1、机电工程学院毕业设计说明书设计题目: ZY1160货车底盘总体及车架设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 年 月 日目录一 底盘总体21 概论23 功用34 方案分析35 底盘总体设计总结15二 车架151 车架的作用及要求152 车架结构形式的确定163 纵梁与横梁连接方式的确定194 车架的设计与计算205 车架设计总结26三 总结27致谢27参考资料27 前言： 在现代社会汽车是最重要的交通工具。在货运方面汽车有着其他运输工具比如轮船、火车、飞机等无法无法企及的地位。对于货车来言，没有在运输的过程中太多的限制。容易实现“门对门”的便利。随着社会的发展现在重型货车市场的需求量
2、不断增高，这也就使重型货车制造企业的竞争者有所增加，这些货车制造企业都非常注重自身技术的积累，注重提升产品的质量提高自身效益以期能够在现在以及未来的竞争中占据一席之地。面对这样的情况各个企业都在车型创新改进技术方面下了不少的功夫以期提高自身的竞争力。一 底盘总体1 概论主要有传动、行驶和转向及制动系统组成的底盘是货车的一个重要组成部分。底盘是一个整体，与其组成部分是整体与部分的关系，整体的功能不仅仅是各个组成部分功能的综合，要想有一个良好的整体性能要不仅仅需要各个组成部分有过硬的质量，更需要各个部分之间的协调，底盘也正是这样，要想有一个性能优异的底盘各个总成、部件的质量优异的同时还应该它们的之
3、间良好的配合。一个好的传动、行驶、转向和制动系统固然很重要，但如果他们之间不能协调配合那么底盘的综合性能将会变得很差。因此一个良好的底盘总体设计往往是后续工作的基础。图一 货车的底盘总成2 组成底盘主要有传动系统、行驶系统、转向系统以及制动系统四大系统组成。图一展示了货车底盘的主要组成。3 功用 底盘是用来固定车身以及各种总成及部件的，同时底盘可以实现能量的传递，为汽车的正常行驶提供保障，其次由来自地面对于汽车的各种反作用力都是有底盘承受的。最后在复杂的路况上底盘通过各种运动及力的转化能够保证汽车能够依照驾驶员的需求而有相对应的响应状态。4 方案分析4.1 货车的形式货车的形式对于货车的底盘有
4、着很重要的影响，对于各个零部件的结构以及底盘的总体布置有着决定性的作用。因此在底盘总体设计的环节总要予以充分的考虑。4.1.1轴数 货车的轴数就是货车上车轴的数目，多数情况下为两轴，但是随着货车总质量的增加轴数也会有所变化，轴数需要有所增加这是可以采用三轴的形式，早或者可以用到四轴乃至更多的轴数。同时轴数的多少还受到了相关法律法规的限制。随着货车装载质量的增加，货车的整备质量以及总质量都会相应的增加。如果其轴数一定，而货车总质量增大，这就会使公路的承载增加，当公路的负荷大于一定界限的时候会对公路造成破坏，使公路的寿命缩短。为了提高公路这种基础设施的使用年限，国家采取了一些强制措施，对于货车的轴
5、荷提出了一定的要求，并且写进了相关法律法规中为设计者在选择轴数的时候提出了一定的要求。货车的总质量过大以至于使轴载大于相关规定应该采取增加轴数的方法来降低轴载，但是这会使整车结构变得较为复杂，并且是制造成本增加使整备质量也有所加大。同时如果增加轴数但转向轴数不变，则货车的最小转弯直径会增大，这样就会造成后轮胎的磨损加快，因此尽量不要增加货车车的轴数。根据从事车辆工程行业的前辈的设计经验，对于那些总质量在19吨以下的货车可以采用两轴的形式，这样可以降低成本，另外还可以是货车的结构较为简单。故本次设计的ZY1160型货车选用两轴式。 4.1.2 驱动形式货车的驱动形式有两个数字表示，货车的总轮数可
