汽车设计

陈肖媛

目录

  • 1 汽车总体设计
    • 1.1 从“车”谈起
    • 1.2 课堂教案
    • 1.3 教学PPT
    • 1.4 汽车总体设计
    • 1.5 章节测验
    • 1.6 电子书_总体设计选集
  • 2 传动系统设计
    • 2.1 传动系分类与布置形式
    • 2.2 离合器设计
      • 2.2.1 离合器设计_电子书选集
      • 2.2.2 课堂教案
      • 2.2.3 教学PPT
      • 2.2.4 离合器构造
        • 2.2.4.1 离合器的工作原理
        • 2.2.4.2 离合器的结构
        • 2.2.4.3 离合器操纵机构工作原理
      • 2.2.5 离合器主要参数的选择
      • 2.2.6 离合器设计
      • 2.2.7 离合器设计算例
      • 2.2.8 章节测验
    • 2.3 机械式变速器设计
      • 2.3.1 变速器设计_电子书选集
      • 2.3.2 课堂教案
      • 2.3.3 教学PPT
      • 2.3.4 手动变速器构造
        • 2.3.4.1 手动变速器概述
        • 2.3.4.2 二轴手动变速器结构与工作原理
        • 2.3.4.3 三轴手动变速器结构与工作原理
        • 2.3.4.4 手动变速器同步器
        • 2.3.4.5 手动变速器操纵结构
        • 2.3.4.6 手动变速器的分解(实验)
        • 2.3.4.7 手动变速器的装配(实验)
      • 2.3.5 变速器传动机构布置方案
      • 2.3.6 变速器主要参数的选择
      • 2.3.7 同步器设计
      • 2.3.8 机械式无级变速器
      • 2.3.9 变速器设计算例
      • 2.3.10 章节测验
    • 2.4 万向传动轴设计
      • 2.4.1 课堂教案
      • 2.4.2 教学PPT
      • 2.4.3 万向节构造
      • 2.4.4 万向传动的运动和受力分析
      • 2.4.5 中间支承结构分析与设计
      • 2.4.6 传动轴设计算例
      • 2.4.7 章节测验
    • 2.5 驱动桥设计
      • 2.5.1 驱动桥结构方案分析
      • 2.5.2 主减速器构造
      • 2.5.3 主减速器设计
      • 2.5.4 差速器构造
      • 2.5.5 差速器设计
      • 2.5.6 驱动桥的结构元件
        • 2.5.6.1 桥壳结构工程与力学分析
      • 2.5.7 章节测验
  • 3 悬架设计
    • 3.1 悬架的结构与弹性元件
      • 3.1.1 前悬架的拆解(实验)
      • 3.1.2 前悬架的装配(实验)
      • 3.1.3 后悬架的拆解(实验)
      • 3.1.4 后悬架的装配(实验)
    • 3.2 悬架结构形式分析
      • 3.2.1 独立悬架
    • 3.3 悬架主要参数确定
    • 3.4 弹性元件设计
    • 3.5 悬架的结构与案件
  • 4 转向系设计
    • 4.1 转向系的类型和工作原理
    • 4.2 转向系主要性能参数
    • 4.3 机械式转向器设计与计算
      • 4.3.1 机械转向系
      • 4.3.2 动力转向系
    • 4.4 转向系结构元件
    • 4.5 章节测验
  • 5 制动系设计
    • 5.1 制动系设计_电子书
    • 5.2 课堂教案
    • 5.3 教学PPT
    • 5.4 车轮制动器
    • 5.5 制动器主要参数的确定
    • 5.6 制动系设计
    • 5.7 制动系设计
      • 5.7.1 车轮制动器
      • 5.7.2 液压制动传动机构
    • 5.8 章节测验
  • 6 纯电动汽车设计
    • 6.1 纯电动机车的概述
    • 6.2 纯电动汽车仪表的认识
    • 6.3 新能源汽车的原理
    • 6.4 点火开关和档位认识
    • 6.5 莱顿瓶和富兰克林的风筝实验
    • 6.6 电池包的类型及基本参数
    • 6.7 电池包的基本结构
    • 6.8 动力电池包的安装
    • 6.9 电池包的开包和封包
    • 6.10 如何数动力电池模组
    • 6.11 动力电池模组的安装与拆卸示范
    • 6.12 高压电器盒1号的安装示范
    • 6.13 电机控制器的基本结构及原理
    • 6.14 驱动系统
    • 6.15 电机的运行模式
    • 6.16 电机控制器的安装与拆卸
    • 6.17 充电及放电
    • 6.18 高压电器盒拆卸
    • 6.19 冷却系统
    • 6.20 伽伐尼的蛙腿生物电和伏特电堆
    • 6.21 电磁学奠基
    • 6.22 直流电机的诞生与发展
    • 6.23 慢充
    • 6.24 快充
    • 6.25 空调系统
    • 6.26 制热系统和通风系统
  • 7 混合动力汽车设计
    • 7.1 混合动力的发展趋势
    • 7.2 混合动力汽车车型概况
    • 7.3 高压系统关系
    • 7.4 混合动力电动汽车类型
    • 7.5 串联式混合动力电动汽车
    • 7.6 并联式混合动力电动汽车
    • 7.7 混联式混合动力电动汽车
  • 8 燃料电池汽车
    • 8.1 燃料电池的组成
    • 8.2 燃料电池汽车的结构及工作原理
    • 8.3 模态分析
    • 8.4 稳态热分析实例
    • 8.5 屈曲分析实例
    • 8.6 支架拓扑优化设计
    • 8.7 悬臂支架优化分析
    • 8.8 侧板拓扑优化设计
