【導(dǎo)讀】人機(jī)工程學(xué)、空氣動力學(xué)和現(xiàn)代化制造方法的發(fā)展促使汽車車身總布。然而，每一款新車型的問世都離不開車身總布置和它的設(shè)計工。具，汽車車身總布置是汽車概念設(shè)計階段的一項相當(dāng)重要的方案設(shè)計工作。設(shè)計此款公交車的目的是初步定位市區(qū)主干道的客運(yùn)市場上。

　　

【正文】 m 車身寬度 :2460mm 車身高度 :3020mm 前輪距 :2020 mm 后輪距 :1860mm 軸距 :5700 mm 前懸： 1760mm 后懸： 2550 接近角 :10176。 離去角 :7176。 最小離地間隙 :300mm 驅(qū)動形式 :后 置后驅(qū) 輪胎規(guī)格 :— 20 16 層級 最大 車重 : 14460 kg 座椅型 式 前面單 排乘客座 ，后面雙 排乘客座 。 根據(jù) GB 15892021《汽車外廓尺寸限界》 確定汽車外廓尺寸。 （ 1）總體尺寸 按任務(wù)書 要求 ： 本車總體尺寸為 10000 2500 3200。 （ 2）汽車軸距 在確定汽車軸距時，應(yīng)綜合考慮汽車的主要性能﹑裝載面積和軸荷分配等個方面的要求。在各方面均得到滿足的前提下，以軸距短些為宜。一般來說，輕型載貨汽車對機(jī)動性要求高，故軸距應(yīng)取短些；載運(yùn)質(zhì)量小，體積大貨物的載貨汽車的軸距可取長些。 本車 取為 5690。 汽車的前懸和后懸 汽車的前懸是通過兩前輪中心的垂面與抵靠在車 輛最前段并垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的垂直之間的距離，汽車的后懸是通過汽車最后車輪軸線的垂面與抵靠在汽車最后端并垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的垂面之間的距離。后懸長度應(yīng)能布置發(fā)動機(jī)、水箱等。前懸應(yīng)能布置轉(zhuǎn)向器等部件。但不能過長，不然使接近角太小，影響汽車的通過能力。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 表 31通過性參數(shù) 汽車類型 最小離地間隙 (m) 接近角 (186。) 離去角 (186。) 總線通過半徑(m) 轎車 微型、普通級 ～ 20～ 30 15～ 23 3～ 5 中級、中高級、高級 ～ 5～ 8 客車 輕型 ～ 12～ 40 8～ 20 中型、大型 ～ 9～ 20 5～ 9 貨車 輕型 ～ 25～ 60 25～ 45 2～ 4 中型、重型 ～ 4～ 7 礦用自卸汽車 越野汽車 ～ 36～ 60 35～ 48 ～ 根據(jù)本車實際情況，前懸取 1760，后懸取 2550。車身與地面的最小間隙為300。由此可計算出接近角為 10176。 ，離去角為 7176。 。 輪胎的選擇 汽車輪胎主要根據(jù)軸荷分配、輪胎的額定負(fù)荷、使用條件以及車速來選擇。 輪胎的尺寸和型號是進(jìn)行汽車性能計算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)之一，因此，在總體設(shè)計開始階段就應(yīng)選定，而選擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的靜負(fù)荷、輪胎的額定負(fù)荷以及汽車的行駛速度。當(dāng)然還應(yīng)考慮與動力 — 傳動系參數(shù)的匹配以及對整車尺寸參數(shù) (例如汽車的最小離地間隙、總高等 )的影響。 為了提高汽車的動力因數(shù)、降低汽車及其質(zhì)心的高度、減小非簧載質(zhì)量，對公路用車在其輪胎負(fù)荷系數(shù)以及汽車離地間隙允許的范圍內(nèi)應(yīng)盡量選取尺寸較小的輪胎。