2023年12月19日发(作者：长城腾翼c30价格)
轻型载货汽车设计（底盘设计）
摘 要
本次设计的对象是轻型卡车的总体设计，要求该车有良好的动力性和经济性。总体设计的目的是将各分总成协调地组装在一起，避免各总成之间出现干涉现象，从而实现汽车总成的运动准确性及行驶平顺性。驾驶室总成设计要满足客户对舒适性的要求；货厢总成要有足够的尺寸来保证额定装载质量，但也要考虑汽车的最小转弯半径及机动性；底盘总成要避免转向纵拉杆和前悬架钢板弹簧的干涉，保证各总成固定的刚度，使之在行驶中不产生共振。
设计中做了以下工作：总体布置，其中包括汽车主要技术参数的确定，发动机和轮胎的选择等；稳定性的计算，涉及纵向、横向行驶稳定性的计算，最小转向半径的计算等；汽车的动力性计算，包括各挡车速的计算，爬坡度的计算，加速性能的计算，驱动力和行驶阻力的平衡，功率的平衡；汽车燃油经济性的计算。
综合分析、计算、验证得知，本次设计基本满足了设计任务书的要求。
关键字：货车，底盘，总体布置，转向纵拉杆，前悬架，驱动力
I
THE OVERALL DESIGN OF LIGHT TRUCK
ABSTRACT
This light truck must have adequate hauling power and high
working efficiency. The purpose of the overall design is to coordinate
the subassemblies got together to avoid interfering between them. And
then making the truck’s movement is veracity, and to ensure the ride
comfort. The design of the cab must make the driver feel comfortable.
The pay cube should be big enough to fulfill the rating carrying ability,
but we have to consider the tightest turning radius and flexibility as
well. There shouldn’t be interfere among steering drag rod and road
spring of front suspension in the chassis. The subassemblies must be
fixed to the chassis firmly to prevent syntony in the driving.
Main work is as following in this design: the General arrangement,
including selecting the main technology parameters, the engine, the
tires and so on; the Calculating of Stability , involving portrait stability
and landscape orientation stability while driving, the tightest turning
radius; the Power performance calculation, including the calculating of
speeds on all gear ratios, gradability, acceleration characteristic, the
balance between driving force and running resistance, as well as the
power; the Calculation of Fuel Economy.
Through the generalized analysis, computation, confirmation, we
confirm that this design has on the whole satisfied the description
requirements.
KEY WORDS: Truck, Chassis,
General
arrangement
plan,
Steering
drag rod,
Front suspension, Driving force
II
常用符号表
F?—轮胎与地面间的附着力
G,Ga—汽车重力
g—重力加速度
hg—汽车质心高度
L—汽车轴距
ma—汽车总重量
re—车轮有效半径
v—汽车行驶速度
Z—地面对车轮的法向力
?—汽车制动器制动力分配系数
?—轮胎与地面间的附着系数
?0—同步附着系
III
第一章 前言
从1886年德国人卡尔奔驰和戈特利布载姆勒用四冲程汽油机制成汽车以来，已有一百多年的历史。一百多年来，汽车的发展给人类带来了巨大而深刻的变化。汽车以其惊人的产量、卓越的性能和多种用途渗透到人类活动的各个领域，并以它完美的造型艺术和舒适的内部设施而深受人们的喜爱。汽车已成为各国国民经济和社会生活中不可缺少的运输工具，成为二十世纪改造世界的机器和现代文明的标志。
目前，计算机技术在汽车设计、试验和生产制造中被广泛地应用。现在普遍用计算机进行汽车的总体布置方案设计，确定整车性能并进行动态模拟试验。生产用图已用计算机绘制，且只需几个星期或稍长的时间，就能将设计意图加以实现，并提供多种生产用图纸。对汽车车身全盘实现计算机辅助设计和制造，即所谓的CAD/CAM，大大缩短了计算、绘图时间，提高了设计速度和质量。
现代汽车还广泛应用电子控制技术，汽车上装备有复杂的机—电—液控制装置。目前电子控制技术已用于汽车上单个项目的有：电控防抱死制动系统（ABS）、电控自动换档、发动机电控喷油系统、电控空调装置等。此外，一些大型的汽车公司还在研究智能汽车，用电脑控制汽车在道路上行驶的所有驾驶参数，实现不同的驾驶模式。同时，各大汽车公司还在进一步提高和改进汽车的性能，减轻汽车的自重，实现汽车小型化，使用新的材料、工艺制造汽车。研制新型发动机及燃料，减少资源消耗，降低排放污染，研制开发零排放的电动汽车。并进一步提高汽车行驶的安全性和可靠性。
我国的汽车工业已获得了飞速的发展。解放前，我国没有汽车制造工业。1953年长春第一汽车制造厂动工兴建，1956年制造出我国第一辆解放牌汽车。改革开放前，我国汽车工业主要是生产制造中型载货汽车。改革开放以后，汽车工业有了一个突飞猛进的发展，逐渐改变了过去“缺轻少重无微”的，极不合理的汽车产品结构，并打破
1
了汽车产量徘徊不前的局面，1993年汽车年产量首次突破百万辆大关，达112.65万辆，一举跃入世界汽车年产超百万辆的国家行列。
毕业设计是对我们四年所学知识的综合检验。通过这次毕业设计训练，使我们对以前所学知识进一步得到巩固与加强，也对我们今后的工作学习进行了一次生动地模拟训练。在这次毕业设计中，我的课题是参照BJ1028AE2福田轻型货车（时代轻卡）而设计的。在提高其性能的基础上尽可能考虑其经济性，安全可靠性，并对汽车主要性能参数计算。
2
第二章 汽车总体设计
汽车总体设计是汽车设计工作中十分重要的一环。汽车使用性能、外廓尺寸、重量、外形和生产成本与总体设计有密切关系。汽车性能的好坏不仅取决于各部件性能如何，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总布置。在汽车设计开始阶段应该有一个很好的总体设计，使整车设计有一个统一的目标、统一的设想和统一的指挥。
§2.1汽车类型的选择
按照汽车的用途可分为轿车、客车、载货汽车、越野汽车、牵引汽车、专用汽车、自卸汽车、农用汽车等。另外，随着时代的进步和技术的发展出现了以新能源为动力的电动汽车、燃料电池汽车等。我们本次设计的是一款轻型货车，经技舒适，具有良好的动力性、制动性、安全性，这就是我们本次设计所贯穿的主线。
§2.2汽车形式的选择
§2.2.1轴数
汽车的轴数（二轴、三轴或四轴）是根据汽车的用途、总重、使用条件、公路车辆的法规限制和轮胎负荷能力来确定的。
