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1、汽車設(shè)計課程設(shè)計,交通學(xué)院 孫宏圖,課程設(shè)計的目的,鍛煉汽車設(shè)計制造專業(yè)學(xué)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(yīng)用型工程技術(shù)人才實踐技能的重要環(huán)節(jié) 訓(xùn)練學(xué)生解決工程實際問題的能力,課程設(shè)計的目的,綜合應(yīng)用汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚摵推囋O(shè)計等課程的專業(yè)知識 學(xué)習(xí)查閱和應(yīng)用國家標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的習(xí)慣 掌握汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和特點 掌握汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般步驟,課程設(shè)計的方法,明確選定題目的結(jié)構(gòu)特點與工作原理，綜合應(yīng)用專業(yè)課程知識 查閱汽車設(shè)計手冊，了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù) 進行分析、計算、對比，確定設(shè)計對象的具體結(jié)構(gòu)和工作方案 選擇相應(yīng)設(shè)計參數(shù)，繪制設(shè)計圖樣 對設(shè)計過程中方案制定、

2、結(jié)構(gòu)參數(shù)確定、計算方法的選擇進行總結(jié)，撰寫設(shè)計說明書,課程設(shè)計的步驟,分析設(shè)計要求和性能參數(shù) 確定結(jié)構(gòu)方案，繪制整體設(shè)計方案圖 進行總成結(jié)構(gòu)的選型及參數(shù)計算，繪制總成裝配圖的設(shè)計圖樣 進行主要零部件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算，進行強度校核，繪制零部件結(jié)構(gòu)圖 撰寫設(shè)計說明書,課程設(shè)計要求,根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識，完成一種汽車常用總成機構(gòu)的設(shè)計，繪制相應(yīng)零部件圖和裝配圖，編寫設(shè)計說明書 成績：出勤+圖樣和說明書+答辯 設(shè)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(shè)計,1.1 整車主要目標(biāo)參數(shù)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(zhuǎn)速的確定 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)

3、速的確定 1.1.2 輪胎的選擇 依據(jù)車型、使用條件、輪胎的額定符負(fù)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(shè)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(jù)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(shè)計,1.2 傳動系各總成的選型 1.2.1 發(fā)動機的選型 根據(jù)所需發(fā)動機的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速，初選發(fā)動機的型號，查技術(shù)參數(shù)和特性曲線 1.2.2 離合器的初步選型 根據(jù)發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，選擇某轉(zhuǎn)矩容量的離合器，確

4、定后備系數(shù),1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設(shè)計,1.2.3 變速器的選型 根據(jù)發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和變速器1擋傳動比，初選變速器型號，確定額定輸入轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設(shè)計,1.2.5 驅(qū)動橋的選型 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)形式和布置形式：斷開或非斷開 主減速器結(jié)構(gòu)形式選擇：單極或雙極 驅(qū)動橋的選型：根據(jù)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(zhuǎn)矩,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設(shè)計,1.3 整車性能計算 1.3.1 汽車動力性能計算 汽車驅(qū)動力和行駛阻力 汽車的加速性能計算

5、1.3.2 汽車的經(jīng)濟性能計算,1. 汽車動力系統(tǒng)匹配與總體設(shè)計,1.4 發(fā)動機與傳動系部件的確定 根據(jù)前面的計算，確定設(shè)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(shè)計,2.1 確定離合器的結(jié)構(gòu)形式 常用單片膜片彈簧離合器 2.2 離合器的容量設(shè)計 單位壓盤質(zhì)量的滑磨功、單位摩擦面積滑磨功、單位壓盤質(zhì)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(shù)等評價 根據(jù)發(fā)動機扭矩、功率、轉(zhuǎn)速、整備質(zhì)量、主減速器速比、變速器速比和車輪半徑等參數(shù)計算,2. 離合器設(shè)計,2.2.1 離合器的容量參數(shù)及計算 滑磨功：單位

6、面積或質(zhì)量耗散的功 溫升速率：摩擦片溫度升高的速度 轉(zhuǎn)矩容量：后備系數(shù)與發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的乘積 摩擦片外徑、內(nèi)徑及面積：根據(jù)發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩確定 壓盤的質(zhì)量：根據(jù)滑磨功及發(fā)動機功率確定 壓緊力：根據(jù)轉(zhuǎn)矩容量和離合器尺寸、片數(shù)確定 摩擦片的單位壓力：根據(jù)不同材料確定 例2-1和2-2，離合器設(shè)計實例,2. 離合器設(shè)計,2.3 離合器結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計 2.3.1 從動盤總成結(jié)構(gòu) 從動片、摩擦片和從動盤轂，或帶扭轉(zhuǎn)減振器 2.3.2 從動盤零件的結(jié)構(gòu)選型和設(shè)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(shè)計,2.3.4 壓盤設(shè)計 傳力方式、幾何尺

7、寸、材料、強度校核 例2-3，壓盤傳力片設(shè)計實例 2.3.5 離合器蓋設(shè)計 剛度、散熱、對中 2.2.6 膜片彈簧設(shè)計與計算 負(fù)荷與變形、工作點位置、結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計 例2-4 ，膜片彈簧計算實例,2. 離合器設(shè)計,2.7 離合器操縱機構(gòu)設(shè)計 2.7.1 離合器操縱機構(gòu)的功用及要求 2.7.2 離合器操縱機構(gòu)的形式與選擇 機械式和液壓式 2.7.3 離合器操縱機構(gòu)的設(shè)計計算 總傳動比、踏板總行程、踏板力 例2-5，操縱機構(gòu)參數(shù)計算實例,3. 萬向傳動裝置的設(shè)計,3.1 萬向傳動裝置的結(jié)構(gòu)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(shè)計計算 3.2.1 靜態(tài)額定轉(zhuǎn)矩 滾柱軸承的