  • 9 智能汽车及传感器概述
    • 9.1 智能汽车相关范畴
    • 9.2 智能网联汽车测试技术
    • 9.3 智能汽车传感器标定
    • 9.4 智能汽车概述
    • 9.5 教学视频
    • 9.6 霍尔式转速与相位传感器实操视频
    • 9.7 光电式相位传感器教学视频
    • 9.8 智能汽车电磁式转速与实操传感器实操视频
    • 9.9 毫米波雷达安装与校准视频
    • 9.10 高精度MEMS组合惯导传感器标定
    • 9.11 ADAS系统传感器融合方案设计
    • 9.12 轮的发明
    • 9.13 王者之车---指南车
  • 10 汽车设计风云
    • 10.1 中国汽车设计发展经典史话
    • 10.2 汽车与现代科技
    • 10.3 汽车与交通和环境
    • 10.4 汽车与经济
    • 10.5 汽车与社会
    • 10.6 汽车驾驶与安全
    • 10.7 汽车运动起源和种类
    • 10.8 汽车运动车手、赛车和车队
    • 10.9 汽车造型与色彩
      • 10.9.1 汽车造型演变
      • 10.9.2 汽车色彩赏析
      • 10.9.3 老爷车
      • 10.9.4 跑车
      • 10.9.5 汽车导购
    • 10.10 新能源汽车
      • 10.10.1 沉寂与复苏
      • 10.10.2 教辅资料公告
        • 10.10.2.1 汽车设计第4版教材
        • 10.10.2.2 直播视频回放
      • 10.10.3 基本结构
    • 10.11 电动风云
      • 10.11.1 电池篇
        • 10.11.1.1 起电机
        • 10.11.1.2 铅酸蓄电池
        • 10.11.1.3 镍氢蓄电池
        • 10.11.1.4 锂电池
      • 10.11.2 电机篇
        • 10.11.2.1 电磁大师法拉第
        • 10.11.2.2 交流电机的诞生与发展
        • 10.11.2.3 工作原理与基本结构
      • 10.11.3 章节测验
    • 10.12 氧传感器
      • 10.12.1 实操视频
    • 10.13 教学视频
    • 10.14 实操视频
    • 10.15 实操视频
    • 10.16 激光特性
    • 10.17 激光雷达测距原理
  • 11 项目一  智能网联汽车概述
    • 11.1 任务一  智能网联汽车的产生
  • 12 项目二  智能网联汽车产业架构及关键技术
    • 12.1 任务一  智能网联汽车的产业架构
    • 12.2 任务二  智能网联汽车的关键技术
  • 13 项目三  智能网联汽车环境感知技术
    • 13.1 任务一  智能网联汽车环境感知技术的认知
    • 13.2 任务二  智能网联汽车雷达的应用
    • 13.3 任务三  智能网联汽车视觉传感器的应用
  • 14 项目四  智能网联汽车高精度地图与定位技术
    • 14.1 任务一  智能网联汽车的高精度地图及应用
    • 14.2 任务二  智能网联汽车的高精度定位及应用
  • 15 项目五  智能网联汽车智能决策技术
    • 15.1 任务一  智能网联汽车智能决策技术的认知
    • 15.2 任务二  智能网联汽车计算平台的应用
  • 16 项目六  智能网联汽车控制执行技术
    • 16.1 任务一  智能网联汽车控制执行技术的认知
    • 16.2 任务二  智能网联汽车的控制执行技术及应用
  • 17 项目七  智能网联汽车人机交互技术
    • 17.1 任务一  人机交互技术发展的现状及未来
    • 17.2 任务二  人机交互技术在智能网联汽车上的应用
  • 18 项目八  智能网联汽车信息交互技术
    • 18.1 任务一  智能网联汽车信息交互技术的认知
    • 18.2 任务二  V2X技术在智能网联汽车上的应用
  • 19 转速与相位传感器
    • 19.1 电磁式转速与相位传感器
    • 19.2 霍尔式转速与相位传感器
    • 19.3 光电式转速与相位传感器
  • 20 温度与气体传感器
    • 20.1 温度传感器
    • 20.2 空气流量传感器
  • 21 超声波雷达
    • 21.1 超声波特性
    • 21.3 超声波测距原理
    • 21.2 激光雷达的分类与结构
    • 21.4 超声波雷达的结构与原理
    • 21.5 激光雷达安装与标定
    • 21.6 任务二  智能网联汽车的发展及现状
    • 21.7 超声波雷达实操视频
    • 21.8 超声波雷达教学视频
    • 21.9 实操视频1
    • 21.10 实操视频2
    • 21.11 教学视频
  • 22 毫米波雷达
    • 22.1 毫米波特性
    • 22.2 多普勒效应测距、测速、测角度原理
    • 22.3 毫米波雷达工作原理
    • 22.4 毫米波雷达安装与校准
    • 22.5 实操视频2
    • 22.6 教学视频
  • 23 激光雷达
  • 24 视觉传感器
    • 24.1 视觉传感器的分类与应用
    • 24.2 视觉传感器工作原理
    • 24.3 数字图像处理
    • 24.4 图像的边缘检测
    • 24.5 视觉传感器标定
    • 24.6 视觉传感器标定
    • 24.7 教学视频
    • 24.8 转向系设计算例
  • 25 定位与导航传感器
    • 25.1 任务三  数据云平台在智能网联汽车上的应用
    • 25.2 GPS定位系统
    • 25.4 任务四  智能网联汽车的信息安全
    • 25.3 惯性导航传感器
    • 25.5 高精度MEMS组合惯导传感器标定
  • 26 传感器融合实例
课堂教案

