[工学]汽车设计课件第1章

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1、 汽 车 设 计 教师：杨世文电话：3557471地址：笃学楼西门 205#1课程基本情况课程基本情况课堂讲授：40学时课程考勤：5次，占总成绩的次，占总成绩的5%平时作业：总共八次作业（对应教材的第一、三、四、五、六、总共八次作业（对应教材的第一、三、四、五、六、九、十、十一章各一次）九、十、十一章各一次）占总成绩的占总成绩的15%期末考试：考试周（考试周（21周）中进行周）中进行 闭卷，占总成绩的闭卷，占总成绩的80%参考书：参考书：清华大学清华大学-刘惟信；刘惟信；吉林大学，王望予；吉林大学，王望予；2课程学习主要内容系统学习汽车底盘设计的基本理论与方法，包括整车及底盘各主要总成设计所需

2、的基本知识。其内容有汽车总体设计，离合器、变速器、万向传动轴、驱动桥、悬架、转向系和制动系等各总成设计应满足的要求、结构方案分类与分析、主要参数及零部件载荷的确定、刚强度计算方法、主要结构元件分析、最新设计方法及其在汽车设计中的应用。了解近年来在汽车设计发展趋势、研究热点及新结构、新技术、新材料等的应用。3章 节 名 称讲授（学时）习题课 第一章第一章 汽汽车的的总体体设计6第三章第三章 离合器离合器设计4第四章第四章 机械式机械式变速器速器设计4第五章第五章 万向万向节和和传动轴设计4 第六章第六章 驱动桥设计6第九章第九章 悬架架设计6第十章第十章 转向系向系统设计6第十一章第十一章 制制

3、动系系设计4 合 计 主要内容与课时分配4 1）知识培养目标知识培养目标：通过本课程的学习，使学生学会分析和评价汽车及其各总成的结构与性能；以便合理选择方案及有关参数；掌握汽车底盘设计的基本理论和方法，具备设计人员的基本素质，为以后从事汽车设计制造等领域的工作打好基础。2）能力培养目标能力培养目标：使学生全面把握和综合运用前期所修的机械原理、机械设计、汽车构造、汽车理论、汽车制造工艺学、人机工程学等课程；具备从事汽车及零部件设计的基本能力和基本技能；为企业培养生产制造技术支持人员和汽车总体及零部件的设计开发人员。课程培养目标课程培养目标5汽车工业的发展汽车工业的发展汽车工业的发展代表了近代工业

4、的发展历程，体现在三个明确领域的进步：汽车技术创新与完善，生产方式与制造体制的进步和汽车结构与造型的变化。主要在以下方面：1、车身结构的发展2、发动机的发展3、汽车材料的发展汽车设计技术的发展也可分为三个阶段：1 1 经验设计阶段经验设计阶段 2 2 以科学实验，技术分析为基础的设计阶段以科学实验，技术分析为基础的设计阶段 3 3 计算机辅助设计阶段计算机辅助设计阶段6第一章 汽车总体设计第一节 概述第二节 汽车形式的选择第三节 汽车主要参数的选择第四节 发动机的选择第五节 车身形式第六节 轮胎的选择第七节 汽车的总体布置第八节 运动校核 第九节 汽车零部件载荷及其强度计算7第一节第一节 概概

5、 述述一、总体设计应满足的基本要求汽车对人类生活质量的影响使生活质量提高的具体表现有：使生活质量提高的具体表现有：交通交通用于工作的必须辅助时间缩短；用于工作的必须辅助时间缩短；运输运输实现实现“门对门门对门”运输，提高生产率；运输，提高生产率；可以更好的利用休息时间，外出旅游、度假。可以更好的利用休息时间，外出旅游、度假。使生活质量降低的表现：使生活质量降低的表现：污染污染空气污染、噪声污染、光化学污染；空气污染、噪声污染、光化学污染；车祸车祸使人们的健康、生命受到损失；使人们的健康、生命受到损失；不可再生资源逐年减少不可再生资源逐年减少第一节第一节 概概 述述一、总体设计应满足的基本要求人

6、们对汽车提出越来越高的要求节能节能汽车要节油和开发新能源两方面；环保环保通过法规对排放和噪声提出更严格要求；安全安全提出更高的要求，要求很好的保护乘员；舒适舒适能居住，能通讯，有空调，驾驶方便。第一节第一节 概概 述述一、总体设计应满足的基本要求进行总体设计应满足如下基本要求：进行总体设计应满足如下基本要求：汽车的各项性能、成本等，要求达到设计任务书所规汽车的各项性能、成本等，要求达到设计任务书所规定的指标；定的指标；严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定（如外廓尺寸严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定（如外廓尺寸符合符合GB1589-2004规定），注意不要侵犯专利；规定），注意不要侵犯专利；贯彻

