《汽車設(shè)計(jì)》期末考試試題

1、一、名詞解釋（每小題3分，共21分）1.汽車整備質(zhì)量：車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒(méi)有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。 2. 汽車質(zhì)量系數(shù)：汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，hm0=me/m0。3. 懸架動(dòng)撓度：從滿載靜平衡位置開(kāi)始，懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形時(shí)，車輪中心相對(duì)車架（車身）的垂直位移fd。4. 側(cè)傾中心：在側(cè)向力的作用下，車身在通過(guò)左、右車輪中心的橫向平面內(nèi)發(fā)生側(cè)傾時(shí)，相對(duì)于地面的瞬時(shí)擺動(dòng)中心。5. 轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)間隙：是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動(dòng)副（如齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒輪與齒條傳動(dòng)副；循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的齒扇與齒條傳動(dòng)副）之間的間隙。該間隙隨轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角的大小不同而改變

2、，這種變化關(guān)系稱為轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性。6. 轉(zhuǎn)向系力傳動(dòng)比：從輪胎接地面中心作用在兩個(gè)轉(zhuǎn)向論上的合力2fw與作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)手力fh之比，稱為轉(zhuǎn)向系力傳動(dòng)比ip。7. 制動(dòng)器效能因數(shù)：在制動(dòng)轂或制動(dòng)盤(pán)的作用半徑r上所得到的摩擦力（m/r）與輸入力f0之比。二、簡(jiǎn)述下列問(wèn)題1、 為保證變速器很好地工作，設(shè)計(jì)變速器時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足哪些主要要求？（8分）（1） 保證汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。（2） 設(shè)置空檔，用來(lái)切斷動(dòng)力。（3） 設(shè)置倒檔。（4） 設(shè)置動(dòng)力輸出裝置。（5） 換檔迅速、省力、方便。（6） 工作可靠，無(wú)跳檔、亂檔、換檔沖擊現(xiàn)象。（7） 傳動(dòng)效率要高。（8） 工作噪聲低。（9） 尺寸小，質(zhì)量

3、小，成本低，維修方便。2、汽車懸架設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)滿足哪些基本要求？（8分）(1)具有良好的衰減振動(dòng)能力； (2)保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性； （3）汽車制動(dòng)或加速時(shí)要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適；（4）有良好的隔聲能力 ；（5）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小； （6）可靠地傳遞各種力，力矩； （7）在滿足零部件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。3、主減速器設(shè)計(jì)過(guò)程中，主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)應(yīng)當(dāng)如何選擇才能保證具有合理的傳動(dòng)特性和滿足結(jié)構(gòu)布置的要求？ （5分）應(yīng)遵守下述原則選取主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)z1、z2：（1）滿足最小離地間隙要求，z1、z2盡可能取小些； （2）滿足重合

4、度要求，希望z1、z2取多些； （3）為使輪齒不發(fā)生根切，要求貨車z16。為降低噪聲，對(duì)于轎車，z19； （4）為使各齒間均勻嚙合，z1、z2不應(yīng)有大于1的公約數(shù)； （5）z1+z240，以保證足夠彎曲強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，降低噪音。4、 簡(jiǎn)述鋼板彈簧各片長(zhǎng)度的確定過(guò)程。（6分）文字說(shuō)明如下： （1）先將各片厚度hi的立方值hi3按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上； （2）再沿橫坐標(biāo)量出主片長(zhǎng)度的一半l/2和u形螺栓中心距的一半s/2，得到a、b兩點(diǎn)； （3）連接a、b即得到三角形的鋼板彈簧展開(kāi)圖，ab線與各葉片的上側(cè)邊交點(diǎn)即為各片長(zhǎng)度。（圖示說(shuō)明亦可）：5、 何謂螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪的螺旋角? 對(duì)于

5、螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪而言，其主動(dòng)和從動(dòng)齒輪的螺旋角是否相等，為什么?（5分）（1） 螺旋角是指錐齒輪節(jié)錐表面展開(kāi)圖上的齒形線任意一點(diǎn)a的切線與該點(diǎn)荷節(jié)錐頂點(diǎn)連線之間的夾角。（2）螺旋錐齒輪主動(dòng)和從動(dòng)齒輪的螺旋角相等，雙曲面齒輪主動(dòng)和從動(dòng)齒輪的螺旋角不相等，主動(dòng)齒輪螺旋角大于從動(dòng)齒輪螺旋角。（3）雙曲面齒輪主動(dòng)和從動(dòng)齒輪軸線相互垂直而不相交，且主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線向上或向下偏移一距離e（偏移距）。6.離合器后備系數(shù)不宜取太大原因是離合器后備系數(shù)不宜取太大原因是離合器后備系數(shù)不宜取太大原因是離合器后備系數(shù)不宜取太大原因是什么？ 1）為要能防止傳動(dòng)系過(guò)載，操縱輕便，值要小些。2）發(fā)動(dòng)機(jī)后備

