汽車設(shè)計(jì)

前言

第1章汽車總體設(shè)計(jì)1

1.1概述1

1.2汽車底盤演變3

1.3汽車設(shè)計(jì)方法5

1.4汽車開發(fā)程序7

1.5汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)11

1.5.1汽車形式的確定11

1.5.2汽車主要參數(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇18

1.5.3車身形式與輪胎選擇27

1.5.4汽車的總體布置及運(yùn)動(dòng)校核31

1.5.5汽車軟件設(shè)計(jì)42

1.6新能源汽車設(shè)計(jì)44

1.6.1純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)與傳動(dòng)系布局44

1.6.2混合動(dòng)力汽車動(dòng)力與傳動(dòng)系匹配布局45

1.7智能汽車設(shè)計(jì)48

1.7.1智能駕駛系統(tǒng)功能介紹48

1.7.2智能車輛傳感器布局49

1.7.3智能車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)布局簡(jiǎn)介51

第2章離合器設(shè)計(jì)52

2.1概述52

2.2離合器的結(jié)構(gòu)形式選擇53

2.2.1從動(dòng)盤數(shù)的選擇53

2.2.2壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)和布置形式的選擇54

2.2.3膜片彈簧的支承方式56

2.2.4壓盤的驅(qū)動(dòng)方式58

2.3離合器的主要參數(shù)選擇58

2.4離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算61

2.4.1離合器基本參數(shù)優(yōu)化61

2.4.2膜片彈簧的彈性特性62

2.4.3膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算63

2.4.4膜片彈簧基本參數(shù)的選擇64

2.4.5膜片彈簧的制造工藝65

2.5扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)65

2.5.1扭轉(zhuǎn)減振器機(jī)構(gòu)原理66

2.5.2扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算66

2.5.3雙質(zhì)量飛輪減振器68

2.6離合器的接合過(guò)程69

2.7離合器的操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)69

2.8離合器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)71

2.8.1從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì)71

2.8.2離合器蓋總成73

2.8.3分離軸承總成74

第3章機(jī)械變速器的設(shè)計(jì)76

3.1概述76

3.2變速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案分析77

3.2.1兩軸式變速器77

3.2.2中間軸式變速器78

3.2.3倒檔傳動(dòng)布置方案81

3.2.4多速變速器的組合方案分析82

3.3變速器主要參數(shù)的選擇85

3.3.1檔位數(shù)85

3.3.2傳動(dòng)比范圍85

3.3.3中心距86

3.3.4外形尺寸86

3.3.5軸的直徑86

3.3.6齒輪參數(shù)86

3.3.7各檔齒輪齒數(shù)的分配90

3.4變速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算92

3.4.1齒輪的損壞形式92

3.4.2齒輪強(qiáng)度計(jì)算92

3.4.3軸的強(qiáng)度計(jì)算94

3.5變速器的操作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)96

3.5.1換檔機(jī)構(gòu)96

3.5.2鎖定機(jī)構(gòu)97

3.6同步器設(shè)計(jì)98

3.6.1慣性式同步器98

3.6.2主要參數(shù)的確定103

3.6.3同步器計(jì)算105

3.7自動(dòng)變速器匹配設(shè)計(jì)106

3.7.1自動(dòng)變速器匹配設(shè)計(jì)總體原則107

3.7.2自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)匹配設(shè)計(jì)107

3.7.3自動(dòng)變速器性能匹配設(shè)計(jì)108

3.8機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器109

3.8.1結(jié)構(gòu)與工作原理109

3.8.2傳動(dòng)帶110

3.9新能源汽車變速器111

3.9.1混合動(dòng)力專用變速器DHT111

3.9.2純電動(dòng)汽車多檔變速器111

第4章萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)113

4.1概述113

4.2普通十字軸向萬(wàn)向節(jié)114

4.2.1普通十字軸向萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)114

4.2.2單個(gè)十字軸向萬(wàn)向節(jié)的運(yùn)動(dòng)特性115

4.2.3雙十字軸向萬(wàn)向傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性117

4.2.4多十字軸向萬(wàn)向傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性118

4.2.5十字軸向萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)118

4.3撓性萬(wàn)向節(jié)120

4.4準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)122

4.5等速萬(wàn)向節(jié)124

4.5.1球叉式萬(wàn)向節(jié)124

4.5.2球籠式萬(wàn)向節(jié)125

4.5.3球籠式萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)127

4.6傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)128

4.7中間支承結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)131

第5章驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)134

5.1概述134

5.2驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案分析134

5.3主減速器設(shè)計(jì)136

5.3.1主減速器的結(jié)構(gòu)形式136

5.3.2主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定148

5.3.3主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算152

5.3.4主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算153

5.3.5錐齒輪材料155

5.4差速器設(shè)計(jì)156

5.4.1差速器結(jié)構(gòu)形式選擇156

5.4.2普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì)162

5.4.3多橋驅(qū)動(dòng)汽車的軸間差速器163

5.4.4黏性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)及在汽車上的布置164

5.5車輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)165

5.5.1結(jié)構(gòu)形式分析165

5.5.2半軸計(jì)算167

5.5.3半軸可靠性設(shè)計(jì)168

5.5.4半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)169

5.6驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)170

5.6.1驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析170

5.6.2驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度計(jì)算171

第6章懸架設(shè)計(jì)173

6.1概述173

