城市公交車設計說明書

1、yd6100gh城市公交車乘客區(qū)數字化設計專 業(yè)：機械設計制造及其自動化（汽車工程）學 生：陸海英指 導 教 師：陳靖芯完 成 日 期：2006-6-7揚州大學機械工程學院iv中文摘要隨著城市的不斷發(fā)展，城市人口的不斷增多，作為城市交通運輸工具的城市公交車發(fā)揮著越來越重要的作用。城市公交車作為主要的交通工具，既要考慮乘客乘坐的舒適性，又要考慮與市容相協調，起到美化城市的作用，所以城市公交車的車身設計起著舉足輕重的作用?；赾atia三維軟件對車身進行數字化設計是車身設計的關鍵，包括：乘客區(qū)地板總布置、座椅、內蒙皮的數字化設計；為體現人性化設計而對乘客區(qū)的座椅、座椅空間、扶手等進行人機工程分析；

2、還要考慮零部件設計的可行性，對零部件和總體布置進行虛擬裝配。在掌握工程應用軟件catia的使用方法的基礎上了解車身造型方法設計、虛擬裝配和人機工程分析的基本原理和方法。本次的設計工作中，通過查閱國內外相關資料，到各個汽車制造廠進行參觀實習并進行實體測量，先擬定設計內容的基本形式、材料、顏色和應具備的功能，然后確定涉及到的各項數據，使用catia三維造型軟件進行數字化設計、虛擬裝配、人機工程分析，最后擬定一份設計說明書。其中座椅的三維造型設計較能體現造型設計理念和catia的曲面造型功能。關鍵詞：城市公交車，數字化設計，乘客區(qū)，椅，人機工程abstractwith the continuous

3、development of cities and urban population increasing, as urban transport vehicles are playing a more and more important role. urban public transport vehicles as a major means of transport should consider the comfort of passengers aboard, but also consider the coordination with the feature of the ci

4、ties and play the role of beautifying the cities. based on catia 3d design software the digital design is a key of body design, including : the total floor area layout, seating, inner mongolia skin digital design; to demonstrate the design humanization of passengers district seats, seating space, su

5、ch as handrails for computer engineering analysis; also consider the feasibility of the design components, and the overall layout of the components for virtual assembly. master works in the use of catia software applications on the basis of body shape design methods, virtual assembly and analysis of

6、 both the basic principles and methods of work. during this design, through access to relevant information , visiting the car factories, and entities measurements, develop the basic design elements of form, materials, colour and the function of identifying.and then involve the data, the use of catia

7、 3d modelling software for digital design, virtual assembly, computer engineering analysis, finalize a design specification. the toroidal catia design ideas and shape functions can be well reflected in the 3d shape design of the seats.keyword: bus, digital design, passengers district, chair, compute

8、r engineering analysis目 錄中文摘要abstract第一章 引言11.1城市公交車的國內外發(fā)展11.2課題的來源及意義21.2.1 課題的來源21.2.2課題的意義31.3課題的設計內容31.4本章小結3第二章 yd6100h城市公交車乘客區(qū)地板總布置設計42.1概述42.1.1地板的結構和形式42.1.2地板的材料52.1.3客車地板常用的輔料62.1.4裝飾性壓條62.2 地板的隔音、減振、密封以及隔熱72.3地板的計算82.3.1地板的類型及其特點82.3.2地板的強度計算82.4基于catia環(huán)境下的地板總布置設計102.4.1地板的總布置102.4.2地板的參數

9、確定102.4.3地板的數字化設計122.5本章小結16第三章 yd6100h城市公交車乘客區(qū)座椅設計173.1概述173.2座椅的選擇183.3基于catia環(huán)境下的座椅設計183.3.1座椅的基本參數183.3.2座椅的數字化設計193.3.3座椅肘靠的數字化設計213.3.4座椅支架的數字化設計213.5扶手設計233.6本章小結24第四章 yd6100h城市公交車乘客區(qū)內蒙皮的設計254.1概述254.2內蒙皮色調的選擇254.3內蒙皮材料的選擇264.4內蒙皮的結構設計264.5基于catia環(huán)境下的內蒙皮數字化設計274.6本章小結28第五章 裝配集成295.1概述295.2基于c

10、atia環(huán)境進行虛擬裝配295.2.1座椅與骨架的虛擬裝配295.2.2地板總布置與座椅、扶手的虛擬裝配305.2.3內蒙皮的虛擬裝配315.2.4總裝315.3本章小結31第六章 人機工程分析326.1概述326.2基于catia環(huán)境下的人機工程分析326.3本章小節(jié)34第七章 工作總結與展望357.1工作總結357.2工作展望35致 謝37參 考 文 獻38附 錄39陸海英 yd6100h城市公交車乘客區(qū)數字化設計第一章 引言1.1城市公交車的國內外發(fā)展北美國際車展，世界汽車巨頭展示了3大方向1：（1）動力改進：高效、節(jié)能、環(huán)保，主導技術：直噴、變缸、混合動力、氫動力；（2）整車改進：減輕

