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HG7164乘用车总体设计(CAD图+翻译)

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hg7164 乘用车 总体 整体 设计 cad 翻译
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目次


1 引言……………………………………………………………………………… 1

2 汽车主要形式的选择…………………………………………………………… 1

2.1汽车的轴数………………………………………………………………  1

2.2汽车的驱动形式…………………………………………………………  1

2.3汽车的布置形式…………………………………………………………  1

3 汽车主要参数的选择…………………………………………………………… 2

3.1汽车的主要尺寸参数……………………………………………………  2

3.2汽车的主要质量参数……………………………………………………  3

3.3汽车的主要性能参数……………………………………………………  4

4 汽车主要总成部件的选择……………………………………………………… 7

4.1发动机的选择……………………………………………………………  7

4.2轮胎的选择………………………………………………………………  9

4.3变速器的选择……………………………………………………………  10

4.4其它总成的选择…………………………………………………………  12

5 汽车的总体布置设计…………………………………………………………… 14

5.1汽车总布置图基准线的确定……………………………………………  14

5.2汽车主要总成部件的布置………………………………………………  14

5.3车身的布置设计…………………………………………………………  15

5.4运动校核…………………………………………………………………  15

设计总结…………………………………………………………………………… 17

参考文献…………………………………………………………………………… 18

致谢………………………………………………………………………………… 17












1引言

本设计——HG7164乘用车总体设计作为整个汽车设计的第一个环节,在整个汽车的设计中有着十分重要的统领全局设计的作用,本文将从整车设计方案、各总成的配合与协调、总体布置、设计计算等各个方面阐述该车的总体设计。

2汽车主要形式的选择

2.1汽车的轴数

本设计车辆为质量较轻的紧凑型乘用车,设计目的仅为满足客户最基本的出行需要,因此对轴荷的要求不高,一般常见的两轴便可满足要求,本设计便采用结构、制造简单,成本较低的两轴式。

2.2汽车的驱动形式

本设计采用市面上最常见的4X2驱动形式。

2.3汽车的布置形式

本设计采用前置前驱的布置形式,良好的转向不足特性使整车的操作稳定性、舒适性都能得到保证。由于没有很长的传动轴,较短的传动路线使整车的总质量比较轻,有利于提高汽车的燃油经济性,同时也降低了制造成本,良好的发动机接近性也有利于日后的维修。