我国公路干线和桥梁所允许的双轴汽车后轴的单轴负荷为130kN，前轴的单轴负荷允许为60kN，三轴汽车的双后轴负荷为240kN。双轴汽车总重一般不超过180~190 kN，而三轴汽车的总重不超过320 kN。总重更大的公路用车可采用四轴。因本次设计的车型质量较轻，故采用两轴。
§2.2.2驱动形式
驱动形式常用4×2、4×4、6×6等代号表示。其中第一个数字
3
表示汽车车轮总数，第二个表示驱动轮数。4×2式汽车结构最简单，汽车自重较轻，制造成本低，油耗量也较小，故在轿车和总重小于190 kN的公路用车上得到最广泛的采用。因本次设计车型总重不高，所以采用4×2形式。
§2.2.3布置形式
汽车布置形式是指发动机、驱动轴和车身的相互位置关系和布置特点而言的。按驾驶室与发动机相对位置的不同，货车有长头式、平头式和偏置式。长头式的特点发动机位于驾驶室的前部，当发动机有少部分位于驾驶室内时成为短头式，发动机位于驾驶室内时称为平头式，驾驶室偏置在发动机旁的货车称为偏置式。
布置形式为平头式的货车主要优点有汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备质量减小；驾驶员的视野得到明显改善；采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性；汽车面积利用率高。主要缺点有：前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；因为驾驶室有翻转机构和锁住机构，使机构复杂；进、出驾驶室不如长头式货车方便；离合器、变速器等操纵机构复杂；驾驶室内受热及振动均比较大；汽车正面与其它物体发生碰撞时，特别是微型、轻型平头货车，使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。
长头式货车的主要优缺点与平头式货车的优缺点相反，而短头式介于两者之间，但更趋于与长头式优缺点相近。偏置式驾驶室的货车主要用于重型矿用自卸车上。它具有平头式货车的一些优点，如轴距短、视野良好等，此外还具有驾驶室通风条件好、维修发动机方便等优点。
货车按照发动机位置不同，可分为发动机前置、中置、后置三种布置形式。其中发动机前置后桥驱动货车得到广泛应用。它与其它两种布置形式比较有如下主要优点：维修发动机方便；离合器、变速器等操纵机构简单；货箱地板高度低；可以采用直列发动机、V型发动机或卧式发动机；发现发动机故障容易。
4
§2.3 汽车主要技术参数确定
§2.3.1汽车主要尺寸的确定
汽车主要尺寸是指汽车的轴距、轮距、总长、总宽、总高等。
1. 轴距L
轴距的长短直接影响汽车的长度、重量和许多使用性能。轴距短一些，汽车长度就短，自重就轻，最小转弯半径和纵向通过半径就小。但若轴距过短，则会带来一系列缺点：如车厢长度不足或后悬过长，汽车行驶时的纵摆和横摆较大；汽车制动或上坡时重量转移也大，使操纵性和稳定性变坏。此外，还会导致万向节传动的夹角过大等问题。因此，在确定轴距时要考虑各方面的要求，在保证所设计车型的主要性能、装载面积和轴荷分配等方面均得到满足的前提下把轴距设计得短一些较好。
对货车来说，可根据货箱长度和驾驶室布置需要，初步确定一个
轴距。由下图可见，
L?Ld?C?LH?LR
式中
Ld——从前轮中心线到驾驶室后壁的距离，它主要取决于驾驶室型式和发动机位置及长短，可以通过驾驶室座位和发动机的初步布置或参考同样布置型式的汽车上的这一尺寸初步确定；
C——驾驶室与货箱之间的间隙，一般为50～100mm。
α1α2
图2-1 总体图
LH——货箱长度，可根据汽车的载重量和所运货物的比重算出所需的货箱容积和货箱面积来确定，或参考同吨位车的货箱长度和装载面积初步确定；
5
LR——后悬,可根据道路条件初步确定。
利用上式初步确定轴距L，通过具体布置后才准确确定。
表2-1 货车轴距和轮距的取值范围
汽车类型 载重量Ge×10（kN）
4×2货车
0.35～1.0
1.0～2.0
2.0～2.5
4.0～5.5
6.0～8.0
8.5～10.0
1680～2400
2300～3100
2400～3400
3600～4350
3700～5000
4100～5300
1100～1400
1300～1600
1350～1650
1620～1800
1700～1930
1840～2000
轴距L(mm) 轮距B(mm)
2. 前、后轮距B1和B2
汽车轮距对汽车的总宽、总重、横向稳定性和机动性影响较大。轮距愈大，则横向稳定性愈好，悬架的角刚度也愈大，对增大轿车车厢内宽也有利。但轮距宽了，汽车的总宽和总重一般也加大，而且容易产生向车身侧面甩泥的缺点。所以，轮距不宜过大。轮距的数值必须与所要求的汽车总宽相适应。
货车的前轮距B1主要取决于车架前部的宽度、前悬架的宽度、前轮最大转角和轮胎宽度、转向拉杆与转向轮以及与车架间的运动间隙等因素，因此要通过具体布置才能最后确定。货车的后轮距B2主要取决于车架后部的宽度T、弹簧宽度E、弹簧与车架及车轮之间的间隙（D+S）和（D+G）以及轮胎宽度K等因素。
3. 前悬LF和后悬LR
前悬和后悬的长度是在总布置过程中确定的。前悬的长度应足以固定和安装驾驶室前支点、发动机、水箱、转向机、弹簧前托架和保险杠等零件和部件。驾驶室的型式和驾驶员座位的前后位置对前悬的大小也有很大影响。汽车的前悬不宜过长，否则汽车的接近角过小。
后悬的长度主要取决于货箱长度、轴距和轴荷分配情况，同时要保证适当的离去角。一般说来，后悬不宜过长，否则上、下坡时容易刮地，转弯时也不灵活。货车后悬一般在1200～2200mm之间。
6
4. 汽车的外廓尺寸
汽车的总长、总宽、和总高应根据汽车的用途、道路条件、吨位（或载客数）、外型设计、公路限制和结构布置等因素来确定。在总体设计时要力求减少汽车的外廓尺寸，以减轻汽车自重，提高汽车的动力性、经济性和机动性。
§2.3.2 汽车质量参数确定
1. 汽车的载重量和载客量
汽车载重量是汽车基本使用性能之一。它关系到汽车的运输生产率、运输成本、使用方便性、产品系列化、生产装备等多方面，因而也关系到所设计车型能否受到使用部门的欢迎和能否畅销的问题，因此必须慎重对待。
汽车的装载质量是根据行业产品规划的系列考虑到汽车的用途和使用条件，以及工厂生产条件等因素确定。载客量是根据单双排座位及空间布置来确定。
2. 汽车自重G0的估算
汽车自重是指带有全部装备、加满油水、但没有装货和载人时的汽车重量。在没有样车可以称重的情况下，可参考国内、外同级汽车的载重量与自重之比Ge/G0为新车型选择一个适当的自重利用系数，然后按所要求的载重量Ge算出汽车的自重G0。
3. 汽车总重Ga的确定
汽车总重是指装备齐全、并按规定装满客、货（包括驾驶员）时的重量。货车的总重Ga按下式计算
Ga=Gl?G0?Gp （2-1）
式中
Gp——驾驶员及助手的重量，按座位数计算，每人可按650N计。
4. 汽车重量利用系数
在比较不同车型的设计、制造、材料水平时，常常引用重量利用系数这个评价指标。重量利用系数是指汽车载重量Ge与汽车干重Gg0之比，即ηG=Ge/Gg0。汽车干重是指无冷却水、燃油、机油、备胎、工具和附属装备时的空车重量。在设计新车时要力求减轻零、部件的
7
重量，提高重量利用系数。目前，轻型货车的ηG一般在1.1左右（装用柴油机时大多在0.8～1.0）之间。
表2-2 几种国产货车的自重利用系数
车型
载重量KN
自重量KN
自重利用系数ηG
BJ-130
20
18.8
1.06
EQ-140
50
40.8
1.22
CA-140
60
42
1.43
JN-161
100
68
1.47
SH-380
320
220
1.45
5. 汽车的轴荷分配
汽车的轴荷分配是汽车的重要质量参数，它对汽车的主要使用性能（牵引性、制动性、通过性、操纵稳定性等）和轮胎的使用寿命有很大的影响。为了使轮胎磨损均匀，一般希望满载时每个轮胎的负荷大致相等，例如，对于后轴为单胎的双轴4×2式汽车，希望在满载时前后轴的负荷各为50%左右。而后轴为双胎的4×2式汽车则希望前后轴负荷大致按1/3和2/3的比例分配。
表2-3 汽车的前后轴荷分配
车型
前轴%
4×2后轮单胎
4×2后轮双胎，长头式
4×2后轮双胎，平头式
6×4后轮双胎
