车辆工程项目汽车总布置设计论文编辑资料.doc
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1、车辆工程专业毕业设计汽车整车论文 摘要 汽车车身总布置设计是车身设计的重要内容。车身总布置设计是在整车总布置的基础上进 行的,主要包括汽车车身底版的布置、前围的布置、车身室内人体工程布置、车门布置、 发动机舱、行李舱的布置以及其它装备的布置。其中车身室内人体工程布置是主要的内容 涉及到人体工程学的知识。可以说车身总布置设计的好坏是决定车身设计和轿车设计好坏 的一项重要内容。本次 7161 轿车车身总布置设计主要是利用已给的数据和人体工程学的基 本知识对该车型的车身外形布置和内部布置进行设计,并进行相关的动力性和经济性计算 以检验设计的合理性。通过本次毕业设计,充分了解和掌握了对某一轿车车身进行
2、车身总 布置设计的步骤和方法,这将为我们以后毕业从事汽车车身设计的工作打下基础。 关键词:车身总布置设计 人体工程学 车身外形布置设计 车身室内布置设计Abstract Car body general arrangement design is an important constituent of car body design. It is on the basement of car general arrangement design, includes car floor arrangement、front fender arrangement、interior body ergo
3、nomic arrangement、door arrangement、engine module and luggage compartment arrangement and other establishments arrangement. Among them, the interior body ergonomic arrangement is the most important part as it relates to ergonomics. We can say that the quality of car body general arrangement is an imp
4、ortant constituent which determines the quality of body design and car design. During this times Ao Tuo mini car body general arrangement design, the mainly part of my work is to use data which is given by my guiding teacher and the infrastructural knowledge of ergonomics to design Ao Tuo car body e
5、xternal and interior arrangement, and to conduct some calculation about this cars power and economy performance. This calculation can check that whether the car body general arrangement design is reasonable or not. Through this graduate design, I fully know and master the steps and methods of body g
6、eneral arrangement design to a specific car body, which will lay the foundation for our car body design work after graduation. Key words:body general arrangement design ergonomics body external arrangement design interior body arrangement design1.绪论 1.1 汽车设计的规律,决策与设计过程汽车设计尤其是新新车型的设计,是根据社会对该车型的使用要求而提
