汽车设计测验考试重点.docx

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汽车设计测验考试重点

第一章汽车的总体设计

汽车的主要参数包括尺寸参数，质量参数和汽车性能参数。

★汽车质量参数的确定

1整车整备质量m0

整车整备质量是指车上带有全部装备，加满水，燃料，但没有载货和载人的整车质量。

2载客量

汽车的载客量是指在影之路面上行驶时所允许的额定载人数。

3载质量me

汽车的载质量是指在影之路面上行驶时所允许的额定载质量。

4质量系数ηm0

质量系数是指汽车载质量与整车整备质量的比值，即ηm0=me／m0。

ηm0值越大，说明该车的结构的制造工艺越先进。

5汽车总质量ma

汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量

6轴荷分配

汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，个车轴对支撑平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载哦那个质量的百分比来表示。

汽车性能参数的确定（了解）

1动力性参数汽车动力性参数包括最高车速Vmax、加速时间t,上坡能力、比功率和比转矩等。

①加速时间t汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大加速度加速到一定车速所用去的时间，称为加速时间。

②上坡能力用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax来表示汽车的上坡能力。

③汽车的比功率Pb和比转矩Tb比功率是汽车所装发动机的标定最大功率Pemax与汽车最大总质量ma之比。

即Pb=Pemax/ma。

它可以综合反映汽车的动力性，比功率大的汽车加速性能要好于比功率小的汽车。

比转矩Tb是汽车所装发动机的最大转矩Temax与汽车总质量ma之比，Tb=Temax/ma。

它能反映汽车的牵引能力。

2燃油经济性参数汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量来评价。

该值越小燃油经济性越好。

3汽车最小转弯直径Dmin

转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径，称为汽车最小转弯直径Dmin。

Dmin用来描述汽车转向机动性，是汽车转向能力和安全能力的一项重要指标。

4通过性几何参数有；最小离地间隙hmin，接近角γ1，离去角γ2，纵向通过半径ρ1等。

5操纵稳定性参数

①转向特性参数为了保证有良好的操纵稳定性，汽车应具有一定程度的不足转向。

②车身侧倾角

③制动前倾角

6制动性参数

7舒适性汽车应为乘员提供舒适的乘坐环境和方便的操纵条件，称为舒适性。

8汽车的布置形式：

㈠乘用车的布置形式乘用车的布置形式的主要有发动机前置前轮驱动，发动机前置后轮驱动，发动机后置后驱三种。

①发动机前置前轮驱动，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。

②发动机前置后轮驱动，优点：

轴荷分配合理，因而有利于提高轮胎的使用寿命；前轮不驱动，因而不需要采用等速万向节；有利于减少制造成本；操纵机构简单；采暖机构简单；供暖效率高；发动机冷却条件好；爬坡能力强；改装容易；足够的行李箱空间；拆装、维修容易；发动机接近性良好。

缺点：

乘坐舒适性差；发生碰撞时，易使前排乘员受到严重伤害；整车整备质量大；影响汽车的经济性和动力性。

③发动机后置后轮驱动，优点：

驾驶员视野好；后排座椅中间座位乘员出入条件好；整车整备质量小；乘客座椅能够布置在舒适区内；爬坡能力强；发动机布置在轴距外时轴距短，汽车机动性能好。

缺点：

后桥负荷重，使汽车具有过多转向能力，操纵性变坏；前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵稳定性；行李箱在前部，空间不够大；操纵机构复杂；驾驶员不易发现发动机故障；发动机噪声易传给乘员；发生追尾事故时，对后排乘员构成危险。

㈡商用车的布置形式商用车的布置形式有三种，发动机前置后桥驱动、发动机中置后桥驱动、发动机后置后桥驱动。

①发动机前置后桥驱动，优点：

动力总成操纵机构的结构简单；冷却效果好；冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能改善发动机保温条件；容易发现发动机故障；底盘可与货车通用，有利于配件供应和维修工作。

缺点：

车厢面积利用不好，座椅受发动机限制；地板平面距地面较高，上下车不方便；易产生共振；舒适性差。

②发动机中置后桥驱动，优点：

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。

③发动机后置后驱，优点：

基本不受发动机工作噪声和振动的影响检修发动机方便；轴荷分配合理；车厢后部的乘坐舒适性好；布置座椅受发动机影响较少；传动轴长度短。

缺点；发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；动力总成的操纵机构复杂；驾驶员不容易发现发动机故障。

