汽车设计复习资料Word文件下载.docx
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注意：
货车的车架上平面在满载静止位置时，通常与地面倾斜0．5°
～1．5°
。
为了画图方便，可将车架上平面线画成水平的，将地面线画成斜的。
2、前轮中心线（标注纵向尺寸的基准线----x/0）
是指通过左、右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。
（前“+”后“-”）
3、汽车中心线（标注横向尺寸的基准线----y/0，左“+”右“-”）
是指汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线。
4、地面线（标注高度、接近角、离去角等尺寸的基准线）
是指地平面在侧视图和前视图上的投影线。
5、前轮垂直线（标注轴距、前悬尺寸的基准线）
是指通过左、右前轮中心，并垂直于地面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。
7.运动校核图的绘制，目的。
在总体布置设计中，进行运动检查包括两方面内容：
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。
8.何为侧向稳定性，如何计算：
汽车避免侧翻的能力。
9.发动机，轮胎选择的依据。
汽车用发动机的分类；
发动机的形式；
发动机主要性能指标；
发动机的悬置。
轮胎与车轮应满足的基本要求；
轮胎的分类；
轮胎的特点与选用。
10.汽车的通过性参数。
最小离地间隙hmin，接近角γ1，离去角γ2，纵向通过半径ρ1等。
11.汽车质心高度的确定方法：
实验法；
计算法。
12.总布置设计的基本工作顺序。
一、整车布置的基准线（面）——零线的确定
二、各部件的布置：
1．发动机的布置2、传动系的布置3．转向装置的布置4、悬架的布置5、制动系布置6、踏板的布置7、油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置8、车身内部布置9、乘用车外廓尺寸的确定10．安全带的位置。
13.汽车质心位置的计算方法：
14.何为三化。
标准化，通用化，系列化
15.现代设计方法中，首先应进行的工作：
概念设计。
16.离合器的传扭能力如何确定：
在任何行驶条件下，既能可靠的传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载。
17.为何需要离合器转动惯量小：
从动部分转动惯量小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损。
18.膜片弹簧的优缺点，特性曲线，工作点选择。
特点（优缺点）：
①具有较理想的非线性弹性特性（图2-14）。
②膜片弹簧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膜片弹簧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。
但膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高，对材质和尺寸精度要求较高，其非线性弹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。
19.滑磨功：
性质，产生原因，计算方法，影响因素。
性质：
摩擦做功。
原因：
汽车起步过程中离合器的滑磨。
计算方法……
20.离合器设计的基本公式。
21.压盘，从动盘设计要求。
一、从动盘总成
组成：
从动盘毂、摩擦片、从动片、扭转减振器等。
设计时应满足如下要求：
1）从动盘的转动惯量应尽可能小，以减小变速器换挡时轮齿间的冲击。
2）从动盘应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，以减小磨损。
3）应安装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。
二、压盘
对压盘结构设计的要求：
1）压盘应具有较大的质量，以增大热容量，减小温升，防止其产生裂纹和破碎，有时可设置各种形状的散热筋或鼓风筋，以帮助散热通风。
中间压盘可铸出通风槽，也可采用传热系数较大的铝合金压盘。
2）压盘应具有较大的刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减小受热后的翘曲变形，以免影响摩擦片的均匀压紧及与离合器的彻底分离，厚度约为15～25mm。
3）与飞轮应保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应不低于15～20g.cm
4）压盘高度（从承压点到摩擦面的距离）公差要小。
22.离合器设计的一般程序：
1.先确定离合器的结构方案2.了解离合器的主要参数3.对离合器的性能进行计算4.强度计算并校核5.画图6.分析总结，设计说明书。
23.碟形弹簧，膜片弹簧的刚度计算差别。
24.优化设计的基本概念：
膜片弹簧的优化设计，就是要确定一组弹簧的基本参数，使其弹性特性满足离合器的使用性能要求，而且弹簧强度也满足设计要求，以达到最佳的综合效果。
25.离合器的动力传递路线和分离过程。
发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘。
当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使膜片弹簧大端带动压盘后移，此时从动部分与主动部分分离。
26.为何在某些汽车上设置超速档：
超速档：
是指变速器中传动比小于1的档位（即i<
1），也就是说变速器的输出轴的转速大于输入轴的转速。
超速档主要用于在良好的路面上轻载的场合，借此提高汽车的燃油经济性。
但如果发动机的功率不高，则超速档使用率很低，节油效果不显著，甚至影响汽车的动力性汽车上设置超速挡的目的是为了减少发动机的负荷率?