11、重量、增大空間，主導技術：線傳操控、伺服電機；（3）操控改進：拒絕孤獨、快樂駕駛，主導技術：信息、通訊、數碼電子。在未來，汽車將經歷從“機械時代”向“電氣時代”的國度與轉型，汽車構成的dna將會改變。這其中，包含了兩個最為突出的發(fā)展方向：一個是與節(jié)能、環(huán)保緊密關聯的動力科技的革新，另一個則是汽車電子化的趨勢。這將是今后汽車科技、汽車產業(yè)發(fā)展與競爭的主要內容。在會上，令人影響深刻的技術和變化：電池的變化，12v鉛酸電池到42v鎳氫電池，以應付汽車電子化負荷的增長；在液壓減震器中加入磁粉，通電后可改變磁粉的排列順序，瞬間改變汽車減震性能。面對新世紀，我國城市公交車產品型譜日臻完善，公交客車“環(huán)保化

12、、高檔化、大型化、低底板化”2已由前幾年的口號變?yōu)榻裉斓默F實。（1）大容量發(fā)動機后置低地板城市客車。（2）雙燃料或單一燃料綠色環(huán)保城市客車。（3）電動城市客車。（4）中、輕型城市客車。（5）豪華超低地板城市客車和雙層城市公交。根據城市公交車的主導車型，對現有的公交車進行具體改進，措施如下：在整車造型方面，保留公交車前后照面，寬大、小圓弧過渡的方型造型風格，使視窗開闊，采光面大，又能增加乘客乘車時的視野。在外蒙皮采用漲拉技術，烤漆工藝，大側窗玻璃，采用幕墻式玻璃粘貼技術，還考慮到了城市公交車的廣告宣傳功能，采用車身板塊化設計。內外裝飾方面，盡可能為乘客提供一種寬闊、溫馨、和諧的乘車環(huán)境，使車廂內

13、飾，包括內蒙皮、座椅、扶手等簡潔明快，色調活潑，另外，空調公交車在不斷增加，在乘務服務電子化方面，gps衛(wèi)星定位調度系統(tǒng)、電子路牌、電子自動報站系統(tǒng)、電子發(fā)車牌、電腦語音報站器。cd、vcd系統(tǒng)也正在被推廣使用。低底板公交車已經進入了實際應用階段，超低底板公交車通過采用公交車專用底盤，大幅度降低公交車底板高度，使第一級踏板高度只有200mm，車內沒有臺階，這樣，大大方便了乘客上車，尤其為老人、婦幼的安全、快捷、舒適上車提供了方便，在與城市公基礎設施相配合，可使嬰兒推車甚至是輪椅車都能方便地上下車，這充分體現了城市公交車以人為本的人性化設計理念。1.2課題的來源及意義1.2.1 課題的來源20世

14、紀我國城市客車生產集中度高，行業(yè)競爭不太激烈，城市化進程不快，加上城市客運屬于城建系統(tǒng)，是公用服務形事業(yè)，缺乏市場意識，又有地方政府的扶持，因而企業(yè)不太注重技術方面的投入，產品更新換代周期長，技術水平落后。20世紀90年代中期后，由于國外大量的客車企業(yè)看好我國巨大的客運市場而紛紛涌入，開始對華輸出客車生產技術，我國的公路客車水平得到空前發(fā)展，伴隨著高速公路如飛猛進的建設，公路客車市場競爭已進入激烈狀態(tài)。近年來，我國城市化進程大大加快，到2010年，我國城市化水平將由目前的30.4%提高到45%，城鎮(zhèn)人口將由4.4億增長到6.28億，而城市客車在城市發(fā)展過程中起著舉足輕重的地位，它是一個城市交通

15、發(fā)展的縮影。人民日報曾開展了“明天我們怎樣出行”的討論，結果公眾提出的第一途徑，就是公共汽車應成為城市交通的大動脈。與其他出行方式相比，公交客車更能發(fā)揮快捷、方便、安全、集中、效率高、道路占用率低、耗能低廉的優(yōu)勢，是有效解決城市交通擁堵問題的最好方式。因此，對城市公交車的設計很有必要。1.2.2課題的意義客車車身作為汽車三大總成之一，在整車開發(fā)中占有重要的地位，是整車開發(fā)的關鍵環(huán)節(jié)，本課題結合yd6100gh城市公交車的開發(fā)項目，對乘客區(qū)內飾乘客區(qū)內蒙皮、地板總布置設計、乘客區(qū)座椅設計等等在catia環(huán)境下進行數字化設計和虛擬裝配，并對駕駛室進行人機工程分析，使學生在掌握工程應用軟件catia

16、的使用方法的基礎上了解車身造型方法設計、虛擬裝配和人機工程分析的基本原理和方法，綜合運用本專業(yè)所學的專業(yè)基礎理論和專業(yè)知識分析和解決車身設計中的問題，進一步培養(yǎng)學生理論聯系實際獨立分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的工程設計能力。1.3課題的設計內容（1）內蒙皮、地板的設計，即內護板、地板、地板革和封條的材料、顏色、型式以及布置進行具體設計；（2）座椅的設計，即座椅的材料、顏色、型式、尺寸、布置進行具體設計；（3）乘客區(qū)人機工程分析，即根據人機工程對乘客區(qū)的人性化進行具體分析；（4）畢業(yè)設計說明書一份；（5）生成圖紙：地板設計圖紙一張，座椅設計圖紙一張，內蒙皮裝配圖紙一張，乘客區(qū)布置圖紙一張，

17、人機工程分析圖紙一張。 1.4本章小結通過對國內外城市公交車發(fā)展概況的了解，我意識到了國內外發(fā)展的差距，對于本次的設計課題有了一定了解，并對設計工作作了大概的計劃與安排。第二章 yd6100h城市公交車乘客區(qū)地板總布置設計2.1概述地板是客車車身內地板的板件，是重要的承載面，同時也是隔斷發(fā)動機、傳動系、行走系所產生噪聲的主要界面。因此，客車地板在結構上既要保證強度，又要有隔音、降噪、隔熱、密封的功能，以提高客車的乘坐舒適性。地板總布置包括地板、地板革、壓條的結構、材料、顏色、布置的形式等幾個方面2.1.1地板的結構和形式根據各種車輛對地板平面高度的要求不同，地板有高地板結構和平地板結構兩種。（

