汽車設(shè)計課程大作業(yè)7天有效請及時

1、汽車設(shè)計學院：現(xiàn)代科技學院 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班級：2008級02班 學號：2008614270216 姓名：呂軍偉1 汽車的總體設(shè)計1.1汽車總體設(shè)計的一般順序(1)調(diào)查研究與初始決策；其任務(wù)是選定設(shè)計目標，并制定產(chǎn)品設(shè)計工作方針及設(shè)計原則，調(diào)查研究的內(nèi)容應(yīng)包括：老產(chǎn)品在服役中的表現(xiàn)及用戶意見；當前本行業(yè)與相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，特別是競爭對手的新產(chǎn)品與新技術(shù)；材料、零部件、設(shè)備和工具等行業(yè)可能提供的條件；本企業(yè)在科研、開發(fā)及生產(chǎn)方面所取得的新成果等等，它們對新產(chǎn)品設(shè)計是很有價值的。(2)總體方案設(shè)計；其任務(wù)是根據(jù)領(lǐng)導決策所選定的目標及對開發(fā)目標制定的工作方針、設(shè)計原則等主導思想提出

2、移車設(shè)想，因此又稱為概念設(shè)計或構(gòu)思設(shè)計。為此要繪制不同的總體方案圖（比例為1：10）供選擇。在總體方案圖上進行初步布置和分析，對主要總成只畫出大輪廓而突出各方案間的主要差別，使方案對比簡明清晰。經(jīng)過方案論證選出其中最佳者。(3)繪制總布置草圖，確定整車主要尺寸、質(zhì)量參數(shù)與性能指標以及各總成的基本型式。在總布置草圖上要較準確地畫出各總成及部件的外形和尺寸并進行仔細的布置，對軸荷分配和質(zhì)心高度作計算與調(diào)整，訓便較準確地確定汽車的軸距、輪距、總長、總寬、總高、離地間隙、貨廂或車身地板高度等，并使之符合有關(guān)標準和法規(guī)；進行性能計算及參數(shù)匹配。(4)車身造型設(shè)計及繪制車身布置圖：繪制不同外形、不同方向、

3、不同色彩的車身外形圖制作相應(yīng)造型的1：10整車模型；從中選優(yōu)后再制作精確模型。經(jīng)征求意見、工藝分析評審及風洞試驗后作進一步修改，審定后用三坐標測量儀測量車身模型坐標點。(5)編寫設(shè)計任務(wù)書：作為對以后的設(shè)計、試驗及工藝準備的指導和依據(jù)。其內(nèi)容常包括：任務(wù)來源、設(shè)計原則和設(shè)計依據(jù)；產(chǎn)品的用途及使用條件；汽車型號、承載容量、布置型式及主要技術(shù)指標和參數(shù)，包括空車及滿載下的整車尺寸、軸荷及性能參數(shù)，有關(guān)的可靠性指標及環(huán)保指標等；各總成及部件的結(jié)構(gòu)型式和特性參數(shù)；標準化、通用化、系列化水平及變型方案；擬采用的新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新裝備、新材料和新工藝；維修、保養(yǎng)及其方便性的要求；續(xù)駛里程；生產(chǎn)規(guī)劃、設(shè)備條

4、件及預期制造成本和技術(shù)經(jīng)濟預惻等。有時也加進與國內(nèi)外同類型汽車技術(shù)性能的分析和對比等。有的還附有汽車總布置方案草圖及車身外形方案圖。(6)汽車的總布置設(shè)計：其主要任務(wù)是根據(jù)汽車的總體布置及整車性能提出對各總成及部件的布置要求和特性參數(shù)等設(shè)計要求，協(xié)調(diào)整車與總成間、相關(guān)總成問、總成與有關(guān)部件間的布置關(guān)系和參數(shù)匹配關(guān)系，使之組成一個在給定使用條件下的使用性能達到最優(yōu)并滿足設(shè)計任務(wù)書所要求的整車參數(shù)和性能指標的汽車。其具體工作有:l)繪制汽車總布置圖：它是在總布置草圖和各總成、部件設(shè)計的基礎(chǔ)上用1:1或1：2的比例精確地繪出，用于精確控制各部尺寸和位置，為各總成和部件分配準確的布置空間，因此又稱為尺