19~25 75~81 31~37 63~69
30~35 65~70 48~54 46~52
32~40
25~27
满载
后轴%
60~68
73~75
前轴%
50~59
44~49
空载
后轴%
41~50
50~56
§2.4 汽车性能参数
§2.4.1 汽车的动力性参数
（1）最高车速vamax
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vamax是指汽车在水平良好路面上满载行驶时所能达到的最高车速。它可由汽车的用途和公路状况，以及发动机的功率来确定。本次设计最高车速不小于80km/h。
（2）汽车加速时间t
汽车由原地起步并换档加速到一定车速的时间，是汽车加速性能的一项重要指标。
（3）最大爬坡度imax
用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax表示。
（4）直接档最大动力因素D0max
D0max的选择主要是根据对汽车的加速性与燃料经济性的要求，以及汽车类型、用途和道路条件而异。总重20kN左右的货车常与轿车在同一车道行驶，故其D0max一般在0.10以上。总重40kN左右的货车的D0ma在0.055～0.10之间。总重40kN以上至190kN的货车，x这个参数大多在0.04～0.06之间。
（5）头档最大动力因素DImax
DImax标志着汽车的最大爬坡能力和克服困难路段的能力，它也标志着起步连续换档时的加速能力。主要根据汽车所要求的最大爬坡度和附着条件来选择。对于公路用车，这个参数设计在0.30～0.38之间较为适宜。
§2.4.2 汽车的燃料经济性参数
汽车在良好的水平硬路面上以直接档满载等速行驶100公里的最低燃料消耗油量Q（L/100km）,称为汽车的“百公里最低燃料消耗量”，是汽车的燃料经济性常用的评价指标。它也是满载的汽车在良好的硬路面上用直接档以经济车速等速行驶时的百公里油耗。单位汽车总质量的百公里最低燃油消耗量，又称为汽车的“单位燃料消耗量”（L/100km.t），它随发动机排量和汽车的自重的增加而增加。
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§2.4.3 汽车的最小转弯半径Rmin
汽车的最小转弯半径Rmin是汽车机动性的主要参数。Rmin是指方向盘转至极限位置时由转向中心至前外轮（转向轮）接地中心的距离，Rmin反映了汽车通过小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上或场地上调头的能力。
§2.4.4 通过性几何参数
通过性参数包括：最小离地间隙，接近角，离去角，纵向通过半径等。
§2.4.5 汽车的操纵稳定性参数
汽车的操纵稳定性评价指标较多，其中与总体设计关系密切的参数有：转向特性参数、车身侧倾角、制动侧倾角、制动点头角等。
§2.4.6 汽车的制动性参数
汽车制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定。下坡时能维持较低的安全车速并有一定坡道上长期驻车的能力。常用制动距离和平均制动减速度、制动踏板力作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。
§2.4.7 汽车的行驶平顺性参数
汽车的行驶平顺性通常以车身的垂向振动参数来评价，如车身的垂向振动加速度、自由振动固有频率、振幅以及人—车振动系统的响应特性等。在总体设计时为保证行驶平顺性，通常要求的参数有：前后悬架的偏频或静挠度、动挠度以及车身的振动加速度等。
§2.5 发动机的选择
目前汽车上最常用的动力装置是往复活塞式内燃机（汽油机和柴油机）。总重100kN以上的中型和重型货车几乎全部采用柴油机。这是因为柴油机与汽油机相比有下列优点：
1. 燃油经济性好（比油耗量较低），在部分负荷时能节省更多的燃料。
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而且，柴油的价格便宜，故汽车使用成本较低。
2. 工作可靠，耐久性好（无点火系统，故障少，而且大部分零件使用寿命较长）。
3. 可采用较高的增压度和较大的缸径来提高功率，易于设计成大功率发动机。
4. 排气污染较低。
5. 在同样的行驶里程下油箱容积小，便于布置。
6. 不易发生火灾。
但柴油机的工作比较粗暴，震动和噪声较大，尺寸和重量大，造价较高，启动比较困难，易产生黑烟。
§2.6 轮胎的选择
轮胎的型号主要根据汽车的类型、使用条件、轮胎的净负荷、轮胎的承载能力（额定负荷）以及汽车行驶速度来选择。此外，还要考虑到汽车的最小离地间隙，汽车的高度等因素。
在选择轮胎尺寸型号还需要考虑汽车的使用条件、路面承载能力和性能要求。对公路用车，在轮胎负荷允许下尽可能采用尺寸较小的轮胎，以提高汽车的动力因素，降低汽车及其重心的高度，减轻非簧载重量。近年来，在货车上普遍采用高强度的尼龙帘布轮胎，使同一型号轮胎的额定负荷大大提高。
根据各尺寸参数的约束，经过具体布置后，其计算结果如下：
汽车的主要技术参数
1. 质量参数：kg
整车整备质量
G0=1450
装载质量
Ge=900
载客量
Gp=2*65=130
最大总质量
Ga=2480
轴载质量见(表2-4）
表2-4 轴载质量
11
前轴G1
后轴G2
空载
760（52.41%）
690（49.1%）
满载
806（32.48%）
1674（67.52%）
2. 尺寸参数：
轴距 L=2800mm
前轮距 B1=1320mm
后轮距 B2=1300mm
前悬
LF=1000mm
后悬
LR=1200mm
外廓尺寸
总长：5000mm
总宽：1700mm
总高：1950mm
车厢内部尺寸
长度：3000mm 宽度：1610mm
高度：365mm
3. 发动机主要技术参数：
标定功率：29 kW
标定功率点转速3200r/min
最大扭矩：97 N*m
最大扭矩点转速：2250r/min
发动机外特性：见（表2-5）。
表2-5 发动机外特性
转速nr/min
1400
1600
1800
2000
2200
2400
功率P kW 扭矩T N*m
11.74
14.78
17.53
20.12
22.35
24.23
80.08
88.22
93.01
96.07
96.98
96.42
12
2600
2800
3000
3200
26
27.42
28.63
29
95.5
93.52
91.14
86.55
12
扭矩
功率
30004000图2-2 发动机外特性曲线
4. 汽车的传动比
表2-6 汽车的传动比
变速箱档位
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
倒
变速箱速比
4.770
3.099
2.014
1.308
0.850
4.280
后桥速比
4.800
总速比
22.896
14.875
9.665
6.279
4.080
20.544
5. 传动效率
各档传动效率见（表2-7）
表2-7 各档传动效率
13
档位
传动效率
Ⅰ
0.85
Ⅱ
0.85
Ⅲ
0.85
Ⅳ
0.87
Ⅴ
0.85
倒
0.85
14
第三章 轴荷分配及质心位置计算
§3.1 水平静止时的轴荷分配及质心位置的计算
当各部件初步布置后，应当对轴荷分配和质心位置进行计算。为此，需知道各部件的质量和质心位置。可通过对选用现成部件的称重或与类似部件实际质量对比后估算得到各部件质心位置可按几何形状和结构特点估计，或对现成部件进行实测得到。将各部件的质心和质量值标在总布置草图上，量出各部件质心到前轮中心线的水平距离和其离地高度，则进行汽车前、后轴静负荷计算，包括满载、空载两种情况。各部件质量及质心的位置估算结果如下：
表3-1 空载时各总成质量及质心位置
部件名称
车架
前桥（含车轮）
后桥（含车轮）
驾驶室
发动机离合器
变速器
货箱
电气系统
油箱
转向系统
制动系统
前悬架
后悬架
传动轴
整备质量
Gi(kg)
180
110
150
210
220
90
160
30
65
40
15
35
80
65
1450
Li(m)
1.30
0
2.60
-0.20
0.50
1.20
2.40
