汽车设计复习题及答案

第一章汽车的总体设计总体设计的任务？正确选择性能指标、重量和尺寸参数，提出整车总体设计方案。对各部件进行合理布置，并进行运动校核。3.

对汽车性能进行精确控制和计算，保证主要性能指标的实现。4.协调各种矛盾。简述汽车开发程序。1汽车新产品开发流程2概念设计3目标成本4试制设计5样车试制和试验6生产准备阶段7销售设计任务书包括哪些内容？1可行性分析2产品型号及其主要功能技术规格和性能参数3整车布置方案的描述及各主要总成结构特性参数4国内外同类汽车技术性能的分析对比5本车拟采用的新技术新材料和新工艺5.不同形式汽车的区别主要体现在哪些方面？轴数、驱动形式和布置形式6.按发动机的位置分，汽车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？1前置前轮驱动：优点前桥轴荷大有明显的不足转向性能，越过障碍的能力高，动力总成结构紧凑，提高汽车机动性扫热好，操纵机构简单整备质量轻；缺点万向节结构复杂，前轮命短，上坡能力低易打滑侧滑，发动机横置时总体布置困难2前置后轮驱动优点轮胎使用寿命高，不需等速万向节，操纵机构简单发动机冷却条件好，爬坡能力强，拆装维修方便；缺点地板有突起通道影响舒适性，正面碰撞前排受严重伤害，整车整备质量增加，经济性动力性不佳3后置后轮驱动优点动力总成结构紧凑，汽车前部高度降低增加了视野，改善了后排座椅中间座位成员出入的条件舒适性高，整车整备质量小，爬坡能力高，汽车机动性能好；缺点后桥负荷重操纵性差，操纵结构复杂高速操纵不稳定，发动机冷却玻璃除霜带来不利，汽车追尾后排乘客受严重伤害，行李箱体积不大。何谓汽车的轴荷分配？汽车轴荷分配的基本原则是什么？汽车在空载或满载静止状态下各车轴对支撑平面的垂直负荷，也可用占空载或满载总质量的百分比来表示。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作稳定性又要求转向轴的负荷不应过小。汽车的主要参数分几类？各类又含哪些参数？各质量参数是如何定义的？1动力性参数：最高车速·加速时间·上坡能力·比功率比转矩2燃油经济性3汽车最小转弯直径4通过性几何参数：最小离地间隙·接近角·离去角·纵向通过半径5操纵稳定性：转向特性参数·车身侧倾角·制动前俯角6制动性参数7舒适性六整车布置中有几条基准线（零线），它们各是什么尺寸的基准线？答：五条1.车架上平面线——垂直方向的基准线2.前轮中心线——纵向尺寸的基准线3.汽车中心线——横向尺寸的基准线4.地面线——是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙等尺寸的基准线5.前轮垂直线——是标注汽车轴距和前悬的基准线。总布置设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容和意义？内容从整车角度出发进行运动学正确性的检查，对于有相对运动的部件或零件进行运动干涉检查。意义如发动机前置时，会因采用中间轴式火两轴式变速器的不同时变速器输出轴的转动方向不同，这就影响主减速器的结构，因此必须进行运动学方面的检查以保证有足够的前进挡数。又如转向路的转动方向必须与转向盘的转动方向一致，为此应对螺杆的旋向摇臂的位置转向传动机构的构成等进行运动学正确性的的检查。8.简要回答汽车轴距的长短会对汽车的性能产生哪些影响？轴距L对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。当轴距短时，上述各项指标减小。此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长；汽车上坡、制动或加速时轴荷转移过大，使汽车制动性或操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。八、简要回答汽车轮距的大小会对汽车产生哪些影响？单就货车而言，如何确定其前后轮距？答：汽车轮距的大小会对汽车总质量、最小转弯直径、侧倾刚度产生影响。就货车而言确定总原则：受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大，前轮距B1：应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。