ZA1050轻型商用车底盘总体及悬架设计.doc

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1、 目 次1 前言22 ZA1050总体设计22.1 概述32.2 汽车形式的选择52.3 汽车主要参数选择52.4 汽车主要性能参数的选择92.5 发动机的选择112.6 轮胎的选择142.7 传动比的确定143 ZA1050的整体布置163.1 底盘的整体布置163.2 车架、驾驶室及货箱的布置194 载货汽车前悬架设计204.1 设计依据的主要数据204.2 前悬架弹性元件的设计204.3 减振器的设计计算255 载货汽车后悬架设计实例285.1 设计的主要数据285.2 后悬架弹性元件的设计285.3减振器的设计计算 316 设计总结327 致谢338 参考资料331 前言汽车性能的优劣

2、不仅取决于组成汽车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合工作，取决于总体布置。总体设计水平的高低对汽车的设计质量、使用性能和产品的生命力起决定性的作用。汽车是一个系统，这是基于汽车有如下属性而具备组成系统的条件： 汽车是由多个要素（子系统及连接零件）组成的整体，每个要素对整体的行为有影响； 组成汽车的各要素对整体行为的影响不是独立的； 汽车的行为不是组成它的任何要素所能具有的。由此，汽车具备系统的属性，对环境表现出整体性、一辆系统属性匹配协调的汽车所具备的功能大于组成它的各子系统功能纯粹的、简单的总和、反之，如果子系统的属性因无序而相互干扰，即便是个体性能优良的子系统，其功能

3、也会因相互扼制而抵消，功率循环、轴转向等就是这样的典型例子。系统论所揭示的系统整体性和系统功能的等级性必然会映像到设计任务中来，用整体性来解释汽车设计的终极目标是整车性能的综合优化，汽车设计任务的等级形态表现为：上位设计任务是确定下位设计任务要实现的目标，下位设计是实现上位设计功能的手段、上、下位体系可从总体设计逐级分至零件设计，总体设计无疑处于这种体系的最上位，设计子系统的全部活动必须在总体设计构建的框架内进行、子系统设计固然重要，但统揽全局、设计子系统组合和相互作用体系规则的总体设计对汽车的性能和质量的影响更加广泛、更为深刻。结合本次设计ZA1050载货汽车设计总体设计处于本组汽车设计的最

4、上位，需要确定汽车的总体布置形式、主要参数、发动机型号、各总成的布置形式、各总成的尺寸，将这些已知量分配到各总成设计人员手中进行各总成的设计，待各总成设计完后再反馈总体设计人员来协调各总成布置，并反复如此达到最优化为止，可见总体设计的地位和重要性。2 ZA1050总体设计由动力装置、底盘、车身、电器及仪表四部分组成的汽车，是用来载送人员和货物的运输工具。而这款最大总质量为5吨的轻型载货汽车是日常生活中常用的一款交通载货汽车。2.1 概述2.1.1 总体设计应满足的要求汽车主要在宽度有限的道路上行驶，同时还有人，自行车，摩托车等也在使用同一道路。为了在有限的道路上容纳更多的车辆运行、减少交通事故

5、等方面考虑，对汽车的外形尺寸予以限制。除此之外，还有环境问题，自然环境的因素，这就要求汽车设计时要参照有关国家标准和要求，完成设计任务。进行总体设计应满足如下基本要求：1、 汽车外廓尺寸应符合GB1589-89的外廓尺寸限界规定2、 轴荷分配要合理，并应符合有关公路法规定的限定要求3、 汽车的各项性能，要达到设计任务书所给定的指标4、 进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉5、 拆装与维修方便另外，汽车设计还应满足以下要求： 1、节能汽车要节油和开发新能源两方面； 2、环保通过法规对排放和噪声提出更严格要求； 3、安全提出更高的要求，要求很好的保护乘员； 4、舒适能居住，

