中型货车总体设计与3D造型

...wd......wd......wd...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〕进展地点沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计〔论文〕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、车身构造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。要有针对性地进展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展发动机、轮胎等的选择，进展动力性、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。〔给定的根本参数：装载质量；最高车速；滚动阻力系数。1.针对设计任务要求，进展调研、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构造形式，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，并进展发动机、轮胎等的选择；4.进展汽车动力性、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.对该车进展三维造型设计，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〕根本要求1.设计说明书构造合理、内容充实、格式标准，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王望予主编.汽车设计〔第4版〕.北京：机械工业出版社，2008.42余志生主编.汽车理论〔第4版〕.北京：机械工业出版社，2009.13陈家瑞主编.汽车构造〔上下册〕第3版.北京：机械工业出版社，2009.64黄天泽，黄金陵主编.汽车车身构造与设计.北京：机械工业出版社，20075凯德设计/编著.CATIAV5从入门到精通.北京：中国青年出版社，20086宁贵欣编著.CATIAV5工业造型设计实例教程.北京：清华大学出版社，20057龚微寒主编.汽车现代设计制造.北京：人民交通出版社，1995.88刘惟信主编.汽车设计.北京：清华大学出版社，2001.79王建昕主编.发动机原理教程.北京：清华大学出版社，2000.610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，200011张平等编著.MATLAB根基与应用简明教程.北京：北京航空航天大学出版社，200112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.MATLAB5.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.AutoCAD2004S机械工程绘图根基教程.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日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，对汽车的形式进展确定，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，加速时间等确实定。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的装配功能进展装配，完成三维造型。关键词：货车总体设计；性能计算；三维造型AbstractThispaperdescribesamedium-sizedtruckandvehicleoveralldesignof3Dmodeling.Overalldesignofthevehicle,alsoknownasautomobilegenerallayout,thetaskistomakeproductsdesignedtomeetthedesignrequirementsofthemissionstatementofthevehicleparametersandperformancerequirements,andthevehicleparametersandperformanceindicatorsrelatedtothetotaldecompositionintotheparametersandfunctions.3DmodelingisbasedongenerallayoutofthedesignparametersofthevehiclesFirst,determinetheformofvehicles,includingautomotiveexteriorsize,qualityparameters,tires,axlenumber,drivingintheformandlayout,engines,transmissionsandotherpreferences.GeneralarrangementdrawingSecondly,basedonthedeterminedparametersanddatawithmatlabsoftwaretocalculatethedynamiccharacteristicsofthevehicle,includingthebalanceofdrivingforceandresistance,powerfactor,acceleration,speeduptimetodetermine.Thencalculatethevehicle'seconomicproblems,calculatetheidealstateofthefuelconsumptionofcarsandcarstability.Finally,basedontheparametersandreferencemodels,withsimilarCATIAdrawnthemaincomponentsofthevan,andthenusetheassemblyofCATIAassemblyfunction,andcompletethe3DmodelKeyword:Theautomobilewholedesign；Computeraideddesign；Truck；3Dmodeling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货车主要参数确实定31.2.1货车主要的尺寸确实定31.2.2货车质量参数确实定61.3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确实定191.5.2.变速器Ⅰ档传动比确实定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的运动协调校核343.货车的3D造型363.1CATIA软件的简介363.1.1CATIA软件的开展历史363.1.2CATIA软件的应用现状363.1.3CATIAV5在汽车工业上的应用373.1.4CATIAV5版本应用特点：373.2CATIA软件功能介绍383.2.1CATIAV5根本功能简介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完毕语51致谢52参考文献53附录Ⅰ汽车参数表54附录Ⅱmatlab程序551.