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1、汽车设计课程设计交通学院交通学院 孙宏图孙宏图课程设计的目的n锻炼汽车设计制造专业学生处理工程实际问题锻炼汽车设计制造专业学生处理工程实际问题与培育创新才干的手段与培育创新才干的手段n培育运用型工程技术人才实际技艺的重要环节培育运用型工程技术人才实际技艺的重要环节n训练学生处理工程实践问题的才干训练学生处理工程实践问题的才干课程设计的目的n综合运用汽车构造、汽车实际和汽车设计等课程的专综合运用汽车构造、汽车实际和汽车设计等课程的专业知识业知识n学习查阅和运用国家规范，培育按照国家规范设计运学习查阅和运用国家规范，培育按照国家规范设计运用系统的习惯用系统的习惯n掌握汽车构造设计的方法和特点掌握汽
2、车构造设计的方法和特点n掌握汽车构造设计的普通步骤掌握汽车构造设计的普通步骤课程设计的方法n明确选定标题的构造特点与任务原理，综合运用专业课程明确选定标题的构造特点与任务原理，综合运用专业课程知识知识n查阅汽车设计手册，了解产品构造、技术参数查阅汽车设计手册，了解产品构造、技术参数n进展分析、计算、对比，确定设计对象的详细构造和任务进展分析、计算、对比，确定设计对象的详细构造和任务方案方案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对设计过程中方案制定、构造参数确定、计算方法的选择对设计过程中方案制定、构造参数确定、计算方法的选择进展总结，撰写设计阐明书进展总结，撰写设计阐
3、明书课程设计的步骤n分析设计要求和性能参数分析设计要求和性能参数n确定构造方案，绘制整体设计方案图确定构造方案，绘制整体设计方案图n进展总成构造的选型及参数计算，绘制总成装配图的设计进展总成构造的选型及参数计算，绘制总成装配图的设计图样图样n进展主要零部件的构造选型及设计计算，进展强度校核，进展主要零部件的构造选型及设计计算，进展强度校核，绘制零部件构造图绘制零部件构造图n撰写设计阐明书撰写设计阐明书课程设计要求n根据所学专业知识，完成一种汽车常用总成机构的设根据所学专业知识，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，编写设计阐明书计，绘制相应零部件图和装配图，编写设计阐明书n
4、成果：出勤成果：出勤+图样和阐明书图样和阐明书+争辩争辩n设计阐明书：按照模版撰写设计阐明书：按照模版撰写n图样：三维模型图样：三维模型+二维图纸二维图纸1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.1 整车主要目的参数的初步确定整车主要目的参数的初步确定1.1.1 发动机的选择发动机的选择发动机最大功率及转速确实定发动机最大功率及转速确实定发动机最大转矩及转速确实定发动机最大转矩及转速确实定1.1.2 轮胎的选择轮胎的选择根据车型、运用条件、轮胎的额定符负荷以及汽车的行根据车型、运用条件、轮胎的额定符负荷以及汽车的行驶速度确定驶速度确定1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.1.3 传动系最小传动比确实定
5、传动系最小传动比确实定最高档假设为直接挡，最小传动比为主减速器速比最高档假设为直接挡，最小传动比为主减速器速比i0根本确定主减速器的减速方式根本确定主减速器的减速方式1.1.4 传动系最大传动比确实定传动系最大传动比确实定变速器变速器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传动系各总成的选型1.2.1 发动机的选型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
6、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 变速器的选型变速器的选型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，确定额定输入转矩和速比范围1.2.4 传动轴的选型传动轴的选型确定传动轴方式分段和支承和万向节方式，确定传动轴方式分段和支承和万向节方式，选择传动轴型号，确定任务转矩选择传动轴型号，确定任务转矩1. 汽车
7、动力系统匹配与总体设计1.2.5 驱动桥的选型驱动桥的选型驱动桥构造方式和布置方式：断开或非断开驱动桥构造方式和布置方式：断开或非断开主减速器构造方式选择：单极或双极主减速器构造方式选择：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，确定承载才干，最大输入转主减速器的型号，确定承载才干，最大输入转矩矩1. 汽车动力系统匹配与总体设计1.3 整车性能计算整车性能计算1.3.1 汽车动力性能计算汽车动力性能计算汽车驱动力和行驶阻力汽车驱动力和行驶阻力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汽车的经济性能计算1
