中型货车总体设计及其3D造型.doc
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1、某中型货车总体设计及其3D造型教 学 部工学二部专 业机械设计制造及其自动化(汽车方向)班 级B742141学 号B74214104姓 名曹立明指导教师唐永革负责教师唐永革沈阳航空航天大学北方科技学院2011年7月沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计(论文)任务书教学部 工学二部 专业 机械设计制造及其自动化(汽车方向) 班级 B742141 学号 B74214104 姓名 曹立明 毕业设计(论文)题目 某中型货车总体设计及其3D造型 毕业设计(论文)时间 2011 年 03 月 7 日至 2011 年 07 月 15 日毕业设计(论文)进行地点 沈阳航空航天大学北方科技学院 毕业设计(论文)
2、的内容及要求:(一)主要内容本课题是运用汽车设计、汽车理论、汽车构造、车身结构与设计等专业理论知识,完成某中型货车的总体设计及其3D造型。要有针对性地进行调研并提出本车型的设计方案,确定该车型的主要技术参数并进行发动机、轮胎等的选择,进行动力性、经济性等的计算,并用计算机绘出该车的总布置图和三维造型图。(给定的基本参数:装载质量;最高车速;滚动阻力系数。1.针对设计任务要求,进行调研、收集所需的资料,并认真消化;2.按照该型货车的设计要求,选择整车和各主要总成的结构形式,确定主要技术 特性参数和性能参数,形成该车型总体设计方案;3.具体确定该车的质量参数、尺寸参数、主要性能参数等,并进行发动机
3、、轮胎等的选择;4.进行汽车动力性、经济性、操纵稳定性等的计算,绘制相关的曲线图,可以使用MATLEAB或其他适用软件来处理;5.完成该车总布置设计,计算机绘制汽车总布置图;6.对该车进行三维造型设计,绘出三维造型图;7.撰写毕业设计说明书,完成外文资料的翻译。(二)基本要求 1.设计说明书结构合理、内容充实、格式规范,字数1.2万字以上; 2.货车总体设计方案正确,汽车主要参数确定合理,性能计算准确; 3.计算机绘制中型货车总布置图1张(),绘制三维造型图1张; 4.要求具有一台电脑和所需要软件的运行环境,上机400小时以上; 5.翻译相关外文资料,3000字以上。(三)参考文献 1王望予主
4、编.汽车设计(第4版).北京:机械工业出版社,2008.4 2余志生主编.汽车理论(第4版).北京:机械工业出版社,2009.1 3陈家瑞主编.汽车构造(上下册)第3版. 北京:机械工业出版 社,2009.6 4黄天泽,黄金陵主编.汽车车身结构与设计.北京:机械工业出版社,2007 5凯德设计/编著.CATIA V5从入门到精通.北京:中国青年出版社,2008 6宁贵欣编著.CATIA V5工业造型设计实例教程.北京:清华大学出版社,2005 7龚微寒主编.汽车现代设计制造.北京:人民交通出版社,1995.8 8刘惟信主编.汽车设计.北京:清华大学出版社,2001.7 9王建昕主编. 发动机原
5、理教程. 北京:清华大学出版社,2000.6 10清源计算机工作室编.MATLAB高级应用图形及影像处理.北京:机械工业出版社,2000 11张平等编著.MATLAB基础与应用简明教程.北京:北京航空航天大学出版社,2001 12张德喜 周予生主编. MATLAB语言程序设计教程.北京:中国铁道出版社.200613蒙以正编著. MATLAB 5.X应用技巧. 1版. 北京:科学出版社. 199914零点工作室 田东 郭治田 管殿柱等编著. AutoCAD 2004S机械工程绘图基础教程.北京:机械工业出版社.2004指导教师 2011 年 03 月 7 日负责教师 2011 年 03 月 7
6、日2沈阳航空航天大学北方科技学院毕业(论文)摘要本论文主要阐述了某中型载货汽车整车总体设计及其三维造型。首先,对汽车的形式进行确定,其中包括汽车外型尺寸,质量参数,轮胎,轴数,驱动形式以及布置形式,发动机,变速器等的选择等。其次,根据所确定的参数和数据用matlab软件对计算了汽车的动力特性,包括了驱动力与阻力的平衡,动力因数,加速度,加速时间等的确定。然后计算汽车的经济问题,计算理想状态下汽车的燃油消耗情况,以及汽车的稳定性。最后,根据前面所确定的汽车的参数,绘制本毕业设计所设计的货车总布置图,再根据总布置图用CATIA软件绘制此货车的的主要部件,然后用CATIA的装配功能进行装配,完成三维
7、造型。关键词:货车总体设计;性能计算;三维造型Abstract This paper describes a medium-sized truck and vehicle overall design of 3D modeling. Overall design of the vehicle, also known as automobile general layout, the task is to make products designed to meet the design requirements of the mission statement of the vehicle p
8、arameters and performance requirements, and the vehicle parameters and performance indicators related to the total decomposition into the parameters and functions. 3D modeling is based on general layout of the design parameters of the vehiclesFirst, determine the form of vehicles, including automoti
9、ve exterior size, quality parameters, tires, axle number, driving in the form and layout, engines, transmissions and other preferences. General arrangement drawingSecondly, based on the determined parameters and data with matlab software to calculate the dynamic characteristics of the vehicle, inclu
10、ding the balance of driving force and resistance, power factor, acceleration, speed up time to determine. Then calculate the vehicles economic problems, calculate the ideal state of the fuel consumption of cars and car stability. Finally, based on the parameters and reference models, with similar CA
11、TIA drawn the main components of the van, and then use the assembly of CATIA assembly function, and complete the 3 D modelKeyword: The automobile whole design; Computer aided design ; Truck; 3D modeling 目录1.货车主要参数的选择11.1汽车形式的选择11.1.1轴数和驱动形式11.1.2货车的布置形式21.2货车主要参数的确定31.2.1货车主要的尺寸的确定31.2.2货车质量参数的确定61.
