裝配圖改裝牽引負(fù)荷車的設(shè)計(jì)（有cad原圖）
裝配圖改裝牽引負(fù)荷車的設(shè)計(jì)（有cad原圖）,裝配,改裝,牽引,負(fù)荷,設(shè)計(jì),cad,原圖
改裝牽引負(fù)荷車的設(shè)計(jì)
摘要
隨著生活水平的提高，人們對汽車提出越來越高的要求，包括研制節(jié)油汽車和開發(fā)應(yīng)用新能源，有關(guān)法規(guī)對汽車的排放和噪聲提出了更嚴(yán)格的要求；對汽車安全性提出了更高的要求，達(dá)到乘用汽車有安全感、愉快感，汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)能妥善地保護(hù)乘員；對汽車提出舒適性的要求，不僅坐在汽車?yán)锸娣?，而且能與外界進(jìn)行信息交流。當(dāng)然，負(fù)荷車也屬于車輛的一種，因此它也應(yīng)具備一般車輛所需的美觀、舒適、安全等。
負(fù)荷車是給被測拖拉機(jī)施加牽引負(fù)荷的車輛，模擬拖拉機(jī)牽引作業(yè)工況進(jìn)行檢測，用來評價(jià)拖拉機(jī)牽引性能和質(zhì)量狀況，是拖拉機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和科研單位研發(fā)拖拉機(jī)必不可少的設(shè)備。我國的負(fù)荷車狀況有自行研制，也有從國外引進(jìn)，已經(jīng)經(jīng)歷了將近25年的發(fā)展。
負(fù)荷車是拖拉機(jī)牽引性能試驗(yàn)必不可少的重要設(shè)備之一，包括車體、數(shù)據(jù)采集器、電荷放大器、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和供給電源五大部分。
本設(shè)計(jì)的負(fù)荷車軸數(shù)為單軸，最小轉(zhuǎn)彎半徑為4m，懸架采用鋼板彈簧懸架，采用周邊式車架，底盤穩(wěn)固可靠，汽車外形在充分考慮布置的前提下，盡可能的采用流線型設(shè)計(jì)，不僅降低了風(fēng)阻，而且外形美觀大方，動感十足。
關(guān)鍵詞：總體，安全，舒適，美觀，動感
THE DESIGN OF TRACTION MODIFIED LOAD TRUCKS
ABSTRACT
With the improvement of living standards, people in the car ever-increasing demand, including the development of fuel-efficient vehicles and the development and application of new energy, and the relevant regulations on vehicle emissions and noise of the more stringent requirements; Automobile safety of a higher demand by the use of motor vehicles to achieve a sense of security, happiness flu, Vehicle collision accidents will be able to properly protect the crew; comfortable in the car made the request, sitting in vehicles not only uncomfortable, but also with the outside world for the exchange of information. Of course, the car belonging to load a vehicle, so it should have a general appearance of the vehicles, comfort, safety and so on.
Load car is measured to exert traction tractor load of vehicles, tractor-drawn simulated operating conditions detection, Tractor traction used to evaluate performance and quality, Tractor production of enterprises and scientific research units essential to the development of tractor equipment. China's car load situation developed, but also introduced from abroad, has experienced nearly 25 years of development.
Load tractor-drawn vehicles is essential to the performance test one of the important equipment, including body, data acquisition devices, charge amplifier, computer data acquisition system and the five most power supply.
The design of the axle load at uniaxial, the minimum turning radius of 4 m, using leaf spring suspension suspension, using peripheral-type trailers and chassis solid and reliable vehicle in the shape of the full layout of the premise, The possible use of aerodynamic design, not only reduce the wind, but pleasing in appearance generous, exciting full.
KEY WORD : generally, safe, comfortable, beautiful, exciting
符 號 說 明
彎曲應(yīng)力，MPa
極限彎曲應(yīng)力，MPa
N 力，N
A 面積，m2
M 力矩，Nm
Rmax 最小轉(zhuǎn)彎半徑，m
L 軸距，m
E 彈性模量，Pa
s U形螺栓中心距，mm
W 抗彎截面系數(shù)，mm3
目 錄
第一章 前言.............................................6
§1.1 拖拉機(jī)牽引性實(shí)驗(yàn)的原理...........................6
§1.2 國內(nèi)外部分負(fù)荷車的現(xiàn)狀...........................7
第二章 負(fù)荷車的總體布置................................10
第三章 整體設(shè)計(jì)........................................12
§3.1 概述............................................12
§3.2 車身設(shè)計(jì)........................................14
§3.3 座椅設(shè)計(jì)........................................16
§3.4 掛接板的設(shè)計(jì)....................................17
§3.5 最小轉(zhuǎn)彎半徑的確定..............................18
第四章 懸架的設(shè)計(jì)......................................20
§4.1 懸架結(jié)構(gòu)形式分析................................20
§4.2 懸架主要參數(shù)的確定..............................22
第五章 結(jié)論............................................28
參考文獻(xiàn)...............................................29
致謝...................................................30
前 言
現(xiàn)代人民的生活水平越來越高，生活質(zhì)量明顯改善，生活方式有了新變化，享受生活已成為現(xiàn)代人們主流的消費(fèi)觀念，在生活中同時(shí)享受工作的成就和休閑的樂趣，才是最有創(chuàng)造性的生活方式，當(dāng)然，這也理所當(dāng)然地成為了現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想。
§1.1拖拉機(jī)牽引性實(shí)驗(yàn)的原理.
