1汽車的總體設(shè)計(jì)

1.1引言

1.2汽車總體設(shè)計(jì)的任務(wù)與地位

1.3汽車總體設(shè)計(jì)的工作順序

1.3.1明確汽車設(shè)計(jì)的前提條件

1.3.2汽車設(shè)計(jì)、開發(fā)的一般程序

1.4汽車設(shè)計(jì)的一般原則

1.4.1設(shè)計(jì)人員的工作宗旨

1.4.2產(chǎn)品的價(jià)位

1.4.3產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零件標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一加工標(biāo)準(zhǔn)

1.4.4提高汽車行駛性能的主要措施

1.5材料、工藝與設(shè)計(jì)的關(guān)系

1.6安全標(biāo)準(zhǔn)

1.7汽車設(shè)計(jì)方法

1.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

1.7.2計(jì)算機(jī)輔助工程方法

1.7.3試驗(yàn)方法

1.8汽車產(chǎn)品型號(hào)和形式的確定

1.8.1汽車的產(chǎn)品型號(hào)

1.8.2汽車的軸數(shù)

1.8.3汽車的驅(qū)動(dòng)形式

1.8.4貨車布置形式的選擇

1.8.5大客車的布置形式

1.8.6轎車的布置形式

1.9汽車主要尺寸的選擇

1.10汽車質(zhì)量參數(shù)的確定

1.10.1汽車的裝載質(zhì)量(簡(jiǎn)稱裝載量)和載客量

1.10.2整車整備質(zhì)量mo及其估算

1.10.3汽車總質(zhì)量ma的確定

1.10.4汽車的軸荷分配

1.11汽車主要性能參數(shù)的選擇

1.11.1動(dòng)力性能參數(shù)

1.11.2燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

1.11.3汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑

1.11.4汽車通過(guò)性參數(shù)

1.11.5汽車操縱穩(wěn)定性參數(shù)

1.11.6汽車行駛平順性參數(shù)

1.11.7制動(dòng)性參數(shù)

1.12汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇

1.12.1發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇

1.12.2發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的選擇

1.13輪胎的選擇

1.14汽車總布置圖及各部件布置

1.14.1基準(zhǔn)線(面)

1.14.2基準(zhǔn)線畫法

1.14.3發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和傳動(dòng)系的布置

1.14.4車廂及駕駛室的布置

1.14.5貨箱的布置

1.14.6懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、電器系統(tǒng)的布置(略)

1.14.7軸荷分配和質(zhì)心位置的計(jì)算

1.15運(yùn)動(dòng)校核

練習(xí)題

2汽車零部件的載荷及其強(qiáng)度計(jì)算方法

2.1概述

2.2車輪與路面接觸點(diǎn)處的作用力

2.2.1最大垂直力工況

2.2.2最大側(cè)向力工況

2.2.3最大制動(dòng)力工況

2.2.4最大驅(qū)動(dòng)力工況

2.3發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩引起的載荷

2.4汽車零部件的強(qiáng)度計(jì)算

2.5汽車零部件的許用應(yīng)力與安全系數(shù)

2.5.1靜強(qiáng)度許用應(yīng)力

2.5.2疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力的估計(jì)

2.5.3材料的選擇

3離合器設(shè)計(jì)

3.1概述

3.2離合器的結(jié)構(gòu)選擇

3.2.1從動(dòng)盤數(shù)的選擇

3.2.2壓緊彈簧的形式和布置

3.2.3壓盤的驅(qū)動(dòng)方式

3.2.4分離杠桿和分離軸承

3.2.5離合器的通風(fēng)散熱

3.2.6從動(dòng)盤

3.2.7離合器的動(dòng)平衡

3.3離合器基本參數(shù)和主要尺寸的選擇

3.4離合器壓緊彈簧的設(shè)計(jì)

3.4.1圓柱螺旋彈簧

3.4.2膜片彈簧

3.5扭轉(zhuǎn)減振器

3.6離合器的接合過(guò)程

3.7離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

3.7.1對(duì)離合器操縱機(jī)構(gòu)的要求

3.7.2離合器操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的選擇

3.7.3離合器操縱機(jī)構(gòu)的主要計(jì)算

3.8汽車傳動(dòng)系在非穩(wěn)定工況下的載荷

3.8.1由發(fā)動(dòng)機(jī)激振轉(zhuǎn)矩引起的傳動(dòng)系載荷

3.8.2換擋時(shí)引起的動(dòng)載荷

3.8.3猛接離合器起步時(shí)的動(dòng)載荷

3.8.4緊急制動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷

3.8.5傳動(dòng)系靜強(qiáng)度計(jì)算載荷與安全系數(shù)

