汽车设计期末考试复习学霸版Word文档下载推荐.docx
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乘用车的载客量指包括驾驶员在内的座位数；
城市客车的载客量指座位数加站立乘客数。
汽车的载质量
在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。
质量系数
指汽车载质量与整车整备质量的比值，即
。
反映了汽车的设计水平和工艺水平
汽车总质量
指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。
汽车的轴荷分配：
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，也可以用空载或满载总质量的百分比来表示。
影响因素：
驱动形式、发动机位置、汽车结构特点、车头形式、使用条件等
汽车性能参数包括动力性参数，燃油经济性参数，汽车最小转弯直径D（汽车转向机动性），通过性几何参数，操纵稳定性参数，制动性参数，舒适性
动力性参数：
最高车速Vamax，加速时间t，上坡能力，比功率和比转矩
爬坡能力：
货车30％，越野车60％
比转矩
汽车所装发动机的最大转矩
与汽车总质量
之比，
它能反映汽车的牵引能力。
比功率
汽车所装发动机的标定最大功率
与汽车最大总质量
之比，即
可以综合反映汽车的动力性。
发动机布置形式
1）上下位置：
影响离地间隙、驾驶员视野、汽车质心高度
2）前后位置：
影响汽车的轴荷分配，用车前排乘坐的舒适性、发动机前置后轮驱动的汽车的传动轴长度和夹角以及货车面积的利用率
3）左右位置：
发动机曲轴的中心线在一般情况下与汽车中心线一致
第二章
1.离合器的主要功用切断和实现发动机对传动系的传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，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；
在工作中收到较大的动载荷时，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
2.从动盘数的选择
单片离合器，双片离合器，多片离合器
单片离合器：
结构简单，轴向尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动盘可保证接合平顺。
双片离合器：
传递转矩的能力较大；
接合更为平顺、柔和；
在传递相同转矩的情况下，径向尺寸较小，踏板力较小；
中间压盘通风散热性差，容易引起摩擦片过热，加快其磨损甚至烧坏；
分离行程较大，不易分离彻底；
轴向尺寸较大，结构复杂；
从动部分的转动惯量较大。
多片离合器：
接合更加平顺、柔和，摩擦表面温度较低，磨损较小，使用寿命长等优点。
但分离行程大，分离不彻底，轴向尺寸和从动部分转动惯量大。
3.压紧弹簧和布置形式
周置弹簧离合器：
优点：
结构简单、制造容易缺点：
易受热回火失效；
转速高时，压紧力显著下降，传递转矩能力也随之下降；
弹簧易磨损断裂
中央弹簧离合器：
较大杠杆比，足够压紧力，利于减小踏板力，使操纵轻便；
弹簧不会受热回火失效；
易实现压盘对压紧力的调整缺点：
结构较复杂，轴向尺寸较大
斜置弹簧离合器：
摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎不变；
工作性能稳定、踏板力较小
膜片弹簧离合器
优点
（1）有较理想的非线性特性，弹簧压力在衬片磨损范围内基本不变
（2）兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单紧凑，，零件数目少，质量小（3）高速旋转时压紧力下降极小，性能稳定（4）压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，提高使用寿命（5）通风散热好，寿命长（6）利于大批生产，降低成本
缺点：
制造工艺复杂，制造成本高，对材质和尺寸精度要求较高
4.
