汽車設(shè)計(jì)課程大作業(yè)（7天有效請(qǐng)及時(shí)）

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學(xué)院：現(xiàn)代科技學(xué)院

專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

班級(jí)：2023級(jí)02班學(xué)號(hào)：2023614270216姓名：呂軍偉

1汽車的總體設(shè)計(jì)

1.1汽車總體設(shè)計(jì)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(jì)目標(biāo)，并制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作方針及設(shè)計(jì)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)及用戶看法；當(dāng)前本行業(yè)與相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，特別是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(duì)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)是很有價(jià)值的。

(2)總體方案設(shè)計(jì)；其任務(wù)是根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)決策所選定的目標(biāo)及對(duì)開發(fā)目標(biāo)制定的工作方針、設(shè)計(jì)原則等主導(dǎo)思想提出移車設(shè)想，因此又稱為概念設(shè)計(jì)或構(gòu)思設(shè)計(jì)。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(jìn)行初步布置和分析，對(duì)主要總成只畫出大輪廓而突出各方案間的主要區(qū)別，使方案對(duì)比簡(jiǎn)明明了。經(jīng)過方案論證選出其中最正確者。

(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(biāo)以及各總成的基本型式。在總布置草圖上要較確鑿地畫出各總成及部件的外形和尺寸并進(jìn)行細(xì)心的布置，對(duì)軸荷分派和質(zhì)心高度作計(jì)算與調(diào)整，訓(xùn)便較確鑿地確定汽車的軸距、輪距、總長(zhǎng)、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(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)；進(jìn)行性能計(jì)算及參數(shù)匹配。

(4)車身造型設(shè)計(jì)及繪制車身布置圖：繪制不同外形、不同方向、不同色調(diào)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)后再制作確切模型。經(jīng)征求看法、工藝分析評(píng)審及風(fēng)洞試驗(yàn)后作進(jìn)一步修改，審定后用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量車身模型坐標(biāo)點(diǎn)。

(5)編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書：作為對(duì)以后的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及工藝準(zhǔn)備的指導(dǎo)和依據(jù)。其內(nèi)容常包括：任務(wù)來源、設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)依據(jù)；產(chǎn)品的用途及使用條件；汽車型號(hào)、承載容量、布置型式及主要技術(shù)指標(biāo)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(biāo)及環(huán)保指標(biāo)等；各總成及部件的結(jié)構(gòu)型式和特性參數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)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)及其便利性的要求；續(xù)駛里程；生產(chǎn)規(guī)劃、設(shè)備條件及預(yù)期制造成本和技術(shù)經(jīng)濟(jì)預(yù)惻等。有時(shí)也加進(jìn)與國(guó)內(nèi)外同類型汽車技術(shù)性能的分析和對(duì)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(jì)：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(duì)各總成及部件的布置要求和特性參數(shù)等設(shè)計(jì)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(gè)在給定使用條件下的使用性能達(dá)到最優(yōu)并滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書所要求的整車參數(shù)和性能指標(biāo)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(jì)的基礎(chǔ)上用1:1或1：2的比例確切地繪出，用于確切控制各部尺寸和位置，為各總成和部件分派確鑿的布置空間，因此又稱為尺寸控制圖。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、駕駛操作便利、座位舒適、安全，維修便利等特點(diǎn)。

2)根據(jù)總布置設(shè)計(jì)確定的整車參數(shù)和性能指標(biāo)提出對(duì)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(jì)算載荷等。

3)繪制轉(zhuǎn)向車輪跳動(dòng)等有關(guān)部分的運(yùn)動(dòng)圖；用于校核布置空間以避免發(fā)生運(yùn)動(dòng)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)的軸荷分派及整車質(zhì)心高度。

6)制作模型進(jìn)行布置空間的校核：尋常制作1:l的車身內(nèi)、外模型來檢查駕駛操作及上下車的便利性、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(jì)：其任務(wù)除了要保證總成和整車的性能指標(biāo)外，還要考慮零部件本身的強(qiáng)度、壽命與可靠性等問題口

8)設(shè)計(jì)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(jìn)行圖面裝配校核，細(xì)心檢查相連接總成及部件的連接關(guān)系、連接部分的尺寸與協(xié)同以及拆裝的便利性；核算與標(biāo)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(zhǔn)備和提供依據(jù)。

10)試制、試驗(yàn)、修改與定型。設(shè)計(jì)完成后投入樣品試制時(shí)，應(yīng)考慮有一定數(shù)量的零部件和總成投人臺(tái)架試驗(yàn)，至少有3一4輛樣車投人整車室內(nèi)試驗(yàn)與道路試驗(yàn)。注意了解制造和裝配中的工藝問題及質(zhì)量控制狀況并及時(shí)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(jì)要求及問題所在，以便修改圖紙或采取其他措施予以改正。應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)進(jìn)行全面的試驗(yàn)，以檢查新產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)。1.2汽車類型

