汽車設(shè)計(jì)課后答案

1、第一章 汽車總體設(shè)計(jì)1-2：前置前驅(qū)優(yōu)點(diǎn)：前橋軸荷大，有明顯不足轉(zhuǎn)向性能，越過障礙能力高，乘坐舒適性高，提高機(jī)動(dòng)性，散熱好，足夠大行李箱空間，供暖效率高，操縱機(jī)構(gòu)簡單，整車m小，低制造難度 后置后驅(qū)優(yōu)：隔離發(fā)動(dòng)機(jī)氣味熱量，前部不受發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲震動(dòng)影響，檢修發(fā)動(dòng)機(jī)方便，軸荷分配合理，改善后部乘坐舒適性，大行李箱或低地板高度，傳動(dòng)軸長度短。1-3：汽車的主要參數(shù)分幾類？各類又含有哪些參數(shù)：汽車的主要參數(shù)分三類：尺寸參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)和汽車性能參數(shù)1）尺寸參數(shù)：外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、貨車車頭長度和車廂尺寸。2）質(zhì)量參數(shù)：整車整備質(zhì)量、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、汽車總質(zhì)量、軸荷分配。3）性能參

2、數(shù)：(1) 動(dòng)力性參數(shù)：最高車速、加速時(shí)間、上坡能力、比功率和比轉(zhuǎn)距 (2) 燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)(3) 汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑(4) 通過性幾何參數(shù)(5) 操縱穩(wěn)定性參數(shù)(6) 制動(dòng)性參數(shù)(7) 舒適性 1-6、具有兩門兩座和大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)型乘用車（跑車），不僅僅加速性好，速度又高，這種車有的將發(fā)動(dòng)機(jī)布置在前軸和后橋之間。試分析這種發(fā)動(dòng)機(jī)中置的布置方案有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？（6分） 優(yōu)點(diǎn)：(1)將發(fā)動(dòng)機(jī)布置在前后軸之間，使整車軸荷分配合理； （2）這種布置方式，一般是后輪驅(qū)動(dòng)，附著利用率高； （3）可使得汽車前部較低，迎風(fēng)面積和風(fēng)阻系數(shù)都較低； （4）汽車前部較低，駕駛員視野好 缺點(diǎn)：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)占用客

3、艙空間，很難設(shè)計(jì)成四座車廂； （2）發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和冷卻效果差第二章離合器設(shè)計(jì)2-3后備系數(shù)：反映離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。選擇的根據(jù)： 1）摩擦片摩損后, 離合器還能可靠地傳扭矩 2）防止滑磨時(shí)間過長（摩擦片從轉(zhuǎn)速不等到轉(zhuǎn)速相等的滑磨過程） 3）防止傳動(dòng)系過載 4）操縱輕便2-4膜片彈簧彈性特性有何特點(diǎn)？影響因素有那些？工作點(diǎn)最佳位置如何確定？答；膜片彈簧有較理想的非線形彈性特性，可兼壓緊彈簧和分離杠桿的作用。結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小；高速旋轉(zhuǎn)時(shí)壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定，而圓柱螺旋彈簧壓緊力降低明顯；以整個(gè)圓周與壓盤接觸，壓力分布均勻，摩擦片接觸良好,磨損均勻；

4、通風(fēng)散熱性能好，使用壽命長；與離合器中心線重合，平衡性好。影響因素有：制造工藝，制造成本，材質(zhì)和尺寸精度。2-5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)距Tmax也相同，操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比也一樣，問作用到踏板上的力Ff是否也相等？如果不相等，哪個(gè)踏板上的力小？為什么？答：不相等。因雙片離合器摩擦面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉(zhuǎn)距的能力較大，在傳遞相同轉(zhuǎn)距的情況下，踏板力較小。第三章 機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)3-1分析3-12所示變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？有幾個(gè)前進(jìn)擋？包括倒檔在內(nèi)，分別說明各檔的換檔方式，那幾個(gè)采用鎖銷式同步器換檔？那幾個(gè)檔采用鎖環(huán)式同步換檔器？分析在同一變速器不同檔

5、位選不同結(jié)構(gòu)同步器換檔的優(yōu)缺點(diǎn)？答：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：檔位多，改善了汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性以及平均車速。工友5個(gè)前進(jìn)檔，換檔方式有移動(dòng)嚙合套換檔，同步器換檔和直齒滑動(dòng)齒輪換檔。同步器換檔能保證迅速，無沖擊，無噪聲，與操作技術(shù)和熟練程度無關(guān)，提高了汽車的加速性，燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向尺寸大 3-2、為什么中間軸式變速器的中間軸上齒輪的螺旋方向一律要求取為右旋，而第一軸、第二軸上的斜齒輪螺旋方向取為左旋？答：（1）斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。（2%） （2）在設(shè)計(jì)時(shí)，力求使中間軸上同時(shí)工作的兩對齒輪產(chǎn)生的軸向力平衡，以減小軸承負(fù)荷，提高軸承壽命。（2%）