内容简介:
机电工程学院 毕业 论文 外文资料翻译 论文 题目 : 用车总体设计 译文题目 : 现代电动 ,混合动力和 燃料电池汽车基础 ,理论和设计 1 正文: 外文资料译文 附 件: 外文 资料 原文 指导教师评语: 签名: 年 月 日 正文:外文资料译文 文献出处: 现代电动 ,混合动力和燃料电池汽车基础 ,理论和设计第一章第一至第四节,作者: 授; 授;授。 环境影响和现代运输史 内燃发动机车辆的发展,特别是汽车,是现代科技最伟大的成就之一。汽车通过满足人们在日常生活中对不同移动性的要求,对现代社会的发展做出了巨大的贡献。 汽车行业的快速发展,不同于其它行业,促使人类 的进步 从原始的安全性发展到了 高度发达的工业 体 。 汽车行业和服务于该行业的行业构成了世界经济的支柱,并且占了雇佣劳动人口的最大份额。然而,世界各地大量汽车的使用已经造成并将继续造成对环境和人类生活的严重问题。 空气污染,全球变暖 和 地球石油资源的快速耗竭是现在最关心的问题。在最近的几十年中,对运输的相关研究和开发活动已经强调了高效,清洁 和 安全运输 发展的必要 。 通常情况下, 电动汽车( 混合动力电动汽车( 和燃料电池汽车已提出在不久的将来取代传统的车辆。本章回顾了空气污染,气体排放引起的全球变暖 和 石油资源枯竭的问 题 。 并且也 给出了电动汽车, 混 合动力汽车历史和燃料电池技术的简要回顾。 1 空气污染 目前,所有的汽车都是通过碳氢化合物燃料的燃烧而获得其推动力所需的能量。燃烧是燃料和空气所产生的反应,并释放出热量和燃烧产物。热量通过发动机转化成机械能并且燃烧产物排放到了大气中。 一种 其分子 由碳 原子 和氢 2 原子 组成的 化合物 。理想情况下,碳氢的燃烧只会产生不会对环境造成危害的二氧化碳和水。事实上,绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳。二氧化碳是植物生命所需的必要成分。除非是空气中氧气几乎不存在,动物的呼吸并不受吸入二氧化碳的影响。 事实上,在燃烧发动机中, 燃烧从来都不是理想的。除了二氧化碳和水,燃烧产物中包含了一定量对人体健康有毒的氮氧化合物( , 一氧化碳( 和未燃烧的碳氢化合物 。 氧化物 氮氧化物产生于空气中氮气和氧气之间的反应。理论上讲,氮气是一种惰性气体。然而,发动机中的高温高压环境却为氮氧化物的产生创造了有利的条件。温度是迄今为止氮氧化物形成的最重要的参数 。 最常见的氮氧化物是一氧化氮( 少量的二氧化氮( 微量的 氧化亚氮( 。一旦释放到空气中,一氧化氮就会和氧气反应生成二氧化氮。而二氧化氮接着又会在太阳紫外线的作用下分解为一氧化氮和会对生物活细胞膜产生攻击的高活性氧原子。氮氧化物对烟尘的产生负有一定的责任,其呈褐色的颜色可以使烟雾可见,它也会和大气中的水分反应形成可溶于雨水的硝酸( 这种现象被称为 “ 酸雨 ” , 酸雨对工业发达国家森林的破坏负有责任,酸雨也会对由大理石制成的历史遗迹造成破坏。 氧化碳 一氧化碳是在缺氧环境下,由于 不完全燃烧而产生的。对于吸入一氧化碳的人和动物而言,它是一种有毒物质。一旦一氧化碳 到达血细胞,它就会取代血红蛋白中的氧,从而减少了到达各个器官的氧的数量并降低了影响生物的生理,心理能力。 头晕是一氧化碳中毒的首发症状, 并且 可迅速导致死亡 。 一氧化碳与血红蛋白的结合力比氧更强烈。 这种结合物的性质十分稳定 ,身体 正常的代谢 无法 分解破坏 它们。 因此 一氧化碳中毒的人必须在加压室 中 治疗,其中的压力使它更容易打破 该 一氧化碳血红蛋白 结合物 。 燃烧的碳氢化合物 3 未燃烧的碳氢化合物是由于碳氢化合物的不完全燃烧而生成的。 根据其性质,未燃烧的碳氢化合物对生物 可能是 有害的。 这 些未燃烧的碳氢化合物可直接 成为有毒物质 或致癌的化学物质,如颗粒物,苯或其他 物质 。 未燃烧的碳氢化合物也对烟雾的产生负有一定的责任:紫外线与大气中的未燃烧的碳氢化合物和一氧化氮相互作用会生成臭氧和其他物质。臭氧分子由 3 个氧原子组成。它是无色的但却十分危险,它自身的有毒性能攻击活细胞的细胞膜,导致他们提前成熟或死亡。幼儿,老年人和哮喘病人如果处于浓度较高的臭氧环境中,就会遭受到很大的伤害与痛苦。每年,在污染严重的城市,由于高浓度臭氧而导致死亡的事件已经被报道。 他污染物 燃料中杂质的存在导致了排放物的污染。杂质中主要的成分是硫:它主要存在于柴油和喷气燃料中,但同时也存在于汽油和天然气中。 硫(或如 硫化氢等 硫化物)与氧 燃烧 释放硫氧化物( 二氧化硫( 这燃烧的主要 产物 。二氧化硫 与空气接触 后 形成三氧化硫, 接着 与水反应生成硫酸 (酸雨的主要成分) 。也应 当指出的是,硫氧化物的排放来自于交通 , 但也 同样大量来自于火力发电厂和 钢铁厂。此外, 有争论表明火山喷发是硫化物排放的自然来源。 石油公司在他们生产的燃料中加入了一定的化学化合物以提高燃油发动机的性能与寿命。 四乙基铅,被称作为 “铅 ” , 是用来提高汽油的抗爆震性能,因此 发动机能发挥更好的性能 。然而,这种化学物质 会 释放回转金属铅,这 种物质会引起 被称为 “ 铅中毒 ” 的 神经 性 疾病。现在 在大多数的发达国家,这种含铅汽油已经被禁止使用,并且它已经被其他的化学物质所替代 。 2 全球变暖 全球变暖是由于空气中的二氧化碳和其他大气中的气体如甲烷等气体导致的“温室效应”所引起的。这些气体吸收地球表面反射的红外辐射,从而在大气中储存能量,进而导致了温度的升高。全球气温的升高造成了对生态系统巨大的生态危害,并导致了很多自然灾难的发生,从而影响 了整个人类。 考虑到包括全球变暖在内的生态破坏,一些濒危物种的消失开始成为人们所担忧的问题因为一些人类赖以生存的自然资源遭到了破坏,变得越发的不稳定。 4 也有人担心一些来自海洋温暖区域的生物迁移至前寒冷的北部海域会潜在的导致该地区自身的物种和经济遭到这些外来物种的破坏。这样的现象可能已经在地中海地区发生了:在这里已经发现了 红海梭鱼 。 因为自然灾害所带来的大幅度的伤害使得自然灾害吸引我们的关注要超过生态灾难。