汽车设计 课件
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《意大利的汽车设计》课件
意大利汽车设计逐渐成熟，开始注重 流线型设计和空气动力学性能。
1910年代
意大利出现了一批汽车制造商，如菲 亚特、蓝旗亚等，开始生产具有意大 利特色的汽车。
20世纪的汽车设计
1930年代
意大利汽车设计进入黄金时期， 流线型设计和豪华感成为主流， 如阿尔法·罗密欧的8C 2900B和法
拉利的500F。
高品质材料
为了实现人性化设计，意大利汽车设计师们还善于运用高品质的材料。他们注重 材料的环保性和可持续性，同时强调材料的质感和舒适度，为用户提供更加优质 的驾乘体验。
03
意大利的汽车品牌 与设计
兰博基尼
01
02
03
04
兰博基尼是意大利顶级豪华汽 车品牌，以其卓越的性能和独
特的设计而闻名。
兰博基尼的标志性设计元素包 括流线型车身、独特的前格栅
2010年代
电动汽车逐渐成为趋势，意大利 汽车设计也开始探索电动化方向 ，如菲亚特的500e和特斯拉的合 作款车型。
02
意大利汽车设计的 特色
创新性
创新性
意大利汽车设计以其创新性而闻名，不断推动着汽车设计的 边界。意大利设计师们敢于尝试新的设计理念和技术，将最 新的科技和设计元素融入到汽车设计中，打造出独具特色的 车型。
对未来汽车设计的启示
人性化设计
意大利汽车设计注重人性化，强 调舒适性和易用性，为未来汽车 设计提供了新的思路。
可持续发展
意大利汽车设计师注重环保和可 持续发展，为未来汽车设计提供 了可持续的解决方案。
智能化融合
意大利汽车设计注重与智能化技 术的融合，为未来汽车设计提供 了新的发展方向。
对个人审美观念的影响
1950年代
《汽车设计》PPT课件
第五章 驱动桥设计
第一节 概述 第二节 驱动桥的结构方案分析 第三节 主减速器设计 第四节 差速器设计 第五节 车轮传动装置设计 第六节 桥壳设计 第七节 驱动桥的结构元件
精选ppt
1
§5-1 概述
一、驱动桥功用:
增大由传动轴传来的转矩，并将动力 合理的传给车轮。
二、组成：
主减速器
差速器
车轮传动装置
（三）双级主减速器
传动形式： 一级圆柱、二 级螺旋或双曲 面齿轮
精选ppt
30
（三）双级主减速器
布置形式：
纵向水平
垂向轮廓尺寸小 质心低，纵向尺寸大 用于长轴距汽车
精选ppt
31
（三）双级主减速器
布置形式：
斜向
利于传动轴布置 提高桥壳刚度
精选ppt
32
（三）双级主减速器
i0和D1相同时，双曲面从动齿轮 D2小，离地间隙大
精选ppt
18
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
有偏移距E，利于布置多桥贯通， 多用于多轴驱动汽车上，传动系结 构可以简化；
在寿命相同的情况下，双曲面齿轮 尺寸可以小，最小离地间隙大；
精选ppt
19
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
传动效率低0.96，低于螺旋齿轮0.99 ，高 于蜗轮蜗杆；
主动锥齿轮大，加工时刀盘刀顶距大，刀 具寿命长；
精选ppt
20
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
存在沿齿高方向的侧向滑动，还有沿齿长 方向的纵向滑动，运转更平稳。
β双＞β螺，轮齿重合度大，传动更平稳， 齿轮弯曲强度提高。
精选ppt
21
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
主动齿轮螺旋角β1大，不产生根切的最小 齿数可减少，有利于增大传动比。
第一节 概述 第二节 驱动桥的结构方案分析 第三节 主减速器设计 第四节 差速器设计 第五节 车轮传动装置设计 第六节 桥壳设计 第七节 驱动桥的结构元件
精选ppt
1
§5-1 概述
一、驱动桥功用:
增大由传动轴传来的转矩，并将动力 合理的传给车轮。
二、组成：
主减速器
差速器
车轮传动装置
（三）双级主减速器
传动形式： 一级圆柱、二 级螺旋或双曲 面齿轮
精选ppt
30
（三）双级主减速器
布置形式：
纵向水平
垂向轮廓尺寸小 质心低，纵向尺寸大 用于长轴距汽车
精选ppt
31
（三）双级主减速器
布置形式：
斜向
利于传动轴布置 提高桥壳刚度
精选ppt
32
（三）双级主减速器
i0和D1相同时，双曲面从动齿轮 D2小，离地间隙大
精选ppt
18
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
有偏移距E，利于布置多桥贯通， 多用于多轴驱动汽车上，传动系结 构可以简化；
在寿命相同的情况下，双曲面齿轮 尺寸可以小，最小离地间隙大；
精选ppt
19
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
传动效率低0.96，低于螺旋齿轮0.99 ，高 于蜗轮蜗杆；
