汽車設計課程設計,交通學院 孫宏圖,課程設計的目的,鍛煉汽車設計制造專業(yè)學生解決工程實踐問題與培養(yǎng)創(chuàng)新能力的手段 培養(yǎng)應用型工程技術人才實踐技能的重要環(huán)節(jié) 訓練學生解決工程實際問題的能力,課程設計的目的,綜合應用汽車構造、汽車理論和汽車設計等課程的專業(yè)知識 學習查閱和應用國家標準，培養(yǎng)按照國家標準設計應用系統(tǒng)的習慣 掌握汽車結構設計的方法和特點 掌握汽車結構設計的一般步驟,課程設計的方法,明確選定題目的結構特點與工作原理，綜合應用專業(yè)課程知識 查閱汽車設計手冊，了解產品結構、技術參數 進行分析、計算、對比，確定設計對象的具體結構和工作方案 選擇相應設計參數，繪制設計圖樣 對設計過程中方案制定、結構參數確定、計算方法的選擇進行總結，撰寫設計說明書,課程設計的步驟,分析設計要求和性能參數 確定結構方案，繪制整體設計方案圖 進行總成結構的選型及參數計算，繪制總成裝配圖的設計圖樣 進行主要零部件的結構選型及設計計算，進行強度校核，繪制零部件結構圖 撰寫設計說明書,課程設計要求,根據所學專業(yè)知識，完成一種汽車常用總成機構的設計，繪制相應零部件圖和裝配圖，編寫設計說明書 成績：出勤+圖樣和說明書+答辯 設計說明書：按照模版撰寫 圖樣：三維模型+二維圖紙,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設計,1.1 整車主要目標參數的初步確定 1.1.1 發(fā)動機的選擇 發(fā)動機最大功率及轉速的確定 發(fā)動機最大轉矩及轉速的確定 1.1.2 輪胎的選擇 依據車型、使用條件、輪胎的額定符負荷以及汽車的行駛速度確定,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設計,1.1.3 傳動系最小傳動比的確定 最高檔若為直接擋，最小傳動比為主減速器速比i0 基本確定主減速器的減速形式 1.1.4 傳動系最大傳動比的確定 變速器1擋傳動比與主減速器速比的乘積 根據最大爬坡度和路面附著條件初選,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設計,1.2 傳動系各總成的選型 1.2.1 發(fā)動機的選型 根據所需發(fā)動機的最大功率和最大轉矩及相應轉速，初選發(fā)動機的型號，查技術參數和特性曲線 1.2.2 離合器的初步選型 根據發(fā)動機的最大轉矩，選擇某轉矩容量的離合器，確定后備系數,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設計,1.2.3 變速器的選型 根據發(fā)動機最大轉矩和變速器1擋傳動比，初選變速器型號，確定額定輸入轉矩和速比范圍 1.2.4 傳動軸的選型 確定傳動軸形式（分段和支承）和萬向節(jié)形式，選擇傳動軸型號，確定工作轉矩,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設計,1.2.5 驅動橋的選型 驅動橋結構形式和布置形式：斷開或非斷開 主減速器結構形式選擇：單極或雙極 驅動橋的選型：根據計算的主減速器速比，選擇主減速器的型號，確定承載能力，最大輸入轉矩,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設計,1.3 整車性能計算 1.3.1 汽車動力性能計算 汽車驅動力和行駛阻力 汽車的加速性能計算 1.3.2 汽車的經濟性能計算,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設計,1.4 發(fā)動機與傳動系部件的確定 根據前面的計算，確定設計車輛的動力傳動系統(tǒng) 對比不同匹配情況下的汽車性能，最終確定發(fā)動機和傳動系各個不見選型 繪制整車總體布置草圖,2. 