8、靜態(tài)承載能力和萬向節(jié)回轉(zhuǎn)半徑確定 3.2.2 動態(tài)承載能力與動態(tài)額定轉(zhuǎn)矩 幾何結(jié)構(gòu)因素、滾動體和導(dǎo)槽類型確定，用動載能力和回轉(zhuǎn)半徑之積確定 例3-1，萬向節(jié)傳動軸數(shù)計算實例,3. 萬向傳動裝置的設(shè)計,3.2.3 汽車傳動軸計算轉(zhuǎn)矩確定 起動轉(zhuǎn)矩、附著轉(zhuǎn)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(shè)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(qū)動半軸百萬次循環(huán)壽命 后輪驅(qū)動百萬次循環(huán)壽命 四輪驅(qū)動百萬次循環(huán)壽命,4. 驅(qū)動橋設(shè)計,4.1 確

9、定驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式 斷開式和非斷開式 主減速器結(jié)構(gòu)形式及選擇：螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪 差速器結(jié)構(gòu)形式及選擇：普通錐齒輪差速器和防滑差速器 橋殼結(jié)構(gòu)形式及選擇：可分式或整體式,4. 驅(qū)動橋設(shè)計,4.2 主減速器和差速器齒輪主要參數(shù)的選擇與計算 4.2.1 主減速器齒輪主要參數(shù)的選擇 齒數(shù)、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(shù) 星星齒輪數(shù)目、球面半徑、節(jié)錐距、齒數(shù)、模數(shù)、分度圓直徑、齒面寬、齒高、壓力角,4. 驅(qū)動橋設(shè)計,4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計、圖樣及技術(shù)要求 4.3.1 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒圈結(jié)構(gòu)形式、齒圈與輪轂安裝方式、幅板形式（加強筋

10、） 4.3.2 齒輪的圖樣及技術(shù)要求 差速器直齒錐齒輪的圖樣及技術(shù)要求 主減速器、螺旋錐齒輪及雙曲面齒輪的圖樣及技術(shù)要求 教材上圖樣及主要尺寸公差,5. 懸架設(shè)計,5.1 懸架的結(jié)構(gòu)形式 獨立懸架和非獨立懸架 5.2 懸架彈性元件的設(shè)計與計算 鋼板彈簧設(shè)計計算 扭桿彈簧、螺旋彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧,5. 懸架設(shè)計,5.2.1 布置方案 橫置板簧：需要傳遞縱向力，必須設(shè)置附加的導(dǎo)向傳力裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大，應(yīng)用少 縱置板簧：傳遞各種力和力矩，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)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

11、等,5. 懸架設(shè)計,5.2.2 鋼板彈簧主要參數(shù)的確定 滿載弧高 鋼板彈簧長度確定 鋼板斷面尺寸及片數(shù)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(shè)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(zhuǎn)向特性、軸轉(zhuǎn)向（懸架導(dǎo)向桿系運動使車軸偏轉(zhuǎn)一定角度）、前輪定位參數(shù)、導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向桿系運動協(xié)調(diào),6. 轉(zhuǎn)向系設(shè)計,6.1 轉(zhuǎn)向系方案的選擇及主要參數(shù)的確定 6.1.1 轉(zhuǎn)向系方案的選擇

12、 轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向梯形 6.1.2 轉(zhuǎn)向系主要參數(shù)的確定 轉(zhuǎn)向系設(shè)計的前提條件：整車尺寸參數(shù) 轉(zhuǎn)向系傳動比的確定：力傳動比和角傳動比 轉(zhuǎn)向系計算載荷的確定,6. 轉(zhuǎn)向系設(shè)計,6.2 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計 6.2.1 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點 6.2.2 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的輸出形式 輸入和輸入的位置 6.2.3 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的整體布置 轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向梯形的前后位置,6. 轉(zhuǎn)向系設(shè)計,6.2.4 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)及工作原理 6.2.5 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 速比計算 螺旋角對齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的影響 齒條截面形狀 軸承選擇及齒輪支承,6. 轉(zhuǎn)向系設(shè)計,6.3 轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)的設(shè)

13、計 6.3.1 轉(zhuǎn)向梯形理論特性 6.3.2 轉(zhuǎn)向梯形的布置 6.3.3 轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)尺寸的初步確定 6.3.4 梯形校核,7. 制動系設(shè)計,7.1 制動器的結(jié)構(gòu)形式及選擇 液壓鼓式制動器：領(lǐng)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(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 7.2.1 液壓鼓式制動器 主要參數(shù)、效能因數(shù)、制動力矩,7. 制動系設(shè)計,7.2.2 液壓盤式制動器 制動力矩 制動盤設(shè)計 制動鉗設(shè)計 7.3 制動操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計 液壓制動操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 液壓制動操縱系統(tǒng)的設(shè)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(gòu),7. 制動系設(shè)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(shù) 最大駐坡度,課程設(shè)計題目與分組,每組7個人，組長負(fù)責(zé)汽車動力總成匹配與總體設(shè)計，其他同學(xué)分別進行各總成設(shè)計 設(shè)計任務(wù)書下發(fā)，設(shè)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(shè)計題目分組,,,,,