主动锥齿轮大，加工时刀盘刀顶距大，刀 具寿命长；
精选ppt
20
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
存在沿齿高方向的侧向滑动，还有沿齿长 方向的纵向滑动，运转更平稳。
β双＞β螺，轮齿重合度大，传动更平稳， 齿轮弯曲强度提高。
精选ppt
21
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
主动齿轮螺旋角β1大，不产生根切的最小 齿数可减少，有利于增大传动比。
汽车设计课程介绍 PPT课件
(3)Pro/ENGINEER Wildfire Pro/ENGINEER是美国参数化 技术(PTC)公司的CAD/CAE/CAM/PDM集成化的产品。
计算机辅助设计阶段
2. CAE软件
(1)MSC.NASTRAN MSC.NASTRAN是MSC公司于1971年推出的大 型通用结构有限元分析软件，公司通过多次收购、合并和重 组，使该软件功能不断完善，逐步成为有限元分析领域的行 业标准；主流的CAD/CAE软件都提供与MSC.NASTRAN的直接接 口。 (2)ANSYS ANSYS由美国ANSYS公司开发，它涵盖结构学、热 学、流体学、电磁学、声学等领域，提供与多数CAD软件的接 口，广泛应用于航空航天、机械制造、石油化工、交通、电 子、土木等学科领域。 (3)ADAMS ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechan ical Systems)是最初由美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的机械系统动力学仿真分析软件，目前已被美国MS C公司收购成为MSC.ADAMS。
万向传动装置
主减速器 差
速器
半轴
车轮
传动系
扩展 汽车行驶的基本原理？
1）驱动力的产生
2）影响汽车运行的主要阻力 a、滚动阻力：车轮滚动时轮胎与路面产生的变
形以及轮胎与轮面之间的磨檫、车轮轴承内部的摩擦 所形成的阻力称为滚动阻力。
b、空气阻力：汽车行驶时，车身表面与空气相
互摩擦，同时车身前部受迎面空气的压力，而尾部出 现真空，产生压力差，由此形成的阻力。现代汽车的 风阻系数一般在0.3-0.5之间。
计算机辅助设计阶段
2. CAE软件
(4)AVL Cruise 奥地利AVL李斯特(List)公司开发的CRUISE 软件是用来研究汽车动力性、燃油经济性、排放性能及制动 性能的高级模拟分析软件。 (5)MATLAB MATLAB(Matrix Laboratory)是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件，是用于算法开发、数据可视化、 数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境， 主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 (6)LabVIEW LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument En gineering Workbench)是一种图形化的编程语言开发环境， 由美国国家仪器(NI)公司研制开发，它广泛地被工业界、学 术界和研究实验室所接受，被视为一个标准的数据采集和仪 器控制软件。
计算机辅助设计阶段
2. CAE软件
(1)MSC.NASTRAN MSC.NASTRAN是MSC公司于1971年推出的大 型通用结构有限元分析软件，公司通过多次收购、合并和重 组，使该软件功能不断完善，逐步成为有限元分析领域的行 业标准；主流的CAD/CAE软件都提供与MSC.NASTRAN的直接接 口。 (2)ANSYS ANSYS由美国ANSYS公司开发，它涵盖结构学、热 学、流体学、电磁学、声学等领域，提供与多数CAD软件的接 口，广泛应用于航空航天、机械制造、石油化工、交通、电 子、土木等学科领域。 (3)ADAMS ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechan ical Systems)是最初由美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的机械系统动力学仿真分析软件，目前已被美国MS C公司收购成为MSC.ADAMS。
万向传动装置
主减速器 差
速器
半轴
车轮
传动系
扩展 汽车行驶的基本原理？
1）驱动力的产生
2）影响汽车运行的主要阻力 a、滚动阻力：车轮滚动时轮胎与路面产生的变
形以及轮胎与轮面之间的磨檫、车轮轴承内部的摩擦 所形成的阻力称为滚动阻力。
b、空气阻力：汽车行驶时，车身表面与空气相
互摩擦，同时车身前部受迎面空气的压力，而尾部出 现真空，产生压力差，由此形成的阻力。现代汽车的 风阻系数一般在0.3-0.5之间。
