汽车设计课后题及答案

第一章汽车整体设计
1．汽车的主要参数分几类？各种又含有哪些参数？各质量参数是如何定义的？
答：汽车的主要参数有尺寸参数、质量参数和性能参数。

尺寸参数包含外廓尺寸、轴距、轮距、前
悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。

质量参数包含整车整备质量m、载质量、质量参数、汽车总质量和轴荷分派。

性能参数包含动力性参数、燃油经济性参数、最小转弯直径、经过性几何参数、
稳固操作性参数、舒坦性。

参数确实定：①整车整备质量m：车上带有所有装备（包含备胎等），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：乘用车的载客量包含驾驶员在内不超出9 座。

③汽车的载质量：在硬质优秀路面上行驶时，同意的额定载质量。

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

⑥轴荷分派：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。

2.发动机前置前轮驱动的部署形式，此刻在乘用车上获取宽泛采纳，其原由终究是什么？而发动机
后置后轮驱动的部署形式在客车上获取宽泛采纳，其原由又是什么？
答：前置前驱长处：前桥轴荷大，有显然不足转向性能，超出阻碍能力高，乘坐舒坦性高，提升机
动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操控机构简单，整车m小，低制造难度后置后
驱长处：隔绝发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分派合理，
改良后部乘坐舒坦性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。

3．何为轮胎的负荷系数，其确立原则是什么？
答：汽车轮胎所蒙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。

确立原则：对乘用车，可控制在这个范围的上下限；对商用车，为了充足利用轮胎的负荷能力，轮胎负荷系数可控制在靠近上限处。

前轮的轮胎负荷系数一般应低于后轮的负荷系数。

4.在绘总部署图时，第一要确立绘图的基准线，问为何要有五条基准线缺一不行？各基准线是如何
确立的？假如设计时没有一致的基准线，结果会如何？
答：在绘制整车总部署图的过程中，要随时配合、调整和确认各总成的外形尺寸、构造、部署形式、连结方式、各总成之间的互相关系、操控机构的部署要求，悬置的构造与部署要求、管线路的部署与固定、装调的方便性等。

所以要有五条基准线才能绘制总部署图。

绘图前要确立绘图的基准线 ( 面) 。

确立整车的零线 ( 三维坐标面的交线 ) 、正负方向及标明方式，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边。

确立整车的零线、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边。

1. 车架上平面线； 2. 前轮中心线； 3. 汽车中心线； 4. 地面线； 5. 前轮垂直线。

5.将构造与部署均适合右边通行的汽车，改为适合左边通行的汽车，问此时汽车上有哪些总成零件
需从头设计或部署？
答：①发动机地点（驾驶员视线）②传动系③转向系④悬架⑤制动系⑥踏板地点⑦车身内部部署
6.总部署设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容与意义是什么？
答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；关于相对运动的零件或零件
进行运动干预检查
意义：因为汽车是由很多总成组装在一同，所以整体设计师应从整车角度出发考虑，
依据整体部署和各总成构造特色达成运动正确性的检查；因为汽车是运动着的，这将
造成零、零件之间有相对运动，并可能产生运动干预而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干预检查。

第二章离合器设计
1.离合器主要由哪几部分构成，各部分的构造设计方案有哪些？
答：○1 飞轮○2离合器盖：刚度足够、减少重量。

○3压盘：按驱动方式凸块-窗孔、传力销式、
键块式、弹性传动片式。

○4从动盘：单片、双片、多片三种。

摩擦片：铆接和粘接。

○5压紧弹簧：
周置、中央、斜置、膜片弹簧四种。

○6 分别叉。

○7 分别轴承：径向止推轴承（高转速低轴向负荷）、轴向止推轴承（相反）。

○8 离合器踏板○9 传动零件
2.何谓离合器的后备系数？影响其取值大小的要素有哪些？
答：后备系数β：反应离合器传达发动机最大转矩的靠谱程度。

选择β的依据： 1 摩擦片摩损后 , 离合器还可以靠谱地传扭矩 2 防备滑磨时间过长（摩擦片从转速不
等到转速相等的滑磨过程） 3 防备传动系过载 4 ）操控轻巧
3.膜片弹簧弹性特征有何特色？影响要素有那些？工作点最正确地点如何确立？
答：膜片弹簧有较理想的非线形弹性特征，可兼压紧弹簧和分别杠杆的作用。

