底盘的设计计算书

底盘设计计算书目录计算目的轴载质量分派及质心位置计算动力性计算稳固性计算经济性计算6.通过性计算7.终止语计算目的本设计计算书是对陕汽牌大客车专用底盘的静态参数，动力性，经济性，稳固性及通过性的定量分析。旨在从理论上取得整车的性能参数，以便评判该大客车专用底盘的先进性，并为整车设计方案的确信提供参考依据。轴载质量分派及质心位置计算在此处仅对大客车专用底盘进行详细准确的分析计算，而对整车改装部份(车身)只做粗略估算。(车身质量按340KG/M计算或参考同品级车估算)。计算整车的最大总质量，前轴轴载质量，后桥轴载质量及质心位置可按以下公式计算。M=ZMiM1=NM1iM1=N(1-Xi/L)M2=NM2iM2=N(Xi/L)hg=N(Mi•hi/M)A=M2•L/M式中：M整车最大总质量M1前轴轴载质量M2后桥轴载质量Mi各总成质量Xi各总成质心距前轴距离Hi各总成质心距地面距离M1i——各总成份配到前轴的质量M2i各总成份配到后桥的质量hg整车质心距地面距离L汽车轴距A整车质心距前轴距离各总成质量及满载时的质心位置序号名称质量质心距前轴M1I质心距地面HI。MIMI距离XI距离HIKGMMKG。MMMMKG。MM1前轴前轮前悬挂2后桥后轮后悬挂3发动机聚散器4变速箱5传动轴6散热器附件7膨胀箱支架8空滤器气管支架9消音器气管支架10油箱支架11电瓶支架12方向盘管柱13转向机支架14转向拉杆15换档杆操纵盒16贮气筒支架17操纵踏板支架18前后拖钩19全车管路附件20车架底盘21车身空车22乘客23行李24司机满载2.2水安静止时轴载质量分派底盘底盘整备质量：Ga=£gi(Kg)轴距：L=mm后桥轴载质量：Ga2=(£)/L前轴轴载质量：Ga1=Ga-Ga1空车整车整备质量：GA=后桥轴载质量：gA2=前轴轴载质量：gA1=^\1满载整车整备质量：Ga=后桥轴载质量：Ga2=前轴轴载质量：Ga1=2.2质心距前轴中心线距离L1底盘L1=2.3.2空车L1=2.3.3满载L1=质心高度hg满载hg=空车质心不随载荷转变而转变的非簧载质量：非簧载质量对地面力矩之和：簧载质量：簧载质量对地面力矩之和：簧载质量的质心高度H=簧载质量对前轮中心线的力矩之和：簧载质量的质心距前轮中心线的距离L当汽车由满载到空载时，前轴处车架举高mm，后桥处车架举高mm，簧载质量的质心相应举高hx空车时簧载质量的质心距地面距离高簧载质量的质心相应举高后对地面力距之和：空车质心高度为底盘底盘在整车满载状态下质心高度：动力性计算3.1要紧技术参数厂定最大总质量Ga总长（整车）总宽（整车）总高（整车）轴距前轮距B1后轮距B2车轮转动半径rr发动机外特性见表2表2转速ne（r/min）100013001500170019002100扭矩Me（N・m）功率Ne（Kw）注：以上指标均未修正后桥传动比io变速箱各档速比ig见表3表3档位ig1ig2ig3ig4ig4ig5ig6ig倒速比传动系总速比io-ig见表4表4档位io•ig1io•ig2io•ig3io•ig4io•ig5io•ig6io•ig倒速比汽车的功率平稳计算发动机的净输出功率ne净Ne净=Ne*N发式中：N发——发动机效率汽车的行驶速度计算按发动机的转速与传动系的匹配计算汽车的行驶速度Va=.N/Io.Ig（Km/H）式中：Rr——车轮转动半径Ne——发动机转速Io——后桥速比Ig——变速箱各档速比发动机在对应转速下输出的功率及汽车各档行驶速度见表5表5Ne（R/MIN）800100012001400160018002000ne（kw）Ne净（KW）I档II档VAIII档IV档（KW/H）V档VI档倒档汽车的阻力功率计算（水平路面匀速行驶）N阻=Nf+Nw/NT式中：Nf——克服转动阻力所消耗的功率Nf=Ga*F*VA*G/3600（KW）式中：GA——厂定最大总质量KGVA——汽车行驶速度KW/HF——转动阻力系数F=+G重力加速度G=SNW=CD*A/76140（KW）式中：CD——空气阻力系数CD=A汽车迎风面积A==前轮距X汽车总高NT——传动系效率NT+计算对应车速下的阻力功率N阻见表6表6VA（KM/H）102030405060708090100110120NF（KW）NW（KW）NF+NW（KW）3.2.6按表5和表6作出功率平稳图见图13.3汽车的驱动力和行驶阻力计算驱动力计算FT=ME净.