汽车设计期末考试试卷

1、汽车设计期末考试试卷(开卷)【附答案】(本题8分)欲设计一辆用于长途运输的20t重型载货汽车，相关参数如下:11976mX2065mX3390mm20000kg12000kg90km/h(1)若取传动效率为0.849，滚动阻力系数为0.012，空气阻力系数为0.9，现有三种发动机，额定功率分别为150kw、200kw、250kw，选择哪种发动机较为合适?(2) 该汽车采用怎样的布置形式较为合理？、(本题18分)欲为一辆乘用车设计一膜片弹簧离合器，相关参数如下:4X2前轮(1)已知部分摩擦片的面片尺寸如下表所示，选用哪种较为合适？(2)试校核所选用摩擦片的后备系数(取摩擦系数为0.27)、单位压

2、力(摩擦片的材料为粉末冶金，取许用压力为0.5MPa)和最大圆周速度是否满足要求?(3)绘制膜片弹簧离合器的弹性特性曲线，指出实现该弹性特性曲线的尺寸要求，并简述膜片弹簧离合器的破坏形式？三、(本题13分)如下图所示为一变速器的结构简图：(1)试分析该变速器的结构特点，并给出各档位的传动路线?(2)该变速器所采用的锁环同步器的相关参数为：摩擦锥面的平均半径为30mm，锁止面平均半径为35mm，摩擦锥面半锥角为7试确定锁止锥面锁止角的取值范围?四、(本题12分)某货车，采用多万向节传动如下图，其中：。1=1.5，2=3.5 口3=4.5 传动轴的最高转速为3000r/min(1) 一般设计时应使

3、当量夹角不大于3另外，对多万向节传动输出轴的角加速度幅值 e 12大小加以限制，对于轿车，- I-12350rac|/s2;对于货车,600rad/s2，试校核 欢迎共阅 图示的万向欢迎共阅发动机的最大转矩、对应转速150Nm/4000rpm发动机的最大转速6000rpm整备质量1060kg最高车速180km/h膜片弹簧的工作压力6000N整车尺寸(长X宽辭)额定载质量整备质量公路行驶最高车速驱动形式节布置是否合理？若不合理，如何在不改变各轴夹角的情况下改动使其满足要 求？（2）现欲对该万向传动机构的传动轴进行强度校核，试简述计算载荷的确定方法？五、（本题17分）现欲为某一重型货车设计驱动桥：

4、（1）驱动桥采用怎样的形式较为合理？（2）选用哪种形式的主减速器较为合适？（3）选用哪种形式的差速器较为合适？（4） 哪种半轴支承形式较为合适？若该汽车后轴的最大载荷为13000kg，车轮滚动半径525mm，后轴负荷转移系数1.1，附着系数0.8，半轴的长度1124mm，材料的弹性模量2.1 X105Mpa，泊松比0.26，试确定半轴的直径？（要求半轴的扭转切应力小于600Mpa，每米长度转角小于15（5）选用哪种形式的桥壳较为合适？六、（本题9分）现欲为某一大客车设计悬架：（1）选用哪种悬架最为合适，为什么？ -P- I）（2）绘制选用悬架的弹性特性曲线？（3）设计时前后悬架的侧倾角刚度应如

5、何分配，为什么？七、（本题15分）现欲为某一乘用车设计转向系，并加装电动助力转向：（1）应选用何种转向器？（2）简述转向器的 灵”与轻”为何会形成矛盾？（3）若该汽车的前轴负荷为500kg， 轮胎气压0.3Mpa， 转向摇臂长150mm， 转向节臂 长160mm，方向盘半径200mm，转向器速比20，转向器正效率0.75，路面摩擦系数0.7, 试求原地转向阻力矩和方向盘上的手力？（4）绘制车速感应型电动助力转向的助力特性？八、（本题8分）某轻型货车的有关参数如下：总重26000N，重心到前轴的距离1428mm，轴距2700mm，重心高度50mm（满载），车轮半径0.35m，主减速器的传动比为4

