汽车设计知识小节

1、汽车设计知识小节（P3） 1、但外部造型、设计必须建立在汽车总体布置基础上，并考虑汽车应当有良好的空气动力学特性和制造工艺性。(P4) 2、要对各部件进行较为仔细的布置，要求较为准确地画出各部件的形状和尺寸，确定各总成质心的位置，然后计算轴荷分配和质心位置（包括质心高度，质心至前、后轴的距离），必要时还要进行调整。此时，应较准确的确定其车与汽车总成位置有关的各尺寸参数，同时对整车主要性能进行计算，并据此确定各总成的技术参数，要确保各总成之间的参数匹配合理，以保证整车各项性能指标达到预定要求。（P20） 3、轴荷分配 汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可

2、以用占空载和满载总质量的百分比来表示。轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的负荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的负荷，而从动轴上的负荷可以适当减小，以利减小从动轮滚动阻力和提高在环路面上的通过性；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，又要求转向轴的负荷不应过小。因此，可以得出作为很重要的轴荷分配参数，各使用性能对其要求是相互矛盾的，这就要求设计时应根据对整车的性能要求、使用条件等，合理地选取轴荷分配。 汽车的驱动形式与发动机位置、汽车结构特点、车头形式和使用条件等均对轴荷分配有显著影响。当总体布置进行轴荷分配计算不能满

3、足预定要求时，可通过重新布置某些总成、部件的位置来调整。必要时，改变轴距也是可行的方法之一。（P23） 4、总体设计要确定的通过性几何参数有：最小离地间隙，接近角，离去角，纵向通过半径等。5、操纵稳定性参数 汽车操纵稳定性的评价参数较多，与总体设计有关并能作为设计指标的有：（1）转向特性参数 为了保证有良好的操纵稳定性，汽车应具有一定程度的不足转向。通常汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时，前、后轮侧偏角之差1-2作为评价参数。此参数在1°-3°为宜。（2）车身侧倾角 汽车以0.4g的向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角控制在3°以内较好，最大不允许超过7&#

4、176;。（3）制动前俯角 为了不影响乘坐舒适性，要求汽车以0.4g的减速度制动时，车身的前俯角不大于1.5°。（P30） 6、要求nP与nT之间有一定差值，如果它们很接近，将导致直接挡的最低稳定车速偏高，使汽车通过十字路口时换挡次数增多。因此，要求nP/nT在1.4-2.0之间选取。（P38）7、驱动桥的位置取决于驱动轮的位置，同时为了使左右半轴通用，差速器壳体中心线应与汽车中心线重合。（P60） 8、单位压力P0决定了摩擦表面的耐磨性，对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率的大小、摩擦面尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。对于离合器使用

5、频繁、发动机后备系数较小、载质量大或经常在坏路面上行驶的汽车，P0应取小些；当摩擦片半径较大时，为了降低摩擦片外沿处的热负荷，P0应取小些；后备系数较大时，可适当增大P0。（P89）9、要求相邻挡位之间的传动比比值在1.8以下，该值越小换挡工作越容易进行。因高档使用频繁，所以又要求高档区相邻挡位之间的传动比比值，要比低档区相邻挡位之间的传动比比值小。（P91）10、齿轮模数是一个重要参数，并且影响它的选取因素又很多，如齿轮的强度、质量、噪声、工艺要求等。选取模数时要遵守的原则：在变速器中心距相同的条件下，选取较小的模数，就可以增加齿轮的齿数，同时增加齿宽可使齿轮啮合的重合度增加，并减少齿轮噪声

6、，所以为减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽；为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽；从工艺方面考虑，各挡齿轮应该选用一种模数，从强度方面考虑，各挡齿轮应有不同的模数；减少乘用车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应该选的小一些；对货车减少质量比减少噪声更重要，故齿轮应该选用大些的模数；变速器抵挡齿轮应选用大些的模数，其他挡位应选用另一种模数。少数情况下，汽车变速器各挡齿轮均选用相同的模数。（P92）11、斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。设计时，应力求使中间轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减少轴承负荷，提高轴承寿命。因此，中间轴上不同挡位齿轮的螺旋角应该是不一

7、样的。为使工艺简便，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成一样的，或者仅取为两种螺旋角。中间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋，则第一、第二轴上的斜齿轮应取为左旋。（P94）12、为了增加斜齿轮的重合度，降低噪声和提高齿根强度，有些变速器采用齿顶高系数大于1.00的细高齿制。采用细高齿制时，必须通过验算保证齿顶厚度不得小于0.3mn和齿轮没有根切和齿顶干涉。（P99）13、对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产生的挠度和轴在水平面内的转角。前者使齿轮中心距产生变化，破坏了齿轮的正确啮合；后者使齿轮相互歪斜，致使沿齿长方向的压力分布不均匀。（P100）14、按结构分，惯性式同步器有锁销式、滑块式

8、、锁环式、多片式和多锥式几种。虽结构不同，但是他们都有摩擦元件、锁止元件和弹性元件。（P102）15、（1）接近尺寸b 同步器换挡第一阶段中间，在滑块侧面压在锁环缺口侧边的同时，且啮合套相对滑块作轴向移动钱，啮合套接合齿和锁环接合齿倒角之间的轴向距离b，称为接近尺寸。尺寸b应大于零，b=0.2-0.3mm。（2）分度尺寸a 滑块侧面与锁环缺口侧边接触时，啮合套接合齿与锁环接合齿中心线间的距离a，称为分度尺寸。尺寸a应等于1/4接合齿齿距。（P104）16、在空挡位置，锁环锥面的轴向间隙应保持在0.2-0.5mm。(P106)17、锁止角 锁止角选取得正确，可以保证只有在换挡的两个部分之间角速度