7、贯彻“标准化、通用化、系列化标准化、通用化、系列化”和和“统一加工标准统一加工标准”；进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉；和避免运动干涉；拆装、检测与维修方便。拆装、检测与维修方便。第一节第一节 概概 述述一、总体设计应满足的要求设计应满足的要求：设计应满足的要求：1、汽车外廓尺寸应符合GB15892004汽车外廓尺寸限界的要求2、轴荷分配要合理，并应符合有关道路法规的限定要求3、汽车各项性能，要求达到设计任务书的给定指标4、进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。5、拆装与维修方便四好标准：好用、好

8、看、好造、好修第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序设计任务书编制设计任务书编制技术设计技术设计试制、试验、改进与认证定型试制、试验、改进与认证定型生产准备（小批量生产与用户试验）生产准备（小批量生产与用户试验）生产销售（批量生产、销售与售后服务）生产销售（批量生产、销售与售后服务）需求分析与概念车设计需求分析与概念车设计总体设计总体设计第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序1.汽车新产品开发流程第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序1.汽车新产品开发流程第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序1.汽车新产品开发流程第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序 2.概念设计概念设计从从产品创

9、意产品创意开始，到开始，到构思草图构思草图、出模型出模型和和试制出概念试制出概念样车样车等一系列活动的全过程。等一系列活动的全过程。概念设计是要将商品计划中确定开发的概念设计是要将商品计划中确定开发的产品定义产品定义更具更具体化，使之达到能进行具体设计的程度。体化，使之达到能进行具体设计的程度。第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序2.概念设计主要工作内容主要工作内容明确产品的开发目的明确产品的开发目的产品的使用调查产品的使用调查产品水平分析（产品先进性分析）产品水平分析（产品先进性分析）形体设计：形体设计：概念草图、初步布置图、美术效果图，并制作缩尺比例模型产品的目标成本产品的目标成本通用

10、化、标准化、系列化通用化、标准化、系列化绘方案图绘方案图初步性能计算初步性能计算第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序3.制定设计任务书画总布置草图画总布置草图（不同于方案图）各部件的布置位置更准确。各部件的形状、尺寸更准确。确定各总成质心位置与质量大小。确定总体布置尺寸参数。第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序3.制定设计任务书性能计算性能计算轴荷分配、质心位置如不满足要求，可调整总布置草图中的部件位置。整车主要性能据此确定各总成的技术参数，并保证总成之间参数匹配合理。目的：保证汽车各性能指标达到原定指标要求。第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序3.制定设计任务书编写设计任务书编写

11、设计任务书可可行行性性分分析析，包包括括市市场场预预测测，企企业业技技术术开开发发能能力力分分析析，产产品品开开发发目目的的，新新产产品品的的设设计计指指导导思思想想，预预计计的的生生产产纲领和目标成本及技术经济分析等纲领和目标成本及技术经济分析等 产品型号及其主要使用功能、技术规格和性能参数产品型号及其主要使用功能、技术规格和性能参数整车布置方案的描述及主要总成结构、特性参数整车布置方案的描述及主要总成结构、特性参数三化水平（如标准件占百分比数，通用件占百分比数）三化水平（如标准件占百分比数，通用件占百分比数）国内、外同类汽车技术性能分析和对比国内、外同类汽车技术性能分析和对比拟用的新技术、

12、新材料、新工艺拟用的新技术、新材料、新工艺第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序4.技术设计总成设计师：根据设计任务书给出的条件和总体设计师的要求进行总成设计。总体设计师：协调总成与整车、总成与总成之间的矛盾；进行整车性能计算、运动校核；编制技术文件；出试制图。第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序5.改进设计试制总成并进行总成试验；试制整车并进行整车试验；改进设计，再试制、试验。6.鉴定定型工艺审查，成本核算，出图，编制鉴定文件等。第一节第一节 概概 述述二、汽车开发程序7.生产准备阶段生产准备阶段小批量生产，交用户使用；同时进行生产准备出生产图，工艺调试；用户使用试验、改进。8.生产销

13、售阶段生产销售阶段 大批量生产，并进行销售和售后服务工作，征求用户意见，并向技术部门反馈。第二节第二节 汽车形式的选择汽车形式的选择一、汽车的分类1.GB/T 15089-2001第二节第二节 汽车形式的选择汽车形式的选择一、汽车的分类2.GB/T 3730.1-2001乘用车：在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过九个座位。商用车：在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。商用车可分为客车、半挂牵引车、货车。客车：在设计和技术特性上用于载运乘客及其随身行李的商用车辆，包括驾驶员座位在内座位数超过九座。第二节第二节

