大型城市客车车身总布置设计毕业设计说明书.docx

1、大型城市客车车身总布置设计Overalllayoutdesignoflargecitybusbody学院：机械工程学院专业：机械工程学生姓名：学号：指导教师：评阅教师：完成日期：成22年6月20号目前，客车是现代社会中运输乘客的重要交通工具。其优点是载客量大、占地面积小，所以不管是在国内还是国外，对于客车的需要越来越大。因此，对于客车的设计就有很高的要求。客车有发动机、底盘、车身和电器设备等几大部分组成，而在这几部分中对于车身的要求极为严格。首先，车身不仅是承载单元，还是功能单元。它不仅要承受外界恶劣天气的影响，而且在交通事故时可以对司机以及所有的乘客起到一个保护作用。在本文中介绍了采用aut

2、oCAD软件设计后置发动机的大型城市客车车身骨架的设计过程，主要是说明承载式车身骨架式结构的设计原则以及采用的设计方法，并介绍车身结构的骨架形式，说明车身结构的尺寸设计在现代的设计原侧。在理论分析与建模的过程中，以及在查询最新资料的过程中，对车身结构以及外观实现美观流畅的外型，使得车身内部的空间达到最好的利用，包括发动机、座椅、操作装置的布置设计以及各种零件的布置和提高车身的安全性。关键词：城市客车；骨架结构；座椅；蒙皮AbstractAtpresent,thepassengercarisanimportantmeansoftransportationtotransportthepasseng

3、ersinthemodernsociety.Ifsadvantageislargepassengercapacity,smallarea,sowhetherathomeorabroad,theneedforpassengercarsisgettingbiggerandbigger.Therefbre,therearehighrequirementsforthedesignofpassengercars.Passengercarhastheengine,chassis,bodyandelectricalequipmentandothermajorcomponents,andinthesepart

4、softherequirementsforthebodyareverystrict.First,thebodyisnotonlyacarryingunit,butalsoafunctionalunit.ltshouldnotonlybeartheeffectsofthebadweatherfromtheoutsideworld,butalsocanplayaprotectiveroleforthedriversandallthepassengersinthecaseoftrafficaccidents.Inthispaper,thedesignprocessoflargecitybusbody

5、skeletonwithautoCADsoftwareisintroduced,mainlyexplainingthedesignprinciplesandbasisofbearingbodyskeletonstructure,andintroducingotherformsofbodystructure,explainingthesizedesignprocessandstrengthofbodystructure.Intheprocessoftheoreticalanalysisandmodeling,aswellasintheprocessofquerythelatestinformat

6、ion,thebodystructureandappearancereachthebeautifulandsmoothappearance,makethebestuseofthespaceinsidethebody,includingtheengine,seatandtheplacementofvariouspartsandimprovethesafetyofthebody.iiKeywords:citybus；skeletonstructure；chair；skinhi第一章绪论11.1 客车在国内发展的现状与趋势11.2 车身总布置设计的概述及发展趋势11.3 本此课题设计的意义和主要内容

7、2第二章车身的设计方法32.1 传统车身的设计方法32.2 现代车身的设计方法42.3 本次设计采用的方法42.3.1 概念设计42.3.2 工程设计52.4 本次设计的车身部位和设计原则5第三章车身总布置结构设计和尺寸确定63.1 车身承载方式和结构形式的确定63.1.1 车身承载方式63.1.2 车身结构形式93.2 车身基准线的确定103.3 车身总布置的设计参数113.3.1 车身外轮廓尺寸的确定113.3.2 车身外轮廓骨架材料选择123.4 车身骨架结构设计123.4.1 侧围（左右）骨架设计123.4.2 前围骨架设计143.4.3 后围骨架设计153.4.4 顶盖骨架设计16第

8、四章车身蒙皮和内饰及发动机位置的设计174.1 车身外蒙皮布置和内饰设计174.1.1 外蒙皮设置174.1.2 车身内饰布置设计184.2 发动机的布置设计20第五章座椅设计225.1 驾驶座椅的设计225.2 乘客座椅的布置和设计24第六章结论26参考文献27致谢28附页一29第一章绪论1.1 客车在国内发展的现状与趋势城市客车，又称为大巴，是用于城市或城郊载送乘客的客车。车内设有座位和供乘客站立与走动的通道。城市客车，是城市中重要的交通工具。早在十九世纪，内燃机发明之前，英国和法国就曾用蒸汽汽车作为城市客车。过去，城市客车大都由载货汽车改装而成。现代城市客车，其底盘一般都是根据客车的要求

