大型客車車身設(shè)計【含CATIA三維及3張CAD圖】
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充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙I大型客車車身設(shè)計摘 要大型客車由發(fā)動機、底盤、車身和電器設(shè)備等幾大部分構(gòu)成。研究表明，大型客車車身約占整車質(zhì)量的 30%～40%，在空載情況下，有 70%的燃油消耗在車身質(zhì)量上，同時，車身是汽車各組成部分中唯一具有吸收碰撞能量能力的，在碰撞發(fā)生時通過合理變形對車內(nèi)乘員進行防護。因此對于大型客車車身的設(shè)計，能夠有效的提高車輛的動力性、燃油經(jīng)濟性和行駛穩(wěn)定性。本文以 KLQ6100G 城市公交車為例，參照 KLQ6100G 城市公交車已有汽車底盤，用三維設(shè)計軟件（CATIA）對該公共汽車的車身造型、內(nèi)飾布置、乘客區(qū)布置等各種汽車布置進行設(shè)計與研究。在設(shè)計該車布置時，參考以往同類型設(shè)計研究方法，對該車的各部件裝飾形式進行了認真分析，并嚴格按照公共汽車制造標準進行設(shè)計。在能夠提高載客量的基礎(chǔ)上優(yōu)化外形設(shè)計，使其美觀大方，并且依靠內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高乘客乘坐時的舒適性，增強乘客的乘坐體驗。由于我國城市化進程的加速以及居住郊區(qū)化帶來的交通需求，大型客車在解決城市交通需求和市場需求的角度上變得越來越重要。對大型客車車身造型及總布置的研究，有利于我國城市公交的發(fā)展。在貫徹公共交通“安全、舒適、快捷、經(jīng)濟、方便”的基本原則下，本論文有一定的應(yīng)用和參考價值。關(guān)鍵詞：城市客車；CATIA；車身造型；總布置充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙IABSTRACTContent: Large passenger cars from the engine, chassis, body and electrical equipment, and other major components. The study shows that the large passenger car body occupies about 30% to 40% of the vehicle quality, in the case of no load, 70% of the fuel consumption in the body quality, while the body is the only part of the car with the ability to absorb collision energy Of the collision occurred in the car through a reasonable deformation of the occupant protection. Therefore, the design of large passenger car body, can effectively improve the vehicle's power, fuel economy and driving stability.This paper to KLQ 6 1 00G city bus, for example, with reference to KLQ 6 1 00G city bus has a car chassis, with three-dimensional design software (CATIA) on the bus body shape, interior layout, passenger area layout and other automotive layout design and research. In the design of the car layout, with reference to the same type of design and research methods, the car parts of the decorative form awakened a careful analysis, and in strict accordance with the bus manufacturing standards for design. In the process of theoretical analysis and modeling, learn the latest body design information, the design of repeated changes in the capacity to improve the basis of the volume to optimize the shape design, so beautiful and generous, and rely on the internal structure of the design to improve passenger comfort , To enhance the passenger's ride experience.Due to the acceleration of the urbanization process and the traffic demand caused by the suburbanization, the large passenger car is becoming more and more important in solving the urban traffic demand and market demand. The study on the shape and layout of large passenger cars is conducive to the development of urban public transport in China. Under the basic principle of "safe, comfortable, fast, economical and convenient" for