全球变暖已被认为会导致“厄尔尼诺”气象的发生,这样的气象扰乱了整个南太平洋地区正常的气象,经常发生龙卷风,洪水泛滥或者干 燥大旱。全球变暖的另一个后果就是北极冰盖的融化,这种现象的发生导致海平面上升,进而致使沿海地区甚至整个国家都被永久淹没。 二氧化碳是碳氢化合物和燃煤燃烧的产物,交通运输产生的二氧化碳量占到了二氧化碳排放总量的很大的比例( 1980 到 1999 占了 32%)图 示了 1980到 1999 年二氧化碳排放的总体分布情况。 图 示了在二氧化碳排放 的 趋势。交通运输部门现在显然是二氧化碳排放的主要来源。应当指出的是,发展中国家正在迅速 加大 其运输部门 的规模 , 而这些国家 的人口占 了世界人口的很大一部分。进一步 的 讨论 将 在下一节提供。 根据在过去几十年中所观察到的数据来看,由于人类活动放排到大气中大量的二氧化碳是全球气温升高的主要原因。(图 得注意的是,二氧化碳确实能被植物所吸收,能以碳酸盐的形式被大海吸收而被存储在大海中。 5 图 1980 1999 年 二氧化碳排放分布 6 图 放的演变 图 球地球大气温度(来源:政府气候变化专门委员会( 1995)更新。) 7 然而这些自然吸收的过程是有限的,这些吸收作用不能吸收全部的二氧化碳从而导致大气中的二氧化碳逐渐积累。 3 石油资源 交通运输中所需的大量的燃料绝大部分都是源自于石油的液体燃料。石油是一种化石燃料,它的形成源自于数百万年前(奥陶纪时期,约 400 600 万年前),生物分解后存在于地质稳定层中,经过数百万年的变化最终变成了石油。石油形成的过程大致如下:生物(主要是植物)死亡后,慢慢地被沉积物所覆盖。随着时间的推移,这些沉积物就形成了很厚的地质层并转换成了岩石。这些生物分解物被积压在一个封闭的空间里,在高温高压下,根据他们自身性质的不同,分别转换成为了碳氢化合物或煤。这个过程通常要花数百万年的时间来完成。这就是为什么地球的化石资 源是一种有限的资源。 已探明的矿藏含量是:在现有的经济和与操作条件下,已知的矿藏含量与地质和工程信息相结合而合理推测出的在未来能够恢复的矿藏含量。因此,这项信息并不能作为衡量全球矿藏储存量的一个指标。表 出了英国石油公司在2001 年估计的探明矿藏量。 R/P 比是在现有的生产水平上探明储量能够持续的年数。这项数据同样也在表 列出了。 如今的石油开采通常是近地表易于开采的石油,在开采的地方区域气候不会带来很大的问题。据了解,更多的石油位于地壳以下的部分像西伯利亚,美国或加拿大的北极地区。在这些地区,气 候和生态是石油勘探和开采的主要障碍。由于政治和技术的原因,整个地球矿藏含量的估计是一个非常苦难的任务。表 000 年美国地质调查局估计的未探明的石油资源。 R/P 比并未将未来会探明的矿藏储量包含在内考虑,但是它仍是一项十分重要的指标。事实上,它是基于如今很容易知道的现有已探明的矿藏储量而得出的。未来矿藏发现的含量只是一个假设,并且最新探明的含量并不是很容易获知, R/而,很明显的是矿藏消费(也就是生产)逐年都在随着发达国家和发展中国家增长的经济而加大。矿藏消 费很可能在一些人口十分密集的地区迅速增长,特别是在亚太地区。图 示了在过去的 20 年里,每日石油消费的变化趋势(单位:天 /千桶,一桶约合 8 吨)。 8 表 像图 显示的,尽管东欧和前苏联的石油消耗在下降,但全球整体的石油消耗的趋势是上升的。石油消耗增长最快的地方是生活着地球上大部分人的亚太地区。 9 图 地区的石油消费量 图 世界石油消费量 10 我们可以预期到石油消耗会产生一个爆炸式的增长,同时这样的增长会伴随着污染物和二氧化碳排放含量比例的增加。 4 成本代价 伴随着化石燃料燃烧带来的问题有许多:污染,全球变暖,可预见的资源枯竭等等问题。虽然很难估计,但是它所带来的相关问题确实是巨大的,间接的,可能是财务的,可能是人力的,也可能两者都包括。 由污染所带来的成本代价包括了医疗费用,酸雨破坏森林而需要重新种植的成本,酸雨侵蚀纪念碑而需要清理和修复的成本,还有很多并不限于上述的一些代价。 医疗费用可能 占了 这些费用的最大份额,尤其是在发达国家公费医疗或医疗保险的人群。 与全球变暖有关的成本是难以评估 的 。他们可能包括飓风所造成的损害 ,因为干旱而死去的庄稼,因为洪水而 遭到破坏的财产以及为了去帮助那些感染的人们所提供的国际医疗救援,这些花销的数额十分巨大。 大多数的石油生产国并不是最到的石油消费国,大多数的石油产地都位于中东,但是大多数的石油消费地却位于欧洲,北美洲,和亚太地区。因此,消费者很依赖进口石油和石油生产国。这个问题在中东地区十分敏感,在 1973 和 1977年,由于政治动乱而影响了石油出口欧洲的数量。海湾战争,是伊朗 国及其同盟势力在地区内不断进行的监视行动花费了大量的物力和财力。西方经济对于波动的石油供应的依赖潜在里所需要的花费是巨大的 一次石油供应的短缺就会造成经济增长的严重放缓 ,进而导致货物的损坏 ,失去商业机遇 ,并最终无法进行商业运作。 在寻找与石油消费相关问题的解决方法时,必须考虑那些成本问题。但这项工作是非常困难的,因为许多的花费并不能在它产生的地方直接被认定。许多的诱导成本不能被记入认定的最终方案的益处里。为了能在长期的运作中维持,这些问题的解决必须在没有政府补贴的情况下具有经济可持续性和商业可行性。然而,很清晰的是即便是部分的解决方案,任何的解决方法都将会有利于纳税人,带来成本的节约。 