第一章汽车总体设计科大文稿演示
01汽车设计课件第一章汽车总体设计-1301.pdf
汽车设计主编：王望予车辆工程2016年02月29日课程名称：汽车设计课程编码：50005602总学时数/学分数：32/2 实验学时：0上机学时：0课程所属部门：汽车与交通学院课程负责人：制定日期：2016年2月王望予教授,生于1935年11月，辽宁沈阳人，1960年毕业于吉林工业大学汽车专业；主讲“汽车设计”、“汽车系统动力学”、“汽车安全性”等课程；曾担任吉林工业大学汽车教研室副主任、系统动力学研究室主任；参编《汽车设计》第1、2版（第1版曾获国家教育委员会优秀教材奖和机械工业委员会优秀教材一等奖），主编《汽车设计》第3、4版（第3版曾获教育部普通高等学校优秀教材二等奖），还参编了《机械工程手册》第2版、《汽车工程手册》（设计篇、基础篇）；在国内外杂志上发表科学论文20余篇。
1课程内容课程内容学时数总学时实验汽车的总体设计 6离合器设计 4 机械变速器的设计 6 万向传动轴的设计 4 驱动桥的设计 2 悬架系统设计 4 转向系统设计 4 制动系统设计 2 合计322 课程重点与难点⏹汽车的整体布置设计、主要总成系统的参数设计及其设计效果对整车性能影响的分析验算、部分关键零部件的结构设计。
重点⏹重点讲授：汽车总体设计、机械变速器设计、汽车驱动桥设计、汽车悬 和难点架系统设计、汽车转向系统设计。
⏹先修课程：理论力学、材料力学、机械设计、汽车构造、发动机先修原理、汽车理论等课程3 课程规范要求及考核方式⏹采用课堂讲授的授课方案，课堂教学采用多媒体教学手段，并辅之以课堂讨论、工程案例分析等教学环节。
规范⏹安排适当的习题，结合专业其它实践性教学环节，促使学生了解、掌握要求基础理论知识、基本分析方法和一般设计思路。
考核方式 ⏹课前做预习，课后完成作业⏹检查考勤（1/3）、迟到或早退记录⏹考勤，平时作业，测验。
评分标准第一章汽车总体设计§1 汽车总体设计的任务及开发程序§2 汽车形式的选择§3 汽车主要参数的选择§4 发动机的选择§5 车身形式§6 轮胎的选择§7 汽车的总体布置§8 运动校核第1章汽车总体设计第一节汽车总体设计的任务及开发程序⏹定义：汽车设计、汽车总体设计、开发流程主要⏹汽车总体设计的任务内容⏹汽车开发的流程及阶段内容重点⏹汽车开发的流程及具体含义和难点第1章汽车总体设计1.1汽车总体设计的任务第1章 汽车总体设计定义⏹汽车设计：是指汽车产品进行设计的方法和手段，是汽车进行开发、设计实践的软件与硬件；以机械设计理论为基础，并考虑到其结构特点、使用条件的复杂多变以及大批量生产等情况。
1.1汽车设计及总体设计流程与方法学
1.1汽车设计及总体设计流程与⽅法学第⼀章汽车的总体设计1.1 汽车总体设计的流程与⽅法学1.1.1 汽车开发设计及总体设计流程汽车开发设计流程如图1.1.1所⽰, 本章主要介绍图中总体设计的内容及总体设计的⽬的。
造型与概念设计虚拟仿真⼯程设计产品⼯程设计制造⼯程设计图1.1.2 产品开发过程IDEF0功能模型⼯艺员师、资源图1.1.3 详细设计的IDEF0功能模型零部件更改设计请求产品任务书修改设计请求图1.1.4 汽车总体设计及三维精确装配设计流程1.1.2 汽车总体设计的⽬标总体设计的⽬的或要达到的⽬标有如下⼏个⽅⾯:(1)市场调研和情报收集后, 确定设计计划任务书.(2)通过整车的总体设计实现所有设计零部件或选型零部件的合理布置和合理装配, 也就是众所周知的总布置设计或总布置图.英⽂称为LAYOUT DESIGN 或PACKAGING DESIGN. 从1995年后,全球开始采⽤数字化三维可视化总布置设计, 实现了⾼精度的布置和设计.