public transportation, this paper has certain application and reference value.Keywords: city bus； CATIA,；body shape； total layout充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙II目 錄摘 要 ..................................................................IABSTRACT .................................................................II1 緒論 ...................................................................11.1 大型客車車身設(shè)計的研究現(xiàn)狀 ........................................11.2 我國城市公交車發(fā)展方向 ........................................................................................21.3 本課題的研究內(nèi)容 ....................................................................................................31.4 本章小結(jié) ....................................................................................................................42 車身外部造型與總布置設(shè)計 ...............................................52.1 空氣動力學特征在整車外形中的應(yīng)用 ....................................................................52.2 汽車車身制圖 ............................................................................................................52.3 整車外形總布置設(shè)計 ................................................................................................72.4 車身三維造型設(shè)計 ..................................................................................................102.5 本章小結(jié) ..................................................................................................................173 車身內(nèi)部總布置設(shè)計 .....................................................183.1 人機工程學在整車內(nèi)部總布置中的應(yīng)用 ..............................................................183.2 確定駕駛員座椅 H 點位置 .....................................................................................213.3 儀表板設(shè)計 ..............................................................................................................243.4 確定各操縱件的位置 ..............................................................................................263.5 乘客區(qū)座椅布置 ......................................................................................................283.6 本章小結(jié) ..................................................................................................................304 駕駛區(qū)三維造型設(shè)計 ....................................................314.1 儀表臺造型設(shè)計 ......................................................................................................314.2 駕駛員座椅造型設(shè)計 ..............................................................................................334.3 操縱件造型設(shè)計 ......................................................................................................344.4 駕駛區(qū)各主要部件裝配 ..........................................................................................384.5 