构造简单，紧凑，轴向
尺寸小，零件数量少，质量小；高速旋转时压紧力降低极少，性能较稳固，而圆柱螺旋弹簧压紧
力降低显然；以整个圆周与压盘接触，压力散布均匀，摩擦片接触优秀, 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，均衡性好。

影响要素有：制造工艺，制造成本，材质和尺寸精度。

4.设计离合器及操控机构时，各自应该知足哪些基本要求？
答：○1 靠谱地传达发动机最大转矩，并有贮备，防备传动系过载○2接合平顺○3分别要快速
完全○4 从动部分转动惯量小，减少换档冲击○5 吸热和散热能力好，防备温度过高○6 应避
免和衰减传动系扭转共振，并拥有吸振、缓冲、减噪能力○7 操控轻巧○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，动均衡好○10 构造简单、紧凑，质量轻、工艺性好，拆装、维修、调整方便
（1）操控机械要尽可能地简单，操控轻巧，踏板力要小，以减少驾驶员的劳动强度。

（2）构造紧凑、效率高，踏板行程要适中（ 3）在操控机构中应有调整自由行程的装置。

（ 4）踏板行程应有眼
位装置。

（5）踏板回位要快捷，防备离合器在接合时回位滞后。

5．某汽车采纳多片式离合器。

已知：摩擦工作面数z=6 摩擦片外径 D=254mm内径 d=177mm摩擦系
数 f= 弹簧作用在摩擦片上的轴向压紧力F=试求该，离合器在转速 n=600r/min时所能传达的功率？
n 2( R3r 3 )36.5k w
答： P=T/9550 R=D/2 ， r=d/2 ， T2ZfF
r 2 )
3( R2
6．已知某载货汽车总质量为 8t ，其发动机最大转矩 T emax=353N·m单片离合器的摩擦片采纳石棉机资料（模压）对摩擦片的外径 D，内径 d 和厚度 b 进行剖析设计。

答：取 p0=，β =2， f=，c=
312 Temax 估量D=
fZp0(1 c3 )=350mm，
d=c·D=210mm，b=
第三章机械式变速器设计
1．剖析 3-5 所示变速器的构造特色是什么？有几个行进挡？包含倒档在内，分别说
明各档的换档方式 ?
答：构造特色：档位多，改良了汽车的动力性和燃油经济性以及均匀车速。

共有5
个行进档，换档方式有挪动啮合套换档，同步器换档和直齿滑动齿轮换档。

2.变速器主要参数的选择依照是什么？
答：变速器主要性能参数的选择依照是发动机的功率、转速、扭矩，和车速（包含
车轮直径）。

3：为何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：斜齿轮传达转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。

在设计时，力争使中间轴
上同时工作的两对齿轮产生的轴向力均衡，以减小轴承负荷，提升轴承寿命。

4.为何变速器的中心距 A对齿轮的接触强度有影响？并说明是如何影响的？
答：中心距 A 是一个基本参数，其大小不单对变速器的外型尺寸，体积和质量大小
都有影响，并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，最小同意中心距应该由保证齿轮有必需的接触强度来确立。

第四章万向传动轴设计
1.影响万向传动系统总部署方案设计的主要要素有哪些？
不一样的动力输出需求以及实质构造条件的限制
2.解说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？采纳双十字
轴万向节传动，如何才能保证输入轴与输出轴等速旋转？
答：不等速万向节是指万向节连结的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变
化的刹时角速度比传达运动，但均匀角速度相等的万向节。

准等速万向节是指在设
计角度下以相等的刹时角速度传达运动，而在其余角度下以近似相等的刹时角速度
传达运动的万向节。

等速万向节是指输出轴和输入轴以一直相等的刹时角速度传达
运动的万向节。

为了使处于同一平面内的输入轴与输出轴等速旋转，常采纳双万向节传动的设
计方案。

3.什么是传动轴的临界转速？在进行传动轴设计时，如何保证传动轴的转速知足使
用需求？
答：所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速靠近于其曲折固有振动频次时，即出现
共振现象，致使振幅急剧增添而惹起传动轴折断时的转速。

传动轴的临界转速为：
n k= D c22d c2。

式中， n k为传动轴的临界转速（r/min）；Lc为传动轴长度（mm），L c
即两万向节中心之间的距离； d c和 D c分别为传动轴轴管的内、外径（ mm）。