(3)确定设计硬点(HARDPOINT)和设计控制规则, 设计硬点是确定车⾝,底盘与零部件相互关系的基准点,线,⾯及控制结构的统称. 设计硬点是车⾝,底盘及所有零部件设计的基础和准则.(4)通过整车的总体设计实现所有运动部件的运动学校合, 以便避免零部件的运动学⼲涉. 例如,悬架跳动和转向系统的运动学⼲涉校合, 转向梯形校合, 门开启运动校合, 轮胎跳动与轮罩包络图,等等.(5)通过整车的总体设计实现⼈机⼯程设计和设计舒适性法规的校合和设计优化,如⼈体模型的三维建模及三维总布置设计,前、后视野校合,上车舒适性校合, ⾬刷校合,眼椭园, 头廓包络线校合,等等.(6)通过整车的总体设计实现整车性能计算和仿真,实现整车性能匹配和系统优化,实现主要性能的优化设计PERFORMANCE OPTIMIZATION.(7)通过整车的总体设计实现所有主要零部件的设计参数的确定和设计选型, 并完善设计任务书, 并为项⽬协同开发创造条件.(8)通过整车的总体设计实现产品零部件的产品描述表、爆炸图及零部件明细表的建⽴. 以便实现项⽬分组管理和协同开发(Collaborative Product Development). 以上三项统称为产品描述⽂件, 产品描述表是指描述产品零部件属性与⾃⼰及相关信息的登记表或零件档案(16开每个零件⼀页, 就象户⼝⼀样).如表1.1.5所⽰为产品描述表.1.1.3 汽车总体设计的主要⼯作内容及技术⽂件表1.1.1为汽车开发流程中总的主要内容, 其中”总体设计”详见表1.1.2内容.表1.1.2 总体设计的主要⼯作内容及应总结的技术报告1.1.4产品描述⽂件的编制(1) 产品设计任务书的确定根据“产品开发计划任务书”的规定，确认设计要求，然后, 进⾏总布置初步设计和计算。
汽车设计课件第一章.
轮距B/mm 1100～1380 1150～1500 1300～1500 1400～1580 1560～1620 1150～1350 1300～1650 1700～2000 1840～2000
2000～4000
1740～2050
3．前轮距B1和后轮距B2
影响
汽车总宽 总质量 最小转弯直径 侧倾刚度
1．轿车的布置形式
发动机前置前驱动
分： 发动机前置后驱动
发动机后置后驱动
（1）发动机前置前驱动
a、有明显的不足转向性能； b、越过障碍的能力高； c、动力总成结构紧凑；
特点： d、有利于提高乘坐舒适性；（车内地板凸包高度可以降低）
e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短 ） f、有利于发动机散热 ，操纵机构简单； g、行李箱空间大； h、变形 容易。
5）本车拟用的新技术、新材料和新工艺。
2．技术设计阶段
汽车各部件的设计全面展开，总体设计师 的工作：
a、协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾； b、将各总成设计结果反映到整车校对图上进行校对，
进行“图面装配”； c、运动校核 ； d、性能的精确计算； f、编制包括整车明细表和技术条件在内的整车技术文件 。
不同类型汽车的质量系数
汽车类型
轻型
货车
中型
重型
矿用自卸车 最大装载质量 <45
a、发动机有少部分位于驾驶室内 ； b、汽车面积利用率及视野有所改善； c、有利于发动机散热 ，操纵机构布置简单；
缺点
a、汽车面积利用率低；
b、视野差 ； c、机动性差； d、驾驶室内部相对拥挤。
应用：中重型货车、越野车
（3）平头式
a、驾驶室位于发动机之上 ；
汽车总体设计
转向系作用与组成
