《汽車總體設(shè)計(jì)》PPT課件

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1、1 汽車總體設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 2 汽車總體設(shè)計(jì)汽車作為綜合性很高的產(chǎn)品，對(duì)汽車設(shè)計(jì)提出了眾多的、彼此有時(shí)又相互制約的要求。在設(shè)計(jì)中要對(duì)這眾多要求進(jìn)行協(xié)調(diào)和按不同層次進(jìn)行處理，所以需要在設(shè)計(jì)開發(fā)開始階段進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，即根據(jù)整車設(shè)計(jì)的總目標(biāo)，明確各種要求的主次地位、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使它們和諧組合在一起，形成既先進(jìn)又合理的方案，達(dá)到預(yù)期的效果。 3 汽車總體設(shè)計(jì)汽車總體設(shè)計(jì)整 車 總 體 設(shè) 計(jì) 車 身 總 體 設(shè) 計(jì) 4 一、整車總體設(shè)計(jì)以 下 以 整 車 全 新 開 發(fā) 設(shè) 計(jì) 為 例 5 整車總體設(shè)計(jì)主要輸入n 1、企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃 包 括 n 產(chǎn) 品 分 工 范 圍 、 市 場(chǎng) 需 求 、 技 術(shù) 發(fā)

2、 展 趨 勢(shì)n 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 方 針 、 主 要 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo) ： 產(chǎn) 品 用 途 、 型 式 、 整 車 性 能 指 標(biāo) 、 產(chǎn) 品 成 本 、生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 等n 2、整車設(shè)計(jì)總目標(biāo) 6 整車總體設(shè)計(jì)主要輸出n 1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則n 2、整車設(shè)想及方案論證報(bào)告n 3、總體方案草圖n 4、設(shè)計(jì)任務(wù)書n 5、整車總布置草圖 7 整車總體設(shè)計(jì)主要輸出n 6、整車外形草圖n 7、總布置尺寸控制圖n 8、運(yùn)動(dòng)校核圖n 9、部件設(shè)計(jì)要求、方案分析報(bào)告n 10、電子樣車或汽車總裝配圖 8 整車總體設(shè)計(jì)主要輸出n 11、試制產(chǎn)品分析報(bào)告n 12、性能試驗(yàn)分析與產(chǎn)品改進(jìn)報(bào)告n 13、產(chǎn)品定型報(bào)告

3、9 整車總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)n 選 擇 汽 車 主 要 參 數(shù) 和 尺 寸n 提 出 整 車 設(shè) 想 (總 體 方 案 )n 為 各 部 件 設(shè) 計(jì) 提 供 參 數(shù) 和 要 求n 對(duì) 各 部 件 進(jìn) 行 布 置 和 運(yùn) 動(dòng) 校 核n 對(duì) 汽 車 性 能 進(jìn) 行 精 確 計(jì) 算 和 控 制n 處 理 整 車 與 部 件 、 部 件 與 部 件 之 間 的 矛 盾n 處 理 設(shè) 計(jì) 、 制 造 、 使 用 者 之 間 的 矛 盾n 考 慮 變 型 車 （ 性 能 、 尺 寸 ） 10 整車總體設(shè)計(jì)的工作順序制定設(shè)計(jì)原則進(jìn)行方案論證選型編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書技術(shù)設(shè)計(jì)總布置設(shè)計(jì)制作電子樣車或繪制汽車總裝配圖試制

