《汽車底盤設計》

《汽車底盤設計》

《汽車底盤設計》是由王霄峰所寫的工科高等院校車輛工程專業的教材,也可以作為汽車行業及相關行業工程技術人員的參考書,由清華大學出版社於2010年4月1日出版。

基本信息

內容簡介

《汽車底盤設計》《汽車底盤設計》

《汽車底盤設計》旨在介紹汽車底盤設計的基本理論和方法。全書共分12章,內容包括:汽車的總體設計,汽車零部件的載荷及其強度計算方法,離合器設計,機械式變速器設計,萬向節和傳動軸設計,驅動橋設計,車架設計,車輪定位,懸架設計,轉向系統設計,制動系設計,汽車穩態操縱穩定性設計。

書中內容主要涉及設計要求、結構方案的分析與選擇、主要性能和結構參數的確定、性能和強度計算方法、計算載荷的確定等。書中包含了一些例題,以幫助讀者更好地學習、理解有關內容。

《汽車底盤設計》是工科高等院校車輛工程專業的教材,也可以作為汽車行業及相關行業工程技術人員的參考書。

編輯推薦

《汽車底盤設計》:普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,清華大學汽車工程系列教材

圖書目錄

1汽車的總體設計
1.1引言
1.2汽車總體設計的任務與地位
1.3汽車總體設計的工作順序
1.3.1明確汽車設計的前提條件
1.3.2汽車設計、開發的一般程式
1.4汽車設計的一般原則
1.4.1設計人員的工作宗旨
1.4.2產品的價位
1.4.3產品系列化、零部件通用化、零件標準化和統一加工標準
1.4.4提高汽車行駛性能的主要措施
1.5材料、工藝與設計的關係
1.6安全標準
1.7汽車設計方法
1.7.1經驗設計方法
1.7.2計算機輔助工程(CAE)方法
1.7.3試驗方法
1.8汽車產品型號和形式的確定
1.8.1汽車的產品型號
1.8.2汽車的軸數
1.8.3汽車的驅動形式
1.8.4貨車布置形式的選擇
1.8.5大客車的布置形式
1.8.6轎車的布置形式
1.9汽車主要尺寸的選擇
1.10汽車質量參數的確定
1.10.1汽車的裝載質量(簡稱裝載量)和載客量
1.10.2整車整備質量m及其估算
1.10.3汽車總質量m的確定
1.10.4汽車的軸荷分配
1.11汽車主要性能參數的選擇
1.11.1動力性能參數
1.11.2燃料經濟性指標
1.11.3汽車的最小轉彎直徑
1.11.4汽車通過性參數
1.11.5汽車操縱穩定性參數
1.11.6汽車行駛平順性參數
1.11.7制動性參數
1.12汽車發動機的選擇
1.12.1發動機形式的選擇
1.12.2發動機性能參數的選擇
1.13輪胎的選擇
1.14汽車總布置圖及各部件布置
1.14.1基準線(面)
1.14.2基準線畫法
1.14.3發動機系統和傳動系的布置
1.14.4車廂及駕駛室的布置
1.14.5貨箱的布置
1.14.6懸架、轉向系統、制動系統、電器系統的布置(略)
1.14.7軸荷分配和質心位置的計算
1.15運動校核
練習題
2汽車零部件的載荷及其強度計算方法
2.1概述
2.2車輪與路面接觸點處的作用力
2.2.1最大垂直力工況
2.2.2最大側向力工況
2.2.3最大制動力工況
2.2.4最大驅動力工況
2.3發動機轉矩引起的載荷
2.4汽車零部件的強度計算
2.5汽車零部件的許用應力與安全係數
2.5.1靜強度許用應力
2.5.2疲勞強度許用應力的估計
2.5.3材料的選擇
3離合器設計
3.1概述
3.2離合器的結構選擇
3.2.1從動盤數的選擇
3.2.2壓緊彈簧的形式和布置
3.2.3壓盤的驅動方式
3.2.4分離槓桿和分離軸承
3.2.5離合器的通風散熱
3.2.6從動盤
3.3離合器基本參數和主要尺寸的選擇
3.4離合器壓緊彈簧的設計
3.4.1圓柱螺鏇彈簧
3.4.2膜片彈簧
3.5扭轉減振器
3.6離合器的接合過程
3.7離合器操縱機構的設計
3.7.1對離合器操縱機構的要求
3.7.2離合器操縱機構結構形式的選擇
3.7.3離合器操縱機構的主要計算
3.8汽車傳動系在非穩定工況下的載荷