拖拉機(jī)牽引實(shí)驗(yàn)的目的是為了用實(shí)驗(yàn)的方法制取牽引特性和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)測定各檔的實(shí)際速度、理論油耗、滑轉(zhuǎn)率、掛鉤牽引功率、小時(shí)油耗量和耗油率隨掛鉤牽引力的變化關(guān)系，借此評價(jià)主要作業(yè)檔的動力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性能。負(fù)荷車是拖拉機(jī)牽引性能試驗(yàn)必不可少的重要設(shè)備之一，包括車體、測功機(jī)、檢測儀器儀表、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和供給電源五大部分。負(fù)荷車與牽引試驗(yàn)專用跑道構(gòu)成一個(gè)測試系統(tǒng)，試驗(yàn)時(shí)拖拉機(jī)牽引著負(fù)荷車組成一個(gè)機(jī)組，與牽引跑道發(fā)生作用，形成一個(gè)平衡力系。試驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)負(fù)荷車的行駛速度，使其小于拖拉機(jī)的行駛速度，速度差增大，負(fù)荷車對拖拉機(jī)的加載力增大。同時(shí)測量拖拉機(jī)的牽引力、滑轉(zhuǎn)率、牽引功率、牽引比油耗、小時(shí)油耗、行駛速度及駕駛員操作位置處噪聲。
根據(jù)上述加載原理，可以直接用一臺比被試拖拉機(jī)質(zhì)量大、擋位多、功率大的拖拉機(jī)作為負(fù)荷車，采用變換負(fù)荷車擋位和調(diào)節(jié)油門大小的方法來調(diào)整負(fù)荷。該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、方便、經(jīng)濟(jì)，不用添置專用負(fù)荷車。缺點(diǎn)是由于選用拖拉機(jī)作為負(fù)荷車擋位不夠多，不易覆蓋被試拖拉機(jī)測試擋的全部牽引功率。專用負(fù)荷車可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。因此本設(shè)計(jì)針對拖拉機(jī)牽引實(shí)驗(yàn) ，進(jìn)行了與以往不同的改裝，它結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，流線的車身又讓她具有十足的動感。
由于負(fù)荷車技術(shù)含量高，加上與之配套的專用跑道（沒有專用跑道就不能充分發(fā)揮拖拉機(jī)的牽引性能）工程造價(jià)高，因此它體現(xiàn)了拖拉機(jī)檢測機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)?zāi)芰徒?jīng)濟(jì)實(shí)力。
§1.2國內(nèi)外部分負(fù)荷車的現(xiàn)狀
1、國家工程質(zhì)檢中心
1982年，國家工程質(zhì)檢中心研制成功一臺負(fù)荷車，一直使用至今，主要用于輪式或履帶工程車輛的牽引試驗(yàn)。車體用雙后橋軍用拉炮車改裝而成，采用風(fēng)冷電渦流測功機(jī)，可產(chǎn)生15噸的最大牽引負(fù)荷。車前部是駕駛倉，中間是儀器倉，后部是測功設(shè)備及準(zhǔn)備間。由于底盤堅(jiān)固，尤其是傳動系承受負(fù)荷能力強(qiáng)，機(jī)械部分可靠性良好，但車輛外觀和內(nèi)部裝飾比較粗糙，窗戶太小，既不便觀察，而且采光也不好。另外，駕駛倉和儀器倉不通，致使測試人員與負(fù)荷車駕駛員溝通不方便。
1997年，該中心又研制成功一臺能產(chǎn)生4噸牽引負(fù)荷的負(fù)荷車，用東風(fēng)卡車改裝而成。仍使用電渦流測功機(jī)，車輛總體布置與前一輛負(fù)荷車相似，駕駛倉和儀器測試倉有一個(gè)窗口相通，使測試人員與負(fù)荷車駕駛員溝通比較容易。內(nèi)裝飾上也有較大改觀，儀器測試倉比較明亮，儀器操作臺使用方便。
2、解放軍裝甲兵技術(shù)研究所
1986年，解放軍裝甲兵技術(shù)研究所從英國引進(jìn)一輛負(fù)荷車，該負(fù)荷車用重型汽車改裝而成，自重30噸，配置前西德申克公司生產(chǎn)的風(fēng)冷電渦流測功機(jī)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。該車單獨(dú)使用可以滿足輕型裝甲車輛的牽引性能的測試要求；測試中型和重型裝甲車輛牽引性能時(shí)需要串接相應(yīng)的裝甲車輛施加大部分牽引力，而用負(fù)荷車調(diào)整牽引負(fù)荷。到目前為止，該負(fù)荷車是國內(nèi)最昂貴的，在當(dāng)時(shí)是最先進(jìn)的。
3、中國農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院
中國農(nóng)機(jī)院先后研制了三輛QY－60型拖拉機(jī)牽引試驗(yàn)負(fù)荷車，一輛銷售給了吉林工業(yè)大學(xué)汽車拖拉機(jī)學(xué)院；另一輛為山東農(nóng)機(jī)研究所研制；還有一輛車體是為農(nóng)業(yè)部農(nóng)機(jī)試驗(yàn)鑒定總站研制的。前兩個(gè)使用單位業(yè)務(wù)量少，故負(fù)荷車使用不多。
4、農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定總站
農(nóng)業(yè)部農(nóng)機(jī)鑒定總站的負(fù)荷車車體從中國農(nóng)機(jī)院采購，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)自主開發(fā)。負(fù)荷車的整體組成如下：
車體。車體是用東風(fēng)EQ141高通過性汽車改裝而成，將原發(fā)動機(jī)前置改成后置，改裝傳動系和操縱系，以實(shí)現(xiàn)電渦流測功機(jī)產(chǎn)生的制動扭矩施加到負(fù)荷車車輪上，并保持負(fù)荷車能夠自走。車廂分為儀器倉和設(shè)備倉兩部分，儀器倉配置汽車行走操縱臺，牽引載荷調(diào)節(jié)控制臺，檢測儀器儀表，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，空調(diào)器，設(shè)備倉配置發(fā)電機(jī)，備用電源電池，電渦流測功機(jī)。
電渦流測功機(jī)。電渦流測功機(jī)是由機(jī)架、定子組件和轉(zhuǎn)子組件組成，其轉(zhuǎn)子組件通過傳動箱，以1：1的傳動比與由地面?zhèn)鞯絺鲃酉涞膭恿ο噙B接或斷開（由電磁閥控制）。在連接狀態(tài)下，隨著負(fù)荷車前進(jìn)，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。改變定子組件中激磁電流大小，即可改變測功機(jī)制動力矩的大小，從而實(shí)現(xiàn)按要求對被試車的加載。
