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哈爾濱工業(yè)大學華德應用技術學院 畢業(yè)設計 題 目 雙座方向盤式沙灘車 設計與研究 　　 專 業(yè) 車輛工程 學　　 號 1089311236 學 生 貝 貝 　 指 導 教 師 郭新華 答 辯 日 期 2011.12.30 哈工大華德學院 哈工大華德學院畢業(yè)設計（論文）評語 姓名： 貝 貝 學號： 1089311236 專業(yè)： 車輛工程 畢業(yè)設計（論文）題目： 雙座方向盤式沙灘車設計與研究 工作起止日期： 2011年 10 月 11日起 2011 年 12 月 30日止 指導教師對畢業(yè)設計（論文）進行情況，完成質(zhì)量及評分意見： ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 指導教師簽字： 指導教師職稱： 評閱人評閱意見： ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 評閱教師簽字：_______________ 評閱教師職稱：_______________ 答辯委員會評語： ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 根據(jù)畢業(yè)設計（論文）的材料和學生的答辯情況，答辯委員會作出如下評定： 學生 畢業(yè)設計（論文）答辯成績評定為： 對畢業(yè)設計（論文）的特殊評語： ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 答辯委員會主任（簽字）：________________ 職稱：________________ 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員（簽字）：___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 貝貝 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程0893112班 指導教師姓名 郭新華 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 ▇是□否 題目名稱 雙座方向盤式沙灘車的設計與研究 一、設計（論文）目的、意義 雙座轉(zhuǎn)向盤沙灘車是娛樂場汽車運動運送人員到達指定位置的專用車輛，也應用于特殊場地承擔特種作業(yè)任務。通過雙座方向盤沙灘車的研制，可改善工作環(huán)境，減輕疲勞強度，提高其工作的效率和安全性，滿足需要，有重要的使用價值。 通過對雙座轉(zhuǎn)向盤沙灘車的設計，鞏固和加深所學的專業(yè)知識，擴大專業(yè)知識范圍，培養(yǎng)我們在工作中能綜合運用所學的知識解決實際問題的能力，通過自己的實際創(chuàng)作培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高論文的書寫能力，樹立認真的學習態(tài)度。 2、 設計（論文）內(nèi)容、技術要求（研究方法） 要求與主要內(nèi)容: (1)研究雙座方向盤沙灘車技術應用情況，結(jié)合國內(nèi)外應用現(xiàn)狀，明確雙座方向盤沙灘車技術的發(fā)展趨勢，運用專用汽車技術及理論知識，確定雙座方向盤沙灘車研究方向。 (2)通過雙座方向盤沙灘車設的研究，分析雙座方向盤沙灘車的穩(wěn)定性。 (3)計算在工作過程中整車的受力情況，分析各參數(shù)對整車性能的影響。 (4)計算傳動系在工作過程中的受力情況，校核主要零部件的強度。 技術要求（研究方法）: (1)雙座方向盤沙灘車總體設計； (2)選擇適合型號發(fā)動機進行整車動力分析； 對底盤設計，并進行必要的動力學分析。 三、設計（論文）完成后應提交的成果 （一）計算說明部分 設計說明書不少于1.2萬 （二）圖紙部分 1、制動器展開圖 A0 1張 2、利用CATIA軟件完成三維實體建模。 四、設計（論文）進度安排 2011.10.9~2011.10.20 進行調(diào)研，查相關資料，撰寫《開題報告》。 2011.10.21 畢業(yè)設計開題答辯。 2011.10.22～2011.11.17 按要求完成總體設計方案、初步計算及繪制草圖。 2011.11.18 老師檢查完成進度情況。 2011.11.19～2010.11.24 完成設計草圖。 2011.11.25 進行中期檢查。 2011.11.26～2011.12.09 繪制正式圖紙及完成設計說明書草稿。 2011.12.10～2011.12.19 學生上交畢業(yè)設計材料。 2011.12.20 ～2011.12.26 老師對畢業(yè)設計進行評審。 2011.12.28、29 畢業(yè)設計答辯。 2011.12.30、31 提交所有畢業(yè)設計材料。 五、主要參考資料 [1] 劉惟信. 汽車設計[M].北京：清華大學出版社,2001 [2] 余志生. 汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社,2000 [3] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通出版社,1999 [4] 林 寧. 汽車設計[M].北京：機械工業(yè)出版社,1999 [5] 劉惟信. 汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設計計算[M].北京：清華大學出版社,2004 [6] 崔 靖. 汽車構(gòu)造[M].陜西：陜西科學技術出版社,1984 [7] 王望予. 汽車設計[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004 [8] 張洪欣. 汽車設計[M].北京：機械工業(yè)出版社,1999 [9] 龔微寒. 汽車現(xiàn)代設計制造[M].北京：人民交通出版社,1995 [10] 王 浩. 高分子材料論文：輪胎結(jié)構(gòu)設計說明,2005 [11] L.J.Howell.Power Spectral Density Analysis of Vehicle Vibration Using the NASTRAN Computer Program.SAE740328 [12]John C.Dixon.Tires,Suspension and Handling,2nd EditionWarrendale, PA.Edition,Warrendale,PA.,USA;Society of Automotive Engineers,Inc.,1996 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 哈爾濱工業(yè)大學華德應用技術學院畢業(yè)設計 摘 要 沙灘車是一種配有大輪輪胎的休閑車輛，主要適合在沙丘地帶或者沙灘行駛。體現(xiàn)了美國本土沙漠運動車的造型風格，具有抗震式車架，減震行程長、強度高，飛躍承載能力強的前懸掛系統(tǒng)，大扭矩、低油耗、高耐熱的發(fā)動機系統(tǒng)以及獨特新穎的外觀設計，沙灘車的演變是通過其他車型改裝過來的，將同樣改裝過的引擎裝在敞開的車架上就成為了最原始的沙灘車原型。