汽车设计》期末考试试题.doc

一、名词解释（每小题3分，共 2 1分）
1.汽车整备质量：车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但
没有装货和载人时的整车质量。

2.汽车质量系数：汽车装载质量与整车整备质量的比值，m0=me/m0。

3.悬架动挠度：从满载静平衡位置开始，悬架压缩到结构允许的最大变形时，车轮
中心相对车架（车身）的垂直位移 fd 。

4.侧倾中心：在侧向力的作用下，车身在通过左、右车轮中心的横向平面内
发生侧倾时，相对于地面的瞬时摆动中心。

5.转向器传动间隙：是指各种转向器中传动副（如齿轮齿条式转向器的齿轮与齿条
传动副；循环球式转向器的齿扇与齿条传动副）之间的间隙。

该间隙随转向盘转角的大小
不同而改变，这种变化关系称为转向器传动副传动间隙特性。

6.转向系力传动比：从轮胎接地面中心作用在两个转向论上的合力 2Fw与作用在转向
盘手力 Fh 之比，称为转向系力传动比 i p。

7.制动器效能因数：在制动毂或制动盘的作用半径R 上所得到的摩擦力（ Mμ /R）与
输入力 F0 之比。

二、简述下列问题
1、为保证变速器很好地工作，设计变速器时应当满足哪些主要要求？（8 分）
（1）保证汽车有必要的动力性和经济性。

（ 1 分）
（2）设置空档，用来切断动力。

（ 1 分）
（3）设置倒档。

（ 1 分）
（4）设置动力输出装置。

（ 1 分）
（5）换档迅速、省力、方便。

（ 1 分）
（6）工作可靠，无跳档、乱档、换档冲击现象。

（ 1 分）
（7）传动效率要高。

（ 1 分）
（8）工作噪声低。

（ 0.5 分）
（9）尺寸小，质量小，成本低，维修方便。

（0.5 分）
2、汽车悬架设计过程中，应满足哪些基本要求？（8 分）
(1)具有良好的衰减振动能力；（ 1.5 分）
(2)保证汽车有良好的操纵稳定性；（ 1.5 分）
（ 3）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合
适；
（4）有良好的隔声能力；（ 1 分）
（5）结构紧凑、占用空间尺寸要小；（ 1 分）
（6）可靠地传递各种力，力矩；（ 1 分）
（7）在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。

（1 分）
3、主减速器设计过程中，主、从动齿轮的齿数应当如何选择才能保证具有合理的
传动特性和满足结构布置的要求？（ 5 分）
应遵守下述原则选取主、从动齿轮齿数Z1、 Z2：
（1）满足最小离地间隙要求， Z1、 Z2 尽可能取小些；（ 1 分）
（2）满足重合度要求，希望 Z1、 Z2 取多些；（ 1 分）
（3）为使轮齿不发生根切，要求货车 Z1?6。

为降低噪声，对于轿车， Z1?9；（ 1 分）（4）为使各齿间均匀啮合， Z1、Z2 不应有大于 1 的公约数；（ 1 分）
（ 5） Z1+Z2?40，以保证足够弯曲强度和疲劳强度，降低噪音。

（ 1 分）
4、简述钢板弹簧各片长度的确定过程。

（ 6 分）
文字说明如下：
（1）先将各片厚度 hi 的立方值 hi3 按同一比例尺沿纵坐标绘制在图上；（ 2 分）
（2）再沿横坐标量出主片长度的一半 L/2 和 U 形螺栓中心距的一半 s/2 ，得到 A、B 两点；（ 2 分）
（3）连接 A、B 即得到三角形的钢板弹簧展开图， AB线与各叶片的上侧边交点即为各片长度。

（ 2 分）
（图示说明亦可）：
5、何谓螺旋锥齿轮和双曲面齿轮的螺旋角对于螺旋锥齿轮和双曲面齿轮而言，其主动
和从动齿轮的螺旋角是否相等，为什么（5 分）
（1）螺旋角是指锥齿轮节锥表面展开图上的齿形线任意一点 A 的切线与该点荷节锥顶点连线之间的夹角。

（ 3 分）
（2）螺旋锥齿轮主动和从动齿轮的螺旋角相等，双曲面齿轮主动和从动齿轮的螺旋
角不相等，主动齿轮螺旋角大于从动齿轮螺旋角。

（ 1 分）
（3）双曲面齿轮主动和从动齿轮轴线相互垂直而不相交，且主动齿轮轴线相对从
动齿轮轴线向上或向下偏移一距离 E（偏移距）。

（ 1 分）
三、结构方案分析
1、发动机前置前轮驱动的布置形式，现今在经济型轿车上得到广泛应用，其主要原
因是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛应用，其原因又
是什么？（ 10 分）
（1）对于经济型轿车，发动机前置前轮驱动布置方案的主要优点是：前桥轴荷大，有明显的不足转向；（1 分）前轮是驱动轮，越障能力高；（1 分）动力总成紧凑，不需要传动轴，
可降低车内凸包高度，有利于提高乘坐舒适性；（ 1 分）轴距可缩短，有利于提高机动性；（1 分）散热条件好；行李箱空间足够大。