• 转向系：按照驾驶员的操纵改变或恢复汽车的行 驶方向。 • 转向系主要由转向器、转向操纵机构、转向传动 机构组成。 • 汽车转向系根据其转向能源的不同，可以分为机 械转向系和动力转向系两大类型。 • 动力转向系统――兼用驾驶员体力和发动机(或电 机)的动力为转向能源的转向系统，称为动力转向 系统。它是在机械转向系统的基础上加设一套转 向加力装置而形成的。
95年后的汽车开发并行流程
• 1、调研、提出整车设想（方案策划阶段）：
• 在汽车产品开始技术设计之前，必须制定产品开发规划：
– 首先，必须确定具体的车型，就是打算生产什么样的汽车。 – 其次是进行可行性分析，根据用户需求、市场情况、技术条件、 工艺分析、成本核算等，预测产品是否符合需求，是否符合生产 厂家的技术和工艺能力，是否对国民经济和企业有利。 – 第三步是拟定汽车的初步方案，通过绘制方案图和性能计算，选 定汽车的技术规格和性能参数。 – 最后一步是制定出设计任务书，其中写明对汽车的形式、各个主 要尺寸、主要质量，还有其他相关企业同类产品的技术发展水平 为基础制定出来的
– 商品计划的内容主要有：
• 商品开发的必要性、目的、主要性能、造型风格、 目标价格； • 市场、适用地区、商品用途及级别； • 生产纲领、目标利润、投产时间等。
– 概念设计主要包括：
• 车型构成：车辆的主要尺寸、驱动方式和采用的主 要部件（如发动机、变速器、驱动桥、悬架、转向 器）及附属设备； • 总体布置：整车目标性能、目标质量、目标成本及 开发日程等。
– 使用条件决定着汽车的整车结构，各总成的选用，及整车和总成 的性能参数的选取
• 满足汽车的特殊要求：特种货物的装卸方式，汽车作业方式， 认真听取用户对汽车设计的合理建议。 • 了解国内外同类车的使用情况：如车型与使用地区的地理条件 的匹配，结构形式及参数适应地区需要的情况等。同时，也应 了解各类车的乘坐舒适性，操纵轻便性，维护方便性、零部件 可靠性等，以便为设计提供依据。
06汽车设计讲稿-第一章
第一章汽车的总体设计§1―1 概述一．总体设计1．对总体设计的基本要求：1）各项性能、成本等，要达到设计任务书指标。
2) 遵守和贯彻有关法规、标准，不侵犯专利。
3) 尽量三化，标准化，通用化，系列化。
4）进行运动校核，保证运动正确，不干涉。
5）拆装维修方便。
§1―2 汽车形式的选择二、汽车形式：指轴数、驱动形式、布置形式1.轴数1)选择根据：总质量、法规、轮胎负荷能力和汽车结构2)一般，总质量：< 19t，两轴19-26t，三轴>26t，四轴及以上2.驱动形式：第一、二个数字分别表示车轮总数和驱动轮数选择根据：用途、总质量、对车辆通过性的要求一般，4*23.布置形式：指发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点§1—3汽车主要参数选择主要参数：尺寸、质量和性能参数一、主要尺寸参数的确定：外廓尺寸、轴距，轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸等。
1、外廓尺寸：长、宽、高2、轴距L1） L对汽车的影响：A. 整备质量（自重）： L短→轻B. 总长：L短→短，车厢长度不足或后悬过长C. 最小转弯半径：L短→小D. 传动轴长度：L短→短，质量小E. 纵向通过半径：L短→小，通过性好但L过短时，F. 轴荷分配：因制动或上坡轴荷转移过大，制动性和操纵稳定性变坏G. 纵向振动角：增大，平顺性不利H. 万向节传动轴夹角大：受力不利2）确定：原则：大排量乘用车，大货车，大客车→长如要机动性好→短货车如要装载量多，装轻飘物→长初选：参见表1—2。