7、出的整车参数 与性能指标进行计算的,显然,那只能从宏观入手,即从整车的总体设计开始,然后通过 总体设计的分析与计算,将整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能后,再进行 总成和部件设计,进而进行零件甚至某一更细微的局部设计与研究。 汽车设计过程: 1) 调查与初始决策:其任务是选定设计目标,并制定设计工作方针及设计原则。调查研究的内容应包括:老产品在服役中的表现及用户意见;当前本行业与相关行业的技术发 展,特别是竞争对手的新产品与新技术;材料,零部件,设备和工具等行业可能提供的条 件;本企业在科研,开发及生产方面所取得的新成果等等,他们岁新产品设计是很有价值 的。 2) 总体方案设计:其任
8、务是根据领导决策所选定的目标及开发目标制定的工作方针, 设计原则等主导思想提出整车设想,因此又称为概念设计(concept desion)或构思设计。 为此要绘制不同的总体图(1 比 5)供选择。在总体方案图上进行初步布置和分析,对主要 总成只要画出大轮廓而突出各方案间的主要差别,使方案对比简明清晰,经方案论证选出 其中最佳者。 3) 绘制总布置草图,确定整车主要尺寸,质量参数与性能指标以及各总成的基本形式。 在总布置草图上较准确地画出各总成及部件的外形和尺寸并进行仔细的布置;对轴荷分配 和质心高度作计算与调整,以便准确地确定汽车的轴距,总长,总宽,总高,离地间隙, 货箱或车身高度等,并使之符
9、合有关标准和法规;进行性能计算及参数匹配。 4) 车身造型设计及绘制车身布置图;绘制不同外形,不同方向,不同色彩的车身外形 图;制作相应造型的 1 比 5 整车模型;从中优选后再制作 1 比 5 或 1 比 1 的精确模型。经 征求意见,工艺分析评审及风洞实验后作进一步修改,审定后用三坐标测量仪测量车身模 型坐标并用与之联机的 CAD 系统绘制车身图及相应的车身布置图。 随着计算机技术的飞速发展,直接在计算机上造型车身的三维形态已成为可能,并且可以 根据设计者的要求方便迅速地对计算机屏幕所显示的车身造型进行各种修改,能在计算机 屏幕上产生不同投影方向的生动逼真的产品三维外形图。因此,要提高车身
10、的设计质量, 缩短设计周期,可以将车身造型的手工设计和绘制不同方向外形图的工作移到计算机上进 行,在计算机上进行交互设计,得到满意结果后再制作模型以及进行上述的其他后续工作。5) 编写设计任务书:作为对以后的设计,实验及工艺准备的指导和依据。其内容常包 括:任务来源,设计原则和设计依据:产品的用途及使用条件;汽车型号,承载容量,布 置形式及主要技术指标和参数,包括空车及满载下的整车尺寸,轴荷及性能参数,有关的 可靠性指标及环保指标等;各总成及部件的结构形式的特性参数;标准化,通用化,系列 化水平及变形方案;模拟采用的新技术,新结构,新装备,新材料和新工艺;维修,保养 及其方便性的要求;续驶里程
11、;生产计划,设备条件及预期制造成本和技术经济预测等。 有时也加进与国内外同类型汽车技术性能的分析和对比等。有的还附有汽车总布置方案草 图及车身外型方案图。 6) 汽车的总布置设计:其主要任务是根据汽车的总体布置及整车性能提出对各总成及 部件的布置要求和特性参数等设计要求;协调整车与总成间,总成与有关部件的布置关系 和参数匹配关系,使之组成一个在给定使用条件下的使用性能能达到最优并满足设计任务 书所要求的整车参数和性能指标的汽车。具体工作有: a) 绘制汽车总布置图:它是在总布置草图和个总成,部件设计的基础上用 1 比 1 或 1 比 2 的比例精确的绘出,用于精确控制各部件尺寸和位置,为各总成
