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1、汽车设计课程设计说明书学院：机械工程学院班级：姓名：学号：目录设计任务书 . 5 第 1 章 整车主要目标参数的初步确定 . 6 1.1 发动机的选择 . 6 1.1.1 发动机的最大功率及转速的确定 . 6 1.1.2 发动机最大转矩及其转速的确定 . 8 1.2 轮胎的选择 . 9 1.3 传动系最小传动比的确定 . 11 1.4 传动系最大传动比的确定 . 13 第 2 章 传动系各总成的选型 . 14 2.1 发动机的选型 . 14 2.2 离合器的初步选型 . 15 2.3 变速器的选型 . 17 2.4 传动轴的选型 . 18 2.5.2 主减速器结构形式选择 . 19 2.5.3
2、 驱动桥的选型 . 20 第 3 章 整车性能计算 . 20 3.1 配置潍柴 WD615.50 发动机的整车性能计算 . 20 3.1.1 汽车动力性能计算 . 20 3.1.2 汽车经济性能计算 . 23 第 4 章 发动机与传动系部件的确定 . 25 参考文献 . 26 设计任务书载货汽车动力匹配和总体设计设计一辆用于长途运输固体物料，载重质量 20t 的重型货运汽车。整车尺寸： 11980mm 2465mm 3530mm 轴数： 4；驱动型式： 8 4；轴距： 1950mm+4550mm+1350mm 额定载质量： 20000kg 整备质量： 11000kg 公路最高行驶速度： 90k
3、m/h 最大爬坡度：大于 30% 设计任务：1) 查阅相关资料，根据题目特点，进行发动机、离合器、变速箱传动轴、驱动桥、车轮匹配和选型；2) 进行汽车动力性、经济性估算，实现整车的优化匹配；3) 绘制车辆总体布置说明图；4) 编写设计说明书。第 1 章 整车主要目标参数的初步确定1.1 发动机的选择1.1.1 发动机的最大功率及转速的确定汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。 设计要求该载货汽车的最高车速是 90km/h ，那么发动机的最大功率应该大于等于以该车速行驶时的行驶阻力功率之和，即：)761403600(1 3maxmaxmax aDaaTe uACufgmP（ 1-1）
4、式中 m a xeP 发动机最大功率， kW；T 传动系效率（包括变速器、传动轴万向节、主减速器的传动效率） %9.84%96%98%95%95T ，各传动部件的传动效率见表 1-1；表 1-1 传动系统各部件的传动效率部 件 名 称 传动效率（ %）4-6 档变速器 95 辅助变速器（副变速器或分动器） 95 单级减速主减速器 96 传动轴万向节 98 am 汽车总质量， kgma 31000 ；g 重力加速度， 2/81.9 smg ；f 滚动阻力系数 ,由试验测得，在车速不大于 100km/h 的情况下可认为是常数。 轮胎结构、 充气压力对滚动阻力系数有较大影响，良好路面上常用轮胎滚动阻
5、力系数见表 1-2。取 012.0f 。表 1-2 良好路面上常用轮胎滚动阻力系数轮胎种类 滚动阻力系数中重型载货车用子午线轮胎 0.007-0.008 中重型载货车用斜交轮胎 0.010-0.012 轻型载货车用子午线轮胎 0.008-0.009 轻型载货车用斜交轮胎 0.010-0.012 轿车用子午线轮胎 0.012-0.017 轿车用斜交轮胎 0.015-0.025 DC 空气阻力系数，取 DC =0.9 ；一般中重型货车可取0.81.0 ；轻型货车或大客车 0.60.8 ；中小型客车 0.40.6 ；轿车0.30.5 ；赛车 0.20.4 。A 迎 风 面 积 )( 2m , 取 前
6、 轮 距 1B 总 高 H ，A=2.465 3.530 2mmaxau 该载货汽车的最高车速， maxau =90km h。故kWkWPe 78.1959076140 530.3465.29.0903600 012.081.931000849.0 1 3max也可以利用比功率的统计值来确定发动机的功率值。如选取功率为 195.78kW 的发动机，则比功率为tkWtkWmPae /315.6/3100078.19510001000 max （ 1-2）参考日本五十铃、 德国奔驰、 瑞典斯堪的维亚等国外同类型汽车，其比功率都在 6kW/t 以上， 即总质量 31t 的汽车， 其发动机应该具有的功