14、汽车形式的选择汽车形式的选择一、汽车的分类2.GB/T 3730.1-2001客车城市客车车厢容积大；座位数少；前后桥承载能力大；车厢地板及车门踏板高度要适当降低；车门数多，车门宽度大些；起动性、制动性、加速性好。长途客车一般为两门；座位多；座椅用可调式；有靠枕和肘托；比功率大。旅游客车车窗视野开阔；舒适性好，采用空气弹簧，有空调，对座椅要求也高。机场摆渡车地板低；座椅少；车门多；车速低；外形尺寸可不受法规限制；站立空间尺寸足够高。第二节第二节 汽车形式的选择汽车形式的选择二、汽车形式的选择1.轴数影响汽车轴数的因素：影响汽车轴数的因素：汽车的总质量道路法规对轴载质量的限制轮胎的负荷能力选取原

15、则：选取原则：总质量大的汽车，轴数应该取多些，但结构复杂，成本高。ma10mLa10m，0.0650.130第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择2.汽车的装载质量和载客量装载质量装载质量me e定义：在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。对越野车是指越野行驶时或在土路上行驶时的额对越野车是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。定装载量。me的确定：应符合行业产品规划系列；应符合行业产品规划系列；货流大、运距长、自卸车应用大吨位；货流大、运距长、自卸车应用大吨位；货源变化频繁、运距短使用中、小吨位汽车。货源变化

16、频繁、运距短使用中、小吨位汽车。第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择2.汽车的装载质量和载客量汽车的载客量汽车的载客量（参见GB/T15089-2001）轿车载客量轿车载客量=座位数座位数客车载客量客车载客量=座位数座位数+站立乘客数站立乘客数（810人人/m2）长途、观光大客长途、观光大客=座位数。座位数。第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择3.质量系数m0定义：汽车装载质量与整车整备质量的比值，定义：汽车装载质量与整车整备质量的比值，m0m0=me/m0=me/m0。装载质量装载质量meme越大，整备质量越大，整备质量

17、m0m0越小，则越小，则 m0m0提高。提高。m0m0大，表明设计水平、工艺水平比较高，结构更为合理。大，表明设计水平、工艺水平比较高，结构更为合理。m0m0的用途：的用途：m0m0可参考同类型车选择；可参考同类型车选择；得到得到 m0m0 ，就可，就可根据根据meme估算出估算出m m0 0。原则上装载质量原则上装载质量me e越大的汽车，越大的汽车，m0m0越高。越高。m0m0变化范围：变化范围：0.800.801.70 1.70 第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择二、汽车质量参数的选择4.汽车的总质量汽车的总质量ma a定义定义：装备齐全，并按规定装

18、满客、货时的整车质量。装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。ma的确定的确定：乘用车、商用客车：乘用车、商用客车：ma=m0+n*65kg+n 商用货车：商用货车：ma=m0+me+mP 式中：m0整备质量整备质量；me装载质量装载质量；mP=n*65kg n载员数（包括驾驶员）；载员数（包括驾驶员）；行李系数，中高级轿车：行李系数，中高级轿车：=5微型、普通级轿车：微型、普通级轿车：=10城市客车：城市客车：=0 长途客车：长途客车：=1015第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择5.轴荷分配定义定义:汽车在空载、满载静止状态下，各轴对支承平面的垂直载荷

19、（常用百分比表示）。确定轴荷分配的原则：确定轴荷分配的原则：为使各轮胎磨损均匀，寿命相近，各车轮负荷应相近；为使各轮胎磨损均匀，寿命相近，各车轮负荷应相近；为保证汽车良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的为保证汽车良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的负荷；负荷；为了保证汽车的操纵稳定性，要求转向轴的负荷不应过小。为了保证汽车的操纵稳定性，要求转向轴的负荷不应过小。对汽车的主要对汽车的主要使用性能使用性能（动（动力性、操稳性、制动性、平顺力性、操稳性、制动性、平顺性等）有显著影响性等）有显著影响第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择5.轴荷分配影响轴荷分配

20、的主要因素：影响轴荷分配的主要因素：汽车的驱动形式、发动汽车的驱动形式、发动机的位置、汽车结构特点、车头的形式、使用条件。机的位置、汽车结构特点、车头的形式、使用条件。第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择5.轴荷分配调整轴荷分配时采取的措施：调整轴荷分配时采取的措施：重新布置某些总成、部件（如油箱、备胎等）重新布置某些总成、部件（如油箱、备胎等）的位置；的位置；改变轴距。改变轴距。第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择1.动力性参数动力性参数最高车速最高车速加速时间加速时间上坡能力上坡能力汽车比功率和比转矩汽车比功率和比转矩

