汽车设计复习题及答案Word格式文档下载.docx

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9.总体设计中应进行哪些运动校核？

从整车角度出发进行运动学正确性检查，对于有相对运动的部件或零件进行运动干涉检查。

10.掌握如下基本概念：

汽车的装载质量、汽车整车整备质量、汽车的最小转弯直径、轴荷分配、商用车、乘用车。

11.我国公路标准规定：

单轴最大允许轴载质量为多少？

总质量小于19t的公路运输车辆采用什么汽车？

10t；

双轴。

12.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、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径有影响。

当轴距短时，上述各指标减小。

此外，轴距还对轴荷分配有影响。

轴距过短会使车厢（箱）长度不足或后悬过长；

上坡或制动时轴荷转移过大，汽车制动性和操纵稳定性变坏；

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。

13.大作业：

一辆轻型载货汽车总质量3500kg，整备质量1560kg，最大车速90km/h。

根据以上数据，参考成熟车型，确定该车轴数、驱动形式、布置形式、主要尺寸和主要性能参数；

选择合适的轮胎和发动机，最后进行总体布置。

注意国家各项法规规定和汽车设计规范。

第二章离合器设计

1.掌握如下基本概念：

摩擦离合器的组成、膜片弹簧的弹性特性、膜片弹簧弹性特性的影响参数、离合器的后备系数β。

摩擦离合器的组成：

主动部分、从动部分、压紧机构、操纵部分

膜片弹簧的弹性特性：

膜片弹簧弹性特性的影响参数：

弹性模量；

泊松比；

膜片弹簧自由状态下碟簧部分部分的内截锥高度；

膜片弹簧钢板厚度；

自由状态下碟簧部分大、小端半径；

压盘加载点和支撑环加载点半径。

离合器的后备系数：

离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，必须大于1

2.离合器在切断和实现对传动系的动力传递中，发挥了什么作用？

保证汽车起步时将发动机与传动系平顺结合，确保汽车平稳起步；

在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；

在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；

有效地降低传动系中的振动和噪声。

3.膜片弹簧离合器有什么优缺点？

优点：

1膜片弹簧具有较理想的非线性特性如图2—12所示，弹簧压力在摩擦片允许磨损范围内基本不变（从安装时工作点B变化到A点），因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；

2对于圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降（从B点变化到A小撇点）。

离合器分离时，弹簧压力有所下降（从B点变化到C点），从而降低了踏板力；

对于圆柱螺旋弹簧，压力则大大增加（从月点变化到C，点）。

3膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。

4高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；

而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。

5由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命。

6易于实现良好的通风散热，使用寿命长。

7平衡性好。

8有利于大批量生产，降低制造成本。

缺点：

但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材质和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。

4.压盘的驱动方式有哪些？

简述各自优缺点。

凸块-窗孔氏、传力销式、键块式和弹性传动片式；

前三种的共同缺点是在联接件之间都有间隙，在驱动中将产生冲击和噪声，而且在零件相对滑动中有摩擦和磨损，降低了离合器传动效率。

弹性传动片式：

此结构中压盘与飞轮对中性能好，使用平衡性好，使用可靠，寿命长。

但反向承载能力差，汽车反拖时易折断传动片，故对材料要求较高，一般采用高碳钢。

5.今有单片和双片离合器各一个，它们的摩擦衬片、外径尺寸相同，传递的最大转矩Temax相同，操纵机构的传动比也一样，问作用到踏板上的力Ff是否相等？

如果不相等，哪个踏板上的力？

为什么？

不相等，双片离合器踏板上的压力小。

由离合器静摩擦力矩公式可知，双片应取Z=2，意味着静摩擦力矩增大，所以作用到踏板上的力变小

6.离合器的动力传动路线？

7.离合器接合时的滑摩功与什么因素有关？

汽车总质量、轮胎滚动半径、起步所用变速器档位传动比、主减速器传动比、发动机转速。

8.离合器的型式有哪些，各适用于什么场合？

按从动盘数分类：

单片离合器（对于乘用车和最大总质量小于6t的商用车）；

双片离合器（一般用在传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合）；

多片离合器（湿式）（最大总质量大于14t的商用车）

按压紧弹簧和布置形式分类：

周置弹簧离合器（应用较广泛）；

中央弹簧离合器（用于发动机最大转矩大于400-500n.m的商用车上）；

斜置弹簧离合器（最大总质量大于14t的商用车上）；

膜片弹簧离合器（广泛应用）

9.离合器设计的主要参数是什么？

后备系数β；

单位压力p0；

摩擦片外径D、内径d和厚度b；

摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙dertat

10.离合器基本参数的优化变量是什么？

目标数是什么？

约束条件是什么？

优化的变量：

离合器工作压力F、离合器摩镲片外径D、内径d；

目标数：

f（x）=min[π/4（D平方-d平方）]