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，到达乘坐汽车有安全感、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，而且能与外界进展信息交流。1.1汽车形式的选择不同形式的汽车，主要表达在轴数、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、轴荷分配和制造本钱等方面影响很大，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。由于双轴汽车构造简单、制造本钱低，故总质量小于19t的公路运输车辆广泛采用这种方案。总质量在19～26t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4×2、4×4、6×2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4×2驱动形式的汽车构造简单、制造本钱低，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，考虑到制造本钱和使用条件等因素，所以采用4×2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拟简单等优点，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：发动机布置在驾驶室之前。〔2〕短头式：发动机的小局部伸入到驾驶室内。〔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。它比拟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，它还用可翻式构造来抑制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。比照各布置型式，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货车主要参数确实定1.2.1货车主要的尺寸确实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、公路限制和构造布置等因素来确定。在总体设计时要力求减少汽车的外廓尺寸，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〕长度缺乏或后悬过长；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根基上，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0.4～0.6m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2000～22002100～25402500～28602850～34002900～39001100～13801150～15001300～15001400～15801560～16204×2货车微型轻型中型重型1700～29002300～36003600～55004500～56001150～13501300～16501700～20001840～2000矿用自卸车总质量m/t<60>603200～42003900～48002000～4000大客车城市大客车〔单车〕长途大客车〔单车〕4500～50005000～6500740～2050本车为中型货车，参照表1.1，轴距选取为4250mm3.前轮距和后轮距汽车轮距对汽车的总宽、总重、横向稳定性和机动性影响较大。轮距越大，则横向稳定性越好，悬架的角刚度也越大，对增大汽车车厢内宽也有利。但轮距加宽，汽车的总宽和总重一般也加大，而且容易产生向车身侧面甩泥的缺点，所以轮距不宜过大，轮距的数值必须与所要求的汽车总宽相适应。汽车的前轮距主要取决于车架前部的宽度、前悬架的宽度、前轮最大转角、轮胎宽度、转向拉杆与转向轮以及车架间的运动间隙等因素，因此要通过具体布置才能最后确定。汽车的后轮距取决于车架后部的宽度、弹簧宽度、弹簧与车架和车轮之间的间隙以及轮胎宽度等因素。根据表1.1，并且参考同类车型以及根据本车的构造和布置，选取本车的前后轮距分别为：；。4.前悬和后悬前悬的长度应能布置保险杠、散热器、风扇、发动机等部件。从撞车安全性考虑希望前悬长些，从视野角度考虑又要求前悬短些。前悬对平头汽车上下车的方便性有影响，前钢板弹簧长度也影响前悬尺寸。汽车的前悬长度不宜过长，否则汽车的接近角过小，不利于通过性。后悬的长度主要取决于轴距和轴荷分配的要求，同时要保证适当的离去角。一般来说，后悬不宜过长，否则上、下坡时容易刮地，转弯时也不灵活。货车的后悬一般在1200～2200之间。经过分析并参考同类样车，根据本车的构造性能要求，本车选取前悬，后悬5.货车车头长度确实定货车车头长度指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离,车头长度对车身长度有绝对影响。此外,车头长度对汽车外观效果、驾驶室居住性、汽车面积利用率和发动机的接近性等有影响。本次课设驾驶室是单排座并且后带一个卧铺所以取货车车头长度为。6.货车车厢尺寸确实定要求车箱尺寸在运送散装煤和袋装粮食时能装足额定吨数。车箱边板高度对汽车质心高度和装卸货物的方便性有影响。参考同类车型选取车箱尺寸〔外部〕1.2.2货车质量参数确实定1.汽车的装载质量〔简称装载量〕汽车的装载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。汽车在碎石路面上行驶时，装载质量应为好路面的75%～85%。越野汽车的装载量是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。本车的装载质量5.5吨2.整车整备质量整车整备质量是指车上带有全部装备〔包括随车工具、备胎等〕，加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。整车整备质量对汽车的本钱和使用经济性均有影响。目前，尽可能减少整车整备质量的目的是通过减轻整车整备质量增加装载量或载客量；抵消因满足安全标准、排气净化标准和噪声标准所带来的整备质量的增加；节约燃料。减少整车整备质量的措施主要有：采用强度足够的轻质材料，新设计的车型应使其构造更合理。减少整车整备质量，是从事汽车设计工作中必须遵守的一项重要原则。3.质量系数质量系数是指汽车装载质量与整车整备质量的比值，即。该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，值越大，说明该汽车的构造和制造工艺越先进。因此，在设计新车时要力求减轻零部件的自身重量。据统计，货车的质量系数是随汽车的装载量的增大而增大的。有时质量系数也用装载质量与汽车干质量之比来表示。汽车干质量是指整备质量减去燃料、水和附属设备的质量。这种质量系数更能准确地反映该车的金属和材料的利用率，但在一般技术中很少列出汽车干质量值。因计算不便，故不常用。