汽车设计课程设计
《汽车设计》课程设计

《汽车设计》课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握汽车设计的基本原理,理解汽车各系统组成及其工作原理。
2. 使学生了解汽车设计流程,熟悉汽车设计规范和标准。
3. 帮助学生了解国内外汽车设计发展趋势,拓宽设计视野。
技能目标:1. 培养学生运用CAD软件进行汽车零部件和整体设计的能力。
2. 培养学生运用模拟分析软件对汽车性能进行预测和优化的能力。
3. 提高学生团队协作和沟通能力,能够完成汽车设计项目。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对汽车设计的兴趣和热情,培养创新意识和设计思维。
2. 培养学生关注环保、安全等社会问题,将绿色设计理念融入汽车设计。
3. 引导学生树立正确的价值观,关注汽车设计对社会和人们生活的影响。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,注重理论联系实际,提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的物理、数学和工程基础知识,对汽车设计有一定兴趣,但实践经验不足。
教学要求:结合学生特点和课程性质,采用项目驱动、任务导向的教学方法,注重培养学生的实践能力和综合素质。
通过课程学习,使学生能够独立完成汽车设计项目,具备一定的汽车设计能力。
二、教学内容1. 汽车设计基本原理:包括汽车结构、各系统功能及工作原理,涉及力学、材料学、热力学等基础知识。
教材章节:第一章 汽车概述,第二章 汽车发动机构造与原理,第三章 汽车底盘构造与原理。
2. 汽车设计流程与方法:介绍汽车设计的一般流程、设计规范与标准,以及现代汽车设计方法。
教材章节:第四章 汽车设计流程,第五章 汽车设计规范与标准,第六章 现代汽车设计方法。
3. 汽车设计实践:运用CAD软件进行汽车零部件和整体设计,结合模拟分析软件进行性能预测与优化。
教材章节:第七章 汽车CAD设计,第八章 汽车性能模拟分析。
4. 汽车设计项目实践:分组进行汽车设计项目,涵盖设计、分析、优化等环节,培养学生的团队协作和沟通能力。
教材章节:第九章 汽车设计项目实践。
《汽车设计》课程设计任务

《汽车设计》课程设计任务第一组:总布置总布置各组可用AutoCAD绘制总布置图,各组分图层布置相应总成或规定部分,最终汇总成总布置图。
总体组协调各总成的布置。
任务1:第一、二周:总体参数测绘●通过测绘和试验方式得到轮距离、轴距、轮距、前后悬、外廓尺寸、整备质量、总质量、轴荷分配、最小转弯直径、通过性参数等相关参数。
●结合各部分布置方案,绘制原车总布置图。
●周五9.16提交总布置图。
第三、四周:总体性能参数计算●根据总体参数,计算通过性参数、平顺性参数、制动性参数、动力性参数等。
●结合各总成的改进方案,绘制改进后的总布置图。
●周五9.23中期检查过程报告●周五9.30提交设计说明书和总布置图。
任务2:第一、二周:驾驶舱布置测绘●测绘得到座椅、方向盘、制动踏板、油门踏板、驻车制动、仪表或控制开关的布置位置,对人机进行评价。
●周五9.16提交驾驶舱布置图。
第三、四周:驾驶舱布置改进●根据测绘和分析结果,按照人机和安全性要求对驾驶舱布置进行改进。
●绘制改进后的驾驶舱布置图。
●周五9.23中期检查过程报告●周五9.30提交设计说明书和驾驶舱布置图。
任务3:车身布置第一、二周:车身布置测绘●与车身组一同完成车架、车身上各附件、各总成安装装置等零部件的测绘●完成车身总布置图●周五9.16提交驾驶舱布置图。
第三、四周:车身布置改进●结合车身结构分析结果,完成对车身布置的修改●和悬架组合作完成后悬架修改,完成修改后车架的设计●绘制改进后的车身布置图●周五9.23中期检查过程报告●周五9.30提交设计说明书和车身布置图。
任务4:第一、二周:底盘布置●与悬架组合作,测绘前后悬架结构形式,主观评价其性能,完成悬架布置图。