约束条件：

最大圆周速度；

摩擦片内外径比；

后备系数；

单位摩擦面积传递的转矩；

单位压力；

单位摩擦面积滑磨功。

11.膜片弹簧主要参数如何选择？

强度应如何校核？

12.选择离合器的后备系数β时应考虑哪些因素？

1）摩擦片在使用中磨损后，离合器还应能可靠地传递发动机最大转矩。

2）要防止离合器滑磨过大。

3）要能防止传动系过载。

根据以上数据以及以前大作业设计结果，参考成熟车型，为该车的离合器进行选型，确定主要参数，对选定的离合器进行设计计算。

并设计合理的扭转减振器、操纵机构以及其它元件。

第三章机械式变速器设计

1.变速器由哪两大机构组成？

变速传动机构和操纵机构组成

2.变速器用齿轮有哪些类型，常啮合齿轮均采用什么齿轮？

直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮；

常啮合均采用斜齿圆柱齿轮。

3.变速器换挡机构有哪些形式？

直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档

4.变速器的中心距A对轮齿的接触强度有何影响？

中心距越小，轮齿的接触应力越大，齿轮寿命越短。

5.什么CVT？

无级变速传动。

6．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）将两接合齿的啮合位置错开，见图3—9。

这样在啮合时，使接合齿端部超过被接合齿约1～3mm。

使用中接触部分挤压和磨损，因而在接合齿端部形成凸肩，用来阻止接合齿自动脱挡。

2）将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（切下O.3～O.6mm），这样，换挡后啮合套的后端面被

后齿圈的前端面顶住，从而减少自动脱挡，见图3—10。

3）将接合齿的工作面加工成斜面，形成倒锥角（一般倾斜2o～3o），使接合齿面产生阻止自动脱挡的轴向力，见图3—11。

这种方案比较有效，应用较多。

7.为什么中间轴式变速器的中间轴上斜齿轮的螺旋方向一律要求取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮的螺旋方向取为左旋？

（1）斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。

（2%）

（2）在设计时，力求使中间轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命。

（2%）3图为中间轴轴向力的平衡图（2%）

（3）中间轴上齿轮的螺旋方向取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋后，图中轴向力Fa1和Fa2可相互平衡，第一轴、第二轴上斜齿轮所产生的轴向力由箱体承担。

8.变速器总成主要有哪些零部件？

设计的基本步骤如何？

哪些参数由总布置给出？

轴、齿轮、拨叉、同步器、变速器箱体；

主要参数：

档数、传动比范围、中心距、外形尺寸、齿轮参数、各档齿轮齿数分配。

9.斜、直齿轮在啮合中受力如何？

各力如何计算？

10.两轴式和中间轴式变速器各有何特点？

适用什么场合？

两轴式：

多用于发动机前置前轮驱动的汽车上；

与中间轴式变速器比较，两轴式变速器因轴和轴承数少，所以有结构简单，轮廓尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间档位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高同时噪声低。

因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高挡工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。

此外，受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。

对于前进挡，两轴式变速器输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反；

而中间轴式变速器的第一轴与输出轴的转动方向相同。

中间轴式：

多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。

变速器第一轴的前端经轴承支承在发动机飞轮上，第一轴上的花键用来装设离合器的从动盘，而第二轴的末端经花键与万向节连接。

在除直接档以外的其他档位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低，这是它的缺点。

11.变速器传动比如何确定？

变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。

传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽车的最高车速和使用条件（如要求的汽车爬坡能力）等因素有关。

