汽车质量在前后轴的轴荷分配Word格式文档下载.docx

1、如果轴距过长，就会使得车身长度增加，从而后部倒车盲区也会偏大，如果不增加倒车雷达，倒车对新手而言是个严峻的考验。汽车的装载方式和制动过程中作用在质心位置的惯性力都会改变汽车的轴间载荷，从而改变了各轴与地面间的附着力，影响汽车的制动效能。因此轴间载荷影响汽车的制动力的分配。汽车静止时前后轴荷是平衡的，法向反作用力是均衡分布的但在制动过程中，由于汽车惯性力的作用轴间的载荷会重新分配。在制动过程中汽车受惯性影响向前冲，前轮负荷变大。扭矩分配方式与汽车的质量分配相对应，有利于利用车辆加速时后轴载荷大于前轴的情况下，提升车辆轮胎的抓地力，增加车辆的稳定性。例：汽车的驱动性能、制动性能、方向稳定性等性能，

2、不但与上述各系统的结构和参数有关，还取决于汽车底盘的整体设计，例如轴距（前后轮的间距）影响汽车重量在各轴上的分配，轮距（左右轮的间距）影响汽车的稳定性。现代汽车的设计已大体定型：轿车是前轮转向，发动机可以前置（前轮或后轮驱动）或后置（后轮驱动）；货车和小型客车则一般均为发动机前置，后轮驱动，前轮转向；中大型客车大都为发动机后置或底置，后轮驱动；越野汽车的前轮为转向驱动轮。当汽车总重量增加和轴荷超过公路规定的限度时，就必须增加轴数，或采取汽车列车型式。静态检验对行车制动的检测不能反映出行驶车辆制动时的轴荷分配问题。一般行驶车辆在进行制动（特别是紧急制动）时，其重心都会发生前移，所以制动力也会发生

3、重新分配，静态检测就不能反映这一事实，则其前轴制动力测量值偏低，整车制动力也偏低。相比而言，动态检验就能反映出重心前移问题，检测结果表明前轴制动力都比静态检测要大很多，制动力确实发生了重新分配。 如苏B35028汽车的整备质量G80040N（空载），静态载荷（轴重力）为：前轴GF24160N，后轴GR55880N，紧急制动时前轴制动力FBF29010N，后轴制动力FBR28540N，总制动力FB=57550N，该车在平板检验台上（附着因数=0.8）测试时：前轴制动力前轴静态载荷为FBF/GF29010/24160120%；后轴制动力后轴静态载荷为FBR/GR28540/5588051；总制动力

4、整备质量为FB/G=57550/8004071.9%。可见该车制动时能够充分利用前后轴动态载荷，制动性能较好，趋于实际制动情况。一般来说，FF车（发动机前置前轮驱动）空车负荷前、后轴轴荷分配为6139，满载负荷前、后轴轴荷分配为5149。空载车重量是指整车整备重量（正确提法应称为“整车整备质量），设计时考虑车辆的重量，是在整车整备重量加上座位负载的总和。对于4-5人座位的轿车，是假设前排2人，1人在第2排座位上，每一位乘员的重量为68公斤，加上每人在行李箱中放7公斤行李而设定的。各类汽车的轴荷分配如下：各类汽车的轴荷分配车型满载空载前轴后轴乘用车发动机前置前轮驱动发动机前置后轮驱动发动机后置后

5、轮驱动47%60%45%50%40%46%40%53%50%55%54%60%56%66%51%56%38%50%34%44%44%49%50%62%商货42后轮单胎2后轮双胎，长短头式2后轮双胎，平头式64后轮双胎32%40%25%27%30%35%19%25%60%68%73%75%65%70%75%81%50%59%48%54%31%37%41%50%46%52%63%69%整车设计时前后轴荷分配的例子一、课程设计任务书1、 题目：商用车总体设计及各总成选型设计2、 要求：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，选择并匹配各总成部件的结构型式，计