●与转向组合作,测绘、分析转向系统结构和布置,计算转向性能总体参数,完成转向系布置图。
●与制动组合作,分析前后轴制动器型式选择、制动管路分路系统型式,主要参数计算,完成制动系统布置图。
●周五9.16提交底盘布置图和设计说明书。
汽车设计课程设计电子版

汽车设计课程设计电子版一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握汽车设计的基本原理,理解汽车各部分结构的功能和设计要求。
2. 使学生了解不同类型汽车的造型特点,掌握汽车外观和内饰设计的基本方法。
3. 帮助学生了解汽车设计中的环保、节能和安全因素,提高对汽车产业发展趋势的认识。
技能目标:1. 培养学生运用CAD等软件进行汽车设计的实际操作能力,提高绘制汽车效果图和制作汽车模型的技能。
2. 培养学生团队协作能力,通过分组讨论、设计实践等方式,提高沟通、协调和解决问题的能力。
3. 培养学生创新思维和设计创意,能够独立完成具有一定创意的汽车设计方案。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对汽车设计的兴趣,培养对汽车行业的热爱和敬业精神。
2. 培养学生关注环保、节能、安全等社会热点问题,提高社会责任感和使命感。
3. 引导学生树立正确的审美观念,关注汽车设计与人文、科技、环境等方面的关系,提升综合素质。
课程性质:本课程为选修课,以实践为主,注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点:学生为初中生,具备一定的计算机操作基础,对汽车有浓厚兴趣,喜欢动手实践。
教学要求:结合学生特点和课程性质,课程目标应注重理论与实践相结合,强调学生的参与度和实践操作,培养创新精神和团队合作能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述具体的学习成果,为后续深入学习汽车设计打下坚实基础。
二、教学内容1. 汽车设计基本原理:包括汽车发展史、汽车设计流程、汽车主要部件及其功能。
- 教材章节:第一章 汽车概述,第二节 汽车设计流程及原理2. 汽车外观与内饰设计:介绍汽车造型设计、色彩搭配、内饰布局及材料选用。
- 教材章节:第二章 汽车外观与内饰设计,第一节 汽车造型设计;第二节 汽车内饰设计3. 汽车设计软件应用:学习CAD、SketchUp等软件在汽车设计中的应用。
- 教材章节:第三章 汽车设计软件应用,第一节 CAD软件在汽车设计中的应用;第二节 SketchUp软件在汽车设计中的应用4. 环保、节能与安全:分析汽车设计中环保、节能和安全因素,探讨汽车产业发展趋势。
汽车设计课程设计指导书

汽车设计课程设计指导书
1.确定课程目标
在设计课程前,需要明确课程的教学目标和学生需掌握的核心知识和技能。
例如,课程目标可以是培养学生对汽车外观设计和内饰设计的基本认识,以及对汽车材料和制造工艺的了解。
2.制定教学计划
教学计划是课程设计的重要组成部分。
教学计划需要根据课程的目标和内容来制定,其中包括每次课程的重点内容、教学方法、教学资源和作业安排等。
3.应用案例教学
在汽车设计课程中,应用案例教学是非常重要的。
通过分析现有汽车的设计案例,学生可以更好地理解汽车设计的基本原则和规律,以及不同汽车品牌和款式之间的差异和特点。
4.组织实践项目
实践项目是课程设计的重要部分之一、通过组织实践项目,学生可以将课堂学习到的理论知识应用于实践中,锻炼实际操作能力和解决问题的能力。
例如,可以组织学生进行小型汽车模型设计和制作,或参加汽车样车改装比赛等。
5.提供多元化的教学资源
总之,汽车设计课程设计需要注重理论与实践相结合,注重培养学生的设计和创新能力,以适应汽车市场对人才的需求。
汽车专用课程设计方案模板

一、课程名称汽车专用课程二、课程背景随着汽车工业的快速发展,汽车已成为人们出行的重要交通工具。
为了满足社会对汽车行业人才的需求,培养具有扎实理论基础和实际操作能力的汽车专业人才,特制定本课程设计方案。
三、课程目标1. 知识目标:使学生掌握汽车的基本原理、构造、性能、维修等方面的知识。