12、3发动机的选择131.3.1发动机的形式的选择131.3.2发动机的主要性能指标的选择131.3.3发动机的布置161.4轮胎的选择181.5传动比的计算和选择191.5.1驱动桥主减速器传动比的确定191.5.2.变速器档传动比的确定201.5.3变速器的选择212.货车主要性能的计算232.1货车动力性的分析232.1.1货车的驱动力与行驶阻力232.1.2货车动力特性计算252.2.3货车加速度262.2货车功率平衡计算272.2 货车燃油经济性的分析282.3货车操纵稳定性的分析312.4货车通过性的分析322.5运动校核332.5.1传动轴跳动校核332.5.2转向拉杆与悬架导向机构
13、的运动协调校核343.货车的3D造型363.1 CATIA软件的简介363.1.1 CATIA软件的发展历史363.1.2 CATIA软件的应用现状363.1.3 CATIA V5在汽车工业上的应用373.1.4 CATIA V5版本应用特点:373.2 CATIA软件功能介绍383.2.1 CATIA V5基本功能简介383.2.2 基于CATIA 车身造型设计功能模块介绍393.3零部件的造型413.3.1驾驶室的造型413.3.2车架的造型463.3.2车厢的造型463.3.3轮胎的造型463.3.4其他主要部件的造型483.4货车的装配50结束语51致谢52参考文献53附录汽车参数表5
14、4附录matlab程序55741.货车主要参数的选择人们从事生产劳动离不开汽车。在日常生活中,汽车特别是轿车是经常使用的交通工具。汽车工业出现的高新技术多数在轿车上首先得到应用。目前,轿车的产量、保有量占汽车总产量和保有量的绝对多数。一方面,拥有轿车是标志人们生活水平的提高;另一方面,大量运行着的汽车所造成的公害又降低了人们的生活质量。因此,人们对汽车提出越来越高的要求,包括研制节油汽车和开发应用新能源;有关法规对汽车的排放和噪声提出更严格的要求;对汽车安全性提出更高的要求,达到乘坐汽车有安全感、愉快感,汽车发生碰撞事故时能够妥善保护成员、对汽车提出居住性要求,不仅坐在汽车里舒适,而且能与外界
15、进行信息交流。1.1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。由于汽车形式对整车使用性能、外形尺寸、质量、轴荷分配和制造成本等方面影响很大,故在选择汽车形式时应综合考虑上述因素。1.1.1轴数和驱动形式汽车的轴数是根据车辆的用途、总质量、使用条件、公路车辆法规和轮胎负荷能力而确定。我国公路标准规定,对于四级公路及桥梁,单轴最大允许轴载质量为10t,双连轴最大允许轴载质量为18t(每轴9t)。根据公路对汽车轴载质量的限制、所设计汽车的总质量、轮胎的负荷能力以及使用条件等,可以确定汽车的轴数。由于双轴汽车结构简单、制造成本低,故总质量小于19t的公路运输车辆广泛采
16、用这种方案。总质量在1926t的公路运输车采用三轴形式,总质量更大的汽车采用四轴和四轴以上的形式。驱动形式常用42、44、62等代号表示。其中前一位数字表示车轮总数,后一位数字表示驱动轮数。采用42驱动形式的汽车结构简单、制造成本低,多用于轿车和总质量小些的公路用车辆上。本车属于中型货车,总质量约为10t,考虑到制造成本和使用条件等因素,所以采用42驱动形式。1.1.2货车的布置形式汽车布置形式是指发动机、驱动轴和车身(或驾驶室)的相互关系和布置特点而言。汽车的使用性能除取决于整车和各总成的有关参数以外,汽车的布置形式对使用性能也有重要影响。根据发动机位置的不同,货车的布置形式有发动机前置后桥
