汽车设计课程设计.pptx

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1、会计学1汽车设计课程设计汽车设计课程设计课程设计的目的课程设计的目的n n综合应用汽车构造、汽车理论和汽车设计等课程的专业知识综合应用汽车构造、汽车理论和汽车设计等课程的专业知识n n学习查阅和应用国家标准，培养按照国家标准设计应用系统的习惯学习查阅和应用国家标准，培养按照国家标准设计应用系统的习惯n n掌握汽车结构设计的方法和特点掌握汽车结构设计的方法和特点n 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第1页/共34页课程设计的方法课程设计的方法n n明确选定题目的结构特点与工作原理，综合应用专业课程知识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n n查阅汽车设计手册

2、，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 n进行分析、计算、对比，确定设计对象的具体结构和工作方案进行分析、计算、对比，确定设计对象的具体结构和工作方案n 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 n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，撰写设计说明书计说明书第2页/共34页课程设计的步骤课程设计的步骤n n分析设计要求和性能参数分析设计要求和性能参数n 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 n进行总成结构的选型及参数计算，绘

3、制总成装配图的设计图样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n n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n n撰写设计说明书撰写设计说明书第3页/共34页课程设计要求课程设计要求n n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，编写设计说明书件图和装配图，编写设计说明书n n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 n设计说明书：按照模版撰写设计说明书：按照模版撰写n n图样

4、：三维模型图样：三维模型+二维图纸二维图纸第4页/共34页1.汽车动力系统匹配与总体设计汽车动力系统匹配与总体设计1.1 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 1.1.1 发动机的选择发动机的选择n n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n n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 1.1.2 轮胎的选择轮胎的选择n n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第5页/共34页1.汽车动力系统匹配与总体设计汽车动力系统匹配与总体设计1.1.3 1.

5、1.3 传动系最小传动比的确定传动系最小传动比的确定n n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i i0 0n n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 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n n变速器变速器1 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n n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第6页/共34页1.汽车动力系统匹配与总体设计汽车动力系统匹配与总体设计1.2 1.2 传动系各总成的选型传动系各总成的选型1.2.1 1.2.1 发动机的选型发动机的选

6、型n n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，查技术参数和特性曲线术参数和特性曲线1.2.2 1.2.2 离合器的初步选型离合器的初步选型n n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，确定后备系数第7页/共34页1.汽车动力系统匹配与总体设计汽车动力系统匹配与总体设计1.2.3 变速器的选型n n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 1挡传动比，初选挡传动比，初选变速器型号，确定额定输入转矩和速比范围变速器型号，确定额定

7、输入转矩和速比范围1.2.4 传动轴的选型n n确定传动轴形式（分段和支承）和万向节形式，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，确定工作转矩选择传动轴型号，确定工作转矩第8页/共34页1.汽车动力系统匹配与总体设计汽车动力系统匹配与总体设计1.2.5 驱动桥的选型n n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n n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n n驱动桥的选型：根据计算的主减速器速比，选驱动桥的选型：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，最大输入择主减速器的型号，确定承载能力，最大输

8、入转矩转矩第9页/共34页1.汽车动力系统匹配与总体设计汽车动力系统匹配与总体设计1.3 整车性能计算1.3.1 汽车动力性能计算n n汽车驱动力和行驶阻力汽车驱动力和行驶阻力n n汽车的加速性能计算汽车的加速性能计算1.3.2 汽车的经济性能计算第10页/共34页1.汽车动力系统匹配与总体设计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n n根据前面的计算，确定设计车辆的动力传动系根据前面的计算，确定设计车辆的动力传动系统统n n对比不同匹配情况下的汽车性能，最终确定发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动机和传动系各个不见选型n n绘制整车总体布置

9、草图绘制整车总体布置草图第11页/共34页2.离合器设计离合器设计2.1 2.1 确定离合器的结构形式确定离合器的结构形式n n常用单片膜片弹簧离合器常用单片膜片弹簧离合器2.2 2.2 离合器的容量设计离合器的容量设计n n单位压盘质量的滑磨功、单位摩擦面积滑磨功、单位压盘质量的发动机单位压盘质量的滑磨功、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、温升速率和后备系数等评价功率、单位摩擦面积的发动机功率、温升速率和后备系数等评价n n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

10、径等参数计算和车轮半径等参数计算第12页/共34页2.离合器设计离合器设计2.2.1 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n n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n n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n n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大转矩的乘积n n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n n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n n压紧力：根据转矩容量和离合器尺寸、片数确定压紧力：根据

11、转矩容量和离合器尺寸、片数确定n n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n n例例2-12-1和和2-22-2，离合器设计实例，离合器设计实例第13页/共34页2.离合器设计离合器设计2.3 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 2.3.1 从动盘总成结构从动盘总成结构n n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 2.3.2 从动盘零件的结构选型和设计从动盘零件的结构选型和设计n n从动片、从动盘毂从动片、从动盘毂2.2.3 2.2.3 从动盘摩擦材料的选择从动盘摩擦材料的选择n n石棉、

12、有机摩擦材料、金属陶瓷摩擦材料石棉、有机摩擦材料、金属陶瓷摩擦材料第14页/共34页2.离合器设计离合器设计2.3.4 2.3.4 压盘设计压盘设计n n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n n例例2-32-3，压盘传力片设计实例，压盘传力片设计实例2.3.5 2.3.5 离合器盖设计离合器盖设计n n刚度、散热、对中刚度、散热、对中2.2.6 2.2.6 膜片弹簧设计与计算膜片弹簧设计与计算n n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n n例例2-4 2-4，膜片弹簧计算实例，膜片弹簧计算实例第15页/共34页2.离合器设计

