裝配圖改裝牽引負(fù)荷車(chē)的設(shè)計(jì)（有cad原圖）

裝配圖改裝牽引負(fù)荷車(chē)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 外文資料譯文 一、懸架和驅(qū)動(dòng)的種類(lèi) 這章論述驅(qū)動(dòng)和懸架相關(guān)原理。 1.1輪式車(chē)輛懸架的一般特征 現(xiàn)代車(chē)輛的懸架因?yàn)椴煌牟倏v情況（滿載/空載，加速/制動(dòng)，水平/不平路面，直線行駛/轉(zhuǎn)彎）需要滿足一系列的要求來(lái)針對(duì)部分沖突。 施加在車(chē)輪上的力和力矩必須被傳入車(chē)身。(懸架)主銷(xiāo)偏置距和橫向推力桿為防止縱向力，(前輪)主銷(xiāo)后傾(角)偏距為防止側(cè)面的力，徑向負(fù)荷力矩臂為防止垂直力是都是重要的因素，它們影響相互作用的結(jié)果，例如， (車(chē)輪)轉(zhuǎn)向軸(線)的角。 足夠的垂直彈簧行程，盡可能的結(jié)合車(chē)輪水平移動(dòng)避免不平坦的路面（運(yùn)動(dòng)上的車(chē)輪）是乘坐平順性的要求。后懸架也應(yīng)當(dāng)服從以減小車(chē)輪滾動(dòng)剛度和因路面造成的縱向的短行程運(yùn)動(dòng)（縱向柔量，圖1.1）為目的，但是不能影響側(cè)偏力的進(jìn)展這樣轉(zhuǎn)向才精確，這是大多數(shù)剛性車(chē)輪懸架需要的。必須的撓度會(huì)使這種需求逐漸損失，而驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)的操作使縱向力增加干擾車(chē)輪運(yùn)動(dòng)造成了撓度。 為了確保在穩(wěn)定狀態(tài)和瞬時(shí)狀態(tài)時(shí)車(chē)輛的最佳操縱性，車(chē)輪必須放置在指定的路面位置來(lái)造成必須的側(cè)偏力。側(cè)偏力的形成和大小是由特定的(車(chē)輪)前束和車(chē)輪內(nèi)斜度的變化決定的，依靠軸向運(yùn)動(dòng)（滾動(dòng)轉(zhuǎn)向）和有效力（柔性轉(zhuǎn)向）導(dǎo)致的車(chē)身碰撞和運(yùn)動(dòng)。這使特殊的操縱情況例如負(fù)載和牽引力需被考慮成為可能。通過(guò)建立車(chē)橋的相關(guān)聯(lián)的幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)學(xué)，它也可以避免在制動(dòng)或加速時(shí)不需要的俯沖或升高車(chē)身并且確保車(chē)輛不會(huì)對(duì)駕駛員出現(xiàn)任何過(guò)度轉(zhuǎn)向的趨勢(shì)以及顯露出不變的轉(zhuǎn)向行為。 圖1.1一個(gè)多桿式后懸架——一種正日益代替半掛臂車(chē)橋的懸架系統(tǒng)，并且在每邊包括至少包括一個(gè)半掛臂。這個(gè)半掛臂的引導(dǎo)是通過(guò)兩個(gè)（或甚至三個(gè)）方向控制臂（圖1.62和1.77）。掛臂同時(shí)作為車(chē)輪輪轂外殼并且（在四輪轉(zhuǎn)向）允許后輪轉(zhuǎn)向所需的最小角運(yùn)動(dòng)。最主要的優(yōu)點(diǎn)是，和其他相比，它具有良好的動(dòng)能和彈性運(yùn)動(dòng)性能。 寶馬要求設(shè)計(jì)有說(shuō)明并且滿足1997年的3系列中心臂橋。掛臂1是由GGG40鋼制造；它們能吸收所有的縱向力和制動(dòng)力矩也能通過(guò)點(diǎn)2——同樣徑向臂軸線的中心——在車(chē)身上轉(zhuǎn)化它們。側(cè)偏力是在輪胎接觸面中心形成被外殼吸收，它是被通過(guò)橡膠刷（6和7）緊緊的固定在車(chē)身上形成橫向控制臂3和4。上控制臂3承受螺旋彈簧11和橫向穩(wěn)定桿8的接點(diǎn)。因此，這就是大部分車(chē)輛的力在車(chē)身和車(chē)橋傳遞的地方。 減震器，承受在頂部附加的聚氨酯彈簧9，在掛臂的末端的車(chē)橋中心后被牢牢固定在一個(gè)好位置上。由于噪聲的原因，差速器10被彈性系在外殼5的三個(gè)點(diǎn)上（通過(guò)在前端的兩個(gè)橡膠軸承和一個(gè)在后端的液體軸承）。當(dāng)從頂部和背部看時(shí),橫向控制臂的位置在一個(gè)角度,因此,連同不同橡膠硬度的軸承在點(diǎn)2，達(dá)到預(yù)期彈性運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。它們是： ·制動(dòng)力下的前束（圖3.64和3.82）； ·轉(zhuǎn)彎時(shí)地側(cè)偏力柔度（圖3.79和3.80）； ·避免轉(zhuǎn)向力矩的影響（見(jiàn)2.10.4部分）； ·軌跡變化和固定的直線運(yùn)動(dòng)。 由于空間的原因，前端孔2是被壓入1部分的并且用銷(xiāo)銷(xiāo)入附加的支架。加長(zhǎng)的孔也是為了提供這部分，這樣前束可以設(shè)置。在E46模型系列中（從1998往前），上端的橫向臂是由鋁合金制成，這是由于重量的原因（減少生成的質(zhì)量）。 其他要求是： ·車(chē)橋上的每個(gè)車(chē)輪獨(dú)立運(yùn)動(dòng)（剛性車(chē)橋不保證）； ·為了保持車(chē)輪載荷變化盡可能小，懸架的非簧上質(zhì)量要?。▽?duì)駕駛安全性很重要）； ·可靠地傳遞車(chē)身與車(chē)輪之間的各種力； ·足夠的空間和結(jié)構(gòu)的費(fèi)用，需要考慮形狀和穩(wěn)定性的關(guān)系必須的公差； ·方便使用； ·乘客的乘用安全性和其他路人的安全； ·費(fèi)用。 車(chē)橋的操縱性和可靠的驅(qū)動(dòng)力矩間關(guān)系的要求決定了的軸設(shè)計(jì)。 車(chē)輛懸架可以被分為剛性車(chē)橋（車(chē)輪和車(chē)橋之間剛性連接），懸架的車(chē)輪相互獨(dú)立的獨(dú)立懸架，和半剛性車(chē)橋，一種結(jié)合了剛性車(chē)橋和獨(dú)立懸架的特征的車(chē)橋。 在所有的剛性車(chē)橋上，橋梁殼在整個(gè)彈簧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也運(yùn)動(dòng)。因此，在這上面提供的空間減少后面行李箱的空間并且使存儲(chǔ)備胎更加困難。在前面，車(chē)橋殼應(yīng)當(dāng)被放置在發(fā)動(dòng)機(jī)下面，并且有足夠的碰撞行程使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠上升和回位。由于這個(gè)原因，剛性前橋只用于商務(wù)車(chē)和四輪驅(qū)動(dòng)、一般用途的乘用車(chē)。（圖1.3和1.4） 在獨(dú)立懸架中，應(yīng)當(dāng)注意設(shè)計(jì)盡可能滿足上述要求并且需要尋找一種設(shè)計(jì)方法適合加載途徑、增加車(chē)輪控制元素的數(shù)量和增加同一平面的連接的數(shù)量的關(guān)系。尤其獨(dú)立懸架包括： ·縱向連接和半縱臂車(chē)橋（圖 1.13和1.15）幾乎不需要任何頭上空間因此允許一個(gè)廣闊的水平行李空間，但是這需要有相當(dāng)大的斜彈簧裝置。 ·車(chē)輪控制懸架和減振器支柱（圖1.8和1.57）一定占據(jù)著高度上多數(shù)空間，但是在邊緣和車(chē)輛中間（可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)和半軸驅(qū)動(dòng)）卻需要少數(shù)空間并且決定了最大轉(zhuǎn)向角（也叫做麥弗遜懸架支柱） ·雙橫臂懸架（圖1.7） ·多連接懸架(圖1.1，1.18和1.19)可以每個(gè)車(chē)輪有多達(dá)五個(gè)導(dǎo)向連接并且提供(懸架)主銷(xiāo)偏置距，氣道，(車(chē)輪)前束、車(chē)輪內(nèi)斜度和軌跡改變、制動(dòng)/起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和固有頻率相關(guān)運(yùn)動(dòng)行為的幾何定義最大的設(shè)計(jì)范圍。 圖1.2 一個(gè)雷諾設(shè)計(jì)的很緊湊的四桿扭梁軸車(chē)橋，橋的左右兩邊各有一個(gè)扭桿彈簧。V形剖面跨10個(gè)有不同長(zhǎng)度的臂，抗彎曲但扭轉(zhuǎn)剛性較小,又吸收 所有時(shí)刻產(chǎn)生的縱向、橫向和制動(dòng)力。它還部分取代了橫向穩(wěn)定桿。 在 23.4 毫米，后桿8比前面的幾個(gè)厚（直徑20.8，4）。在外面上, 部份8進(jìn)入尾鏈接1與鋸齒形剖面13，而且在內(nèi)部上他們進(jìn)入聯(lián)接處12之內(nèi)抓緊。.當(dāng)輪子達(dá)成全部撞擊的時(shí)候，一個(gè)純粹的轉(zhuǎn)力矩在部份12中被產(chǎn)生, 送它到前面的桿件4，使他們受扭。在桿的外面以被鋸齒形剖面11緊握進(jìn)入支架 7 之內(nèi)到那些旋轉(zhuǎn)掛接連被系上。