6、算确定各总成部件的主要参数，详细计算指定总成的设计参数，绘出指定总成的装配图和部分零件图。其具体参数如下：额定装载质量 3000kg最大总质量 6750kg最大车速 75km/h比功率 10kw/t比转矩 33Nm/t3、 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X。（2） 确定汽车主要参数。1） 主要尺寸，可从参考资料中获取。2） 进行汽车轴荷分配。3） 百公里油耗。4） 最小转弯直径。5） 通过性几何参数。6） 制动性参数。（3） 选定发动机功率、转速、扭矩，可参考已有车型。（4） 离合器的结构形式选择，主要参数计算。（5） 确

7、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。（7） 机械式变速器型式选择，主要参数计算，设置合理的档位数，计算出各档的速比。（8） 驱动桥结构型式，根据主减速器的速比，确定采用单级或双级主减速器。（9） 悬架导向机构结构形式。（10） 转向器结构形式选择，主要参数计算。（11） 前后轴制动器型式选择，制动管路系统型式，主要参数计算。4、 完成内容 总成装配图1X（1号图） 零件图1X（3号图） 设计计算说明书1份二、汽车形式选择 根据已知数据，确定轴数、驱动形式，布置形式。 由最大总质量ma=6750kg=6.75t由汽车设计表1-2确定货车

8、为中型货车。 确定轴数。由单轴最大允许轴载质量为10t，双轴汽车结构简单，制造成本低，故采用双轴方案。 驱动形式采用42形式，后轮驱动。 布置形式驾驶室采用平头型式，发动机前置，直列四缸柴油发动机 汽车主要参数 外廓尺寸总长：6550mm总宽：2276mm总高：2391mm 轴荷分配满载时 前轴6750kg30%=2025kg 后轴6750kg70%=4725kg空载时 前轴3750kg50%=1875kg 后轴3750kg 百公里燃油消耗量由总质量ma=612t的柴油机单位质量百公里油耗量1.651.85L则车百公里消耗量1.556.75L1.866.75L即：10.46L12.56L取：1

9、1.5L 最小转弯直径Dmin=14m 通过性几何参数最小离地间隙270mm接近角34离去角17 一般数据轴距 3308mm轮距 前轮1584mm后轮1485mm最高车速75km/h最低稳定车速20km/h经济车速40 km/h最大爬坡度1614（13%）最大制动距离8m燃料消耗量1112L/100km储备行程700km发动机型号NJD433A型制造厂XX汽车制造厂外形尺寸长780mm 宽651mm 高671mm 选定发动机功率、转速、扭矩 发动机最大功率Pemax和相应转速np单级主减速器42型汽车T=90%滚动阻力系数fr=0.02空气阻力系数CD=0.9Pemax=（67509.80.0

10、275/3600+0.94753/76140）/90%=52.8kw最大功率转速np=3000转/分 最大转矩Temax 最大扭矩转速nT=2000转/分 离合器结构型式选择选取拉式膜片弹簧离合器，其主要性能参数有后备性系，单位压力p0，尺寸参数D、d和摩擦片厚度b以及结构参数摩擦面数Z和离合器间隙t及摩擦因数f 后备系数=1.502.25取=1.6 单位压力p0=0.3Mpa 摩擦片外径D，内径d和厚度b摩擦片外径其中KD为直径参数，最大总质量1.814.0t/m商用车KD为16.018.5 取KD=17.0=241.4mm，取为240mm。摩擦片内径由d/D=0.530.70取d/D=0.