6、能通讯，有空调，驾驶方便。2.1.2 汽车开发程序七个阶段主要内容如下（表2-1）表 2-1 汽车产品的开发流程阶段新车设计主要内容第一阶段制定设计原则和进行方案论证市场预测，使用调查，产品水平分析，形体分析，工艺分析，产品的目标成本。产品通用化、标准化、系列化、初步性能计算第二阶段选型和编写设计任务书画总布置草图，进行车身总布置和车身造型，同时确定整车主要尺寸、主要性能和质量参数以及各总成基本型式第三阶段技术设计绘制1：1或1：2的尺寸控制图，进一步精确地确定各部件的位置和支撑连接方式，绘多种运动校核图，要确定车身和驾驶室的布置第四阶段绘制汽车总装配图进行图面装配，核算和标注汽车的外形尺寸和

7、总布置的各项尺寸链第五阶段试制、试验、修改和定型试制总成和样车，总成试验，整车试验，使用试验，评价试验，改进设计第六阶段生产准备小批量生产、用户试验，工艺调试，继续试验，改进设计，完成生产用图第七阶段生产销售批量生产与销售，售后服务本次设计的内容是ZA1050载货汽车总体设计。设计任务书有指导老师给定，所以省略制定设计原则的第一阶段，主要进行第三阶段技术设计中的汽车各总成的布置，包括各总成的布置形式、布置位置、外形尺寸以及各总成之间的布置关系等等，并绘制汽车总体布置图和汽车的外形图。至于后面的试制、试验、改进、定型阶段、生产准备阶段和生产销售阶段必须由企业来完成，不属于本科教学的毕业设计任务要

8、求，故省略。2.2 汽车形式的选择2.2.1 轴数 我国公路标准规定，对于四级公路及桥梁，单轴最大允许轴载质量为10吨，双连轴最大允许轴载质量为18吨（单轴9吨）。根据公路对汽车轴载质量的限制、所设计汽车的总质量、轮胎的负荷能力以及使用条件等，可以确定汽车的轴数。总质量大的汽车，轴数应该取多些，但结构复杂，成本高，ma19t，常采用两轴汽车；19t-26t，常采用三轴汽车，总质量更大的汽车宜采用四轴和四轴以上的形式，不在公路上行驶的车辆，不受此限制。ZA1050轻型载货汽车最大总质量为5吨，采取两轴式。2.2.2 驱动形式影响驱动形式选择的因素：总质量ma大，汽车轴数增加，m、n才会大。汽车通

9、过性要求高时，应该采用全轮驱动形式，驱动轮数少，结构简单，成本低。本次设计ZA1050为轻型载货车，所以采用结构简单、成本低的42驱动形式。2.2.3 布置形式 驾驶室与发动机相对位置： 平头式：发动机位于驾驶室内，没有独立的发动机舱。 短头式：发动机大部分在驾驶室前部，少部分位于驾驶室内。 长头式：发动机位于驾驶室前部。 偏置式：发动机位于驾驶室的侧面。多用于重型矿用自卸车上 由于平头式货车具有总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性好，不需要发动机罩，整车整备质量小，视野开阔，面积利用率大等优点，此次设计宜采用平头式。 发动机位置：发动机前置、发动机中置、发动机后置。发动机中置和发动机后置

10、有着难以克服的诸多缺点，现代货车已基本不再采用发动机中置和发动机后置形式。此次设计采用发动机前置形式。2.3 汽车主要参数选择2.3.1 汽车的外廓尺寸汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、车头长度和车厢尺寸等。1、外廓尺寸GB1589-1989汽车外轮廓尺寸界限规定如下：各种车型外廓尺寸参照表本次设计货车为载质量5.5吨柴油动力货车，为轻型载货汽车，据此选用车辆参数为：总长6000。总宽度2050。总高2250。2、轴距L轴距L对整备质量、汽车总长、汽车最小转向半径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。原则上对发动机排量大的乘用车、载质量或载客量多的货车或客车，轴距取得长。对机动性

11、要求高的汽车，轴距宜取短些。根据国家推荐数据确定轴距L取3300。3、前、后轮距B1和B2 随着B的增加，车箱（驾驶室）内宽增加；侧倾刚度增大；总宽增大；总质量增大；Dmin增加。B的确定原则：因为总宽不超过2.5m，所以B不宜取大； B1要保证布置下发动机、车架、前悬架和前轮，保证转向轮转动空间及杆系与车架、车轮之间的间隙。 B2受后部车架宽度、悬架、轮胎宽度的影响，保证它们之间有足够的间隙。 取B1=1450mm, B2=1400mm。4、前悬和后悬前悬尺寸对汽车的通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、上下车的方便性以及汽车造型等均有影响。对于平头货车，前悬还会影响从前门上、下车