9、差达到零值才能进行换挡。影响锁止角选取的因素，主要有摩擦因数f、摩擦锥面平均半径R、锁止面平均半径和锥面半锥角。已有结构的锁止角在26°-42°范围内变化。18、同步时间t 同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间越短越好。除去同步器的结构尺寸、转动惯量对同步时间有影响之外，变速器输入轴、输出轴的角速度差及作用在同步器摩擦锥面上的轴向力，均对同步时间有影响。轴向力大，则同步时间减小。而轴向力与作用在变速杆手柄上的力有关，不同车型要求作用在手柄上的力也不相同。为此，同步时间与车型有关，计算时可在下述范围选取：对乘用车变速器，高档取0.15-0.30s，低档选取0.50-0

10、.80s；对货车变速器，高档取0.30-0.80s，低档取1.00-1.50s。（P114）19、万向传动轴设计应满足的基本要求：1） 保证所连接的两轴的夹角及相对位置在一定范围内变化时，能可靠而稳定的传递动力；2） 保证所连接的两轴尽可能等速运转。由于万向节夹角而产生的附加载荷、震动和噪声应在允许的范围内，在使用车速范围内不应产生共振现象。3） 传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。20、万向传动轴在汽车上的应用比较广泛。发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架不断变形，变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化，因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴

11、；某些汽车根据总布置要求需将离合器与变速器、变速器与分动器之间拉开一定距离，考虑到它们之间很难保证轴与轴同心及车架的变形，所以经常采用十字轴万向传动轴或挠性万向传动轴；对于转向驱动桥，左、右驱动轮需要随汽车行驶轨迹变化而改变方向，这时多采用等速万向传动轴。(P119)21、圆弧槽型球叉式万向节作为转向驱动桥的传力构件时，万向节旋转轴线应与车桥轴线重合，以避免发生万向节摆动现象。为了不致于在万向节转角接近最大值时，放置传力钢球的主、从动叉的交叉槽趋于平行位置，导致钢球无法约束而自动散开，并造成万向节装配关系破坏，设计时，应使两叉的最大夹角大于车轮的最大转角，同时万向节中心应位于转向主销轴线上。（

12、P129）22、球笼式万向节的失效形式主要是钢球与接触滚道表面的疲劳点蚀。在特殊情况下，因热处理不当、润滑不良或温度过高等也会因为磨损而损坏。（P131）23、传动轴的长度和夹角及它们的变化范围，有汽车的总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与花键轴有足够的配合长度；而在长度处于最小时，两者不顶死。传动轴夹角的大小影响万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动效率和十字轴旋转的不均匀性。在长度一定时，传动轴的断面尺寸应保证传动轴具有足够的强度和足够高的临界转速。所谓临界转速就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有震动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转

13、速，它决定于传动轴的尺寸、结构及其支承情况。（P147）24、在设计中，应根据中、后桥锥齿轮的布置、旋转方向、双曲面齿轮的偏移方式以及圆柱齿轮副在锥齿轮副前后的布置位置等因素来确定锥齿轮的螺旋方向。所选的螺旋方向应使主、从动锥齿轮有相斥的轴向力。这种结构与前者相比，结构紧凑，高度尺寸减小，有利于降低车厢地板及整车质心高度。(P149)25、选择主、从动齿轮齿数时应考虑如下因素：1） 为了磨合均匀，z1与z2之间应避免有公约数。2） 为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不少于40。3） 为了啮合平稳、噪声小和具有较高的疲劳强度，对于乘用车，z1一般不小于9；对于商用车

14、，z1一般不小于6。4） 主传动比i0较大时，z1尽量取得少些，以便得到满意的离地间隙。5） 对于不同的主传动比，z1和 z2应有适宜的搭配。(P151)26、轮齿损坏形式主要有弯曲疲劳折断、过载折断、齿面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。（P174）27、对悬架提出的设计要求有：1） 保证汽车有良好的行驶平顺性。2） 具有合适的衰减震动的能力。3） 保证汽车具有良好的操纵稳定性。4） 汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适。5） 有良好的隔声能力。6） 结构紧凑、占用空间尺寸要小。7） 可靠地传递车身与车轮之间的各种力和各种力矩，在满足零部件质量要小的同时，还

15、要保证有足够的强度和寿命。(P176)28、见课本或图片（P178）29、乘用车后悬架采用纵置钢板弹簧非独立悬架，而前悬架采用双簧臂式独立悬架时，能够通过将上横臂支承销轴线在纵向垂直平面上的投影设计成前高后低状，使悬架的纵向运动瞬心位于有利于减少制动前俯角处，使制动时车身纵倾减少，保持车身有良好的稳定性能。（P200-201）30、见课本或图片（P233）31、选取D（循环球式转向器钢球中心距）值的规律是随着扇齿模数的增大，钢球中心距D也相应增加。设计时先参考同类型汽车的参数进行初选，经强度验算后，再进行修正。螺杆外径D1通常在20-38mm范围内变化，设计时应根据转向轴负荷的不同而选定。螺母内径D2应大于D1，一般要求D2-D1=（5%10%）D。（P138）32、对动力转向机构的要求：1） 运动学上应保持转向轮转角和驾驶员转动转向盘的转角之间保持一定的比例关系。2）