汽車或者玩具車造型設(shè)計(jì)【說明書+SOLIDWORKS+仿真】,說明書+SOLIDWORKS+仿真,汽車或者玩具車造型設(shè)計(jì)【說明書+SOLIDWORKS+仿真】,汽車,或者,玩具車,造型,設(shè)計(jì),說明書,仿單,solidworks,仿真 （）大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 （）大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)（論文）題目： 汽車三維設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 系 別： 機(jī)械工程系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 2013-11 摘要 汽車的造型設(shè)計(jì)專業(yè)是藝術(shù)與科學(xué)的結(jié)合，它涉及到各種科學(xué)領(lǐng)域，如材料，制造技術(shù)，經(jīng)濟(jì)學(xué)，人機(jī)工程，空氣動(dòng)力學(xué)，商業(yè)心理學(xué)，環(huán)境科學(xué)等。功能是產(chǎn)品的用途和功能，是汽車造型的目的，是生存的根本。我們研究汽車造型是從產(chǎn)品的形式來考慮如何滿足人的心理和生理的需求，使產(chǎn)品達(dá)到科學(xué)性與藝術(shù)性的高度統(tǒng)一，成為時(shí)代意義上的現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品，滿足社會(huì)生產(chǎn)和人民物質(zhì)文化和精神文明需求，。在今后的學(xué)習(xí)和工作中研究汽車車身造型的發(fā)展具有響當(dāng)重要的地位。 汽車不僅是一種交通工具，也是一個(gè)現(xiàn)代化的裝飾品，其優(yōu)美的造型和鮮艷的色彩給人帶來美的享受的人。可否滿足汽車速度的基本要求，安全性和舒適性，是汽車造型美觀的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。車身的顏色不僅是汽車的外包裝和品牌識(shí)別的標(biāo)志，也包含了消費(fèi)心理，文化背景，性格以及其他因素。在汽車的形狀逐漸同化的今天，本文以奧迪TT為例，利用SolidWorks的詳細(xì)的建模和運(yùn)動(dòng)仿真。 關(guān)鍵詞：汽車造型、三維建模、運(yùn)動(dòng)仿真 ABSTRACT Other design professional car is a combination of art and science, it involves various scientific fields, such as materials, manufacturing technology, economics, human engineering, aerodynamics, business psychology, environmental science. Function is to use and the function of the product, is the automobile modeling purposes, is the fundamental survival. We study the automobile modeling is how to meet the psychological and physiological needs to consider from the form of the product, the product to achieve the unification of science and art, as a modern industrial products era meaning, to meet the social production and people's material and cultural and spiritual needs,. Study on development of car body modeling in the future study and work with sound when the important position. The car is not only a means of transport, is also a modern decor, its beautiful shape and bright color brings people to enjoy beauty. Can meet the basic requirements of car speed, safety and comfort, is the objective evaluation of car appearance standard. The car color is not only the automobile outer packaging and brand identity of the logo, also contains the consumption psychology, cultural background, personality and other factors. Gradually assimilated in the shape of the car today, the Audi TT as an example, using detailed modeling and motion simulation of SolidWorks. Keywords: Automobile modeling, 3 d modeling, motion simulation  目錄 摘要 - 2 - ABSTRACT - 3 - 第一章 概述 - 5 - 1.1課題研究背景 - 5 - 1.2汽車造型發(fā)展歷史 - 6 - 1.3曲面建模研究 - 7 - 1.4本論文的研究?jī)?nèi)容 - 8 - 第二章 汽車主要部件的組成 - 9 - 2.1汽車發(fā)動(dòng)機(jī) - 9 - 2.2 汽車電氣設(shè)備 - 11 - 2.3 汽車車身 - 14 - 2.4 汽車底盤 - 17 - 2.5本章小結(jié) - 20 - 第三章 汽車三維建模 - 21 - 3.1 solidwork軟件介紹 - 21 - 3.2車身三維設(shè)計(jì) - 24 - 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)三維建模 - 33 - 3.3汽車的三維裝配 - 35 - 3.4運(yùn)動(dòng)仿真 - 36 - 3.5本章小結(jié) - 36 - 第四章 汽車工藝發(fā)展及創(chuàng)新設(shè)計(jì) - 37 - 4.1新設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用 - 37 - 4.2車架安全性設(shè)計(jì)理念 - 38 - 4.3創(chuàng)新設(shè)計(jì) - 38 - 4.4本章小結(jié) - 40 - 致謝 - 41 - 參 考 文 獻(xiàn) - 42 - 第一章 概述 1.1課題研究背景 轎車車體分為兩種型式：1車架與車身合成一體的承載式車體和2車架與車身分開的非承載式車體。最早生產(chǎn)的汽車是轎車，開始時(shí)在廂體的木結(jié)構(gòu)開始，手工制作的。20世紀(jì)20年代，由于開發(fā)沖壓，焊接工藝性和拉深鋼板車身制造技術(shù)，轎車車身制造進(jìn)入了批量生產(chǎn)階段，并轉(zhuǎn)換成薄鋼板結(jié)構(gòu)。為了減輕重量，有的已采用鋁或玻璃鋼制作車身零件或面板，裝飾件和非結(jié)構(gòu)件用塑料制作。30年代中期，轎車車身開始向流線型方向發(fā)展，將轎車的后門中部加寬，將前后擋泥板的上部逐漸收縮，并逐步取消擋泥板。40年代，出現(xiàn)過"水滴式"的高度流線型車身，但受制于生產(chǎn)工藝，很難大規(guī)模生產(chǎn)，車身設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向部件盡可能少、采用沖壓和焊接工藝性好的標(biāo)準(zhǔn)化分塊和標(biāo)準(zhǔn)化斷面。 50年代初，航空工業(yè)的風(fēng)洞技術(shù)引入進(jìn)汽車工業(yè)，利用改進(jìn)了汽車車身設(shè)計(jì)減小氣流阻力和揚(yáng)力，消除或減少汽車車身周圍所形成的空氣渦流，提高了高速行駛的穩(wěn)定性和汽車的經(jīng)濟(jì)性；根據(jù)車身表面氣流壓力的分布情況，來確定最佳的車身采氣和排氣孔口的位置和形狀，以及減小空氣阻力和減少塵土沉積的車身后部的形狀。為節(jié)約能源須減輕車身的重量，并提高車身剛度。