481 1.6116 1.7356 1.8337 1.8727 1.2137 1.3535 1.4589 1.5428 1.5754 0.7968 0.8900 0.9579 1.0140 1.0331 0.4096 0.4542 0.4800 0.5071 0.5089 Columns 6 through 10 1.9506 1.9037 1.8304 1.7571 1.6383 1.6403 1.5966 1.5299 1.4629 1.3580 1.0707 1.0297 0.9715 0.9

54、125 0.8316 0.5108 0.4582 0.3922 0.3239 0.2545 Column 11 1.1097 0.8897 0.4646 -0.0737>> aj=a'aj = 1.4481 1.2137 0.7968 0.4096 1.6116 1.3535 0.8900 0.4542 1.7356 1.4589 0.9579 0.4800 1.8337 1.5428 1.0140 0.5071 1.8727 1.5754 1.0331 0.5089 1.9506 1.6403 1.0707 0.5108 1.9037 1.5966 1.0297 0.45

55、82 1.8304 1.5299 0.9715 0.3922 1.7571 1.4629 0.9125 0.3239 1.6383 1.3580 0.8316 0.25451.1097 0.8897 0.4646 -0.0737>> b=1./ajb = 0.6906 0.8239 1.2550 2.4412 0.6205 0.7388 1.1235 2.2016 0.5762 0.6855 1.0439 2.0834 0.5453 0.6482 0.9862 1.9719 0.5340 0.6348 0.9680 1.9649 0.5127 0.6096 0.9340 1.957

56、6 0.5253 0.6263 0.9712 2.1827 0.5463 0.6536 1.0293 2.5500 0.5691 0.6836 1.0959 3.0877 0.6104 0.7364 1.2026 3.92990.9012 1.1240 2.1524 -13.5710>> plot(Va,b)運(yùn)行程序后繪制出下面圖形：縱坐標(biāo)：a 橫坐標(biāo)：Va加速度倒數(shù)圖如下3.2.4 汽車的功率平衡汽車行駛時(shí)，不僅驅(qū)動(dòng)力和阻力相互平衡，發(fā)動(dòng)機(jī)功率和汽車行駛的阻力功率也總是平衡的。將發(fā)動(dòng)機(jī)功率、汽車經(jīng)常遇到的阻力功率對(duì)車速的關(guān)系曲線繪在坐標(biāo)圖上，即得到汽車功率平衡圖。下面用MATLA

57、B編程計(jì)算并畫圖：汽車的功率平衡圖！>> va= 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 60 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 70 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 110;vava=20*20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30*30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

58、40*40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50*50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 60*60 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 70*70 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 80*80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 90*90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100*100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 110*110;pe=va*(Mgf+Cd*A*vava/21.15)/3600/ntpe =Columns 1 through 9    31.2060

59、0;  30.7813   30.7813   30.7813   30.7813   30.7813   30.7813   30.7813   30.7813   46.1720   47.6054   46.1720   46.1720

60、0;  46.1720   46.1720   46.1720   46.1720   46.1720   61.5626   61.5626   64.9605   61.5626   61.5626   61.5626   61.5626

61、0;  61.5626   61.5626   76.9533   76.9533   76.9533   83.5897   76.9533   76.9533   76.9533   76.9533   76.9533   92.3439

62、0;  92.3439   92.3439   92.3439  103.8117   92.3439   92.3439   92.3439   92.3439  107.7346  107.7346  107.7346  107.7346  107.7346 

63、60;125.9450  107.7346  107.7346  107.7346  123.1252  123.1252  123.1252  123.1252  123.1252  123.1252  150.3082  123.1252  123.1252  138.5159  138.5159 

64、60;138.5159  138.5159  138.5159  138.5159  138.5159  177.2198  138.5159  153.9066  153.9066  153.9066  153.9066  153.9066  153.9066  153.9066  153.9066 

65、60;206.9983  169.2972  169.2972  169.2972  169.2972  169.2972  169.2972  169.2972  169.2972  169.2972  Column 10    30.7813   46.1720   61.5626   76.9533   92.3439