超速时发动机转速会很高，此时不是最高功率，扭矩小，车速快。
27.汽车使用档位多少的确定依据。
增加变速器的当数，能够改善汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。
档数越多，变速器的结构越复杂，并且使轮廓尺寸和质量加大，同时操纵机构复杂，而且在使用时换挡频率增加并加大了换挡难度。
在最低档传动比不变的条件下，增加变速器的当数会使变速器相邻的低档与高档之间的传动比比值减小，使换挡工作容易进行。
近年来，为降低油耗，变速器的当数有增加的趋势。
28.变速器设计的基本顺序，总布置应给出的设计参数。
一、齿轮的损坏形式二、轮齿强度计算三、轴的强度计算
参数：
1.档数2.传动比范围3.中心距4.外形尺寸5.齿轮参数6.格挡齿轮齿数的分配
29.试述防脱挡的方案：
1）将两接合齿的啮合位置错开，如图3-13所示。
这样在啮合时，使接合齿端部超过被接合齿约1～3mm，使用中两齿接触部2）将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（切下0.3～0.6mm），这样，换挡后啮合套的后端面被后齿圈的前端面顶住，从而阻止自动脱挡3）将接合齿的工作面设计并加工成斜面，形成倒锥角（一般倾斜2°
～3°
），使接合齿面产生阻止自动脱挡的轴向力，如图3-15所示。
这种方案比较有效，应用较多。
将接合齿的齿侧设计并加工成台阶形状，也具有相同的阻止自动脱挡的效果。
30.提高齿轮强度的措施：
采取喷丸处理、磨齿、加大齿根圆弧半径和压力角等措施，能使齿轮得到强化。
31.同步器的结构，工作原理，基本方程，锁止条件。
组成：
摩擦元件、锁止元件和弹性元件。
原理：
在两换挡原件之间的角速度达到完全相等之前不允许换挡。
基本方程：
32.单万向节的运动分析，公式。
33.等角速传递的条件（双，三，多）：
双，α1＝α2。
三，。
多，αe=0.
34.汽车使用万向节种类，优缺点。
一、十字轴式万向节：
盖板式的优缺点：
工作可靠，拆装方便，但零件数目较多。
卡环式的优缺点：
具有结构简单、工作可靠、零件少和质量小的优点。
瓦盖固定式的优缺点：
具有拆装方便、使用可靠的优点，但加工工艺较复杂。
塑料环定位式的优缺点：
轴向定位可靠，十字轴轴向窜动小，但拆装不方便。
二．准等速万向节：
三.等速万向节
35.中间支撑的作用，结构，强度，刚度特点。
目的：
在长轴距汽车上，为了提高传动轴临界转速，避免共振以及考虑整车总体布置上的需要，常将传动轴分段。
在乘用车中，有时为了提高传动系的弯曲刚度，改善传动系弯曲振动特性，减小噪声，也将传动轴分成两段。
当传动轴分段时，需加设中间支承。
安装：
中间支承通常安装在车架横梁上或车身底架上，以补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差，以及车辆行驶过程中由于弹性支承的发动机的窜动和车架等变形所引起的位移。
1、橡胶弹性中间支承2、摆臂式中间支承结构特点：
摆臂机构能适应中间传动轴轴线在纵向平面的位置变化，改善了轴承的受力状况，橡胶衬套能适应传动轴轴线在横向平面内少量的位置变化。
3、越野车传动轴中间支承结构特点：
有的6×
6越野车，中间支承安装在中驱动桥上（中桥为非贯通桥）。
由于中间支承要承受传动轴滑动花键伸缩所引起的方向变化的轴向力，同时要平衡万向节的附加弯矩，所以大都采用两个圆锥滚子轴承，且轴承座被牢靠地固定在中桥壳上。
4、中间支承的固有频率的计算中间支承的固有频率可按下式计算
36.主减速器的结构形式，特点。
一、主减速器的结构形式：
齿轮类型，减速形式，主从动齿轮的支撑形式。
（－）主减速器的齿轮类型
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。
1．弧齿锥齿轮传动
特点：
主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点。
2.双曲面齿轮传动
主从动齿轮的轴线相互垂直而不相交。
37.主减速器的支承形式，特点。
1、主动锥齿轮的支承：
主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。
悬臂式支承的结构特点：
在锥齿轮大端一侧有较长的轴，并在其上安装一对圆锥滚子轴承。
2，从动锥齿轮的支承。
38.准双曲面锥齿轮的结构特点。