本車設(shè)計(jì)為家用經(jīng)濟(jì)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(biāo)定負(fù)荷和我國(guó)馬路及橋梁限定雙軸汽車的前后軸負(fù)荷應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，本車整備質(zhì)量為900kg，因此采用兩軸式方案。1.4驅(qū)動(dòng)形式的選擇

乘用車廣泛采用4×2的驅(qū)動(dòng)形式，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低。采用4×2發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)形式。

2轎車主要技術(shù)參數(shù)的確定

2.1汽車質(zhì)量參數(shù)的確定2.1.1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(jì)載荷質(zhì)量為800kg。

2.1.2整車整備質(zhì)量的預(yù)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(shí)的整車質(zhì)量，用m0表示。

(1)質(zhì)量系數(shù)

?m0的選取

對(duì)于家用轎車車，質(zhì)量系數(shù)為0.8～1.10，取

?=0.8

m0(2)估算整車整備質(zhì)量m0

m0=me/

?m0=720/0.8=900kg

2.1.3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+3×65=1095kg

2.1.4汽車的軸荷分派

軸荷分派（DistributionofAxleLoad）是指汽車的質(zhì)量分派到前后軸上的比例，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)。軸荷分派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。

軸荷分派在汽車設(shè)計(jì)的過程中一般要考慮到以下三個(gè)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派比例50:50，這個(gè)軸荷分派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(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置分別位于汽車前部和后部，更簡(jiǎn)單做到50:50的軸荷分派。前置前驅(qū)（FF）的轎車，前軸軸荷最好占55%以上，以保證上坡時(shí)有足夠的驅(qū)動(dòng)力。

滿載（%）轎車形式前軸422.2汽車主要尺寸的確定2.2.1汽車的主要尺寸

在汽車的主要性能軸荷分派以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等各個(gè)方面要求下選取。參考國(guó)內(nèi)同類車型，本車軸距取L=2045mm。2.2.2汽車的外廓尺寸

參考同類車型取外形尺寸長(zhǎng)寬高=4178*1690*15652.3汽車主要尺寸性能參數(shù)的確定2.3.1汽車動(dòng)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(dá)到的最好行駛車速。經(jīng)濟(jì)型轎車最高時(shí)速在180km/h。

50～59后軸41～50前軸50～59后軸41～50空載（%）(2)加速時(shí)間的確定

汽車起步連續(xù)換檔加速時(shí)間是汽車加速性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。轎車尋常用0～100km/h的加速時(shí)間來評(píng)價(jià)。

(3)最大爬坡度

imax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

imax在30%左右。

2.3.2汽車燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)的確定

汽車燃油經(jīng)濟(jì)性是汽車的一個(gè)重要性能，也是每個(gè)擁有汽車的人最關(guān)心的指標(biāo)之一。它關(guān)系到每個(gè)人的切身利益，在汽車說明書中大約最引人注意的技術(shù)規(guī)格也是燃油消耗。由于要求儉約能源和減少消耗能源時(shí)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(gè)永恒的課題。耗油量是指汽車滿載時(shí)單位行駛里程所需燃油體積。我國(guó)和歐洲都用行駛百公里消耗的燃油數(shù)(L)來表示，即L／100km；

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狀況路況的能力。通過能力強(qiáng)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險(xiǎn)峻不平的山路上，在城市中也不用為停車上下馬路牙子而擔(dān)憂?？傊梢允鼓惚绕渌囕v更可能去你想去的地方，讓你體驗(yàn)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4x2轎車最小離地間隙120～180mm接近角（度）8～16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(dòng)機(jī)的選擇與布置3.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇

目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)主要采用汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類，本車選取汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。3.1.2發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇

發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。(1)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率Pemax及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速ne的選擇

汽車的動(dòng)力性主要決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率值，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大，動(dòng)力性就好.最大功率值根據(jù)所要求的最高車速Vamax計(jì)算，如下：

離去角（度）20～35最小轉(zhuǎn)彎半徑2.3～6.0mPemax?1magfvamaxCDA3(?vamax)

360076140?T式中：Pemax最大功率，kw

ηT傳動(dòng)系效率，對(duì)于單級(jí)減速器取0.9

g重力加速度，m/s

2

f滾動(dòng)阻力系數(shù)，取0.018CD空氣阻力系數(shù)，取0.8

A汽車的正面迎風(fēng)面積大約計(jì)算，本車A=Bh=1.51.5=2.25㎡ma汽車總質(zhì)量，kgVamax汽車最高車速，km/h帶入相關(guān)數(shù)據(jù)，可得：

Pemax

1=

0.9?1095?9.8?0.018?1000.8?2.25?1003???=65kw???360076140??EA1111598ml自然吸氣L410.55600380010577155汽油1-3-4-293號(hào)多點(diǎn)電噴國(guó)IV+OBDEA111汽油機(jī)主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)：排量：進(jìn)氣形式：汽缸排列形式：汽缸數(shù)：壓縮比：最大功率/轉(zhuǎn)速：最大扭矩/轉(zhuǎn)速：最大馬力：最大功率：最大轉(zhuǎn)矩：燃料形式：