支點(diǎn)也是一個(gè)有利的位置在中心O。安裝支架只用四個(gè)螺絲釘和地板固定。 在平行彈簧處，四個(gè)桿都在工作，無(wú)論在哪個(gè)彈簧上，拐點(diǎn)12依然不常用并且只有后桿8和橫梁10承受彎曲。 安排的桿是軟體輥能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定，從而減少了輥體在轉(zhuǎn)彎時(shí)的滾動(dòng)。 為了有一個(gè)寬敞的行李箱，充氣式單管式減振器9是傾斜在前端因此能夠向上傳遞力到底板的邊緣。 圖1.3是GNK-Birfield AG公司制造的四輪驅(qū)動(dòng)特種車(chē)輛、拖拉機(jī)和建筑機(jī)械上用的雙萬(wàn)向節(jié)剛性驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向橋。 雙萬(wàn)向節(jié)是在軸承1和軸承2之間上分離叉的區(qū)域中間；這是通過(guò)密封環(huán)3防止污染。軸承1作為固定軸承并且軸承2作為可移動(dòng)軸承，由于內(nèi)齒輪5嚙合的行星齒輪，驅(qū)動(dòng)軸4也是齒輪軸。垂直、側(cè)向、縱向力全部通過(guò)圓錐滾子軸承6和7被傳遞。轉(zhuǎn)向發(fā)生在轉(zhuǎn)向軸線EG處。 圖1.4 上圖是雙萬(wàn)向節(jié)（圖1.3）。車(chē)橋的車(chē)輪端轉(zhuǎn)向在轉(zhuǎn)向中心點(diǎn)的中間點(diǎn)P。單個(gè)的萬(wàn)向節(jié)被抑制在A點(diǎn)和B點(diǎn)，因此A點(diǎn)移到位置A’。P點(diǎn)移到P’點(diǎn)，并且B點(diǎn)沿著驅(qū)動(dòng)橋軸線方向移動(dòng)了X到B’點(diǎn)。為了使B點(diǎn)的縱向移動(dòng)引起的可變彎曲角度相似，P點(diǎn)中間點(diǎn)要移動(dòng)Y。這個(gè)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)依賴(lài)于兩萬(wàn)向節(jié)和以不變的速率存在的轉(zhuǎn)向角之間的距離。當(dāng)達(dá)到大的轉(zhuǎn)向角時(shí)（超過(guò)），應(yīng)當(dāng)在這最大轉(zhuǎn)向角處堅(jiān)持不變速率。這個(gè)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)Y和縱向移動(dòng)距離X在橋的設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)被考慮。 在扭轉(zhuǎn)梁車(chē)橋中（圖1.2，1.31和1.58），車(chē)輪的兩邊通過(guò)彎曲剛度的方法連接，但是是彎曲梁。在整體上，這些橋節(jié)省了很多空間并且便宜，但是為動(dòng)能和彈性運(yùn)動(dòng)的平衡提供有限的潛力，這是由于在連接梁的地區(qū)部分和需求間存在的差強(qiáng)人意的空間的功能的兩重性。它們主要作為后輪懸架的一種形式在前輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛上甚至中檔到某些高檔車(chē)輛，例如，奧迪A6和一些高檔轎車(chē)。 1.2獨(dú)立懸架的概述 1.2.1需要條件 乘用車(chē)的底盤(pán)必須能夠操縱發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝。改善的加速、峰值和轉(zhuǎn)彎速度，減速導(dǎo)致明顯的底盤(pán)安全需求條件。獨(dú)立懸架滿足這種趨勢(shì)。它們的主要優(yōu)點(diǎn)是： ·需要較少的空間； ·一個(gè)運(yùn)動(dòng)性的或者有彈性運(yùn)動(dòng)的前束改變使轉(zhuǎn)向依然可以進(jìn)行（見(jiàn)3.6部分）； ·易于轉(zhuǎn)向； ·較輕的質(zhì)量； ·輪子沒(méi)有相互影響。 最后兩個(gè)特點(diǎn)對(duì)于良好的路面是非常重要的，尤其在是在部平坦路面上彎曲。 橫向臂和半掛臂可以確保所需的不跳躍和碰撞車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)行為并且傳遞車(chē)輪載荷直車(chē)身（圖1.5）。側(cè)偏力也產(chǎn)生一種通過(guò)環(huán)形不值得有著增強(qiáng)在轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)身的滾動(dòng)的缺點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。懸架控制臂需要刷子以便在載荷下屈服并且也影響著彈簧。這種影響既通過(guò)在軸承中的扭轉(zhuǎn)橡膠部分增強(qiáng)，又由于部分摩擦（圖1.11）增強(qiáng)，和駕駛舒適性的下降。 圖1.5 在前獨(dú)立懸架中，轉(zhuǎn)彎側(cè)偏力FY，W，f引起在車(chē)身和車(chē)橋連接處的力FY，E和FY，G的反應(yīng)。運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生于傾斜時(shí)的內(nèi)部和外部，并且這相反地影響車(chē)身的滾動(dòng)程度。這種影響距離c在雙形臂懸架點(diǎn)E和G之間應(yīng)當(dāng)是越大越能在車(chē)身內(nèi)較小的力和連接軸承并且限制填充的橡膠元素的變形。 5 河 南 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 改裝牽引負(fù)荷車(chē)的總體設(shè)計(jì) 姓 名 崔 郁 陽(yáng) 院 系 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 車(chē) 輛 工 程 指導(dǎo)教師 牛 毅 2007年 6 月 10 日 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 （學(xué)生填表） 院系： 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院 2007 年 4 月 02 日 課題名稱(chēng) 改裝牽引負(fù)荷車(chē)的總體設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 崔郁陽(yáng) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 車(chē)輛031班 課題類(lèi)型 工程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 牛毅 職稱(chēng) 高工 課題來(lái)源 科研 1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義 負(fù)荷車(chē)，顧名思義，是給被測(cè)拖拉機(jī)施加牽引負(fù)荷的車(chē)輛，模擬拖拉機(jī)牽引作業(yè)工況進(jìn)行檢測(cè)，用來(lái)評(píng)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。 它包括車(chē)體、測(cè)功機(jī)、檢測(cè)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(chē)與牽引試驗(yàn)專(zhuān)用跑道構(gòu)成一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，試驗(yàn)時(shí)拖拉機(jī)牽引著負(fù)荷車(chē)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(chē)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(chē)對(duì)拖拉機(jī)的加載力增大。同時(shí)測(cè)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(tái)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(chē)，采用變換負(fù)荷車(chē)擋位和調(diào)節(jié)油門(mén)大小的方法來(lái)調(diào)整負(fù)荷。該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、方便、經(jīng)濟(jì)，不用添置專(zhuān)用負(fù)荷車(chē)，但缺點(diǎn)是由于選用拖拉機(jī)作為負(fù)荷車(chē)擋位不夠多，不易覆蓋被試拖拉機(jī)測(cè)試擋的全部牽引功率。然而專(zhuān)用負(fù)荷車(chē)可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。 