汽车人机工程学
西安交通大学
“汽车人机工程学”课程教学大纲
英文名称：Automotive Ergonomics
课程编码：ENP04371
学时：32 学分：2
适用对象：汽车工程专业本科生
先修课程：汽车构造、汽车理论、内燃机构造
使用教材及参考书：
周一鸣主编，《车辆人机工程学》，北京理工大学出版社，1999年
一、课程性质、目的和任务
本课程是汽车工程专业本科生选修课。它是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和汽车及环境的相互作用；研究在汽车设计、行驶过程中统一考虑工作效率，人的健康、安全和舒适等问题的学科。对解决设计中人与汽车的关系为主的产品造型设计十分重要。
本课程的主要任务是：掌握学科的研究内容、基本原则、基本原理以及在汽车造型设计中的意义；全面了解与汽车设计相关的人的因素，包括结构特征（人体解剖、人体测量）、功能特征（信息感知、处理与执行）、心理特征、环境适应性等；掌握显示与控制设计、作业域设计，座椅与手握工具设计等典型汽车人机设计问题。了解晓人机系统功能和类型，人机系统的分配，人机系统中人的失误产生的原因，车辆碰撞事故中车内乘员的人体保护技术，车辆行驶中车内乘员的乘坐舒适性，车辆驾驶员的驾驶适宜性，车辆噪声控制的必要性和如何保持车厢内的小气候环境。
通过课程的学习培养学生以人为本的设计观以及在以感性为主的形态设计过程中理性地分析问题解决问题的能力。
二、教学基本要求
1.知晓汽车人机工程学的发展历史。
2.知晓人机工程学的定义、基本概念、研究对象和研究内容
3.知晓人体测量方法及过程、人体测量数据的应用。
4.知晓人体模型、尤其是三维人体模型的结构和应用。
5.知晓人的感知响应过程。
6.知晓人的信息接收及传递过程、人体运动的生物力学特性。
7.知晓汽车显示装置设计。
8.知晓驾驶员的眼椭圆、汽车后视镜设计和改善车辆视认性的途径。
9.知晓汽车操纵装置设计。
10.知晓作业空间设计，工作台椅与手握工具设计，驾驶员作业空间设计
11.知晓人机系统功能和类型，人机系统的分配。
12.了解人机系统设计，知晓人机系统中人的失误分析
13.知晓车辆碰撞事故中车内乘员的人体保护技术。
14.知晓车辆行驶中车内乘员的乘坐舒适性。
15.知晓车辆驾驶员的驾驶适宜性。
16.知晓车辆噪声控制的必要性。
17.知晓如何保持车厢内的小气候环境。
三、教学内容及要求
第一章、汽车人机工程学概论
知晓汽车人机工程学的发展历史，知晓人机工程学的定义、基本概念、研究对象和研究内容
第二章、人体参数
知晓人体测量方法及过程、人体测量数据的应用。知晓人体模型、尤其是三维人体模型的结构和应用。
第三章、人的感知响应过程
知晓人的感知响应过程、人的视觉特性、听觉特性、皮肤感觉特性、本体感觉特性。知晓人的信息接收及传递过程、人体运动的生物力学特性。
第四章、显示装置
知晓汽车显示装置设计，如显示装置的类型、指针式仪表设计、仪表盘总体设计、仪表的照明设计、信号灯设计。知晓驾驶员的眼椭圆、汽车后视镜设计和改善车辆视认性的途径。
第五章、操纵装置
知晓汽车操纵装置设计，操纵装置设计的人机工程问题，手控和脚控操纵装的设计。
第六章、作业空间设计
知晓作业空间设计，工作台椅与手握工具设计，驾驶员作业空间设计。
第七章、人机系统
知晓人机系统功能和类型，人机系统的分配。了解人机系统设计，知晓人机系统中人的失误分析
第八章、车辆碰撞事故中车内乘员的人体保护技术
知晓道路交通安全机车辆碰撞安全性问题，车辆的彭转形成于乘员的生存空间，车辆主动防撞与乘员人体保护，汽车碰撞过程中乘员自我保护最佳姿态、人体保的内饰吸能材料。
第九章、车辆行驶中车内乘员的乘坐舒适性
知晓人体对振动的反映机人体承受全身振动的评价指标
第十章、车辆驾驶员的驾驶适宜性。
知晓驾驶员的身心素质与驾驶安全性的关系，驾驶安全和驾驶疲劳
第十一章、车辆噪声控制的必要性。
知晓车辆的噪声源和噪声传播、噪声控制技术、排气消声器和车辆驾驶室声
学设计
第十二章、车辆驾驶室和车厢内的小气候环境
知晓人体的热舒适性，驾驶室和车厢内的小气候环境参数，驾驶是对有害物质的隔离作用。
四、实践环节
无
六、课外学时分配
无
大纲制定者：武得钰执笔
大纲审定者：吴筱敏
大纲批准者：秋穗正
大纲校对者：李军
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
基于人机工程学的汽车座椅设计研究 摘要: 驾驶员坐姿舒适性仿真通常可以量化为驾驶姿势不舒适度模型。驾驶姿势不舒适度预测模型是根据驾驶姿势的影响因素,评价驾驶姿势不舒适度的数学模型。本文对重型商用车坐姿舒适性仿真研究主要做了以下几方面工作:首先,研究了在汽车领域计算机辅助人机工程技术的发展背景及国外研究现状,并对当今比较流行的舒适度建模方法进行了深入的总结。针对这些方法的不足,提出了基于关节载荷的驾驶姿势不舒适度建模方法。其次,进行了适宜驾驶姿势规律的实验研究。通过设计下肢、躯干、上肢实验,获取了建立姿势不舒适度模型所需要的关节载荷和关节坐标数据。最后,建立了以维持身体姿势的关节力及扭矩为目标函数,以人体姿势变量和汽车设计变量为预测因子的人体不舒适度预测模型,并将模型应用于实际项目的方案分析中。 关键词：驾驶员驾驶姿势人机工程技术人体舒适度 1 引言 随着时代的发展，当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡，人类赖以生存的生活空间和生活方式，处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计，作为一种广泛的文化活动，已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指
