货车总体设计及后制动器设计说明书资料.docx

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货车总体设计及后制动器设计说明书资料

一、课程设计任务

课题内容

为给定基本设计参数的汽车进行总体设计，计算并匹配合适功率的发动机，轴荷分配和轴数，确定主要尺寸参数；详细计算后制动器的设计参数，绘出后制动器的装配图。

给定参数如下：

额定装载质量3500Kg

最大总质量6730Kg

最大车速：

100Km/h

课题任务要求

总体设计计算要求

1.根据已知数据，确定轴数、驱动形式、布置形式。

注意国家道路交通法规规定和汽车设计规范。

2.确定汽车主要尺寸、轴荷分配，可参考同类车型选取参数。

3.  选定发动机功率、转速、扭矩，确定发动机型号。

4.确定汽车轮胎。

5.确定传动系最小传动比，即主减速器传动比。

6.确定传动系最大传动比，从而计算出变速器最大传动比。

总成设计要求

后制动器的结构形式、制动管路分路系统形式、后制动器的详细设计。

课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）

1．后制动器总装配图1张（零号图）

2．设计计算说明书1份（含设计方案论证，设计分析与计算，设计总结、结论，参考文献等），说明书正文不少于5000字。

主要参考文献

[1]王望予.汽车设计（第4版）[M].机械工业出版社，2004.

[2]王霄峰．汽车底盘设计[M]，清华大学出版社，2010.

[3]王国权，蔡国庆．汽车设计课程设计指导书[M]．机械工业出版社，2009.

[4]刘涛.汽车设计[M].北京大学出版社，2008.

[5]余志生.汽车理论（第5版）[M].机械工业出版社，2010.

[6]汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册[M].人民交通出版社，2001.

[7]陈家瑞.汽车构造（第3版）[M].机械工业出版社，2009.

[8]闻邦椿.机械设计手册（第5版）[M].机械工业出版社，2009.

同组设计者：

雷春华、肖会、梅昌明、苏弥、吴伟

二、课程设计进度表：

阶段日期

应完成任务内容

检查日期

检查结果

18周2日前

布置题目，借阅参考资料，完成方案选型、论证。

18周5日前

设计、计算并编写说明书

19周4日前

绘图、修改、完成

三、学生课程设计装袋要求：

1.课程设计说明书按以下排列顺序印刷与装订成一本。

（1）封面

（2）课程设计任务书

（3）中文摘要

（4）目录

（5）正文

（6）参考文献

（7）附录（公式的推演、图表、程序等）

2.图纸。

3．说明书及图纸电子文档。

CSU1060A货车总体设计及后制动器设计

摘要

汽车制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车，在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速，使汽车可靠地停在原地或坡道上。

制动系应至少包括行车和驻车制动装置，有足够的制动效能，工作可靠，任何速度下制动都不应丧失操纵性和方向稳定性。

本课程设计介绍了CSU1060A货车总体设计及后制动器设计，设计采用较常用的鼓式领从蹄式制动器。

设计包括总体主要参数设计、汽车的总体尺寸、选择合适的发动机型号、制动系主要参数设计、后制动器设计计算、后制动轮缸尺寸设计计算等。

保证汽车有良好的制动性能，也保证此货车在制动时又能保持良好的汽车方向稳定性和操纵稳定性。

关键词：

货车设计；制动系；后制动；

1.总体设计

给定基本设计参数如下：

装载质量（kg）

汽车型号

最大总质量（kg）

最大车速（Km/h）

3500

CSU1060A

6730

100

由已知数据，根据国家标准和有关书籍得以下初步总体设计方案：

1.1轴数、驱动形式、布置形式

1.1.1轴数选择：

根据参考文献[1]和GB1589-2004，道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值中表4汽车、挂车及汽车列车最大允许总质量的最大限值及最大设计总质量的最小限值可知：

国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途可知，包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。

而给定的货车总质量为6730kg，故设计采用两轴方案。

1.1.2驱动形式的选择：

4×2

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。

增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力，驱动轮数越多，汽车的结构越复杂，整备质量和制造成本也随之提高，同时也使汽车的总体布置工作变得困难。

表1-1汽车及挂车单轴的最大允许轴荷

车辆类型

最大允许轴荷限值/kg

挂车及二轴货车

每侧单轮胎

6000①

每侧双轮胎

10000②

客车、半挂牵引车及三轴以上（含三轴）货车

每侧双轮胎

7000①

每侧双轮胎

非驱动轴

10000②

驱动轴

11500  

① 安装名义断面宽度超过400（公制系统）或13.00（英制系统）轮胎的车轴，其最大允许载荷不得超过各轮胎规定的负荷之和，  其最大限制为10000kg；

② 装备空气悬架时最大允许轴和的最大限值为11500kg。

根据参考文献[1]和上表，总质量小于19吨的公路运输车，采用结构简单、制造成本低的4×2驱动形式，故此货车采用4×2的驱动形式。

1.1.3布置形式的选择：

平头、单排驾驶室，发动机前置后驱动形式；

对货车的几种典型的布置形式进行分析比较。

平头式货车的主要优点如下：

汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备质量减小；驾驶视野得到明显改善；采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性；汽车货箱与整车的面积利用率高。

其主要缺点是：

空载时前轴负荷大，在坏路上的通过性下降；驾驶室有翻转机构和锁止机构，使机构复杂；进、出驾驶室不如长头式货车方便；离合器、变速器等操纵机构复杂；发动机的工作噪声、气味、热量和震动对驾驶员均有较大影响；汽车发生正面碰撞时，易使驾驶员受到严重伤害。

