汽车设计复习资料文档格式.docx

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1、转向轮的跳动；

2、传动轴的跳动；

3、悬架与转向杆系的运动。

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。

上述检查关系到汽车能否正常工作，必须引起重视。

意义：

①由于汽车是由许多总成组装在一起的，总体设计师应从整车角度出发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；

②由于车轮跳动、前轮转向运动等原因造成零部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误。

原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。

5、在绘总布置图时，首先要确定画图的基准线，问需要哪几条基准线，并说

明每条基准线的功能？

作为标注垂向尺寸的基准线。

作为标注纵向尺寸的基准线。

作为标注横向尺寸的基准线。

作为标注汽车高度、货台高度、离地间隙、接近角和离去角等尺寸的基准线。

作为标注轴距和前悬的基准线。

6、发动机前置前桥驱动乘用车的优缺点？

优点：

前桥轴荷大，有明显的不足转向性能；

越障能力高；

动力总成结构紧凑；

舒适性好；

轴距可缩短，提高了汽车的机动性；

散热条件好，发动机可得到足够的冷却；

足够大的行李箱空间；

容易改装；

操纵机构简单。

缺点：

前轮驱动并转向需要采用等速万向节，其结构和制造工艺复杂；

前桥负荷较后桥重，并且前轮是转向轮，故前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；

爬坡能力低；

后轮容易抱死并引起汽车侧滑。

7、发动机中置后桥驱动布置方案的优缺点？

轴荷分配合理；

传动轴的长度短；

布置座椅不受发动机限制；

乘客车门能布置在前轴之前，以利于实现单人管理。

缺点；

发动机检修困难；

驾驶员不容易发现发动机故障；

发动机在热带的冷却条件和在寒带的保温条件均不好；

发动机的工作噪声、气味、热量和振动均能传入车厢内，影响乘坐舒适性；

动力总成的操纵机构复杂；

上下车困难；

汽车质心位置高；

发动机易被泥土弄脏。

8、轴距过长对汽车的使用性能会产生什么影响？

轴距对汽车整备质量、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。

当轴距过长时，上述指标均增大此外轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。

轴距过短会使得车厢长度过长或后悬过短，汽车上坡、制动或者加速时候轴荷转移过小，使得汽车制动或者操纵稳定性变坏；

车身纵倾角振动变成负值，对平顺性有不理，万向传动轴的夹角过小。

9、现有一款车型采用的是周置弹簧离合器，由于市场要求的改变，要将此离合器改为膜片弹簧离合器，试简述需要进行哪些改变？

改装后的离合器有哪些优缺点？

膜片弹簧的基本参数和工作点位置的选择

改装后的优点：

（1）具有较理想的非线性弹性特性

（2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、质量小

（3）高速旋转时，性能稳定

（4）压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀

（5）散热好，使用寿命长

（6）平衡性好

传递的最大转矩不大膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高

10、现有一款车型采用的是推式膜片弹簧离合器，由于市场要求的改变，要将此离合器改为拉式膜片弹簧离合器，试简述需要进行哪些改变？

改变：

1、可以去掉中间支撑零件。

2、在膜片弹簧不变的情况下可以整体缩小离合器的尺寸，将整体尺寸做得更紧凑。

3、改用专门的拉式膜片弹簧离合器专用分离轴承。

1、取消了中间支承各零件，使其结构更简单，零件数目更少，质量更小；

2、拉式膜片弹簧是以中部与压盘相压，在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；

3、在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率较高；

4、拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承少，减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约25%~30%；

5、无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和噪声；

6、使用寿命更长。

拉式膜片弹簧的分离指是与分离轴承套筒总成嵌装在一起的，需采用专门的分离轴承，结构较复杂，安装和拆卸较困难。

11、何谓离合器的后备系数，影响其取值大小的因素有哪些？

后备系数β是离合器设计中一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度，在选择β时，应考虑摩擦片的使用中磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩，防止离合器滑磨时间过长，防止传动系过载以及操纵轻便等因素。

12、简要说明离合器设计和计算的约束条件，并指出原因？

1）摩擦片的外径D（mm）的选取应使最大圆周速度vD不超过65—70m/s

2）摩擦片的内外径比c应在0.53～0.70范围内，即0.53≤c≤0.70

3）为保证离合器可靠传递转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围内，最大范围β为1.2～4.0。

4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2Ro约50mm。

5）为反映离合器传递转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值

6）为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，单位压力P0。

对于不同车型，根据所用的摩擦材料在一定范围内选取，最大范围为0.10—1.50MPa，即0.10MPa≤po≤1.50MPa

7）为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤，每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值。

13、某中等吨位货车原采用周置弹簧单片干式离合器，传递的转矩Tc=BTemax.