第1授课单元  第一章 汽车总体设计 第一、二节(2学时)

教学内容:第一章 汽车总体设计

第一节 概述

第二节 汽车形式的选择

教学目的:了解汽车总体设计应满足的基本要求、汽车开发程序,掌握汽车形式的选择

教学重点:汽车总体设计的要求与原则、汽车形式的选择

教学难点:汽车形式的选择

教学方法、手段:联系实际,与学生互动,利用板书讲解和多媒体授课相结合

板书设计:多媒体授课

教学过程:

一、导入新课

提问学生:1.谁第一个设计了汽车?2.通过学习《汽车构造》,能否说出按功能结构汽车分为哪几部分?3.你对汽车外形及其使用性能有哪些要求?

综合学生回答情况,提出总体设计基本要求。

二、讲授新课

§1-1 概述

一、汽车总体设计应满足的基本要求

1)汽车外廓尺寸应符合GBl589—89的外廓尺寸限界规定。

2)轴荷分布要合理,并应符合有关公路法规的限定要求。

3)汽车的各项性能,要求达到设计任务书所给定的指标。

4)进行有关运动学方面的校核,保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。

5)拆装与维修方便。

二、汽车开发程序

车型不同、生产纲领不同,新产品的开发阶段与工作内容也不同。一般新产品开发要经历五个阶段:

1. 设计任务书编制阶段

(1)调查分析

(2)市场预测及形体设计

(3)总体设计方案

(4)选型和编写设计任务书

2. 技术设计阶段

(1)协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾;