離合器設計,2.1 確定離合器的結構形式 常用單片膜片彈簧離合器 2.2 離合器的容量設計 單位壓盤質量的滑磨功、單位摩擦面積滑磨功、單位壓盤質量的發(fā)動機功率、單位摩擦面積的發(fā)動機功率、溫升速率和后備系數等評價 根據發(fā)動機扭矩、功率、轉速、整備質量、主減速器速比、變速器速比和車輪半徑等參數計算,2. 離合器設計,2.2.1 離合器的容量參數及計算 滑磨功：單位面積或質量耗散的功 溫升速率：摩擦片溫度升高的速度 轉矩容量：后備系數與發(fā)動機最大轉矩的乘積 摩擦片外徑、內徑及面積：根據發(fā)動機最大轉矩確定 壓盤的質量：根據滑磨功及發(fā)動機功率確定 壓緊力：根據轉矩容量和離合器尺寸、片數確定 摩擦片的單位壓力：根據不同材料確定 例2-1和2-2，離合器設計實例,2. 離合器設計,2.3 離合器結構零件的設計 2.3.1 從動盤總成結構 從動片、摩擦片和從動盤轂，或帶扭轉減振器 2.3.2 從動盤零件的結構選型和設計 從動片、從動盤轂 2.2.3 從動盤摩擦材料的選擇 石棉、有機摩擦材料、金屬陶瓷摩擦材料,2. 離合器設計,2.3.4 壓盤設計 傳力方式、幾何尺寸、材料、強度校核 例2-3，壓盤傳力片設計實例 2.3.5 離合器蓋設計 剛度、散熱、對中 2.2.6 膜片彈簧設計與計算 負荷與變形、工作點位置、結構參數設計 例2-4 ，膜片彈簧計算實例,2. 離合器設計,2.7 離合器操縱機構設計 2.7.1 離合器操縱機構的功用及要求 2.7.2 離合器操縱機構的形式與選擇 機械式和液壓式 2.7.3 離合器操縱機構的設計計算 總傳動比、踏板總行程、踏板力 例2-5，操縱機構參數計算實例,3. 萬向傳動裝置的設計,3.1 萬向傳動裝置的結構形式及選擇 不等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié) 3.2 十字軸萬向傳動裝置的設計計算 3.2.1 靜態(tài)額定轉矩 滾柱軸承的靜態(tài)承載能力和萬向節(jié)回轉半徑確定 3.2.2 動態(tài)承載能力與動態(tài)額定轉矩 幾何結構因素、滾動體和導槽類型確定，用動載能力和回轉半徑之積確定 例3-1，萬向節(jié)傳動軸數計算實例,3. 萬向傳動裝置的設計,3.2.3 汽車傳動軸計算轉矩確定 起動轉矩、附著轉矩 例3-2，十字軸萬向節(jié)傳動軸計算實例 3.2.4 十字軸萬向節(jié)傳動軸軸承支座的力計算 W型布置的軸承支反力 Z型布置的軸承支反力,3. 萬向傳動裝置的設計,3.4 萬向節(jié)使用壽命計算 十字軸萬向節(jié)使用壽命計算 例3-3，十字軸萬向節(jié)計算實例 前驅動半軸百萬次循環(huán)壽命 后輪驅動百萬次循環(huán)壽命 四輪驅動百萬次循環(huán)壽命,4. 驅動橋設計,4.1 確定驅動橋的結構形式 斷開式和非斷開式 主減速器結構形式及選擇：螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪 差速器結構形式及選擇：普通錐齒輪差速器和防滑差速器 橋殼結構形式及選擇：可分式或整體式,4. 驅動橋設計,4.2 主減速器和差速器齒輪主要參數的選擇與計算 4.2.1 主減速器齒輪主要參數的選擇 齒數、分度圓、大齒輪、小齒輪、螺旋角、螺旋方向、法向壓力角、 4.2.2 直齒錐齒輪差速器齒輪基本參數 星星齒輪數目、球面半徑、節(jié)錐距、齒數、模數、分度圓直徑、齒面寬、齒高、壓力角,4. 