3、前、后轮距B1和B21）对汽车的影响：A. B↑→车厢宽度↑→车内空间及側倾刚度↑，提高横向稳定性B. B↑→总宽、总质量、最小转弯半径↑→比功率、比转矩↓，机动性变坏轮距=0.5—0.54。
微型车为0.55 —0.64轿车的轴距P18前轮距2）确定方法：按表1—2初选4、前悬L F和后悬L R1）前悬长度：影响：足够长度：固定和安装发动机、水箱类太长：接近角太小，不利于通过性，使视野变坏2）后悬长度：影响：取决于货厢长度，轴距和轴荷的分配的要求，保证离去角太长：上、下坡容易刮地，转弯也不灵活太短：乘用车行李箱尺寸小大客车后悬一般不大于轴距的65%，绝对值不大于3.5m，货车后悬一般1.2—2.2 m间二、、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、载荷分配三、汽车性能参数的确定1、动力性参数：包括最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转矩等。
01汽车设计课件第一章 汽车总体设计 _1301.pdf
汽车设计课件--汽车总体设计1课程容课程容学时数总学时实验汽车的总体设计 6 离合器设计 4 机械变速器的设计 6 万向传动轴的设计 4 驱动桥的设计 2 悬架系统设计 4 转向系统设计 4 制动系统设计 2 合计322课程重点与难点汽车的整体布置设计、主要总成系统的参数设计及其设计效果对整车性能影响的分析验算、部分关键零部件的结构设计。
重点重点讲授：汽车总体设计、机械变速器设计、汽车驱动桥设计、汽车悬和难点架系统设计、汽车转向系统设计。
先修先修课程：理论力学、材料力学、机械设计、汽车构造、发动机原理、汽车理论等课程3课程规要求及考核方式采用课堂讲授的授课方案，课堂教学采用多媒体教学手段，并辅之以课堂讨论、工程案例分析等教学环节。
安排适当的习题，结合专业其它实践性教学环节，促使学生了解、掌握基础理论知识、基本分析方法和一般设计思路。
考核方式课前做预习，课后完成作业检查考勤（1/3）、迟到或早退记录考勤，平时作业，测验。
§1 汽车总体设计的任务及开发程序§2 汽车形式的选择§3 汽车主要参数的选择§4 发动机的选择§5 车身形式§6 轮胎的选择§7 汽车的总体布置§8 运动校核第一节汽车总体设计的任务及开发程序定义：汽车设计、汽车总体设计、开发流程主要汽车总体设计的任务容汽车开发的流程及阶段容重点汽车开发的流程及具体含义和难点汽车总体设计的任务定义汽车设计：是指汽车产品进行设计的方法和手段，是汽车进行开发、设计实践的软件与硬件；以机械设计理论为基础，并考虑到其结构特点、使用条件的复杂多变以及大批量生产等情况。
汽车总体设计：是指汽车设计过程中提出整车总体设计方案，对各部件进行合理布置，确定并保证主要性能指标合理、可实现的设计过程。
1.1 总体设计应满足的基本要求1.1.1 汽车对人类生活质量的影响使生活质量提高使生活质量降低1.1.2 对汽车提出越来越高的要求节能——节油和开发新能源环保——通过法规对排放和噪声提出更严格要求安全——提出更高的要求，要求很好的保护乘员舒适——能居住，能通讯，有空调，驾驶方便1.1 总体设计应满足的基本要求1.1.3 基本要求各项性能、成本等，满足设计任务书所规定的指标；严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定（如外廓尺寸符合GB1589-1989规定），注意不要侵犯专利；贯彻“标准化、通用化、系列化”；进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉；拆装与维修方便。