21、汽车理论汽车理论第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择2.燃油经济性参数汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量（L/100km）。百公里燃油消耗量越小越好。对于货车，用单位质量百公里燃油消耗量来评价（L/100tkm）。第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择3.最小转弯直径Dmin定义：转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆直径。影响因素：转向轮最大转角增大，Dmin减小；全轮转向，Dmin减小。汽车轮距增大，Dmin增大；汽车轴距增大，Dmin增大；第三节第三节

22、汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择3.最小转弯直径Dmin国家标准国家标准（GB7258-1997）的规定：的规定：Dmin小于等于24m；Dmin=24m时，转向轴与末轴的内轮差（用两内轮轨迹中心计）小于等于3.5m。3.5m3.5m 末轴内末轴内轮轮 前内轮前内轮 第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择4.通过性几何参数包括最小离地间隙hmin、接近角1、离去角2、纵向通过半径1。商用车使用条件复杂，hmin比乘用车大些。第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择5.操纵稳定性参数转向特性参数转向特性参

23、数 要求保证汽车具有适当的不足转向。汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时，前、后轮侧偏角之差1-2=13。车身侧倾角车身侧倾角要求汽车以0.4g向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角在3以内，最大不得超过7。制动前俯角制动前俯角要求汽车以0.4g减速度制动时，车身前俯角不大于1.5。第三节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择6.制动性参数制动性能包括：制动距离短；制动时方向稳定；下长坡时能保持稳定的低速行驶；坡道上能够可靠驻车。评价指标：制动距离；平均制动减速度。乘用车在50km/h初速度下制动时，满载时制动距离要小于20米，制动减速度要大于5.9m/s2。第三

24、节第三节 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择7.舒适性应为乘员提供舒适的乘坐环境和方便的操作条件。舒适性包括：平顺性平顺性（常用垂直振动频率和加速度评价）；空气调节性能（温度、湿度）；车内噪声；乘坐环境（车门及通道宽度，活动空间）；驾驶员操作性能。（NVH）第四节第四节 发动机的选择发动机的选择一、汽车用发动机的分类第四节第四节 发动机的选择发动机的选择二、发动机形式的选择1.汽油机和柴油机的选用第四节第四节 发动机的选择发动机的选择二、发动机形式的选择2.气缸排列形式的选用第四节第四节 发动机的选择发动机的选择二、发动机形式的选择3.冷却方式的选用第四节第四节 发动机

25、的选择发动机的选择三、发动机主要性能参数的选择1.发动机最大功率Pemax和相应转速nP比功率Pemax/ma根据动力性能指标计算第四节第四节 发动机的选择发动机的选择三、发动机主要性能指标的选择2.发动机最大转矩Temax和相应转速nTnP/nT=1.42.0第四节第四节 发动机的选择发动机的选择三、发动机主要性能指标的选择3.发动机适应性系数第四节第四节 发动机的选择发动机的选择四、发动机的悬置发动机与车架之间的连接件称为悬置元件，一般是橡胶元件、金属元件或液压元件。发动机悬置的作用：减小发动机的振动向车身的传递，降低噪声，提高舒适性；提高零部件、整车的寿命。第四节第四节 发动机的选择发动

26、机的选择四、发动机的悬置对发动机悬置的要求：为了承载并使静位移小，悬置元件刚度应大些；为了承载并使静位移小，悬置元件刚度应大些；应具有良好的隔振性能；应具有良好的隔振性能；减振降噪特性要合理：减振降噪特性要合理：因发动机工作频带较宽因发动机工作频带较宽（10500Hz），要求悬置元件在低频大振幅工况下），要求悬置元件在低频大振幅工况下提供大的阻尼特性，而在高频低幅振动激励下提供提供大的阻尼特性，而在高频低幅振动激励下提供低的动刚度特性，以衰减高频噪声；低的动刚度特性，以衰减高频噪声；耐机械疲劳、热稳定性好及抗腐蚀能力强；耐机械疲劳、热稳定性好及抗腐蚀能力强；液压元件的密封应良好。液压元件的密封

27、应良好。第四节第四节 发动机的选择发动机的选择四、发动机的悬置结构橡胶悬置橡胶悬置 钢丝绳悬置钢丝绳悬置 液压悬置液压悬置五、发动机附件开发/选型/匹配计算/布置第四节第四节 发动机的选择发动机的选择第五节第五节 车身形式车身形式一、乘用车车身形式组成：发动机舱、客厢、行李箱基本型式：折背式、直背式、舱背式应用规律：排量大，用折背式的多；排量小，用舱背式的多。第五节第五节 车身形式车身形式一、乘用车车身形式第五节第五节 车身形式车身形式二、客车车身形式客车车身：单层客车和双层客车按照车头形式不同：平头式和短(长)头式。第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择一、轮胎与车轮应满足的基本要求足够的负荷能

