課程設(shè)計-汽車總體設(shè)計概述

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1、《車輛專業(yè)課程設(shè)計》概述 第一節(jié) 課程設(shè)計的目的和要求 一、 課程設(shè)計的目的 經(jīng)過若干學期的車輛工程專業(yè)的理論學習，車輛工程專業(yè)的本科生亟待進行一次綜合性較強的實踐環(huán)節(jié)來檢驗學習效果，深入掌握所學內(nèi)容，為日后做好畢業(yè)設(shè)計，走上工作崗位和生產(chǎn)應用進行一次綜合訓練和準備。具體如下。 （1） 培養(yǎng)學生專業(yè)思想。使學生了解以前所學理論知識和參加過的金工實習、工藝實習及專業(yè)生產(chǎn)實習等環(huán)節(jié)，都是為今后的專業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)做準備，每一個環(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)需要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和實踐能力。 （2） 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過課程設(shè)計，使學生學習和掌握汽車

2、地盤總成及零部件設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立的、全面的、科學的工程設(shè)計能力。 （3） 在課程設(shè)計實踐中學會查找、翻閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和相關(guān)技術(shù)資料等。 二、 課程設(shè)計的要求 進行此課程設(shè)計之前，學生應該修完《汽車構(gòu)造》、《汽車理論》、《汽車制造工藝學》、《汽車電子控制技術(shù)》、《汽車設(shè)計》以及與機械專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)課程，參與部分實踐環(huán)節(jié)。由于現(xiàn)在的車輛工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容靈活多樣，不一定體現(xiàn)出對前述課程內(nèi)容的考察和融合，因此，車輛工程專業(yè)課程設(shè)計體現(xiàn)出典型的專業(yè)性和系統(tǒng)性，同時也可以對以后設(shè)計相近機構(gòu)起到參考作用。課程設(shè)計要求結(jié)合學生的認知能力和素質(zhì)基

3、礎(chǔ)，從課程設(shè)計的實用角度出發(fā)，按課程設(shè)計的總體思路和順序講解，循序漸進、由淺入深，以典型總成設(shè)計為例，詳細講解課程設(shè)計中的各個設(shè)計環(huán)節(jié)。 第二節(jié) 課程設(shè)計的內(nèi)容 一、設(shè)計題目設(shè)置 在此給出車型設(shè)計的總體要求，后面各章節(jié)對各總成給出詳細設(shè)計數(shù)據(jù)。每班同學劃分成若干小組，每組7人左右，原則上同一設(shè)計小組盡量按照一種車型的匹配要求進行各總成的設(shè)計。 分別為給定基本設(shè)計參數(shù)的汽車進行總體設(shè)計，計算并匹配合適功率的發(fā)動機，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、學生應完成的工作量 （1）總成總裝配圖1張（0號或1號圖）。 （2）二維零件圖1張（3號圖）或三維零件建模一個（可以是電子版）。 （3）設(shè)計計算說明書1份。 三、課程設(shè)計的步驟 （1）明確設(shè)計任務或要求。 認真閱讀設(shè)計任務書，查閱參考資料，補充相關(guān)知識；了解總體設(shè)計要求和車型工作條件。通過查閱有關(guān)資料和圖紙，參觀模型或?qū)嵨?，觀看電視教學片、掛圖，有條件的還可以到實驗室進行拆裝、測繪實驗。 （2）總體方案

7、設(shè)計或選型設(shè)計。 首先根據(jù)設(shè)計要求，同時比較其他設(shè)計方案，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)計與計算。 設(shè)計主要零部件的參數(shù)和主要尺寸，包括必要的設(shè)計計算或校核計算。 （4）相關(guān)重要零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 （5）總成裝配圖。 首先進行裝配草圖設(shè)計；選擇標準件，對某些零件（例如軸承）進行壽命校核；進行箱體或外殼以及附件的設(shè)計；最后完成裝配圖的其他要求（標準尺寸、說明技術(shù)特性、提出技術(shù)要求，對零件進行編號，填寫零件明細表和標題欄等）。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）利用手繪或計算機繪制二維零件圖，按照生產(chǎn)要求標注尺寸、公差、重要參數(shù)以及技術(shù)要求。 2）嚴格按照所設(shè)計的結(jié)構(gòu)和尺寸，利用三維繪圖軟件繪制三維零件模型。 （7）編寫和整理說明書。 學生在完成上述工作之后，應將前述工作依先后順序編寫設(shè)計說明書一份。 說明書是課程設(shè)計的總結(jié)性文件。通過編寫說明書，進一步培養(yǎng)學生分析、總結(jié)和表達的能力，鞏固、深化在設(shè)計過程中所獲得的知識，是本次設(shè)計工作的一個重要組成部分。 說明書應概括地介紹設(shè)計全貌，對設(shè)計中的各部分內(nèi)容應作重點說明、分析論證及提供必要的計算過程。要求系統(tǒng)性好，條理清楚，圖

9、文并茂，并充分表達自己的見解，力求避免抄書。文內(nèi)公式、圖表、數(shù)據(jù)等出處，應注明參考文獻的序號。 學生從一開始設(shè)計就應該逐項記錄設(shè)計內(nèi)容、計算結(jié)果、分析意見和資料來源，以及教師的合理意見、自己的見解與結(jié)論等。每一設(shè)計階段后，隨即可整理、編寫有關(guān)部分的說明書，待全部設(shè)計結(jié)束后，稍加整理就可成為說明書。 說明書內(nèi)容應該包括以下一些內(nèi)容： 1） 封面 ——按給定封面格式 2） 目錄 ——列出說明書各項標題內(nèi)容及頁碼，包括設(shè)計任務和附錄 3） 設(shè)計任務書 4） 序言 ——對設(shè)計背景、設(shè)計目的和意義進行總體描述 5） 總體方案設(shè)計或選型設(shè)計 6） 主要零部件的設(shè)計與