出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 2 舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以 及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面 （1）为确定汽车空间围提供依据。 （2）为设计汽车座椅提供依据。 （3）为确定感觉器官的适应能力提供依据。 融人机工程学原理于汽车座椅设计已达到更大舒适度： 2.1 研究现状及主要容 现代科学技术的突飞猛进，以及人们工作和生活空间的不段变化，就要求汽车座椅的生产企业在座椅的设计、生产方式等方面进行改革，同时也要考虑降低成本，提高汽车座椅的经济性。因此市场不断细分，多种不同类型和不同设计的汽车座椅不断进入市场。 人们对汽车座椅外观样式、材料品质的追求，使汽车座椅的设计样式丰富多姿，各有特色。从而也使汽车座椅在设计上取得了瞩目的成绩。可以说汽车座椅
汽车总布置设计说明书
目录 目录 ................................................................ I 摘要 .............................................................. I II 第1章、汽车形式的选择 . (1) 1.1汽车质量参数的确定 (1) 1.1.1汽车载客量和装载质量 ................................... 1 1.1.2质量系数ηmo ............................................ 1 1.1.3整车整备质量m o ......................................... 1 1.1.4汽车总质量m a ........................................... 1 1.2汽车轮胎的选择 ............................................... 2 1.3驱动形式的选择 ............................................... 2 1.4轴数的选择 ................................................... 3 1.5货车布置形式 ................................................. 3 第2章.汽车发动机的选择 (4) 2.1发动机最大功率 max e P (4) 2.2选择发动机 ................................................... 4 第3章、汽车主要参数选择 .. (7) 3.1汽车主要尺寸的确定 (7) 3.1.1外廓尺寸 ............................................... 7 3.1.2轴距L .................................................. 7 3.1.3前轮距B 1和后轮距B 2 ..................................... 7 3.1.4前悬L F 和后悬L R ......................................... 8 3.1.5货车车头长度 ........................................... 8 3.1.6货车车箱尺寸 ........................................... 8 3.2轴荷分配及质心位置的计算 ..................................... 8 第4章.传动比的计算和选 .. (13) 4.1驱动桥主减速器传动比0i 的选择 (13) 4.2变速器传动比 g i 的选择 (14) 4.2.1变速器头档传动比 1 g i 的选择 (14) 4.2.2变速器的选择 .......................................... 14 第5章.动力性能计算 (15) 5.1驱动平衡计算 (15) 5.1.1驱动力计算 ............................................ 15 5.1.2行驶阻力计算 .......................................... 15 5.1.3力的平衡方程 .......................................... 17 5.2动力特性计算 (17) 5.2.1动力因数D 的计算 (17)
人机工程学驾驶室座椅设计
人机工程学的车内座椅设计 题目：基于人机工程学的车内座椅设计班级：09铁道车辆2班 姓名：屈难平 学号: 20097831
基于人机工程学的驾驶室座椅设计 摘要 以人机工程学的理论为基础,介绍了座椅设计中座高、座宽、座深、座面倾角、靠背高度靠背倾角等座椅静态参数的选取原则,以某轻卡座椅为例,用Pro/E 建立座椅的模型,导入Man-neQuinPRO10。2中进行人机分析,并结合实例对座椅的各静态参数进行选取。 关键词:人机工程学;轻卡座椅;舒适坐姿;建模分析 人机工程学是一门边缘学科,主要研究工程技术如何与人体尺寸、生理及心理特征相适应。在 轻卡驾驶室座椅的设计中,主要研究如何使座椅符合人体尺寸的需求,给驾驶员带来舒适感,降低驾驶疲劳度,提高驾驶的安全性,同时也能大大防止驾驶员由于不正确的驾驶姿势而导致的脊椎变形,以及由此引发腰痛、腰肌劳损等职业病。1.舒适坐姿的生理特征 图1所示为人体在各种不同姿势下腰椎的弯曲形状。曲线B表示人体松弛侧卧时,脊柱呈自然弯曲状态;曲线C是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿;曲线F是当人体的躯干与大腿的夹角呈90°时的情形,此时脊柱严重变形,椎间盘上的压力不能正常分布。因此,欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲形态,躯干与大腿之间必须有大约135°的夹角,并且座椅的设计应使坐者的腰部有适当的支撑,以使腰曲呈弧形自然弯曲状态,腰背肌肉处于放松状态人坐着时,大腿和上身的质量必须由座椅来支承。人体结构在骨盆下面有2块圆骨,称为坐骨结节,如图2所示。这2块小面积能够支持大部分上身的质量。覆盖在它们外面的皮肤能获得丰富的动脉血液供应,就像脚底一样。而在臀部的边缘部分,血液循环则大不一