9、专门设计制造的。我国的城市客车，已逐步推广无人售票。我国目前已形成全球最大的新能源客车市场，所有的客车企业都有机会分到在其他国家不存在的蛋糕。但如今，旅游业受到高铁、航空、自驾的挤压，份额越来越小，客车市场只能凭借公交车独撑天下。目前公交车市场需求还比较旺盛，客车市场还算可观。所以开发高档的客车就成为了一种未来的趋势。近20年来，在国内客车市场快速成长、国外客车技术登陆我国的双重拉动下，我国客车企业不断借鉴国外客车有关技术、工艺、管理、营销乃至企业文化等方面的经验，取得了一次又一次量与质的飞跃，走过了欧洲客车工业近半个世纪才走完的路程。从国外客车技术与我国客车市场的合作历史来看，我国客车行业需

10、要国外客车技术的支持来实现快速发展，国外客车技术只有在我国客车市场上才能将其技术价值转变为商业价值。国内经济近年持续稳定增长，高等级公路已相当普及，京津、沈大、沪宁、成渝等线高速公路相继开通，相应的高速豪华客车也已成批投入运营，所用车型大多为国内合资企业以进口总成组装生产的车型，也有少量整车进口的车型。一批客车生产厂家，通过自身努力，或引进技术，或合资生产，设备工艺能力及设计研制水平都有较大提高，已开发出多种型号的豪华客车。然而，在现代提倡环保的新型发展情况下，发展新能源汽车是实现节能减排的重要举措，目前的产业环境和政策环境已具备推广新能源汽车的条件，加之公共交通领域急需发展新能源汽车;因此，

11、为“节能减排”而生的新能源汽车更符合民生要求。另外，随着国家充电基础设施的完善，纯电动客车凭借在环保性能和节约能源方面的优势，将成为国家主推路线。城市公交作为公共交通的重要窗口，其智能化改造和发展尤为重要。随着社会对智能交通的理解加深和期待提高，城市公交智能化大有可为，市场容量相当可观，社会效益和经济效益均会取得，总之，智能化是未来公交客车技术发展的趋势。1.2 车身总布置设计的概述及发展趋势到目前为止，汽车已经有一百多年的历史了，在这过程中它的技术经过不断的发展，已经成为了集高新科技和传统工业为一身的高科技机电产品，并且围绕着汽车工业发展的其他庞大工业体系也成为了世界上首屈一指的大型企业群体

12、。随着汽车行业的发展,车身逐步成为了汽车三大总成之一，已经成为了汽车设计过程中的主导地位。根据数据统计，轿车、客车和大部分的专用汽车车身的质量大约占据整车总质量的40%-60%,还有一些车型的车身制造成本在整车的制造成本中占据最大的百分比。由此看出，汽车车身的经济效益要高于其他的两个总成。车身设计是汽车制造过程中的重要环节，而车身总布置设计又是这个环节中的重要组成部分。车身总布置指的是在车身内部有限的空间中将里面的货物和人员送到在所要求的位置，在这过程中不仅要满足最大的载客量而且还要提高乘客的乘坐的舒适性，要最大的利用车身有效面积，把车身内部空间发挥到极致以实现节能减排和降低制造成本的目的。针

13、对不同用途的汽车，其总布置设计也大有不同，就算是同一种车，对于他性能和用途上的要求以及各总成上的尺寸也不尽相同。车身总布置是在整车布局的基础上开展的。汽车的总布置设计提供了汽车的宽、高、长，乘客室的尺寸、轮距、轴距以及载荷分配、水箱、传动轴、车轮、前后桥等轮廓尺寸和位置。然后再查找同类汽车的数据作为参考，以此进行汽车基本形状的确定，后悬和前悬的长度，风窗的位置、尺寸和角度，座椅位置布置设计，内部空间尺寸，方向盘位置和角度，操作机构与踏板的位置等一些必要的设计部分。车身总布置设计的原则和指导思想是“以人为本”的理念。车身内部的设计不仅要满足驾驶员在工作中具有舒适性、行车安全性、操纵性、视野性，而

14、且还要给乘客提供良好的乘车体验。所以，为了实现上面的要求就需要先进的技术支撑，目前采用SAE、GB等技术来对汽车驾驶员头部、眼睛、肢体上的一些与车身布置有关的人体特征进行定义。包括人体模型、头廓包络线、手伸等。而且以后的车身总布置设计采用车辆计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE、计算机车辆仿真、车辆动态设计等现代的设计方法进行车身的总布置设计。1.3 本此课题设计的意义和主要内容在GB37301-88中对于客车车身的定义：具有长方形的车箱，主要用来装载乘员和随身行李。大型客车是客车中的一个分支，其中城市客车是在城市中运输乘客的短途客车。近年来，随着改革开放的深入发展，我国的国民经济有了长