改裝重點要么是減輕車身重量，要么是提高動力性，目的都是加大扭矩和減輕車重的比率。這對在整體車身布置、動力總成選擇、材料的選擇應用、制動安全性、轉(zhuǎn)向的輕便及時等各項性能是否能更好的適應沙漠或沙灘上都有著高要求。 沙灘車最初的用途是在沙漠里或者沙灘上行駛。但是沙灘車逐漸演化，針對不同的地形逐漸分化出不同的車型，這樣在做的目的是為了可以針對性的提高車子的舒適性或者是車子的性能。現(xiàn)在沙灘車的發(fā)展方向集中：輪胎的改進、底盤改造、動力系統(tǒng)改裝、沙灘車的輕量化、增加承載量。 關鍵詞　沙灘車、底盤布置、動力系統(tǒng)選配、專用車設計 Abstract Sand car is with a big tires recreational vehicles, mainly used for the dunes region or beach road. Embodies the native American desert sports car modelling style, with seismic type frame, damping longer journeys, the intensity is high, the leap bearing ability of the front suspension system, big torque and low oil consumption, high heat engine system and the unique and original appearance design, the sand car evolution is modified by other models over, will also modified engine packed in open axles become the most primitive sand car prototype. Modified key is either reduce body weight, or is to improve dynamic performance, the objective is increase torque and reduce weight of the car ratio. The whole body decorate, powertrain choice, the choice of materials used, braking safety, steering light timely etc various performance whether can better adapt to the desert or beach has high demand. Sand car original use is in the desert or beach road. But the sand car gradually evolved, targeting different terrain gradually split from different models, such doing can the purpose is to improve the comfort of the pertinence car or a car performance. Now the development direction of sand car tyres focus: improvement, the chassis transformation and power system modification, sand car lightweight. Keyphrase : ATV、chassis layout、power system selection、exclusive -design 目錄 摘 要 1 Abstract 2 第1章 緒論 5 1.1 課題背景、目的與意義 5 1.2 沙灘車的研究發(fā)展方向 6 1.3 沙灘車的組成和要求 8 1.4 本章小結(jié) 9 第2章 沙灘車總體設計 10 2.1 沙灘車形式的選擇 10 2.2 沙灘車主要參數(shù)的選擇 10 2.3 沙灘車車身形式 16 2.4 本章小結(jié) 17 第3章 沙灘車的整體選配 18 3.1沙灘車車動力裝置參數(shù)的選定 18 3.1.1發(fā)動機參數(shù)的確定 18 3.1.2 發(fā)動機型號的確定 19 3.2沙灘車制動的選定 20 3.2.1 制動器結(jié)構(gòu)形式的確定 20 3.2.2 盤式制動器主要參數(shù)的選定 21 3.2.3 制動器型號的確定 22 3.3 沙灘車轉(zhuǎn)向系的選定 23 3.3.1轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)選定 23 3.3.2 轉(zhuǎn)向系型號的確定 24 3.4本章小結(jié) 24 第4章 輪胎的選擇 25 4.1 輪胎基本參數(shù)的確定 25 4.2 輪胎負荷能力的計算 25 4.3輪胎外輪廓斷面形狀設計 26 4.3.1外直徑D與斷面寬B的確定 26 4.3.2 胎圈著合直徑d的確定 27 4.3.3 斷面高H與斷面水平軸H1和H2的確定 27 4.3.4斷面最寬點半徑rm的確定 27 4.3.5胎圈著合寬度C的確定 27 4.3.6 行駛面寬度b與弧度高h和h‘的確定 28 4.3.7外輪廓弧度的計算 28 4.4 本章小結(jié) 29 結(jié) 論 30 致 謝 31 參考文獻 32 附錄1 33 附錄2 35 35 哈爾濱工業(yè)大學華德應用技術學院畢業(yè)設計 第1章 緒論 1.1 課題背景、目的與意義 沙灘車是全地形車—All Terrain Vehicle（適合所有地形的交通工具）縮寫是ATV的俗稱，又稱"全地形四輪越野機車"。它是可以在任何地形上行駛的車輛，在普通車輛難以機動的地形上也能行走自如。 沙灘車在我國的應用在不斷發(fā)展。例如2007年12月就有兩輛我國自主研發(fā)生產(chǎn)的水陸兩棲全地形車首次亮相在南極科學考察的大舞臺上。而后，4輛全地形車（消防）還進入了北京奧運村。　　 由于我國沙灘車的消費狀況有限，因而國內(nèi)生產(chǎn)的沙灘車主要依靠國際市場需求的增長，且以歐、美和東南亞地區(qū)為主。據(jù)統(tǒng)計，2000年全球沙灘車的市場規(guī)格為50萬臺左右，現(xiàn)在已達到100萬臺的規(guī)模。其中，美國沙灘車消費占了全球總銷量的80％左右，2004年就達到80萬輛。 2007年，盡管受人民幣不斷升值、出口退稅率下調(diào)等不利因素的影響，但對九十多家沙灘車企業(yè)統(tǒng)計，灘車出口25.74萬輛，同比增長25.13％。 2008年我國具有出口四輪全地珙車資質(zhì)的生產(chǎn)企業(yè)）商業(yè)部和國家發(fā)展改革委員會共同認定）就有近200家。2008年1月份出口1.32萬輛（同比下降1.76％），2月份出口2.35萬輛（同比下降7.81％）等。? 如今的ATV都用于工作和娛樂。 ?1、工作的應用包括農(nóng)田，牧場，建筑工地，油田和現(xiàn)場維修等。與此同時ATV也運用在執(zhí)法，軍用和營救方面。 ?2、娛樂應用包括野外駕駛；拖拉物品，比如漁船，露營或打獵裝備，拉送木材回家。 