（N）式中：ME净——ME净=ME。N发ME净——N发——RRIO——IGNT——传动系效率直接档NT=其它档=各档的驱动力计算结果见表7表7NE（R/MIN）8001000120014001600180020002200ME（N。M）ME净（N。M）I档II档FTIII档（N）IV档V档VI档倒档行驶阻力计算（水平路面匀速行驶）当汽车在水平面路面匀速行驶时，行驶阻力只有转动阻力和空气阻力AFf=GaXfXg（N）式中：GaFg见()BFw=CDXAXVa/(N)式中：CDA见()对应车速下行驶阻力计算结果见表8表8Va(Km/h)102030405060708090100110120Ff(N)Fw(N)Ff+Fw(N)3.3.3按表5表7和表8作出驱动力——行驶阻力平稳图见图2最高车速计算按传动比计算Vamax=*n*r/io*ig(Km/h)按汽车的动力性能计算'依照功率平稳图和驱动力一一行驶阻力平稳图可看出，当车速达到？KM/H时，功率和驱动力一一行驶阻力均未达到平稳点，现在还有？KW的后备功率或？N的后备驱动力。因此汽车的动力性完全能保证汽车在厂定最大质量时达到传动比计算的最高车速。5汽车动力特性计算5.1动力因素计算d=ft-fw/ga*g式中：FT——驱动力FW——空气阻力GAG——重力加速度G=各档动力因素计算见表9表9ne(r/min)8001000120014001600180020002200ne净(r/min)Me(Nm)Va(Km/h)Ft(N)Fw(N)DII档=Va(Km/h)Ft(N)Fw(N)DIII档=Va(Km/h)Ft(N)Fw(N)DVI档=Va(Km/h)Ft(N)Fw(N)DV档=Va(Km/h)Ft(N)Fw(N)DVI档=Va(Km/h)Ft(N)Fw(N)D转动阻力系数F在对应车速下的计算见表10表10VA(KM/H)1020304050607080901001205.3依照表9和表10作出动力特性图见图36爬坡度计算A=ARCSIN(D-F(1-D-F)/(1+F)然后再依照TG=1X100%换算成坡度。那个地址仅对各档的最大爬坡度计算。计算结果见表11表11档位I档II档III档IV档V档VI档最大爬坡度坡度对应车速(KM/H)加速性计算3.7.1加速度计算汽车在行驶中的加速度可按下式计算J=G/Q(D-F)(M/S2)式中：Q——旋转质量换算系数Q=1+Q1*JG2+Q2按《汽车设计》推荐数据51=——82=IG为变速箱各档传动比，各档位的Q值计算结果见表12表12档位I档II档III档IV档V档VI档5各档位的加速度J的计算结果见表13,并依照表13作出行驶加速度曲线见图47.2加速时刻计算加速时刻指汽车由一车速加速至另一车速所需时刻由积分法求得：T=/加速度J的倒数1/J的计算结果见表14,并依照表14作出加速度倒数曲线图，见图14依照图5,用图解积分法求得汽车原地起步加速时刻T见表15并依照表15作出加速时刻图见图6持续换档加速时刻为稳固性计算1汽车的纵向行驶稳固性汽车的纵向行驶稳固性即汽车上时不致纵向翻车，其条件为B/HG》Q式中：B——质心距后轴的距离查表1：空载：B=满载：B=HG——汽车质心高度空载：=满载：=Q=道路附着系数经计算：空载：=满载：=从以上计算结果能够看出其数值均大于因此知足行驶稳固性要求2横向稳固性计算2.1静态侧翻角计算TGB=B/2HG那么B=ARCTG(B/2XHG)式中：B前轮距B=静态侧翻角B《客车通用技术条件》中规定应大于35经计算；空载时=满载时=从以上结果能够看出，空载或满载均能知足静态侧翻角度的要求。