4、、試驗(yàn)修改和定型1 2 34 5 造 型階 段規(guī) 劃選 型階 段工 程 化后 階 段 試 制階 段 11 制定設(shè)計(jì)原則調(diào) 查 研 究企 業(yè) 產(chǎn) 品 規(guī) 劃 制 定 設(shè) 計(jì)原 則產(chǎn)品設(shè)計(jì)方針技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)整車設(shè)計(jì)目標(biāo)調(diào)查分析報(bào)告設(shè)計(jì)原則文件1、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求（對(duì)技術(shù)先進(jìn)性、工藝性、繼承性、生產(chǎn)成本和零部件通用化的要求）2、需要考慮哪些變型3、追求價(jià)值的順序（各種使用性能中優(yōu)先保證等 級(jí)次序）4、當(dāng)使用、經(jīng)濟(jì)和制造等要求發(fā)生矛盾時(shí)，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（價(jià)值分析、功能成本分析等）1、資料收集、整理分析2、產(chǎn)品的使用調(diào)查3、生產(chǎn)調(diào)查（生產(chǎn)設(shè)備、能力）4、參考車性能調(diào)查 12 進(jìn)行方案論證整 車 設(shè) 想

5、方 案 論 證對(duì) 比 尋 優(yōu)1、根據(jù)設(shè)計(jì)原則確定的整車設(shè)計(jì)方向提出整車設(shè)想。 2、繪制多幅總體方案草圖整車設(shè)想方案總體方案草圖（多種）1、對(duì)方案進(jìn)行功能成本分析等價(jià)值分析2、多方案對(duì)比分析兩種較佳的總體設(shè)計(jì)方案 13 1、選擇汽車的布置型式2、確定整車尺寸、主要性能和質(zhì)量參數(shù)以及各總成基本型式3、總布置硬點(diǎn)設(shè)計(jì)4、畫總布置草圖選型編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書選 型 編 寫 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書整車參數(shù)表 總成配置選型總布置草圖設(shè)計(jì)任務(wù)書為以后設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和工藝準(zhǔn)備提供指導(dǎo)和依據(jù)。包括：1、任務(wù)來源；2、產(chǎn)品用途、使用條件；3、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)原則和技術(shù)論證意見；4、產(chǎn)品型號(hào)、整車布置型式及主要技術(shù)規(guī)格和參數(shù)（尺寸

6、、質(zhì)量、性能）、使用可靠性、壽命和環(huán)境適應(yīng)性等；5、各主要總成部件的結(jié)構(gòu)型式和特性參數(shù)；6、同類產(chǎn)品技術(shù)性能的統(tǒng)計(jì)分析和對(duì)比；7、擬用的新技術(shù)、新材料、新工藝及設(shè)計(jì)方法；8、系列化及變型、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化水平；9、生產(chǎn)量綱、生產(chǎn)方式、設(shè)備條件、預(yù)期的制造成本和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；10、維修和保養(yǎng)的方便性、續(xù)駛里程。11、總布置設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。附有總布置草圖和外形圖。設(shè)計(jì)任務(wù)書總布置草圖與總體方案草圖不同：它要對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行較仔細(xì)的布置、并對(duì)軸荷分配和質(zhì)心高度進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整；比較準(zhǔn)確地確定汽車的軸距、總長、總高、離地間隙、貨臺(tái)（或地板）高度等主要尺寸；比較準(zhǔn)確地化出各部件的形狀和尺寸；確定總布置設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。 1

7、4 技術(shù)設(shè)計(jì)及總布置設(shè)計(jì)繪 制 尺 寸 控 制 圖 和 總 布 置 計(jì) 算1、精確確定各部件的位置2、確定各部件的支承連接方式3、給出各部件的控制尺寸和控制質(zhì)（重）量4、對(duì)各相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，繪制多種運(yùn)動(dòng)校核圖5、繪制總布置控制尺寸圖6、對(duì)各部件提出具體的設(shè)計(jì)要求 7、提供準(zhǔn)確的整車有關(guān)尺寸和數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)載荷。車 身 總 布 置 設(shè) 計(jì)造型階段進(jìn)行造 型 設(shè) 計(jì) 及 模 型制 作整車總布置圖確定汽車的軸距、總長、總高、離地間隙、貨臺(tái)（或地板）高度等控制尺寸；以及動(dòng)力系統(tǒng)和行走系統(tǒng)的輪廓和位置。 15 制作電子樣車或繪制汽車總裝配圖工 程 化 設(shè) 計(jì) 制 作 電 子 樣 車?yán)L 制 汽

