【正文】 ...................................................... 46 英文翻譯 ..................................................................................................................... 47 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 1 1 緒 論 汽車(chē)發(fā)展簡(jiǎn)介 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 ，汽車(chē)工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位越來(lái)越重要，將逐漸成為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，并對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在我國(guó)，盡管汽車(chē)業(yè)發(fā)展的勢(shì)頭很好 ，但汽車(chē)產(chǎn)品與國(guó)際先進(jìn)水平差距還很大。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)市場(chǎng)，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)仍存在諸多問(wèn)題，如民族品牌缺乏，自主開(kāi)發(fā)能力不強(qiáng)等。生產(chǎn)廠家為了能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，就必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，所有這些迫使設(shè)計(jì)者不斷地尋求智能化的設(shè)計(jì)工具和先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。 在汽車(chē)發(fā)展的百余年中，汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)也經(jīng)歷了從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單方面到多方面的發(fā)展過(guò)程。在此過(guò)程中，汽車(chē)車(chē)身的性能不斷增強(qiáng)、安壘性不斷提高、外觀設(shè)計(jì)不斷改進(jìn)，形成了獨(dú)具特色的現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身。 1）、車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 發(fā)展簡(jiǎn)史 在汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的幼年時(shí)期，汽車(chē)車(chē)身實(shí)際上就是從馬車(chē)結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)化而來(lái)，所謂的“車(chē)身工程”在當(dāng)時(shí)還是木匠的事情，只是為了使車(chē)身的各組件能大批量生產(chǎn)，將木匠的工藝加以改進(jìn)而已。 在整個(gè) 20年代，汽車(chē)車(chē)身在全金屬結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上只發(fā)生了一些小的變化，它們都是為了滿(mǎn)足顧客的舒適需要而變化的。 30年代后期，世界汽車(chē)工業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)期，出現(xiàn)了所謂的“概念車(chē)”。概念車(chē)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)向車(chē)身生產(chǎn)商提出了新的要求：車(chē)身的設(shè)計(jì)和制造必須與汽車(chē)的整體設(shè)計(jì)融為一體。 80年代，當(dāng)世界車(chē)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入全球化的時(shí)候。汽車(chē)市場(chǎng)進(jìn)入又一輪 外觀設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)，這給汽車(chē)車(chē)身的設(shè)計(jì)在新材料、一體化等基礎(chǔ)上又增添了新的焦點(diǎn)。 