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第1章 汽车总体设计1

1.1 概述1

1.1.1 汽车工业的发展1

1.1.2 汽车设计的特点2

1.1.3 汽车的开发过程3

1.2 汽车结构形式的选择8

1.3 汽车主要参数的选择15

1.3.1 汽车主要尺寸参数的确定15

1.3.2 汽车质量参数的确定18

1.3.3 汽车性能参数的确定22

1.4 发动机的选择27

1.4.1 发动机形式的选择27

1.4.2 发动机主要性能指标的选择29

1.5 轮胎的选择30

1.5.1 轮胎与车轮应满足的基本要求30

1.5.2 轮胎的分类30

1.5.3 轮胎的特点与选用30

1.6 汽车总布置设计32

1.6.1 总布置设计图的图面要求32

1.6.2 各部件的布置34

1.7 运动校核45

习题46

第2章 离合器设计47

2.1 概述47

2.2 离合器的结构形式48

2.2.1 从动盘数的选择48

2.2.2 压紧弹簧的形式及布置50

2.2.3 膜片弹簧的支承形式54

2.2.4 压盘的驱动方式56

2.2.5 分离杠杆和分离轴承56

2.2.6 离合器的散热通风57

2.2.7 从动盘57

2.3 离合器基本参数的选择58

2.3.1 摩擦离合器转矩58

2.3.2 后备系数β60

2.3.3 单位压力p060

2.3.4 摩擦片外径D、内径d和厚度b61

2.3.5 摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙△t62

2.4 离合器的设计与计算63

2.4.1 圆柱螺旋弹簧63

2.4.2 圆锥螺旋弹簧63

2.4.3 膜片弹簧66

2.5 扭转减振器设计71

2.6 双质量飞轮75

2.7 离合器的操纵机构78

2.7.1 设计要求78

2.7.2 操纵机构结构形式选择78

2.7.3 离合器操纵机构的设计计算79

2.8 设计实例80

习题84

第3章 机械式变速器设计85

3.1 概述85

3.2 变速传动机构布置方案分析85

3.2.1 变速传动机构的方案分析86

3.2.2 零部件结构方案分析91

3.2.3 组合变速器结构方案分析94

3.3 变速器主要参数选择与计算97

3.3.1 挡数97

3.3.2 传动比范围97

3.3.3 中心距A98

3.3.4 变速器外形尺寸99

3.3.5 轴的设计计算100

3.3.6 齿轮参数的确定102

3.3.7 各挡齿轮齿数的分配108

3.4 同步器设计111

3.4.1 惯性式同步器111

3.4.2 同步器锁止条件的建立116

3.4.3 转动惯量的计算118

3.4.4 同步器主要参数的确定120

3.5 变速器操纵机构122

3.5.1 操纵方式122

3.5.2 锁止装置124

习题127

第4章 万向传动轴设计128

4.1 概述128

4.2 万向节结构方案分析129

4.3 万向节传动的运动分析135

4.3.1 单万向节传动（普通十字轴式万向节）135

4.3.2 双万向节传动（普通十字轴式万向节）137

4.3.3 多万向节传动（普通十字轴式万向节）139

4.4 万向节的设计计算140

4.5 传动轴设计142

4.6 中间支承144

4.7 设计实例145

习题147

第5章 驱动桥设计148

5.1 概述148

5.2 驱动桥的结构形式149

5.3 主减速器设计151

5.3.1 主减速器的结构形式151

5.3.2 主减速器结构设计的若干考虑162

5.3.3 汽车主减速器锥齿轮设计165

5.3.4 主减速器锥齿轮轴承的载荷173

5.4 差速器设计175

5.4.1 差速器结构形式175

5.4.2 普通锥齿轮差速器齿轮设计179

5.4.3 多桥驱动汽车的轴间差速器181

5.4.4 粘性联轴器182

5.5 车轮传动装置设计184

5.5.1 半轴结构形式184

5.5.2 半轴强度计算187

5.5.3 半轴结构设计188

5.6 驱动桥壳设计189

5.6.1 驱动桥壳的作用189

5.6.2 驱动桥壳的形式189

5.6.3 驱动桥壳强度计算191

5.7 设计实例193

习题196

第6章 从动桥设计198

6.1 概述198

6.2 从动桥的结构方案分析199

6.2.1 从动桥结构形式199

6.2.2 车轮定位参数202

6.3 从动桥的设计计算206

6.3.1 转向从动桥主要零件尺寸的确定206

6.3.2 转向从动桥主要零件设计计算207

6.4 设计实例214

习题217

第7章 车架设计218

7.1 概述218

7.2 车架的结构设计219

7.2.1 车架的结构形式219

7.2.2 车架的结构设计形式222

7.2.3 车架的设计和计算222

习题226

第8章 悬架设计227

8.1 概述227

8.1.1 悬架的设计要求227

8.1.2 悬架的构成227

8.2 悬架的结构形式230

8.3 悬架主要性能参数的确定232

8.3.1 悬架静挠度和动挠度232

8.3.2 悬架的弹性特性233

8.3.3 后悬架主、副簧刚度的分配235