在长度
一准时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够高的临界转速。

由上式可知，
实心轴比空芯轴的临界转速低。

当传动轴长度超出时，为了提升n k以及总部署上的考虑，常将传动轴断开成两根或三根。

4.什么状况下需要采纳中间支撑的构造设计方案？
答：当传动轴分断时，常常需要加中间支撑。

中间支撑一般安装在车架横梁上或车
身底架上，以赔偿传动轴轴向和角度方向的安装偏差以及因为动力总成弹性悬置和
车架等变形所惹起的位移。

5.已知某单十字轴万向传动系统中，两轴订交的角度α=30°，主动轴转速n1=1500r/min ，当主动轴转角分别为 0°、30°、60°、90°、120°、150°、和 180°时，求从动轴相应的角速度，并在座标图上绘出曲线表示从动轴角速度的变化状况。

答：
2cos
cos 1，代入α°，
1
=
2 n
1 =(rad/s)，1°°，计算出相
1
1 sin 2=3060=0~ 180
应的
2
即可。

第五章驱动桥设计
1.驱动桥主减速器有哪几种构造形式？简述各样构造形式的主要特色及其应用。

答: 依据齿轮种类： (1) 弧齿锥齿轮：主、从动齿轮的轴线垂直订交于一点。

应用：主减速比小于时(2) 双曲面齿轮：主、从动齿轮的轴线互相垂直而不订交，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。

应用：主减速器比大于而轮廓尺寸有限时(3) 圆柱齿轮：宽泛用于发动机横置的前置前驱车的驱动桥和双级主减速器驱动桥以及轮边减速器。

(4) 蜗轮蜗杆：主要用于生产批量不大的个别总质量较大的多桥驱动汽车和拥有高转速发动机的客车上。

依据减速器形式： 1 单级主减速器：构造：单机齿轮减速应用：主传动比i0≤7的汽车上2双级主
减速器：构造：两级齿轮减速构成应用：主传动比i 0为 7-12 的汽车上 3 双速主减速器：构造：
由齿轮的不一样组合获取两种传动比应用：大的主传动比用于汽车满载行驶或在困莫非路上行驶；
小的主传动比用于汽车空载、半载行驶或在优秀路面上行驶。

4 贯穿式主减速器：构造：构造简单，质量较小，尺寸紧凑应用：依据构造不一样应用于质量较小或较大的多桥驱动车上。

2.主减速器中，主、从动锥齿轮的齿数应该如何选择才能保证拥有合理的传动特征和知足构造部署
上的要求？
答： 1、为了磨合均匀，主动齿轮齿数 z1、从动齿轮齿数 z2。

应防止有条约数。

2、为了获取理想的齿面重合度和高的轮齿曲折强度，主、从动齿轮曲折强度，主、从动齿轮齿数和应许多于 40。

3、
为了啮合安稳、噪声小和拥有高的疲惫强度，关于乘用车， z1 一般许多于 9；关于商用车， z1 一般许多于 6。

4、主传动比 i0 较大时， z1 尽量获得少些，以便获取满意的离地空隙。

5、关于不一样的主传动比， z1 和 z2 应有适合的搭配。

3.计算主减速器齿轮强度时，第一要确立计算载荷。

问有几种确立方法？并解说如何应用？
答：○1 按发动机最大转矩和最低档传动比确立从动锥齿轮的计算转矩
○2 按驱动轮打滑转局确立从动锥齿轮的计算转矩
○3 按汽车平时行驶均匀转矩确立从动锥齿轮的计算转矩。

4.简述多桥驱动汽车安装轴间差速器的必需性。

答：多桥驱动汽车内行驶过程中，各驱动桥的车轮转速会因车轮行程或转动半径的差别而不等，假如前、后桥间刚性连结，则前、后驱动车轮将以同样的角速度旋转，进而产生前、后驱动车轮运动
学上的不协调。

5.半轴的安装形式有哪几种？应用范围如何？
答：半轴依据其车轮端的支撑方式不一样，分为半浮式、 3/4 浮式和全浮式三种。

半浮式半轴只合用于乘用车和总质量较小的商用车上； 3/4 浮式半轴一般仅用在乘用车和总质量较小的商用车上；全浮式半轴主要用于总质量较大的商用车上。

6.对驱动桥壳进行强度计算时，图示其受力状况并指出危险断面的地点，验算工况有几种？各工况下强度验算的特色是什么？
答：驱动桥壳强度计算
全浮式半轴的驱动桥强度计算的载荷工况：与半轴强度计算的三种载荷工况同样。