12、和部件分配精确的布 置空间,因此又称为尺寸控制图。特别注意汽车整车布置的合理性,驾驶室和车厢内部布 置应具有视野性好,驾驶操作方便,座位舒适,安全,维修方便等特点。 b) 根据总布置设计确定的整车参数和性能指标提出对各总成和部件的设计要求:包括 结构形式,特性参数,尺寸与质量限制等。提供整车有关数据与计算载荷等。 c) 绘制转向轮跳动等有关的运动图:用于校核布置空间以避免发生运动干涉。 d) 确定有关总成和部件支承的形式,结构参数与特性等,特别是对发动机前后支承, 驾驶室支承和排气管支承的位置和刚度要精心选择。e) 确定各总成的质心位置,核算汽车空载和满载时的轴荷分配及整车质心高度。 f) 制
13、作模型进行布置空间的校核:通常制作 1 比 1 的车身内,外模型来检查驾驶操作 及上下车的方便性,视野范围,乘座空间及舒适性等。 g) 汽车总成,部件及零件本身的选型与设计:其任务除了要保证总成和整车的性能指 标外,还要考虑零件本身的强度,寿命与可靠性等问题。 h) 设计图纸的工艺审查及必要的修改。 i) 绘制汽车总装配图:其目的是进行土面装配校核,仔细检查相连接总成及部件的连 接关系,连接部件的尺寸与配合以及拆装的方便性;核算与标注汽车整车和有关总成与部 件的安装尺寸链,为汽车总装作技术准备和提供依据。 j) 试制,实验,修改与定型:设计完成后投入样品试制时,应考虑有一定数量的零部 件和总成
14、投入台架试验,至少有 34 辆样车投入整车室内试验与道路试验,因为试验尤其 是道路试验始终是考验汽车的设计与制造工艺最重要和不可替代的手段。试制与试验中暴 露出的设计问题应该及时解决并记录在案,作为修改设计的依据。注意了解制造和装配中 的工艺问题及质量控制情况及时把关,杜绝不合格的样品装车。要查明整车,总成及零部 件的尺寸参数,质量参数,性能参数是否符合设计要求及问题所在,以便修改图纸或采取 其他措施予以纠正。应按有关标准,法规进行全面的试验,以检查新产品的各项性能指标。 实践是检验真理的最终标准,汽车试验也是一样,在汽车设计定型中起着关键的作用。本设计是东风小康微型面包车 EQ638X 总体
15、总布置设计。近年来微型面包车的产销量 日趋扩大,这得益于该车型不错的内部空间和实用性以及吸引人的价位,更重要的一点是 该车型已逐步摆脱了外形过气以及内部布置不合理的弊端。通过对一款微型面包车的车身 总布置的设计,可以使它具有良好的外形和内部空间,从而使它在性能方面表现很好,在 空间方面具有令人满意的效果。在新型车研发、研制的初级阶段,经过调查研究与决策, 提出整车设想并对汽车的主要参数以及发动机和车轮进行选择后,应对汽车进行总布置设 计,其中车身的总布置设计是总布置设计的重要组成部分。在产品开发过程中必须根据新 产品的实际情况考虑多方面的因素,进行合理的布置设计,这不仅关系到有效利用车内空 间
16、以及提高乘用舒适性,而且会影响整车,内外造型和尺寸参数,进而会影响整车性能和 市场竞争力。 1.2 前人相关成果和预期目标 在汽车车身设计这一领域,国外已经十分成熟,但国内还尚不完善。对于车身外形的 布置设计,涉及到车身空气动力学的知识,在这一领域前人为我们总结了许多宝贵的经验, 主要是提出了一些改善汽车车身空气动力性能的措施: a.车身头部棱角圆角减少空气阻力 b.改善车身后部形状减小气动升力和空气阻力 c.顶盖弯曲 d.后窗倾斜 e.尾部翘起等。 f.而在车身内布置方面,近来逐渐发展起来的人机工程学为汽车车身内布置提供了最 好的设计工具。在国外,人体工程学在汽车设计中的应用已有多项成果。研
17、究内容日趋广 泛和深入。这些研究对解决汽车及车身设计如何适应人体特点,提高人机系统工作效率均 有重要意义。人机工程学为我们进行汽车车身的内布置设计提供了有效的方法以及宝贵的 经验数据,这些经验数据对于我们今后进行车身总布置设计具有很好的参考价值和实际使用意义。在国外,该学科早已起步故有丰富的人体数据和车身设计的经验,而在国内由于 该学科起步较晚以及没有合适的人体数据而且缺乏经验,故尙未形成清晰的人体工程学设 计方法。 本次微型面包车车身总布置设计的预期目标是希望在根据该型轿车基本车型数据参数 以及参考前人轿车车身总布置设计经验和积累的有用数据的基础上,设计出令人满意的合 格的微型面包车车身。2