檢測儀器儀表。拖拉機(jī)牽引性能檢測儀包括測量牽引力的應(yīng)變儀及拉力傳感器。測量行駛速度的五輪儀。測量燃油耗的燃油流量計(jì)及流量計(jì)數(shù)器。測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)及卡油管的轉(zhuǎn)速傳感器。在儀器倉的操縱臺上有瞬時(shí)功率顯示，這是單片機(jī)采集牽引力信號和五輪傳感器的速度信號經(jīng)實(shí)時(shí)運(yùn)算處理的結(jié)果。操縱臺上還有瞬時(shí)滑轉(zhuǎn)率顯示，這是采集五輪傳感器信號和驅(qū)動輪傳感器信號經(jīng)實(shí)時(shí)運(yùn)算處理的結(jié)果。試驗(yàn)條件測量儀包括測量大氣條件的數(shù)字氣壓表、數(shù)字溫度表、數(shù)字濕度表，測量機(jī)油溫度、燃油溫度、冷卻水溫度、排氣溫度的數(shù)字溫度表。
計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在儀器倉內(nèi)裝有采集處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、繪圖儀。
供給電源。檢測用電源由發(fā)電機(jī)供給，所有測量儀器及計(jì)算機(jī)用電均經(jīng)過UPS（不間斷電源）送出。測功機(jī)穩(wěn)流電源及車用空調(diào)器由發(fā)電機(jī)直接供給。負(fù)荷車在調(diào)試或進(jìn)行數(shù)據(jù)處理不行走時(shí)、其用電也可以由市電供給。
5、洛陽拖拉機(jī)研究所
洛陽拖拉機(jī)研究所研制的F－6型拖拉機(jī)牽引試驗(yàn)負(fù)荷車建成于1986年，設(shè)計(jì)上可為被試拖拉機(jī)提供6噸的牽引負(fù)荷。車體用集材－804折腰轉(zhuǎn)向拖拉機(jī)改裝而成，將原拖拉機(jī)駕駛室加大成為駕駛、儀器倉，車體后部安裝電力測功機(jī)，用電阻器吸收能量。測試系統(tǒng)使用龍口電子設(shè)備儀器廠生產(chǎn)的汽車拖拉機(jī)綜合測試儀。該負(fù)荷車可靠性較好，至今仍可使用，隨著國產(chǎn)大功率拖拉機(jī)問世和國外大功率拖拉機(jī)進(jìn)軍中國市場，對負(fù)荷車的加載力提出了更高的要求，該負(fù)荷車的加載力略顯不足。
6、農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定總站與洛陽西苑車輛與動力檢驗(yàn)所有限公司
農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定總站與洛陽西苑車輛與動力檢驗(yàn)所有限公司聯(lián)合設(shè)立了“FHC-80型拖拉機(jī)牽引試驗(yàn)負(fù)荷車研制”項(xiàng)目，目前項(xiàng)目已經(jīng)完成。2006年10月10日，農(nóng)機(jī)鑒定總站組織專家組成鑒定委員會，對項(xiàng)目進(jìn)行了鑒定。
該負(fù)荷車采用結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的大型折腰轉(zhuǎn)向拖拉機(jī)(東方紅-1854)改裝而成，采用直流電機(jī)加載裝置，是目前國內(nèi)加載能力最大的拖拉機(jī)牽引試驗(yàn)負(fù)荷車。測試系統(tǒng)由高精度傳感器、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集和筆記本電腦組成，系統(tǒng)獨(dú)立、便攜，也可在其它負(fù)荷車上使用，利用率高。該負(fù)荷車將計(jì)算機(jī)測控技術(shù)引入拖拉機(jī)牽引試驗(yàn)中，滿足了現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)的檢測要求，實(shí)現(xiàn)了對被測拖拉機(jī)牽引力、速度、油耗和滑轉(zhuǎn)率等主要參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，檢測數(shù)據(jù)滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書對測量精度的要求，具有采樣區(qū)段自動化檢測和控制、檢測結(jié)果的自動存儲及數(shù)據(jù)打印輸出等功能。
?該負(fù)荷車采用了智能前端和全隔離信號調(diào)理技術(shù)，研制了便攜式信號采集箱，測試、標(biāo)定便利，實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)牽引性能的自動測試和拖拉機(jī)多點(diǎn)溫度測定，提高了檢測的精度和效率。
第二章 負(fù)荷車的總體布置
在概念設(shè)計(jì)中要明確負(fù)荷車的性能、主要尺寸及質(zhì)量等參數(shù)目標(biāo)值，還要確定構(gòu)成車輛的主要結(jié)構(gòu)、部件等?？偛贾迷O(shè)計(jì)的作用，就是為達(dá)到這些目標(biāo)而對總成和部件進(jìn)行空間布置并使其達(dá)到最佳組合。
一、主要空間布置項(xiàng)目
座椅布置、底板和儀表板等車身基本骨架形狀、懸架和輪胎的工作范圍等。
在布置之初，先設(shè)定總布置的主要構(gòu)成要素并進(jìn)行布置，然后驗(yàn)證這種布置達(dá)到原設(shè)定的主要尺寸、性能等目標(biāo)的程度。
二、主要總成的布置
1、輪胎的選擇
選擇輪胎主要考慮車型、使用條件、輪胎靜負(fù)荷、輪胎額定負(fù)荷及車速等因素。輪胎及車輪部件應(yīng)滿足下述基本要求：足夠的負(fù)荷能力和速度能力；較小的滾動阻力和行駛噪聲；良好的均勻性和質(zhì)量平衡性；耐磨損、耐老化、抗刺扎和良好的氣密性；質(zhì)量小、價(jià)格低、拆裝方便、互換性好。
子午線輪胎的特點(diǎn)是滾動阻力小、溫升低、胎體緩沖性能和胎面附著性能比斜交輪胎要好，裝車后油耗低、耐磨損壽命長、高速性能好，因此，適應(yīng)現(xiàn)代汽車對安全、高速、低能耗的發(fā)展要求。
根據(jù)所需的輪胎是低壓、寬體胎的要求，選擇215/70R14LT型號的子午線輪胎，負(fù)荷下靜半徑為307mm。
2、懸架的布置
貨車的前、后懸架和一些乘用車的前、后懸架多采用縱置半橢圓形鋼板彈簧。為了滿足轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)所需要的空間，常將前鋼板彈簧布置在縱梁下。鋼板彈簧前端通過彈簧銷和支架與車架連接，而后端用吊耳和支架與車架相連接。這樣布置有利于緩和來自路面的沖擊。同時(shí)，為了滿足主銷后傾角的要求，車的鋼板彈簧布置在車輪與車架之間，應(yīng)注意鋼板彈簧上的U形螺栓和固定彈簧的螺栓與車架之間應(yīng)當(dāng)有足夠的間隙。
