汽車設計

前言

第1章汽車總體設計1

1.1概述1

1.2汽車底盤演變3

1.3汽車設計方法5

1.4汽車開發(fā)程序7

1.5汽車現(xiàn)代設計11

1.5.1汽車形式的確定11

1.5.2汽車主要參數(shù)及發(fā)動機的選擇18

1.5.3車身形式與輪胎選擇27

1.5.4汽車的總體布置及運動校核31

1.5.5汽車軟件設計42

1.6新能源汽車設計44

1.6.1純電動汽車動力系統(tǒng)與傳動系布局44

1.6.2混合動力汽車動力與傳動系匹配布局45

1.7智能汽車設計48

1.7.1智能駕駛系統(tǒng)功能介紹48

1.7.2智能車輛傳感器布局49

1.7.3智能車輛執(zhí)行機構布局簡介51

第2章離合器設計52

2.1概述52

2.2離合器的結構形式選擇53

2.2.1從動盤數(shù)的選擇53

2.2.2壓緊彈簧的結構和布置形式的選擇54

2.2.3膜片彈簧的支承方式56

2.2.4壓盤的驅動方式58

2.3離合器的主要參數(shù)選擇58

2.4離合器的設計與計算61

2.4.1離合器基本參數(shù)優(yōu)化61

2.4.2膜片彈簧的彈性特性62

2.4.3膜片彈簧的強度計算63

2.4.4膜片彈簧基本參數(shù)的選擇64

2.4.5膜片彈簧的制造工藝65

2.5扭轉減振器的設計65

2.5.1扭轉減振器機構原理66

2.5.2扭轉減振器主要參數(shù)選擇與設計計算66

2.5.3雙質量飛輪減振器68

2.6離合器的接合過程69

2.7離合器的操縱機構設計69

2.8離合器主要零部件的結構設計71

2.8.1從動盤總成的設計71

2.8.2離合器蓋總成73

2.8.3分離軸承總成74

第3章機械變速器的設計76

3.1概述76

3.2變速器的傳動機構方案分析77

3.2.1兩軸式變速器77

3.2.2中間軸式變速器78

3.2.3倒檔傳動布置方案81

3.2.4多速變速器的組合方案分析82

3.3變速器主要參數(shù)的選擇85

3.3.1檔位數(shù)85

3.3.2傳動比范圍85

3.3.3中心距86

3.3.4外形尺寸86

3.3.5軸的直徑86

3.3.6齒輪參數(shù)86

3.3.7各檔齒輪齒數(shù)的分配90

3.4變速器的設計和計算92

3.4.1齒輪的損壞形式92

3.4.2齒輪強度計算92

3.4.3軸的強度計算94

3.5變速器的操作機構設計96

3.5.1換檔機構96

3.5.2鎖定機構97

3.6同步器設計98

3.6.1慣性式同步器98

3.6.2主要參數(shù)的確定103

3.6.3同步器計算105

3.7自動變速器匹配設計106

3.7.1自動變速器匹配設計總體原則107

3.7.2自動變速器結構匹配設計107

3.7.3自動變速器性能匹配設計108

3.8機械式無級變速器109

3.8.1結構與工作原理109

3.8.2傳動帶110

3.9新能源汽車變速器111

3.9.1混合動力專用變速器DHT111

3.9.2純電動汽車多檔變速器111

第4章萬向節(jié)和傳動軸設計113

4.1概述113

4.2普通十字軸向萬向節(jié)114

4.2.1普通十字軸向萬向節(jié)結構114

4.2.2單個十字軸向萬向節(jié)的運動特性115

4.2.3雙十字軸向萬向傳動的運動特性117

4.2.4多十字軸向萬向傳動的運動特性118

4.2.5十字軸向萬向節(jié)的設計118

4.3撓性萬向節(jié)120

4.4準等速萬向節(jié)122

4.5等速萬向節(jié)124

4.5.1球叉式萬向節(jié)124

4.5.2球籠式萬向節(jié)125

4.5.3球籠式萬向節(jié)的設計127

4.6傳動軸結構分析與設計128

4.7中間支承結構分析與設計131

第5章驅動橋設計134

5.1概述134

5.2驅動橋的結構方案分析134

5.3主減速器設計136

5.3.1主減速器的結構形式136

5.3.2主減速器基本參數(shù)選擇與計算載荷的確定148

5.3.3主減速器錐齒輪強度計算152

5.3.4主減速器錐齒輪軸承的載荷計算153

5.3.5錐齒輪材料155

5.4差速器設計156

5.4.1差速器結構形式選擇156

5.4.2普通錐齒輪式差速器齒輪設計162

5.4.3多橋驅動汽車的軸間差速器163

5.4.4黏性聯(lián)軸器結構及在汽車上的布置164

5.5車輪傳動裝置設計165

5.5.1結構形式分析165

5.5.2半軸計算167

5.5.3半軸可靠性設計168

5.5.4半軸結構設計169