2. 能力目标:培养学生具备汽车故障诊断、维修、保养等实际操作能力。
3. 素质目标:培养学生的团队协作、沟通能力,提高学生的职业素养。
四、课程内容1. 汽车发动机原理与维修(1)发动机结构及工作原理(2)发动机维修技术(3)发动机故障诊断与排除2. 汽车底盘构造与维修(1)底盘各部件结构及功能(2)底盘维修技术(3)底盘故障诊断与排除3. 汽车电气系统与维修(1)汽车电气系统组成及工作原理(2)汽车电气设备维修技术(3)汽车电气系统故障诊断与排除4. 汽车车身维修(1)车身结构及维修技术(2)车身涂装技术(3)车身修复与整形5. 汽车故障诊断与维修(1)故障诊断方法(2)故障排除技巧(3)汽车维修案例分析五、教学方法与手段1. 讲授法:系统讲解汽车相关知识,使学生对汽车有全面了解。
2. 案例分析法:通过实际案例分析,提高学生解决实际问题的能力。
3. 实践操作法:在实验室或实训基地进行实际操作,让学生掌握汽车维修技能。
4. 讨论法:组织学生进行小组讨论,提高学生的团队协作和沟通能力。
六、课程评价1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况等。
2. 实践操作成绩:包括实验报告、实训报告等。
3. 期末考试成绩:包括理论知识和实际操作技能的考核。
4. 考核方式:笔试、口试、实践操作等。
七、课程实施与保障1. 教师队伍建设:聘请具有丰富教学经验和实践经验的教师。
2. 实训基地建设:建设完善的汽车实训基地,为学生提供实践操作平台。
3. 教材与教学资源:选用优秀的教材,配备丰富的教学资源。
4. 教学质量监控:定期进行教学质量检查,确保课程质量。
汽车设计课程设计

汽车设计课程设计一、引言汽车设计是一门综合性很强的学科,涉及到多个领域的知识和技能,如机械工程、材料科学、工业设计等。
随着汽车工业的不断发展,汽车设计越来越受到重视。
因此,开设汽车设计课程对于培养具有创新能力和实践能力的汽车设计人才具有重要意义。
二、课程设置1. 课程名称:汽车设计2. 课程目标:通过本课程的学习,学生应该掌握汽车设计理论和实践知识,并能够独立完成一个小型汽车设计项目。
3. 课程内容:(1)汽车结构与原理(2)汽车外观设计原理(3)材料科学与工艺技术(4)CAD/CAM技术在汽车设计中的应用(5)模型制作与展示技巧三、教学方法1. 理论讲解:通过教师讲解、PPT演示等方式,向学生介绍相关理论知识。
2. 实践操作:通过实验室实践操作和小组合作完成小型项目,提高学生的动手实践能力。
3. 模拟仿真:利用CAD/CAM技术进行模拟仿真,帮助学生更好地理解汽车设计原理。
四、教学手段1. 实验室:配备有汽车设计软件和制作工具的实验室,为学生提供良好的实践环境。
2. 教材:选择行业内权威的教材,如《汽车设计基础》、《汽车结构与原理》等。
3. 网络资源:利用互联网资源,向学生推荐相关网站和论坛,帮助他们了解最新的汽车设计动态和技术发展趋势。
五、评价方式1. 课堂表现:包括听课情况、参与讨论、提问等方面。
2. 作业成绩:包括实验报告、小组项目成果展示等方面。
3. 期末考试:考查学生对于汽车设计理论和实践知识的掌握程度。
六、教学效果通过本课程的学习,能够培养具有创新能力和实践能力的汽车设计人才。
同时,也有利于提高学生对于汽车工业的了解和认识,并为他们未来从事相关领域工作打下坚实基础。
七、结语综上所述,汽车设计课程的设计是非常重要的,需要充分考虑学生的实践能力和行业需求,同时也需要教师在教学过程中注重理论与实践相结合,提高学生的综合素质。
(完整版)汽车设计毕业课程设计