15、足的进步，人民的生活水平有了很大的提高，各城乡的经济都有了较高的发展，因而作为现代化的代步工具就广泛的进入到我们的生活中来，特别是城市中，城市客车的发展非常的迅速。加之现在城市中的人口越来越多，迫于解决城市的交通问题方便出行，提高生活质量与效率，必须适当的增加客车的数量。而且宽大的城市公路给了客车的发展提供了基本的条件。所以，对于客车的需求增多，就面临了许多的困难和选择。本次课题正是对于客车设计中最为重要的设计部分一一车身总布置设计，其中包括了车身六个方面的设计，分别是前、后围骨架、左、右围骨架、顶部骨架以及底部骨架。对于骨架材料的选择以及达到符合钢度要求，并采用承载式车身，发动机后置的封闭式

16、设计结构，然后进行车身外蒙皮选材及布置、车内饰和座椅、操作机构的设计等。本次车身参数采用长度为12m、宽约2.5m,高约3.14m的要求进行设计，并在大承载的情况下依然动力十足并且有良好的转向性能，可以为乘客提供良好的乘车环境，而且在进行设计时要可以实现以下几点： 造型美观 性能良好（舒适性、安全性、可靠性、视野性、乘坐方便性以及满足车身底盘的装配工艺性） 材料合适和经济效益高 良好的空气动力特性 与整车协调，保证有良好的密封、隔热隔声等性能因此，对于城市客车车身总布置的研究具有重大的意义和前景。第二章车身的设计方法2.1 传统车身的设计方法从汽车产生到现在已经有快一百多年的历史了，而且汽车外

17、形一直是汽车结构中与底盘和发动机并列的三大部分。在这漫长的发展期间，车身设计方法不断的加强与完善，逐步形成了一套完整且成熟的传统设计方法。此种方法的特点是设计的每一个阶段都必须反复进行立体模型和平面图形的制作，而且必须要制作三维立体模型作为设计的依据。传统的设计方法一般分为初步设计和技术设计三个阶段。在初步设计阶段，要绘制1:5的车身布置图、绘制缩小比例的彩色效果图、雕塑1:5的油泥模型（如图2.1.1）,在技术设计阶段需要绘制1:1的线形图、制作1:1的内部模型、雕塑1:1的油泥模型，在准备生产阶段需要绘制1:1的主板图和制作车身主模型（如图2.1.2）。图2.1/1:5油泥模型图2.1.2

18、1:1油泥模型传统设计方法的主要问题在于：1 .车身生产准备及开发周期长，大约需要4-5年的时间；2 .设计时累计的误差大；产生的原因主要是在生产准备和设计中的各个环节间的信息传递是依靠移形的方式进行的。比如，在由主图版到主模型的制作中，再由主模型加工工艺补充制造，再到加工冲模等许多过程中导致原始数据经过多轮转换，人为的和设备造成的误差难以避免,导致加工出的精度无法保证。3 .工作量多和工作强度大；传统的车身设计以及开发都需要大量的人员参与，包括美工人员、工程技术人员和工人协力合作进行设计。不管是绘制车身图样还是主模型都需要艰苦劳动和时间。4 .设计车身开发成本较高在进行设计的过程中一旦出现问

19、题就必须进行更改，从而导致返工造成材料和工作时间的浪费。5 .产品的系列化和通用化程度低2.2 现代车身的设计方法由七十年代起，因为计算机的兴起使得计算机辅助设计渐渐的进入了汽车车身总布置设计这一领域，直到今天更加的娴熟使用，并已经成为了国内外汽车车身造型设计的常用手段。其中电子计算机辅助车身设计的主要特点是利用电子计算机进行信息的传递和处理，将车身外形的转移从模拟量的传递改变为数值量的传递，再利用计算机辅助的几何设计方法来制作缩比油泥模型，再用澜量仪对油泥模型进行几千次的数据测量，从而在计算机上建立一个雕塑车身的数据模型。这个数据模型可以代替传统设计的立体模型，用它进行接下来的结构分析与设计

20、。并且在近年来计算机辅助设计与数字化车身设计的发展得到了质的飞跃，并在车身设计中首次应用，使得汽车制造行业产生了革命性的变革。现代设计方法在车身开发上采用CAD或CATIA技术将会比传统方法有更多的优点,主要体现在：缩短了制造和开发设计的周期；这种方法设计的车身数据模型取消了两次必要的油泥模型、主模型和工艺模型，大大减少了物力、人力和时间的浪费，并且这种车身数模可以直接进行冲模设计，由此大大提高了设计的精度。造型设计完成可直接用于强大、刚度有限元分析和碰撞安全分析，还可以进行空气动力学模拟。这样使得初始设计的可信度大大提高；提高了设计精度；在生产的过程中一旦完成了造型的设计，就可以建立数学模型