发动机前置后桥驱动的货车的主要优点是：

可以采用直列、V型或卧式发动机；发现发动机故障容易；发动机的接近性良好，维修方便；离合器、变速器等操纵机构的结构简单，容易布置；货箱地板高度低。

主要缺点是：

如果采用平头式驾驶室，而且将发动机布置在前轴之上，处于驾驶员、副驾驶员座位之间时，驾驶室内部拥挤，隔绝发动机工作噪声、气味、热量和振动的工作困难，离合器、变速器等操纵机构复杂。

发动机中置后桥驱动的货车，可以采用水平对置式发动机布置在货箱下方，因发动机通过性不好，需特殊设计，故维修不便；离合器、变速器等操纵机构结构复杂；因发动机距地面近，容易被车轮带起的泥土弄脏；受发动机位置影响，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，故已不再采用。

发动机后置后桥驱动的货车是在发动机后置后桥驱动的乘用车的底盘基础上变型而来的，所以采用已经极少了。

它的主要缺点是离合器、变速器等操纵机构复杂；发现发动机故障和维修发动机都困难以及发动机容易被泥土弄脏；后桥容易超载等。

综上所述本方案采用平头式发动机前置后驱动的布置形式。

选用的参考车型为：

NKR77PLNACJA和NKR77LLNACJAX。

1.2汽车主要参数设计

1.2.1主要尺寸

1）外廓尺寸

外廓尺寸的确定需考虑法规、汽车的用途、装载质量及涵洞和桥梁等道路尺寸条件。

根据GB1589-2004（2004-04-01发布，2004-10-01实施）道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值中表1汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸的最大限值，并参考现有车型的尺寸，取：

6800*1900*2300mm。

2）轴距和轮距

轴距L对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。

当轴距短时，上述各指标减小。

此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。

轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长。

改变汽车轮距B会影响车厢或驾驶室内宽、汽车总宽、总质量、侧倾刚度、最小转弯直径等。

受汽车总宽不得超过2.5m的限制，轮距不宜过大。

但在选定的前轮距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间隙。

综上所述，根据参考文献[1]，各类汽车的轴距和轮距如表1-1，并参考同类车型，取：

轴距3815mm、前轮距1504mm、后轮距1425mm。

表1-2各类汽车的轴距和轮距

总质量（t）

轴距（m）

轮距（m）

〈2.2

1.7～2.9

1.15～1.35

2.2～3.0

2.3～3.2

1.30～1.50

3.5～5.0

2.6～3.3

1.40～1.65

6.0～9.0

3.6～4.2

1.70～1.85

10.0～14.0

3.6～5.5

1.84～2.00

14.0～17.0

4.5～5.6

1.84～2.00

3）前悬和后悬

汽车的前悬是通过两前轮中心的垂直地面与抵靠在车辆最前端并垂直于汽车纵向对称平面的垂直面之间的距离。

其长度应能布置发动机、水箱、转向器等部件，但不能过长，不然接近角太小，影响汽车通过性。

后悬是通过汽车最后车轮轴线的垂面与抵靠在汽车最后端并垂直于汽车纵向对称平面的垂直面之间的距离。

其长度主要取决与货厢的长度、轴距和轴荷分配的要求。

对于货车而言，其后悬长度主要取决于货箱、轴距和轴荷分配要求。

参考同类车型，并根据参考文献[1]，总质量在1.8～14t的货车后悬一般在1200～2200mm之间，取：

前悬1015mm、后悬1915mm。

4）车头长度

货车车头长度指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。

车头长度尺寸对汽车外观、驾驶室的容积、发动机维修的方便性都有很明显的影响。

根据参考文献[1]，平头型货车的车头长度一般在1400～1500mm之间，

取：

1500mm。

5）货车车厢尺寸

车厢尺寸要考虑汽车的用途参考同类车型选取，但必须保证运送散装煤和袋装粮食时能装足额定的装载质量。

车厢边板高度对汽车装载货物后的质心高度以及货物装卸的方便性有很大的影响。

我国对汽车的宽度有明确规定，在适合国家标准的前提下，可适当取宽值。

根据参考文献[1]，并参考同类车型，取：

5050*1880*380mm。

1.2.2进行汽车轴荷分配

汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直负荷。

汽车的轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。

为使轮胎磨损均匀和寿命相近，各车轮的负荷应相差不大；为保证汽车良好的动力性和通过性，驱动桥的符合应足够大，因此从动轴的负荷可以适当减小，以利于减小从动轴滚动阻力和提高在坏路面上的通过性；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，又要求转向轴的负荷不能过小。

根据汽车的驱动形式、发动机位置、汽车结构特点、车头形式及总质量等,并参考同类车型和参考文献[1]，表1-2为各类汽车的轴荷分配，由4*2后轮双胎，平头式选取：

满载：

前轴35%，后轴65%、空载：

前轴50%，后轴50%。

表1-3各类汽车的轴荷分配

车型

满载

空载

前轴

后轴

前轴

后轴

商用车

4*2后轮单胎

4*2后轮双胎，长、头式

4*2后轮双胎，平头式

6*4后轮双胎

32%-40%

25%-27%

30%-35%

19%-25%

60%-68%

73%-75%

65%-70%

75%-81%

50%-59%

44%-49%

48%-54%

31%-37%

41%-50%

51%-56%

46%-52%

63%-69%

1.3发动机功率、转速、扭矩及发动机型号的确定

根据给定的基本设计参数按下式估算发动机