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2、车结构设计的方法和特点n掌握汽车结构设计的一般步骤掌握汽车结构设计的一般步骤课程设计的方法n明确选定题目的结构特点与工作原理，综合应用专业课程明确选定题目的结构特点与工作原理，综合应用专业课程知识知识n查阅汽车设计手册，了解产品结构、技术参数查阅汽车设计手册，了解产品结构、技术参数n进行分析、计算、对比，确定设计对象的具体结构和工作进行分析、计算、对比，确定设计对象的具体结构和工作方案方案n选择相应设计参数，绘制设计图样选择相应设计参数，绘制设计图样n对设计过程中方案制定、结构参数确定、计算方法的选择对设计过程中方案制定、结构参数确定、计算方法的选择进行总结，撰写设计说明书进行总结，撰写设计说
3、明书课程设计的步骤n分析设计要求和性能参数分析设计要求和性能参数n确定结构方案，绘制整体设计方案图确定结构方案，绘制整体设计方案图n进行总成结构的选型及参数计算，绘制总成装配图的设计进行总成结构的选型及参数计算，绘制总成装配图的设计图样图样n进行主要零部件的结构选型及设计计算，进行强度校核，进行主要零部件的结构选型及设计计算，进行强度校核，绘制零部件结构图绘制零部件结构图n撰写设计说明书撰写设计说明书课程设计要求n根据所学专业知识，完成一种汽车常用总成机构的设根据所学专业知识，完成一种汽车常用总成机构的设计，绘制相应零部件图和装配图，编写设计说明书计，绘制相应零部件图和装配图，编写设计说明书n
4、成绩：出勤成绩：出勤+图样和说明书图样和说明书+答辩答辩n设计说明书：按照模版撰写设计说明书：按照模版撰写n图样：三维模型图样：三维模型+二维图纸二维图纸1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.1 整车主要目标参数的初步确定整车主要目标参数的初步确定1.1.1 发动机的选择发动机的选择q发动机最大功率及转速的确定发动机最大功率及转速的确定q发动机最大转矩及转速的确定发动机最大转矩及转速的确定1.1.2 轮胎的选择轮胎的选择q依据车型、使用条件、轮胎的额定符负荷以及汽车的行驶速依据车型、使用条件、轮胎的额定符负荷以及汽车的行驶速度确定度确定1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.1.3 传动系最小传动比
5、的确定传动系最小传动比的确定q最高档若为直接挡，最小传动比为主减速器速比最高档若为直接挡，最小传动比为主减速器速比i0q基本确定主减速器的减速形式基本确定主减速器的减速形式1.1.4 传动系最大传动比的确定传动系最大传动比的确定q变速器变速器1挡传动比与主减速器速比的乘积挡传动比与主减速器速比的乘积q根据最大爬坡度和路面附着条件初选根据最大爬坡度和路面附着条件初选1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.2 传动系各总成的选型传动系各总成的选型1.2.1 发动机的选型发动机的选型q根据所需发动机的最大功率和最大转矩及相应转速，初选发根据所需发动机的最大功率和最大转矩及相应转速，初选发动机的型号，查技
6、术参数和特性曲线动机的型号，查技术参数和特性曲线1.2.2 离合器的初步选型离合器的初步选型q根据发动机的最大转矩，选择某转矩容量的离合器，确定后根据发动机的最大转矩，选择某转矩容量的离合器，确定后备系数备系数1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.2.3 变速器的选型变速器的选型q根据发动机最大转矩和变速器根据发动机最大转矩和变速器1挡传动比，初选变挡传动比，初选变速器型号，确定额定输入转矩和速比范围速器型号，确定额定输入转矩和速比范围1.2.4 传动轴的选型传动轴的选型q确定传动轴形式（分段和支承）和万向节形式，选确定传动轴形式（分段和支承）和万向节形式，选择传动轴型号，确定工作转矩择传动轴型