12、的方便性。通过汽车通过性的考虑本车前悬为1110。 后悬LR长，则乘用车行李箱尺寸增大；追尾安全性好；汽车离去角减小，通过性降低；汽车造型发生变化。后悬选取原则：（取决于轴距、轴荷分配）客车LR，不得超过轴距的65%，绝对值不大于3500mm；货车（ma=1.814.0t)，LR一般在12002200mm之间；特长货箱的货车，LR可达到2600mm，但不得超过轴距的55%。取后悬LR=1590mm。5、货车车头长度 定义：从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。 车头长度将影响： 外观效果；驾驶室居住性能；发动机的接近性。车头长度尺寸的确定：长头式：25003000mm平头式：14001500mm

13、。取车头长度为1450。6、货车货箱尺寸 货箱大小计算时以散装货来计算，根据汽车车身设计要求，散装货物的容积质量平均为0.6t/立方米，公路用汽车的最大容许宽度为2500，栏板高度H主要受载重力的限制，一般取为500800。根据设计要求为载质量5吨的货车，经计算车厢尺寸为： 货箱=3850mm*1900mm*400mm。2.3.2 汽车主要质量参数汽车质量参数包括整车整备质量m0、载货质量me、质量系数、汽车总质量ma、轴荷分配等。1、整车整备质量m0整车整备质量为车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料和水，但没有装货和载人是的整车质量。整车整备质量对汽车的制造成本和燃油经济性有重

14、要影响。本车设计整车整备质量为m0=2400。2、汽车的载质量me汽车的装载质量为在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。汽车在碎石路面上行驶时，载质量约为好路面的75%85%。商用货车载质量的确定，首先应与企业商品规划符合，其次要考虑到汽车的用途和使用条件。原则上，对货流大、运距长或矿用自卸车应采用大吨位货车以利降低运输成本，提高效率；对货源变化频繁、运距短的市内运输车，宜采用中、小吨位的货车比较经济。本车设计对象为货运车辆，为2900kg载货量。汽车的驾驶员人数按设计要求为3人座货车。3、 质量系数定义：汽车装载质量与整车整备质量的比值： = m=2.9t m=2.4t 故 =1.21

15、根据推荐标准 =1.21满足要求。4、汽车总质量汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。商用货车的总质量由整备质量、载质量和驾驶员以及随行人员质量三部分组成，即 =+n65 n座位数3 （2-3）故整车总质量为=5495。5、轴荷分配 确定轴荷分配的原则：为使各轮胎磨损均匀，寿命相近，各车轮负荷应相近；为保证汽车良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的负荷；为了保证汽车的操纵稳定性，要求转向轴的负荷不应过小。前/后轴=1950/3545。 商用货车42后轮双胎平头式的轴荷分配如表2-1表2-1 汽车的载荷分配满载空载前轮后轮前轮后轮30%35%65%70%48%54%46%52

16、%按要求设计本车的轴荷分配为： 满载：前轴 35% ， 后轴 65%。满足要求。 空载：前轴 50% ， 后轴 50%。2.4 汽车主要性能参数的选择2.4.1汽车的动力性参数1. 最高车速随着汽车性能特别是主动及被动安全性能的提高以及世界各国公路路面的改善和高速公路的发展，汽车的最高车速Vamax普遍有所提高。选择时应考虑汽车的类型、用途、道路条件、具备的安全条件和发动机功率的大小等，并以汽车的行驶的功率平衡为依据来确定。根据设计任务书要求，本车设计最高车速设计为=100/h。2. 汽车的加速时间t 汽车在平直的良好路面上从原地起步开始以最大加速度加速到一定车速时所用去的时间称为原地起步加速

