本書在傳統(tǒng)的汽車設計教材編寫體系的基礎上進行完善補充，安排全書內(nèi)容，共分3篇14章。第1篇汽車底盤總體設計概論，包括汽車底盤設計的任務、汽車總體形式及參數(shù)選擇、汽車底盤布局設計；第2篇汽車底盤結構設計，包括離合器結構設計、機械式變速器結構設計、傳動軸結構設計、驅動橋結構設計、懸架結構設計、轉向器結構設計、制動系統(tǒng)設計；第3篇汽車底盤現(xiàn)代設計方法，包括汽車結構抗疲勞與可靠性設計、汽車結構的計算機輔助設計、汽車結構輕量化設計、汽車結構動力學設計。
本書是為大學本科車輛工程專業(yè)編寫的專業(yè)教材，可作為該專業(yè)及其相關專業(yè)的大學生教材或參考書，也可供相關工程技術人員參考。
前言
第1篇汽車底盤總體設計概論
第1章汽車底盤設計的任務2
1.1汽車底盤設計的定位2
1.1.1車輛工程專業(yè)課之間的關系2
1.1.2汽車底盤設計的層次概念3
1.2汽車底盤總體設計的任務4
1.2.1確認汽車底盤總體設計的前提條件4
1.2.2明確汽車底盤總體設計的一般原則5
1.2.3達到汽車底盤總體設計基本要求5
1.2.4協(xié)調材料、工藝與設計的關系6
1.2.5完成汽車底盤總體設計的具體工作6
1.3汽車底盤總體設計的開發(fā)程序6
1.3.1設計任務書編制階段7
1.3.2技術設計階段9
1.3.3試制、試驗、改進、定型階段9
1.3.4生產(chǎn)準備階段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30
3.2.2發(fā)動機形式的選擇30
3.2.3發(fā)動機主要性能指標的選擇31
3.2.4發(fā)動機的懸置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)行機構布局簡介56第2篇汽車底盤結構設計
第4章離合器結構設計59
4.1離合器設計的基本要求59
4.2離合器結構形式與主要參數(shù)的選擇59
4.2.1離合器結構形式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扭轉減振器的設計67
4.4.1扭轉減振器的組成和功用67
4.4.2扭轉減振器線性和非線性特性68
4.4.3扭轉減振器的主要參數(shù)68
4.4.4通用的從動盤減振器局限性70
4.5離合器的操縱機構設計70
4.5.1對操縱機構的要求70
4.5.2操縱機構結構形式選擇70
4.5.3離合器操縱機構的主要計算71
第5章機械式變速器結構設計73
5.1變速器設計的基本要求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變速器的設計與計算80
5.3.1齒輪的損壞形式80
5.3.2輪齒強度計算80
5.3.3軸的剛度與強度計算82
5.4同步器設計83
5.5自動變速器匹配設計87
5.5.1自動變速器匹配設計總體原則87
5.5.2自動變速器結構匹配設計88
5.5.3自動變速器性能匹配設計88
第6章傳動軸結構設計91
6.1傳動軸設計的基本要求91
6.2萬向傳動的運動和受力分析91
6.2.1十字軸萬向節(jié)傳動的不等速性91
6.2.2主、從動軸上的轉矩關系91
6.2.3附加彎曲力偶矩的分析92
6.3傳動軸結構分析與設計93
6.3.1傳動軸的結構特點93
6.3.2傳動軸的設計要求93
6.3.3傳動軸結構設計93
第7章驅動橋結構設計95
7.1驅動橋結構設計的基本要求95
7.1.1驅動橋設計的基本要求95
7.1.2驅動橋殼設計的基本要求96
7.2驅動橋的結構方案分析96
7.2.1驅動橋分類96
7.2.2驅動橋特點及應用96
7.3主減速器設計97
7.3.1主減速器結構方案97
7.3.2驅動橋減速形式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差速器設計111
7.4.1差速器結構形式選擇111
7.4.2普通錐齒輪差速器齒輪設計112
7.4.3黏性聯(lián)軸器結構及在汽車上的應用114
7.5車輪傳動裝置設計114
7.5.1結構形式分析115
7.5.2半軸的強度與剛度計算115
7.5.3半軸的結構設計117
7.6驅動橋殼設計117
7.6.1驅動橋殼結構形式117
7.6.2驅動橋殼強度計算118
第8章懸架結構設計120
8.1懸架的設計要求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懸架側傾角剛度及其在前、后軸的分配122
8.3鋼板彈簧的設計計算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各片彈簧預應力的選取及強度驗算126
8.3.6少片彈簧設計計算128
8.4扭桿彈簧設計計算129
8.4.1扭桿彈簧的特點及其分類129
8.4.2扭桿彈簧設計計算要點130
8.5獨立懸架導向機構的設計132
8.5.1對獨立懸架導向機構的要求132
8.5.2導向機構的布置參數(shù)132
8.5.3雙橫臂式獨立懸架導向機構設計134
8.5.4麥弗遜式獨立懸架導向機構設計136
第9章轉向器結構設計137
9.1轉向器設計的基本要求137
9.2機械式轉向器方案分析與設計137
9.2.1機械式轉向器類型137
9.2.2齒輪齒條式轉向器形式及布置139
9.2.3齒輪齒條式轉向器的設計140