现欲将该离合器改为双片干式离合器，并保持传递转矩的能力基本不变，试问可

供采取的措施有哪些？

并回答如要采取这些措施会带来哪些缺点或困难？

14、采取哪些措施可以提高摩擦离合器传递发动机转矩的能力？

离合器的静摩擦力矩Te=fFZRc与发动机最大转矩为Te=bTemax

Temax=

要使摩擦离合器传递发动机转矩的能力提高可以采取以下措施。

适当减小后备系数

，在充足的后备系数的情况下，可适当增大单位压力

，从单片离合器改用多片离合器增加摩擦面数Z，适当取较大摩擦片外径D，并根据D取较小的c=d/D的值。

15、膜片弹簧参数H和h表示什么？

如何选择H/h?

H为膜片弹簧自由状态下碟簧部分的内截锥高度；

h为膜片弹簧钢板厚度。

比值H／h对膜片弹簧的弹性特性影响极大。

为保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的H／h一般为1.5-2.0，板厚h为2-4mm。

规律：

当H/h<

时，F1=f（

）为增函数,弹簧刚度大，适于承受大载荷并用作缓冲装置的行程限制；

当H/h=

时，有一极值，该极值点恰好为拐点，中段平直，即变形增加但载荷几乎不变，成为零刚度弹簧；

当

<

H/h<

时，曲线中有一段负刚度区域，即变形增加但载荷载荷反而减小，此特性很适用于离合器的压紧弹簧；

时，F的极小值落在横坐标上。

一般，为保证压紧力变化不大和操纵轻便，H/h取1.5-2.0，h取2-4mm

16、有一款新车，推向市场后，经用户使用后，普遍反映离合器经常出现分离不彻底的现象，试分析产生这一现象的原因，并给出解决方案？

XX所得，不太准确）原因：

离合器踏板自由过程过大或摩擦片过厚，离合器从动盘翘曲，摩擦片破裂或铆钉松脱，膜片弹簧分离不在同一平面或平面端面太低，或分离杠杆弯曲变形，支座松动，支座轴销脱出等，使分离杠杆高度难以调整。

解决方案：

1检查分离器能否分开

2将检查离合器踏板自由行程过大，则要重新调整

3检查分离杠杆是否变形，支座是否松动，检查分离杠杆高度是否一致或过低

17、通过图2-11简述膜片弹簧的弹性特性有何特点？

影响弹性特性主要因素是什么？

简述膜片弹簧工作点位置的选择。

1）①膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性，弹簧压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变，相对圆柱螺旋弹簧，其压力大力下降，离合器分离时，弹簧压力有所下降，从而降低了踏板力。

②兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。

③高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。

④以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。

⑤易于实现良好的通风散热，使用寿命长。

⑥膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。

2）影响弹性特性的主要因素有：

①比值H/h、②比值R/r和R、r、③圆锥底角Q、④膜片弹簧工作点位置、⑤分离指数目n、⑥膜片弹簧小端内半径r0及分离轴承作用半径rf、⑦切槽宽度δ1δ2及半径re的确定。

⑧压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定。

3）工作点位置的确定：

新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B一般取在凸点M和拐点H之间，且靠近或在H点处，一般λ1B=（0.8～1.0）λ1H，以保证摩擦片在最大磨损限度Δλ范围内的压紧力从F1B到F1A变化不大，当分离时，膜片弹簧工作点从B变到C，为最大限度的减小踏板力，C点应尽量靠近N点。

18、今有单片和双片离合器各一个，它们的摩擦衬片内、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，哪个踏板上的力小，为什么？