5、寸控制圖。要特別注意汽車整體布置的合理性，駕駛室和車廂內(nèi)部布置應(yīng)具有視野性好、駕駛操作方便、座位舒適、安全，維修方便等特點。2)根據(jù)總布置設(shè)計確定的整車參數(shù)和性能指標提出對各總成和部件的設(shè)汁要求包括結(jié)構(gòu)型式、特性參數(shù)、尺寸與質(zhì)量限制等。提供整車有關(guān)數(shù)據(jù)與計算載荷等。3)繪制轉(zhuǎn)向車輪跳動等有關(guān)部分的運動圖；用于校核布置空間以避免發(fā)生運動千涉。4)確定有關(guān)總成和部件支承的型式、結(jié)構(gòu)參數(shù)與特性等，特別是對發(fā)動機前后支承、駕駛室支承和排氣管支承的位置和剛度要精心選擇。 5)確定各總成的質(zhì)心位置，核算汽車空載和滿載時的軸荷分配及整車質(zhì)心高度。6)制作模型進行布置空間的校核：通常制作1 : l 的車身內(nèi)、

6、外模型來檢查駕駛操作及上下車的方便性、視野范圍、乘坐空間及舒適性等。7)汽車總成、部件及零件的選型與設(shè)計：其任務(wù)除了要保證總成和整車的性能指標外，還要考慮零部件本身的強度、壽命與可靠性等問題口8)設(shè)計圖紙的工藝審查及必要的修改。9)繪制汽車總裝配圖：其目的是進行圖面裝配校核，仔細檢查相連接總成及部件的連接關(guān)系、連接部分的尺寸與配合以及拆裝的方便性；核算與標注汽車整車和有關(guān)總成與部件的安裝尺寸鏈，為汽車總裝作技術(shù)準備和提供依據(jù)。10)試制、試驗、修改與定型。設(shè)計完成后投入樣品試制時，應(yīng)考慮有一定數(shù)量的零部件和總成投人臺架試驗，至少有3 一4 輛樣車投人整車室內(nèi)試驗與道路試驗。注意了解制造和裝配中

7、的工藝問題及質(zhì)量控制情況并及時把關(guān)，杜絕不合格的樣品裝車。要查明整車、總成及零部件的尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、性能參數(shù)是否符合設(shè)計要求及問題所在，以便修改圖紙或采取其他措施予以糾正。應(yīng)按有關(guān)標準、法規(guī)進行全面的試驗，以檢查新產(chǎn)品的各項性能指標。1.2汽車類型本車設(shè)計為家用經(jīng)濟型轎車。1.3軸數(shù)的選擇 根據(jù)汽車的用途、總質(zhì)量、使用條件、輪胎最大標定負荷和我國公路及橋梁限定雙軸汽車的前后軸負荷應(yīng)標準，本車整備質(zhì)量為900kg，因此采用兩軸式方案。1.4驅(qū)動形式的選擇乘用車廣泛采用4×2的驅(qū)動形式，因為其結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。采用4×2發(fā)動機前置前驅(qū)形式。2 轎車主要技術(shù)參數(shù)的確定2.

8、1 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定汽車載荷質(zhì)量的確定 汽車的載荷質(zhì)量是指汽車在良好路面上所允許的額定裝載質(zhì)量，用me表示。本車設(shè)計載荷質(zhì)量為800kg。 整車整備質(zhì)量的預估汽車的整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備，包括隨車工具和輪胎，加滿油和水，但沒有載人時的整車質(zhì)量，用m0表示。(1) 質(zhì)量系數(shù)的選取 對于家用轎車車，質(zhì)量系數(shù)為0.81.10，取=0.8(2) 估算整車整備質(zhì)量m0 m0= me/=720/0.8=900kg 汽車總質(zhì)量的確定汽車總質(zhì)量是指汽車整車整備質(zhì)量、汽車裝載質(zhì)量和駕駛室乘員（含駕駛室）質(zhì)量三者之和，用表示。駕駛室乘員質(zhì)量以每人65kg。按乘員人數(shù)為3人。ma=me+3×6

9、5=1095kg 汽車的軸荷分配軸荷分配（Distribution of Axle Load） 是指汽車的質(zhì)量分配到前后軸上的比例，一般以百分比表示，它分為空載和滿載兩組數(shù)據(jù)。它分為空載和滿載兩組數(shù)據(jù)。軸荷分配在汽車定型后就已經(jīng)確定，一般可在說明書上找到其數(shù)值。 軸荷分配在汽車設(shè)計的過程中一般要考慮到以下三個方面：力使輪胎均勻磨損、滿足汽車主要性能的需要，還要顧及汽車的布置形式。 理論上理想的軸荷分配比例50:50，這個軸荷分配比例有利于輪胎的均勻磨損，保證汽車擁有較好的過彎特性和行駛穩(wěn)定性。前置后驅(qū)（FR）車型因發(fā)動機和驅(qū)動裝置分別位于汽車前部和后部，更容易做到50:50的軸荷分配。前置前驅(qū)