目前轿车的传动比范围在3～4之间，轻型货车在5～6之间，其它货车则更大。

12.变速器设计中要进行哪些校核计算？

轮齿的强度，轴的强度。

13.何谓变位齿轮？

为什么变速器中要使用变位齿轮？

刀具的节线与中线不重合，加工出来的齿轮在分度圆上的齿厚与齿槽宽不相等，叫做变位齿轮。

采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨损，抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。

14.惯性式同步器的工作原理？

主要设计参数？

在换挡时，在两换挡元件之间的角速度达到完全相等之前不允许换挡，因而能很好地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。

摩擦因数，同步环的主要尺寸，锁止角，同步时间，转动惯量的计算。

15．同步器的计算目的是什么？

是确定摩擦锥面和锁止面的角度，这些角度是保证用来满足连接件角速度完全相等以前不能进行换挡时所应满足的条件，以及计算摩擦力矩和同步时间。

16．操纵机构中的自锁、互锁、倒档锁如何设计？

用图表示。

17．大作业：

根据以上数据以及以前大作业设计结果，参考成熟车型，为该车的手动机械式变速器传动方案进行选择，确定变速器的主要参数，对选定的变速器进行设计计算；

并选型设计合适的同步器、操纵机构以及其它元件。

第四章万向传动轴设计

不等速万向节、准等速万向节、等速万向节

不等速万向节：

指万向节连接的两轴夹角大于0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：

在设计角度下以相等的瞬时角速度传递运动，而在其他角度下以近似相等的瞬时角速度传递运动的万向节。

等速万向节：

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。

2.万向节传动轴的功用？

用于工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。

3．为使同一平面的输出轴与输入轴等速旋转，采用双十字轴万向节传动必须满足什么条件？

必须保证与传动轴相连的两万向节叉布置在同一平面内，且使两万向节夹角相等。

4．十字轴万向节连接的两轴夹角不宜过大的原因是什么？

当夹角从4增大到16时，万向节中的滚针轴承寿命将下降到原来寿命的四分之一。

5.万向节的分类？

各自的适用场合？

十字轴式万向节；

准等速万向节（双联式万向节、凸块式万向节、三销轴式万向节、球面滚轮式万向节）；

等速万向节（球叉式万向节、球笼式万向节、伸缩型）；

挠性万向节

6．等速万向节最常见的结构型式有哪些？

简要说明各自特点？

球叉式万向节球叉式万向节结构较简单，可以在夹角不大于32°

～33°

的条件下正常工作。

球笼式万向节其承载能力和耐冲击能力强，效率高，结构紧凑，安装方便。

滚道的制造精度高，成本较高。

伸缩型球笼式

结构简单。

7．传动轴总成的不平衡有哪些影响因素？

如何降低传动轴总成的不平衡度？

十字轴的轴向窜动、传动轴滑动花键中的间隙、传动轴总成两端连接处的定心精度、高速回转时传动轴的弹性变形、传动轴上点焊平衡片时的热影响等。

提高滑动花键的耐磨性和万向节花键的配合精度、缩短传动轴长度并增加其弯曲刚度。

8．什么叫传动轴的临界转速？

临界转速的高低与传动轴的哪些参数有关？

轴向移动是通过钢球沿内、外滚道滚动实现的，滚动阻力小，传动效率高，

11．大作业：

一辆轻型载货汽车总质量3500kg，根据以上数据以及以前大作业设计结果，设计出适用的万向节，并进一步完成传动轴的分析与设计，第五章驱动桥设计，三种方式：

按发动机最大转矩和最低档传动比确定、按驱动轮打滑转矩确定、按汽车日常行，9.驱动桥的主要设计步骤？

，主减速器设计、差速器设计、车轮传动装置的选择及设计、桥壳的设计，10.差速器的主要设计步骤？

差速器齿轮的强度计算内容？

，答：

差速器

是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，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速。