而且汽車的發(fā)展一直是朝一種多元化的發(fā)展方向，隨著時代的變化人們物質(zhì)生活的不斷提高，對汽車在不同的路況、天氣的駕駛性、速度等方面都有著更高要求。沙灘車的設計更加強調(diào)設計者對傳統(tǒng)設計的一種突破和結(jié)合時代潮流的新穎設計，無論是在軟件上的運用和專業(yè)知識的掌握對設計者都是一個高難度的挑戰(zhàn)。 沙灘車是一種配有大輪輪胎的休閑車輛，主要適合在沙丘地帶或者沙灘行駛。體現(xiàn)了美國本土沙漠運動車的造型風格，具有抗震式車架，減震行程長、強度高，飛躍承載能力強的前懸掛系統(tǒng)，大扭矩、低油耗、高耐熱的發(fā)動機系統(tǒng)以及獨特新穎的外觀設計，沙灘車的演變是通過其他車型改裝過來的，將同樣改裝過的引擎裝在敞開的車架上就成為了最原始的沙灘車原型。改裝重點要么是減輕車身重量，要么是提高動力性，目的都是加大扭矩和減輕車重的比率。這對在整體車身布置、動力總成選擇、材料的選擇應用、制動安全性、轉(zhuǎn)向的輕便及時等各項性能是否能更好的適應沙漠或沙灘上都有著高要求。 1.2 沙灘車的研究發(fā)展方向 沙灘車最初的用途是在沙漠里或者沙灘上行駛。但是沙灘車逐漸演化，針對不同的地形逐漸分化出不同的車型，這樣在做的目的是為了可以針對性的提高車子的舒適性或者是車子的性能。現(xiàn)在沙灘車的發(fā)展方向集中于以下五點： 一、輪胎的改進 輪胎是車輛性能最主要的展現(xiàn)者，因此沙灘車的改進根本在于輪胎。車輛的四驅(qū)能力再好，越野能力再強，動力再大，剎車再好，都要通過輪胎來表現(xiàn)。因此輪胎成為了主要的改進方向。 第一：選擇合適的輪胎。越野輪胎有很多中，為適合不同的路面狀況設計不同的花紋，沙地、泥地、碎石路、各種輪胎花紋都有自己的特點，根據(jù)行駛路況要選擇合適的輪胎花紋。 第二：加大輪胎尺寸。大多數(shù)廠商都是通過選擇輪胎的尺寸時候選擇比原有車設計尺寸更大的輪胎，大尺寸的輪胎在沙地和泥地路況也有更好的性能表現(xiàn)。 第三：通過輪胎加工中配制硅原料。提高抓地性能和耐磨性能，讓胎壁的整體變形狀態(tài)達到了最合適的優(yōu)化設計，從而保證胎壁較強的柔韌性和最大限度的減小胎面變形，而保證沙灘車在沙漠和沙灘有更好的表現(xiàn)。 二、底盤改造 底盤的改造有兩個目的，一個是為適應更艱苦的路況，另一個是為了適應大尺寸的輪胎。城市車底盤設計有很大一方面因素是為了城市路況的舒適性設計的，這樣的懸掛往往偏軟，在越野路況就不能表現(xiàn)出好的附著力和車身穩(wěn)定性，因此底盤懸掛的改裝就要從加強懸掛系統(tǒng)的表現(xiàn)力開始著手，更換適合的彈簧、減震器、膠套、支臂、護板等配件，以加強懸掛系統(tǒng)的可靠性。第二，在更換大尺寸輪胎以后，原車懸掛的行程就不能滿足大尺寸輪胎的需要了，因此要加大底盤懸掛的行程就是必然的了。沙灘車的底盤改造是嚴緊的系統(tǒng)工程，也是一個嚴肅的系統(tǒng)工程，配件之間的匹配是關鍵的，改裝部件是不是全也是很關鍵的，只有全面的改裝才能適應以后的懸掛系統(tǒng)需要，否則就會帶來諸多的問題，還有可能影響行車安全。 三、動力系統(tǒng)改裝 沙灘車的動力改裝也同一般的車輛不一樣，小車的發(fā)動機動力改裝目的是為了競速，改裝時考慮功率多一些，改裝方法主要是以渦輪增壓或者機械增加等手段為主，而沙灘車對發(fā)動機的扭矩參數(shù)更看重，尤其是發(fā)動機低轉(zhuǎn)速的扭矩。從根本上講，能顯著提高發(fā)動機低轉(zhuǎn)扭矩的方法只有更換大排量的發(fā)動機，但是受到沙灘車本身車身大小的限制?，F(xiàn)今市面上大多數(shù)廠商更多的是借助輪邊減速器已達到動力上的上的要求。 四、沙灘車的輕量化 輕量化對于整個汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有著重要意義，汽車的油耗和動力主要取決于發(fā)動機的排量和汽車的總質(zhì)量，在保持汽車整體品質(zhì)性能和造價不變時優(yōu)化的前提下，通過降低汽車自重量來提高輸出功率，降低噪聲、提升操縱性、可靠性、提高車速、降低油耗、減少廢氣排量、提升安全性是汽車輕量化的最總目的。 研究數(shù)字表明整車重量是降低10%燃油效率可提高6%~8%，若混合阻力減小10%燃油效率可提高3%，若車橋變速器等裝置的傳動效率提高10%燃油效率可提高7%，汽車車身約占汽車總質(zhì)量30%，空載情況下約70%的油耗用在車身質(zhì)量上，因此車身變輕對于整車的燃油經(jīng)濟性、車身控制和定性的碰撞安全性都有裨益。能源日趁緊張和環(huán)境壓力加劇，車身的輕量化技術已經(jīng)成為汽車工業(yè)發(fā)展中的重要研究課題之一，當然這也成為了沙灘車改造必要環(huán)節(jié)之一。 目前沙灘車輕量化主要途徑： 1、 對汽車整體布置，發(fā)動機等零部件進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。 2、使用材料方向通過替代或新材料來使汽車輕量化，在這方面主要是使用復合材料 3、采用先進的制造工藝 五、沙灘車的承載量 雙座轉(zhuǎn)向盤沙灘車是娛樂場汽車運動運送人員到達指定位置的專用車輛，也應用于特殊場地承擔特種作業(yè)任務。通過雙座方向盤沙灘車的研制，可改善工作環(huán)境，減輕疲勞強度，提高其工作的效率和安全性，滿足需要，有重要的使用價值。 1.3 沙灘車的組成和要求 沙灘車是基于對四輪摩托的改造或?qū)π⌒偷募讱はx汽車的改裝演變過來的，它基本由動力裝置、轉(zhuǎn)向裝置、制動裝置、車輪組成。 動力裝置：是沙灘車的核心部分，決定了沙灘車在沙地上行駛的動力保障。 轉(zhuǎn)向裝置：指控制汽車轉(zhuǎn)向運動的部分，由駕駛員直接或間接操作，轉(zhuǎn)向力全部或部分呢由駕駛員的肌肉來提供。轉(zhuǎn)向控制裝置包括直到轉(zhuǎn)向效果變?yōu)闄C械、液力或電力方式提供之處為止的全部零件，如轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向器。 制動裝置：由于沙灘車本身的限制對于制動的要求是機動和輕便，所以基本組成制動器和傳動裝置。 車輪：車輪與輪胎式汽車的行走部件，安裝在車架上，可以繞車軸轉(zhuǎn)動并沿地面滾動。輪胎及車輪將汽車發(fā)出的作用力傳給地面，同時將地面給予的反作用力傳回沙灘車。 對沙地路面行駛的要求： 1、長距離沙地行駛，須保證你駕駛車輛的四輪驅(qū)動系統(tǒng)可靠完善。沙地行駛，由于行駛阻力加大，按照沙化程度，要分別使用4輪高速驅(qū)動方式，以及4輪低速驅(qū)動方式，而且使用時間和持續(xù)使用強度都相對較大，這些對于你車輛的整個動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)都是不小的考驗。很多四輪驅(qū)動檔位切換裝置平時很少使用，或根本沒有使用過，或是剛剛進行的調(diào)整維修，這些車輛的應仔細的檢查輪驅(qū)動裝置是否可靠，檔位是否正確，切換是否順暢，否則在野外出了問題那將帶來生命危險。 2、動力系統(tǒng)也需要穩(wěn)定可靠。