危险断面：钢板弹簧座内侧邻近；桥壳端部的轮毂轴承座根部（1）当牵引力或制动力最大时，桥壳钢板弹簧座处危险断面的（2）当侧向力最大时，桥壳内、外板簧座处断面（3）当汽车经过不平路面时桥壳的许用曲折应力为300~500MPa，许用扭转切应力为150~400MPa。

可锻铸铁桥壳取较小值，钢板冲压焊接壳取较大值。

7.汽车为典型部署方案，驱动桥采纳单级主减速器，且从动齿轮部署在左边，假如将其移到右边，
试问传动系的其余部分需要如何改动才能知足使用要求，为何?
答：可将变速器由三轴改为二轴的，因为从动齿轮部署方向改变后，半轴的旋转方向将改变，若将变速器置于行进挡，车将倒行，三轴式变速器改变了发动机的输出转矩，所以改变变速器的形式即可，由三轴改为二轴。

第六章悬架设计
1．悬架设计应该知足哪些要求？在设计中如何知足这些要求？
答：1 保证汽车有优秀行驶安稳性 2 拥有适合的衰减振动 3 保证汽车有优秀的操作稳固性 4 汽车加快或制动时，保证车身稳固，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合
适 5 有优秀的隔音能力 6 构造紧凑，占用空间尺寸小 7 靠谱传达车身与车轮间的力与
力矩，知足零件不见质量小，同时有足够的强度和寿命。

2.汽车悬架分非独立悬架和独立悬架两类，独立悬架又分为几种形式？它们各自有
何优弊端？
答： 1 双横臂式 : 侧倾中心高度比较低，轮距变化小，轮胎磨损速度慢，占用许多的
空间，构造稍复杂，前悬使用得许多 2 单横臂式 : 侧倾中心高度比较高，轮距变化大，
轮胎磨损速度快，占用较少的空间，构造简单，但当前使用较少 3 单纵臂式 : 侧倾中心
高度比较低，轮距不变，几乎不占用高度空间，构造简单，成本低，但当前也使
用较少 4 单斜臂式：侧倾中心高度居单横臂式和单纵臂式之间，轮距变化不大，几
乎不占用高度空间，构造稍复杂，构造简单，成本低，但当前也使用较少 5 麦弗逊式：
侧倾中心高度比较高，轮距变化小，轮胎磨损速度慢，占用较小的空间，构造简单、紧
凑、乘用车上用得许多。

3．剖析侧倾角刚度对汽车操控稳固性的影响。

答：当乘坐侧倾角刚度过小而侧倾角过大的汽车，乘员会缺少舒坦感和安全感。

而
侧倾角刚度过大，则会减弱驾驶员的路感；假如过大的侧倾角刚度出此刻后轴，有
增大后轴车轮间负荷转移、使车辆趋于过多转向的作用。

4.剖析影响选用钢板长度、片厚、片宽及片数的因数？
答：钢板弹簧长度指弹簧挺直后两卷耳中心之间的距离。

在总部署可能的条件下，
尽量将 L 取长些，乘用车 L=（0。

4-0 。

55）轴距；货车前悬架 L=（0。

26-0 。

35）轴距，后悬架 L=（）轴距。

片厚 h 选用的影响要素有片数 n，片宽 b 和总惯性矩 J。

影响要素整体来说包含满载静止时，汽车前后轴（桥）负荷 G1，G2和簧下部分荷重
Gu1，Gu2，悬架的静扰度 fc 和动扰度 fd ，轴距等。

5.独立悬架导向机构的设计要求有哪些？前轮定位参数的变化特征与导向机构有哪
些关系？
答：对前轮独立悬架导向机构的要求有：（ 1）悬架上载荷变化时，保证轮距变化不超
出（ 2）前轮定位参数要有合理的变化特征，车轮不该产生纵向加快度；（3）汽车转弯
行驶时，应使车身侧倾角小（ 4）制动时应使车身有抗前俯作用，加快后有抗后仰作用。

对后轮独立悬架导向机构的要求有：（1）悬架上载荷变化时，转矩无显然变化。

（2）
转弯时，侧倾角小，并使车轮与车身倾斜反向，以减小过多的转向效应。

第七章转向系设计
1.转向系的性能参数包含哪些？各自如何定义的？
转向器的正效率：功率P从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率。