与传动轴的支撑长度，传动轴轴管的内、外径。

9.万向传动轴计算载荷如何确定？

三种方式：

按发动机最大转矩和一挡传动比来确定；

按驱动轮打滑来确定；

按日常平均使用

转矩来确定。

10.中间支承的固有频率如何计算？

f0=1

2πCR

m

根据以上数据以及以前大作业设计结果，参考成熟车型，为该车的万向传动装置进行方案分析和选择，确定结构方案，进行相应的运动和受力分析，设计出适用的万向节；

并进一步完成传动轴的分析与设计。

第五章驱动桥设计

1．车轮传动装置的基本功用是什么？

在不同型式的驱动桥中，充当车轮传动装置的主要部件各是什么？

基本功用：

增扭、降速，改变转矩的传递方向；

驱动桥还需要承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩。

断开式驱动桥：

万向传动装置；

非断开式驱动桥：

半轴。

2.驱动桥的组成？

主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳等组成

3．对称锥齿轮式差速器的分类？

普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器、强制锁止式差速器

4．主减速器主动锥齿轮的支承方式？

悬臂式支承和跨置式支承

5.主减速器的结构形式主要根据什么分？

主减速器齿轮有哪些类型？

根据齿轮类型、减速形式以及主、从动齿轮的支承形式

弧齿锥齿轮、双曲面锥齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆齿轮

6.单级主减速器的结构型式有哪几种？

i0<

2，i0>

4.5，i0=7—12，i0>

12时各应选择什么主减速器？

分别采用单级主减速器、单级主减速器、双级主减速器、

7.螺旋锥齿轮传动与双曲面齿轮传动相比的特点是什么？

、

螺旋锥齿轮传动的特点是主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点

双曲面齿轮传动的特点是主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交。

8.驱动桥主减速器主动锥齿轮的载荷是如何计算的？

主减速器锥齿轮的强度验算包括哪些内容？

按发动机最大转矩和最低档传动比确定、按驱动轮打滑转矩确定、按汽车日常行驶平均转矩确定；

单位齿长圆周力、轮齿弯曲强度、轮齿接触强度。

9.驱动桥的主要设计步骤？

主减速器设计、差速器设计、车轮传动装置的选择及设计、桥壳的设计

10.差速器的主要设计步骤？

差速器结构形式的选择、差速器齿轮设计；

进行弯曲强度计算。

11.半轴的结构形式有哪些？

受力特点？

适用场合？

半浮式、四分之三浮式、全浮式；

半浮式半轴（图5—28a）的结构特点是半轴外端支承轴承位于半轴套管外端的内孔，车轮装在半轴上。

半浮式半轴除传递转矩外，其外端还承受由路面对车轮的反力所引起的全部力和力矩。

半浮式半轴结构简单，所受载荷较大，只用于轿车和轻型货车及轻型客车上。

3／4浮式半轴（图5—28b）的结构特点是半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部，直接支承着车轮轮毂，而半轴则以其端部凸缘与轮毂用螺钉联接。

