《车辆专业课程设计》概述
第一节 课程设计的目的和要求
一、课程设计的目的
经过若干学期的车辆工程专业的理论学习，车辆工程专业的本科生亟待进行一次综合性较强的实践环节来检验学习效果，深入掌握所学内容，为日后做好毕业设计，走上工作岗位和生产应用进行一次综合训练和准备。具体如下。
（1） 培养学生专业思想。使学生了解以前所学理论知识和参加过的金工实习、工艺实习及专业生产实习等环节，都是为今后的专业设计、生产做准备，每一个环节都是为了培养一名合格的车辆工程专业人才而设置，车辆工程专业需要有扎实的专业基础知识和实践能力。
（2） 提高结构设计能力。通过课程设计，使学生学习和掌握汽车地盘总成及零部件设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立的、全面的、科学的工程设计能力。
（3） 在课程设计实践中学会查找、翻阅和使用标准、规范、手册、图册和相关技术资料等。
二、课程设计的要求
进行此课程设计之前，学生应该修完《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车制造工艺学》、《汽车电子控制技术》、《汽车设计》以及与机械专业相关的基础课程，参与部分实践环节。由于现在的车辆工程专业毕业设计内容灵活多样，不一定体现出对前述课程内容的考察和融合，因此，车辆工程专业课程设计体现出典型的专业性和系统性，同时也可以对以后设计相近机构起到参考作用。课程设计要求结合学生的认知能力和素质基础，从课程设计的实用角度出发，按课程设计的总体思路和顺序讲解，循序渐进、由浅入深，以典型总成设计为例，详细讲解课程设计中的各个设计环节。
第二节 课程设计的内容
一、设计题目设置
在此给出车型设计的总体要求，后面各章节对各总成给出详细设计数据。每班同学划分成若干小组，每组7人左右，原则上同一设计小组尽量按照一种车型的匹配要求进行各总成的设计。
分别为给定基本设计参数的汽车进行总体设计，计算并匹配合适功率的发动机，初步确定汽车的总质量，轴荷分配和轴数，选择并匹配各总成部件的结构型式，计算确定各总成部件的主要参数，绘出指定的总成的装配图和部分零件图。其余参数如表1-1。
表1-1 设计参数
二、学生应完成的工作量
（1）总成总装配图1张（0号或1号图）。
（2）二维零件图1张（3号图）或三维零件建模一个（可以是电子版）。 （3）设计计算说明书1份。
三、课程设计的步骤 （1）明确设计任务或要求。
认真阅读设计任务书，查阅参考资料，补充相关知识；了解总体设计要求和车型工作条件。通过查阅有关资料和图纸，参观模型或实物，观看电视教学片、挂图，有条件的还可以到实验室进行拆装、测绘实验。 （2）总体方案设计或选型设计。
首先根据设计要求，同时比较其他设计方案，最终选择确定总成的总体结构和布置方案，确定主要参数或总体尺寸。 （3）主要零部件的设计与计算。
设计主要零部件的参数和主要尺寸，包括必要的设计计算或校核计算。 （4）相关重要零部件结构的设计。 （5）总成装配图。
首先进行装配草图设计；选择标准件，对某些零件（例如轴承）进行寿命校核；进行箱体或外壳以及附件的设计；最后完成装配图的其他要求（标准尺寸、说明技术特性、提出技术要求，对零件进行编号，填写零件明细表和标题栏等）。完成装配草图的基础上，最终完成正式的装配图。 （6）二维或三维零件图绘制。
1）利用手绘或计算机绘制二维零件图，按照生产要求标注尺寸、公差、重要参数以及技术要求。
2）严格按照所设计的结构和尺寸，利用三维绘图软件绘制三维零件模型。 （7）编写和整理说明书。
学生在完成上述工作之后，应将前述工作依先后顺序编写设计说明书一份。 说明书是课程设计的总结性文件。通过编写说明书，进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是本次设计工作的一个重要组成部分。