(完整版)汽车设计毕业课程设计⽬录1 汽车形式的选择 (1)1.1汽车质量参数的确定 (1)1.1.1汽车载客量和装载质量 (1)1.1.2整车整备质量mo确定 (1)1.1.3汽车总质量ma(1)1.2汽车轮胎的选择 (2)1.3驾驶室布置 (3)1.4驱动形式的选择 (4)1.5轴数的选择 (4)1.6货车布置形式 (4)1.7外廓尺⼨ (4)1.8轴距L (5)1.9前轮距B1和后轮距B2(5)1.10前悬LF 和后悬LR(5)1.11货车车头长度 (6)1.12货车车箱尺⼨ (6)2 汽车发动机的选择 (7)2.1发动机最⼤功率 (7)2.2发动机的最⼤转矩及其相应转速 (8)2.3选择发动机 (8)3 传动⽐的计算和选择 (10)3.1驱动桥主减速器传动⽐的选择 (10)3.2变速器传动⽐的选择 (10)3.2.1变速器头挡传动⽐的选择 (10)3.2.2变速器的选择 (11)4 轴荷分配及质⼼位置的计算 (6)4.1轴荷分配及质⼼位置的计算 (12)5 动⼒性能计算 (17)5.1驱动平衡计算 (17)5.1.1驱动⼒计算 (17)5.1.2⾏驶阻⼒计算 (17)5.1.3汽车⾏驶驱动⼒⾏驶阻⼒平衡图 (19)5.2动⼒特性计算 (20)5.2.1动⼒因数D的计算 (20)5.2.2⾏驶阻⼒与速度关系 (20)5.2.3动⼒特性图 (21)5.2.4汽车爬坡度计算 (22)5.2.5加速度,加速度倒数曲线 (217)5.3功率平衡计算 (224)5.3.1汽车⾏驶时,发动机能够发出的功率 (24)5.3.2汽车⾏驶时,所需发动机功率 (25)5.3.3驱动平衡图 (26)6 汽车燃油经济性计算 (27)7 汽车不翻倒条件计算 (29)7.1汽车满载不纵向翻倒的校核 (29)7.2汽车满载不横向翻倒的校核 (29)7.3汽车的最⼩转弯直径 (29)总结 (31)参考⽂献 (32)摘要本次课程设计任务是设计载重1吨,总质量2.15吨,最⾼车速120km ——最⼤转矩,N ?m 其中,在1.4~2.0之间取。
汽车设计课程设计
汽车设计课程设计汽车设计课程设计一、课程描述本课程旨在介绍汽车设计的基本概念和理论知识,培养学生的概念设计能力、三维造型能力和文化底蕴,使学生能够掌握汽车设计的基本设计方法和流程,能够完整地进行汽车外观设计,同时也能够进行汽车内饰和功能设计。
二、课程内容1.汽车设计基础汽车设计的历史、现状分析,对汽车设计师的要求和能力,汽车设计的设计流程和设计目标。
2.汽车整车设计介绍汽车设计的整车设计理念,包括车身结构设计、底盘悬挂的设计等。
3.汽车外观设计介绍汽车外观的设计原理和条理,学习如何将线条和空间感应用于汽车外观设计,学习如何进行立体造型。
4.汽车内饰设计汽车内饰设计与功能设计,教学设计的组成,按顺序执行汽车设计流程,在设计个性化创建汽车内饰方面提供专业知识。
5.参观与习作参观与习作是课程的重要部分,在学生掌握汽车设计基础知识后,会组织参观现有的汽车展览,并让学生进行汽车设计习作,从而通过实践掌握汽车设计技能。
三、课程设计本课程在教授汽车设计的基础知识之后,将提供实践活动以进行品牌技能的操作,通过解析案例,让学生进一步深入理解汽车设计的流程、细节和技巧,并进行习作,让学生进行汽车第一手体验,提高他们的实际能力。
1.课程目标- 提供汽车设计基础知识和技术;- 增强学生的三维空间感知能力;- 提高学生的创新设计能力;- 增强学生的视觉效果表达能力;- 使学生能够理解和应用汽车设计流程。
2.教学方法本课程采用多种教学方法,包括讲座、案例分析、岗位师傅授课、视频技术、汽车设计展览讲解和参观、团队习作等。
3.参观与习作本课程将组织学生参观现有的汽车展览,旨在让学生触摸现实中的汽车设计并进行习作。
4.课程评估课程评估结果将基于以下要素:项目贡献、个人能力、小组合作、作品质量以及课堂表现。
学生需要提交满足最小要求的作品,通过考核才能通过此门课。
部分项目将要求学生在课堂上进行演示、报告和团队活动等。
四、结论本汽车设计课程旨在给学生提供了全面的汽车设计基础知识和技术,提高他们的概念设计能力、三维造型能力和文化底蕴。
汽车工程创新课程设计
汽车工程创新课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解汽车工程基本原理,掌握汽车各系统结构与功能,并了解现代汽车技术的发展趋势。
2. 学生能掌握汽车设计的基本流程和方法,了解人机工程学在汽车设计中的应用。
3. 学生了解新能源汽车的类型及优缺点,并掌握其基本工作原理。