為了抵抗沙地所帶來的行駛阻力，發(fā)動機需要提供更大的傳動扭矩和功率來維持車輛在這一地形的行駛，發(fā)動機會長時間頻繁工作在扭矩峰值和功率峰值轉(zhuǎn)速附近，發(fā)動機機油壓力須保持穩(wěn)定，傳動皮帶工作可靠，冷卻液循環(huán)散熱可靠，應絕對避免怠速水溫高、高速行駛水溫高的車輛在這樣的地形地貌上行駛。 3、傳動系統(tǒng)的傳動十字軸，傳動軸軸套，傳動系統(tǒng)各部位的油封應潤滑良好，密封可靠，否則沙地行駛時大量的沙塵將嚴重磨損你車的各個傳動部位。比較常見的是前后傳動軸十字軸損壞，前橋半軸十字軸損壞，這些故障都足以讓車輛停滯不前。另外頻繁的高轉(zhuǎn)速使用車輛對于手排擋車離合器系統(tǒng)要求須工作可靠，切換正常。 4、更加寬大的輪胎，或選用更適合于沙地行駛的MT輪胎，會讓你的車輛在這種地形上發(fā)揮更好的行駛性能和操控性能。 1.4 本章小結(jié) 本章對沙灘車的歷史演變進行概述，沙灘車最初的用途是在沙漠里或者沙灘上行駛。但是沙灘車逐漸演化，針對不同的地形逐漸分化出不同的車型從審計的難度和沙灘車的設計創(chuàng)新為切入點，說明了本設計的立題目的與意義，解釋沙灘車——沙灘車是一種配有大輪輪胎的休閑車輛，主要適合在沙丘地帶或者沙灘行駛。體現(xiàn)了美國本土沙漠運動車的造型風格，具有抗震式車架，減震行程長、強度高，飛躍承載能力強的前懸掛系統(tǒng)，大扭矩、低油耗、高耐熱的發(fā)動機系統(tǒng)以及獨特新穎的外觀設計，沙灘車的演變是通過其他車型改裝過來的，及沙灘車的組成及要求它基本由動力裝置、轉(zhuǎn)向裝置、制動裝置、車輪組成。 第2章 沙灘車總體設計 2.1 沙灘車形式的選擇 一、驅(qū)動形式 沙灘車的用途、總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動形式的主要因素。增加驅(qū)動輪數(shù)能提高汽車的通過能力，驅(qū)動輪數(shù)越多，沙灘車的結(jié)構(gòu)復雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之增加，同時也使汽車的總體布置工作變的困難。沙灘車本身條件的限制，所以采用結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低的4x2驅(qū)動形式。 二、布置形式 布置形式是指發(fā)動機、驅(qū)動橋和車身的互相關系和布置特點而言。沙灘車的使用性能除取決于整車和各總成的有關參數(shù)以外，其布置形式對使用性能也有重要影響。 乘用車的布置形式主要有發(fā)動機前置前輪驅(qū)動、發(fā)動機后置后輪驅(qū)動、發(fā)動機前置后輪驅(qū)動三種，沙灘車車身形式的局限性和整體布置的要求，所以選擇發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的布置形式。 發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的優(yōu)點：除了動力總成的布置成一體而使結(jié)構(gòu)緊湊以外，汽車前部高度有條件下降，改善了駕駛員視野；同時排氣管不必從前部向延伸，加上可以省掉傳動軸，改善了駕駛員的出入條件；整車整備質(zhì)量小；上坡行駛時，由于驅(qū)動輪附著力增加，爬坡能力提高；當發(fā)動機布置在軸距外時軸距短，汽車動力性能好①。 2.2 沙灘車主要參數(shù)的選擇 汽車主要參數(shù)包括：尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、汽車性能參數(shù) 一、汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸有外廓尺寸、軸距、輪距。 1、外廓尺寸 GBl589—89汽車外廓尺寸限界規(guī)定汽車外廓尺寸長：貨車、越野車、整體式客車不應超過12m，單鉸接式客車不超過18m，半掛汽車列車不超過16.5m，全掛汽車列車不超過20m；不包括后視鏡，汽車寬不超過2.5m；空載、頂窗關閉狀態(tài)下，汽車高不超過4m；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超出最大寬度處250mm；頂窗、換氣裝置開啟時不得超出車高300mm。 沙灘車總長是軸距L、前懸和后懸的和。它與軸距L有下述關系：La＝L/C。式中，C為比例系數(shù)，其值在0.52～0.66之間。發(fā)動機前置前輪驅(qū)動汽車的C值為0.62～0. 66，發(fā)動機后置后輪驅(qū)動汽車的C值約為0.52～0.56。 沙灘車總長La＝L/C=1800/C=2800mm 沙灘車寬度尺寸一方面由乘員必需的室內(nèi)寬度和車門厚度來決定，另一方面應保證能布置下發(fā)動機、車架、懸架、轉(zhuǎn)向系和車輪等。轎車總寬與車輛總長之間有下述近似關系：Ba＝(La/3)＋(195±60)mm。故取 Ba=2000mm 沙灘車總高=軸間底部離地高+地板及下部零件高+室內(nèi)高+車頂造型高度 沙灘車總高Ha=Hm+Hp+Hb+Ht=1300mm 2、軸距 軸距L對整備質(zhì)量、汽車總長、最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動軸長度、縱向通過半徑有影響（表2-1）。當軸距短時，上述各指標減小。此外，軸距還對軸荷分配有影響。軸距過短會使車廂(箱)長度不足或后懸過長；上坡或制動時軸荷轉(zhuǎn)移過大，汽車制動性和操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動增大，對平順性不利；萬向節(jié)傳動軸的夾角增大。 表2-1 各類汽車的軸距和輪距 車型 類 別 軸 距L/m 輪 距B/m 4×2載貨汽車 汽車總質(zhì)量 Ma/t <2.2 2.2~3.4 3.5~5.9 6.0~9.9 10.0~13.9 14.0~25.0 1.70~2.90 2.30~3.20 2.60~3.60 3.60~4.20 3.60~5.00 4.10~5.60 1.15~1.35 1.30~1.50 1.40~1.65 1.70~1.85 1.84~2.00 1.84~2.00 礦用自卸車 <60 >60 3.20~4.20 3.90~4.80 1.84~3.20 2.50~4.00 大 客 車 城市大客車（單車） 長途大客車（單車） 4.50~5.00 5.00~6.50 1.74~2.05 1.74~2.05 轎 車 微 型 普 通 級 中 級 中 高 級 1.65~2.40 1.10~1.27 2.12~2.54 1.15~1.50 2.50~2.86 1.30~1.50 2.85~3.40 1.40~1.58 續(xù)表2-1 各類汽車的軸距和輪距 車型 類 別 軸 距L/m 輪 距B/m 轎 車 高 級 3.40~3.90 1.56~1.62 二、汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 1、整車整備質(zhì)量M0 車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備(包括隨車工具、備胎等)，加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時的整車質(zhì)量（表2-2）。 