采用高強(qiáng)度尼龍簾 布輪胎 可使輪胎的額定負(fù)荷大大提高，從而使輪胎直徑尺寸也大為縮小 。轎車都采用直徑較小、斷面形狀扁平的寬輪輞低壓輪胎，以便降低質(zhì)心高度，改善行駛平順性、橫向穩(wěn)定性、輪胎的附著性能并保證有足夠的承載能力。 我國各種汽車的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負(fù)荷可查相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。 通過參考相關(guān)車型，本車輪胎選為 與原車相同 。 確定地板高度 原則：在保證必要的間隙條件下盡量減小地板高度 設(shè)計：要求過道處地板離地高度為 600mm。已知輪胎的規(guī)格為 — 20 16層級，車輪型式為 — 20（ 10孔）。查 GB974497《載重汽車 輪胎》，可知，車輪的靜力半徑為 502mm，自由半徑為 。又已知車輪的軸心位置，即可以確定地面的 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 位置。再根據(jù)過道地板離地高度為 600mm，可得到過道地板平面在車身坐標(biāo)系中的位置 。 確定駕駛員座椅 汽 駕駛員座椅與操縱機(jī)構(gòu)的相對位置關(guān)系稱為駕駛員位置。在進(jìn)行車身總布置設(shè)計時，重要的一環(huán)就是駕駛位置，確定坐在駕駛員座椅上的人與汽車操縱機(jī)構(gòu)之間的位置關(guān)系，它是汽車人體工程學(xué)中的一個重要研究課題。 在行使過程中 ,油門踏板是經(jīng)常需要踩的 ,駕駛員總是腳放在它上面 ,油門踏板與地板的支點在行使過程中幾乎總是與駕駛 員腳后跟點相一致 .在人體工程學(xué)上通常就將此點作為人體的踵點 (),在汽車人體工程學(xué)上 ,由于對不同車型 ,駕駛姿勢不同 ,人體身軀與大腿活動的鉸接點 — 胯點 ()也將發(fā)生變化 ,因此在確定人車的關(guān)系時胯點也將發(fā)生變化 ,因而在確定人車的關(guān)系時把胯點 ()作為人體的基準(zhǔn)點 .一般說來 ,將 ,也就是說 ,如果用 體與人體舒適性聯(lián)系起來 ,那么 就將汽車與人體聯(lián)系起來。 以及方向盤中心 相對 在水平和垂直兩個方向上的距離 hx,hz,wx,wz,及體腿角γ、座椅靠背角 ?、方向盤傾角 ?等尺寸 是相互關(guān)聯(lián)的 ,它們之間按人體工程學(xué)上的某些關(guān)系緊密結(jié)合在一起。也就是說，駕駛位置是一個整體的有機(jī)整體，并不是象一個簡單函數(shù)那樣由幾個獨(dú)立因素簡單決定的。所有參數(shù)互相關(guān)聯(lián)，確定了駕駛員的位置 設(shè)計方法：由人體工程學(xué)的理論可知，車身布置不能以適合中等身材的人體尺寸為依據(jù)。采用“平均人”的設(shè)計方法，既不能準(zhǔn)確地確定車身的最大或最小尺寸邊界，也不能確切地回答 某一車身布置是否適合大多數(shù)人的身材 的問題。新的設(shè)計觀點，車身布置應(yīng)適合不同身材的一群人 —— 80%或 90%的大多數(shù)人。由數(shù)理統(tǒng) 計可知，可引入“百分位”的概念，它表示對應(yīng)于每一種身材尺寸都可以求得小于該尺寸的人數(shù)所占的百分?jǐn)?shù)，如 95%百分位身高是 182cm，表示有 95%的人的身高低于在 182cm。 首先確定 與 在進(jìn)行工作空間、操作位置的綜合設(shè)計和分析時，常常不僅需要單一的某項人體尺寸，并且需要同時考慮和應(yīng)用多個相互關(guān)聯(lián)的人體尺寸。 于是人們將人體尺寸進(jìn)行分析整理，合理歸并，并將人體關(guān)節(jié)實際的復(fù)雜轉(zhuǎn)動簡化為繞固定軸的簡單幾何學(xué)轉(zhuǎn)動。