转向器的逆效率：功率p 从转向摇臂输入，经转向轴输出所求的效率。

逆效率大小不一样，转向器可分为可逆式、极限可逆式和不行逆式。

2.转向系的传动比包含哪两部分？汽车转向的轻巧性和敏捷性与其有何关系？如何
改良？
答：转向系的传动比，包含转向系的角传动比与转向系的力传动比。

角传动比越大，
转向越不敏捷，但转向越省力。

改良方法 : 采纳可变角传动比的转向器。

3.采纳循全球式转向器时，如何实现变传动比？其工作原理是什么？
答：在构造和工艺上采纳举措，包含提升制造精度，改良工作表面的表面粗拙度和
螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的硬度和耐磨性能。

工作原
理: 当与方向盘转向管柱固定到一同的螺杆转动起来后，螺杆推进螺母上下运动，螺
母再经过齿轮来驱动转向摇臂来去摇动，进而实现转向。

4.现代汽车转向系统安全防伤机构主要采纳哪些方案？
答：在转向系中，使相关零件在撞击时产生塑性变形、弹性变形，或是利用摩擦等
来汲取冲击能量。

比如将转向轴分为两段，或使用网格状转向管柱等。

第八章制动系设计
1．设计制动系时，应该知足哪些基本要求？
答：1 拥有足够的制动效能 2 工作靠谱 3 在任何速度下制动时，汽车都不该丧失操控性和方向稳固性 4 防备水和污泥进入制动器工作表面 5 制动能力的热稳固性优秀 6 操控轻巧，并拥有优秀的随动性 7 制动时，制动系产生的噪声尽可能小 8 作用滞后性应尽可能好 9 摩擦衬片（块）应有足够的使用寿命 10 摩擦副磨损后，应有能除去因磨损而产生空隙的机构，且调整空隙工作简单，最好设置自动调整空隙机构 11 当
制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能受到损坏时，汽车制动系应有音
响或光信号等报警提示。

2.某型号汽车采纳领从蹄式鼓式制动器，因为轮胎直径减小，轮惘直径也减小，若
仍采纳鼓式制动器，欲保持制动效能不变，问可供采纳的举措有哪些？
单向双领蹄式、双向双领蹄式、单向增力式和双向增力式。

3. 何谓制动器效能及制动器效能因数？
答：制动器的效能是指制动器在单位输入压力和力的作用下所输出的力或力矩。

制动效能因数的定义是制动鼓或制动盘的作用半径上所获取的摩擦力与输入力之比。

4. 什么是制动效能稳固性？影响制动效能稳固性的要素是什么？
答：假如不考虑制动鼓、制动蹄 ( 或制动盘 ) 的变形，必定形式的制动器的效能因数 K 随摩擦系数 f 的变化即 dK/df 越小，则制动器的安全性越高，这类性能称为制动效
能的稳固性。

制动器制动效能的稳固性，主要取决于其效能因数配对摩擦系数 f 的
敏感性。

跟着温度高升， f 衰败显然。

5. 鼓式和盘式制动器各有哪几种形式？
答：鼓式制动器按蹄的属性可分为领从蹄式、单向双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式和双向增力式。

盘式制动器可分为钳盘式和通盘式两大类，钳盘式制动器按制动钳的构造区分主要有固定钳式、滑动钳式和摇动钳式
7. 试述有哪几种制动驱动机构形式，各用在什么范围内？
答：制动驱动机构一般可分为简单制动、动力制动和伺服制动三大类。

简单制动曾宽泛应用，在轿车等乘用车轻型商用车及一部分中型商务车上；动力制动主要用在总质量较大的商用车上；乘用车及各样商用车都宽泛采纳伺服制动。

8．鼓式和盘式制动器的主要参数各有哪些？设计时是如何确立的？
答：鼓式：制动鼓内径 D ，摩擦衬片宽度 b 和包角；摩擦衬片开端角 O ，制动器中心到张开力 OF 作用线的距离 e; 制动蹄支承点地点坐标 a 和 c 。

盘式：制动盘直径 D ；制动盘厚度 h; 摩擦衬块外半径 2R 与内半径 1R ；制动衬块工作面积 A
9. 某盘式制动器的摩擦衬片内径为 110mm,外径为 125mm ，求制动器有效作用半径。

答： R e =
2( R 23
R 13 ) 2(1253 1103 ) 。

3(R 22
R 12 ) 3(1252 1102 )。