【正文】 334236329030532171727574767大轉(zhuǎn)子點距離106110114106106111960101610768819329855245545875055295614314584844154334584875185524534785124164384653734014199699103838689236246259218229240123131139129130136206211219197201207272281291256262267360374389334350364416430446384397409308321336332345358411424438400405413833874923770812852160116891785147115591639人體關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)范圍人體關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)范圍關(guān)節(jié)部位關(guān)節(jié)名稱角度代號角度調(diào)節(jié)量/（176。第4章 轎車車身總布置所謂產(chǎn)品功能尺寸是指以人體尺寸參數(shù)為基礎(chǔ)，考慮該產(chǎn)品的某項功能相對的人體尺寸參數(shù)做修改的產(chǎn)品尺寸。圖23和表26即為SAE J883定義的部分人體尺寸。研究對象是轎車、載重車及工程車、飛機、發(fā)動機、材料及制造等。表21人體尺寸表測量項目分類主要測量項目人體主要尺寸身高、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長、體重立姿人體尺寸眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高、脛骨點高、坐姿人體尺寸坐高、坐姿勁椎點高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臂膝距、坐姿下肢長人體水平尺寸胸寬、胸厚、肩寬、最大肩寬、臀寬、胸圍、腰圍、臀圍、肩寬、坐姿臀寬、坐姿兩肘肩寬由表21可知，人體的主要尺寸包括身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長等六項。經(jīng)過多年研究，我國成年人人體尺寸的國家標準GB1000088已經(jīng)于1987年7月開始實施，它為我國人機工程設(shè)計提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。圖22為不同人種間的身體差異圖。 人體是一個復雜的生理體系，影響人體尺寸特征因素很多，如國家、地區(qū)、民族、生活環(huán)境和風俗習慣等。人機系統(tǒng)構(gòu)成是三個人、機、環(huán)境子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)，它們互相獨立有互相交叉，構(gòu)成人—機系統(tǒng)、人—環(huán)境系統(tǒng)、機—環(huán)境系統(tǒng)我們在研究中重點以人—機關(guān)系為研究對象，而人機關(guān)系又可分為兩個方面：（1） 機宜人：使機器系統(tǒng)盡量滿足使用者的體格、心里、生理、審美以及社會價值觀念的要求。人機系統(tǒng)是指生產(chǎn)過程中人和機械聯(lián)系起來而形成的不可分割的整體。目前車輛工程領(lǐng)域的人機工程問題大致可歸納為八方面：機動車輛駕駛操縱系統(tǒng)人機界面的優(yōu)化匹配機動車輛的行車安全性和車內(nèi)成員的人體保護技術(shù)機動車輛成員的乘坐舒適性機動車輛的噪聲控制機動車輛車內(nèi)小環(huán)境氣候的宜人華控制機動車輛駕駛員的駕駛適宜性機動車輛道路交通適應性人—機—路系統(tǒng)的綜合優(yōu)化現(xiàn)代轎車設(shè)計強調(diào)以人為中心，安全性、舒適性一直是轎車設(shè)計的主題和追求的目標。這就使得應用人機工程學的原理設(shè)計機動車輛的重要性各位突出。