課程設(shè)計(jì)-汽車總體設(shè)計(jì)概述

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1、《車輛專業(yè)課程設(shè)計(jì)》概述 第一節(jié) 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 一、 課程設(shè)計(jì)的目的 經(jīng)過(guò)若干學(xué)期的車輛工程專業(yè)的理論學(xué)習(xí)，車輛工程專業(yè)的本科生亟待進(jìn)行一次綜合性較強(qiáng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)來(lái)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，深入掌握所學(xué)內(nèi)容，為日后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，走上工作崗位和生產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。具體如下。 （1） 培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)思想。使學(xué)生了解以前所學(xué)理論知識(shí)和參加過(guò)的金工實(shí)習(xí)、工藝實(shí)習(xí)及專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)，都是為今后的專業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)做準(zhǔn)備，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是為了培養(yǎng)一名合格的車輛工程專業(yè)人才而設(shè)置，車輛工程專業(yè)需要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐能力。 （2） 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握汽車

2、地盤總成及零部件設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立的、全面的、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力。 （3） 在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)會(huì)查找、翻閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和相關(guān)技術(shù)資料等。 二、 課程設(shè)計(jì)的要求 進(jìn)行此課程設(shè)計(jì)之前，學(xué)生應(yīng)該修完《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《汽車制造工藝學(xué)》、《汽車電子控制技術(shù)》、《汽車設(shè)計(jì)》以及與機(jī)械專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)課程，參與部分實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于現(xiàn)在的車輛工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容靈活多樣，不一定體現(xiàn)出對(duì)前述課程內(nèi)容的考察和融合，因此，車輛工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)體現(xiàn)出典型的專業(yè)性和系統(tǒng)性，同時(shí)也可以對(duì)以后設(shè)計(jì)相近機(jī)構(gòu)起到參考作用。課程設(shè)計(jì)要求結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力和素質(zhì)基

3、礎(chǔ)，從課程設(shè)計(jì)的實(shí)用角度出發(fā)，按課程設(shè)計(jì)的總體思路和順序講解，循序漸進(jìn)、由淺入深，以典型總成設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)講解課程設(shè)計(jì)中的各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。 第二節(jié) 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 一、設(shè)計(jì)題目設(shè)置 在此給出車型設(shè)計(jì)的總體要求，后面各章節(jié)對(duì)各總成給出詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。每班同學(xué)劃分成若干小組，每組7人左右，原則上同一設(shè)計(jì)小組盡量按照一種車型的匹配要求進(jìn)行各總成的設(shè)計(jì)。 分別為給定基本設(shè)計(jì)參數(shù)的汽車進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，計(jì)算并匹配合適功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，初步確定汽車的總質(zhì)量，軸荷分配和軸數(shù)，選擇并匹配各總成部件的結(jié)構(gòu)型式，計(jì)算確定各總成部件的主要參數(shù)，繪出指定的總成的裝配圖和部分零件圖。其余參數(shù)如表1-1。 表1-

4、1 設(shè)計(jì)參數(shù) 額定裝載質(zhì)量 （kg） 最大總質(zhì)量 （kg） 最大車速 （km/h） 比功率 （kw/h） 比轉(zhuǎn)矩 （N·m/t） 500 1120 80 16 30 1020 100 22 37 950 135 28 44 750 1680 80 16 30 1540 100 22 37 1430 135 28 44 1000 2250 80 16 34 2100 100 21 39 2000 135 26 44 1500 3370 80

5、 16 30 3160 100 22 37 3000 135 28 44 2000 4500 80 16 30 4220 100 22 37 4000 135 28 44 3000 6750 75 10 33 6330 100 15 40 6000 120 20 47 4000 7330 75 10 33 7140 90 15 40 6960 105 20 47 5000 9160 75 10 33 8930 90 15 40 8700 100 20 47 6000

6、11 000 75 10 33 10 720 85 15 40 10 440 95 20 47 二、學(xué)生應(yīng)完成的工作量 （1）總成總裝配圖1張（0號(hào)或1號(hào)圖）。 （2）二維零件圖1張（3號(hào)圖）或三維零件建模一個(gè)（可以是電子版）。 （3）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1份。 三、課程設(shè)計(jì)的步驟 （1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)或要求。 認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，查閱參考資料，補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)；了解總體設(shè)計(jì)要求和車型工作條件。通過(guò)查閱有關(guān)資料和圖紙，參觀模型或?qū)嵨铮^看電視教學(xué)片、掛圖，有條件的還可以到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行拆裝、測(cè)繪實(shí)驗(yàn)。 （2）總體方案