整車整備質(zhì)量對汽車的成本和使用經(jīng)濟性均有影響。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是通過減輕整備質(zhì)量增加裝載量或載客量；抵消因滿足安全標準、排氣凈化標準和噪聲標準所帶來的整備質(zhì)量的增加；節(jié)約燃料。減少整車整備質(zhì)量的措施主要有：采用強度足夠的輕質(zhì)材料，新設計的車型應使其結(jié)構(gòu)更合理。減少整車整備質(zhì)量，是從事汽車設計工作中必須遵守的一項重要原則。 表2-2 各類車人均整備質(zhì)量值 車型 微型轎車 普通級轎車 中級轎車 中高級轎車 30座以下客車 大客車 人均整備質(zhì)量/t 0.15~0.16 0.18~0.24 0.21~0.29 0.29~0.34 0.096~0.16 0.065~0.13 汽車總質(zhì)量Ma 汽車的總質(zhì)量是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨是的整車質(zhì)量。 沙灘車的總質(zhì)量是由整備質(zhì)量、乘員和駕駛員質(zhì)量以及乘員的行李質(zhì)量三部分構(gòu)成。其中，乘員和駕駛員每人質(zhì)量按65kg計 Ma=M0+65n+an=150×2+65×2+10×2=450kg 式中，n為包括駕駛員在內(nèi)的載客數(shù)；a行李系數(shù)，發(fā)動機排量小于2.5 a=10 三、汽車性能參數(shù)的確定 1．動力性參數(shù) (1)最高車速 隨著道路條件的改善，汽車特別是中、高級轎車的最高車速有逐漸提高的趨勢。選取120km?h。不同車型的最高車速的范圍見表2-3。 (2)加速時間t 汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大的加速強度加速到一定車速所用去的時間稱為加速時間。對于最高車速＞100km／h的汽車，常用加速到100km/h所需的時間來評價。t選取10s。 (3)上坡能力 用汽車滿載時在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)來表示汽車上坡能力。因轎車、貨車、越野汽車的使用條件不同，對它們的上坡能力要求也不一樣。通常要求貨車能克服30％坡度，越野汽車能克服60％坡度③。 表2-3 汽車動力性參數(shù)范圍 (4)汽車比功率和比轉(zhuǎn)矩 比功率是汽車所裝發(fā)動機的標定最大功率與汽車最大總質(zhì)量之比。它可以綜合反映汽車的動力性。轎車的比功率大于貨車和客車，貨車的比功率隨總質(zhì)量的增加而減小。為保證路上行駛車輛的動力性不低于一定的水平，防止某些性能差的車輛阻礙交通，應對車輛的最小比功率做出規(guī)定。我國GB7258—1997《機動車運行安全技術條件》規(guī)定：農(nóng)用運輸車與運輸用拖拉機的比功率不小于4.0kW/t，其它機動車不小于4.8kW/t。比功率40kw?t 比轉(zhuǎn)矩。 比轉(zhuǎn)矩是汽車所裝發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。它能反映汽車的牽引能力。 2．燃油經(jīng)濟性參數(shù) 汽車的經(jīng)濟性指標主要由耗油量來表示，是汽車使用性能中重要的性能（表2-4）。尤其我國要實施燃油稅，汽車的耗油量參數(shù)就有特別的意義。耗油量參數(shù)是指汽車行駛百公里消耗的燃油量（以“升”「L」為計量單位）。它包括等速百公里油耗和循環(huán)油耗。它包括等速百公里油耗和循環(huán)油耗①。 汽車的燃油經(jīng)濟性用汽車在水平的水泥或瀝青路面上，以經(jīng)濟車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量(L/100km)來評價。選取4.5 L/100km耗油量的表示方法數(shù)值越小，燃油經(jīng)濟性越好。 表2-4 燃油經(jīng)濟性參數(shù) 3．最小轉(zhuǎn)彎直徑 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑稱為最小轉(zhuǎn)彎直徑。用來描述汽車轉(zhuǎn)向機動性，是汽車轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項重要指標。轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角、汽車軸距、輪距等對汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑均有影響④。對機動性要求高的汽車，應取小些。Dmin選取4m。 各類車最小轉(zhuǎn)彎半徑見表2-5 表2-5 各類車最小轉(zhuǎn)彎半徑 車型 級別 車型 級別 轎車 微 型 3.3~5.0 貨車 總質(zhì)量 <3 4.0~6.0 普 通 級 4.5~5.0 3~6 5.0~7.0 中 級 5.0~6.5 6~9 5.5~8.0 中 高 級 5.0~7.0 9~12 6.0~9.0 高 級 5.5~7.5 >12 6.5~10.5 客車 微型 4.0~5.5 礦用自卸車 裝載量 <45 15.0~19.0 輕型 5.0~6.5 中型 7.0~10.0 >45 18.0~24.0 大型 8.5~11.0 4．通過性的幾何參數(shù) 通過性幾何參數(shù)：在一定載質(zhì)量下，汽車能以足夠高的平均車速通過各種壞路及無路地帶和克服各種障礙的能力，稱為汽車的通過性。壞路及無路地帶，是指松軟土壤、沙漠、雪地、沼澤等松軟地面及坎坷不平地段；各種障礙，是指陡坡、側(cè)坡、臺階、壕溝等③。 汽車通過性參數(shù)可用最小離地間隙、接近角、離去角和縱向通過半徑等通過性幾何參數(shù)來描述,主要根據(jù)汽車的類型和使用條件而定，接近角、離去角和縱向通過角的大小是體現(xiàn)汽車通過性的重要幾何參數(shù)。對于沙灘車尤為重要。 總體設計要確定的通過性幾何參數(shù)有：最小離地間隙選取0.15m，接近角選取25o，離去角選取20，縱向通過半徑選取5m等。各類汽車的通過性參數(shù)視車型和用途而異，其范圍見表2-6。 表2-6汽車通過性幾何參數(shù) 5．制動性參數(shù) 汽車制動性是指汽車在制動時，能在盡可能短的距離內(nèi)停車且保持方向穩(wěn)定，下長坡時能維持較低的安全車速并有在一定坡道上長期駐車的能力②。目前常用制動距離st和平均制動減速度j來評價制動效能。制動距離選取5m。其范圍見表2-7。 表2-7 汽車制動距離統(tǒng)計范圍 車型 =30km/h是的制動距離/m =50km/h是的制動距離/m 轎車 微 型 5.0~6.0 普 通 級 5.5~6.5 續(xù)表2-7 汽車制動距離統(tǒng)計范圍 車型 =30km/h是的制動距離/m =50km/h是的制動距離/m 轎車 中 級 5.5~6.0 中高級、高級 5.2~8.0 14~19 載貨汽車 微 型 5.0~6.0 輕 型 5.5~7.0 15~19 中 型 6.5~8.0 重 型 7.5~11.0 2.3 沙灘車車身形式 車身選擇的是承載式車身（Monocoque）載式車身（一體式車架）在上世紀40年代末50年代初開始出現(xiàn)，所謂的一體式車架，就是車體結(jié)構(gòu)由折疊的槽化鋼梁和壓制的板金件焊接結(jié)合為一個整體剛性的車殼，鈑金件也一同承載車體結(jié)構(gòu)負荷。