6、功率大，使用條件較好，值要小些。3)發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)多轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小，值要小些。4)膜片彈簧離合器在摩擦片磨損后，壓力保持穩(wěn)定相對(duì)螺旋彈簧離合器，值要小些。7. 轉(zhuǎn)向操縱輕便性的評(píng)價(jià)指標(biāo)？答：通常用轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)多少兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)操縱輕便性。8. 變速比轉(zhuǎn)向器？答：轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比不是固定值而是變化的，以解決轉(zhuǎn)向“輕”和“靈” 這對(duì)矛盾。齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸式指銷式轉(zhuǎn)向器都可以制成變速比轉(zhuǎn)向器。9. 汽車制動(dòng)系的組成及功能？答：制動(dòng)系至少有行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置。有些汽車還設(shè)有應(yīng)急制動(dòng)和輔助制動(dòng)裝置。制動(dòng)系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車，在下坡

7、行駛時(shí)使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速，使汽車可靠地停在原地或坡道上。10. 離合器的主要功用？答：離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，以保證將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合與分離。11. 發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)？答：發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置結(jié)構(gòu)形式：傳統(tǒng)的橡膠懸置和液壓阻尼式橡膠懸置。傳統(tǒng)的橡膠懸置特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，但動(dòng)剛度和阻尼損失角的特性曲線基本上不隨激勵(lì)頻率變化。液壓阻尼式橡膠懸置的動(dòng)剛度及阻尼損失角有很強(qiáng)的變頻特性，對(duì)于衰減發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻段內(nèi)的大幅振動(dòng)十分有利。12. 公路車輛法規(guī)規(guī)定的單車外廓尺寸？答：公路車輛法規(guī)規(guī)定的單車外廓尺寸：長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)12m；寬不超過(guò)2.5m；高不超過(guò)4m。

8、13. 雙十字軸萬(wàn)向節(jié)等速傳動(dòng)的條件？答：處于同一平面的雙萬(wàn)向節(jié)等速傳動(dòng)的條件：1）保證同傳動(dòng)軸相連的兩萬(wàn)向節(jié)叉應(yīng)布置在同一平面內(nèi)；2）兩萬(wàn)向節(jié)夾角1與2相等。14. 汽車總布置草圖三維坐標(biāo)系的基準(zhǔn)線及作用？答：車架上平面線作為垂直方向尺寸的基準(zhǔn)線，即z坐標(biāo)線的基準(zhǔn)線；汽車中心線作為橫向尺寸的基準(zhǔn)線，即y坐標(biāo)線的基準(zhǔn)線；前輪中心線作為縱向方向尺寸的基準(zhǔn)線，即x坐標(biāo)線的基準(zhǔn)線。15. 鋼板彈簧葉片在自由狀態(tài)下曲率半徑不同的原因？答：鋼板彈簧葉片在自由狀態(tài)下曲率半徑不同的原因是：使各片厚度相同的鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊，裝配后各片產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，減少主片工作應(yīng)力，使各片壽命接近。16. 在進(jìn)行汽車總

9、布置草圖設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)進(jìn)行那些運(yùn)動(dòng)校核？答：轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與懸架運(yùn)動(dòng)的校核：作轉(zhuǎn)向輪跳動(dòng)圖；根據(jù)懸架跳動(dòng)量，作傳動(dòng)軸跳動(dòng)圖。原則上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方都要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉校核。17. 汽車總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)？答：要對(duì)各部件進(jìn)行較為仔細(xì)的布置，應(yīng)較為準(zhǔn)確地畫(huà)出各部件的形狀和尺寸，確定各總成質(zhì)心位置，然后計(jì)算軸荷分配和質(zhì)心位置高度，必要時(shí)還要進(jìn)行調(diào)整。此時(shí)應(yīng)較準(zhǔn)確地確定與汽車總體布置有關(guān)的各尺寸參數(shù)，同時(shí)對(duì)整車主要性能進(jìn)行計(jì)算，并據(jù)此確定各總成的技術(shù)參數(shù)，確保各總成之間的參數(shù)匹配合理，保證整車各性能指標(biāo)達(dá)到預(yù)定要求。18. 半軸的支承方式及受力特點(diǎn)？答：半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3/4浮