18、一）高地板結構高地板是將乘客區(qū)分為通道區(qū)和座椅安裝區(qū)兩塊。安裝座椅處的高度高出通道地板高度，但兩者高度差270mm。這種高低地板的優(yōu)點是：既能滿足通道高度（地板平面到頂棚的距離18001900mm），又開闊了乘客視野，提高乘坐舒適性，同時消除座椅處的輪罩拱凸包，有利于座椅布置和行李艙的體積，這種結構在長途客車和旅游客車上采用較多。（二）平地板結構平地板結構是將乘客區(qū)地板設計成同一水平高度。因為平地板的地板面到頂棚的高度18001900mm，故平地板的整個地板面高度較低，適用于城市客車、市郊大客車、中巴客車及其他特種車輛。長途臥鋪客車也多采用平地板結構。本次設計的城市公交車是發(fā)動機后置的，所以采

19、用“劇場”式結構階梯形的地板骨架，根據骨架的形式，地板也是采用此種形式。這種結構形式，乘客視野開闊，適合城市觀光。所以根據這種結構形式，在公交車前部采用平地板結構；在公交車后部，因為有臺階和車輪罩的存在，采用高地板結構來提高乘坐舒適性，同時開闊了乘客視野。2.1.2地板的材料國內常用的地板材料有竹編膠合地板、木質膠合地板、塑料地板、原木材地板、金屬地板與減振復合板幾種。（1）竹編地板竹編地板是近年來發(fā)展起來的一種新型的地板材料，目前在國內中高檔車中應用較為廣泛。它的耐水性能較高，成本低、裝配簡單、且有一定的隔熱、減熱、減噪的作用，但竹編地板的材質較硬，自重較大。（2）木質膠合板木質膠合板的減振

20、、降噪的效果也很顯著，由于此種地板的耐水防腐性能較差，故在中低檔客車上應用較少，而多用于地板下鋪設防水密封層的高檔客車上。木質膠合板材質輕，易加工，接縫少，噪聲低，保溫性能好。（3）塑料地板塑料地板具有成本低、易清理、防滑、無需再鋪設地板革等優(yōu)點，但塑料地板在使用過程中發(fā)現有易老化、脆性大、強度差、接縫多的缺點，特別是裝配座椅腳的部位，一般都有變形，影響地板的密封防塵。目前在中低檔客車上多采用塑料地板。（4）原木材地板原木材地板的接逢太多，易受木材材質、干濕度的影響，變性大，收縮后接縫間隙大，密封性能差，近年來，這種地板在客車上應用不廣泛。（5）金屬地板金屬地板的接縫少，密封性能較好，但噪聲大

21、，保溫性能差，防振性能差。金屬地板一般多用于特種車輛：如客貨兩用車、工程車、銀行運款車與囚車等對乘坐舒適性要求不高，而強調堅固性的車輛上。（6）減振復合板為了降低噪聲，提高客車的乘坐舒適性，開發(fā)了一種減振復合板用于客車上?？蛙囉玫臏p振復合板有兩種形式：（1）：在振動地板表面貼上減振材料的雙層結構，它是借助減振材料的伸縮變形來吸收振動能量的(以下簡稱dl結構)。（2）：在振動基板和約束層板之間夾入減振材料的夾層結構，它主要借助減振材料的剪切變形來吸收振動能量(以上簡稱sl結構)。本次課題設計的城市公交車是空調車，屬于中高檔客車，同時考慮實用性和經濟性，采用竹編地板比較合理。2.1.3客車地板常用

22、的輔料在地板上常覆蓋一層敷層材料，以改善地板耐磨、裝飾或防滑性能，常用的敷層材料有地板革、條紋地板革、耐磨性地板革、復合地板革、石英地板革幾種。（1）地板革：此材料一般用在旅游客車等裝飾性要求較高的客車上。（2）條紋地板革：此材料耐磨性較好，并且外表面帶有平行的突出條紋，可防滑，一般用在對防滑、耐磨性要求較高的公交車上。（3）耐磨性地板革：此材料除了外表面為平的外，其他均與條紋地板革相同。（4）復合地板革：此材料的裝飾性較好，且耐磨性較普通地板革高，一般用在小型客車上。（5）石英地板革：因地板革中含有耐磨的石英，故該材料具有非常高的耐磨性和防滑性能，而且還有很好的裝飾性，通常該材料應用到高檔客

23、車上。本次設計的課題是城市公交車，對防滑、耐磨性要求較高，采用條紋地板革或耐磨性地板革居多。而采用暗色的條紋地板革，比較耐臟，而且在下雨天，乘客帶上來的污水易排到條紋中，從而保持了車廂內的整潔，改善了乘坐環(huán)境。但同時會增加清潔的難度。2.1.4裝飾性壓條為了提高地板的裝飾性，延長敷層即地板革的使用壽命，在敷層的對接、轉角等處，均安裝裝飾性壓條，常用的有鐵壓條、不銹鋼壓條、鋁型材壓條三種。（1）鐵壓條：一般選用熱軋鋼板，表面噴涂一層與敷層顏色一致的油化，此壓條通常用在普通客車上。（2）不銹鋼：一般選用的材質為冷壓不銹鋼板，此壓條常用在中、高檔客車上。（3）鋁型材：此材料表面一般要進行鈍化處理，此