说明书应概括地介绍设计全貌，对设计中的各部分内容应作重点说明、分析论证及提供必要的计算过程。要求系统性好，条理清楚，图文并茂，并充分表达自己的见解，力求避免抄书。文内公式、图表、数据等出处，应注明参考文献的序号。
学生从一开始设计就应该逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段后，随即可整理、编写有关部分的说明书，待全部设计结束后，稍加整理就可成为说明书。 说明书内容应该包括以下一些内容：
1） 封面 ——按给定封面格式
2）目录 ——列出说明书各项标题内容及页码，包括设计任务和附录 3）设计任务书
4）序言 ——对设计背景、设计目的和意义进行总体描述 5）总体方案设计或选型设计 6）主要零部件的设计与计算 7）设计总结 8）参考文献列表
9）致谢——包括心得与体会
10） 答辩 —— 打印设计说明书、图纸并制作PPT
第三节 课程设计中应注意的问题
专业课程设计是对前面所学专业知识的一次综合运用训练，提倡学生在老师的指导下独立完成，在设计时应注意以下问题。
1. 全新设计与继承的关系
汽车总成设计时一项复杂、细致的创造性劳动。在设计中，既不能盲目抄袭，又不能闭门造车。在科技飞速发展的今天，设计过程中必须借鉴前人成功的经验，改进其缺点。从具体的设计任务出发，充分运用已有的知识和资料，进行科学、先进的设计。
2. 正确使用有关标准和规范
为提高所设计对象的质量同时降低成本，必须采用多种标准和规范。设计中采用标准的程度也往往是评价设计质量的一项重要指标，它能提高设计质量，因为标准是经过专门部门研究制定的，并且经过了大量的生产实践的考验，是比较切实可行的。采用标准还可以保证零件的互换性，减少了设计工作量，缩短了设计周期，降低生产成本。因此在设计中应尽量采用标准件、外购件，尽量减少自制件。
3.正确处理强度、刚度、结构和工艺间的关系
在设计中任何零件的尺寸不可能全部由理论计算来确定，而每个零件的尺寸都应该由强度、刚度、结构、加工工艺、装配是否方便、成本高低等各方面的要求来综合确定的。强度和刚度问题是零件设计中首先必须满足的基本要求，在此基础上，还必须考虑零件结构的合理性、工艺上的可能性和经济上的可行性。可见零件的强度、刚度、结构和工艺上的关系式相互依存、互为制约的关系，而不是相互独立的关系。
4.计算与画图的关系
进行装配图设计时，并不仅仅是单纯的画图，常常是画图与设计计算交叉进行的。有些零件可以先由计算确定零件的基本尺寸，然后再进行草图设计，确定其具体结构尺寸；而有些零件则需要先画图，取得计算所需的条件之后，再进行必要的计算。如在计算中发现有问题，则需要修改相应的结构。因此，结构设计的过程是边计算、边画图、边修改、边完善的过程。
5.同组同学设计题目之间的关系
同组同学的题目不同，一般情况是每名同学负责一个总成的设计。在设计过程中，必须在总体设计确定的情况下才能进行其他总成的设计，因此每名同学都应该参与总体设计，必须保证每一个总成的设计都符合总体设计确定的主要参数和结构形式要求。其次，总成和总成之间往往有匹配关系，设计时必须注意沟通与协调，以便共同完成一辆汽车的底盘设计。
例：
微型货车传动系总体方案设计
设计条件：（总体设计需要给出的） 车型 微型客车 驱动形式 FR4×2 发动机位置 前置，纵置 最高车速 Umax=110km/h 最大爬坡度 imax≥30% 汽车总质量 ma=1410kg 满载时前轴负荷率 40%
外形尺寸 总长La ×总宽Ba ×总高Ha=3496×1445×1841mm3 迎风面积 A≈0.85 Ba×Ha 空气阻力系数 CD=0.6 轴距 L=2200m m 前轮距 B1=1440mm 后轮距 B2=1420mm 车轮半径 r=300mm
离合器 单片干式膜片弹簧摩擦离合器 变速器 中轴式、四（五）挡 *注：除一挡和倒挡外，其他挡均用同步器换挡
微型货车推式（或拉式）膜片弹簧离合器设计
