汽車總體設計精品課件

1、汽車總體設計1第1頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四汽車總體設計汽車作為綜合性很高的產(chǎn)品，對汽車設計提出了眾多的、彼此有時又相互制約的要求。在設計中要對這眾多要求進行協(xié)調(diào)和按不同層次進行處理，所以需要在設計開發(fā)開始階段進行總體設計，即根據(jù)整車設計的總目標，明確各種要求的主次地位、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使它們和諧組合在一起，形成既先進又合理的方案，達到預期的效果。2第2頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四汽車總體設計汽車總體設計整車總體設計車身總體設計3第3頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四一、整車總體設計以下以整車全新開發(fā)設計為例4第4頁，共

2、34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四整車總體設計主要輸入1、企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃 包括產(chǎn)品分工范圍、市場需求、技術(shù)發(fā)展趨勢產(chǎn)品設計方針、主要技術(shù)經(jīng)濟指標： 產(chǎn)品用途、型式、整車性能指標、產(chǎn)品成本、生產(chǎn)綱領(lǐng)等2、整車設計總目標5第5頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四整車總體設計主要輸出1、產(chǎn)品設計原則2、整車設想及方案論證報告3、總體方案草圖4、設計任務書5、整車總布置草圖6第6頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四整車總體設計主要輸出6、整車外形草圖7、總布置尺寸控制圖8、運動校核圖9、部件設計要求、方案分析報告10、電子樣車或汽車總裝配圖7第

3、7頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四整車總體設計主要輸出11、試制產(chǎn)品分析報告12、性能試驗分析與產(chǎn)品改進報告13、產(chǎn)品定型報告8第8頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四整車總體設計的主要任務選擇汽車主要參數(shù)和尺寸提出整車設想(總體方案)為各部件設計提供參數(shù)和要求對各部件進行布置和運動校核對汽車性能進行精確計算和控制處理整車與部件、部件與部件之間的矛盾處理設計、制造、使用者之間的矛盾考慮變型車（性能、尺寸）9第9頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四整車總體設計的工作順序制定設計原則進行方案論證選型編寫設計任務書技術(shù)設計總布置設計制作

4、電子樣車或繪制汽車總裝配圖試制、試驗修改和定型12345造型階段規(guī)劃選型階段工程化后階段試制階段10第10頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四制定設計原則調(diào)查研究企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃制定設計原則產(chǎn)品設計方針技術(shù)經(jīng)濟指標整車設計目標調(diào)查分析報告設計原則文件1、主要技術(shù)經(jīng)濟要求（對技術(shù)先進性、工藝性、繼承性、生產(chǎn)成本和零部件通用化的要求）2、需要考慮哪些變型3、追求價值的順序（各種使用性能中優(yōu)先保證等級次序）4、當使用、經(jīng)濟和制造等要求發(fā)生矛盾時，進行技術(shù)經(jīng)濟分析（價值分析、功能成本分析等）1、資料收集、整理分析2、產(chǎn)品的使用調(diào)查3、生產(chǎn)調(diào)查（生產(chǎn)設備、能力）4、參考車性能調(diào)查11第1

5、1頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四進行方案論證整車設想方案論證對比尋優(yōu)1、根據(jù)設計原則確定的整車設計方向提出整車設想。2、繪制多幅總體方案草圖整車設想方案總體方案草圖（多種）1、對方案進行功能成本分析等價值分析2、多方案對比分析兩種較佳的總體設計方案12第12頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四1、選擇汽車的布置型式2、確定整車尺寸、主要性能和質(zhì)量參數(shù)以及各總成基本型式3、總布置硬點設計4、畫總布置草圖選型編寫設計任務書選型編寫設計任務書整車參數(shù)表 總成配置選型總布置草圖設計任務書為以后設計、試驗和工藝準備提供指導和依據(jù)。包括：1、任務來源；2、產(chǎn)品

6、用途、使用條件；3、設計依據(jù)、設計原則和技術(shù)論證意見；4、產(chǎn)品型號、整車布置型式及主要技術(shù)規(guī)格和參數(shù)（尺寸、質(zhì)量、性能）、使用可靠性、壽命和環(huán)境適應性等；5、各主要總成部件的結(jié)構(gòu)型式和特性參數(shù)；6、同類產(chǎn)品技術(shù)性能的統(tǒng)計分析和對比；7、擬用的新技術(shù)、新材料、新工藝及設計方法；8、系列化及變型、標準化和通用化水平；9、生產(chǎn)量綱、生產(chǎn)方式、設備條件、預期的制造成本和技術(shù)經(jīng)濟分析；10、維修和保養(yǎng)的方便性、續(xù)駛里程。11、總布置設計硬點。附有總布置草圖和外形圖。設計任務書總布置草圖與總體方案草圖不同：它要對各個部件進行較仔細的布置、并對軸荷分配和質(zhì)心高度進行計算和調(diào)整；比較準確地確定汽車的軸距、總長