24、壓條通常用在高檔客車上。在公交車上，采用跟地板革顏色接近的鋁型材。通過以上的考慮，地板、地板革、壓條的結構形式、材料、顏色已基本選定。2.2 地板的隔音、減振、密封以及隔熱（1）在地板的下面需隔音處粘接一層隔音效果較好的消音層，用壓條或粘接的方法固定；（2）在兩地板對接的間隙內涂密封膠，并在地板上面鋪設敷層來隔離灰塵的侵入；（3）在地板的下表面貼阻尼板，并且壓條固定，或在地板的支撐梁上粘貼阻尼橡膠進行減振；（4）在兩地板塊對接處的支撐梁上涂地板膩子，地板與前圍、側圍、后圍的連接處涂密封膠；（5）對發(fā)動機艙和其附近的地板要進行隔熱處理，通常采用粘貼石棉布、玻璃纖維氈、鋁鉑等等，而且與隔音、降噪的

25、技術措施相結合。減振、密封措施2.3地板的計算2.3.1地板的類型及其特點根據地板的不同可分為以下三種主要類型。（1）由一種較軟、較厚的材料（如木材、層壓板）制成。（2）具有加強梁的金屬材料（鋼材或硬鋁板）（3）較厚的多層輕質填充料與兩塊（有時為一塊）薄金屬粘接在一起這些地板在結構、工藝和計算等方面都有各自的特點。各種結構的地板單位面積質量（kg/m2）都可以準確地予以區(qū)分。 為了較好地確定地板結構的效率，可利用在相同載荷作用下產生最大繞度時的地板1m2 的質量作為評價指標。2.3.2地板的強度計算現以上述幾種不同結構地板的任意片斷作為例子加以闡述。為便于比較，在每一種場合下，均以相同載荷均布

26、在地板的整個面積上以及地板具有相同的撓度和支撐特征（所有類型的地板四周均假設為自由支撐）。在實際結構中，地板系與支撐構件剛性相連，但考慮到裝置地板的剛性往往不足以保證其完全的固定，為簡化計算，假設自由支撐地板在不超過強度極限的情況下也能滿足要求。固定支撐地板的最大撓度不應超過長邊的1/800，而自由支撐地板的最大撓度不宜超過長邊的1/500。取城市公交車一段的尺寸為1200mm×2360mm，如圖所示，其中1200mm為公交車地板下二橫梁的距離，2360mm為允許的地板寬度（整車總寬為2440mm）。設1m2站立乘客8人（每人質量70kg），取動載荷系數nd1.8，則該段地板上相應的

27、均布載荷為：q=8×700×1.810800n/m21n/cm3yd6100h的地板采用整塊的竹編膠合板，設地板系自由支撐，取地板的泊松比=0，e104mpa(=106n/cm2)，當w=0.5時，按公式（2-1） wmax= （2-1）和公式（2-2） wmax= （2-2）得：t= 1/3= 1/3cm= 52.041/3cm=3.73cm從工藝和輕量化的角度來看，此厚度顯然過大。因此，可在地板下面增設兩根相距800mm的加強梁如圖中虛線所示，這樣做相當于將整塊地板分成三部分，此時w=1200/500=2.4mm。從而將t減薄為t=1/3cm=2.5cm竹編膠合板地板的

28、密度r=0.8g/cm2,故單位面積質量為20kg/cm2。該段膠合板的總質量為20×（1.2×2.36）kg=56.6kg加強梁上所承受載荷為地板上的均布載荷和地板的總質量之和，即q×(1.2×2.36)+566=28386n 故一根加強梁上所受均布載荷為28386n/2=14193n，而單位長度上的均布載荷為p=14193n/120cm=118.3n/cm。由此可求得兩端固定的加強梁的抗彎慣性矩為i=12.89cm4 為此選擇加強槽形梁的截面尺寸h=40mm，b=40mm，t=1.2可以滿足給定撓度的要求。2.4基于catia環(huán)境下的地板總布置設計2

29、.4.1地板的總布置 yd6100h的地板如上文所述采用“劇場”式結構階梯形地板，在車身后部由于安裝了發(fā)動機，使得地板高度增加，臺階的高度既要考慮乘坐的舒適性，符合人機工程學，又要考慮座椅安裝的方便性，另外還要考慮對發(fā)動機的隔熱、減振、降噪的因素。同時在乘客區(qū)前部是平地板結構，而在乘客區(qū)后部是高地板結構。在車輪罩處，考慮座椅的安裝和乘客乘坐的方便性和舒適性，采用一定的過渡結構。yd6100h的地板不高，所以采用一級踏步的形式，在車身前后部連接的地方，因為臺階比較高，所以同樣采用一級踏步的形式，方便乘客的通行。yd6100h車上安排了31+1個座位，乘客區(qū)座位數為31個，根據這個要求，具體布置是

30、：兩個前車輪罩處分別布置3個座位，面對面安裝座椅。在車身前部的右邊因為有門的存在，所以安排3個座位，同向布置，而在車身前部的左邊可以安排5個座位，同樣也是同向布置。在車身后部，通道兩側均安排3排雙座位座椅。而在車身尾部，沒有通道，可以并排布置5個座位。這樣安排正好是31個座位2.4.2地板的參數確定1、yd6100h三維空間坐標系的建立（1）高度方向 沿車架縱梁上平面較長的一段所作的水平直線或沿無車架車輛的車身地板下平面較長的一段所作的水平直線作為高度方向（坐標zz軸）的坐標零線；yd6100h是屬于半承載式車架的車身，選擇兩車輪的中心連線作為高度方向的坐標零線。zz軸零線向上為正，向下為負。