一般設(shè)計(jì)車身已經(jīng)不依靠經(jīng)驗(yàn)方法，而是用有限元法和類似的方法對(duì)車身進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)應(yīng)力分析和變形分析。 由于各汽車制造公司之間的競(jìng)爭(zhēng)，汽車一般每年都需要進(jìn)行局部改進(jìn)。每隔3～6年即進(jìn)行轎車車身全部更新?lián)Q型（貨車每隔 8～10年）。車身造型必須充分考慮實(shí)際使用價(jià)值和滿足人們審美要求，所以車身造型的美學(xué)規(guī)律是以汽車特定的使用功能、生產(chǎn)工藝和車身一定結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ)而表現(xiàn)的。70年代以后，轎車車身造型趨向簡(jiǎn)煉、挺拔、平直、整體化和改善空氣動(dòng)力性能。 汽車車身（包括框架）是空間的高階復(fù)雜的靜不定結(jié)構(gòu)的軸承系統(tǒng)，需要采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。過去有用的近似計(jì)算方法，也有用模型試驗(yàn)方法計(jì)算的。應(yīng)用有限元方法，車身設(shè)計(jì)逐漸取代過去從航空工業(yè)的近似計(jì)算方法。也可以使用軟件對(duì)車身的壓力，分析的結(jié)果在計(jì)算機(jī)終端上用圖形顯示，并能模擬各種條件下的應(yīng)力分布，根據(jù)顯示的分析結(jié)果對(duì)原車身模型用電筆修正，從而使車身結(jié)構(gòu)分析工作邁入了一個(gè)新時(shí)代。 車身附件和內(nèi)飾的人機(jī)工程在車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使車身附件和內(nèi)飾設(shè)計(jì)等有很多新發(fā)展，例如采用仿人體形的桶式座椅、可調(diào)座椅、安全帶、變色玻璃、電熱防結(jié)霜玻璃、數(shù)字顯示儀表和液晶顯示儀表等。空氣調(diào)節(jié)設(shè)備已較普及。車門鎖和玻璃升降器等附件的結(jié)構(gòu)也趨于簡(jiǎn)單可靠。為了安全，還采用真空成形軟塑料的儀表板和內(nèi)飾框架，以及凹入式手柄。 1.2汽車造型發(fā)展歷史 從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初期，汽車設(shè)計(jì)師的主要精力都集中在了汽車的機(jī)械工程學(xué)的發(fā)展和革新上。到了20世紀(jì)前半期，汽車的基本構(gòu)造已經(jīng)全部發(fā)明出來后，汽車設(shè)計(jì)者們開始著手從汽車外部造型上進(jìn)行改進(jìn)，并相繼引入了空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、人體工程學(xué)以及工業(yè)造型設(shè)計(jì)(工業(yè)美學(xué))等概念，力求讓汽車能夠從外形上滿足各種年齡、各種階層，甚至各種文化背景的人的不同需求，使汽車成為真正的科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合的最佳表現(xiàn)形象，最終達(dá)到最完善的境界。 汽車造型師們把汽車裝扮成人類的肌體。例如：汽車的眼睛--世界第一輛汽車照燈；嘴――進(jìn)風(fēng)口；肺--空氣濾清器；血管――油路；神經(jīng)一電路；心臟一發(fā)動(dòng)機(jī)；胃--油箱；腳――輪胎；肌肉--機(jī)械部分。力圖將一個(gè)冷冰冰的機(jī)械注入以生命，使之具有非凡的藝術(shù)魅力，給人以美感。汽車車身形式在發(fā)展過程中主要經(jīng)歷了馬車型汽車、箱型汽車、甲殼蟲型汽車、船型汽車、魚型汽車、楔形汽車。 1. 造型設(shè)計(jì)的原始階段 1950年前，被稱為第一階段，汽車19世紀(jì)末以來誕生20年后，汽車的發(fā)展和進(jìn)步，主要表現(xiàn)在底盤技術(shù)，車身一直沿用馬車車廂的形狀。底盤結(jié)構(gòu)的不斷完善，人們逐漸意識(shí)到車身對(duì)改善車輛性能（速度，燃料消耗和利用特征）也起著重要的作用，但它與汽車的銷售有直接的關(guān)系。后者主要表現(xiàn)在汽車造型設(shè)計(jì)，產(chǎn)品形象等，是機(jī)械技術(shù)的研究在過去未涉及的領(lǐng)域。因此，從20世紀(jì)20年代起，車身已經(jīng)成為汽車研究的新領(lǐng)域。可以說，從現(xiàn)在起，汽車工業(yè)產(chǎn)品開始被賦予文化內(nèi)涵，汽車設(shè)計(jì)作為技術(shù)與藝術(shù)要求的行業(yè)因而誕生。 2. 第二階段——造型設(shè)計(jì)的發(fā)展期 1950-1969被稱為第二階段，是汽車設(shè)計(jì)行業(yè)的黃金時(shí)期。當(dāng)時(shí)美國(guó)是魚型汽車的時(shí)代，歐洲則流行船型汽車，是一個(gè)風(fēng)格很特別的年代。當(dāng)車身主要是由小規(guī)模的作坊生產(chǎn)，產(chǎn)量稀少甚至單件生產(chǎn)的汽車不在少數(shù)，提供了大量的用于汽車設(shè)計(jì)業(yè)的機(jī)遇。如果回顧汽車的造型發(fā)展史，這段時(shí)間仍然是最百花齊放、經(jīng)典倍出、令人難忘的時(shí)光。 3. 第三階段——造型設(shè)計(jì)的成熟期 1970~1989年稱為第三階段, 隨著汽車的性質(zhì)由奢侈品轉(zhuǎn)變?yōu)樯畋匦杵?，加?0世紀(jì)70年代的世界石油危機(jī)，廠家必須面對(duì)汽車的成本的問題，于是具有良好成本效益的生產(chǎn)方式被廣泛應(yīng)用。70年代開始，大批量生產(chǎn)的汽車普遍采用沖壓成型的承載式車身，傳統(tǒng)小規(guī)模精工作業(yè)逐漸被淘汰。汽車產(chǎn)品系列被精簡(jiǎn)，單一型號(hào)汽車的產(chǎn)量大大提高. 品種越來越少, 但造型設(shè)計(jì)技術(shù)趨于成熟. 4. 第四階段—— 造型設(shè)計(jì)的輝煌期 1990年后稱為第四階段, 是汽車造型快速發(fā)展的年代, 自從1990年后, 開發(fā)技術(shù)的發(fā)展使汽車的開發(fā)速度大大加快, 品種越來越多起來, 由于開發(fā)技術(shù)的發(fā)展使汽車開發(fā)速度加快, 變型加快成為可能, 例如, 先進(jìn)的三維造型與建模軟件(CAD/CAM)的應(yīng)用就是一個(gè)重要的用于汽車造型設(shè)計(jì)的先進(jìn)工具, 設(shè)計(jì)周期開始大大縮短, 設(shè)計(jì)品種越來越多. 當(dāng)代汽車界對(duì)汽車設(shè)計(jì)提出了更高的要求。90年代能夠立足的汽車設(shè)計(jì)公司，都具備從意念到產(chǎn)品的全面開發(fā)能力，提供從市場(chǎng)分析、方案設(shè)計(jì)、模型制作以至模具開發(fā)的一系列服務(wù)，部分更具備生產(chǎn)能力。部分設(shè)計(jì)公司擁有的用于設(shè)計(jì)開發(fā)的專用設(shè)備足以媲美大型汽車制造商，而長(zhǎng)期從事設(shè)計(jì)工作所累積的經(jīng)驗(yàn)和人文素質(zhì)則是他們的立足之本。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 在發(fā)達(dá)國(guó)家, 汽車公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作量的50~60%是由設(shè)計(jì)公司完成的. 不僅造型設(shè)計(jì), 而且包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析優(yōu)化, 甚至包括工藝工裝設(shè)計(jì)等。 圖1.1 汽車造型 1.3曲面建模研究 曲面造型與實(shí)體建模不同，特征是不完全參數(shù)化。在曲面造型，需要注意以下幾個(gè)基本原則： 1.邊界曲線曲面的創(chuàng)建盡可能簡(jiǎn)單。一般來說，曲線階次不大于3。當(dāng)曲率連續(xù)的，可以考慮使用五階曲線。 2.對(duì)于邊界曲線曲面的創(chuàng)建是為了保持光滑連續(xù)，避免尖角，交叉和重疊。除了創(chuàng)建曲面，曲線上曲率分析的需要，曲率半徑盡可能大，否則會(huì)造成加工形狀復(fù)雜的困難。 3.避免創(chuàng)建非參數(shù)的表面特性。 4.表面盡量簡(jiǎn)潔，盡可能。不需要削減。減少幾面。 5.根據(jù)不同部件的形狀特點(diǎn)，合理利用各種曲面特征的創(chuàng)建方法。盡可能使用固體裝飾，和中空的方式來創(chuàng)建薄壁零件。 6.圓角曲面的特點(diǎn)是盡可能的經(jīng)營(yíng)實(shí)體。 7.表面曲率半徑和半徑不能太小，略大于標(biāo)準(zhǔn)刀具半徑，否則容易導(dǎo)致加工困難。 