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1、SY-025-BY-3 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 系部 汽車與交通 工程學(xué)院 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 題目名稱 HGC1050輕型商用車總體設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀，選題的目的、依據(jù)和意義 1、研究現(xiàn)狀 汽車設(shè)計包括整車總體設(shè)計、總成設(shè)計和零件設(shè)計。其中汽車總體設(shè)計又稱汽車總布置，它是汽車設(shè)計中重要的一環(huán)，它對汽車的設(shè)計質(zhì)量、汽車的性能和產(chǎn)品的生命力有著決定性影響，它不僅貫穿整個設(shè)計過程而且為各總成、部件的設(shè)計構(gòu)建框架?？傮w設(shè)計是根據(jù)整車設(shè)計總目標(biāo)明確各種要求的主次關(guān)系，協(xié)調(diào)統(tǒng)一

2、，形成整車設(shè)計方案的過程，傳統(tǒng)設(shè)計方法是經(jīng)驗設(shè)計，通過手工查閱國內(nèi)外類似汽車獲得設(shè)計參數(shù)，繪制出總布置圖和總成部件圖，初步得出整車參數(shù)和性能指標(biāo)。其設(shè)計周期長，準(zhǔn)確性差，費力又費時。李軍求等在《用CAD技術(shù)進(jìn)行汽車底盤總布置設(shè)計方法的研究》一文中針對汽車總布置設(shè)計的特點，用Visual C++610作為界面設(shè)計語言，運用ObjectARX開發(fā)工具對AutoCAD2000進(jìn)行二次開發(fā)，進(jìn)行了汽車底盤總布置設(shè)計。ObjectARX是在ARX基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第二代面向?qū)ο蟮腃++編程環(huán)境。目前使用的是ObjectARX310版。ObjectARX應(yīng)用程序具有可封裝性、可繼承性以及多態(tài)性等特點，其開發(fā)

3、的CAD（計算機輔助設(shè)計）軟件模塊具有性能好、獨立性強、連接簡單、內(nèi)部功能高效以及代碼可重用性強等優(yōu)點，并支持MFC類庫，能簡潔高效地實現(xiàn)許多復(fù)雜功能。 由于總體設(shè)計中牽涉的變數(shù)多，因此開發(fā)新車型不僅對設(shè)計師自身的經(jīng)驗和能力有較高的要求而且必須用先進(jìn)的技術(shù)輔助設(shè)計師合理決策、優(yōu)選參數(shù)、優(yōu)化設(shè)計，以應(yīng)對汽車市場激烈的競爭。隨著計算機技術(shù)的不斷應(yīng)用與發(fā)展和CAD技術(shù)在工程機械各領(lǐng)域的不斷滲透，汽車的設(shè)計必然要與計算機結(jié)合。在國外，用于汽車開發(fā)的CAX（CAD/CAE/CAM等）軟件已日益成熟，并提出了計算機集成制造思想。國內(nèi)汽車設(shè)計人員在利用計算機繪圖及性能計算方面取得了顯著的成績，但在總體設(shè)計

4、階段還是利用經(jīng)驗方法，這不僅影響了設(shè)計質(zhì)量也增加了設(shè)計時間。因而總體設(shè)計亟待引進(jìn)先進(jìn)的計算方法和先進(jìn)的繪圖軟件。黃曉云等在《基于參數(shù)化和專家系統(tǒng)技術(shù)的汽車總體設(shè)計CAD系統(tǒng)》一文中針對此種情況，提出了以參數(shù)化繪圖技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)建造了基于參數(shù)化和專家系統(tǒng)技術(shù)的汽車總體設(shè)計CAD系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以以人機交互的方式完成整車方案設(shè)計的全過程，最終給出符合設(shè)計目標(biāo)的總布置圖的三維模型，并且作者給出了該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，簡述了設(shè)計參數(shù)選擇專家系統(tǒng)模塊的實現(xiàn)方法和功能，詳述了基于UGⅡ，利用其二次開發(fā)工具開發(fā)的各參數(shù)化圖庫的功能和建造方法。 汽車車身的設(shè)計是從車身總布置開始的，車身總