6、.02，采 用中央驻车制动器，试求：在不计车轮滚动阻力的条件下，汽车沿着附着系数0.7的路面上行驶时，极限上坡路倾角和相应所需要的中央驻车制动器的最大制动力矩。汽车设计期末考试试卷（开卷）参考答案（本题8分）（1）由题意：A=2065 3390mm2= 7m2故选择功率为200kw的发动机ma=(20000 12000)kg = 32000 kg欢迎共阅（2）FR（或答平头型）、（本题18分）（2校核后备系数-:由于介于1.21.75之间，符合要求校核单位压力p:由于p小于0.5MPa，符合要求校核最大圆周速度VD:故最大圆周速度VD符合要求（3）如图所示:三、（本题13分）（1）本题为中间轴

7、式的六挡变速器，所有的前进挡均采用同步器换挡，倒档采用直齿滑（1）取直径系数KD=14.6大径D二KD. Temax=14.6 , 150mm二178.8mm故选择外径为180mm，擦片内径为125mm，厚度为3.0/3.2/3.5mm,槽数为24的摩2R3有效半径R- 3 90-r32903-62.53222mm = 0.077m尺寸要求为:破坏形式：裂纹首先在缘点产生，但此裂纹不明显影响碟簧的承载能力，继后，在碟簧部分的拉应力导致裂纹并发,2：H /h：碟簧部分的内上发展到破坏，内下缘点产生的展到破坏。动齿轮换挡，具体的传动路线为:1档：动力从第一轴到齿轮7 6112，锁销式同步器右移,到

8、第二轴;2档：动力从第一轴到齿轮7 6211，锁销式同步器左移,到第二轴;3档：动力从第一轴到齿轮7 6310，锁环式同步器右移,到第二轴;4档：动力从第一轴到齿轮7 649，锁环式同步器右左移，到第二轴;5档：动力从第一轴到齿轮7 658，锁环式同步器右移，到第二轴;6档：动力从第一轴到齿轮7 6，锁环式同步器左移，到第二轴，得直接档;倒档：搭档同步器左移，得倒档四、（本题12分）更改使第二个万向节的主动叉与第一个万向节的主动叉共面 更改后的万向节的当量夹角o（e = Jo（12+o（22G32= 2.4。（ = 0.042rad ） c 3最大角速度：=2n =2n 3000rad /mi

9、n -100：rad /s故更改后的布置是满足要求的（2）计算载荷的确定方法有三种：按发动机的最大转矩和一档的传动比确定；按驱 动轮打滑确定；按日常平均使用转矩确定；静强度计算取中的较小值，疲劳强度计算 取h ； / ./五、（本题17分）i I.r |（1）非断开式（2）分开式双级减速（配轮边减速）（3）对称锥齿轮差速器（4）选用全浮式半轴取直径系数K=0.21d二K3M J 0.21329429400mm = 64.8mm取直径d=65mm校核切应力:由于.介于500700MPa之间，符合要求校核单位长度的扭转角：:故单位长度的扭转角符合要求综上所述：半轴的直径可取为65mm（5）整体铸造

10、式桥壳六、（本题9分）（1）空气悬架，理由：可以保证客车的车身高度不随乘客的数量变化而改变（2）如图所示：（3）应使前悬架的侧倾角刚度大于后悬架的侧倾角刚度，使汽车具有不足转向的特性 七、（本题15分）欢迎共阅(2)- : arctanr sin afR0.1 30-二arctan353sin 7由于锁止角一般介于2642。之间，故本题中锁止角的范围取2635（1）图示万向节的当量夹角:e2 2 2 一 0(2一 0(3-5.53，故其布置是不合理的;I r-欢迎共阅(1)齿轮齿条式(2)转向器的 灵要求转向器的角传动比小，转向器的 轻要求转向器的力传动比大， 而理论分析表明：转向器的角传动比和转向器的力传动比成正比，因而转向器的 灵”与轻 会形成矛盾最大制动力矩M=magreSin：=2600035亦20.56N Z 795N m1(3)原地转