7、号，确定工作转矩1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.2.5 驱动桥的选型驱动桥的选型q驱动桥结构形式和布置形式：断开或非断开驱动桥结构形式和布置形式：断开或非断开q主减速器结构形式选择：单极或双极主减速器结构形式选择：单极或双极q驱动桥的选型：根据计算的主减速器速比，选择主驱动桥的选型：根据计算的主减速器速比，选择主减速器的型号，确定承载能力，最大输入转矩减速器的型号，确定承载能力，最大输入转矩1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.3 整车性能计算整车性能计算1.3.1 汽车动力性能计算汽车动力性能计算q汽车驱动力和行驶阻力汽车驱动力和行驶阻力q汽车的加速性能计算汽车的加速性能计算1.3.2 汽
8、车的经济性能计算汽车的经济性能计算1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.4 发动机与传动系部件的确定发动机与传动系部件的确定q根据前面的计算，确定设计车辆的动力传动系统根据前面的计算，确定设计车辆的动力传动系统q对比不同匹配情况下的汽车性能，最终确定发动机对比不同匹配情况下的汽车性能，最终确定发动机和传动系各个不见选型和传动系各个不见选型q绘制整车总体布置草图绘制整车总体布置草图2. 离合器设计2.1 确定离合器的结构形式确定离合器的结构形式q常用单片膜片弹簧离合器常用单片膜片弹簧离合器2.2 离合器的容量设计离合器的容量设计q单位压盘质量的滑磨功、单位摩擦面积滑磨功、单位压单位压盘质量的滑磨功
9、、单位摩擦面积滑磨功、单位压盘质量的发动机功率、单位摩擦面积的发动机功率、温盘质量的发动机功率、单位摩擦面积的发动机功率、温升速率和后备系数等评价升速率和后备系数等评价q根据发动机扭矩、功率、转速、整备质量、主减速器速根据发动机扭矩、功率、转速、整备质量、主减速器速比、变速器速比和车轮半径等参数计算比、变速器速比和车轮半径等参数计算2. 离合器设计2.2.1 离合器的容量参数及计算离合器的容量参数及计算q滑磨功：单位面积或质量耗散的功滑磨功：单位面积或质量耗散的功q温升速率：摩擦片温度升高的速度温升速率：摩擦片温度升高的速度q转矩容量：后备系数与发动机最大转矩的乘积转矩容量：后备系数与发动机最
10、大转矩的乘积q摩擦片外径、内径及面积：根据发动机最大转矩确定摩擦片外径、内径及面积：根据发动机最大转矩确定q压盘的质量：根据滑磨功及发动机功率确定压盘的质量：根据滑磨功及发动机功率确定q压紧力：根据转矩容量和离合器尺寸、片数确定压紧力：根据转矩容量和离合器尺寸、片数确定q摩擦片的单位压力：根据不同材料确定摩擦片的单位压力：根据不同材料确定q例例2-1和和2-2，离合器设计实例，离合器设计实例2. 离合器设计2.3 离合器结构零件的设计离合器结构零件的设计2.3.1 从动盘总成结构从动盘总成结构q从动片、摩擦片和从动盘毂，或带扭转减振器从动片、摩擦片和从动盘毂，或带扭转减振器2.3.2 从动盘零
11、件的结构选型和设计从动盘零件的结构选型和设计q从动片、从动盘毂从动片、从动盘毂2.2.3 从动盘摩擦材料的选择从动盘摩擦材料的选择q石棉、有机摩擦材料、金属陶瓷摩擦材料石棉、有机摩擦材料、金属陶瓷摩擦材料2. 离合器设计2.3.4 压盘设计压盘设计q传力方式、几何尺寸、材料、强度校核传力方式、几何尺寸、材料、强度校核q例例2-3，压盘传力片设计实例，压盘传力片设计实例2.3.5 离合器盖设计离合器盖设计q刚度、散热、对中刚度、散热、对中2.2.6 膜片弹簧设计与计算膜片弹簧设计与计算q负荷与变形、工作点位置、结构参数设计负荷与变形、工作点位置、结构参数设计q例例2-4 ，膜片弹簧计算实例，膜片
12、弹簧计算实例2. 离合器设计2.7 离合器操纵机构设计离合器操纵机构设计2.7.1 离合器操纵机构的功用及要求离合器操纵机构的功用及要求2.7.2 离合器操纵机构的形式与选择离合器操纵机构的形式与选择q机械式和液压式机械式和液压式2.7.3 离合器操纵机构的设计计算离合器操纵机构的设计计算q总传动比、踏板总行程、踏板力总传动比、踏板总行程、踏板力q例例2-5，操纵机构参数计算实例，操纵机构参数计算实例3. 万向传动装置的设计3.1 万向传动装置的结构形式及选择万向传动装置的结构形式及选择q不等速万向节和等速万向节不等速万向节和等速万向节3.2 十字轴万向传动装置的设计计算十字轴万向传动装置的设