-0.7
1.40
-0.9
0.10
0
2.60
1.600
hi(m)
0.63
0.36
0.34
1.10
0.52
0.45
1.20
1.50
0.60
0.54
0.90
0.46
0.58
0.42
GiLi
234.012
0
390.530
-42.560
110.355
108.680
384.200
-21
91.446
-36
1.500
0
208.200
104.000
1932.500
Gihi
113.40
39.60
51.00
231.00
114.40
40.50
192.26
45.20
39.70
21.60
13.50
16.10
46.40
27.30
990.80
15
乘员2人
装载质量
最大总质量
130
900
2480
-0.200
2.600
1.10
1.80
-26.000
2340
4687.200
143.70
1620.00
2013.76
各总成质心距前轴的距离Li和距地面高度hi列于表3-2中。
表3-2
距前轴L1
距后轴L2
质心高Hg
空载
1332
1468
683
满载
1890
910
812
计算公式： G1L1+G2L2+??+GiLi=G2\'L
G1h1+G2h2+??+Gihi=G0hg\'
式中：G1，G2??Gi 各总成质量（kg）；
L1，L2??Li 各总成质心至前轴中心线距离（mm）；
h1,h2??hi 各总成质心离地面高度（mm）；
G2\' 空载后轴轴载质量（kg）；
G2 满载后轴轴载质量（kg）；
G1\' 空载前轴轴载质量（kg）；
G1 满载前轴轴载质量（kg）；
Ga 最大总质量（kg）；
L2\' 空载质心距后轴中心线距离（mm）；
L1
\' 空载质心距前轴中心线距离（mm）；
L1 满载质心距前轴中心线距离（mm）；
L2 满载质心距后轴中心线距离（mm）；
L 轴距（mm）；
hg\' 空载质心高度（mm）；
hg 满载质心高度（mm）；
G2\'=(∑Gi×Li)/L=690（kg）；
G1\'=G0-G2\'=760（kg）；
L1\'=G2\'×L/ G0=1.332m；
16
L2\'=L-L1\'=1.468m；
hg\'=(∑Gi×hi)/G0=683mm；
G2=1674（kg）；
G1=Ga-G2=806（kg）；
L1=G2×L/Ga=1.89m；
L2=L-L1=0.91m；
hg=812mm。
§3.2 汽车行驶中的载荷分配
汽车行驶时各轴的负荷随着道路条件和行驶工况的变化而改变，它影响到许多部件的设计。
1. 对于后轴驱动的汽车，在水平路面满载行驶时前、后轴的最大负荷按下式计算：
前轴负荷 Z1=Ga(L2?φ?hg）2480??0.91-0.7?0.812?==494.88（kg）
L-φ?hg2.8-0.7?0.812后轴负荷 Z2=Ga-Z1=2480-494.88=1985.12（kg）
φ——附着系数，沥青、混凝土路面，取φ=0.7
轴荷转移系数（前） m1=Z1=0.614
G1Z2=1.217
G2（后） m2=2. 制动时前、后轴最大负荷计算：
前轴负荷
Z1=（kg）
后轴负荷
Z2=（kg）
轴荷转移系数（前）
m1=
Ga(L2?φ?hg)L=2480??0.91?0.7?0.812?=1205.77（kg）2.8Ga(L1?φ?hg)L?4180?(2.048?0.7?0.816)=1206.953.2Z1=1.496
G117
（后）
m2=
Z2=0.721
G2
18
第四章 稳定性计算
§4.1 纵向行驶稳定性
汽车的纵向行驶稳定性就是保证汽车上坡行驶时其最大爬坡度是由下滑决定的，而不允许发生后翻。
判定公式：L2＞φ 式中φ——附着系数
hg计算结果见下表
表4-1纵向行驶稳定性计算结果
参数
载荷
L2(m)
hg(m)
L2/ hg
0.9
0.812
1.108
1.468
0.683
2.149
满载 空载
§4.2 横向行驶稳定性
汽车的横向行驶稳定性就是必须保证汽车在侧坡上行驶时和转弯行驶时，侧滑发生在翻车之前。
判定公式：B1/(2hg)＞φ
计算结果见下表
表4-2横向行驶稳定性计算结果
参载荷
前轮距B1（m）
hg(m)
B1/（2 hg）
1.32
0.812
1.626
1.32
0.683
1.933
数 满载 空载
19
§4.3 结论
B1在2hg因L2/hg在空载：2.149＞0.7=? 满载：1.108＞0.7=?。而空载：1.933＞0.7=? 满载：1.626＞0.7=?。由计算结果可知，汽车的纵向、横向倾翻角都大于附着系数，即滑移出现在倾翻之前，汽车不会出现失稳现象。
§4.4 最小转弯半径计算
对于非驱动前轴，在转向轮转角较大时，侧偏角对转向运动情况影响较小，可忽略不计，这时最小转弯半径按下式计算：
Rmin=L/Sinθ式中： L——轴距2.8m
θ0max0max
——外轮最大转角350
3.2=5.002
Sin39.1?Rmin=
20
第五章 汽车动力性计算
汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车是一种高效率的运输工具，运输效率之高低在很大程度上取决于汽车的动力性。所以，动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。
§5.1 汽车各档车速计算
nr （5-1）
igi0ua＝0.377式中：
ua ——汽车行驶速度（km/h）；
n ——发动机转速（r/min）；
r ——车轮半径（m）；
ig ——变速器传动比 见表2-3；
i0 ——主减速器传动比 见表2-3。
各档速度值及速度曲线图如图5-1及表5-1。
100V/（km/h）
80
2图5-1 汽车行驶速度曲线图
21
档位
发动机转速
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Ⅰ
7.32
8.37
9.41
10.46
11.5
12.55
13.59
14.64
15.68
16.73
Ⅱ
11.27
12.88
14.48
16.09
17.7
19.31
20.92
22.53
24.14
25.75
Ⅲ
17.34
19.82
22.29
24.77
27.25
29.72
32.2
34.68
37.16
Ⅳ
26.69
30.5
34.31
38.13
41.94
45.75
49.57
53.38
57.19
61
Ⅴ
41.07
46.94
52.81
58.68
64.54
70.41
76.28
82.15
88.01
93.88
倒
8.16
9.32
10.49
11.65
12.82
13.98
15.15
16.31
17.48
18.64
39.63
表5-1各档车速计算结果
§5.2 驱动力计算
Ttqigi0ηrFt?T （5-2）
式中：
Ft ——汽车的驱动力（N）；
Ttq ——发动机转矩（Nm）
ηT ——传动系效率 见表2-4。
各档驱动力见表5-2。
按附着条件计算典型路面的附着力
计算公式：
FV?GV???10 N
式中：
Gψ——驱动轮上承载的总附着质量
其中，空载时：Gψ=G2=760kg；
满载时：Gψ=G2=1674kg；
在干燥沥青或混凝土路上，取ψ=0.7
\'
22
则：空载时：Fψ空=5213.6N；
Fψ满=11483.64N；
从计算结果表明，满载行驶时Fψ＞Ft，汽车不会出现打滑现象。
表5-2 驱动力计算结果
档位
发动机转速
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Ⅰ
4908.61
5407.58
5701.17
5888.74
5944.51
5910.19
5853.8
5732.45
5586.56
5305.21
Ⅱ
3189.05
3513.23
3703.97
3825.83
3862.06
3839.77
3803.13
3724.29
3629.5
3446.72
Ⅲ
2072.01
2282.63
2406.56
2485.74
2509.28
2494.79
2470.99
2419.77
2358.18
2239.42
Ⅳ