3.8.1由發動機激振轉矩引起的傳動系載荷
3.8.2換擋時引起的動載荷
3.8.3猛接離合器起步時的動載荷
3.8.4緊急制動時的動載荷
3.8.5傳動系靜強度計算的載荷與安全係數
練習題
4機械式變速器設計
4.1概述
4.2變速傳動機構的方案分析
4.2.1兩軸式變速器
4.2.2中間軸式變速器
4.2.3倒擋傳動布置方案
4.2.4多擋變速器的組合方案分析
4.3變速器零部件結構方案分析
4.3.1齒輪形式
4.3.2換擋結構形式
4.3.3軸承形式
4.3.4各擋齒輪在軸上的安排順序
4.3.5變速器的裝配問題
4.3.6變速器整體結構剛性
4.4變速器的操縱機構
4.4.1直接操縱變速器
4.4.2變速器的遠距離操縱
4.5變速器主要參數選擇
4.5.1中心距
4.5.2變速器軸向尺寸
4.5.3軸的直徑
4.5.4齒輪參數
4.5.5各擋齒輪齒數的分配
4.6同步器
4.6.1鎖銷式同步器的工作原理
4.6.2鎖環式同步器
4.6.3同步器主要參數的確定
練習題
5萬向節和傳動軸設計
5.1概述
5.2普通十字軸式萬向節
5.2.1單萬向節傳動
5.2.2雙萬向節傳動
5.2.3多萬向節傳動
5.2.4十字軸式萬向節的設計
5.3準等速萬向節
5.3.1雙聯式萬向節
5.3.2凸塊式萬向節
5.3.3三銷軸式萬向節
5.4等速萬向節
5.4.1固定式球籠萬向節
5.4.2伸縮式球籠萬向節
5.4.3固定式球叉萬向節
5.4.4伸縮式球叉方向節
5.4.5三樞軸式萬向節
5.5撓性萬向節
5.6傳動軸設計
5.7傳動軸的中間支承
練習題
6驅動橋設計
6.1概述
6.2主減速器結構形式的選擇
6.3主減速器錐齒輪的許用偏移量
6.4主減速器錐齒輪的支承
6.5錐齒輪嚙合調整
6.6潤滑
6.7主減速器齒輪的齒形
6.8主減速器錐齒輪設計
6.9主減速器錐齒輪軸承的載荷
6.10差速器設計
6.11車輪傳動裝置
6.12驅動橋殼設計
練習題
7車架設計
7.1車架的功用和要求
7.2框式車架
7.3脊樑式車架
7.4綜合式車架
7.5縱梁的形式
7.6橫粱的形式
7.7縱、橫樑的連線
7.8車架寬度
7.9車架的扭轉剛度
7.10車架的載荷工況及強度計算
練習題
8車輪定位
8.1車輪外傾角
8.2主銷後傾角
8.3主銷內傾
8.4主銷偏移距
8.5前束
練習題
9懸架設計
9.1對懸架設計的要求
9.2汽車懸架設計的一般步驟
9.3懸架彈性特性
9.4懸架的側傾特性
9.5非獨立懸架
9.6獨立懸架
9.7拖臂扭轉梁式懸架
9.8平衡懸架
9.9懸架中的彈性元件
9.10鋼板彈簧的設計計算
9.11扭桿彈簧的設計計算
9.12螺鏇彈簧的設計計算
9.13空氣彈簧和油氣彈簧
9.14獨立懸架導向機構的設計
9.15獨立懸架導向機構的受力分析與強度計算
9.16減振器主要參數及尺寸的選擇
9.17橫向穩定桿的設計
練習題
10轉向系統設計
10.1概述
10.2機械轉向器
10.3轉向系統的主要性能參數
10.4轉向器的效率
10.5動力轉向系統概述
10.6整體式動力轉向器
10.7齒輪齒條式動力轉向器
10.8轉閥特性曲線的計算
10.9動力轉向泵
10.10動力轉向油罐
10.11動力轉向油管
10.12轉向器角傳動比的變化規律
10.13轉向梯形設計
10.14轉向桿系與懸架的匹配設計
10.15動力轉向系統的參數設計
10.16汽車轉向傳動機構元件
練習題
11制動系設計
11.1概述
11.2制動器的主要性能要求
11.3鼓式制動器
11.4盤式制動器
11.5摩擦襯片(襯塊)磨損特性的計算
11.6前、後輪制動力矩的確定
11.7應急制動和駐車制動所需要的制動力
11.8制動器主要元件
11.9制動驅動機構的形式及其計算
練習題
12汽車穩態操縱穩定性計算
12.1不足轉向度的定義
12.2引起車輛不足轉向的原因
12.3線路假設
12.4線性三自由度車輛操縱性模型及模型參數
12.5不足轉向度K的計算
參考文獻

