HG7164乘用车总体设计【毕业论文+CAD图纸全套】

机电工程学院毕业设计说明书设计题目HG7164乘用车总体设计学生姓名学号专业班级指导教师目次1引言12汽车主要形式的选择121汽车的轴数122汽车的驱动形式123汽车的布置形式13汽车主要参数的选择231汽车的主要尺寸参数232汽车的主要质量参数333汽车的主要性能参数44汽车主要总成部件的选择741发动机的选择742轮胎的选择943变速器的选择1044其它总成的选择125汽车的总体布置设计1451汽车总布置图基准线的确定1452汽车主要总成部件的布置1453车身的布置设计1554运动校核15设计总结17参考文献18致谢171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21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。22汽车的驱动形式本设计采用市面上最常见的4X2驱动形式。23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。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31汽车的主要尺寸参数311轴距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5460。本次设计的HG7164乘用车作为一款定位于家用、紧凑型的中级汽车，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2600MM。312前轮距B1、后轮距B2轮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075100（80）或其中，轿车的轮距，MM；轿车总宽，MM；轿车轴距，MM；系数，轿车一般取05054。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1475MM，后轮距1476MM表1各级别轿车的轴距和轮距车型类别轴距L/MM轮距B/MM微型2000220011001380普通2100254011501500中级2500286013001500中高级2580340014001580轿车高级2900390015601620313前悬和后悬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，后悬。9051010314外廓尺寸轿车总长可根据下述经验公式选取或其中轴距，MM；前悬，MM；后悬，MM；比例系数，对于前置前驱的汽车，取062066。轿车总宽可按经验公式取值319560其中汽车总宽，MM；汽车总长，MM。本设计车辆总长取4515MM，总宽取1725MM，总高取1445MM。32汽车的主要质量参数321汽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。322汽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1250KG。323汽车的总质量轿车的总质量可由下式确定0其中汽车总质量，KG；汽车整备质量，为1250KG；0附加设备质量，取55KG；乘客和驾驶员质量，每人以65KG计算，取325KG。根据上式便可得出该车的总质量，为1630KG。324汽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5862，后轴3842；满载时前轴5055，后轴4550。表2各类轿车的轴荷分配范围空载满载车型前轴后轴前轴后轴前置前驱FF5666344447604053前置后驱FR5055455045505055轿车后置后驱RR425050584045556033汽车的主要性能参数331动力性参数直接档和档最大动力因数和0的选择主要考虑对汽车加速性、经济性的要求，标志着汽车的爬0坡能力和通过能力的好坏，该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。最高车速参考表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4550KW/T，比转矩拟定范围为90100NM/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0档最大动力因数最高车速/（KM/H）比功率/（KW/T）比转矩/（NM/T）微型100070110300409012018504060普通级101600901203004512016036648099中级1625011013030050160200436890110中高级2540013015030050180220507295125轿车高级发动机排量4001502003005020026060110100160加速时间本设计汽车采用0到100KM/H的百公里加速时间，设计值定为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。167332机动性参数汽车机动性参数主要指汽车的最小转弯半径，即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225倍，参照表4，该车的为52M。表4各级轿车的最小转弯半径级别/微型3550普通级4560中级5065中高级5070高级5575333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04G的减速度制动时，车身的点头角不应大于，本车设计值为。151334行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，与要接近且略大于。1221表5汽车悬架的偏频、静挠度和动挠度满载时偏频/满载时静挠度/满载时动挠度/车型前悬架1后悬架2前悬架1后悬架2前悬架1后悬架2普通级、中级102144118158121410188111014轿车高级091112098129203015268111014335制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时的制动距离/M30/时的制动距离/M50/微型5060普通级5565中级5565轿车中高级、高级52801419336通过性参数在总体设计中需要确定的有最小离地间隙、接近角、离去角及纵向通过半径，参照表7的取值范围，本设计汽车取180MM，取，取27，取6M。25表7汽车通过性的几何参数车型最小离地间隙/接近角/（）离去角/（）纵向通过半径/微型、普通级01201835轿车中、中高、高级01302020301525584汽车主要总成部件的选择41发动机的选择411发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。412发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1（3600761403）式中，发动机最大功率，KW；传动系的传动效率，轿车一般取09；汽车总质量，取1630KG；G重力加速度，取98G；最高车速，KM/H，本车取180KM/H；F滚动阻力系数，对轿车而言，F0016500001（50），其中为车速（KM/H），本车F计算得00295；A汽车正面投影面积，。对于轿车而言，可按前轮距、汽车总高2等尺寸近似计算，即，对于本车而言，A计算得166；空气阻力系数，轿车一般取02804，本车取03。将相关参数带入式中，计算得109（16309800295360018003166761401803）6856由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，所以可选择的发动机最大额定功率区间值1220为。