在駕駛員—車輛—環(huán)境系統(tǒng)中，駕駛員是人機工程學研究的核心對象。綜上所述，人機工程學研究內(nèi)容可以概括為：機械系統(tǒng)中直接由人操縱或使用的部件，應設(shè)計成便于操作者有效的使用，以保證人機系統(tǒng)的工作效能達到最優(yōu)。對人的研究可分為九個方面：1人體尺寸及人體測量技術(shù)；2人體力學性能；3人的勞動生理功能；4勞動中人的心理過程；5人的信息傳遞能力；6人的可靠性；7人員的選拔和訓練；8人的動作時間研究；9人體模型?？傮w上，人機工程學有研究和實驗、應用和工程兩個學術(shù)研究方向構(gòu)成。對于這三個子系統(tǒng)的研究，各自獨立為一門科學，即人的科學、技術(shù)工程科學及環(huán)境科學。人機工程學研究的內(nèi)容包括：人機工程學的學科構(gòu)成；人的特性研究；機的特性研究；環(huán)境的特性研究；人—機關(guān)系的研究；人—環(huán)境關(guān)系的研究；機—環(huán)境關(guān)系的研究；人—機—環(huán)境系統(tǒng)總體性能的研究。目前，國際人機工程學會（International Ergonomics Association,簡稱IEA）對人機工程學所下的定義為：“人機工程學是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學、生理學和心理學等各方面的因素；研究人和機器及環(huán)境的相互作用；研究人在工作、家庭生活和休假時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、健康、安全和舒適等問題的學科”。自人類社會開始，就有了最原始的人機關(guān)系，隨著社會的不斷進步，人機工程學的概念日益走進人們的生活中，但是究竟何為人機工程學，研究其意義是什么。 人體在不同的姿態(tài)下，用力的疲勞程度不同，操縱機器所需的力量應該選擇在對應姿態(tài)下不易引起疲勞的范圍內(nèi)。 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)計的汽車就要參考特定對象的人體參數(shù)，盡量滿足每個人的個性化需要。例如，人的視覺有視角、視野、可視光波長范圍、顏色分辨力、視覺靈敏度、定位錯覺、運動錯覺、視覺疲勞等特性，汽車的擋風玻璃、儀表板和儀表的設(shè)計就要充分考慮這些特性，使駕駛者能夠得到足夠的視區(qū)，能夠迅速辨認各種信號，減少失誤和視覺疲勞。人機工程學在車身總布置中的設(shè)計準則人機工程學在對人的特性進行詳細研究的基礎(chǔ)上設(shè)定了一系列的設(shè)計準則，用來指導機器產(chǎn)品的設(shè)計，主要是人和機器之間的界面設(shè)計。人與機器共同工作，人有人的特性，機器有機器的特性，要設(shè)計出能最大限度與人協(xié)調(diào)工作的機器，就要充分研究兩者的特性，才能設(shè)計出良好的人機界面。進行車身總布置時，考慮到人——車——路系統(tǒng)的綜合優(yōu)化。開展駕駛適應性研究并制定科學的駕駛適宜性檢查方法，對于駕駛員的選拔和科學化管理具有重要的指導意義。機動車輛駕駛員的駕駛適宜性駕駛員是引起事故的主要因素。機動車輛的噪聲控制機動車輛噪聲控制的目的是保證車內(nèi)駕駛員和乘員的耳旁噪聲滿足人的聽力保護允許標準，車外噪聲滿足動態(tài)環(huán)境噪聲允許標準。在進行車身總布置時，一定要考慮到安全技術(shù)性能，利用有效的車內(nèi)乘員人體保護技術(shù)來避免或減輕乘員可能遭受到嚴重的傷害。這類人機界面的優(yōu)化匹配問題，在人機工程科學領(lǐng)域最有代表性，是人機工程學應當研究和解決的基本技術(shù)問題之一。車輛工程領(lǐng)域的人機工程問題可大致歸納為以下六個方面。人機工程學在車身總布置中的應用機動車的種類雖然很多，但面臨的人機工程問題卻是相同的。在車身總布置中，人機工程設(shè)計占有重要地位，必須根據(jù)產(chǎn)品的實際情況，進行合理的布置設(shè)計。第3章 人機工程學的基礎(chǔ)研究 人機工程學概況人機工程學簡介一款車型是否會得到人們的青睞，在很大程度上取決于其是否擁有人性化并貼近用戶的最優(yōu)化設(shè)計，而要達到這一設(shè)計要求，就必須運用人機工程學的設(shè)計方法。