31、（2）長度方向 通過車輛前輪中心，并垂直于高度方向坐標零線所作的直線作為長度方向（xx軸）的坐標零線。本車選擇的是通過車輛前輪與地面的切點，并垂直于高度方向坐標零線所作的直線作為長度方向的坐標零線。xx軸零線以車輛前進方向看向前為負，向后為正。（3）寬度方向 車輛的縱向對稱中心線作為寬度方向（y-y軸）的坐標零線。本車選用的就是該坐標。yy軸沿車輛前進的方向看，零線以左為負，以右為正。2、網格線的確定在車身平面圖的設計中，車身布置圖，外形圖以及具有復雜曲面形狀和裝配位置要求的車身零件圖，裝配圖中均應繪出坐標網格線。并使其與主圖板設計的網格線相一致。這樣能夠提高設計的精度和方便尺寸標注。由于坐標

32、網格線是尺寸的計量和標注的基準線，現多采用間距為200mm的網格線，也有間隔為500mm的。為了視圖的清楚，故本圖的網格線間距選用為500mm。但即使使用了網格線也無法單純依靠圖紙準確完整地將其表達出來，所以還必須輔之以1：1的模型。3、yd6100h的整車基本參數總 長la: 10310mm 總 寬ba: 2440mm 總 高ha: 3100mm軸 距l(xiāng): 5100mm 前 懸lf: 2260mm 后 懸lr: 2950mm前輪距b1: 2020mm 后輪距 b2: 1860mm 輪 胎 :9.00r20-14pr 以上數據均為原始數據。4、其它參數的確定根據gb13055-91規(guī)定：同方向

33、座椅坐間距：l31650mm座墊前緣至障礙物距離：l34280mm,l35300mm座墊至側圍距離：w3130mm通道寬：w33450mm高地板高：h38250mm乘客門凈寬：l37650mm（單通道門）；l37900mm（雙通道門）一級踏步高：h40400mm一級踏步深：w34300mm踏步高：h41300mm踏步深：w35200mm根據原始數據和國標規(guī)定,地板總布置中的一些數據可以確定，基本如下：前門踏步高：270mm； 前門踏步深：680mm； 前門踏步寬：925mm；后門踏步高：270mm； 后門踏步深：610mm； 后門踏步寬：1330mm；第一級臺階高：350mm；第二級臺階高：1

34、90mm；第三級臺階高：200mm；第四級臺階高：220mm；第五級臺階高：450mm；第一級臺階上踏步高：150mm、深：400mm、寬：580mm；因為在第四級臺階上直接布置座椅，所以將第五級臺階設計成具有一定坡度的形式，這樣可以更好地與座椅配合。在車輪處根據車輪的尺寸布置車輪罩，設計成兩臺階形式，第一級臺階的尺寸為：1720mm*1100mm*280mm,第二級臺階底面的尺寸為1360mm*850mm*360mm，第一級臺階以x軸的零坐標平面為對稱面，而第二級臺階采用不對稱形式，一個側面做成斜面，和xy平面的夾角為105°，既考慮了座椅安裝的方便性又考慮了空間的增大和視覺的美觀

35、性，而另一側面與其不對稱的地方可做成工具箱，同時可方便座椅的安裝。根據國標，確定座椅寬為440mm，深為390mm。前輪罩上兩座椅之間的橫向間距為40mm，因為有座椅扶手的存在。而車身后部雙座位座椅中兩座椅橫向間距為20mm，以保證通道寬大于450mm。車身尾部的座椅橫向0間距也為20mm。 座椅的縱向間距也根據前后車身座位布置的不同而不同。在車身前部，座椅前三排的縱向間距為650mm，而后兩排的距離為690mm。這樣的布置達到國標要求，因為前三排座椅對稱分布，所以要一致。車身后部的三排座椅之間的縱向間距為840mm，因為是雙座位的，要考慮里座的乘客進出的方便性。以上是對地板總布置基本參數的確

36、定。接下去就可以在catia環(huán)境下進行數字化設計了。2.4.3地板的數字化設計1、在catia環(huán)境下，新建一個part，定義為地板。2、將part design轉換成generative shape design .在zx平面中建立一個草圖sketch.1，在該草圖下作階梯形直線，如圖2-1所示：圖2-1 階梯形地板3、退出草圖，在空間里使用extrude命令，將該線拉伸成面，limit1=-1180mm,limit2=1180mm。如圖2-2所示：圖2-2 階梯形地板平面4、在xy平面內作草圖sketch.2，作出車身后部的踏步形狀，即矩形框580*400mm。5、退出草圖，在空間內使用ex

37、trude命令，將矩形框沿z方向拉伸成面，limit1=620mm,limit2=470mm。6、在zx平面內建立草圖sketch.3，在草圖中作出車輪罩的形狀。7、退出草圖，使用extrude命令將車輪罩輪廓線拉伸成面，limit1=660mm,limit2=0mm。8、使用offset命令，將zx平面沿y方向偏移520mm生成plane.1，使用intersect命令在plane.1內作出車輪罩面與之的截交線intersect.1，使用split命令以plane.1為界將生成的車輪罩面進行剪切，再使用extrude命令將intersect.1沿z軸負向拉伸成面，使用split命令將該面以該

38、處地板平面為界進行剪切，同時將地板平面以車輪罩面為界進行剪切，形成車輪罩。最后使用symmetry命令將生成的剪切面以zx面為鏡面作對稱處理。9、在xy平面內建立草圖sketch.4，在草圖內作一個矩形框1330mm*610mm。退出草圖，在空間內將該矩形框拉伸成面extrude.6，limit1=270mm、limit2=0mm。在xy平面內建立草圖sketch.5，在草圖內作一個矩形框925mm*680mm；退出草圖，在空間內將該矩形框沿z方向拉伸成面extrude.7，limit1=270mm，limit2=0。10、使用split命令將地板平面分別以extrude.2、extrude.

