前言
第1篇汽車底盤總體設(shè)計概論
第1章汽車底盤設(shè)計的任務(wù)2
1.1汽車底盤設(shè)計的定位2
1.1.1車輛工程專業(yè)課之間的關(guān)系2
1.1.2汽車底盤設(shè)計的層次概念3
1.2汽車底盤總體設(shè)計的任務(wù)4
1.2.1確認(rèn)汽車底盤總體設(shè)計的前提條件4
1.2.2明確汽車底盤總體設(shè)計的一般原則5
1.2.3達(dá)到汽車底盤總體設(shè)計基本要求5
1.2.4協(xié)調(diào)材料、工藝與設(shè)計的關(guān)系6
1.2.5完成汽車底盤總體設(shè)計的具體工作6
1.3汽車底盤總體設(shè)計的開發(fā)程序6
1.3.1設(shè)計任務(wù)書編制階段7
1.3.2技術(shù)設(shè)計階段9
1.3.3試制、試驗、改進(jìn)、定型階段9
1.3.4生產(chǎn)準(zhǔn)備階段9
1.3.5生產(chǎn)銷售階段10
第2章汽車總體形式及參數(shù)選擇11
2.1汽車形式的選擇11
2.1.1汽車的軸數(shù)和驅(qū)動形式11
2.1.2汽車的布置形式11
2.2汽車主要參數(shù)的選擇15
2.2.1汽車主要尺寸的確定15
2.2.2汽車質(zhì)量參數(shù)的確定18
2.2.3汽車性能參數(shù)的確定19
2.3車身形式與輪胎選擇22
2.3.1車身形式22
2.3.2輪胎選擇23
第3章汽車底盤布局設(shè)計25
3.1汽車底盤總布置草圖及各部件布置25
3.1.1整車布置的基準(zhǔn)線（面）——零線的確定25
3.1.2各部件的布置26
3.2汽車常規(guī)動力系統(tǒng)匹配29
3.2.1汽車動力系統(tǒng)匹配任務(wù)30
3.2.2發(fā)動機(jī)形式的選擇30
3.2.3發(fā)動機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇31
3.2.4發(fā)動機(jī)的懸置32
3.2.5傳動比的選擇33
3.3駕駛室內(nèi)部駕乘與安全布置34
3.3.1駕駛室內(nèi)部布置34
3.3.2安全帶與安全氣囊的布置41
3.4新能源汽車動力與傳動系統(tǒng)匹配布局42
3.4.1純電動汽車動力與傳動系統(tǒng)匹配布局43
3.4.2混合動力汽車動力與傳動系統(tǒng)匹配布局47
3.5智能車輛控制系統(tǒng)布局簡介52
3.5.1智能車輛控制系統(tǒng)介紹52
3.5.2智能車輛傳感器布局簡介53
3.5.3智能車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)布局簡介56第2篇汽車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計
第4章離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計59
4.1離合器設(shè)計的基本要求59
4.2離合器結(jié)構(gòu)形式與主要參數(shù)的選擇59
4.2.1離合器結(jié)構(gòu)形式59
4.2.2離合器主要參數(shù)的選擇61
4.3離合器膜片彈簧的設(shè)計與計算63
4.3.1膜片彈簧的主要參數(shù)63
4.3.2膜片彈簧的彈性特性64
4.3.3膜片彈簧工作點位置的選擇66
4.3.4比值H/h和h的選擇67
4.3.5比值R/r和R、r的選擇67
4.3.6圓錐底角α的選擇67
4.3.7分離指數(shù)目n的選取67
4.4扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計67
4.4.1扭轉(zhuǎn)減振器的組成和功用67
4.4.2扭轉(zhuǎn)減振器線性和非線性特性68
4.4.3扭轉(zhuǎn)減振器的主要參數(shù)68
4.4.4通用的從動盤減振器局限性70
4.5離合器的操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計70
4.5.1對操縱機(jī)構(gòu)的要求70
4.5.2操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇70
4.5.3離合器操縱機(jī)構(gòu)的主要計算71
第5章機(jī)械式變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計73
5.1變速器設(shè)計的基本要求73
5.2變速器主要參數(shù)的選擇73
5.2.1變速器的檔數(shù)73
5.2.2傳動比范圍74
5.2.3中心距74
5.2.4殼體的外形尺寸74
5.2.5變速器軸的直徑75
5.2.6齒輪參數(shù)75
5.2.7各檔齒輪齒數(shù)的分配78
5.3變速器的設(shè)計與計算80
5.3.1齒輪的損壞形式80
5.3.2輪齒強(qiáng)度計算80
5.3.3軸的剛度與強(qiáng)度計算82
5.4同步器設(shè)計83
5.5自動變速器匹配設(shè)計87
5.5.1自動變速器匹配設(shè)計總體原則87
5.5.2自動變速器結(jié)構(gòu)匹配設(shè)計88
5.5.3自動變速器性能匹配設(shè)計88
第6章傳動軸結(jié)構(gòu)設(shè)計91
6.1傳動軸設(shè)計的基本要求91
6.2萬向傳動的運(yùn)動和受力分析91
6.2.1十字軸萬向節(jié)傳動的不等速性91
6.2.2主、從動軸上的轉(zhuǎn)矩關(guān)系91
6.2.3附加彎曲力偶矩的分析92
6.3傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計93
6.3.1傳動軸的結(jié)構(gòu)特點93
6.3.2傳動軸的設(shè)計要求93
6.3.3傳動軸結(jié)構(gòu)設(shè)計93
第7章驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)設(shè)計95
7.1驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求95
7.1.1驅(qū)動橋設(shè)計的基本要求95
7.1.2驅(qū)動橋殼設(shè)計的基本要求96
7.2驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)方案分析96