7、率 kWPe 186316 ；再考虑该载货汽车要求具有相对较高的车速，因此初步选择汽车发动机的最大功率为 200kW 。1.1.2 发动机最大转矩及其转速的确定当发动机最大功率和其相应转速确定后， 可用下式确定发动机的最大扭矩。pee nPT maxmax 9549 （ 1-3）式中， maxeT 发动机最大转矩（ N m） ；转矩适应性系数， peTT max ；pT 最大功率时的转矩（ N m） ；的大小标志着当行驶阻力增加时， 发动机外特性曲线自动增加转矩的能力， 可参考同类发动机数值选取，初取 =1.05 ；maxeP 发动机最大功率， kW；pn 最大功率时的转速， r/min ，取
8、 pn =2200r/min 。所以 mNmNTe 5.9 1 12 2 0 02 0 005.19549max一般用发动机适应性系数 表示发动机适应行驶工况的程度，Tpnn 。 值越大，说明发动机的适应性越好。采用 值大的发动机可以减少换档次数， 减轻司机疲劳、 减少传动系的磨损和降低油耗。通常， 汽油机取 1.2 1.4， 柴油机取 1.2 2.6， 以保证汽车具有适当的 最 低 稳 定 速 度 。 初 取 Tn =1300r/min ， 则Tpnn 692.113002200 ，7769.1692.105.1 。1.2 轮胎的选择轮胎的尺寸和型号是进行汽车性能计算和绘制总布置图的重要原始
9、数据，因此，在总体设计开始阶段就应选定。选择的依据是车型、使用条件、 轮胎的额定负荷以及汽车的行驶速度。 为了提高汽车的动力因数、降低汽车质心的高度、减小非簧载质量，对公路用车，在其轮胎负荷系数以及汽车离地间隙允许的范围内， 应尽量选取尺寸较小的轮胎。 同时还应考虑与动力传动系参数的匹配和对整车尺寸参数（例如汽车的最小离地间隙、总高等）的影响。表 1-3 给出的部分国产汽车轮胎的规格、尺寸及使用条件。通过查阅货车轮胎标准GB2977-2008 载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷和参考同类车型所选轮胎规格，各轴轮胎规格选择如下：前轴轮胎规格为 11.00R20, 轮胎数量为 2；中间轴轮胎规格为
10、11.00R20 ，轮胎数量为 2；后轮并装双轴双胎，型号为 11.00R20,轮胎数量为 8。所选轮胎的单胎最大负荷 28700N ，气压 0.74MPa ，加深花纹，外直径 1090mm 。表 1-3 大客车、载货汽车及挂车的规格、尺寸及使用条件轮胎规格层数主要尺寸 /mm 使用条件断面宽外直径最大负荷 /N 相应气压P/ 110aMP标准轮辋允许使用轮辋普通花纹加深花纹越野花纹9.00-20 (9.00R20) 10 12 14 259 1018 1030 (1025) 1038 (1030) 18350 20500 22550 4.9(5.3) 6.0(6.3) 7.0(7.4) 7.
11、0 7.00T 7.5 7.50V 7.0T 510.00-20 (10.00R20) 12 14 16 278 1055 1067 (1060) 1073 (1065) 21600 24050 26300 5.3(5.6) 6.3(6.7) 7.4(7.7) 7.5 7.5V 8.0 8.0V 8.00V 11.00-20 1 293 1085 1100 1105 26250 6.3(6.7) 8.0 8.00V 8.5 (11.00R20) 4 16 (1090) (1095) 28700 7.4(7.7) 8.50V 8.5V 12.00-20 (12.00R20) 16 18 315
12、1125 1145 (1135) 30850 32700 6.7(7.0) 7.4(7.7) 8.5 8.50V 9.00V 12.00-24 (12.00R24) 16 315 1225 1247 (1238) 34700 6.7(7.0) 8.5 8.5V 9.00V 1.3 传动系最小传动比的确定普通载货汽车最高档通常选用直接档， 若无分动器或轮边减速器，则传动系的最小传动比等于主减速器的主减速比 0i 。主减速比 0i 是主减速器设计的原始数据，应在汽车总体设计时就确定。对于载货汽车， 为了得到足够的功率储备而使最高车速有所下降，0i 可按下式选择iunrighaprmax0 )472.0377.0( （ 1-4）式中， rr 驱动车轮的滚动半径 （ m） ， 所选轮胎规格为 11.00R20的子午线轮胎， 其自由直径 d=1090mm ，因计算常数 F=3.05( 子午线轮胎 F=3.05), 故滚动半径 mmmmmFdrr 5291.01.5291416.32
