汽车设计复习题11.docx

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汽车设计复习题11

11第一章汽车总体设计习题

1-1汽车的主要参数分几类？

各类又含有哪些参数？

各质量参数是如何定义的？

尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。

质量参数包括整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配。

性能参数包括动力性、燃油经济性、最小转弯直径、通过性几何参数、操纵稳定性、制动性、舒适性。

整车整备质量：

车上带有全部装备，加满燃料和水，但没有载客和货时的整车质量

载客量：

乘用车能装载乘客的数量

载质量：

汽车在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量

1-2发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是什么？

而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是什么？

一、1、与后轮驱动的乘用车相比，前轮驱动乘用车的前桥轴荷大，有明显的不足转向性能

2、因为是前轮是驱动轮，所以越过障碍的能力高，

3、主减速器与变速器装在一个壳体内，因而动力总成结构紧凑，且不再需要在变速器与主减速器之间设置传动轴，车内地板凸包高度可降低，有利于提高乘坐舒适性。

4、发动机布置在轴距外时，汽车的轴距可以缩短，因而有利于提高汽车的机动性，

5、汽车散热器布置在汽车前部，散热条件好，发动机可以得到足够的冷却

6、行李箱布置在汽车后部，故有足够大的行李箱空间。

7、容易改装为客货两用车或救护车。

8、供暖机构简单，且因管路短而供暖效率高。

9、因为发动机、离合器、变速器和驾驶员位置近，所以操纵机构简单。

10、发动机横置时能缩短汽车的总长，加上取消了传动轴等因素的影响汽车消耗材料明显减少，使整备质量减少。

11、发动机横置时，原减速器的锥齿轮需要用圆柱齿轮取代，这又降低了制造难度，同时在装配和使用时也不必进行齿轮调整工作。

二、1、能较好地隔绝发动机的气味和热量，客车中、前部基本不受发动机工作震动和噪声的影响。

2、检修发动机方便。

3、轴荷分配合理。

4、同时由于后桥簧上质量与簧下质量之比增大，可改善车厢后部的乘坐舒适性。

5、当发动机横置时，车厢面积利用较好，并且布置座椅的时候受发动机影响较小

6、作为城市客车使用时能够在地板下方和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱

7、作为市内用车不需要行李箱的时候因后桥前面的地板下方没有传动轴，则可以降低地板高度，乘客上下车方便。

8、传动轴长度短。

1-3提高汽车性能的主要措施有哪些？

1-4什么是汽车的整车整备质量和质量系数？

确定整车整备质量有几种方法？

车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的质量。

质量系数是指汽车车载质量和整车整备质量的比值，该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，值越大说明该汽车的结构和制造工艺越先进。

整车整备质量在设计阶段需估算确定。

在日常工作中，收集大量同类型汽车各总成、部件和整车的有关质量数据，结合新车设计的结构特点、工艺水平等初步估算各总成、部件的质量，在累计构成整车整备质量。

1-5轴荷分配影响汽车的哪些性能？

轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能。

对动力性通过性和操纵稳定性也有一定的影响

1-6汽车发动机的最大功率应根据哪些因素进行选择？

传动系效率，汽车总质量，重力加速度，滚动阻力系数，空气阻力系数，汽车正投影面积。

1-7何谓轮胎的负荷系数，其确定原则是什么？

汽车轮胎所承受的最大静负荷系值，应与轮胎额定负荷值接近，两者之比称为轮胎负荷系数。

确定原则：

①大小控制在0.85—1.00之间以防止超负荷

②对乘用车去下限，商用车控制在上限附近。

③前轮的负荷系数小于后轮

④双胎并装的负荷能力要比单胎负荷能力加倍后减小10%—15%

1-8将结构与布置均适合右侧通行的汽车，改为适合左侧通行的汽车，问此时汽车上有哪些总成部件需重新设计或布置？

1-9简述在总布置图中布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些什么问题？

1-10总体设计要计算汽车的哪几方面性能？

1-11油箱及其备胎布置应注意什么？

油箱，远离消声器和排气管，更不应布置在发动机舱内，乘用车邮箱布置在行李箱内，而货车油箱布置在纵梁上，考虑到发生车祸时不会因冲撞到油箱而发生火灾，油箱又应当布置在撞车时油箱不会受到损坏的地方。