7.2.1驅(qū)動橋分類96
7.2.2驅(qū)動橋特點及應(yīng)用96
7.3主減速器設(shè)計97
7.3.1主減速器結(jié)構(gòu)方案97
7.3.2驅(qū)動橋減速形式99
7.3.3主減速器主、從動錐齒輪的支承方案103
7.3.4主減速器錐齒輪主要參數(shù)的
選擇104
7.3.5主減速器錐齒輪強(qiáng)度計算107
7.3.6主減速器錐齒輪軸承的載荷計算109
7.3.7錐齒輪的選材110
7.4差速器設(shè)計111
7.4.1差速器結(jié)構(gòu)形式選擇111
7.4.2普通錐齒輪差速器齒輪設(shè)計112
7.4.3黏性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)及在汽車上的應(yīng)用114
7.5車輪傳動裝置設(shè)計114
7.5.1結(jié)構(gòu)形式分析115
7.5.2半軸的強(qiáng)度與剛度計算115
7.5.3半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計117
7.6驅(qū)動橋殼設(shè)計117
7.6.1驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)形式117
7.6.2驅(qū)動橋殼強(qiáng)度計算118
第8章懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計120
8.1懸架的設(shè)計要求120
8.1.1懸架的主要作用120
8.1.2對懸架提出的設(shè)計要求120
8.2懸架主要參數(shù)的確定121
8.2.1前、后懸架的靜撓度、動撓度的選擇121
8.2.2貨車后懸架的主、副簧的剛度匹配122
8.2.3懸架側(cè)傾角剛度及其在前、后軸的分配122
8.3鋼板彈簧的設(shè)計計算123
8.3.1鋼板彈簧主要參數(shù)的確定123
8.3.2鋼板彈簧各片長度的確定124
8.3.3鋼板彈簧剛度驗算124
8.3.4鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計算125
8.3.5各片彈簧預(yù)應(yīng)力的選取及強(qiáng)度驗算126
8.3.6少片彈簧設(shè)計計算128
8.4扭桿彈簧設(shè)計計算129
8.4.1扭桿彈簧的特點及其分類129
8.4.2扭桿彈簧設(shè)計計算要點130
8.5獨立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計132
8.5.1對獨立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求132
8.5.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù)132
8.5.3雙橫臂式獨立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計134
8.5.4麥弗遜式獨立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計136
第9章轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)設(shè)計137
9.1轉(zhuǎn)向器設(shè)計的基本要求137
9.2機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析與設(shè)計137
9.2.1機(jī)械式轉(zhuǎn)向器類型137
9.2.2齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器形式及布置139
9.2.3齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計140
9.2.4變傳動比齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計140
9.3機(jī)械式轉(zhuǎn)向器主要性能參數(shù)141
9.3.1轉(zhuǎn)向器的效率141
9.3.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動比143
9.4助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計144
9.4.1對助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求144
9.4.2助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案分析145
9.4.3液壓助力轉(zhuǎn)向器評價指標(biāo)145
第10章制動系統(tǒng)設(shè)計147
10.1制動系統(tǒng)設(shè)計要求147
10.1.1制動系統(tǒng)的作用147
10.1.2對制動系統(tǒng)提出的設(shè)計要求147
10.2制動器的結(jié)構(gòu)方案分析148
10.2.1鼓式制動器148
10.2.2盤式制動器151
10.2.3盤式制動器的特點153
10.3制動器主要參數(shù)的確定154
10.3.1鼓式制動器主要參數(shù)的確定154
10.3.2盤式制動器主要參數(shù)的確定155
10.4制動器的設(shè)計與計算155
10.4.1鼓式制動器的設(shè)計與計算155
10.4.2盤式制動器的設(shè)計與計算158
10.4.3襯片磨損特性計算159
10.4.4前、后輪制動器制動力矩的確定160
10.4.5應(yīng)急制動和駐車制動所需要的制動力矩160
10.5制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)與制動力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)161
10.5.1制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的形式161
10.5.2分路系統(tǒng)163
10.5.3液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的計算164