20世紀(jì) 90年代初，轎車(chē)車(chē)身外部造型設(shè)計(jì)的主流主要是柔性與剛性的特點(diǎn)相呼應(yīng)，構(gòu)成棱角分明的外形。車(chē)身造型顯得樸實(shí)含蓄、線(xiàn)條明晰優(yōu)美。這種外形與現(xiàn)代發(fā)展起來(lái)的車(chē)身制造工藝很適應(yīng)。 由于空氣動(dòng)力學(xué)是影響車(chē)身造型的最重要因素，根據(jù)節(jié)約能源、減小風(fēng)阻系數(shù)和提高空氣動(dòng)力性能等原理而推出的楔形造型，后來(lái)也一度十分盛行，亦即：長(zhǎng)頭短尾，車(chē)頭前端低矮，線(xiàn)條前低后高，尾部保持豐滿(mǎn)并向上翹起的造型風(fēng)格。近年來(lái)，因?yàn)槔饨欠置鞯耐庑魏茈y大幅度地降低風(fēng)阻系 數(shù)，故汽車(chē)外部造型逐步突破棱角分明而趨向圓滑，尤其重視完美的局部造型以及加裝各種導(dǎo)流板。事實(shí)上，這種圓滑、飄逸型的造型風(fēng)格已博得廣大消費(fèi)者的理解和喜愛(ài)，并成為今天的車(chē)身造型主流。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 2 總的來(lái)說(shuō)車(chē)身結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了如下個(gè)不同特點(diǎn)： ●輕型化：由于節(jié)油是當(dāng)代汽車(chē)發(fā)展的主要課題之。作為汽車(chē)主要總成之一的汽車(chē)車(chē)身的輕型化是大勢(shì)所趨。為此，世界汽車(chē)工業(yè)的主要供應(yīng)商們都“挖空心思”地開(kāi)發(fā)出了各種輕型化汽車(chē)車(chē)身。 ●聯(lián)合化：當(dāng)今大的汽車(chē)生產(chǎn)商的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)已經(jīng)出現(xiàn)了上下一條龍的聯(lián)合化趨勢(shì)。這種聯(lián)合化趨勢(shì)給汽車(chē)車(chē)身生產(chǎn)商以更多的設(shè)計(jì) 創(chuàng)造、生產(chǎn)革新等方面的自主權(quán)。 ●優(yōu)質(zhì)化：汽車(chē)車(chē)身的設(shè)計(jì)和制造的優(yōu)質(zhì)化體現(xiàn)在三個(gè)方面：首先，汽車(chē)車(chē)身的實(shí)際使用中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須完全符合有關(guān)方面的安全標(biāo)準(zhǔn)，以徹底消除汽車(chē)受到撞擊后車(chē)身變形、車(chē)內(nèi)人員受到直接的撞擊力；其次，汽車(chē)車(chē)身的生產(chǎn)工藝的發(fā)展不再獨(dú)立化，它必須能夠不斷適應(yīng)汽車(chē)外形設(shè)計(jì)發(fā)展的需要：最后，汽車(chē)車(chē)身在設(shè)計(jì)變得復(fù)雜的同時(shí)其結(jié)構(gòu)卻變得簡(jiǎn)單了。 2）、未來(lái)汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向 汽車(chē)當(dāng)今的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)發(fā)展推動(dòng)了設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)手段的革新，這無(wú)疑在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部、汽車(chē)整車(chē) 制造商與其上下零部件供應(yīng)商之間、汽車(chē)企業(yè)之間的聯(lián)合化發(fā)展的前提條件就是設(shè)計(jì)工具、生產(chǎn)手段的自動(dòng)化。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)的二維 / 三維輔助設(shè)計(jì) / 工程軟件汽車(chē)設(shè)計(jì)邁入了數(shù)字化時(shí)代其核心是在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件 CATIA、PRO/E、 UG 等建立車(chē)身的數(shù)學(xué)模型。 