并將人體體表輪廓尺寸按一定的比例換算成人體關(guān)節(jié)點的尺寸。從而設(shè)計制作出各個關(guān)節(jié)均可活動的 二維人體模板。 二維人體模板是 H點人體模型的平面表達(dá)，是一種理想的輔助設(shè)計工具。人體模板一般由軀干、上臂、前臂、手、大腿、小腿、腳（帶鞋）等幾個板塊組成， 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 通過模擬人體各關(guān)節(jié)的平面鉸接相連，各板塊均可繞鉸接點轉(zhuǎn)動，以便擺成各種姿勢。 在車身布置設(shè)計中通常需要用到第 9 50、 5百分位三種人體模板。分別代表大、中、小身材的人體。并且為適應(yīng)車身總布置圖的比例還要制成各種比例（如1∶1 、 1∶2 、 1∶5 等）。借助人體模板，使人 — 車界面在初步設(shè)計階段就可以得到模擬，能夠比較詳細(xì)地觀察分析人 — 車的相對位置關(guān)系。以便盡早識 別和排除錯誤的和不合理的設(shè)計位置。 由 GB/T157591995《人體模板尺寸》可查得并計算出人體模板各部尺寸 為了更合理的進(jìn)行駕駛位置的設(shè)計布置，采用女子第 5 百分位、男子第 95百分位的尺寸制作人體模板。 ???????????????? 圖 人體駕駛姿態(tài)角模板 原則：確定駕駛姿態(tài)角的舒適范圍 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 參數(shù) 注釋 取值范圍 實際取值 θ 1 軀干與鉛垂線夾角 10176。 30176。 12176。 θ 2 大臂與鉛垂線夾角 15176。 45176。 24176。 θ 3 大臂與小臂夾角 80176。 120176。 102176。 θ 4 小臂與手夾角 170176。 190176。 180176。 θ 5 軀干與大腿夾角 95176。 120176。 97176。 θ 6 大腿與小腿軸線夾角 95176。 135176。 107176。 θ 7 小腿平面與踏板平面夾角 85176。 105176。 90176。 θ 8 踏平面與水平面夾角 40176。 70176。 23176。 表 3. 2 駕駛姿態(tài)角的舒適范圍 通過調(diào)整人體坐姿使人體模板處于舒適角范圍，這樣即可確定 點。 通過擺放人體模型，即可得出決定駕駛位置的參數(shù)及相關(guān)角度（ 95 百分位） 參數(shù) 注釋 取值 Hx 于 610 Hz 455 ? 體腿腳（軀干與大腿軸線的夾角） 97? ? 座椅的靠背角 12? Wx 方向盤中心到 250 Wz 方向盤中心到 735 ? 方向盤與鉛垂面的夾角 62? D 方向盤直徑（ mm） 500 ?1 大臂鉛垂線夾角 15???1?45? 24? ?2 大小臂夾角 80???3?120? 102? ?3 大小腿夾角 95???4?135? 107? ?4 小腿與踏板面夾角 85???4?105? 86? 表 駕駛位置的參數(shù)及相關(guān)角度 在研究 5% 百分位的人體模型時，由于在此百分位內(nèi)的人個子矮小，在擺人體模型時，假如方向盤固定不動的話， 5% 百分位的人不能在舒適的范圍內(nèi)。 解決的方法： 1） 方向盤可調(diào)。即方向盤可以做成一個可繞軸旋轉(zhuǎn)的形式。通過調(diào)整方向盤的角度達(dá)到符合要求的尺寸。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 2） 改變 點，抬高 點亦可達(dá)到目的。 綜合以上兩點，因 點是一個較固定的點，它一經(jīng)確定，便不能再變動。而方向盤傾角卻可以調(diào)整，當(dāng) 5% 百分位的人駕駛本車時，只要將方向盤調(diào)到合適的范圍即可。 