7、設(shè)計(jì)或選型設(shè)計(jì)。 首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)比較其他設(shè)計(jì)方案，最終選擇確定總成的總體結(jié)構(gòu)和布置方案，確定主要參數(shù)或總體尺寸。 （3）主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 設(shè)計(jì)主要零部件的參數(shù)和主要尺寸，包括必要的設(shè)計(jì)計(jì)算或校核計(jì)算。 （4）相關(guān)重要零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 （5）總成裝配圖。 首先進(jìn)行裝配草圖設(shè)計(jì)；選擇標(biāo)準(zhǔn)件，對(duì)某些零件（例如軸承）進(jìn)行壽命校核；進(jìn)行箱體或外殼以及附件的設(shè)計(jì)；最后完成裝配圖的其他要求（標(biāo)準(zhǔn)尺寸、說(shuō)明技術(shù)特性、提出技術(shù)要求，對(duì)零件進(jìn)行編號(hào)，填寫零件明細(xì)表和標(biāo)題欄等）。完成裝配草圖的基礎(chǔ)上，最終完成正式的裝配圖。 （6）二維或

8、三維零件圖繪制。 1）利用手繪或計(jì)算機(jī)繪制二維零件圖，按照生產(chǎn)要求標(biāo)注尺寸、公差、重要參數(shù)以及技術(shù)要求。 2）嚴(yán)格按照所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和尺寸，利用三維繪圖軟件繪制三維零件模型。 （7）編寫和整理說(shuō)明書。 學(xué)生在完成上述工作之后，應(yīng)將前述工作依先后順序編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。 說(shuō)明書是課程設(shè)計(jì)的總結(jié)性文件。通過(guò)編寫說(shuō)明書，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析、總結(jié)和表達(dá)的能力，鞏固、深化在設(shè)計(jì)過(guò)程中所獲得的知識(shí)，是本次設(shè)計(jì)工作的一個(gè)重要組成部分。 說(shuō)明書應(yīng)概括地介紹設(shè)計(jì)全貌，對(duì)設(shè)計(jì)中的各部分內(nèi)容應(yīng)作重點(diǎn)說(shuō)明、分析論證及提供必要的計(jì)算過(guò)程。要求系統(tǒng)性好，條理清楚，圖

9、文并茂，并充分表達(dá)自己的見解，力求避免抄書。文內(nèi)公式、圖表、數(shù)據(jù)等出處，應(yīng)注明參考文獻(xiàn)的序號(hào)。 學(xué)生從一開始設(shè)計(jì)就應(yīng)該逐項(xiàng)記錄設(shè)計(jì)內(nèi)容、計(jì)算結(jié)果、分析意見和資料來(lái)源，以及教師的合理意見、自己的見解與結(jié)論等。每一設(shè)計(jì)階段后，隨即可整理、編寫有關(guān)部分的說(shuō)明書，待全部設(shè)計(jì)結(jié)束后，稍加整理就可成為說(shuō)明書。 說(shuō)明書內(nèi)容應(yīng)該包括以下一些內(nèi)容： 1） 封面 ——按給定封面格式 2） 目錄 ——列出說(shuō)明書各項(xiàng)標(biāo)題內(nèi)容及頁(yè)碼，包括設(shè)計(jì)任務(wù)和附錄 3） 設(shè)計(jì)任務(wù)書 4） 序言 ——對(duì)設(shè)計(jì)背景、設(shè)計(jì)目的和意義進(jìn)行總體描述 5） 總體方案設(shè)計(jì)或選型設(shè)計(jì) 6） 主要零部件的設(shè)計(jì)與

10、計(jì)算 7） 設(shè)計(jì)總結(jié) 8） 參考文獻(xiàn)列表 9） 致謝——包括心得與體會(huì) 10） 答辯 —— 打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書、圖紙并制作PPT 第三節(jié) 課程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 專業(yè)課程設(shè)計(jì)是對(duì)前面所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用訓(xùn)練，提倡學(xué)生在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題。 1. 全新設(shè)計(jì)與繼承的關(guān)系 汽車總成設(shè)計(jì)時(shí)一項(xiàng)復(fù)雜、細(xì)致的創(chuàng)造性勞動(dòng)。在設(shè)計(jì)中，既不能盲目抄襲，又不能閉門造車。在科技飛速發(fā)展的今天，設(shè)計(jì)過(guò)程中必須借鑒前人成功的經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)其缺點(diǎn)。從具體的設(shè)計(jì)任務(wù)出發(fā)，充分運(yùn)用已有的知識(shí)和資料，進(jìn)行科學(xué)、先進(jìn)的設(shè)計(jì)。 2. 正確使用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 為提高所設(shè)計(jì)

11、對(duì)象的質(zhì)量同時(shí)降低成本，必須采用多種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)的程度也往往是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它能提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過(guò)專門部門研究制定的，并且經(jīng)過(guò)了大量的生產(chǎn)實(shí)踐的考驗(yàn)，是比較切實(shí)可行的。采用標(biāo)準(zhǔn)還可以保證零件的互換性，減少了設(shè)計(jì)工作量，縮短了設(shè)計(jì)周期，降低生產(chǎn)成本。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件，盡量減少自制件。 3.正確處理強(qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)和工藝間的關(guān)系 在設(shè)計(jì)中任何零件的尺寸不可能全部由理論計(jì)算來(lái)確定，而每個(gè)零件的尺寸都應(yīng)該由強(qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)、加工工藝、裝配是否方便、成本高低等各方面的要求來(lái)綜合確定的。強(qiáng)度和剛度問(wèn)題是零件設(shè)計(jì)中首先必須滿足的基本要求，在此