本文研究的內(nèi)容及意義 汽車(chē)是人的代行工具，與人在日常生活中息息相關(guān)，己形成獨(dú)特的汽車(chē)文化?！耙欢驯涞匿撹F”是無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代人精神和文明需要的。車(chē)身造型設(shè)計(jì)必須以人為本，體現(xiàn)人機(jī)協(xié)調(diào)，使用操作方便、舒適，使汽車(chē)適應(yīng) 人的各種生理和心理要求，從而提高工作效率、保障安全、維護(hù)健康。未來(lái)的車(chē)身造型設(shè)計(jì)將在車(chē)身外觀設(shè)計(jì)、人機(jī)工程以及室內(nèi)環(huán)境等方面更加注意人性化的發(fā)展。人機(jī)工程學(xué)在對(duì)人的特性進(jìn)行詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上設(shè)定了一系列的 設(shè)計(jì) 準(zhǔn)則，用來(lái)指導(dǎo)汽車(chē) 產(chǎn)品 的 設(shè)計(jì) ，主要是人和汽車(chē)之間的界面 設(shè)計(jì) 。其中與 汽車(chē) 設(shè)計(jì) 相關(guān)的主要有 1） 基于人體感官的界面 設(shè)計(jì) 例如，人的視覺(jué)有視角、視野、可 視光波長(zhǎng)范圍、顏色分辨力、視覺(jué)靈敏度、定位錯(cuò)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)、視覺(jué)疲勞等特性， 汽車(chē) 的擋風(fēng)玻璃、儀表板和儀表的 設(shè)計(jì) 就要充分考慮這些特性，使駕駛者能夠得到足夠的視區(qū)，能夠迅速辨認(rèn)各種信號(hào)，減少失誤和視覺(jué)疲勞。交通標(biāo)志的 設(shè)計(jì) 也應(yīng)該采用 大多數(shù)人能明辯的顏色和不易產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)的形狀。 2）基于人體形態(tài)的界面 設(shè)計(jì) 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 3 不同地區(qū)和人種、不同年齡和性別都具有不同的身體尺寸，為不同地區(qū)和群體 設(shè)計(jì) 的 汽車(chē) 就要參考特定對(duì)象的人體參數(shù)，在現(xiàn)代社會(huì)條件下，以一種 產(chǎn)品 規(guī)格想占有不同地區(qū)的市場(chǎng)是很難的。人在生活和勞動(dòng)中又具有各種不同的形態(tài)，人體在不同的姿態(tài)下工作，全身的骨頭和關(guān)節(jié)處于不同的相對(duì)位置，全身的肌肉處于不同的緊張狀態(tài)，心臟負(fù)擔(dān)不同，疲勞程度也不同。 設(shè)計(jì) 一臺(tái)機(jī)器首先要考慮采用什么身體形態(tài)來(lái)操縱，選定姿態(tài)后，還要考慮以最舒適的方式對(duì)人體進(jìn)行支撐，并適當(dāng)?shù)夭贾帽徊僮鲗?duì)象的位置，從而減少疲勞和誤操作 。例如司機(jī)在駕駛 汽車(chē) 的時(shí)候采用坐姿，坐椅的設(shè)計(jì) 要符合人體骨骼的最佳輪廓，儀表的布置應(yīng)在易于看到的地方，操縱桿 /板的位置要在人體四肢靈活運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)。 3）基于力特性的界面 設(shè)計(jì) 人體在不同的姿態(tài)下，用力的疲勞程度不同，操縱機(jī)器 所需的力量應(yīng)該選擇在對(duì)應(yīng)姿態(tài)下不易引起疲勞的范圍內(nèi)。例如轉(zhuǎn)向助力器就是為了減輕操縱力而 設(shè)計(jì) 的。人體在不同的姿態(tài)下最大拉力、最大推力也不相同，例如坐姿下人腿的蹬力在過(guò)臀部水平線(xiàn)下方 20 度左右較大，操縱性也較好，所以剎車(chē)踏板就安裝在這個(gè)位置上。人體在不同的姿態(tài)使用不同的肌肉群進(jìn)行工作，動(dòng)作的靈活性、速度和最高頻率都不相同，例如腿的反復(fù)伸縮具有較低的頻率，而手指則可以用較高的頻率進(jìn)行敲擊。因此，對(duì)應(yīng)不同的操縱頻率應(yīng)采用 不同的動(dòng)作方式來(lái)完成。 4）基于人腦特性的界面 設(shè)計(jì) 人腦對(duì)事物的認(rèn)識(shí)和反應(yīng)有自己的特點(diǎn)，體現(xiàn)在他的行為和對(duì)外界的反應(yīng)中。