汽车设计复习题及答案.docx

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汽车设计复习题及答案

第一章汽车总体设计

1．汽车新产品开发的一般程序？

答：

汽车新产品开发流程；概念设计；目标成本；试制设计；样车设计和试验；生产准备阶段；销售

2.汽车的型式？

汽车的布置型式？

各举一列你熟悉的轿车、客车、货车的型式和布置型式。

答：

乘用车和商用车。

乘用车：

发动机前置前驱，发动机前置后驱，发动机后置后驱；商用车布置形式：

客车，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；货车，平头式，短头式，长头式，发动机前置中置后置；越野车，按照驱动桥数的不同4*46*68*8

3.汽车的主要尺寸是指什么？

答：

外廓尺寸，轴距，前轮距后轮距，前悬和后悬，货车车头长度，货车车厢尺寸

4.汽车质量参数有哪些？

汽车轴荷分配的基本原则是什么？

答：

整车整备质量，汽车的载客量和装载质量，质量系数，汽车总质量，轴荷分配；轴荷分配对轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。

从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的载荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的载荷，而从动轴载荷可以适当减少；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的载荷不应过小。

5.汽车总体设计中汽车性能参数要确定哪些？

答：

动力性参数（最高车速、加速时间、上坡能力，比功率，比转矩），燃油经济性参数，汽车最小转弯直径，通过性几何参数，操纵稳定性参数，制动性系数，舒适性。

6.发动机主要性能指标是什么？

答：

发动机最大功率和相应转速；发动机最大转矩和相应转速

7.汽车整车布置的基准线有哪些？

其作用？

请用图表示出。

答：

车架上平面线，前轮中心线，汽车中心线，地面线，前轮垂直线

8.车身设计中的H点和R点是什么？

9.总体设计中应进行哪些运动校核？

答：

从整车角度出发进行运动学正确性检查，对于有相对运动的部件或零件进行运动干涉检查。

10.掌握如下基本概念：

汽车的装载质量、汽车整车整备质量、汽车的最小转弯直径、轴荷分配、商用车、乘用车。

11.我国公路标准规定：

单轴最大允许轴载质量为多少？

总质量小于19t的公路运输车辆采用什么汽车？

答：

10t；双轴。

12.简要回答汽车轴距的长短会对汽车的性能产生哪些影响？

答：

轴距L对整备质量、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径有影响。

当轴距短时，上述各指标减小。

此外，轴距还对轴荷分配有影响。

轴距过短会使车厢（箱）长度不足或后悬过长；上坡或制动时轴荷转移过大，汽车制动性和操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。

13.大作业：

一辆轻型载货汽车总质量3500kg，整备质量1560kg，最大车速90km/h。

根据以上数据，参考成熟车型，确定该车轴数、驱动形式、布置形式、主要尺寸和主要性能参数；选择合适的轮胎和发动机，最后进行总体布置。

注意国家各项法规规定和汽车设计规范。

第二章离合器设计

1.掌握如下基本概念：

摩擦离合器的组成、膜片弹簧的弹性特性、膜片弹簧弹性特性的影响参数、离合器的后备系数β。

摩擦离合器的组成：

主动部分、从动部分、压紧机构、操纵部分

膜片弹簧的弹性特性：

膜片弹簧弹性特性的影响参数：

弹性模量；泊松比；膜片弹簧自由状态下碟簧部分部分的内截锥高度；膜片弹簧钢板厚度；自由状态下碟簧部分大、小端半径；压盘加载点和支撑环加载点半径。

离合器的后备系数：

离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，必须大于1

2.离合器在切断和实现对传动系的动力传递中，发挥了什么作用？

保证汽车起步时将发动机与传动系平顺结合，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。

3.膜片弹簧离合器有什么优缺点？

答：

优点：

1膜片弹簧具有较理想的非线性特性如图2—12所示，弹簧压力在摩擦片允许磨损范围内基本不变（从安装时工作点B变化到A点），因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；2对于圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降（从B点变化到A小撇点）。

离合器分离时，弹簧压力有所下降（从B点变化到C点），从而降低了踏板力；对于圆柱螺旋弹簧，压力则大大增加（从月点变化到C，点）。

3膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。

4高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。

5由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命。

6易于实现良好的通风散热，使用寿命长。

7平衡性好。

8有利于大批量生产，降低制造成本。

缺点：

但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材质和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。

4.压盘的驱动方式有哪些？

简述各自优缺点。

答：

凸块-窗孔氏、传力销式、键块式和弹性传动片式；

前三种的共同缺点是在联接件之间都有间隙，在驱动中将产生冲击和噪声，而且在零件相对滑动中有摩擦和磨损，降低了离合器传动效率。

弹性传动片式：

此结构中压盘与飞轮对中性能好，使用平衡性好，使用可靠，寿命长。

但反向承载能力差，汽车反拖时易折断传动片，故对材料要求较高，一般采用高碳钢。

5.今有单片和双片离合器各一个，它们的摩擦衬片、外径尺寸相同，传递的最大转矩Temax相同，操纵机构的传动比也一样，问作用到踏板上的力Ff是否相等？

如果不相等，哪个踏板上的力？

为什么？

不相等，双片离合器踏板上的压力小。

由离合器静摩擦力矩公式可知，双片应取Z=2，意味着静摩擦力矩增大，所以作用到踏板上的力变小

6.离合器的动力传动路线？

7.离合器接合时的滑摩功与什么因素有关？

汽车总质量、轮胎滚动半径、起步所用变速器档位传动比、主减速器传动比、发动机转速。

8.离合器的型式有哪些，各适用于什么场合？

按从动盘数分类：

单片离合器（对于乘用车和最大总质量小于6t的商用车）；双片离合器（一般用在传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合）；多片离合器（湿式）（最大总质量大于14t的商用车）