8、. 汽车动力系统匹配与总体设计1.4 发动机与传动系部件确实定发动机与传动系部件确实定根据前面的计算，确定设计车辆的动力传动系统根据前面的计算，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机和传动系各个不见选型绘制整车总体布置草图绘制整车总体布置草图2. 离合器设计2.1 确定离合器的构造方式确定离合器的构造方式常用单片膜片弹簧离合器常用单片膜片弹簧离合器2.2 离合器的容量设计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
9、率、单位摩擦面积的发动机功率、温升质量的发动机功率、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、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离合器的容量参数及计算滑磨功：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摩擦片外径、内径及面积：根据发动机最大转矩
10、确定摩擦片外径、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：根据不同资料确定摩擦片的单位压力：根据不同资料确定例例2-1和和2-2，离合器设计实例，离合器设计实例2. 离合器设计2.3 离合器构造零件的设计离合器构造零件的设计2.3.1 从动盘总成构造从动盘总成构造从动片、摩擦片和从动盘毂，或带改动减振器从动片、摩擦片和从动盘毂，或带改动减振器2.3.2 从动盘零件的构造选型和设计从动盘零件的构造选型和设计从动片、从动盘毂从动片
11、、从动盘毂2.2.3 从动盘摩擦资料的选择从动盘摩擦资料的选择石棉、有机摩擦资料、金属陶瓷摩擦资料石棉、有机摩擦资料、金属陶瓷摩擦资料2. 离合器设计2.3.4 压盘设计压盘设计传力方式、几何尺寸、资料、强度校核传力方式、几何尺寸、资料、强度校核例例2-3，压盘传力片设计实例，压盘传力片设计实例2.3.5 离合器盖设计离合器盖设计刚度、散热、对中刚度、散热、对中2.2.6 膜片弹簧设计与计算膜片弹簧设计与计算负荷与变形、任务点位置、构造参数设计负荷与变形、任务点位置、构造参数设计例例2-4 ，膜片弹簧计算实例，膜片弹簧计算实例2. 离合器设计2.7 离合器支配机构设计离合器支配机构设计2.7.
12、1 离合器支配机构的功用及要求离合器支配机构的功用及要求2.7.2 离合器支配机构的方式与选择离合器支配机构的方式与选择机械式和液压式机械式和液压式2.7.3 离合器支配机构的设计计算离合器支配机构的设计计算总传动比、踏板总行程、踏板力总传动比、踏板总行程、踏板力例例2-5，支配机构参数计算实例，支配机构参数计算实例3. 万向传动安装的设计3.1 万向传动安装的构造方式及选择万向传动安装的构造方式及选择不等速万向节和等速万向节不等速万向节和等速万向节3.2 十字轴万向传动安装的设计计算十字轴万向传动安装的设计计算3.2.1 静态额定转矩静态额定转矩滚柱轴承的静态承载才干和万向节回转半径确定滚柱
13、轴承的静态承载才干和万向节回转半径确定3.2.2 动态承载才干与动态额定转矩动态承载才干与动态额定转矩几何构造要素、滚动体和导槽类型确定，用动载才干和回转半径之积几何构造要素、滚动体和导槽类型确定，用动载才干和回转半径之积确定确定例例3-1，万向节传动轴数计算实例，万向节传动轴数计算实例3. 万向传动安装的设计3.2.3 汽车传动轴计算转矩确定汽车传动轴计算转矩确定起动转矩、附着转矩起动转矩、附着转矩例例3-2，十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型布置的轴承支反力Z型布置的轴
14、承支反力型布置的轴承支反力3. 万向传动安装的设计3.4 万向节运用寿命计算万向节运用寿命计算十字轴万向节运用寿命计算十字轴万向节运用寿命计算例例3-3，十字轴万向节计算实例，十字轴万向节计算实例前驱动半轴百万次循环寿命前驱动半轴百万次循环寿命后轮驱动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四轮驱动百万次循环寿命4. 驱动桥设计4.1 确定驱动桥的构造方式确定驱动桥的构造方式断开式和非断开式断开式和非断开式主减速器构造方式及选择：螺旋锥齿轮和双曲面齿轮主减速器构造方式及选择：螺旋锥齿轮和双曲面齿轮差速器构造方式及选择：普通锥齿轮差速器和防滑差速差速器构造方式及选择：普通锥齿轮
15、差速器和防滑差速器器桥壳构造方式及选择：可分式或整体式桥壳构造方式及选择：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、齿数、分度圆、大齿轮、小齿轮、螺旋角、螺旋方向、法向压力角、法向压力角、4.2.2 直齿锥齿轮差速器齿轮根本参数直齿锥齿轮差速器齿轮根本参数星星齿轮数目、球面半径、节锥距、齿数、模数、分度星星齿轮数目、球面半径、节锥距、齿数、模数、分度圆直径、齿面宽、齿高、压力角圆直径、齿面宽、齿高、压力角4.
