柳州五菱面包车测绘设计-车身设计.doc

全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254柳州五菱面包车测绘设计车身设计摘 要经济的发展带来了汽车的普及，刺激汽车厂商不断地开发更全面、更时尚、更能够体现时代特色的汽车产品。汽车设计当中车身设计对于一款车的重要性，也可以说它是这款车的生命所在、力量之源。人们需求的多样化，使汽车设计已不局限在车身造型。内饰、新能源动力等逐渐成为汽车设计的新的发展方向。本次毕业设计主要对柳州五菱面包车LZW6300的车身进行测绘设计。通过实物的观察和测量，并查阅相关资料对车身骨架进行设计。在这次设计中任务是参照柳州五菱面包车实物，进行车身骨架的材料和连接形式进行了计算和分析。骨架材料的抗弯系数和抗扭系数是车身骨架材料的的重要选择标准。骨架的连接采用全焊接式连接，满足车身骨架设计应满足的车身刚度和强度的要求，也减少了应力集中的问题。通过这次毕业设计，认识到车身在整个车辆中的重要作用。汽车车身的设计与制造需要综合运用各种不同领域的知识以及集各种行业之大成。车身设计对于一款车的重要性，也可以说它是这款车的生命所在、力量之源。关键词：汽车，发展，骨架，车身的设计与制造，Liuzhou Wuling van Mapping Design - Body DesignABSTRACTThe economic development brings about the popularity of the automobile, stimulates the car manufactures to develop more car products which represent of comprehensive fashion, and reflect the characteristics of the times of automotive products. Car body design for the design of which the importance of a car, you can say it is the life of this car and the source of strength. It needs to diversify, so automotive design is not limited to the body shape.Naturally,the internal decoration and the new Enegy sourceand motive force have been the new direction of development about the car design.The main graduation project of Liuzhou Wuling LZW6300 van body is designed to carry out surveying and mapping. Through physical observation and measurement, and access to relevant information,I design of the body skeleton. This design task is to calculate and analysis to the materials and the connective form of the car body skeleton, referring to the actual object of Liuzhou Wuling van.The coefficient of bending and torsional coefficient of the body skeleton material are the important selection criterias. Skeleton is used to connect repeatedly welded frame,and body frame should be designed to meet the needs of the body and the requirements of stiffness and strength. Whats more,it also reduces the problem of stress concentration.Through the graduation project, I recognize the the important role of whole body in the vehicle. Car Body Design and Manufacture need