39.半轴的支撑形式，特点，优缺点，计算。
半轴的形式：
半浮式、3／4浮式和全浮式。
1、半浮式半轴的结构特点：
半轴外端的支承轴承位于半轴套管外端的内孔中，车轮装在半轴上。
半轴的受力特点：
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。
优缺点：
结构简单，所受载荷较大。
应用：
只用于乘用车和总质量较小的商用车上。
2、3／4浮式半轴的结构特点：
半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部，直接支承于车轮轮毂，而半轴则以其端部凸缘与轮毂用螺钉连接。
受力特点：
受载情况与半浮式相似，只是载荷有所减轻。
一般仅用在乘用车和总质量较小的商用车上。
3、全浮式半轴的结构特点：
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承在驱动桥壳的半轴套管上。
理论上来说，半轴只承受转矩，作用于驱动轮上的其他反力和弯矩全部由桥完来承受。
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。
应用：
全浮式半轴主要用于总质量较大的商用车上。
40.差速器种类，结构特点，内摩擦力矩的作用。
一、差速器结构形式选择（－）对称锥齿轮式差速器；
汽车上广泛采用的差速器：
对称锥齿轮式差速器。
优点：
结构简单、质量较小。
分类：
普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等。
（二）滑块凸轮式差速器；
是一种高摩擦自锁差速器，结构紧凑，质量小，但结构较复杂，在零件材料，机械加工，热处理，化学处理等方面均有较高的技术要求。
（三）蜗轮式差速器；
结构复杂，制造精度要求高，因而限制了它的应用。
（四）牙嵌式自由轮差速器；
工作可靠，寿命长，锁紧性能稳定，制造加工也不复杂。
41.悬架的构成，作用要求。
一、基本功用:
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，保证汽车的行驶平顺性；
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，使汽车获得高运行驶能力。
二、组成：
弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等。
42.悬架弹性元件，种类，作用，特点，优缺点。
1、非独立悬架（纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置）
结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。
缺点：
刚度较大，平顺性较差；
簧下质量大；
左、右车轮会相互影响，并使车轴（桥）和车身倾斜；
车轮会左、右摇摆，使前轮容易产生摆振；
前轮跳动时，悬架易与转向传动机构产生运动干涉；
当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时，不仅车轮外倾角有变化，还会产生不利的轴转向特性；
2、独立悬架；
簧下质量小；
悬架占用的空间小；
弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车行驶平顺性；
由于采用断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，改善了汽车的行驶稳定性；
左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力；
独立悬架可提供多种方案供设计人员选用，以满足不同设计要求。
结构复杂，成本较高，维修困难。
43.悬架的类型，特点，优缺点。
（同上）
44.轴转向产生原因，解决方案：
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.静挠度，动挠度，偏频。
一、悬架静挠度ƒc：
是指汽车满载静止时悬架上的载荷Fw与此时悬架刚度c之比，即ƒc＝Fw／c。
汽车前、后部分车身的固有频率n1和n2（亦称偏频）
二、悬架的动挠度ƒd：
定义：
是指从满载静平衡位置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。