本章小結(jié) ..................................................................................................................385 乘客區(qū)三維造型設(shè)計 ....................................................395.1 地板設(shè)計 ..................................................................................................................395.2 乘客座椅及座椅支架造型設(shè)計 ..............................................................................415.3 乘客區(qū)座椅裝配 ......................................................................................................42充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙III5.4 本章小結(jié) ..................................................................................................................436 結(jié)論 ..................................................................44參 考 文 獻 ..............................................................45附錄 1：外文翻譯 ..........................................................46附錄 2：外文原文 ..........................................................52致 謝 .................................................................54充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 1 -1 緒論由于我國城市化進程的加速以及居住郊區(qū)化帶來的交通需求，大型客車在解決城市交通需求和市場需求的角度上變得越來越重要。對大型客車車身造型及總布置的研究，有利于我國城市公交的發(fā)展。1.1 大型客車車身設(shè)計的研究現(xiàn)狀國外汽車大公司和設(shè)計公司具備汽車創(chuàng)意和造型的能力，德國戴姆勒-克萊斯勒公司就開發(fā)過幾十至幾百種大型客車車身，積累了幾十年的大型客車車身開發(fā)經(jīng)驗。國外的學者在汽車輕量化研究和拓撲優(yōu)化研究方面，作了很多研究和試驗，取得了很多重要的成果。1951 年德國凱斯鮑爾公司設(shè)計出承載式的客車車身結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的開發(fā)技術(shù)最早源于飛機機身設(shè)計，當時該公司 6 名員工輕而易舉地把一個客車車身骨架抬起，這標志著客車車身結(jié)構(gòu)的輕量化邁上新臺階。1993 年，Kim.T.在 1993 年發(fā)表了關(guān)于客車車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究的文章，文中首先對客車車身的有限元模型進行彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度分析，然后提出了在車身質(zhì)量不增加的條件下提高車身剛度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案 [1]。1995 年 ,Kane 等人分別用遺傳算法和蟻群優(yōu)化算法對金屬平板進行了拓撲優(yōu)化設(shè)計 [2]；2010 年， A.gauchia 等人運用有限元分析、靈敏度分析和遺傳算法等技術(shù)對大型客車車身進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化 [3]。同時在國內(nèi)，許多學者在車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，基于有限元分析，多體動力學分析和疲勞壽命分析結(jié)果，綜合考慮車身剛度、強度、振動、疲勞、碰撞安全性和輕量化也做了許多研究。2001 年吉林大學的林松采用了梁、板殼和彈簧單元對某大型客車車身建立有限元模型，通過車身部分結(jié)構(gòu)靈敏度優(yōu)化后將整車質(zhì)量降低了 5.7%[4]。2003年，徐宏兵、葛如海等人運用有限元分析技術(shù)對大客車車身骨架進行輕量化設(shè)計，設(shè)計結(jié)果顯示車身實現(xiàn)減重 5.08%[5]。2004 年，陳茹雯運用 ANSYS 軟件對某大型客車車身進行了有限元分析并進行了拓撲優(yōu)化 [6]。2004 年，陳吉清、蘭鳳崇等人提出了概念開發(fā)階段的客車車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析方法，從而有助于在設(shè)計初期預測和完善整車性能，減少設(shè)計重復和縮短開發(fā)周期，為車身結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇提供明確方向 [7]。2010 年，蘇瑞意、杜良進等人對客車車身骨架進行多目標優(yōu)化，優(yōu)化目標包括重量、剛度強度、模態(tài)和側(cè)翻安全性，優(yōu)化結(jié)果顯示整車質(zhì)量下降 4.26%[8]。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 2 -1.2 我國城市公交車發(fā)展方向最近幾年，我國發(fā)生了天翻地覆的變化，尤其是城市化越來越迅速，城市人口越來越多，從而居住范圍越來越廣，甚至一些大城市出現(xiàn)了衛(wèi)星城居住的現(xiàn)象，為此，我們要提供足夠的交通支撐。