for a combination of knowledge in the field, as well as a variety of industries Dacheng set. Body design for the importance of a car, you can say it is the life of this car and the source of strength.Key words: automobile, development, framework, the design and manufacture of vehicle body,15目录前 言1第1章 车身概念41.1车身的特点41.2 车身及其名词术语41.3车身的承载类型和构造7第2章车身设计方法102.1车身设计的特点102.2车身设计方法102.2.1传统设计方法112.2.2现代设计方法112.2.3电子计算机辅助设计12第3章 汽车造型设计133.1汽车造型设计的步骤133.2汽车造型设计应满足下列要求14第4章 车体结构分析与设计154.1车体骨架154.1.1杆件的设置154.1.2杆件截面形状与刚度关系164.1.3骨架结构的应力集中164.2车体壳体零件174.2.1板壳的构造、过渡和连接184.2.2壳体的合理分块184.2.3提高零件的刚度184.3车体结构的工艺性194.3.1车身的分块194.3.2有关零件冲裁、压弯等工艺要求204.3.3车体的焊接装配工艺性204.3.4车体的其他连接方法204.3.5产品的设计精度和制造精度214.4车体的耐腐蚀性214.4.1车身设计的防腐性措施214.5车身的弹性振动214.6车内的噪声与控制224.6.1噪声的量度224.6.2车内噪声产生的机器224.6.3车内噪声的控制23第5章 汽车车身总布置255.1车身底板的布置255.1 .1 确定前后轮罩的大小及形状255.1.2室内底板空间的布置形式255.2 H点的确定255.3 车身顶盖及前、后风窗的位置确定275.4 后排座椅后面及后围的布置275.5 车身室内宽度的确定285.6 车身前罩的布置28谢 辞30参考文献31前 言近年来微型面包车的产销量日趋扩大，这得益于该车型不错的内部空间和实用性以及吸引人的价位，更重要的一点是该车型已逐步摆脱了外形过气以及内部布置不合理的弊端。通过对一款微型面包车的车身总布置的设计，可以使它具有良好的外形和内部空间，从而使它在性能方面表现很好，在空间方面具有令人满意的效果。在新型车研发、研制的初级阶段，经过调查研究与决策，提出整车设想并对汽车要参数以及发动机和车轮进行选择后，应对汽车进行总布置设计，其中车身的总布置设计是总布置设计的重要组成部分。在产品开发过程中必须根据新产品的实际情况考虑多方面的因素，进行合理的布置设计，这不仅关系到有效利用车内空间以提高乘用舒适性，而且会影响整车，内外造型和尺寸参数，进而会影响整车性能和市场竞争力。国内外汽车生产的实践一再表明：整车生产能力的发展取决于车身的生产能力；汽车的更新换代在很大程度上也取决与车身；在基本车型达到饱和的情况下，只有依赖车身改型或改装才能打开销路。凡此等等都足以说明，汽车工业发展到今天成为重要的支柱产业，而重中之重则非车身莫属。1)现代车身技术发展趋势(1)利用人体工程研究成果和电子控制技术，不断提高室内装备性能，达到轿车车身的高实用性和高舒适性。(2)进行车身空气动力特性研究，降低空气阻力;努力减小车身重量，生产出具有高经济性的轿车车身。(3)设计出符合工程学及美学要求的、不拘一格的轿车车身外形。(4)利用计算机辅助设计和制造工程，缩短产品的开发周期，适时地推出满足市场需要的新车型。(5)车身结构不断采用新型代用材料，达到降低成本、轻量、美观、大型化和防腐性强等目的。(6)不断进行车身安全性研究和试验，努力提高汽车的安全性。2)车身设计的要求及原则由于轿车车身独特的使用性能要求和使用环境，决定了现代轿车车身设计所必须满足的要求和需要达到的目的。这些要求和目标主要有：(1)车身结构强度须能承受在其整个使用寿命内可能达到的所有静力和动力载荷。(2)车身布置必须提供一个舒适的室内空间，良好的操纵性和乘坐方便性以及对大自然影响的抵御能力。(3)车身必须具有良好的对车外噪声的隔声能力。(4)车身的外形和布置必须保证驾驶员和乘员有良好的视野。(5)车身材料必须是轻质的，以使整车重量降低。(6)车身外形必须是具有低的空气阻力，以节省能源。(7)车身结构和装置措施必须保证在汽车发生事故时对乘员提供保护。(8)车身结构材料必须来源丰富、成本低，所选择的材料必须能够实现高效率的制造和装配。(9)车身结构设计和选材须保证车身在整个使用期间满足对冷、热和腐蚀的抵抗能力。(10)车身的材料必须具有再使用的效果。(11)车身的制造成本应足够的低。