人机工程学在轿车车身安全性设计中的应用
人机工程学在轿车车身安全性设计中的应用 摘要:从车身的主动与被动安全两个方面,分别概述了人机工程学在轿车车身结 构、车灯、方向盘、座椅、视野和制动稳定性等方面的应用现状,总结了提高汽车 正面、侧面、后面碰撞保护能力以及车顶耐撞强度的一些方法,介绍了世界各大著 名汽车公司的最新相关产品。最后,预测了应用人机工程学原理设计安全车身结构 的发展趋势。 关键词:人机工程学;安全性;轿车车身结构;附件 The man-machine engineering in the application of the safety design of car body Pick to: from the body of both active and passive safety, respectively, summarizes the ergonomics in the direction of car body structure, lights, disc, seat, vision, and the present situation of the application of braking stability, etc, are summarized to improve automobile front, side and back collision protection in some way and the intensity of the roof bruise, introduces the world famous automobile company's latest products. Finally, forecasts the application principle of man machine engineering design security the development trend of car body structure. Keywords: ergonomics; Security; The car body structure; The attachment
汽车设计课程设计
西安交通大学 汽车设计课程设计说明书 载货汽车汽车动力总成匹配与总体设计 姓名： 班级： 学号： 专业名称： 指导老师： 日期：2104/12/1
题目： 设计一辆用于长途运输固体物料，载重质量20t 的重型货运汽车。 整车尺寸：11980mm×2465mm×3530mm 轴数：4；驱动型式：8×4；轴距：1950mm+4550mm+1350mm 额定载质量：20000kg 整备质量：11000kg 公路最高行驶速度：90km/h 最大爬坡度：大于30% 设计任务： 1) 查阅相关资料，根据题目特点，进行发动机、离合器、变速箱传动轴、 驱动桥、车轮匹配和选型； 2) 进行汽车动力性、经济性估算，实现整车的优化匹配； 3) 绘制车辆总体布置说明图； 4) 编写设计说明书。 本说明书将从整车主要目标参数的初步确定、传动系各总成的选型、整车性能计算、发动机与传动系部件的确定四部分来介绍本课程设计的设计过程。
1.整车主要目标参数的初步确定 1.1发动机的选择 1.1.1发动机的最大功率及转速的确定 汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。设计要求该载货汽车的最高车速是90km/h ，那么发动机的最大功率应该大于等于以该车速行驶时的行驶阻力功率之和，即: )76140 3600(13max max max a D a a T e u A C u f g m P ?+??≥ η （1-1） 式中 max e P ——发动机最大功率，kW ； T η——传动系效率（包括变速器、传动轴万向节、主减速器的传动效率），参考传动部件传动效 率计算得：95%95%98%96%84.9%T η=???=，各传动部件的传动效率见表1-1； 表1-1传动系统各部件的传动效率 部 件 名 称 传动效率（%） 4-6档变速器 95 辅助变速器（副变速器或分动器） 95 单级减速主减速器 96 传动轴万向节 98 a m ——汽车总质量，a m =31 000kg （整备质量11 000kg,载重20 000kg ）； g ——重力加速度，g =9.81m ／s 2 ； f ——滚动阻力系数,由试验测得，在车速不大于100km/h 的情况下可认为是常数。轮胎结构、 充气压力对滚动阻力系数有较大影响，良好路面上常用轮胎滚动阻力系数见表1-2。取0.012f =。 表1-2良好路面上常用轮胎滚动阻力系数 轮胎种类 滚动阻力系数 中重型载货车用子午线轮胎 0.007-0.008 中重型载货车用斜交轮胎 0.010-0.012 轻型载货车用子午线轮胎 0.008-0.009 轻型载货车用斜交轮胎 0.010-0.012 轿车用子午线轮胎 0.012-0.017 轿车用斜交轮胎 0.015-0.025 D C ——空气阻力系数，取D C =0.9；一般中重型货车可取0.8~1.0；轻型货车或大客车0.6~0.8；
[整理版]汽车人机工程学13