1.4本論文的研究?jī)?nèi)容 (1) 汽車造型發(fā)展歷史及現(xiàn)狀。 (2) 汽車主要部件的組成。 (3) 現(xiàn)有汽車造型方法。 (4) 汽車的曲面建模及裝配。 （5）汽車的動(dòng)畫仿真. 第二章 汽車主要部件的組成 汽車通常由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身、電氣設(shè)備四個(gè)部分組成。 2.1汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)——將一種形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器。它的功能是液體或氣體的燃燒熱的化學(xué)能，然后通過熱膨脹轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并對(duì)外輸出功率。汽車由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，為汽車的行走提供動(dòng)力，汽車的動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系，環(huán)境保護(hù)。簡(jiǎn)單的說，發(fā)動(dòng)機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，汽油和柴油）的能量或天然氣，密封缸內(nèi)燃燒氣體膨脹，推動(dòng)活塞作功，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，這是發(fā)動(dòng)機(jī)最基本的原則。所有的發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)是能量轉(zhuǎn)換服務(wù)，擁有超過100年歷史的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，無論是在設(shè)計(jì)，制造，工藝，或在控制系統(tǒng)的性能有了很大的提高，但基本原則是不變的。這是一個(gè)創(chuàng)新的時(shí)代，發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)師，以最新的技術(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)融為一體，把發(fā)動(dòng)機(jī)變成一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能接近完美，世界著名的汽車制造商也將發(fā)動(dòng)機(jī)的比賽集錦的表現(xiàn)，反映了汽車引擎現(xiàn)在不只注意到車的動(dòng)力，更多地關(guān)注能源消耗，環(huán)境保護(hù)相關(guān)的排放量，以便在同一時(shí)間在休閑車文化享受的人，也能保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源。 圖 2.1 汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 工作方式是指的這款發(fā)動(dòng)機(jī)的特征，分為：自然吸氣、渦輪增壓、機(jī)械增壓和雙增壓。 1、自然吸氣就不用解釋了，就是利用負(fù)壓來自主把空氣吸入發(fā)動(dòng)機(jī)。 2、渦輪增壓利用排氣的廢氣推動(dòng)渦輪，強(qiáng)制把空氣壓入汽缸。 3、機(jī)械增壓是發(fā)動(dòng)機(jī)直接輸出一個(gè)傳動(dòng)軸連通增壓器，強(qiáng)制把空氣壓入汽缸。 4、機(jī)械+渦輪增壓，顧名思義就是含有這兩種增壓形式的發(fā)動(dòng)機(jī)。 原理：四沖程汽油往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)所用的燃料主要是汽油(gasoline)或柴油(diesel)。由于汽油和柴油具有不同的性質(zhì)，因而在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)上有差異。 一. 四沖程汽油機(jī)工作原理 汽油機(jī)是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在吸氣沖程被吸入汽缸，混合氣經(jīng)壓縮點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生熱能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動(dòng)活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿、曲軸飛輪機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。四沖程汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)。 (1) 吸氣沖程(intake stroke) 活塞在曲軸的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在活塞移動(dòng)過程中，汽缸容積逐漸增大，汽缸內(nèi)氣體壓力從pr逐漸降低到pa，汽缸內(nèi)形成一定的真空度，空氣和汽油的混合氣通過進(jìn)氣門被吸入汽缸，并在汽缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力，進(jìn)氣終點(diǎn) (圖中a 點(diǎn))汽缸內(nèi)氣體壓力小于大氣壓力0 p ，即pa= (0.80～0.90) 0 p 。進(jìn)入汽缸內(nèi)的可燃混合氣的溫度，由于進(jìn)氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘余廢氣的混合而升高到340～400K。 (2) 壓縮沖程(compression stroke) 壓縮沖程時(shí)，進(jìn)、排氣門同時(shí)關(guān)閉?；钊麖南轮裹c(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°?；钊弦茣r(shí)，工作容積逐漸縮小，缸內(nèi)混合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高，到達(dá)壓縮終點(diǎn)時(shí)，其壓力pc可達(dá)800～2 000kPa，溫度達(dá)600～750K。在示功圖上，壓縮行程為曲線a～c。 (3) 做功沖程(power stroke) 當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，由火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使汽缸內(nèi)氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒最高壓力pZ達(dá)3 000～6 000kPa，溫度TZ達(dá)2 200～2 800K。高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。隨著活塞下移，汽缸容積增加，氣體壓力和溫度逐漸下降，到達(dá) b 點(diǎn)時(shí)，其壓力降至300～500kPa，溫度降至1 200～1 500K。在做功沖程，進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在示功圖上，做功行程為曲線c-Z-b。 (4) 排氣沖程(exhaust stroke) 排氣沖程時(shí)，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。排氣門開啟時(shí)，燃燒后的廢氣一方面在汽缸內(nèi)外壓差作用下向缸外排出，另一方面通過活塞的排擠作用向缸外排氣。由于排氣系統(tǒng)的阻力作用，排氣終點(diǎn)r 點(diǎn)的壓力稍高于大氣壓力，即pr=(1.05～1.20)p0。排氣終點(diǎn)溫度Tr=900～1100K。活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，燃燒室中仍留有一定容積的廢氣無法排出，這部分廢氣叫殘余廢氣。 2.2 汽車電氣設(shè)備 電氣和電子設(shè)備是汽車的重要組成部分，其性能的好壞將直接影響到汽車的動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性，可靠性，安全性和舒適性，廢氣凈化。