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J I A N G S U U N I V E R S I T Y本科毕业设计大型城市客车车身总布置设计The packaging of large-scale city bus学院名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程013班学生姓名：张振华指导教师姓名：张敏中指导教师职称：副教授2005年6月大型城市客车车身总布置设计专业班级：车辆工程013班学生姓名：张振华指导教师：张敏中职称：副教授摘要汽车车身总布置是汽车概念设计阶段的一项相当重要的方案设计工作。
在车身总布置过程中，需要确定的特征参数繁多，空间关系和约束条件复杂，设计方案具有多解性、经验性和综合性。
如何高效的进行汽车车身总布置，应当是整个汽车设计周期中急需解决的一个环节。
本文介绍了某大型低地板城市客车总布置设计，详细叙述了总布置方案设计的全过程，特别是利用人体工程学进行了驾驶员和乘客的位置确定。
关键词城市客车、车身总布置、人体工程学The packaging of large-scale city busAbstract Auto-body packaging is a very important scheme design task during the automobile conceptual design phase. There are so many feature parameters to be determined in the process of auto-body packaging; while spatial relations and constraint conditions are complex, implementation methods and evaluation indices are fuzzy. It results in the design scheme being multiresolution, experiential and compromising. So how to process the auto-body packaging highly efficiently is a big problem to be solved immediately in the automobile overall design cycle.This paper has referred the packaging design of the large-scale, low floor city bus, and introduced the whole process of packaging scheme design in detail, especially utilizing the Ergonomics to design the position of the drivers and passengers.Keywords City bus，Auto-body Packaging，Ergonomics目录第一章车身总布置设计概述 (1)第二章设计简介 (2)第三章车身总布置的设计、计算及绘图 (2)3.1 车身坐标系的确定 (2)3.2确定地板高度 (3)3.3确定驾驶员座椅位置 (3)3.4眼椭圆（Eyellipse） (6)3.5 布置各种操纵杆件、踏板的位置 (8)3.6仪表板的布置 (10)3.7 前轮罩的设计 (11)3.8乘客区座椅的布置 (11)3.9乘客门的布置设计 (13)3.10 踏步的设计 (13)总结和体会 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附表 (17)第一章车身总布置设计概述在扩大汽车的服务领域和满足各方面多样化要求的前提下，作为汽车三大总成之一的车身，已经后来居上越来越处于主导地位。
摘要随着汽车工业的发展，汽车更新换代越来越快，消费者对汽车的外形要求越来越多元化，这很大程度上是由车身技术的发展所决定的，所以汽车车身造型是整个汽车制造的重要组成部分。
汽车造型设计师科学性和艺术性相结合的一项工作，它涉及到许多领域，包括空气动力学、美学的应用、人机工程学、计算机辅助技术等，对学科的交叉应用十分普遍。
基于对车身造型的爱好，本次论文大体从两个方面来研究车身外形：（1）从理论上分析影响车身造型的因素。
经过学习国内外汽车的发展概况，充分了解到，每种车型的出现都是一项新的技术的变革或创新；对于汽车车身现代技术的发展更需要充分研究影响车身造型的因素。
本文概述了汽车发动机的布置设计方案对车身外形设计的影响，发动机的布置形式及传动系和外形设计的关系，最后分析了空气动力学和美学在外形设计中的应用。
（2）使用UG软件对车身模型的模仿设计，主要通过学习三维模型的建立来对车身模型的绘制。
在软件的使用中灵活使用各种建立空间曲线、空间曲面的方法以及空间曲面的过渡处理。
最后形成三维渲染效果图，创造真实的效果。
关键字：车身造型空间曲面渲染ABSTRACTWith the development of the automotive industry, automotive replacement faster and faster, shape requirements for automotive consumers increasingly diversified, which is largely determined by the development of the body, so car styling is an important part of the entire automobile manufacturing. Science and art of combining a car stylists work it relates to many areas, Including the application of aerodynamics, aesthetics, ergonomics, computer-aided technology, on cross-disciplinary applications are very common.Based on the love of styling, this paper generally from two aspects to study body shape. First, from the theoretical analysis of the factors that affect body shape. After learning the overview of the development of domestic and foreign automobiles, fully understand the change of each model are a new technology or innovation; Need to fully study the factors affecting the styling for the development of the modern technology of the auto body ,This article provides an overview of the layout design of the automobile engine body shape design, arrangement and the driveline and the relationship of the exterior design of the engine, Finally, the aerodynamic and aesthetic design in the shape. The second is to use UG software to mimic the design of the body model, Mainly through the study of 3D model to draw on the body model. Flexible in the use of the software using a variety of