7、、總高、離地間隙、貨臺（或地板）高度等主要尺寸；比較準確地化出各部件的形狀和尺寸；確定總布置設計硬點。13第13頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四技術(shù)設計及總布置設計繪制尺寸控制圖和總布置計算1、精確確定各部件的位置2、確定各部件的支承連接方式3、給出各部件的控制尺寸和控制質(zhì)（重）量4、對各相對運動的零部件進行運動校核，繪制多種運動校核圖5、繪制總布置控制尺寸圖6、對各部件提出具體的設計要求7、提供準確的整車有關(guān)尺寸和數(shù)據(jù)以及設計載荷。車身總布置設計造型階段進行造型設計及模型制作整車總布置圖確定汽車的軸距、總長、總高、離地間隙、貨臺（或地板）高度等控制尺寸；以及動力系統(tǒng)和

8、行走系統(tǒng)的輪廓和位置。14第14頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四制作電子樣車或繪制汽車總裝配圖工程化設計制作電子樣車繪制汽車總裝配圖進行電子樣車裝配或圖面裝配核算和標注汽車外形尺寸和總布置的各項尺寸鏈；進行運動干涉分析為整車性能CAE分析、裝配工藝CAE分析等提供基礎15第15頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四試制、試驗、修改和定型處理試制中暴露的設計問題處理試驗過程中暴露出的問題16第16頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四二、車身總體設計以下以轎車全新開發(fā)設計為例17第17頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星

9、期四車身開發(fā)設計過程新車方案及車身邊界草案初步車身布置及工程分析車身總布置設計及工程分析外形概念草圖外形概念草圖外形效果圖外部效果圖1/5外模型風洞試驗1/1內(nèi)模型(概念)內(nèi)部設計內(nèi)部確認模型1/1外模型直至確認表面風洞試驗特征截面圖內(nèi)部布置設計總布置設計詳圖或主模型技術(shù)及工程分析優(yōu)化及細化樣車設計樣車試制道路試驗工藝及設備設計QQQQQQQQMMMMM內(nèi)部設計詳圖及工程分析AMMMB18第18頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四車身開發(fā)設計過程(續(xù))批量生產(chǎn)的車身線圖、零件圖設計主模型工藝及設備設計工裝及設備制造小批量試制批量生產(chǎn)MMMMQ-以用戶眼光檢查質(zhì)量及功能M-可

10、采用主模型技術(shù)在A或B階段前，允許反復循環(huán)推敲，以便逼近最佳狀態(tài)。19第19頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的特點轎車車身是整車的重要組成部分，與底盤密切相關(guān)，因此轎車車身設計不能只考慮本身的條件、還必須在充分考慮整車總布置的情況下進行。同樣必須遵循3S和4M的基本原則： 3S-Standardizayion標準化、Simplification簡單化、Specialization專業(yè)化；4M-Man人和勞力、Machine機器、Material材料、Method工藝方法。20第20頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的特點轎車

11、車身無論是在用材、加工、裝配、結(jié)構(gòu)、設計乃至使用功能等方面與汽車上的其他總成都有很大的差異： 在外形和結(jié)構(gòu)上，轎車車身殼體是由許多具有空間曲面外形的大型覆蓋件所組成。對于轎車整車外形來說，整體協(xié)調(diào)美觀、又保證其必要的流線型。在設計大型覆蓋件時，對互換性和裝配準確度也較嚴格的要求，必須保證其工藝性要求。因此，要求轎車車身表面的各點（空間坐標）連成的曲線必須在縱向和橫向兩個截面上反復協(xié)調(diào)并光順。傳統(tǒng)的設計方法規(guī)定車身樣圖必須采用坐標網(wǎng)格來表示，但也無法單純依靠圖紙準確地將復雜空間曲面完全準確的表達出來，還必須輔實體模型，即采取一整套特殊的實物（外形樣板和主模型等）模擬和“移形”（模擬量傳遞）的辦法

12、。在產(chǎn)品設計、生產(chǎn)準備和投產(chǎn)等階段中，實物可以補充樣圖的不足，保證成套工藝裝備（模具和裝焊夾具等）之間乃至零部件之間的協(xié)調(diào)驗證?；谶@些特點，也決定了轎車車身設計有別于汽車其他總成而自成一套體系的工作方法。21第21頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求轎車車身設計不僅要求造型美觀，更重要的是要實現(xiàn)相應的功能。轎車車身設計的要求主要考慮使用性、人機工程學、節(jié)能以及對空氣動力學等方面的要求。22第22頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求造型美觀轎車在造型方面的要求比其他車輛要高得多；轎車不僅是運輸工具，也是工業(yè)藝術(shù)品轎車的

13、外形既要具有民族特色，又要能在滿足使用要求的同時符合時代潮流。目前，由于高速公路的迅速發(fā)展，車速越來越高，要求轎車具有良好的空氣動力學特性的同時，還要具有很強的動感，以滿足轎車的美學要求。23第23頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求性能良好舒適性評價在規(guī)定條件下，合理乘用時乘員感覺良好與否的標準。影響舒適性的因素轎車內(nèi)部空間布置座椅尺寸、形狀及其空間與人體接觸處的材質(zhì)軟硬度和質(zhì)感振動頻率視野內(nèi)飾對乘員心理的影響效果乘坐的安全感24第24頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求保證舒適性需要做到的幾個方面進行合理的座椅設計