[整理版]汽车人机工程学13 《汽车人机工程学》教学大纲 一、课程性质与任务 1(课程性质:本课程是车辆工程专业的专业选修课。 2(课程任务:本课程研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素;研究人和汽车及环境的相互作用;研究在汽车设计、行驶过程中统一考虑工作效率，人的健康、安全和舒适等问题的学科。使学生了解解决设计中人与汽车的关系为主的产品造型设计十分重要。 二、课程教学基本要求 本课程要求学生了解人机工程的研究内容、基本原则、基本原理以及在汽车造型设计中的意义;全面了解与汽车设计相关的人的因素，包括结构特征(人体解剖、人体测量)、功能特征(信息感知、处理与执行)、心理特征、环境适应性等;掌握显示与控制设计、作业域设计，座椅与手握工具设计等典型汽车人机设计问题。了解人机系统功能和类型，人机系统的分配，人机系统中人的失误产生的原因，车辆碰撞事故中车内乘员的人体保护技术，车辆行驶中车内乘员的乘坐舒适性，车辆驾驶员的驾驶适宜性，车辆噪声控制的必要性和如何保持车厢内的小气候环境。通过课程的学习培养学生以人为本的设计观以及在以感性为主的形态设计过程中理性地分析问题解决问题的能力。 成绩考核形式:末考成绩(闭卷考试)(70%)，平时成绩(平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论等)(30,)。成绩评定采用百分制，60分为及格。三、课程教学内容 第一章概述 1.教学基本要求
让学生了解人机工程学的发展、人机工程学的研究领域、人机工程学的相关学科、人机工程学的研究方法。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章教学使学生了解人机工程学的发展阶段、人机工程学的研究领域、人机工程学的相关学科、人机工程学的研究方法。 3.教学重点和难点 教学重点是人机工程学的发展阶段、人机工程学的研究方法。教学难点是人机工程学的研究方法。 4.教学内容 第一节人机工程学的发展 1.经验人机工程学阶段 2.科学人机工程学阶段 3.现代人机工程学阶段 第二节人机工程学的研究领域 第三节人机工程学的相关学科 第四节人机工程学的研究方法 1.机具 2.作业研究 3.环境 4.研究模型 第五节汽车人机工程问题——汽车人机工程学 1.汽车人机工程设计的主要工作任务 2.汽车人机工程设计所涉及的研究范围 第二章汽车人机工程学中的人体因素 1.教学基本要求
汽车座椅的人机工程学分析[001]
汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施，而驾驶员的座椅就更为重要。舒适而操纵方便的驾驶座椅，可以减少驾驶员疲惫程度，降低故障的发生率[1]。汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。 本文以人因分析为手段，以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标，得到结论：驾驶座椅安全性设计应着重考虑人（驾驶员）坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路。 1. 人—座椅系统安全性设计中人的因素分析 任何系统实际上都是人机系统，人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。显然驾驶员-座椅也属于人机系统研究的范畴。人机系统的安全模式多以人的行为为主体，即以人为本。对人机系统的研究始于第二次世界大战。在设计和使用高度复杂的军事装备中，人们逐步熟悉到必须把人和机器作为一个整体，在系统设计中必须考虑人的因素。 1.1 人（驾驶员）坐姿生理特性分析 （1）坐姿时脊柱形态 人坐着时，身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。脊柱位于人体的背部中心，是构成人体的中轴。人处于不同的坐姿时，脊柱形态不同，只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态，才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，防止驾驶疲惫发生。 （2）坐姿体压分布 当座椅上的人处于坐姿状态时，人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。可见，坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。 ①座垫上的体压分布 根据人体组织的解剖学特性可知，坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位，适合于承重，而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布，故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减少，自大腿部位时压力降至最低值，这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。
总布置介绍
总布置概述 汽车总布置设计，又称为汽车总体设计，其工作内容包括汽车型式的选择，整车基本尺寸的设定，各大机械系统布置方案、人机工程布置方案的制定，各大系统的布置实现系统间的间隙保证，同时也包括对整车重量、通过性、动力性经济性、车辆动力学、NVH 等性能的考虑。总布置设计，与造型设计，整车性能开发，构成了汽车产品开发过程中整车层的工作内容。总布置设计、造型设计、整车性能开发这三大项工作，不是孤立的，而是相辅相成的；其中，总布置设计，决定了汽车的总体技术方案，是汽车产品开发过程中最重要的内容。总布置设计，也在很大程度上决定了一款汽车产品投放市场后的成败。 图1-1 汽车产品开发中整车层的工作内容 1.1 汽车开发流程与总布置工作 汽车产品开发，可分为平台开发，车型开发和变型开发三种。 平台开发：开发全新的平台，全新整车造型、系统结构、配置、布置的整车项目。 车型开发：在已有平台的基础上，全新整车造型和布置，通常选用已开发成熟的零部件，对整车系统结构进行改动的整车项目。 变型开发：保留平台，通过局部改变造型和布置，选用已开发成熟的零部件对车型进行小范围改动的整车项目。 一般而言，一套完整的汽车新产品开发流程，按先后顺序，包括产品策划，概念设计，工程设计，设计验证，生产准备等几个基本的阶段。不同的汽车公司， 对汽车产品开发流程中不同阶段的名称各有不同的定义，但其本质内容却与前面提到的各个基本阶段是对应的。