11 附件:外文资料原文 he of is of of to of by of in of of of a to a it of s of of in to of s of In to of to in of It a of 1 t on of to is a is 12 to by an to C is a up of of C do by is a in do in is is C in is a of of to in is an in of is by in is of of NO to is by uns O of is It to in is to is of in to of of Cs to a of is a to it to in 13 of of is of to to so by be in it to Cs a of on Cs be to of Cs be or as or Cs uns Cs O in to is a of It is is as it of to or to in in in of is in in of or as is of On it to a of It be of in In is of as 14 to in or of to to of of is a is in it by 2 is a of by of as in uns by in An in to in by of is a of to be in ea of of is to of of of of 15 is of Cs a 32% 980 999) of of is .2 in is to It be a of is in of by to be in It is to is by by in of of in an 980 999. 16 O2 (1995) of in 17 3 he of is a of of 600400 in is by to in a Cs or on of to is s in be in do an of s as in 001 in is of if to at is .1 is to in It is s in or In to or of s is a A 2000 of by S is it is it is on to 18 is be is on It is is to up of is to in of in .4 in 0 is in is in is as 19 of s An in is to be il a in 4 he of of to be or 20 by of by of by of in or to of by to to to is of of is in of is As a to on is in 973 977. of by at a is on a is a in a of in to In a to to is bec机电工程学院汽车系 设计题目: 自我思考 什么是总体设计 ? 宏观把握整车设计,初步选定各技术参数、总成。 总体设计在设计中扮演着什么样的角色? 第一个开始,最后一个结束,统领全局,贯穿整个设计过程。 我该做些什么? 确定各尺寸、质量、性能参数,下达给各总成设计人员,对反馈的数据结果汇总、分析、验证。 一 . 前提总体参数分析 排量: 轴距: 2600 前悬架:独立悬架 后悬架:半独立悬架 市场定位: 满足一般家庭使用的经济车。 设计要求 : 降低成本,简化结构,减轻总重 二 . 设计内容 1. 汽车主要形式的选择 2. 汽车主要参数的选择 3. 汽车主要总成部件的选择 4. 汽车的总体布置设计 1. 汽车主要形式的选择 汽车的轴数 两轴:质量轻、结构简单、成本低 汽车的驱动形式 4 2:能满足用于城市公路的行驶 汽车的布置形式 前置前驱 :良好的转向不足特性 短传动路线使整车内部结构紧凑,传动效率提高 质量减轻使得制造成本降低,同时有利于提高燃油经 济性 2. 汽车主要参数的选择 汽车的主要尺寸参数 汽车的主要质量参数 汽车的主要性能参数 汽车的主要尺寸参数 (已知) 与总长有适当的比例,一般为总长的 54% 60% 1和后轮距 知) 通过公式验证: B=00( 80)或 B=R 兼顾各总成布置尺寸与汽车的通过能力,选定 05,010 知) 通过公式验证: +R、 ) +( 195 60) 汽车的主要质量参数 汽车的装载量 轿车装载量 =可承载的最多人数 汽车的整备质量(已知) 为 1250汽车的总质量(已知) 为 1630汽车的轴荷分配 汽车的主要性能参数 动力性参数 直接档和 档最大动力因数 最高车速 比功率和比转矩 加速时间 上坡能力 机动性参数 最小转弯半径 操纵稳定性参数 前、后轮侧偏角绝对值之差 车身侧倾角 制动点头角 汽车的主要性能参数 汽车的主要性能参数 行驶平顺性参数 前、后悬架的静、动挠度和偏频 制动性参数 制动距离 通过性参数 最小离地间隙 接近角 离去角 纵向通过半径 3. 汽车主要总成部件的选择 发动机的选择 轮胎的选择 变速器的选择 其它总成的选择 发动机的选择 发动机的形式 直列往复活塞式汽油发动机 发动机的最大功率及其转速 此功率值为发动机净功率值,额定功率比此值通常高出 12% 20% 由此确定出额定功率区间 考同级车,最大功率转速 000r/ 发动机的选择 发动机的最大转矩及其转速 发动机的选择 确定发动机型号 轮胎的选择 选用 1( 185/65 轮胎 变速器的选择 最小传动比 主减速器传动比 小传动比 最大传动比 变速器的选择 各档传动比的确定 理论计算: 实际关系: 其他总成的选择 4. 汽车的总体布置设计 对汽车的外部造型进行了重大修改,设计更趋于成熟。 对汽车内部布置进行了简单优化,突出表达了前后悬架的结构形式,重点对动力传递和转向系统进行了表达。 身侧视图对比 前脸进气格栅造型更加锋利、前卫,前大灯的扁平化设计更符合现代审美要求;后部设计与上一代相比辨识度更高;前后保险杠的造型更好的与整车造型融为一体,使汽车更加自然、美观。 身主视图对比 本次设计将上一代的包围造型进行了平滑处理,不仅美观了外形,而且降低了制造难度;对车门造型设计进行了优化,是之更好地满足客户上下车的需求,更加达到人机工程学的要求;降低了车身腰线的高度,令外形更加饱满; 重点对转向驱动桥进行了表达,突出表现了麦弗逊式独立悬架的运动感;着重表达了转向系统的结构,并使之很好的和前悬架进行了匹配;对后悬架进行了结构上的改变,令整个总体表达更为清晰、完整。 总体侧视图对比 视图) 2016/9/4 三 . 设计总结 1. 设计成果 参数选择准确,结构布置合理,满足设计需求 汽车外形与内部主要总成的布置在图纸上得到充分体现,达到设计目标 2. 设计难点 1. 发动机与变速器的计算与校核 2. 外观造型设计 3. 与各总成人员相互间的协调与沟通 3. 设计不足 1. 