8、 車 總 裝 配 圖進(jìn)行電子樣車裝配或圖面裝配核算和標(biāo)注汽車外形尺寸和總布置的各項(xiàng)尺寸鏈；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉分析為整車性能CAE分析、裝配工藝CAE分析等提供基礎(chǔ) 16 試制、試驗(yàn)、修改和定型處 理 試 制 中 暴 露 的 設(shè) 計(jì) 問 題處 理 試 驗(yàn) 過 程 中 暴 露 出 的 問 題 17 二、車身總體設(shè)計(jì)以 下 以 轎 車 全 新 開 發(fā) 設(shè) 計(jì) 為 例 18 車身開發(fā)設(shè)計(jì)過程新車方案及車身邊界草案初步車身布置及工程分析車身總布置設(shè)計(jì)及工程分析外形概念草圖外形概念草圖外形效果圖外部效果圖1/5外模型風(fēng)洞試驗(yàn)1/1內(nèi)模型(概念)內(nèi)部設(shè)計(jì)內(nèi)部確認(rèn)模型1/1外模型直至確認(rèn)表面風(fēng)洞試驗(yàn)特征截面圖內(nèi)部布

9、置設(shè)計(jì)總布置設(shè)計(jì)詳圖或主模型技術(shù)及工程分析優(yōu)化及細(xì)化 樣車設(shè)計(jì)樣車試制道路試驗(yàn)工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)QQ QQ QQQQMMM MM內(nèi)部設(shè)計(jì)詳圖及工程分析A MM MB 19 車身開發(fā)設(shè)計(jì)過程(續(xù))批量生產(chǎn)的車身線圖、零件圖設(shè)計(jì)主模型工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)工裝及設(shè)備制造小批量試制 批量生產(chǎn)M M MM Q-以用戶眼光檢查質(zhì)量及功能M-可采用主模型技術(shù)在A或B階段前，允許反復(fù)循環(huán)推敲，以便逼近最佳狀態(tài)。 20 轎車車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)n 轎 車 車 身 是 整 車 的 重 要 組 成 部 分 ， 與 底 盤 密 切相 關(guān) ， 因 此 轎 車 車 身 設(shè) 計(jì) 不 能 只 考 慮 本 身 的 條件 、 還 必 須 在 充

10、 分 考 慮 整 車 總 布 置 的 情 況 下 進(jìn)行 。n 同 樣 必 須 遵 循 3S和 4M的 基 本 原 則 ： 3S-Standardizayion標(biāo) 準(zhǔn) 化 、 Simplification簡 單 化 、Specialization專 業(yè) 化 ； 4M-Man人 和 勞 力 、Machine機(jī) 器 、 Material材 料 、 Method工 藝 方 法 。 21 轎車車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)n 轎 車 車 身 無 論 是 在 用 材 、 加 工 、 裝 配 、 結(jié) 構(gòu) 、 設(shè) 計(jì) 乃 至 使用 功 能 等 方 面 與 汽 車 上 的 其 他 總 成 都 有 很 大 的 差 異 ： 在 外

11、 形 和 結(jié) 構(gòu) 上 ， 轎 車 車 身 殼 體 是 由 許 多 具 有 空 間 曲 面 外 形 的 大 型覆 蓋 件 所 組 成 。 對(duì) 于 轎 車 整 車 外 形 來 說 ， 整 體 協(xié) 調(diào) 美 觀 、 又 保 證 其 必要 的 流 線 型 。 在 設(shè) 計(jì) 大 型 覆 蓋 件 時(shí) ， 對(duì) 互 換 性 和 裝 配 準(zhǔn) 確 度 也 較 嚴(yán) 格的 要 求 ， 必 須 保 證 其 工 藝 性 要 求 。 因 此 ， 要 求 轎 車 車 身 表 面 的 各 點(diǎn)（ 空 間 坐 標(biāo) ） 連 成 的 曲 線 必 須 在 縱 向 和 橫 向 兩 個(gè) 截 面 上 反 復(fù) 協(xié) 調(diào) 并 光順 。 傳 統(tǒng) 的 設(shè)