5.6驅動橋殼設計170

5.6.1驅動橋殼結構方案分析170

5.6.2驅動橋殼強度計算171

第6章懸架設計173

6.1概述173

6.1.1懸架的基礎及分類173

6.1.2新型懸架174

6.2懸架的主要參數(shù)的確定177

6.2.1懸架的靜撓度fc177

6.2.2懸架的動撓度fd177

6.2.3懸架的彈性特性178

6.2.4后懸架主彈簧和副彈簧的剛度分配178

6.2.5懸架的側傾角剛度以及前后軸之間的分配179

6.3鋼板彈簧的設計及計算179

6.4扭桿彈簧的設計186

6.5獨立懸架導向機構的設計189

6.5.1設計要求189

6.5.2導向機構的布置參數(shù)189

6.5.3雙橫臂式獨立懸架導向機構設計193

6.5.4麥弗遜式獨立懸架導向機構的設計197

6.6減振器的主要參數(shù)和尺寸的選擇199

6.7橫向穩(wěn)定桿的設計201

第7章轉向系統(tǒng)設計207

7.1概述207

7.2機械式轉向器方案分析與設計209

7.2.1齒輪齒條式轉向器209

7.2.2整體式轉向器213

7.3機械式轉向器主要性能參數(shù)216

7.3.1轉向系統(tǒng)的角傳動比216

7.3.2轉向系統(tǒng)的轉矩傳動比216

7.3.3轉向器的效率217

7.4動力轉向機構設計219

7.4.1動力轉向系統(tǒng)概述219

7.4.2整體式動力轉向器221

7.4.3齒輪齒條式動力轉向器228

7.4.4轉閥特性曲線的計算230

7.4.5動力轉向泵232

7.4.6動力轉向油罐238

7.4.7動力轉向油管240

7.5轉向梯形設計243

7.5.1汽車轉向時理想的內、外前輪轉角關系243

7.5.2整體式轉向梯形機構的設計校核244

7.5.3輪胎側偏角對轉向時內、外前輪轉角之間理想關系的影響246

7.6轉向桿系與懸架的匹配設計248

7.6.1在前懸架是縱置鋼板彈簧的汽車中轉向縱拉桿的布置249

7.6.2在采用雙橫臂式前懸架的汽車中的轉向桿系布置252

7.6.3在采用麥克弗森式前懸架的汽車中的轉向桿系布置255

7.6.4前束角隨著前輪上、下跳動的變化特性曲線256

7.6.5車輪前、后移動時前束角的控制257

7.7線控轉向系統(tǒng)259

7.7.1線控轉向結構組成260

7.7.2路感反饋控制策略261

7.7.3轉向執(zhí)行控制策略263

7.7.4主動前輪轉向控制策略264

第8章制動系統(tǒng)設計266

8.1概述266

8.2制動器的結構方案分析267

8.2.1鼓式制動器267

8.2.2盤式制動器271

8.3制動器主要參數(shù)的確定273

8.3.1鼓式制動器主要參數(shù)的確定273

8.3.2盤式制動器主要參數(shù)的確定274

8.4制動器的設計與計算275

8.4.1鼓式制動器的設計計算275

8.4.2盤式制動器的設計計算282

8.4.3摩擦襯片磨損特性的計算283

8.4.4前、后輪制動器制動力矩的確定284

8.4.5應急制動和駐車制動所需的制動力矩284

8.5制動驅動機構287

8.5.1簡單制動系287

8.5.2動力制動系287

8.5.3伺服制動系291

8.5.4分路系統(tǒng)296

8.5.5液壓制動驅動機構的設計計算297

8.5.6真空助力器的設計計算298

8.6制動力調節(jié)機構299

8.6.1限壓閥299

8.6.2防抱死制動系統(tǒng)（ABS）300

8.7線控制動系統(tǒng)302

8.7.1電子液壓制動EHB系統(tǒng)302

8.7.2電子機械制動EMB系統(tǒng)303

8.7.3iBooster結構及設計306

第9章汽車系統(tǒng)性能設計307

9.1車輛模型建立307

9.1.1數(shù)學模型設計307

9.1.2連續(xù)和離散模型308

9.1.3分析和數(shù)值模型309

9.2汽車操縱穩(wěn)定性計算310

9.2.1線性三自由度車輛操縱性模型及模型參數(shù)310

9.2.2不足轉向度K的計算316

9.3汽車結構動力學設計318

9.3.1振動模態(tài)分析的基本理論及方法319

9.3.2結構響應分析的基本理論及方法322

9.4汽車結構輕量化設計323

9.5汽車結構抗疲勞和可靠性設計327

9.5.1零部件的抗疲勞設計方法327

9.5.2汽車可靠性設計329

9.6汽車結構計算機輔助設計332

9.6.1計算機輔助技術332

9.6.2有限元輔助設計方法333

9.6.3底盤結構的計算機輔助設計338

參考文獻342