膜片弹簧的支撑形式：
双支撑换形式，单支撑换形式，无支撑换形式
5.根据摩擦定律，离合器的静摩擦力矩为
f为摩擦面间的摩擦因素，F—压盘加于摩擦片的工作压力，Rc—摩擦片平均摩擦半径，Z—摩擦面数目，单片离合器的Z=2，双片离合器的Z=4
通过整理可得
离合器的基本参数主要有性能参数：
后备系数
和单位压力
；
尺寸参数：
摩擦片外径D、内径d和摩擦片厚度b；
结构参数：
摩擦面数Z和离合器间隙Δt，摩擦因数
离合器所能传递的最大静摩擦力矩
与发动机最大转矩
反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。
应考虑摩擦片在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
影响离合器后备系数取值大小的因素：
1）为使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，
应小些
2）发动机后备功率较大，使用条件较好时，
可小些
3）发动机缸数越多，
越小4）膜片弹簧离合器
5）为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长，
应大些
6）当使用条件恶劣、需拖带挂车时，
7）汽车总质量越大，
越大
8）采用柴油机时，转矩不平稳，
9）双片离合器的
值应大于单片离合器
8.单位压力
决定了摩擦表面的耐磨性。
应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等
离合器使用频繁，发动机后备功率小，摩擦衬片外径大则p0↓；
后备系数较大可适当增加p0
9膜片弹簧的弹性特性曲线
10.膜片弹簧基本参数的选择
1）H/h比值对膜片弹簧的特性曲线影响很大
H/h=1.6~2.2；
h=2~4mm
2）R／r越小，应力越高，弹簧越硬，一般取1.20～1.35
推式：
R≥Rc；
拉式：
r≥Rc
3）圆锥底角α取11°
左右
4）膜片弹簧工作点位置的选择
拐点H对应着膜片弹簧压平的位置；
M、N两点分别对应压紧力最大和最小的位置；
A、C点分别对应离合器完全结合和完全分离的状态。
膜片弹簧工作点B一般取在M点和H点之间，且靠近或在H点处。
当分离时，工作点从B变到C。
为最大限度地减小踏板力，C点应尽量靠近N点。
第三章
1．进行变速器设计应当满足哪些基本要求？
1）保证汽车有必要的动力性和经济性
2）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输
3）设置倒挡，使汽车能倒退行驶
4）设置动力输出装置，需要时能进行功率输出
5）换挡迅速、省力、方便
6）工作可靠。
汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡、乱挡以及换挡冲击等现象发生
7）变速器应当有高的工作效率
8）变速器的工作噪声低
2.机械式变速器优点：
结构简单，传动效率高，制造成本低和工作可靠
3.根据轴的形式不同变速器有几种？
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
4.两轴式、中间轴式变速器各有何优缺点？
两轴式：
轴和轴承数少，结构简单，轮廓尺寸小，容易布置；
中间挡位传动效率高，噪声低。
不能设置直接挡，高挡工作噪声大，易损坏；
受结构限制，一挡速比不可能设计的很大。
中间轴式：
优点：
使用直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，传动效率高，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少；
提高了变速器的使用寿命；
一挡有较大的传动比。
在除直接挡外的其他挡位工作时，传动效率略有降低。
5.变速器换挡机构有几种形式？
各有何优缺点？
各种形式适用于哪些挡位？
1）变速器换档机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。
2）直齿滑动齿轮换挡：
（一、倒挡）
A:
结构简单，制造容易，拆装与维修方便，成本低
B:
旋转部分转动惯性力矩小
齿端冲击、噪声，使齿端部磨损，驾驶员紧张，降低乘坐舒适性
要求驾驶员操作技术高
C:
行驶安全性降低
D:
换档行程长
啮合套换挡：
（第二轴与中间轴常啮合齿轮）
换档行程短
承受换档冲击载荷的接合齿数多，轮齿不参与换档，不会过早损坏
结构简单，制造容易，成本降低，减小变速器长度
因不能消除换档冲击，要求操作技术高
增设啮合套、常啮合齿轮，旋转部分总惯性力矩大
同步器换挡：
（广泛）
保证迅速、无冲击、无噪声换档，与操作熟练程度无关
提高了加速性、燃油经济性、行驶安全性
结构复杂，制造精度要求高
轴向尺寸大
6.变速器的主要参数有哪些？
挡数、传动比范围、中心距A、外形尺寸、齿轮参数、各挡齿轮齿数的分配。
1）挡数增加，改善汽车动力性，燃油经济性和平均车速。
挡数越多，结构越复杂，轮廓尺寸和质量加大，操纵机构复杂，换挡频率高
2）传动比范围：
指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。
影响最低挡传动比的因素有：
发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力，驱动轮与路面间的附着力，主减速比和驱动轮的滚动半径以及所求的最低稳定行驶车速等
3）中心距A
（1）对中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器中心距A；
对两轴式变速器，将变速器输入轴与输出轴之间的距离称为变速器中心距A。
（2）其大小不仅对变速器的外形尺寸、体积和质量大小有影响，而且对轮齿的接触强度有影响。
[如分值较高，应展开答：
A．中心距小，则变速器的外形尺寸和质量小
B．中心距越小，轮齿接触应力越大，寿命越短
C．中心距小，布置轴承不便，壳体强度差
D．中心距小，一挡小齿轮齿数少
E．中心距过小，变速器长度增加，轴的刚度削弱，齿轮啮合状态变坏]
4）螺旋角
斜齿轮传递转矩时，产生轴向力并作用于轴承，应使中间轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承的负荷，提高轴承寿命。
中间轴上不同档位齿轮的螺旋角应该不一样。
为了使工艺简便，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，则第一，二轴上的斜齿轮应取为左旋。
7.变速器操纵机构应满足要求：
换挡时只能挂入一个档位，换档后应使齿轮在全齿长上啮合，防止自动脱挡或自动挂档，防止误挂倒挡，换挡轻便。