当然设计验证与生产准备已经不算严格意义上的产品开发阶段了。在产品开发的全过程中，总布置都要发挥积极的作用，但各阶段的工作内容和侧重点有所不同，其中，概念设计与工程设计阶段的工作量最大。 在产品策划阶段，产品规划人员根据各种输入信息，如高层决策，市场需求，或是技术发展趋势报告，撰写新项目建议书。但新项目建议书只是一个比较笼统的概念性报告，其中关于车型产品的定义也比较笼统。根据新项目建议书，项目组成员通过市场可行性、技术可行性、质量可行性、采购可行性、生产可行性、财务可行性等各种可行性分析，确定该项目是否可行，如果可行，项目的详细方案是什么。这其中，技术人员和市场人员将发挥最重要的作用，而在所有的技术人员中，发挥带头作用的就是总布置工程师。在这个阶段，总布置工程师将会同市场人员，根据市场调研、技术可行性以及其它约束条件，制定该项目的整车产品定义，包括车辆型式选择、整车基本尺寸定义、人机工程布置方案，并绘制初版的整车总布置图。总布置工程师也将与负责动力总成开发和整车动力性经济性的工程师一起，初步制定动力总成的搭载和布置方案。 在概念设计阶段，总布置工程师的要务，是与造型师一起进行造型设计。首先，总布置工程师与相关系统的工程师一起，对产品规划阶段的整车产品定义进行进一步细化，主要体现在整车布置图的细化、底盘硬点、人机工程硬点的确定，发动机、空调等关键系统的选型与布置（对于需要新开发的发动机、空调等关键系统，还要提出对其外廓尺寸、安装点、接头的设计要求）。如：有了发动机的布置方案，才可以确定前悬的长度和发动机盖的高度；有了空调的布置方案，才可以进行仪表板CAS 面或油泥模型的制作，并考虑仪表板上其它部件的布置与造型。总布置工程师也将与车身工程师一起制作整车的典型断面图。所有这些，将作为造型师进行造型设计的重要输入信息。总布置工程师与造型师之间，是约束和配合的关系。所谓约束，是指造型师原则上必须按照总布置工程师提供的整车布置图进行造型设计，造型的创意不能违背整车尺寸定义、人机工程布置方案以及动力总成等关键系统的布置方案。所谓配合，是指造型师在进行造型创意的时候，往往会觉得总布置工程师事先制定的尺寸、布置方案使其造型创意成为不可能，从而希望总布置工程师能做一些调整，这时候总布置工程师将综合考虑各种因素，与造型师沟通，最终获得双方满意的方案。另外，造型师在每交付一版造型交付物（如效果图、CAS 面）后，总布置工程师将与相关系统的工程师一起，对造型进行法规符合性、工艺可行性分析，分析的结果将反馈给造型师，使其调整造型，这样的操作过程在整个造型工作中，将反复好几次。为了验证整车造型、尺寸、人机工程，通常要制作1：1 的外形和内饰模型进行验证；根据验证暴露出的问题，总布置工程师将调整整车尺寸定义和人机工程设计方案。 需要说明的是，在整车开发过程中，概念设计阶段的工作往往与产品策划阶段的工作有部分重叠。或者说，在产品策划阶段，就需要进行部分概念设计阶段的工作，以便提供更明确的整车产品信息，进行各项可行性分析。 在工程设计阶段，总布置工程师的工作，是沿着概念设计阶段确立的整车设计方向，落实各项布置方案，与各系统的工程师一起，建立一辆完整的数字样车。首先，总布置工程师向各专业设计人员下达各系统的布置方案、物理边界、重量目标以及安装点、接头的设计要求，并预留各大系统之间的间隙。各系统的布置方案，主要要考虑空间利用率（尽可能增大乘员空间和行李空间，减小机械部件占用的空间）、整车轴荷、维修可行性、装配可行性，以及碰撞安全、NVH、温度场、EMC 等性能要求。在这个过程中，负责性能的工程师会与总布置工程师就影响相关性能的布置方案进行讨论，最终确定布置方案。各系统的工程师，也会结
基于人机工程学的汽车工作座椅设计
基于人机工程学的汽车工作座椅设计 作者：王天波班级：车辆工程084 学号：1608080422 摘要：运用人机工程学原理，针对汽车工作座椅，从工作人员生理特征与工作座椅的设计原则、基本要求这三个方面，分析了工作座椅的主要结构设计要点，并从安全性角度出发提出了工作座椅 安全性设计原则。 关键词:人机工程学、设计、汽车工作座椅 Based on ergonomics car seat design work Author: Wangtianbo Class: V ehicle engineering 084 Number:1608080422 【Summary】Apply ergonomic principles, for automobile work seat, from staff physiological characteristics and the design principle, working seat from three aspects of basic requirements, analyzes the main structure design work seats, and the key point put forward from the Angle of work safety seat security design principles.【Keywords】Ergonomics, design, automobile work seats. 0 引言 随着自动化程度的提高，越来越多的作业需要工作人员采用坐姿完成。可以预计，坐姿将是操作人员未来作业的主要工作状态。 坐姿是人体较自然的姿势，它较其他姿势相比，具有很多优点，首先，坐姿比站姿更有利于血液循环。人站立时，血液和体液在地心引力作用下向腿部集中，而坐姿时的肌肉松弛，腿部血管内血流静压稳定，有利于减轻疲劳；其次，坐姿还有利于保持身体的稳定，这对于精细作业更为合适。 与此同时，坐姿也存在一定局限性，主要是限制人体的活动范围，尤其是需要上肢出力的场合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会导致疲劳。因此，坐姿不正确，座椅的设计不合理，会对身体产生严重的损害。汽车工作座椅人机工程学设计目的，就是使设计出来的座椅能够满足人机工程学标准。这样一来，所谓汽车工作座椅人机工程学设计也就转化为针对工作人员舒适性的设计。 从人机工程学原理出发考虑，一个性能优良的工作座椅应当符合的基本要求如下：为工作人员提供一个舒适而稳定的坐姿，符合人体舒适坐姿的生理特性；减轻传给工作人员