依據(jù)現(xiàn)有的交通條件，只有大力的發(fā)展公共交通事業(yè)才是解決問題的根本之道，城市公交為城市交通運輸提供了難以想象的作用。（1）大型化 傳統(tǒng)鉸接式客車的面積大，轉(zhuǎn)彎半徑也大，所以在行駛時不靈活，有許多大城市已經(jīng)將其作為歷史產(chǎn)物而淘汰了，將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)?11～12 米長，能夠乘坐 100～120 人的乘客的大型城市專用汽車，而不是大巴士。例如：雙層大巴成功的將的大容量和負荷對柔性彎曲這一沖突化解，做出了具有良好的視覺效果的大巴車，方便了旅游觀光乘客的游覽。香港的巴士有四千兩雙層巴士構(gòu)成了香港的交通主題，但是北京、上海、天津、重慶、深圳城市選用的都將是選擇的雙層巴士。相信城市公共汽車也將逐步變成這樣。（2）降低底盤現(xiàn)如今，公共汽車低地板技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，它大大增加了公共汽車的穩(wěn)定性，從而在一定程度上也提高了它的舒適性。本實用新型技術(shù)使汽車重心有了一定降低，從而方便了那些乘坐的乘客，特別是孩子、行動不便的老齡人和身體殘疾的乘客。目前，中國的低底盤公交車還不被稱之為真正的低底盤公交車，因為對于前后橋問題，目前的技術(shù)尚不能解決，同時底盤懸掛技術(shù)也沒有得到解決。然而在歐洲，這一技術(shù)已經(jīng)在實際應(yīng)用發(fā)揮了巨大的作用。目前，歐美汽車公司開發(fā)的采用了一種特殊的低地板車橋，空氣懸架，降低地板高度，使得低地板公交車成為著名的城市公交車的首選。結(jié)合我國的國情進行研究分析，最終得出當?shù)偷匕骞卉嚨匕甯叨刃∮?600 毫米時為最適宜高度。（3）高端舒適，提升檔次公共汽車在配置動力裝置時，要選擇性能較好的發(fā)動機，發(fā)動機動力要大，扭矩選擇要大，最好是配備較低油耗較低排放，較低的油耗的發(fā)動機，然后還要保證車的內(nèi)飾較好，皮質(zhì)齊全，比如冷風暖器、使車內(nèi)可以按自身需要調(diào)節(jié)溫度，從而使車內(nèi)高端大氣，檔次得到提升，從而可以實現(xiàn)客車的多種用途。（4）減少對環(huán)境污染自從工業(yè)時代以來，人們的生產(chǎn)生活對地球環(huán)境造成了越來越大的破壞與污染。而汽車使用的柴油發(fā)動機雖然動力很大，但是他的大動力是由于它的高油耗，他的這個矛盾阻礙了高動力柴油發(fā)動機的發(fā)展，許多城市為了保證環(huán)境健康，從而抵制大功率柴油機的使用，近幾年來，誕生了許多以液化天然氣和壓縮天然氣為主要燃料的發(fā)充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 3 -動機，工業(yè)排放大大降低，降低了大約百分之六十，符合現(xiàn)有國家政策，是一個有前景的技術(shù)。因此綠色燃料汽車將逐漸占領(lǐng)汽車市場。（5）汽車造型越來越新潮美觀希望可以得到外形顏色鮮艷，外觀線條流暢，的車輛。因為這種車輛外觀可以直接反映現(xiàn)代城市風景人文，成為一個風景優(yōu)美的現(xiàn)代化城市的點綴，而且車輛的內(nèi)外裝修要求軟化處理，從而使人有種豪華車的感覺，表面安裝了大型雙曲全景玻璃，為旅游人群提供了便利。（6）汽車自動化程度更高隨著現(xiàn)代智能化發(fā)展，公共汽車也要求愈來愈智能化愈來愈自動化，這樣不僅可以減少人力，而且還可以提升服務(wù)質(zhì)量，增強乘客體驗，而且 GPS 定位、導航、智能語音等等技術(shù)都可以増加公共汽車的可監(jiān)管性，最終提高客車質(zhì)量。1.3 本課題的研究內(nèi)容客車三大總成是是指發(fā)動機、 底盤、車身，客車車身在客車制造過程中也占據(jù)及其重要的地位。本文以 K L Q 6 1 00G 城市公交車為例，參照 K L Q 6 1 00G 城市公交車已有汽車底盤，用三維設(shè)計軟件（CATIA）對該公共汽車的車身造型、內(nèi)飾布置、乘客區(qū)布置等各種汽車布置進行設(shè)計與研究。在設(shè)計該車布置時，參考以往同類型設(shè)計研究方法，對該車的各部件裝飾形式進行了認真分析，并嚴格按照公共汽車制造標準進行設(shè)計。本設(shè)計以 KLQ6100G 客車為依據(jù)，外形尺寸為 10310×2440×2900（mm）（3100不含空調(diào)），座位數(shù)為 31+1，額定載客量為 76 人，用于大型城市公交客車車身。一般客車使用壽命為 8 年到 12 年。(1) 底盤有關(guān)數(shù)據(jù)底盤為分段式底盤、發(fā)動機后置軸距 5100mm前懸 2260 mm 后懸 2950 mm前輪距 2020mm 后輪距 1860mm輪胎 9.00R20-14PR(2) 底盤質(zhì)量參數(shù)整備質(zhì)量參數(shù) 9400kg前軸 3300kg后軸 6100kg充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 4 -允許最大總質(zhì)量 15000kg允許最大前軸荷 5000kg允許最大后軸荷 10000kg該客車在總布置時采用了分段直大梁底盤，以降低地板高度。該底盤的前端縱梁（z ＝0 ）上表面離地高度為 570 mm，后端離地高度 870mm。在駕駛區(qū)地板骨架采用 Q235 30×50×1.75 的矩形鋼管作為橫梁。1.4 本章小結(jié)本章主要講述了我國城市公交客車的發(fā)展方向和市場需求，為了滿足這個需求，加快城市化建設(shè)步伐，在現(xiàn)有底盤的基礎(chǔ)上，結(jié)合 KLQ6100G 城市公交車的車身開發(fā)，對該車型進行車身造型設(shè)計和總布置設(shè)計。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 5 -2 車身外部造型與總布置設(shè)計2.1 空氣動力學特征在整車外形中的應(yīng)用隨著汽車車速的提高其穩(wěn)定性安全性等可能會有降低，為了保持汽車高速行駛的穩(wěn)定性，且滿足汽車內(nèi)部通風降噪舒適性等要求，我們需要研究汽車的空氣動力性能?