28、力，速度能力；足够的负荷能力，速度能力；滚动阻力要小；滚动阻力要小；噪声低；噪声低；良好的附着能力；良好的附着能力；质量平衡；质量平衡；耐磨损、刺扎、老化；耐磨损、刺扎、老化；具有良好的气密性；具有良好的气密性；质量小；质量小；拆装方便、互换性好；拆装方便、互换性好；价格低。价格低。第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择二、轮胎的分类轮轮 胎胎子午线轮胎钢丝轮胎半钢丝轮胎人造纤维轮胎棉帘线轮胎乘用轮胎商用轮胎非公路用轮胎特种轮胎公路花纹轮胎越野花纹轮胎混合花纹轮胎特种花纹轮胎普通断面轮胎低断面轮胎有内胎轮胎无内胎轮胎斜交轮胎带束斜交轮胎胎体结构胎体结构帘线材料帘线材料 用途用途 胎面花纹胎面花纹

29、断面形状断面形状 三、轮胎选用原则轮胎是汽车主要部件之一，它的选用正确对汽车性能影响直接，应该按车辆的用途选择轮胎以利提高汽车行驶性能和延长其寿命。轮胎类型的选择主要据汽车类型和行驶条件来选择，货车普遍采用高强度尼龙帘布轮胎，使轮胎承载能力提高，越野车选用胎面宽，直径较大的超低压胎；轿车易采用直径较小的宽轮辋低压胎，以提高行驶稳定性。由于子午线的结构特点使其有很多优点，应为优先选择之列。第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择轮胎花纹的选择主要是据道路条件，行车速度，道路远近来进行选择。高速行驶汽车不宜采用加深花纹和横向花纹的轮胎，不然会因过分生热引起早期损坏。在低速行驶汽车使用轮胎应采用加深花纹或

30、超深花纹，可提高轮胎使用寿命。轮胎尺寸和气压的选择主要是根据汽车承受载荷情况和行驶速度来选择，所选轮胎在承受静负荷值应等于或接近于轮胎的额定负荷。这些可通过查阅国家标准获得。值行注意的是在设定轮胎的实际使用气压时，应综合考虑汽车的运动性能，燃油经济性能，振动和噪声等，才能延长轮胎的使用寿命第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择三、轮胎选用原则第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择不同用途的轮胎特点使用车型乘用车轮胎尺寸小高速性、舒适性好轿车轻型客车商用车轮胎尺寸大承载能力强货车、大客车非公路用车轮胎附着性好胎面耐刺扎越野车第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择子午线轮胎的优点：滚动阻力小、温升低、油耗低；

31、胎体缓冲性能、胎面附着性能好；寿命长、高速性能好。子午线轮胎的缺点：制造困难，造价高；不宜翻修。子午线轮胎是汽车设计时的首选轮胎。第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择钢丝帘线轮胎：强度高、导热性好；仅能做子午线轮胎；适用于常在高速条件下行驶的汽车。人造纤维轮胎：选用尼龙、聚脂、人造丝等人造材料做帘线。用于常在低速条件下行驶的汽车使用的斜交轮胎。第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择不同胎面花纹的轮胎特点特点适用条件适用条件公路公路花纹花纹纵向花纹滚动阻力小、噪声小良好路面横向花纹土石路越野花纹越野花纹附着性能良好坏路、无路混合花纹混合花纹使用条件变化第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择低断面轮胎胎面宽

32、平、侧面刚性大、附着能力强；散热良好；高速行驶稳定性好。无内胎轮胎平衡性良好、发热少；刺扎后不易快速失气、高速行驶安全性能良好。轿车、轻型客车多采用子午线、低断面、无内胎轮胎。第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择轮胎负荷系数轮胎负荷系数=0.851.00；轮胎超载时，寿命降低（超载20%时寿命降低30%）；操纵稳定性下降；行驶安全性下降。乘用车选择下限；商用车可接近上限；前轮的轮胎负荷系数一般应低于后轮的。第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择轮胎气压气压增加，则承载能力强，但轮胎的附着能力下降，振动频率增加，乘坐舒适性和安全性变坏；乘用车轮胎使用气压不应高于所选轮胎规定负荷下限定气压的80%。商用

33、车的轮胎使用气压可接近选定轮胎层级所限定的气压。考虑到操纵稳定性的需求，前轮轮胎气压应低于后轮的轮胎气压。第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择帘线层级、汽车行驶速度帘线层级、汽车行驶速度帘线层级愈高，轮胎的承载能力也愈强，并有与轮胎气压增加相似的缺点。汽车行驶速度高，轮胎的发热量增加、温度升高，使轮胎寿命降低，还会引发交通事故。选用轮胎的速度级别所限定的最高使用速度要大于所设计汽车的最高车速。轮胎具有高度的标准化、系列化特点。尺寸等指标要符合国家标准的要求。第六节第六节 轮胎的选择轮胎的选择国际标准化组织（ISO）规定新轮胎规格标志由下面内容组成：轮胎名义断面宽度，单位为（mm）轮胎名义高宽比轮