计算机辅助设计阶段
2. CAE软件
(4)AVL Cruise 奥地利AVL李斯特(List)公司开发的CRUISE 软件是用来研究汽车动力性、燃油经济性、排放性能及制动 性能的高级模拟分析软件。 (5)MATLAB MATLAB(Matrix Laboratory)是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件，是用于算法开发、数据可视化、 数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境， 主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 (6)LabVIEW LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument En gineering Workbench)是一种图形化的编程语言开发环境， 由美国国家仪器(NI)公司研制开发，它广泛地被工业界、学 术界和研究实验室所接受，被视为一个标准的数据采集和仪 器控制软件。
汽车总布置设计(37页)PPT课件
10
3、转向装置布置
转向盘的位置－保证驾驶员能舒适 地进行转向操作
转向器的位置－转向器布置在前钢 板弹簧跳动中心附近
转向器用万向节和转向传动轴将它 们连接起来
转向轴在水平面内与汽车中心线之 间的夹角不得大于５°
转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵 拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽 可能布置成接近直角。
11
Z αF
前轮中心线 前轮垂直线
O
O1
r0 rr
a
车架上平面线
后轮中心线
αF（0.5°～1.5°）
r0
Байду номын сангаас
后轮垂直线
X
O2
rr
b
A
L
B
6
总布置基准线－坐标系
Z
前轮 中心线
αF
前轮垂直线
后轮中心线 后轮垂直线
O
车架上平面线
XY
Y 前轴中心线
αF
地面线
后轴中心线
汽车中心线
Z
汽车中心线
7
二、各部件的布置
1、动力总成（发动机-离合器-变速器）布置
初期）、1:2和1:1。
21
（2）人体样板（续） 布置人体样板时，首先要确定其踵点与胯点的位置；
人体样板上的胯点要与初选的座椅上的“胯”点重合； 人体样板的踵点应安放在油门踏板处的地板上的踵点。
然后根据选定的坐姿角α、β、γ及δ在图样上进行布置， 检查初选的b值等是否合适。
驾驶时，人体各部分的夹角应符合人体工程学的要求。
αE
γ1
αr
γ2
车架上平面线
主减速器主动轴线位置－与车架上平面有一个夹角αr(４°～７°)，即向上 翘起，以减小传动轴夹角，并使万向节传动轴两端夹角相等。轿车常将传 动轴布置成Ｕ形方案（图1-19），可降低传动轴轴线的高度，有利于客厢 地板和后排中间座椅的布置（减小地板凸包）；
3、转向装置布置
转向盘的位置－保证驾驶员能舒适 地进行转向操作
转向器的位置－转向器布置在前钢 板弹簧跳动中心附近
转向器用万向节和转向传动轴将它 们连接起来
转向轴在水平面内与汽车中心线之 间的夹角不得大于５°
转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵 拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽 可能布置成接近直角。
11
Z αF
前轮中心线 前轮垂直线
O
O1
r0 rr
a
车架上平面线
后轮中心线
αF（0.5°～1.5°）
r0
Байду номын сангаас
后轮垂直线
X
O2
rr
b
A
L
B
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总布置基准线－坐标系
Z
前轮 中心线
αF
前轮垂直线
后轮中心线 后轮垂直线
O
车架上平面线
XY
Y 前轴中心线
αF
地面线
后轴中心线
汽车中心线
Z
汽车中心线
7
二、各部件的布置
1、动力总成（发动机-离合器-变速器）布置
初期）、1:2和1:1。
21
（2）人体样板（续） 布置人体样板时，首先要确定其踵点与胯点的位置；
人体样板上的胯点要与初选的座椅上的“胯”点重合； 人体样板的踵点应安放在油门踏板处的地板上的踵点。
然后根据选定的坐姿角α、β、γ及δ在图样上进行布置， 检查初选的b值等是否合适。
驾驶时，人体各部分的夹角应符合人体工程学的要求。
αE
γ1
αr
γ2
车架上平面线
主减速器主动轴线位置－与车架上平面有一个夹角αr(４°～７°)，即向上 翘起，以减小传动轴夹角，并使万向节传动轴两端夹角相等。轿车常将传 动轴布置成Ｕ形方案（图1-19），可降低传动轴轴线的高度，有利于客厢 地板和后排中间座椅的布置（减小地板凸包）；
《我是汽车设计师》PPT优质课件
-.