12、計(jì) 方 法 規(guī) 定 車 身 樣 圖 必 須 采 用 坐 標(biāo) 網(wǎng) 格 來 表 示 ， 但 也 無法 單 純 依 靠 圖 紙 準(zhǔn) 確 地 將 復(fù) 雜 空 間 曲 面 完 全 準(zhǔn) 確 的 表 達(dá) 出 來 ， 還 必 須輔 實(shí) 體 模 型 ， 即 采 取 一 整 套 特 殊 的 實(shí) 物 （ 外 形 樣 板 和 主 模 型 等 ） 模 擬和 “ 移 形 ” （ 模 擬 量 傳 遞 ） 的 辦 法 。 在 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 、 生 產(chǎn) 準(zhǔn) 備 和 投 產(chǎn) 等階 段 中 ， 實(shí) 物 可 以 補(bǔ) 充 樣 圖 的 不 足 ， 保 證 成 套 工 藝 裝 備 （ 模 具 和 裝 焊夾 具 等 ） 之 間 乃 至 零

13、 部 件 之 間 的 協(xié) 調(diào) 驗(yàn) 證 。 基 于 這 些 特 點(diǎn) ， 也 決 定 了轎 車 車 身 設(shè) 計(jì) 有 別 于 汽 車 其 他 總 成 而 自 成 一 套 體 系 的 工 作 方 法 。 22 轎車車身設(shè)計(jì)的要求n 轎 車 車 身 設(shè) 計(jì) 不 僅 要 求 造 型 美 觀 ，更 重 要 的 是 要 實(shí) 現(xiàn) 相 應(yīng) 的 功 能 。轎 車 車 身 設(shè) 計(jì) 的 要 求 主 要 考 慮 使用 性 、 人 機(jī) 工 程 學(xué) 、 節(jié) 能 以 及 對(duì)空 氣 動(dòng) 力 學(xué) 等 方 面 的 要 求 。 23 轎車車身設(shè)計(jì)的要求1. 造 型 美 觀n 轎 車 在 造 型 方 面 的 要 求 比 其 他 車 輛

14、要 高 得 多 ；轎 車 不 僅 是 運(yùn) 輸 工 具 ， 也 是 工 業(yè) 藝 術(shù) 品n 轎 車 的 外 形 既 要 具 有 民 族 特 色 ， 又 要 能 在 滿 足使 用 要 求 的 同 時(shí) 符 合 時(shí) 代 潮 流 。n 目 前 ， 由 于 高 速 公 路 的 迅 速 發(fā) 展 ， 車 速 越 來 越高 ， 要 求 轎 車 具 有 良 好 的 空 氣 動(dòng) 力 學(xué) 特 性 的 同時(shí) ， 還 要 具 有 很 強(qiáng) 的 動(dòng) 感 ， 以 滿 足 轎 車 的 美 學(xué)要 求 。 24 轎車車身設(shè)計(jì)的要求2. 性 能 良 好 舒 適 性 評(píng) 價(jià) 在 規(guī) 定 條 件 下 ， 合 理 乘 用 時(shí) 乘 員 感覺 良