后轮距B2：应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。9.前后悬的长短会对汽车产生哪些影响？前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、上车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响。增加前悬尺寸，减小了汽车的接近角15.按汽缸排列的形式来分，发动机有哪几种型式？简述各自的特点？（1）直列结构简单、宽度窄、布置方便。但当发动机缸数多时，在汽车上布置困难，且高度尺寸大。适用于6缸以下的发动机（2）水平对置平衡好，高度低。在少量大客车上得到应用。（3）v型曲轴刚度高，尺寸小，发动机系列多。但用于平头车时，发动机宽布置较为困难，造价高。主要用于中、高轿车以及重型货车上。17.简述画转向轮跳动图的目的？（1）确定转向轮上跳并转向至极限位置时占用的空间，从而决定轮罩形状及翼子扳开孔形状；（2）检查转向轮与纵拉杆、车架之间是否有足够的运动间隙。13.汽车轴荷分配的基本原则是什么？a、轮胎磨损均匀和寿命相近；（各车轮负荷相近）b、保证足够的附着能力；（驱动桥应有足够大的载荷）c、转向轻便；(转向轴负荷不宜过大)d、良好的操纵稳定性；(转向轴负荷不宜过小)e、动力性和通过性要求。（驱动桥应有足够大的载荷，从动轴负荷可适当减小一、计算题1.某汽车采用普通有机摩擦材料做摩擦片的单片离合器。已知：从动片外径D，从动片内径d，摩擦系数μ，摩擦面单位压力p0。求该车离合器可以传递的最大摩擦力矩。解：因为单片离合器，故Z=2，又c=d/D，故=第二章离合器设计离合器的主要功用？切断和实现发动机对传动系的动力传递，确保汽车平稳起步。换挡时将发动机与传动系分离，减少齿轮冲击。3、限制传动系的最大转矩。4、降低传动系的振动和噪声离合器操纵机构应当满足哪些基本要求：1.踏板力要尽可能小2.踏板行程一般在80-150mm范围内，最大不超过180mm3.应有踏板行程调整装置，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可以复原4.应有踏板行程限位装置，以防止操纵机构的零件因受力过大而损坏5.应具有足够的刚度6.传动效率要高7.发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作8.工作可靠、寿命长。维修保养方便8.离合器的主要参数有哪些：后备系数单位压力摩擦片外径、内径和厚度摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙9.何为离合器的后备系数？影响其取值大小的因素有哪些：后备系数是离合器设计中的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度11.在机械传动系中，按传递转矩方式和操纵方式，离合器可分为哪几种类型？机械式、液压式机械式和液压式操纵机构的助力器、气压式和自动操纵机构等。12.离合器的压紧弹簧有几种型式，几种布置型式。哪压紧弹簧比较适用于轿车：周置弹簧离合器中央弹簧离合器斜置弹簧离合器膜片弹簧离合器圆周布置中央布置斜向布置膜片弹簧简述扭转减振器的作用：降低发动机曲轴与传动系结合部分的扭转刚度，调谐传动系扭转固有频率增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，衰减因冲击而产生的瞬态扭振3.控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭振及噪声4.缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的结合平稳性第三章机械式变速器设计根据轴的不同型式，变速器可分为哪些类型？？固定轴式：两轴式、中间轴式、多中间轴式、双中间轴式旋转轴式2.汽车变速器有哪几种换档形式1直齿滑动齿轮2啮合套3同步器换挡变速器的主要参数有哪些1档数2传动比范围3中心距4外形尺寸5齿轮参数6各档齿轮齿数分配5.在变速器的使用当中，常常会出现自动脱档现象，除从工艺上解决此问题外，在结构上可采取哪些比较有效的措施？1将两啮合齿的啮合位错开2将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄3将接合齿的工作面设计并加工成斜面形成倒锥角，使接合齿面产生阻止自动脱档的轴向力。