10、（FF）的轎車，前軸軸荷最好占55%以上，以保證上坡時有足夠的驅(qū)動力。 轎車形式 滿載（%） 空載（%）前軸后軸前軸 后軸42 505941505059 41502.2汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸在汽車的主要性能軸荷分配以及經(jīng)驗數(shù)據(jù)等各個方面要求下選取。參考國內(nèi)同類車型，本車軸距取L=2045mm。 汽車的外廓尺寸參考同類車型取外形尺寸長寬高=4178*1690*15652.3汽車主要尺寸性能參數(shù)的確定 汽車動力性參數(shù)的確定(1) 最高車速Vamax的確定最高車速(km/h)：汽車在水平良好路面上汽車能達到的最好行駛車速。經(jīng)濟型轎車最高時速在180km/h。 (2) 加速時間的確定汽車起

11、步連續(xù)換檔加速時間是汽車加速性能的一項重要指標。轎車通常用0100km/h的加速時間來評價。(3) 最大爬坡度的確定 由于轎車在各地路面上行駛，要求有足夠的爬坡能力。一般在30%左右。 汽車燃油經(jīng)濟性參數(shù)的確定汽車燃油經(jīng)濟性是汽車的一個重要性能，也是每個擁有汽車的人最關(guān)心的指標之一。它關(guān)系到每個人的切身利益，在汽車說明書中大概最引人注意的技術(shù)規(guī)格也是燃油消耗。由于要求節(jié)約能源和減少消耗能源時產(chǎn)生的溫室效應(yīng)的副作用，所以降低汽車燃油消耗似乎就成了汽車制造者和使用者的一個永恒的課題。耗油量是指汽車滿載時單位行駛里程所需燃油體積。我國和歐洲都用行駛百公里消耗的燃油數(shù)(L)來表示，即L 100 km；

12、2.3.3 汽車通過性參數(shù)的確定通過性是指車輛通過一定情況路況的能力。通過能力強的車子，可以輕松翻越坡度較大的坡道，可以放心的駛?cè)胍欢ㄉ疃鹊暮恿?，也可以高速的行駛在崎嶇不平的山路上，在城市中也不用為停車上下馬路牙子而擔心?？傊梢允鼓惚绕渌囕v更可能去你想去的地方，讓你體驗到征服自然的感覺。轎車車的通過性參數(shù)主要有接近角、離去角、最小離地間隙和最小轉(zhuǎn)彎直徑等。汽車類型最小離地間隙接近角（度）離去角（度）最小轉(zhuǎn)彎半徑4x2轎車120180mm81620352.36.0m表2.2 載貨汽車的通過性參數(shù)3 載貨汽車主要部件的選擇及布置3.1 發(fā)動機的選擇與布置 發(fā)動機形式的選擇 目前汽車發(fā)動機主要

13、采用汽油機和柴油機兩大類，本車選取汽油發(fā)動機。 發(fā)動機主要性能指標的選擇 發(fā)動機的主要性能指標是發(fā)動機最大功率和發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩。 (1) 發(fā)動機最大功率Pemax及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速ne的選擇 汽車的動力性主要決于發(fā)動機的最大功率值，發(fā)動機的功率越大，動力性就好. 最 大功率值根據(jù)所要求的最高車速Vamax計算，如下： 式中：Pemax-最大功率，kw T-傳動系效率，對于單級減速器取0.9g-重力加速度，m/s2f-滾動阻力系數(shù)，取0.018CD-空氣阻力系數(shù)，取0.8A-汽車的正面迎風面積大概計算，本車A=Bh=1.51.5=2.25ma-汽車總質(zhì)量，kgVamax-汽車最高車速，km/h帶入相

14、關(guān)數(shù)據(jù)，可得： Pemax =65kwEA111汽油機主要技術(shù)參數(shù)型號： EA111排量： 1598ml進氣形式： 自然吸氣汽缸排列形式： L汽缸數(shù)： 4  壓 縮 比： 10.5  最大功率/轉(zhuǎn)速：5600  最大扭矩/轉(zhuǎn)速： 3800  最大馬力： 105最大功率：  77最大轉(zhuǎn)矩： 155燃料形式 ： 汽油  工作順序： 1-3-4-2 燃油標號：93號 供油方式：多點電噴  環(huán)保標準：&#