2. 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)計(jì)（或同類(lèi)研究）的概況綜述 1982年，國(guó)家工程質(zhì)檢中心研制成功一臺(tái)負(fù)荷車(chē)，一直使用至今，主要用于輪式或履帶工程車(chē)輛的牽引試驗(yàn)。車(chē)體用雙后橋軍用拉炮車(chē)改裝而成，采用風(fēng)冷電渦流測(cè)功機(jī)，可產(chǎn)生15噸的最大牽引負(fù)荷。車(chē)前部是駕駛倉(cāng)，中間是儀器倉(cāng)，后部是測(cè)功設(shè)備及準(zhǔn)備間。由于底盤(pán)堅(jiān)固，尤其是傳動(dòng)系承受負(fù)荷能力強(qiáng)，機(jī)械部分可靠性良好，但車(chē)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(cāng)和儀器倉(cāng)不通，致使測(cè)試人員與負(fù)荷車(chē)駕駛員溝通不方便。 1997年，該中心又研制成功一臺(tái)能產(chǎn)生4噸牽引負(fù)荷的負(fù)荷車(chē)，用東風(fēng)卡車(chē)改裝而成。仍使用電渦流測(cè)功機(jī)，車(chē)輛總體布置與前一輛負(fù)荷車(chē)相似，駕駛倉(cāng)和儀器測(cè)試倉(cāng)有一個(gè)窗口相通，使測(cè)試人員與負(fù)荷車(chē)駕駛員溝通比較容易。內(nèi)裝飾上也有較大改觀，儀器測(cè)試倉(cāng)比較明亮，儀器操作臺(tái)使用方便。 1986年，解放軍裝甲兵技術(shù)研究所從英國(guó)引進(jìn)一輛負(fù)荷車(chē)，該負(fù)荷車(chē)用重型汽車(chē)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(cè)功機(jī)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。該車(chē)單獨(dú)使用可以滿足輕型裝甲車(chē)輛的牽引性能的測(cè)試要求；測(cè)試中型和重型裝甲車(chē)輛牽引性能時(shí)需要串接相應(yīng)的裝甲車(chē)輛施加大部分牽引力，而用負(fù)荷車(chē)調(diào)整牽引負(fù)荷。到目前為止，該負(fù)荷車(chē)是國(guó)內(nèi)最昂貴的，在當(dāng)時(shí)是最先進(jìn)的。 洛陽(yáng)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(chē)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(chē)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(cāng)，車(chē)體后部安裝電力測(cè)功機(jī)，用電阻器吸收能量。測(cè)試系統(tǒng)使用龍口電子設(shè)備儀器廠生產(chǎn)的汽車(chē)拖拉機(jī)綜合測(cè)試儀。該負(fù)荷車(chē)可靠性較好，至今仍可使用，隨著國(guó)產(chǎn)大功率拖拉機(jī)問(wèn)世和國(guó)外大功率拖拉機(jī)進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)，對(duì)負(fù)荷車(chē)的加載力提出了更高的要求，該負(fù)荷車(chē)的加載力略顯不足。 3. 課題設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容 本課題要求學(xué)生熟悉試驗(yàn)原理，內(nèi)容和方法。熟悉主要測(cè)試設(shè)備的功能和使用方法，了解負(fù)荷車(chē)的基本構(gòu)造和原理，如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)負(fù)荷車(chē)的改裝，要求改裝后滿足行駛舒適性，儀器的震動(dòng)防護(hù)措施如何很好的解決，測(cè)試系統(tǒng)的供電及隔噪、隔熱等要求。 4. 設(shè)計(jì)（或研究）方法 1、 了解負(fù)荷車(chē)的功用、基本結(jié)構(gòu)以及工作原理。 2、 利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出具有現(xiàn)代風(fēng)格的汽車(chē)外形。 3、 利用汽車(chē)?yán)碚摰戎R(shí)設(shè)計(jì)出滿足舒適性要求的座椅。 4、 解決供電及隔噪、隔熱等問(wèn)題。 5. 實(shí)施計(jì)劃 第6周：資料收集、查閱文獻(xiàn)。 第7—9周：調(diào)研確定基本參數(shù)。 第10—14周：繪制總體布置圖。 第15—16周：撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 研究所（教研室）意見(jiàn) 研究所所長(zhǎng)（教研室主任）簽字： 年 月 日 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第一章 前 言 現(xiàn)代人民的生活水平越來(lái)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(lè)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(chē)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(cè)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(píng)價(jià)主要作業(yè)檔的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性能。負(fù)荷車(chē)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(chē)體、測(cè)功機(jī)、檢測(cè)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(chē)與牽引試驗(yàn)專(zhuān)用跑道構(gòu)成一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，試驗(yàn)時(shí)拖拉機(jī)牽引著負(fù)荷車(chē)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(chē)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(chē)對(duì)拖拉機(jī)的加載力增大。同時(shí)測(cè)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(tái)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(chē)，采用變換負(fù)荷車(chē)擋位和調(diào)節(jié)油門(mén)大小的方法來(lái)調(diào)整負(fù)荷。該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、方便、經(jīng)濟(jì)，不用添置專(zhuān)用負(fù)荷車(chē)。缺點(diǎn)是由于選用拖拉機(jī)作為負(fù)荷車(chē)擋位不夠多，不易覆蓋被試拖拉機(jī)測(cè)試擋的全部牽引功率。專(zhuān)用負(fù)荷車(chē)可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。因此本設(shè)計(jì)針對(duì)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(jiǎn)單，操作方便，流線的車(chē)身又讓她具有十足的動(dòng)感。 由于負(fù)荷車(chē)技術(shù)含量高，加上與之配套的專(zhuān)用跑道（沒(méi)有專(zhuān)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(cè)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)?zāi)芰徒?jīng)濟(jì)實(shí)力。 §1.2國(guó)內(nèi)外部分負(fù)荷車(chē)的現(xiàn)狀 1、國(guó)家工程質(zhì)檢中心 1982年，國(guó)家工程質(zhì)檢中心研制成功一臺(tái)負(fù)荷車(chē)，一直使用至今，主要用于輪式或履帶工程車(chē)輛的牽引試驗(yàn)。車(chē)體用雙后橋軍用拉炮車(chē)改裝而成，采用風(fēng)冷電渦流測(cè)功機(jī)，可產(chǎn)生15噸的最大牽引負(fù)荷。車(chē)前部是駕駛倉(cāng)，中間是儀器倉(cāng)，后部是測(cè)功設(shè)備及準(zhǔn)備間。