汽车设计 第1章 绪论PPT课件
实行标准化：
能简化产品品种，加快产品设计和生产准备过程，保证和提高 产品和工程质量；扩大产品零件、部件的互换性，降低产品和 工程成本；促进科研成果和新技术、新工艺的推广；合理利用 能源和资源；便于国际技术交流等。
4 经济型小排量汽车以及代用燃料（甲醇、氢气、天然 气、太阳能、电动汽车等）的出现：70年代，由于中东战 争，出现了石油危机。油价的上升，人们开始注重节能、 省油。日本的丰田汽车公司率先推出了省油型、小排量汽 车，并占领了美国市场，而且日本国汽车的年产量位居世 界第一位，美国次之。
汽车工业发展过程当中的技术突破 5 电子计算机控制技术的引入：由于汽车中越来越多地
3. 由于转子发动机采用偏心轴，导致发动机振动较大。
4. 功率输出轴（主轴）位置高，不利于整车布置。
5. 转子发动机的加工制造技术高，成本比较高。
四、汽车设计的特点和要求
1 使用条件复杂多变，要能适应各种环境 。 2 以大批量生产为主，必须实行“三化”。
“三 化”： 产品系列化 零部件通用化 零件设计的标准化
四、汽车产品开发的平台战略 指在开发过程中用相似的底盘和车身结构，生产出外形、功 能不尽相同的产品。 优点：大大缩短产品开发、更新的周期；
同时满足低成本和多样性； 缺点：给设计师带来约束；
产品重叠现象严重
六、汽车产品开发程序
设计任务书编制阶段
生产准备阶段
国家汽车发展型谱 或上级机关指令
技术设 计阶段
使用调查：调查同类汽车使用情况，搜集零部件 损坏统计资料并进行寿命分析；汽车使用条件； 用户对车型的要求
汽车设计-第一章-汽车总体设计(最新)
第二节 汽车形式的选择
二、汽车形式的选择
3. 布臵形式
布臵形式——指发动机 、驱动桥和车身（驾驶室）
的相互关系和布臵特点而言。 布臵形式对汽车的使用性能有重要影响。 乘用车、商用车布臵形式差别很大。
第一章
汽车总体设计
上海工程技术大学
第二节 汽车形式的选择
二、汽车形式的选择
3. 布臵形式——乘用车
形式 特点 转向特性 越障能力 动力总成紧凑 地板 轴距 机动性 发动机散热 行李箱容积 FF 不足* 最强 紧凑 平坦 短* 好 好 够 FR 不足 较强 否 不平* 长 差 好 够 RR 过多 较强 紧凑 平坦 短 好 不好 不够* 转向空间、驾驶员视野 有传动轴 发动机布置在轴距外 说明 前桥轴荷大
②性能计算 轴荷分配、质心位臵如不满足要求，可调整总布 臵草图中的部件位臵。 整车主要性能——据此确定各总成的技术参数， 并保证总成之间参数匹配合理。 目的：保证汽车各性能指标达到原定指标要求。
第一章
汽车总体设计
上海工程技术大学
第一节 概述
二、汽车开发程序
3.制定设计任务书
③编写设计任务书
可行性分析，包括市场预测，企业技术开发能力分析，产 品开发目的，新产品的设计指导思想，预计的生产纲领和 目标成本及技术经济分析等
正碰安全性
第一章
汽车总体设计
上海工程技术大学
第二节 汽车形式的选择
二、汽车形式的选择
3. 布臵形式——货车（发动机位臵）
特点 形式 FR 多种* 合理 容易 方便* 简单* 低 拥挤* 大 不好* MR 对置 不好 困难 困难 复杂 高 宽敞 小 好 RR 对置 不好* 困难 困难 复杂 高 宽敞 小 好 平头式 噪声、振动、气味和热 量 长头式 说明 直列、V型、对置 满载后桥易超载 发动机故障 接近性好 长头式、短头式 发动机形式 轴荷分布 发现故障* 维修发动机 操纵机构 货箱地板 驾驶室空间 发动机影响* 驾驶员视野