3、車身
以運(yùn)送人為主的車身內(nèi)部布置必須考慮有良好的乘坐舒適性和足夠的安全性。進(jìn)行車身內(nèi)部布置，并使之適合人體特征要求，離不開人體尺寸這一基本參數(shù)。為了獲得人體尺寸分布規(guī)律，要進(jìn)行抽樣測量。車身內(nèi)部空間和操縱機(jī)構(gòu)的布置，以及駕駛員與乘客座椅的尺寸和布置等，均以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)。
（1）頂蓋輪廓線的確定
首先將座椅放置在高度方向和長度方向的平均位置處，然后確定H點(diǎn)，并引出一條與鉛錘線成8度的斜線，再確定從H點(diǎn)沿8度斜線方向截取765mm的F點(diǎn)。F點(diǎn)相當(dāng)于第50百分位駕駛員的頭部最高點(diǎn)。從F點(diǎn)垂直向上截取100~135mm為車頂內(nèi)飾線。車頂包括鋼板、隔離層、蒙面等，厚度為15~25mm。因頂蓋輪廓是上凸的曲面，并對稱于汽車的縱軸線，故再加20~40mm才是汽車頂蓋橫剖面上的最高點(diǎn)。用同樣的方法來確定本次設(shè)計(jì)的頂蓋縱向輪廓線。
（2）車身橫截面
乘用車車身橫截面由頂蓋、車門和地板的外形來形成。將確定頂蓋縱向輪廓線時(shí)求得的左右座椅的乘員的頭頂上方頂蓋上的點(diǎn)，畫到橫截面圖上，再加上頂蓋縱向輪廓線上的點(diǎn)，共三點(diǎn)即可畫出頂蓋橫向輪廓線。
因乘用車車身低、車門小，在確定車身側(cè)壁傾斜度時(shí)，應(yīng)考慮上下車的方便性。當(dāng)車門上、下檻邊緣之間間距為零時(shí)，乘員上身需要傾斜30度左右方能入座；當(dāng)此間距為100~150mm時(shí)（上窄下寬），乘員上身只需傾斜0~10度左右即可入座。但此間距過大會使汽車上下比例失調(diào)，影響外觀，且玻璃升降占用車門內(nèi)空間大，并影響肩部和玻璃之間的間隙、肘部和車門內(nèi)表面之間的間隙。車門玻璃下降的軌跡、門鎖和玻璃升降器的尺寸等，都車身外表面由影響。
駕駛區(qū)的布置一般以95%的人體模型為基準(zhǔn)，本次負(fù)荷車雖無駕駛區(qū)，但設(shè)計(jì)亦采用相同標(biāo)準(zhǔn)。
第三章 造型設(shè)計(jì)
汽車造型設(shè)計(jì)是對汽車的外部、內(nèi)飾及其零部件的形狀、顏色、質(zhì)地、花紋等的設(shè)計(jì)，是工程技術(shù)和造型藝術(shù)在汽車產(chǎn)品上的有機(jī)結(jié)合。汽車造型必須滿足實(shí)用的物質(zhì)功能和審美的精神功能兩個(gè)方面的基本要求。
§3.1 概述
一、造型設(shè)計(jì)的分類
根據(jù)汽車的部位及其作用，本次造型設(shè)計(jì)可分為以下幾種：
1、外形設(shè)計(jì)
主要設(shè)計(jì)外板的基本形狀和掛接板等主要構(gòu)件的形狀。
2、室內(nèi)設(shè)計(jì)
從人體工程學(xué)角度出發(fā)，進(jìn)行室內(nèi)乘員和設(shè)施的布置；進(jìn)行內(nèi)飾件和儀表板的設(shè)計(jì)。
3、色彩設(shè)計(jì)
車身外部、室內(nèi)總體色彩的設(shè)計(jì)。
4、與造型有關(guān)的零部件的設(shè)計(jì)
車輛上的附屬件、功能件及其他零件的造型設(shè)計(jì)。
二、外部造型設(shè)計(jì)
1、概述
外部造型設(shè)計(jì)的工作對象包括與車身外表面整體形狀有關(guān)的設(shè)計(jì)和附著于外部的各種附件形狀的設(shè)計(jì)。外部造型設(shè)計(jì)必須在確定內(nèi)部設(shè)計(jì)的基本條件和諸技術(shù)要求、調(diào)整好各種零件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上才能開始進(jìn)行，以上各方面相互關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，因此，外部造型設(shè)計(jì)必須綜合考慮內(nèi)部設(shè)計(jì)和色彩設(shè)計(jì)等問題。
2、前部設(shè)計(jì)
汽車的前部，如同人的臉面，人們把它視為汽車的表情，是能進(jìn)行感情傳遞的部件，它是人們注目的焦點(diǎn)，成為評價(jià)汽車造型的重要因素。一般的汽車前部飾件有保險(xiǎn)杠、燈具及散熱面罩等部件，然而本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷車并無發(fā)動機(jī)等組件，而且是掛車性質(zhì)，因此這些前部飾件并不需要。在設(shè)計(jì)圖中并無這些飾件，如有需要或個(gè)人喜好，可以加上燈具來裝飾，采用整體式面罩。
3、后部設(shè)計(jì)
汽車的后部也是能顯示獨(dú)特風(fēng)格的重要因素，一般的汽車后部組件有組合燈具、裝飾物類、車牌件和保險(xiǎn)杠等件。
由于本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷車是拖拉機(jī)牽引性實(shí)驗(yàn)所用，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，負(fù)荷車是在良好路面行駛，且實(shí)驗(yàn)均在白天進(jìn)行，故燈具等不是必須件。
4、車輪罩的造型設(shè)計(jì)
由于汽車高性能、高速行駛的要求，裝高容積車輪越來越多，主要表現(xiàn)是寬輪胎、大直徑。于是要求采用鋁材料輪轂、輪輞。
外形設(shè)計(jì)還必須考慮人和車輛相接觸時(shí)的安全性，本次設(shè)計(jì)的外飾件有圓滑的外形，避免傷人。
三、室內(nèi)造型設(shè)計(jì)
室內(nèi)造型設(shè)計(jì)是整車布置、人機(jī)工程、汽車性能與藝術(shù)體現(xiàn)的綜合表演，要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是方便、可靠地操縱和控制車輛，并使乘員安全、舒適地度過乘車時(shí)間。而要達(dá)到這一目標(biāo)所進(jìn)行的總體規(guī)劃和形象制作是室內(nèi)造型設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。
1、內(nèi)飾零部件造型設(shè)計(jì)
（1）儀表板設(shè)計(jì)
駕駛員接觸最頻繁的部件是儀表板，可以說儀表板的造型是內(nèi)飾造型的核心。儀表板的造型還直接影響乘員的安全感、輕松感和車輛的豪華程度，汽車的諸多性能如操作性、能認(rèn)性、視野與反光等各種要求都體現(xiàn)在儀表板上。