10、式和全浮式三種形式。半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，其外端還承受由路面對(duì)車輪的反力所引起的全部力和力矩。3/4浮式半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕。全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，作用于驅(qū)動(dòng)輪上的其它反力和彎矩全由橋殼來(lái)承受。19. 評(píng)價(jià)獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)從哪幾方面進(jìn)行分析？答：評(píng)價(jià)時(shí)常從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：1）側(cè)傾中心高度；2）車輪定位參數(shù)的變化；3）懸架側(cè)傾角剛度；4）橫向剛度。20. 如何確定汽車前后懸架的靜撓度？答：懸架的靜撓度直接影響車身振動(dòng)的偏頻。后懸架的靜撓度f(wàn)c2比前懸架的靜撓度f(wàn)c1小些，這有利于防止車身產(chǎn)生較大的縱向角振動(dòng)?？紤]到貨車前、后軸荷的差別和駕駛員的乘坐舒適性，取前懸

11、架的靜撓度值大于后懸架的靜撓度值。為了改善微型轎車后排乘客的乘坐舒適性，有時(shí)取后懸架的偏頻低于前懸架的偏頻。三、結(jié)構(gòu)方案分析1、 發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的布置形式，現(xiàn)今在經(jīng)濟(jì)型轎車上得到廣泛應(yīng)用，其主要原因是什么？而發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的布置形式在客車上得到廣泛應(yīng)用，其原因又是什么？（10分）（1）對(duì)于經(jīng)濟(jì)型轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)布置方案的主要優(yōu)點(diǎn)是：前橋軸荷大，有明顯的不足轉(zhuǎn)向；前輪是驅(qū)動(dòng)輪，越障能力高；動(dòng)力總成緊湊，不需要傳動(dòng)軸，可降低車內(nèi)凸包高度，有利于提高乘坐舒適性；軸距可縮短，有利于提高機(jī)動(dòng)性；散熱條件好；行李箱空間足夠大。（2）對(duì)于客車，發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)布置方案的主要優(yōu)點(diǎn)是：能較好的

12、隔絕發(fā)動(dòng)機(jī)的氣味和熱量，客車中、前部基本不受發(fā)動(dòng)機(jī)工作噪音和振動(dòng)的影響；檢修發(fā)動(dòng)機(jī)方便；軸荷分配合理；并可改善車廂后部乘坐舒適性；發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)，車廂面積利用好。2. 分析被動(dòng)懸架的不足之處，并說(shuō)明主動(dòng)懸架的工作過(guò)程？（6分）答：由彈性元件和減振器所構(gòu)成的被動(dòng)懸架系統(tǒng)，其彈性特性和阻尼特性是一定的，當(dāng)受到外界激勵(lì)時(shí)，只能“被動(dòng)”地做出響應(yīng)。在多變環(huán)境或性能要求高且影響因素復(fù)雜的情況下，難以滿足期望的性能要求。主動(dòng)懸架主要由執(zhí)行元件、各種必要的傳感器、信號(hào)處理器和控制單元等組成。主動(dòng)懸架的傳感器、信號(hào)處理器對(duì)行駛路面、汽車的工況和載荷等狀況的進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)控制單元根據(jù)檢測(cè)到的各種信號(hào)判斷汽車的當(dāng)前

13、狀態(tài)，并根據(jù)事先設(shè)定的控制策略決定執(zhí)行元件輸出力的大小，控制懸架本身的特性及工作狀態(tài)，對(duì)振動(dòng)進(jìn)行“主動(dòng)”干預(yù)。3. 簡(jiǎn)述具有前后軸制動(dòng)力固定比值分配車輛前后軸最大制動(dòng)力確定方法？（6分）答：選定同步附著系數(shù)0，并用下式計(jì)算前、后輪制動(dòng)力矩的比值式中，m1、m2為前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；l1、l2為汽車質(zhì)心至前軸和后橋的距離；hg為汽車質(zhì)心高度。根據(jù)汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急制動(dòng)到前輪抱死拖滑，計(jì)算出前輪制動(dòng)器的量大制動(dòng)力矩m1max；再根據(jù)前面已確定的前、后輪制動(dòng)力矩的比值計(jì)算出后輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩m2max。2、 試分析比較汽車上用的各種鼓式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?（8分）四、設(shè)計(jì)

14、參數(shù)選擇（共14分）1、 試說(shuō)明汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)，哪些因素對(duì)軸荷分配的選取產(chǎn)生影響？（6分）影響軸荷分配的主要因素：汽車的驅(qū)動(dòng)形式、發(fā)動(dòng)機(jī)的位置、汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車頭的形式、使用條件。2、何謂離合器后備系數(shù)？影響其取值大小的因素有哪些？（8分）（1）離合器后備系數(shù)：離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比， =tc/temax。（2）考慮以下因素，不宜選取過(guò)大：防止傳動(dòng)系過(guò)載；緊急接合離合器，t傳（23）temax；不松開(kāi)離合器、緊急制動(dòng)，t傳=（1520）temax；保證離合器尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；減少踏板力，操縱輕便；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)多，轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)， 可取小些；膜片彈簧離合器可以取小。（3）下列