34、胎结构标志轮辋名义直径，单位为in负荷指数速度符号例如195/65R1594H第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置一、整车布置基准线（面）零线的确定整车布置基准线（面）零线的确定为了校核初选各部件的结构和尺寸是否合理，在绘制总布置草图为了校核初选各部件的结构和尺寸是否合理，在绘制总布置草图之前，要确定画图的基准线之前，要确定画图的基准线(面面)基准线的画法基准线的画法第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置一、整车布置基准线（面）零线的确定整车布置基准线（面）零线的确定1、车架上平面线纵梁上翼面较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁的上缘面在侧（前）视图上的投影线。它是标注垂直方向尺

35、寸的基准线（面），。货车满载、静止时，与地面倾斜0.51.5，车架前低后高。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置一、整车布置基准线（面）零线的确定整车布置基准线（面）零线的确定2、前轮中心线、前轮中心线通过左右前轮中心，垂直于车架平面线的平面，在通过左右前轮中心，垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。侧视图和俯视图上的投影线。它是它是标注纵向尺寸的基准线标注纵向尺寸的基准线（面），向后为正（面），向后为正“+”。3、汽车中心线纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线。它是标注横向尺寸的基准线标注横向尺寸的基准线（面），即Y坐标线。

36、向左为“+”、向右为“-”。该线标记为。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置一、整车布置基准线（面）零线的确定整车布置基准线（面）零线的确定4、地面线地平面在侧视图和前视图上的投影线。它是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线。5、前轮垂直线通过左、右前轮中心并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。作为标注汽车轴距和前悬的基准线。当车架与地面平行时，前轮垂直线与前轮中心线重合（如乘用车）。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置1、发动机的布置、发动机的布置1）发动机的上下位置影响因素：最小离地间隙hmin、驾驶员视野、汽车质

37、心高度布置原则：保证hmin的前提下，尽可能降低发动机的高度；对于轿车，油底壳下方即为hmin；对于货车，前轴下凹，保证hmin且与上方油底壳之间必须有足够间隙。用气缸体前端面与曲轴中心线交点k到地面高度的尺寸y来标明其高度位置（图1-22）。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置1、发动机的布置、发动机的布置2）发动机的前后位置影响因素：影响因素：轴荷分配；传动轴长度和夹角；轿车前排乘坐舒适性；货车面积利用率。用K K点到前轮中心线之间的距离x标明（图1-22）。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置1、发动机的布置、发动机的布

38、置3）发动机的左右位置一般情况下，曲轴中心线与汽车中心线一致；44汽车为了防止前桥主减速器与之产生运动干涉，可使二者向相反方向偏移（图1-8）。4）发动机的倾斜角发动机曲轴中心线相对于车架上平面线的倾斜角（图1-22）。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置2、传动系的布置、传动系的布置离合器、变速器随发动机位置而定；驱动桥位置由驱动轮位置确定；驱动桥左右位置，应考虑左右半轴尺寸相同；主减速器轴线应稍稍向上翘起。轿车传动轴布置成U形（图1-23），有利于降低地板凸包高度，增加后排中间座椅坐垫厚度。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的

39、布置3、转向装置的布置、转向装置的布置转向盘的位置转向盘的位置转向盘平面与水平面夹角要适当；转向盘平面与水平面夹角要适当；转向盘前部盲区小，有利于观察仪表；转向盘前部盲区小，有利于观察仪表；转向盘边缘与周围物体（转向盘边缘与周围物体（如风挡玻璃如风挡玻璃）之间有足够）之间有足够大的间隙。大的间隙。转向器的位置转向器的位置转向器应位于前钢板弹簧跳动中心附近，转向器应位于前钢板弹簧跳动中心附近，即板簧前支即板簧前支架偏后的位置处。架偏后的位置处。转向盘与转向器的连接转向盘与转向器的连接转向盘与转向器的轴线常常会不重合，需用万向节传转向盘与转向器的轴线常常会不重合，需用万向节传动轴连接；动轴连接；这

40、样可以提高操作舒适性，方便踏板的布置，还可以这样可以提高操作舒适性，方便踏板的布置，还可以起到防伤的作用。起到防伤的作用。拉杆角度拉杆角度转向纵拉杆与摇臂和转向节臂的夹角，尽可能布置成转向纵拉杆与摇臂和转向节臂的夹角，尽可能布置成接近直角。接近直角。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置4、悬架的布置、悬架的布置前钢板弹簧布置在纵梁下，以增加转向轮转角；前钢板弹簧布置在纵梁下，以增加转向轮转角；后钢板弹簧布置在车架外侧，以提高侧倾刚度；后钢板弹簧布置在车架外侧，以提高侧倾刚度；为增加汽车的不足转向特性，前板簧前高后低，后为增加汽车的不足转向特性，前板簧前高后低，