汽车设计说明书_-)K
目录 目录 (1) 摘要 (3) 1 汽车的总体设计 (1) 1.1汽车总体设计的一般顺序 (1) 1.2布置形式 (4) 1.3轴数选择 (4) 1.4驱动形式的选择 (4) 2 载货汽车主要技术参数的确定 (5) 2.1 汽车质量参数的确定 (5) 2.1.1汽车载荷质量的确定 (5) 2.1.2 整车整备质量的预估 (5) 2.1.3 汽车总质量的确定 (5) 2.1.4 汽车的轴荷分配 (5) 2.2汽车主要尺寸的确定 (5) 2.2.1汽车的主要尺寸 (5) 2.2.2 汽车的外廓尺寸 (6) 2.3汽车主要性能参数的确定 (6) 2.3.1 汽车动力性参数的确定 (6) 2.3.2 汽车燃油经济性参数的确定 (6) 2.3.3 汽车通过性性参数的确定 (6) 3 货汽车主要部件的选择及布置 (7) 3.1 发动机的选择与布置 (7) 3.1.1 发动机型式的选择 (7) 3.1.2 发动机主要性能指标的选择 (7) 3.2轮胎的选择 (10) 3.3离合器的选择 (10) 3.4万向传动轴的选择 (10) 3.5主减速器的选择 (10) 4 总体布置的计算 (11) 4.1 轴荷分配及质心位置计算 (11) 4.1.1平静时的轴荷分配及质心位置 (11) 4.1.2 水平路面上汽车满载行驶时各轴的最大负荷计算 (13) 4.1.3 制动时各轴的最大负荷计算 (14) 4.2 驱动桥主减速器传动比的选择 (15) 4.3 变速器传动比的选择 (15) 4.3.1 变速器一档传动比的选择 (15) 4.3.2 变速器档数和各档传动比的选择 (15) 5 汽车动力性及燃油经济性计算 (17) 5.1 汽车动力性能的计算 (17) 5.1.1驱动平衡的计算 (17) 5.1.2动力特性的计算 (19) 5.2功率平衡计算 (22)
现代汽车驾驶室的人机工程设计
现代汽车驾驶室的人机工程设计 ——思承玉兰心 前言： 现代汽车不仅在外观上较过去几十年发生巨大变化，在驾驶室的设计方面，也从原来的实用、操作简便，过渡到现在越来越注重的人机交互体验。以前的少数拥有专门驾驶技能的专职司机已经转变为现在的千千万万的普通驾驶者。他们作为汽车使用者和拥有者，对现代汽车的驾驶感受越来越看重。不仅注重舒适性、操作简便、安全性等，在色彩、外形等视觉效果方面也有较高的追求。现代汽车的驾驶室作为人机信息交互的重要平台，其设计要紧紧围绕“宜人”的设计理念。运用人机工程学理论，科学的设计驾驶室的各工作区域，以更好的达到人与汽车的融合，使驾驶员得心应手、安全驾驶，这也是现代汽车驾驶室，应用人机工程设计的存在之必要。 一、驾驶室内显示仪表的设计 一般现代汽车驾驶室内有两个显示仪表，一是仪表盘，二是多媒体中控屏（有些豪华汽车上会有两个或多个）。还有些豪华车中控部位有时钟，这些都属于显示仪表。但这里，我们主要涉及仪表盘的人机工程设计。 驾驶室内的显示仪表是驾驶员获取汽车工作信息的主要窗口，它合理优良的设计能使人和汽车系统更加稳定而高效地工作，使人与汽车之间的信息传递更加充分。因此，在设计和选用显示仪表时，必须考虑人的视觉特征、生理和心理特征，确保驾驶员观察迅速、准确而不易疲劳，能更好的防止误视读和误操作。
1. 仪表盘位置 1) 视角：一般人的最佳眼睛转动区为左15°右15°、上25°下25°，即驾驶员的 视野在这个范围内观察重要行车仪表数据时，看到的影像最清楚。因此，在设计时应把仪表盘大致布置在此范围内。 人的水平视野和垂直视野 2) 视距：一般人的操作视距范围在38～76cm 之间。即驾驶员在操作系统中正常的观 察距离在此范围内，所以，在设计时应把仪 表盘大致布置在此范围内。 2. 仪表形式 仪表的形式因其用途不同而异。仪表盘作为重要 信息的显示系统，它不仅显示重要的行车参数如车速、 转速、行驶里程、油量，还有车辆安全数据信息如机 油压力、冷却水温度、和胎压监测以及一些警示提醒。 读数仪表分为两种，一是指针活动式圆形仪表，二是 数字式仪表。指针活动式仪表的读数效率与准确度虽 不如数字式仪表高，但这类仪表可以显示被测参数的 变化趋势，因此在现代汽车中仍被广泛运用。此处我 们仍选择指针活动式仪表。由仪表形式和误读率的关 系图，选择表盘形式为半圆形。 3. 表盘尺寸 表盘尺寸与刻度标记的数量和距离有关， 加。根据下图圆形仪表的最佳直径与目视距离关系图，这里选择12cm 左右的直径。 仪表形式和误读率的关系
人机工程学在车身设计中的应用.doc
第四章人机工程学在车身设计中的应用 §4-1 概述 人机工程学是近40年来发展的一门新兴学科，在车身设计中得到了大量的应用。 一、人机工程的概念 研究对象：人—机—环境系统的整体状态和过程。 任务：使机器的设计和环境条件的设计适应于人，以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适，充分发挥人、机效能，使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。 研究范围： ①人的生理、心理特征和能力极限——能承受的极限； ②人机功能的合理分配——充分发挥各自特长； ③人机相互作用及人机界面设计； 相互作用——利用信息显示器和控制器实现人—机间信息交换的过程； 人机界面——使显示器与人的感觉器官的特性相匹配，使控制器与人的效应器官相匹配，以保证人、机之间的信息交换迅速、准确。 ④研究环境及其改善——温度、湿度、照明、噪声、振动、尘埃、有害气体等对人的作业活动和健康的影响。以及控制、改善不良环境的措施和手段； ⑤研究作业及其改善——人从事体力和脑力作业时生理、心理变化，由此确定作业时的合理负荷及耗能量、合理的作业和休息制度、合理的操作方法→↓疲劳，保障健康，↑作业效率； ⑥研究人的可靠性与安全——工程系统日益复杂和精密，操作人员面对大量的显示器、控制器，容易出现人为差错而导致事故发生。→研究人的可靠性及影响因素，寻求减少人为差错，防止事故发生的途径和方法。