不相等，双片离合器踏板上的压力Ff小，由离合器静摩擦力矩Tc=fFZRc得，双片离合器的摩擦面数是单片的两倍，由Ff=Tc/FZRc得，双片离合器所需的压紧力小。

19、为什么变速器的中心距A对齿轮的接触强度有影响，并说明如何影响？

轮齿接触应力

（1）主从动齿轮节点处的曲率半径ρz、ρb与节圆半径成正比，ρz、ρb越大，接触应力越小；

（2）

，

，节圆直径d越大接触应力越小。

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

斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用于轴承上，设计时应力要求使中间轴上同时工作的两对齿轮轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命，因此中间轴上不同档位的齿轮螺旋角应该是不一样的，为使工艺简单，在中间轴向力不大时，螺旋角设计成一样，或仅取为两种螺旋角。

中间轴上所有齿轮的螺旋方向一律为右旋，则第一、第二轴上的斜齿轮应为左旋，此时轴向力位于轴承盖作用于壳体上。

21、分析图3-12所示变速器的结构，其中包含几个前进档？

包括倒挡在内，

分别说明各档采用什么样的换档方式？

其中哪几档采用锁销式同步器，又有哪几个档位采用锁环式同步器？

共有5个前进档。

换挡方式有移动啮合套换挡，同步器换挡和直齿滑动齿轮换挡。

22、分别就课本图3-2a）、图3-3b），说出哪个拨叉向哪个方向移动时可实现倒档。

并讨论这2种倒档布置方案的优缺点。

图P80，前者虽然结构简单，但是中间传动齿轮的轮齿是在不利的正、负交替对称变化的弯曲应力状态下工作；

而后者是在较为有利的单向循环弯曲应力状态下工作，并使倒挡传动比略有增加。

23、设计中间轴式变速器时，多用斜齿轮传动。

如何确定各轴齿轮旋向？

请画图说明理由。

24、主减速器锥齿轮中点螺旋角对齿面重合度、轮齿强度有什么影响？

汽车主减速器锥齿轮螺旋角如何选取？

中点螺旋角β越大，则齿面重合度也越大，同时啮合的齿数越多，传动就越平稳，噪声越低，轮齿的强度越高。

但是β过大会导致轴向力增大。

汽车主减速器弧齿轮锥齿轮螺旋角或双曲面齿轮副的平均螺旋角一般为35°

~40°

。

乘用车选用较大的β值以保证较大的齿面重合度，使运转平稳，噪声低；

商用车选用较小的β值以防止轴向力过大，通常取35°

25、某汽车公司推出一款新车，但是该款新车经客户使用后普遍反映容易发生自动脱挡，分析造成这一故障的主要原因，并提出相应的解决方案？

脱档指汽车在行驶中变速器从某一个档位自动脱回空档。

脱档有时发生在急加速时，有时发生在突然减速时，还有时发生在道路颠簸汽车抖动时。

有时也叫跳档。

造成脱档的主要原因有：

1.挂挡连杆机构失调，没有挂到底；

可以调整解决；

2.变速箱内倒档锁止机构磨损，无法有效锁止倒挡齿轮。

3.惯性锁环或同步器锥体锥环上的啮合齿与滑套上的内啮合齿长期磨损形成锥形，从而使啮合齿上产生轴向推力，当此推力大于档位弹簧锁力时就会产生脱档。

4.档位弹簧锁力变软或折断，自锁钢球脱出或损坏。

5.档位锁块磨损过度。

6.滑动齿或换档机构齿座与齿套内外啮合齿因磨损形成锥形。

7.挂档拨叉与挂档齿套磨损严重或拨叉变形。

8.作杆中挂档机构调整不当，致使挂档不到位，啮合齿处于半啮合状态。

方案：

1.将两接合齿的齿合位置错开；

2.将齿合套齿轮座上前齿圈的齿厚切薄。

3.将接合套的工作面设计并加工成斜面，形成倒锥角。

26、惯性式同步的主要参数以及它们的定义？

1、摩擦因数f；

2、同步环主要尺寸（锥面上的螺纹槽；

锥面斗锥角；

摩擦锥面平均半径R；

径向厚度）3、锁止角4、同步时间；

5、转动惯量

27、解释什么样的转速是传动轴的临界转速？

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于其弯曲固有振动频率时，即产生共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速就是传动轴的临界转速。