18、 车身设计制图方法及设计原则 2.1 基本规定 1)图面布置 绘制车身总图、车身线图、总成图、装置图 、零件图时,一般按车辆自右向左行驶方 向布置图面。 2)坐标网格 具有复杂曲面及严格装配位置要求的车身设计图样均绘制在具有坐标网格的图纸上。 轿车车身设计时,一般取网格间距为 100mm。其坐标线的方向及距零线的距离应标注在直 径为 16mm 的细实线圆内,坐标线以细实线绘制。 3)坐标零线的确定 车身设计资料的坐标应统一。其坐标零线的确定如下: 沿车架纵梁上表面较长的一段所作的水平直线或沿无车架车辆的车身地板下表面较长 的一段所作的水平直线作为高度方向坐标(Z 坐标)的零线 。 通过车辆前轮
19、理论中心并 垂直于高度方向坐标零线所作的直线作为长度方向坐标(X 坐标)的零线。 车辆的对称中 心线作为宽度方向坐标(Y 坐标)的零线。 其坐标方向规定:沿车辆的前进方向看去,X 坐标零线以前为负、零线坐标以后为正;Y 坐标零线以左为正、零线以右为负;Z 坐标零 线以上为正、零线以下为负。2.2 车身设计制图基本方法 1)车身总布置图; 2)车身室内尺寸标注; 3)车身总线图、车身表面设计线图; 4)车身风窗制图; 5)车身零件线图; 6)车身组件线图; 7)车身结构设计线图; 8)车身结构断面设计。 2.3 设计原则 空间问题是车身总布置设计的一个重要方面。车身内部空间被分割,通常零 部件总
20、是在与乘坐者争夺空间。在总布置设计中必须找到一个妥协的解决方案。 从满足驾驶员操作和乘员乘坐的要求出发,现代轿车车身设计中必须以人为中 心。显然,轿车车身总布置设计的重点应放在确定室内空间大小和人体的活动空 间上,又称车身室内人体工程布置设计,以改善乘坐舒适性和提高产品实用性。具体方法是利用人体工程学知识来确定乘员所必须的室内空间及操纵件、控制件 装备等的布置位置,保证驾驶员操纵轻便、准确、视野宽阔和乘坐舒适、安全等。 在此基础上进行整车的发动机、传动系等总成、部件,以及备胎、油箱和行李舱 等的布置,以确定车身前舱和后舱的容积及尺寸,从而得到保证室内空间需求的 具有最小外形尺寸的车身、满足车身
21、轻量化的要求。总结起来车身总布置设计的 设计原则具体表现为: 1)市场目标性原则; 2)从内到外的人体优先性原则; 3)协调性原则; 4) “见缝插针”原则; 5)座位优先性原则; 6) “大多数人”原则; 7)准舒适性原则; 8)方便性原则; 9)最重要设计原则; 3 轿车车身布置与底盘布置形式的关系 3 汽车的总体设计3.1 汽车类型的确定本设计是要设计一辆经济实用,外观新颖的微型面包车。在大的类里应属于客车的范 畴。故可以是借鉴客车的设计。3.2 发动机的选择考虑到燃料的使用的平衡及汽油机的转速高,升功率高,转速适应性较好,尺寸小及 质量小,便于布置,振动及噪音较低等优点,目前国内外的微
22、型车几乎无一例外的采用汽 油发动机。故本车也采用汽油发动机。因为按照东风汽车公司的战略部署,东风渝安车辆 有限公司的产品定位是 1.3L 以下排量微车,我决定采用东风渝安在重庆发动机分厂生产的 EQ474i-3U 型发动机。该发动机目前主要在“东风小康 3U 金钻”上使用,技术较为成熟,发 动机动力相当饱满,低转扭力足够,中段输出顺畅。再配合东风小康专用变速箱,一档齿 比非常大,为载货储备了相当大的潜力。五档用尽也可以跑车一百二十多千米每小时的速 度。市场反映较好。 此款发动机的参数:发动机型式:4 缸/直列 排量:1310mL 最大功率:60.5Kw 最大扭矩:102 Nm 3.3 汽车传动
23、形式的选择采用中置后驱形式,发动机位置采用微型面包车非常传统的中置引擎的布局,将发动 机等平常在车头的部件置于驾驶员的座椅下。这样布置节约了空间成本,同时由于车身较 轻,也有利于车辆的操控。 (当然,这对舒适性有相当的影响。 )3.4 汽车的主要参数的选择3.4.1 轴距 L轴距 L 对整备质量,汽车总长,汽车最小转弯直径,传动轴长度,纵向通过半径等有 影响。当轴距短时,上述指标减小,此外,轴距还对轴荷分配,传动轴夹角有影响。轴距 过短会使车厢长度不足或后悬过长;汽车上坡,制动或加速时轴荷转移过大,使汽车制动 性或操纵稳定性变坏;车身纵向角振动增大,对平顺性不利;万向节传动轴的夹角增大。 原则
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