技能目标:1. 学生具备运用CAD软件进行汽车零部件设计和三维建模的能力。
2. 学生能运用仿真软件对汽车各系统进行性能分析和优化。
3. 学生能够针对特定需求,设计出具有创新性的汽车方案,并进行简要的技术论证。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对汽车工程的兴趣和热爱,增强对国家汽车产业的自豪感和责任感。
2. 学生形成团队合作意识,学会在项目中承担责任和分工合作。
3. 学生培养创新思维和勇于尝试的精神,提高面对挑战的自信心。
课程性质:本课程为选修课程,以项目为导向,注重理论与实践相结合。
学生特点:初三学生,具备一定的物理、数学和科学素养,对汽车感兴趣,具备初步的动手能力和创新意识。
教学要求:教师需引导学生运用所学知识解决实际问题,鼓励学生积极参与讨论和实践活动,培养其创新能力和团队协作精神。
教学过程中注重评估学生的知识掌握程度、技能运用能力和情感态度价值观的发展。
二、教学内容1. 汽车工程基础理论:包括汽车发展史、汽车分类、汽车基本构造及各系统功能,对应教材第一章内容。
- 汽车发动机原理与结构- 汽车传动系统原理与结构- 汽车制动系统原理与结构- 汽车电气系统原理与结构2. 汽车设计流程与方法:以人机工程学为基础,学习汽车设计的基本流程、原则和方法,对应教材第二章内容。
- 汽车设计的基本流程- 人机工程学在汽车设计中的应用- 汽车外观与内饰设计原则3. 新能源汽车技术:介绍新能源汽车的分类、优缺点及工作原理,对应教材第三章内容。
- 新能源汽车概述- 电动汽车原理与结构- 混合动力汽车原理与结构- 燃料电池汽车原理与结构4. 汽车设计实践:运用CAD软件进行汽车零部件设计与三维建模,对应教材第四章内容。
《汽车设计》课程设计
《汽车设计》课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握汽车设计的基本原理和方法,培养学生对汽车设计的兴趣和创新意识,提高学生运用数学、物理等知识解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解汽车的组成部分及功能;(2)掌握汽车设计的基本原理和方法;(3)熟悉汽车设计中常用的数学、物理等知识。
2.技能目标:(1)能够运用数学、物理等知识分析汽车设计的实际问题;(2)能够运用计算机辅助设计软件进行汽车设计;(3)具备一定的创新意识和团队协作能力。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对汽车设计的热爱和敬业精神;(2)培养学生具备良好的创新精神和团队合作意识;(3)培养学生关注社会、关注环保的责任意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.汽车设计的基本原理和方法;2.汽车的组成部分及功能;3.汽车设计中常用的数学、物理等知识;4.计算机辅助设计软件的应用;5.创新设计及团队协作。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解汽车设计的基本原理和方法,让学生掌握基本知识;2.讨论法:学生就汽车设计中的实际问题进行讨论,培养学生的创新意识和团队协作能力;3.案例分析法:分析典型的汽车设计案例,使学生更好地理解汽车设计的实际应用;4.实验法:让学生动手实践,运用计算机辅助设计软件进行汽车设计,提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的汽车设计教材,为学生提供系统、科学的学习资料;2.参考书:提供丰富的汽车设计参考书籍,拓宽学生的知识视野;3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣;4.实验设备:配置齐全的计算机及辅助设计软件,确保学生能够顺利进行实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况,评估学生的学习态度和积极性;2.作业:布置适量的作业,评估学生的理解和运用知识的能力;3.考试:定期进行考试,全面评估学生对知识的掌握程度和运用能力;4.创新设计:评估学生的创新意识和团队协作能力,鼓励学生发挥个性特长。
