(G)汽车设计_王望予_机械工业出版社_课后答案

第一章汽车总体设计1-1: 答：(1)在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认各总成的外形尺寸、结构、布置形式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求，悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。

因此要有五条基准线才能绘制总布置图。

(2)在初步确定汽车的载客量(载质量)、驱动形式、车身形式、发动机形式等以后，要深入做更具体的工作，包括绘制总布置草图，并校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车尺寸和参数的要求，以寻求合理的总布置方案。

绘图前要确定画图的基准线(面)。

确定整车的零线(三维坐标面的交线)、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。

1．车架上平面线纵梁上翼面较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁的上缘面在侧(前)视图上的投影线，称为车架上平面线。

它作为标注垂直尺寸的基准载(面)，即z坐标线，向上为“+”、向下为“-”，该线标记为0Z。

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。

它作为标注纵向尺寸的基准线(面)，即x坐标线，向前为“-”、向后为“+”，该线标记为0x。

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。

用它作为标注横向尺寸的基准线(面)，即 y坐标线，向左为“+”、向右为“—”，该线标记为0y。

4．地面线地平面在侧视图和前视图上的投影线，称为地面线。

此线是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线。

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，称为前轮垂直线。

此线用来作为标注汽车轴距和前悬的基准线。

当车架与地面平行时，前轮垂直线与前轮中心线重合(如乘用车)。

1-2：（1）前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操纵机构简单，整车m小，低制造难度（2)后置后驱优：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。

1-3：汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数：汽车的主要参数分三类：尺寸参数，质量参数和汽车性能参数1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。

2）质量参数：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。

3）性能参数：(1) 动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距 (2) 燃油经济性参数(3) 汽车最小转弯直径(4) 通过性几何参数(5) 操纵稳定性参数(6) 制动性参数(7) 舒适性1-4：答：在绘总布置图时，按如下顺序：①整车布置基准线零线的确定②确定车轮中心（前、后）至车架上表面——零线的最小布置距离③前轴落差的确定④发动机及传动系统的布置⑤车头、驾驶室的位置⑥悬架的位置⑦车架总成外型及横梁的布置⑧转向系的布置⑨制动系的布置⑩进、排气系统的布置⑪操纵系统的布置⑫车箱的布置1-5：答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查。

意义：由于汽车是由许多总成组装在一起，所以总体设计师应从整车角度出发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。

1-6、具有两门两座和大功率发动机的运动型乘用车（跑车），不仅仅加速性好，速度又高，这种车有的将发动机布置在前轴和后桥之间。

试分析这种发动机中置的布置方案有哪些优点和缺点？（6分）优点：(1)将发动机布置在前后轴之间，使整车轴荷分配合理；（2）这种布置方式，一般是后轮驱动，附着利用率高；（3）可使得汽车前部较低，迎风面积和风阻系数都较低：；（4）汽车前部较低，驾驶员视野好缺点：（1）发动机占用客舱空间，很难设计成四座车厢；（2）发动机进气和冷却效果差第二章离合器设计2-1：设计离合器及操纵机构时，各自应当满足哪些基本要求？答：1可靠地传递发动机最大转矩，并有储备，防止传动系过载2接合平顺3分离要迅速彻底4从动部分转动惯量小，减轻换档冲击5吸热和散热能力好，防止温度过高6应避免和衰减传动系扭转共振，并具有吸振、缓冲、减噪能力7操纵轻便8作用在摩擦片上的总压力和摩擦系数在使用中变化要小9强度足，动平衡好10结构简单、紧凑，质量轻、工艺性好，拆装、维修、调整方便。

2-2：盘型离合器、离合器压紧弹簧和离合器压紧弹簧布置形式各有几种？它们各有哪些优二、压紧弹簧和布置形式的选择1周置弹簧离合器：多用圆柱弹簧，一般用单圆周，重型货车用双圆周。

优：结构简单、制造方便。

缺：弹簧易回火，发动机转速很大时，传递力矩能力下降；弹簧靠在定位座上，接触部位磨损严重。

2中央弹簧离合器：离合器中心用一至两个圆柱（锥）弹簧作压紧弹簧。

优：压紧力足，踏板力小，弹簧不易回火。

缺：结构复杂、轴向尺寸大。

3斜置弹簧：优：工作性能稳定，踏板力较小。

缺：结构复杂、轴向尺寸较大2-3后备系数β：反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。

选择β的根据： 1）摩擦片摩损后, 离合器还能可靠地传扭矩2）防止滑磨时间过长（摩擦片从转速不等到转速相等的滑磨过程）3）防止传动系过载 4）操纵轻便2-4膜片弹簧弹性特性有何特点？影响因素有那些？工作点最佳位置如何确定？答；膜片弹簧有较理想的非线形弹性特性，可兼压紧弹簧和分离杠杆的作用。

结构简单，紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；高速旋转时压紧力降低很少，性能较稳定，而圆柱螺旋弹簧压紧力降低明显；以整个圆周与压盘接触，压力分布均匀，摩擦片接触良好,磨损均匀；通风散热性能好，使用寿命长；与离合器中心线重合，平衡性好。