9.2.4變傳動比齒輪齒條式轉向器設計140
9.3機械式轉向器主要性能參數(shù)141
9.3.1轉向器的效率141
9.3.2轉向系統(tǒng)傳動比143
9.4助力轉向機構設計144
9.4.1對助力轉向機構的要求144
9.4.2助力轉向機構布置方案分析145
9.4.3液壓助力轉向器評價指標145
第10章制動系統(tǒng)設計147
10.1制動系統(tǒng)設計要求147
10.1.1制動系統(tǒng)的作用147
10.1.2對制動系統(tǒng)提出的設計要求147
10.2制動器的結構方案分析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制動器的設計與計算155
10.4.1鼓式制動器的設計與計算155
10.4.2盤式制動器的設計與計算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應急制動和駐車制動所需要的制動力矩160
10.5制動驅動機構與制動力調節(jié)機構161
10.5.1制動驅動機構的形式161
10.5.2分路系統(tǒng)163
10.5.3液壓制動驅動機構的計算164
10.5.4制動力調節(jié)機構165
10.6鼓式制動器的主要結構元件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)代設計方法
第11章汽車結構抗疲勞與可靠性設計172
11.1材料的疲勞強度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PSN曲線174
11.2零件疲勞強度的影響因素174
11.2.1應力集中對疲勞強度的影響175
11.2.2零件尺寸對疲勞強度的影響176
11.2.3表面狀態(tài)對疲勞強度的影響176
11.2.4拉伸平均應力對疲勞強度的影響176
11.3零部件的抗疲勞設計方法簡介177
11.3.1無限壽命設計法177
11.3.2名義應力有限壽命設計法179
11.3.3局部應力應變分析法184
11.3.4損傷容限設計法186
11.4載荷譜設計方案187
11.4.1載荷譜設計的一般考慮187
11.4.2雨流計數(shù)法188
11.4.3典型設計譜189
11.5汽車零部件的可靠性設計192
11.5.1可靠性的概念及設計原理192
11.5.2疲勞強度的可靠性設計方法195
11.5.3汽車零部件的可靠性設計197
第12章汽車結構的計算機輔助設計200
12.1CAE技術200
12.1.1CAE技術簡介200
12.1.2計算機輔助圖形設計201
12.2有限元輔助設計方法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計算機輔助車架靜力設計208
12.3.1典型工況的確定與評價指標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211
12.3.4靜力分析在ANSYS上的實現(xiàn)212
12.4底盤結構的計算機輔助設計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章汽車結構輕量化設計217
13.1汽車結構輕量化的途徑217
13.1.1結構優(yōu)化設計217
13.1.2選用輕質材料218
13.1.3提高制造工藝219
13.2汽車結構優(yōu)化設計的概念與方法220
13.2.1結構優(yōu)化設計的數(shù)學模型220
13.2.2結構優(yōu)化設計的分類222
13.2.3結構優(yōu)化設計的常用方法223
13.3汽車底盤結構優(yōu)化設計225
13.3.1離合器結構優(yōu)化設計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汽車機械式變速器齒輪系統(tǒng)的多目標優(yōu)化設計230
13.3.4汽車懸架彈簧優(yōu)化設計236
13.3.5車架結構優(yōu)化設計241
13.4新型材料的選擇設計246
13.4.1高強度鋼的設計運用246
13.4.2鋁合金的應用247
13.4.3鎂合金的應用248
13.4.4鈦的應用249
13.4.5塑料的應用250
13.4.6輕量化材料應用的發(fā)展251
第14章汽車結構動力學設計252
14.1底盤結構的動態(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車架結構的模態(tài)特性分析259
14.2底盤結構的響應分析261
14.2.1諧響應分析的基本理論與方法261
14.2.2底盤結構瞬態(tài)響應分析263
14.2.3車架結構的諧響應分析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271
14.4汽車對路面振動激勵的響應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274
14.5汽車行駛穩(wěn)定性設計275
14.5.1行駛制動防前俯設計276
14.5.2行駛驅動防后仰設計277
14.5.3轉彎時側向載荷轉移278
參考文獻281
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