总体布置中缺乏对制动油路的表达 2. 运动校核不足,缺乏数据支持 欢迎老师、同学们批评指正 谢谢 机电工程学院 毕业设计方案 论证报告 设计题目 : 用车总体设计 目 次 1 乘用车的发展状况 与展望 2 2 汽车形式的选择 2 2 2 3 3 汽车主要参数的初步选定 3 3 4 4 4 发动机的选择 6 6 7 5轮胎的选择 7 论证结果 7 参考文献 8 1 乘用车的发展状况 与展望 乘用车是在其设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和 /或临时物品的 汽车 ,包括驾驶员座位在内最多不超过 9个座位。 乘用车下细分为基本型乘用车(轿车)、多用途车( 运动型多用途车( 专用乘用车和 交叉型乘用车 。 根据过去一年的销售情况来看, 乘用车的总体产销都在平稳快速增长,并保持两位数的增速。 四大类品种环比均呈一定增长,而多用车的产销则有一定的下降。 今年,我国汽车行业和重点汽车企业将力求主要经济效益指标达标,工业产值继续稳中求增。但值得注意的是, 受到 市场竞争加剧、产品竞争力较弱等因素的影响,自主品牌汽车销量的增速低于乘用车总体销售的增速, 我国自主品牌汽车的发展依旧十分严峻 。 影响 2014年汽车销量的有利因素可归纳为以下几点: 宏观经济 总体稳定;消费者信心增强;汽车消费刚性需求依旧存在;新型城镇化的推进和消费升级促进催生新的购车需求需求。 而市场不利的因素有: 世界总体经济复苏缓慢的影响 ;环境、 能源 、交通等问题的影响 ; 国际市场 不稳定对中国品牌出口的影响 。可以看出,我国汽车乘用车的发展将会在困难中寻求发展,在逆境中 求生存。 而国外乘用车的制造企业则将未来的发展目标定在了新能源汽车和混合动力汽车身上。由于地球 石油资源的日益衰减,各大汽车巨头纷纷考虑采用新能源发动机取代现有的燃油发动机,以应对未来“无油”的时代, 各大公司及国外多家咨询公司一致预测:未来 5年将迎来一次世界范围内的新动力汽车研发与产业化高潮,新动力汽车将成为继蒸汽机和 内燃机 之后的第 3次汽车革命。 综上所述,乘用车的发展依旧展现出很强的生命力, 但面临着动力代换的问题,产业结构必须向新能源动力转换,发展的形式严峻但仍充满活力。 2 汽车的总体布置方案 车轴数的选择 汽车的轴数视每辆车具体的情 况而定,而汽车的总质量、道路对轴载的限制、轮胎的承受能力和汽车 结构是影响汽车轴数的主要原因。乘用车一般采用两轴方案,一方面这样的选择使得汽车的 总体结构十分简单,便于生产与安装 ,一方面降低了整车成本,使得产品的价格竞争力得到了提升。 本次设计的 故 采用两轴的方案。 车驱动形式的选择 汽车驱动形式是指发动机的布置以及驱动轮的数量和位置 。 对于 一般乘用车来讲, 有 44大类,其中,前一位数字代表了汽车车轮总数,后一位代表了驱动轮数。本次设计,从制造成本和设计结构简繁的角度出发,决定 用 4样的布置方式机动性好,成本低,是一种典型的、成熟的方式。 车布置形式的选择 汽车的布置形式 主要是指发动机 的布置位置,即发动机与车身的相互关系。 乘用车的布置形式主要有发动机前置前轮驱动( 发动机前置后轮驱动( 发动机后置后轮驱动( 种方式,少数乘用车采用发动机前置全轮驱动 , 三种布置形式 各有各的特点 , 但从市场需求的角度和设计成本的角度出发 ,本次乘用车 3 汽车主要参数的初步选定 车主要尺寸的选定 廓尺寸 汽车的外廓尺寸指汽车的长、宽、高。乘用车的总长 =轴距 L+前悬 悬 与轴距 L 有下述关系: L C 。式中, C 为比例系数 , 发动机前置前轮驱动汽车的 C 值为 车总宽与车辆总长之间有下述近似关系: +( 195 60) 轿车 的 总高 与 轴间底部离地高度 、 地 板及下部零件高 、 室内高和车顶造型高度 等有关。参考国家对车辆外廓尺寸的相关规定,本设计车辆的外廓尺寸在规定范围内定取。 综上, 初选外廓尺寸分别为:总长 515宽 1725高 445 距 轴距,就是通过车辆同一侧相邻两车轮的中点,并垂直于车辆纵向对称平面的二垂线之间的距离。 轴距决定了汽车 的重心以及车的内部使用空间,因此,汽车的轴距是一项非常重要的参数,本设计汽车 轴距 决定采用 2600 表 1 距和后轮距 汽车轮距 的大小会直接影响汽车的总体宽度 ,受汽车外廓尺寸的限制,轮距不宜过大,对于发动机前置的车辆而言,在选定的轮距范围内应能布置下发动机、前悬架等重要部件,同时应使前轮有足够的空间转向。轮距的选取还要 考虑 到车架与车梁、悬架、轮胎宽度以及他们之间的间隙等因素。 该设计车辆决定采用:前轮距 1475轮距 1476 悬和后悬 长的汽车前悬有利于在汽车正面碰撞后对驾驶员起到很好的缓冲冲击的作用,但长前悬同时减小了汽车的接近角,通过性随之降低,还会导致恶化驾驶员 视野。后悬长会减小汽车的离去角,降低通过性,但过短的后悬又会使汽车后备箱的尺寸变小,减小了汽车携带货物的能力。本次设计前悬后悬初选为 010 车质量参数的选定 车整备质量 车整备质量为车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等),加满燃料和水,但没有装货和载人是的整车质量。整车整备质量对汽车的制造成本和燃油经济性有重要影响。设计参数给定 250 车的载质量 汽车的装载质量为在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。本车设计对象为排量为 紧凑型乘用车,共设计五个座位。 车总质量 车总质量是指汽车加上所有载重的情况下的总质量。本车总质量为1630 荷分配 根据所查阅文献,对于发动机前置前 轮驱动的乘用汽车,满载时,前轴 47%60%,后轴 40% 53%;空载时,前轴 56% 66%,后轴 34% 44%。 表 2 车性能参数的选定 力性参数 最高车速 用车的最高车速随着道路条件的改善和高速公路的普及在不断提升,但出于安全因素,一般要求最高车速也不宜过高,对于排量为 乘用车而言,最高车速一般在 150 210km/h,本设计初步选定最高车速 80km/h。 