一、设计任务：
1、确定推式（或）膜片弹簧离合器的总体方案。 2、确定离合器的主要参数。 3、设计膜片弹簧及压盘。 4、绘制总装配图、零件图
5、编制设计说明书。 二、设计条件： （同上）
微型货车中轴式四挡（五挡）变速器传动机构设计
一、设计任务：
1、确定两轴式四挡变速器传动机构的总体方案。 2、确定变速器的主要参数。
3、确定输入轴上所有零件的主要参数，设计变速器输入轴和输入轴上齿轮（任意一个齿轮）。
4、绘制传动机构简图、同步器装配图、零件图（轴和齿轮） 4、编制设计说明书。 二、设计条件： （同上）
微型货车万向传动轴设计
一、设计任务： 1、确定传动方案 2、确定万向节和传动轴。 3、编制设计说明书。 4、绘制总装配图、零件图 二、设计条件： （同上）
微型货车主减速器设计
一、设计任务： 1、确定主减速器方案。
2、设计主减速器主、从动齿轮。 3、编制设计说明书。 4、绘制总装配图、零件图
二、设计条件： （同上）
微型货车差速器设计
一、设计任务： 1、确定差速器方案。
2、设计差速器半轴齿轮、行星齿轮及行星齿轮轴。 3、编制设计说明书。 4、绘制总装配图、零件图
二、设计条件： （同上）
中型货车传动系方案
原始条件：
车型 中型货车 驱动形式 FR4×2 发动机位置 前置、纵置 最高车速 U max =80km/h 最大爬坡度 i max ≥30%
汽车总质量 m a =9100kg ，前轴2900kg ，后轴6200kg
外形尺寸 总长L a ×总宽B a ×总高H a =6800×2400×2130mm 3 轴距 L=3710mm 前轮距 B 1=1740mm 后轮距 B 2=1720mm 迎风面积 A ≈B 1×H a 空气阻力系数 C D =0.9
轮胎规格 8.25—20或8.25R20 离合器 单片干式摩擦离合器 变速器 中间轴式、五挡
*注：除一挡和倒挡外，其他挡均用同步器换挡
《车辆专业课程设计》概述
第一节 课程设计的目的和要求
一、课程设计的目的
经过若干学期的车辆工程专业的理论学习，车辆工程专业的本科生亟待进行一次综合性较强的实践环节来检验学习效果，深入掌握所学内容，为日后做好毕业设计，走上工作岗位和生产应用进行一次综合训练和准备。具体如下。
（1） 培养学生专业思想。使学生了解以前所学理论知识和参加过的金工实习、工艺实习及专业生产实习等环节，都是为今后的专业设计、生产做准备，每一个环节都是为了培养一名合格的车辆工程专业人才而设置，车辆工程专业需要有扎实的专业基础知识和实践能力。
（2） 提高结构设计能力。通过课程设计，使学生学习和掌握汽车地盘总成及零部件设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立的、全面的、科学的工程设计能力。
（3） 在课程设计实践中学会查找、翻阅和使用标准、规范、手册、图册和相关技术资料等。
二、课程设计的要求
进行此课程设计之前，学生应该修完《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车制造工艺学》、《汽车电子控制技术》、《汽车设计》以及与机械专业相关的基础课程，参与部分实践环节。由于现在的车辆工程专业毕业设计内容灵活多样，不一定体现出对前述课程内容的考察和融合，因此，车辆工程专业课程设计体现出典型的专业性和系统性，同时也可以对以后设计相近机构起到参考作用。课程设计要求结合学生的认知能力和素质基础，从课程设计的实用角度出发，按课程设计的总体思路和顺序讲解，循序渐进、由浅入深，以典型总成设计为例，详细讲解课程设计中的各个设计环节。
第二节 课程设计的内容
一、设计题目设置
在此给出车型设计的总体要求，后面各章节对各总成给出详细设计数据。每班同学划分成若干小组，每组7人左右，原则上同一设计小组尽量按照一种车型的匹配要求进行各总成的设计。