人喜歡用直覺(jué)處理事情，不善于煩瑣過(guò)程和精確的計(jì)算。對(duì)于協(xié)助人腦進(jìn)行工作的計(jì)算機(jī)，如何進(jìn)行人機(jī)界面的 設(shè)計(jì) 一直是熱門(mén)的論題。無(wú)論是從低級(jí)語(yǔ)言到高級(jí)語(yǔ)言，到面向?qū)ο蟆⒚嫦蛉蝿?wù)的編程方式的發(fā)展，還是圖形終端 、鼠標(biāo)定位、窗口系統(tǒng)、多媒體、可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面的進(jìn)展，都體現(xiàn)了這個(gè)主題。近年來(lái)，人工智能已經(jīng)在汽車(chē) 上應(yīng)用，車(chē)載電腦可以協(xié)助駕駛者認(rèn)路、換檔、避碰??。 可以毫不夸張地說(shuō)，現(xiàn)代社會(huì)中，凡成功的機(jī)器產(chǎn)品，不能缺少人機(jī)工程學(xué)的理念。也正因?yàn)槿绱?，越?lái)越多的汽車(chē)公司在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候都將人機(jī)工程作為設(shè)計(jì)考慮一大要素。 近年來(lái)，純電動(dòng)汽車(chē)無(wú)論在國(guó)外，還是在國(guó)內(nèi)，均得到了較大的發(fā)展。從當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和國(guó)民收入的情況 來(lái)看，純電動(dòng)汽車(chē)不僅適合國(guó)情，而且是能夠快速進(jìn)入中國(guó)家庭的車(chē)型。 目前，國(guó)內(nèi)的純電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)水平與國(guó)外相比，還有比較大的差距。國(guó)內(nèi)成批量生產(chǎn)的純電動(dòng)汽車(chē)大多是與國(guó)外廠家合資生產(chǎn)的，自主開(kāi)發(fā)的整車(chē)幾乎是空白。所以提高的純電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)水平和自主開(kāi)發(fā)能力是我們迫切需要解決的問(wèn)題。而汽車(chē)車(chē)身天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 4 屬于汽車(chē)的 4 大總成之一，在汽車(chē)設(shè)計(jì)中占有極其重要的地位。汽車(chē)座椅以及腳踏板的布置設(shè)計(jì)直接影響汽車(chē)的美觀和安全性。 隨著汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展，全球汽車(chē)總保有量不斷增加，汽車(chē)所帶來(lái)的環(huán)境污染、能源短缺，資源枯竭等方面的問(wèn)題越來(lái)越突出。 當(dāng)今世界節(jié)能和環(huán)保日益引起關(guān)注，因此電動(dòng)汽車(chē)正在加速發(fā)展。電動(dòng)汽車(chē)具有高效、節(jié)能、低噪聲、零排放等顯著優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此它是解決上述問(wèn)題的最有效途徑。目前電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的研發(fā)已成為各國(guó)政府和汽車(chē)行業(yè)的熱點(diǎn)。電動(dòng)汽車(chē)勢(shì)必成為 2 1 世紀(jì)重要的綠色交通工具。 電動(dòng)汽車(chē)指全部或部分用電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)的汽車(chē)。它包括蓄電池電動(dòng)汽車(chē)即純電動(dòng)汽車(chē) (AO681)。如圖 11： 圖 11 AO681 純電動(dòng)汽車(chē)電能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 本文針 對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的座椅及踏板布置設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容如下： 首先，通過(guò)搜集人體測(cè)量的實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)確定乘坐姿勢(shì)的舒適性和安全性。 