例如：為了使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最高的經(jīng)濟(jì)，需要依靠點(diǎn)火系統(tǒng)在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)火；為了使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)可靠，需采用電動(dòng)起動(dòng)機(jī)；為了保證工作可靠，汽車駕駛的安全性，取決于正常工作的各種儀器儀表，信號(hào)和照明設(shè)備和其他電器。 一、汽車電氣系統(tǒng)的組成 現(xiàn)代汽車上越來越多數(shù)量的裝用電器與電子設(shè)備，但可大致按其用途歸納并劃分為下列五部分： 1．電源部分 電源包括蓄電池、發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器。兩者并聯(lián)工作，發(fā)電機(jī)是主要電源，蓄電池是輔助電源。發(fā)電機(jī)配有調(diào)節(jié)器，其主要作用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增高或下降時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓使之保持穩(wěn)定。 2．用電設(shè)備 汽車上的用電設(shè)備數(shù)量很多，大致可分為以下幾種： 起動(dòng)裝置：它由蓄電池供電，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。完成起動(dòng)任務(wù)后，立即停止工作。 點(diǎn)火系統(tǒng)：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)是不可缺少的組成部分，其功能是根據(jù)以生產(chǎn)高壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作并通過火花塞，確保及時(shí)，準(zhǔn)確地點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的燃料空氣混合物。傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)和電子點(diǎn)火系統(tǒng)?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)汽車電子點(diǎn)火系統(tǒng)。 照明設(shè)備：包括汽車內(nèi)外燈在夜間提供必要的安全駕駛的各種照明，最重要的前車燈。 信號(hào)裝置：包括電喇叭，閃光器，蜂鳴器和各種信號(hào)燈，主要用于安全駕駛需要的信號(hào)。 輔助設(shè)備：包括電動(dòng)刮水器，風(fēng)窗洗滌器，空調(diào)，冷起動(dòng)預(yù)熱裝置，收音機(jī)，點(diǎn)煙器，防盜器，玻璃升降器，座椅調(diào)節(jié)器等。輔助設(shè)備有增加的趨勢(shì)，主要是為了娛樂，舒適，安全和發(fā)展。 3．電子控制裝置 微機(jī)控制裝置的主要手段，如電子控制點(diǎn)火裝置，電子控制燃油噴射系統(tǒng)，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的電子控制，電子控制自動(dòng)變速器，用來提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，車輛安全，尾氣凈化和控制自動(dòng)化。 4．檢測(cè)裝置 包括各種監(jiān)測(cè)儀器，如電流表，電壓表，機(jī)油壓力表，溫度計(jì)，燃油表，里程表，轉(zhuǎn)速表和各種報(bào)警燈。用來監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)和其他設(shè)備的工作狀況。 5．配電裝置 配電裝置包括中央接線盒，一個(gè)電路開關(guān)，熔斷器，連接器和電纜。 二、汽車電氣設(shè)備的特點(diǎn) 1．兩個(gè)電源 汽車上的兩個(gè)電源指交流發(fā)電機(jī)和蓄電池兩個(gè)供電電源。電池是輔助電源，車沒有運(yùn)行相關(guān)的電氣設(shè)備的電源；交流發(fā)電機(jī)的主電源，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在一定的轉(zhuǎn)速下，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到發(fā)電機(jī)調(diào)速，以相關(guān)的電氣設(shè)備的電源，電池充電。兩個(gè)互補(bǔ)的能有效地使用電設(shè)備可以在不同的情況下工作，同時(shí)延長(zhǎng)電池供電時(shí)間。 2．并聯(lián)單線 汽車上的電源和電氣設(shè)備均采用并行，即正常工作時(shí)的電壓相同，在同一時(shí)間使用并行，個(gè)人電子設(shè)備不能正常工作，不影響其它電氣設(shè)備，在特殊的開關(guān)控制的分支機(jī)構(gòu)各自的系列電氣設(shè)備，互不干擾；單線制指電源連接線電設(shè)備，但汽車底盤，發(fā)動(dòng)機(jī)和其他金屬體作為一種常見的導(dǎo)體。單線節(jié)約鉛，線條清晰，方便安裝和維修，以及電器不需要和體絕緣。所以現(xiàn)代汽車采用單線，但在一些不能形成電路可靠或采用雙精度的電子信號(hào)的電路。 3．網(wǎng)絡(luò)控制 由于汽車智能化的要求，電氣設(shè)備的電流控制的工作不是一個(gè)單一的開關(guān)信號(hào)控制，主要是由多個(gè)信號(hào)具有一定的邏輯控制。這些組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，稱為網(wǎng)絡(luò)控制，電力設(shè)備的運(yùn)行是由網(wǎng)絡(luò)控制。網(wǎng)絡(luò)控制是主要介紹計(jì)算機(jī)（芯片）。每臺(tái)計(jì)算機(jī)（芯片）是一個(gè)電子控制單元（ECU），連接到特定的網(wǎng)站，傳感器，每個(gè)傳感器提供的信號(hào)。在一些信號(hào)控制電流的電器設(shè)備是很常見的，所以每一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的車（芯片）也依賴于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接。隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，擬人化的思維功能控制增長(zhǎng)的跡象，越來越復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也在不斷的發(fā)展。在車載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，CAN總線系統(tǒng)。 4．低壓直流 帶12V，24V兩車輛電氣系統(tǒng)的額定電壓，目前的汽油車通常使用12V電氣系統(tǒng)，而在，重型柴油車在24V電氣系統(tǒng)。在汽車的正常運(yùn)行電壓為14V，一般12V系統(tǒng)，24V 28V系統(tǒng)。由直流系統(tǒng)的原因，汽車是靠電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，這是一個(gè)直流電機(jī)，必須由電池供電，充電電池必須與直流，所以對(duì)直流系統(tǒng)的汽車電氣系統(tǒng)。這主要是從電池充電要考慮。 5．負(fù)極搭鐵 單導(dǎo)線，電池必須連接到車輛框架，通常被稱為“地”，電池的陰極連接框架被稱為“負(fù)土”；另一方面，被稱為“積極地”，汽車電氣系統(tǒng)已統(tǒng)一為負(fù)電極。 實(shí)踐證明，橋頭跳車現(xiàn)象，對(duì)溫度，濕度，灰塵，影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的振動(dòng)，以及使用不當(dāng)。很容易使電氣和電子設(shè)備的損壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電氣和電子設(shè)備的故障約占20% ~ 30%的汽車故障。因此，為了提高車輛的完好率，不僅要求電氣設(shè)備完善，結(jié)構(gòu)合理，性能良好，而且還取決于正確的使用，維護(hù)和調(diào)整。因此，技術(shù)人員從事汽車運(yùn)輸，操作和管理，它是熟悉和掌握結(jié)構(gòu)原理非常重要，有關(guān)汽車電器與電子設(shè)備的性能和維修等方面的知識(shí)和使用具有一定的實(shí)用技巧。 汽車電器與電子設(shè)備的分類 現(xiàn)代汽車上所裝用的電器與電子設(shè)備，按其用途大致可分為五大類。 （L）電源設(shè)備：包括電源（電池，發(fā)電機(jī)和燃料電池），保險(xiǎn)箱，電線和插頭，它構(gòu)成了汽車電氣設(shè)備對(duì)電源電路，給用電設(shè)備供電。 （2）電氣設(shè)備：是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量的設(shè)備。例如，汽車起動(dòng)機(jī)，電機(jī)，電動(dòng)雨刮器，電磁致動(dòng)器和各類電泵是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；各種照明，指示燈和警示燈，閃光燈是將電能轉(zhuǎn)化成光能；汽車?yán)?，蜂鳴器，聲電能轉(zhuǎn)換成聲能；電磁離合器，繼電器電能轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能量；點(diǎn)火器是將電能轉(zhuǎn)化為熱能。 （3）的信號(hào)采集裝置（傳感器）：用于完成信號(hào)的提取和轉(zhuǎn)換成電力（電阻，電壓，電流）的設(shè)備，也被稱為傳感器。例如，溫度傳感器，壓力傳感器，車速傳感器，振動(dòng)傳感器，等等。 （4）信號(hào)處理裝置（ECU）：又稱為電子控制單元，信號(hào)接收，處理（邏輯，比較，放大）和處理結(jié)果（處理后的信號(hào)輸出設(shè)備），例如，每個(gè)控制單元（MCU）的電腦車。 (5）檢測(cè)顯示設(shè)備：是指完成人、機(jī)對(duì)話的各種儀表和顯示屏。 汽車電氣故障檢修的五步處理法 第1步，檢查故障。電源，連接故障電路驗(yàn)證失敗的所有組件，注意癥狀：或讀取計(jì)算機(jī)記錄故障代碼來確定故障的位置。在沒有確定故障部位，不要開始刪除或測(cè)試。 第2步，原理分析。參閱圖來確定故障電路。從一開始，沿著電流路徑，檢查所有部件，直到地面，以確定電路的工作原理。如果有一些線不同時(shí)，它很可能是由被保險(xiǎn)人或者造成地面。一個(gè)或更多的理由來識(shí)別基于癥狀和電路的工作原理，了解故障。 第3步，電路的測(cè)試來確定故障。在電路測(cè)試，診斷檢查步驟2做的。第一個(gè)測(cè)試是故障的最可能的原因，并從一些可測(cè)試。記住，有條不紊的和簡(jiǎn)單的步驟是有效的故障診斷的關(guān)鍵。 第4步，處理故障。故障被識(shí)別后，就開始維修。維修時(shí)應(yīng)使用正確的工具，并按安全的操作步驟來進(jìn)行。 第5步，確認(rèn)電路正常工作。在所有工作模式，在電路的所有組件已經(jīng)修復(fù)，確認(rèn)已排除故障。如果故障是導(dǎo)火線，你必須檢查所有的電路的熔斷器，確認(rèn)沒有新的故障和原始故障沒有再次發(fā)生。 2.3 汽車車身 汽車車身的主要作用是保護(hù)司機(jī)和空氣良好的力學(xué)環(huán)境組成的。身體的良好的性能，不僅能帶來更好的，也能體現(xiàn)出主人的個(gè)性。從形式的車身結(jié)構(gòu)，主要分為無軸承和軸承。 汽車的非承載式車身剛性框架，也被稱為大車架底盤。車身懸掛在機(jī)架上，彈性元件連接?？蚣艿恼駝?dòng)傳遞給體通過彈性元件，大部分的振動(dòng)減弱或消除，碰撞幀能吸收大部分沖擊力，對(duì)機(jī)體的保護(hù)作用不好的路，所以變形小，穩(wěn)定性和安全性好，噪音低，車。 車身制造而非承載式車身較重，質(zhì)量高，車輛的速度高質(zhì)量中心，穩(wěn)定性差。 沒有剛性框架的單體車，只有加強(qiáng)前，側(cè)，后，板和車身和底盤的其他部分，由剛性體的空間結(jié)構(gòu)。除了其固有的功能的承載體，也可直接在各種荷載。這種形式的身體有一個(gè)較大的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，質(zhì)量小，高度低，車輛的重心低，裝配簡(jiǎn)單，速度快、穩(wěn)定性好。但由于道路負(fù)荷將通過懸掛裝置直接傳遞到車身，所以噪音和振動(dòng)。 還有一種介于非承載式車身和承載式車身之間的車身結(jié)構(gòu)，被稱為半承載式車身。通過焊接或螺栓剛性連接的車身和底盤，加強(qiáng)框架，框架的一部分，如發(fā)動(dòng)機(jī)和懸架安裝在框架加固，車身和底盤是一種常見的負(fù)載。這種形式，本質(zhì)上是一種無框的單體結(jié)構(gòu)。因此，人們通常只把車身結(jié)構(gòu)的無軸承體和軸承體。 圖2.2 汽車車身 優(yōu)缺點(diǎn) 非承載式和承載式類型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在不同用途的汽車的使用。在一般情況下，采用非承載式車身的巴士和卡車，越野車，通常在汽車車身承載，現(xiàn)在一些巴士也使用這種形式。 劃分 非承載式車身和無剛性框架劃分的承載體，所謂的框架，是澄清問題的第一。基本組成框架支撐體，俗稱大車架底盤。發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器，轉(zhuǎn)向和身體部位固定其上，它除了承受靜載荷，還要承受車輛動(dòng)荷載，因此框架必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證在不同應(yīng)力對(duì)汽車不會(huì)損壞，在正常使用的變形。 車架 框架邊梁式，管型形成，邊梁是目前使用最廣泛的框架。側(cè)架是由兩個(gè)縱梁和若干長(zhǎng)短梁鉚接或焊接的波束形成，主軸承負(fù)荷 汽車車身 彎曲載荷，一般采用信道梁的抗彎強(qiáng)度大。還使用鋼，但更輕的框架。一般的縱向中心最大的力量，因此設(shè)計(jì)者通常是中等身高增加垂直的截面梁的截面高度，兩端逐漸減小，從而可使應(yīng)力分布均勻，同時(shí)減少重量。 橫梁有槽形，管形或口，以保證車架的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲強(qiáng)度。梁是用來安裝發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器，車身和燃料箱。為了滿足不同型號(hào)，梁布置有幾種類型，如X布局提高了框架梁的抗扭剛度。邊梁具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造簡(jiǎn)單，工藝要求低，廣泛用于。但由于厚梁貫穿全車，影響車輛的安排和空間利用率，截面梁的高度，從地面的距離增加，乘客上下車的麻煩，和重量也大，車輛驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)的變化。這些缺點(diǎn)是小客車，汽車的缺點(diǎn)，對(duì)于越野車可能是優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵揭败囆枰粋€(gè)強(qiáng)大的通過崎嶇的道路，運(yùn)行一個(gè)高的離地間隙，和崎嶇的道路，會(huì)使身體扭曲，只有剛架軸承體結(jié)構(gòu)的抗沖擊力。因此，越野車一般采用非承載式車身。 主要構(gòu)成部件 發(fā)動(dòng)機(jī)蓋 發(fā)動(dòng)機(jī)蓋(又稱發(fā)動(dòng)機(jī)罩)是最醒目的車身構(gòu)件，是買車者經(jīng)常要察看的部件之一。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的主要要求是隔熱隔音、自身質(zhì)量輕、剛性強(qiáng)。 發(fā)動(dòng)機(jī)罩的結(jié)構(gòu)一般由內(nèi)、外板，夾在絕緣材料，內(nèi)板加強(qiáng)的制造商，剛性幾何的角色選擇，基本上是骨架形式。引擎蓋打開時(shí)一般是回頭，也有一小部分轉(zhuǎn)化。 回頭的引擎蓋打開一個(gè)預(yù)定角度，不應(yīng)與檔風(fēng)玻璃接觸，應(yīng)有一個(gè)最小距離約10毫米。為了防止由于打開驅(qū)動(dòng)振動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖鉤鎖定裝置，鎖定裝置的開關(guān)位于儀表板室的門是鎖著的，當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋也應(yīng)該鎖。 汽車車身部件，這是在屋頂蓋允許打開天窗的原因。從設(shè)計(jì)的角度來看，和前面有多重要，后窗和平滑過渡的支柱連接點(diǎn)，為了達(dá)到最好的視覺感和最小的空氣阻力。當(dāng)然，為了確保天窗蓋也要有一定的強(qiáng)度和剛度，一般在頂蓋下一定數(shù)量的加強(qiáng)梁，屋頂李寧鋪設(shè)保溫墊材料，防止外界溫度的傳導(dǎo)發(fā)射和降低振動(dòng)噪聲。 行李箱蓋 行李箱蓋要求有良好的剛性，結(jié)構(gòu)上基本與發(fā)動(dòng)機(jī)蓋相同，也有外板和內(nèi)板，內(nèi)板加勁肋。