同学们都见过也坐过汽车，那你 们知道世界上第一辆汽车是谁设计的 吗？
汽车之父 卡尔.本茨（德）
奔驰一号
讲一讲：谁了解这些汽车的造型与功能？ 考一考：你能找出这些车身上都哪些共同的地方吗？
汽车都是由车头、车身、方向盘和车轮等组成。
假如你是设 计师，你想设计 怎样的汽车来解 决这些问题呢？
水陆两用汽车 太阳能汽车
会飞的汽车
造型独特的汽车
在当一名小设计师前，我们先去看看他 同学是怎样设计自己的汽车的吧！
设计汽车的绘画步骤：
（1）构思外形（可用你喜爱的动物、植物及生 活用品的外形设计） 添画汽车基本组成元素（如车轮、车灯等） 构思功能。（如车能飞，车能在水中游……） （2）装饰汽车。 （3）将你汽车的汽车剪下来，参加汽车展。注 意用剪刀时小心。
同学们都见过也坐过汽车，那你 们知道世界上第一辆汽车是谁设计的 吗？
汽车之父 卡尔.本茨（德）
奔驰一号
讲一讲：谁了解这些汽车的造型与功能？ 考一考：你能找出这些车身上都哪些共同的地方吗？
汽车都是由车头、车身、方向盘和车轮等组成。
假如你是设 计师，你想设计 怎样的汽车来解 决这些问题呢？
水陆两用汽车 太阳能汽车
会飞的汽车
造型独特的汽车
在当一名小设计师前，我们先去看看他 同学是怎样设计自己的汽车的吧！
设计汽车的绘画步骤：
（1）构思外形（可用你喜爱的动物、植物及生 活用品的外形设计） 添画汽车基本组成元素（如车轮、车灯等） 构思功能。（如车能飞，车能在水中游……） （2）装饰汽车。 （3）将你汽车的汽车剪下来，参加汽车展。注 意用剪刀时小心。
《我是汽车设计师》PPT教学课件
我是汽车设计师
单击输入您的封面副标题
同学们，你们玩过小汽车吗？
你喜欢小汽车吗？
你想做汽车设计师吗？
汽车设计师：
汽车设计师是对整车而言，基于对目标市场和车型定位的 考虑，能够提出具有市场竞争力的产品方案的设计者。设 计师通常以直观的美术绘画的造型方式来表达整车的概念 构思，国内俗称"效果图",其实不然，前期设计策略分析， 构思概念草图尤为重要，如果是自主品牌的话。
你设计的汽车可以有哪些功能：
可以根据需要变大变小。如果你不需要的时候，汽车就会 变得可以放进口袋那么小;你需要它，汽车就会变回原样。
还可以自动驾驶呢。只要你输入你想去的地方的数据就可 以了。汽车自动驾驶的时候，你在车上看电视、看书、听 音乐、睡觉都可以。
准备工具： 纸 彩笔 剪刀
可以怎么表现你设计的汽车？
说说你设计的意图？
说说你设计的汽车的功能：
你设计的汽车有什手试试吧？
作品展示
点评一下同学们的作品吧！
●1.夸夸自己 ●2.夸夸同学的作品
你想设计什么汽车：1.蒸汽汽车
单人代步汽车：
电动汽车、太阳能汽车
你设计的汽车可以有哪些功能：
可以在天上飞行和潜入深海。如果启动飞行器，汽车的四 个车轮就会变成机翼，汽车就会像鸟儿一样在天空中自由 飞翔;启动潜水器，汽车就会变成潜水艇，象鱼儿一样在水 里游。
能根据天气而改变车内的温度和光度。外面正下着雪，车 里立刻变得好温暖;外面太阳很强烈，车里立刻会暗起来和 凉快起来。
单击输入您的封面副标题
同学们，你们玩过小汽车吗？
你喜欢小汽车吗？
你想做汽车设计师吗？
汽车设计师：
汽车设计师是对整车而言，基于对目标市场和车型定位的 考虑，能够提出具有市场竞争力的产品方案的设计者。设 计师通常以直观的美术绘画的造型方式来表达整车的概念 构思，国内俗称"效果图",其实不然，前期设计策略分析， 构思概念草图尤为重要，如果是自主品牌的话。
你设计的汽车可以有哪些功能：
可以根据需要变大变小。如果你不需要的时候，汽车就会 变得可以放进口袋那么小;你需要它，汽车就会变回原样。
还可以自动驾驶呢。只要你输入你想去的地方的数据就可 以了。汽车自动驾驶的时候，你在车上看电视、看书、听 音乐、睡觉都可以。
准备工具： 纸 彩笔 剪刀
可以怎么表现你设计的汽车？
说说你设计的意图？
说说你设计的汽车的功能：
你设计的汽车有什手试试吧？
作品展示
点评一下同学们的作品吧！
●1.夸夸自己 ●2.夸夸同学的作品
你想设计什么汽车：1.蒸汽汽车
单人代步汽车：
电动汽车、太阳能汽车
你设计的汽车可以有哪些功能：
可以在天上飞行和潜入深海。如果启动飞行器，汽车的四 个车轮就会变成机翼，汽车就会像鸟儿一样在天空中自由 飞翔;启动潜水器，汽车就会变成潜水艇，象鱼儿一样在水 里游。
能根据天气而改变车内的温度和光度。外面正下着雪，车 里立刻变得好温暖;外面太阳很强烈，车里立刻会暗起来和 凉快起来。
汽车设计课件
02
