汽车设计复习思考题答案

汽车设计复习思考题答案
华南理⼯⼤学《汽车设计》作业题
第⼀章汽车总体设计
1.货车按发动机位置不同分⼏种？各有何优缺点？
2.货车按驾驶室与发动机相对位置不同分⼏种？各有何优缺点？
3.⼤客车按发动机位置不同布置形式有⼏种？各有何优缺点？
4.轿车的布置形式有⼏种？各有何优缺点？
5.根据⽓缸的排列形式不同，发动机有⼏种？各有何优缺点？
6.根据冷却⽅式不同，发动机有⼏种？各有何优缺点？
7.汽车的质量参数包括哪些参数？各⾃如何定义的？
整车整备质量：载客量和装载质量（载质量）；质量系数；总质量；轴荷分配8.汽车轴距的确定原则是什么？影响轴距⼤⼩的主要因素有哪些？
轴距L的选取原则
(a) 轿车级别越⾼，L越长。

(b) 装载量多的货车L应取长些。

(c) 载客量多的客车L应取长些。

(d) 机动性要求⾼的汽车L应取短些。

i) 轴距L的变化，影响下列参数随之改变：
整备质量；
汽车总长；
最⼩转弯直径Dmin;
传动轴长度；
纵向通过半径；
轴荷分配。

以上参数在L⼩时均减少。

ii) 轴距L过⼩时有下列不利之处：
(a)车箱（厢）长度不⾜，或后悬过长。

(b)上坡或制动时轴荷转移过⼤制动性、操纵稳定性下降。

(c)车⾝纵向⾓振动增加，平顺性降低。

(d)传动轴夹⾓变⼤。

9.汽车轮距⼤⼩不同对什么问题有影响？影响轮距的因素有哪些？（P18）
i) B的变化影响下列参数变化：
随着B的增加，车箱（驾驶室）内宽也增加；
侧倾刚度增⼤；
总宽增⼤；
总质量增⼤；
最⼩转弯直径Dmin增加；
轮距B的确定原则
(a) 因为总宽不超过2.5m，所以B不宜取⼤。

(b) B1的确定要保证布置下发动机、车架、前悬架、前轮和转向轮转动空间及转向
杆系与车架车轮之间的间隙。

(c) B2的确定要受后部车架宽度、悬架、轮胎宽度影响，并保证他们之间有⾜够的
间隙。

10.画汽车总布置图⽤到的基准线（⾯）有哪些？各基准应如何确定？
条件：满载；车头在左侧
1 车架上平⾯线：车架上平⾯在测试图上的投影线称为车架上平⾯，该⾯作为垂直⽅向尺
⼨的基准线。

（Z坐标线）且向上为正,向下为负。

Z坐标线的标记。

2 前轮中⼼线：通过左、右前轮中⼼，并垂直于车架平⾯线的平⾯，在侧视图和俯视图上
的投影线称为前轮中⼼线，作为纵向⽅向尺⼨的基准线（X坐标线），向前为-，向后为+。

X坐标线标记为
3 汽车中⼼线：汽车纵向垂直对称平⾯在俯视图和前视图上的投影线称为汽车中⼼线。

汽
车中⼼线作为横向尺⼨基准线（Y坐标线），向左为-，向右为+。

标记
4 地⾯线
地⾯线⽤来作为标注汽车⾼、接近⾓、离去⾓、hmin、货台⾼度的基准线。

5 前轮垂直线
通过左、右前轮中⼼，并垂直于地⾯的平⾯，在侧视图和俯视图上的投影线称之。

⽤来标注轴距、前悬。

11.影响车架宽度的因素有哪些？车架纵梁的断⾯形式有⼏种？
驾驶室、车厢宽度；发动机外廓尺⼨；转向系结构及转向轮最⼤转⾓；钢板弹簧宽度；车轮宽度；
纵梁通常⽤低合⾦钢板冲压⽽成，断⾯形状⼀般为槽型，也有的做成Z形或箱型。

很据汽车形式的不同和结构布置的要求，纵梁可以在⽔平⾯内或纵平⾯内做成弯曲的，以及等断⾯或⾮等断⾯的。

第⼆章离合器设计
12.设计离合器、离合器操纵机构需要满⾜哪些基本要求？
离合器基本要求：
1、可靠地传递Temax ，并有适当转矩储备；
2、接合完全、平顺、柔和，保证起步时⽆抖动和冲击；
3、分离迅速、彻底；
4、从动部分转动惯量⼩，减轻换档齿轮间的冲击；
5、防⽌传动系产⽣扭转共振，有吸振、缓冲和减⼩噪声的能⼒；
6、吸热能⼒⾼，散热效果好；
7、操纵轻便
8、作⽤在从动盘上的压⼒和衬⽚上的磨檫因数使⽤过程中变化⼩。