練習(xí)題

4機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)

4.1概述

4.2變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案分析

4.2.1兩軸式變速器

4.2.2中間軸式變速器

4.2.3倒擋傳動(dòng)布置方案

4.2.4多擋變速器的組合方案分析

4.3變速器零部件結(jié)構(gòu)方案分析

4.3.1齒輪形式

4.3.2換擋結(jié)構(gòu)形式

4.3.3軸承形式

4.3.4各擋齒輪在軸上的安排順序

4.3.5變速器的裝配問題

4.3.6變速器整體結(jié)構(gòu)剛性

4.4變速器的操縱機(jī)構(gòu)

4.4.1直接操縱變速器

4.4.2變速器的遠(yuǎn)距離操縱

4.5變速器主要參數(shù)選擇

4.5.1中心距

4.5.2變速器軸向尺寸

4.5.3軸的直徑

4.5.4齒輪參數(shù)

4.5.5各擋齒輪齒數(shù)的分配

4.6同步器

4.6.1鎖銷式同步器的工作原理

4.6.2鎖環(huán)式同步器

4.6.3同步器主要參數(shù)的確定

4.7分動(dòng)器設(shè)計(jì)

4.7.1可選全輪驅(qū)動(dòng)車輛中的分動(dòng)器（沒有軸間差速器）

4.7.2全時(shí)全輪驅(qū)動(dòng)車輛中的分動(dòng)器（有軸間差速器）

練習(xí)題

5萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)

5.1概述

5.2普通十字軸式萬(wàn)向節(jié)

5.2.1單萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)

5.2.2雙萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)

5.2.3多萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)

5.2.4十字軸式萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)

5.2.5十字軸式萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的布置

5.3準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)

5.3.1雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)

5.3.2凸塊式萬(wàn)向節(jié)

5.3.3三銷軸式萬(wàn)向節(jié)

5.4等速萬(wàn)向節(jié)

5.4.1固定式球籠萬(wàn)向節(jié)

5.4.2伸縮式球籠萬(wàn)向節(jié)

5.4.3固定式球叉萬(wàn)向節(jié)

5.4.4伸縮式球叉方向節(jié)

5.4.5三樞軸式萬(wàn)向節(jié)

5.5撓性萬(wàn)向節(jié)

5.6傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)

5.7傳動(dòng)軸的中間支承

練習(xí)題

6驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)

6.1概述

6.2主減速器結(jié)構(gòu)形式的選擇

6.2.1單級(jí)主減速器

6.2.2雙級(jí)主減速器

6.2.3雙速主減速器

6.3主減速器錐齒輪的許用偏移量

6.4主減速器錐齒輪的支承

6.5錐齒輪嚙合調(diào)整

6.6潤(rùn)滑

6.7主減速器齒輪的齒形

6.7.1圓弧齒錐齒輪

6.7.2延伸外擺線齒錐齒輪

6.7.3雙曲面齒輪

6.8主減速器錐齒輪設(shè)計(jì)

6.8.1計(jì)算載荷的確定

6.8.2錐齒輪主要參數(shù)的選擇

6.8.3主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪強(qiáng)度計(jì)算

6.8.4齒輪材料

6.9主減速器錐齒輪軸承的載荷

6.9.1錐齒輪齒面上的作用力

6.9.2齒輪軸承的載荷

6.10差速器設(shè)計(jì)

6.10.1普通(對(duì)稱)錐齒輪差速器

6.10.2摩擦片式差速器

6.10.3強(qiáng)制鎖住式差速器

6.10.4托森差速器

6.10.5普通錐齒輪差速器齒輪設(shè)計(jì)

6.11車輪傳動(dòng)裝置

6.11.1半浮式半軸

6.11.23/4浮式半軸

6.11.3全浮式半軸

6.11.4全浮式半軸的強(qiáng)度、剛度計(jì)算

6.11.5半浮式半軸的靜強(qiáng)度計(jì)算工況及其靜強(qiáng)度計(jì)算

6.12驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)