14、和內(nèi)部空間布置，按人機工程學的觀點來考慮座椅的尺寸和形狀，即根據(jù)國際人體尺寸要求來確定，并且有一定的調(diào)節(jié)量，形狀曲線應最大限度地滿足人體支承面積和柔韌性要求，并保證人體起、坐、操作姿勢的有效支承。同時還要具有與整車相匹配的振動特性，良好的體壓分布?？蛶贾煤侠?，寬敞明亮，位置恰當，給乘員以合適的乘坐空間。乘坐空間是指在最經(jīng)濟的外部尺寸條件下，允許乘員有最低限度的活動空間，而不是指日常人們在室內(nèi)活動所要求的空間。車身內(nèi)飾的造型與材料應使乘員感到方便、可靠和明亮。內(nèi)飾色彩既要考慮與車身外部色彩的協(xié)調(diào)，更要考慮使人感到寧靜、悅目。所以內(nèi)飾色彩以復合色為宜。25第25頁，共34頁，2022年，5月20

15、日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求保證舒適性需要做到的幾個方面（續(xù)）車身結(jié)構(gòu)要保證有足夠的強度和合適的剛度，車身振動及噪聲要達到有關(guān)法規(guī)的規(guī)定，給人以安靜舒適感?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)應能滿足人們對乘坐環(huán)境的要求，包括濕度、溫度空氣的清潔度、刺激性氣味的多少以及它們的分布狀況等。具有良好的密封性，雨雪和灰塵不能進入客廂，并且隔音、隔熱性能良好。轎車必須具有必要的儀表、電子通訊設備等，給人以駕駛、工作上的方便。26第26頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求安全性車身設計對安全性的考慮有兩個方面，既正常行駛的防護措施與發(fā)生意外事故時的補救措施。轎車車身設計除了要保

16、證車身有足夠的強度和合適的剛度外，還要注意以下幾點：設置座椅安全帶及安全氣囊等乘員保護裝置。內(nèi)飾部件應軟化。車門鎖、發(fā)動機罩鎖不能自動開啟，鎖要設有二檔機構(gòu)或安全鉤裝置。按國家有關(guān)汽車安全性法規(guī)及有關(guān)標準設計轎車車身，如安全帶的配置與使用、安全氣囊的控制、方向盤的防撞軟化結(jié)構(gòu)、車身客廂部位的骨架加強、吸能保險杠等。27第27頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求可靠性車身設計既要保證在常規(guī)負荷下的車身結(jié)構(gòu)及其附件的耐用性和有效性，又要考慮到在允許超負荷下的安全性。可靠性并不是允許無限制地超過合理負荷去提高安全性，而是指在可能發(fā)生的非正常情況下，結(jié)構(gòu)與機構(gòu)仍可

17、保證使用性能而言。在車身可靠性保證中，有些是通過附加裝置使原來機構(gòu)發(fā)生故障時，仍可在一定時間內(nèi)、一定程度上保持功能的措施。28第28頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求視野性指駕駛員操作時,在不改變操作姿態(tài)的狀態(tài)下對道路及周圍環(huán)境觀察的可見范圍,或乘員在正常乘坐狀態(tài)下對車外環(huán)境的可見范圍。車身設計時必須保證有良好的視野性,視野的最低限度必須保證駕駛時對一切國家交通法規(guī)所規(guī)定的路標、信號以及道路情況方便而有效地觀察。乘員的視野應以從車廂內(nèi)向外觀望的最佳視野范圍和盡可能少地暴露乘客自身為限。29第29頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車

18、車身設計的要求乘坐方便性是乘員、駕駛員進出車廂和行李裝卸方便與否的評價標準。上下車方便性與車門洞的高度、寬度、車門的開度、座椅與立柱的相對位置、駕駛員座椅與各種踏板的相對位置等都有密切的關(guān)系。轎車車身設計時必須考慮乘坐方便性。30第30頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求操縱方便性是指駕駛員能夠清晰地看到儀表上的所有數(shù)據(jù)和各種顯示，儀表的表面不眩目，不會被轉(zhuǎn)向盤、手柄或其它部件所遮擋；駕駛員與方向盤、各種踏板、儀表板，各種操縱手柄、操控按鈕等的相對位置要合理。31第31頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求良好的空氣動力特性轎車的車速提高，對空氣動力特性的要求越來越高?？諝庾枇Τ蔀樘岣哕囁佟⒔档陀秃牡闹饕蛩?。減少空氣阻力一般采用的措施：轎車內(nèi)部空間布置座椅尺寸、形狀及其空間與人體接觸處的材質(zhì)軟硬度和質(zhì)感振動頻率視野內(nèi)飾對乘員心理的影響效果乘坐的安全感32第32頁，共34頁，2022年，5月20日，9點14分，星期四轎車車身設計的要求制造容易，維護、拆裝方便目前