(2)将各总成设计结果反映到整车校对图上进行校对,进行“图面装配”;

(3)运动校核 ;

(4)性能的精确计算;

(5)编制包括整车明细表和技术条件在内的整车技术文件 。

3. 试制、试验、改进和定型阶段

试验应根据国家制定的有关标准逐项进行,试制、试验完成后应对结果进行分析,并针对暴露出来的技术问题进行改进设计,再进行第二轮试制和试验,直至产品定型。

4. 生产准备阶段:生产准备和小批量试生产

5. 生产销售阶段:对产品正式批量生产

§1-2 汽车形式的选择

一、汽车的分类

国标GB/T3730.1-2001将汽车分为乘用车商用车

二、汽车形式的选择

不同形式的汽车,主要体现在轴数、驱动形式以及布置形式上有区别。

(一)轴数

(1)影响选取轴数的因素

(2)我国公路标准有关规定

(二)驱动形式

汽车驱动形式有4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8等,其中前一位数字表示汽车车轮总数,后一位数字表示驱动轮数。

(三)布置形式

1. 乘用车的布置形式:发动机前置前轮驱动(FF)

发动机前置后轮驱动(FR)

发动机后置后轮驱动(RR)

2. 客车的布置形式:发动机前置后桥驱动

发动机中置后桥驱动

发动机后置后桥驱动

3. 货车的布置形式:平头式

短头式

长头式

偏置式

三、本授课单元小结

1. 发动机前置前轮驱动(FF)这种布置形式目前在发动机排量为2.5L以下的乘用车上得到广泛应用。

2. 发动机后置后桥驱动在客车上得到广泛应用。

四、练习巩固

要求学生课下思考并学会分析:

1. FF在乘用车上应用的特点;

2. 发动机后置后桥驱动在客车上应用的特点。

  五、布置下次课预习内容

§1-3,§1-4

第2授课单元  第一章 汽车总体设计 第三、四节(2学时)

教学内容:第一章 汽车总体设计

第三节 汽车主要参数的选择

第四节 发动机的选择

教学目的:了解汽车主要尺寸的确定方法,掌握汽车质量参数的确定、汽车重要性能参数的选择方法以及发动机的选择方法

教学重点:汽车重要性能参数的选择方法、发动机等总成部件的选型及计算

教学难点:汽车主要尺寸的确定方法、发动机主要性能指标的选择

教学方法、手段:联系实际,与学生互动,利用板书讲解和多媒体授课相结合

板书设计:多媒体授课

教学过程:

一、复习旧课

理清思路,总结、归纳第1授课单元讲述内容。

二、讲授新课

§1-3 汽车主要参数的选择

一、汽车主要尺寸的确定

汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车箱尺寸等。

1. 外廓尺寸(GB1589-2004)                        

2. 轴距L

3. 前轮距B1和后轮距B2:各类汽车的轴距和轮距

4. 前悬LF和后悬LR

5. 货车车头长度

二、汽车质量参数的确定

1. 整车整备质量m0

2. 汽车的载客量和装载质量

(1)载客量的确定

(2)装载质量的确定(me)

3.汽车总质量ma的确定

4.质量系数ηm0

5.轴荷分配(表1-6)

三、汽车性能参数的确定

1.动力性参数:最高车速vamax加速时间t上坡能力,汽车比功率和比转矩

2.燃油经济性参数:百公里燃油消耗量

3.汽车最小转弯直径Dmin—机动性

4.通过性几何参数(表1-11

5.汽车操纵稳定性参数

6.汽车制动性参数(表1-12

7.舒适性

§1-4发动机的选择

一、汽车用发动机的分类

二、发动机形式的选择:

重点讲述汽油机与柴油机的选用

三、发动机主要性能指标的选择

1.发动机最大功率Pemax和相应转速nP

2.发动机最大转矩Tmax及相应转速nT

要求nP/nT1.42.0之间选取。

设问:发动机常用的工作功率和转矩是多少?