39、6和extrude.7為界進行剪切。以extrude.2為基準，用line命令生成矩形框，然后用join命令使之成為一個整體，再用split命令將地板臺階側面以該矩形框為界進行剪切，形成臺階狀。接著，分別在三處用fill命令生成臺階面。這樣上客區(qū)、下客區(qū)和乘客區(qū)前后過渡的三個臺階面就成形了。如圖2-3所示：圖2-3 地板臺階及后輪罩的形式11、在前部地板平面內建立一個草圖sketch.6,在草圖中作一個矩形1720mm*1100mm。退出草圖，用extrude命令將該矩形沿z方向拉伸成面extrude.10，limit1=280mm，limit2=0；然后以該拉伸面為界，用split命令對地板

40、平面進行剪切，再用fill命令將該面的上端矩形填充成平行于xy平面的面fill.6。隨后在填充面內建立草圖sketch.7，在草圖中作一個矩形框1360mm*850mm，退出草圖后將該矩形框沿z方向拉伸成extrude.11，limit1=360mm，limit2=0，然后以該拉伸面為界，對fill.6進行剪切，在將拉伸面的上端矩形用fill命令進行填充，形成平行于xy平面的巨型平面fill.7 。以sketch.7中矩形的一條短邊拉伸一個平面，使之與zx平面成85°，然后進行修剪。12、使用symmetry命令將步驟11中建立的各個面以zx平面為鏡面作對稱處理，形成兩車輪罩。然后將

41、兩側的平面用split命令進行剪切。如圖2-4所示：圖2-4 前輪罩的形式13、地板平面已基本成形，然后切換到part design環(huán)境，使用thicksurface對地板的各個面進行加厚，先是加厚1mm，然后在該基礎上加厚20mm。如圖2-5所示：圖2-5 地板實體形式14、地板及地板革已經成型，接著就在該地板上進行座位的布置，如圖2-6所示：圖2-6 地板總布置以上就是地板總布置的數字化設計過程。2.5本章小結地板總布置的設計除了要根據國標進行設計，還要考慮人性化設計，同時要對地板進行強度計算，保證地板的強度，保證城市公交車的安全性，延長地板的使用壽命。對地板總布置的設計，使我對catia

42、三維造型軟件中的part design和generative shape design中工具的使用有了更進一步的了解，也更熟練了。第三章 yd6100h城市公交車乘客區(qū)座椅設計3.1概述汽車座椅用于：支撐乘客的質量：緩和和衰減由車身傳來的沖擊和振動；給駕駛員提供良好的工作條件；并為乘客創(chuàng)造舒適和安全的乘坐條件。由此可見，座椅設計的好壞，將對汽車的平順性、乘坐舒適性、安全性及操縱方便性等產生很大的影響。因此，掌握汽車座椅的特性和設計方法，是車身設計中的重要環(huán)節(jié)之一。汽車座椅的設計應滿足如下要求：（1）應該有良好的靜態(tài)特性，即：座椅的尺寸和形狀應使人體具有合適的坐姿，良好的體壓分布，觸感良好，并能

43、調整尺寸與位置，以保證乘坐穩(wěn)定、舒適，操作方便，視野良好。（2）具有良好的動態(tài)特性，以緩和與衰減由車身傳來的沖擊和振動， 保證駕駛員能較長時間工作而不感到疲勞；乘客能感到乘坐舒適愉快。（3）有足夠的結構強度、剛度和壽命，并能在發(fā)生交通事故時盡量減少乘員的受傷程度，亦即具有足夠的安全性。（4）結構緊湊，外形與色彩應美觀、大方，與車身內飾相協調，并盡可能減輕質量，降低成本，有良好的結構工藝性。汽車座椅按結構型式可分為整體式、分開式、長凳式、可調式、折疊式、可翻等數種；按乘員數可分為單人式，雙人式及多人式等；按功能可分為駕駛員座椅，乘客座椅，乘務員座椅及附加座椅等。對于不同類型的汽車，其座椅的設計要

44、求各有不同的側重。例如：高級客車的座椅當然要保證各項設計性能良好， 而城市客車則要求座椅的質量輕、結構緊湊、結實耐用、價格低廉。對于駕駛員用的工作座椅，主要應保證視野良好、操作方便、調節(jié)靈活、長時間工作不感到疲勞；而乘客座椅則以保證乘員的舒適和安全為主。3.2座椅的選擇yd6100h是城市公交車，乘客的乘坐路程一般比較短，對座椅的要求是質量輕、結構緊湊、結實耐用、價格低廉。一般采用塑料座椅比較多，能較好地達到這些要求。為了達到舒適性要求，在塑料座椅上加裝海綿座墊和海綿靠背，增加了塑料座椅的柔度，起到了減振的作用。而在顏色方面主要體現美觀、大方，與車身內飾相協調，塑料座椅正面采用乳白色，背部采用