加 速时间 t 汽车的加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间 ,通常 ,我们用原地起步加速时间来评价汽车的加速能力 。原地起步加速时间指汽车由 1档或 2档起步,并以最大的加速强度(包括选择恰当的换档时机)逐步换至最高档后到某一预订的距离或车速所需的时间。 发动机排量为 乘用车,此值一般在 1225s,根据相关资料,初定参数值为 13s。 爬坡能力 汽车的上坡能力是用满载(或某一载质量)时汽车在良好路面上的最大爬坡 度 表示的。 对于经常在城市和良好公路上行驶的汽车,最大爬坡度在 10左右即可。对于载货汽车,有时需要在坏路上行驶,最大爬坡度应在 30%即 右。而越野汽车要在无路地带行驶,最大爬坡度应达 30 以上。 本设计的汽车,最大爬坡度要求为 30%,即 。 汽车的比功率和比转矩 比功率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比。它可以综合反映汽车的动力性。比转矩是汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比。它能反映汽车的牵引能力。 参考表 3,排 量 为 功率 565( kW/t),比转矩 0 110( Nm/t)。本次设计中由已知原始参数可计算出比功率 t,比转矩 t。 表 3 车的燃油经济性参数 百公里燃油消耗量 汽车在良好的水平路面上以直接挡满载等速行驶 100 时的燃油消耗量Q(L/100 ),称为汽车的“百公里最低燃油消耗量”。它是汽车的燃油经济性常用的评价指标。参照有关车型设计百公里燃油消耗量为 00t)之间,初定百公里燃油消耗为 14L。 表 4 最小转弯直径 转向盘转至极限位置时,汽车前外转向轮辙中心在支撑平面上的轨迹圆的直径,称为汽车最小转弯直径 。 用来描述汽车转向机动性,是汽车转向能力和转向性能的一项重要指标。 参考表 5,最小转弯直径 取 表 5 过性几何参数 总体设计要确定的通过性几何参数有:最小离地间隙 近角 1,离去角 2,纵向通过半径 1等。对于本次设计的 4根据表 6可分别取得 : 200 1 = 25 , 2 = 20 , 1 = 6m。 表 6 4 发动机的选择 动机形式与型号的选择 就目前整个汽车市场而言,绝大部分的汽车均采用往复活塞式内燃机,其分为柴油机和汽油机两大类。从市场现有发动机可挑选性、质量、成本、震动、噪声和可互换性等角度考虑,本设计汽车采用直列往复活塞式汽油发动机。 经过准确的计算和反复的比较,本次设计车辆决定选用 相关性能参数如下表所示: 发动机型号 缸排列型式 进气类型 自然吸气 型式 T 排气量( 1598 压缩比 油方式 多点电喷 气门结构 双顶置凸轮( 最大功率( kW/ 78/6000 最大扭矩( N m/ 146/3600 排放法规 国四 缸盖材料 铝合金 缸体材料 铸铁 燃料类型 汽油 表 7 动机主要性能参数的选择 发动机最大功率可由汽车的最高车速来确定: 1T( 将相关参数带入式中,计算得: 630 180+1803) = 该式计算出的功率为发动机的净功率,即有效功率,而发动机最大额定功率通常比有效功率高 12%20%,车发动机最大功率的相应转速 在 4000以上,参考其他同级车辆,本车拟定 6000。 发动机最大转矩由下式确定: 9549得: 9549 000 = ( Nm np = 此, 000 4285r/设计取 3600。 5 轮胎的选择 轮胎是汽车上最重要的组成部件之一,它的作用主要有:支持车辆的全部重量,承受汽车的负荷;传送牵引和制动的扭力,保证车轮与路面的附着力;减轻和吸收汽车在行驶时的震动和冲击力,防止汽车零部件受到剧烈震动和早期损坏,适应车辆的高速性能并降低行驶时的噪音,保证行驶的安全性、操纵稳定性、舒适性和节能经济性。 本设计选用倍耐力 1( 185/65 轮胎 论证结果 本次设计的汽车 动形式选定 4置方式采用发动机前置前轮驱动。总长 4515宽 1725高 1445距 2600轮距 1475轮距 1476悬 905悬 1010车整备质量为 1250质量为 1630公里油耗初定为 计最高时速180Km/h,汽车原地起步加速时间为 13s,设计最大爬坡度为 30%,即 。 参考文献 1 刘惟信 . 汽车设计 M. 第 1版 . 北京:清华大学出版社, 2 林宁 . 汽车设计 M. 第 1版 . 北京:机械工业出版社, 3 王望予 . 汽车设计 M. 第 4版 . 北京:机械工业出版社, 4 陈家瑞 . 汽车构造(上册) M. 第 2版 . 北京:机械工业出版社, 5 陈家瑞 . 汽车构造(下册) M. 第 2版 . 北京:机械工业出版社, 6 汽车工程手册编辑委员会 . 汽车工程手册 . 基础篇 M. 北京:人民交通出版社, 7 李林 , 刘惟信 . 汽车离合器膜片弹簧的优化设计 J8 余志生 . 汽车理论 版 . 北京:机械工业出版社, 9 廖林清 ,曹建国 J 10 吴宗泽,罗圣国主编机械设计手册第 3版 等教育出版社 ,11 隗金文 ,王慧 M北大学出版社, 12 陈贤康 M国农业机械出版社, 13 管欣 ,宗长富 ,王化吉 14 北京人民交通出版社,张则曹 . 汽车构造图册(底盘) M 15 周一鸣 ,毛恩荣 北京:北京理工大学出社 ,16 汽车工程手册编辑委员会 . 汽车工程手册 . 制造篇 M. 北京:人民交通出版社, 2001.6 机电工程学院 毕业设计说明书 设计题目 : 用车总体设计 目次 1 引言 1 2 汽车主要形式的选择 1 1 1 1 3 汽车主要参数的选择 2 2 参数 3 4 4 汽车主要总成部件的选择 7 7 9 10 12 5 汽车的总体布置设计 14 14 14 15 15 设计总结 17 参 考文献 18 致谢 17 1 引言 本 设计 用车总体设计作为 整个汽车 设计的第一个环节,在整个汽车的设计中有着十分重要的统领全局设计 的 作用,本文将从整车设计方案、各总成的配合与协调、总体布置、设计计算等各个方面阐述该车的总体设计。 2 汽车主要形式的选择 车的轴数 本设计车辆为质量较轻的紧凑 型乘用车,设计目的仅为满足客户最基本的出行需要,因此对轴荷的要求不高,一般常见的两轴便可满足要求,本设计便采用结构、制造简单,成本较低的两轴式。 