制造工藝性好，生產(chǎn)率高。室內(nèi)可利用的有效空間增大，可降低整車高。作為城市電動轎車，其自身的安全性和舒適性是設(shè)計過程中的重點，其影響因素主要是底盤和懸架，而底盤部件和懸架是安裝在車架上的，所以選擇合適的承載方式對汽車的性能影響至關(guān)重要。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時所受的沖擊、扭曲、慣性力等[14]。它的生產(chǎn)工藝簡單，且對鋼管車架進行局部加強容易，在質(zhì)量相等的情況下，可以得到比承載式車架更強的剛度（如圖24）。成型的車架是個帶有坐艙、發(fā)動機艙和底板的骨架（如圖22），我們所能看到的光滑的汽車車身則是嵌在骨架上的覆蓋件（如圖23）。這種形式的車身具有較大的抗彎曲和抗扭轉(zhuǎn)的剛度，質(zhì)量小，高度低，汽車質(zhì)心低，裝配簡單，高速行駛穩(wěn)定性較好。圖 21 大梁式車架2）承載式車架承載式車架的意念是用金屬制成堅固的車身，再將發(fā)動機、懸架等機械零件直接安裝在車身上，車身承受全部載荷，充當車架。缺點是鋼制大梁質(zhì)量 沉重體積大，影響整車布局和空間利用率。 1）大梁式車架（又稱非承載式車架）大梁車架的原理很簡單：將堅固的鋼梁焊接或鉚接成為一個鋼架，然后在上面安裝動力總成、懸架、車身等部件，這個鋼架就是名附其實的“車架”（如圖21）。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時所受的沖擊、扭曲、慣性力等。（4）滿足法規(guī)標準及技術(shù)要求。因此車身總布置應遵循一定的設(shè)計原則（1）外部尺寸盡量小內(nèi)部空間盡量大 。經(jīng)過車身總布置設(shè)計，就可確定汽車的主要尺寸和基本形狀[11]。這些圖形稱為車身內(nèi)部布置設(shè)計工具。SAE、ISO、GB等定義了汽車駕駛員的眼睛、頭部、肢體上一些與車身布置有關(guān)的人體特征點。例如，車身內(nèi)部布置應當能夠滿足駕駛員和乘員的乘坐舒適性、操縱性、行車安全性、視野性等要求。 車身總布置內(nèi)容及原則車身總布置內(nèi)容車身總布置設(shè)計是將汽車各個總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當?shù)奈恢茫纫ＷC各總成運動無干涉，又要保證乘坐舒適性和裝卸方便。圖31 整車總布置圖坐標系 本設(shè)計采用的設(shè)計方法 概念設(shè)計根據(jù)任務(wù)書要求和預期達到設(shè)計目的采用的設(shè)計方法：確立本次設(shè)計主方向；市場調(diào)研：通過國內(nèi)外暢銷客車車型對比分析，得出具有競爭力車型的相關(guān)數(shù)據(jù)，明確設(shè)計思路；繪制草圖：構(gòu)思可行性方案，并繪制初期草圖；確定方案：對方案進行科學論證，確定最佳方案 工程設(shè)計確定尺寸參數(shù)：通過查閱資料確定尺寸參數(shù)。俯視圖和前視圖坐標線的畫法可照此法處理，但須保證X、Y、Z三個坐標線互相垂直。一般是從側(cè)視圖上開始，根據(jù)整車的前懸及車架上表面至地面的高度，確定X和Z坐標線的交點，然后通過該點畫一水平線和一垂直線，分別代表和。整車零線的畫法上述的、三條線，統(tǒng)稱為三個方向的零線。因為所選用的車身、車架已有自己的坐標線，而布置在新車上時，其坐標線不一定與新車的坐標線重合，因布置上的需要會造成差值，在設(shè)計時應記住這一差值，作為設(shè)計的原始數(shù)據(jù)。在新車設(shè)計時，整車的坐標線確定后，車身(車頭、駕駛室)、車架的坐標線也確定了，三者是統(tǒng)一的。此線用來作為標注汽車軸距和前懸的基準線。此線是標注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺高度等尺寸的基準線。上為“+”、下為“”，標記為。汽車中心線：通過汽車縱向中心線的鉛垂面，在前視和俯視圖上的投影線，前視圖中右側(cè)為“+”、右側(cè)為“”，標記為。 