21、存在数据库，便于实现多方共享，为生产准备、模具设计制造提供了详细、准确的数据，使得模具加工精度显著提高。在原始设计的基础上进行错误的修改简便快捷，其中包括改型和换型。总的来说，计算机辅助技术能提高产品的质量和缩短产品的研制周期等许多的优点,正在受到广泛的应用和飞速的发展。他的出现从根本上改变了纯手工绘图的、依靠图纸组织生产的模式，并且它对于新兴技术产业的兴起和发展、传统产业的改造以及大大增强在国际市场的竞争力等许多方面都起着巨大的作用。近代新设计中，将是高质量、低成本和高速的开发设计方法，一般情况下都是采用虚拟设计等先进技术应用于所有的省钱有效的方法和工具。使用不同的方法可以得到不同的结果，但

22、是必须考虑成本和条件。采用电、声、光以及CAD三维建模等先进技术，实现产品外观的检查和评估，提高开发质量，减少开发周期。2.3 本次设计采用的方法2.3.1 概念设计概念设计是指在未来对生产汽车的总体概念进行笼统性描述，是设计的前期工作。这个阶段是从产品创意到草图的构思，实现即实用又美观的造型设计，然后进行模型的制作和尝试制作概念样车等全过程。而且在这种设计阶段需要多个部门共同开展工作,所以概念设计又叫做“同时工程”。概念设计即是产品设计的纲，又决定着产品的优劣和方向。它是工程设计的前提,可以在接下来的设计中对车身的数据形态进行修改来达到预计设计目的。1)确定本次车身总布置设计的大方向；2)进

23、行市场预测、产品水平先进性分析、目标成本预算，针对近年来国内外城市客车进行对比性分析，得到具有价值的结论，以此来明确设计的大体思路；3)绘制概念草图、初步布置图和美术效果图；4)确定设计方案，利用科学理论及论证确定最后的设计方案。2.3.2 工程设计1)通过查找资料来确定尺寸参数；2)依据客车车身总布置设计的原则和方法来完成本次设计；3)合理布置座椅、车厢内饰以及车身骨架；4)利用电子计算机辅助设计完成车身总布置的设计。2.4 本次设计的车身部位和设计原则在本次车身总布置设计中，为了保证汽车各个结构的具有合理的相互关系，需要设定许多重要的控制尺寸。在这个阶段，要求绘制出车身的总布置图、驾驶室以

24、及边界形状，所以在本次车身总布置中需要设计的车身部位包括车身内外尺寸、发动机、车身的悬架形式、操作机构、车架和汽车车身总布置设计，还有一些车上的其他部件例如油箱、备胎和电瓶的布置设计等。接下来根据车身形式和整车性能的基础上，确定车身内外轮廓尺寸，驾驶员与操作机构的尺寸，乘客与乘坐空间的尺寸，以及对附件和车内各种部件的位置参数来确定，以此满足各项性能及法规要求。而且要保证协调各种性能指标之间的矛盾，达到总体优化的布置过程。车身总布置设计是其他设计阶段的基础和前提,是汽车最开始设计步骤，他的好坏在一定程度上决定着车身设计的优劣。在总布置设计的过程中需要遵循一定的设计原则：(1)达到技术条件和法规要

25、求的标准；(2)满足各个结构功能的要求；(3)外轮廓尺寸尽量小、内部空间量大；(4)设计时满足人体工程学；(5)整车采用方形基调，小圆角进行过度，使得整车看起来平整、圆滑，而且拆装、维修方便；(6)满足以人为本的原则。31第三章车身总布置结构设计和尺寸确定3.1 车身承载方式和结构形式的确定3.1.1 车身承载方式在客车结构中，车身即是承载单元，又是功能单元。作为承载单元，由车身骨架与底架或车架（小型客车车身壳体与车架）组成的车身结构，在客车行驶中要承受多种载荷的作用。作为功能单元，车身应该为驾驶员提供便利的工作环境，为乘员提供舒适的乘坐环境，保护他们免受车辆行驶时产生的振动噪声和废气等的侵袭