目前的轎車和城市SUV都是采用這種車身結(jié)構(gòu)，只有商用車和少數(shù)硬派越野車還在使用梯形車架。承載式車身就是整個車身為一體，懸掛直接聯(lián)在車身上。汽車沒有剛性車架，只是加強了車頭、側(cè)圍、車尾、底板等部位，發(fā)動機、前后懸架、傳動系統(tǒng)的一部分等總成部件裝配在車身上設計要求的位置，車身負載通過懸架裝置傳給車輪。承載式車身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負荷力的作用。一體式車架本來就比梯形車架在重量方面大大下降，并由于越來越厲害的能源危機和越來越嚴格的排放定，汽車的重量一直是設計師最關心的問題之一，所以一體式車架也越做越輕，而在車架重量越來越低的同時，其剛性卻在不斷提高。這一方面得益于車架結(jié)構(gòu)的設計越來越合理，另一方面也是因為高強度鋼材的應用。同為鋼材，強度卻有高低之分，同樣是鋼材，但含碳的成分，合金的成分或者制造、熱處理的方式不一樣，其承載負荷強度就會有很大的差異。比如中強度低合金鋼（Medium-strength low-alloy steel MSLA）在熔化過程中加入了磷和錳合金成分，常被用作車體的外殼；而高強度低合金鋼（High-strength low-alloy steel HSLA）則摻入了稀有金屬鈦和鈮，強度可以達到中強度低合金鋼的兩倍，另外，加工的方式不同也會導致鋼材在成型過程中出現(xiàn)強度的變化，比如以高水壓壓制的鋼材在強度上就要優(yōu)于高重量壓模機壓制的鋼材⑨。 鋼材，其主要成分還是鐵，強度可以增加幾倍，但密度卻是基本相同，只要體積相同，重量也基本相同，所以采用高強度的鋼料，即使更細、更薄的結(jié)構(gòu)也能達到相同的強度，這樣也可以減低一些重量。還有的方法就是使用鋁制的一體式車架，可以大大減低車架的重量。 2.4 本章小結(jié) 本章是沙灘車的初步設計的總體設計思路，包括：沙灘車形式的選擇、沙灘車主要參數(shù)的選擇和車身的選擇，而在沙灘車主要參數(shù)中包括尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、汽車性能參數(shù)。在對每個參數(shù)進行初步的選定和安排。 第3章 沙灘車的整體選配 3.1沙灘車車動力裝置參數(shù)的選定 3.1.1發(fā)動機參數(shù)的確定 發(fā)動機的主要性能指標是指：發(fā)動機最大功率以及對應發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；發(fā)動機的最大扭矩以及對應的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；這也是發(fā)動機選擇的重要依據(jù)。 （一） 發(fā)動機最大功率以及對應的轉(zhuǎn)速 根據(jù)所需要的最高車速(km/h)，用下式估算發(fā)動機最大功率： (3-1) 式中：——最大功率， ——傳動系效率，對單級減速4×2 的汽車可取為0.9 ——汽車的總質(zhì)量， g——重力加速度， f—— 汽車滾動阻力系數(shù)，對乘用車 對 貨車取0.012，礦用車取0.025。 ——汽車設計最高車速 ——空氣阻力系數(shù)，乘用車取0.31~ 0.35，貨車取0.80~1.00，客車 取0.60~0.70。 A——汽車正面投影面積，轎車, 為前輪距，為汽車總高，單位為 =30 最大功率轉(zhuǎn)速的范圍如下：汽油機的在3000～7000r/min，因轎車最高值多在4000r/min以上，輕型貨車的值在4000～5000r/min之間，中型貨車更低些。柴油機的值在1800～4000r/min之間，轎車和輕型貨車用高速柴油機，取在3200～4000r/min之間，重型貨車用柴油機的值取得低①。 最高轉(zhuǎn)速取3000～4000r/min （二） 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩及相應轉(zhuǎn)速 （3-2） 13 式中：——發(fā)動機最大扭矩， ——發(fā)動機扭矩適應系數(shù)，可參考 同級發(fā)動機的試驗值選取，一 般取1.1~1.3 ——發(fā)動機最大功率， ——發(fā)動機最大功率對應的轉(zhuǎn)速， 要求n p 和 tp之間有一定差值，如果它們很接近，將導致直接檔的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速偏高。因此，要求在1.4~2.0之間選取。 3.1.2 發(fā)動機型號的確定 車輛性能的好壞，發(fā)動機起著決定性的作用，發(fā)動機對汽車來說就像心臟一樣重要，所以很多設計者在選擇車型的時候首先都要看使用的發(fā)動機性能如何。近些年國內(nèi)市場上的新車層出不窮，而市場上也出現(xiàn)了很多不同車型使用同一款發(fā)動機的現(xiàn)象，而沙灘車本身行駛路況的限制，和車身布置要求對發(fā)動機的選擇尤為的看重，所以，通過發(fā)動機重要參數(shù)的選擇與計算最后將的發(fā)動機確定為雅馬哈型號名稱 MZ175 MZ175R，本型號發(fā)動機滿足沙灘車的行駛要求可以應用于本設計的需要，數(shù)據(jù)如表3-1： 表3-1發(fā)動機參數(shù) 通用發(fā)動機MZ125R 類型 4沖程，OHV,風冷式汽油發(fā)動機 排量 123cc 最大輸出 2.9kw （4.0ps）/2.000rpm 額定輸出 2.2kw （3.0ps）/1.800rpm 最大轉(zhuǎn)矩 15.3Nm/1.250rpm 耗油量 299g/kmh (220g/psh) 潤滑油量 0.6L 燃油 汽油 燃油箱容量 4.5L 點火系統(tǒng) T.C.I 火花塞 NGK BPR4ES 凈重 16.5kg 尺寸（長寬高） 315352370（mm） 3.2沙灘車制動的選定 3.2.1 制動器結(jié)構(gòu)形式的確定 盤式制動器將逐步取代鼓式制動器，主要是由于盤式制動器和鼓式制動器的優(yōu)缺點決定的。 盤式制動器在液力助力下制動力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動表現(xiàn)，其制動效能遠高于鼓式制動器，而且空氣直接通過盤式制動盤，故盤式制動器的散熱性很好。但是盤式制動器結(jié)構(gòu)相對于鼓式制動器來說比較復雜，對制動鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價高于鼓式制動器。 　 相對于盤式制動器來說，鼓式制動器的制動效能和散熱性都要差許多，鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，在不同路面上制動力變化很大，不易于掌控。而且由于散熱性不好，鼓式制動器存在熱衰退現(xiàn)象。當然，鼓式制動器也并非一無是處，它便宜，而且符合傳統(tǒng)設計。 