机械工程学院能源与动力工程系
二零一三年十月
一、课程设计目的
以课程设计促进学生自主学习的积极性，培养学生独立工作能力，为毕业设计打下基础。围绕《汽车理论》、《汽车设计》的基本要求及其方法，独立查参考资料，独立完成汽车底盘某一总成设计计算、校核、绘图。培养同学的主动学习积极性，拓宽知识面，培养理论联系实际的精神。
二、课程设计要求
对给定基本设计参数的某车辆，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；要求手工绘图及手写说明书。
每人完成总体布局外形图1张、部件总成装配图1张（1号图）、主要零件图2张（3号图）、设计计算说明书1份。
三、设计时间：
本次课程设计时间为4周，即2013年11月5日—2013年12月8日。
四、设计内容:
进行离合器、变速箱、驱动桥、转向器等总成设计。具体安排见下表1和。
表1 设计内容及指导老师
设 计 内 容 | 部件 | 指导教师 |
| 变速器、驱动桥、转向桥、离合器 | 常红梅 |
载质量5吨货车总体设计及部件设计 | 变速器、驱动桥、转向桥、离合器 | 王旭飞 |
载质量4.5、4吨货车总体设计及部件设计 | 变速器、驱动桥、转向桥、离合器 | 施绍宁 |
载质量3.5吨货车总体设计及部件设计 | 变速器、驱动桥、转向桥、离合器 | 康芹 |
载质量3吨货车总体设计及部件设计 | 变速器、驱动桥、转向桥、离合器 | 翟任何 |
载质量2吨货车总体设计及部件设计 | 变速器、驱动桥、转向桥、离合器 | 孟欣 |
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附件：课程设计相关参数设计计算
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.确定汽车主要参数： 1）主要尺寸，可从参考资料中获取； 汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车箱尺寸等。 A．外廓尺寸
GBl589—89汽车外廓尺寸限界规定汽车外廓尺寸长：货车、越野车、整体式客车不应超过12m，单铰接式客车不超过18m，半挂汽车列车不超过16.5m，全挂汽车列车不超过20m；不包括后视镜，汽车宽不超过2.5m；空载、顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m；后视镜等单侧外伸量不得超出最大宽度处250mm；顶窗、换气装置开启时不得超出车高300mm。
不在公路上行驶的汽车，其外廓尺寸不受上述规定限制。
轿车总长是轴距L、前悬和后悬的和。它与轴距L有下述关系：＝L／C。式中，C为比例系数，其值在0.52～0.66之间。发动机前置前轮驱动汽车的C值为0.62～0. 66，发动机后置后轮驱动汽车的C值约为0.52～0.56放气阀。
轿车宽度尺寸一方面由乘员必需的室内宽度和车门厚度来决定，另一方面应保证能布置下发动机、车架、悬架、转向系和车轮等。轿车总宽与车辆总长之间有下述近似关系：＝(／3)＋(195±60)mm。后座乘三人的轿车，不应小于1410mm。
影响轿车总高的因素有轴间底部离地高，地板及下部零件高，室内高和车顶造型高度等。 轴间底部离地高入m应大于最小离地间隙。由座位高、乘员上身长和头部及头上部空间构成的室内高一般在l120～1380mm之间。车顶造型高度大约在20～40mm范围内变化。
B．轴距L
www.621mm
轴距L对整备质量、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径有影响。当轴距
短时，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配有影响。轴距过短会使车厢(箱)长度不足或后悬过长；上坡或制动时轴荷转移过大，汽车制动性和操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。
原则上轿车的级别越高，装载量或载客量多的货车或客车轴距取得长。对机动性要求高的汽车轴距宜取短些。为满足市场需要，工厂在标准轴距货车基础上，生产出短轴距和长铀距的变型车。不同铀距变型车的轴距变化推荐在0.4～0.6m的范围内来确定为宜。
汽车的轴距可参考表l提供的数据选定。
表1 各类汽车的轴距和轮距
车型 | 类别 | 轴距L／mtn | 轮距B／mm |
轿车 | 微型级 普通级 中级 中、高级 高级 | 2000--2200 2100--2540 2500--2860 2850--3400 2900--3900 | 1100--1380 1150--1500 1300--1500 1400--1580 1560--1620 |
4X2货车 | 微型 轻型 中型 重型 | 1700--2900 2300--3600 3600--5500 4500~5600 | 1150--1350 1300--1650 1700--2000 1840～2000 |
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车型 | 类别 | 轴距L／mm | 轮距B／mm |
矿用自卸车 | 总质量 ma／t | <60 >60 | 3200--4200 3900--4800 | 2000--4000 |
大客车 | 城市大客车(单车) 长途大客车(单车) | 4500--5000 5000--6500 | 1740--2050 |
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C．前轮距和后轮距
增大轮距，随之而来的是室内宽并有利于增加侧倾刚度。但是此时汽车总宽和总质量增加，并影响最小转弯直径变化。