1377.79
1517.84
1600.25
1652.9
1668.56
1658.92
1643.09
1609.03
1568.08
1489.11
Ⅴ
874.7
963.61
1015.93
1049.36
1059.29
1053.18
1043.13
1021.51
995.51
945.37
§5.3 空气阻力计算
2CDAua （5-3）
Fw?21.15式中：
Fw ——空气阻力（Ｎ）；
CD ——空气阻力系数；
A ——迎风面积（m2）；
表5-3 空气阻力计算结果
档位
发动机转速
1400
1600
Ⅰ
4.25
5.56
Ⅱ
10.08
13.16
23
Ⅲ
23.86
31.17
Ⅳ
56.55
73.86
Ⅴ
133.93
174.93
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
7.03
8.68
10.5
12.5
14.67
17.01
19.53
22.22
16.66
20.56
24.88
29.61
34.75
40.3
42.26
52.64
39。46
48.71
58.94
70.14
82.32
95.47
109.6
124.7
93.48
115.41
139.64
166.18
195.04
226.2
259.66
295.44
221.39
273.32
330.72
393.58
461.92
535.71
614.98
992.93
§5.4 滚动阻力计算
滚动阻力系数见表（5-4）
f?0.0076?0.000056ua
（5-4）
表5-4 汽车滚动阻力系数
档位
发动机转速
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
0.00801 0.00823 0.00857 0.00909 0.0099
0.00807 0.00832 0.00871 0.00931 0.01023
0.00813 0.00841 0.00894 0.00952 0.01056
0.00819 0.0085 0.00899 0.00974 0.01089
0.00824 0.00859 0.00913 0.00995 0.01121
0.0083 0.00868 0.00926 0.01016 0.01154
0.00836 0.00877 0.0094 0.01038 0.01187
0.00842 0.00886 0.00954 0.01059 0.0122
0.00848 0.00895 0.00968 0.0108 0.01253
0.00854 0.00915 0.00982 0.01102 0.01286
Ff?f?Ga?10 （5-5）
式中：
Ff ——滚动阻力；
，Ga=2480kg。
Ga ——汽车最大总质量（kg）
24
表5-5 汽车滚动阻力
档位
发动机转速
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Ⅰ
194.67
196.1
197.52
198.94
200.36
201.79
203.21
204.63
206.06
207.48
Ⅱ
200.04
202.23
204.4
206.62
208.81
210.99
213.19
215.38
217.57
222.26
Ⅲ
208.31
211.68
217.22
218.42
221.83
225.17
228.54
231.91
235.28
238.65
Ⅳ
221.04
226.22
231.41
236.6
241.79
246.98
252.17
257.36
262.55
267.74
Ⅴ
240.61
248.6
256.58
264.57
272.56
280.54
288.53
296.51
304.53
312.48
5600
4900
4200
Ft(N)
3500
2800
2100
1400
700
0
5.89
7.57
9.25
10.9
13.3
16.6
20
24
29.9
36.7
46.3
57.8
69.4
81
92.5
104
V(km/h)
图5-2 驱动力-阻力平衡图
25
§5.5 各档动力因数计算
Ft?Fw （5-6）
GaD?式中：
D ——动力因数。
各档动力因数见表5-6。
汽车的动力特性图见图5-3。
表5-6 汽车动力因数
档位
发动机转速
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Ⅰ
0.202
0.222
0.234
0.242
0.244
0.243
0.24
0.235
0.229
0.217
Ⅱ
0.131
0.144
0.152
0.157
0.158
0.157
0.155
0.152
0.148
0.14
Ⅲ Ⅳ Ⅴ
0.03
0.032
0.033
0.032
0.03
0.027
0.024
0.02
0.016
0.01
0.084 0.054
0.093
0.097
0.1
0.101
0.1
0.098
0.096
0.093
0.087
0.059
0.062
0.063
0.063
0.061
0.06
0.057
0.054
0.049
26
0.25
0.2
D
0.15
0.1
5.89
9.25
10.9
13.3
16.6
24
29.9
36.7
46.3
57.8
69.4
81
7.57
20
92.5
V(km/h)
图5-3汽车动力特性曲线
§5.6 汽车的爬坡度
αmax?sin
式中： αmax?12Dmax?f1?D2max?f1?f2 （5-7）
—最大坡度（o）。
表5-7 汽车爬坡度计算结果
干燥沥青
Dmax
f
α
%
干燥土路
f
α
坡度（%）
Ⅰ
0.244
0.0084
14.84
26.5
0.03
14.6
26.05
Ⅱ
0.158
0.00859
8.63
15.18
0.03
7.49
13.15
27
Ⅲ
0.101
0.00913
5.3
9.28
0.03
4.16
7.27
Ⅳ
0.063
0.00995
3.06
5.34
0.03
1.94
3.39
0.033
0.0112
1.26
2.2
0.03
0.2
0.03
104
Ⅴ
0
§5.7 汽车的加速性能
§5.7.1 加速度的计算
j?f?D?f? （5-8）
δ式中：
j ——汽车加速度；
δ ——汽车旋转质量换算系数，δ＞1。
汽车各档加速度值及加速度曲线见表5-8及图5-4。
表5-8 汽车加速度值
档位
发动机转速
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
δ=2.22 δ=1.33 δ=1.12 δ=1.07 δ=1.06
1.509
1.664
1.757
1.818
1.834
1.83
1.802
1.762
1.715
1.621
1.084
1.198
1.268
1.311
1.319
1.309
1.291
1.264
1.228
1.12
0.697
0.779
0.814
0.841
0.849
0.839
0.821
0.799
0.77
0.714
0.423
o.468
0.495
0.502
0.5
0.47
0.468
0.437
0.407
0.358
0.191
0.207
0.214
0.201
0.179
0.147
0.115
0.074
0.033
28
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
a(m/s*s)
5.89
7.57
9.25
10.9
13.3
16.6
20
24
29.9
36.7
46.3
57.8
69.4
81
V(km/h)
图5-4汽车加速度曲线
§5.7.2 加速度倒数的计算
汽车加速度倒数见表5-9。
汽车加速度倒数曲线见图5-5。
表5-9加速度倒数值
档位
发动机转速
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Ⅰ
0.663
0.601
0.569
0.55
0.545
0.546
0.555
0.568
0.583
