整车设计计算讲解

整车计算说明书格式第一部分：常用力学分析二力平衡必须共线三力平衡共点多力平衡各力首尾相接力矩平衡（杠杆）原理受力图、弯矩图根据受力作出受力图，根据受力图做出弯矩图，一般一个点的弯矩等于力乘上距离8在某点的弯矩W=该点横截而的抗弯截面系数

8=MAV第二部分：整车计算说明书整车动力匹配计算整车性能参数1.1.1最高车速（Km，h）1.1.2整车满载质量（Kg）1.1.3机械系的传动效率1.1.4最大爬坡度1.1.5汽车加速性能1.1.6标左功率及相应转速1.1.7电机的额定扭距（N*m）1.1.8速比1.1.9车轮半径：（mm）1.1.10通过手册可以查得在沥青路面上的滚动摩擦因数1. 2校核计算汽车动力性指标：汽车的最高车速度：汽车的加速度时间：汽车的最大爬颇度：电车要能够行驶，必须满足汽车的行驶方程式。行驶方程式为：Ft=Fy+Fw+Fi+FjFtFw：电动车的空气阻力，由于速度慢（G0m/s）,所以可以忽略不计Fi：电动车坡度阻力Fj：电动车加速度阻力汽车的行驶滚动阻力：

Fr=G*f*cosa其中G：汽车的自重；f:汽车在沥青路面上的滚动摩擦因数；aFw：电动车的空气阻力，计算公式为：FW=C*A*UM2/21.15其中：CA：电车的迎风面积；u：电车的速度：Fi：电动车坡度阻力，计算公式为：FjFt:电动车的驱动力，计算公式为：

Fi=G*SinaFj=m*aa：电车的加速度；Ft二Tt/r1.2.1最高车速的计算

Tt：作用在驱动轮上面的转矩：r:车轮的半径Tt=T*i*i]T：电机的扭矩：i：汽车的速比：m系统的传动效率：因此在汽车的最高车速下，电机需要提供驱动扭矩：T=F(*r/i*耳电机需提供的转速：122最大爬坡度的计算

貝中：F『：行驶滚动阻力r：汽车车轮半径i：汽车的速比n=V*i/2*n*r其中：V：汽车的速度电机需提供的功率：P二F/*s/i]其中S：汽车在Is里面行驶的距离n：汽车传动系的效率忽略汽车的空气阻力，因此汽车上坡时，必须克服汽车的滚动阻力(Ff)和坡度阻力(Fi)。所以有:Fz+Fz=G*f*cosa+G*sina=其中：a为汽车的最高爬坡度。电机需要提供的扭矩：

(Fz+Fz)*r/i*i]=1.2.3加速时间的估算t=£—du其中：a为汽车的瞬时加速度。假设因为电车的电机是以恒功率输岀的，因此有：a=(P*r)-Ff*u)/m*u英中：P:电车的标泄功率m：电车的质量所以：t=结论：车架车架必须有足够的强度与刚度，因此必须对车架进行受力分析：2:车架分析2.1整车性能参数2.1.1整车整备质量(kg)(kg)(kg)a空载(kg)前轴：后轴：

前轴:后轴:

b满载(kg)2.1.5轴距(mm)2.1.6车架的总长(mm)2.1.7车架的横截而尺寸：()2.1.8不加加强梁时的抗弯截而系数(mm3)2.1.9最小安全系数s2.1.10车架的材料(强度)2汽车的受力分析与车架的校核质心以及加载物体在车架上而的作用点。

因此可对后轮取矩，求出电车的mm,N)根据车辆的受力图可以计算岀整个车架上的弯矩(W弯矩图：(单位为N*mm)弯矩的公式为：M=结论：行车制动计算

oniax=M/\V英中oM为最大弯矩：W为抗弯截面系数:安全系数为s：要安全有：omax*sW材料的抗弯强度整车的制动性能评价指标：制动的距离、制动减速度；制动时汽车的方向稳定性；3.1整车性能参数：3. 1.1制动距离：3. 1.2整车满载质量(Kg)在理想状态下水泥路而上的附着系数s)(根据一般数值范(0.1-0.9)取中间值)在不同路而上，由于地而制动力车的制动减速度(a)为：汽车的制动距离分析：

F二G*pG：车的自重：路而的附着系数a=n*g汽车的制动距离是指开始踩着制动踏板到完全停车的距离，一般包括制动器起作用和持续制动二个阶段中汽车行驶过的距离。S=sl+s2=(t,+t>/2)*u/3.6+u*u/25.92*aS：制动距离：si:制动器起作用；s2:持续制动；u：汽车的最髙车速；t,+t,/2：制动器的作用时间：■■a：汽车的最大减速度；2校核计算在制动器的作用时间内，电车行驶过的距离为：s=(t,+t,/2)*u/3.6+u*u/25.92*a二式中：s_：制动距离；u：汽车的最髙车速；t,+t,/2：制动器的作用时间：■■a：汽车的最大减速度；所以：s由于电车的减速度为0.75g,所以电车必须提供的最大的制动器制动力为：因此，对电车的制动器有要求。根拯制动器制动设计计算可知，电车总的制动力为：制动系统匹配质量：轴距：重心位置：LIL2前/重心高度：H路而附着系数：小车轮半径：悚=现制动系统状态：总泵缸径：前轮泵缸径：后轮泵缸径：前轮泵作用半径：伽!.二65〃曲二0.065加踏板杠杆比：摩擦片摩擦系数：K前后轮制动力分配:紧急制动情况下，所需的总制动力前后轮所需制动力前制动系统:前制动需压力（前分泵额立压力为6.9Mpa）|