汽车设计的核心目标
汽车设计的核心目标是创造符合市场需求、性能优良、 安全可靠、成本合理的汽车产品。
03
汽车设计的基本流程
汽车设计的基本流程包括概念设计、初步设计、详细设 计、试制和试验等阶段。
汽车设计的历史与发展
01
02
03
早期汽车设计
早期的汽车设计受到技术 和材料的限制，造型简单 ，功能有限。
总结词
个性化、定制化
详细描述
未来概念车的设计展望还体现在个性化、定制化方面。消费者可以根据自己的喜好和需 求，定制车辆的外观、内饰和配置；通过智能化的生产方式，实现快速原型制造和小批 量生产；通过大数据分析和人工智能技术，预测消费者需求并提供更加精准的产品和服
务等。
案例三：未来概念车的设计展望
总结词
详细描述
人机交互设计需要考虑驾驶员和乘客的使用习惯和需求，例如操作界面的布局、信息显示方式、座椅 舒适度等。设计师需要通过用户研究和测试，优化人机交互设计，提高用户的使用体验和满意度。
结构设计
总结词
结构设计是汽车设计的另一个重要方面，它 涉及到汽车的整体结构和各个部件的设计。
详细描述
结构设计需要考虑汽车的强度、刚度、耐久 性等方面的要求，以确保汽车的安全性和可 靠性。同时，结构设计还需要考虑制造工艺 和生产效率等因素，以确保汽车的制造成本 和生产周期的可控性。
总结词
以用户为中心、注重实用性
详细描述
该品牌轿车的设计充分考虑了用户需求，注重实用性。车 内空间布局合理，方便乘客出入和放置物品。同时，设计 团队还针对不同用户群体进行了市场调研，以确保设计能 够满足不同消费者的喜好和需求。
案例二：某品牌SUV的设计特点
汽车车身结构与设计车身概论PPT课件
通过采用声学包覆材料和设计，可以有效地吸收和阻隔车内外的噪音，提高乘员的静谧性 体验。
振动隔离
车身应具备有效的振动隔离能力，以减少发动机、传动系统等振动源对乘员的干扰。通过 优化车身结构和采用适当的减震材料，可以降低振动对乘员的影响。
05 未来汽车车身的发展趋势
轻量化设计
总结词
随着环保意识的提高和节能减排的需求，轻量化设计已成为未来汽车 车身的重要发展趋势。
详细描述
通过采用新型材料（如高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等）和优 化车身结构，降低车身重量，从而提高燃油经济性和减少排放。
优点
提高燃油经济性、减少排放、提升车辆性能。
挑战
技术难度大、成本较高、生产工艺要求高。
智能化设计
01 总结词
随着智能化技术的不断发展， 未来汽车车身将更加智能化， 提高驾驶安全性和舒适性。
热系统来确保正常运行。车身的进风口和散热格栅设计对散热性能有重
要影响。
汽车车身的碰撞安全性
吸能与缓冲
汽车在发生碰撞时，车身应具备一定的吸能与缓冲能力， 以减少对乘员的冲击。通过合理设计车身结构和采用高强 度材料，可以提高碰撞安全性。
乘员保护
在碰撞事故中，车身应能够有效地保护乘员免受伤害。这 包括设计合理的安全气囊、安全带等被动安全装置，以及 优化车身结构以减少对乘员的挤压和撞击。
轻量化
降低车身重量，提高燃油经济 性。
工艺性
便于制造、维修和降低制造成 本。
安全性
满足碰撞法规要求，保证乘员 安全。
耐久性
保证车身在使用寿命内具有良 好的结构和外观保持能力。
经济性
在满足性能要求的前提下，尽 可能降低成本。
03 汽车车身设计
振动隔离
车身应具备有效的振动隔离能力，以减少发动机、传动系统等振动源对乘员的干扰。通过 优化车身结构和采用适当的减震材料，可以降低振动对乘员的影响。
05 未来汽车车身的发展趋势
轻量化设计
总结词
随着环保意识的提高和节能减排的需求，轻量化设计已成为未来汽车 车身的重要发展趋势。
详细描述
通过采用新型材料（如高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等）和优 化车身结构，降低车身重量，从而提高燃油经济性和减少排放。
优点
提高燃油经济性、减少排放、提升车辆性能。
挑战
技术难度大、成本较高、生产工艺要求高。
智能化设计
01 总结词
随着智能化技术的不断发展， 未来汽车车身将更加智能化， 提高驾驶安全性和舒适性。
热系统来确保正常运行。车身的进风口和散热格栅设计对散热性能有重
要影响。
汽车车身的碰撞安全性
吸能与缓冲
汽车在发生碰撞时，车身应具备一定的吸能与缓冲能力， 以减少对乘员的冲击。通过合理设计车身结构和采用高强 度材料，可以提高碰撞安全性。
乘员保护
