第一章汽车总体设计科大文稿演示

汽车设计主编：王望予车辆工程2016年02月29日课程名称：汽车设计课程编码：50005602总学时数/学分数：32/2 实验学时：0上机学时：0课程所属部门：汽车与交通学院课程负责人：制定日期：2016年2月王望予教授,生于1935年11月，辽宁沈阳人，1960年毕业于吉林工业大学汽车专业；主讲“汽车设计”、“汽车系统动力学”、“汽车安全性”等课程；曾担任吉林工业大学汽车教研室副主任、系统动力学研究室主任；参编《汽车设计》第1、2版（第1版曾获国家教育委员会优秀教材奖和机械工业委员会优秀教材一等奖），主编《汽车设计》第3、4版（第3版曾获教育部普通高等学校优秀教材二等奖），还参编了《机械工程手册》第2版、《汽车工程手册》（设计篇、基础篇）；在国内外杂志上发表科学论文20余篇。

1课程内容课程内容学时数总学时实验汽车的总体设计 6离合器设计 4 机械变速器的设计 6 万向传动轴的设计 4 驱动桥的设计 2 悬架系统设计 4 转向系统设计 4 制动系统设计 2 合计322 课程重点与难点⏹汽车的整体布置设计、主要总成系统的参数设计及其设计效果对整车性能影响的分析验算、部分关键零部件的结构设计。

重点⏹重点讲授：汽车总体设计、机械变速器设计、汽车驱动桥设计、汽车悬 和难点架系统设计、汽车转向系统设计。

⏹先修课程：理论力学、材料力学、机械设计、汽车构造、发动机先修原理、汽车理论等课程3 课程规范要求及考核方式⏹采用课堂讲授的授课方案，课堂教学采用多媒体教学手段，并辅之以课堂讨论、工程案例分析等教学环节。

规范⏹安排适当的习题，结合专业其它实践性教学环节，促使学生了解、掌握要求基础理论知识、基本分析方法和一般设计思路。

考核方式 ⏹课前做预习，课后完成作业⏹检查考勤（1/3）、迟到或早退记录⏹考勤，平时作业，测验。

评分标准第一章汽车总体设计§1 汽车总体设计的任务及开发程序§2 汽车形式的选择§3 汽车主要参数的选择§4 发动机的选择§5 车身形式§6 轮胎的选择§7 汽车的总体布置§8 运动校核第1章汽车总体设计第一节汽车总体设计的任务及开发程序⏹定义：汽车设计、汽车总体设计、开发流程主要⏹汽车总体设计的任务内容⏹汽车开发的流程及阶段内容重点⏹汽车开发的流程及具体含义和难点第1章汽车总体设计1.1汽车总体设计的任务第1章 汽车总体设计定义⏹汽车设计：是指汽车产品进行设计的方法和手段，是汽车进行开发、设计实践的软件与硬件；以机械设计理论为基础，并考虑到其结构特点、使用条件的复杂多变以及大批量生产等情况。

1.1汽车设计及总体设计流程与⽅法学第⼀章汽车的总体设计1.1 汽车总体设计的流程与⽅法学1.1.1 汽车开发设计及总体设计流程汽车开发设计流程如图1.1.1所⽰, 本章主要介绍图中总体设计的内容及总体设计的⽬的。