，F(xiàn)如今，對汽車動力性能的研究已經(jīng)成為關(guān)鍵的一步，且該性能的好壞已經(jīng)成為車輛好壞的一個指標。根據(jù)空氣流體學可知，隨著汽車外形的變化所受到的的阻力也不同，所以我們通過研究實驗希望可以得到在高速行駛下汽車受力的最優(yōu)解。通過研究，當汽車采用如下外形的時候可以減少阻力；（1）棱角圓化 車身前成面與側(cè)面需要連集成箱體裝，如果使其過渡段圓滑過渡，這樣可以降低CD 值來減小風阻。（2）水槽形狀對阻力的影響 在窗口中的擋風玻璃和擋風玻璃的交叉點上的前風窗立柱，處于前方氣流流向兩側(cè)的拐角處。而圓滑過渡的立柱形狀，能減少因氣流分離產(chǎn)生的阻力。（3）表面光潔 由氣體阻力的形成條件可知，當平面粗糙度大的時候，其受到的空氣阻力較大；當平面粗糙度較小，即表面為光滑表面時，其摩擦力較小，所以表面越光滑其上受到的空氣阻力越小，越有利于汽車的行駛。此外，汽車車身上的一些外部裝置應(yīng)該盡可能地嵌入車身內(nèi)，而且可以采用曲面玻璃使其緊貼車身從而減小阻力。2.2 汽車車身制圖（1）首先要確定坐標系，在汽車的車身設(shè)計過程中，一般使用右手坐標系確定坐標。汽車的長度方向用 X 坐標軸表示，寬度方向用 Y 坐標軸表示，車身高度方向是用Z 坐標軸表示。詳情如圖 2-1。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 6 -圖 2-1 車身坐標系（2）坐標零平面的確定一般情況下，框架梁的上緣沿框架的上邊緣平面為高度方向坐標的零平面。以零平面為基準，零平面上面為正方向，零平面下方為負平面。此設(shè)計零平面為基準平面，基準面為地面，以上為正，以下為負。垂直于汽車理論中間線高度方向的零平面作為他的基準面，這基準面前方的為負方向，在這個基準平面的后方為正方向 [9]。（3）圖面布置當人們繪制車身的樣圖時候，一般會規(guī)定一個方向，即從汽車右邊向左邊行駛過程中的方向規(guī)定為正方向，并且按照這個方向編制車身技術(shù)相關(guān)的文件。百分之一線標記坐標數(shù)值和坐標方向包括坐標線從零平面和 7 號函數(shù)值的大小，本文設(shè)計中坐標線間距設(shè)計為 400mm。（4）圖形標注三維制圖軟件中標注應(yīng)該嚴格按照繪圖標準，首先，標注的零線，其坐標尺寸大部分時候是從離他最近的地方標注出來，有時候也可以根據(jù)尺寸的基準標注出來，然后記住繪制導線先后之間是有一定聯(lián)系的，本文中設(shè)計圖形時采用了第一種方式，也采用了第二種方式。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 7 -2.3 整車外形總布置設(shè)計2.3.1 前圍布置前圍布置首先要考慮車身強度，然后要考慮到駕駛員行進過程中的視野是否良好，最終使風窗面盡量最大化。其中前圍尺寸的設(shè)計應(yīng)該參照具體標準。如圖 2-2 所示，在前圍裝置上要考慮到車牌的安裝，其安裝也要依靠一定的國家標準。圖 2-2 前圍布置圖2.3.2 左側(cè)圍布置為增大玻璃表面積來提升視野范圍，側(cè)窗立柱采用垂直形式，做到工藝簡單。在對客車進行左側(cè)的布置時還應(yīng)考慮駕駛過程中左側(cè)車窗玻璃的設(shè)計，并且左右兩側(cè)的玻璃應(yīng)對稱設(shè)計，以保證零件的互換性 [10]。本論文中風窗下緣至地板表面距離為 740mm。詳情如圖 2-3。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 8 -圖 2-3 左側(cè)圍布置圖2.3.3 右側(cè)圍布置如圖 2-4，右側(cè)車圍類似于左側(cè)車圍的設(shè)計方法，但是因為右側(cè)是車門所在區(qū)，是以根據(jù)《客車結(jié)構(gòu)安全要求 GB 13094-1997》去設(shè)計車門大小，包括寬度和高度。圖 2-4 右側(cè)圍布置圖2.3.4 后圍布置本論文后圍設(shè)計的倒梯形，優(yōu)雅的后門，沒有了以往客車后圍僵化呆板的感覺。為了更好的通風和散熱，在開放的跑道形輻射孔密集布置后，既美觀又熱，還能節(jié)省材料。后窗不宜太大或者太復雜，后排座椅靠背應(yīng)盡量暴露盡量最小化，否則這樣會影響視覺效果，而且大大增加購買玻璃的成本。如圖 2-5 所示,對于后圍造型中關(guān)于照明設(shè)施的置放，我們同樣依憑國家標準去設(shè)計它們彼此之間的尺寸以及在它們的置放方式。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 9 -圖 2-5 后圍布置圖2.3.5 頂蓋布置頂蓋為車身的車頂，它的橫向截面圖在圖紙上顯示為為三段圓弧。車身安全頂窗設(shè)計應(yīng)按照規(guī)范。如圖 2-6 所示。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 10 -圖 2-6 頂蓋布置圖2.4 車身三維造型設(shè)計2.4.1 前圍造型前圍里布置著各種零件、燈具及商標，需要妥善處理車身表面形狀、前風窗玻璃形狀尺寸以及各種照明設(shè)施的關(guān)系 [11]。（1）前圍形面形成前圍表面為曲形空間表面，如果從不同的部分切割空間曲面，并得到不同的切割線（截面線）。設(shè)計的前橫曲線由三段圓弧組成。豎曲線由兩條短弧組成。該輪廓是由水平曲線周圍的縱向曲線掃描，然后與兩側(cè)和頂部導出圓角。如圖 2-7 所示。圖 2-7 前圍曲面形成圖（2）風窗玻璃面形成風窗玻璃面是由前圍形面裁剪而成，做到與前圍區(qū)面聯(lián)系光滑，以此來降低風阻，并且保持客車車身前方美觀。如圖 2-8 所示，在 ZX 面做出折線，把折線以 Y 軸方向投影，剪切投影曲面。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 11 -圖 2-8 前風窗玻璃面（3）保險杠形面形成剪切前圍上半部分并偏移下半形面，用連接面填充，如圖 2-9。保險杠形成如圖 2-10。圖 2-9 保險杠形面圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 12 -圖 2-10 前圍保險杠圖（4）燈具前大燈由照明燈與信號燈組合而成，如圖 2-11 所示，先在 ZY 面做曲線，沿 X 軸投射到前圍，用投影線剪切該面并填補。