12、基礎(chǔ)上，還必須考慮零件結(jié)構(gòu)的合理性、工藝上的可能性和經(jīng)濟(jì)上的可行性?？梢娏慵膹?qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)和工藝上的關(guān)系式相互依存、互為制約的關(guān)系，而不是相互獨(dú)立的關(guān)系。 4.計(jì)算與畫圖的關(guān)系 進(jìn)行裝配圖設(shè)計(jì)時(shí)，并不僅僅是單純的畫圖，常常是畫圖與設(shè)計(jì)計(jì)算交叉進(jìn)行的。有些零件可以先由計(jì)算確定零件的基本尺寸，然后再進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)，確定其具體結(jié)構(gòu)尺寸；而有些零件則需要先畫圖，取得計(jì)算所需的條件之后，再進(jìn)行必要的計(jì)算。如在計(jì)算中發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，則需要修改相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程是邊計(jì)算、邊畫圖、邊修改、邊完善的過(guò)程。 5.同組同學(xué)設(shè)計(jì)題目之間的關(guān)系 同組同學(xué)的題目不同，一般情況是每名同學(xué)負(fù)責(zé)一個(gè)

13、總成的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須在總體設(shè)計(jì)確定的情況下才能進(jìn)行其他總成的設(shè)計(jì)，因此每名同學(xué)都應(yīng)該參與總體設(shè)計(jì)，必須保證每一個(gè)總成的設(shè)計(jì)都符合總體設(shè)計(jì)確定的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式要求。其次，總成和總成之間往往有匹配關(guān)系，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意溝通與協(xié)調(diào)，以便共同完成一輛汽車的底盤設(shè)計(jì)。 例： 微型貨車傳動(dòng)系總體方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)條件：（總體設(shè)計(jì)需要給出的） 車型 微型客車 驅(qū)動(dòng)形式 FR4×2 發(fā)動(dòng)機(jī)位置 前置，縱置 最高車速 Umax=110km/h 最大爬坡度 imax≥30% 汽車總

14、質(zhì)量 ma=1410kg 滿載時(shí)前軸負(fù)荷率 40% 外形尺寸 總長(zhǎng)La×總寬Ba×總高Ha=3496×1445×1841mm3 迎風(fēng)面積 A≈0.85 Ba×Ha 空氣阻力系數(shù) CD=0.6 軸距 L=2200mm 前輪距 B1=1440mm 后輪距 B2=1420mm 車輪半徑 r=300mm 離合器 單片干式膜片彈簧摩擦離合器 變速器 中軸式、四（五）擋

15、*注：除一擋和倒擋外，其他擋均用同步器換擋 微型貨車推式（或拉式）膜片彈簧離合器設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)： 1、確定推式（或）膜片彈簧離合器的總體方案。 2、確定離合器的主要參數(shù)。 3、設(shè)計(jì)膜片彈簧及壓盤。 4、繪制總裝配圖、零件圖 5、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 二、設(shè)計(jì)條件： （同上） 微型貨車中軸式四擋（五擋）變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)： 1、確定兩軸式四擋變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總體方案。 2、確定變速器的主要參數(shù)。 3、確定輸入軸上所有零件的主要參數(shù)，設(shè)計(jì)變速器輸入軸和輸入軸上齒輪（任意一個(gè)齒輪）。 4、繪制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖、同步器裝配圖、零件圖（軸和齒輪）

16、 4、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 二、設(shè)計(jì)條件： （同上） 微型貨車萬(wàn)向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)： 1、確定傳動(dòng)方案 2、確定萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸。 3、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 4、繪制總裝配圖、零件圖 二、設(shè)計(jì)條件： （同上） 微型貨車主減速器設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)： 1、確定主減速器方案。 2、設(shè)計(jì)主減速器主、從動(dòng)齒輪。 3、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 4、繪制總裝配圖、零件圖 二、設(shè)計(jì)條件： （同上） 微型貨車差速器設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)： 1、確定差速器方案。 2、設(shè)計(jì)差速器半軸齒輪、行星齒輪及行星齒輪軸。 3、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 4、繪制總裝配圖、零

17、件圖 二、設(shè)計(jì)條件： （同上） 中型貨車傳動(dòng)系方案 原始條件： 車型 中型貨車 驅(qū)動(dòng)形式 FR4×2 發(fā)動(dòng)機(jī)位置 前置、縱置 最高車速 Umax=80km/h 最大爬坡度 imax≥30% 汽車總質(zhì)量 ma=9100kg，前軸2900kg，后軸6200kg 外形尺寸 總長(zhǎng)La×總寬Ba×總高Ha=6800×2400×2130mm3 軸距 L=3710mm 前輪距 B1=1740mm 后輪距 B2=1720mm 迎風(fēng)面積 A≈B1×Ha 空氣阻力系數(shù) CD=0.9 輪胎規(guī)格 8.25—20或8.25R20 離合器 單片干式摩擦離合器 變速器 中間軸式、五擋 *注：除一擋和倒擋外，其他擋均用同步器換擋