造型与概念设计虚拟仿真⼯程设计产品⼯程设计制造⼯程设计图1.1.2 产品开发过程IDEF0功能模型⼯艺员师、资源图1.1.3 详细设计的IDEF0功能模型零部件更改设计请求产品任务书修改设计请求图1.1.4 汽车总体设计及三维精确装配设计流程1.1.2 汽车总体设计的⽬标总体设计的⽬的或要达到的⽬标有如下⼏个⽅⾯:(1)市场调研和情报收集后, 确定设计计划任务书.(2)通过整车的总体设计实现所有设计零部件或选型零部件的合理布置和合理装配, 也就是众所周知的总布置设计或总布置图.英⽂称为LAYOUT DESIGN 或PACKAGING DESIGN. 从1995年后,全球开始采⽤数字化三维可视化总布置设计, 实现了⾼精度的布置和设计.(3)确定设计硬点(HARDPOINT)和设计控制规则, 设计硬点是确定车⾝,底盘与零部件相互关系的基准点,线,⾯及控制结构的统称. 设计硬点是车⾝,底盘及所有零部件设计的基础和准则.(4)通过整车的总体设计实现所有运动部件的运动学校合, 以便避免零部件的运动学⼲涉. 例如,悬架跳动和转向系统的运动学⼲涉校合, 转向梯形校合, 门开启运动校合, 轮胎跳动与轮罩包络图,等等.(5)通过整车的总体设计实现⼈机⼯程设计和设计舒适性法规的校合和设计优化,如⼈体模型的三维建模及三维总布置设计,前、后视野校合,上车舒适性校合, ⾬刷校合,眼椭园, 头廓包络线校合,等等.(6)通过整车的总体设计实现整车性能计算和仿真,实现整车性能匹配和系统优化,实现主要性能的优化设计PERFORMANCE OPTIMIZATION.(7)通过整车的总体设计实现所有主要零部件的设计参数的确定和设计选型, 并完善设计任务书, 并为项⽬协同开发创造条件.(8)通过整车的总体设计实现产品零部件的产品描述表、爆炸图及零部件明细表的建⽴. 以便实现项⽬分组管理和协同开发(Collaborative Product Development). 以上三项统称为产品描述⽂件, 产品描述表是指描述产品零部件属性与⾃⼰及相关信息的登记表或零件档案(16开每个零件⼀页, 就象户⼝⼀样).如表1.1.5所⽰为产品描述表.1.1.3 汽车总体设计的主要⼯作内容及技术⽂件表1.1.1为汽车开发流程中总的主要内容, 其中”总体设计”详见表1.1.2内容.表1.1.2 总体设计的主要⼯作内容及应总结的技术报告1.1.4产品描述⽂件的编制(1) 产品设计任务书的确定根据“产品开发计划任务书”的规定，确认设计要求，然后, 进⾏总布置初步设计和计算。

第一章汽车的总体设计§1―1 概述一．总体设计1．对总体设计的基本要求：1）各项性能、成本等，要达到设计任务书指标。

2) 遵守和贯彻有关法规、标准，不侵犯专利。

3) 尽量三化，标准化，通用化，系列化。

4）进行运动校核，保证运动正确，不干涉。

5）拆装维修方便。

§1―2 汽车形式的选择二、汽车形式：指轴数、驱动形式、布置形式1.轴数1)选择根据：总质量、法规、轮胎负荷能力和汽车结构2)一般，总质量：< 19t，两轴19-26t，三轴>26t，四轴及以上2.驱动形式：第一、二个数字分别表示车轮总数和驱动轮数选择根据：用途、总质量、对车辆通过性的要求一般，4*23.布置形式：指发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点§1—3汽车主要参数选择主要参数：尺寸、质量和性能参数一、主要尺寸参数的确定：外廓尺寸、轴距，轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸等。

1、外廓尺寸：长、宽、高2、轴距L1） L对汽车的影响：A. 整备质量（自重）： L短→轻B. 总长：L短→短，车厢长度不足或后悬过长C. 最小转弯半径：L短→小D. 传动轴长度：L短→短，质量小E. 纵向通过半径：L短→小，通过性好但L过短时，F. 轴荷分配：因制动或上坡轴荷转移过大，制动性和操纵稳定性变坏G. 纵向振动角：增大，平顺性不利H. 万向节传动轴夹角大：受力不利2）确定：原则：大排量乘用车，大货车，大客车→长如要机动性好→短货车如要装载量多，装轻飘物→长初选：参见表1—2。

3、前、后轮距B1和B21）对汽车的影响：A. B↑→车厢宽度↑→车内空间及側倾刚度↑，提高横向稳定性B. B↑→总宽、总质量、最小转弯半径↑→比功率、比转矩↓，机动性变坏轮距=0.5—0.54。

微型车为0.55 —0.64轿车的轴距P18前轮距2）确定方法：按表1—2初选4、前悬L F和后悬L R1）前悬长度：影响：足够长度：固定和安装发动机、水箱类太长：接近角太小，不利于通过性，使视野变坏2）后悬长度：影响：取决于货厢长度，轴距和轴荷的分配的要求，保证离去角太长：上、下坡容易刮地，转弯也不灵活太短：乘用车行李箱尺寸小大客车后悬一般不大于轴距的65%，绝对值不大于3.5m，货车后悬一般1.2—2.2 m间二、、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、载荷分配三、汽车性能参数的确定1、动力性参数：包括最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转矩等。

汽车设计课件--汽车总体设计1课程容课程容学时数总学时实验汽车的总体设计 6 离合器设计 4 机械变速器的设计 6 万向传动轴的设计 4 驱动桥的设计 2 悬架系统设计 4 转向系统设计 4 制动系统设计 2 合计322课程重点与难点汽车的整体布置设计、主要总成系统的参数设计及其设计效果对整车性能影响的分析验算、部分关键零部件的结构设计。