the establishment of the transitional treatment of the space curve, space, surface and space surface. The final form of the diagram of the 3D rendering, to create realistic effects.Keywords: Styling Space surface Rendering目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录.............................................................................................................................. I II 第一章绪论........................................................................................................... - 1 -1.1 课题背景.................................................................................................. - 1 -1.2 国内外研究现状...................................................................................... - 1 -1.2.1 国外研究状况............................................................................... - 1 -1.2.2 国内研究现状............................................................................... - 4 -1.3主要研究内容............................................................................................. - 6 -第二章影响汽车造型的技术因素....................................................................... - 8 -2.1 发动机的布置设计要求.......................................................................... - 8 -2.2 汽车发动机方案设计的内容.................................................................. - 8 -2.3 车身总布置与整车总布置的关系........................................................ - 10 -2.4 汽车外部造型设计与空气动力学........................................................ - 13 -2.4.1 汽车空气动力学的主要研究内容............................................. - 14 -2.4.2气动造型优化准则........................................................................ - 15 -2.4.3轿车减少气动阻力的主要措施.................................................... - 15 -2.5汽车外部造型设计与美学运用............................................................... - 18 -2.5.1 形态美........................................................................................... - 19 -2.5.2 和谐美........................................................................................... - 21 -2.6小结........................................................................................................... - 22 -第三章车身总体布置设计................................................................................... - 23 -3.1 UG软件的介绍........................................................................................ - 23 -3.2工程图的绘制........................................................................................... - 24 -3.3小结........................................................................................................... - 24 -第四章三维模型的建立....................................................................................... - 25 -4.1 建立方法及原则...................................................................................... - 25 -4.2 车身建模分块.......................................................................................... - 26 -4.3通过点构造空间曲线............................................................................... - 26 -4.4构造空间曲面........................................................................................... - 27 -4.5 空间曲面的构成和处理.......................................................................... - 30 -4.5.1空间曲面的构成............................................................................ - 30 -4.5.2空间曲面的处理........................................................................... - 31 -4.6 曲面间的过渡.......................................................................................... - 32 -4.7 渲染.......................................................................................................... - 33 -4.8 小结.......................................................................................................... - 35 -第五章结论......................................................................................................... - 36 -参考文献................................................................................................................. - 37 -致谢......................................................................................................................... - 38 -第一章绪论1.1 课题背景汽车——这一改变世界的机器，以其澎湃的动力将文明社会推入快速发展的轨道。