一些被稱為“兩車”的車，軀干向上延伸，包括后擋風(fēng)玻璃，開放面積增加，形成一個(gè)門，因此又被稱為后門，以保持一三車的形狀和便利店項(xiàng)目。 如果后門，后門內(nèi)板側(cè)插入橡膠密封，周圍圍著一圈防水防塵。行李箱蓋鉸鏈支持開放鉤和四連接一般用桿鉸鏈，以平衡彈簧，開啟和關(guān)閉箱蓋和勞動(dòng)，并能自動(dòng)固定在打開位置，貨物的提取 翼子板 機(jī)翼是車身外板覆蓋的輪子，如此命名是因?yàn)樾螤詈屠系纳眢w部位與似鳥的位置。根據(jù)安裝位置可分為前、后翼，安裝在前輪翼，因此必須要保證前輪轉(zhuǎn)動(dòng)，能最大限度的空間，因此設(shè)計(jì)者將根據(jù)選定的輪胎型號(hào)大小的“車輪跳動(dòng)圖”來驗(yàn)證設(shè)計(jì)尺寸的翼。 后翼無轉(zhuǎn)動(dòng)車輪碰撞問題，但由于空氣動(dòng)力學(xué)的考慮，后翼略拱弧形突起?，F(xiàn)在有些轎車翼子板與身體作為一個(gè)整體，一氣呵成。但也有汽車擋泥板是獨(dú)立的，尤其是前翼，因?yàn)榍懊娴膿跄喟迮鲎哺?dú)立，易于裝配，部件的更換。彈塑性材料的一些轎車前翼子板（如塑料）。塑料材料的緩沖區(qū)，相對(duì)安全的。 前圍板 前圍板是指發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車之間的隔板，它和地板，前柱連接，安裝 汽車的車身罩下。有許多孔口罩，電纜，控制桿，管和電線線束通過使用，但也與踏板，方問機(jī)柱和其他部件的安裝位置。 檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣，高溫，噪聲進(jìn)入艙室，前面板必須密封和隔熱裝置。在發(fā)生意外事故時(shí)，它應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。身體其他部分相比，技術(shù)最重要的前圍板裝配密封和絕緣，會(huì)反映車輛運(yùn)行質(zhì)量。 2.4 汽車底盤 汽車底盤由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系四部分組成。 底盤作用是支承，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及其零部件，組件的安裝，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，汽車行駛時(shí)，為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。 傳動(dòng)系一般由離合器、變速器、萬向傳動(dòng)裝置、主減速器、 圖2.2 汽車車身 汽車底盤：差速器和半軸等組成。 傳動(dòng)系的功用：通過對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的電力來驅(qū)動(dòng)輪。傳輸線與一個(gè)緩慢的，變速，換向，中斷率軸間差速器和泛函微分力，輪，與發(fā)動(dòng)機(jī)配合工作，以確保在各種工況下汽車的正常行駛，并具有良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 傳動(dòng)系的種類和組成 傳動(dòng)系可按能量傳遞方式的不同，劃分為機(jī)械傳動(dòng)、液力傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電傳動(dòng)等。 下面分別介紹小傳動(dòng)系各個(gè)分總成的工作原理以及作用： 離合器：離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)向變速器輸入的動(dòng)力。 離合器接合狀態(tài)離合器切斷狀態(tài) 離合器的功用主要有： 1. 保證汽車平穩(wěn)起步 起步前汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱是剛性連接的，一旦掛上檔，汽車將由于突然接上動(dòng)力突然前沖，不但會(huì)造成機(jī)件的損傷，而且驅(qū)動(dòng)力也不足以克服汽車前沖產(chǎn)生的巨大慣性力，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降而熄火。如果在起步時(shí)利用離合器暫時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱分離，然后離合器逐漸接合，由于離合器的主動(dòng)部分與從動(dòng)部分之間存在著滑磨的現(xiàn)象，可以使離合器傳出的扭矩由零逐漸增大，而汽車的驅(qū)動(dòng)力也逐漸增大，從而讓汽車平穩(wěn)地起步。 2. 便于換檔 汽車行駛過程中，經(jīng)常換用不同的變速箱檔位，以適應(yīng)不斷變化的行駛條件。如果沒有離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離，那么變速箱中嚙合的傳力齒輪會(huì)因載荷沒有卸除，其嚙合齒面間的壓力很大而難于分開。另一對(duì)待嚙合齒輪會(huì)因二者圓周速度不等而難于嚙合。即使強(qiáng)行進(jìn)入嚙合也會(huì)產(chǎn)生很大的齒端沖擊，容易損壞機(jī)件。利用離合器使發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱暫時(shí)分離后進(jìn)行換檔，則原來嚙合的一對(duì)齒輪因載荷卸除，嚙合面間的壓力大大減小，就容易分開。而待嚙合的另一對(duì)齒輪，由于主動(dòng)齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)分開后轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，采用合適的換檔動(dòng)作就能使待嚙合的齒輪圓周速度相等或接近相等，從而避免或減輕齒輪間的沖擊。 3. 防止傳動(dòng)系過載 汽車緊急制動(dòng)時(shí)，車輪突然急劇降速，而與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的傳動(dòng)系由于旋轉(zhuǎn)的慣性，仍保持原有轉(zhuǎn)速，這往往會(huì)在傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生遠(yuǎn)大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的慣性矩，使傳動(dòng)系的零件容易損壞。由于離合器是靠磨擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩的，所以當(dāng)傳動(dòng)系內(nèi)載荷超過磨擦力所能傳遞的轉(zhuǎn)矩時(shí)，離合器的主、從動(dòng)部分就會(huì)自動(dòng)打滑，因而起到了防止傳動(dòng)系過載的作用。 變速器：汽車變速器：通過改變傳動(dòng)比，使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸拒絕改變，適應(yīng)在起步，加速，道路交通和克服驅(qū)動(dòng)輪牽引力和不同的駕駛條件的不同要求的速度障礙。通俗上分為手動(dòng)變速器（機(jī)器翻譯），自動(dòng)變速器（AT），手動(dòng)/自動(dòng)變速器，無級(jí)變速器。 傳動(dòng)軸：傳動(dòng)軸總成由外萬向節(jié)（RF節(jié)）、內(nèi)萬向節(jié)（VL節(jié)）和花鍵軸組成，RF節(jié)和VL節(jié)均為球籠式等速萬向節(jié)。VL節(jié)用螺栓與差速器傳動(dòng)軸凸緣相連接，RF節(jié)通過外星輪端部的花鍵軸與前輪相連接，左、右前輪分別由1根等速萬向節(jié)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。 主減速器：主減速器是汽車傳動(dòng)減速的主要成分，增加轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)縱車，主減速器是用來改變錐齒輪傳動(dòng)的受力方向。 汽車正常行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min，如果這樣一個(gè)高速單獨(dú)變速箱來降低下來，那么變速箱齒輪的傳動(dòng)比是非常大的，和齒輪的傳動(dòng)比越大，兩齒輪的半徑比越大，換句話說，它是傳輸較大的大小的盒子。