备胎，乘用车备胎布置在行李箱内，要求在装满行李的情况下，仍能方便的取出备胎。

1-12总布置设计的一项重要工作是作运动校核，运动校核的内容与意义是什么？

内容：

从整车的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。

意义：

这些校核关系到汽车能否正常工作。

1-13总布置草图的坐标如何确定？

第二章离合器设计习题

2-1简述离合器在传动系中的作用。

离合器的主要功能是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步。

在换挡时将发动机和传动系分离，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，以防止传动系个零部件因过载而损坏，

有效的降低传动系中的振动和噪声。

2-2以膜片弹簧离合器为例叙述离合器的工作原理。

2-3对离合器的设计要求是什么？

①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，又能防止传动系个零件因过载。

②接合时要完全，平顺

③分离时要迅速，彻底

④从动部分转动惯量要小

⑤应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果

⑥应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动，缓和冲击和降低噪声的能力。

⑦操纵轻便、准确

⑧作用在从动盘上的总压力和摩擦材料的摩擦因素在离合器工作过程中变化尽可能小。

⑨具有足够的强度和良好的动平衡。

⑩结构应简单、紧凑、质量小。

2-4什么是离合器的后备系数

？

选择时应考虑哪几方面问题？

后备席数β是离合器设计中的一个重要参数，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，应考虑摩擦片在使用中磨损后离合器仍能可靠的传递发动机的最大转矩，防止离合器滑磨时间过长、防止船东新过载一级操纵轻便等因素。

2-5膜片弹簧有什么特点？

影响弹性特性的主要因素是什么？

工作点最佳位置应如何确定？

特点①具有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，紧凑，零件数目少，质量小。

③高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能稳定

④膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，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。

因素

位置①

2-6膜片弹簧主要性能参数如何选择？

①H／h和h的确定：

H／h一般为1.5—2.0板厚h约为2—4mm

②Rr和和Rr的确定：

2-7离合器操纵机构有哪几种形式，其踏板行程和踏板力如何计算？

机械式，液压式，机械式和液压式操纵机构的助力器，气压式和自动操纵机构。

2-8设计离合器和离合器操纵机构时，各自应当满足哪些基本要求？

离合器操纵机构①踏板力要尽可能小，乘用车80—150商用车150—200

②踏板行程一般在80—150最大不能超过180

③应有踏板行程调整装置

④应有踏板行程限位装置

⑤应有足够的刚度

⑥传动效率要高

⑦发动机的振动以及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作

⑧工作可靠、寿命长、维修包养方便

2-9某中型货车采用周布弹簧双片干式离合器传递扭矩

。

现将离合器改为单片干式离合器，并保持传递扭矩的能力基本不变，试问可供采用的措施有哪些？

如要采取这些措施会带来哪些缺点和困难？

2-10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

相同，操纵机构的传动比也一样，问作用到踏板上的力

是否相等?

如果不相等，哪个踏板上的力小？

为什么？

2-11已知某载货汽车总质量为8t，其发动机最大转矩为

N·m，单片离合器的摩擦片采用石棉基材料（模压），试设计摩擦片的外径

、内径

和厚度

。

2-12汽车起步时离合器的接合过程如图2.31所示，发动机转速为

，离合器从动轴角速度为

；

为离合器的摩擦力矩；

为离合器从动轴的阻力转矩；汽车总质量为

，

为车速；

为车轮滚动半径；

和

分别为变速器和主减速器传动比。

试计算离合器接合过程中的滑磨功。

图2.31汽车起步时离合器的接合过程

第三章机械式变速器设计习题

3-1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？

斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用在轴承上。

设计时，应力求使中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡，以减少轴承负荷，提高轴承寿命。

3-2为什么变速器的中心距A对轮齿的接触强度有影响?

并说明是如何影响的？

中心距越小轮齿的接触应力越大，齿轮寿命越短。

3-3在挡数相同的条件下，各种中间轴式变速器的主要差别表现在哪几方面？

惯性式同步器按照结构分有几种？

结构上的共同特点表现在何处？

在挡数相同的条件下各种中间轴式变速器主要在常数啮合齿轮对数、轴的支撑方式、换挡方式和倒挡传动方案以及档位布置顺序上有差别。

按结构分：

锁销式、滑块式、锁环式、多片式和多锥式。

虽然结构不同，但是他们都有摩擦，锁止和弹性原件。

3-4布置方案为发动机前置（纵置）后轮驱动的汽车，采用单片式离合器、中间轴式变速器，主减速器为单级螺旋锥齿轮，现将中间轴式变速器改为两轴式变速器（挡数及速比均不改变），其他总成结构与布置都不变，问这种做法是否可行？