它决定于传动轴的尺寸、结构及其支承情况。

传动轴的支撑长度越长其临界转速越高，传动轴内外管径增大其临界转速也增大。

28、解释什么样的万向节是不等速万向节、准等速万向节和等速万向节？

（1）输入轴与输出轴以始终相等的瞬时速度传递运动的万向节为等速万向节。

（2）在设计角度下以相等的瞬时角速度传递运动，而在其他情况下以近似相等的瞬时角速度传递运动的万向节为准等速万向节（3）万向节联接的两轴夹角大于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为不等速万向节。

29、说明要求十字轴万向节连接的两端夹角不宜过大的原因都是什么？

1）当夹角由4°

增大到16°

时，万向节的滚动轴承的寿命降至到不足原来的1/4；

2）当夹角过大时，且输出轴转速较高时，由于从动叉轴旋转时的不均匀力产生的惯性力可能会超过结构许用值，从而降低传动轴的抗疲劳强度；

3）若夹角过大，转速不均匀参数k=sinαtanα也同时增大，超过一定的数值时，十字万向节就失去了传递动力和作用的意义。

十字轴万向节的传动效率与两轴夹角有关，夹角越大，传动效率越低；

十字轴万向节两轴转角差会引起动力总成支承和悬架弹性元件的振动，还能引起与输出轴相连齿轮的冲击和噪声及驾驶室内的谐振噪声

30、简述万向节的分类（至第三级分类）

一、刚性万向节1、不等速万向节：

十字轴式

2、准等速万向节：

双联式、凸块式、三销轴式、球面滚轮式

3、等速万向节：

球叉式、球笼式

二、挠性万向节

31、在设计半浮式半轴时，应考虑哪几种载荷工况？

为什么？

1.纵向力最大和侧向里为0；

2.侧向里最大和纵向力为0；

3.汽车通过不平路面，垂直力最大，纵向力为0，侧向里为0。

原因：

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

1.纵向力

最大和侧向里

为0

2.侧向里

最大和纵向力

为0.

3.汽车通过不平路面，垂直力

最大，纵向力

为0，侧向里

为0。

32、现有一辆发动机前置后轮驱动的客车，驱动桥数为1，发动机最大转矩为400N*m，该车采用机械式变速器，满载状态下驱动桥的静载荷为8000N，发动机到万向传动轴之间的传动效率为60%，汽车最大加速度时后轴负荷转移系数取1.2，轮胎与路面的附着系数取0.8，车轮滚动半径为0.4m，主减速器转动比取为4，一挡传动比为4，无轮边减速器，主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率为80%，动载系数为1.5，无分动器，根据上面给出的数据，求出对万向传动轴进行静强度计算时，计算载荷T1的值。