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XX大学汽车设计课程设计说明书设计题目:轿车转向系设计学院:X X学号:XXXXXXXX姓名:XXX指导老师:XXX日期:201X年XX月XX日汽车设计课程设计任务书题目:轿车转向系设计内容:1.零件图1张2.课程设计说明书1份原始资料:1.整车性能参数驱动形式4 2前轮轴距2471mm轮距前/后1429/1422mm整备质量1060kg空载时前轴分配负荷60%最高车速180km/h最大爬坡度35%制动距离(初速30km/h) 5.6m最小转向直径11m最大功率/转速74/5800kW/rpm最大转矩/转速150/4000N·m/rpm2.对转向系的基本要求1)汽车转弯行驶时,全部车轮应绕顺时转向中心旋转;2)操纵轻便,作用于转向盘上的转向力小于200N;3)转向系的角传动比在15~20之间,正效率在60%以上,逆效率在50%以上;4)转向灵敏;5)转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构;6)转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
目录序言 (4)第一节转向系方案的选择 (4)一、转向盘 (4)二、转向轴 (5)三、转向器 (6)四、转向梯形 (6)第二节齿轮齿条转向器的基本设计 (7)一、齿轮齿条转向器的结构选择 (7)二、齿轮齿条转向器的布置形式 (9)三、设计目标参数及对应转向轮偏角计算 (9)四、转向器参数选取与计算 (10)五、齿轮轴结构设计 (12)六、转向器材料 (13)第三节齿轮齿条转向器数据校核 (13)一、齿条强度校核 (13)二、小齿轮强度校核 (15)三、齿轮轴的强度校核 (18)第四节转向梯形机构的设计 (21)一、转向梯形机构尺寸的初步确定 (21)二、断开式转向梯形机构横拉杆上断开点的确定 (24)三、转向传动机构结构元件 (24)第五节参考文献 (25)序 言汽车设计课程设计是在学完了《汽车设计》、《汽车理论》以及大部分专业课的基础上进行的一个实践性教学环节。
在这次设计中,我们以小组的方式,每组选择不同的设计题目,根据已知数据,查阅相关资料,并结合所学知识,设计出合理的结构或总成。
这次设计使我们能够综合的运用所学知识,并将其与实践相结合,设计出一套轿车的满足基本要求的转向系,使我们掌握了汽车结构设计的方法和特点,为以后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
由于能力所限,经验尚浅,设计中还有许多不足之处,希望各位老师能够多加指教。
第一节 转向系方案的选择一、转向盘转向盘由盘毂、轮缘和轮辐组成。
一般轮辐有三根和两根的,也有四根的。
本设计采用三辐式方向盘。
转向盘的尺寸和形状直接影响转向操纵的轻便型。
选用大直径转向盘会使驾驶员进出驾驶室感到困难;选用小直径转向盘转向时要求驾驶员施加较大的力,从而使汽车操纵困难。
对新车型的设计可以选用现有的转向盘,也可以根据要求设计新转向盘。
新设计的转向盘要符合JB4505—1986转向盘尺寸标准。
该标准规定:转向盘直径尺寸380mm 、400mm 、425mm 、450mm 、500mm 、550mm 。
转向盘与转向轴采用圆柱直齿渐开线花键连接形式,可以参照表1选择。
本设计选用方向盘直径为380mm ,即mm 380sw D 。
表1 各类车型的转向盘直径 汽车类型转向盘直径/mm 轿车、小型客车、轻型载货汽车380、400、425 中型客车、中型载货汽车450、475、500 大客车、重型载货汽车 550紧急制动或撞车时,由于车身、车架产生变形导致转向轴、转向盘后移,同时人体受惯性作用向前冲,从而使驾驶员的胸部和头部可能撞到转向盘或风窗玻璃,造成人身事故。