9、强度⾜够，动平衡良好；
10、结构简单，质量⼩，⼯艺性能好，拆装、维修、调整⼯作⽅便。

离合器操纵机构基本要求：（P72）
1、操纵轻便
2. 有踏板⾃由⾏程调整机构，⽤来恢复分离轴承的⾃由⾏程。

3. 有踏板⾏程限位装置，防⽌操纵机构过载。

4. 有⾜够的刚度。

5. η⾼。

(传动效率)
6. 发动机振动、车架、驾驶室变形等不会影响其正常⼯作。

13.盘形离合器有⼏种？各有何优缺点？（P53-54）
单⽚
双⽚
多⽚
14.离合器的压紧弹簧有⼏种形式？各有何优缺点？
圆柱、圆锥（负荷⼤、受离⼼⼒影响⼩、轴向尺⼨变⼤）、膜⽚15.离合器的压紧弹簧布置形式有⼏种？各有何优缺点？圆周布置
中央布置
斜向布置
16.离合器的摩擦衬⽚与从动钢板的连接⽅式有⼏种？各有何优缺点？（P75）
17.离合器的操纵机构有⼏种？各有何优缺点？
18.离合器的后备系数的定义及影响取值⼤⼩的因素有哪些？
Tc＝βTemax
1 下列因素要求β不宜选取过⼤
1) 防⽌传动系过载；
紧急接合离合器时T传≥（2~3）Temax
不松开离合器、紧急制动T传=（15~20）Temax
2) 保证离合器结构简单或者尺⼨⼩；
3) 保证离合器有⾜够的使⽤寿命；
因为β取⼤，在尺⼨、⽚数不变时，F增加使p0增加，寿命下降。

4) 减少踏板⼒；
5) 膜⽚弹簧离合器可以取⼩。

2 下列因素要求β不宜选取过⼩
1) 衬⽚磨损后，仍能可靠传递Temax；
2) 防⽌离合器接合时滑磨过⼤→寿命下降；
3) 使⽤条件恶劣，⼜拖挂；
4) 柴油机因⼯作粗暴，Te 不平稳，β宜取⼤些。

19.
离合器的主要参数有哪些？
性能参数：
尺⼨参数：
结构参数：
20. 影响选取离合器弹簧数的因素有哪些？
压紧⼒、摩擦⽚直径、分离杠杆数
21. 膜⽚弹簧的弹性特性是什么样的？主要影响因素是什么？⼯作点最佳位置应如何确定1）对弹性特性曲线的要求：
①使⽤中压紧⼒变化不⼤；
②保证操纵轻便。

推荐： H/h 1.6~2.2
h 2~4m
2）弹性特性曲线的影响因素
H/h 对弹性特性曲线的影响
⽐值R/r 影响
0P βD d b ?
t z f
圆锥底⾓α范围为9o-15o
3）⼯作点最佳位置确定
22. 离合器的踏板⾏程对什么有较为重要的影响？
有踏板⾃由⾏程调整机构，⽤来恢复分离轴承的⾃由⾏程。

有踏板⾏程限位装置，防⽌操纵机构过载
分离迅速彻底；踏板⼒（分离踏板功）；
分离迅速可保证换档时间短，动⼒间断时间短；制动滞后时间少，制动距离缩短，安全性提⾼
23. 要满⾜离合器主动与从动部分分离彻底可采取哪些措施?
1) 分离杠杆刚度⾜够，⼯作时不变形；
2) 分离时压盘与衬⽚之间间隙应保证⾜够⼤；
单⽚： 0.85~1.3mm
3）衬⽚表⾯开槽，防⽌吸附作⽤，有助于分离⼯作。

2
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4）离合器盖刚度（增⼤分离⾏程，减⼩压盘⾏程）；
5）压盘刚度（受热翘曲变形）；
24.要使离合器接合平顺可采取哪些措施？
措施：
1) 从动盘做成有轴向弹性的盘。

将盘分割为若⼲扇形，相邻扇性向反向分开。

缺点：每块扇形的刚度难保证相同。

2)从动盘上装波形钢⽚。

优点：每块钢⽚经挑选使⽤，可保证刚度相同。

3）通过扭转减震器使从动盘有⼀定在周向弹性；
4）摩擦⽚、飞轮和压盘⾯接触良好，⽆咬合现象。

25.要使离合器吸热能⼒⾼，散热能⼒好可采取哪些措施？
1) 壳上开通风⼝；
2) 压盘、飞轮的质量⾜够⼤；
3) 中间压盘上开径向通风孔；
4) 分离杠杆上做成凸起→⿎风；
5) 衬⽚上开槽，促进通风散热。

槽的第三个作⽤是排屑，保证接合⾯积⾜够⼤、磨损下降。

26.增加离合器的外径尺⼨对离合器及整车的性能有何影响？
Tc=πfZp0D3(1-c3)/12
仅增加离合器的外径尺⼨，摩擦⽚外径增加，离合器质量增加，吸热能⼒⾼；且Tc正⽐于D3，提⾼传递转矩的能⼒，但可能导致摩擦⾯上压⼒分布不均匀；使摩擦⽚外圆周速度过⼤导致飞⽚现象；内外圆周速度差别⼤，磨损不均匀，不利于散热。