8.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右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋？
答：
（1）斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上；
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；
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，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。
第四章
1.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）不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零时，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。
（2）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，而在其他角度下以近似相等的瞬时角速度传递运动的万向节。
（3）等速万向节是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.传动轴的临界转速:
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。
影响因素，传动轴的尺寸，结构及其支撑情况
3.说明要求十字轴万向节连接的两轴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
4.万向传动轴的载荷计算
第五章
1.驱动桥功用:
增大由传动轴传来的转矩，并将动力合理的传给车轮。
组成：
主减速器，差速器，车轮传动装置，驱动桥壳
2.进行驱动桥设计应当满足哪些基本要求？
1）选择适当的主减速比，以保证汽车在给定条件下具有最佳的动力性和燃油经济性
2）外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性要求
3）齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小
4）在各种载荷和转速工况下有高的传动效率
5）具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩；
在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，以减少不平路面的冲击载荷，提高汽车行驶平顺性
6）与悬架导向机构运动协调；
对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调
7）结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修、调整方便
3.驱动桥分为非断开式和断开式。
非断开式驱动桥—用于非独立悬架，断开式驱动桥—用于独立悬架
4.主减速器主动齿轮的支承形式有几种？
1）悬臂式支承和跨置式支承
2）悬臂式支承：
结构特点：
圆锥滚子轴承大端向外；
为增大支承刚度，两支承间的距离b应＞2.5a（a为悬臂长度）；
轴颈d应≮a
左支承轴颈比右大
优缺点：
结构简单，支承刚度较差，传递转矩较小。
用于传递转矩小的主减速器上。
跨置式支承：
结构特点：
两端均有支承，刚度大，齿轮承载能力高
两圆锥滚子轴承距离小，主动齿轮轴长度减小，可减少传动轴夹角，有利于总体布置
壳体需轴承座使壳体结构复杂，加工成本高
空间尺寸紧张。
优缺点：
刚度强，结构复杂。
用于传递较大转矩的主减速器
6.半轴的支承方式及受力特点？
半轴根据其车轮端的支承方式不同，可分为半浮式、3/4浮式和全浮式三种形式。
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。
3/4浮式半轴受载情况与半浮式相似，只是载荷有所减轻。
全浮式半轴只承受转矩，作用于驱动轮上的其它反力和弯矩全由桥壳来承受。
7.单级主减速器的齿轮有几种？
弧齿锥齿轮传动：
双曲面齿轮传动：
圆柱齿轮传动：
蜗杆传动：
可以承受较大的负荷，工作平稳，噪声和振动小，但对啮合精度很敏感
（与弧齿锥齿轮传动相比）
1）当尺寸相同时，双曲面齿轮具有更大的传动比
2）当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮有更大的直径和较高的齿轮强度及较大的主动齿轮轴和轴承刚度
3）当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮的尺寸要小，从而可以获得更大的离地间隙
4）由于偏移距的存在，使双曲面齿轮在工作过程中不仅存在与弧齿锥齿轮相同的沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动，从而可以改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性
5）双曲面传动的主动齿轮的螺旋角较大，同时啮合的齿数较多，重合度更大，既可提高传动的平稳性，又可以使齿轮的弯曲强度提高约30%
6）双曲面传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合齿轮的当量曲率半径较相应的弧齿锥齿轮大，从而可以降低齿面间的接触应力
7）双曲面传动的主动齿轮螺旋角较大，则不产生根切的最小齿数可减少，因此可以选用较少的齿数，有利于增加传动比
8）双曲面传动的主动齿轮较大，因此加工时所需的刀盘刀顶距较大，切削刃寿命长
9）双曲面齿轮的偏移距还有利于实现汽车的总体布置
1）沿齿长方向的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率
2）双曲面齿轮齿面间的压力和摩擦功较大，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，抗胶合能力较低
3）需要选用双曲面齿轮油来进行润滑。
广泛用于发动机横置的前置前驱乘用车驱动桥
轮廓尺寸及质量小，并可获得较大的传动比；
工作非常平稳，无噪声；
便于汽车的总体布置及贯通式多桥驱动布置；
可以传递大的载荷，使用寿命长；
结构简单，拆装方便，调整容易
蜗轮齿圈要求使用昂贵的有色金属合金制造，材料成本高；
传动效率较低
8.