本次設(shè)計(jì)將儀器放置于車身兩端，主要是為了節(jié)省空間，車身前部放置電腦顯示器和主機(jī)，后部放置電荷放大器及數(shù)據(jù)采集器。
（2）座椅設(shè)計(jì)
座椅占室內(nèi)空間最大，對車輛風(fēng)格、級別和豪華程度影響甚巨。座椅設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)重點(diǎn)，一是性能，二是造型。座椅直接與人體接觸，且需長時(shí)間保持人體坐姿，對乘坐舒適性起決定性作用。
座椅形狀應(yīng)滿足兩方面的要求，一是乘坐時(shí)滿足人體形狀和人生理學(xué)方面的要求，比如適應(yīng)于人脊柱的形狀考慮確定靠背的形狀，從適應(yīng)于臀部和大腿部的形狀考慮決定座墊的形狀，并且要有適當(dāng)?shù)闹味鵁o懸空感，有適當(dāng)?shù)膲毫Χ挥绊懷貉h(huán)；二是在車輛行駛時(shí)限制人體不前后、左右移動。另外，在確定座椅形狀時(shí)，還要仔細(xì)研究安全性、舒適性、操縱性、上下車方便性、后排乘員的伸腿空間，后排座椅的扶手支持，以及對室內(nèi)空間的影響等方面。即適應(yīng)腰曲弧線，靠背有正確的支承點(diǎn)，正確體壓分布，保持人體軀干與大腿的舒適夾角。
§3.2 車身設(shè)計(jì)
一、車身的構(gòu)成
汽車的車身是指汽車上起覆蓋、載客、載貨等作用的部分。覆蓋部分指車前、車后板制件，載客部分指駕駛員和乘客乘坐的車室，載貨部分是指貨箱或貨廂。
二、車身應(yīng)滿足的性能要求
1、乘坐舒適性
舒適性包括的內(nèi)容極其廣泛，評價(jià)它必須用工程學(xué)、物理學(xué)、生理學(xué)及心理學(xué)等多方面學(xué)科知識，但最終評價(jià)還是靠人的感覺。影響舒適性的因素可以分為外部和內(nèi)部兩種，外部因素諸如振動、噪聲、氣味、視覺、周圍環(huán)境及路面狀況等；內(nèi)部因素指人的身體條件、精神狀況及經(jīng)歷等。一般將乘坐舒適性歸納為三個(gè)方面，即居住性、振動的舒適性及空氣調(diào)節(jié)。
（1）居住性：指人居住的乘室是否合人意，是舒適性的靜態(tài)特征。尺寸方面的要求是最主要的，要遵照人體工程學(xué)的有關(guān)要求；室內(nèi)應(yīng)寬敞明亮，有足夠的透光面積；室內(nèi)裝飾應(yīng)采用柔和、手感好的材料制造，并壓飾適當(dāng)花紋，同時(shí)應(yīng)避免表面的大起大落，以防止給人以雜亂無章的感覺，而且不會分散駕駛員的注意力。上部顏色以淡雅為主，注意搭配色調(diào)，切忌花哨，以免讓人眼花繚亂、頭暈?zāi)垦！９时敬卧O(shè)計(jì)車內(nèi)以米色為主色調(diào)，上部顏色淡雅，地板顏色教深，座椅顏色居中。
（2）振動的舒適性
對汽車而言，決定其舒適性的主要因素是振動，在4~10Hz的頻率區(qū)域內(nèi)，人對振動的反應(yīng)最敏感。舒適性則主要是由懸架來決定的，懸架的具體設(shè)計(jì)請看第四章。
（3）空氣調(diào)節(jié)
空氣調(diào)節(jié)的方式有自然通風(fēng)、強(qiáng)制通風(fēng)、暖氣、冷氣、濕度調(diào)節(jié)等多種方式。通常是組合用或視氣候狀況選用，其目的在于保持室內(nèi)空氣新鮮，濕度、溫度適宜，使乘員感到舒適、愉快。
a、相對濕度一般在30%~70%之間。
b、按照頭暖腳涼的原則，頭部溫度應(yīng)比室內(nèi)平均溫度低2~3度，腿以下部分溫度應(yīng)比室內(nèi)平均溫度高2~5度。
c、通風(fēng)口設(shè)置在高處，防止灰塵及有害氣體等進(jìn)入車內(nèi)。
d、為提高車室的密封性，防止從縫隙進(jìn)風(fēng)、灰塵等，室內(nèi)氣壓應(yīng)比室外氣壓高10~15kPa。
三、密封性、隔熱性、防振性及防噪聲性
1、車身的密封性
密封的主要部位是汽車車身沖壓件的組合焊接部位，如車頂滲水部、支柱、主柱及其他漏水漏氣的部位。應(yīng)用密封膠、密封件及密封膜片等對車身上的縫隙、孔洞等進(jìn)行密封。
2、車身的隔熱性
使用以多孔材料、面料、底版為主的二層、三層或更多層的復(fù)合材料，將其用粘合、卡扣或螺釘?shù)裙踢B在車身上，作為隔熱、隔噪聲層，對于日光直射的頂蓋應(yīng)選用效果明顯的隔熱層。
3、防振性
車身的防振有兩個(gè)方面，一是防止來自懸架及輪胎等的振動傳入車內(nèi)，二是防止車身自身的振動。對于負(fù)荷車可采用阻尼減振，即在發(fā)生振動的金屬薄板上涂貼阻尼材料，既能減振又能降噪。
4、防噪聲性
根據(jù)汽車噪聲對環(huán)境的影響可以分為車外噪聲和車內(nèi)噪聲。車外噪聲是指汽車各部分噪聲輻射到車外空間的那部分噪聲，本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷車能直接向車外輻射的汽車噪聲源主要是輪胎噪聲等。車內(nèi)噪聲是指車廂外的汽車各部分噪聲通過各種聲學(xué)途徑傳入車內(nèi)的那部分噪聲，以及汽車各部分振動通過各種振動傳遞途徑激發(fā)車身板件的結(jié)構(gòu)振動向車廂內(nèi)輻射的噪聲。
隨著輪胎測試技術(shù)及仿真技術(shù)的進(jìn)步，其噪聲的產(chǎn)生機(jī)理逐漸得到掌握。通過改善胎面形狀、橡膠材質(zhì)等都可以降噪。也可以對路面狀況進(jìn)行改善，但這項(xiàng)工作比較困難。
車箱采用單層隔板，車身及地板采用雙層隔板，并采用吸聲材料，也可采用吸聲結(jié)構(gòu)，在吸聲板上鉆穿許多小孔，然后與板后織物、空氣層和剛性壁面構(gòu)成穿空板式共振吸聲結(jié)構(gòu)。
對于車身板件結(jié)構(gòu)也可通過增加板件的剛度、增加板件的阻尼、增加板件的輻射效率來控制噪聲及振動。
四、車身結(jié)構(gòu)及供電
車身本體中的白車身多為金屬薄板（多用鋼板和鋁板）壓制成零件后點(diǎn)焊成總成。本次設(shè)計(jì)采用鋁合金板，這樣顏色比較亮麗。
車身采用蓄電池供電，21片12V的蓄電池一個(gè)。將其置于負(fù)荷車車身前部，以提供整車照明及實(shí)驗(yàn)儀器的需電。
§3.3座椅設(shè)計(jì)
一般座椅要滿足的要求如下：
1、良好的靜態(tài)特性，座椅的尺寸和形狀應(yīng)保持人體具有合適的坐姿、良好的體壓分布、觸感良好，并能調(diào)節(jié)尺寸和位置；
2、良好的減振等動態(tài)特性；
3、足夠的強(qiáng)度和耐久性，滿足強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求；
4、良好的造型。
座椅由框架、彈性元件、襯墊、調(diào)整機(jī)構(gòu)、調(diào)角器、蒙皮、頭枕等組成。