由于底盤(pán)堅(jiān)固，尤其是傳動(dòng)系承受負(fù)荷能力強(qiáng)，機(jī)械部分可靠性良好，但車(chē)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(cāng)和儀器倉(cāng)不通，致使測(cè)試人員與負(fù)荷車(chē)駕駛員溝通不方便。 1997年，該中心又研制成功一臺(tái)能產(chǎn)生4噸牽引負(fù)荷的負(fù)荷車(chē)，用東風(fēng)卡車(chē)改裝而成。仍使用電渦流測(cè)功機(jī)，車(chē)輛總體布置與前一輛負(fù)荷車(chē)相似，駕駛倉(cāng)和儀器測(cè)試倉(cāng)有一個(gè)窗口相通，使測(cè)試人員與負(fù)荷車(chē)駕駛員溝通比較容易。內(nèi)裝飾上也有較大改觀，儀器測(cè)試倉(cāng)比較明亮，儀器操作臺(tái)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(guó)引進(jìn)一輛負(fù)荷車(chē)，該負(fù)荷車(chē)用重型汽車(chē)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(cè)功機(jī)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。該車(chē)單獨(dú)使用可以滿足輕型裝甲車(chē)輛的牽引性能的測(cè)試要求；測(cè)試中型和重型裝甲車(chē)輛牽引性能時(shí)需要串接相應(yīng)的裝甲車(chē)輛施加大部分牽引力，而用負(fù)荷車(chē)調(diào)整牽引負(fù)荷。到目前為止，該負(fù)荷車(chē)是國(guó)內(nèi)最昂貴的，在當(dāng)時(shí)是最先進(jìn)的。 3、中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院 中國(guó)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(chē)，一輛銷(xiāo)售給了吉林工業(yè)大學(xué)汽車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)車(chē)體從中國(guó)農(nóng)機(jī)院采購(gòu)，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)自主開(kāi)發(fā)。負(fù)荷車(chē)的整體組成如下： 車(chē)體。車(chē)體是用東風(fēng)EQ141高通過(guò)性汽車(chē)改裝而成，將原發(fā)動(dòng)機(jī)前置改成后置，改裝傳動(dòng)系和操縱系，以實(shí)現(xiàn)電渦流測(cè)功機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)扭矩施加到負(fù)荷車(chē)車(chē)輪上，并保持負(fù)荷車(chē)能夠自走。車(chē)廂分為儀器倉(cāng)和設(shè)備倉(cāng)兩部分，儀器倉(cāng)配置汽車(chē)行走操縱臺(tái)，牽引載荷調(diào)節(jié)控制臺(tái)，檢測(cè)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(cāng)配置發(fā)電機(jī)，備用電源電池，電渦流測(cè)功機(jī)。 電渦流測(cè)功機(jī)。電渦流測(cè)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(guò)傳動(dòng)箱，以1：1的傳動(dòng)比與由地面?zhèn)鞯絺鲃?dòng)箱的動(dòng)力相連接或斷開(kāi)（由電磁閥控制）。在連接狀態(tài)下，隨著負(fù)荷車(chē)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(cè)功機(jī)制動(dòng)力矩的大小，從而實(shí)現(xiàn)按要求對(duì)被試車(chē)的加載。 檢測(cè)儀器儀表。拖拉機(jī)牽引性能檢測(cè)儀包括測(cè)量牽引力的應(yīng)變儀及拉力傳感器。測(cè)量行駛速度的五輪儀。測(cè)量燃油耗的燃油流量計(jì)及流量計(jì)數(shù)器。測(cè)量發(fā)動(dòng)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(cāng)的操縱臺(tái)上有瞬時(shí)功率顯示，這是單片機(jī)采集牽引力信號(hào)和五輪傳感器的速度信號(hào)經(jīng)實(shí)時(shí)運(yùn)算處理的結(jié)果。操縱臺(tái)上還有瞬時(shí)滑轉(zhuǎn)率顯示，這是采集五輪傳感器信號(hào)和驅(qū)動(dòng)輪傳感器信號(hào)經(jīng)實(shí)時(shí)運(yùn)算處理的結(jié)果。試驗(yàn)條件測(cè)量?jī)x包括測(cè)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(cè)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(cāng)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(cè)用電源由發(fā)電機(jī)供給，所有測(cè)量?jī)x器及計(jì)算機(jī)用電均經(jīng)過(guò)UPS（不間斷電源）送出。測(cè)功機(jī)穩(wěn)流電源及車(chē)用空調(diào)器由發(fā)電機(jī)直接供給。負(fù)荷車(chē)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(yáng)拖拉機(jī)研究所 洛陽(yáng)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(chē)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(chē)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(cāng)，車(chē)體后部安裝電力測(cè)功機(jī)，用電阻器吸收能量。測(cè)試系統(tǒng)使用龍口電子設(shè)備儀器廠生產(chǎn)的汽車(chē)拖拉機(jī)綜合測(cè)試儀。該負(fù)荷車(chē)可靠性較好，至今仍可使用，隨著國(guó)產(chǎn)大功率拖拉機(jī)問(wèn)世和國(guó)外大功率拖拉機(jī)進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)，對(duì)負(fù)荷車(chē)的加載力提出了更高的要求，該負(fù)荷車(chē)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(yáng)西苑車(chē)輛與動(dòng)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(yáng)西苑車(chē)輛與動(dòng)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(chē)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(zhuān)家組成鑒定委員會(huì)，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了鑒定。 該負(fù)荷車(chē)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(guó)內(nèi)加載能力最大的拖拉機(jī)牽引試驗(yàn)負(fù)荷車(chē)。測(cè)試系統(tǒng)由高精度傳感器、信號(hào)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(chē)上使用，利用率高。該負(fù)荷車(chē)將計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)引入拖拉機(jī)牽引試驗(yàn)中，滿足了現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)要求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)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(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)對(duì)測(cè)量精度的要求，具有采樣區(qū)段自動(dòng)化檢測(cè)和控制、檢測(cè)結(jié)果的自動(dòng)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)打印輸出等功能。 ?