受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大。但在取定的前轮距范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。在确定后轮距时应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。
各类汽车的轮距可参考表1提供的数据确定。
D．前悬和后悬
前、后悬长时，汽车接近角和离去角都小，影响汽车通过性能。对长头汽车，前悬不能缩短的原因是在这段尺寸内要布置保险杠、散热器、风扇、发动机等部件。从撞车安全性考虑希望前悬长些，从视野角度考虑又要求前悬短些。前悬对平头汽车上下车的方便性有影响，前钢板弹簧长度也影响前悬尺寸。长头货车前悬一般在1100～1300mm范围内。
货车后悬长度取决于货箱、相距和轴荷分配的要求。轻型、中型货车的后悬一般在1200—2200mm之间，特长货箱汽车的后悬可达2600mm，但不得超过轴距的55％。轿车后悬长度影响行李箱尺寸。客车后悬长度不得超过轴距的65％，绝对值不大于3500mm。对于三轴汽车，若二、三轴为双后轴，其轴距应按第一轴至双后轴中心线的距离计算；若一、二轴为双转向轴，其轴距按一、三轴的轴距计算。
E．货车车头长度
货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。车身形式即长头型还是平头型对车头长度有绝对影响。此外，车头长度尺寸对汽车外观效果、驾驶室居住性和发动机的接近性等有影响。
长头型货车车头长度尺寸一般在2500～3000mm之间，平头型货车一般在1400～1500mm之间。
F．货车车箱尺寸
要求车箱尺寸在运送散装煤和袋装粮食时能装足额定吨数。车箱边板高度对汽车质心高度和装卸货物的方便性有影响，一般应在450～650mm范围内选取。车箱内宽应在汽车外宽符合国家标准的前提下适当取宽些，以利缩短边板高度和车箱长度。行驶速度能达到较高车速的货车，使用过宽的车箱会增加汽车迎风面积，导致空气阻力增加。车箱内长应在能满足运送上述货物额定吨位的条件下尽可能取短些，以利于减小整备质量。
2）进行汽车轴荷分配；
轴荷分配对轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的载荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的载荷，而从动轴载荷可以适当减少；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的载荷不应过小。
汽车的发动机位置与驱动形式不同，对轴荷分配有显著影响。各类汽车的轴荷分配见表2。
表2 各类汽车的轴荷分配
车型 | 满载 | 空载 |
前轴 | 后轴 | 前轴 | 后轴 |
轿 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％ |
货 车 | 4X2后轮单胎 4X 2后轮双胎，长、短头式 4X2后轮双胎，平头式 6X4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％-3796 | 41％-50％ 51％-56％ 46％-52％ 63％-69％ |
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3）百公里燃油消耗量；
汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量(L／100km)来评价。(表3)。
在评价燃油消耗多少时，则用燃油消耗率：
(2-1)
万次火柴
式中：
——燃油消耗率，g/Kw.h
——燃油消耗量，kg/h
——发动机功率，kw
表3 轿车的百公里燃油消耗量
车型 | 微型轿车 | 普通级轿车 | 中级轿车 | 高级轿车 |
节流阀体百公里燃油消耗量L/(100km) | 4．4—7．5 | 7—12 | 10～16 | 18-23．5 |
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货车有时用单位质量的百公里油耗量来评价(表4)。
表4 货车单位质量百公里燃油消耗量 [L(100t·km)-1]
总质量ma/t | 汽油机 | 柴油机 | 总质量ma／t | 汽油机 | 柴油机 |
<4 4～激光夜视6 | 3．0～4．0 2．8～3．2 | 2．0～2．8 1．9～2．1 | 6～12 >12～ | 2．68～2．82 2．50～2．60 | 1．55～1．86 1．43～1．53 |
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① 包括矿用自卸车。
4）最小转弯直径
转向轮最大转角、汽车轴距、轮距等对汽车最小转弯直径均有影响。对机动性要求高的汽车，应取小些。GB7258一1997《机动车运行安全技术条件》中规定：机动车的最小转弯直径不得大于24m。当转弯直径为24m时，前转向轴和末轴的内轮差(以两内轮轨迹中心计)不得大于3.5m 。
各类汽车的最小转弯直径见表5。
表5 各类汽车的最小转弯直径Dmin
车型 | 级别 | Dmin／m | 车型 | 级别 | Dmin／m |
轿车 | 微型 普通级 中级 高级 | 7-9．5 8．5-11 9-12 11～14 | 货车 | 微型 轻型 粉末注射成型中型 重型 | 8-12 10-19 12-20 13-21 |
货车 | 微型 中型 大型 | 10-13 14-20 17-22 | 矿用自 卸车 | 装载质量 ma／t | <45 >45 | 15-19 18-24 |
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5）通过性几何参数
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