车的驱动形式 本设计采用 市面上最常见的 4 车的布置形式 本设计采用前置前驱的布置形式 ,良好的转向不足特性 使 整车的操作稳定性、舒适性都能得到保证。由于没有很长的传动轴,较短的传动路线使整 车的总质量比较轻,有利于提高汽车的燃油经济性,同时也降低了制造 成本,良好的发动机接近性也有利于日后的维修。 图 1 不同形式的布置形式 图 2 前置后驱的驱动形式 3 汽车主要参数的选择 车的主要尺寸参数 距 L 轿车的轴距与其市场定位、总体长度和用途有关,轿车的轴距与总长之间要有适当的比例,轴距一般为总长的 54% 60%。本次设计的 凑型的 中级汽车,要 达到机动性好、成本低的目的,因此轴距不宜过长,参考 表 1提供的相关数据 , 本次设计轴距 采用 2600 轮距 轮距 距的大小对汽车的横向稳定性、整车总体宽度和总质量都会产生影响。轿车一般的轮距可按照经验公式初步选定: B = 100(80)或 B = 中, B 轿车的轮距, 轿车总宽, L 轿车轴距, k 系数,轿车一般取 参考表 1 中各级别轿车的轮距,本次设计的汽车轮距取:前轮距 1475轮距 1476 表 1 各级别轿车的轴距和轮距 车型 类别 轴距 L/距 B/车 微型 2000 2200 1100 1380 普通 2100 2540 1150 1500 中级 2500 2860 1300 1500 中高级 2580 3400 1400 1580 高级 2900 3900 1560 1620 悬 R 汽车前悬的设计长度应考虑到在此长度内能否布置下发动机、转向器、水箱等部件,过短会导致上述部件无法安装下,过长会导致汽车的接近角变小从而影响通过能力。轿车后悬长度主要影响汽车后备行李箱的大小和轴核分配的要求,过短过长分别会影响整车携带货物能力和离去角大小。本设计选取前悬 905悬 1010 廓尺寸 轿车总长可根据下述经验公式选取: L+a = L C 其中: L 轴距, 前悬, 后悬, C 比例系数,对于前置前驱的汽车,取 轿车总宽可按经验公式取值: ( ) +(19560) 其中: 汽车总宽, 汽车总长, 本设计车辆总长取 4515宽取 1725高取 1445 车的主要质量参数 车的装载量 轿车 一般情况下主要 用于载送乘客人员 ,因此其装载量就是可承载的最多人数, 本车 作为中级车最大载客量一般为 5。 车的整备质量 作为一项重要的设计指标,汽车的整备质量的大小可以粗略评估一辆车整体的使用油耗与设计成本。本车整备质量取 1250 车的总质量 轿车的总质量可由下式确定: 中: 汽车总质量, 汽车整备质量,为 1250 附加设备质量,取 55 乘客和驾驶员质量,每人以 65 325 根据上式便可得出该车的总质量,为 1630 车的轴荷分配 汽车的轴荷分配即前后轴所承载重量占整车的比重 。 参考表 2,本车轴荷分配为: 空载时:前轴 58% 62%,后轴 38% 42%; 满载时:前轴 50% 55%,后轴 45% 50%。 表 2各类轿车的轴荷分配范围 车型 空载 满载 前轴 后轴 前轴 后轴 轿车 前置前驱 6% 66% 34% 44% 47% 60% 40% 53% 前置后驱 0% 55% 45% 50% 45% 50% 50% 55% 后置后驱 2% 50% 50% 58% 40% 45% 55% 60% 车的主要性能参数 力性参数 直接档和 档最大动力因数 济性的要求, D 两项参数的值均要求在表 3所规定的范围内,随后的计算中会对这两项参数进行校核。 最高车速 考表 3的相关数据,本车设计最高车速为 180km/h。 比功率和比转矩 各国均对这两项指标有所规定,参照表 3,本车 比功率拟定范围 45 50kW/t,比转矩拟定范围为 90 100N m/t。 表 3 轿车动力性参数取值范围 汽车类别 直接档最大动力因数 档 最大动力因数 D 高车速 ( km/h) 比功率 /( kW/t) 比转矩 /( N m/t) 轿 车 微型 发 动 机 排 量 0 120 18 50 40 60 普通级 20 160 36 64 80 99 中级 60 200 43 68 90 110 中高级 80 220 50 72 95 125 高级 00 260 60 110 100 160 加速时间 本设计汽车采用 0到 100km/计值定 为 13s。 上坡能力 汽车的上坡能力一般用最大爬坡度来表示。轿车的工作环境大部分在城市地区, 路况通常较好,因此所要求能达到的坡度要求不高,本设计最大爬坡度 30%,即 动性参数 汽车机动性参数主要指汽车的最小转弯半径 当转向盘转至极限位置时由转向中心至前外轮接地中心的距离,其值与汽车的轴距、轮距及车轮的最大转向角有关。轿车的通常为轴距的 2 ,参照表 4,该车的为 表 4 各级轿车的最小转弯半径 级别 m 微型 通级 级 高级 级 操纵稳定性参数 前、后轮侧偏角绝对值之差 本车设计值为 2。 车身侧倾角 本车设计值为 2。 制动点头角 为了减小汽车在通过凹凸路面时对乘客造成的不适感,汽车以 身的点头角不应大于 本车设计值为 1。 驶平顺性参数 汽车的行驶平顺性一般以垂直震动参数来表示,本设计以前后悬架的静、动挠度或偏频及车身振动加速度等参数值作为设计要求。表 5给出了相关参数的取值范围,通常情况下, 表 5 汽车悬架的偏频、静挠度和动挠度 车型 满载时偏频 n/载时静挠度 fc/载时动挠度 fd/悬架 悬架 悬架 悬架 悬架 悬架 车 普通级、中级 2 14 10 18 8 11 10 14 高级 0 30 15 26 8 11 10 14 动性参数 我国通常以车速 30km/h 的最小制动距离来评价汽车的制动效能,表 6 给出了相关参数范围。 表 6 汽车制动距离的统计值范围 车型 30km/m 50km/m 轿 车 微型 普通级 中级 中高级、高级 4 19 过性参数 在总体设计中需要确定的有:最小离地间隙 近角 、离去角 及纵向通过半径 ,参照表 7的取值范围,本设计汽车 80取 27,取 25, 取6m。 