13、计计算3.2.1 静态额定转矩静态额定转矩q滚柱轴承的静态承载能力和万向节回转半径确定滚柱轴承的静态承载能力和万向节回转半径确定3.2.2 动态承载能力与动态额定转矩动态承载能力与动态额定转矩q几何结构因素、滚动体和导槽类型确定，用动载能力和回转半径之几何结构因素、滚动体和导槽类型确定，用动载能力和回转半径之积确定积确定q例例3-1，万向节传动轴数计算实例，万向节传动轴数计算实例3. 万向传动装置的设计3.2.3 汽车传动轴计算转矩确定汽车传动轴计算转矩确定q起动转矩、附着转矩起动转矩、附着转矩q例例3-2，十字轴万向节传动轴计算实例，十字轴万向节传动轴计算实例3.2.4 十字轴万向节传动轴轴
14、承支座的力计算十字轴万向节传动轴轴承支座的力计算qW型布置的轴承支反力型布置的轴承支反力qZ型布置的轴承支反力型布置的轴承支反力3. 万向传动装置的设计3.4 万向节使用寿命计算万向节使用寿命计算q十字轴万向节使用寿命计算十字轴万向节使用寿命计算q例例3-3，十字轴万向节计算实例，十字轴万向节计算实例q前驱动半轴百万次循环寿命前驱动半轴百万次循环寿命q后轮驱动百万次循环寿命后轮驱动百万次循环寿命q四轮驱动百万次循环寿命四轮驱动百万次循环寿命4. 驱动桥设计4.1 确定驱动桥的结构形式确定驱动桥的结构形式q断开式和非断开式断开式和非断开式q主减速器结构形式及选择：螺旋锥齿轮和双曲面齿轮主减速器结
15、构形式及选择：螺旋锥齿轮和双曲面齿轮q差速器结构形式及选择：普通锥齿轮差速器和防滑差速器差速器结构形式及选择：普通锥齿轮差速器和防滑差速器q桥壳结构形式及选择：可分式或整体式桥壳结构形式及选择：可分式或整体式4. 驱动桥设计4.2 主减速器和差速器齿轮主要参数的选择与计算主减速器和差速器齿轮主要参数的选择与计算4.2.1 主减速器齿轮主要参数的选择主减速器齿轮主要参数的选择q齿数、分度圆、大齿轮、小齿轮、螺旋角、螺旋方向、法向齿数、分度圆、大齿轮、小齿轮、螺旋角、螺旋方向、法向压力角、压力角、4.2.2 直齿锥齿轮差速器齿轮基本参数直齿锥齿轮差速器齿轮基本参数q星星齿轮数目、球面半径、节锥距、
16、齿数、模数、分度圆直星星齿轮数目、球面半径、节锥距、齿数、模数、分度圆直径、齿面宽、齿高、压力角径、齿面宽、齿高、压力角4. 驱动桥设计4.3 齿轮的结构设计、图样及技术要求齿轮的结构设计、图样及技术要求4.3.1 齿轮的结构设计齿轮的结构设计q齿圈结构形式、齿圈与轮毂安装方式、幅板形式（加强筋）齿圈结构形式、齿圈与轮毂安装方式、幅板形式（加强筋）4.3.2 齿轮的图样及技术要求齿轮的图样及技术要求q差速器直齿锥齿轮的图样及技术要求差速器直齿锥齿轮的图样及技术要求q主减速器、螺旋锥齿轮及双曲面齿轮的图样及技术要求主减速器、螺旋锥齿轮及双曲面齿轮的图样及技术要求q教材上图样及主要尺寸公差教材上图
17、样及主要尺寸公差5. 悬架设计5.1 悬架的结构形式悬架的结构形式q独立悬架和非独立悬架独立悬架和非独立悬架5.2 悬架弹性元件的设计与计算悬架弹性元件的设计与计算q钢板弹簧设计计算钢板弹簧设计计算q扭杆弹簧、螺旋弹簧、空气弹簧、油气弹簧扭杆弹簧、螺旋弹簧、空气弹簧、油气弹簧5. 悬架设计5.2.1 布置方案布置方案q横置板簧：需要传递纵向力，必须设置附加的导向传力装置，横置板簧：需要传递纵向力，必须设置附加的导向传力装置，结构复杂，质量大，应用少结构复杂，质量大，应用少q纵置板簧：传递各种力和力矩，结构简单，应用广泛纵置板簧：传递各种力和力矩，结构简单，应用广泛q对称式：钢板弹簧中部在车轴（
18、桥）上固定中心至两端卷耳对称式：钢板弹簧中部在车轴（桥）上固定中心至两端卷耳中心距离相等中心距离相等q不对称式：钢板弹簧中部在车轴（桥）上固定中心至两端卷不对称式：钢板弹簧中部在车轴（桥）上固定中心至两端卷耳中心距离不相等耳中心距离不相等5. 悬架设计5.2.2 钢板弹簧主要参数的确定钢板弹簧主要参数的确定q满载弧高满载弧高q钢板弹簧长度确定钢板弹簧长度确定q钢板断面尺寸及片数确定钢板断面尺寸及片数确定q钢板弹簧各片长度的确定钢板弹簧各片长度的确定q钢板弹簧的刚度校核钢板弹簧的刚度校核q钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算q钢板弹簧总成弧高的