6、3圖為中間軸軸向力的平衡圖（2%）(4) 中間軸上齒輪的螺旋方向取為右旋，而第一軸、第二軸上的斜齒輪螺旋方向取為左旋后，圖中軸向力Fa1和Fa2可相互平衡，第一軸、第二軸上斜齒輪所產(chǎn)生的軸向力由箱體承擔(dān)。（2%）3-3為什么變速器的A對齒輪的接觸強(qiáng)度有影響？并說明是如何影響的？答：中心距A是一個(gè)基本參數(shù)，其大小不僅對變速器的外型尺寸，體積和質(zhì)量大小都有影響，而且對齒輪的接觸強(qiáng)度有影響。中心距越小，齒輪的接觸應(yīng)力越大，齒輪壽命越短，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證齒輪有必要的接觸強(qiáng)度來確定。第四章 萬向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)4-2什么樣的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速？影響臨界轉(zhuǎn)速的因素有那些？答：臨界轉(zhuǎn)速：當(dāng)傳動(dòng)軸的工作

7、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，以至振幅急劇增加而引起傳動(dòng)軸折斷時(shí)的轉(zhuǎn)速；影響因素有：傳動(dòng)軸的尺寸，結(jié)構(gòu)及支撐情況等。4-3說明要求十字軸向萬象節(jié)連接的兩軸夾角不宜過大的原因是什么？答：兩軸間的夾角過大會增加附加彎距，從而引起與萬向節(jié)相連零件的按區(qū)振動(dòng)。在萬向節(jié)主從動(dòng)軸支承上引起周期性變化的徑向載荷，從而激起支撐出的振動(dòng)，使傳動(dòng)軸產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形從而降低傳動(dòng)軸的疲勞強(qiáng)度。為了控制附加彎距，應(yīng)避免兩軸間的夾角過大第五章 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)5-1、主減速器設(shè)計(jì)一、結(jié)構(gòu)型式按齒輪類型，減速形式和支承分類2）雙曲面齒輪優(yōu)點(diǎn)：與弧齒錐齒輪比A、尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪傳動(dòng)比更大。B、如傳動(dòng)比一定

8、，從動(dòng)齒輪尺寸相同，雙曲主動(dòng)齒輪直徑大，齒輪強(qiáng)度高，齒輪軸和軸承的剛度大C、如，主動(dòng)齒輪尺寸相同，雙曲從動(dòng)齒輪直徑小離地間隙。 其他優(yōu)點(diǎn)：D、有沿齒長的縱向滑動(dòng)，改善磨合，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性E、嚙合齒數(shù)多，重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，約30%F、雙曲主動(dòng)齒輪直徑及螺旋角大，相嚙合齒的當(dāng)量曲率半徑大，G、雙曲主動(dòng)齒輪1大，不產(chǎn)生根切的最小可少H、主動(dòng)齒輪大，加工刀具壽命長I、布置：主動(dòng)軸在從動(dòng)齒輪中心水平面下方：萬向節(jié)傳動(dòng)高度，車身高度，地板高。主動(dòng)軸在從動(dòng)齒輪中心水平面上方：離地高度（貫通式驅(qū)動(dòng)橋）3） 缺點(diǎn)A、縱向滑動(dòng)使損失,B、抗膠合能力低，要特種潤滑油4）應(yīng)用：廣泛，i>4.5且尺寸限制時(shí)，雙曲i

9、<2，弧齒錐齒輪 2 < i < 4.5，弧齒錐齒輪和雙曲兩均可（三）主從動(dòng)錐齒輪的支承方案1、主動(dòng)錐齒輪支承：1）懸臂式（圖5-14 a）A、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： a、圓錐滾子軸承大端向外，（有時(shí)用圓柱滾子軸承） b、為支承剛度，兩支承間的距離b應(yīng)2.5a（a為懸臂長度） c、軸頸d應(yīng)a d、左支承軸頸比右大B、優(yōu)缺：結(jié)構(gòu)簡單，剛度差C、用：傳遞轉(zhuǎn)矩小的2）跨置式（圖5-14 b）A、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： a、兩端均有支承（三個(gè)軸承）剛度大，齒輪承載能力高 b、兩圓錐滾子軸承距離小主動(dòng)齒輪軸長度，可減少傳動(dòng)軸夾角，有利于總體布置 c、殼體需軸承座殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本高 d、空間尺寸緊張B、用