15、因素要求不宜選取過(guò)?。阂r片磨損后，仍能可靠傳遞temax，宜取大些；防止離合器接合時(shí)滑磨過(guò)大，導(dǎo)致壽命下降；使用條件惡劣，有拖掛，為提高起步能力；柴油機(jī)因工作粗暴，轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)，宜取大些。 3. 傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速及提高傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速的方法？（6分）答：所謂臨界轉(zhuǎn)速，就是當(dāng)傳動(dòng)軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動(dòng)頻率時(shí)，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動(dòng)軸折斷時(shí)的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速為式中，nk為傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速（r/min）；lc為傳動(dòng)軸長(zhǎng)度（mm），即兩萬(wàn)向節(jié)中心之間的距離；dc和dc分別為傳動(dòng)軸軸管的內(nèi)、外徑（mm）。在長(zhǎng)度一定時(shí)，傳動(dòng)軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動(dòng)軸有足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。由上

16、式可知，在dc和lc相同時(shí)，實(shí)心軸比空心軸的臨界轉(zhuǎn)速低。當(dāng)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度超過(guò)1.5m時(shí)，為了提高nk以及總布置上的考慮，常將傳動(dòng)軸斷開(kāi)成兩根或三根。4. 變速器傳動(dòng)比范圍的定義及確定傳動(dòng)比范圍的影響因素？（7分）答：變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋傳動(dòng)傳動(dòng)比的比值。最高擋通常是直接擋，傳動(dòng)比為1.0；變速器最高擋是超速擋，傳動(dòng)比為0. 70. 8。影響最低擋傳動(dòng)比選取的因素有：發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所要求的汽車最大爬坡能力、驅(qū)動(dòng)輪與地面間的附著力、主減速比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑以及所要求達(dá)到的最低穩(wěn)定行駛車速等。傳動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽車的最高車速和使用條件（如要

17、求的汽車爬坡能力）等因素有關(guān)。目前乘用車的傳動(dòng)比范圍在3. 0 4. 5之間，輕型商用車在5. 08. 0 之間，其它商用車則更大。5.對(duì)于鉗盤(pán)式制動(dòng)器，制動(dòng)鉗在車軸安裝有那幾種形式？各自的特點(diǎn)？（畫(huà)出受力圖）（7分）答：制動(dòng)鉗的安裝位置可以在車軸之前或之后。由圖可見(jiàn)，制動(dòng)鉗位于軸后能使制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷f減??；制動(dòng)鉗位于軸前，則可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥污。 五、綜合分析1、汽車驅(qū)動(dòng)工況下，試分析鋼板彈簧的受力狀態(tài)并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，指出危險(xiǎn)段面在何處？（8分）（1）汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)，鋼板彈簧受力狀態(tài)如圖所示： 其中：g2-作用在后輪上的垂直靜載荷；m2-驅(qū)動(dòng)時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)；l1、l2-板簧

18、前、后半段的度長(zhǎng)；-附著系數(shù)；w0-總截面系數(shù)；c-固定點(diǎn)到地面的距離；b-板簧寬度；h1-主片厚。（2）危險(xiǎn)斷面出現(xiàn)在后鋼板彈簧前半段其最大應(yīng)力為：2、今有單片和雙片離合器各一個(gè)，它們的摩擦襯片內(nèi)、外徑尺寸相同，傳遞的最大轉(zhuǎn)矩temax相同，操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比也一樣，問(wèn)作用到踏板上的力ff是否相等？如果不等，哪個(gè)踏板上的作用力小，為什么?（7分） （1）由式tc=f·f·z·rc（式中：f工作壓力；f摩擦因數(shù)； z摩擦面數(shù)；rc 平均摩擦半徑 ） 可知，在摩擦襯片尺寸、所傳遞最大轉(zhuǎn)矩及摩擦材料相同條件下，單片和雙片離合器由于其工作摩擦面數(shù)不同，因此作用到摩擦襯片上的工作壓力不同，雙片離合器襯片工作壓力要小于單片離合器，即f雙<f單。（2）由式ff=f/i+fs（ ff踏板力，壓緊彈簧對(duì)壓盤(pán)的總壓力，i操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比，fs克服回位彈簧拉力所需的踏板力）可知，在操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比相同條件下，作用到離合器踏板上的力ff與離合器襯