为了减轻这一伤害,我们采用一种能够吸收冲击能量的转向系统,在撞击时使转向系统零件产生塑性变形、弹性变形或摩擦来吸收碰撞所产生的能量。
本设计除采用吸能式方向盘,转向轴分为上下两段并用柔性联轴器连接,如图1所示。
图1 转向轴的吸能装置二、转向轴目前大多数汽车转向轴上装置了万向节,是方向盘和转向器在汽车上更为合理,拆装方便,从而提高了操纵方便性、行驶安全性和转向机构的寿命。
万向节有柔性和刚性两种。
柔性万向节,若刚性很大则不能满足使用要求,刚性太小又不能适应汽车转向要求,故一般应用较少。
刚性万向节多是十字轴式,可使用单万向节或双万向节。
双万向节要求布置适当,达到等角速运动。
条件为:1)第一万向节两轴间的夹角与第二万向节两轴间的夹角相等;2)第一万向节的从动叉的平面与第二万向节主动叉的平面处于同一平面内。
本设计采用双十字轴万向节。
同时,这种结构在汽车发生正面碰撞时防止转向轴等向乘客舱或驾驶室内移动,如图2所示。
图2 防伤转向轴简图三、转向器转向器的种类常见的有:循环球式、球面蜗杆滚轮式、曲柄指销式和齿轮齿条式,目前运用做广泛的就是循环球式和齿轮齿条式两种转向器。
齿轮齿条式转向器的正逆效率都很高,属于可逆式转向器,自动回正能力强,结构简单(不需要转向摇臂和横拉杆等)、加工方便、工作可靠、使用寿命长、需要调整齿轮齿条的间隙。
循环球式转向器的第一级传动副是螺杆螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动副或滑块曲柄销传动副,正效率很高(最高可达90%~95%),操作轻便,使用寿命长,逆向效率也较高,可将地面对转向轮的冲击传给转向盘。
对转向其结构形式的选择,主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定,并要考虑其效率特性、角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能、寿命、制造工艺等。
中、小型轿车以及前轴负荷小于1.2t的客车、货车,多采用齿轮齿条式转向器,而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。
故本设计采用齿轮齿条式转向器。
四、转向梯形根据转向梯形机构相对于前轴的位置分为前置式和后置式两种:后置转向梯形机构(见图3a、c)是将转向梯形放在前轴之后,简单可靠,应用广泛;前置式转向梯形机构(见图3b、d)是在发动机位置很低或前轴为驱动轴时,转向梯形实在不能布置在转向轴之间时使用。
所以本设计采用后置式转向梯形机构。
根据前悬架形式的不同,转向梯形机构又可分为整体式和分段式两种:整体式转向梯形机构(见图3a、b)用于非独立悬架的汽车;分段式转向梯形机构(见图3c、d)用于独立悬架的汽车,以保证任一前轮的跳动不致牵动拉杆而涉及另一车轮的偏转。
由于在原始资料中并未给出悬架形式,但前轴作为转向驱动轴,必为独立悬架,故本设计采用分段式转向梯形机构。
图3 转向梯形结构a) b)c) d)第二节齿轮齿条转向器的基本设计一、齿轮齿条转向器的结构选择(1)输入输出形式根据输入齿轮位置和输出特点不同,齿轮齿条式转向器有四种形式[3]:中间输入,两端输出(图4a);侧面输入,两端输出(图4b);侧面输入,中间输出(4c);侧面输入,一端输出(图4d)图4 齿轮齿条转向器的四种形式采用侧面输入,中间输出方案时,与齿条相连的左、右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近。
由于拉杆长度增加,车轮上、下跳动时拉杆摆角减小,有利于减少车轮上、下跳动时转向系与悬架系的运动干涉。
拉杆与齿条用螺栓固定连接,因此,两拉杆会与齿条同时向左或右移动,为此在转向器壳体上开有轴向的长槽,从而降低了它的强度。
采用两端输出方案时,由于转向拉杆长度受到限制,容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。
但其结构简单,节省材料的同时对转向精度较中间输出形式高。