质量系数的选取一般参考表1.2表1.2货车的质量系数参数总质量质量系数货车1.8<<6.00.80～1.106.0<<14.01.20～1.35>14.01.30～1.70参考表1.2中型货车的质量系数为1.20～1.35，本车取质量系数为：=1.30，则：。由此就初步确定了整车整备质量。3.汽车的总质量汽车总质量是指装备齐全，并按规格载满客、货时的整车质量。商用货车的除总质量由整备质量装载量，和驾驶员以及随行人员质量三局部组成，即(1.1)—汽车总质量；—汽车装载质量；—整车整备质量；—人数。本车采用单排座3×65=195kg由式〔1.1〕得本车的总质量为：5.轴荷分配及质心位置确实定汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。汽车的轴荷分配是汽车的重要参数，它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命都有很大的影响，因此，在总体设计时应根据汽车的布置形式、使用条件及性能要求合理的选定其轴荷分配。轴荷分配对轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的载荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的载荷，而从动轴载荷可以适当减少；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的载荷不应过小。汽车的驱动形式不同，对轴荷分配有显著影响。表1.3给出了各类汽车的轴荷分配范围。表1.3各类汽车的轴荷分配车型满载空载前轴〔%〕后轴〔%〕前轴〔%〕后轴〔%〕轿车发动机前置前轮驱动47～6040～5356～6634～44发动机前置后轮驱动45～5050～5551～5644～49发动机后置后轮驱动40～4654～6038～5050～62货车4×2后轮单胎32～4060～6850～5941～504×2后轮双胎，长短头25～2773～7544～4951～564×2后轮双胎，平头30～3565～7048～5446～526×2后轮双胎19～2575～8131～3763～696.汽车各部件及总成质量确实定及分布表1.4是汽车部件及总成的布置位置和质量的分布，根据这些数据可计算出轴荷分配和质心的高度。表1.4汽车部件及总成的质量分布部件名称重量()质心至前轴距()质心离地距离()空载满载空载满载空载满载驾驶室150345-43043018001600发动机560695360360850800离合器3030810810800750变速器14914911001100690690油箱454524002400730680前轴制动器及转向梯形28328300460450前胎19019000460460后轴制动器42042042504250490480后胎38038042504250490480车箱55060503560356010501350蓄电池组505011801180790760万向节传动808026602660500480车架48048035603560840840前悬架959500500480后悬架17017042504250500480转向器5555-1080-1080590540备胎959556705670590540工具箱909013301330730680储气罐4040224522457306807.水平静止时的轴荷分配及质心位置的计算：根据力矩平衡原理，按以下公式计算汽车各轴的负荷和汽车的质心位置：上式中,,,,——各总成质量(kg),,,,——各总成质心到前轴距离(),,,——各总成质心距地面高度()——前轴负荷()；——后轴负荷()；——汽车总质量()；——汽车轴距〔〕；——汽车质心到前轴距离〔〕；——汽车质心到后轴距离〔〕；——汽车质心高度〔〕。(1)空载时：即后轴荷分配为：前轴荷分配：空载时的质心高度：〔2〕满载时即后轴荷分配为：前轴和分配为：满载时的质心高度：参照表1.3，本车的轴荷分配根本符合要求，可见总布置是合理的。1.3发动机的选择1.3.1发动机的形式的选择当前汽车上使用的发动机仍然是以往复式内燃机为主。它分为汽油机、柴油机两类。与汽油机比拟，柴油机具有较好的燃油经济性，使用本钱低，在一样的续驶里程内，可以设置容积小些的油箱。柴油机压缩比可以到达15～23，而汽油机一般控制在8～10；柴油机热效率高达38％，而汽油机为30％；柴油机工作可靠，寿命长，排污量少。柴油机的主要缺点是：由于提高了压缩比，要求活塞和缸盖的间隙尽可能小，加工精度比汽油机要求更高；因自燃产生的爆发压力很大，因此要求柴油机各局部的构造强度比汽油机高，使尺寸和质量加大，振动与噪声大。柴油机主要用于货车、大型客车上。随着发动机技术的进步，轻型车和轿车用柴油机有日益增多的趋势。根据发动机气缸排列形式不同，发动机有直列、水平对置和V型三种。根据发动机冷却方式不同，发动机分为水冷与风冷两种。中选用尺寸和质量小的发动机时，不仅有利于汽车小型化、轻量化，同时在保证客厢内部有足够空间的条件下，还能节约燃料。由于天然气资源充足，在今后一个阶段内天然气汽车将得到应用。无排气公害、无噪声的电动汽车，是理想的低污染车，在解决高能蓄电池和降低本钱后会在汽车上得到推广使用。太阳能汽车也是理想的低污染汽车，目前还未到达商品化阶段。1.3.2发动机的主要性能指标的选择1.发动机最大功率和相应转速根据所设计汽车应到达的最高车速，用下式估计发动机最大功率〔1.2〕式中:——发动机最大功率，〔〕；——传动系效率,对于单级减速器取0.9；——重力加速度，取；——滚动阻力系数，取0.02；——空气阻力系数，取0.9；——汽车正面迎风面积，——汽车总重，〔〕；——汽车最高车速：〔〕在式〔1.2〕中带入相关数据的按上式求出的应为发动机在装有全部附件下测定时得到的最大有效功率或净输出功率，它比一般发动机外特性的最大功率值低12%～20%最大功率对应转速的范围如下：汽油机的在，因乘用车最高车速最高，值多在以上，总质量小些的货车的值在之间，总质量居中的货车的值更低些。柴油机的值在之间，乘用车和总质量小些的货车用高速柴油机，值常取在之间；总质量大些的货车用的柴油机的值在之间。采用高速发动机虽然能提高功率，同时也有使活塞运动的平均速度增快、热负荷增加、曲柄连杆机构的惯性力增大并导致磨损加剧、寿命降低和震动及噪声的均增加的缺陷。2.发动机最大转矩及相应转速用下式计算确定式中：——最大转矩，〔〕；——转矩适应性系数，一般在之间；——最大功率转速，〔〕；要求与之间有一定差值，如果它们很接近，将导致直径当的最低稳定车速偏高，使汽车通过十字路口时换挡次数增多。因此，要求在之间。根据最大功率的要求和发动机其他要求，本车选择中国东风朝阳柴油机邮箱公司的CY6102BZLQ系列发动机，外特性曲线见图1.1，其参数见表1.6。图1.1CY6102BZLQ发动机万特性曲线表1.6CY6102BZLQ发动机参数发动机型号CY6102BZLQ适用车型轻型客、货车型式六直列水冷气缸数×缸径×行径〔〕6×102×118排量〔〕5.785压缩比〔〕17：1点火顺序1-5-3-6-2-4吸气方式增压中冷标定功率〔〕/转速〔〕132/2600最大扭矩5600/1400～1600最低油耗率210外形尺寸〔〕1156×800×881.5净重〔〕5601.3.3发动机的布置1.发动机的上下位置发动机的上下位置对离地间隙和驾驶员视野有影响。