15、 好 與 否 的 標(biāo) 準(zhǔn) 。影響舒適性的因素1.轎車內(nèi)部空間布置2.座椅尺寸、形狀及其空間與人體接觸處的材質(zhì)軟硬度和質(zhì)感3.振動(dòng)頻率4.視野 5.內(nèi)飾對(duì)乘員心理的影響效果6.乘坐的安全感 25 轎車車身設(shè)計(jì)的要求保證舒適性需要做到的幾個(gè)方面1.進(jìn)行合理的座椅設(shè)計(jì)和內(nèi)部空間布置，按人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)來考慮座椅的尺寸和形狀，即根據(jù)國際人體尺寸要求來確定，并且有一定的調(diào)節(jié)量，形狀曲線應(yīng)最大限度地滿足人體支承面積和柔韌性要求，并保證人體起、坐、操作姿勢(shì)的有效支承。同時(shí)還要具有與整車相匹配的振動(dòng)特性，良好的體壓分布。2.客廂布置合理，寬敞明亮，位置恰當(dāng)，給乘員以合適的乘坐空間。乘坐空間是指在最經(jīng)濟(jì)的外部尺

16、寸條件下，允許乘員有最低限度的活動(dòng)空間，而不是指日常人們?cè)谑覂?nèi)活動(dòng)所要求的空間。 3.車身內(nèi)飾的造型與材料應(yīng)使乘員感到方便、可靠和明亮。內(nèi)飾色彩既要考慮與車身外部色彩的協(xié)調(diào)，更要考慮使人感到寧靜、悅目。所以內(nèi)飾色彩以復(fù)合色為宜。 26 轎車車身設(shè)計(jì)的要求保證舒適性需要做到的幾個(gè)方面（續(xù)）4.車身結(jié)構(gòu)要保證有足夠的強(qiáng)度和合適的剛度，車身振動(dòng)及噪聲要達(dá)到有關(guān)法規(guī)的規(guī)定，給人以安靜舒適感。5.空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能滿足人們對(duì)乘坐環(huán)境的要求，包括濕度、溫度空氣的清潔度、刺激性氣味的多少以及它們的分布狀況等。6.具有良好的密封性，雨雪和灰塵不能進(jìn)入客廂，并且隔音、隔熱性能良好。7.轎車必須具有必要的儀表、電子

17、通訊設(shè)備等，給人以駕駛、工作上 的方便。 27 轎車車身設(shè)計(jì)的要求 安 全 性 車 身 設(shè) 計(jì) 對(duì) 安 全 性 的 考 慮 有 兩 個(gè) 方 面 ，既 正 常 行 駛 的 防 護(hù) 措 施 與 發(fā) 生 意 外 事 故 時(shí) 的 補(bǔ) 救 措 施 。轎車車身設(shè)計(jì)除了要保證車身有足夠的強(qiáng)度和合適的剛度外，還要注意以下幾點(diǎn)：1.設(shè)置座椅安全帶及安全氣囊等乘員保護(hù)裝置。2.內(nèi)飾部件應(yīng)軟化。3.車門鎖、發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖不能自動(dòng)開啟，鎖要設(shè)有二檔機(jī)構(gòu)或安全鉤裝置。 4.按國家有關(guān)汽車安全性法規(guī)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)轎車車身，如安全帶的配置與使用、安全氣囊的控制、方向盤的防撞軟化結(jié)構(gòu)、車身客廂部位的骨架加強(qiáng)、吸能保險(xiǎn)杠等。 28

18、 轎車車身設(shè)計(jì)的要求 可 靠 性 車 身 設(shè) 計(jì) 既 要 保 證 在 常 規(guī) 負(fù) 荷 下 的 車 身結(jié) 構(gòu) 及 其 附 件 的 耐 用 性 和 有 效 性 ， 又 要 考 慮 到 在 允 許 超負(fù) 荷 下 的 安 全 性 。可靠性并不是允許無限制地超過合理負(fù)荷去提高安全性，而是指在可能發(fā)生的非正常情況下，結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)仍可保證使用性能而言。在車身可靠性保證中，有些是通過附加裝置使原來機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，仍可在一定時(shí)間內(nèi)、一定程度上保持功能的措施。 29 轎車車身設(shè)計(jì)的要求 視 野 性 指 駕 駛 員 操 作 時(shí) ,在 不 改 變 操 作 姿 態(tài) 的 狀態(tài) 下 對(duì) 道 路 及 周 圍 環(huán) 境 觀 察 的