框架：座椅框架包括座墊框架和靠背框架兩部分，用途各異。
座椅框架所用的材料通常為外徑~mm，壁厚為1.2~2.2mm的電焊或無縫鋼管，鈑金結(jié)構(gòu)的用1~3mm厚的鋼板沖壓或滾壓成型。為了實(shí)現(xiàn)輕量化，也可采用鋁合金、鎂合金、塑料、木材及硬紙板等。
彈性元件：座椅的彈性元件主要是指彈簧，起緩沖作用，座椅彈簧通常用直徑為2.6~4.0mm的琴鋼絲或加工過的硬鋼絲制作。
襯墊：在座椅彈簧和表皮之間或座椅墊和表皮之間，以及整體座椅上的柔軟物體稱為襯墊。通常使用一層或2~3層聚氨酯泡抹和棕櫚等。
座椅面料材質(zhì)大多選用真皮、仿皮、機(jī)織布、針織布、人造革等材料或它們的相互組合材料。布料材質(zhì)可選擇毛、麻、棉或人造纖維等，一般滌綸空變絲或滌綸長絲，以及其和棉花的混紡物的機(jī)織布較平實(shí)、粗獷，可用色紗織出不同文樣，強(qiáng)度較高；針織布的起絨能加強(qiáng)豪華感，但易積灰，價(jià)錢比機(jī)織布要貴；至于毛、麻等織物，因其價(jià)格高用于較高檔的車輛；真皮用于高檔車輛；人造革用于普及型車輛，因其透氣性差、不吸汗，現(xiàn)已少用，但有易清洗的優(yōu)點(diǎn)。無論選擇哪種面料，都要注意有合適的摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)太大，會感到發(fā)滯，乘員不易改變坐資；摩擦系數(shù)太小，則不易保持坐姿，易串動。
面料的顏色和花紋要與整個(gè)內(nèi)飾想?yún)f(xié)調(diào)，可以千變?nèi)f化，但忌太鮮艷，因其會造成乘員的煩躁感，綜合起來應(yīng)以使室內(nèi)造成心理上的肅靜感為主。為了避免呆板，花紋處理上可以有鮮艷顏色的“跳點(diǎn)”，以增加活躍氣氛，不少車輛在座椅正面用三種不同顏色和花紋的面料拼合，座椅的周圍用另一種材質(zhì)或顏色花紋，以圖增加活躍感。
因此本次設(shè)計(jì)的座椅面料采用滌綸空變絲或滌綸長絲，這樣可以用不同紋樣來配合室內(nèi)顏色，但應(yīng)以米色為主。
§3.4掛接板的設(shè)計(jì)
一、車身總重的估算
根據(jù)初步設(shè)計(jì)的尺寸估算車重如下:鋁合金在厚度為0.8mm時(shí)的密度為2.280kg/m2,鋼化玻璃的密度為2.1×103kg/m3, 鐵的密度為7.8×103kg/m3。車身總長約3.5m，寬約1.8m，高約1.8m。
車頂:1.4×1.5×2.28=4.788kg; 前圍：1.8×0.55×2.28=2.2572kg;
車底：3.5×1.8×2.28=14.364kg; 后圍：1.8×0.65×2.28=2.6676kg;
兩側(cè)：3.5×0.7×2.28×2=11.172。
玻璃：0.85×1.8×0.8×10-3×2.1×103=2.5704kg;
2.1×103×1.8×0.75×0.8×10-3=2.835kg;
2.1×103×1.8×0.8×10-3×1.5=4.536kg;
2.1×103×0.8×10-3×3×0.7×2=7.056kg。
座椅：3.14×[(20×10-3)2-(16×10-3)2]×1.685×7.8×103×8=56kg;
儀器：電腦、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集器及電池共計(jì)79.5kg
總重：14.364＋4.788＋2.2572＋2.6676＋11.172＋2.5704＋2.835＋4.536＋7.056＋56＋65×8＋79.5=707.7462kg。
由于車身還有密封、蒙皮、涂料等，故初步估算車重為800kg。
二、掛接板強(qiáng)度校核
本次設(shè)計(jì)的掛接板的長×寬×厚為80cm×20cm×4cm。在汽車運(yùn)動時(shí)它的兩端承受拉力，即為負(fù)荷車的重量。那么掛接板所承受的應(yīng)力，
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1可得，對于40Gr，，
故掛接板的強(qiáng)度滿足要求。
§3.5最小轉(zhuǎn)彎半徑的確定
圖3-1 轉(zhuǎn)向運(yùn)動簡圖
如圖所示，負(fù)荷車與被試車輛之間發(fā)生運(yùn)動干涉的角度為123o,那么根據(jù)轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動規(guī)律得：
（3-1）
將 代入上式，得
第四章 懸架的設(shè)計(jì)
舒適性是轎車最重要的使用性能之一。舒適性與車身的固有振動特性有關(guān)，而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關(guān)。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時(shí)，汽車懸架做為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機(jī)件，又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此，汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表，作為衡量轎車質(zhì)量的指標(biāo)之一。
懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架（或車身）與車軸（或車輪）彈性地連接起來，其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩；緩和路面?zhèn)鹘o車架（或車身）的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，保證汽車的行駛平順性；保證車輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動特性，保證起車的操縱穩(wěn)定性，使汽車獲得高速行駛能力。
§4.1 懸架結(jié)構(gòu)形式分析
懸架由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減振器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等組成。對懸架的設(shè)計(jì)要求：
1、保證汽車有良好的行駛平順性；
2、具有合適的衰減振動的能力；
3、保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性；
4、汽車制動或加速時(shí)，要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適；
5、有良好的隔聲能力；
6、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要?。?