表 7 汽车通过性的几何参数 车型 最小离地间隙m 接近角 /( ) 离去角 /( ) 纵向通过半径 /m 轿车 微型、普通级 0 30 15 25 3 5 中、中高、高级 8 4 汽车主要总成部件的选择 动机的选择 动机形式的选择 就目前整个汽车市场而言,绝大部分的汽车均采用往复活塞式内燃机,其分为柴油机和汽油机两大类。从市场现有发动机可挑选性、质量、成本、震动、噪声和可互换性等角度考虑,本设计汽车采用直列往复活塞式汽油发动机。 动机最大功率及其相应转速 发动机最大功率可由汽车的最高车速来确定: 1T( 式中, 发动机最大功率, T 传动系的传动效率,轿车一般取 汽车总质量,取 1630 g 重力加速度,取 最高车速, km/h,本车取 180km/h; f 滚动阻力系数,对轿车而言, f=其中 km/h),本车 A 汽车正面投影面积, 于轿车而言,可按前轮距、汽车总高 等尺寸近似计算,即,对于本车而言, 空气阻力系数,轿车一般取 车取 将相关参数带入式中,计算得: 630 180 +1803) = 该式计算出的功率为发动机的净功率,即有效功率,而发动机最大额定功率通常比有效功率高 12%20%,所以可选择的发动 机 车发动机最大功率的相应转速 在 4000以上,参考其他同级车辆,本车拟定 6000。 动机最大转矩及 其相应转速 9549 发动机最大转矩, N m; 转矩适应性系数,参考同级别发动机实验值选取,一般汽油机取 车取 最大功率点的转矩, N m; 最大功率点转速, r/ 发动机最大功率, 将上述参数带入式中,可得: 9549 000 = ( Nm np = 此, 000 4285r/设计取 3600。 根据上述计算与选择的相关主要参数,本次设计车辆决定选用 发动机,其相关性能参数如下表所示: 表 8 发动机型号 缸排列型式 进气类型 自然吸气 型式 T 排气量( 1598 压缩比 油方式 多点电喷 气门结构 双顶置凸轮( 最大功率( kW/ 78/6000 最大扭矩( N m/ 146/3600 排放法规 国四 缸盖材料 铝合金 缸体材料 铸铁 燃料类型 汽油 从参数中可以看出,该发动机最大功率为 78 大扭矩为 146 N m,同样在 ( Nm 的设计范围,均满足设计要求。 胎的选择 轮胎的型号和尺寸是一项十分重要的计算参数,其在制动系、转向系的设计计算中对结果的影响甚大,需谨慎选取。 图 3 1 型轮胎 由于子午线轮胎比起普通斜线轮胎和带束斜交轮胎有如耐磨性好、使用寿命 长、附着性能好等众多优点,综合考虑,本设计选用倍耐力 1( 185/65 轮胎 : 该轮胎的生产过程中使用环保的材料以降低工厂对环境的污染,同时在保证长使用周期的前提下能最大限度地降低汽车油耗和二氧化碳的排放,并保持高性能和安全性、提高驾驶舒适性。 速器的选择 小总传动比 小总传动比 车轮滚动半径,计算得 发动机最大功率对应的转速,为 6000r/ 汽车最高车速,为 180km/h。 带入相关数据,得: 000 下式对直接档最大动力因数 表 3知该值在直接档最大动力因数 此最小传动比 计算值。 减速器传动比 设计采用带有直接档的三轴式变速器,则主减速器传动比 大传动比 G(中 , 发动机最大转矩,为 146N m; 1 档传动比; 主减速器传动比,为 T 传动系效率,取 车轮滚动半径,为 f 滚动阻力系数,取 最大爬坡度,取 将上述数据带入式中,可得: 1630 下式中对 据表 3提供的档最大动力因素范围,该值满足要求,因此可取计算值范围 。 同时,汽车驱动轮仍需满足路面附着条件: 路面附着系数,干燥、良好的沥青或混凝土路面一般为 里取 带入相关参数可得: 630 上可知 档传动比取值范围为 设计 位数与各档传动比的选择 本车选用 5档变速器。各档分配的传动比可按等比级数分配,即: q 因 5档为直接档, 即 1,则由 q, 即: 实际上 各档 传动比满足下式关系: 各档位间的比值一般不超过,综合考虑,本设计变速器各档位传动比的分配如下表所示: 表 9 变速器各档位传动比的分配 档位 1档 2档 3档 4档 5档 倒档 传动比 它总成的选择 离合器、主减速器、悬架、转向系统、制动系统、车架与车身等剩余总成或结构的选择均从成本、性能、质量等角度出发进行,本着减轻质量、节约油耗、对汽车有良好适应性、满足合理的人机工程学等原则,选择出最可靠、安全、经济的相关部件,现将选择的结构汇总于下表: 表 10 部分总成部件或结构的选择 离 合 器 类型 摩擦式离合器 从动盘类型 单盘 压紧机构 膜片弹簧 从动盘外径尺寸 180作环境 干式 分离指向 拉式 操纵机构 人力机械式 主 减 速 器 类别 单级式 齿轮副结构、轮齿类型 斜齿圆柱式 传动比 悬 架 系 统 前悬架 类型 麦克弗森式独立悬架 结构 滑动立柱、横摆臂、减震器 后悬架 类型 扭转梁随动臂式半独立悬架 结构 无需横向稳定器 转向系统 转向类型 液压动力辅助 转向盘 三辐条式、皮革套、位置可调 转向轴 装配吸能装置、万向节,可锁止 转向盘极限圈数 3圈 转向器类型 齿轮齿条式、可逆式 转向系角传动比 20 最小转弯半径 动 系 统 行车制动形式 真空助力、 力比 5 双回路类型 型 驻车制动形式 机械式、可锁止 前后制动器 类型 盘式 制动盘直径 250盘类型 浮钳盘式 驱动机构 简单制动 制动缸 主缸活塞直径 38缸活塞直径 28 身 壳体形式 承载式 材料 铝合金 车门 开启方法 顺开式 数量 4 车窗 风窗 前、后均为曲面玻璃 升降玻璃 圆柱面、按钮式调节 附属装置及安全防护装置 座椅 前后位置、倾斜度可调 前、后保险杠及护条 安全气囊 三点固定式安全带 5 汽车的总体布置设计 车总体布置图基准线的确定 绘制汽车的总布置图,首先要确定各视图的基准线 : 地面线、前轮中心线、车架上平面线、汽车中心线、前轮垂直线。这些基准线是绘图设计的参考基准,对汽车的总体布置和制图有重大影响。 车主要总成部件的布置 力总成的布置 发动机上下位置的布置要考虑发动机油底壳到路面的距离应满足汽车在满载情况下对最小离地间
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