17、时间。它是衡量汽车加速性能和动力性能的重要指标。因为本车的设计最高车速=100/h，参照有关资料，我们决定采用060/h的换挡加速时间作为评价指标，初定其数值为20s。3. 最大爬坡度汽车的上坡能力是用最大爬坡度表示的，是指汽车满载时用变速器最低档位在良好路面上等速行驶所能克服的最大道路坡度。货车要在各种地区的道路上行驶，为了保证良好的加速性能，所以必须具有足够的爬坡能力，一般其在30%即16.7左右。本车设计最大爬坡度为=0.3即16.7。4. 汽车的比功率和比转矩汽车的比功率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车总质量之比。它可以综合反映汽车的动力性。为了保证公路上行驶汽车的动力性不低于一定

18、的水平，防止某些性能差的车辆阻碍交通，因此我国GB7258-1997机动车运行安全技术条件对车辆的最小比功率作出了规定。本车设计计算参考国家规定取比功率=15Kw/t ，比转矩为=40N.m/t 。2.4.2 汽车的燃油经济性参数 汽车在良好的水平路面上以直接挡满载等速行驶100时的最低燃油消耗量q(L/100)，称为汽车的“百公里最低燃油消耗量”。它是汽车的燃油经济性常用的评价指标。参照有关车型设计百公里最低燃油消耗量为不大于18.0L/100。最大总质量ma为4-6吨柴油货车1.90-2.10L/100t*km。2.4.3 汽车的机动性参数汽车的最小转弯直径Dmin是汽车机动性的主要参数。

19、最小转弯直径Dmin是指当转向盘转到极限位置时由转向中心至前外轮接地中心的圆直径。它反映了汽车通过小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上及场地上掉头的能力，查相关标准为：最大总质量/t 1.8t6.0t，Dmin/m 10.019.0m。2.4.4 汽车的通过几何性参数 总体要确定的通过性几何性参数有：最小离地间隙hmin、接近角1、离去角2和纵向通过半径等。根据我们进行的总设计参考国家标准上述参数为： 最小离地间隙hmin250满载时接近角150 满载时离去角235 纵向通过半径4.0m.2.4.5 汽车的操纵稳定性参数汽车操纵稳定性的评价指标较多，其中与总体设计关系密切且应在设计中作为设计

20、指标予以控制的参数有：1、转向性参数 当汽车转弯或受侧向风力作用时，由于轮胎的侧偏使前后轴产生相应的侧偏角。为了保证良好的操纵稳定性，希望得到“不足转向”的特征。通常用汽车以0.4g的向心加速度做定圆等速行驶时前后轴的侧偏角之差（1-2）作为评价转向特性的参数。希望它是一个较小的正值，参照有关车型设计该车为13范围内。2、车身侧倾角 当汽车0.4g的向心加速度做定圆等速行驶时，其车身侧倾角在3之内最好。3、制动点头角为了不影响乘坐舒适性，要求汽车以0.4g的减速度制动时，车身的制动点头角不大于1.5。2.4.6 汽车的制动性参数汽车的制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车，且保持方向

21、稳定性，下长坡时能维持较低的安全车速并有在一定坡度上长期驻车的能力。通常用制动距离、制动减速度和制动踏板力作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。制动距离是指在良好的试验跑道上和规定的车速下，紧急制动时踩动踏板起到安全停车的距离。我国通常以车速为50Km/h的最小制动距离来评价不同车型的制动效能。本车设计制动效能按照GB72582004机动车运行安全技术条件要求对于总质量5t汽车、汽车列车：制动初速度为30km/h,满载检验制动距离要求10.0m，空载检验制动距离要求9.0m。本车设计满载制动时距离8m，制动踏板力700N。2.5 发动机的选择发动机提供汽车的动力，是汽车的关键总称，其选择及

22、布置形式对汽车的性能都有影响，尤其对汽车的动力性、燃油经济性、使用的可靠性和耐久性、维修的方便性以及制造成本、市场竞争力等都有直接的影响。因此，在汽车总体设计时，发动机的选择是一项关键的决策。2.5.1 发动机的形式与型号的选择按照设计任务的要求，本车为柴油机动力货车，经过计算与查找有关资料，我们选择昆明云内动力股份有限公司生产的YN33CR汽车专用柴油机，采用新型喷油泵与进气系统、更高的润滑冷却性能， 燃烧室优化匹配组合，提高柴油机的动力性和经济性，有效降低排放，增加了预热塞装置，确保发动机在-20状态下能够顺利起动。排量大、动力储备充足，起步、提速、爬坡，性能优越。采用水冷，水冷发动机冷却