7、可靠的傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。
汽車車架（或車身）若直接安裝于車橋（或車輪）上，由于道路不平，由于地面沖擊使貨物和人會感到十分不舒服，這是因?yàn)闆]有懸架裝置的原因。汽車懸架是車架（或車身）與車軸（或車輪）之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性；同時(shí)懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力（牽引力和制動力）和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架（或車身）上，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對車架跳動時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪運(yùn)動軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對車身跳動的導(dǎo)向作用。懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一。
現(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)，嶄新的懸架裝置。按控制形式不同分為被動式懸架和主動式懸架。目前多數(shù)汽車上都采用被動懸架，汽車姿態(tài)（狀態(tài)）只能被動地取決于路面及行駛狀況和汽車的彈性元件，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減振器這些機(jī)械零件。20世紀(jì)80年代以來主動懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一步研究和開發(fā)中。主動懸架可以能動地控制垂直振動及其車身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況自動調(diào)整懸架剛度和阻尼。
根據(jù)汽車導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同懸架種類又可分為獨(dú)立懸架，非獨(dú)立懸架。如下圖所示。
圖4-1 a. 獨(dú)立懸架 b. 非獨(dú)立懸架
非獨(dú)立懸架如上圖(a)所示。其特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時(shí)會直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動時(shí)定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨(dú)立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時(shí)懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。
獨(dú)立懸架是兩側(cè)車輪分別獨(dú)立地與車架（或車身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運(yùn)動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨(dú)立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨(dú)立懸架允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時(shí)獨(dú)立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。如上圖(b)所示。
本次設(shè)計(jì)采用以縱置彈簧為彈性元件的非獨(dú)立懸架，其主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維修方便，工作可靠。
§4.2 懸架主要參數(shù)的確定
一、懸架靜撓度
懸架靜撓度是指汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷與此時(shí)懸架剛度之比,即
（4-1）
汽車的懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。因此汽車的固有頻率
（4-2）
當(dāng)采用彈性特性為線性變化的懸架時(shí)，懸架的靜撓度可以用下式表示 （4-3）
將代入式（4-3）中得到
（4-4）
對于后懸架偏頻要求在1.17~1.58Hz,選擇偏頻為1.25Hz，故懸架的靜撓度
二、鋼板彈簧
鋼板彈簧又叫葉片彈簧，它是由若干不等長的合金彈簧片疊加在一起組合成一根近似等強(qiáng)度的梁。鋼板彈簧的第一片（最長的一片）稱為主片，其兩端彎成卷耳，內(nèi)裝青銅或塑料或橡膠。粉沫冶金、制成的襯套，用彈簧銷與固定在車架上的支架、或吊耳作鉸鏈連接。鋼板彈簧的中間用U形螺栓與車橋固定。
中心螺栓用來連接各彈簧片，并保證各片的裝配時(shí)的相對位置。中心螺栓到兩端卷耳中心的距離可以相等，也可以不相等。為了增加主片卷耳的強(qiáng)度，將第二片末端也彎成半卷耳，包在主片卷耳和外面，且留有較大的間隙，使得彈簧在變形時(shí)，各片間有相對滑動的可能。
鋼板彈簧在載荷作用下變形，各片之間因相對滑動而產(chǎn)生摩擦，可促使車架的振動衰減。各片間的干摩擦，車輪將所受沖擊力傳遞給車架，且增大了各片的摩損。所以在裝合時(shí)，各片間涂上較稠的潤滑劑（石墨潤滑脂），并應(yīng)定期保養(yǎng)。
鋼板彈簧本身還兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，可不必單設(shè)導(dǎo)向裝置，使結(jié)構(gòu)簡化，并且由于彈簧各片之間摩擦引起一定減振作用。有些高級轎車的后懸架采用鋼板彈簧作彈性元件。目前一些國家汽車上采用變厚度的單片或二至三片的鋼板彈簧，可以減少片與片間的干摩擦，減小動剛度，還提高使用應(yīng)力，同時(shí)減輕重量。
和扭桿彈簧、螺旋彈簧相比，雖然鋼板彈簧單位體積存儲的彈性變形能小，但由于鋼板彈簧結(jié)構(gòu)簡單，彈簧本身兼起導(dǎo)向裝置的作用，長期以來鋼板彈簧在汽車上得到廣泛應(yīng)用。鋼板彈簧片間摩擦阻力對彈簧動剛度影響較大,特別是在小振幅的情況下。
鋼板彈簧在汽車上可以縱置也可以橫置。后者因?yàn)橐獋鬟f縱向力，必須設(shè)置附加的導(dǎo)向裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，所以本次設(shè)計(jì)采用縱置?？v置鋼板彈簧能傳遞各種力和力矩，并且結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)采用對稱式的鋼板彈簧。
1、鋼板彈簧長度L的確定
鋼板彈簧長度L是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。增加鋼板彈簧長度L能顯著降低彈簧應(yīng)力，提高使用壽命；降低彈簧剛度，改善汽車行駛平順性；在垂直剛度c給定的條件下，又能明顯增加鋼板彈簧的縱向角剛度。鋼板彈簧的縱向角剛度是指鋼板彈簧產(chǎn)生單位縱向轉(zhuǎn)角時(shí)，作用到鋼板彈簧上的縱向力矩值。增大鋼板彈簧縱向角剛度的同時(shí)，能減少車輪扭轉(zhuǎn)力矩所引起的彈簧變形；選用長些的鋼板彈簧，會在汽車布置時(shí)產(chǎn)生困難。根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》第184頁的標(biāo)準(zhǔn)，選用負(fù)荷車的鋼板彈簧L=1.4m。
2、滿載弧高
滿載弧高是指鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端（不包括卷耳空半徑）連線間的最大高度差。用來保證汽車具有給定的高度。當(dāng)時(shí)，鋼板彈簧在對稱位置上工作?？紤]到使用期間鋼板彈簧塑性變形的影響和為了在車架高度已限定時(shí)能夠得到足夠的動撓度值，常取=10~20 mm。故取。
3、鋼板彈簧斷面尺寸及片數(shù)的確定
（1）鋼板斷面寬度b的確定
有關(guān)鋼板彈簧的剛度、強(qiáng)度等，可按等截面簡支梁的計(jì)算公式計(jì)算，但需要引入撓度增大系數(shù)加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需要的總慣性矩。對于對稱鋼板彈簧
（4-5）
將L=1.4m，k=0.5，s=100mm，，
，代入式（4-5）可得
又因?yàn)殇摪鍙椈煽偨孛嫦禂?shù)
（4-6）
將式（4-6）代入下式計(jì)算鋼板彈簧的平均厚度
因?yàn)樵龃笃瑢?，能增?qiáng)卷耳的強(qiáng)度，但是當(dāng)車身受側(cè)向力傾斜時(shí)，彈簧的扭曲應(yīng)力增大。故片寬與片厚的比值應(yīng)在610范圍內(nèi)取。所以。