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，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。
9.差速器的功用：
在两输出轴分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。
10.驱动桥壳类型：
可分式、整体式、组合式
第六章
悬架由弹性元件、导向元件、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成
1.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？
（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
侧倾中心高度比较低，轮距变化小，占用较少的空间。
广泛应用
2.独立悬架与非独立悬架的优缺点
独立悬架：
非簧载质量小；
摆头易控制；
采用小刚度弹簧平顺性好；
提高稳定性；
占用空间小；
减少侧倾和振动；
左右车轮互不影响；
结构复杂、成本高维修困难。
用途：
主要用于轿车、部分轻微型货车、客车及越野车
非独立悬架：
结构简单、制造成本低、维修方便；
非簧载质量大，平顺性差；
左右车轮互相影响；
前悬架易发生摆振；
易产生轴转向特性。
主要用于货车、大客车的前后悬架
3.独立悬架的评价指标
侧倾中心高度；
车轮定位参数的变化；
悬架侧倾角刚度；
横向刚度
4.解释为什么设计麦弗逊式悬架时，它的主销轴线、滑柱轴线和弹簧轴线三条线不在一条线上？
（1）主销轴线与滑柱轴线不在一条线上的原因：
（2）在对麦弗逊悬架受力分析中，作用在导向套上的横向力，横向力越大，则作用在导向套上的摩擦力F3f越大，这对汽车平顺性有不良影响，为减小摩擦力，可通过减小F3，增大c+b时，将使悬架占用空间增加，在布置上有困难；
若采用增加减振器轴线倾斜度的方法，可达到减小a的目的，但也存在布置困难的问题。
因此，在保持减振器轴线不变的条件下，常将图中的G点外伸至车轮内部，既可以达到缩短尺寸a的目的，又可获得较小的甚至是负的主销偏移距，提高制动稳定性，移动G点后的主销轴线不再与减振器轴线重合。
（2）弹簧轴线与减振器轴线在一条线上的原因：
为了发挥弹簧反力减小横向力F3的作用，有时还将弹簧下端布置得尽量靠近车轮，从而造成弹簧轴线成一角度。
推导
5.什么是轴转向效应?
前、后悬架均采用纵置钢板弹簧非独立悬架的汽车转向行驶时，内侧悬架处于减载而外侧悬架处于加载状态，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α。
这叫做汽车的轴转向效应。
6.悬架静挠度
指汽车满载静止时悬架上的载荷
与此时悬架刚度
7.悬架动挠度
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1/3）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。
9．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，称为悬架的弹性特性。
10．后悬架主、副簧刚度的分配
11.分析影响选取钢板弹簧的长度、片厚、片宽以及片数的因素。
弹簧长度：
乘用车L=﹙0.40~0.55﹚轴距，货车前悬架L=（0.26~0.35）轴距，后悬架L=（0.35~0.45）轴距；
宽度b，片厚h：
由总惯性矩J0得出总截面系数W0，再得出平均厚度hp，然后选择钢板片宽b，片厚h；
片数n：
多片钢板弹簧一般片数在6~14之间选取，总质量超过14t的货车可达20片。
用变截面少片簧时，片数在1~4之间
第七章
1.转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系
2.常见的转向器形式有几种？
各有何有缺点？
1）齿轮齿条式转向器
结构简单、紧凑；
壳体采用铝、镁合金压铸而成，转向器质量轻；
传动效率高；
能自动消除齿间间隙；
转向器占用的体积小；
制造成本低。
逆效率高，在不平路面上行驶时易反冲，造成打手并影响行驶安全。
2）循环球式转向器
将滑动摩擦转为滚动摩擦，传动效率高；
使用寿命高；
转向器的传动比可以变化；
工作平稳可靠；
齿条和齿扇之间的间隙易调整；
适合做整体式动力转向器。
逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。
3.转向系性能参数有：
（1）转向器的效率
（2）传动比的变化特性
（3）转向器传动副的传动间隙
4.转向器正效率
功率
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，
转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量
5.转向器逆效率
功率从转向摇臂轴输入，经转向轴输出所求得的效率称为逆效率，
，式中，
为转向器中的摩擦功率，
为作用在转向摇臂轴上的功率。
6转向系的力传动比
从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2
与作用在转向盘上的手力
之比，称为力传动比，即
7.转向系的角传动比：
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
，即
8.转向器角传动比：
与摇臂轴角速度
之比，称为转向器角传动比
9.转向器角传动比变化规律：
增大角传动比可以增大力传动比，增大转向系的力传动比能减小作用在转向盘上的手力，使操纵轻便，但车轮的反映变得迟钝。
10何谓汽车转向的“轻”与“灵”矛盾？
如何解决这对矛盾？
1）汽车转向的‘轻’与‘灵’矛盾：
‘轻’：
增大角传动比可以增加力传动比。
‘灵’：
对于一定的转向盘角速度，转向轮偏转角速度与转向器角传动比成反比。
角传动比增加后，转向轮偏转角速度对转向盘角速
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