5、布置是汽車總布置設(shè)計的重要組成部分，而車身總布置是以駕駛員座椅位置的布置為中心進(jìn)行的。對汽車駕駛員位置進(jìn)行合理地布置是提高整車適宜性、駕駛乘坐舒適性及安全性的關(guān)鍵措施。車身總布置的好壞，在很大程度上決定著車身設(shè)計的成敗。只有當(dāng)駕駛員座椅位置的布置工作完成后，才能進(jìn)行車身造型，所以駕駛員座椅位置的布置是車身設(shè)計的首要環(huán)節(jié)。吳濤在《基于UG的汽車駕駛員位置CAD在實車開發(fā)工作》中提出通過UG等CAD軟件、模糊綜合評判等方法，對已確定的汽車駕駛員手掌掌心、踵點及H點位置的合理性進(jìn)行了分析驗證，通過這些點預(yù)測了汽車駕駛員的駕駛姿態(tài)。并利用CAD技術(shù)，建立了布置汽車駕駛員位置的實用性很強的方法，在實開發(fā)

6、工作中進(jìn)行了驗證，該方法可大幅度地縮短車身內(nèi)部布置所需的時間，使整車開發(fā)成本得以降低。布置方法的建立有望為設(shè)計單位提供高效的設(shè)計手段。并且使以計算機技術(shù)為核心的CAD/CAM/CAE一體化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)在車身設(shè)計領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 汽車視野設(shè)計使汽車總布置車身設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。汽車視野性的好壞直接到汽車行駛的安全性，使汽車安全認(rèn)證的主要項目之一。英聯(lián)邦法規(guī)FMVSS、歐洲ECC法規(guī)、日本《道路運輸車輛保安標(biāo)準(zhǔn)》以及我國國標(biāo)都在視野方面制定了相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。任金東等在《基于CATIA平臺的汽車視野設(shè)計系統(tǒng)研究與實現(xiàn)》一文中詳細(xì)介紹了基于CATIA平臺的汽車視野設(shè)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)一汽車人體工程

7、學(xué)的基本理論為指導(dǎo)，依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是SAE和國標(biāo)，將提煉之后的專家知識與CAD技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行高效地指導(dǎo)汽車視野設(shè)計。并且該系統(tǒng)以CATIA為開發(fā)平臺，以C語言和CATIA接口GⅡ(Graphics Interactive Interface)為主要開發(fā)工具。程序具有與主平臺完全一致的Motif交互式界面，使用非常方便。 在進(jìn)行汽車總布置設(shè)計時，必須對車輪的運動進(jìn)行校核，防止發(fā)生運動干涉。此校核的目的是針對前輪應(yīng)同時考慮上跳及轉(zhuǎn)向至極限位置時的情況，從而確定車輪運動至極限位置時占用的空間，檢查車輪與輪罩、縱梁之間的運動間隙是否足夠，并由此決定前后輪罩設(shè)計的最小尺寸邊界。關(guān)于運動干涉，馬紅榮在《車

8、輪跳動與輪罩設(shè)計校核》一文中對某型汽車前、后輪跳動情況進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對其空間布置情況進(jìn)行如何校核，如何為輪罩、擋泥板的設(shè)計提供依據(jù)。 汽車產(chǎn)品設(shè)計必須滿足客戶及市場需求，也要體現(xiàn)工程及制造要求，還要體現(xiàn)政府法規(guī)及安全要求。這些要求需要有一個合適的托付物來體現(xiàn)，趙尚義在《基于典型截面的汽車總布置設(shè)計方法研究》提出的典型截面就是設(shè)計、制造要求、人員、安全因素及法規(guī)的多功能區(qū)的交流格式，它是以圖形的方式表現(xiàn)這些設(shè)計要求的載體，內(nèi)容包括車身，五門一蓋，內(nèi)外飾，電器及人機要素的“最佳截面”，以及動力總成及底盤截面。典型截面標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該在總布置經(jīng)理的管控之下，具體的典型截面信息數(shù)據(jù)庫維護(hù)由技術(shù)研發(fā)部門總