（公式参考下表）（7分）

用于变速器与驱动桥之间

用于转向驱动桥中

按发动机最大转矩和一挡传动比

按驱动轮打滑来确定

33、对驱动桥壳进行强度计算时，图示其受力状况并指出危险断面的位置，验算工况有几种？

各工况下强度验算的特点是什么？

图示P170图5-351）当牵引力或制动力最大时；

2）当测向力最大时；

3）当汽车通过不平路面时。

特点找不到

34、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。

如果将其移到右侧，试问传动系的其他部分需要如何变动才能满足使用要求？

主要考虑驱动轴输出到驱动轮上的传动方向，如将单级主减速器的从动齿轮移到右侧，则可用两轴式变速器，以使传动轴反向转动，才能正常驱动汽车行驶。

OR：

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

35、分析图5-8双级主减速器实物图，将该图画成简图。

（简图参考图5-11）

36、分析图5-8试说明两级传动分别采用哪种齿轮类型，以及主、从动齿轮采用哪种支承方式？

第一级使用弧齿锥齿轮，第二级使用圆柱齿轮

第一级：

主动齿轮采用悬臂式支撑形式、从动轮双轴承支撑

第二级主从动均采用双轴承支撑

图在141页

37、驱动桥主减速器有哪几中结构形式？

简述各种结构形式的主要特点及其应用。

减速器可根据齿轮类型、减速形式以及主、从动齿轮的支承形式不同分类。

主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。

根据减速形式不同分为单级、双级、双速、贯通式。

支承形式分为悬臂式支承和跨置式支承。

（1）单级

：

特点：

结构简单，质量小，尺寸紧凑，制造成本低。

应用：

主动传动比i0≤7。

（2）双级：

由两级齿轮减速组成，传动比大，但尺寸、质量均大，结构、成本都宽大。

总质量大的商用车上

38、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？

1）为了磨合均匀，Z1、Z2避免公约数

2）得到理想的齿面重合度和高的齿轮弯曲强度，主从动轮齿数和应不小于40

3）为了啮合平稳，噪声较小和具有高的疲劳强度，对于乘用车Z1不少于9，商用车不小于6

4）i0较大时，Z1尽量取小些，从而得到满意的离地间隙

5）对于不同的主传动比，Z1和Z2应有适应的搭配。

39、何谓悬架的动容量为什么说悬架的动容量越小对缓冲块击穿的可能性越大?

当悬架变形f与所受垂直外力F之间不呈固定比例变化时弹性特性如图6—9所示。

此时悬架刚度是变化的其特点是在满载位置图中点8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。

悬架的动容量系指悬架从静载荷的位置起变形到结构允许的最大变形为止消耗的功。

悬架的动容量越大对缓冲块击穿的可能性越小。

摘自课本P182

40、与汽车满载行驶比较装载量不足和过多对汽车的平顺性有无影响如有的话有何影响?

为什么?

有影响平顺性变的不好?

因为如图汽车在满载附近刚度C小且曲线变化平缓平顺性好而离满载越远的两端变的越陡刚度C变的越大平顺性也变的不好。

41、设计悬架时，应当满足哪些基本要求？

1）、保证汽车有良好的行驶平顺性。

2）、具有合适的衰减振动的能力。

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）、有良好的隔音能力。

6）、结构紧凑，占用空间尺寸小。

7）、可靠地传递车身与车轮间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和刚度。

42、汽车悬架分非独立悬架和独立悬架两类，独立悬架又分为几种形式？

它们各自有何优缺点？

独立悬架分为横臂式（单横臂式、双横臂式（等长、不等长））、纵臂式（单横臂式、双纵臂式）、单斜臂式、烛式和麦弗逊式。

（1）双横臂式：

侧倾中心高度比较低，轮距变化小，轮胎磨损速度慢，占用较多的空间，结构稍复杂，前悬使用得较多。

（2）单横臂式：

侧倾中心高度比较高，轮距变化大，轮胎磨损速度快，占用较少的空间，结构简单，但目前使用较少。

（3）单纵臂式：

侧倾中心高度比较低，轮距不变，几乎不占用高度空间，结构简单，成本低，但目前也使用较少。

（4）单斜臂式：

侧倾中心高度居单横臂式和单纵臂式之间，轮距变化不大，几乎不占用高度空间，结构稍复杂，结构简单，成本低，但目前也使用较少。

（5）麦弗逊式：

侧倾中心高度比较高，轮距变化小，轮胎磨损速度慢，占用较小的空间，结构简单、紧凑、乘用车上用得较多。

43、简述钢板弹簧的主要参数以及定义？

1）满载弧高fa：

指钢板弹簧装到车轴（桥）上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差。

2）钢板弹簧长度L：

只弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。

3）断面尺寸（断面宽度b、钢板弹簧片厚度h、钢板断面形状）

4）钢板弹簧片数n

44、什么是轴转向效应？

为什么后悬架采用钢板弹簧结构时，要求钢板弹簧的前铰接点比后铰接点要低些？

轴转向效应是在侧向力作用下，由于橡胶的弹性作用，后轴产生的一种不利于操纵稳定性的因素。

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。

45、货车后悬架多采用有主、副簧结构的钢板弹簧，简述如何确定副簧开始参加工作的载荷Fk及其作用？

货车后悬架多采用有主、副簧结构的钢板