該負(fù)荷車(chē)采用了智能前端和全隔離信號(hào)調(diào)理技術(shù)，研制了便攜式信號(hào)采集箱，測(cè)試、標(biāo)定便利，實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)牽引性能的自動(dòng)測(cè)試和拖拉機(jī)多點(diǎn)溫度測(cè)定，提高了檢測(cè)的精度和效率。 第二章 負(fù)荷車(chē)的總體布置 在概念設(shè)計(jì)中要明確負(fù)荷車(chē)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(chē)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(duì)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(chē)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(chē)型、使用條件、輪胎靜負(fù)荷、輪胎額定負(fù)荷及車(chē)速等因素。輪胎及車(chē)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(dòng)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(dòng)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(chē)后油耗低、耐磨損壽命長(zhǎng)、高速性能好，因此，適應(yīng)現(xiàn)代汽車(chē)對(duì)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(hào)的子午線輪胎，負(fù)荷下靜半徑為307mm。 2、懸架的布置 貨車(chē)的前、后懸架和一些乘用車(chē)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(guò)彈簧銷(xiāo)和支架與車(chē)架連接，而后端用吊耳和支架與車(chē)架相連接。這樣布置有利于緩和來(lái)自路面的沖擊。同時(shí)，為了滿足主銷(xiāo)后傾角的要求，車(chē)的鋼板彈簧布置在車(chē)輪與車(chē)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(chē)架之間應(yīng)當(dāng)有足夠的間隙。 3、車(chē)身 以運(yùn)送人為主的車(chē)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(chē)身內(nèi)部布置，并使之適合人體特征要求，離不開(kāi)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(cè)量。車(chē)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(zhǎng)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(chē)頂內(nèi)飾線。車(chē)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(duì)稱(chēng)于汽車(chē)的縱軸線，故再加20~40mm才是汽車(chē)頂蓋橫剖面上的最高點(diǎn)。用同樣的方法來(lái)確定本次設(shè)計(jì)的頂蓋縱向輪廓線。 （2）車(chē)身橫截面 乘用車(chē)車(chē)身橫截面由頂蓋、車(chē)門(mén)和地板的外形來(lái)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(huà)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(huà)出頂蓋橫向輪廓線。 因乘用車(chē)車(chē)身低、車(chē)門(mén)小，在確定車(chē)身側(cè)壁傾斜度時(shí)，應(yīng)考慮上下車(chē)的方便性。當(dāng)車(chē)門(mén)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(guò)大會(huì)使汽車(chē)上下比例失調(diào)，影響外觀，且玻璃升降占用車(chē)門(mén)內(nèi)空間大，并影響肩部和玻璃之間的間隙、肘部和車(chē)門(mén)內(nèi)表面之間的間隙。車(chē)門(mén)玻璃下降的軌跡、門(mén)鎖和玻璃升降器的尺寸等，都車(chē)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(chē)雖無(wú)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(chē)造型設(shè)計(jì)是對(duì)汽車(chē)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(chē)產(chǎn)品上的有機(jī)結(jié)合。汽車(chē)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(lèi) 根據(jù)汽車(chē)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(chē)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(chē)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(duì)象包括與車(chē)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(kāi)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(wèn)題。 2、前部設(shè)計(jì) 汽車(chē)的前部，如同人的臉面，人們把它視為汽車(chē)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(píng)價(jià)汽車(chē)造型的重要因素。一般的汽車(chē)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(chē)并無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)等組件，而且是掛車(chē)性質(zhì)，因此這些前部飾件并不需要。在設(shè)計(jì)圖中并無(wú)這些飾件，如有需要或個(gè)人喜好，可以加上燈具來(lái)裝飾，采用整體式面罩。 3、后部設(shè)計(jì) 汽車(chē)的后部也是能顯示獨(dú)特風(fēng)格的重要因素，一般的汽車(chē)后部組件有組合燈具、裝飾物類(lèi)、車(chē)牌件和保險(xiǎn)杠等件。 由于本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷車(chē)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(chē)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(chē)輪罩的造型設(shè)計(jì) 由于汽車(chē)高性能、高速行駛的要求，裝高容積車(chē)輪越來(lái)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(chē)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(chē)布置、人機(jī)工程、汽車(chē)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(chē)輛，并使乘員安全、舒適地度過(guò)乘車(chē)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(shuō)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(chē)輛的豪華程度，汽車(chē)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(chē)身兩端，主要是為了節(jié)省空間，車(chē)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(duì)車(chē)輛風(fēng)格、級(jí)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(zhǎng)時(shí)間保持人體坐姿，對(duì)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(wú)懸空感，有適當(dāng)?shù)膲毫Χ挥绊懷貉h(huán)；二是在車(chē)輛行駛時(shí)限制人體不前后、左右移動(dòng)。