10、計算 7） 設(shè)計總結(jié) 8） 參考文獻列表 9） 致謝——包括心得與體會 10） 答辯 —— 打印設(shè)計說明書、圖紙并制作PPT 第三節(jié) 課程設(shè)計中應注意的問題 專業(yè)課程設(shè)計是對前面所學專業(yè)知識的一次綜合運用訓練，提倡學生在老師的指導下獨立完成，在設(shè)計時應注意以下問題。 1. 全新設(shè)計與繼承的關(guān)系 汽車總成設(shè)計時一項復雜、細致的創(chuàng)造性勞動。在設(shè)計中，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)計過程中必須借鑒前人成功的經(jīng)驗，改進其缺點。從具體的設(shè)計任務出發(fā)，充分運用已有的知識和資料，進行科學、先進的設(shè)計。 2. 正確使用有關(guān)標準和規(guī)范 為提高所設(shè)計

11、對象的質(zhì)量同時降低成本，必須采用多種標準和規(guī)范。設(shè)計中采用標準的程度也往往是評價設(shè)計質(zhì)量的一項重要指標，它能提高設(shè)計質(zhì)量，因為標準是經(jīng)過專門部門研究制定的，并且經(jīng)過了大量的生產(chǎn)實踐的考驗，是比較切實可行的。采用標準還可以保證零件的互換性，減少了設(shè)計工作量，縮短了設(shè)計周期，降低生產(chǎn)成本。因此在設(shè)計中應盡量采用標準件、外購件，盡量減少自制件。 3.正確處理強度、剛度、結(jié)構(gòu)和工藝間的關(guān)系 在設(shè)計中任何零件的尺寸不可能全部由理論計算來確定，而每個零件的尺寸都應該由強度、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綜合確定的。強度和剛度問題是零件設(shè)計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)濟上的可行性?？梢娏慵膹姸取偠?、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，而不是相互獨立的關(guān)系。 4.計算與畫圖的關(guān)系 進行裝配圖設(shè)計時，并不僅僅是單純的畫圖，常常是畫圖與設(shè)計計算交叉進行的。有些零件可以先由計算確定零件的基本尺寸，然后再進行草圖設(shè)計，確定其具體結(jié)構(gòu)尺寸；而有些零件則需要先畫圖，取得計算所需的條件之后，再進行必要的計算。如在計算中發(fā)現(xiàn)有問題，則需要修改相應的結(jié)構(gòu)。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程是邊計算、邊畫圖、邊修改、邊完善的過程。 5.同組同學設(shè)計題目之間的關(guān)系 同組同學的題目不同，一般情況是每名同學負責一個

13、總成的設(shè)計。在設(shè)計過程中，必須在總體設(shè)計確定的情況下才能進行其他總成的設(shè)計，因此每名同學都應該參與總體設(shè)計，必須保證每一個總成的設(shè)計都符合總體設(shè)計確定的主要參數(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)計時必須注意溝通與協(xié)調(diào)，以便共同完成一輛汽車的底盤設(shè)計。 例： 微型貨車傳動系總體方案設(shè)計 設(shè)計條件：（總體設(shè)計需要給出的） 車型 微型客車 驅(qū)動形式 FR4×2 發(fā)動機位置 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 滿載時前軸負荷率 40% 外形尺寸 總長La×總寬Ba×總高Ha=3496×1445×1841mm3 迎風面積 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 一、設(shè)計任務： 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)計膜片彈簧及壓盤。 4、繪制總裝配圖、零件圖 5、編制設(shè)計說明書。 二、設(shè)計條件： （同上） 微型貨車中軸式四擋（五擋）變速器傳動機構(gòu)設(shè)計 一、設(shè)計任務： 1、確定兩軸式四擋變速器傳動機構(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)計變速器輸入軸和輸入軸上齒輪（任意一個齒輪）。 4、繪制傳動機構(gòu)簡圖、同步器裝配圖、零件圖（軸和齒輪）

16、 4、編制設(shè)計說明書。 二、設(shè)計條件： （同上） 微型貨車萬向傳動軸設(shè)計 一、設(shè)計任務： 1、確定傳動方案 2、確定萬向節(jié)和傳動軸。 3、編制設(shè)計說明書。 4、繪制總裝配圖、零件圖 二、設(shè)計條件： （同上） 微型貨車主減速器設(shè)計 一、設(shè)計任務： 1、確定主減速器方案。 2、設(shè)計主減速器主、從動齒輪。 3、編制設(shè)計說明書。 4、繪制總裝配圖、零件圖 二、設(shè)計條件： （同上） 微型貨車差速器設(shè)計 一、設(shè)計任務： 1、確定差速器方案。 2、設(shè)計差速器半軸齒輪、行星齒輪及行星齒輪軸。 3、編制設(shè)計說明書。 4、繪制總裝配圖、零

17、件圖 二、設(shè)計條件： （同上） 中型貨車傳動系方案 原始條件： 車型 中型貨車 驅(qū)動形式 FR4×2 發(fā)動機位置 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