26、，以及外界恶劣天气的影响，同时在交通事故中，可靠的车身结构和乘员保护系统有助于减轻对乘员和行人造成的伤害。此外，合理的车身外部形状，以便客车行驶时能有效地引导周围的气流，提高车辆的动力性、燃油经济性和行驶稳定性，并改善发动机的冷却条件和车内通风。因此，客车车身对客车产品的设计制造有着十分重要的影响。按照车身承载可分为承载式、半承载式、非承载式三类。并且承载式的车身是属于无车架的，而半承载式和非承载式车身是属于有车架的。承载式车身：全承载式车身技术是研发高档化客车的重要项目。该技术于上个世纪50年代在德国凯斯鲍尔公司首创，从飞机制造上的整体化框架结构技术应用到客车车身上面，并且经过了大量的碰撞试

27、验、性能优化，给客车提供了安全、舒适和经济等众多的优点。承载式车身本身就是无独立车架的整体结构形式，是由矩形钢管制作而成的格栅式结构。由底围、前围、后围、侧围、顶围六大方面组成全车车身的封闭式结构，由于没有车架的存在，故可以降低整车和底板的高度。在承受载荷时可以分布到整个车身,使得车身上下部分为一个整体，从而在受力时车身壳体到达一个平衡的状态，并且采用格栅式结构使得车身具有强大的抗扭刚度。承载式车身不仅有固有的乘载功能外，还要直接承受各种负载。如图3.1所示为奔驰0404大客车的承载式车身结构。11图3.1奔驰0404大客车的承载式车身结构1侧窗立柱；2-顶盖纵梁：3-顶盖横梁；4-顶盖斜撑：

28、5-上边梁；6-前风窗框上横梁：7-前风窗立柱：8-仪表板横梁；9-前风窗框下横梁；10-前围搁梁；11-后风窗框上横梁；12-后风窗框下横梁；13-后围加强横梁；14-后围立柱：15-腰梁；16角板；17侧围搁梁;18-斜撑;19-底架横格栅；20侧围裙边梁;21-裙立柱；22-门立柱；23-门槛；24-底架纵格栅承载式车身的优点是：1）车身结构优化，使得车身重量降低，结构强度与刚度提高。2）构件的成型过程得到简化，提高材料的利用率。3）整个车身的重心降低，增加高速行驶的稳定性。4）加工生产方便，容易实现多品种系列化生产。5）安全性能好，有利于减少人员的伤亡。承载式车身的缺点：1 .易于形成

29、引起空腔共鸣的共振箱，产生噪音和振动较大。2 .需要严格控制下料精度。3 .需要重点控制下料尺寸、角度以及下料后弯折的加工精度。4 .需要研究焊接工艺，提高焊接水平，更加严格的控制接头处的焊接质量。而且由于客车车身上部和下部受力程度的不同，又可分为基础承载式和整体承载式两种,两者在其受力和功能上又有较大的区别。半承载式车身：简单来说，就是让车身与车架刚性连接的结构形式，采用的是螺钉、聊接或焊接来进行车架的刚性连接，是一种在非承载和承载式之间折中的车身结构，车身与底架成为一体共同承受载荷。半承载式车身优点：1）结构简单，易于进行简单的改装。2）可以适当的降低底板的高度。3）减弱底架的刚度和强度，

30、从而减弱车架自身的重量。半承载式车身缺点：1 .生产加工比较困难，加工成本高。2 .底盘的生产周期比较长，难以实现系列化生产。3 .整个车身轻量化难以实现。如图3.2为典型的半承载式车身结构：图3.2半承载式车身结构1-顶灯地板；2-换气扇框；3-顶盖横梁；4-顶盖纵梁；5-前风窗框上横梁；6-前风窗立柱；7-前风窗中立框；8-前风窗框下横梁；9-前围搁梁；10-车架前横梁；11-前围立柱；12-后风窗框下横梁；13-后围搁梁：14-后围裙边梁；15-侧围窗立柱；16-车轮拱；17-斜撑；18-腰梁；19-侧围搁梁；20-侧围立柱,21-侧围裙边梁；22-上边梁；23-车架横梁：24-门立柱；

31、25-车架悬臂梁；26-门槛；27-车架纵梁非承载式车身：指的是在底盘车架上组装起来的结构形式。这种车有较强的车架，车身骨架是通过多个弹簧或橡胶衬垫沿车身总长安装在车架上的，车身骨架与车架之间弹性连接，从而在路况不好的时候，由于弹性连接的挠性作用整个车身的震动就得到很大的降低，但是车身对于整个车架的加固作用不大，车架是基体，承受各种各样的安装载荷。非承载式车身有点：1）连接部分可以使得车厢内噪音低，缓冲隔振性能和乘坐舒适性较好。2）同一底盘可安装不同车身，简化了装配工艺，便于专业化生产。3）在汽车上安装总成和部件比较方便。4）安全性能高，受到冲击时车架对车身有一定的保护作用。非承载式车身缺点：