圖 2-11 燈具形面形成圖2.4.2 側(cè)圍造型客車側(cè)圍包括前后側(cè)投影、車頂側(cè)投影，整體由側(cè)圍、輪、輪蓋和側(cè)邊組成。如圖 2-12，本設(shè)計中側(cè)面設(shè)計方法即為在軟件中用曲線投影拉伸。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 13 -圖 2-12 側(cè)圍面形成圖如圖 2-13，XZ 面草繪矩形，投射到面上，拉伸形面上投影線包圍的形面。圖 2-13 側(cè)圍風窗形成圖2.4.3 后圍造型后圍造型要求整體呼應(yīng)。如今客車前后圍已向前薄后肥發(fā)展，以求達到呼應(yīng)統(tǒng)一的體量感。如圖 2-14，后圍的繪制方法和前圍相似，也是由曲線拉伸而成的。然后再到出圓角。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 14 -圖 2-14 后圍主要表面形成圖如圖 2-15 所示，后圍保險杠成型同前圍，是由后圍主要形面偏移后中心再用面添補而成。圖 2-15 后圍保險杠圖如圖 2-16，設(shè)計照明設(shè)施形面，ZY 面做平面圖，向后圍面投影，剪切后圍基本形面，添補。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 15 -圖 2-16 后圍燈具形面形成圖2.4.4 頂蓋造型如圖 2-17，XY 面做兩矩形投影，剪切形面，剩下的形面用來安放安全頂窗。圖 2-17 頂蓋形成圖2.4.5 后視鏡及燈具的造型（1）后視鏡后視鏡中最重要的一點就是必須可以調(diào)節(jié)鏡子方向。具體設(shè)計為先繪曲線，作曲線垂面，在垂面畫閉合曲線，把曲線沿前一曲線掃描。如圖 2-18，安裝鏡面是用拉伸而成的。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 16 -圖 2-18 后視鏡支架圖如圖 2-19，其后視鏡支架與鏡面局部結(jié)合的部分采用混和操作。圖 2-19 支架連接處圖（2）燈具布置包括前遠光燈前后霧燈等的一系列照明設(shè)施的安裝，國家標準系統(tǒng)都有嚴格的規(guī)定，我們應(yīng)該按照標準嚴格的進行設(shè)計。2.4.6 外部各形面裝配選定主基準面，然后對總偏移參考基準面測量所有部件距離，選擇不同的面為基準能避免在修改過程中因一個平面的變化導致另一部分是改變表面一個基準裝配尺寸鏈誤差引起的錯誤。如圖 2-20，選擇前基準面裝配一般基準面，左、右、頂、后壁依次裝配。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 17 -圖 2-20 車身組裝圖2.5 本章小結(jié)本章主要研究了在 CATIA 軟件中設(shè)計客車外形圖需要做的一些具體注意事項。其中客車結(jié)構(gòu)主要尺寸為：乘客門與安全頂窗數(shù)量都為 2；乘客門中點之間的距離為 4757.5mm；安全頂窗相鄰兩邊間距為 5995mm；乘客門的高度 2160mm；乘客門凈寬 830mm（單通道門）或 1300mm（雙通道門）；安全頂窗洞口凈面積490×680=3332000mm2，均達到《客車的結(jié)構(gòu)所需安全要求 GB13094-1997》。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 18 -3 車身內(nèi)部總布置設(shè)計3.1 人機工程學在整車內(nèi)部總布置中的應(yīng)用總體布局規(guī)劃必須要符合工效學的原理，滿足大多數(shù)人的身體結(jié)構(gòu)，如此才能滿足消費者需求，方便操作，使使用者用著舒服安全。通過測量人體的各方面尺寸長短以及使用習慣，找到座椅形狀、方向盤布置等間最科學的搭配，如此才真正符合工效學的原理，滿足大多數(shù)人的生理結(jié)構(gòu) [12]。3.1.1 汽車駕駛員眼橢圓（1）汽車駕駛員眼橢圓眼橢圓即駕駛員坐在車中駕駛座位，他眼睛在車中的圖形，經(jīng)過統(tǒng)計分布即為橢圓形狀，故稱為汽車駕駛員眼橢圓。（2）眼橢圓樣板1）先畫眼橢圓的坐標線為 X-X、Y-Y、Z-Z 。2）測量出 H 點調(diào)節(jié)量在水平方向為 102mm，另外根據(jù)一些其他數(shù)據(jù)，確定左右眼橢圓中心位置。3）畫長短軸。長軸在側(cè)視圖和俯視圖上的傾角分別為－6.4o 和 5.4°。如圖 3-1、圖 3-2。圖 3-1 眼橢圓側(cè)視圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 19 -圖 3-2 眼橢圓俯視圖3.1.2 眼橢圓樣板在車身側(cè)視圖上的定位（1）水平調(diào)節(jié)量得到確定以后，加上之前設(shè)計分析得出眼橢圓百分位，選擇最合適的樣板。（2）如圖所示，現(xiàn)在車身 H 點上作出垂直線，并亮出 638mm。然后在這個地方作出水平工作線，如圖 3-3 所示。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 20 -圖 3-3 眼橢圓側(cè)視定位圖圖 3-4 眼橢圓俯視定位圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 21 -3.2 確定駕駛員座椅 H點位置（1）H 點人體模型H 點即人軀干與腿部相交的地方，H 點人體模型如圖 3-5。圖 3-5 H 點人體模型模型的組成部分如下：背盤、頭部探桿、臀盤等。其中臀盤適應(yīng)人體背部特征。為了保證駕駛椅 H 點的設(shè)置符合駕駛員的操縱需求，需要在確定的過程中滿足工效學原理 [13]。在背盤和臀盤相交的地方，設(shè)置有鉸接副，契合人體胯點處的結(jié)構(gòu)，H 點位于鉸接線的中心處。（2）駕駛員座椅 H 點的確定以身高 175，體重 70 公斤的標準成年男子身材為例，得出 H 點坐標（-940，710，640）如圖所示。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 22 -圖 3-6 駕駛員座椅 H 點根據(jù)上文確定駕駛員視野如圖 3-7、圖 3-8 所示。