汽车设计课后题答案

课后题1-1答：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上缘面在侧（前）视图上的投影线，作为标注垂直尺寸的基准线（面），即Z坐标线。

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。

作为标注纵向尺寸的基准线（面），即X坐标线。

③汽车中心线：汽车纵向垂直对称面在俯视图和前视图的投影线。

作为标注横向尺寸的基准线（面），即Y坐标线。

④地面线：地平面在侧视图和前视图上的投影线。

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。

1-2答：1、乘用车广泛采用发动机前置前驱的原因如下：①前桥轴荷大，有明显的不足转向性能。

②前轮驱动，越过障碍的能力强。

③主减速器和变速器装在一个壳体中，动力总成结构紧凑，且不需要在变速器与主减速器间设置传动轴，车内地板凸包高度可降低，提高乘坐舒适性。

④发动机布置在轴距外，汽车的轴距可以缩短，有利于提高汽车的机动性。

⑤汽车的散热器布置在汽车前部，散热条件好，发动机可以得到足够的冷却。

⑥有足够大的空间布置行李箱。

2、客车广泛采用后置后驱的原因：①隔绝发动机的气味和热量。

②客车前、中部基本不受发动机噪声和工作振动的影响。

③检修发动机方便。

④轴荷分配合理。

⑤后桥簧上质量与簧下质量比增大，提高乘坐舒适性。

⑥作为城市间客车使用，可在地板下方和客车全宽范围，设立体积很大的行李箱。

1-3汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各质量参数是如何定义的？汽车的主要参数有尺寸参数、质量参数和性能参数。

尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。

质量参数包括整车整备质量m、载质量、质量参数、汽车总质量和轴荷分配。

性能参数包括动力性参数、燃油经济性参数、最小转弯直径、通过性几何参数、稳定操作性参数、舒适性。

参数的确定：①整车整备质量m：车上带有全部装备（包括备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人的整车质量。

②汽车的载客量：乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座。

③汽车的载质量：在硬质良好路面上行驶时，允许的额定载质量。

④质量系数：载质量与整车整备质量之比，⑤汽车总质量：装备齐全，且按规定满客、满载时的质量。

⑥轴荷分配：汽车在空载或满载静止时，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可用占空载或满载总质量的百分比表示。

1-4简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些什么问题或如何布置才是合理的？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总布置设计的一项重要工作是作运动校核，运动校核的内容与意义是什么？①从整车角度出发进行运动学正确性的检查。

②对于有相对运动的部件和零件进行运动干涉检查。

意义：①对于汽车是由许多总成组装在一起，所以从整车角度，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查。

②汽车零部件间有相对运动，可能产生运动干涉而造成设计失误，所以原则上有相对运动的地方都要进行运动干涉检查补充题：一、提高汽车性能的主要措施答：1、提高动力性：①控制最高车速，轿车在180-220km/h，货车在110-130km/h。

②控制加速时间，轿车从起步到100km/h用10-12s。

③控制最大爬坡度。

2、提高燃油经济性：①提高发动机的燃油经济性。

②选用合适的发动机和动力传动装置。

③整车轻量化。

④提高动力传动系的传动效率，减少轮胎与路面滚动阻力和空气阻力。

⑤采用节能装置。

⑥合理操纵。

3、提高制动性：①提高制动效能②提高制动效能的恒定性③提高制动时汽车的方向稳定性4、提高平顺性：合理设计座椅以及汽车悬架系统，提高减震效果，加上轴距，降低汽车重心，合理分配汽车轴荷，合理选择汽车轮胎。

5、提高通过性：减少最小转向半径，减小转弯宽度。

二、轴荷分配影响汽车的那些性能？答：轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。

从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个轮胎的负荷应相差不大。

为了保证汽车具有良好的通过性和动力性，驱动桥应具有足够大的负荷，而从动轴的负荷可以适当减小。

为保证汽车具有良好的操纵稳定性，要求转向轴的负荷不应过小。

三、发动机的最大功率应根据哪些因素选择？根据所设计汽车应达到的最高车速，发动机的最大功率如下：四、什么是车轮的负荷系数？其确定原则是什么？答：汽车轮胎所承受的最大静负荷值与轮胎额定负荷值之比称为轮胎负荷系数。

确定原则：对乘用车，可控制在0.85-1.00这个范围的上下限；对商用车，为了充分利用轮胎的负荷能力，轮胎负荷系数可控制在接近上限处。

前轮的轮胎负荷系数一般应低于后轮的负荷系数。

五、将结构与布置构造在右侧通行的汽车改造成左侧通行的汽车，汽车上哪些部件需要改造布置？答：①发动机位置（驾驶员视野）②传动系③转向系④悬架⑤制动系⑥踏板位置⑦车身内部布置2-1 设计离合器和离合器操纵机构的基本要求答：设计离合器应满足以下要求：①在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载。