对于整车，由于Tc增加，β=Tc/Te变⼤，转矩储备能⼒增加，提⾼了整车动⼒性，但也由于β增加容易使传动系过载，降低离合器使⽤寿命可能引起换档齿轮间的冲击；从动部分转动惯量增加，传动系产⽣扭转共振，降低离合器吸振、缓冲和减⼩噪声的能⼒。

第三章机械式变速器设计
27.设计变速器需要满⾜哪些基本要求？(P78)
1）保证汽车有必要的动⼒性和经济性。

2）设置空挡，⽤来切断发动机动⼒向驱动轮的传输。

3）设置倒档，使汽车能倒退⾏驶。

4）设置动⼒输出装置，需要时能进⾏功率输出。

5）换挡迅速，省⼒，⽅便。

6）⼯作可靠。

汽车⾏驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发⽣。

7）变速器应当有⾼的⼯作效率。

8）变速器的⼯作噪声低。

9）尺⼨⼩，质量⼩，成本低，维修⽅便。

28.根据挡数不同变速器有⼏种？(P78)
有四种，分别为三档、四档、五档、多档变速器。

29.变速器换挡机构有⼏种形式？各有何优缺点？各种形式适⽤于哪些挡位？(P87)
变速器换挡机构有直齿滑动齿轮，啮合套和同步器换挡三种形式。

直齿滑动齿轮(仅在1档、倒档使⽤）
优点：结构简单、紧凑。

缺点：换挡不⽅便、换挡时冲击⼤，导致齿轮早期损坏，易脱档，噪⾳⼤，采⽤较少。

啮合套（要求不⾼的档位和重型车上使⽤）
优点：主要是配合斜齿轮传动使⽤。

由于常啮合，减少了噪⾳动载荷强度和寿命都得到提⾼。

缺点：仍有冲击，但较前者⼩些。

同步器同步器（⼴泛使⽤）
优点：保证换挡时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短换挡时间。

缺点：结构复杂，制造精度要求⾼，轴向尺⼨有所增加。

30.根据轴的形式不同，变速器有⼏种？(P78)
固定轴式：两轴式（⽤于前置前驱动）；中间轴式（⽤于前置后驱动）；双中间轴式（⽤于
重型汽车）；多中间轴式（⽤于重型汽车）
旋转轴式（液⼒机械变速器）
31. 两轴式、中间轴式变速器各有何优缺点？(P79-80)
两轴式变速器有结构简单，轮廓尺⼨⼩，布置⽅便，中间挡位传动效率⾼和噪声低等优点。

因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在⾼档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。

中间轴式变速器第⼀轴和第⼆轴的轴线在同⼀直线上，经啮合套将它们连接得到直接挡。

使⽤直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器第⼀轴和第⼆轴直接输出，此时变速器的传动效率可达90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。

直接挡的利⽤率⾼于其它挡位，提⾼了变速器的使⽤寿命；在变速器中间轴与第⼆轴之间的距离（中⼼距）不⼤的条件下，⼀挡仍然有较⼤的传动⽐；在除直接挡以外的其他挡位⼯作时，传动效率略有降低，这是它的缺点。

32. 惯性式同步器有⼏种？共同特点是什么？（P100）
惯性式同步器有五种：锁销式，锁环式，滑块式，多锥式，多⽚式。

共同特点是都有：
1. 摩擦元件—⽤来使两个转速不同的元件，通过摩擦作⽤达到n1=n2
2.锁⽌元件—⽤来防⽌同步前换⼊档位
3.弹性元件—不换档时使同步环保持在中⽴位置
33. 变速器中⼼距指何⽽⾔？它对什么有较为重要的影响？（P90）
对中间轴式变速器，指第⼆轴与中间轴之间的距离⽽⾔。

对两轴式变速器，指变速器输⼊轴与输出轴轴线之间的距离。

变速器中⼼距是⼀个基本参数，其⼤⼩对变速器外形尺⼨、体积、质量有影响，⽽且对齿轮的接触应⼒、寿命及轴承布置的可能性有重要的影响。

34. 变速器的主要参数有哪些？（P89-96）
档数；传动⽐范围；中⼼距；外形尺⼨；齿轮参数（模数、压⼒⾓、螺旋⾓、齿宽、变位系数、齿顶⾼系数）；各档齿轮齿数分配。

35. 计算变速器中齿轮的弯曲强度和接触强度时计算载荷是如何确定的？（P97-98）
计算变速器中齿轮的弯曲强度时，计算载荷Tg 取作⽤到变速器第⼀轴上的最⼤转矩Temax ；计算变速器中齿轮的接触强度时，计算载荷Tg 取作⽤到变速器第⼀轴上的最⼤转矩的⼀半Temax/2；
36. 影响变速器齿轮接触应⼒的因素有哪些？（P97）由于)11(418.0b z j b FE ρρσ+=，变速器齿轮接触应⼒的影响因素包括：计算载荷Tg ，节圆直。