总之，从决定车身设计的因素和车身设计必须满足的要求来看，在进行轿车车身设计时3)必须遵循以下设计原则:(1)车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则。(2)车身内饰设计的人机工程学原则。(3）车身结构设计的轻量化原则。(4)车身设计的“通用化，系列化，标准化”原则。(5)车身设计符合有关的法规和标准。(6）车身开发设计的继承性原则。本次微型面包车车身总布置设计的预期目标是希望在根据该型轿车基本车型数据参数以及参考前人轿车车身总布置设计经验和积累的有用数据的基础上，设计出令人满意的合格的微型汽车车身。第1章 车身概念1.1车身的特点车身汽车车身包括车窗、车门、驾驶舱、乘客舱、发动机舱和行李舱等。车身的造型有厢型、鱼型、船型、流线型及楔型等几种，结构形式分单厢、两厢和三厢等类型。车身造型结构是汽车的形体语言，其设计好坏将直接影响到汽车的性能。 汽车车身既是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和货物的场所。 车身应对驾驶员提供便利的工作条件，对乘员提供舒适的乘坐条件，保护他们免受汽车行驶时的振动、噪声，废气的侵袭以及外界恶劣气候的 影响，并保证完好无损地运载货物且装卸方便。汽车车身上的一些结构措施和设备还有助于安全行车和减轻事故的后果。车身应保证汽车具有合理的外部形状，在汽车行驶时能有效地引导周围的气流，以减少空气阻力和燃料消耗。此外，车身还应有助于提高汽车 行驶稳定性和改善发动机的冷却条件，并保证车身内部良好的通风。 汽车车身是一件精致的综合艺术品，应以其明晰的雕塑形体、优雅的装饰件和内部覆饰材料以及悦目的色彩使人获得美的感受，点缀人们的生 活环境。汽车车身的主要构成部件发动机盖、车顶盖、行李箱、盖翼子板、前围板。1.2 车身及其名词术语一般来说，车身包括白车身及其附件。白车身通常系指已经装焊好但尚未喷漆的白车皮（Body in white）,此处主要用来表示称身结构件和覆盖件的焊接总成，此外尚包括前后板制件与车门 ，但不包车身附属设备及装饰件等。参照GB4780-84、JB3653-84、JB4099-85等标准，车身覆盖件系指覆盖车身内部结构的表面板件，车身结构件则系指支撑覆盖件的全部车身结构零件的总称。汽车车身的主要构成部件1)发动机盖发动机盖(又称发动机罩)是最醒目的车身构件，是买车者经常要察看的部件之一。对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。发动机盖的在结构上一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料，内板起到增强刚性的作用，其几何形状由厂家选取，基本上是骨架形式。发动机盖开启时一般是向后翻转，也有小部分是向前翻转。向后翻转的发动机盖打开至预定角度，不应与前档风玻璃接触，应有一个约为10毫米的最小间距。为防止在行驶由于振动自行开启，发动机盖前端要有保险锁钩锁止装置，锁止装置开关设置在车厢仪表板下面，当车门锁住时发动机盖也应同时锁住。2)车顶盖车顶盖是车厢顶部的盖板。对于轿车车身的总体刚度而言，顶盖不是很重要的部件，这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。从设计角度来讲，重要的是它如何与前、后窗框及与支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉感和最小的空气阻力。当然，为了安全车顶盖还应有一定的强度和刚度，一般在顶盖下增加一定数量的加强梁，顶盖内层敷设绝热衬垫材料，以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递。3)行李箱盖行李箱盖要求有良好的刚性，结构上基本与发动机盖相同，也有外板和内板，内板有加强筋。一些被称为“二厢半”的轿车，其行李箱向上延伸，包括后档风玻璃在内，使开启面积增加，形成一个门，因此又称为背门，这样既保持一种三厢车形状又能够方便存放物品。如果采用背门形式，背门内板侧要嵌装椽胶密封条，围绕一圈以防水防尘。行李箱盖开启的支撑件一般用勾形铰链及四连杆铰链，铰链装有平衡弹簧，使启闭箱盖省力，并可自动固定在打开位置，便于提取物品。4)翼子板翼子板是遮盖车轮的车身外板，因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，因此必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间，因此设计者会根据选定的轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板的设计尺寸。