6.1.1懸架的基礎(chǔ)及分類173

6.1.2新型懸架174

6.2懸架的主要參數(shù)的確定177

6.2.1懸架的靜撓度f(wàn)c177

6.2.2懸架的動(dòng)撓度f(wàn)d177

6.2.3懸架的彈性特性178

6.2.4后懸架主彈簧和副彈簧的剛度分配178

6.2.5懸架的側(cè)傾角剛度以及前后軸之間的分配179

6.3鋼板彈簧的設(shè)計(jì)及計(jì)算179

6.4扭桿彈簧的設(shè)計(jì)186

6.5獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)189

6.5.1設(shè)計(jì)要求189

6.5.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù)189

6.5.3雙橫臂式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)193

6.5.4麥弗遜式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)197

6.6減振器的主要參數(shù)和尺寸的選擇199

6.7橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)201

第7章轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)207

7.1概述207

7.2機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析與設(shè)計(jì)209

7.2.1齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器209

7.2.2整體式轉(zhuǎn)向器213

7.3機(jī)械式轉(zhuǎn)向器主要性能參數(shù)216

7.3.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角傳動(dòng)比216

7.3.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)比216

7.3.3轉(zhuǎn)向器的效率217

7.4動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)219

7.4.1動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述219

7.4.2整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器221

7.4.3齒輪齒條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器228

7.4.4轉(zhuǎn)閥特性曲線的計(jì)算230

7.4.5動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵232

7.4.6動(dòng)力轉(zhuǎn)向油罐238

7.4.7動(dòng)力轉(zhuǎn)向油管240

7.5轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)243

7.5.1汽車轉(zhuǎn)向時(shí)理想的內(nèi)、外前輪轉(zhuǎn)角關(guān)系243

7.5.2整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)校核244

7.5.3輪胎側(cè)偏角對(duì)轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)、外前輪轉(zhuǎn)角之間理想關(guān)系的影響246

7.6轉(zhuǎn)向桿系與懸架的匹配設(shè)計(jì)248

7.6.1在前懸架是縱置鋼板彈簧的汽車中轉(zhuǎn)向縱拉桿的布置249

7.6.2在采用雙橫臂式前懸架的汽車中的轉(zhuǎn)向桿系布置252

7.6.3在采用麥克弗森式前懸架的汽車中的轉(zhuǎn)向桿系布置255

7.6.4前束角隨著前輪上、下跳動(dòng)的變化特性曲線256

7.6.5車輪前、后移動(dòng)時(shí)前束角的控制257

7.7線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)259

7.7.1線控轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)組成260

7.7.2路感反饋控制策略261

7.7.3轉(zhuǎn)向執(zhí)行控制策略263

7.7.4主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向控制策略264

第8章制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)266

8.1概述266

8.2制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析267

8.2.1鼓式制動(dòng)器267

8.2.2盤式制動(dòng)器271

8.3制動(dòng)器主要參數(shù)的確定273

8.3.1鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定273

8.3.2盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定274

8.4制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算275

8.4.1鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算275

8.4.2盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算282

8.4.3摩擦襯片磨損特性的計(jì)算283

8.4.4前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定284

8.4.5應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩284

8.5制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)287

8.5.1簡(jiǎn)單制動(dòng)系287

8.5.2動(dòng)力制動(dòng)系287

8.5.3伺服制動(dòng)系291

8.5.4分路系統(tǒng)296

8.5.5液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算297

8.5.6真空助力器的設(shè)計(jì)計(jì)算298

8.6制動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)299

8.6.1限壓閥299

8.6.2防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）300

8.7線控制動(dòng)系統(tǒng)302

8.7.1電子液壓制動(dòng)EHB系統(tǒng)302

8.7.2電子機(jī)械制動(dòng)EMB系統(tǒng)303

8.7.3iBooster結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)306

第9章汽車系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)307

9.1車輛模型建立307

9.1.1數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)307

9.1.2連續(xù)和離散模型308

9.1.3分析和數(shù)值模型309

9.2汽車操縱穩(wěn)定性計(jì)算310

9.2.1線性三自由度車輛操縱性模型及模型參數(shù)310

9.2.2不足轉(zhuǎn)向度K的計(jì)算316

9.3汽車結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)318

9.3.1振動(dòng)模態(tài)分析的基本理論及方法319

9.3.2結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析的基本理論及方法322

9.4汽車結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)323

9.5汽車結(jié)構(gòu)抗疲勞和可靠性設(shè)計(jì)327

9.5.1零部件的抗疲勞設(shè)計(jì)方法327

9.5.2汽車可靠性設(shè)計(jì)329

9.6汽車結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)332

9.6.1計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)332

9.6.2有限元輔助設(shè)計(jì)方法333

9.6.3底盤結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)338

參考文獻(xiàn)342