0.617
Ⅱ
0.923
0.835
0.789
0.763
0.758
0.764
0.775
0.791
0.814
0.893
Ⅲ
1.435
1.284
1.229
1.189
1.178
1.192
1.218
1.252
1.299
1.401
Ⅳ
2.364
2.137
2.02
1.992
2
2.128
2.137
2.288
2.457
2.793
Ⅴ
5.236
4.831
4.673
4.975
5.587
6.803
8.696
13.514
30.303
29
92.5
104
§5.7.3 加速时间的计算
u2t?1du
?au1式中：
t——加速时间；
u1、u2——车速；
1 ——加速度倒数（见表5-9及图5-5）。
a/a202481V(km/h)图5-5 汽车加速度倒数曲线
92.5104
Ⅴ
5.897.579.2510.913.316.629.936.746.357.8Ⅲ
§5.8 汽车行驶消耗的功率计算
§5.8.1 克服滚动阻力消耗的功率计算
Pf?Ffua3600 （5-9）
式中：
Pf ——克服滚动阻力消耗的功率（kW）。
克服滚动阻力消耗的功率计算结果见表5-10。
表5-10 克服滚动阻力消耗功率计算结果
档位
发动机转速
1400
1600
Ⅰ Ⅱ Ⅳ
0.396
0.626
1.003
1.639
2.745
0.456
0.723
1.165
1.917
3.241
30
69.4
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
0.516
0.822
1.345
2.706
3.764
0.576
0.924
1.503
2.506
4.312
0.64
1.026
1.679
2.817
4.887
0.703
1.132
1.859
3.139
5.487
0.767
1.239
2.044
3.472
5.343
0.832
1.348
2.234
3.816
6.766
0.896
1.458
2.428
4.171
7.445
0.964
1.59
2.627
4.537
8.149
§5.8.2 克服空气阻力消耗的功率计算
Pw?Fwua （5-10）
3600式中：
Pw ——克服空气阻力消耗的功率（kW）。
克服空气阻力消耗的功率计算结果见表5-11。
表5-11 克服空气阻力消耗功率的计算结果
档位
发动机转速
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Ⅰ
0.009
0.013
0.018
0.025
0.034
0.044
0.055
0.069
0.085
0.103
Ⅱ
0.032
0.047
0.067
0.092
0.122
0.159
0.202
0.252
0.283
0.377
Ⅲ
0.115
0.172
0.244
0.335
0.446
0.579
0.736
0.92
1.131
1.373
Ⅳ
0.419
0.625
0.891
1.222
1.627
2.112
2.685
3.354
4.125
5.006
Ⅴ
1.528
2.281
3.248
4.455
5.929
7.698
9.787
12.224
15.035
18.247
§5.8.3 汽车的阻力功率计算
当发动机在良好水平路面上以uˊa的速度等速行驶时，汽车的阻力功率为
31
Pˊ?Pf?PwηT （5-11）
式中：Pˊ ——汽车的阻力功率（kW）。
汽车的阻力功率计算值见表5-12。
汽车的功率平衡图见图5-6。
表5-12汽车的阻力功率计算值
档位
发动机转速
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Ⅰ
0.475
0.552
0.628
0.707
0.793
0.879
0.967
1.06
1.154
1.255
Ⅱ
0.774
0.906
1.046
1.195
1.351
1.519
1.695
1.882
2.048
2.314
Ⅲ
1.315
1.573
1.869
2.162
2.5
2.868
3.271
3.711
4.187
4.706
Ⅳ
2.366
2.923
3.56
4.285
5.108
6.036
7.077
8.241
9.536
10.969
Ⅴ
5.027
6.496
8.249
10.314
12.725
15.512
17.8
22.353
26.447
31.054
80100Pe(kW)895.4101.9144.9196.9265.9364.7524.0569.864.71054.1V(km/h)图5-6 汽车功率平衡
32
8.
§5.9 经济性计算
汽车的燃油经济性通常衡量的指标是百公里油耗，即汽车满载等速行驶100km所消耗的油量。
等速百公里油耗计算（L/100km）公式：
Q=geN/(1.02×γ×V) （5-12）
式中：
ge——发动机每千瓦小时的耗油量 g/(kW?h)
V——车速 km/h
γ——汽油重度 取γ=7.05N/L
N——阻力功率
表5-13 计算四档百公里油耗
n
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
u
a26.689
30.502
34.314
38.127
41.94
45.752
49.565
53.378
57.19
61.003
p阻
2.366
2.923
3.56
4.285
5.108
6.036
7.077
8.241
9.536
10.969
b
370
322.34
300
285
272.75
266.2
265.24
263.84
280.26
301.61
Q
44.005
3.767
3.8
3.911
4.056
4.288
4.624
4.992
5.727
6.646
图5-14 计算超速档百公里油耗
33
n
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
u
a41.073
46.94
52.808
p
阻5.027
6.496
8.249
b
370
322.34
300
285
Q
55.529
5.447
5.721
6.117
6.565
7.16
7.557
8.766
14121.675 10.314
64.543 12.725 272.75
70.41
76.278
15.512
17.8
266.2
265.24
82.145 22.353 263.84
88.013 26.447 280.26 10.282
93.88 31.054 301.61 12.181
等速百公里油耗图
2090100
34
第六章 总 结
这次毕业设计时我们认识了汽车设计的整个过程。也使我充分体会到整个设计工作的烦杂和其在整车设计中的重要性。
在我们组中我负责做轻型货车总体设计。在整个设计过程中，负责整车的人是工作量最大的，但我认为，现在就应该想一想大学四年中我们到底学到了什么、学到了多少知识、有多强的学习能力，所学到的知识是怎么样联系在一起的，只有融会贯通、提纲挈领，才能真正掌握它们乃至熟练运用它们。
通过这次设计，我经历了整车布置、质心分配、整车装配图、动力性计算分析、燃油经济性计算分析等工作，让一辆符合设计初衷的车出来了，整体在理性和感性中找到了平衡点，但由于自身设计经验的不足以及对某些部分的结构了解不是很透彻，这次的设计成果难免存在或多或少的不合适的地方，比如设计时由于发动机的特性曲线绘制的误差较大，致使在燃油经济性的计算中油耗与初衷相差很大。另外，变速器的远程操纵机构因时间仓促在总成图上表达不是很清楚。这让我认识到在设计工作中应该注意到的问题，以期在以后的设计中能尽善尽美。
35
参考文献
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[21] 魏鑫，张迅，田景崎 编.最新国外汽车车型手册.北京：机械工业出版社，1991
36
致 谢
现在，所有的设计工作都已接近尾声，我心中无比欣慰。这毕竟是我大学生涯中有自己亲自独立完成的工作。在整个设计过程中，我力求不松懈怠慢遇到难题疑问，总是想方设法寻找更完美的解决之道。一方面通过查阅资料或到工厂实地观察研究，一方面积极和同学、老师们进行讨论，向他们请教一些更好的方法。