16、 驱动桥设计4.3 齿轮的构造设计、图样及技术要求齿轮的构造设计、图样及技术要求4.3.1 齿轮的构造设计齿轮的构造设计齿圈构造方式、齿圈与轮毂安装方式、幅板方式加强齿圈构造方式、齿圈与轮毂安装方式、幅板方式加强筋筋4.3.2 齿轮的图样及技术要求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教材上图样及主要尺寸公差5. 悬架设计5.1 悬架的构造方式悬架的构造方式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悬
17、架弹性元件的设计与计算钢板弹簧设计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 布置方案布置方案横置板簧：需求传送纵向力，必需设置附加的导向传力横置板簧：需求传送纵向力，必需设置附加的导向传力安装，构造复杂，质量大，运用少安装，构造复杂，质量大，运用少纵置板簧：传送各种力和力矩，构造简单，运用广泛纵置板簧：传送各种力和力矩，构造简单，运用广泛对称式：钢板弹簧中部在车轴桥上固定中心至两端对称式：钢板弹簧中部在车轴桥上固定中心至两端卷耳中心间隔相等卷耳中心间隔相等不对称式：钢板弹簧中部在车轴桥上固定中心至两不对称式：钢板弹
18、簧中部在车轴桥上固定中心至两端卷耳中心间隔不相等端卷耳中心间隔不相等5. 悬架设计5.2.2 钢板弹簧主要参数确实定钢板弹簧主要参数确实定满载弧高满载弧高钢板弹簧长度确定钢板弹簧长度确定钢板断面尺寸及片数确定钢板断面尺寸及片数确定钢板弹簧各片长度确实定钢板弹簧各片长度确实定钢板弹簧的刚度校核钢板弹簧的刚度校核钢板弹簧总成在自在形状下的弧高及曲率半径计算钢板弹簧总成在自在形状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总成弧高的校核钢板弹簧的强度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悬架对汽车平顺性的
19、影响车身固有振动频率车身固有振动频率悬架特性特性悬架特性特性系统阻尼系统阻尼5.3.2 悬架对汽车支配稳定性的影响悬架对汽车支配稳定性的影响缺乏转向特性、轴转向悬架导向杆系运动使车轴偏转缺乏转向特性、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一定角度、前轮定位参数、导向杆系与转向杆系运动协调动协调6. 转向系设计6.1 转向系方案的选择及主要参数确实定转向系方案的选择及主要参数确实定6.1.1 转向系方案的选择转向系方案的选择转向盘、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 转向系主要参数确实定转向系主要参数确实定转向系设计的前提条件
20、：整车尺寸参数转向系设计的前提条件：整车尺寸参数转向系传动比确实定：力传动比和角传动比转向系传动比确实定：力传动比和角传动比转向系计算载荷确实定转向系计算载荷确实定6. 转向系设计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 齿轮齿条式转向器的优缺陷齿轮齿条式转向器的优缺陷6.2.2 齿轮齿条式转向器的输出方式齿轮齿条式转向器的输出方式输入和输入的位置输入和输入的位置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6. 转向系设计6.2.4 齿轮齿条式转向器的构造及任务原理齿轮齿条式转向器的构造及任务原理6.2.
21、5 齿轮齿条式转向器的构造设计齿轮齿条式转向器的构造设计速比计算速比计算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齿条截面外形齿条截面外形轴承选择及齿轮支承轴承选择及齿轮支承6. 转向系设计6.3 转向梯形机构的设计转向梯形机构的设计6.3.1 转向梯形实际特性转向梯形实际特性6.3.2 转向梯形的布置转向梯形的布置6.3.3 转向梯形机构尺寸的初步确定转向梯形机构尺寸的初步确定6.3.4 梯形校核梯形校核7. 制动系设计7.1 制动器的构造方式及选择制动器的构造方式及选择液压鼓式制动器：领蹄与从蹄液压鼓式制动器：领蹄与从蹄液压盘式制动器：固定钳盘与浮动钳盘液压盘式制动器：固定钳盘与浮动钳盘7.2 制动器构造设计与
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