影响因素有：制造工艺，制造成本，材质和尺寸精度。

2-5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，传递的最大转距Tmax 也相同，操纵机构的传动比也一样，问作用到踏板上的力Ff是否也相等？如果不相等，哪个踏板上的力小？为什么？答：不相等。

因双片离合器摩擦面数增加一倍，因而传递转距的能力较大，在传递相同转距的情况下，踏板力较小。

第三章机械式变速器设计3-1分析3-12所示变速器的结构特点是什么？有几个前进挡？包括倒档在内，分别说明各档的换档方式，那几个采用锁销式同步器换档？那几个档采用锁环式同步换档器？分析在同一变速器不同档位选不同结构同步器换档的优缺点？答：结构特点：档位多，改善了汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。

工友5个前进档，换档方式有移动啮合套换档，同步器换档和直齿滑动齿轮换档。

同步器换档能保证迅速，无冲击，无噪声，与操作技术和熟练程度无关，提高了汽车的加速性，燃油经济性和行驶安全性。

结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸大3-2、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？答：（1）斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。

（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。

(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，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。

3-3为什么变速器的A对齿轮的接触强度有影响？并说明是如何影响的？答：中心距A是一个基本参数，其大小不仅对变速器的外型尺寸，体积和质量大小都有影响，而且对齿轮的接触强度有影响。

中心距越小，齿轮的接触应力越大，齿轮寿命越短，最小允许中心距应当由保证齿轮有必要的接触强度来确定。

第四章万向传动轴设计4-1：解释神马样的万向节是不等速万向节、准等速万向节和等速万向节？答：不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零是，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度相等的万向节。

准等速万向节是指在设计角度下以相等的瞬时角速度传递运动，而在其他角度下以近似相等的瞬时角速度传递运动的万向节。

等速万向节是指输出轴和输入轴以始终相等的瞬时角速度传递运动的万向节。

4-2什么样的转速是转动轴的临界转速？影响临界转速的因素有那些？答：临界转速：当传动轴的工作转速接近于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；影响因素有：传动轴的尺寸，结构及支撑情况等。

4-3说明要求十字轴向万象节连接的两轴夹角不宜过大的原因是什么？答：两轴间的夹角过大会增加附加弯距，从而引起与万向节相连零件的按区振动。

在万向节主从动轴支承上引起周期性变化的径向载荷，从而激起支撑出的振动，使传动轴产生附加应力和变形从而降低传动轴的疲劳强度。

为了控制附加弯距，应避免两轴间的夹角过大。

第五章 驱动桥设计5-1、主减速器设计一、结构型式按齿轮类型，减速形式和支承分类2）双曲面齿轮优点：与弧齿锥齿轮比A 、尺寸相同时，双曲面齿轮传动比更大。

B 、如传动比一定，从动齿轮尺寸相同，双曲主动齿轮直径大，齿轮强度高，齿轮轴和轴承的刚度大C 、如ol os i i =，主动齿轮尺寸相同，双曲从动齿轮直径小→↑离地间隙。

Δ 其他优点：D 、有沿齿长的纵向滑动，改善磨合，↑运转平稳性E 、啮合齿数多，重合度大，↑传动平稳，↑w σ约30%F 、双曲主动齿轮直径及螺旋角大，相啮合齿的当量曲率半径大，↓j σG 、双曲主动齿轮β1大，不产生根切的最小可少H 、主动齿轮大，加工刀具寿命长I 、布置：主动轴在从动齿轮中心水平面下方：↓万向节传动高度，↓车身高度，↓地板高。

主动轴在从动齿轮中心水平面上方：↑离地高度（贯通式驱动桥）3） 缺点A 、纵向滑动使损失↑,η↓B 、抗胶合能力低，要特种润滑油4）应用：广泛，i>4.5且尺寸限制时，双曲i<2，弧齿锥齿轮2 < i < 4.5，弧齿锥齿轮和双曲两均可（三）主从动锥齿轮的支承方案1、主动锥齿轮支承：1）悬臂式（图5-14 a ）A 、结构特点：a 、圆锥滚子轴承大端向外，（有时用圆柱滚子轴承）b 、为↑支承刚度，两支承间的距离b 应＞2.5a （a 为悬臂长度）c 、轴颈d 应≦ad 、左支承轴颈比右大B 、优缺：结构简单，刚度差C 、用：传递转矩小的2）跨置式（图5-14 b ）A 、结构特点：a 、两端均有支承（三个轴承）→刚度大，齿轮承载能力高b 、两圆锥滚子轴承距离小→主动齿轮轴长度↓，可减少传动轴夹角，有利于总体布置c 、壳体需轴承座→壳体结构复杂，加工成本高d 、空间尺寸紧张→B 、用：传递转矩大的2、从动锥齿轮支承（图5-14 c ）c+1）圆锥滚子大端向内，↓跨度dc+≦70%2D2) d3) c≥d →载荷平均分配4) 大从动锥齿轮背设辅助支承销, 间隙0.25mm（图5-15）5）齿轮受载变形或位移的许用偏移量（图5-16）5-1、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。