23、可靠、散热性能好、气缸变形小、缸盖活塞等主要零件的热负荷较低，整体性能可靠性高。本车采用前置后驱形式（FR），好处是传动效率较高，前后轴荷分配均匀，传动机构简单，布置紧凑，发动机为纵向布置。YN33CR型柴油机的技术参数如下表：云内动力YN33CR 发动机 参数发动机型号：云内动力 YN33CR系列：云内动力 增压中冷系列发动机厂商：云内动力适配范围：轻卡/轻客进气形式：增压中冷汽缸数：4燃料种类：柴油汽缸排列形式：直列排量：3.298L排放标准：国三/欧三最大输出功率：76kw额定功率转速：3200RPM最大马力：103马力最大扭矩：265N.m最大扭矩转速：2200r/min全负荷最低燃油

24、耗率：g/kW.h发动机形式：立式、直喷、水冷、四冲程、增压中冷、高压共轨发动机净重：Kg发动机尺寸：mm压缩比：一米外噪音：dB行程x缸径：105x100mm2.5.2 发动机主要性能指标的选择 发动机功率愈大则汽车的动力性愈好，但功率过大会使发动机功率利用率低，燃油经济性降低，动力传动系的质量也要加大。因此，应合理选择发动机的功率。根据比功率为15kw/t，5吨货车发动机功率取要大于75kw。 最大转矩： = 式中： 为转矩适应系数，取为1.15； P为发动机最大功率为75Kw； 为最大功率转速，对于轻型货车用柴油机，柴油机值在32004000r/min之间，所选发动机为3200r/min

25、；经计算得： 所需发动机的最大转矩为:T=9549*=257.4Nm经过比较，所选YN33CR型柴油机的最大功率P为76Kw,最大转矩为265N.m，发动机最大功率和转矩都小于YN33CR型柴油机的额定功率和转矩，所以选用该型号发动机满足设计要求。2.5.3 发动机的布置汽车是多自由度的振动体，并受到各种振源的作用而发生振动，发动机就是振源之一。发动机是通过悬置元件安装在车架上的，悬置元件既是弹性元件又是减震装置，其特性直接关系到发动机振动向车体的传递，并影响整车的振动与噪音。合理的悬置不但减小振动、降低噪声，可以改善乘坐的舒适性，还能提高零部件和整车寿命。考虑到货车设计的一般要求，并参考跃进

26、汽车和东风有关车型，我们决定采用由金属板件和橡胶元件共同组成的橡胶悬置。发动机和离合器与变速器三者连为一体，采用前后四点支撑法固定在车架上。2.6 轮胎的选择轮胎及车轮在车桥与地面之间传递动力，并使汽车运动。因此，轮胎及车轮部件必须满足下属基本要求：有足够的负荷能力和速度能力，具有较小的滚动阻力和行驶噪声，良好的附着特性和质量平衡，耐磨损，耐刺扎，耐老化和良好的气密性，质量小，价格低，拆装方便，互换性好。 轮胎的尺寸和型号是进行汽车性能计算和绘图的重要原始数据之一。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、轮胎的静载荷、轮胎的额定载荷以及汽车的行驶速度。当然还要考虑与动力传

27、动系参数的匹配以及对整车尺寸参数（例如汽车的最小离地间隙、总高等）的影响。低压子午线轮胎滚动阻力小，温度上升慢，胎体缓冲性能和轮胎附着性能都比斜交轮胎好，装车后油耗低，寿命长，高速性能好，适应了现代汽车对安全、高速、低能耗的发展要求，但考虑为降低成本，我们经过计算，采用前为单轮胎，后为双轮胎的布置形式，经过计算前后轮满载时的载荷，选用普通轮胎。所选用的轮胎在使用承受的静负荷值应等于或接近于轮胎的额定负荷值，根据GB97431977，选定的轮胎为普通子午线轮胎。 2.7 传动比的确定轻型货车和中型货车比功率小，所以一般采用4挡变速器。挡与挡之间传动比比值一般在1.71.8之间。所以在确定了最大传