10.5.4制動力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)165
10.6鼓式制動器的主要結(jié)構(gòu)元件168
10.6.1制動鼓168
10.6.2制動蹄169
10.6.3摩擦襯片169
第3篇汽車底盤現(xiàn)代設(shè)計方法
第11章汽車結(jié)構(gòu)抗疲勞與可靠性設(shè)計172
11.1材料的疲勞強(qiáng)度172
11.1.1疲勞的基本概念172
11.1.2材料的疲勞極限173
11.1.3材料的P�睸�睳曲線174
11.2零件疲勞強(qiáng)度的影響因素174
11.2.1應(yīng)力集中對疲勞強(qiáng)度的影響175
11.2.2零件尺寸對疲勞強(qiáng)度的影響176
11.2.3表面狀態(tài)對疲勞強(qiáng)度的影響176
11.2.4拉伸平均應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度的影響176
11.3零部件的抗疲勞設(shè)計方法簡介177
11.3.1無限壽命設(shè)計法177
11.3.2名義應(yīng)力有限壽命設(shè)計法179
11.3.3局部應(yīng)力應(yīng)變分析法184
11.3.4損傷容限設(shè)計法186
11.4載荷譜設(shè)計方案187
11.4.1載荷譜設(shè)計的一般考慮187
11.4.2雨流計數(shù)法188
11.4.3典型設(shè)計譜189
11.5汽車零部件的可靠性設(shè)計192
11.5.1可靠性的概念及設(shè)計原理192
11.5.2疲勞強(qiáng)度的可靠性設(shè)計方法195
11.5.3汽車零部件的可靠性設(shè)計197
第12章汽車結(jié)構(gòu)的計算機(jī)輔助設(shè)計200
12.1CAE技術(shù)200
12.1.1CAE技術(shù)簡介200
12.1.2計算機(jī)輔助圖形設(shè)計201
12.2有限元輔助設(shè)計方法202
12.2.1有限元法與有限元分析202
12.2.2汽車底盤有限元建模方法205
12.2.3底盤部件有限元模型的建立206
12.3計算機(jī)輔助車架靜力設(shè)計208
12.3.1典型工況的確定與評價指標(biāo)209
12.3.2彈性元件和約束的處理210
12.3.3靜態(tài)分析理論基礎(chǔ)211
12.3.4靜力分析在ANSYS上的實現(xiàn)212
12.4底盤結(jié)構(gòu)的計算機(jī)輔助設(shè)計212
12.4.1車架的靜態(tài)計算分析212
12.4.2車橋的有限元計算分析214
12.4.3鋼板彈簧的有限元計算分析215
第13章汽車結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計217
13.1汽車結(jié)構(gòu)輕量化的途徑217
13.1.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計217
13.1.2選用輕質(zhì)材料218
13.1.3提高制造工藝219
13.2汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的概念與方法220
13.2.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型220
13.2.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的分類222
13.2.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的常用方法223
13.3汽車底盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計225
13.3.1離合器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計225
13.3.2汽車動力傳動系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化匹配229
13.3.3汽車機(jī)械式變速器齒輪系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計230
13.3.4汽車懸架彈簧優(yōu)化設(shè)計236
13.3.5車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計241
13.4新型材料的選擇設(shè)計246
13.4.1高強(qiáng)度鋼的設(shè)計運(yùn)用246
13.4.2鋁合金的應(yīng)用247
13.4.3鎂合金的應(yīng)用248
13.4.4鈦的應(yīng)用249
13.4.5塑料的應(yīng)用250
13.4.6輕量化材料應(yīng)用的發(fā)展251
第14章汽車結(jié)構(gòu)動力學(xué)設(shè)計252
14.1底盤結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性分析252
14.1.1振動模態(tài)分析的基本理論及方法253
14.1.2車架結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性分析259
14.2底盤結(jié)構(gòu)的響應(yīng)分析261
14.2.1諧響應(yīng)分析的基本理論與方法261
14.2.2底盤結(jié)構(gòu)瞬態(tài)響應(yīng)分析263
14.2.3車架結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析266
14.3汽車懸架系統(tǒng)的減振特性267
14.3.1被動懸架系統(tǒng)減振267
14.3.2主動與半主動懸架系統(tǒng)減振269
14.3.3阻尼減振技術(shù)271
14.4汽車對路面振動激勵的響應(yīng)273
14.4.1路面振動激勵模型273
14.4.2對于路面激勵的響應(yīng)274
14.5汽車行駛穩(wěn)定性設(shè)計275
14.5.1行駛制動防前俯設(shè)計276
14.5.2行駛驅(qū)動防后仰設(shè)計277
14.5.3轉(zhuǎn)彎時側(cè)向載荷轉(zhuǎn)移278
參考文獻(xiàn)281