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(chē)方便性、后排乘員的伸腿空間，后排座椅的扶手支持，以及對(duì)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(chē)身設(shè)計(jì) 一、車(chē)身的構(gòu)成 汽車(chē)的車(chē)身是指汽車(chē)上起覆蓋、載客、載貨等作用的部分。覆蓋部分指車(chē)前、車(chē)后板制件，載客部分指駕駛員和乘客乘坐的車(chē)室，載貨部分是指貨箱或貨廂。 二、車(chē)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(píng)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(shí)，但最終評(píng)價(jià)還是靠人的感覺(jué)。影響舒適性的因素可以分為外部和內(nèi)部?jī)煞N，外部因素諸如振動(dòng)、噪聲、氣味、視覺(jué)、周?chē)h(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(dòng)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(wú)章的感覺(jué)，而且不會(huì)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?。故本次設(shè)計(jì)車(chē)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(dòng)的舒適性 對(duì)汽車(chē)而言，決定其舒適性的主要因素是振動(dòng)，在4~10Hz的頻率區(qū)域內(nèi)，人對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)最敏感。舒適性則主要是由懸架來(lái)決定的，懸架的具體設(shè)計(jì)請(qǐng)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(duì)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(chē)內(nèi)。 d、為提高車(chē)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(chē)身的密封性 密封的主要部位是汽車(chē)車(chē)身沖壓件的組合焊接部位，如車(chē)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(duì)車(chē)身上的縫隙、孔洞等進(jìn)行密封。 2、車(chē)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(chē)身上，作為隔熱、隔噪聲層，對(duì)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(chē)身的防振有兩個(gè)方面，一是防止來(lái)自懸架及輪胎等的振動(dòng)傳入車(chē)內(nèi)，二是防止車(chē)身自身的振動(dòng)。對(duì)于負(fù)荷車(chē)可采用阻尼減振，即在發(fā)生振動(dòng)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(chē)噪聲對(duì)環(huán)境的影響可以分為車(chē)外噪聲和車(chē)內(nèi)噪聲。車(chē)外噪聲是指汽車(chē)各部分噪聲輻射到車(chē)外空間的那部分噪聲，本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷車(chē)能直接向車(chē)外輻射的汽車(chē)噪聲源主要是輪胎噪聲等。車(chē)內(nèi)噪聲是指車(chē)廂外的汽車(chē)各部分噪聲通過(guò)各種聲學(xué)途徑傳入車(chē)內(nèi)的那部分噪聲，以及汽車(chē)各部分振動(dòng)通過(guò)各種振動(dòng)傳遞途徑激發(fā)車(chē)身板件的結(jié)構(gòu)振動(dòng)向車(chē)廂內(nèi)輻射的噪聲。 隨著輪胎測(cè)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(guò)改善胎面形狀、橡膠材質(zhì)等都可以降噪。也可以對(duì)路面狀況進(jìn)行改善，但這項(xiàng)工作比較困難。 車(chē)箱采用單層隔板，車(chē)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(duì)于車(chē)身板件結(jié)構(gòu)也可通過(guò)增加板件的剛度、增加板件的阻尼、增加板件的輻射效率來(lái)控制噪聲及振動(dòng)。 四、車(chē)身結(jié)構(gòu)及供電 車(chē)身本體中的白車(chē)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(chē)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(chē)車(chē)身前部，以提供整車(chē)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(dòng)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(wú)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(guò)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(chēng)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(zhǎng)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(qián)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(chē)輛；真皮用于高檔車(chē)輛；人造革用于普及型車(chē)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(wú)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(huì)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(dòng)。 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(huì)造成乘員的煩躁感，綜合起來(lái)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(chē)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?chē)昧硪环N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(zhǎng)絲，這樣可以用不同紋樣來(lái)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(chē)身總重的估算 根據(jù)初步設(shè)計(jì)的尺寸估算車(chē)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(chē)身總長(zhǎng)約3.5m，寬約1.8m，高約1.8m。 車(chē)頂:1.4×1.5×2.28=4.788kg; 前圍：1.8×0.55×2.28=2.2572kg; 車(chē)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(chē)身還有密封、蒙皮、涂料等，故初步估算車(chē)重為800kg。 二、掛接板強(qiáng)度校核 本次設(shè)計(jì)的掛接板的長(zhǎng)×寬×厚為80cm×20cm×4cm。在汽車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)它的兩端承受拉力，即為負(fù)荷車(chē)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(duì)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(dòng)簡(jiǎn)圖 如圖所示，負(fù)荷車(chē)與被試車(chē)輛之間發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉的角度為123o,那么根據(jù)轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)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(chē)最重要的使用性能之一。