驅動橋設計,4.3 齒輪的結構設計、圖樣及技術要求 4.3.1 齒輪的結構設計 齒圈結構形式、齒圈與輪轂安裝方式、幅板形式（加強筋） 4.3.2 齒輪的圖樣及技術要求 差速器直齒錐齒輪的圖樣及技術要求 主減速器、螺旋錐齒輪及雙曲面齒輪的圖樣及技術要求 教材上圖樣及主要尺寸公差,5. 懸架設計,5.1 懸架的結構形式 獨立懸架和非獨立懸架 5.2 懸架彈性元件的設計與計算 鋼板彈簧設計計算 扭桿彈簧、螺旋彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧,5. 懸架設計,5.2.1 布置方案 橫置板簧：需要傳遞縱向力，必須設置附加的導向傳力裝置，結構復雜，質量大，應用少 縱置板簧：傳遞各種力和力矩，結構簡單，應用廣泛 對稱式：鋼板彈簧中部在車軸（橋）上固定中心至兩端卷耳中心距離相等 不對稱式：鋼板彈簧中部在車軸（橋）上固定中心至兩端卷耳中心距離不相等,5. 懸架設計,5.2.2 鋼板彈簧主要參數的確定 滿載弧高 鋼板彈簧長度確定 鋼板斷面尺寸及片數確定 鋼板彈簧各片長度的確定 鋼板彈簧的剛度校核 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計算 鋼板彈簧總成弧高的校核 鋼板彈簧的強度校核,5. 懸架設計,5.3 懸架對汽車主要性能的影響 5.3.1 懸架對汽車平順性的影響 車身固有振動頻率 懸架特性特性 系統(tǒng)阻尼 5.3.2 懸架對汽車操縱穩(wěn)定性的影響 不足轉向特性、軸轉向（懸架導向桿系運動使車軸偏轉一定角度）、前輪定位參數、導向桿系與轉向桿系運動協(xié)調,6. 轉向系設計,6.1 轉向系方案的選擇及主要參數的確定 6.1.1 轉向系方案的選擇 轉向盤、轉向軸、轉向器、轉向梯形 6.1.2 轉向系主要參數的確定 轉向系設計的前提條件：整車尺寸參數 轉向系傳動比的確定：力傳動比和角傳動比 轉向系計算載荷的確定,6. 轉向系設計,6.2 齒輪齒條式轉向器設計 6.2.1 齒輪齒條式轉向器的優(yōu)缺點 6.2.2 齒輪齒條式轉向器的輸出形式 輸入和輸入的位置 6.2.3 齒輪齒條式轉向器的整體布置 轉向器與轉向梯形的前后位置,6. 轉向系設計,6.2.4 齒輪齒條式轉向器的結構及工作原理 6.2.5 齒輪齒條式轉向器的結構設計 速比計算 螺旋角對齒輪齒條轉向器的影響 齒條截面形狀 軸承選擇及齒輪支承,6. 轉向系設計,6.3 轉向梯形機構的設計 6.3.1 轉向梯形理論特性 6.3.2 轉向梯形的布置 6.3.3 轉向梯形機構尺寸的初步確定 6.3.4 梯形校核,7. 制動系設計,7.1 制動器的結構形式及選擇 液壓鼓式制動器：領蹄與從蹄 液壓盤式制動器：固定鉗盤與浮動鉗盤 7.2 制動器結構設計與計算 7.2.1 液壓鼓式制動器 主要參數、效能因數、制動力矩,7. 制動系設計,7.2.2 液壓盤式制動器 制動力矩 制動盤設計 制動鉗設計 7.3 制動操縱系統(tǒng)結構與設計 液壓制動操縱系統(tǒng)結構 液壓制動操縱系統(tǒng)的設計：輪缸直徑、主缸直徑、踏板力和踏板行程、真空助力、踏板機構,7. 制動系設計,7.4 制動性能計算 制動距離與制動減速度 同步附著系數 最大駐坡度,課程設計題目與分組,每組7個人，組長負責汽車動力總成匹配與總體設計，其他同學分別進行各總成設計 設計任務書下發(fā)，設計說明書模版，6000字 上機地點：機房 答辯時間：12月6日 答疑：劉建霞：13220935640,設計題目分組,