9、布置組負(fù)責(zé)。 在汽車總體布置設(shè)計中，經(jīng)常涉及到軸荷的分配和整車質(zhì)心位置的設(shè)計、計算和調(diào)整。最常用的方法是根據(jù)力矩平衡原理通過計算來完成。計算法有其準(zhǔn)確、可靠的一面, 亦存在數(shù)據(jù)收集處理繁瑣復(fù)雜、計算過程不直觀、調(diào)整數(shù)據(jù)不便等缺憾。林春旭在《幾何作圖法求解汽車質(zhì)心》一文中提供一種幾何作圖的方法，可以非常直觀地求得汽車的質(zhì)心和重力，直接求得汽車的質(zhì)心位置及軸荷，無須數(shù)學(xué)計算，調(diào)整和變動各部件的位置、質(zhì)量也很方便，可簡化汽車總布置設(shè)計時軸荷和質(zhì)心的設(shè)計計算過程。有關(guān)質(zhì)心位置和軸荷分配的計算過程。應(yīng)用計算機輔助設(shè)計，此法將更快捷、可靠。 汽車的設(shè)計開發(fā)，必須圍繞以人為中心的人性化前提展開。

10、因此，在汽車的開發(fā)設(shè)計中，人機工程設(shè)計與車內(nèi)空間的確定占有重要地位，必須根據(jù)新產(chǎn)品的實際情況，進(jìn)行合理的布置設(shè)計。汽車人機工程設(shè)計的任務(wù)就是開發(fā)出使駕駛者感到操縱方便、高效、不易疲勞，使乘坐者感到舒適、安全的汽車產(chǎn)品，這不僅關(guān)系到有效利用車內(nèi)空間及提高乘用舒適性，而且會影響整車、內(nèi)外造型和尺寸參數(shù)，進(jìn)而會影響整車性能和市場競爭力。而要獲得人性化并貼近用戶的最優(yōu)化設(shè)計結(jié)果，就必須運用人機工程的設(shè)計方法程序。在我國，由于沒有合適的人體數(shù)據(jù)及工具且缺乏設(shè)計經(jīng)驗，尚未形成清晰有效的汽車人機工程設(shè)計方法。張冰在《人機工程在汽車總布置設(shè)計中的應(yīng)用》中探討總結(jié)了人機工程在汽車總布置設(shè)計的應(yīng)用，同時闡述了汽車

11、總布置中的一些概念和定義，并給出了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和參考值，可為新產(chǎn)品的開發(fā)和技術(shù)改進(jìn)提供參考和幫助。 廖林清在《汽車總布置設(shè)計中發(fā)動機性能指標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計》一文中提出了以汽車行駛的能量利用率最高、加速時間盡可能短為目標(biāo)函數(shù)，建立了在給定汽車底盤參數(shù)、整車性能參數(shù)和汽豐行駛條件下的汽車發(fā)動機性能指標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，對汽車發(fā)動機的最大功率廈其相應(yīng)轉(zhuǎn)速、最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機排量等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，為汽車總布置設(shè)計中發(fā)動機的選型提供了依據(jù)。 2、目的、依據(jù)和意義

12、 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢，研發(fā)一個新產(chǎn)品并不是僅僅追求新，而是由特定的經(jīng)濟(jì)目的，然后才能有的放矢。 一般說來，汽車產(chǎn)品設(shè)計的直接目的有如下幾種： (1) 從技術(shù)先進(jìn)性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā)，正確選擇性能指標(biāo)、質(zhì)量和主要尺寸參數(shù)，提出總體設(shè)計方案，為各部件設(shè)計提供整車參數(shù)和設(shè)計要求； (2) 對各部件進(jìn)行合理布置和運動校核； (3) 對整車性能進(jìn)行計算和控制，保證汽車主要性能指標(biāo)實現(xiàn)； (4

13、) 協(xié)調(diào)好整車與總成之間的匹配關(guān)系，配合總成完成布置設(shè)計，使整車的性能、可靠性達(dá)到設(shè)計要求。 汽車的總體布置直接影響到汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、制動性等多項汽車基本性能，因此總體設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到市場占有率。 通過HGC1050輕型商用車的總體設(shè)計，促進(jìn)我自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)我獨立工作的能力，在這下設(shè)計中我可以綜合運用《汽車設(shè)計》、《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《機械設(shè)計》等課程的知識，并獨立查找文獻(xiàn)參考資料，綜合訓(xùn)練了我的繪圖、總布置等綜合專業(yè)知識，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。本設(shè)計培養(yǎng)了我的主動學(xué)習(xí)積極性，拓寬了我的知識面，培養(yǎng)了我理論聯(lián)系實際的精神。 由于本題目模擬工程一線實際情況，使我通過