F息二m（ p叫=心"轮M垢=F后"轮0F 2前泵來擦/0F 2制动片S何缸S后制动系统:紧蹄:

亠前缸(cos2a-cos2a)(20-sin2a+sin2a[c(COS0+/sin§)-阻]松蹄：

Df 2k(co-/sin)+y??]{ D+{ 5Hull.后制动需压力（后分泵额左压力为7Mpa）|P_饨开PJ后泵_ J后缸踏板力s总泵s肖系统压力为5.1Mpa7.07Mpa

賊=如泵 总泵x$F xS x$F xS 结论：前.后悬挂装备计算（钢板弹簧）4.1整车性能参数：1.1a空载（kg）前轴：后轴：（mm）钢板弹簧的截而b*h（mm）

b满载(kg)前轴：后轴：弹性模量（MPa）前/后钢板弹簧的块数钢板弹簧的截而形状饶度增大系数4 2校核计算前/后钢板弹簧的结构简图如下:

2060001.4由于前后钢板弹簧的结构不同，所以计算个静饶度的公式不冋。前钢板弹簧（悬臂式）计算公式为:f=5*4*P*L3/E*n*b*h5后钢板弹簧的计算公式为：f=8*P*L3/4*E*n*b*h?上式中，5：饶度增大系数：P：轴荷；1:钢板弹簧的长度；E：弹性模量：n：钢板弹簧的块数；前/后弹簧偏频（n）的计算公式为：n=5/、/7其中：f：静饶度前弹簧的偏频：n=后弹簧的偏频：n=前、后悬挂装备计算（非钢板弹簧）校核计算：电车空载与满载的时候，质心下降了20mm，根据静饶度的泄义，可以求岀电车的悬架刚度（K）,K二G/f其中：G：满载时前/后桥的轴荷：f：电车的静饶度悬架的偏频前悬架的偏频：后悬架的偏频：前/后悬架力学分析：1、前悬架由于估算得前轴荷为，所以前轮单轮滑动制动力为在制动时，收力图简化如下

4000*0.75/2==1500NF=所以前摇臂拉应力为3.15MPa,远低于屈服应力235MPao静止状态弯矩受力简图（内拉压力省略）最大弯矩=惯性矩二最大弯应力=应力在安全范用内。2、后悬架30KM/H时速，6M单后轮需提供的向心力为F=F单后轮二FlririLr--ri Jr1F2=Fl=应力数值在安全范围内。后摇架扭矩平衡图，F为螺栓剪切力，螺栓为M10螺栓，近似取10为螺栓直径4*F*0.057=105*0-498所以剪切应力为在安全范闹内静止状态弯矩受力简图（内拉压力省略）可以求出弯矩：得最大弯矩为截而惯性矩为最大弯应力=结论：5•后桥总成计算（壳体.半轴）半轴分为三种情况：全浮式、半浮式、3/4浮式全浮式矗计算载語可按照车轮附着力矩来计算，车轮附着力矩M为：M=0.5*m*G*r*nm:H：负着系数r：车轮半径G：驱动桥的最大载荷半轴的扭转应力为：详细情况见半轴的校核3/4半轴的应力计算与半浮式半轴相同•整车性能参数：半轴结构形式桥壳的形式后轮的轴荷（Kg）5」4半轴的直径

i二16*M/TRT3

半浮式分段式轮毂支承轴承到车轮中心平面的距离（mm）动载系数载荷不均匀系数负荷转移系数附着系数轮胎的半径钢板弹簧中心线到车轮中心平面的距离（mm）桥壳的截面形状桥壳的截面形状直径（外圆一内圆）（mm）5.1.14后轮轮距（mm）汽车质心高度螺栓数目5」」7螺栓大小（mm）5.1.18螺栓螺距（mm）2半轴的校核：半轴分三种工况计算它的强度纵向力Fx最大，侧向力Fz=5*G/2,Fx=5*G*q/2o其中6：负荷转移系数；小附着系数：G：后轮的轴荷：YA0=32忖（FZ*FZ+F*FYA

i）3/7rd：T=16*Fr*17兀d其中ad：半轴的直径r：轮胎的半径a=a=MPaT= MPao= MPa纵向力Fx=0Fy外轮的垂直反力为：Fzo=G*（0.5+H/B）,与外轮的纵向力Fy 相等。o内轮的垂直反力为：Fz,=G—Fz0,与内论纵向力Fy|相等。苴中，H：汽车质心髙度；B:后轮轮距因此，汽车的内外轮的弯曲应力为：0（32*（Fyo*r—Fz0*a）Moi（Fy】*r+Fz*a）/ndao=Fz最大，侧向力Fy=,Fx=O；o=32*a*Fz/nd垂向力Fz=k*G/2其中，k：动载系数G=3桥壳的校核：通过受力分析，可以计算出英力和弯矩由图可以知道，在C,G点的截而是桥壳的危险截而。有：a=M/W/r/