分别为给定基本设计参数的汽车进行总体设计，计算并匹配合适功率的发动机，初步确定汽车的总质量，轴荷分配和轴数，选择并匹配各总成部件的结构型式，计算确定各总成部件的主要参数，绘出指定的总成的装配图和部分零件图。其余参数如表1-1。
表1-1 设计参数
二、学生应完成的工作量
（1）总成总装配图1张（0号或1号图）。
（2）二维零件图1张（3号图）或三维零件建模一个（可以是电子版）。 （3）设计计算说明书1份。
三、课程设计的步骤 （1）明确设计任务或要求。
认真阅读设计任务书，查阅参考资料，补充相关知识；了解总体设计要求和车型工作条件。通过查阅有关资料和图纸，参观模型或实物，观看电视教学片、挂图，有条件的还可以到实验室进行拆装、测绘实验。 （2）总体方案设计或选型设计。
首先根据设计要求，同时比较其他设计方案，最终选择确定总成的总体结构和布置方案，确定主要参数或总体尺寸。 （3）主要零部件的设计与计算。
设计主要零部件的参数和主要尺寸，包括必要的设计计算或校核计算。 （4）相关重要零部件结构的设计。 （5）总成装配图。
首先进行装配草图设计；选择标准件，对某些零件（例如轴承）进行寿命校核；进行箱体或外壳以及附件的设计；最后完成装配图的其他要求（标准尺寸、说明技术特性、提出技术要求，对零件进行编号，填写零件明细表和标题栏等）。完成装配草图的基础上，最终完成正式的装配图。 （6）二维或三维零件图绘制。
1）利用手绘或计算机绘制二维零件图，按照生产要求标注尺寸、公差、重要参数以及技术要求。
2）严格按照所设计的结构和尺寸，利用三维绘图软件绘制三维零件模型。 （7）编写和整理说明书。
学生在完成上述工作之后，应将前述工作依先后顺序编写设计说明书一份。 说明书是课程设计的总结性文件。通过编写说明书，进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是本次设计工作的一个重要组成部分。
说明书应概括地介绍设计全貌，对设计中的各部分内容应作重点说明、分析论证及提供必要的计算过程。要求系统性好，条理清楚，图文并茂，并充分表达自己的见解，力求避免抄书。文内公式、图表、数据等出处，应注明参考文献的序号。
学生从一开始设计就应该逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段后，随即可整理、编写有关部分的说明书，待全部设计结束后，稍加整理就可成为说明书。 说明书内容应该包括以下一些内容：
1） 封面 ——按给定封面格式
2）目录 ——列出说明书各项标题内容及页码，包括设计任务和附录 3）设计任务书
4）序言 ——对设计背景、设计目的和意义进行总体描述 5）总体方案设计或选型设计 6）主要零部件的设计与计算 7）设计总结 8）参考文献列表
9）致谢——包括心得与体会
10） 答辩 —— 打印设计说明书、图纸并制作PPT
第三节 课程设计中应注意的问题
专业课程设计是对前面所学专业知识的一次综合运用训练，提倡学生在老师的指导下独立完成，在设计时应注意以下问题。
1. 全新设计与继承的关系
汽车总成设计时一项复杂、细致的创造性劳动。在设计中，既不能盲目抄袭，又不能闭门造车。在科技飞速发展的今天，设计过程中必须借鉴前人成功的经验，改进其缺点。从具体的设计任务出发，充分运用已有的知识和资料，进行科学、先进的设计。
2. 正确使用有关标准和规范
为提高所设计对象的质量同时降低成本，必须采用多种标准和规范。设计中采用标准的程度也往往是评价设计质量的一项重要指标，它能提高设计质量，因为标准是经过专门部门研究制定的，并且经过了大量的生产实践的考验，是比较切实可行的。采用标准还可以保证零件的互换性，减少了设计工作量，缩短了设计周期，降低生产成本。因此在设计中应尽量采用标准件、外购件，尽量减少自制件。
3.正确处理强度、刚度、结构和工艺间的关系