重点重点讲授：汽车总体设计、机械变速器设计、汽车驱动桥设计、汽车悬和难点架系统设计、汽车转向系统设计。

先修先修课程：理论力学、材料力学、机械设计、汽车构造、发动机原理、汽车理论等课程3课程规要求及考核方式采用课堂讲授的授课方案，课堂教学采用多媒体教学手段，并辅之以课堂讨论、工程案例分析等教学环节。

安排适当的习题，结合专业其它实践性教学环节，促使学生了解、掌握基础理论知识、基本分析方法和一般设计思路。

考核方式课前做预习，课后完成作业检查考勤（1/3）、迟到或早退记录考勤，平时作业，测验。

§1 汽车总体设计的任务及开发程序§2 汽车形式的选择§3 汽车主要参数的选择§4 发动机的选择§5 车身形式§6 轮胎的选择§7 汽车的总体布置§8 运动校核第一节汽车总体设计的任务及开发程序定义：汽车设计、汽车总体设计、开发流程主要汽车总体设计的任务容汽车开发的流程及阶段容重点汽车开发的流程及具体含义和难点汽车总体设计的任务定义汽车设计：是指汽车产品进行设计的方法和手段，是汽车进行开发、设计实践的软件与硬件；以机械设计理论为基础，并考虑到其结构特点、使用条件的复杂多变以及大批量生产等情况。

汽车总体设计：是指汽车设计过程中提出整车总体设计方案，对各部件进行合理布置，确定并保证主要性能指标合理、可实现的设计过程。

1.1 总体设计应满足的基本要求1.1.1 汽车对人类生活质量的影响使生活质量提高使生活质量降低1.1.2 对汽车提出越来越高的要求节能——节油和开发新能源环保——通过法规对排放和噪声提出更严格要求安全——提出更高的要求，要求很好的保护乘员舒适——能居住，能通讯，有空调，驾驶方便1.1 总体设计应满足的基本要求1.1.3 基本要求各项性能、成本等，满足设计任务书所规定的指标；严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定（如外廓尺寸符合GB1589-1989规定），注意不要侵犯专利；贯彻“标准化、通用化、系列化”；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；拆装与维修方便。

汽车总体设计—第一章第1章汽车总体设计教学提示：汽车总体设计需要多方面的知识和经验，本章介绍汽车设计的特点，汽车产品的开发过程以及汽车设计的主要程序，重点讲解在进行汽车整车的概念设计时汽车类型的选择、主要尺寸参数及性能参数的确定和汽车总布置设计等内容。

教学要求：本章主要应掌握汽车总体设计程序、汽车主要参数的选择、汽车的总体布置以及运动校核，了解车身形式、发动机和轮胎的选择。

1.1 概述1.1.1 汽车工业的发展汽车工业的发展代表了近代工业的发展历程，汽车最明显的进步在于技术创新，制造的进步和汽车造型的变化。

1. 车身结构的发展最早的汽车是由马车的结构作为车身，再加装蒸汽机改装而来。

随着汽车行驶速度的提高，金属车身逐渐代替了木质加帆布的结构。

20世纪30年代，铝和钢材在车身方面的应用越来越多。

随后，越来越多的汽车采用钢板压制的车身蒙皮，制造出各种曲线(面)车身造型，多曲率冲压蒙皮能够承受更大负荷，从而使车身更坚固。

到20世纪50年代，车身结构不断完善，更加符合空气动力学，且美观实用。

2. 发动机的发展汽车发动机的发展，带动了汽车工业的整体快速发展。

汽油发动机技术几经发展，不断完善，燃油喷射、电子燃烧控制、催化转化器等技术已经成熟通用。

柴油发动机没有点火系统，能够在更加恶劣的条件下工作，而且更加经济。

随着机械增压和涡轮增压技术的发展，柴油发动机功率越来越大，广泛用于商用车上，同时在军用车领域也占有很大比例。

电动力很早就已应用于汽车领域，但由于续驶里程短、质量较大，限制了其在汽车领域的应用。

近年来，人们更加注重汽车燃能效率问题，使混合动力技术得到了重视和发展。

氢燃料发动机和太阳能动力更加环保，不过普及还有待时日，因为其关键技术尚不够成熟。

3. 汽车材料的发展现代汽车材料种类繁多，包括金属材料、纤维复合材料、金属陶瓷、工程塑料、合金材料等。

最常用的是金属材料，如各类钢材合金、铝合金及铜合金等；也有非金属材料，如各种玻璃、橡胶材料、木板材料、竹胶板、PVC板材、塑胶板、碳纤维等。