现代轿车一般使用两端输出形式。
侧面输入,一端输出的齿轮齿条式转向器,常用在平头货车上。
故本设计采用的是侧面输入,两端输出式齿轮齿条转向器方案。
(2)齿轮形式选择采用齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合,则运转平稳降低,冲击大,工作噪声增加。
此外,齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只能是直角,为此因与总体布置不适应而遭淘汰。
故本设计采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的齿轮齿条式转向器,重合度增加,运转平稳,冲击与工作噪声均下降,而且齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角易于满足总体设计的要求。
因为斜齿工作时有轴向力作用,所以转向器应该采用角接触球轴承。
(3)齿条形式选择齿条断面形状有圆形、V形和Y形三种。
圆形断面齿条的制作工艺比较简单。
V形和Y形断面齿条与圆形断面比较,消耗的材料少,约节省20%,故质量小;位于齿下面的两斜面与齿条托座接触,可用来防止齿条绕轴线转动;Y形断面齿条的齿宽可以做得宽些,因而强度得到增加。
在齿条与托座之间通常装有用减磨材料(如聚四氟乙烯)做的垫片,以减少滑动摩擦。
当车轮跳动、转向或转向器工作时,如在齿条上作用有能使齿条旋转的力矩时,应选用V形和Y形断面齿条,用来防止因齿条旋转而破坏齿轮、齿条的齿不能正确啮合的情况出现。
本设计采用V形断面齿条。
在齿条背面设有轴线与齿条垂直的弹簧,可以通过调节螺母改变弹簧预紧力,来消除齿条与齿轮因磨损产生的间隙二、齿轮齿条转向器的布置形式根据齿轮齿条式转向器和转向梯形相对前轴位置的不同,在汽车上有四种布置形式:①转向器位于前轴后方,后置梯形(图5a);②转向器位于前轴后方,前置梯形(图5b);③转向器位于前轴前方,后置梯形(图5c);④转向器位于前轴前方,前置梯形(图5d)。
图5 齿轮齿条转向器的四种布置形式现阶段大多数轿车都采用第一种布置方式:转向器位于前轴后方,后置梯形,本设计也采用转向器位于前轴后方,后置梯形的布置方式。
三、设计目标参数及对应转向轮偏角计算(1)所需设计目标参数如表2:表2 汽车总布置部分参数发动机位置及驱动方式前置前驱前轮悬架形式麦弗逊式独立悬架转向器位置前轴之后,后置梯形满载轴荷分配前/后790/645轮胎规格195/50 R15 80S主销偏移距a 100mm轮胎压力p 0.25MPaD380mm方向盘直径sw以上数据部分由原始资料给出,部分根据资料查找得知。
(2)转向轮侧偏角的计算由原始资料得知,汽车最小转弯半径min R 为5.5m ,所以转向轮外轮最大转角︒===23.27100-55002471arcsin a -arcsinmin max R L α 714.01429-23.27cos 55002471-cos tan max min =︒⨯==B R L αβ ︒=53.35β式中L 为轴距,L=2471mm ;B 为前轮轮距,B=1429mm ;β为转向轮内轮转角。
四、转向器参数选取与计算齿轮齿条转向器的齿轮采用斜齿。
按照汽车设计课程设计指导书所指,齿轮模数多在mm 3~2之间,主动小齿轮齿数多数在7~5个齿范围变化,压力角取20α=︒,齿轮螺旋角的取值范围多为0015~9。
齿条齿数应根据转向轮达到最大偏转角时,相应的齿条移动行程应达到的值来确定。
变速比的齿轮压力角,对现有结构在0035~12范围内变化。
此外,设计时应验算齿轮的抗弯强度和接触强度。
正确啮合条件:2211cos cos ααm m =;21ββ±=根据设计的要求,齿轮齿条的主要参数见表3:表3 齿轮齿条主要参数 名称齿轮 齿条 齿数z6 31 模数n m2.5 2.5 压力角α︒20 ︒20 螺旋角β ︒12 ︒12转向时需要克服的阻力,包括转向轮绕主销转动的阻力、转向轮稳定阻力(即转向轮的回正力矩)、轮胎变形阻力以及转向系中的内摩擦阻力矩。