高速行駛的轎車，由于頻繁使用制動，制動器的摩擦將會產(chǎn)生大量的熱，使制動器溫度急劇上升，這些熱如果不能很好地散出，就會大大影響制動性能，出現(xiàn)所謂的制動效能熱衰退現(xiàn)象，這可不是鬧著玩的，制動器直接關乎生命④。僅從這一點上，您就應該理解為什么盤式制動器會逐步取代鼓式制動器了吧。目前，在中高級轎車上前后輪都已經(jīng)采用盤式制動器。 盤式制動器，制動效能沒有鼓式制動器大，但其穩(wěn)定性好，高強度制動時，摩擦材料的摩擦因數(shù)誰有下降，但對制動效能的影響?、?。同時盤式制動器和鼓式制動器相比，反映時間短且不會因為熱膨脹而增加增加制動間隙，所以，本設計采用盤式制動器。 3.2.2 盤式制動器主要參數(shù)的選定 制動盤直徑D應盡量取大些，這樣，制動盤的有效半徑增大，可以減小制動鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度⑤。通常D=0.70～0.79Dr，本車總質(zhì)量不大于2噸，取上限，即 （3-1） =260mm 制動盤厚度h制動盤厚度對制動盤的質(zhì)量和溫升有影響。為使質(zhì)量小些，厚度不宜太大，為了減少溫升，厚度又不宜過小。因此，參考同類型車，取為20mm,通風式，增大散熱。 摩擦襯塊外半徑R2和內(nèi)半徑R1參考同類車型，選取摩擦襯塊的內(nèi)外半徑分別為：mm ，mm 平均半徑為: (3-2) 有效半徑為: (3-3) =126.66 令 (3-4) 則有 (3-5) 選取半徑滿足式＞ ＞0.65 滿足要求即m值小于0.65。 摩擦襯塊工作面積A 在確定盤式制動器制動襯塊的工作面積時，根據(jù)制動襯快單位面積占有的汽車質(zhì)量，推薦在1.6～3.5kg/cm2。,⑤ A =120cm2。 3.2.3 制動器型號的確定 通過參數(shù)選擇制動器型號為產(chǎn)品型號：TYO3T--豪邁125 數(shù)據(jù)如下： 制動缸安裝位置：左側(cè) 油缸直徑(mm):Ф30 油泵直徑(mm):Ф12.7 油杯式樣:整體式 聯(lián)板安裝孔距(mm):103 油管長度(mm):945 制動力(N):3000 制動盤 厚度(mm):20 外徑(mm):Ф260 安裝孔徑(mm):3-Ф10.5 裝配孔距(mm):Ф60 底、面平行高度(mm):3.75 制動有效半徑(mm):126 3.3 沙灘車轉(zhuǎn)向系的選定 3.3.1轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)選定 轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關系。 機械轉(zhuǎn)向系依靠駕駛員的手力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，經(jīng)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。有些汽車還裝有防傷機構(gòu)和轉(zhuǎn)向減振器。采用動力轉(zhuǎn)向的汽車還裝有動力系統(tǒng)，并借助此系統(tǒng)來減輕駕駛員的手力。 正確設計轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)，可以使第一項要求得到保證。轉(zhuǎn)向系中設置有轉(zhuǎn)向減振器時，能夠防止轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生自振，同時又能使傳到轉(zhuǎn)向盤上的反沖力明顯降低。為了使汽車具有良好的機動性能，必須使轉(zhuǎn)向輪有盡可能大的轉(zhuǎn)角，并要達到按前外輪車輪軌跡計算，其最小轉(zhuǎn)彎半徑能達到汽車軸距的2～2.5倍⑧。通常用轉(zhuǎn)向時駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動圈數(shù)多少兩項指標來評價操縱輕便性。沒有裝置動力轉(zhuǎn)向的轎車，在行駛中轉(zhuǎn)向，此力應為50～100N；有動力轉(zhuǎn)向時，此力在20～50N⑦。當貨車從直線行駛狀態(tài)，以 10km/h速度在柏油或水泥的水平路段上轉(zhuǎn)入沿半徑為12m的圓周行駛，且路面干燥，若轉(zhuǎn)向系內(nèi)沒有裝動力轉(zhuǎn)向器，上述切向力不得超過250N；有動力轉(zhuǎn)向器時，不得超過120N。轎車轉(zhuǎn)向盤從中間位置轉(zhuǎn)到每一端的圈數(shù)不得超過2.0圈，貨車則要求不超過3.0圈⑥。 近年來，電動、電控動力轉(zhuǎn)向器已得到較快發(fā)展，不久的將來可以轉(zhuǎn)入商品裝車使用。電控動力轉(zhuǎn)向可以實現(xiàn)在各種行駛條件下轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的力都輕便。 1、 轉(zhuǎn)向系的效率 轉(zhuǎn)向系的效率由轉(zhuǎn)向器的效率和轉(zhuǎn)向操縱及傳動機構(gòu)的效率決定，即 （3-1） 轉(zhuǎn)向器的效率又有正效率和之分。轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出的功率（）與轉(zhuǎn)向軸輸入功率之比，稱為轉(zhuǎn)向器的正效率： （3-2） 轉(zhuǎn)向系的剛度 轉(zhuǎn)向系的各零、部件尤其是一些桿件均具有一定的彈性，這就使得轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角要小，這樣就會有不足轉(zhuǎn)向的趨勢。轉(zhuǎn)向系剛度對輪胎的側(cè)偏剛度影響也很大。如果令為不考慮轉(zhuǎn)向系剛度時的輪胎側(cè)偏剛度，而為考慮轉(zhuǎn)向系剛度時的輪胎側(cè)偏剛度（稱為等價剛度），則有以下關系⑦： （3-3） 式中——整個轉(zhuǎn)向系的剛度； ——拖后距（后傾拖距與輪胎拖距之和）； 由上式可見：當值很大時，≈，即前輪的側(cè)偏剛度近似為，且＜。后者表明：轉(zhuǎn)向系剛度不足 轉(zhuǎn)向盤從一個極端位置轉(zhuǎn)到另一個極端位置時所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)稱為轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動圈數(shù)。它與轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)向系的角傳動比有關，并影響轉(zhuǎn)向的操縱輕便性和靈敏性。轎車轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動圈數(shù)較少，一般約在3.6圈以內(nèi)；貨車一般不宜超過6圈⑨。 3.3.2 轉(zhuǎn)向系型號的確定 根據(jù)主要參數(shù)選定的轉(zhuǎn)向系型號為表3-2: 表3-2選定轉(zhuǎn)向系型號參數(shù) 產(chǎn)品型號 前橋負荷 傳動比 搖擺擺角 總?cè)?shù) 輸入扭矩 輸入力矩 dl-dp5 0.5-0.6T 23.27 45 5.82 3-4 1500 3.4本章小結(jié) 本章是對沙灘車個主要部件的選配，選配思路是通過對每個部件的基本參數(shù)計算后得出對沙灘車最為理想的數(shù)據(jù)，在根據(jù)市場已存在的零部件進行選配最終選配發(fā)動機確定為雅馬哈型號名稱 MZ175 MZ175R，制動器型號為產(chǎn)品型號TYO3T--豪邁125，轉(zhuǎn)向系產(chǎn)品型號dl-dp5。 