在碰撞事故中，车身应能够有效地保护乘员免受伤害。这 包括设计合理的安全气囊、安全带等被动安全装置，以及 优化车身结构以减少对乘员的挤压和撞击。
轻量化
降低车身重量，提高燃油经济 性。
工艺性
便于制造、维修和降低制造成 本。
安全性
满足碰撞法规要求，保证乘员 安全。
耐久性
保证车身在使用寿命内具有良 好的结构和外观保持能力。
经济性
在满足性能要求的前提下，尽 可能降低成本。
03 汽车车身设计
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②要防止高合器滑磨过大，β应适当大一些； ③要能防止传动系过载，减小离合器尺寸，β不宜太大。
后备系数β的取值范围－各类汽车取值范围不同
＊轿车和微型、轻型货车
β＝1.30～1·75
＊中型和重型货车
β＝l.60～2.25
＊越野车、重型汽车和牵引汽车β＝1·8 ～3.5
摩擦片内外径d、D（P123）
摩擦片内外径d,D选择－应考虑： ①摩擦片尺寸d, D应符合《汽车用离合器摩擦片》尺寸系列标准
离合器每一次接合所产生的总滑磨功W
W 2ne2marr 2 J
1800i02ig 2
5.6 离合器膜片弹簧设计
＊膜片弹簧主要参数选择 ＊膜片弹簧优化设计
圆柱螺旋弹簧
膜片弹簧
圆柱螺旋弹簧
膜片弹簧
离合器压紧弹簧弹性特性
膜片弹簧弹性特性
膜片弹簧及其弹性特性
2H/h22
离合器膜片弹簧特性 2H/h22
＊摩擦片外径较大时，Po应取小些，以降低摩擦片外缘处的热负荷；
＊发动机后备系数较大时，可适当增大Po。
各种摩擦片材料的Po取值范围 ：
＊石棉基材料 Po＝0.1 ～0·25 MPa
＊粉末冶金材料 Po＝0.35～0·5 MPa
＊金属陶瓷材料 Po＝0·7 ～2 MPa
各类车辆摩擦片材料的Po取值范围 ：
膜片弹簧工作特性点选择
（P44）
A－离合器磨损后接合状态工作点 （在O－M段，FA≈FB）
B－新离合器接合状态工作点 （在M－H段，靠近H点）
磨损量
C－离合器分离状态工作点 （在N点附近）
H－弹簧压平位置特性点
离合器膜片弹簧主要参数选择
r
（P45图）
h
H
α R
2H/h22
H／h＝1.6～2.2，以保证弹簧特性形态； h＝2～4mm，考虑板材厚度系列值； R≥Rc， R ／r＝1.2～1.35； α＝9～15度（自由状态内截锥角）；
人民交通出版社 ⒐［日］武田信之，载重汽车设计，人民交通出版社 1998
传动系组成与布置
发动机前置－前驱传动系布置图（P102）
多桥多驱传动系布置图（P103） 发动机前置－后驱传动系布置图
驱动轮
离合器 变速器
驱动桥合器设计
5.1 离合器主要参数及其优化设计 5.6 离合器设计计算－膜片弹簧设计
＊轿车
Po＝0.18～0·28 MPa
＊货车
Po＝0.14～0·23 MPa
＊城市公共车Po＝0.13
MPa
离合器后备系数β（P121）
后备系数β －反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度 β＝ Tc ／Temax
离合器静摩擦力矩 Tc＝f F Z Rc
发动机最大转矩
后备系数β选择－应考虑：
①摩擦片在使用中磨损后，离合器仍能可靠地传递发动机最 大转矩，即β>1 ；
离合器 最大静摩擦力矩
Tc＝βTemax
β后备系数 发
动 机 最 大 转 矩
F dD
摩擦片内外径d、D
离合器摩擦力矩（P121）
离合器的静摩擦力矩Tc
摩擦面面积 A =0.25π(D 2-d )2
摩擦材料静摩擦系数 摩擦表面工作压力 F=P0A
Tc＝f F Z Rm
摩擦面单位压力
摩擦面面数
摩擦片平均摩擦半径
汽车设计 课件
教材与参考书
⒈ 刘惟信，汽车设计，清华大学出版社 2001 ⒉ 张洪欣，汽车设计，机械工业出版社 1989 ⒊ 王望予，汽车设计（第三版），机械工业出版社 2000 ⒋ 汽车工程手册编委会，汽车工程手册－设计篇，人民交通出版社 2001 ⒌ 长春汽车研究所，汽车设计手册，1998 ⒍ 汽车技术，1972～1975 ⒎ 机械工程手册编委会，机械工程手册－汽车篇，机械工业出版社 1997 ⒏ 汽车设计丛书：离合器、变速器、圆锥齿轮与双曲线齿轮传动等，
以保证扭转减振器的安装 ； ⑤ 单位摩擦面积传递的转矩Tc0 ≤[Tc0 ] ，反映离合器
传递转矩并保护过载的能力； ⑥ 单位压力Po在一定范围内，车型不同、摩擦材料不同，
Po值范围不同； ⑦ 离合器每一次接合的比滑磨功q ≤ [q] ，减少汽车起步