28、动比和最小传动比后，可以确定中间传动比。2.7.1 最小传动比和主减速器传动比的计算汽车总传动比是传动系中各传动比的乘积=，是主减速器传动比，是变速器传动比。一般轻型载货汽车变速器在最高档传动比最小且是直接档时（=1）传动系传动比最小，=。一般最小传动比由发动机最大功率时汽车车速等于最高车速求得= 故=0.377 最高车速，100/h=1 根据轮胎型号计算可得， =4.5，=12.7.2 最大传动比的选择 最大传动比=，在确定时，要考虑三个问题:最大爬坡度、附着率、汽车最低稳定车速。汽车最低稳定车速一般用于越野车的设计，中型载货汽车一般用最大爬坡度来确定，附着率验算本货车爬坡度设计为30%，即

29、max=由 得： 发动机传动效率 汽车总质量 g重力加速度，取为9.8m/s； f滚动阻力系数 滚动半径 Temax发动机最大转矩 =4.72 所以取2.7.3 各挡传动比确定由得=2.873 同理=1.705,=1.0故=4.8,=2.873,=1.705=1.0由变速器设计倒档传动比 3 ZA1050的整体布置3.1 底盘的整体布置 在初步确定汽车的载客量（载质量）、驱动形式、车身形式、发动机形式等以后，要深入做更具体的工作，包括绘制布置草图，并校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车尺寸和参数的要求，并寻求合理的总布置方案。3.1.1 整车布置的基准线（面）零线的确定1、车架上平面线我

30、们采用的是边梁式车架，以边梁上缘面较长的一段平面在侧视图上的投影线称为车架上平面线，它作为垂直方向的尺寸基准线，即z坐标线，向上“+”,向下“-”,该线标记为“z/0” 。2、前轮中心线通过前轮中心，并垂直于车架上平面线，在侧视图和俯视图上的投影为前轮中心线。即为“x/0”,它作为纵向方向的尺寸线。向前为“+”,向后为“-” 。3、汽车中心线汽车垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线称为汽车中心线，用它作为横向尺寸的基准线，记为“y/0”,向左为“+”,向后为“-” 。4、地面线地平面在侧视图和前视图上的投影线称为地面线。5、前轮垂直直线通过左右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上

31、的投影称为前轮中心线。图3.1 整车总布置图坐标系3.1.2 各总成部件的布置1、发动机的布置发动机的上下位置对离地间隙和驾驶员视野有影响。发动机的位置不能太高以降低汽车的质心高度，但是发动机的高度也不能太低以防止汽车在上下颠簸时不会碰坏油底壳。在布置发动机的前后位置是为减小传动轴的夹角，发动机前置后驱汽车的发动机常布置成倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成14夹角。本次设计取2。2、传动系的选择和布置 由于发动机、离合器、变速箱装成一体，所以在发动机位置确定以后，包括发动机、离合器、变速器在内的动力总成位置也随之而定。（1）离合器的布置： 采用膜片弹簧式离合器，具体计算见离合器总成设计 。（

32、2）变速器的布置：采用5挡手动机械式，有结构简单、制造成本低、传动效率高等优点。（3） 传动轴的布置：当发动机、离合器及变速器这一动力传动总成和后驱动桥的位置确定后，则可布置万向节与传动轴，考虑到本车传动轴过长，故采用三段式加中间支承。（4）后桥的布置：通常将差速器壳体中心线与汽车中心线布置重合，并把后桥主减速器的轴线向上翘起。3、转向装置的布置本次设计的转向系采用循环球式转向机构。主要针对于货车设计的需要，其正效率较高，操纵轻便，使用寿命长，工作平稳、可靠。4、悬架的选择和布置 前板簧的布置要保证主销后倾角的要求，同时这种前高后低的布置也有利于产生不足转向。后板簧的布置应做到前低后高，亦可获

33、得不足转向。对于载货车，可能因结构原因而造成布置上难度较大，则可较少考虑。减振器应尽量布置成垂直状态，以最大限度地利用其有效行程和减少偏差。若空间不允许，也可斜置。布置时应注意下支点的离地高度，后减振器的上支点不应高出车架上表面太高(不应超过80mm)，以免影响改装车的装配和布置。5、制动系统布置前后均采用鼓式的制动系统。制动系统采用真空助力，真空有发动机提供。鼓式制动器成本低，但一定要采用独立的双管路制动系统，以保证一个管路失效后另一管路仍能保证汽车有一定的制动力。6、踏板的布置离合器踏板、制动器踏板和油门踏板，是根据人机工程学的要求布置和整车底盘的布置而确定的，每个踏板必须保证人脚放的舒服