轿车前部因没有前轴，发动机油底壳至路面的距离，应保证满载状态下最小离地间隙的要求。货车通常将发动机布置在前轴上方，考虑到悬架缓冲块脱落以后，前轴的最大向上跳动量达，这就要求发动机有足够高的位置，以防止前轴破坏发动机油底壳。油底壳经常设计成深浅不一的形状，使位于前轴上方的地方最浅，同时再将前梁中部锻成下凹形状〔注意前梁下部尺寸必须保证所要求的最小离地间隙〕。所有这些措施将有利于降低发动机位置的高度，并使发动机罩随之降低，这能改善长头车驾驶员的视野，同时有利于降低汽车质心高度。除此之外，还要检查油底壳与横拉杆之间的间隙。发动机高度位置初定以后，用气缸体前端面与曲轴中心线交点到地面高度尺寸来标明其高度位置。在发动机高度位置初步确定之后，风扇和散热器的高度随之而定，要求风扇中心与散热器几何中心相重合，以使散热器在整个面积上承受风扇的吹风。护风罩用来增大送风量和减小散热器尺寸。为了保证空气的畅通，散热器中心与风扇之间应有不小于50的间隙，无护风罩时可减小到30。由于空气滤清器在发动机进气歧管上，其高度影响发动机罩高度，为此，将空气滤清器做成扁平状。发动机罩与发动机零件之间的间隙不得小于25，以防止关闭发动机罩时受到损伤。2.发动机的前后位置发动机的前后位置会影响汽车的轴荷分配、轿车前排座位的乘坐舒适性、发动机前置后轮驱动汽车的传动轴长度和夹角，以及货车的面积利用率。为减小传动轴夹角，发动机前置后轮驱动汽车的发动机常布置成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成夹角，轿车多在之间。发动机前置后轮驱动的轿车，前纵梁之间的距离，必须考虑吊装在发动机上的所有总成〔如发电机、空调装置的压缩机等〕以及从下面将发动机安装到汽车上的可能性。还应保证在修理和技术维护情况下，从上面安装发动机的可能性。发动机的前后位置应与上下位置一起进展布置。前后位置确定以后，在侧视图上画下它的外形轮廓然后用气缸体前端面与曲轴中心面交点到前轮中心线之间的距离来标明其前后位置。此后可以确定汽车前围的位置：发动机与前围之间必须留有足够的间隙，以防止热量传入客厢和保证零部件的安装；离合器壳与变速器应能同时拆下，而无需拆卸发动机的固定点，此时应特别注意离合器壳上面螺钉的接近性。3.发动机的左右位置发动机曲轴中心线在一般情况下于汽车中心线一致。这对底盘承载系统的受力和对发动机悬置支架的统一有利。少数汽车如4×4汽车，考虑到前桥是驱动桥，为了使前驱动桥的主减速器总成上跳时不与发动机发生运动干预，将发动机和前桥主减速器向相反方向偏移。1.4轮胎的选择轮胎的尺寸和型号是进展汽车性能计算和绘制总布置图的重要原始数据之一，因此，在总体设计开场阶段就应选定，而选择的依据是车型、使用条件、轮胎的静负荷、轮胎的额定负荷以及汽车的行驶速度。当然还应考虑与动力－传动系参数的匹配以及对整车尺寸参数的影响。轮胎所承受的最大静负荷与轮胎额定负荷之比，称为轮胎的负荷系数。大多数汽车的轮胎的负荷系数取为0.9～1.0，以免超载。轿车、轻型客车及轻型货车的车速高、轮胎受动负荷大，故他们的轮胎负荷系数应接近下限。按轮胎中帘线的排列不同，常见有三种形式可共选择：普通斜线胎，子午线胎和带束斜交胎。普通斜线胎的胎体帘线较多帘，胎侧厚，不易划破，侧向刚度也大，其缺点是缓冲性较差；子午线胎的构造特点是帘线呈子午线排列，这样帘线的刚度就能得到充分利用。表1.7局部国产汽车轮胎的规格及使用条件轮胎规格层数主要尺寸使用条件断面宽外直径最大负荷相应气压标准轮辋允许使用轮辋普通花纹越野花纹7.50R208121414215215947585069003.24.26.0600T6.50T8.25R20101214232971983635075503.2(3.5)4.2(4.6)6.56.50T7.00T9.00R2025910181030680080003.2(3.5)4.2(4.6)7.07.00T7.50V10.00R2012141627810551065850096504.2(4.6)5.3(5.6)7.57.50V8.00V轮胎选择子午线轮胎,型号为8.25R20轮辋选择6.50-201.5传动比的计算和选择1.5.1驱动桥主减速器传动比确实定在选择驱动桥主减速器传动比时，首先可根据汽车的最高车速、发动机的参数、车轮的参数来确定，其值可按式1.3来计算〔1.3〕上式中：——汽车最高车速；——最高车速时发动机的转速，一般,在此取1.0，本车r——车轮半径,971/2=485.5mm=0.4855m——变速器最高档传动比，这里选用超速挡变速器，取0.8同时还要考虑到最高挡〔本车为超速挡〕行驶时汽车有足够的动力性能，即保证最高挡的动力因数足够大。为最高档时，发动机发出的最大转矩时的汽车速度。和有以下关系：上式中：——汽车总质量；——重力加速度；——直接挡时，发动机发出最大转矩时的汽车车速。动力因数符合中型货车的范围，1.5.2.变速器Ⅰ档传动比确实定确定档Ⅰ传动比时要考虑三方面问题：1)最大爬坡度；2)附着力；3)汽车的最低稳定车速。就普通汽车而言，传动系最大传动比是变速器Ⅰ挡传动比与主减速器传动比的乘积。当时，确定传动系最大传动比也就是确定变速器Ⅰ挡传动比。汽车爬大坡时车速很低，可忽略空气阻力，汽车的最大驱动力应为或即一般货车的最大爬坡度约为，其余各参数按照前面计算值代入，为了满足附着条件，其大小应符合下式要求：上式中：——为驱动轮所承受的质量；——为附着系数，=0.75。即的范围为：1.5.3变速器的选择变速器的档位与汽车动力性、燃油经济性有着密切的关系。就动力性而言，挡位数多，增大了发动机发挥最大功率附近高功率的时机，提高了汽车的加速与爬坡能力；就燃油经济性而言，挡位数多，增加了发动机在低燃油消耗率下工作的可能行，降低了油耗。不同类型的汽车，变速器其档位数也不尽一样。轿车变速器传动比变化范围较小〔约为)，过去常用3个或4个前进档，但近年来为了提高其动力性尤其是燃料经济性，多已采用5个前进档。轻型货车变速器的传动比变化范围为，其他货车为7个以上，其中总质量在3.5t以下者多用4档变速器，为了降低油耗亦趋向于增加1个超速档；总质量为3.5~10t多用五档变速器，大于10t的多用六档或更多的档位本车选用5个前进档的变数器这里参考同类车型选择万里杨的WLY525五档变速箱，变速箱的主要参数见表1.8表1.8变速箱WLY525的主要参数变速器型号WLY525各档速比一档5.568二档2.879三档1.634四档1.00五档0.814倒挡5.011中心距85净重149kg允许输入最大转矩610注油量1.7操纵形式：直接操控，双杆远距离操纵同步器形式锁环式同步器2.货车主要性能的计算2.1货车动力性的分析由于汽车是一种高效率的运输工具，运输效率的上下在很大程度上取决于汽车的动力性，所以动力性是汽车各种性能中最根本、最重要的性能。所谓汽车的动力性是指汽车在良好的路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能到达的平均行驶速度。从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性主要可由三方面的指标来评定：1) 汽车的最高车速；2) 汽车的加速时间；3) 汽车能爬上的最大坡度。2.1.1货车的驱动力与行驶阻力确定汽车的动力性，就是确定汽车沿行驶方向的运动状况。为此，需要掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力，即驱动力与行驶阻力。