此外，速度降低，扭矩將增加，還可以增加傳輸和傳輸負(fù)荷水平傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此，在微分動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流安裝主減速器，傳動(dòng)部件可以在如變速器，分動(dòng)器前使主減速器，萬向傳動(dòng)裝置傳遞轉(zhuǎn)矩的降低，還可以減少尺寸質(zhì)量的變速箱，操作省力。現(xiàn)代汽車的主減速器，廣泛使用的螺旋錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪。準(zhǔn)雙曲面齒輪的齒面壓力的工作，和大的滑移，齒面油膜易被破壞，必須使用準(zhǔn)雙曲面齒輪油潤(rùn)滑，不允許代替普通齒輪油，否則會(huì)使齒面磨損，磨損快，大大降低使用壽命。 差速器：驅(qū)動(dòng)輪兩側(cè)的橋整軸剛性連接，然后兩個(gè)只有相同的旋轉(zhuǎn)角速度。所以，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向輪，因?yàn)橥饷嬖诰嚯x內(nèi)輪移動(dòng)，將使外側(cè)車輪產(chǎn)生拉在滾動(dòng)的同時(shí)，與內(nèi)輪在滾動(dòng)的同時(shí)滑。即使汽車直線行駛，也因路面不平或雖然路直但輪胎滾動(dòng)半徑（從制造誤差，輪胎磨損的不同，受載不均或壓力范圍）的車輪滑移引起的。車輪滑移不僅增加輪胎的磨損，增加功率和燃料消耗，也為汽車轉(zhuǎn)向困難，制動(dòng)性能變差。為使車輪盡可能不滑動(dòng)，結(jié)構(gòu)必須保證每輛車可以以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。通常驅(qū)動(dòng)主軸軸承，可在任何角速度旋轉(zhuǎn)，而驅(qū)動(dòng)輪分別與兩個(gè)半軸的剛度，差分置于兩個(gè)半軸之間的。這種差異也被稱為輪間差速器。多軸驅(qū)動(dòng)的越野車，為了使驅(qū)動(dòng)軸可以在不同的角速度旋轉(zhuǎn)，以消除橋驅(qū)動(dòng)輪打滑，一些有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸之間的軸間差速器?，F(xiàn)代汽車通常是按工作特性分為齒輪式差速器在兩類和限滑差速器。 齒輪式差速器當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)，差速器分配給慢轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩大于快轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩。這種差速器轉(zhuǎn)矩均分特性能滿足汽車在良好路面上正常行駛。但當(dāng)汽車在壞路上行駛時(shí)，卻嚴(yán)重影響通過能力。例如當(dāng)汽車的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪陷入泥濘路面時(shí)，雖然另一驅(qū)動(dòng)輪在良好路面上，汽車卻往往不能前進(jìn)（俗稱打滑）。此時(shí)在泥濘路面上的驅(qū)動(dòng)輪原地滑轉(zhuǎn)，在良好路面上的車輪卻靜止不動(dòng)。這是因?yàn)樵谀酀袈访嫔系能囕喤c路面之間的附著力較小，路面只能通過此輪對(duì)半軸作用較小的反作用力矩，因此差速器分配給此輪的轉(zhuǎn)矩也較小，盡管另一驅(qū)動(dòng)輪與良好路面間的附著力較大，但因平均分配轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，使這一驅(qū)動(dòng)輪也只能分到與滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪等量的轉(zhuǎn)矩，以致驅(qū)動(dòng)力不足以克服行駛阻力，汽車不能前進(jìn)，而動(dòng)力則消耗在滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪上。此時(shí)加大油門不僅不能使汽車前進(jìn)，反而浪費(fèi)燃油，加速機(jī)件磨損，尤其使輪胎磨損加劇。有效的解決辦法是：挖掉滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪下的稀泥或在此輪下墊干土、碎石、樹枝、干草等。 為提高汽車在壞路上的通過能力，某些越野汽車及高級(jí)轎車上裝置防滑差速器。防滑差速器的特點(diǎn)是，當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪在壞路上滑轉(zhuǎn)時(shí)，能使大部分甚至全部轉(zhuǎn)矩傳給在良好路面上的驅(qū)動(dòng)輪，以充分利用這一驅(qū)動(dòng)輪的附著力來產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力，使汽車順利起步或繼續(xù)行駛。 半軸：半軸是實(shí)心軸扭矩傳動(dòng)差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間，在花鍵與半軸齒輪連接的內(nèi)端，外端與輪架。 用現(xiàn)代汽車半軸，根據(jù)其支承的不同類型，與全浮式半浮式兩種。 全浮式半軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受任何反力和彎矩，因此被廣泛應(yīng)用于各種汽車。全浮式半軸拆卸容易，只有一半的軸突沿螺栓擰下騰出半軸，車輪和車軸住房，仍能支持汽車，為汽車維修帶來方便。 半浮式半軸傳遞扭矩和承受全部反力和彎矩。支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，因而被廣泛用于抗彎矩較小的各類汽車。但半軸支撐和采取的麻煩，和汽車半軸斷裂，如果很容易導(dǎo)致危險(xiǎn)的起飛。 2.5本章小結(jié) 本章主要介紹了汽車的組成，以及各個(gè)部件的工作特點(diǎn)，為以后建模設(shè)計(jì)建立了理論基礎(chǔ)。第三章 汽車三維建模 3.1 solidwork軟件介紹 SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。 由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國(guó)達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購(gòu)。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。 使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國(guó)家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過SolidWorks的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用戶每年使用SolidWorks的時(shí)間已達(dá)5500萬小時(shí)。 在美國(guó)，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海教育局等也在應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行教學(xué)。 　Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。 對(duì)于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks 來搞設(shè)計(jì)了。SolidWorks獨(dú)有的拖拽功能使用戶在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用戶能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。 在目前市場(chǎng)上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過程比較簡(jiǎn)便而方便的軟件之一。美國(guó)著名咨詢公司Daratech所評(píng)論：“在基于Windows平臺(tái)的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。” 在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點(diǎn)/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用SolidWorks ，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。 