第4章 輪胎的選擇 4.1 輪胎基本參數(shù)的確定 輪胎結(jié)構(gòu)設計的第一步是確定所設計的輪胎的規(guī)格，在根據(jù)其用途確定其荷載能力。11.00R20-16PR這種規(guī)格輪胎在國際中和TRA及ETRTO中均有16層級的設計標準。其參數(shù)的選取參照國際標選取。輪胎外輪廓設計依據(jù)“薄膜-網(wǎng)絡”理論及“自然平衡輪廓曲線”來設計，而負荷能力則根據(jù)同規(guī)格TRA的要求來進行設計。下面給出國際（GB3487-89）中5平底寬輪輞的參數(shù)圖和標準中11.00R20型號輪胎輪廓的基本參數(shù)⑩。 4.2 輪胎負荷能力的計算 11.00R20--16PR為非制載重子午線輪胎，根據(jù)美國TRA工程手冊載重汽車輪胎篇中推薦的計算公式，單胎計算公式為： Q=K×0.425×(P-15)0.585×B0.6251.39×（dr+B0.625） （4-1） 當用公制計算時需乘以公制換算系數(shù)0.231，此時 Q=K×0.231×0.425×(P-15)0.585×B0.6251.39×（dr+B0.625） 式中：Q——負荷， kg； K——負荷系數(shù)。 依據(jù)TRA-2006:K=1.30 P——充氣壓，kgf/cm2 依據(jù)TRA-2006:11.00R20—16PR的單胎最大充氣壓力為：810（kpa）=8.1kgf/cm2 Dr——輪輞直徑，cm 11.00R20——16PR 規(guī)格輪胎的 Dr=20×2.54=50.8cm B0.625——在62.5%輪輞上的斷面寬度，cm B0.625=B′×180′-sin-1（CR/B′）/141.3 式中：CR——設計輪輞寬度cm：可知C=20.3cm B′——設計輪輞上的輪胎斷面寬度（充氣斷面寬）cm 依據(jù)GB9744-88:B=29.3cm 則：B0.625=29.3×180′-sin-1（20.3/29.3）/141.3 （4-2） =28.23cm 即負荷能力：Q=K×0.231×0.425×（P-15）0.585×B0.6251.39×（dr+B0.625） （4-3） =1.30×0.231×0.425×(8.1-15×0.07032)0.058×28.231.39×50.8+28.23） =3282.78kg 單胎負荷：3282.78kg大于GB標準3270kg，滿足要求 雙胎負荷：為單胎負荷的91%（單胎負荷為2180kg以上） 即：3282.78×0.91=2987.33kg 表4-2 各標準相關參數(shù) 4.3輪胎外輪廓斷面形狀設計 4.3.1外直徑D與斷面寬B的確定 由于子午線輪胎冠部有周向不易伸張的帶束曾箍緊著胎體的特點，所以充氣厚輪胎的外直徑膨脹率要比斜交胎小得多。一般充氣后外直徑變化甚小，大致增加1-2mm，有時不膨大還略減小。因此模型斷面輪廓外直徑的取值可與標準規(guī)定的新臺外直徑相等或稍微小一點⑩。 則： D′=1085mm D′/D=1 D=1085mm B′=293mm B′/B=1.01 B=290.1=290mm 4.3.2 胎圈著合直徑d的確定 為滿足輪胎與輪輞緊密的著合及拆裝方便的需要GB中8.00in輪輞的標定直徑為20in（508mm），取輪胎著合直徑為：d=508mm 4.3.3 斷面高H與斷面水平軸H1和H2的確定 由公式：H=（D-d）/2=1085-508/2=288.5mm 子午線輪胎斷面最寬點半徑的位置要比斜交輪胎的高，希望能使輪胎的變形落在水平軸以上，帶束層點以下的上胎側(cè)高（H2）區(qū)域之內(nèi)，并減小下胎側(cè)高（H1）區(qū)域的應力和胎圈的應力，由于子午線輪胎胎體簾線呈向排列，其鋼絲圈承受力要比斜交胎的大，容易造成子口破裂，故斷面最寬點半徑要取得高一些來減輕所承受的力，一般取H1/H2>1，載重子午線輪胎最高取值可達1.4⑩。本規(guī)格根據(jù)2005年各公司輪胎的測量值取H1/H2=1.1。 則：H2=H/2.1=288.5/2.1=137.38=137.5mm H1=H-H2=288.5-137.5=151mm 4.3.4斷面最寬點半徑rm的確定 輪胎斷面最寬點位輪胎變形量最大的點，其值的大小直接影響輪胎的使用。 其計算公式為： ?Rm=R-H2=542.5-151=391.5mm （4-4） 式中：R—輪胎外半徑=D/2=542.5mm 4.3.5胎圈著合寬度C的確定 近20年來子午線輪胎朝著扁平化方向發(fā)展，扁平比由80系列逐步降低到20系列，斷面子午線胎的斷面高很矮，導致胎側(cè)剛性的增大，為了提高胎側(cè)的柔軟性，將子口寬度C設計超過輪輞寬度CR。當安裝在比子口寬度窄的輪輞上，充氣后使胎側(cè)彎曲并易變形，從而降低了過高的剛性，回復其胎側(cè)應有的彈性，因此改善了，輪胎的乘坐舒適性，子口寬度C的選取可參考輪輞寬度與斷面的比值和子口的寬度與輪輞寬度之間的差值來確定，但其差值一般不宜太大，約0.5in(12.7mm)不超過1.0in（25.4）。標準輪輞寬度為8.0in，本設計值取8.5in（215.9mm），取真是為C=216mm。 4.3.6 行駛面寬度b與弧度高h和h‘的確定 子午線輪胎行駛面弧度的選取，主要與輪胎扁平比和帶花束層剛性有關。行駛面弧度半徑R1的確定是直接與行駛面寬度（b）和行駛面弧度高（h）有關。為確定ｂ和ｈ兩個參數(shù)應考慮帶束層寬度（Ｂｗ）與行駛面寬度、行駛面弧度高和斷面高、行駛面寬度和斷面寬度之比值及胎體簾線類型等方面的影響因素。 行駛面弧度高（ｈ）與斷面高（Ｈ）之比值，為保證輪胎與路面在行駛面寬度范圍內(nèi)有最大的接地面積，一般ｈ/Ｈ取0.03-0.05為宜，行駛面寬（b）與斷面寬（B）之比值，對70.80系列及其以上規(guī)格輪胎的b/B一般取0.7-0.85為宜。根據(jù)2005佳通對各輪胎廠的測量值選?。篵/B=0.73 B=290mm 則b=290×0.73=211.7=212mm h/H=0.035 H=288.5mm 則h-288.5×0.035=10.1=10.0mm h‘=0.6h=0.6×10.0=6.0mm （根據(jù)作圖當h′=0.6h時，Ru和Ru′的切點位置較合適） 4.3.7外輪廓弧度的計算 （1）胎冠弧Ru及Ru′的確定 11.00R20規(guī)格輪胎行駛面b較寬，用一般弧則行駛面太尖，接地面積小，耐磨性差，而且會使帶束層彎曲，所以適合用兩個弧度半徑Ru和Ru Ru=b2/8h′+h′/2=2122/8×10－0.6+10×0.6/2=939.33mm（4-5） Ru′一般為25-40%Ru根據(jù)確定： Ru′=0.30×Ru=0.30×939.33=281.80mm （2）胎側(cè)上弧半徑R1的確定 R1=（H2-h）2+1/4（B-b）2- L2/B-b （4-6） L——胎肩切線長度H2/2=137.5/2=68..75mm 即：R1=（137.5-10）2-68.752/290-212=167.32mm 上胎側(cè)與胎面連接用半徑為150mm的反弧連接，這樣可以減少胎肩厚度。