该形式半轴受载情况与半浮式相似，只是载荷有所减轻，一般仅用在轿车和轻型货车上。

全浮式半轴的结构特点是，半轴外端的凸缘用螺钉与轮毂相连，而轮毂又借用两个圆锥滚子轴承支撑在驱动桥壳的半轴套管上。

理论上讲，半轴只承受转矩，作用在驱动轮上的其他反力和弯矩全部由桥壳来承受。

但由于桥壳变形、轮毂与差速器半轴齿轮不同心、半轴法兰平面相对其轴线不垂直等因素，会引起半轴的弯曲变形，由此引起的弯曲应力一般为5-70mpa。

全浮式半轴主要用于总质量较大的商用车上。

12.驱动桥壳有哪些形式？

钢板冲压焊接工艺生产的桥壳有什么优缺点？

可分式桥壳、整体式桥壳、组合式桥壳。

13．对驱动桥壳进行强度计算时，桥壳的危险断面在什么位置，验算工况有哪几种？

通常在钢板弹簧座内侧附近、桥壳端部的轮毂轴承座根部也列为危险断面。

当牵引力或制动力最大时、当侧向力最大时。

14．汽车为典型布置方案，驱动桥为单级主减速器，且从动齿轮布置在左侧。

如果将其移至右侧，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？

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

15．大作业：

根据以上数据以及以前大作业设计结果，参考成熟车型，为该车的驱动桥进行方案分析和选择，确定驱动桥结构方案，设计主减速器、差速器、车轮传动装置、驱动桥壳及其它元件。

第六章悬架设计

轴转向、静挠度、动挠度、悬架的线性弹性特性、非独立悬架、独立悬架、悬架的弹性特性、悬架的组成、独立悬架的评价指标、横向稳定器的作用；

轴转向：

内侧悬架处于减载而外侧悬架处于加载转台，于是内侧悬架缩短，外侧悬架因受压而伸长，结果与悬架固定连接的车轴的轴线相对汽车纵向中心线偏转一角度。

静挠度：

汽车满载静止时悬架上的载荷与此时悬架刚度之比

动挠度：

从满载静平衡位置开始开始悬架压缩到结构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。

悬架的线性弹性特性：

悬架受到的垂直外力与由此所引起的车轮中心相对于车身位移（即悬架的变形）的关系曲线。

线性为有固定的比例变化。

非独立悬架：

左右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架（或车身）连接。

独立悬架：

左右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接。

悬架的弹性特性：

悬架受到的垂直外力F与由此所引起的车轮中心相对于车身位移f（即悬架的变形）的关系曲线。

悬架的组成：

弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定器等。

独立悬架的评价指标：

横向稳定器的作用：

通过减小悬架垂直刚度c，能降低车身振动固有频率n，达到改善汽车平顺性的目的。

2.悬架的作用是什么？

简述独立悬架和非独立悬架的特点。

传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；

缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的平顺性；

保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。

3.悬架的频率，挠度，前后悬架的频率（或挠度）是什么关系？

偏频等于5除以根号静挠度。

在选取前后悬架的静挠度值时，应当使之接近，并希望后悬架的静挠度比前悬架的小些，这有利于防止车身产生较大的纵向角振动。

理论分析，若汽车以较高车速驶过单个路障，前后偏频之比小于1时的车身纵向角振动要比偏频大于1时小，故推荐取后悬架静挠度等于0.8-0.9倍的前悬架静挠度。

4.汽车为什么要采用非线性悬架？

货车为什么？

轿车又是为什么？

在满载位置附近，刚度小且曲线变化平缓，因而平顺性良好；

距满载较远的两端，曲线变陡，刚度增大。

这样，可在有限的动挠度范围内，得到比线性悬架更多的动容量。

货车为了减少振动频率和车身高度的变化，选用；

为了减少车轴对车架的撞击，减少转弯行驶时的侧倾和制动时的前俯角和加速时的后仰角，也应当选用。

5.钢板弹簧主副簧配置可实现非线性特性？

问FK应如何选择，适用于什么工况？

有主簧又有副簧的钢板弹簧的弹性特性是非线性的。

1.工作特点分两个阶段：

1）空载及小载荷工况下，只有主簧工作，副簧不参与工作。

随之副簧与托架之间的间隙逐渐减小。

悬架的弹性特性是线性的，且刚度C较小。

2）载荷增加到FK瞬间，副簧与托架之间间隙消除。

副簧与主簧共同承担作用在悬架上的载荷。

刚度C增大，悬架的弹性特性曲线变陡。

单看这两段弹性特性都是线性的，合在一起是非线性的。

6.钢板弹簧强度验算哪几种情况？

紧急制动时，前钢板弹簧承受的载荷最大；

汽车驱动时，后钢板弹簧承受的载荷最大；

钢板弹簧卷耳和弹簧销的强度核算。

7.独立悬架可分为哪些形式？

独立悬架导向机构的设计要求是什么？

双横臂、单横臂、双纵臂、单纵臂、单斜臂式、麦弗逊式、扭转梁随动臂式；

前轮要求：

悬架上载荷变化时，保证轮距变化不超过4.0mm，轮距变化大会引起轮胎早期磨损；

悬架上在和变化时，前轮定位参数要有合理的变化特性，车轮不应产生纵向加速度；

汽车转弯行驶时，应使车身侧倾较小。

在0.4g侧向加速度作用下，车身侧倾角小于6°

-7°

，并使车轮与车身的倾斜同向，以增强不足转向效应；

制动时，应使车身有抗前俯；

加速时，有抗后仰作用。

后轮要求：

悬架上载荷变化时，轮距无显著变化；

汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小，并使车轮与车身的倾斜反向，以减小过多转向效应。

8.导向机构的布置参数是什么？

侧倾中心、侧倾轴线、纵倾中心、抗制动纵倾性、抗驱动纵倾性、悬架横臂的定位角。

9．汽车前、后悬架的哪些主要参数影响汽车行驶平顺性？

纵倾中心、抗制动纵倾性、抗驱动纵