10、：傳遞轉(zhuǎn)矩大的2、從動(dòng)錐齒輪支承（圖5-14 c）1）圓錐滾子大端向內(nèi)，跨度2) 70%3) cd 載荷平均分配4) 大從動(dòng)錐齒輪背設(shè)輔助支承銷, 間隙0.25mm（圖5-15） 5）齒輪受載變形或位移的許用偏移量（圖5-16）5-3 P162-P1635-4 P170-P1715-5 汽車為典型布置方案，驅(qū)動(dòng)橋采用單級主減速器，且從動(dòng)齒輪布置在左側(cè)，如果將其移到右側(cè)，試問傳動(dòng)系的其他部分需要如何變動(dòng)才能滿足使用要求，為什么?可將變速器由三軸改為二軸的，因?yàn)閺膭?dòng)齒輪布置方向改變后，半軸的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒏淖儯魧⒆兯倨髦糜谇斑M(jìn)擋，車將倒行，三軸式變速器改變了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，所以改變變速器的形式即可

11、，由三軸改為二軸的。第六章 懸架設(shè)計(jì)6-2、汽車懸架分非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩類，獨(dú)立懸架又分為幾種形式？它們各自有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：（1）雙橫臂式 側(cè)傾中心高度比較低，輪距變化小，輪胎磨損速度慢，占用較多的空間，結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，前懸使用得較多。（1.5%） （2）單橫臂式 側(cè)傾中心高度比較高，輪距變化大，輪胎磨損速度快，占用較少的空間，結(jié)構(gòu)簡單，但目前使用較少。 （1.5%） （3）單縱臂式 側(cè)傾中心高度比較低，輪距不變，幾乎不占用高度空間，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但目前也使用較少。 （1.5%） （4）單斜臂式 側(cè)傾中心高度居單橫臂式和單縱臂式之間，輪距變化不大，幾乎不占用高度空間，結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，結(jié)構(gòu)簡單

12、，成本低，但目前也使用較少。（1.5%）（5）麥弗遜式 側(cè)傾中心高度比較高，輪距變化小，輪胎磨損速度慢，占用較小的空間，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、乘用車上用得較多。 （2%）6-3 影響選取鋼板長度，厚度，寬度及數(shù)量的因數(shù)有哪些？答：鋼板彈簧長度指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。在總布置可能的條件下，盡量將L取長些，乘用車L=（0。4-0。55）軸距；貨車前懸架L=（0。26-0。35）軸距，后懸架L=（0。35-0。45）軸距。片厚h選取的影響因素有片數(shù)n，片寬b和總慣性矩J。影響因素總體來說包括滿載靜止時(shí)，汽車前后軸（橋）負(fù)荷G1，G2和簧下部分荷重Gu1，Gu2，懸架的靜擾度fc和動(dòng)擾度fd，軸距

13、等。 6-4、以縱置鋼板彈簧懸架為例說明軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)。為什么后懸架采用鋼板彈簧結(jié)構(gòu)時(shí)，要求鋼板彈簧的前鉸接點(diǎn)比后鉸接點(diǎn)要低些？答： 軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)是指前、后懸架均采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，內(nèi)側(cè)懸架處于減載而外側(cè)懸架處于加載狀態(tài)，于是內(nèi)側(cè)懸架縮短，外側(cè)懸架因受壓而伸長，結(jié)果與懸架固定連接的車軸的軸線相對汽車縱向中心線偏轉(zhuǎn)一角度，對前軸，這種偏轉(zhuǎn)使汽車不足轉(zhuǎn)向趨勢增加，對后橋，則增加了汽車過多轉(zhuǎn)向趨勢。（4%）使后懸架鋼板彈簧前鉸接點(diǎn)（吊耳）比后鉸接點(diǎn)（吊耳）低，是為了使后橋軸線的偏離不再使汽車具有過多轉(zhuǎn)向的趨勢。由于懸架鋼板彈簧前鉸接點(diǎn)（吊耳）比后鉸接點(diǎn)（吊耳）低，所以懸架的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)