四、发动机的悬置:

对悬置元件要求;

介绍学科前沿:NVH问题。

三、本授课单元小结

1. 汽车主要参数包括:尺寸参数、质量参数和汽车性能参数。

2. 汽油机主要用于轻型车和乘用车、柴油机主要用于货车、大型客车上。随着发动机技术的进步,轻型车和乘用车用柴油机有日益增多的趋势。        

四、练习巩固

要求学生课下思考并学会分析:

1.汽车性能参数的选用对汽车使用性能的影响;

2.选用汽油机和柴油机的优、缺点。

  五、布置下次课预习内容

§1-5~§1-8

第3授课单元  第一章 汽车总体设计 第五~八节(2学时)

教学内容:第一章 汽车总体设计

第五节 车身形式

第六节 轮胎的选择

第七节 汽车的总体布置

第八节 运动校核

教学目的:了解车身形式、轮胎选择方法、运动校核的目的和方法,掌握汽车总体布置要求

教学重点:汽车总体布置

教学难点:运动校核方法

教学方法、手段:联系实际,与学生互动,利用板书讲解和多媒体授课相结合

板书设计:多媒体授课

教学过程:

一、复习旧课

理清思路,总结、归纳第2授课单元讲述内容。

二、讲授新课

§1-5车身形式

一、乘用车车身形式

1. 折背式 2. 直背式 3. 舱背式4.折背式变型

基本车身形式的主要区别表现在车身顶盖与车身后部形状之间的关系上有差别。

以夏利车为例,提问:什么是两厢车?什么是三厢车?

二、客车的车身形式

1.单层客车  2. 双层客车

按照车头形式不同分为:平头式和短(长)头式

§1-6 轮胎的选择

一、轮胎与车轮应满足的基本要求

足够的负荷能力和速度能力

具有较小的滚动阻力和行驶噪声

良好的附着特性和质量平衡

耐磨损、耐刺扎、耐老化和良好的气密性

质量小、价格低、拆装方便、互换性好

二、轮胎的分类

按胎体结构:子午线轮胎、斜交轮胎

按帘线材料:钢丝轮胎、半钢丝轮胎、人造纤维轮胎和棉帘线轮胎

按用途:乘用车、商用车轮胎、非公路用车轮胎、特种车轮胎

按胎面花纹:公路花纹、越野花纹、混合花纹和特种花纹轮胎

按断面形状:普通断面轮胎和低断面轮胎

按气密方式:有内胎轮胎和无内胎轮胎

三、轮胎的特点与选用

子午线轮胎与斜交轮胎的性能比较

§1-7 汽车的总体布置

一、整车布置的基准线(面)-零线的确定

1.车架上平面线(垂直方向尺寸的基准线)

2.前轮中心线(纵向方向尺寸的基准线)

3.汽车中心线(横向尺寸基准线)

4.地面线— 标车高、货台高、接近角、离去角、离地间隙

5.前轮垂直线                                                              

二、各部件的布置

1.发动机的布置

(1)发动机上下位置:影响驾驶员视野、汽车最小离地间隙

(2)发动机前后位置:考虑轴荷分配、前置后驱传动轴夹角、面积利用率、拆装方便

(3)发动机左右位置:曲轴中心与汽车中心尽量一致

2.传动系的布置

考虑半轴通用性、客厢地板凸包高度、后排座椅厚度

3.转向装置的布置:(1)转向盘位置  (2)转向器位置

4.悬架的布置

5.制动系的布置:脚制动踏板力或手制动杆力大于400N时,应加助力装置;应检查杆件运动时是否有干扰和死角;制动管路安全可靠

6.踏板的布置

7.油箱、备胎、行李箱、蓄电池的布置

8.车身内部布置

9.乘用车外廓尺寸确定:H点、R点定义

10.安全带的位置

§1-8 运动校核

  目的: 汽车能否正常工作

分析内容: 从整车角度出发进行运动学正确性的校核;

对于有相对运动的部件或零件进行运动干涉校核。

举例说明运动校核的方法:转向传动装置与悬架共同工作校核图

三、本授课单元小结

1. 总结整车各部件的布置要求。

2. 指出在总布置设计中,进行运动检查的目的及内容。

四、本章作业

1.汽车整车布置的基准线有哪些?其作用?请用图表示出。

2. 分析FF在乘用车上、发动机后置后桥驱动在客车上广泛应用的原因?

3.汽车的主要参数分为哪些类?各质量参数是如何定义的?

4.发动机主要性能指标是什么?常用发动机功率及转矩是多少?

5. 车身设计中的H点和R点是什么?

  五、布置下次课预习内容

第二章 离合器设计