轿车发动机最大功率的相应转速一般比较大，多在400076798228以上，参考其他同级车辆，本车拟定。6000413发动机最大转矩及其相应转速9549式中，发动机最大转矩，NM；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1113，本车取115；最大功率点的转矩，NM；最大功率点转速，R/MIN；发动机最大功率，KW。将上述参数带入式中，可得9549115（76798228）6000（1405415059）和之间要求满足关系式1420由此，可得取值区间为30004285R/MIN，本设计取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F16D3型发动机，其相关性能参数如下表所示表8F16D3型发动机性能参数发动机型号F16D3气缸排列型式L型进气类型自然吸气型式MT/AT排气量（ML）1598压缩比95供油方式多点电喷气门结构双顶置凸轮（DOHC）最大功率（KW/RPM）78/6000最大扭矩（NM/RPM）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78KW在设计计算中所规定的区间范围内，最大扭矩为146NM，同样在76798228（1405415059）的设计范围，均满足设计要求。42轮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3CINTURATOP1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CINTURATOP1（185/65R14）型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。43变速器的选择431最小总传动比最小总传动比可由最高车速来确定0377式中，车轮滚动半径，计算得0289M；发动机最大功率对应的转速，为6000R/MIN；汽车最高车速，为180KM/H。带入相关数据，得0377600002891803632用下式对直接档最大动力因数进行校核000113查表3知该值在直接档最大动力因数要求的范围内，因此最小传动比0可取该计算值。432主减速器传动比0本设计采用带有直接档的三轴式变速器，则主减速器传动比就等于传动0系最小总传动比，即。03632433最大传动比由或10COSSIN即1COSSIN0式中,发动机最大转矩，为146NM；1档传动比；1主减速器传动比，为3632；0传动系效率，取09；车轮滚动半径，为0289M；F滚动阻力系数，取00295；最大爬坡度，取。167将上述数据带入式中，可得116309800295COS167SIN1670289146093632305用下式中对进行校核COSSIN03156根据表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102即120其中，路面附着系数，干燥、良好的沥青或混凝土路面一般为0708，这里取075。带入相关参数可得102890520751630981463632093773综上可知档传动比取值范围为，本设计取35。305137731434档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12233445因5档为直接档，即，则由，得51135，4322314即44113683421187124312559但实际上各档传动比满足下式关系12233445但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35251813213344其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180MM工作环境干式分离指向拉式离合器操纵机构人力机械式类别单级式齿轮副结构、轮齿类型斜齿圆柱式主减速器传动比3632类型麦克弗森式独立悬架前悬架结构滑动立柱、横摆臂、减震器悬架系统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转向系统最小转弯半径52M行车制动形式真空助力、ABS助力比5双回路类型型驻车制动形式机械式、可锁止类型盘式制动盘直径250MM前后制动器钳盘类型浮钳盘式驱动机构简单制动主缸活塞直径38MM制动系统制动缸轮缸活塞直径28MM车身壳体形式承载式材料铝合金开启方法顺开式车门数量4风窗前、后均为曲面玻璃车窗升降玻璃圆柱面、按钮式调节座椅前后位置、倾斜度可调前、后保险杠及护条安全气囊附属装置及安全防护装置三点固定式安全带5汽车的总体布置设计51汽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。52汽车主要总成部件的布置521动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隙的要求；发动机过高容易出现下面达到离地间隙极限、上面碰到发动机罩的的现象，此时需要协调整车总布置和车身布置；发动机前后位置的布置也应考虑轴荷分配与前排乘坐空间等因素以提高汽车的性能与乘坐舒适性；前置前驱发动机的乘用车曲轴中心线与水平线常形成的夹角。522传动系的布置传动系的布置形状从侧面看去一般为U形，这样可有效降低汽车地板高度，增大后排座椅到前排座椅的距离。533转向系统的布置转向盘的布置以保证驾驶员有充足外部视野和内部仪表视野为原则，使方向盘与水平面呈一定夹角。转向杆件和转向器的布置要保证在极限运动范围内无死角或死点，并且不能产生运动干涉，以保证转向系与整车运动协调。534制动系统的布置操作方便是对制动踏板和手制动杆件的首要要求，其次操纵杆件位移时应无死角和干扰，以保证车身震动时不会发生自行制动的现象。535悬架的布置轿车悬架的布置要满足汽车具有一定运动性的要求，减震器尽可能直立布置以充分利用有效行程。前悬架要留出足够空间满足转向轮的转向需求。536其他部件的布置备胎的布置布置在行李箱下以方便取出。油箱的布置布置在行李箱内，并远离消音器和排气管。蓄电池的布置为缩短线路与起动机同侧并要求距离达到最小。声器的布置消声器应尽量靠近刚性横梁并与地板间要留有足够间隙。53车身的布置设计车身的布置设计首先应确定各总成、构件的主要控制点和主要中心线以作为后续设计的依据点。然后进行车身内部的布置，在必要时，布置设计中应采用人体模型以保证结构的合理性。54运动校核本设计需要确定前轮转向轮的跳动、传动轴跳动、转向传动装置与悬架共同运动。图4转向拉杆与悬架导向机构的运动协调校核图图5转向轮跳动图图6传动轴跳动图设计总结本次的HG7164乘用车总体设计在发动机、变速器的选择计算上都严格按照设计规定进行，在结果上取得了令人满意的结果，达到了设计之初的期望，但是在其余总成的选择、总体布置和运动校核上存在着很多的不足与缺陷，由于参考文献上对这部分描述的不详细，没有很权威的内容供参考，以及在课堂学习上的缺失使得这部分内容没有达到期望，希望能在今后的学习中对这部分内容进行补足。在绘图方面，整车的图纸绘制都能按照制图规范进行，在外形设计上增加了个性内容，但同时也暴露出了很多问题，比如比例选择、线型调整等问题。由于长时间没有使用绘图软件导致本设计在制图开始就举步维艰，绘图的不熟练使自己花费了很多的时间去适应，这也提醒自己在今后的学习、工作上对绘图应引起足够的重视。总的来说，本次的毕业设计不仅将大学四年所学的知识重新梳理了一遍，同时在应用中又有了新的认识与收获，在与同组人员的沟通中也学习到了团队合作的意识，这些都会对自己今后的发展打下坚实的基础，帮助自己更好、更快到成长。参考文献1唐新蓬汽车总体设计北京高等教育出版社，20102王望予汽车设计（第四版）北京机械工业出版社，20043陈家瑞汽车构造上册（第五版）