46.侧倾中心，侧倾力矩，侧倾轴线，侧倾角，侧倾角刚度。
汽车相对地面转动时的瞬时轴线称为汽车的侧倾轴线，该轴线通过汽车左、右车轮垂直横断面上的瞬时转动中心，这两个瞬时中心称为侧倾中心；
在横向加速度作用下，作用在悬挂质量和非悬挂质量质心位置的离心力向侧倾中心转化，此时产生使汽车侧倾的力矩；
汽车相对地面转动时的瞬时轴线称为汽车的侧倾轴线；
侧倾角是汽车以一定车速向一侧急转向时，车身发生倾斜，车子本身可以承受的车身平面与地面所达到的最大夹角（大于这个角度即发生翻车）；
侧倾角刚度是指簧上质量产生单位侧倾角时，悬架给车身的弹性恢复力矩。
47.侧倾角刚度的分配原则和理由。
侧倾角过大或过小都不好。
乘坐侧倾角刚度过小而侧倾角过大的汽车，乘员缺乏舒适感和安全感。
侧倾刚度过大而侧倾角过小的汽车又缺乏汽车发生侧翻的感觉，同时使轮胎侧偏角增大，如果发生在后轮会使汽车增加了过多转向的可能。
要求在侧向惯性力等于0．4倍车重时，轿车车身侧倾角在2．5°
～4°
，货车车身侧倾角不超过6°
～7°
此外，还要求汽车转弯行驶时，在0．4g的侧向加速度作用下，前、后轮侧偏角之差δ1-δ2应当在1°
范围内。
而前、后悬架侧倾角刚度的分配会影响前、后轮的侧偏角大小，从而影响转向特性，所以设计时还应考虑悬架侧倾角刚度在前、后轴上的分配。
为满足汽车稍有不足转向特性的要求，应使汽车前轴的轮胎侧偏角略大于后轴的轮胎侧偏角。
为此，应该使前悬架具有的侧倾角刚度要略大于后悬架的侧倾角刚度。
对轿车，前、后悬架侧倾角刚度比值一般为1．4～2．6。
52.钢板弹簧截面形状，弹簧与车架的连接方法。
钢板由一组（重型卡车有上下2组）组成，每组视承载的不同配置厚度和片数，钢板的中间通过骑马攀（U型螺栓）与车轴固定，最上面的这一片与大梁（底盘）连接：
最上面的这一片，两头卷曲，其中一头由吊耳销穿过定位在大梁上的弹簧支架上；
另一头是由吊耳销穿过定位在吊耳上，而这个吊耳的上部通过吊耳销定位在弹簧支架上，当车辆颠簸、受重压时弯曲的钢板波动、使吊耳能够前后摆动不影响钢板的伸展或回弹，同时又让钢板不至于滑出脱离大梁。
54.对独立悬架导向机构的要求：
前，后悬架。
对前轮独立悬架导向机构的要求：
1）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。
2）悬架上载荷变化时，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。
3）汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小。
在0.4g侧向加速度作用下，车身侧倾角≤7°
，并使车轮与车身的倾斜同向，以增强不足转向效应。
4）制动时，应使车身有抗前俯作用；
加速时，有抗后仰作用。
对后轮独立悬架导向机构的要求：
1）悬架上载荷变化时，轮距无显著变化。
2）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。
此外，导向机构还应有足够强度，并可靠地传递除垂直力以外的各种力和力矩。
目前，汽车上广泛采用上、下臂不等长的双横臂式独立悬架（主要用于前悬架）和麦弗逊独立悬架。
59.力传动比，角传动比。
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；
转向盘角速度与同侧转向节偏转角速度之比，称为转向系角传动比；
60.理想内外轮转角关系，证明。
（P251）
一.制动系设计的一般步骤：
1.由总布置提供的数据
1）整车的质量参数，几何参数
空、满载质心高度，前、后轴荷，轴距，轮胎型号，车架图纸等。
与总布置商定：
采用何种工质、气、液、压，是否采用伺服机构等
2）作出理想制动力分配曲线，及其相应的前、后轴制动力分配，空载，满载
与此同时考虑（百搭）值，以及是否采用制动力调节装置，及制动力调节装置的特性曲线——前、后轴所需制动力。
2.制动器设计
根据所选择的制动器结构型式，确定制动器的制动效能因素，制动毂直径等。
3.验算整车制动性能
制动力分配，制动距离，制动减速度。
4.布置制动系管路
液压制动较方便，采用气制动时，要考虑到贮气筒的布置位置
二．汽车应具备的制动系统：
⑴使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；
⑵在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；