最后 （ 1180， 705， 880） 最前 （ 1285， 705， 830） Δ Hx=105mm, Δ Hz=50mm （ 1790， 365， 425） 由此得 Rˊ 點（ 1180， 705， 805） G點（ 1080， 705， 805） 駕駛員座椅規(guī)格與尺寸 圖 駕駛員 座 椅 確定乘客區(qū)座椅的布置 由底盤參數(shù)可知，整車允許最大總質(zhì)量 Mt 為 14460kg，整車整備質(zhì)量 Mk 為9600kg，裝載貨物質(zhì)量 MW=MtMk=144609600=4860kg。 GB1242890《客車裝載質(zhì)量計算方法》，定義每位成員的平均質(zhì)量 MR 為 60kg，故本車的額定乘員人數(shù)N=MW/MR=4860/60=81 人。 采用 1+1排列，增加站立面積，滿足城市公交客流量大的需求。 座椅寬 455，測圍厚 50，座椅到測圍距離 30mm。 通道寬度最大為 248050?230?2455? 2=1410mm 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 按照這個方案 ，來進(jìn)行本次設(shè)計的乘客區(qū)座椅布置。座椅數(shù)為 34+1 座。 儀表盤的布置 在儀表板的設(shè)計中，最大程度地滿足人機(jī)工程學(xué)要求，從人的生理及心理需求出發(fā)，進(jìn)行儀表板的布置、造型與結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計，以保證駕駛員視覺與操的需要，保證駕駛員與乘員的安全。且儀表板的安全性、操縱性在設(shè)計中要特別考慮，因為在行車過程中，儀表板也是造成對駕駛員及乘客人身傷害的主要部件。若操縱性良好，可以提高操縱效能，提高安全性。儀表板的位置應(yīng)在駕駛員良好的視野范圍內(nèi)，一般使其法線與駕駛員水平視線成 30?左右的夾角。儀表 板面距駕駛員的眼睛位置不應(yīng)太遠(yuǎn)，一般不應(yīng)大與 710mm，同時儀表板各開關(guān)按鈕的間隔以 6090mm 為宜。儀表板面的角度還應(yīng)當(dāng)保證當(dāng)陽光入射時光線平行于儀表面不致于產(chǎn)生反光，故應(yīng)以深色為主。同時考慮到人的眼睛自然視角為上下 15?，頭部自然視角為上下 30?，也就是在水平線上下 45?范圍內(nèi)布置儀表板是比較合理的。 乘客門的布置設(shè)計 在社會日益發(fā)展的今天，外擺式車門由于它有自己獨(dú)特的優(yōu)點，在越來越來多使用，本車也可以采用。但考慮到成本的控制，前、后門均采用內(nèi)擺式車門。門框尺寸為：前 800mm 2021mm 后 1000mm 2021mm。 腳踏板的布置設(shè)計 按從左到右的順序布置離合器踏板、制動踏板與加速踏板 ,設(shè)計基準(zhǔn)是以座椅 R點 Y平面為中心 ,高度從左到右依次降低 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 圖 34表踏板設(shè)計參考值范圍 單位 :mm 離合器踏板和車身內(nèi)護(hù)板間距 140 最小值 離合器踏板側(cè)向間距 100～ 170 最小值 制動踏板和離合器踏板間距 55 最小值 制動踏板側(cè)向間距 100～ 170 加速踏板和制動踏板間 距 50 最小值 加速踏板側(cè)向間距 100～ 170 離合器踏板與制動踏板中心間距 110～ 320 離合器踏板中心距 R點 Y平面 180 最大值 制動踏板中心距 R點 Y平面 180 最大值 離合器踏板與制動踏板高度差 20 最大值 制動踏板與加速踏板高度差 25～ 60 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）