后翼子板无车轮转动碰擦的问题，但出于空气动力学的考虑，后翼子板略显拱形弧线向外凸出。现在有些轿车翼子板已与车身本体成为一个整体，一气呵成。但也有轿车的翼子板是独立的，尤其是前翼子板，因为前翼子板碰撞机会比较多，独立装配容易整件更换。有些车的前翼子板用有一定弹性的塑性材料(例如塑料)做成。塑性材料具有缓冲性，比较安全。5)前围板前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板，它和地板、前立柱联接，安装在前围上盖板之下。前围板上有许多孔口，作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用，还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。为防止发动机舱里的废气、高温、噪声窜入车厢，前围板上要有密封措施和隔热装置。在发生意外事故时，它应具有足够的强度和刚度。对比车身其它部件而言，前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热，它的优劣往往反映了车辆运行的质量。 6)材料钢板、碳纤维、铝、强化塑料等，不同用途的汽车外壳、不同部位的材料不同。一般是钢板，奥迪高档车是铝，赛车是碳纤维，悍马H2的引擎盖是强化塑料的。车身结构件和覆盖件焊（或铆接如大客车车身）接在一起即成为车身焊铆接总成，该总成必须保证称身的强度和刚度，他可以划分为地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板、门立柱和仪表板等分总成。车身前板制件一般是指车头部分的零部件，包括水箱框架和前脸。前翼子板、挡泥板、发动机罩以及各种加强版、固定件等。1.3车身的承载类型和构造汽车车身结构从形式上说， 主要分为非承载式和承载式两种。非承载式车身的汽车有刚性车架，又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上，用弹元件联接。车架的振动通过弹性元件传到车身上，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在坏路行驶时对车身起到保护作用，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。 但这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头，侧围，车尾，底板等部位，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷。这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，质量小，高度低，汽车质心低，装配简单，高速行驶稳定性较好。但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体，因此噪音和振动较大。还有一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构，被称为半承载式车身。它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接，加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用，例如发动机和悬架都安装在加固的车身底架上，车身与底架成为一体共同承受载荷。这种形式实质上是一种无车架的承载式车身结构。因此，通常人们只将汽车车身结构划分为非承载式车身和承载式车身。非承载式车身和承载式车身都有优缺点，使用在不同用途的汽车上。一般而言，非承载式车身用在货车、客车和越野车上，承载式车身一般用在轿车上，现在一些客车也采用这种形式。非承载式车身和承载式车身按照有无刚性车架划分，什么叫车架，是首先要弄清楚的问题。车架就是支承车身的基础构件，一般称为底盘大梁架。发动机、变速器、转向器及车身部分都固定其上，它除了承受静载荷外还要承受汽车行驶时产生的动载荷，因此车架必须要有足够的强度和刚度，以保证汽车在正常使用时受到各种应力下不会破坏和变形。车架有边梁式、钢管式等形式，其中边梁式是采用最广泛的一种车架。边梁式车架由两根长纵梁及若干根短横梁铆接或焊接成形，纵梁主要承负弯曲载荷，一般采用具有较大抗弯强度的槽形钢梁。也有采用钢管，但多用于轻型车架上。一般纵梁中部受力最大，因此设计者一般将纵粱中部的截面高度加大，两端的截面高度逐渐减少，这样一来可使应力分布均匀，同时也减轻了重量。横梁有槽形、管形或口形，以保证车架的扭转刚度和抗弯强度。横梁还用以安装发动机、变速器、车身和燃油箱等。为适应不同的车型，横梁布置有多种型式，如为了提高车架的扭转刚度采用X型布置的横梁。