（2）鋼板彈簧片厚h的選擇
矩形斷面等厚鋼板彈簧的總慣性矩用下式計(jì)算
（4-7）
所以
由式（4-7）可知，改變片數(shù)n、片寬b、片厚h三者之一，都影響到總慣性矩的變化；再結(jié)合式（4-5）可知：總慣性矩的改變又會影響到鋼板彈簧垂直剛度c的變化，也就是影響汽車平順性變化。其中，片厚h的變化對鋼板彈簧的總慣性矩的影響最大。增加片厚h,可以減少片數(shù)n。鋼板彈簧各片厚度可能有相同和不同兩種不同情況，希望盡可能采用前者。但因?yàn)橹髌ぷ鳁l件惡劣，為了加強(qiáng)主片與卷耳，也常將主片加厚，其余各片厚度稍薄。此時(shí)，要求一副鋼板彈簧的厚度不宜超過三組。為使各片壽命接近又要求最厚片與最薄片厚度之比應(yīng)小于1.5。故鋼板彈簧各片厚度依次為。
(3)鋼板彈簧各片長度的確定
片厚不變寬度連續(xù)變化的單片鋼板彈簧是等強(qiáng)度梁，形狀為菱形。將由兩個(gè)三角形鋼板組成的鋼板彈簧分割成寬度相等的若干片，然后按照長度不等的依次排列、疊放到一起，就形成接近實(shí)用價(jià)值的鋼板彈簧。實(shí)際上的鋼板彈簧不可能是三角形，因?yàn)闉榱藢椈芍胁抗潭ǖ杰囕S上和使兩卷耳處可靠地傳遞力，必須使它們有一定的寬度。因此，應(yīng)該用中部為矩形的雙梯形鋼板彈簧代替三角鋼板彈簧才具有真正的實(shí)用意義。這種鋼板彈簧各片具有相同的寬度，但長度不同。鋼板彈簧各片長度就是基于實(shí)際鋼板彈簧各片展開圖接近梯形梁的形狀這一原則來做圖的。首先假設(shè)各片厚度不同，具體進(jìn)行步驟如下圖所示：
先將各片厚度的立方值hi3按照同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上，再沿橫坐標(biāo)量出主片長度減去U形螺栓中心距的一半的距離，得到A、B兩點(diǎn)，連接A、B兩點(diǎn)即得到三角形鋼板彈簧展開圖。AB線與各片的上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度。
圖4-2 確定鋼板彈簧各片長度的作法圖
圖4-3 最終確定的鋼板彈簧各片長度
（4）車軸強(qiáng)度較核
車軸的受力分析如圖4-4。根據(jù)受力分析，可以看出該軸的受力為對稱的，故列出如下公式：
F1=F6; F2=F5; F3=F4;
F2×64.5-F3×201=0;
F3=400×9.8=3920N;
F1=8296N; F2=12216N;
故 F2=F5=12216N; F1=F6=8296N。
由圖可知，軸的最大危險(xiǎn)截面在F2、F5處，因?yàn)檩S是對稱的，所以只需較核其中一處即可。
；
圖4-4 車軸的受力分析圖
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1得 ；
；
故該軸的強(qiáng)度滿足要求。
第六章 結(jié) 論
通過本次設(shè)計(jì)，我對汽車又有了新的進(jìn)一步的認(rèn)識，對其設(shè)計(jì)的思路和方法有了初步的了解，對以前所學(xué)的知識進(jìn)行了總結(jié)和鞏固，將理論知識初次應(yīng)用到了實(shí)際，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)。
在這次設(shè)計(jì)中，要合理分配設(shè)計(jì)時(shí)間，雖然任務(wù)書上已經(jīng)安排了進(jìn)程，但自己的自覺性較差，知識掌握得不夠熟練，所以在進(jìn)行時(shí)總是感覺無從下手，但是在后來的設(shè)計(jì)中將需要相關(guān)內(nèi)容有了了解，漸漸地我學(xué)會了靈活運(yùn)用。
除此之外，我也充分體會到將來的工作氛圍：認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神，服從命令的堅(jiān)決，團(tuán)結(jié)一致為我們的共同目標(biāo)——做好本次設(shè)計(jì)。
由于初次設(shè)計(jì)，自己覺得存在的遺憾還是不少的，由于我的能力和水平有限，在設(shè)計(jì)中難免會存在有一些缺點(diǎn)和不足，例如思考問題不夠全面，短時(shí)間內(nèi)掌握知識不夠深入，設(shè)計(jì)存在偏差等，懇請老師給予批評指正。以便我能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)錯誤并改正，使我的理論知識和實(shí)踐能力得到提高，在今后的學(xué)習(xí)和工作中更好的完成任務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國汽車技術(shù)研究中心汽車標(biāo)準(zhǔn)化研究所.汽車標(biāo)準(zhǔn)匯編（第五卷）. 中國汽車技術(shù)研究中心汽車標(biāo)準(zhǔn)化研究所出版，2000
[2] 王望予. 汽車設(shè)計(jì)（第三版）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[3] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造（上下冊）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[4] 余志生. 汽車?yán)碚摚ǖ谌妫? 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[5] 王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn). 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社,1995
[6] 徐源. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991
[7] 濮良貴、紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版). 北京:高等教育出版社,2001
[8] 濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械原理(第七版). 北京:高等教育出版社,2001
[9] 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊(設(shè)計(jì)篇、基礎(chǔ)篇) .北京：人民交通出版社，2001
[10]陳晉元、陳子思、杜慕蓀.汽車配件知識（上下冊）.北京:人民交通出版社,1985
[11]臧杰、閻巖.汽車構(gòu)造（上下冊）.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005
[12] 濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)(第五版).北京:高等教育出版社,
[13]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000
[14]侯洪生.機(jī)械工程圖學(xué).北京:科學(xué)出版社
[15]劉鴻文.簡明材料力學(xué).北京:高等教育出版社,1995
[16]李卓森.現(xiàn)代汽車造型.北京：人民交通出版社，2005
致 謝
本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成并達(dá)到良好的效果,離不開學(xué)校、學(xué)院、車輛教研室、汽拖實(shí)驗(yàn)室等老師們從始至終的指導(dǎo)和關(guān)懷。學(xué)校和學(xué)院為我們提供了良好的設(shè)計(jì)工作的環(huán)境以及各種繪制工具，老師也給予我們不倦不怠的指導(dǎo)。盡管是炎炎夏日，盡管是畢業(yè)班的我們，在實(shí)驗(yàn)樓的地下室，卻是干勁十足，絲毫沒有懈怠。教室異常的涼爽，也比較安靜，與其他相比確實(shí)是一個(gè)可以讓人靜下來思考問題的好地方，讓我們?nèi)褙炞⒌刈龊梦覀兊漠厴I(yè)設(shè)計(jì)。還有車輛研究所提供的30個(gè)小時(shí)的免費(fèi)機(jī)時(shí)，使我們順利完成了說明書。
在此，特別感謝我的指導(dǎo)老師：牛毅老師。我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，離不開牛老師的全力指導(dǎo)和幫助，身為咱們車輛試驗(yàn)室的高級工程師，忙碌之中抽身來指導(dǎo)我們，對于我們提出的問題，他總是孜孜不倦給予指導(dǎo)。由于我對汽車的造型了解甚少，他便針對性給我大量選擇了部分資料，解決我的疑惑。在設(shè)計(jì)的過程中，他不時(shí)地解決我們的問題，指出我的錯誤，淳淳教導(dǎo)我們，讓我深受感動。
最后，感謝輔導(dǎo)員袁老師及各位尊敬的院領(lǐng)導(dǎo)，謝謝他們對我們生活上的照顧，為我們解決了后顧之憂，謝謝對我們的關(guān)注和支持。
30
收藏