11、6d=0.6D =0.6240=144mm摩擦片厚度取b=3.5mm 摩擦因数f，摩擦面数Z和离合间隙t取Z=22=4t=34mm5、 主减速器的传动比取5.86，系统最小传动比为0.7866、传动系最大传动比，总质量在5.0t8.0t时，tmax=5.835变速器最大传动比=5.835/0.786=7.827、 变速器型式选择型式与排档数，机械式，四个前进档，一个倒档各档变速比：一档 6.40二档 3.09三档 1.69四档 1.00倒档 7.828、 驱动桥结构形式，根据主减速器速比，确定采用螺旋锥齿轮单级主减速器。由于非断开式驱动桥结构简单，成本低，故采用之，总成结构设计详见三。9、 悬

12、架导向机构结构型式前悬架：采用纵向对称长截面钢板弹簧，双向作用筒式减振器。后悬架：采用纵向对称渐变刚性钢板弹簧，双向作用筒式减振器。10、转向器结构型式采用循环球式动力转向器11、制动系前后采用独立双回路液压制动系统，制动阀为双腔串联活塞式。行车制动器：前后均为鼓式，制动鼓内径320mm驻车制动器：中央鼓式制动鼓由机械式软轴操作空气压缩机：单缸风冷式贮气筒：整体双腔式12、其它结构车架采用冲压铆接梯形结构前轮单胎后轮双胎7.5016 14层级轮胎，可选用8.2516轮胎，5.50F16 选6.00G16轮辋备用轮胎升降器为悬链式。三、驱动桥设计计算（一） 主减速器齿轮计算载荷的确定 按发动机最

13、大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩。取Kd=1，K=1，1=6.4，n=1，if=1，0=5.86，=90%得Tce=6804.7Nm 按驱动轮打滑转矩确定Tcs其中，G2=3000kg，m2=1.2 ，rr=400mm，m=5.86，=0.85，m=85%Tcs=245.7 NTc=minTce Tcs =245.7 N 按汽车日常行使平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcf当计算锥齿轮疲劳寿命时，Tc取Tcf主动锥齿轮的计算转矩为其中G=90%Tz=48.3 N（二） 锥齿轮主要参数选择 主从动锥齿轮数z1，z2主动锥齿轮齿数z1=7 从动锥齿轮z2=39传动比=39/7=5.57

14、 从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数msKD2为直径系数，一般为13.015.3，取KD2=15D2=95mm=2.4=2.5其中Km=0.4，ms=2.4 主从动锥齿轮齿面宽b1和b2节距=47.5mm齿面宽b30% A=14mm。 中点螺旋角=35 螺旋方向主动锥齿轮左旋，大齿轮右旋 法向压力角=20（三） 主减速器锥齿轮强度计算 单位齿长圆周力按发动机最大转矩计算时，满足设计要求。 齿轮弯曲强度700Mpa 齿轮接触强度2800 Mpa强度符合要求锥齿轮材料用ZQSn10（四） 差速器主参数选择 行星齿轮n=2 行星齿轮球面半径Rb=2.53.0，节锥距=（0.980.99） 行星齿

15、轮和半轴齿轮节锥角、及模数 锥齿轮大端端面模数为 压力角=2230 行星齿轮轴直径d和支承长度LL=1.1d（五） 差速器齿轮强度计算980 Mpa制动时前、后轮的地面法向反作用力如下图所示为，忽略汽车的滚动阻力偶和旋转质量减速时的惯性阻力偶矩，汽车在水平路面上制动时的受力情况。因为制动时车速较低，空气阻力可忽略不计，则分别对汽车前后轮接地点取矩，整理得前、后轮的地面法向反作用力为 （4-25）（4-26）式中：和分别为前后轮因制动形成的动载荷。如果假设汽车前后轮同时抱死，则汽车制动减速度或 （4-27）为附着系数。 将式（4-27）代入式（4-25），有 （4-28）由式（4-28）可知，制

16、动时汽车前轮的地面法向反作用力随制动强度和质心高度增加而增大；后轮的地面法向反作用力随制动强度和质心高度增加而减小。随大轴距汽车前后轴的载荷变化量小于短轴距汽车载荷变化量。例如，某载货汽车满载在干燥混凝土水平路面上以规定踏板力实施制动时，为静载荷的90，为静载荷的38，即前轴载荷增加90，后轴载荷降低38。在制动过程中汽车受惯性影响向前冲，前轮负荷变大幅度增大；WZ 3900矿用汽车各种装载质量时前后轮胎的负荷计算（l）已知：空车重39 000kg 前轴负荷18 600kg 后轴负荷20 400kg满载总重89 000kg 前轴负荷29 400kg 后轴负荷59 600kg轴距4 400mm（