边梁式结构简单，工艺要求低，制造容易，使用广泛。但由于粗壮的大梁纵贯全车，影响整车布置和空间利用率，大梁的横截面高度使车厢离地距离加大，乘客上下车不方便，另外重量也大，整车行驶经济性变差。这些缺点对小客车、轿车是缺点，对于越野车可能就是优点，因为越野车要求有很强的通过性，行驶崎岖路面时要有一定大的离地间隙，而非常颠簸的道路会令车体大幅扭动，只有带刚性车架的承载式车身结构才能抵御这种冲击力。因此越野车上普遍采用非承载式车身。第2章 车身设计方法2.1车身设计的特点车身无论在用材、加工、装配、结构乃至使用功能等各个方面都与汽车上的其他总成大相径庭。在外形和结构上，车身壳体是由许多具有空间曲面外形的大型覆盖件所组成。对整车外形来说，既要求其整体协调给人以美感，又必须保证必要的流线型。在装合这些大型覆盖件时，对互换性和装配准确度也有严格的要求。因此，要求车身表面上的个点连成的曲线必须在纵向和横向两个截面上反复协调以使之光顺，这样，传统的设计方法就不得你规定车身图样必须采用坐标网格来表示，但即使如此，也无法单纯依靠图纸准确完整的表达出来，而必须辅之以1：1的模型。也就是说，对车身这样复杂的空间曲面外形采取了一套特殊的实物模型和“移形”的办法。在产品设计、生产准备和投产等阶段中，实物可以补充图样的不足，保证成套工艺装备之间乃至零部件之间的协调验证。基于以上这些特点，就决定了车身设计有别于汽车上的其他总成而自成一套体系的工作方法。2.2车身设计方法车身设计包括3种方法：传统设计方法、现代设计方法、电子计算机辅助设计。2.2.1传统设计方法第3章 汽车造型设计3.1汽车造型设计的步骤1)绘制胶带图。胶带图是用细窄的彩色不干胶纸带粘贴成的1:1(全尺寸)汽车整车图样，可表达零部件形状及外形曲线。胶带图的外形曲线数据取自选定的缩小比例模型，可用来审查整车外形曲线的全貌。如发现某条曲线不美观或不符合要求，可将胶带揭起重新粘贴，直到满意为止。胶带图完成后，缩小比例模型放大的曲线又经过进一步修订。2)绘制1：1整车外形效果图。单纯由缩小比例的绘画表达汽车的外形效果尚嫌不够，还需要绘制等大尺度(全尺寸)的彩色效果图。现代造型设计非常重视等大的尺度感。缩习、比例图样和全尺寸图样的真实感是截然不同的。打个比方，雏鸡看上去很小巧可爱，若放大5倍就显得太胖太臃肿。汽车也是一样，缩小比例模型上某些圆角或曲线看上去很小巧雅致，放大5倍后就显得笨拙臃肿。因此，汽车形状的最后确定，不能从缩小比例的图样或模型直接放大，而应经过1：1效果图和1：1模型的修正，以符合等大的尺度感和审美要求。3)制作1：1外部模型。1：1外部模型是汽车外形定型的首要依据。根据缩小比例模型的放大数据，结合胶带图和1：1效果图的的修订情况，就可以制造1：1外部模型。这个模型是在一个带有车轮的构架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用数以吨计的造型泥，并雕塑得细致、平整、光顺，所以制造一个1：1外部模型的时间很长，通常需要几个星期。4)制作1：1内部模型。1：1内部模型用以审视汽车内部造型效果和检验汽车内部尺寸o 1：1内部模型与1：1外部模型同时制作，其设计和尺寸相互配合。1：1内部模型的形状、色彩、覆盖饰物的质感和纹理都应制造得十分逼真，使人具有置身于真车室内的感觉。 5)造型的审批。1：1外部模型、内部模型、效果图完成后，需要交付企业最高领导审批，使汽车最终定型。汽车造型设计是促进汽车销路的重要竞争手段，大公司为了击败对手会采用频繁更换车型的手段，对汽车造型设计的需求就十分迫切，并在整个汽车设计过程中占有愈来愈重要的地位。3.2汽车造型设计应满足下列要求1)使汽车具有完美的艺术形象2)使汽车具有良好的空气动力性能3)使汽车车身具有良好的工艺性4)应保证汽车良好的适用性5)应考虑材料的装饰效果在汽车造型设计过程中，应采取深入实际调查研究的方法，以专家为主导，广泛的征求有关方面的意见，发挥各部门的协作精神，取长补短、互助互让，工控为创造完美的车型而努力。第4章 车体结构分析与设计设计车体结构大致按以下步骤进行：1)确定真个车体应由哪些主要和次要的构件组成，使其成为一个连续的完整的受力系统。2)确定如何构成这样的截面，截面与其他部件的配合关系，密封或外形的要求，壳体上内外装饰板或压条的固定方法以及组成截面的各部分的制造方法以及其装配方法等。3)对各个截面的初步方案制定以后，可以绘制由一个截面过渡到另个截面的草图、杆件连接结构凹凸以及与此同时所形成的外覆盖件草图。4)将车体分成几个总成，按总成着手划分壳体，并在主要的大型冲压件间的接缝处划线和注明连接型式，以便与制造部门进行商榷。5)同时进行应力分析计算。6)进行详细的主图板设计，并画出零件图。4.1车体骨架车体骨架设计应满足车身刚度和强度的要求。刚度不够，将会引起车身的门框、窗框、发动机