19、 可 見 范 圍 ,或 乘 員 在 正 常 乘坐 狀 態(tài) 下 對(duì) 車 外 環(huán) 境 的 可 見 范 圍 。車身設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有良好的視野性,視野的最低限度必須保證駕駛時(shí)對(duì)一切國家交通法規(guī)所規(guī)定的路標(biāo)、信號(hào)以及道路情況方便而有效地觀察。乘員的視野應(yīng)以從車廂內(nèi)向外觀望的最佳視野范圍和盡可能少地暴露乘客自身為限。 30 轎車車身設(shè)計(jì)的要求 乘 坐 方 便 性 是 乘 員 、 駕 駛 員 進(jìn) 出 車 廂 和 行 李 裝卸 方 便 與 否 的 評(píng) 價(jià) 標(biāo) 準(zhǔn) 。上下車方便性與車門洞的高度、寬度、車門的開度、座椅與立柱的相對(duì)位置、駕駛員座椅與各種踏板的相對(duì)位置等都有密切的關(guān)系。轎車車身設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮乘坐方便

20、性。 31 轎車車身設(shè)計(jì)的要求 操 縱 方 便 性 是 指 駕 駛 員 能 夠 清 晰 地 看 到 儀 表 上的 所 有 數(shù) 據(jù) 和 各 種 顯 示 ， 儀 表 的 表 面 不 眩 目 ， 不 會(huì) 被 轉(zhuǎn) 向盤 、 手 柄 或 其 它 部 件 所 遮 擋 ； 駕 駛 員 與 方 向 盤 、 各 種 踏 板 、儀 表 板 ， 各 種 操 縱 手 柄 、 操 控 按 鈕 等 的 相 對(duì) 位 置 要 合 理 。 32 轎車車身設(shè)計(jì)的要求3. 良 好 的 空 氣 動(dòng) 力 特 性轎 車 的 車 速 提 高 ， 對(duì) 空 氣 動(dòng) 力 特 性 的 要 求 越 來 越 高 ?？?氣 阻 力 成 為 提 高 車

21、速 、 降 低 油 耗 的 主 要 因 素 。減少空氣阻力一般采用的措施：1.轎車內(nèi)部空間布置2.座椅尺寸、形狀及其空間與人體接觸處的材質(zhì)軟硬度和質(zhì)感3.振動(dòng)頻率 4.視野5.內(nèi)飾對(duì)乘員心理的影響效果6.乘坐的安全感 33 轎車車身設(shè)計(jì)的要求4. 制 造 容 易 ， 維 護(hù) 、 拆 裝 方 便目 前 車 身 大 多 都 是 鋼 板 沖 壓 焊 接 而 成 ， 在 設(shè) 計(jì) 時(shí) 要 注 意部 件 必 須 符 合 沖 壓 及 焊 接 的 工 藝 要 求 。車 身 設(shè) 計(jì) 時(shí) 必 須 考 慮 一 切 需 要 經(jīng) 常 維 修 和 保 養(yǎng) 的 零 部 件及 總 成 的 可 及 性 和 方 便 性因此：1.要進(jìn)行合理的車身分快；2.運(yùn)用通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的設(shè)計(jì)方法；3.結(jié)構(gòu)處理應(yīng)容易焊接，力爭滿足雙面點(diǎn)焊的要求，盡量避免單面點(diǎn)焊，以保證車身的強(qiáng)度； 4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)中的機(jī)器人焊接工藝技術(shù)。5.車身上的易損件應(yīng)拆卸方便，維修容易。6.車身要保證維修人員容易接近損壞的零部件，以便進(jìn)行維修、保養(yǎng)及拆裝工作。 34 n 待 續(xù)