34、并且留有足够的踏板行程。 7、油箱、备胎和蓄电池的布置油箱 根据汽车的最大续驶里程来确定，本次设计油箱布置在汽车的后部、行李箱的下面。并且在排气管的另一侧，以减小危险。备胎 布置在车架尾部下方，采用悬链式固定，可保证拆装方便。蓄电池 蓄电池应放置在起动机的同侧，并却越近越好。8、进、排气系统的布置进气与排气系统方案的选择及布置的合理性，对整车的性能、可靠性、排放和振动噪声等有影响。一般平头车的空气滤清器都放在车头的外面，有的从驾驶室背后竖起一个烟囱式的通气管道，吸气口在上端朝下或朝外。有的平头车的进气管道放在了乘客侧的车门和风窗玻璃的交接缝处，虽然不美观，但对性能有益。排气系的布置要保证发动机

35、排气畅通，阻力小，同时要尽量减少噪声和振动，排气口要朝左或右。排气管道的布置与油箱的距离应大于300mm，尽可能把它们布置在底盘的不同侧，若布置不开时，中间可加隔热板。3.2 车架、驾驶室及货箱的布置3.2.1车架总成外形及其横梁的布置车架纵粱的外形，对于一般载货汽车来讲，前后轴之间的车架纵梁的断面高度为最大值，而在前、后轴附近及前、后端的断面高度均可变小，大多数车的前轴和后桥中心都处在车架纵粱断面高度变化的过渡区内。车架前部的变断面，除要保证足够的强度和刚度外，形状的变化及选择，要考虑布置上的需要和冲压的工艺性，如前簧的布置，主销后倾角度、前轮的跳动量、发动机和散热器等的悬置结构和处理是否理

36、想、车头或驾驶室悬置的布置等，最后进行综合平衡后再确定车架前部外形尺寸和断面高度。对车架总成的外宽，其前、中、后部不等，主要取决于布置上的需要。前部外宽取决于发动机的外宽及悬置结构的布置、散热器的尺寸及悬置、前轮距、前轮胎的型号及车轮最大转角、转向纵拉杆和减振器的布置、前悬架的结构型式和布置位置等因素。后部车架的外宽取决于后悬架的结构、尺寸、布置及后轮胎(特别是双胎)的型号、布置尺寸、整车外宽(不允许超过2.5m)。车架中部的外宽主要考虑国家标准的规定，及前、后部宽度的差值的大小和过渡区的工艺性等，尽量采用前、中、后部等外宽的车架，这样工艺性比较好，质量容易保证。车架总成的横梁布置应均匀、结构

37、合理，在胶板上有总成固定支架的地方(即力的作用点)，应布置横梁，以便减少纵梁腹板的侧弯。悬架支架、发动机悬置、油箱、电瓶、驾驶室悬置等处都应考虑布置横梁。3.2.2车头、驾驶室的布置在发动机与车架、前轴、前轮布置关系确定后，即可布置车头、驾驶室，在总成设计阶段，对其关系进行协调。因此在这仅对其相互位置关系进行最后布置上的确认和坐标、尺寸的确定。3.2.3车箱的布置根据车型所确定的载重量、用户对车箱长度的要求、整车的外廓尺寸、车箱底板是否允许有车轮鼓包、货物的情况等，合理地选择车箱的内部尺寸。车箱前板及保险架离驾驶室后围或相关部件的间隙应不小于40mm。保险架的高度应超出驾驶室顶部70mmlOO