17、2）假定：装载质量变化时，装载物的质量中心在水平面上的投影位置不变（仅质量中心的高度变化）（3）由 1得：由 50吨装载质量产生的前轴负荷为 29 40018 600=10 800kg由 50吨装载质量产生的后轴负荷为 59 60020 400=39 200kg设装载物的质量中心距前轴的距离为a，则根据力矩平衡原理有：50 000a =39 2004 400 a=39 2004 40050 000=3 449.6mm装载物质量中心距后轴的距离b= 4 4003 449. 6=950.4mm（4）若装载质量为30吨，则装载质量分配到前、后轴的轴荷分别为：前轴 30 000950.44 400=6

18、 480kg 后轴 30 0006 480=23 520kg 前轴总轴荷=18 6006 480=25 080kg后轴总轴荷=20 40023 520=43 920kg 前轮负荷=25 0802=12 540kg后轮负荷=43 9204=10 980kg（5）其他装载质量时前后轮负荷计算方法同此，从略。例:计算实例 称得一辆汽车前轴质量为1030kg，后轴质量为1260kg。测出其前轴制动力分别为，左轮3500N，右轮3100Nz后轴制动力分别为3900N和330ON。驻车制动力为5100N，制动协调时间为0.45s。判断该车制动性能是否合格。 前轴制动力占前轴重力的百分比： （3500+31

19、00）/（10309.8）65% 制动力总和占整车重力的百分比： （3500+3100+3900+3300）/（1030+1260）9.861% 前轴左右轮制动力差与前轴左右轮中制动力大者之比： （3500一3100）/350011% 后轴左右轮制动力差与后袖左右轮中制动力大者之比： （3900-3300）/3900215% 驻车制动力与该车在测试状态下整车重力的百分比： 5100/（1030+1260k9.823%该车后轴制动力与后轴重力之比为58%，由于在GB7258-1997中只考核前轴制动力与前轴重力的百分比和制动力总和与整车重力的百分比，并未要求考核后轴，因此从上面计算结果来看，该车

20、制动性能是合格的。现代轿车车速高，制动时轴荷（即轴的重力）转移大，在设计制造时，前轮制动力的设计能力较大。前轴左右轮制动力之和常大于前袖静态轴荷的100%，而后轴左右轮制动力之和常小于后轴静态轴荷的40%。由于前轮制动能力大，所以整车制动力仍大于整车重力的60%。新国标适应了汽车发展变化的新形势。三G汽车重力道路坡度角作用在前、后轮上的滚动阻力偶矩作用在前后轮上的惯性阻力偶矩作用在横置发动机飞轮上的惯性阻力偶矩空气阻力，在风洞中实测获得的汽车质心高风压中心高作用在前后轮上的地面法向反作用力作用在前后轮上的地面切向反作用力汽车轴距汽车质心至前后轴之距离摩擦系数车轮半径若将作用在汽车上的诸力对前、

21、后轮与道路接触面中心取力矩，则得：故得：每一个车轴上的载荷包括静载荷，以及其他作用在车辆上从前轴到后轴（或者从后轴到前轴）转移的动载荷。1、平地面上的静态载荷当车辆静止在水平地面上时候，载荷公式比较简单。倾角的正弦值等于0，而余弦值等于1，作用在前、后轮上的滚动阻力偶矩均为0；风阻为0，所以 ：2、低速时候加速风阻等于0，特殊情况，在水平地面低速情况下加速时，风阻等于0， =可见，当车辆加速时，载荷从前轴向后轴转移，与加速度（以重力加速度为单位）和重心高度与轴距的比值成正比。3、坡度上的载荷坡度对前后轴载荷的影响也是必须考虑的。坡度是“上升高度”与“行驶距离”的比值，即坡度角的正切值。州际高速公路上的正常爬坡度