6、以从第一个数字得到，而货车的驱动轮数则是由第二个数字标示的，如为双轮结构则将双轮看做一个轮，驱动形式常见的主要有等形式，还有以及等形式。货车的总质量受到驱动形式的影响，与此同时货车的动力性以及通过性也与驱动形式有密切的关系，还有就是货车的用途对于驱动形式也提出了一定的要求，例如经常形式在不利路面条件下的货车的驱动轮数应该适当的增加。为了提高整车的动力性以及通过性可以增加货车的驱动轮数，但是这样会造成一些其他的问题，比如这样会使整车的制造成本有所上升于此同时还会使货车底盘结构变得复杂，使整体布置的工作变的比较复杂。总质量较小的时候可采用的形式。本次设计车型为ZY1160，总质量为16t，相对来言
7、总质量不太大，并且对比市面在售同类车型本次设计可与选择驱动形式为：4x2。 4.1.3 布置形式货车的布置形式对于底盘的设计以及底盘的总体布置有着河大的影响。货车的布置形式可以根据不同的分类标准分为不同的类型，有平头式、长头式以及短头式和偏置式这几种形式，这是根据货车车头的不同形式来进行划分的。另外根据发动机的位置分成了发动机前置后置以及中置三种不同的形式。平头式货车：采用这种形式的货车其发动机可以布置在驾驶室之内。采用平头式的驾驶室能够采用较短的轴距，这样将用利于缩短货车的总长，这样在一定程度上来言这种形式的货车的机动性能将会的到改善。并且驾驶员事业有所改善，但是存在空载时前轴负荷较大，通过
8、性变坏，同时驾驶室结构复杂，驾驶员受到发动机噪声等不良因素的影响较大，并且还会使驾驶员受伤的几率加大。长头式：发动机位于驾驶室前部。其主要优点是发动机及其附件地接近性较好，如需检修时较为方便；满载时前轴负荷小，汽车地通过能力会有所提高；发动机通风散热良好，操纵机构也简单。这种形式的货车总长无法缩减，这样就会使货车的转弯变得较为困难以至于在一定程度上货车的机动性变得较差，长头式货车还有一个明显的问题就是视野的较差的。 短头式：采用这种形式的驾驶室发动机不能全部放置在驾驶室内，只能有一少部分在驾驶室中，很明显这种形式的货车相对于前两种形式来言是一种折中的方法，因此其综合的性能也介于两者之间。例如这
9、样的布置形式货车的与长头式相比货车的轴距轮距得到缩短机动性有所改善但是不如短头式。同样对于驾驶员的视野来言也是介于两者之间。图二：货车的布置形式a)平头式 b)短头式 c)长头式 偏置式货车的视距短并且视野良好，同时这种形式的货车在维修发动机时优势比较明显，还有就是偏置式驾驶室的通风条件比较好。这种布置形式主要在重型矿用自卸车上。货车还可以分为发动机前置、中置和后置三种形式。其中发动机后置后驱对于货车来言是不合适的已经被淘汰很少采用，而中置后桥却懂得形式发动机需特殊的设计发动机的通用型不好，一般来言这样制造成本会大幅度增加也不予考虑。发动机前置后桥驱动的形式发动机如果出现问题比较容易被发现同时
10、这种形式的发动机的接近性良好还有就是离合器、变速器的操纵机构可以设计的比较简单，因此即使存在一些缺点比如对于驾驶员的事业可能会有一定程度的影响，但是这种布置形式还是被广泛采用。综合以上各种因素，并且对比市面上在售的同类车型此次设计的ZY1160型货车可以采用平头式的车头并且采用发动机前置后桥驱动的形式。4.2 货车主要参数货车的主要参数有尺寸参数、质量参数及性能参数。这三个方面的参数对于货车底盘的设计及总体布置有着决定行动作用。在底盘的总体设计中要根据设计的需要选择合适的尺寸参数 以便于底盘整体造型的确定。选择合适的质量参数以及性能参数为后续零部件的设计提供依据。4.2.1 货车主要的尺寸参数