根据这些力的平衡关系建设汽车行驶方程式，就可以估算汽车的最高车速、加速度和最大爬坡度。汽车的行驶方程式为：即：其中，为驱动力，为滚动阻力，为空气阻力，为坡度阻力，为加速阻力。上述各阻力中，滚动阻力和空气阻力是在任何行驶条件下均存在的，坡度阻力和加速阻力仅在一定行驶条件下存在。在水平道路上等速行驶时就没有坡度阻力和加速阻力。此公式说明了汽车行驶时驱动力和外界阻力之间相互关系的普遍情况。当发动机的转速特性、变速器的传动比、主减速比、传动效率、车轮半径、空气阻力系数、汽车迎风面积以及汽车质量等初步确定后，便可利用此公式分析在附着性良好的典型路面〔混凝土、沥青路面〕上的行驶能力，即确定汽车在节气门全开时可能到达的最高车速、加速能力和爬坡能力。为了清晰而形象的说明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系，一般是将汽车行驶方程式用图解法来进展分析的，就遇到的滚动阻力和空气阻力都画出来，作出汽车的驱动力－行驶阻力平衡图，并以它来确定汽车的动力性。汽车的动力性计算公式如下：用matlab软件做出本车的驱动力-行驶阻力平衡图，如图2.1，程序在附录Ⅱ。图2.1驱动力-行驶阻力平衡图2.1.2货车动力特性计算将汽车行驶方程两边除以汽车的重力并整理如下令为汽车的动力因数并以符号表示，则式中：——回转质量转换系数，，其中，。选取，。汽车在各档下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图，如图2.2图2.2动力特性图2.2.3货车加速度汽车的加速能力可以用它在水平良好路面上行驶时能产生的加速度来评价,由于汽车的加速度的值不易测量，实际中常用加速时间来表示汽车的加速能力。譬如用直接档行驶时，由于最低稳定速度到一定距离或80%说需要的时间来表示汽车的加速能力。现在根据图2.1求出汽车的加速时间。由汽车行驶方程的显然，利用图2.1可以计算得出各档节气门全开时的加速度曲线，见图2.3。由图可以看出，高档位时的加速度要小些。图2.3汽车加速度曲线2.2货车功率平衡计算汽车行驶是，不仅驱动力和行驶阻力互相平衡，发动机功率和汽车行驶的阻力也总是平衡的，就是说，在汽车行驶的每一瞬间，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运动阻力所消耗的功率。将汽车行驶方程式两边乘以车速，并经单位换算整理出汽车功率平衡方程式如下与力的平衡处理方式一样，功率平衡方程式可用图解发表示。假设以纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机功率、汽车经常遇到的阻力功率对车速的关系曲线绘制在坐标图上，即得汽车功率平衡图，如图2.4即为本车的功率平衡图图2.4汽车功率平衡图2.2货车燃油经济性的分析在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性。燃油经济性好，可以降低汽车的使用费用、减少国家对进口石油的依赖性、节省石油资源；同时也降低了发动机产生的〔温室效应气体〕的排放量，起到防止地球变暖的作用。发动机的燃油消耗率与排放污染是有密切关系的，只能在保证排放到达有关法规要求的前提下来降低发动机的燃油消耗率，提高汽车的燃油经济性。由于节约燃料、保护环境已成为全球关注的重大事件，汽车燃油经济受到全国政府、汽车制造业于汽车使用者进一步的重视。汽车的燃油经济性长用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。在我国及欧洲，燃油经济性指标的单位为L/100km，即行驶100km所消耗的燃油升数。其数值越大，汽车燃油经济性越差。美国为MPG或mile/USgal，指的是每加仑燃油能行驶的英里数。这个数值越大，汽车燃油经济性越好。等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价指标，指汽车在一定载荷〔我国标准规定轿车为半载、货车为满载〕下，以最高挡在水平良好的路面上等速行驶100km的燃油消耗量。常测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线，成为等速百公里燃油消耗量曲线，用它来评价汽车的燃油经济性。根据发动机的万有特性图上的等燃油消耗率曲线，可以确定发动机在一定转速n，发出一定功率时的燃油消耗率。计算时，还需要汽车在水平路面上等速行驶，为抑制滚动阻力与空气阻力，发动机应提供的功率为根据等速行驶车速及阻力功率，在万有特性图上〔利用插值法〕可确定相应的燃油消耗率，从而计算出以该车速等速行驶时单位时间内的燃油消耗量〔单位为〕为上式中：——燃油消耗率()；——燃油的重度，汽油可取，柴油可取。整个等速过程行经行程的燃油消耗量为折算成等速百公里燃油消耗量为图2.5CY6102BZLQ发动机万有特性图根据图2.5用matlab做出本车的汽车燃油经济性图，如图2.6图2.6汽车燃油经济性图2.3货车操纵稳定性的分析汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能，所以人们称之为“高速车辆的生命线〞。1.汽车不纵向翻倒的条件是空载时：满载时：2.汽车不横向翻倒的条件是空载时：满载时：3.汽车侧偏极限角空载时：满载时：根据汽车不纵向和不横向的翻倒条件，。因此，无论汽车在空载还是满载时，都是先滑后翻，满足设计要求。2.4货车通过性的分析汽车的通过性是指它能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带〔如松软地面、凹凸不平地面等〕及各种障碍〔如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等〕的能力。根据地面对汽车通过性影响的原因，它又分为支承通过性和几何通过性。汽车的通过性主要取决于地面的物理性质及汽车的构造参数和几何参数。同时，它还与汽车的其他性能，如动力性、平顺性、机动性、稳定性、视野性等密切相关。参考同类车型后，取本车的通过性几何参数见表2.1。表2.1汽车通过性的几何参数最小离地间隙〔〕282接近角27°离去角12°最小转弯半径〔〕152.5运动校核在总布置设计中，进展运动校核一般要校核传动轴的跳动、悬架与转向杆系的运动等，确定其运动轨迹及运动空间，防止产生运动干预和不协调等情况发生。校核采用作图方法，绘制跳动或运动图并检查其是否符合设计要求。由于汽车是由许多总成组装在一起的，总体设计就应从整车角度出发考虑，根据总体布置和各总成构造特点完成运动正确性的校核。如发动机前置时，要进展运动学方面的校核，以保证有足够的前进挡数。又如转向轮的转动方向必须与转向盘的转动方向保持一致，为此应对螺杆的旋向、摇臂的位置、转向传动机构的构成等进展运动学正确性的校核。2.5.1传动轴跳动校核图2.7传动轴跳动校核图作2.7图的目的是为了确定：1.传动轴的极限位置及最大摆角；2.空载时万向节传动的夹角；3.传动轴花键连接处的伸缩量，检查是否可以脱开或顶死。如图2.7，先按比例会出汽车满载时车架、钢板弹簧、后桥壳及传动轴的位置。其中为弹簧片中点〔主片中性面与中央螺栓中心线的交点〕；为传动轴后万向节中点；为传动轴前万向节中点。