汽车车身总布置设计汽车车身一般指汽车上载人与载货的部分，其总部署与底盘、发动机及电气设备等有密切的关系。
车身总布置的第一阶段与车身概念设计同时进行，该阶段的主要任务是，考虑整车型式、车身与整车总部署的关系，而后根据各总成型式和整车总布置的要求确定车身的型式。
对于轿车，主要是确定乘员人数、车门数，座椅排数；车身是船型还是流背型或是其他型式；车身级别是普通型、中级型还是高级型，是豪华型还是标准型等。
1、汽车车身总布置原则在确定上述基本型式和车身总布置的全过程中，一般要遵守下述一些原则。
（1）要考虑汽车是供认乘坐还是供特殊目的用，除设法满足设施正常工作和一些特殊的要求外，主要是围绕人的乘坐提出要求，即提出乘坐舒适性，居住性、操作方便性、温度调节特性、视野性、上下车方便性和安全性等方面的要求。
（2）从整车的经济性和行驶稳定性出发，要有良好的空气动力特性。
（3）具有良好的修理底盘各总成、发动机及电气设备等各总成及其零部件的方便性。
（4）从降低制造成本考虑，要尽力减小车身质量，并具有良好的冲压、焊接、装配及涂装工艺性。
（5）按照汽车的级别、用途及法规选择各种车身附件，同时确定必装件与选装件。
（6）在满足性能要求的前提下，尽力减小车身的外型尺寸。
在外形尺寸一定的情况下，尽力扩大车室内空间，尤其是要尽力增大宽度方向的尺寸。
（7）充分考虑车身与整车及其各总成的协调，确保良好的密封、通风换气、隔声，隔热及防振动等性能。
（8）必须满足国内外有关的各种法规和标准要求，同时还要考虑先进工业国家的有关法规，例如美国、日本及欧洲经济共同体诸国的法规。
（9）在确定车身尺寸时，要考虑我国的气候条件，特别要注意适应严寒地区的冬装，例如，皮帽、皮鞋、皮手套及棉大衣等。
2、车身总布置内容（1）确定车身内、外尺寸。
（2）确定乘坐与操作空间，对于特殊用途的车辆，还要确定设施与装备的位置和尺寸。
（3）校核各项性能及法规要求的尺寸数据，例如，风窗的刮扫面积、座椅的调整量，仪表板的防炫目及视野性等。
第三章 车身总布置设计§1.车身总布置设计考虑因素 §2.轿车的车身布置 §3.大客车的车身布置 §4.货车的车身布置• 车身总布置的基础：整车总布置（底盘布 置） • 车身总布置的任务：前后悬长度；前后窗 位置、发动机罩位置、地板位置、前围位 置；座椅布置、内部空间尺寸；操纵件 （方向盘、手柄、踏板）的位置。
• 注意：车身总布置和整车总布置很难截然 分开，往往需交叉进行。
2重庆大学车辆工程系§1.车身总布置设计考虑因素• 一、乘坐舒适性–居住性——人居住于乘室中是否感到满意• 几何因素：尺寸、形状、质感 • 心里因素：色彩、光线、装饰效果–振动舒适性 –空气调节——保持室内空气新鲜，温度、湿度适宜• 方式：自然通风、强制通风、暖气、冷气、湿度调节3重庆大学车辆工程系§1.车身总布置设计考虑因素• 二、车身的密封、隔热和隔声性能–密封性是车身的重要性能之一• 密封性改善可减少漏气，利于隔声、隔热，防治外 部灰尘和湿气侵入–降低室内噪声是提高车身舒适性的一项重要工 作，国家标准 –隔热，避免内外热量交换 –隔热常与隔声、降噪联合起来进行4重庆大学车辆工程系§1.车身总布置设计考虑因素• 三、安全性–主动安全性（积极安全性）：能减少交通事故 发生可能性的各个方面• 舒适性、操纵性、上下车方便性、汽车外廓尺寸， 灯光，制动器 • 由汽车结构、工艺和管理上的各种措施总合来保证–被动安全性：减轻成员在事故发生时和发生后 所受到的伤害• 软化驾驶室内部，设置安全带 • 通过碰撞试验来检验5重庆大学车辆工程系汽车发生事故时导致伤亡的统计导致伤亡的汽车 部位及其他原因 风窗上梁 后视镜 前立柱 风窗玻璃 侧、后风窗玻璃 转向盘和转向柱 风窗下前梁 前座椅靠背 仪表板 侧壁立柱 后壁 顶盖 甩出汽车 其他 伤亡人数 伤 129 30 41 175 47 137 41 83 230 219 11 30 132 32 中伤 60 6 16 23 6 69 7 34 71 69 7 12 44 12 危险创伤 9 — 5 — — 9 — — 10 12 1 — 10 1 致死创伤 6 — — — — 5 — — 2 3 1 — 4 — 占总伤亡人数的 比例（%） 10.9 1.9 3.3 10.6 2.8 11.7 2.6 6.2 16.6 16.2 1.7 2.2 10.1 2.4 危险和致死创伤 人数的比例（%） 7.4 — 8.1 — — 6.4 — — 3.8 5.0 10.6 — 7.4 2.26•危险的车身构件：中立柱，后立柱，仪表板，转向柱和转向盘，风窗玻璃，风窗上梁重庆大学车辆工程系§1.车身总布置设计考虑因素• 四、视野性– 在人机工程学应用中讲述• 五、上下车方便性– 影响因素：车门、脚踏板、扶手• 六、操纵方便性– 应具备合理的操纵位置、足够的操纵空间 – 仪表应容易辨别，各种按、拉钮应容易触到，灵活方 便，“挡感”明显；操纵时不应分散驾驶员观察道路情况 的注意力7重庆大学车辆工程系§2 轿车车身的布置• 车身总布置是在整车总布置的基础上进行的。
第三章 车身总布置设计 第三章 车身总布置设计本章主要内容： 1、车身总布置设计的原则和内容 2、轿车车身总布置设计第一节 车身总布置设计的原则和内容车身的总体设计是在整车总布置的基础上进行的，根据整车布置提 供的控制尺寸，进行车身的布置设计，以确定车身的基本尺寸1、车身总布置设计原则1) 以人为中心，即按照人机工程学的原则来考虑。
保证 操纵方便性、视野性、上下车方便性等 2) 注重车身外形的协调性 3) 在满足基本性能的前提下，尽量减小车身外形及扩大 车内空间 4) 充分考虑产品系列化和通用化 5) 方便性原则2、车身外表面特征点及作用• 在车身总布置设计中，首先应确定出车身外表面 各部分的特征位置点和外形特征尺寸，并使之符 合车身布置尺寸要求和造型要求。
• 这些特征位置点是进一步完成车身布置设计、内 部设计、外形设计及结构设计的基本参考位置。
• 这些特征位置点是在进行车身布置设计的过程 中，逐步被加以确定的，随着这些点的确定，符 合设计要求的车身形状也就基本确定了。
4、两种不同的车身总布置设计观点1)旧的车身总布置设计观点（20世纪60年代以前）3、总布置设计的内容1) 确定车身内部、外部主要尺寸 2) 确定驾驶员操作位置及乘客乘坐位置 3) 校核各项性能法规所要求的尺寸（如风窗挂扫面积及 视野性等） 4) 承载式车身为各总成提供的支撑方式及尺寸 5) 确定车前板制件的尺寸界限，根据前轮跳动图确定前 翼子板的开口及挡泥板形状 6) 布置车身附件及其它装置（如备胎、燃料箱等）以平均人（Average Man）为依据，即在绘制车身总布置 图时根据人体的平均尺寸确定车身内部的基本尺寸。
其问题是不能确定准确的尺寸上下限 2)新的车身总布置设计观点 车身布置设计应适合一群人，即绝大多数人，并能确切地确 定各项尺寸的界限 3)百分位 百分位是数理统计学的一个概念。
常用的有：95,50,5百分位 第95百分位表示95%的人的身高小于该值 第50百分位表示50%的人的身高小于该值 第5百分位表示5%的人的身高小于该值1第二节 轿车车身总布置设计1、动力总成的布置 初步设计时，必须确定车身 与动力总成相对于前轮轴线 的位置。