按压紧弹簧和布置形式分类：

周置弹簧离合器（应用较广泛）；中央弹簧离合器（用于发动机最大转矩大于400-500n.m的商用车上）；斜置弹簧离合器（最大总质量大于14t的商用车上）；膜片弹簧离合器（广泛应用）

9.离合器设计的主要参数是什么？

答：

后备系数β；单位压力p0；摩擦片外径D、内径d和厚度b；摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙dertat

10.离合器基本参数的优化变量是什么？

目标数是什么？

约束条件是什么？

答：

优化的变量：

离合器工作压力F、离合器摩镲片外径D、内径d；

目标数：

f（x）=min[π/4（D平方-d平方）]

约束条件：

最大圆周速度；摩擦片内外径比；后备系数；单位摩擦面积传递的转矩；单位压力；单位摩擦面积滑磨功。

11.膜片弹簧主要参数如何选择？

强度应如何校核？

12.选择离合器的后备系数β时应考虑哪些因素？

1）摩擦片在使用中磨损后，离合器还应能可靠地传递发动机最大转矩。

2）要防止离合器滑磨过大。

3）要能防止传动系过载。

13.大作业：

一辆轻型载货汽车总质量3500kg，整备质量1560kg，最大车速90km/h。

根据以上数据以及以前大作业设计结果，参考成熟车型，为该车的离合器进行选型，确定主要参数，对选定的离合器进行设计计算。

并设计合理的扭转减振器、操纵机构以及其它元件。

第三章机械式变速器设计

1.变速器由哪两大机构组成？

答：

变速传动机构和操纵机构组成

2.变速器用齿轮有哪些类型，常啮合齿轮均采用什么齿轮？

答：

直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮；常啮合均采用斜齿圆柱齿轮。

3.变速器换挡机构有哪些形式？

答：

直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档

4.变速器的中心距A对轮齿的接触强度有何影响？

答：

中心距越小，轮齿的接触应力越大，齿轮寿命越短。

5.什么CVT？

答：

无级变速传动。

6．在变速器的使用当中，常常会出现自动脱档现象，除从工艺上解决此问题外，在结构上可采取哪些比较有效的措施？

答：

1）将两接合齿的啮合位置错开，见图3—9。

这样在啮合时，使接合齿端部超过被接合齿约1～3mm。

使用中接触部分挤压和磨损，因而在接合齿端部形成凸肩，用来阻止接合齿自动脱挡。

2）将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（切下O.3～O.6mm），这样，换挡后啮合套的后端面被

后齿圈的前端面顶住，从而减少自动脱挡，见图3—10。

3）将接合齿的工作面加工成斜面，形成倒锥角（一般倾斜2o～3o），使接合齿面产生阻止自动脱挡的轴向力，见图3—11。

这种方案比较有效，应用较多。

7.为什么中间轴式变速器的中间轴上斜齿轮的螺旋方向一律要求取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮的螺旋方向取为左旋？

答：

（1）斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。

（2%）

（2）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。

（2%）3图为中间轴轴向力的平衡图（2%）

（3）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，图中轴向力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。

（2%）

8.变速器总成主要有哪些零部件？

设计的基本步骤如何？

哪些参数由总布置给出？

答：

轴、齿轮、拨叉、同步器、变速器箱体；主要参数：

档数、传动比范围、中心距、外形尺寸、齿轮参数、各档齿轮齿数分配。

9.斜、直齿轮在啮合中受力如何？

各力如何计算？

10.两轴式和中间轴式变速器各有何特点？

适用什么场合？

两轴式：

多用于发动机前置前轮驱动的汽车上；与中间轴式变速器比较，两轴式变速器因轴和轴承数少，所以有结构简单，轮廓尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间档位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高同时噪声低。

因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高挡工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。

此外，受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。

对于前进挡，两轴式变速器输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反；而中间轴式变速器的第一轴与输出轴的转动方向相同。

中间轴式：

多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。

变速器第一轴的前端经轴承支承在发动机飞轮上，第一轴上的花键用来装设离合器的从动盘，而第二轴的末端经花键与万向节连接。

在除直接档以外的其他档位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低，这是它的缺点。

11.变速器传动比如何确定？

答：

变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。

传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽车的最高车速和使用条件（如要求的汽车爬坡能力）等因素有关。

目前轿车的传动比范围在3～4之间，轻型货车在5～6之间，其它货车则更大。

12.变速器设计中要进行哪些校核计算？

答：

轮齿的强度，轴的强度。

13.何谓变位齿轮？

为什么变速器中要使用变位齿轮？

刀具的节线与中线不重合，加工出来的齿轮在分度圆上的齿厚与齿槽宽不相等，叫做变位齿轮。

采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨损，抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。

14.惯性式同步器的工作原理？

主要设计参数？

在换挡时，在两换挡元件之间的角速度达到完全相等之前不允许换挡，因而能很好地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。

摩擦因数，同步环的主要尺寸，锁止角，同步时间，转动惯量的计算。

15．同步器的计算目的是什么？

是确定摩擦锥面和锁止面的角度，这些角度是保证用来满足连接件角速度完全相等以前不能进行换挡时所应满足的条件，以及计算摩擦力矩和同步时间。

16．操纵机构中的自锁、互锁、倒档锁如何设计？

用图表示。

17．大作业：

一辆轻型载货汽车总质量3500kg，整备质量156