对于一端固定的对称的或不对称程度小于10%的钢板弹簧来说，可以足够准确的认为其主片中部与后桥壳夹紧的一段在车轮上下跳动时是与后桥壳作平移运动的，且弹簧主片中点的轨迹为一圆弧，圆心为。由于后桥是随着弹簧中部作平移运动，故弹簧主片中点与传动轴后万向节中点的连线亦作平移运动。因此，与可看成是平行四边形的两个边，画出其对应的另两个边得交点即时点的回转中心。以点为圆心、为半径画圆弧，即得后万向节中点的运动轨迹。过点作车架上平面线的垂直线，并在此垂直线上取等于弹簧动挠度，取等于弹簧静挠度，取等于反跳静挠度运动轨迹交于、、三点。这三点分别相当于悬架处于压紧、自由及跳开工况下后万向节中点的位置。前万向节中点的位置在传动轴跳动时不变。连接、、既得到相应工况下的传动轴位置。其中为上跳极限位置；为较好路面时传动轴的下限位置；为悬架反跳时传动轴的下限位置。上述方法仅讨论了随悬架上下跳动时传动轴的跳动情况，如需要考虑传动轴跳动时花键处的最大滑出量，则需考虑制动时纵置钢板弹簧扭曲变形对传动轴最大滑出量的影响。2.5.2转向拉杆与悬架导向机构的运动协调校核作图2.8的目的是为了检查转向拉杆与悬架导向机构的运动是否协调。先在图上画出转向器及转向拉杆系于悬架的位置，当前轮上下跳动时，转向节臂球销中心点要沿着弹簧主片中心所决定的轨迹运动。弹簧中心的摆动中心为。由于点与点一起作平移运动，故找到点的摆动中心后，即可按平行四边形机构原理作出平行四边形，顶点就是点的摆动中心，其运动轨迹为。另一方面，点是纵拉杆上的一点，纵拉杆是绕转向摇臂下端球销中心点摆动，其摆动轨迹为圆弧。过点作垂线，并从点向上截取距离为动挠度的点，向下截取距离为静挠度的点。通过这两个点作垂直于的直线。此直线与两个运动轨迹分别交于、、和四点。和即是运动不协调造成的轨迹偏差，这一偏差在轮胎经常跳动范围内保持在轮胎的弹性范围内。如果偏差过大，则应修改的位置或的位置，直到合格。图2.8转向拉杆与悬架导向机构的运动协调校核图3.货车的3D造型3.1CATIA软件的简介3.1.1CATIA软件的开展历史CATIA软件是全称是ComputerAidedTri-DimensionalInterfaceApplication,它是法国DassaultSystem(达索系统)公司开发的CAD/CAE/CAM一体化软件。CATIA诞生于20世纪70年代，从1982年到1988年，CATIA相继发布了V1版本、V2版本、V3版本，并于1993年发布了功能强大的V4版本。为了扩大软件的用户群并使软件能够易学易用，DassaultSystem(达索系统)公司于1994年开场重新开发全新的CATIAV5版本，新的V5版本界面更加友好，功能也日趋强大，并且开创了CAD/CAE/CAM软件的一种全新风貌。围绕数字化产品和电子商务集成概念进展系统构造设计的CATIAV5版本，可为数字化企业建设一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中，可以对产品开发过程的各个方面进展仿真，并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。3.1.2CATIA软件的应用现状CATIA是世界上一种主流的CAD/CAE/CAM一体化软件。由法国DassaultSystem公司的一体化软件，居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。CATIA源于航空航天业，但其强大的功能以得到各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。CATIA的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。汽车工业中CATIA是汽车工业的事实标准，是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。CATIA在造型风格、车身及引擎设计等方面具有独特的长处，为各种车辆的设计和制造提供了端对端〔endtoend〕的解决方案。CATIA涉及产品、加工和人三个关键领域。CATIA的可伸缩性和并行工程能力可显著缩短产品上市时间。一级方程式赛车、跑车、轿车、卡车、商用车、有轨电车、地铁列车、高速列车，各种车辆在CATIA上都可以作为数字化产品，在数字化工厂内，通过数字化流程，进展数字化工程实施。CATIA的技术在汽车工业领域内是无人可及的，并且被各国的汽车零部件供给商所认可。从近来一些著名汽车制造商所做的采购决定，如Renault、Toyota、Karman、Volvo、Chrysler等，足以证明数字化车辆的开展动态。3.1.3CATIAV5在汽车工业上的应用CATIA是汽车工业的事实标准，是欧洲、北美洲和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。CATIA在自由风格造型、车身和引擎设计等方面具有独到的长处，为各种车辆的设计和制造提供了全面地解决方案，解决方案设计产品、加工和人三个关键因素。CATIA的可伸缩性和并行工作能力可显著缩短产品上市时间，提高产品的竞争力。一级方程式赛车、跑车、轿车、卡车、商用车、有轨电车、地铁列车、高速列车等各种车辆在CATIA上都可以作为数字化产品，在数字化工厂内，通过数字化流程，进展数字化工程实施。CATIA在汽车工业领域内的技术是无人可及的，并且被各国的汽车零部件供给商所认可。3.1.4CATIAV5版本应用特点：1、重新构造的新一代体系构造为确保CATIA产品系列的持续开展，CATIAV5新的体系构造突破传统的设计技术，采用了新一代的技术和标准，可快速地适应企业的业务开展需求，使客户的产品数据和制造具有更大的竞争优势。2、支持不同应用层次的可扩大性CATIAV5队与开发过程、功能和硬件平台可以进展灵活的搭配组合，可为产品开发链中的每个专业成员配置最合理的解决方案，允许任意配置的解决方案可满足从最小的供货商到最大的跨国公司的需要。3、与NT和UNIX硬件平台的独立性CATIAV5是在WindowsNT平台和UNIX平台上开发完成的，并在所有支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。CATIAV5在Windows平台的应用可是设计师更加简便地同办公应用系统共享数据；而UNIX平台上NT风格的用户界面，可是用户在UNIX平台上高效地处理复杂的工作。4、专用知识的捕捉和重复使用CATIAV5结合了显示式规则的优点，可在设计过程中交互式捕捉设计意图，定义产品的性能和变化。隐式的经历知识变成显示的专用知识，提高了设计的自动化程度，降低了设计错误的风险。5、为现有客户平稳升级CATIAV4版本和V5版本具有兼容性，两个版本可并行使用。对于现有的CATIAV4用户，V5可引领他们走向全新的Windows应用平台。对于新的CATIAV5可户，可充分利用CATIAV4的成熟应用产品，组成一个完整的产品开发环境。3.2CATIA软件功能介绍3.2.1CATIAV5根本功能简介CATIAV5的PC版是标准的Windows应用程序，可以在Windows2000、WindowsXP和Windows2003操作系统上运行。CATIAV5自1994年发布以来，进展了大量的改良，目前最新的是V5R17版本，也是此次进展车身造型建模所用的版本。CATIAV5再出售时有三种产品P1、P2和P3，为不同层次的用户提供不同的解决方案。