（ 1 分）
（2）对于客车，发动机后置后轮驱动布置方案的主要优点是：能较好的隔绝发动机的气味
和热量，客车中、前部基本不受发动机工作噪音和振动的影响；（1 分）检修发动机方便；（1 分）轴荷分配合理；（ 1 分）并可改善车厢后部乘坐舒适性；（ 1 分）发动机横置时，车厢面积利用好。

（ 1 分）
2、试分析比较汽车上用的各种鼓式制动器的优缺点是什么?（ 8 分）
形式
双从蹄式领从蹄式双领蹄式双向双领蹄单项增力双向增力
特点
（0.5）（0.5）（0.5）式（ 0.5 ）式（ 0.5 ）式（ 0.5 ）
制动器效能
居第四位居第三位居第二位居第二位居第一位居第一位（ 1 ）
前进倒退制
动效果不同不变不同不变不同不变（0.5 ）
制动器效能
稳定性居第一位
仅强于增仅强于增力
差居第二位差
力式式
（0.5 ）
两蹄片上单
位压力相等不等相等相等不等不等（ 0.5 ）
磨损
均匀不均匀均匀均匀不均匀不均匀（0.5 ）
轮毂轴承受
力（ 0.5 ）不受力受力不受力不受力受力受力结构
复杂简单复杂复杂简单复杂（ 0.5 ）
调整间隙
容易容易容易困难困难困难（ 0.5 ）
适用双回路
适用不适用适用适用不适用不适用（ 0.5 ）
四、设计参数选择（共 14 分）
1、试说明汽车总体设计时，哪些因素对轴荷分配的选取产生影响？（ 6 分）影响轴
荷分配的主要因素：汽车的驱动形式（ 2 分）、发动机的位置（ 1 分）、汽车
结构特点（ 1 分）、车头的形式（ 1 分）、使用条件（ 1 分）。

2、何谓离合器后备系数？影响其取值大小的因素有哪些？（8 分）
（1）离合器后备系数：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，
β=Tc/Temax。

（ 2 分）
（2）考虑以下因素，β不宜选取过大（ 3 分）：防止传动系过载；紧急接合离合器，
T 传≥（ 2~3）Temax；不松开离合器、紧急制动，T 传=（15~20） Temax；保证离合器尺寸
小，结构简单；减少踏板力，操纵轻便；发动机缸数多，转矩平稳，β可取小些；膜片弹
簧离合器可以取小。

（3）下列因素要求β不宜选取过小（ 3 分）：衬片磨损后，仍能可靠传递 Temax，β
宜取大些；防止离合器接合时滑磨过大，导致寿命下降；使用条件恶劣，有拖挂，为提高
起步能力；柴油机因工作粗暴，转矩不平稳，β宜取大些。

五、综合分析
1、汽车驱动工况下，试分析钢板弹簧的受力状态并对其进行强度验算，指出危险
段面在何处？（ 8 分）
（ 1）汽车驱动时，钢板弹簧受力状态如图所示：（ 3 分）
其中： G2- 作用在后轮上的垂直静载荷；
’
m2 - 驱动时后轴负荷转移系数；
l 1、 l 2 - 板簧前、后半段的度长；φ- 附着系数；W0- 总截面系数； C-固定点到地面的距离；
b- 板簧宽度； h1- 主片厚。

（ 2）危险断面出现在后钢板弹簧前半段（ 2 分）其最大应力为：
max [G2 m2, l1 (l 2 c)] /[ l
1 l
2 )W0 ]
G2 m2, /(bh
1 ) （3 分）
2、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？如果不等，哪个踏板上的作用力小，为什么（7 分）
（1）由式 Tc=f ·F·Z·Rc（式中： F——工作压力； f —摩擦因数； Z —摩擦面数；Rc —平均摩擦半径）可知，在摩擦衬片尺寸、所传递最大转矩及摩擦材料相同条件下，
单片和双片离合器由于其工作摩擦面数不同，因此作用到摩擦衬片上的工作压力不同，双片离合器衬片工作压力要小于单片离合器，即 F 双<F 单。

（3 分）
（2）由式 Ff=F/i η+Fs（ Ff 踏板力，压紧弹簧对压盘的总压力，i 操纵机构总传动比， Fs 克服回位弹簧拉力所需的踏板力）可知，在操纵机构的传动比相同条件下，作用
到离合器踏板上的力 Ff 与离合器衬片表面工作压力成正比。

（ 2 分）
（3）因此，上述两种形式的离合器踏板力不相等。

双片离合器上的踏板力要小于单
片离合器踏板力。

（ 2 分）。