14、畢業(yè)設(shè)計可與工程實踐直接接觸，不但可以提高我解決實際問題的能力，更可以提高了我今后在工作中的能力。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 本次設(shè)計主要是通過查閱近幾年來有關(guān)國內(nèi)外總體設(shè)計的文獻(xiàn)資料，結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識進(jìn)行設(shè)計。通過比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計，計算整車的性能結(jié)構(gòu)參數(shù)并對其進(jìn)行校核計算；同時對離合器、變速器、驅(qū)動橋等結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行總體布置。然后利用計算機輔助繪圖畫出總布置圖，并輔之以說明書。 2、擬解決的主要問題 (1)改善汽車的技術(shù)效果。改善或達(dá)到高于競爭對手的裝載能力、動力性、舒適性、可靠性、燃料經(jīng)濟(jì)性等技術(shù)性

15、能，降低污染，提高安全和方便程度等。這些都可以用硬指標(biāo)作為考核標(biāo)準(zhǔn)，通常是重要的設(shè)計目的。 (2)改善汽車的經(jīng)濟(jì)效果。調(diào)整汽車在產(chǎn)品系列中的檔次，調(diào)整其成本和售價，以改善汽車在市場上的競爭地位。 (3)改善汽車的形象。若舊車型由于種種原因在用戶中形象不佳，則需要使產(chǎn)品以全新的形象出現(xiàn)于市場。 三、 技術(shù)路線（研究方法） 進(jìn)行市場調(diào)查與需求分析 查閱近幾年的文獻(xiàn)資料以確定當(dāng)前的研究現(xiàn)狀 汽車設(shè)計方案的制定 尋找實車作為設(shè)計的參照模型 汽車主要總成部件的選擇 汽車主要參數(shù)的選擇 汽車形式的選擇 汽車主要總成部件的布

16、置 汽車總體布置設(shè)計 運動校核 數(shù)據(jù)錯誤，則重新開始 軸荷分配與質(zhì)心位置計算 編寫設(shè)計說明書 繪制汽車總裝配圖 得到優(yōu)化、創(chuàng)新后的汽車總布置的所有數(shù)據(jù)、資料 優(yōu)化、創(chuàng)新 對比 得到汽車總布置的所有數(shù)據(jù)、資料 四、進(jìn)度安排 1.第1～2周（2月28日～3月11日） 調(diào)研、資料收集，完成開題報告 2.第3周（3月14日～3月18日） 動力性計算 3.第4周（3月21日～3月25日） 經(jīng)濟(jì)型計算 4.第5～7周（3月28日～4月15日） 總布置圖繪制 5.第8周（4月18日～4月2

17、2日） 中期檢查 6.第9～10周（4月25日～5月6日） 總布置圖繪制、調(diào)整 7.第11周（5月9日～5月13日） 完成總布置圖 8.第12周（5月16日～5月20日） 完成設(shè)計說明書 9.第13周（5月23日～5月27日） 設(shè)計審核、修改 10.第14周（5月30日～6月3日） 畢業(yè)設(shè)計(論文)修改 11.第15周（6月6日～6月10日） 畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱教師評閱或預(yù)審 12.第16周（6月13日～6月17日） 畢業(yè)設(shè)計(論文)修改 13

18、.第17周（6月20日～6月24日） 畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 五、參考文獻(xiàn) [1] 陳家瑞.汽車構(gòu)造(上，下冊) [M].北京：人民交通出版社，1994 [2] 孫恒，傅則紹.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1990 [3] 余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機械工業(yè)出版社，2000 [4] 王望予.汽車設(shè)計（第四版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 [5] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華人學(xué)出版社，2001 [6] 徐 灝.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1991 [7] 唐新蓬.汽車總體設(shè)計[

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