CATIAV5P1平台是一个低价位的3DPLM解决方案，并具有能随企业未来的业务增长进展扩大的能力。CATIAV5P1解决方案中的产品关联设计工程、产品知识重用、端到端的关联性、产品的验证以及协同设计变更管理等功能，特别适合中小型企业使用。CATIAV5P2平台通过知识集成、流程加速器以及客户化工具，可实现设计到制造的自动化，并进一步对PLM流程优化。CATIAV5P2解决方案具有创成式产品工程设计能力。“针对目标设计〞的优化技术，可让用户轻松地捕捉并使用知识，同时也激发更多的协同创新。这些独有的和高度专业化的应用将产品和流程的专业知识集成起来，支持专家系统和产品创新。CATIAV5共有11个功能模组，这些功能几乎涵盖现代工业领域的全部应用，这些模组包括如下内容：根基架构、机械设计、外型设计、分析与模拟、工厂规划、加工制造、数字化模拟、设备与系统、制造加工的数字化过程、人类工程学设计与分析、智能软件。3.2.2基于CATIA车身造型设计功能模块介绍1．SketchTracer，FSK，草图跟踪器本模块是基于原有产品图片资料的三维重建方法,即根据被仿制车型的图片资料,从二维信息中提取三维信息,在三维空间中重新构造出二维信息所对应的三维形体,重构汽车外形主模型的建模方法。利用CATIA软件中的草图跟踪模块,在3D视角中引入实际车身大小外形草图图像,作为构建车身三维几何模型的根基,依据现有参数化曲面理论和应用软件曲面造型方法,结合产品的外形情况,采用曲面分块车身建模方法,对车身建模和创新设计过程中涉及的关键技术进展了分析。2．GenericShapeDesignGSD，创成式曲面设计。非常完整的曲线操作工具和最根基的曲面构造工具，除了可以完成所以曲线操作以外，还可以完成拉伸，旋转，扫描，边界填补，桥接，修补碎片，拼接，凸点，裁剪，光顺，投影和高级投影，倒角等功能。它能帮助设计者在线架、多种曲面特征的根基上，进展机械零部件外形设计。它提供了一系列全面的工具集，用于创立和修改复杂外形设计或很和零件造型中的机械零部件外形。它带有智能化的工具，如用于管理特征重用的超级复制功能。以特征为根基的方法提供了高效的设计环境，系统可以捕捉和重用设计方法及标准。创成式曲面设计模块拥有强大的曲面整体修改技术，扩展了CATIA创成式曲面设计创立线框和多种曲面特征的功能。该模块基于高级的智能化工具，允许用户进展快速的修改操作，减少他们的设计时间。这个模块是重要的曲面设计工具，此次车身造型三维建模大局部在这模块中进展。3．FreeStyleSurface,FSS,自由风格造型。该模块提供使用方便的基于曲面的工具，用一创立符合审美要求的外形。除了包括GSD中的所有功能以外，还可完成诸如曲面控制点〔可实现多曲面到整个产品外形同步调整控制点、变形〕，自由约束边界，去除参数，到达汽车A面标准的曲面桥接、倒角、光顺等功能。通过草图或数字化的数据，设计人员可以高效地创立任意的3D曲线和曲面，通过实时交互更换功能，可以在保证连续性标准的同时调整设计，是之符合审美要求和质量要求。为保证质量，该模块提供了大量的曲线和曲面诊断工具进展实时质量检查。该模块也提供了曲面修改的关联性，曲面的修改回传送到所有相关的拓扑上。该模块提供了强大的使用方便的曲面工具，斑竹设计者创立风格化的外形，即使是临时用户，也可以很容易的光顺和剪切曲线和曲面。大量的面向企业的曲线和曲面诊断工具可以执行质量检查，以保证设计质量。凭借GSD和FSS，CATIA曲面功能已经超越了所有CAD软件，甚至同为汽车行业竞争对手的UGNX。书4．Sketcher,草图设计该模块提供了三维环境下的二维绘制功能，可以绘制平面轮廓曲线提供给其他三维设计模块，例如零件设计、装配设计、创成式曲面设计等。它是三维设计的根基，该功能模块嵌入到多个设计模块中，因此用途相当广泛，是CATIA的根基内容在设计工作中具有广泛的应用。该模块主要内容包括根本图形的绘制、图形操作、图形约束、绘图辅助工具和实例等。5．PartDesign,PDG，零件设计该模块提供用于零件设计的混合造型方法，结合了关联特征和布尔运算方法，提供了高效和直观的解决方案，允许设计者使用多种设计方法。用户可以在可控制关联性的装配环境下进展草图设计和零件设计，在局部3D参数化环境下天家设计约束，由于支持零件的多实体操作，可以轻松管理零件更改，如进展灵活的设计后期操作。该模块是三维设计的根基，通常结合装配设计、创成式曲面设计进展设计，也与工程绘图有精细的联系。通过此模块的学习，可以掌握三维设计的根本方法和思路。〔书后〕学会了基于草图的特征建设、特征修饰、基于曲面的特征处理、特征变换操作、布尔运算等内容。6．RealTimeRendering，实时渲染实时渲染模块可以通过利用材质的技术标准来生成模型的逼真渲染显示。纹理可以通过草图创立，也可以由导入的数值图象或选择库中的图案中的图案来修改。材质库和零件的指定材质之间具有关联性，可以通过标准驱动方法或直接选择来指定材质。7．HumanBulider,HBR，人体模型构造器可以通过建造和模拟标准的"虚拟"人体模型进展第一手的人机交互分析。HBR中的工具包括性别和身高百分比定义，人机工程学控制技术，动作生成及高级视觉仿真。HBR产品能够满足设计工程师，管理者，技术支持维护工程师，概念设计师等不同工业界人士的需要。有效地将HBR与CATIA-人体测量编辑器(HME)，CATIA-人体姿态分析(HPA)及CATIA-人体行为分析(HAA)结合可以生成更高级的人体模型，得到更详尽的分析结果，使设计更符合人机工程学对舒适性，功能性及安全性的要求。

HBR的附加产品，它允许用户通过大量的先进人体测量学工具生成高级的用户定义的人体模型。该模型可以用于评价设计与其目标的吻合程度。HME能够满足人机工程师，技术支持维护工程师以及产品包装工程师等不同设计人员的需要。它还能够有效地与CATIA-人体姿态分析(HPA)及CATIA-人体行为分析(HAA)结合。3.3零部件的造型3.3.1驾驶室的造型翻开CATIA软件，进入草图编剧模块，如图3.1图3.1CATIA的草图界面根据参考卡车的外形和本车的尺寸，在草图编辑窗口里画出驾驶室的侧视轮廓，如图3.2图3.2驾驶室的侧视轮廓单机推出草图工作台，应用凸台命令将草图轮廓拉伸成实体，如图3.3。图3.3拉伸实体为了使得整车流线流畅，采用圆角操作。在PartDesign,PDG，零件设计模块中，选择倒圆角功能，对车身实体进展圆角操作，如图3.4。图3.4倒角操作车身显然不能由实体构成，内部要空心来乘坐乘客和安置汽车必要组件，所以在在零件设计模块中，翻开盒体选项，对车身造型进展抽壳操作，这里选择内侧厚度50mm，外侧厚度0mm，这样就制作成了车体厚度为50mm的车身。如图3.5图3.5抽壳操作选择x-z平面，翻开Sketcher,草图设计模块，建设草图。描绘旅客位置玻璃的轮廓。对轮廓用零件设计模块对草图进展凹槽处理，弹出对话框后，注意选中厚选项，并且开启更多项选择项，对数据进展设置，争取在不切到车体内外表的情况下在外外表造型。在这里要提到，选中厚选项后，更多项选择项中会出现薄凹槽厚度选项，这里把厚度1设置为2mm，意思是旅客玻璃与车体接缝厚度为2mm。完成后，选中外表的玻璃造型外表右键选择“属性〞，在属性中选择要制作的玻璃颜色，并且调整透明度，如图3.6。这里同制作玻璃时方法一样，选取厚度选项，调整适宜的尺寸。最后调整外表的属性，得到前风挡玻璃，后视窗，车门也可也用同样方法做出轮廓，通过凸台，曲面的桥接，更改秒的属性得到驾驶室的效果图，如图，3.7。