整車布置的基準線——零線的確定確定整車的零線(三維坐標面的交線)、正負方向及標注方式，均應在汽車滿載狀態(tài)下進行、繪制時應將汽車車頭向左側(cè)（如圖31）。它從根本上改變了過去用手工繪圖、依靠圖紙組織生產(chǎn)的模式。設(shè)計修改以及在原設(shè)計基礎(chǔ)上的改型和換型均比較容易。可將造型設(shè)計直接用于強度、剛度有限元分析以及碰撞安全性分析，也可以對車型進行空氣動力學模擬。車身數(shù)?？芍苯佑脕頉_模設(shè)計，以提高沖模設(shè)計的精度和成功率。造型一旦完成并建立數(shù)學模型存人數(shù)據(jù)庫，就可以實現(xiàn)多方共享，為生產(chǎn)準備、模具設(shè)計制造提供便捷、詳細、準確的數(shù)據(jù)，使模具加工精度大為提高。近年來這一技術(shù)與計算機技術(shù)一起得到了突飛猛進的發(fā)展，并在汽車車身設(shè)計制造中率先應用，引起了汽車設(shè)計制造技術(shù)革命性的大變革[10]。計算機輔助設(shè)計及制造技術(shù)是將計算機迅速、準確處理信息的特點與人類創(chuàng)造性思維能力及推理判斷能力巧妙結(jié)合起來，用計算機繪圖、數(shù)據(jù)庫、智能模擬技術(shù)，為現(xiàn)代設(shè)計提供了理想的手段。其主要原因是在設(shè)計和生產(chǎn)準備的各個環(huán)節(jié)之間信息的傳遞是一種“移形”，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過多次移形傳遞，由于各種人為及設(shè)備造成的誤差在所難免，導致加工出的沖模精度無法保證，只有依靠最后的手工研配來解決[9]。另外，生產(chǎn)準備過程中工藝設(shè)計、沖模制造、研配以及調(diào)試都將耗費大量的手工勞動和時間。傳統(tǒng)的車身設(shè)計及開發(fā)要求美工人員、工程技術(shù)人員及工人通力合作。而且對于汽車這類復雜的幾何形體初始設(shè)計的可信度低，為了產(chǎn)品定型，只有依靠樣車逐步修改設(shè)計，直到滿足各種要求為止，有時修改設(shè)計會持續(xù)到生產(chǎn)準備后期，迫使生產(chǎn)準備大量返工，造成浪費。例如，在初步設(shè)計階段，要繪制彩色效果圖和1：5油泥模型；在技術(shù)設(shè)計階段要制作1：1油泥外模型和1：1車身內(nèi)部模型；在生產(chǎn)準備階段要繪制1：1的主圖板和制作1：1的車身主模型[8]。具體內(nèi)容：1．了解人體舒適坐姿要求及舒適操縱力要求；2．了解駕駛員相關(guān)車輛尺寸定義；3．了解駕駛員布置的空間尺寸要求；4．學習CATIA軟件繪制駕駛員布置圖；第2章 車身設(shè)計方法汽車自誕生至今已有112年的歷史, 在這漫長的發(fā)展過程中，車身設(shè)計方法不斷改進和完善，已形成了一套成熟的傳統(tǒng)設(shè)計方法。因此在本次畢業(yè)設(shè)計中我選擇了A00級轎車駕駛員的設(shè)計及優(yōu)化（車身總布置）這個課題。目前，國內(nèi)外汽車生產(chǎn)實踐證明：整車生產(chǎn)能力的發(fā)展取決于車身的生產(chǎn)能力；汽車的更新?lián)Q代在很大程度上也取決于車身；在基本車型達到飽和的情況下，只有依賴車身改型才能打開銷路。這些圖形稱為車身內(nèi)部布置設(shè)計工具。SAE、ISO、GB等定義了汽車駕駛員的眼睛、頭部、肢體上一些與車身布置有關(guān)的人體特征點。在汽車設(shè)計中，車身內(nèi)部布置應當能夠滿足駕駛員和乘員的乘坐舒適性、操縱性、行車安全性、視野性等要求。盡管在各個國家都有許多傳統(tǒng)的機械工業(yè)陷入困境，甚至面臨巨大的危機，但汽車工業(yè)卻一直保持著良好的發(fā)展勢頭，其發(fā)展水平也被公認為衡量一個國家總體科學技術(shù)水平的標志之一。東風股份是東風公司新能源汽車事業(yè)的主要擔當者，早在2005年就著手新能源汽車的自主研發(fā)，相繼推出“東風天翼”純電動客車、物流車，以及“帥客MPV”、“奧丁SUV”、微型客車、物流車、