在整个设计过程中，我要感谢在设计过程中所有关心帮助过我的老师和同学们，我的指导老师在这次毕业设计中给了我很大的帮助，其中给了我很多实用的有实质性的东西，这是终生的财富，将对我以后的工作产生深远的影响。
在我的设计中，指导老师也非常的忙碌，但他们都非常耐心的解答我的各种疑难问题，总而言之，毕业设计的完成离不开老师、同学的关心和帮助，在此，我再次衷心的感谢您！
37
拖拉机的分类
拖拉机是一种轮式或履带式的自走式车辆工具，它能被用来做移植农作物，铺路和其他装备特殊工具的机械的动力装置。也能用做牵引挂车的动力，拖拉机的发动机也能被用来做自动工具，固定式农业机械的有原动力，通过用力输出轴和皮带轮做中间媒介。
拖拉机在农业中的应用是非常的广泛的，并且不同类型的拖拉机做不同的农业作业。
农业拖拉机被分为以下几类。
就功能来说，现代的农用拖拉机可以分为三类，普通功能的拖拉机，中耕拖拉机和专用拖拉机。
普通用途的拖拉机主要的农业作业是大部分农作物的栽培，比如耕地，犁地，耕种，耙地，播种和收割。这种拖拉机的典型特征就是有一个比较小的离地间隙，增加了发动机的扭矩和有比较好的牵引力，由于它们有较宽的轮胎或履带，使他们能够产生比较大的牵引力。
中耕拖拉机主要用来中耕作业，也可以进行许多其它的田间作业，为了达到这个目的，一些中耕拖拉机被装备了不同胎面宽度的可替换的驱动轮。用来进行一般的田间作业和耙地，为了不损坏农作物，这种拖拉机有一个比较大的离地间隙和比较宽的轮胎，能适应特殊的农作物间距。
专用拖拉机不同于普通的拖拉机和中耕式拖拉机，它被用于特定的作业，或者在特定的条件下用于不同的作业。因此被用来棉花中耕机械化的专用拖拉机常常有一个前轮，在沼泽地里工作的拖拉机一般装备有很宽的履带，这样能够使它们在潮湿的土壤上工作。山地拖拉机一般被设计能在16度的斜坡上工作。
按驱动装置的设计，拖拉机有可分为轮式和履带式。
履带式拖拉机因它较大的接地面积而著称，所以它有一个很好的牵引附着性，它们能碾压土壤并能紧紧的抓住土壤。因此这种拖拉机有很好的越野性并且能够提供很好的牵引力。
轮式拖拉机的应用也很广泛，能被用来在田间作业并且能够用来
38
进行交通运输，但是它们的牵引能力比履带式拖拉机要小。
拖拉机的主要组成部分
拖拉机是复杂的自走式机械，它由相互独立相互作用的机构和单元组合而成。
如果不考虑特殊的设计，所有的拖拉机都有发动机，传动系，行驶系，转向系，作业机构和辅助装置组成。
发动机把燃料的化学能转化成机械能。
传动系包括一系列的机械装置，它们能传递发动机产生的扭矩给驱动轮或履带。并且能把驱动扭矩变成有大小和方向的力，传动系包括，离合器，连轴器，变速器和后桥。
离合器的主要用途就是当驾驶员正在挂挡时，暂时的把发动机输出轴与变速器分离一段时间。当发动机从停机启动时，它也能使发动机传递到驱动轮上的较低的动力连接平衡。
连轴器包括很多的弹性元件，这些弹性元件能够把不在同一条直线上的离合器轴和变速器轴连接在一起。
变速器通过不同的啮合齿轮，使改变驱动扭矩和发动机转速成为可能。在发动机曲轴旋转方向不变的情况下，变速器能够是拖拉机倒驶。
后桥机构增加了驱动扭矩，且把它传递到驱动轮上或履带上在适当的角度传给驱动轴。在大部分的拖拉机上，后桥上也包含刹车。
在轮式拖拉机上，不同于履带式的地方。就是传动系还包括差速器，当拖拉机在转弯时或行驶在不平整的路面上时，它能是驱动轮以不同的速度旋转，它的左右轮在相同的时间内行驶过不同的距离。
行驶系能够使拖拉机移动，驱动轮或者履带和地面接触的旋转运动被转化成拖拉机的直线运动。
转向系主要用来改变拖拉机的行驶方向，在轮式拖拉机上是靠旋转它的前轮，在履带式拖拉机上，是靠改变一个履带的速度。
作业机构被用来耕作。充分应用拖拉机发动机的动力去实现各种农作业。它包括动力输出轴，悬挂机构，农具挂接机构，皮带轮。
39
辅助装置包括装有弹簧坐椅及加热、通风装置的驾驶室，发动机罩，照明设备，指示器，喇叭等。
离合器
在传动系中离合器位于发动机与变速器之间，作用就是使驾驶员可以把发动机与变速器结合和脱离。
现代拖拉机上广泛应用摩擦片式离合器。这种离合器利用摩擦力来传递动力，这种离合器的摩擦面由压盘提供，它的数量取决于传递扭矩的大小。大部分拖拉机上广泛应用的是单片和双片式离合器。
单片离合器的压盘和发动机飞轮连接在一起，但是从动盘安装在变速器离合器输入轴上。从动盘上有花键毂与输入轴上的花键相配合。从动盘被一组螺旋弹簧紧紧地压在压盘与飞轮之间，这一组压力弹簧被支撑在离合器和压盘之间，由于在飞轮，从动盘与压盘之间产生了摩擦力，所以扭矩能够被从发动机传递到变速器输入轴，在这个位置时离合器开始工作。
离合器通过离合器转向传动机构来操作，离合器转向传动机构包括一个操作杆和一个分离拨叉。它能够传递离合器踏板的运动给离合器分离轴承。当驾驶员踏离合器踏板时，离合器转向传动机构迫使分离轴承向内（向左）移动。随着分离轴承向左移动，它就向左推三个分离杆的内端。当三个分离杆的内端被分离轴承向左推时，分离杆的外端就使压盘向右移动，压缩螺旋弹簧。随着弹簧压力从从动盘上消失，在从动盘，飞轮和压盘之间出现空隙，这时离合器被分离。但飞轮继续转动，但不通过从动盘传递动力。当离合器踏板被松开，螺旋弹簧通过使压盘向左移动，从动盘再次被紧紧的压在飞轮与压盘之间，从动盘再次随着飞轮一起旋转。在这个位置，离合器开始工作，刚开始从动盘进行滑动，直到它被完全压紧在飞轮与从动盘之间，使工作趋于平滑。上边所描述的是干式摩擦弹簧离合器。
传动轴和万向节
40
传动轴将动力从变速器传送到后桥的驱动轴上。传动轴将变速器的主轴或是输出轴，连接到后桥上的差速器。变速器主轴的旋转运动通过传动轴传递到差速器上，使后车轮转动。
设计传动轴时必须考虑两个因素。第一，发动机和变速器是刚性地安装在车架上。第二，后桥壳（连同车轮和差速器）是通过弹性元件与车架相连。当后车轮在高低不平的路面上滚动时，弹簧上下伸缩，使变速器和差速器之间的传动角度和距离发生变化。传动轴要能适应这些变化，也就是说，当后桥壳随差速器车轮一起上下运动时，与变速器输出轴之间的角度变大的原因是后桥和差速器运动的弧度小于传动轴运动的弧度。后桥壳弧线摆动的中心点是固定在车架的后弹簧或控制臂上。为了使传动轴适应这两种变化，就笔削装有两套独立的装置。一个或几个万向节来适应传动角度的变化，一套伸缩花键，能够改变传动轴的现有长度。
传动轴可以是实心的也可以是空心的，有套管加以保护或裸露在外。有些传动轴在中心或在中心附近装有支撑轴承。两段传动轴之间各有中间支撑轴承，并由万向节传动连接。
万向节基本是个双铰链节，有两个Y型万向叉，一个在主动轴上，另一个在从动轴上，还有一个叫万向节十字轴的十字形零件。万向节十字轴的四个轴颈叫做万向节十字头，分别装在两个万向节叉顶端的轴承中。主动轴使万向节十字轴转动，另外两个万向节十字头使从动轴转动。当两轴相互处在同一角度上，主动轴转动时万向叉上的轴承使万向节叉绕万向节十字轴摆动。汽车上使用的万向节有多种形式，但是使用最普遍的是双十字轴万向节、等速万向节和球叉万向节。
伸缩花键由在传动轴上的外花键和与之相连的空心轴中对应的内花键组成。伸缩花键使两轴一起转动，也能使两轴相对移动。当后桥在车架上向前或向上运动时，这种结构足以调整转动轴长度的任何变化。
Classification of Tractors
41
The tractor is a wheeled or tracked self-propelled vehicle used as a
power means for moving agricultural, road building, and other
machines equipped with special tools, and also for towing trailers. The
tractor engine can be used as a prime mover for active moving tools or
starting farm machinery through the intermediary of the power takeoff
shaft or belt pulley.