6.为什么中间轴式变速器的中间轴上斜齿轮螺旋方向一律要求取为右旋，而第一、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋？斜齿轮传递转矩式会产生轴向力并作用在轴承上，上述设计可使中间轴上的轴向力相互抵消第四章万向节和传动轴设计万向传动轴设计的基本要求：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、振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2.万向节的类型：刚性万向节挠性万向节3.解释何为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节：不等速万向节是指万向节连接的两夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度相等的万向节准等速万向节是指在设计角度下以相等的瞬时角速度传递运动，而在其他角度下近似相等的瞬时角速度传递运动的万向节输出轴和输入轴以始终相等的瞬时角速度传递运动的万向节，称之为等速万向节4.试简要叙述普通十字轴式单万向节的主要特性。传动的不等速性，即当主动轴以等角速度转动时，从动轴时快时慢。试说明十字轴式万向节连接的两轴夹角不宜过大的原因是什么：当夹角有4度增至16度时，万向节中的滚针轴承寿命将下降为原来寿命的1/4何为传动轴的临界转速？影响传动轴临界转速的因素有哪些：当传动轴的工作转速接近其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以至振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。它决定于传动轴的尺寸、结构及其支承情况等速万向节最常见的结构型式有哪些？简要说明各自特点？球叉式优点：结构简单，允许最大交角32º~33º；缺点：压力装配，拆装不方便，钢球与曲面凹槽单位压力大，磨损快；只有两个钢球传力，反转时，另两个钢球传力。球笼式优点：两轴最大交角为42º，工作时无论传动方向，六个钢球全部传力。与球叉式万向节相比，承载能力强，结构紧凑，拆装方便。若内外滚道采用圆桶形，则变成伸缩型球笼式万向节，省去传动装置中的滑动花键，滑动阻力小，适用断开式驱动桥。传动系零部件进行静强度计算分析时，按那些工况考虑计算载荷？1、发动机最大转矩和一挡传动比2、驱动轮打滑3、日常平均使用转矩。第五章驱动桥设计在对驱动桥的设计当中，应满足哪些基本要求？A适当的主减速比B外廓尺寸小C齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。D在各种载荷和转速工况下有高的传动效率。E具有足够的强度和刚度。F与悬架导向机构运动协调；对于转向驱动桥还应该与转向机构运动协调。G结构简单，加工工艺好，容易制造维修调整方便。简述驱动桥的组成和作用。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成基本功能是：①将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速增大转矩；②通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；③通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向；④通过桥壳体和车轮实现承载及传力作用主减速器中，主、从动锥齿轮的齿数应当如何选择才能保证具有合理的传动特性和满足结构布置上的要求？A应避免有公约数B主从动轮齿数之和应不小于40C对于乘用车Z1不少于9商务车Z1不小于6D主传动比i0较大时Z1取少些EZ1和Z2有适宜的搭配5.汽车为典型布置方案，驱动桥采用单级主减速器，且从动齿轮布置在左侧。如果将从动轮移到右侧，试问传动系的其他部分需要如何变动才能够满足使用要求？为什么？可将变速器由三轴改为二轴的，因为从动齿轮布置方向改变后，半轴的旋转方向将改变，若将变速器置于前进挡，车将倒行，三轴式变速器改变了发动机的输出转矩，所以改变变速器的形式即可，由三轴改为二轴的。为什么会在驱动桥的左右车轮之间都装有差速器（轮间差速器）？