14、中心位置降低，處于外側(cè)懸架與車橋連接處的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生偏移。6-5、解釋為什么設(shè)計(jì)麥弗遜式懸架時(shí)，它的主銷軸線、滑柱軸線和彈簧軸線三條線不在一條線上？答：（1）、主銷軸線與滑柱軸線不在一條線上的原因：在對麥弗遜懸架受力分析中，作用在導(dǎo)向套上的橫向力F3=，橫向力越大，則作用在導(dǎo)向套上的摩擦力F3f越大，這對汽車平順性有不良影響，為減小摩擦力，可通過減小F3，增大c+b時(shí)，將使懸架占用空間增加，在布置上有困難；若采用增加減振器軸線傾斜度的方法，可達(dá)到減小a的目的，但也存在布置困難的問題。因此，在保持減振器軸線不變的條件下，將圖中（圖6-49）的G點(diǎn)外伸至車輪內(nèi)部，既可以達(dá)到縮短尺寸a的目的，又可獲

15、得較小的甚至是負(fù)的主銷偏移距，提高制動(dòng)穩(wěn)定性，移動(dòng)G點(diǎn)后的主銷軸線不再與減振器軸線重合。（5%）（2）、彈簧軸線與減振器軸線在一條線上的原因：（3%）為了發(fā)揮彈簧反力減小橫向力F3的作用，有時(shí)還將彈簧下端布置得盡量靠近車輪，從而造成彈簧軸線成一角度。6-6后懸架主、副簧剛度的分配貨車后懸架多采用有主、副簧結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧。其懸架彈性特性曲線如圖所示。載荷小時(shí)副簧不工作，載荷達(dá)到一定值時(shí)副簧與托架接觸，開始與主簧共同工作。如何確定副簧開始工作的載荷Fk和主、副簧之間的剛度分配，受懸架的彈性特性和主、副簧上載荷分配的影響。原則上，要求車身從空載到滿載時(shí)的振動(dòng)頻率變化要小，以保證汽車有良好的平順性，還

16、要求副簧參加工作前、后的懸架振動(dòng)頻率變化不大。這兩項(xiàng)要求不能同時(shí)滿足。具體確定方法有兩種：第一種方法是使副簧開始起作用時(shí)的懸架撓度fa等于汽車空載時(shí)懸架的撓度fo,而使副簧開始起作用前一瞬間的撓度fk等于滿載時(shí)懸架的撓度fc。于是，可求得Fk= FoFw 。副簧、主簧的剛度比為ca/cm = 1。=Fw/Fo 式中，ca為副簧剛度，cm為主簧剛度。優(yōu)點(diǎn)：能保證在空、滿載使用范圍內(nèi)懸架振動(dòng)頻率變化不大，但副簧接觸托架前、后的振動(dòng)頻率變化比較大。 第二種方法是使副簧開始起作用時(shí)的載荷等于空載與滿載時(shí)懸架載荷的平均值，即Fk=0.5（Fo+ Fw），并使和間的平均載荷對應(yīng)的頻率與和間平均載荷對應(yīng)的頻

17、率相等，此時(shí)副簧與主簧的剛度比為ca/cm =（22）/（+3） 優(yōu)點(diǎn)：能保證副簧起作用前、后懸架振動(dòng)頻率變化不大。對于經(jīng)常處于半載運(yùn)輸狀態(tài)的車輛，采用此法較為合適。由圖6-49推導(dǎo)F3的等式： 由圖a)對G點(diǎn)取矩得：F4（b+c）=F1a-；對O點(diǎn)取矩得，F(xiàn)4d=F3(d-c)-；有 得F3=由圖b)對G點(diǎn)取矩得：F4（b+c）=F1a-；F3（d-c）+F6s= F4d-；由得 F3= 第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)7-3什么是懸架轉(zhuǎn)向器的正效率、逆效率及其分類。() 轉(zhuǎn)向器的正效率：功率P從轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出所求得的效率。 轉(zhuǎn)向器的逆效率：功率p 從轉(zhuǎn)向搖臂輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向軸輸出所求的效。 逆

18、效率大小不同，轉(zhuǎn)向器可分為可逆式、極限可逆式和不可逆式。路面作用在車輪上的力，經(jīng)過轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤，這種效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。車輪受到的沖擊力不能傳到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向器稱為不可逆式。極限可逆式轉(zhuǎn)向器介于上述兩者之間，在車輪受到?jīng)_擊力作用時(shí)，此力中有小部分傳至轉(zhuǎn)向盤。2 轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比包括轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比wio和轉(zhuǎn)向系的力傳動(dòng)比ip。從輪胎接地面中心作用在兩個(gè)輪上的合力2Fw與作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力Fh之比，稱為力傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)向盤角速度w與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度k之比，稱為轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比iwo轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比又由轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比iw和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比iw組成。轉(zhuǎn)向盤角速度w與搖臂軸角速度之比p，稱為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比iw。搖臂軸角速度p與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度k之比，稱為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的角傳動(dòng)比iw。3 轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比變化規(guī)律：增大角傳動(dòng)比