8.4 弹性元件的计算237

8.4.1 钢板弹簧的计算237

8.4.2 扭杆弹簧的计算247

8.4.3 螺旋弹簧的计算249

8.4.4 空气弹簧和油气弹簧的计算250

8.5 独立悬架导向机构的设计253

8.5.1 独立悬架导向机构的设计要求253

8.5.2 独立悬架导向机构的布置参数253

8.5.3 双横臂悬架导向机构设计257

8.5.4 麦弗逊式悬架导向机构设计267

8.6 减振器269

8.6.1 减振器主要性能参数的选择269

8.6.2 减振器主要尺寸的确定271

8.7 横向稳定杆272

习题275

第9章 转向系设计276

9.1 概述276

9.2 转向器结构方案分析277

9.2.1 机械式转向器方案分析277

9.2.2 转向盘的尺寸及布置279

9.2.3 转向轴的防伤安全措施279

9.3 转向系主要性能参数281

9.3.1 转向系传动比281

9.3.2 转向器传动副的传动间隙285

9.3.3 转向器的效率286

9.3.4 影响转向器效率的因素288

9.4 机械式转向器的设计计算289

9.4.1 转向器计算载荷的确定289

9.4.2 齿轮齿条式转向器的设计289

9.4.3 循环球式转向器的设计290

9.5 动力转向机构设计294

9.5.1 动力转向机构的设计要求294

9.5.2 液压式动力转向机构布置方案分析294

9.5.3 液压式动力转向机构的计算296

9.6 转向梯形设计299

9.6.1 理想的内、外轮转角关系299

9.6.2 整体式转向梯形机构的设计300

9.6.3 断开式转向梯形机构的设计303

9.6.4 转向传动机构强度计算307

9.7 转向杆系的布置308

9.7.1 前悬架采用非独立悬架的转向杆系布置309

9.7.2 前悬架采用独立悬架的转向系统的布置310

9.8 四轮转向312

9.8.1 四轮转向系统小转角控制313

9.8.2 四轮转向系统大转角控制315

9.9 设计实例317

习题321

第10章 制动系设计322

10.1 概述322

10.2 制动器的结构方案分析323

10.2.1 制动器效能323

10.2.2 鼓式制动器324

10.2.3 盘式制动器330

10.3 制动器主要参数的确定333

10.3.1 鼓式制动器主要参数的确定333

10.3.2 盘式制动器主要参数的确定334

10.4 制动器的设计计算334

10.4.1 鼓式制动器的设计计算334

10.4.2 盘式制动器的设计计算339

10.4.3 衬片磨损特性的计算339

10.4.4 应急制动和驻车制动所需的制动力矩340

10.5 制动驱动机构的设计计算341

10.5.1 制动驱动机构的形式341

10.5.2 分路系统343

10.5.3 液压制动驱动机构的设计计算344

10.6 制动力调节机构348

10.6.1 限压阀349

10.6.2 比例阀350

10.6.3 惯性阀352

10.7 汽车的防抱死制动系统354

10.7.1 ABS基本原理和理想的制动控制过程355

10.7.2 ABS的结构组成359

10.7.3 ABS在汽车上的配置362

10.8 设计实例365

习题370

第11章 数字汽车车身设计371

11.1 汽车数字化工程概述371

11.1.1 虚拟制造概念371

11.1.2 虚拟制造的特征372

11.1.3 虚拟制造的类型372

11.1.4 汽车数字化工程373

11.2 数字汽车造型设计374

11.3 人机工程学分析380

11.3.1 人机工程学概述380

11.3.2 人体尺寸和人体模型382

11.3.3 人体的姿势与布置385

11.3.4 人体的操纵范围387

11.3.5 人眼的视觉和视野范围387

11.4 数字汽车车身设计概述388

11.4.1 数字汽车车身设计的基本特点和技术要求388

11.4.2 数字汽车车身设计流程390

习题391

第12章 现代汽车设计方法392

12.1 概述392

12.2 计算机辅助设计393

12.2.1 CAD的发展状况393

12.2.2 CAD技术在汽车行业中的应用394

12.2.3 CAD技术的发展趋势395

12.2.4 CAD系统的结构396

12.2.5 CAD的功能397

12.2.6 CAD的应用举例398

12.3 汽车优化设计401

12.3.1 概述401

12.3.2 优化问题的数学模型402

12.3.3 优化方法403

12.3.4 解决优化设计问题的一般步骤405

12.3.5 优化方法的应用实例405

12.4 汽车机构动态仿真411

12.4.1 仿真概念411

12.4.2 仿真模型和仿真方法412

12.4.3 汽车机构运动学仿真412

12.4.4 汽车机构动力学仿真413

12.5 有限元分析法413

12.5.1 概述413

12.5.2 有限元法的分析过程414

12.5.3 有限元结构分析软件简介417

12.5.4 有限元法在汽车设计中的应用418

12.6 逆向工程420

12.6.1 概述420

12.6.2 逆向工程的技术基础421

习题429

参考文献430