第二章离合器的设计

★静摩擦力矩Tc

Tc=fFZRc

式中，f为摩擦面间的静摩擦因数；F为压盘施加在摩擦面上的工作压力；Rc为摩擦片的平均摩擦半径；Z为摩擦面数，单片离合器的Z=2.，双片离合器的Z=4。

（了解）设计时Tc应大于发动机最大转矩，即

Tc=βTemax

β为离合器的后备系数，其必须大于1。

为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长，β不宜选得太小；为使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，β又不宜选得太大，当发动机后备功率较大，使用条件较好时，β可选的小些；当使用条件恶劣，需要拖带挂车时，为提高起步能力，减少离合器滑磨，β应选的大些；汽车总质量越大，β也应选的大些；采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平衡，选取的β值应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，β可选的小些；双片离合器的β只应大于单片离合器。

膜片弹簧的弹性特性（了解）

膜片弹簧具有较为理想的非线性弹性特性，

膜片弹簧基本参数的选择

1比值H／h和h的选择

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。

2R／r比值和R、r的选择（了解）

R／r越大，弹簧材料利用率越低，弹簧越硬，弹性特性曲线收支净误差的影响越大，切应力越高，一般R／r为1.20-1.35。

为使摩擦片上的压力分布较均匀，推式膜片弹簧的R应取为大于或等于摩擦片的平均半径Rc,拉式膜片弹簧的r值宜取为大于或等于Rc。

3α的选择（了解）

膜片弹簧自由状态下圆锥底角α与内截锥高度H关系密切，一般在9—15度范围内。

★4膜片弹簧工作点的选择

膜片弹簧工作点如图所示，该曲线的拐点H对应着膜片弹簧的压平位置，而且λ1H=

（λ1M+λ1N）／2。

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△λ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。

为最大限度的减少踏板力，C点应尽量靠近N点。

第三章变速器

★斜齿轮传递扭矩时生轴向力并作用到轴承上。

设计时，应力求使中间轴上同时工作的两队齿轮产生轴向平衡。

以减小轴承负荷，提高轴承寿命。

因此，中间轴上不同档位齿轮的螺旋角应该是不一样的。

为使工艺简便，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。

则第一第二轴上的斜齿轮应取为左旋。

第四章传动轴

1临界转速

当传动轴的工作转速接近其弯曲固有振动频率时的转速为传动轴的临界转速。

影响因素有传动轴的支撑长度Lc，传动轴州官的内径dc外径Dc。

2轴万向节连接的两夹角不宜过大的原因

附加弯矩可引起与万向节相连零件的弯曲振动，在万向节主、从动轴支撑上引起周期性变化的径向载荷，从而激起支承处的振动，使传动轴产生附加应力和变形，从而降低传动轴的疲劳强度，因此，为了控制附加弯矩，应避免两轴之间的夹角过大。

★3万向传动轴的计算载荷

位置

计算方法

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

用于变速器与驱动桥之间

用于转向驱动桥中

第五章驱动桥

设计驱动桥时应满足的基本条件：

（了解）

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。

主减速器主、从动锥齿轮的支撑方案

主动锥齿轮的支撑形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。

★主减速器齿轮计算载荷的确定

1按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算载荷Tce

Tce=

式中，Tce为计算转矩；kd为猛接离合器所产生的动载系数；Temax为发动机最大转矩；k为液力变矩器变矩系数；i1变速器一挡传动比；if为分动器传动比；io为主减速器传动比；η发动机到万向传动轴之间的传动效率；n为计算驱动桥数。

2按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcs

Tcs=

式中，为计算转矩，G2为满载状态下一个驱动桥上的静载荷；m2′为汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数；φ为轮胎与路面间的附着系数；rr为车轮滚动半径；im为主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比；ηm为主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率。

③按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tef

Tef=

式中，Tef为计算转矩，Ft为汽车日常行驶平均牵引力。

★1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，各工况下验算的特点是什么。

桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座内侧附近，桥壳端部的轮毂轴承座根部。

面，垂直力最大，纵向力为0，侧向力为0

特点：

①Fx2=FZ2φ=m2’G2φ／2,FZ2=m2’G2／2,Fy2=0

②Fx2=0,,Fy2=G2φ1,

③Fx2=0,Fy2=0,FZ2=kG2／2

★2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，由三轴改为二轴的。

第六章悬架设计

★1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。

在保持减震器不变的条件下，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，有可以获得较小的甚至是负的主销偏转移距，提高制动稳定性，移动G点后的主销轴线不再与减震器轴线重合。

为了发挥弹簧反力减小横向力的作用，有时还将弹簧下端布置得尽量靠近车轮，从而造成弹簧轴线及减震器轴线成一角度。

这就是麦弗逊独立悬架中，主销轴线、滑柱轴线和弹簧轴线不共线的原因。

2前、后悬架方案的选择（了解）

目前汽车的前、后悬架采用的方案有