舒適性與車(chē)身的固有振動(dòng)特性有關(guān)，而車(chē)身的固有振動(dòng)特性又與懸架的特性相關(guān)。所以，汽車(chē)懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時(shí)，汽車(chē)懸架做為車(chē)架(或車(chē)身)與車(chē)軸(或車(chē)輪)之間作連接的傳力機(jī)件，又是保證汽車(chē)行駛安全的重要部件。因此，汽車(chē)懸架往往列為重要部件編入轎車(chē)的技術(shù)規(guī)格表，作為衡量轎車(chē)質(zhì)量的指標(biāo)之一。 懸架是現(xiàn)代汽車(chē)上的重要總成之一，它把車(chē)架（或車(chē)身）與車(chē)軸（或車(chē)輪）彈性地連接起來(lái)，其主要任務(wù)是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架（或車(chē)身）之間的一切力和力矩；緩和路面?zhèn)鹘o車(chē)架（或車(chē)身）的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，保證汽車(chē)的行駛平順性；保證車(chē)輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特性，保證起車(chē)的操縱穩(wěn)定性，使汽車(chē)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(duì)懸架的設(shè)計(jì)要求： 1、保證汽車(chē)有良好的行駛平順性； 2、具有合適的衰減振動(dòng)的能力； 3、保證汽車(chē)具有良好的操縱穩(wěn)定性； 4、汽車(chē)制動(dòng)或加速時(shí)，要保證車(chē)身穩(wěn)定，減少車(chē)身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)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(chē)身與車(chē)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(chē)車(chē)架（或車(chē)身）若直接安裝于車(chē)橋（或車(chē)輪）上，由于道路不平，由于地面沖擊使貨物和人會(huì)感到十分不舒服，這是因?yàn)闆](méi)有懸架裝置的原因。汽車(chē)懸架是車(chē)架（或車(chē)身）與車(chē)軸（或車(chē)輪）之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱(chēng)。它的作用是彈性地連接車(chē)橋和車(chē)架（或車(chē)身），緩和行駛中車(chē)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(dòng)，使汽車(chē)行駛中保持穩(wěn)定的姿勢(shì)，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(dòng)力）和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車(chē)架（或車(chē)身）上，以保證汽車(chē)行駛平順；并且當(dāng)車(chē)輪相對(duì)車(chē)架跳動(dòng)時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車(chē)輪運(yùn)動(dòng)軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車(chē)輪按一定軌跡相對(duì)車(chē)身跳動(dòng)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(duì)汽車(chē)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(jiàn)懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車(chē)上是重要的總成之一。 現(xiàn)代汽車(chē)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(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。目前多數(shù)汽車(chē)上都采用被動(dòng)懸架，汽車(chē)姿態(tài)（狀態(tài)）只能被動(dòng)地取決于路面及行駛狀況和汽車(chē)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(lái)主動(dòng)懸架開(kāi)始在一部分汽車(chē)上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)中。主動(dòng)懸架可以能動(dòng)地控制垂直振動(dòng)及其車(chē)身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況自動(dòng)調(diào)整懸架剛度和阻尼。 根據(jù)汽車(chē)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同懸架種類(lèi)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(chē)輪安裝于一整體式車(chē)橋上，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車(chē)輪上，當(dāng)車(chē)輪上下跳動(dòng)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(jiǎn)化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車(chē)和大客車(chē)上，有些轎車(chē)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(chē)輪分別獨(dú)立地與車(chē)架（或車(chē)身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪受沖擊，其運(yùn)動(dòng)不直接影響到另一側(cè)車(chē)輪，獨(dú)立懸架所采用的車(chē)橋是斷開(kāi)式的。這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車(chē)重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨(dú)立懸架允許前輪有大的跳動(dòng)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(chē)車(chē)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(jiǎn)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(chē)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(chē)的懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車(chē)行駛平順性的主要參數(shù)之一。因此汽車(chē)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)的一片）稱(chēng)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(xiāo)與固定在車(chē)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(chē)橋固定。 中心螺栓用來(lái)連接各彈簧片，并保證各片的裝配時(shí)的相對(duì)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(duì)滑動(dòng)的可能。 鋼板彈簧在載荷作用下變形，各片之間因相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生摩擦，可促使車(chē)架的振動(dòng)衰減。各片間的干摩擦，車(chē)輪將所受沖擊力傳遞給車(chē)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(rùn)滑劑（石墨潤(rùn)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(jiǎn)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(jí)轎車(chē)的后懸架采用鋼板彈簧作彈性元件。