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 23 -圖 3-7 駕駛員視野側(cè)視圖圖 3-8 駕駛員視野俯視圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 24 -3.3 儀表板設(shè)計客車儀表板可以傳達汽車運行狀況，關(guān)系到行車安全和工作環(huán)境。主儀表板包含水溫、機油壓力、制動報警、燃油表、車速表及里程表。其兩側(cè)有控制板，電源開關(guān)、燈光開關(guān)、門開（閉）開關(guān)等 [14]。相對于主儀表板，副儀表板一般用以安裝空調(diào)系統(tǒng)、電路板和駐車制動操縱設(shè)置等，位于靠近駕駛者窗戶的下沿，駕駛位置的左邊。3.3.1 設(shè)計原則（1）安全性儀表板的布置形式、結(jié)構(gòu)特點、材料品質(zhì)以及裝備的質(zhì)量影響駕駛質(zhì)量。為了儀表板的安全，大體上要考慮這幾個因素：1)位于駕駛員面前的儀表板和內(nèi)護板，其形狀要使撞擊過來的力量達到最小。2)出于駕駛員駕駛車輛時腿部使用靈活，必須要在儀表板下面有充裕地方，這樣在應(yīng)對沖擊時，才可以保護其腿部。3）受到?jīng)_擊后，控制和操縱部分仍然能夠使用，確?？蛙囘€是可以操作。（2）操縱性儀表板是傳遞指令的部件，為保證操作，具體有以下幾個方面可以考慮。1）操縱裝置需符合工效學原理，例如變速桿與駕駛員位置的距離。2）控制裝置便于使用與維修。（3）美觀性1）優(yōu)化造型。2）線條吻合車身造型風格。3）著色與整車內(nèi)部布置協(xié)調(diào)，材料質(zhì)地檔次高。3.3.2 確定儀表板位置駕駛員的伸及界面影響了儀表板的安裝位置，而伸及界面為橢圓空間曲面。測量駕駛員可以對汽車的最大操作范圍，觀測出能夠影響人的觀測范圍的最主要位置是圖中所示駕駛室中的 H 點的位置，根據(jù)駕駛室的主要影響位置，我們能測量出駕駛室的次要影響位置，確定儀表臺的安裝位置為：副儀表板底面高度坐標為200mm，儲物箱平面長度坐標為-1785 毫米，并與客車的橫向零平面相互對稱。位置如圖 3-9、圖 3-10。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 25 -圖 3-9 儀表板長寬定位圖圖 3-10 儀表板高度定位圖3.4 確定各操縱件的位置3.4.1 定轉(zhuǎn)向盤的位置行駛過程中，駕駛員主要是依靠手的運動以及手臂的運動來把握汽車方向盤，所以我們從這個角度出發(fā)，設(shè)計最有利于駕駛員操作的方向盤位置及尺寸，按照人體工程學設(shè)計 [15]，參照《客車駕駛區(qū)尺寸 GB / T 13053 -1991》，并且結(jié)合了人機學使之符合人體工程，具體布置如圖 3-8。3.4.2 客車踏板以及操縱桿的布置充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 26 -結(jié)合人體工程學確定油門位置，按照相關(guān)標準《客車駕駛區(qū)尺寸 GB/T 13053-1991》進行設(shè)計，設(shè)計尺寸如圖 3-11、圖 3-12。圖 3-11 踏板縱向布置圖圖 3-12 踏板橫向布置圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 27 -總的來說，各部件位置是統(tǒng)籌相關(guān)的，它們的尺寸關(guān)系會直接影響駕駛員的駕駛操作，因此，人機工程學在這一部分的設(shè)計中是重中之重的考慮，需要完全滿足駕駛員的操縱條件。3.5 乘客區(qū)座椅布置本設(shè)計要求座椅布置為 31＋1。座椅分布合理的話，可以擴大車內(nèi)的站立區(qū)域的面積，從而增加客容量。 如圖 3-13 所示，八張座椅分別面對面安置在車廂兩側(cè)。圖 3-13 前輪罩上方座椅布置如圖 3-14，后輪罩座椅的布置為單側(cè)車輪罩上方 2－2 背對背安置。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 28 -圖 3-14 后輪罩上方座椅布置圖圖 3-14 后輪罩上方座椅布置圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 29 -如圖 3-15，第三步是向面對上了年紀的老人、社會弱勢群體、身體情況不佳、孕婦以及殘疾人設(shè)置的專座，為了上下車方便這些座椅將安置在乘客后門對面。圖 3-15 老弱病殘專座布置圖3.6 本章小結(jié)本章在確定駕駛員座椅胯點基礎(chǔ)上定下儀表板的位置為儀表板下緣至地板表面距離 500mm，并確定了方向盤和踏板位置，具體為：方向盤直徑 484mm;角度為 70°；方向盤最低點到座墊 226mm；方向盤最外側(cè)到靠背 375mm；方向盤中心到座椅中心為0mm；踏板中心到兩側(cè)障礙物距離 130mm。座椅布置為同方向座椅間距 740mm；面對面座椅間距 1360mm；座墊間距 560mm；座墊至側(cè)圍距離 30mm，均達到國家標準尺寸。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 30 -4 駕駛區(qū)三維造型設(shè)計4.1 儀表臺造型設(shè)計主儀表板基礎(chǔ)部分設(shè)計如圖 4-1。先草繪一橢圓封閉曲線并拉伸，封閉拉伸體并導圓角。圖 4-1 儀表板基礎(chǔ)部分形成圖儀表板形面設(shè)計如圖 4-2 所示，利用弧長掃描，用形面成果剪切基本部分。圖 4-2 儀表盤形面生成圖按鈕平面如圖 4-3，斜線拉伸平面使其與形面截交，填充截交線。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 31 -圖 4-3 儀表板按鈕安裝平面形成圖物件箱形成如圖 4-4 所示，將類橢圓封閉曲線拉伸并剪切掉靠近前圍的部分。圖 4-4 物件箱形成圖副儀表板形成如圖 4-5，作封閉曲線拉伸得到拉伸，封閉兩端，在上端面剪切一孔，向內(nèi)拉伸該孔邊線形成柱面，。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 32 -圖 4-5 副儀表臺形成圖4.2 駕駛員座椅造型設(shè)計駕駛座是駕駛時接觸時間最長的部分，一張設(shè)計不合適的駕駛員座椅會令駕駛員在操縱過程中不舒適，提高了駕駛員的工作疲勞強度，而一張良好的駕駛員座椅則不然，它能令駕駛員在操縱時精神百倍，同樣在我們的駕照考試中第一環(huán)就是調(diào)整座椅，目的也是為了改善我們的操縱過程。