32、1 .对于车身底板高度的降低存在困难，达不到城市客车底板高度的预想值。2 .生产工艺复杂，成本高。3 .因其质心高，不适合高速行驶。4 .底盘生产周期长，改进成本比较高。5 .整个车身的质量较大，不符合轻量化生产的趋势。如图3.3为非承载式车身的底盘和车架结构：图3.3车身的底盘和车架3.1.2车身结构形式按照车身结构上的差异，分为骨架式、薄壳式、单元式、复合式等几种结构形式。本次课题中设计到的是骨架式结构，我们需深刻了解其结构形式。骨架式车身结构：车身的骨架是由抗扭刚度很大的矩形钢材构成，不依靠外蒙皮加强，外蒙皮起到装饰的作用。骨架的材料多为WL510或者HC700/980MS（马氏体高强度

33、冷连轧钢）但是WI510比较的广泛。车身的结构应力主要由侧围骨架、底骨架和车顶骨架来承担，接着在独立的车身骨架上安装车门、车窗、地板等配件，之后配上相应蒙皮的作用，使得车身外表面圆润光滑。骨架的车身主要由六大片组成，包括前、后骨架、侧骨架（左右）、顶骨架和底骨架。其中每一部分有不同的作用和安装形式：前骨架一一客车前围的骨架，安装保险杠、前车窗、雨刮器、前灯具等。后骨架一一客车后围的骨架，安装后保险杠、后车窗、后灯等。侧骨架一一客车左右围骨架，安装车门、司机门、侧窗、转弯镜等。顶骨架一一客车顶盖的骨架，安装空调、通风口、灯具等。如图2.5为骨架式客车车身：图2.5骨架式客车车身在本次的总布置设计

34、中，城市客车需要提供舒适性和安全性，根据上述的几种承载方式和车身机构的综合考虑和设计的原则，本次设计采用承载式设计与骨架结构形式进行布置设计，骨架式可以实现轻量化设计和提高经济效益，承载式车身可以减低车身内部的振动和噪音等。3.2 车身基准线的确定在确定车身基准线时，要求是在汽车满载情况下进行和绘制坐标系时汽车的车头向左侧。1）车架上平面线：车架纵梁上翼较长的一段平面或者是边梁的上缘面在侧（前）视图上的投影线或承载式车身的中部地板。作为垂直方向尺寸的基准线，即Z坐标线。2）前轮中心线通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面,，在俯视图和侧视图上的投影。纵方向尺寸的基准线，即X坐标线。3）汽车

35、纵向垂直对称平面在前视图和俯视图上的投影线。横向尺寸的基准线，即Y坐标线。其中客车的车架上平面线不平行地面线，通常设计成与地面有一定的夹角aF（0.6-1.5）,即满足前低后高，以此来保证汽车行驶过程中可以趋于水平。所以在画总布置草图时地面线是斜的。如图3.1和3.2所示：图3.1基准线坐标系图3.2总布置基准线坐标系3.3 车身总布置的设计参数3.3.1 车身外轮廓尺寸的确定依据现有的车身设计情况来看，本次设计采用承载式车身、骨架式结构形式来进行本次课题的设计。本次课题中客车的主要尺寸设计参数：如表3.1所示表3.1项目数据项目数据车身长度12000mm车身高度3140mm车身宽度2500m

36、m轴距6100mm轮距（前、后）2046/1834mm车轮2/4,11.00R20发动机功率152KW/2300r.min-l乘客门框宽1200mm前悬2830后悬3070接近角10离去角7最小离地间隙350mm最大车重15460kg本次设计的外轮廓尺寸是根据GB1589-2004汽车外轮廓限界所确定的，其中在确定汽车的轴距时，综合考虑了汽车的主要性能、载荷分配和装载面积等各个方面的要求。在每个方面都可以得到满足的前提下，以轴距较短为优。通常来说，对于要求机动性高的汽车，轴距一般取得较短些；对于体积大的、车身较长的汽车取值较大。本次课题设计取6100mm。然后就是前悬和后悬尺寸选择。前悬指的是

37、通过两前轮中心垂面到车辆最前端的并垂直于汽车纵向的对称平面的垂直距离，后悬指的是通过汽车后车轮轴线的垂面与靠在汽车最后端并且垂直于汽车纵向对称平面间的距离。要求后悬长度可以布置发动机、水箱等部件，前悬应能布置操作机构、转向装置等部件，而且前悬的长度不大于轴距的65%,绝对值小于3500mmo故本次取前悬为2830mm,后悬取3070mm（钢材强度和刚度的校核见附页一）3.3.2 车身外轮廓骨架材料选择目前，根据查找客车钢材特性表了解到，现在使用的钢材大多为20#优质碳素钢、Q235A和WL510大梁钢。在相同的工况下，20#优质碳素钢的屈服强度为245MPa、延伸率为25%,Q235A的屈服强

