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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β 60

2.3.3 单位压力p0 60

2.3.4 摩擦片外径D、内径d和厚度b 61

2.3.5 摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙△t 62

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A 98

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