汽车设计复习题及答案

第一章汽车的总体设计
6.按发动机的位置分，汽车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？
1前置前轮驱动：优点前桥轴荷大有明显的不足转向性能，越过障碍的能力高，动力总成结构紧凑，提高汽车机动性扫热好，操纵机构简单整备质量轻；缺点万向节结构复杂，前轮命短，上坡能力低易打滑侧滑，发动机横置时总体布置困难2前置后轮驱动优点轮胎使用寿命高，不需等速万向节，操纵机构简单发动机冷却条件好，爬坡能力强，拆装维修方便；缺点地板有突起通道影响舒适性，正面碰撞前排受严重伤害，整车整备质量增加，经济性动力性不佳
3后置后轮驱动优点动力总成结构紧凑，汽车前部高度降低增加了视野，改善了后排座椅中间座位成员出入的条件舒适性高，整车整备质量小，爬坡能力高，汽车机动性能好；缺点后桥负荷重操纵性差，操纵结构复杂高速操纵不稳定，发动机冷却玻璃除霜带来不利，汽车追尾后排乘客受严重伤害，行李箱体积不大。

7.什么叫整车整备质量？各种车辆的汽车装载质量（简称装载量）是如何定义指车上带有全部装备加满燃料水但没有装货和载人时的整车质量。

汽车载质量是指在硬质良好的路面上行驶时所允许的额定载质量
8.汽车的主要参数分几类？各类又含哪些参数？各质量参数是如何定义的？
1动力性参数：最高车速·加速时间·上坡能力·比功率比转矩
2燃油经济性 3汽车最小转弯直径
4通过性几何参数：最小离地间隙·接近角·离去角·纵向通过半径
5操纵稳定性：转向特性参数·车身侧倾角·制动前俯角6制动性参数7舒适性9.汽车的动力性参数包括哪些？
最高车速·加速时间·上坡能力·比功率比转矩
第二章离合器设计
2.离合器的主要功用？
1、切断和实现发动机对传动系的动力传递，确保汽车平稳起步。

2、换挡时将发动机与传动系分离，减少齿轮冲击。

3、限制传动系的最大转矩。

4、降低传动系的振动和噪声
3.设计离合器和离合器操纵机构时，各自应当满足哪些基本要求？
1）在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩。

2）接合时平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。

3）分离时要迅速、彻底。

4）从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。

5）有良好的吸热能力和通风散热效果，保证离合器的使用寿命。

6）避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的能力。

7）操纵轻便、准确。

8）作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小，保证有稳定的工作性能。

9）应有足够的强度和良好的动平衡。

10）结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等离合器操纵机构应当满足哪些基本要求：1.踏板力要尽可能小 2.踏板行程一般在80-150mm范围内，最大不超过180mm 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影响其正常工作 8.工作可靠、寿命长。

维修保养方便
4.按从动盘数目不同，离合器分为哪几种类型：单片双片多片
5.按弹簧布置形式不同，离合器分为哪几种类型：圆周布置中央布置斜向布置
6.按压紧弹簧形式不同，分哪几种类型：圆柱螺旋弹簧圆锥螺旋弹簧膜片弹簧
7.按离合器分离时作用力方向的不同，离合器分为哪几种类型：推式拉式
8.离合器的主要参数有哪些：后备系数单位压力摩擦片外径、内径和厚度摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙
9.何为离合器的后备系数？影响其取值大小的因素有哪些：后备系数是离合器设计中的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度
影响离合器后备系数取值大小的因素：
1）为使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，β应小些
2）发动机后备功率较大，使用条件较好时，β可小些
3）发动机缸数越多，β越小4）膜片弹簧离合器β可小些
5）为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长，β应大些
6）当使用条件恶劣、需拖带挂车时，β应大些7）汽车总质量越大，β越大
8）采用柴油机时，转矩不平稳，β应大些9）双片离合器的β值应大于单片离合器11.在机械传动系中，按传递转矩方式和操纵方式，离合器可分为哪几种类型？机械式、液压式机械式和液压式操纵机构的助力器、气压式和自动操纵机构等。