②接合时要安全、平顺、柔和，保证起步时没有抖动和冲击。

③分离时要彻底迅速。

④从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减少同步器的磨损。

⑤应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长使用寿命。

⑥避免和衰减传动系的扭转振动，具有吸收振动，缓和冲击和降低噪声的能力。

设计离合器操纵机构的要求：①踏板力要尽可能小②踏板行程一般在80-150mm范围内③应有踏板行程调整装置，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可以复原④应有踏板行程限位装置，以防止操纵机构的零件因受力过大而损坏⑤应具有足够的刚度⑥传动效率要高⑦发动机振动及车架和驾驶室的变形不会硬性其工作⑧工作可靠，寿命长，维修保养方便2-3 何谓离合器的后备系数？影响其取值大小的因素有哪些？答：设计离合器的静摩擦力矩与发动机的最大转矩之比称为离合器的后备系数。

影响因素：离合器尺寸，发动机的后备功率大小，使用条件，挂车，汽车总质量，发动机类型，缸数，离合器类型都是其影响因素。

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：斜齿轮传动时，要产生轴向力并作用到轴承上。

在设计时，应力求使中间轴上同时工作的两队齿轮产生轴向力平衡，以减少轴承负荷，提高轴承寿命。

3-3为什么变速器的中心距A对齿轮的接触强度有影响？并说明是如何影响的？①因为中心距的大小决定着齿轮尺寸的大小，从而决定了齿轮渐开线齿廓的形状特点（如曲率半径），曲率不同，接触应力就不同。

②中心距越小，齿轮的接触应力就越大，齿轮寿命越短。

最小允许中心距应当由保证轮齿有必要的接触强度来确定。

补充题：1、为保证变速器具有良好的工作性能，汽车变速器有哪些基本要求？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，变速器不得不有跳档、乱档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2、根据轴的不同形式，变速器可分为哪些类型？答：可分为两轴式变速器和中间轴式变速器3、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？①将两接合齿的啮合位置错开②将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄③将接合齿的工作面设计并加工成斜面，形成倒锥角4、简述变速器齿轮的损坏形式及原因。

答：损坏形式主要有轮齿折断、齿面点蚀、移动换挡齿轮端部破坏及齿面胶合。

①轮齿折断出现的原因：轮齿受到足够大的冲击载荷作用造成轮齿折断；轮齿在重复载荷作用下，齿根产生疲劳裂纹，然后出现折断。

②齿面点蚀出现的原因：一对齿轮相互啮合，齿面相互挤压，这时存在于齿面细小裂缝中的润滑油油压升高，导致齿面裂缝扩展，然后齿面表层出现块状剥落。

③移动换挡齿轮端部破坏产生的原因：由于换挡时两个进入啮合的齿轮存在角速度差，换挡瞬间在轮齿端部产生冲击载荷造成损坏。

④齿面胶合产生的原因：相对滑动速度高负荷大的齿轮在接触处使齿面油膜破坏，导致齿面直接接触，在高温高压作用下相互熔焊粘连。

5、简述变速器换挡机构的形式及特点。

答：换挡机构形式主要有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。

①直齿滑动齿轮形式的特点：缺点：因变速器内各转动齿有不同角速度，所以用轴向滑动直齿齿轮方式换挡，会在轮齿端面产生冲击，并伴随噪声；换挡行程长。

优点：结构简单，制造、拆装和维修工作容易，并能减少变速器旋转部分的惯性力矩。

②啮合套形式的特点：优点：换挡行程短；轮齿不参与换挡，不会过早损坏；结构简单、制造容易，减少了变速器长度。

缺点：不能消除换挡冲击；因增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器旋转部分的总惯性力矩增大。

③同步器换挡形式特点：缺点：结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸大。

优点：能保证迅速、无冲击、无噪声换挡，从而提高了汽车的加速性、燃油经济性和行驶安全性。

6、变速器操纵机构应满足哪些要求？答：应满足以下主要要求：换挡时只能挂入一个档位，换挡后应使齿轮在全齿长上啮合，防止自动脱档或自动挂档，防止误挂倒档，换挡轻便。

4-1 解释什么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时，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动，而在其他角度下以近似相等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 解释什么样的转速是传动轴的临界转速？影响传动轴临界转速的因素有哪些？答：临界转速就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率，即出现共振现象的转速。

影响传动轴临界转速的因素有材料的弹性特性，轴的尺寸和结构，轴的支撑形式和轴上的零件质量。

4-3 说明要求十字轴万向节连接的两轴夹角不宜过大的原因都是什么？①当夹角由4°增大到16°时，万向节的滚动轴承的寿命降至到不足原来的1/4②当夹角过大且输出轴转速较高时，由于从动轴旋转时不均匀力产生的惯性力可能会超过结构许用值，从而降低传动轴的抗疲劳强度。

③若夹角过大，转速不均匀参数k=sinαtanα也同时增大，超过一定的数值时，十字万向节就失去了传递动力和作用的意义。