为了保证驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。何谓“差速器锁紧系数K”？它与两半轴转矩比Kb有何关系？差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比。KB=(1+K)/(1-K)8简述普通差速器工作原理，试导出差速器的运动学方程式。外侧车轮收到的阻力大，这个时候左右半轴齿轮的扭矩不同，就会导致行星齿轮的转动，行星齿轮能给内侧齿轮一个阻力扭矩实现减速，同时也能给外侧齿轮增速，这样外侧齿轮比内侧齿轮的转速快，实现了顺利的转弯。9.根据车轮端的支承方式不同，半轴可分为哪几种型式，简述各自特点。半浮式，3/4浮式，全浮式半浮式半轴结构简单，所受载荷较大，只用于乘用车和总质量较小的商用车上。3/4浮式载荷相对半浮式有所减轻，一般仅用在乘用车和总质量较小的商用车上。全浮式理论上至承受转矩，作用于驱动轮上的其他法力和弯矩全部由桥壳来承受，主要用于质量较大的商务车上。第六章悬架设计悬架有哪些作用？传递车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩;缓和、抑制路面对车身的冲击和振动；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性。（4）保证汽车的操纵稳定性简述独立悬架和非独立悬架的特点。独立悬架的结构特点是左右车轮通过各自的悬架与车架连接。非独立悬架的结构特点是左右车轮用一根整体轴连接在经过悬架与车架连接5.按车轮运动形式的不同，独立悬架可分为哪些形式？双横臂式，单横臂式，双纵臂式，单纵臂式，单斜臂式，麦弗逊式和扭转梁随动臂式6.钢板弹簧总成在自由状态下的弧高H0由哪几部分组成？静挠度，满载弧高，钢板弹簧总成用U形螺栓夹紧后引起的弧高变化。第七章转向系设计1.何为转向器的正效率，在设计中如何提高正效率，哪一种转向器的正效率最高？功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率。转向摇臂轴轴承选用滚针轴承齿轮齿条式，循环球式转向器2.何为转向器的逆效率，根据逆效率所分的三种转向器各有什么优缺点？目前汽车上广泛使用的是哪一种转向器？为什么？功率P1由转向摇臂轴输入，经转向轴输出所求得的效率称为逆效率。可逆式：优点，能保证转向后，转向轮和转向盘自动回正。缺点，在不平路面上行驶时，车轮受到的冲击力能大部分传至转向盘，造成驾驶员“打手”，使之精神紧张；如果长时间在不平路面上行驶，易使驾驶员疲劳，影响安全驾驶。不可逆式：缺点，车轮受到的冲击力由转向传动机构的零件承受，因而这些零件容易受损。它既不能保证车轮自动回正，驾驶员又缺乏路面感觉。极限可逆式：优点，车轮收到冲击作用时，只有较小一部分传至转向盘。逆效率较低在不平路面上行驶时，驾驶员不十分紧张，同时转向传动机构的零件所承受的冲击力也比不可逆式转向器小。广泛采用可逆式转向器，路面作用在车轮上的力，经过转向系可大部分传递到转向盘，这种逆效率较高的转向器属于可逆式。它能保证转向轮和转向盘自动回正，既可以减轻驾驶员的疲劳，又可以提高行驶安全性。3.转向器的角传动比，传动装置的角传动比和转向系的角传动比指的是什么？他们之间有什么关系？转向器角传动比：转向盘角速度与摇臂轴角速度之比传动装置的角传动比：摇臂轴角速度与同侧转向节偏转角速度之比转向系角传动比：转向盘角速度与同侧转向节偏转角速度之比转向系的角传动比由转向器角传动比和转向传动机构角传动比组成。4转向系的力传动比指的是什么？力传动比和角传动比有何关系？力传动比：从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力与作用在转向盘上的手力之比5.转向器角传动比的变化特性是什么？在不装动力转向的车上采用什么措施来解决轻和灵的矛盾？增大角传动比可以增加力传动比。当Fw一定时，增大力传动比能减小作用在转向盘上的手力Fh，使操纵轻便。由

的定义可知：对于一定的转向盘角速度，转向轮偏转角速度与转向器角度传动比在反比。角传动比增加后，转向轮偏转角速度对转向盘角速度的响应变得迟钝，汽车转向灵敏性降低，所以“轻”和“灵”构成一对矛盾。为解决这对矛盾，可采用变速比转向器7.对汽车的转向梯形机构有哪些要求？常用的是那种结构形式？在设计梯形机构时，需要确定哪几个参数？1）正确选择转向梯形参数，保证汽车