二、人机工程学与车身设计的关系 1、人机工程学的研究目的——要解决的问题 ①如何减少汽车的各种物理性能对人生理、心理所产生的影响； ②如何减少驾驶操作的失误而造成的事故。 2、在汽车工程中的应用 ——对现有条件下驾驶汽车和乘坐汽车在生理、心理及社会等各方面进行大量统计与调查，引入生理学、医学、心理学、人体解剖学、运动生物学、人体测量学、工程学、机械学、环境科学、信息工程、系统工程等学科的观点和方法，开展全面研究和分析→改善汽车的各种性能。 目的：为汽车设计、改进提供各种调查、改进、试验与分析结果，使汽车更好地、尽善尽美地为人服务。 3、车身内部各种物理量的变化和人体的承受范围 人对车内各种物理量变化的感受具有一定的限度。 车内各种物理量的变化超过允许条件→感到疲劳、头晕、恶心、呕吐等生理上的病态变化和心理上的烦燥不安。 措施：·采用各种灯光、音响报警装置→及时提醒注意； ·应用空调设备→调节车室气候；
JY1061型汽车前桥设计说明书解析
汽车前桥设计说明书 二、结构参数选择 1、JY1061A型汽车总布置整车参数见表1： 表1 2、从动桥结构形式 本前桥采用非断开式转向从动桥 3、选择前桥结构型式及参数 （1）前轴结构形式：工字形断面加叉形转向节主销固定在前轴两端的拳部里。 （2）转向节结构型式：整体锻造式。 （3）主销结构型式：国柱实心主销。
（4）转向节止推轴承结构形式：止推滚柱轴承。 （5）主销轴承结构形式：滚针轴承 （6）轮毂轴承结构形式：单列向心球轴承 4、前轮定位角 本型前轮定位角选择见表1 三、前桥强度计算 1、前轴强度计算 （1）前轴受力简图 如图1所示： 图1 汽车向左侧滑时前轴受力图（2）前轴计算载荷的计算 ⅰ）紧急制动
工 汽车紧急制动时，纵向力制动力达到最大值，因质量重新分配，而使前轴上的垂直载荷增大，对后轮接地点取矩得 取路面附着糸数Ф=0.7 制动时前轴轴载千质量重新分配分配糸数m1= 12 +ΦL hg = 1175.106.17.0+?=1.631 垂直反作用力：Z 1l = Z 1r = 2 1G m 220727 631.1?==16902.96N 横向反作用力：X 1l =X 1r = 2 1G m Ф=11832.00N ⅱ）侧滑 汽车侧滑时，因横向力的作用，汽车前桥左右车轮上的垂直载荷发生转移。 （1）确定侧向滑移附着糸数： 在侧滑的临界状态，横向反作用力等于离心力F 离，并达到最大值F 离=gR V G 2 1,Y max =G 1Ф′ ，为保证不横向翻车，须使V 滑 目录 1.设计任务书 (3) 1.1需求分析 (3) 1.2设计目的 (3) 1.3设计要求 (3) 2.设计思路 (4) 2.1座椅舒适性 (4) 2.2显示装置布置合理性 (5) 2.3操纵装置可操作性 (5) 2.4操纵空间布局合理性 (6) 2.5驾驶室安全设计 (6) 3.座椅的设计 (7) 3.1座椅设计依据 (7) 3.2座椅的设计 (7) 4.显示装置的设计 (11) 4.1设计要求 (12) 4.2仪表盘设计特点 (13) 4.3仪表盘设计 (13) 5.操纵装置的设计 (16) 5.1脚踏板的布置设计 (16) 5.2换挡装置的设计 (17) 5.3方向盘的设计 (18) 6.驾驶室空间的设计 (20) 6.1坐姿作业范围 (20) 6.2手的水平平面作业范围 (21) 6.3脚垂直平面内的作业范围 (21) 7.驾驶室安全性设计 (22) 7.1安全带 (22) 7.2安全气囊 (23) 7.3头枕 (23) 7.4安全玻璃 (23) 7.5门锁与门铰链 (24) 7.6室内其它构件 (25) 7.7出入阶梯设计 (25) 8.参考资料 (26) 1.设计任务书 1.1需求分析 随着社会生活的不断进步，卡车行业不断发展。重型卡车多用于长途运输，物流市场的快速发展使得重型卡车的需求量越来越大。同时，人们对重型卡车驾驶室的舒适性，安全性的要求也不断提高。因此，伴随着科学技术的发展，也为进一步保护乘客的生命安全，为驾驶员提供合理舒适的驾驶空间已经成为汽车行业的热门话题。人们希 望在驾驶室的设计，加工上更符合人机工程学原理。 1.2设计目的 利用学到的人机工程学的知识，根据驾驶员的身体特征和人体基本驾驶习惯，对重型卡车的驾驶室中的座椅、仪表盘面板、控制部件以及空间布局做出合理的设计，保证驾驶员在驾驶过程中能更加敏捷、舒适地对车辆进行操控。 完成市重型卡车的驾驶室中的座椅、仪表盘面板、控制部件以及空间布局设计，保证驾驶员在驾驶过程中的舒适感和便利性，从而进一步降低在日益拥挤的交通中的事故发生率，保证广大驾驶员的生命安全。 1.3设计要求 1.3.1 座椅要求 （1）各部贴合感：要求座椅靠背和坐垫的形状与人体背部、臀部及大腿底面的形状相贴合。贴合感强的座椅将有利于改进接触面积和部位。 （2）横向稳定性：汽车转弯时，人体承受横向加速度，为了提高乘员的身体保持性，要求座椅的侧面稍加高，以便两跨和大腿部能轻轻支承身体。 （3）背部和腰部的合理支承：汽车座椅设计时应提供形状和位置 汽车仪表照明的颜色选取 (贵州大学、机械工程学院、机械设计制造及其自动化专业) 【摘要】对不同车型仪表盘背景色以及指示灯颜色，查阅资料收集有关人眼对光线视觉效率、颜色对比、颜色适应、视觉残像等人眼视觉特征进行分析，得出各颜色背景光的利弊之处，总结出利于人眼颜色适应，便于颜色信号区分的汽车仪表背景色和指示灯颜色。 关键词：光线视觉效率、颜色对比、颜色适应、视觉残像 1.前言 汽车对安全性、舒适性、节能和环保性能等都有一定要求，汽车仪表盘对汽车的安全性、舒适性有着至关重要的地位。而随着驾驶环境的变化，仪表照明也显得更为重要。在夜间或驾驶环境光照条件很差的情况下，仪表照明是驾驶员在驾驶室内观察仪表显示读数所必需的条件，而仪表的照明不但影响驾驶员获取仪表显示信息的效率，而且影响驾驶员观察外界环境的效率，所以仪表照明不但要求对仪表起到照明与美观作用，而且要适应人眼视觉特性，从而保证驾驶的安全性与舒适性。 