⑶使汽车可靠地停在原地或坡道上。
1）具有足够的制动效能。
2）工作可靠。
3）在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵性和方向稳定性。
三．ABS的工作特点：
ABS装置具有缩短制动距离、保持车轮最佳制动效果、保持制动方向稳定性和可操纵性的特点
四．盘式制动器与鼓式制动器的比较：
与鼓式制动器相比，盘式制动器的优点有：
1.热稳定性较好。
这是因为制动盘对摩擦衬块无摩擦增力作用，还因为制动摩擦衬块的尺寸不长，其工作表面的面积仅为制动盘面积的12％～6％，故散热性较好。
2.水稳定性较好。
因为制动衬块对盘的单位压力高，易将水挤出，同时在离心力的作用下沾水后也易于甩掉，再加上衬块对盘的擦拭作用，因而，出水后只需经一、二次制动即能恢复正常；
而鼓式制动器则需经过十余次制动方能恢复正常制动效能。
3.制动稳定性好。
盘式制动器的制动力矩与制动油缸的活塞推力及摩擦系数成线性关系，再加上无自行增势作用，因此在制动过程中制动力矩增长较和缓，与鼓式制动器相比，能保证高的制动稳定性。
4.制动力矩与汽车前进和后退行驶无关。
5.在输出同样大小的制动力矩的条件下，盘式制动器的质量和尺寸比鼓式要小。
6.盘式的摩擦衬块比鼓式的摩擦衬片在磨损后更易更换，结构也较简单，维修保养容易。
盘式制动器的主要缺点是难以完全防止尘污和锈蚀（但封闭的多片全盘式制动器除外）；
兼作驻车制动器时，所需附加的驻车制动驱动机构较复杂，因此有的汽车采用前轮为盘式后轮为鼓式的制动系统；
另外，由于无自行增势作用，制动效能较低，中型轿车采用时需加力装置。
五．独立悬架种类和结构特点：
悬架的形式主要分为两大类——独立悬架和非独立悬架。
独立悬架采用断开式的车桥，悬架之间互相独立，两车轮间的运动时不会相互影响。
独立悬架的操控性和舒适性较好，但构造较复杂，承载能力小。
其要分为以下三种形式
麦弗逊式独立悬架由螺旋弹簧、减震器、下三角摆臂组成，是一种经久耐用的独立悬架。
它结构紧凑、空间小、成本低，具有很强的道路适应能力，在中小型轿车上有很多的应用。
双叉臂式独立悬架采用上下不等长的两个叉臂（上短下长），让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化，减小轮胎磨损，并且能自适应路面，轮胎接地面积大，贴地性好。
多连杆式独立悬架是通过各种连杆配置把车轮与车身相连的一套悬挂机构。
由于连杆的角度和方向不同，悬挂在收缩时能够自动调整轮胎外倾角、前束角等，创造很好的乘坐舒适感。
由于其设计的复杂性和制造成本较高，多连杆式独立悬架多于豪华汽车。
六．常用转向器的结构形式和特点：
转向器是完成由旋转运动到直线运动的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置。
目前较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。
齿轮齿条式：
齿轮齿条方式的最大特点是刚性大，结构紧凑重量轻，且成本低
循环球式：
这种转向装置是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速，使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动。
七．减振器的功用，横向稳定杆的作用：
减振器的作用加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性、舒适性，减震器主要用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。
横向稳定杆的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾。
目的是防止汽车横向倾翻和改善平顺性。
八．转向梯形机构的组成：
由前轴、横拉杆、左右两个转向杠杆和转向摇臂组成。
九．制动驱动机构种类和结构特点：
简单制动又称人力制动，分为机械式和液压式两种动力制动利用发动机动力进行制动。
伺服制动是人力液压制动下增添助力装置进行的制动。
十．如何确定横拉杆位置：
常用图解法（基于三心定理）确定断开点的位置。
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