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1、汽车设计课程设计,交通学院 孙宏图,课程设计的目的,锻炼汽车设计制造专业学生解决工程实践问题与培养创新能力的手段 培养应用型工程技术人才实践技能的重要环节 训练学生解决工程实际问题的能力,课程设计的目的,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 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 掌握汽车结构设计的方法和特点 掌握汽车结构设计的一般步骤,课程设计的方法,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 查阅汽车设计手册，了解产品结构、技术参数 进行分析、计算、对比，确定设计对象的具体结构和工作方案 选择相应设计参数，绘制设计图样 对设计过程中方案制定、
2、结构参数确定、计算方法的选择进行总结，撰写设计说明书,课程设计的步骤,分析设计要求和性能参数 确定结构方案，绘制整体设计方案图 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 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 撰写设计说明书,课程设计要求,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 成绩：出勤+图样和说明书+答辩 设计说明书：按照模版撰写 图样：三维模型+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 1.1.1 发动机的选择 发动机最大功率及转速的确定 发动机最大转矩及转
3、速的确定 1.1.2 轮胎的选择 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,1. 汽车动力系统匹配与总体设计,1.1.3 传动系最小传动比的确定 最高档若为直接挡，最小传动比为主减速器速比i0 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 变速器1挡传动比与主减速器速比的乘积 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 1.2.1 发动机的选型 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 1.2.2 离合器的初步选型 根据发动机的最大转矩，选择某转矩容量的离合器，确
4、定后备系数,1. 汽车动力系统匹配与总体设计,1.2.3 变速器的选型 根据发动机最大转矩和变速器1挡传动比，初选变速器型号，确定额定输入转矩和速比范围 1.2.4 传动轴的选型 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,1. 汽车动力系统匹配与总体设计,1.2.5 驱动桥的选型 驱动桥结构形式和布置形式：断开或非断开 主减速器结构形式选择：单极或双极 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,1. 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 汽车驱动力和行驶阻力 汽车的加速性能计算
5、1.3.2 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 根据前面的计算，确定设计车辆的动力传动系统 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 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 常用单片膜片弹簧离合器 2.2 离合器的容量设计 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 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,2. 离合器设计,2.2.1 离合器的容量参数及计算 滑磨功：单位
6、面积或质量耗散的功 温升速率：摩擦片温度升高的速度 转矩容量：后备系数与发动机最大转矩的乘积 摩擦片外径、内径及面积：根据发动机最大转矩确定 压盘的质量：根据滑磨功及发动机功率确定 压紧力：根据转矩容量和离合器尺寸、片数确定 摩擦片的单位压力：根据不同材料确定 例2-1和2-2，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 2.3.1 从动盘总成结构 从动片、摩擦片和从动盘毂，或带扭转减振器 2.3.2 从动盘零件的结构选型和设计 从动片、从动盘毂 2.2.3 从动盘摩擦材料的选择 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 传力方式、几何尺
7、寸、材料、强度校核 例2-3，压盘传力片设计实例 2.3.5 离合器盖设计 刚度、散热、对中 2.2.6 膜片弹簧设计与计算 负荷与变形、工作点位置、结构参数设计 例2-4 ，膜片弹簧计算实例,2. 离合器设计,2.7 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 2.7.2 离合器操纵机构的形式与选择 机械式和液压式 2.7.3 离合器操纵机构的设计计算 总传动比、踏板总行程、踏板力 例2-5，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 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 3.2.1 静态额定转矩 滚柱轴承的
8、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 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 例3-1，万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 起动转矩、附着转矩 例3-2，十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 W型布置的轴承支反力 Z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 十字轴万向节使用寿命计算 例3-3，十字轴万向节计算实例 前驱动半轴百万次循环寿命 后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
9、定驱动桥的结构形式 断开式和非断开式 主减速器结构形式及选择：螺旋锥齿轮和双曲面齿轮 差速器结构形式及选择：普通锥齿轮差速器和防滑差速器 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 4.2.1 主减速器齿轮主要参数的选择 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 直齿锥齿轮差速器齿轮基本参数 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,4. 驱动桥设计,4.3 齿轮的结构设计、图样及技术要求 4.3.1 齿轮的结构设计 齿圈结构形式、齿圈与轮毂安装方式、幅板形式（加强筋
10、） 4.3.2 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 主减速器、螺旋锥齿轮及双曲面齿轮的图样及技术要求 教材上图样及主要尺寸公差,5. 悬架设计,5.1 悬架的结构形式 独立悬架和非独立悬架 5.2 悬架弹性元件的设计与计算 钢板弹簧设计计算 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 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 纵置板簧：传递各种力和力矩，结构简单，应用广泛 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 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
11、等,5. 悬架设计,5.2.2 钢板弹簧主要参数的确定 满载弧高 钢板弹簧长度确定 钢板断面尺寸及片数确定 钢板弹簧各片长度的确定 钢板弹簧的刚度校核 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 钢板弹簧总成弧高的校核 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 5.3.1 悬架对汽车平顺性的影响 车身固有振动频率 悬架特性特性 系统阻尼 5.3.2 悬架对汽车操纵稳定性的影响 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,6. 转向系设计,6.1 转向系方案的选择及主要参数的确定 6.1.1 转向系方案的选择
12、 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 转向系设计的前提条件：整车尺寸参数 转向系传动比的确定：力传动比和角传动比 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 6.2.1 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 输入和输入的位置 6.2.3 齿轮齿条式转向器的整体布置 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 6.2.5 齿轮齿条式转向器的结构设计 速比计算 螺旋角对齿轮齿条转向器的影响 齿条截面形状 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
13、计 6.3.1 转向梯形理论特性 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,7. 制动系设计,7.1 制动器的结构形式及选择 液压鼓式制动器：领蹄与从蹄 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 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 制动力矩 制动盘设计 制动钳设计 7.3 制动操纵系统结构与设计 液压制动操纵系统结构 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,7. 制动系设计,7.4 制动性能计算 制动距离与制动减速度 同步附着系数 最大驻坡度,课程设计题目与分组,每组7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 设计任务书下发，设计说明书模版，6000字 上机地点：机房 答辩时间：12月6日 答疑：刘建霞：13220935640,设计题目分组,