6.12.1驅(qū)動(dòng)橋殼的形式

6.12.2驅(qū)動(dòng)橋殼的強(qiáng)度計(jì)算

練習(xí)題

7車架設(shè)計(jì)

7.1車架的功用和要求

7.2框式車架

7.2.1邊梁式車架

7.2.2周邊式車架

7.3脊梁式車架

7.4綜合式車架

7.5縱梁的形式

7.6橫梁的形式

7.7縱、橫梁的連接

7.8車架寬度

7.9車架的扭轉(zhuǎn)剛度

7.10車架的載荷工況及強(qiáng)度計(jì)算

練習(xí)題

8車輪定位

8.1車輪外傾角

8.2主銷后傾角

8.3主銷內(nèi)傾角

8.4主銷偏移距

8.5前束

8.6車輪定位參數(shù)的變化

練習(xí)題

9懸架設(shè)計(jì)

9.1對(duì)懸架設(shè)計(jì)的要求

9.2汽車懸架設(shè)計(jì)的一般步驟

9.3懸架彈性特性

9.3.1前、后懸架靜撓度和動(dòng)撓度的選擇

9.3.2懸架的彈性特性

9.3.3組合式懸架的彈性特性

9.3.4貨車后懸架主、副簧的剛度分配

9.4懸架的側(cè)傾特性

9.4.1懸架側(cè)傾中心高度與輪距變化

9.4.2側(cè)傾角剛度的計(jì)算

9.4.3汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向時(shí)車身側(cè)傾角及側(cè)傾角剛度在前、后懸架上的分配

9.5非獨(dú)立懸架

9.6獨(dú)立懸架

9.6.1雙橫臂式獨(dú)立懸架

9.6.2麥克弗森式獨(dú)立懸架

9.6.3單橫臂式獨(dú)立懸架

9.6.4縱臂式獨(dú)立懸架

9.6.5斜置單臂式獨(dú)立懸架

9.7拖臂扭轉(zhuǎn)梁式懸架

9.8平衡懸架

9.9懸架中的彈性元件

9.10鋼板彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算

9.10.1鋼板彈簧主要參數(shù)和尺寸的確定

9.10.2鋼板彈簧剛度驗(yàn)算

9.10.3鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算

9.10.4鋼板彈簧組裝后總成弧高

9.10.5鋼板彈簧強(qiáng)度驗(yàn)算

9.10.6少片鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

9.10.7漸變剛度少片鋼板彈簧的有限元分析

9.11扭桿彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算

9.12螺旋彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算

9.13空氣彈簧和油氣彈簧

9.14獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

9.14.1對(duì)前輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求

9.14.2對(duì)后輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求

9.14.3懸架的抗制動(dòng)點(diǎn)頭性能分析

9.14.4懸架的抗加速仰頭性能分析

9.15獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算

9.15.1雙橫臂式獨(dú)立懸架的受力分析

9.15.2麥克弗森式獨(dú)立懸架的受力分析

9.15.3懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算工況

9.16減振器主要參數(shù)及尺寸的選擇

9.16.1筒式減振器的類型

9.16.2減振器主要性能參數(shù)的選擇

9.17橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)

練習(xí)題

10轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)

10.1概述

10.2機(jī)械轉(zhuǎn)向器

10.2.1齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器

10.2.2整體式轉(zhuǎn)向器

10.3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要性能參數(shù)

10.3.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角傳動(dòng)比

10.3.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)比

10.4轉(zhuǎn)向器的效率

10.4.1轉(zhuǎn)向器的正效率

10.4.2轉(zhuǎn)向器的逆效率

10.4.3影響轉(zhuǎn)向器效率的因素

10.5動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述

10.5.1動(dòng)力轉(zhuǎn)向的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

10.5.2對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要性能要求

10.6整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器

10.6.1整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的工作原理

10.6.2對(duì)動(dòng)力助力工作過(guò)程的基本理解

10.6.3轉(zhuǎn)閥的特性曲線

10.7齒輪齒條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器

10.8轉(zhuǎn)閥特性曲線的計(jì)算

10.9動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵

10.9.1對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵的要求

10.9.2動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵的低速工作模式

10.9.3動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵的流量控制狀態(tài)

10.9.4動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵的限壓狀態(tài)