为什么？

3-5变速器主要性能参数的选择依据是什么？

㈠挡数㈡传动比范围㈢中心距A㈣外尺寸㈤齿轮参数㈥各档齿轮齿数的分配

3-6什么是齿轮螺旋角？

其各轴齿轮螺旋角方向如何确定？

3-7简述同步器的锁止条件。

3-8某商用车，载重4吨，初步计划采用机械式变速器，型式为3轴，5挡，装备的发动机最大转矩

为372N·m，1挡速比

初选为5.5，试初选该变速器的中心距，外形尺寸，轴径。

3-9某变速器采用锁环式同步器，已知参数为，摩擦锥面平均半径

为30mm，锁止面平均半径

为35mm，摩擦锥面半锥角

，试确定锁止锥面锁止角

的取值范围。

3-10某组合式变速器的主变速器有5个挡，传动比为1-S2-S4-S6-S8（其中S>1），副变速器有两个挡，试问副变速器传动比如何设置，才能使副变速器的传动比均匀地插入主变速器各挡传动比之间，两者交替换挡，共同组成一个单调变化的传动比序列，按由小到大顺序列写出该传动比序列。

第四章万向传动轴设计习题

4-1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？

不等速万向节:

z指万向节连接的两轴夹角大于0时，输出轴和输入轴以变化的瞬时角速度比传动，但平均角速度想等的万向节。

准等速万向节：

指在设计角度下以想等的瞬时加速度传递运动，而在其他角度下以近似想等的瞬时角速度传递运动

等速万向节：

输出轴和输入轴以始终想等的瞬时角速度传递运动的万向节

4-2采用双十字轴万向节传动，如何才能保证输出轴与输入轴等速旋转？

保证与传动轴相连的两万向节叉布置在同一平面内，且使两万向节夹角想等。

4-3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

临街转速：

当传动轴的工作转速接近与其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以至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，结构及起支撑情况。

4-4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?

4-5简述挠性万向节的特点。

能减小传动系的扭转振动、动载荷和噪声，结构简单，使用中不需要润滑。

4-6如图4.32所示多万向节传动，

，

，

。

对多万向节传动应使其当量夹角

3°输出轴的角加速度幅值

rad/s2，据此校核图4.23的万向节布置是否合理（传动轴最高转速3000r/min）？

在不改变各轴夹角的情况下如何改动使其满足要求？

图4.23多万向节传动图

4-7为什么传动轴上需要有滑动花键？

作传动轴跳动图。

第五章驱动桥设计习题

5-1设计驱动桥时，驱动桥应满足哪些要求?

①选择适当的主减速比

②外廓尺寸小

③齿轮和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具有足够的刚度和强度

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。

5-2驱动桥主减速器有哪几种结构形式?

简述各种结构形式的主要特点及其应用。

齿轮类型：

①弧齿锥齿轮传动②双曲面齿轮传动③圆柱齿轮传动④蜗杆传动

主减速器的结速形似：

①单击主减速器②双级主减速器③双速主减速器④贯通式主减速器

主减速器主、从动锥齿轮的支撑方案①主动锥齿轮的支撑②从动锥齿轮的支撑

5-3把发动机前置、纵置，采用中间轴式变速器、后桥驱动，后桥为单级螺旋圆锥齿轮的典型车，改装为发动机后置在后桥之后的客车，问传动系必须做出何种改动方能适应运动学要求？

画出传动方案简图。

5-4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，Z1Z2之间避免有公约数

②主从动齿轮齿数之和应不少于40

③对于乘用车Z1不少于9商用车Z1不少于6

④主传动比i0较大时，Z1尽量小一些。

⑤对于不同的传动比Z1和Z2应有适宜的搭配。

5-5计算汽车主减速器锥齿轮强度时，首先要确定计算载荷，问有几种确定方法？

其内容是什么并解释如何应用?

5-6什么是差速器锁紧系数?

5-7简述多桥驱动汽车安装轴间差速器的必要性。

5-8汽车主减速器锥齿轮的螺旋方向如何规定?

5-9发动机前置—前驱动、横置和纵置时，主减速器有何不同?

5-10半轴的安装形式有哪几种?

应用范围如何?

5-11简述粘性联轴器的特点及功用。

5-12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?