41、后板簧前低后高；板簧前低后高；固定铰链在前，活动吊耳在后，有利于缓和路面冲固定铰链在前，活动吊耳在后，有利于缓和路面冲击载荷；击载荷；减振器尽可能呈直立状态布置。减振器尽可能呈直立状态布置。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置 5、制动系的布置、制动系的布置踏板应在油门踏板内侧，以保证有足够的力踩下；检查杆件运动时有无干涉和死角；布置制动管路要安全可靠，整齐美观；软管用于有相对运动处的连接。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置6、踏板的布置、踏板的布置离合器踏板、制动踏板和油门踏板，布置在地板凸包与离合器踏板、制动踏板和油门踏

42、板，布置在地板凸包与车身内侧壁之间；车身内侧壁之间；离合器踏板左侧应当留出能够放下左脚的空间；离合器踏板左侧应当留出能够放下左脚的空间；油门踏板比制动踏板稍低，二者之间留有大于鞋宽油门踏板比制动踏板稍低，二者之间留有大于鞋宽 的距的距离（离（60mm）；）；驾驶员操纵油门踏板时，用脚后跟支靠在地板上，因此驾驶员操纵油门踏板时，用脚后跟支靠在地板上，因此油门踏板应朝外转；油门踏板应朝外转；第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置7、油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置（1）油箱）油箱根据汽车最大续驶里程（200600km）确定油箱的容积；原则：远离排气管等热构件（乘用车

43、300mm）；位置：行李箱内（乘用车）或纵梁上（货车），撞车时难以碰到。（2）备胎备胎轿车备胎布置在行李箱内；货车备胎布置在车架中部货箱下或者车架尾部下方。（3）行李箱）行李箱有效容积：中级轿车0.40.7m3，高级轿车0.70.9m3；（4）蓄电池）蓄电池应与起动机位于同侧，距离近些，线路短；接近性良好，拆装方便。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置8、车厢及驾驶室内部、车厢及驾驶室内部布置（1）人体尺寸分布规律）人体尺寸分布规律为了保证良好的舒适性和安全性，在进行车内布置时，人体尺寸参数至关重要。百分位数：百分位数：对人体尺寸进行抽样测量并排列到数轴上，将

44、该尺寸段均分100份，第几份点上的数值就是该百分位数；如成年男子身高第50百分位数为1688mm（第50份点上的数值为1688mm）表明有50%的人身高低于此值。人体的基本尺寸人体的基本尺寸（图1-24、表1-16，21项的均值和标准差）车内空间、操纵机构、座椅的布置均以之作为依据；以均值决定基本尺寸，标准差决定调整量；男子身高为例，取1.645，表明90%男子的身高在15531822mm范围内。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置8、车厢及驾驶室内部、车厢及驾驶室内部布置（2）人体样板）人体样板将躯干、大腿、小腿、脚等模型板利用铰链联接，用来进行车身内部布置

45、的平面人体模型。人体样板通常有三种尺寸：第10、50、95百分位，分别代表矮小、中等、高大的人体身材；它们的躯干尺寸相同，但小腿和大腿尺寸不一样；人体样板用有机玻璃或胶合板制作，比例为1:5（设计初期）、1:2和1:1。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置8、车厢及驾驶室内部、车厢及驾驶室内部布置布置（2）人体样板）人体样板布置人体样板时，首先要确定其踵点与胯点的位置；人体样板上的胯点要与初选的座椅上的“胯”点重合；人体样板的踵点应安放在油门踏板处的地板上的踵点。然后根据选定的坐姿角、及在图样上进行布置，检查初选的b值等是否合适。驾驶时，人体各部分的夹角应符合

46、人体工程学的要求。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置8、车厢及驾驶室内部、车厢及驾驶室内部布置（3）乘用车车身的内部布置（图1-29）第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置8、车厢及驾驶室内部、车厢及驾驶室内部布置（3）乘用车车身的内部布置第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置8、车厢及驾驶室内部、车厢及驾驶室内部布置（3）乘用车车身的内部布置(主图板)第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置8、车厢及驾驶室内部布置（4）货车驾驶室的内部布置（图1-30）第七节第七