4.2.1 駕駛員座椅的結(jié)構(gòu)尺寸要求標準參考客車座椅 QC/T 633-2000。4.2.2 駕駛員座椅的造型設(shè)計座椅上表面如圖 4-6，用曲線沿直線拉伸。而圖 4-7 顯示的內(nèi)容為，將座墊兩側(cè)和前方平面相切并導圓角。圖 4-6 副儀表臺形成圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 33 -圖 4-7 駕駛員座椅座墊表面形成圖如圖 4-8 所示為靠背型面形成圖。圖 4-8 靠背形面形成圖4.3 操縱件造型設(shè)計各操縱件如下圖。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 34 -圖 4-9 變速器操縱桿圖 4-10 加速踏板充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 35 -圖 4-11 制動踏板圖 4-12 離合器踏板充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 36 -圖 4-13 方向盤圖 4-14 投幣器充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 37 -4.4 駕駛區(qū)各主要部件裝配以座椅基準面為總基準面，依次組裝油門、剎車、離合器、變速器操縱桿、方向盤、儀表臺。組裝后如圖 4-15 所示。圖 4-15 駕駛區(qū)軸側(cè)圖4.5 本章小結(jié)本章介紹了 CATIA 環(huán)境下儀表臺、駕駛員座椅等形成過程，并且對裝配尺寸進行了設(shè)計。駕駛員座椅的具體尺寸：座椅高 436mm，寬 470mm，深 410mm；座墊角 5°，靠背與座墊夾角 94°；靠背高 618mm，寬 440mm。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 38 -5 乘客區(qū)三維造型設(shè)計5.1 地板設(shè)計地板設(shè)計的合理與否將影響到乘客是不是能在一個安靜的乘車環(huán)境中乘坐，而包含在地板設(shè)計中的踏步設(shè)計也是非常重要的一環(huán)，它能決定除有生活自理能力的成年人以外的上了歲數(shù)的老年人亦或是還在蹣跚學步的幼童能否方便不費力的上下車。（1）地板高度乘坐客車的人上下車的方便程度取決于地板的設(shè)計，其中最主要的是高度設(shè)計，關(guān)于地板高度應(yīng)保證乘客在車內(nèi)能自由走動并且頭部不會與客車內(nèi)扶手與頂蓋碰撞。降低地板高度或減少踏步級數(shù)可使上下方便。如圖 5-1 所示，本設(shè)計配合低地板公交車專用，因此發(fā)動機懸置高度、變速器及后橋高度決定了地板高度。圖 5-1 地板高度和長度方向設(shè)計（2）通道寬度為了方便乘客在交通高峰期能夠順利在客車內(nèi)部來回走動并不發(fā)生擁擠踩踏的意外事件，因此通道寬度應(yīng)盡量拓寬，如圖 5-2。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 39 -圖 5-2 地板寬度方向設(shè)計（3）踏步的設(shè)計不論是過高的踏板還是過低的踏板都會影響乘客的乘車體驗，尤其對于老弱病殘等社會弱勢群體來說更是如此，因此一個合理的踏板高度是非常重要的，應(yīng)在保證一定深度的同時降低高度。本設(shè)計尺寸參照（GB 13094-1997）見圖 5-1、圖 5-2。（4）作圖方法確定客車地板高寬，如圖 5-3 所示，XZ 面草繪出地板平面線，沿 Y 軸拉伸。 圖 5-3 地板平面形成圖地板臺階輪罩如圖 5-4。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 40 -圖 5-4 地板臺階輪罩形成圖5.2 乘客座椅及座椅支架造型設(shè)計乘客座椅的形狀同樣影響乘客的乘車體驗，座椅形狀的過程如圖 5-5、圖 5-6，用一側(cè)視封閉曲線沿 Y 軸拉伸，對靠背上部挖孔作為扶手，對孔導圓角得鏡像。圖 5-5 乘客座椅形面形成圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 41 -圖 5-6 乘客座椅外形乘客座椅支架如圖 5-7。圖 5-7 支架設(shè)計充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 42 -5.3 乘客區(qū)座椅裝配參照 2.4.6 節(jié)提及的原理，選定主基準面，然后對總偏移參考基準面測量所有部件距離，選擇不同的面為基準能避免在修改過程中因?qū)σ粋€平面的變化導致另一部分是改變表面一個基準裝配尺寸鏈誤差引起的錯誤，進行乘客座椅裝配。裝配后如圖 5-8所示。乘客站姿與坐姿如圖 5-9 所示。圖 5-8 乘客座椅裝配圖充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 43 -圖 5-9 站姿與坐姿5.4 本章小結(jié)本章內(nèi)容主要對客車地板和座椅系統(tǒng)進行設(shè)計，同時完成裝配，具體尺寸如下：車內(nèi)高 2180mm；高地板高 640mm，一級踏步高 370mm，一級踏步深 638.4mm；通道寬 550mm，通道地板坡度 0°；踏步高 270mm；踏步深 400mm。乘客座椅高430mm，深 400mm，寬 440mm(單人座)或 890mm（雙人座）；座墊角 5°；靠背與座墊夾角 93°靠背高 800mm。充 值 購 買 -下 載 設(shè) 計 文 檔 后 ， 加 Q--1459919609 免 費 領(lǐng) 取 圖 紙- 44 -6 結(jié)論本論文主要做的工作有：在 CATIA 環(huán)境下對客車外形、駕駛區(qū)、乘客區(qū)等造型；確定客車結(jié)構(gòu)主要尺寸、駕駛員座椅胯點、儀表板、操縱件位置；得出駕駛區(qū)和乘客區(qū)以及地板等設(shè)計。具體如下。（1）客車結(jié)構(gòu)主要尺寸為：乘客門與安全頂窗數(shù)量為均 2；乘客門中點之間的距離為 4757.5mm；安全頂窗相鄰兩邊間距為 5995mm；乘客門的高度 2160mm；乘客門凈寬 830m