其次，搜集幾款世界上各品牌 (包括中國(guó)本土 )的轎車(chē)座椅及踏板布置的資料，把它們的技術(shù)參數(shù)作一個(gè)整理，進(jìn)行一些初步地分析。 最后，進(jìn)行座椅及踏板布置 設(shè)計(jì)并 對(duì)設(shè)計(jì)好的座椅及踏板進(jìn)行校核。 電動(dòng)機(jī) 離合器 減速器 差速器 車(chē)輪 蓄電池 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 5 2 汽車(chē)座椅及踏板布置的設(shè)計(jì)與校核 布置設(shè)計(jì)要求 座椅布置要求 駕駛座椅的布置是轎車(chē)總布置的關(guān)鍵之一。駕駛座椅的調(diào)整應(yīng)能夠使駕駛員相對(duì)方向盤(pán)、操縱桿、踏板等操縱機(jī)構(gòu)及前檔風(fēng)玻璃，在縱向 及鉛垂方向的位置應(yīng)能夠滿(mǎn)足絕大多數(shù)駕駛員群體的各類(lèi)人身體特征。座椅的平行移動(dòng)及高度調(diào)整范圍根據(jù)人體標(biāo)準(zhǔn)模型的肢體夾角來(lái)確定。座椅安裝位置的尺寸是很重要的，它直接影響到使用者的便利性和舒適性。座椅布置要體現(xiàn)出人體工程學(xué)的要求。駕駛座椅是最關(guān)鍵的座椅。它的基本要求是布置合理，操縱方便，即乘坐時(shí)駕駛者對(duì)方向盤(pán)、操縱桿和踏板的良好可及性。 座椅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足以下五點(diǎn)基本要求： ； ； ； ； 。 座椅的人機(jī)工程學(xué)要求 1）各部貼合感：要求座椅靠背和坐墊的形狀與人體背部、臀部及大腿底面的形狀相貼合。貼合感強(qiáng)的座椅將有利于改進(jìn)接觸面積和部位。 2）橫向穩(wěn)定性 ： 汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，人體承受橫向加速度，為了提高乘員的身體保持性， 要求座椅的側(cè)面稍加高，以便兩跨和大腿部能輕輕支承身體。 3）背部和腰部的合理支承：汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提供形狀和位置適宜的兩點(diǎn)支承，第一支承位于人體第 5～ 6胸椎之間的高度上，作為肩靠能減輕頸曲變形；第二支承設(shè)置在腰曲部位，作為腰靠，能保證乘坐姿勢(shì)下近似于正常的腰曲弧線(xiàn)。 4）各 部合適的軟硬感：座椅最重要的作用是支撐乘員的身體，不能只是一把安樂(lè)椅，表面硬一些的座椅不易使人疲勞，但與身體不是特別貼合的硬座椅會(huì)壓迫身體的某一部分，使疲勞感倍增。 5）振動(dòng)舒適性：需要設(shè)計(jì)好 座 椅的 靜 態(tài)剛度、共振頻率及衰減特性。 腳踏板布置要求 (1) 踏板排列。從駕駛員位置觀察時(shí) ,踏板應(yīng)按以下次序自左至右排列 :離合踏板、制動(dòng)踏板、加速踏板。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 6 (2) 踏板間距。踏板間距以?xún)蓚€(gè)踏板在參考平 面 P上 投影之間的最小距離來(lái)測(cè)量 ,圖 21 所示 ,踏板之間的最小距離是指加速踏板和制動(dòng)踏板及制動(dòng)踏板和離合踏板之間 的最小距離。 圖 21 腳踏板布置示意圖 (3) 離合踏板在參考平面 P 上的投影至被 P 平面所截的車(chē)身內(nèi)飾板截面之間的最小距離 ,如圖 22 所示。 圖 22 離合踏板與車(chē)身 固定距離 (4) 操作單個(gè)踏板的最小側(cè)向間距。緊挨踏板左右側(cè)向有礙于踏板操作的兩障礙物 ,在參考平面 P上投影之間的最小距離。除相鄰踏板外 ,還應(yīng)考慮轉(zhuǎn)向柱及固定裝置等。具體數(shù)值見(jiàn)表 1 所列。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 7 表 1 踏板間距推薦值 （ mm） ECE 法規(guī) DIN73001 最大 最小 推薦值 E 100 50 70 F 50 60 G 50 130 H 130 170 J 160 260 因此，為了使離合器踏板到新設(shè)計(jì)的輪包的最小距離符合標(biāo)準(zhǔn)，必需將離合器踏板在原來(lái)位置的基礎(chǔ)上再向內(nèi)移動(dòng)。由于轉(zhuǎn)向管柱略向前傾，所以離合器踏板同轉(zhuǎn)向管柱是交錯(cuò)的，沒(méi)有干涉問(wèn)題的存在。可適當(dāng)向內(nèi)移一些 ,但要考慮駕駛舒適性 .一般離合器踏板到側(cè)邊距離為