10.9.5動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵的特性曲線

10.9.6動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵的安裝

10.10動(dòng)力轉(zhuǎn)向油罐

10.11動(dòng)力轉(zhuǎn)向油管

10.11.1動(dòng)力轉(zhuǎn)向油管的功能

10.11.2動(dòng)力轉(zhuǎn)向油管在車輛上的安裝

10.12轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比的變化規(guī)律

10.13轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)

10.13.1汽車轉(zhuǎn)向時(shí)理想的內(nèi)、外前輪轉(zhuǎn)角關(guān)系

10.13.2整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)校核

10.13.3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

10.14轉(zhuǎn)向桿系與懸架的匹配設(shè)計(jì)

10.14.1在前懸架是縱置鋼板彈簧的汽車中轉(zhuǎn)向縱拉桿的布置

10.14.2在采用雙橫臂式前懸架的汽車中的轉(zhuǎn)向桿系布置

10.14.3在采用麥克弗森式前懸架的汽車中的轉(zhuǎn)向桿系的布置

10.14.4前束角隨著前輪上、下跳動(dòng)的變化特性曲線

10.14.5車輪前、后移動(dòng)時(shí)前束角的控制

10.15動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)

10.16汽車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)元件

練習(xí)題

11制動(dòng)系設(shè)計(jì)

11.1概述

11.2制動(dòng)器的主要性能要求

11.2.1制動(dòng)器的效能因數(shù)

11.2.2制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性

11.2.3制動(dòng)器間隙調(diào)整

11.2.4制動(dòng)器的尺寸和質(zhì)量

11.2.5制動(dòng)噪聲

11.3鼓式制動(dòng)器

11.3.1鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)

11.3.2壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律

11.3.3計(jì)算蹄片上的制動(dòng)力矩

11.3.4制動(dòng)力矩與張開力之間的關(guān)系

11.3.5采用液壓或楔塊式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能因數(shù)

11.3.6采用非平衡式凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能因數(shù)

11.3.7鼓式制動(dòng)器的自鎖檢查

11.3.8增力式鼓式制動(dòng)器效能因數(shù)的近似計(jì)算

11.4盤式制動(dòng)器

11.4.1制動(dòng)鉗布置對(duì)車輪輪轂軸承載荷的影響

11.4.2盤式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)

11.4.3盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算

11.5摩擦襯片（襯塊）磨損特性的計(jì)算

11.6前、后輪制動(dòng)力矩的確定

11.6.1理想的前、后橋制動(dòng)力分配

11.6.2前、后橋制動(dòng)力按照固定比例分配

11.7應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需要的制動(dòng)力矩

11.7.1應(yīng)急制動(dòng)所需要的制動(dòng)力矩

11.7.2駐車制動(dòng)所需要的制動(dòng)力矩

11.8制動(dòng)器主要元件

11.8.1制動(dòng)鼓

11.8.2制動(dòng)蹄

11.8.3制動(dòng)底板

11.8.4制動(dòng)盤

11.8.5制動(dòng)鉗

11.8.6制動(dòng)塊

11.8.7摩擦材料

11.8.8制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu)

11.9制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式及其計(jì)算

11.9.1簡(jiǎn)單制動(dòng)系

11.9.2動(dòng)力制動(dòng)系

11.9.3伺服制動(dòng)系

11.9.4制動(dòng)管路的多回路系統(tǒng)

11.9.5液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算

11.9.6氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算

11.9.7制動(dòng)力分配的調(diào)節(jié)裝置

練習(xí)題

12汽車穩(wěn)態(tài)操縱穩(wěn)定性計(jì)算

12.1不足轉(zhuǎn)向度的定義

12.2引起車輛不足轉(zhuǎn)向的原因

12.3線性假設(shè)

12.4線性三自由度車輛操縱性模型及模型參數(shù)

12.4.1車身側(cè)傾的影響

12.4.2輪胎力的影響

12.4.3輪胎回正力矩的影響

12.4.4車輛質(zhì)量分布和輪胎側(cè)偏剛度的影響

12.4.5剛體車身回正力矩轉(zhuǎn)向

12.4.6側(cè)傾剛度的測(cè)量

12.4.7制動(dòng)轉(zhuǎn)向

12.5不足轉(zhuǎn)向度K的計(jì)算

12.5.1前橋轉(zhuǎn)向柔度Df的分析

12.5.2后橋轉(zhuǎn)向柔度Dr的分析

12.5.3車輛不足轉(zhuǎn)向影響的疊加

練習(xí)題

參考文獻(xiàn)