2.2汽车在横坡上行驶时应保证侧滑发生在侧翻之前，即B/2HG》Q将空载或满载时的B和HG值别离代入，可得空载时=满载时=计算结果说明，当汽车在良好的沥青路面上行驶仍能保证侧滑发生在侧翻之前，因此是稳固的。经济性计算1百千米油耗计算假设汽车匀速行驶在平直路面上，百千米油耗Q=N阻*GE/10VAR（L/100KM）式中：N阻一一阻力所消耗的功率，见（）计算结果，见表6GE——发动机功率与阻力功率平稳时的比油耗此油耗依照发动机万有特性得出，见技术条件VA——行驶速度R——柴油密度R=L在此仅对直接档IV档和超速档V档的等速百千米油耗进行计算，计算结果见表162作等速百千米油耗曲线依照表16作出汽车行驶时，直接档IV和超速档V档的等速百千米油耗曲线，见图7通过性计算《完》总布置设计时，为避免运动干与，应付转向轮跳动，传动轴跳动，转向传动装置与前悬架的运动进行校核.转向轮运动校核，通过绘制转向轮跳动图确信转向轮运动时占用的空间，并进一步确信轮罩和翼子板的合理形状，同时可检查转向轮与纵拉杆，减振器，车架之间的运动间隙。传动轴的运动校核，通过绘制传动轴跳动图确信传动轴上下跳动时的最大摆角和传动轴长度的伸缩量。应保证传动轴最大摆角时传动轴与后桥轴或变速器轴的夹角小于传动轴万向节的极限夹角。传动轴最长时，轴与花键不脱开，最短时，轴与花键不顶死，1。前置客车其传动轴伸缩量约6—12MM，依照体会将支承机构布置在使传动轴满载时传动角为1一，传动轴运动状态比较理想。2。后置客车其传动轴伸缩量约40—45MM，在设计时应知足A=B，同时令传动轴在满载时尽可能知足C=1—2,使传动轴在最大负荷时传动轴万向节经受的径向载荷最小，弯曲振动量最小，散布最均匀。后置客车传动轴校核应知足以下四点：（1）钢板弹簧压平常，传动轴长度应为花键全啮合时传动轴最小紧缩长度;（2）客车反跳钢板弹簧挠度最大时，轴的传动角应小于万向节的极限夹角；（3）空载时，传动轴长度应小于花键啮合传动轴最大拉伸长度；（4）满载时，传动轴应尽可能知足A=2最大应小于4。转向传动装置与前悬架的运动校核，通过绘制转向传动装置与前悬架的运动图确信转向拉杆与前悬架导向机构的运动是不是和谐。总布置设计时，应进行如下要紧计算。轴荷分派及质心位置的计算。（1）水安静止时的轴荷分派及质心位置的计算；（2）水平路面上汽车满载行驶时各轴的最大负荷计算；（3）制动时各轴的最大负荷计算。驱动桥主减速器传动比IO的选择计算。变速器传动比IG的选择计算。动力性能计算。（1）驱动平稳计算；（2）动力特性计算；（3）功率平稳计算。汽车燃油经济性计算。汽车稳固行驶时的燃油经济性计算公式Q=gePe/Yva=.rr.ne/式中：Pe——汽车稳固行驶时所需发动机功率，KWge——发动机的燃油消耗率，G/KW*H）,其值由发动机负荷特性或万有特性得道。Y燃油比重，N/L，汽油约为一，柴油约为一。Q——汽车单位行程燃油消耗量，L/100KM。汽车不翻倒的条件计算。（1）汽车不纵向翻倒的条件b/hg＞中（2）汽车不横向翻倒的条件B/2hg＞中式中：B——汽车轴距；汽车最小转弯直径计算。Rmin=2IL2+（B+L/tg9max）式中：9max一一汽车前内轮的最大转角。汽车设计技术的进展经历了以下三个时期1）1886—40‘S体会设计时期2）50‘S初一60‘S中期以科学实验和技术分析为基础的设计时期3）60‘S中期一此刻运算机辅助设计CAD和自动设计AD时期。汽车总布置设计汽车整体设计的任务依照国家进展汽车工业的方针政策和汽车产品进展计划，