过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤
Rm
D3 d3 3(D2 d2
)
离合器传递的最大静摩擦力矩Tc
Tc＝βTemax
离合器后备系数
发动机最大转矩
摩擦面单位压力P0（P122）
离合器摩擦面单位压力Po－对离合器工作性能和使用寿命有很
大影响，选取时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率大小、摩擦
片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素：
＊离合器使用频繁、发动机后备系数较小时，Po应取小些；
《汽车用离合器摩擦片》尺寸系列D/d
160/110，180/125，200/140，225/150，250/155，280/165， 300/175，325/190，350/195，380/205，405/220，430/230
离合器参数优化设计
非独立设计变量？
设计变量－摩擦片内外径d、D和工作压紧力F 目标函数－结构尺寸最小，即：
膜片弹簧参数优化设计－P48
膜片弹簧优化设计（P48）
设计变量：H, h, R, r, R1, r1,λ1B
GB5764－86 ； ②在同样外径D时，选用较小的内径d，可增大摩擦面积，提高传
递转矩的能力和减少摩擦面单位压力。但会使摩擦面上的压力分布不 均匀，使内外缘圆周的相对滑磨速度差别太大而造成定摩擦面磨损不 均匀，且不利于散热和扭转减振器的安装。故内外径比d/D应适当；
③摩擦片最大圆周速度不超过65~70m/s，以免摩擦片发生飞离。
离合器滑磨功与热计算
离合器每一次接合所产生的总滑磨功L （P124）
L
离合器比滑磨功q 离合器压盘温升τ
L2ne2
Ja
J
1800(1T)Ja Tc Je
(11)
qL J/c2m[q] A
L 10C
mC
单位摩擦面积滑磨功计算
（P124）
离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功w
wZ(D 4W 2d2) J/mm 2
摩擦片摩擦面积最小 f(X)＝min[0.25π(D 2-d )2] 或摩擦片外径最小 f(X)＝min( D )
约束函数
离合器参数优化设计约束函数
① 摩擦片最大圆周速度Vd≤65~70m/s； ② 摩擦片的内外径比d/D＝0·53～0.70； ③ β值应在一定范围内，车型不同β值范围不同； ④ 摩擦片内径d ＞2R0（减振器弹簧位置直径）＋50mm，
后备系数β的取值范围－各类汽车取值范围不同
＊轿车和微型、轻型货车
β＝1.30～1·75
＊中型和重型货车
β＝l.60～2.25
＊越野车、重型汽车和牵引汽车β＝1·8 ～3.5
摩擦片内外径d、D（P123）
摩擦片内外径d,D选择－应考虑： ①摩擦片尺寸d, D应符合《汽车用离合器摩擦片》尺寸系列标准
离合器每一次接合所产生的总滑磨功W
W 2ne2marr 2 J
1800i02ig 2
5.6 离合器膜片弹簧设计
＊膜片弹簧主要参数选择 ＊膜片弹簧优化设计
圆柱螺旋弹簧
膜片弹簧
圆柱螺旋弹簧
膜片弹簧
离合器压紧弹簧弹性特性
膜片弹簧弹性特性
膜片弹簧及其弹性特性
2H/h22
离合器膜片弹簧特性 2H/h22
＊摩擦片外径较大时，Po应取小些，以降低摩擦片外缘处的热负荷；
＊发动机后备系数较大时，可适当增大Po。
各种摩擦片材料的Po取值范围 ：
＊石棉基材料 Po＝0.1 ～0·25 MPa
＊粉末冶金材料 Po＝0.35～0·5 MPa
＊金属陶瓷材料 Po＝0·7 ～2 MPa
各类车辆摩擦片材料的Po取值范围 ：
膜片弹簧工作特性点选择
（P44）
A－离合器磨损后接合状态工作点 （在O－M段，FA≈FB）
B－新离合器接合状态工作点 （在M－H段，靠近H点）
磨损量
C－离合器分离状态工作点 （在N点附近）
H－弹簧压平位置特性点
离合器膜片弹簧主要参数选择
r
（P45图）
h
H
α R
2H/h22
H／h＝1.6～2.2，以保证弹簧特性形态； h＝2～4mm，考虑板材厚度系列值； R≥Rc， R ／r＝1.2～1.35； α＝9～15度（自由状态内截锥角）；
人民交通出版社 ⒐［日］武田信之，载重汽车设计，人民交通出版社 1998
传动系组成与布置
发动机前置－前驱传动系布置图（P102）
多桥多驱传动系布置图（P103） 发动机前置－后驱传动系布置图
驱动轮