45、天藍色，而海綿座墊和海綿靠背均采用天藍色。這樣的顏色搭配比較美觀、大方，也很明快、干凈。塑料座椅一般由椅面和骨架組成，椅面直接與人體接觸，要充分體現人性化，其曲線和角度要考慮人體h點和r點，符合人體工程學。 同時椅面要具有一定厚度，滿足強度要求。而骨架是固定在車身地板上用以支撐整個座椅和人體質量，為保證承載和安全，應具有足夠的強度和剛度。材料可用鋼管、鋁板、樹脂板、木材等。在這里，我采用鋼管。設計要求是：當座墊上垂直載荷為800n時，允許撓度<10mm；當載荷增至1200n時，允許永久變形 <5mm。當垂直靠背蒙皮作用載荷為1500n時，允許撓度<50mm；當載荷增至2000

46、n時，允許永久變形<12mm。3.3基于catia環(huán)境下的座椅設計3.3.1座椅的基本參數根據gb/t13057-91城市公交車坐椅的標準為：座椅高h1：400mm450mm； 座椅深l1：350mm； 座墊寬w1：400mm；座墊角1：3°7°； 靠背高a1：450mm； 靠背角2靠背與座墊夾角3：93°97°； 肘靠高h3：150mm200mm；根據揚州市城市公交車上座椅的實際尺寸，對座椅的基本參數進行確定：座椅深：380mm； 座椅寬：440mm； 座椅厚度：20mm；靠背與座墊的擬夾角：100°； 座椅骨架高：35mm；其它一些涉

47、及到的尺寸在作圖過程中具體問題具體分析。 3.3.2座椅的數字化設計在catia環(huán)境下，根據以上確定的參數，對座椅進行數字化設計。1、在zx平面內建立草圖sketch.1，在草圖內先作出兩條直線，長度分別為380mm和500mm，兩直線相交于坐標原點，夾角為100°。以這兩條直線為依據使用spline命令作出椅面曲線，如圖3-1所示：圖3-1 座椅曲線2、退出草圖，在空間內將zx平面分別沿y軸正向和負向平移220mm，然后分別在兩偏移面內建立草圖sketch.2和sketch.3，在草圖中將曲線進行投影并沿z方向偏移34mm，這是以現成的公交車座椅作為參考的，這樣生成的椅面就具有一定

48、弧度了，符合舒適性要求。3、將xy平面和yz平面分別沿z軸和x軸平移500mm和380mm，然后分別在該兩個平面內建立草圖，在草圖內用spline命令并參照城市公交車座椅的形狀分別作一條平緩的曲線。4、在空間內，切換到freestyle環(huán)境，使用net surface命令將步驟1、2、3中生成的曲線分別作為profiles和guides，生成曲面，如圖3-2所示:圖3-2 座椅曲平面5、分別用與步驟2中的兩平面成2°的平面將該曲面進行修剪，使之具有一定的錐度。然后將該曲面沿z軸負向拉伸成實體，厚為20mm。在椅背上打出橢圓形的通孔，使椅背上部形成椅把手，方便乘客抓握。6、用相同的方法

49、（先作曲面，后生成實體）作出座墊和靠背，它們的厚度均為10mm，布置在椅面上。然后將各個直角邊進行倒角，使之圓潤、美觀。然后設置屬性，椅面采用塑料質地，顏色為乳白色，座墊和靠背采用海面質地，顏色為藍色。而椅背的顏色也為藍色。7、在座椅一截平面內建立草圖，采用spline命令在座椅邊上作一曲線，使之成為座椅包邊，退出草圖，將之沿座椅曲線進行拉伸成面，在轉角處進行過渡，使之過渡自然圓潤。然后將之生成實體。同樣使用塑料材質，顏色為乳白色。最后在座椅底部生成兩個平臺，方便安裝座椅骨架。這樣一個椅子就成行了。具體圖形見附錄1。以上是城市公交車塑料座椅的數字化設計過程。3.3.3座椅肘靠的數字化設計在城市

50、公交車中座椅肘靠用的不多，只在前輪罩上分別布置了兩個，其余的座椅就沒有肘靠了，這樣也方便乘客的通行。 肘靠的形式要簡單，線條要順暢，與座椅的形式相協調。1、在zx平面內建立草圖，在該草圖內作出肘靠的基本形狀。如圖3-3所示： 圖3-3 座椅肘靠的基本形狀 圖3-4 座椅肘靠的實體形式2、退出草圖，將該直線拉伸成實體，厚度為5mm，添加材質為不銹鋼，顏色為深色，再在肘靠上部加裝一層海綿，這樣達到舒適度要求，顏色也為黑色。如圖3-4所示。這樣一個簡單的座椅肘靠就成型了。3.3.4座椅支架的數字化設計 座椅支架根據車身前后不同的布置，也可以設計成不同的形式。車身前部的支架設計如下：1、支架底部作一個

51、矩形實體150mm*50mm*30mm為底板。在底板上先作出支架的基本形狀曲線，然后將該曲線生成實體，形成骨架，然后在實體頂部設計一個頂蓋，用于連接骨架和座椅。基本尺寸都是在參觀各式城市公交車并且測量后所得的，均滿足強度和剛度要求。具體形式如圖3-5所示： 圖3-5 車身前部支架形式 圖3-6 靠側圍的支架形式2、以上的骨架安裝在座椅一側，而另一側與左、右側圍相連接的骨架也是參照城市公交車上座椅骨架的形式和尺寸，如圖3-6所示。車身后部的骨架因為有車輪蓋而有不同的高度。在車輪蓋前部因為車輪蓋有一定坡度，所以在車輪罩的斜面上作骨架的底部。具體尺寸和形式是依據城市公交車的座椅骨架測量所得。如圖3-