19、校核钢板弹簧总成弧高的校核q钢板弹簧的强度校核钢板弹簧的强度校核5. 悬架设计5.3 悬架对汽车主要性能的影响悬架对汽车主要性能的影响5.3.1 悬架对汽车平顺性的影响悬架对汽车平顺性的影响q车身固有振动频率车身固有振动频率q悬架特性特性悬架特性特性q系统阻尼系统阻尼5.3.2 悬架对汽车操纵稳定性的影响悬架对汽车操纵稳定性的影响q不足转向特性、轴转向（悬架导向杆系运动使车轴偏转一定不足转向特性、轴转向（悬架导向杆系运动使车轴偏转一定角度）、前轮定位参数、导向杆系与转向杆系运动协调角度）、前轮定位参数、导向杆系与转向杆系运动协调6. 转向系设计6.1 转向系方案的选择及主要参数的确定转向系方案
20、的选择及主要参数的确定6.1.1 转向系方案的选择转向系方案的选择q转向盘、转向轴、转向器、转向梯形转向盘、转向轴、转向器、转向梯形6.1.2 转向系主要参数的确定转向系主要参数的确定q转向系设计的前提条件：整车尺寸参数转向系设计的前提条件：整车尺寸参数q转向系传动比的确定：力传动比和角传动比转向系传动比的确定：力传动比和角传动比q转向系计算载荷的确定转向系计算载荷的确定6. 转向系设计6.2 齿轮齿条式转向器设计齿轮齿条式转向器设计6.2.1 齿轮齿条式转向器的优缺点齿轮齿条式转向器的优缺点6.2.2 齿轮齿条式转向器的输出形式齿轮齿条式转向器的输出形式q输入和输入的位置输入和输入的位置6.
21、2.3 齿轮齿条式转向器的整体布置齿轮齿条式转向器的整体布置q转向器与转向梯形的前后位置转向器与转向梯形的前后位置6. 转向系设计6.2.4 齿轮齿条式转向器的结构及工作原理齿轮齿条式转向器的结构及工作原理6.2.5 齿轮齿条式转向器的结构设计齿轮齿条式转向器的结构设计q速比计算速比计算q螺旋角对齿轮齿条转向器的影响螺旋角对齿轮齿条转向器的影响q齿条截面形状齿条截面形状q轴承选择及齿轮支承轴承选择及齿轮支承6. 转向系设计6.3 转向梯形机构的设计转向梯形机构的设计6.3.1 转向梯形理论特性转向梯形理论特性6.3.2 转向梯形的布置转向梯形的布置6.3.3 转向梯形机构尺寸的初步确定转向梯形
22、机构尺寸的初步确定6.3.4 梯形校核梯形校核7. 制动系设计7.1 制动器的结构形式及选择制动器的结构形式及选择q液压鼓式制动器：领蹄与从蹄液压鼓式制动器：领蹄与从蹄q液压盘式制动器：固定钳盘与浮动钳盘液压盘式制动器：固定钳盘与浮动钳盘7.2 制动器结构设计与计算制动器结构设计与计算7.2.1 液压鼓式制动器液压鼓式制动器q主要参数、效能因数、制动力矩主要参数、效能因数、制动力矩7. 制动系设计7.2.2 液压盘式制动器液压盘式制动器q制动力矩制动力矩q制动盘设计制动盘设计q制动钳设计制动钳设计7.3 制动操纵系统结构与设计制动操纵系统结构与设计q液压制动操纵系统结构液压制动操纵系统结构q液
23、压制动操纵系统的设计：轮缸直径、主缸直径、踏板力和液压制动操纵系统的设计：轮缸直径、主缸直径、踏板力和踏板行程、真空助力、踏板机构踏板行程、真空助力、踏板机构7. 制动系设计7.4 制动性能计算制动性能计算q制动距离与制动减速度制动距离与制动减速度q同步附着系数同步附着系数q最大驻坡度最大驻坡度课程设计题目与分组n每组每组7个人，组长负责汽车动力总成匹配与总个人，组长负责汽车动力总成匹配与总体设计，其他同学分别进行各总成设计体设计，其他同学分别进行各总成设计n设计任务书下发，设计说明书模版，设计任务书下发，设计说明书模版，6000字字n上机地点：机房上机地点：机房n答辩时间：答辩时间：12月月6日日n答疑：刘建霞：答疑：刘建霞：13220935640设计题目分组序号序号组号组号学号学号姓名姓名班级班级题目题目1第第1组。交通本交通本1001XXXX动力力总成匹配与成匹配与总体体设计2第第1组。交通本交通本1001XXXX离合器离合器设计3第第1组。XXXX制制动系系设计4第第1组。XXXX悬架架设计5第第1组。XXXX驱动桥设计6第第1组。XXXX转向系向系设计7第第1组。XXXX万向万向传动装置装置设计