15、160;國IV+OBD(2) 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩Temax及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速nT的選擇當發(fā)動機最大功率Pemax和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速np確定后，則發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩Temax和相應(yīng)轉(zhuǎn)速nT可隨之確定，其值由下式計算：= 式中： -轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，一般1.1-1.3，在這里取1.1； Pemax-最大功率，kw np-最大功率時轉(zhuǎn)速，r/minTemax-最大轉(zhuǎn)矩，Nm而np/nT=1.4-2.0，在這里取為1.47，則有： nT =np/1.47=5600/1.47=3800r/min Temax =1.3=170Nm因此，滿足所選發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速要求。3.2離合器的選擇自動離合器3.3變速器形式的選擇 變

16、速器方案的選擇雙離合器變速器（DSG）。3.3.2 變速器擋數(shù)的選擇自動擋。 傳動比范圍的選擇變速器傳動比范圍是指變速器最低擋傳動比與最高擋傳動比的比值。最高擋通常是直接擋，傳動比為1.0；有的變速器最高擋為超速擋，傳動比為0.70.8。 變速器一擋的選擇 在確定變速器一檔傳動比ig1時,需要考慮驅(qū)動條件和附著條件。為了滿足驅(qū)動條件，其值應(yīng)符合下式子： 式中：imax-最大爬坡度，imax=16.7o 各擋傳動比的選擇各擋變速比應(yīng)遵循下式關(guān)系分配： 3.3.6 同步器方案的選擇同步器有常壓式和慣性式。 目前全部同步式變速器上采用的是慣性同步器，它主要由接合套、同步鎖環(huán)等組成，它的特點是依靠摩擦

17、作用實現(xiàn)同步。 接合套、同步鎖環(huán)和待接合齒輪的齒圈上均有倒角（鎖止角），同步鎖環(huán)的內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸產(chǎn)生摩擦。鎖止角與錐面在設(shè)計時已作了適當選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時又會產(chǎn)生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進行嚙合。 當同步鎖環(huán)內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸后，在摩擦力矩的作用下齒輪轉(zhuǎn)速迅速降低（或升高）到與同步鎖環(huán)轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)，齒輪相對于同步鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速為零，因而慣性力矩也同時消失，這時在作用力的推動下，接合套不受阻礙地與同步鎖環(huán)齒圈接合，并進一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換檔過程。有常壓式，慣性式和自行增力式等種類。本車采用慣性式同步器。3.

18、4萬向傳動裝置的選擇萬向傳動裝置的作用是連接不在同一直線上的變速器輸出軸和主減速器輸入軸，并保證在兩軸之間的夾角和距離經(jīng)常變化的情況下，仍能可靠地傳遞動力。萬向傳動裝置可分為閉式和開式兩種. 1.閉式萬向傳動裝置采用單萬向節(jié),傳動軸被封閉在套管中,套管與車架做球鉸連接,而與驅(qū)動橋固定連接.其最大特點是:傳動著外殼作為推力管來傳遞汽車的縱向力,從而時傳動軸外殼起到了懸架系統(tǒng)導向機構(gòu)中縱向擺臂的作用,這對于其后懸架拆用螺旋彈簧作為彈性元件是十分必要的。 2.開式萬向傳動裝置結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,現(xiàn)代汽車廣泛應(yīng)用開式萬向傳動裝置。按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向

19、節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（常用的為十字軸式）、準等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)）三種。球籠式萬向節(jié)優(yōu)點：兩軸最大交角為42º，工作時無論傳動方向，六個鋼球全部傳力。與球叉式萬向節(jié)相比，承載能力強，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便。若內(nèi)外滾道采用圓桶形，則變成伸縮型球籠式萬向節(jié)，省去傳動裝置中的滑動花鍵，滑動阻力小，適用斷開式驅(qū)動橋。本車采用囚籠式萬向節(jié)。3.5主減速器形式的選擇主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動機縱置的汽車來說，主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向?，F(xiàn)代汽車的主減速器，廣泛采用螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。雙曲面齒輪工作時，齒面間的壓力和滑動較大，齒面油膜易被破壞，必須采用雙曲面齒輪油潤滑，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將使齒面迅速