17、驱动、发动机中置后桥驱动和发动机后置后桥驱动。采用发动机前置后轮驱动布置形式的货车有维修发动机方便、传动系及操纵系统比较简单等优点,在货车上应用广泛。少数货车的发动机采用中置的型式。这种车型的优点是驾驶室的布置不受发动机的限制,座位和汽车的总高可以降低,噪声小,轴距主总长较短,这对轴荷分配有利,但发动机需特殊设计,维修不便,离合器,变速器和油门需远离操纵,故在货车上采用不多。后置发动机的型式在货车上应用就更少,只在后置发动机后轮驱动的轿车变型为货车时有所采用。这类车货箱底板过高,后轴过载,操纵复杂是其严重的缺点。按驾驶室与发动机相对位置的不同,货车可分为四种型式。(1)长头式:发动机布置在驾驶
18、室之前。(2)短头式:发动机的小部分伸入到驾驶室内。(3)平头式:发动机机位于驾驶室内。(4)偏置式:驾驶室偏置于发动机旁。长头式的优点是维修发动机方便,驾驶室受热、受振少,操纵杆容易布置,驾驶员的安全感较好,前轮负荷较轻;其缺点是汽车面积利用率低,总长较大,最小转弯半径较大,视野性差。它比较适合使用条件较差的中、重型货车和越野车。平头式的优缺点和长头式正好相反。而短头式的特点介于两者之间。由于平头式在面积利用率、机动性和视野性等方面的优点,因而在微、轻型货车上得到广泛的应用,它还用可翻式结构来克服发动机维修不便的缺点,所以在重型汽车列车上的应用也日益增多。不同吨位货车的平头式驾驶室,其布置也
19、不同:(1)发动机位于前轴之上,且处于两侧座位之间;(2)发动机位于前轴之上,且位于座位之下;(3)发动机位于前轴之后,且位于座位之下。偏置式驾驶室主要用于矿山自卸车上,它具有平头式的一些优点,如视野宽广、轴距短等,还具有驾驶室通风条件好,便于发动机维修等优点。对比各布置型式,并考虑本车的实际情况,本车采用平头式,发动机布置于前轴之上且位于座位之下。1.2货车主要参数的确定1.2.1货车主要的尺寸的确定汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬等。1. 外廓尺寸汽车的总长、总宽和总高应根据汽车的用途、道路条件、吨位、外形设计、公路限制和结构布置等因素来确定。在总体设计时要力求减少汽车的外
20、廓尺寸,以减轻汽车总重,提高汽车的动力性、经济性和机动性。各国对公路运输车辆的外廓尺寸均有法规限制。这是为了适合本国的公路、桥梁和运输标准以及保证驾驶的安全性。GB1589-89汽车外廓尺寸限界规定汽车外廓尺寸长:货车、越野车、整体式客车不应超过,单铰接式客车不超过,半挂汽车列车不超过,全挂汽车列车不超过;不包括后视镜,汽车宽不超过;空载、顶窗关闭状态下,汽车高不超过;后视镜等单侧外伸量不得超出最大宽度处250;顶窗、换气装置开启时不得超出车高。根据本车的特点,参考同类车型,本车的外廓尺寸如下:总长:7810;总宽:2400;总高:2600。2. 轴距轴距对整备质量、汽车总长、最小转弯半径、传
21、动轴长度、纵向通过半径有影响。当轴距短时,上述各指标减小。此外,轴距还对轴荷分配有影响。轴距过短会使车厢(箱)长度不足或后悬过长;上坡或制动时轴荷转移过大,汽车制动性和操纵稳定性变坏;车身纵向角振动增大,对平顺性不利;万向节传动轴的夹角增大。原则上轿车的级别越高,装载量或载客量多的货车或客车轴距取得长。对机动性要求高的汽车轴距宜取短些。为满足市场需要,工厂在标准轴距货车基础上,生产出短轴距和长轴距的变型车。不同轴距变型车的轴距变化推荐在0.40.6m 的范围内来确定为宜。各类汽车的轴距和轮距标准见下页表1.1表1.1各类汽车的轴距和轮距车型类别轴距轮距轿车微型级普通级中级中、高级高级20002
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