13、离合器设计2.7 2.7 离合器操纵机构设计离合器操纵机构设计2.7.1 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 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n n机械式和液压式机械式和液压式2.7.3 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n n总传动比、踏板总行程、踏板力总传动比、踏板总行程、踏板力n n例例2-52-5，操纵机构参数计算实例，操纵机构参数计算实例第16页/共34页3.万向传动装置的设计万向传动装置的设计3.1 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n n不等速万向节和等

14、速万向节不等速万向节和等速万向节3.2 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计计算3.2.1 3.2.1 静态额定转矩静态额定转矩n n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 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n n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n n例例3-13-1，万向节传动轴数计算实例，万向节传动轴数计算实例第17页/共34页3.万向传动装置的设计万向传动装置的设计3.2.3 汽车传动

15、轴计算转矩确定n n起动转矩、附着转矩起动转矩、附着转矩n n例例3-23-2，十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承支座的力计算n nWW型布置的轴承支反力型布置的轴承支反力n nZ Z型布置的轴承支反力型布置的轴承支反力第18页/共34页3.万向传动装置的设计万向传动装置的设计3.4 万向节使用寿命计算n n十字轴万向节使用寿命计算十字轴万向节使用寿命计算n n例例3-33-3，十字轴万向节计算实例，十字轴万向节计算实例n n前驱动半轴百万次循环寿命前驱动半轴百万次循环寿命n n后轮驱动百万次循环寿命后轮驱动百万次循环寿命n n四轮驱动百万

16、次循环寿命四轮驱动百万次循环寿命第19页/共34页4.驱动桥设计驱动桥设计4.1 4.1 确定驱动桥的结构形式确定驱动桥的结构形式n n断开式和非断开式断开式和非断开式n n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构形式及选择：螺旋锥齿轮和双曲面齿轮n n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n n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：可分式或整体式第20页/共34页4.驱动桥设计驱动桥设计4.2 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 4.

17、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n n齿数、分度圆、大齿轮、小齿轮、螺旋角、螺旋方向、法向压力角、齿数、分度圆、大齿轮、小齿轮、螺旋角、螺旋方向、法向压力角、4.2.2 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n n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、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、压力角压力角第21页/共34页4.驱动桥设计驱动桥设计4.3 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 4.3.1 齿轮的结构设计齿轮的结构设计n n

18、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 4.3.2 齿轮的图样及技术要求齿轮的图样及技术要求n n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n n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n n教材上图样及主要尺寸公差教材上图样及主要尺寸公差第22页/共34页5.悬架设计悬架设计5.1 悬架的结构形式n n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n n钢板弹簧设计计算钢板弹簧设计计算n n扭杆弹簧、螺旋弹簧、空气

19、弹簧、油气弹簧扭杆弹簧、螺旋弹簧、空气弹簧、油气弹簧第23页/共34页5.悬架设计悬架设计5.2.1 5.2.1 布置方案布置方案n n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，应用少大，应用少n n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n n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n n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不

20、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第24页/共34页5.悬架设计悬架设计5.2.2 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n n满载弧高满载弧高n n钢板弹簧长度确定钢板弹簧长度确定n n钢板断面尺寸及片数确定钢板断面尺寸及片数确定n n钢板弹簧各片长度的确定钢板弹簧各片长度的确定n n钢板弹簧的刚度校核钢板弹簧的刚度校核n n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n n钢板弹簧总成弧高的校核钢板弹簧总成弧高的校核n n钢板弹簧的强度校核钢板弹簧的强度校核第25页/共34页5.悬架设计悬架设计5

21、.3 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 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n n车身固有振动频率车身固有振动频率n n悬架特性特性悬架特性特性n n系统阻尼系统阻尼5.3.2 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n n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参数、导向杆系与转向杆系运动协调第26页/共34页6.转向系设计转向系设计6.1 6.1 转向系方案的选择及主要参数的确定转向系方

22、案的选择及主要参数的确定6.1.1 6.1.1 转向系方案的选择转向系方案的选择n n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 6.1.2 转向系主要参数的确定转向系主要参数的确定n n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n n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n n转向系计算载荷的确定转向系计算载荷的确定第27页/共34页6.转向系设计转向系设计6.2 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 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 6

23、.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n n输入和输入的位置输入和输入的位置6.2.3 6.2.3 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n n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第28页/共34页6.转向系设计转向系设计6.2.4 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n n速比计算速比计算n n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n n齿条截面形状齿条截面形状n n轴承选择及齿轮支承轴承选择及齿轮支承第29页/共34页6.转向系设计转向系设计6.3 转向梯形机构的设计6.3.1 转向梯

24、形理论特性6.3.2 转向梯形的布置6.3.3 转向梯形机构尺寸的初步确定6.3.4 梯形校核第30页/共34页7.制动系设计制动系设计7.1 制动器的结构形式及选择n n液压鼓式制动器：领蹄与从蹄液压鼓式制动器：领蹄与从蹄n n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7.2.1 液压鼓式制动器n n主要参数、效能因数、制动力矩主要参数、效能因数、制动力矩第31页/共34页7.制动系设计制动系设计7.2.2 7.2.2 液压盘式制动器液压盘式制动器n n制动力矩制动力矩n n制动盘设计制动盘设计n n制动钳设计制动钳设计7.3 7.3 制动操纵系统结构与设计制动操纵系统结构与设计n n液压制动操纵系统结构液压制动操纵系统结构n n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、踏板机构力、踏板机构第32页/共34页7.制动系设计制动系设计7.4 制动性能计算n n制动距离与制动减速度制动距离与制动减速度n n同步附着系数同步附着系数n n最大驻坡度最大驻坡度第33页/共34页