52、7所示： 圖3-7 后輪罩斜面上支架形式 圖3-8 車身后部支架形式而不在車輪罩的座椅骨架形式稍復雜一點，具體形式如圖3.9所示。在車輪罩平面上的座椅骨架的形式和尺寸與圖3-8中的相似，只是在高度上小了190mm，因為車輪罩要比通道高190mm。3、前輪罩和地板尾部的地板比較高，就不用安裝上述的座椅骨架了，只要簡單的橫梁和支撐架就行啦。具體的如圖3-9所示：圖3-9 前輪罩上支架形式4、圖3-9是安裝在前輪罩上的，車身尾部的骨架形式只是將衡量加長，再加兩個支撐架。座椅的以上為座椅和座椅骨架的數字化設計過程。3.5扶手設計yd6100h是城市公交車，考慮到人流比較多，一半的乘客是站立的，所以供乘

53、客拉扶的扶手在城市公交車中起了很大的作用，同時扶手的形式和顏色可以起到美化和點綴乘坐環(huán)境的作用。具體的尺寸是對城市公交車進行參觀、測量后然后進行改進的。具體形式和尺寸如圖3-10圖3-12所示：圖3-10 扶手主視圖圖3-11 扶手左視圖圖3-12 扶手俯視圖扶手的顏色采用明黃色，不僅增添了車內的色彩，不至使乘客的視覺感受太過單調，而且，明黃色也能起到警示的作用，時刻提醒乘客們抓好扶手，注意安全。而扶手的材質是厚度為5mm的不銹鋼鋼管，滿足強度和剛度要求。三維效果圖見附錄2。3.6本章小結以上幾節(jié)講了座椅、座椅肘靠、骨架以及公交車扶手的數字化設計。通過前期對揚州市城市公交車的參觀與測量，然后針

54、對公交車現有不足，對一些數據進行改進。經過這些工作，我對catia中的曲面造型更加熟悉，特別是能熟練地進行座椅的造型設計。第四章 yd6100h城市公交車乘客區(qū)內蒙皮的設計4.1概述 乘客區(qū)內蒙皮包括左、右側圍內護板，頂蓋內護板，以及覆蓋在內護板上的一層裝飾材料。內蒙皮不僅是用來“遮丑”，即將暴露在車廂內的骨架，線束，螺釘等掩蓋起來，而且要將整個車廂內部高度統(tǒng)一成一個和諧的整體。4.2內蒙皮色調的選擇內飾的色調是指內飾色彩的總的傾向，或者說是內飾環(huán)境的主要氣氛，也就是常說的內飾基調。內飾必須有一個影響全局的、大面積的基本色并以此作為內飾的主體色即主色調，而內蒙皮在內飾中占的比例最大，所以內蒙皮

55、的色調選擇很重要，可按下列原則進行：（1）功利原則 任何產品的色彩都有一定的功利性，即色彩對產品的保護作用和對產品功能的表達性，不管現代技術可以采取何種著色方法，最基本的要求是能對產品起到良好的保護作用，以維持產品在一定時間內有良好的功能。內蒙皮表面色彩應具有絕緣、防污、防霉、阻燃等能力。（2）以人為中心的設計原則 為人而設計，是現代設計的觀點之一。因為汽車內飾使用者是人，評價者是人，但由于人的性別、年齡、民族、地區(qū)、地位、世界觀、信仰、經歷、文化素養(yǎng)的不同，又表現出不同的審美觀，使每個人對同一客車內飾的評價產生了較大的差異，因此，客車內飾色彩設計應充分體現以人為中心，共性與個性，普通與多樣的

56、辯證統(tǒng)一的原則。內蒙皮作為內飾的大件就要體現這一原則。（3）簡潔原則 “簡潔就是美”，這不僅符合科學美學思想和技術美學對產品造型設計的要求，而且也符合現代機器成形的生產方式?？蛙噧蕊椛试O計的簡潔原則，不僅表現了現代造型藝術的特征，同時也是現代社會經濟觀的體現。（4）符合美學法則的原則 色彩使人的視覺上產生冷暖、輕重、軟硬、脹縮、強弱感和質感，而色彩處理得好，有利于內飾達到審美的效果。例如：在內飾的上下兩部分分別采用輕重不同的色彩，可以產生穩(wěn)定的視覺效果，而在本次的設計中，地板的顏色我采用了按色調，所以內蒙皮采用淡雅、明快的色調。（5）考慮氣候和地理條件（6）符合用色的時代性4.3內蒙皮材料的選擇在內蒙皮設計中，材料是最直接的裝飾因素，材料與肌理、質地與色彩、材料與可加工性及成本等直接影響到內飾設計的成功與否。因此，選擇恰當的裝飾材料是裝飾設計的首要問題。一、選擇要求（1）阻燃 （2）吸聲、隔聲、阻尼、隔振（3）輕質、低耗、防靜電、色澤耐久、反光柔和、無氣味、無污染、可加工性、可操作性綜上所述，在選擇材料時必須根據裝飾的部位、場合及其使用功能進行綜合考慮，才能達到良