图3.6车窗图3.7驾驶室效果图3.3.2车架的造型通过凸台命令，凹槽命令制作出汽车的车架，如图3.8。3.8汽车的车架3.3.2车厢的造型通过凸台，凹槽，倒圆角，镜像，等命令制作出汽车的车厢如图3.9。3.3.3轮胎的造型选择轮毂、轮胎作为汽车的重要部件,其设计也需要跟上汽车行业的开展步伐。为到达与汽车厂商实现网络化、数字化交流的需要,提高产品的设计手段和创新速度,降低产品设计失误,汽车企业一般上都采用三维设计软件CATIA设计轮毂、轮胎。如图3.9为该汽车的轮胎图3.9车厢的造型图3.9汽车的轮胎3.3.4其他主要部件的造型1.钢板弹簧的造型，如图3.103.113.12。图3.10后主钢板弹簧图3.11后副钢板弹簧图3.12前钢板弹簧2.驱动桥的造型，如图3.13。图3.13驱动桥3.4货车的装配1.货车底盘局部的安装，如图3.14。图3.14汽车底盘安装效果图2.货车整体装配效果图，如图3.15。图3.15汽车的整体效果图完毕语为期四个月的毕业设计转眼就要完毕了，我的大学生活也要圆满谢幕了。这大学四年可以说是我人生的黄金阶段，是我踏入社会的过渡期。在这四个月的毕业设计过程中，我进展了中型货车的总体设计及其3D造型的制作，其中要先确定货车的总体形势，如轴数，驱动形式等，在确定货车的主要尺寸和质量参数，再根据所给的参数选择发动机、变速器、轮胎等汽车的主要部件，并用AotoCAD绘制货车的总布置图。最后对自己所设计的汽车进展主要性能的分析〔如动力性、燃油经济性、操纵稳定性、通过性等〕和3D造型。在整个毕业设计的工程中，这使我学会了、掌握了AutoCAD绘图软件、MATLAB软件及CATIA软件的很多实用功能，并利用这些软件完成了这次毕业设计。信通过这次毕业设计我学到了很多，我相信这些将为我以后的工作和生活做了铺垫。致谢大学四年的学习生活即将完毕了，这篇论文作为我学习的最后一份答卷，致敬给各位教师。在沈阳航空航天大学北方科技学院机械设计制造及其自动化〔汽车方向〕专业这四年的学习和生活中，我不仅学到了丰富的专业知识，更学到了各位教师认真工作、爱岗敬业、为人师表的优良品质。在此，谨向各位教师表示深深的敬意和谢意！在毕业设计中，得到了唐永革教师的悉心指导和帮助，感谢唐教师在百忙之中抽出时间为我指导毕业设计和论文。在本文的选题、拟定提纲、成文、修改及定稿的整个过程中，唐教师倾注了大量的心血，提出了许多珍贵的意见和建议，使得本文终能定稿。感谢所有教育过我和帮助过我的教师们，你们的谆谆教诲是我一生中最珍贵的财富。感谢我所有的同学和朋友，一起生活和学习的美好时光里，你们给予我的真诚的鼓励和无私的帮助是终身难忘的。由于本人水平有限，加上时间紧促，本文一定有不少缺点和缺乏，恳请各位教师给予帮助和指正。参考文献1.王望予主编.汽车设计〔第4版〕.北京：机械工业出版社，2008.42.余志生主编.汽车理论〔第4版〕.北京：机械工业出版社，2009.13.陈家瑞主编.汽车构造〔上下册〕第3版.北京：机械工业出版社，2009.64.黄天泽，黄金陵主编.汽车车身构造与设计.北京：机械工业出版社，20075.凯德设计/编著.CATIAV5从入门到精通.北京：中国青年出版社，20086.7.龚微寒主编.汽车现代设计制造.北京：人民交通出版社，1995.88.刘惟信主编.汽车设计.北京：清华大学出版社，2001.79.王建昕主编.发动机原理教程.北京：清华大学出版社，2000.610.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，200011.张平等编著.MATLAB根基与应用简明教程.北京：北京航空航天大学出版社，200112.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.MATLAB5.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.AutoCAD2004S机械工程绘图根基教程.北京：机械工业出版社.2004附录Ⅰ汽车参数表质量参数载质量〔t〕5.5整备质量(t)4.2满载总质量(t)9.85尺寸参数外廓尺寸(mm)〔长×宽×高〕7810*2400*2789轴距(mm)〔满载〕4250前悬(mm)〔满载〕1350后悬(mm)〔满载〕2100车厢内部尺寸〔mm〕〔长×宽×高〕5300*2200*600轮距〔mm〕〔前/后〕1800/1800离地间隙〔mm〕前轴下285后轴下275通过角接近角27︒离去角15︒发动机型号CY6102BZQ气缸数×缸径×行径〔〕6×102×118排量〔〕5.785压缩比〔〕17：1标定功率〔〕/转速〔〕132/2600最大扭矩N.m/(r/m)5600/1400~1600最低燃油消耗率g/(kW.h)210净重〔kg〕560变速器型号WLY525各档速比一档5.568二档2.879三档1.634四档1.00五档0.814倒挡5.011中心距(mm)允许输入最大转矩M.m/(r/m)610同步器形式锁环式同步器轮胎8.25R20轮辋6.50-20最高车速〔km/h〕100最大爬坡度〔%〕25最小转弯半径〔m〕15主减速比5.94附录Ⅱmatlab程序1.驱动力与行驶阻力曲线matlab程序r=0.485;i0=5.94;ig1=5.568;ig2=2.879;ig3=1.634;ig4=1.0;ig5=0.814;Ttq=[490530551560559555550545539532525518510500490];s13=[020406080100120];n=[120013001400150016001700180019002000210022002300240025002600];Ma=9895;g=9.8;CD=0.9;A=4.68;Pem=132;np=2600;ua1=2.0;ua2=3.0;ua3=10.0;ua4=20.0;ua5=25.0;ua6=0;Ua1=0.377*r*n/(i0*ig1);F=Ttq*0.9*ig1*i0/r;Ft1=F;plot(Ua1,Ft1)holdon;gridon;Ua2=0.377*r*n/(i0*ig2);F=Ttq*0.9*ig2*i0/r;Ft2=F;plot(Ua2,Ft2)holdon;gridon;Ua3=0.377*r*n/(i0*ig3);F=Ttq*0.9*ig3*i0/r;Ft3=F;plot(Ua3,Ft3)holdon;gridon;Ua4=0.377*r*n/(i0*ig4);F=Ttq*0.9*ig4*i0/r;Ft4=F;plot(Ua4,Ft4)holdon;gridon;for(j=1:230)ua5=ua5+0.4;UA5(j)=ua5;ne5=ig5*i0*ua5/(0.377*r);Pe5=Pem*((ne5/np)+(ne5/np).^2-(ne5/np).^3);Ttq5=9550*Pe5/ne5;Ft5=Ttq5*0.9*ig5*i0/r;FT5(j)=Ft5;j=j+1;endplot(UA5,FT5)holdon;gridon;for(t=1:290)U6(t)=ua6;f=0.02;Ff=Ma*f*g;Fw=CD*A*ua6.^2/21.15;Ft=Ff+Fw;FT6(t)=Ft;ua6=ua6+0.4;t=t+1;endplot(U6,FT6)gridon;ylabel('Ft(N)','FontSize',10);xlabel('Ua(k