5-13某汽车，其后轴最大载荷为13000kg，车轮滚动半径为525mm，后轴负荷转移系数为1.1，附着系数取0.8，半轴的长度为1124mm，材料的弹性模量

MPa，泊松比

，试确定半轴的直径。

（要求半轴的扭转切应力应小于600MPa，每米长度转角应小于15°）

第六章悬架设计习题

6-1悬架设计应满足哪些要求，在设计中如何满足这些要求？

6-2悬架有哪些具体说明类型？

如何根据车型选择悬架的结构形式？

6-3分析侧倾角刚度对汽车操纵稳定性的影响。

6-4分析影响选取钢板弹簧的长度、片厚、片宽以及片数的因素。

6-5独立悬架导向机构的设计要求有哪些？

前轮定位参数的变化特性与导向机构有哪些关系？

6-6减振器的主要性能参数有哪些？

在设计中如何选取这些参数？

8-7在图8.24中，

为地面施加在纵臂端点的垂直力，

为其垂直于纵臂轴线的分量，试推导式（8-32）。

6-8某中型客车底盘采用纵置钢板弹簧后悬架，其主要参数如下：

后轴满载轴荷为44250N，非悬挂质量为5439N；钢板弹簧作用长度为1375mm（前后段长度比例为1.15），弹簧片宽为76mm，片厚为9.5mm，片数为13；质量转移系数

=0.92。

满载时弹簧固装点到地面距离

为480mm，许用应力

为1000Mpa，试对钢板弹簧进行校核。

6-9某乘用车满载时前轴簧载质量为1060kg，轴距2400mm，满载时质心至前轴距离为1300mm。

采用螺旋弹簧非独立前悬架系统。

螺旋弹簧平均直径

为160mm，许用静扭转应力

＝500N/mm2，试按照静扭转强度选择钢丝直径

。

6-10参照图

，

推导减振器阻尼系数公式：

。

第七章转向系设计习题

7-1对汽车转向系设计有哪些要求？

7-2对动力转向的要求有哪些?

7-3转向系的性能参数包括哪些?

各自如何定义?

齿轮齿条式转向器的传动比定义及变速比工作原理是什么?

7-4从设计角度出发，为了减少作用在方向盘上的手力，可以采取的措施都有哪些?

7-5什么是转向器的正逆效率?

影响因素有哪些?

7-6什么是转向器的间隙特性及其影响因素?

7-7设计转向传动机构时，应注意哪几点问题?

7-8某车前轴荷为400kg，轮胎气压为30MPa，转向摇臂长150mm，转向节臂长160mm方向盘半径200mm，转向器速比30，转向器效率为0.75，试求转向阻力矩以及方向盘上的力。

7-9液压动力转向的助力特性与电动助力转向的助力特性或电控液压助力转向的助力特性之间有什么区别?

7-10某循环球式转向器螺距P=15mm，齿扇节圆半径为r=36mm，转向器的正效率为80%，求该转向器此时的角传动比和力矩传动比。

7-11螺杆传动的转向器中，啮合副的摩擦系数为0.07，螺杆螺线的导程角为10º，求转向器正效率和逆效率。

7-12某车前轴荷为500kg，轮胎气压为0.3MPa，转向摇臂长150mm，转向节臂长160mm方向盘半径200mm，转向器速比20，转向器效率为0.75，路面摩擦系数取0.7，试求转向阻力矩以及方向盘上的力。

第八章制动系设计习题

8-1制动器的设计要求有哪些？

8-2某型号汽车采用领从蹄式鼓式制动器，由于轮胎直径减小，轮辋直径也减小，若仍然采用鼓式制动器，欲保持制动效能不变，问可供采取的措施有哪些？

8-3何谓制动器效能及制动器效能因数？

8-4什么是制动效能稳定性，影响制动效能稳定性因素是什么？

8-5摩擦衬片的磨损因素是什么?

衡量标准有哪几种？

8-6前、后制动力矩如何分配?

盘式、鼓式制动器的制动力矩如何计算？

8-7如果驻车装置分别在后轮和变速器的输出轴，其驻车制动器的制动力矩应分别为多少？

8-8试述有哪几种制动驱动机构形式，各应用在什么范围内？

8-9鼓式和盘式制动器的主要参数各有哪些?

设计时是如何确定的？

8-10某盘式制动器摩擦衬片的内径为110mm，外径为125mm，求制动器有效作用半径。

8-11某车制动主缸活塞直径为40mm，制动管路工作油压为10MPa，踏板机构杠杆比为5，传动的机械效率为90%，真空助力器的助力比为15，求踏板力为多少？