38、度为235Mpa（厚度小于16mm时）、延伸率为26%,相比于这两个来说区别不是很大。但是在相同强度和结构的情况下，WL510相比于20#优质碳素钢，其壁厚约为70%,假设在密度相等的情况下，使用这类优质钢材将减少30%的钢材使用量。并且WL510更加符合轻量化的标准、满足在客车侧翻是上部分重量轻的要求和车身在满足刚度要求的同时也必然满足强度要求。而且在满足轻量化时，有相关的数据显示在汽车总重量下降10%就会使得6%-8%的燃油消耗减少，这不但会减少二氧化碳的排放，也会减少温室效应、雾霾和酸雨的出现频率，这对于环保具有很大的意义。3.4 车身骨架结构设计3.4.1 侧围（左右）骨架设计侧围骨架

39、构成一般有乘客门后立柱总成、舱门立柱、舱门上下纵梁、驾驶员门后立柱总成、侧窗立柱和侧窗上下纵梁以及侧窗下纵梁与舱门上纵梁之间的加强车身支撑蒙皮的斜撑、门框梁等。一般情况下要求腰梁一下的立柱贯通，与牛腿对应的立柱之间要根据实际情况增加小立柱。腰梁以下的纵梁有地板搁梁（侧围搁梁）裙边加强梁、座椅搁梁等，轮罩处适当加强，门立柱较粗设计，门角和窗角要要加强设计，当局部有其他用途时适当增加支撑梁。如图3.2为某客车侧围骨架设计：8g*我们选用的是半承载式车身设计，其侧围是主要的承载部件。可以用它高度方面的结构特点来提高整个车身的弯曲特性，由于它同时连接着顶骨架和低骨架，也可以利用它断面点高的特点发挥其在

40、整车扭转工况下的抗扭特性。此外，由于侧围骨架是外露的部件，可以增加侧围骨架的设计来减少底部的重量（一般占整车质量的65%）,以实现轻量化的要求。如图3.2为某客车侧围骨架设计在设计中有两个乘客门，结构比较复杂。因为门立柱的受到的应力比较大，所以需要选用断面尺寸较大的方形钢材以保证到达要求，前后门的门立柱采用断面尺寸为50x60x1.75mm的钢材。根据设计参数要求，车门宽度为1200mm、侧窗宽度为1200mm、1480mm、1530mm、1060mm700mm等几种，侧窗高度为1000mm。侧窗立柱一般只起到支撑的作用，采用的断面尺寸为50x40x1.75mm的方形钢。腰梁在侧围骨架中是主要

41、的承载单元，为了结构统一美观采用断面尺寸为50x40x1.75mm的方形钢，在腰梁的下面采用斜撑的方式加固，采用断面尺寸为50x40x1.75的钢材。其余的部件均采用断面尺寸为50x40x1.75mm的方形钢进行设计。需注意在进行斜撑时高度比不能超过0.6,以免不能实现加固的作用。而且实践证明：斜撑结构可使斜撑弯矩下降85%95除窗立柱总应力下降40%,轴向力增加126%202%,大大提高了窗柱的强度。采用斜撑结构可使骨架式车身结构的侧围部件的弯矩减小，窗立柱应力下降，轴向力升高，充分利用材料的力学特性，有效增加结构的强度和刚度。如图3.3为本次的侧围骨架设计：林Wb1则圉居架各零部件组烧前必

42、须作家化防癌处理；2整个詈架焊墙采用二氧化臻气体保护烽；3各处嫁缝必须就焊,打磨平整内面及两恻焊缝；4风窗口对角线差不得大于2mm ；5整个骨架对角线差不偏大于5mm；6则围边梁采用分段理，瘴后磨平；图3.3侧围骨架设计3.4.2 前围骨架设计前围骨架结构需要满足客车的一些造型要求，因此它的造型曲面比较丰富，使得前围骨架空间梁的设计较为复杂。特别是在风窗处的安装尺寸，要求前围骨架要与玻璃能够很好地贴合，保证风窗安装到位。而且前围是要连接顶骨架、侧围骨架和低骨架，所以在结构的设计上要合理采用钢材，达到强度的要求。由于前围骨架有许多的曲线结构,尽量采用统一矩形管的构件尺寸以及在圆弧过渡上采用统一的