本文主要以汽车仪表指示灯颜色和汽车仪表背景光颜色作为分析对象，分别从人眼视觉效率、人眼颜色对比、人眼颜色适应等方面介绍，从而归纳出不同颜色照明的优缺点与汽车仪表常用照明颜色的推荐。 2．人眼颜色识别特性分析 2.1人眼视觉效率 人眼视觉效率就是光谱光视效率，光谱光视效率是指人眼 的视觉神经对各种不同波长光的感光灵敏度是不一样的。对绿 光最敏感，对红、蓝光灵敏度较低。另外，由于受生理和心里 作用，不同的人对各种波长光的感光灵敏度也有差异。通常， 光通亮越大，人感觉光越明亮，但这是对同一种光波而言，即 同一色光而言。光辐射能量相同但波长不同的色光，无论是明 视觉还是暗视觉，其产生的明亮程度是不相同的。也就是说， 人眼对可见光谱内的不同波长辐射具有不同的感受性，有的色 光人眼感觉明亮，有的比较暗。 因此，汽车仪表照明应选用能让驾驶员清晰分辨仪表盘信 息的仪表照明，但是并不是人眼对仪表照明感光灵敏度越高越 好，因为人眼对仪表照明颜色的感光灵敏度越高，人眼的颜色 适应性就越差。驾驶员在驾驶汽车过程中，会不断把视线再仪表盘一外界之间交换，如果仪表照明颜色的感光灵敏度太高，人眼在离开仪表盘看向外界时，就有一段时间看不到外界，这将带来驾驶的危险性。 2.2人眼视觉延迟 基于人机工程学的轿车车声设计§1 概述 人机工程学是近40年来发展一门新兴学科，在车身设计中得到了大量应用。 一、人机工程概念 研究对象：人—机—环境系统整体状态和过程。 任务：使机器设计和环境条件设计适应于人，以保证人操作简便省力、迅速准确、安全舒适，充分发挥人、机效能，使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。 研究范围： ①人生理、心理特征和能力极限——能承受极限； ②人机功能合理分配——充分发挥各自特长； ③人机相互作用及人机界面设计； 相互作用——利用信息显示器和控制器实现人—机间信息交换过程； 人机界面——使显示器与人感觉器官特性相匹配，使控制器与人效应器官相匹配，以保证人、机之间信息交换迅速、准确。 ④研究环境及其改善——温度、湿度、照明、噪声、振动、尘埃、有害气体等对人作业活动和健康影响。以及控制、改善不良环境措施和手段； ⑤研究作业及其改善——人从事体力和脑力作业时生理、心理变化，由此确定作业时合理负荷及耗能量、合理作业和休息制度、合理操作方法→↓疲劳，保障健康，↑作业效率； ⑥研究人可靠性与安全——工程系统日益复杂和精密，操作人员面对大量显示器、控制器，容易出现人为差错而导致事故发生。→研究人可靠性及影响因素，寻求减少人为差错，防止事故发生途径和方法。 二、人机工程学与车身设计关系 1、人机工程学研究目——要解决问题 ①如何减少汽车各种物理性能对人生理、心理所产生影响； ②如何减少驾驶操作失误而造成事故。 2、在汽车工程中应用 ——对现有条件下驾驶汽车和乘坐汽车在生理、心理及社会等各方面进行大量统计与调查，引入生理学、医学、心理学、人体解剖学、运动生物学、人体测量学、工程学、机械学、环境科学、信息工程、系统工程等学科观点和方法，开展全面研究和分析→改善汽车各种性能。 目：为汽车设计、改进提供各种调查、改进、试验与分析结果，使汽车更好地、尽善尽美地为人服务。 3、车身内部各种物理量变化和人体承受范围 人对车内各种物理量变化感受具有一定限度。 车内各种物理量变化超过允许条件→感到疲劳、头晕、恶心、呕吐等生理上病态变化和心理上烦燥不安。 措施：·采用各种灯光、音响报警装置→及时提醒注意； ·应用空调设备→调节车室气候； ·采用各种绝缘、密封手段→↓振动、噪声、空气污染。 ——为乘客创造一个安全、可靠、舒适乘坐环境。 4、研究内容： ①人体尺度和操纵范围； ②人视觉和光效应； ③听觉信息传递和噪声干扰； ④人体对环境适应； ⑤人—车系统响应时间； ⑥人—车系统特性和安全驾驶； ⑦饮酒对驾驶干扰。 要求：从主观和客观两方面使汽车各种性能更好地适应人们心理和生理上要求。 5、达到目 ·根据人类生理、心理自身规律来指导设计； 汽车造型设计 学生姓名_________________________ 年级专业 _________________________ 学号__________________________ 指导老师__________________________ 甘肃农业大学工学院 ___年 _月 绪论 汽车造型设计是一门科学与艺术相结合的专业，它涉及到和那多门类的科学领域，如人机工程学、空气动力学、材料学、制造工艺学、经济学、商业心理学、环境学等。另外，造型中美的概念和时代感不是抽象的或固定的。它随着科学发展水平、物质条件、时间、人的审美调和和经济发展水平，而不断的演变。至于名族风格问题也是一样，它决不是一种固定形式所能表达的。 迈入2009回顾一百多年来汽车外观造型的变化才发觉汽车已经变了那么多。人们的用车习惯总是在不停的变化，以国内目前还不算成熟的汽车消费市场为例，从刚开始的崇尚实用为主，到如今的崇尚舒适；从完全摒弃两厢车到两厢车大行其道，汽车造型的发展也同时反映了当时的审美取向和实际要求。如今再来细细品味汽车造型走过的路程，也别有一番滋味。 汽车作为一种商品，它具有双重性，首先它是功能产品，具有满足行走和运载的使用价值，同时它具有艺术产品，有美的品质，在于其内外的形态给人们视觉和触觉上带来大的享受。向人们展示的就是它的外形，外形是否讨人喜欢直接关系到这款车子甚至汽车厂商的命运。汽车的外形设计，专业的说法叫做汽车造型设计，是根据汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计的总和。它不是对汽车的简单装饰，而是运用艺术的手法、科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。汽车造型的目的是以美去吸引和打动观者，使其产生拥有这种车的欲重卡驾驶室设计(人机工程学)
汽车人机工程学论文
基于人机工程学的轿车车声设计
汽车造型设计说明书