目前一些國(guó)家汽車(chē)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(dòng)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(chǔ)的彈性變形能小，但由于鋼板彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，彈簧本身兼起導(dǎo)向裝置的作用，長(zhǎng)期以來(lái)鋼板彈簧在汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。鋼板彈簧片間摩擦阻力對(duì)彈簧動(dòng)剛度影響較大,特別是在小振幅的情況下。 鋼板彈簧在汽車(chē)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(jiǎn)單，設(shè)計(jì)采用對(duì)稱(chēng)式的鋼板彈簧。 1、鋼板彈簧長(zhǎng)度L的確定 鋼板彈簧長(zhǎng)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(zhǎng)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(chē)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(chē)輪扭轉(zhuǎn)力矩所引起的彈簧變形；選用長(zhǎng)些的鋼板彈簧，會(huì)在汽車(chē)布置時(shí)產(chǎn)生困難。根據(jù)《汽車(chē)設(shè)計(jì)》第184頁(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，選用負(fù)荷車(chē)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(chē)軸上，汽車(chē)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(lái)保證汽車(chē)具有給定的高度。當(dāng)時(shí)，鋼板彈簧在對(duì)稱(chēng)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(chē)架高度已限定時(shí)能夠得到足夠的動(dòng)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(jiǎn)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(jiǎn)支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需要的總慣性矩。對(duì)于對(duì)稱(chēng)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(chē)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(huì)影響到鋼板彈簧垂直剛度c的變化，也就是影響汽車(chē)平順性變化。其中，片厚h的變化對(duì)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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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?chē)軸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(zhǎng)度不同。鋼板彈簧各片長(zhǎng)度就是基于實(shí)際鋼板彈簧各片展開(kāi)圖接近梯形梁的形狀這一原則來(lái)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(zhǎng)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(kāi)圖。AB線與各片的上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長(zhǎng)度。 圖4-2 確定鋼板彈簧各片長(zhǎng)度的作法圖 圖4-3 最終確定的鋼板彈簧各片長(zhǎng)度 （4）車(chē)軸強(qiáng)度較核 車(chē)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(duì)稱(chēng)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(duì)稱(chēng)的，所以只需較核其中一處即可。 ； 圖4-4 車(chē)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。 第五章 結(jié) 論 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì)汽車(chē)又有了新的進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，對(duì)其設(shè)計(jì)的思路和方法有了初步的了解，對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了總結(jié)和鞏固，將理論知識(shí)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(shū)上已經(jīng)安排了進(jìn)程，但自己的自覺(jué)性較差，知識(shí)掌握得不夠熟練，所以在進(jìn)行時(shí)總是感覺(jué)無(wú)從下手，但是在后來(lái)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(huì)了靈活運(yùn)用。 除此之外，我也充分體會(huì)到將來(lái)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(jué)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(huì)存在有一些缺點(diǎn)和不足，例如思考問(wèn)題不夠全面，短時(shí)間內(nèi)掌握知識(shí)不夠深入，設(shè)計(jì)存在偏差等，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)指正。以便我能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并改正，使我的理論知識(shí)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(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化研究所.汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)匯編（第五卷）. 中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化研究所出版，2000 [2] 王望予. 汽車(chē)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(chē)構(gòu)造（上下冊(cè)）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [4] 余志生. 汽車(chē)?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(cè). 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(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì).汽車(chē)工程手冊(cè)(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(chē)配件知識(shí)（上下冊(cè)）.北京:人民交通出版社,1985 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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(kāi)牛老師的全力指導(dǎo)和幫助，身為咱們車(chē)輛試驗(yàn)室的高級(jí)工程師，忙碌之中抽身來(lái)指導(dǎo)我們，對(duì)于我們提出的問(wèn)題，他總是孜孜不倦給予指導(dǎo)。由于我對(duì)汽車(chē)的造型了解甚少，他便針對(duì)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(guò)程中，他不時(shí)地解決我們的問(wèn)題，指出我的錯(cuò)誤，淳淳教導(dǎo)我們，讓我深受感動(dòng)。 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(duì)我們生活上的照顧，為我們解決了后顧之憂，謝謝對(duì)我們的關(guān)注和支持。 24