序言

本書屬於普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。
汽車工業已經成為我國國民經濟的支柱產業之一。隨著我國汽車工業強調進行自主開發,汽車產品的設計、分析、試驗技術等都日益受到重視。作者從事汽車設計(主要是底盤設計)的學習、研究、試驗、分析、教學、設計工作已有30餘年,深感汽車設計這門課對上述工作的重要性。特別是最近幾年參加了一些汽車車型的設計工作,對於汽車設計這門課所講授的知識、方法以及從事汽車設計工作的思想方法都有了新的認識。作者學習、參考的汽車設計教材主要是原吉林工業大學編寫的各個版本的《汽車設計》。感到該教材所講授的知識和方法對於實際工作很實用,其傳達的從事汽車設計工作的思想方法特別有價值,這就是合理地利用比較簡單的分析、計算、校核方法來解決複雜的工程設計問題。在本書的編寫中,上述教材是主要的參考資料。同時,根據作者在學習、研究、教學和技術工作(汽車總體設計、懸架設計、轉向系統設計、懸架和轉向系統的匹配設計、可靠性設計、強度計算、有限元分析等)中獲得的一些感想、理解和工作結果增添了有關內容。

作者認為,為了培養車輛工程專業本科生利用所學的基礎理論知識解決實際工程問題的能力,需要適當增加有關的公式推導過程,這對於培養他們的實際工作能力是很重要的。

由於汽車設計涉及的內容非常廣泛,不可能在一本這樣的教材中全面涵蓋,必須有所取捨。編寫本書的指導思想是向工科高等院校的本科生介紹汽車設計的基本知識,所涉及的內容基本上都是汽車機械設計的知識。本書所介紹的結構、設計、方法都是目前實用的,並且預計在相當遠的未來也是適用的。這些知識對於從事汽車技術工作的人都是很需要的,是他們進行工作和繼續學習的基礎。

本書是工科高等院校車輛工程專業的教材,也可以作為汽車行業及相關行業工程技術人員的參考書。希望本書有助於他們更好地學習、理解和掌握汽車底盤設計的基本理論和方法,特別是提高在實際工作中正確、有效套用它們的能力。

文摘

世界上第一輛以內燃機為動力的汽車是在1886年誕生的。汽車工業經過一百多年的發展已經達到了相當高的技術水平。現代汽車已經成為世界各國國民經濟軍事社會生活中不可缺少的一種運輸工具。汽車工業的規模和其產品的質量也成為衡量一個國家技術水平的重要標誌之一。

汽車工業是由多種工業部門(機械、電氣、電子、化工、石油、紡織工業等)聚集而成的綜合工業。所以,汽車設計需要運用涉及這些工業的全部知識,包括機械工程、電工工程、電子工程、化工工程(橡膠、紡織、塑膠、油漆等)方面的知識。車身設計作為汽車設計的一個重要方面,在工業設計中占有重要地位。對於汽車車身的形狀,不僅要對它進行功能需求設計,還必須對它進行美學設計。

總之,進行現代汽車設計需要多方面的知識和經驗,而汽車零部件又多達數千種,因此想一個人單獨進行設計是不可能的,一般都是由許多人組織成集團性設計組織,把每個人有機地結合在一起來進行汽車設計。

由於汽車生產一般是按大批量生產方式組織的(年產幾萬輛至幾十萬輛),一旦設計確定之後,就要以此為基準裝備龐大而貴重的生產設施。如果汽車設計存在缺陷,就可能造成巨大的損失(更改生產過程造成的損失、昂貴的保修成本、公司聲譽下降、市場份額降低等)。因此,在設計汽車時,應該經常想到這一點,對設計採取慎重的態度,採用科學的設計、開發方法、程式,努力達到汽車設計的高質量,得到在性能、可靠性和成本方面具有競爭力的產品。
汽車底盤主要包括:①傳動系——離合器(或液力耦合器、液力變矩器)、變速器、傳動軸、驅動橋(主減速器、差速器、半軸、橋殼)、車輪;②車架;③懸架;④轉向系統;⑤制動系統。

由於汽車底盤設計與汽車總體設計有極其密切的關係,在此首先介紹有關汽車總體設計的內容。

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