11、4.2.1.1 外廓尺寸 货车的总长、总宽，总高是相当重要要的尺寸参数，不仅在设计阶段较为主要同时也是在货车销售过程中消费者比较关注的参数。这三参数被称为货车的外廓尺寸，在设计阶段这几个参数不是随便确定的，要考虑到一些一些法律法规的要求。故在GB1589-1989中对于货车的尺寸有让如下规定：货车的总长不应超过12m；除去后视镜货车的宽度不能超过2.5m；空载、顶窗关闭时，货车的高度不能大于4m。本次设计为了装载货物以及驾驶员上下驾驶室的方便选择整车的外廓尺寸为：总长为9000mm；总款为2500mm；总高为2870mm。4.2.1.2 货车的轴距货车在的轴距对于货车的一些性能有着一定的影响比
12、如货车的整备质量、总长以及通过性。并且轴距直接影响到了传动轴的长度。原则上来言、载质量大一些的货车轴距应该取得长一些，若对于机动性要求较高的货车轴距应该短一些。总结以往的设计经验，货车可以根据总质量的不同在下表中选取轴距。表一 ：不同货车的轴距货车总质量ma/t1.81.86.06.014.014.0轴距L/mm17002900230036003600550045005600本次设计车型为ZY1160，总质量在十六吨左右，可以选取轴距为5000mm。4.2.1.3 货车的轮距货车的总宽以及总质量也受到轴距的影响，同时货车的最小转弯半径以及侧倾刚度也与货车的轴距有一定的关系。由于对于货车的总宽构
13、架标准有一定的要求，轮距的选择有一定的限制，不能够太大。两外对于前轮来言一般担负着转向的功能，在选择前轮的轮距时应该保证有符合要求的转向空间，同时还应该保证发动机等的布置要求。对于后轮距的选择应该对于车架的宽度予以考虑。轮距可以根据下表进行选取。一般的情况下前轮距应该选择的大一些以便有足够的转向空间。表二: 不同货车的轮距货车总质量ma/t1.81.86.06.014.014.0轮距L/mm11501350130016501700200018402000本次设计车型为ZY1160参考市面上在售同类车型可以选择前轴距B1为1920mm，后轮距B2为1800mm。4.2.1.4 货车的前悬和后悬货
14、车的前悬的前悬以及后悬是货车一个重要的尺寸参数，对于货车的性能有着很大的影响。货车的碰撞安全性以及货车的通过性都受到前悬的影响，于此同时在前悬的这段距离重要布置保险杆以及发动机和散热器等部件因此不能太短。货车的后悬尺寸对于货车的通过性以及追尾安全性等都有影响，同时后悬的尺寸在确定是还要考录到轴荷的分配以及货车轴距的大小。对于货车后悬的尺寸根据货车总质量的不同有不同的范围，对于总质量在在1.8至14.0吨的货车后悬一般可以再12002200mm之间选择，但是对于特长货箱的货车来言可以达到2600mm，但是不能够大于轴距的55%。根据设计的实际情况结合对于在售的同类车型的研究可以选择本次设计前悬为1430mm，后悬2570mm。4.2.1.5 货车车头的长度平头型货车的长度一般根据乘员的数量决定，本次设计可以选择2200mm以便于驾驶室可以留出一个能令驾驶员换班休息的空间。4.2.1.6 货车车箱的尺寸货车车厢的尺寸对于装载的质量以及装卸货物的方便性有 很大的影响，本次设计可以选择货箱的的尺寸为：长为7350mm；宽为2450mm；高为600mm。4.2.2 货车的质量参数货车的质量参数是货车质量和载荷方面的表征参数以，货车的整备质量是整车的装备质量的表征，而载质量是对于货车运载能力的一种表征，载质量系数则是对于货车两个重