43、曲率半径。前围骨架的设计主要依靠总布置的俯视图和前视图来进行确定。在俯视图上风窗上沿梁的曲线与风窗玻璃的曲线是一致的。因此风窗的上下沿梁均承受较大的载荷，采用断面尺存为50x40x1.75mm的方形刚。根据前视图来看，前围下半部分主要安装灯具、保险杠和玻璃，再由侧视图确定前围的弧度，将前围的左右立柱与侧围的第一立柱进行焊接，并采用断面尺寸为50x40x1.75mm的方形刚。在风窗的下沿梁去横梁之间需要利用短立柱加强支撑，断面尺寸选择为40x40x1.75mm,但在进行短立柱的安装时要根据前灯具和进风装置的大小尺寸来焊接，要保证灯具和进风装置可以正常安装到位。如图3.4所示为前围骨架设计：林稣：

44、1前醺架&零部件焊前必须侑御恸席班里：2.整个翳骋跳用二氧化碳n体保护焊；3翎:第s必须硒,打幽有在蝴缝：4-风又捅名援硝奸而小6风窗口必须按件帕校正，周匈幽不大珍m;6.整个旨福I角线差不得大于5m；图3.4前围骨架设计3.4.3 后围骨架设计后围骨架的设计要依据总布置的尾部图来进行。根据尾部图，后围主要装有后车窗、发动机舱门、后保险杠和后车灯。同前围骨架的设计，要将后围立柱与侧围的尾部第一立柱进行焊接形成一个整体,所以后围立柱采用50x40x1.75mm的方形刚，其曲线与整车的侧围曲线相同。后窗上下沿梁之间无短立柱进行支撑，仅安装后窗玻璃，采用断面尺寸为50x40x1.75mm的方形刚。根

45、据发动机舱门的位置确定横梁的位置，横梁采用断面尺寸为50x40x1.75mm的方形刚。由于后窗的下沿梁要承受较大的载荷，因此在下沿梁与横梁之间利用短斜立柱进行加固，使之更加安全可靠。横梁与横梁之间布置有两个纵梁，纵梁与后立柱之间设计车灯的布局，用较短的横置钢材进行灯具的区域划分。如图3.5为后围骨架的设计：图3.5后围骨架设计3.4.4 顶盖骨架设计顶部的骨架一般由边纵梁、横梁和前后顶部支撑梁等组成。顶部骨架安装有空调、车内灯光和天窗等部件，在进行顶部设计时尽量采用尺寸较小的钢材进行结构的组成，使得顶部的重量减少从而实现轻量化的生产。顶部的设计中，要与前围、后围和侧围进行连接，使得形成一个封闭

46、的环状以承受在行驶过程中的弯曲和扭转载荷。由于顶部的横梁是主要的承载部件，所以在保证强度和刚度都满足的情况下，横梁采用断面尺寸为50x40x1.75mm的方形刚，而纵梁采用断面尺寸为40x40x1.75mm的方形刚来减少车身的重量。横梁在安装时要与侧围的立柱相对应以形成多处封闭环，这样可以很好的传递在行驶中的扭转载荷。在横梁与纵梁的布置中，要求横梁贯穿车顶，无特别的安装情况尽量不要断开以提高车顶的刚度和抗扭能力，在满足强度和刚度的情况下横梁尽量减少安装，而纵梁形成中间疏、边上密的形式，可多布置加强横梁的承力。如图3.6为顶部骨架设计:L 2Mo图1ft*要箱1 .顶釜骨架告零部件蛆厚前必须作磷

47、化防腐处理J2 .整个骨架焊缱采用二面:化琰气体保护库3 .各处焊缝必须满库，打磨平整内面及两糖理缝，图3.6顶部骨架设计三维设计图：第四章车身蒙皮和内饰及发动机位置的设计3.1 车身外蒙皮布置和内饰设计3.1.1 外蒙皮设置车身蒙皮是指在车身骨架外表面的板件，它包括前、后围蒙皮、顶部蒙皮、侧面蒙皮几部分。蒙皮不仅对车身进行装饰和表现客车外部形状特征的作用，更重要的是对整个车身具有增强强度和防护的作用。所以，蒙皮质量的好坏直接影响车身的性能和外观。 前后围蒙皮设计在客车车身前后围的板件设计，由空气动力学原理和减少风阻的要求，要与顶围、侧围进行光滑平稳的过渡。前后围上有车灯、车窗等许多的部件，以至于在前后围蒙皮设计时所需要的曲面比较复杂。因此需要合理的协调蒙皮与前后围上其他部件之间的关系，已达到一个理想的结果。在进行材料的选择时，一般多采用厚度为2-3mm的玻璃钢或1mm的冷轧钢板。本次蒙皮采用1mm的冷轧钢板，在进行连接固定时有焊接和钾接两种方式。在钾接