全動(dòng)感用戶界面 只有SolidWorks 才提供了一整套完整的動(dòng)態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動(dòng)控制。“全動(dòng)感的”的用戶界面減少設(shè)計(jì)步驟，減少了多余的對(duì)話框，從而避免了界面的零亂。 嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個(gè)設(shè)計(jì)過程和步驟。屬性管理員包含所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀。 用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個(gè)同Windows資源器類似的CAD文件管理器。 特征模版為標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)特征，提供了良好的環(huán)境。用戶可以直接從特征模版上調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的零件和特征，并與同事共享。 SolidWorks 提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向三維實(shí)體設(shè)計(jì)。 配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨(dú)特的一部分，它涉及到零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖。配置管理使得你能夠在一個(gè)CAD文檔中，通過對(duì)不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。 協(xié)同工作：SolidWorks 提供了技術(shù)先進(jìn)的工具，使得你通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同工作。 通過eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。 通過三維托管網(wǎng)站展示生動(dòng)的實(shí)體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務(wù)，你可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 SolidWorks 支持Web目錄，使得你將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，就象存本地硬盤一樣方便。 用3D Meeting通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)地協(xié)同工作。3D Meeting是基于微軟 NetMeeting的技術(shù)而開發(fā)的專門為SolidWorks設(shè)計(jì)人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。 裝配設(shè)計(jì) 在SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時(shí)，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過一萬個(gè)零部件的大型裝配體，SolidWorks 的性能得到極大的提高。 SolidWorks 可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。 用智能零件技術(shù)自動(dòng)完成重復(fù)設(shè)計(jì)。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來完成諸如將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的螺栓裝入螺孔中，而同時(shí)按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。 鏡像部件是SolidWorks 技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件（包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件）的新的零部件。 SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動(dòng)地捕捉并定義裝配關(guān)系。 Solidworks是基于特征的實(shí)體造型軟件，建立的三維建模比二維平面圖更加直觀、清晰。同時(shí)利用裝配建模技術(shù)可以將零件模擬裝配起來。利用裝配模型可以進(jìn)行后續(xù)的裝配干涉分析、運(yùn)動(dòng)仿真模擬、物性分析、有限元分析等，還可以在裝配環(huán)境中對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)、編輯、修改。利用這些功能，能有效避免產(chǎn)品設(shè)計(jì)中經(jīng)常帶來的尺寸不匹配，零件干涉等問題。 在零件建模前，一般應(yīng)進(jìn)行深入的特征分析，后按照特征的主次關(guān)系，按一定的順序建模。搞清楚零件是由哪幾個(gè)特征組成，明確各個(gè)特征的形狀，它們之間的相對(duì)位置和表面連接關(guān)系;然 在Solidworks系統(tǒng)中，零件、裝配體和工程都屬于對(duì)象，它采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法創(chuàng)建對(duì)象。裝配體是若干零件的組合，通常用來實(shí)現(xiàn)一定的設(shè)計(jì)功能，在Solidworks系統(tǒng)中，用戶先設(shè)計(jì)好所需的零件，然后根據(jù)配合關(guān)系和約束條件將零件組裝起來，生成裝配體。使用裝配關(guān)系，可相對(duì)其他零部件來準(zhǔn)確地定位零部件，還可以定義零部件如何相對(duì)于其他零部件移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。通過繼續(xù)添加配合關(guān)系，可以將零部件移到所需的位置。配合會(huì)在零件之間建立幾何關(guān)系，例如共點(diǎn)，垂直，相切等。每種配合關(guān)系對(duì)特定的幾何體組合有效。 本文主要以奧迪TT為例進(jìn)行汽車的三維建模。 3.2車身三維設(shè)計(jì) 打開新建界面，進(jìn)入零件體，繪制草圖，點(diǎn)擊插入曲面，如圖3.1所示 。 圖3.1 左側(cè)草繪 通過草繪命令，經(jīng)過邊界曲面得到。 圖3.2 汽車玻璃密封圈 根據(jù)同樣的道理，車頂草繪圖如下圖所示，長(zhǎng)度為623mm。 圖3.3 車頂草繪 車頂曲面拉伸如圖3.4所示 圖3.4 車頂曲面拉伸 沿著上述建立的曲面，建立車輪蓋子的草繪模型，并進(jìn)行曲面拉伸和曲面剪切。 圖3.5 車輪蓋曲面拉伸 在后車輪部分建立草繪模型，如圖3.6所示 圖3.6 后車輪蓋草繪模型 經(jīng)過延展曲面和直紋曲面建立完成車左側(cè)的曲面建模。 圖3.7 車左側(cè)的曲面建模 建立車的底部擋板，運(yùn)用曲面拉伸命令得到，拉伸長(zhǎng)度為430mm。 圖3.8 底部擋板 車牌處孔建模如圖3.9所示，經(jīng)曲面修剪命令得到。 圖3.9 車牌孔草繪 經(jīng)曲面拉伸命令，得到燈安裝位置面 圖3.10 車牌孔位置面 建立車后座的底板草繪模型如圖3.10所示，經(jīng)曲面拉伸得到汽車后半部分的三維模型如圖3.11所示。 圖3.10 車封底草繪 圖3.11 車封底 排氣筒安裝位置孔的建模如圖3.11和3.12所示，首先在主視圖建立3.11的草繪模型，經(jīng)修剪命令得到如圖3.12所示的 圖3.11 位置孔草繪 圖3.12 安裝位置 排氣筒如圖3.13所示，由曲面剪切命令得到。 圖3.13 排氣筒草繪 圖3.14 排氣筒 門把手的建模如圖3.14所示，有曲面修剪和曲面拉伸得到。 圖3.15 門把手 建立車尾燈的草繪模型，經(jīng)曲面剪切即可得到如圖3.16所示。 圖3.15 車尾燈 經(jīng)過鏡像命令得到右半部分的三維模型，最后對(duì)曲面進(jìn)行縫合，加厚3mm，得到圖3.16車身。 圖3.15 車身三維模型 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)三維建模 首先打開主視圖，按照如圖3.16所示尺寸，建立草繪視圖，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)命令，旋轉(zhuǎn)360度。 圖3.16 輪轂架草繪 在輪轂前表面上，繪制直徑160mm的圓如圖3.17所示 圖3.17 內(nèi)部圓 根據(jù)是上述拉升切除命令，建立內(nèi)