The uses of the tractor in agriculture are many, and so different
types of tractors are needed to do different types of farm work.
Farm tractors are classified as follows.
AS TO PURPOSE, modern farm tractors are classed in three
groups: general-purpose tractors (land utility), universal-row-crop
(row-crop utility) tractors, and special-purpose tractors.
Land utility tractors are used for major farm operations common to
the cultivation of most crops, such as tillage, digging, general
cultivations, harrowing, sowing, and harvesting. The tractors are
characterized by a low ground clearance, increased engine power, and
good traction. Thanking to their wide tires or tracks enabling them to
develop a high pull.
Universal-row-crop tractors are intended for row-crop work, as
well as for many other field tasks. For this purpose, some row-crop
utility tractors are provided with replaceable driving wheels of
different tread widths-wide for general farm work and narrow for
row-drop work, in order not to damage plants, the tractors have a high
ground clearance and a wide wheel track that can be adjusted to suit the
particular inter-tow distance.
Special-purpose tractors are modifications of standard land or
row-crop utility tractor models and are used for definite jobs, and under
certain conditions. Thus, special tractors used to mechanize the
cultivation of cotton have a single front wheel, swamp tractors are
equipped with wide tracks enabling them to operate on marshy soils,
and hillside tractors are designed to work on hillsides sloping at up to
42
16?.
AS TO THE DESIGN OF THE RUNNING GEAR，tractors are
divided into crawler (track-laying) and wheeled types.
Crawler tractors are distinguished by a large ground contact area
and therefore have a good track adhesion; they crush and compact the
soil insignificantly. Such tractors show a high cross-country power and
are capable of developing a high pull.
Wheeled tractors are more versatile and can be used for both field
and transport work, but their traction is lower than that of crawler
tractors.
Main Component Parts of tractor
The tractor is complex self-propelled machine consisting of
separate interacting mechanisms and units that can be combined into
certain groups.
Irrespective of particular design features, all tractors consist of
engine, drive line, running fear, steering mechanism, working
attachments, and auxiliary equipments.
THE ENGINE converts thermal energy into mechanical energy.
THE DRIVE LINE comprises a set of mechanisms which transmit
the torque developed by the engine to the driving wheels or tracks and
change the driving torque both in magnitude and direction. The drive
line includes the clutch, flexible coupling, transmission (gearbox) and
rear axle.
The clutch serves to disconnect the engine shaft from the
transmission for a short period of time while the driver is shifting gears
and also to connect smoothly the flow of power from the engine to the
driving wheels or tracks when starting the tractor from rest.
The flexible coupling incorporates elastic elements allowing to
connect the clutch shaft and the transmission drive shaft with a slight
43
misalignment.
The transmission makes it possible to change the driving torque
and the running speed of the tractor by engaging different pairs of gears.
With the direction of rotation of the engine shaft remaining the same,
the transmission enables the tractor to be put in reveres.
The rear-axle mechanisms increase the driving torque and transmit
it to the driving wheels or tracks at right angles to the drive shaft. In
most tractors, the rear axle also comprises brakes.
In the wheeled tractor, as distinct from its crawler counterpart the
drive line includes the differential which enables the driving wheels to
revolve with different speeds when making turns of running over a
ragged terrain, at which time the left-and right-hand wheels must travel
different distances during one and the same time.
THE RUNNING GEAR is needed for the tractor to move. The
rotation of the driving wheels (or the movement of the tracks) in
contact with the ground is converted into translatory motion of the
tractor.
THE STEERING MECHANISM serves to change the direction of
movement of the tractor by turning its front wheels (in wheeled tractors)
or by varying the speed of one of the tracks (in crawler tractors).
THE WORKING ATTACHMENTS of the tractor are used to
utilize the useful power of the tractor engine for various farm tasks.
They include the power takeoff shaft, drawbar (hitch device),
implement-attaching (mounting) system, and belt pulley.
THE TRACTOR AUXILIARIES include the driver’s cab with a
spring-mounted seat and heating and ventilation equipment, hood,
lighting equipment, tell tales (indicators), horns, etc.
The Clutch
The clutch is located in the power train between the engine and the
44
transmission. The clutch allows the driver to couple the engine or to
uncouple the engine from the transmission while he is shifting gears or
starting the tractor moving from rest.
Modern tractors use friction clutches, ones employing friction
forces to transmit power. The friction surfaces in such clutches are
provided by discs, whose number depends on the magnitude of torque to
single- and double-disc clutches.
Clutch driving disc (pressure plate) is connected to the engine
flywheel, while driven disc is mounted on transmission clutch (input)
shaft. The driven disc has splines in its hub that match splines on the
input shaft. The disc is tightly clamped between the pressure plate and
the flywheel by a series of coil springs, called the pressure springs held
between the clutch cover and the pressure plate. Owing to the friction
forces arising between the friction surfaces of the flywheel, driven disc,
and pressure plate , torque transmission input shaft. In this position,
the clutch is engaged.
The clutch is operated by the clutch linkage which passes on the
movement of clutch pedal to clutch release (throw-out) bearing. When
the driver steps on the pedal, the clutch linkage, which includes an
operating rod and a release fork, forces the release bearing inward (to
the left). As the release bearing moves left, it pushes against the inner
ends of three release levers. When the inner ends of three release levers
are pushed in by the release bearing, the outer ends of the levers move
the pressure plate to the right, compressing pressure springs. With the
spring pressure off the driven disc, spaces appear between the disc, the
flywheel, and the pressure plate. Now the clutch is disengaged
(released), and the flywheel can rotate without sending power through
the driven disc. When the clutch pedal is released, the pressure springs
force the pressure plate to the left. The driven disc is again clamped
tightly between the flywheel and the pressure plate. The driven disc
must again rotate with the flywheel. In this position, the clutch is
45
engaged. The initial slipping of the driven disc, which occurs until the
disc is fully clamped between the flywheel and the pressure plate, tends
to make the engagement smooth. The clutch described above is known
as the spring-loaded dry friction type.
Propeller Shaft and Universal Joint
The propeller shaft is a drive shaft to carry the power from the
transmission to the rear-wheel axels. It connects the transmission main,
or output shaft to the differential at the rear axels. Rotary motion of the
transmission main shaft is carried by the propeller shaft to the
differential, causing the rear wheels to rotate.
The propeller-shaft design must take two facts into consideration.
First, the engine and transmission are more or less rigidly attached to
the car frame. Second, the rear-axle housing (with wheels and
differential) is attached to the frame by springs. As the rear wheels
encounter irregularities in the road, the springs are compressed or
expanded. These change the angle of drive and the distance between the
transmission and the differential, and the propeller shaft should take
care of these two changes. That is to say, as the rear axle housing, with
differential and wheels, moves up and down, the angle between the
transmission output shaft and propeller shaft changes. The reason why
the angle increases is that the rear axle and differential move in a
shorter than the propeller shaft. The center pointer of the axle-housing
is rear-spring or control-arm attachment to the frame. In order that the
propeller shaft may take care of these two changes, it must incorporate
two universal joints to permit variations in the angle of drive. There
must be a set of slip joint to make the propeller shaft change.
The propeller shaft may be solid or hollow, protected by an outer
tube or exposed. Some applications include bearings at or near the
center of the propellers which are supported by a center bearing and
46
更多推荐
汽车,设计,发动机,行驶,计算
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