47、节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置8、车厢及驾驶室内部布置（4）客车驾驶室的内部布置（图1-31）第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置9、乘用车外廓尺寸的确定、乘用车外廓尺寸的确定（1）H点与点与R点点胯点胯点能够比较准确地确定驾驶员或乘员在座椅中的位置。能够比较准确地确定驾驶员或乘员在座椅中的位置。H点点人在座椅中坐定，实车测得的胯点位置胯点位置；R点点设计之初，根据总布置要求初选的一个座椅调至最后、最下位置时的“胯点”。它是设计参考点设计参考点。试制出样车后，将座椅调至最后、最下位置，测量胯点即为H点；如果测定的H点不超出以R点为

48、中心的水平边长30mm、铅直边长20mm的矩形方框范围，并且靠背角与设计值得差值不大于3，则认为H点与R点的相对位置满足要求。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置9、乘用车外廓尺寸的确定、乘用车外廓尺寸的确定（2）顶盖轮廓线的确定纵向轮廓线的确定座椅置于高、长两方向的平均位置处，定出H点；从H点作垂线及与垂线成8的斜线；沿斜线截取F点（头顶）、内饰、外表面、横剖面最高点；同样，找出后排座椅上方最高点，两点连线既为顶盖轮廓。横向轮廓线的确定根据左、右乘员头部上方顶盖上的点，再加上顶盖纵向方向轮廓线上的点，即可画出顶盖横向轮廓线。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的

49、总体布置二、各部件的布置各部件的布置9、乘用车外廓尺寸的确定、乘用车外廓尺寸的确定（3）车身横截面由顶盖、车门和地板构成。乘用车车身低、车门小，确定车身侧壁斜度时应考虑上、下车的方便性。当上、下门槛边缘之间的横向间距为零时，乘员上身需倾斜30左右方能入座；间距为100150mm时（上窄下宽），乘员上身只倾斜010即可入座；间距过大会使汽车比例失调，影响外观，且玻璃升降占用车门内空间大，影响人体和车门内表面之间的间隙。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置10、安全带与安全气囊、安全带与安全气囊乘员受伤主要源自于二次碰撞；乘员受伤主要源自于二次碰撞；客厢内不应有尖

50、锐突出物，在头部可能触及的区域应尽量软化；设置安全带，以减少撞车瞬间人体运动的加速度，降低伤害指数，可以有效地保护乘员；尽管使用麻烦，使人体活动受到约束，但许多国家强制装设和使用，特别是对前排乘员。安全带有两点式、三点式和四点式之分安全带有两点式、三点式和四点式之分两点式能防止碰撞时乘员下身有过大的相对位移，防止乘员被甩出车外；三点式安全带由腰带和肩带组合而成，既能防止乘员下身有过大的位移，又能阻止上身向前运动，应用广泛。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置二、各部件的布置各部件的布置10、安全带与安全气囊、安全带与安全气囊安全气囊系统是辅助安全带起到辅助防护作用的。布置在转向盘内或者乘

51、员前部的仪表板内；碰撞时在乘员前部形成一个充满气体的气囊，将乘员的头部、胸部与车内物体隔开，同时利用气囊的阻尼作用吸收人体的动能，起到保护作用；与安全带共同使用可使前排乘员的伤亡人数减少43%46%。第七节第七节 汽车的总体布置汽车的总体布置（示例）（示例）制动系制动系布置布置画总布置基准线画总布置基准线总布置坐标系总布置坐标系车身与驾驶区车身与驾驶区布置布置转向悬架转向悬架布置布置油箱、备胎、行李箱和蓄电池等油箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件附件布置布置货车车箱货车车箱布置布置动力总成动力总成（发动机（发动机-离合器离合器-变速器）布置变速器）布置驱动桥传动轴驱动桥传动轴布置布置第七节第七节

52、汽车的总体布置汽车的总体布置（小结）（小结）第八节第八节 运动校核运动校核一、从整车角度出发进行运动学正确性的检查汽车前进方向与变速器形式的选择；转向盘与转向轮转动方向的校核。第八节第八节 运动校核运动校核二、对有相对运动的零、部二、对有相对运动的零、部件进行运动干涉检查件进行运动干涉检查例：转向传动机构与悬架导向机构前轮跳动时，板簧带动转向节臂球销中心A1点绕O2摆动，其运动轨迹为圆弧；A1点还要绕B1点摆动，运动轨迹为圆弧KK。第八节第八节 运动校核运动校核二、对有相对运动的零、部件进行运动干涉检查二、对有相对运动的零、部件进行运动干涉检查例：转向传动机构与悬架导向机构LFrhdHLFLrL总体尺寸校核货车总体尺寸校核货车作业：（P46）拟开发一款轿车，试初选其：布置形式，并说明其优缺点轴距、轮距整车整备质量轴荷分配性能指标发动机轮胎第九节第九节 汽车零部件的载荷及其强度计算汽车零部件的载荷及其强度计算