在设计中任何零件的尺寸不可能全部由理论计算来确定，而每个零件的尺寸都应该由强度、刚度、结构、加工工艺、装配是否方便、成本高低等各方面的要求来综合确定的。强度和刚度问题是零件设计中首先必须满足的基本要求，在此基础上，还必须考虑零件结构的合理性、工艺上的可能性和经济上的可行性。可见零件的强度、刚度、结构和工艺上的关系式相互依存、互为制约的关系，而不是相互独立的关系。
4.计算与画图的关系
进行装配图设计时，并不仅仅是单纯的画图，常常是画图与设计计算交叉进行的。有些零件可以先由计算确定零件的基本尺寸，然后再进行草图设计，确定其具体结构尺寸；而有些零件则需要先画图，取得计算所需的条件之后，再进行必要的计算。如在计算中发现有问题，则需要修改相应的结构。因此，结构设计的过程是边计算、边画图、边修改、边完善的过程。
5.同组同学设计题目之间的关系
同组同学的题目不同，一般情况是每名同学负责一个总成的设计。在设计过程中，必须在总体设计确定的情况下才能进行其他总成的设计，因此每名同学都应该参与总体设计，必须保证每一个总成的设计都符合总体设计确定的主要参数和结构形式要求。其次，总成和总成之间往往有匹配关系，设计时必须注意沟通与协调，以便共同完成一辆汽车的底盘设计。
例：
微型货车传动系总体方案设计
设计条件：（总体设计需要给出的） 车型 微型客车 驱动形式 FR4×2 发动机位置 前置，纵置 最高车速 Umax=110km/h 最大爬坡度 imax≥30% 汽车总质量 ma=1410kg 满载时前轴负荷率 40%
外形尺寸 总长La ×总宽Ba ×总高Ha=3496×1445×1841mm3 迎风面积 A≈0.85 Ba×Ha 空气阻力系数 CD=0.6 轴距 L=2200m m 前轮距 B1=1440mm 后轮距 B2=1420mm 车轮半径 r=300mm
离合器 单片干式膜片弹簧摩擦离合器 变速器 中轴式、四（五）挡 *注：除一挡和倒挡外，其他挡均用同步器换挡
微型货车推式（或拉式）膜片弹簧离合器设计
一、设计任务：
1、确定推式（或）膜片弹簧离合器的总体方案。 2、确定离合器的主要参数。 3、设计膜片弹簧及压盘。 4、绘制总装配图、零件图
5、编制设计说明书。 二、设计条件： （同上）
微型货车中轴式四挡（五挡）变速器传动机构设计
一、设计任务：
1、确定两轴式四挡变速器传动机构的总体方案。 2、确定变速器的主要参数。
3、确定输入轴上所有零件的主要参数，设计变速器输入轴和输入轴上齿轮（任意一个齿轮）。
4、绘制传动机构简图、同步器装配图、零件图（轴和齿轮） 4、编制设计说明书。 二、设计条件： （同上）
微型货车万向传动轴设计
一、设计任务： 1、确定传动方案 2、确定万向节和传动轴。 3、编制设计说明书。 4、绘制总装配图、零件图 二、设计条件： （同上）
微型货车主减速器设计
一、设计任务： 1、确定主减速器方案。
2、设计主减速器主、从动齿轮。 3、编制设计说明书。 4、绘制总装配图、零件图
二、设计条件： （同上）
微型货车差速器设计
一、设计任务： 1、确定差速器方案。
2、设计差速器半轴齿轮、行星齿轮及行星齿轮轴。 3、编制设计说明书。 4、绘制总装配图、零件图
二、设计条件： （同上）
中型货车传动系方案
原始条件：
车型 中型货车 驱动形式 FR4×2 发动机位置 前置、纵置 最高车速 U max =80km/h 最大爬坡度 i max ≥30%
汽车总质量 m a =9100kg ，前轴2900kg ，后轴6200kg
外形尺寸 总长L a ×总宽B a ×总高H a =6800×2400×2130mm 3 轴距 L=3710mm 前轮距 B 1=1740mm 后轮距 B 2=1720mm 迎风面积 A ≈B 1×H a 空气阻力系数 C D =0.9
轮胎规格 8.25—20或8.25R20 离合器 单片干式摩擦离合器 变速器 中间轴式、五挡
*注：除一挡和倒挡外，其他挡均用同步器换挡