38、mm。车箱纵、横梁布置要合理，保证自身有足够的强度和刚度，使车箱底板在长期承载使用状态下，不会产生永久变形。车箱纵梁的后端允许超出车架尾端不大于400mm，以便减轻车架的质量。4 载货汽车前悬架设计4.1 设计依据的主要数据 载质量：1950kg 空车时：前轴负荷：1200kg 后轴负荷：1200kg 满载时：前轴负荷：1950kg 后轴负荷：3545kg 尺寸：总 长：6000mm 总 宽：2050mm 轴 距：3300mm 前 轮 距：1450mm 后 轮 距：1400mm 满载重心高度：1100mm4.2 前悬架弹性元件的设计4.2.1 钢板弹簧的布置方案选择 布置形式为对称纵置式钢板弹

39、簧。初步选定前悬架的偏频为n=1.8Hz.本次设计的悬架采用弹性特性为线性变化的悬架，则前悬架的静挠度为：汽车悬架必须有足够大的动挠度，以防止在坏路面上行驶时经常碰撞缓冲块。对于货车取69cm。本次设计后悬架的动挠度取为=8 cm。满载弧高：满载弧高 用来保证汽车具有给定的高度，常取=1020 mm，本次设计取=10mm。4.2.2 确定钢板弹簧的长度L原则上在总体布置可能的条件下，应尽可能的将刚板弹簧取长一些，以提高使用寿命，降低弹簧刚度，改善汽车行驶平顺性。（1） 选择原则：钢板弹簧长度是弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。轿车L=(0.400.55)轴距；货车前悬架：L=(0.260.35)

40、轴距，后悬架：L=(0.350.45)轴距。（2） 钢板弹簧长度的初步选定：结合国内外货车资料，初步选定主片的长度为1000mm 4.2.3 钢板弹簧断面尺寸和片数的确定汽车行驶平顺性在很大程度上取决于钢板弹簧的挠度，而所需要的挠度是由确定的钢板弹簧的刚度来保证的，对称式钢板弹簧的刚度为：N N/mm钢板弹簧断面尺寸的确定：（1） 钢板弹簧断面宽度b的确定：有关钢板弹簧的刚度，强度可按等截面的简支梁计算，引入挠度增大系数加以修正。因此，可根据修正后的简支梁公式计算钢板弹簧所需的总惯性距。对于对称式钢板弹簧 (6-1)式（6-1）中：SU形螺栓中心距（mm） kU形螺栓夹紧(刚性夹紧，k取0.5

41、)； c钢板弹簧垂直刚度（N/mm）,c=; 为挠度增大系数。挠度增大系数的确定：先确定与主片等长的重叠片数，再估计一个总片数，求得，然后=1.5/，初定。L=1000mmk=0.5S=150mm=1=8=1.5/=1.5/=1.32E=2.1N/将上述数据代入以上公式得=69022计算钢板弹簧总截面系数： (6-2)式（6-2）中为许用弯曲应力。的选取： =9555NL=1000mmk=0.5S=150mm=450 N/将上面数据代入公式，得：=12667再计算钢板弹簧平均厚度：=11mm有了以后，再选钢板弹簧的片宽b。推荐片宽和片厚的比值在610范围内选取:b = 100mm。（2）钢板弹

42、簧片厚h的选取:本设计均采用等厚片，片厚分别为11mm。通过查手册可得钢板截面尺寸b和h符合国产型材规格尺寸。（3）钢板断截面形状的选择：本设计选取矩形截面。（4） 钢板弹簧片数的选择： 片数n少些有利于制造和装配，并可以降低片与片之间的干摩擦，改善汽车的行驶平顺性。但片数少了将使钢板弹簧与等强度梁的差别增大，材料的利用率变坏。多片钢板弹簧一般片数在614片之间选取，重型货车可达20片。 根据货车的载荷并结合国内外资料初步选取本货车钢板弹簧的片数为8片。钢板弹簧各片长度的确定： 先将各片的厚度的立方值按同一比例尺沿纵坐标绘制在图上，再沿横坐标量出主片长度的一半L/2和U型螺栓中心距的一半s/2，得到A,B两点，连接A，B两点就得到三角形的钢板弹簧展开图。AB线与各片上侧边的交点即为各片的长度。如果存在与主片等长的重叠片，就从B点到最后一个重叠片的上侧边断点连一直线，此直线与各片上侧边的交点即为各片长度。各片实，际长度尺寸需经圆整后确定。各片钢板的长度如表6-1：表6-1 各片钢板的长度 序号123456长度（mm）10001000