离合器 变速器
驱动桥合器设计
5.1 离合器主要参数及其优化设计 5.6 离合器设计计算－膜片弹簧设计
＊轿车
Po＝0.18～0·28 MPa
＊货车
Po＝0.14～0·23 MPa
＊城市公共车Po＝0.13
MPa
离合器后备系数β（P121）
后备系数β －反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度 β＝ Tc ／Temax
离合器静摩擦力矩 Tc＝f F Z Rc
发动机最大转矩
后备系数β选择－应考虑：
①摩擦片在使用中磨损后，离合器仍能可靠地传递发动机最 大转矩，即β>1 ；
离合器 最大静摩擦力矩
Tc＝βTemax
β后备系数 发
动 机 最 大 转 矩
F dD
摩擦片内外径d、D
离合器摩擦力矩（P121）
离合器的静摩擦力矩Tc
摩擦面面积 A =0.25π(D 2-d )2
摩擦材料静摩擦系数 摩擦表面工作压力 F=P0A
Tc＝f F Z Rm
摩擦面单位压力
摩擦面面数
摩擦片平均摩擦半径
汽车设计 课件
教材与参考书
⒈ 刘惟信，汽车设计，清华大学出版社 2001 ⒉ 张洪欣，汽车设计，机械工业出版社 1989 ⒊ 王望予，汽车设计（第三版），机械工业出版社 2000 ⒋ 汽车工程手册编委会，汽车工程手册－设计篇，人民交通出版社 2001 ⒌ 长春汽车研究所，汽车设计手册，1998 ⒍ 汽车技术，1972～1975 ⒎ 机械工程手册编委会，机械工程手册－汽车篇，机械工业出版社 1997 ⒏ 汽车设计丛书：离合器、变速器、圆锥齿轮与双曲线齿轮传动等，
以保证扭转减振器的安装 ； ⑤ 单位摩擦面积传递的转矩Tc0 ≤[Tc0 ] ，反映离合器
传递转矩并保护过载的能力； ⑥ 单位压力Po在一定范围内，车型不同、摩擦材料不同，
Po值范围不同； ⑦ 离合器每一次接合的比滑磨功q ≤ [q] ，减少汽车起步
过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤
Rm
D3 d3 3(D2 d2
)
离合器传递的最大静摩擦力矩Tc
Tc＝βTemax
离合器后备系数
发动机最大转矩
摩擦面单位压力P0（P122）
离合器摩擦面单位压力Po－对离合器工作性能和使用寿命有很
大影响，选取时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率大小、摩擦
片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素：
＊离合器使用频繁、发动机后备系数较小时，Po应取小些；
《汽车用离合器摩擦片》尺寸系列D/d
160/110，180/125，200/140，225/150，250/155，280/165， 300/175，325/190，350/195，380/205，405/220，430/230
离合器参数优化设计
非独立设计变量？
设计变量－摩擦片内外径d、D和工作压紧力F 目标函数－结构尺寸最小，即：
膜片弹簧参数优化设计－P48
膜片弹簧优化设计（P48）
设计变量：H, h, R, r, R1, r1,λ1B
GB5764－86 ； ②在同样外径D时，选用较小的内径d，可增大摩擦面积，提高传
递转矩的能力和减少摩擦面单位压力。但会使摩擦面上的压力分布不 均匀，使内外缘圆周的相对滑磨速度差别太大而造成定摩擦面磨损不 均匀，且不利于散热和扭转减振器的安装。故内外径比d/D应适当；
③摩擦片最大圆周速度不超过65~70m/s，以免摩擦片发生飞离。
离合器滑磨功与热计算
离合器每一次接合所产生的总滑磨功L （P124）
L
离合器比滑磨功q 离合器压盘温升τ
L2ne2
Ja
J
1800(1T)Ja Tc Je
(11)
qL J/c2m[q] A
L 10C
mC
单位摩擦面积滑磨功计算
（P124）
离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功w
wZ(D 4W 2d2) J/mm 2
摩擦片摩擦面积最小 f(X)＝min[0.25π(D 2-d )2] 或摩擦片外径最小 f(X)＝min( D )
约束函数
离合器参数优化设计约束函数
① 摩擦片最大圆周速度Vd≤65~70m/s； ② 摩擦片的内外径比d/D＝0·53～0.70； ③ β值应在一定范围内，车型不同β值范围不同； ④ 摩擦片内径d ＞2R0（减振器弹簧位置直径）＋50mm，