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第1章 汽车底盘布局设计 1

1.1 汽车总体设计的任务及开发程序 1

1.1.1 汽车总体设计的任务 1

1.1.2 汽车开发程序 1

1.2 汽车形式的选择 4

1.2.1 汽车的轴数和驱动形式 4

1.2.2 汽车的布置形式 5

1.3 汽车主要参数的选择 8

1.3.1 汽车主要尺寸的确定 8

1.3.2 汽车质量参数的确定 10

1.3.3 汽车性能参数的确定 11

1.4 发动机的选择 15

1.4.1 发动机形式的选择 15

1.4.2 发动机主要性能指标的选择 16

1.4.3 发动机的悬置 17

1.5 车身形式与轮胎选择 18

1.5.1 车身形式 18

1.5.2 轮胎的选择 19

1.6 汽车的总体布置和各部件布置 20

1.6.1 整车布置的基准线（面）——零线的确定 20

1.6.2 各部件的布置 21

1.7 汽车动力系统匹配 34

第2章 传动结构传统设计 36

2.1 传动结构设计的基本要求 36

2.2 离合器结构设计 38

2.2.1 离合器结构方案与主要参数的选择 38

2.2.2 离合器膜片弹簧的设计与计算 42

2.2.3 扭转减振器的设计 46

2.2.4 离合器的操纵机构设计 48

2.3 机械式变速器结构设计 50

2.3.1 变速器主要参数的选择 50

2.3.2 变速器的设计与计算 56

2.3.3 同步器设计 59

2.4 驱动桥设计 63

2.4.1 驱动桥的结构方案分析 63

2.4.2 主减速器设计 64

2.4.3 差速器设计 78

2.4.4 车轮传动装置设计 81

2.4.5 驱动桥壳设计 84

2.5 传动轴与转向器设计 86

2.5.1 万向传动的运动和受力分析 86

2.5.2 传动轴结构分析与设计 87

2.5.3 机械式转向器方案分析与设计 89

第3章 汽车结构工作稳定性设计 97

3.1 汽车结构工作稳定性设计要求 97

3.1.1 悬架的设计要求 97

3.1.2 转向系的设计要求 98

3.1.3 制动系统设计要求 98

3.2 悬架结构设计 98

3.2.1 悬架主要参数的确定 98

3.2.2 钢板弹簧的计算 100

3.2.3 少片弹簧设计计算 105

3.2.4 扭杆弹簧设计计算 106

3.2.5 独立悬架导向机构的设计 108

3.3 动力转向机构设计 112

3.3.1 对动力转向机构的要求 112

3.3.2 动力转向机构布置方案分析 113

3.4 制动系统设计 114

3.4.1 制动器主要参数的确定 114

3.4.2 制动器的设计与计算 115

3.4.3 制动驱动机构的设计与计算 120

3.5 汽车行驶稳定性设计 122

3.5.1 行驶制动防前俯设计 122

3.5.2 行驶制动防后仰设计 124

3.5.3 转弯时侧向载荷转移 125

第4章 汽车结构抗疲劳与可靠性设计 127

4.1 材料的疲劳强度 127

4.1.1 疲劳破坏的基本概念 127

4.1.2 材料的S—N曲线 127

4.1.3 材料的疲劳极限 128

4.1.4 试验数据的特征计算与疲劳寿命的计算步骤 129

4.1.5 材料的P—S—N曲线 130

4.2 零部疲劳强度的影响因素 130

4.2.1 应力集中对疲劳强度的影响 130

4.2.2 零件尺寸对其疲劳强度的影响 131

4.2.3 表面状态对疲劳强度的影响 132

4.2.4 平均应力对疲劳强度的影响 133

4.3 零部件的抗疲劳设计方法 134

4.3.1 抗疲劳设计方法简介 134

4.3.2 无限寿命设计方法 134

4.3.3 名义应力有限寿命设计方法 137

4.3.4 局部应力应变分析法 143

4.3.5 损伤容限设计方法 147

4.4 载荷谱设计方案 149

4.4.1 载荷谱设计的一般考虑 149

4.4.2 雨流计数法 150

4.4.3 典型设计谱 152

4.5 汽车可靠性设计 155

4.5.1 可靠性的概念及设计原理 155

4.5.2 疲劳强度的可靠性设计方法 158

4.5.3 汽车零部件的可靠性设计 161

第5章 汽车结构的计算机辅助设计 170

5.1 CAE技术 170

5.1.1 CAE技术简介 170

5.1.2 计算机辅助设计 171

5.2 有限元辅助设计方法 172

5.2.1 有限元法与有限元分析 172

5.2.2 汽车底盘有限元建模方法 175

5.2.3 底盘部件的有限元模型建立 176

5.3 计算机辅助车架静力设计 178

5.3.1 典型工况的确定与评价指标 179

5.3.2 弹性元件和约束的处理 180

5.3.3 静态分析理论基础 181

5.3.4 静力分析在ANSYS上的实现 182

5.4 底盘结构的计算机辅助设计 182

5.4.1 车架的静态计算分析 182

5.4.2 车桥的有限元计算分析 184

5.4.3 钢板弹簧的有限元计算分析 185

第6章 汽车结构轻量化设计 187

6.1 汽车结构轻量化的途径 187

6.1.1 对汽车结构进行优化设计 187

6.1.2 选用轻质材料 188

6.1.3 提高制造工艺 189

6.2 汽车结构优化设计的概念与方法 190

6.2.1 优化设计的数学模型 190

6.2.2 结构优化设计的分类 192

6.2.3 优化设计的常用方法 193

6.3 汽车结构优化设计 196

6.3.1 离合器结构优化设计 196

6.3.2 汽车动力传动系参数优化匹配 199

6.3.3 汽车机械式变速器齿轮系的多目标优化设计 201

6.3.4 汽车悬挂弹簧优化设计 206

6.3.5 汽车车架的结构轻量化设计 212

6.4 新型材料的选择设计 215

6.4.1 高强度钢的设计运用 215

6.4.2 铝在设计中的应用 216

6.4.3 镁的应用 217

6.4.4 钛的应用 218

6.4.5 塑料的应用 218

6.4.6 轻量化材料应用的发展 219

第7章 汽车结构动力学设计 220

7.1 底盘结构的动态特性分析 220

7.1.1 振动模态分析的基本理论及方法 221

7.1.2 车架结构的模态特性分析 227

7.2 底盘结构的响应分析 230

7.3 汽车悬挂系统的减振特性 235

7.3.1 被动悬挂系统减振 235

7.3.2 主动与半主动悬挂系统减振 236

7.3.3 阻尼减振技术 239

7.4 汽车对路面振动激励的响应 241

7.4.1 路面振动激励模型 241

7.4.2 对于路面激励的响应 241

参考文献 244