12.离合器的压紧弹簧有几种型式，几种布置型式。

哪压紧弹簧比较适用于轿车：周置弹簧离合器中央弹簧离合器斜置弹簧离合器膜片弹簧离合器
圆周布置中央布置斜向布置膜片弹簧
第三章机械式变速器设计
1.根据轴的不同型式，变速器可分为哪些类型？？
固定轴式：两轴式、中间轴式、多中间轴式、双中间轴式旋转轴式
2.汽车变速器有哪几种换档形式1直齿滑动齿轮2啮合套3同步器换挡
3.简述汽车变速器设计的基本要求
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有跳档乱档以及换挡冲击发生
7变速器应当有高的工作效率8 工作噪声低
4.变速器的主要参数有哪些
5.1档数2传动比范围3中心距4外形尺寸5齿轮参数6各档齿轮齿数分配
6.为什么中间轴式变速器的中间轴上斜齿轮螺旋方向一律要求取为右旋，而第
一、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋？斜齿轮传递转矩式会产生轴向力并作用在轴承上，上述设计可使中间轴上的轴向力相互抵消
第四章万向节和传动轴设计
1.万向传动轴设计的基本要求：
1.保证所连接的两轴的夹角及相对位置在一定范围内变化时，能可靠而稳定的传递动力
2.保证所连接的两轴尽可能等速运转，由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动
和噪声应在允许的范围内，在使用车速范围内不应产生共振现象
3.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等
2.万向节的类型：刚性万向节挠性万向节
3.解释何为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节：不等速万向节是指万向节连接的两夹角大于零时，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递运动，而在其他角度下近似相等的瞬时角速度传递运动的万向节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，称之为等速万向节
4.试简要叙述普通十字轴式单万向节的主要特性。

传动的不等速性，即当主动轴以等角速度转动时，从动轴时快时慢。

5.试说明十字轴式万向节连接的两轴夹角不宜过大的原因是什么：
当夹角有4度增至16度时，万向节中的滚针轴承寿命将下降为原来寿命的1/4 6.等速万向节最常见的结构型式有哪些？简要说明各自特点？
球叉式优点：结构简单，允许最大交角32º~33º；缺点：压力装配，拆装不方便，钢球与曲面凹槽单位压力大，磨损快；只有两个钢球传力，反转时，另两个钢球传力。

球笼式优点：两轴最大交角为42º，工作时无论传动方向，六个钢球全部传力。

与球叉式万向节相比，承载能力强，结构紧凑，拆装方便。

若内外滚道采用圆桶形，则变成伸缩型球笼式万向节，省去传动装置中的滑动花键，滑动阻力小，适用断开式驱动桥。

第五章驱动桥设计
2.在对驱动桥的设计当中，应满足哪些基本要求？
A适当的主减速比B外廓尺寸小C齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。

D在各种载荷和转速工况下有高的传动效率。

E具有足够的强度和刚度。

F与悬架导向机构运动协调；对于转向驱动桥还应该与转向机构运动协调。

G结构简单，加工工艺好，容易制造维修调整方便。

3.主减速器中，主、从动锥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上的要求？
A应避免有公约数B主从动轮齿数之和应不小于40 C对于乘用车Z1不少于9商务车Z1不小于6 D主传动比i0较大时Z1取少些E Z1和Z2有适宜的搭配5.汽车为典型布置方案，驱动桥采用单级主减速器，且从动齿轮布置在左侧。

如果将从动轮移到右侧，试问传动系的其他部分需要如何变动才能够满足使用要求？为什么？
可将变速器由三轴改为二轴的，因为从动齿轮布置方向改变后，半轴的旋转方向将改变，若将变速器置于前进挡，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，由三轴改为二轴的。

6.为什么会在驱动桥的左右车轮之间都装有差速器（轮间差速器）？
为了保证驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。

7.何谓“差速器锁紧系数K”？它与两半轴转矩比K
有何关系？
b
差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比。

K
=(1+K)/(1-K)
B
8简述普通差速器工作原理，试导出差速器的运动学方程式。

外侧车轮收到的阻力大，这个时候左右半轴齿轮的扭矩不同，就会导致行星齿轮的转动，行星齿轮能给内侧齿轮一个阻力扭矩实现减速，同时也能给外侧齿轮增速，这样外侧齿轮比内侧齿轮的转速快，实现了顺利的转弯。

第六章悬架设计
1.悬架有哪些作用？
（1）传递车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩;
（2）缓和、抑制路面对车身的冲击和振动；
（3）保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性。

（4）保证汽车的操纵稳定性
2.在悬架设计中应满足哪些性能要求？
A保证汽车有良好的行驶平顺性B 具有合适的衰减震动的能力 C 保证汽车具有良好的操纵稳定性 D汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身众倾，转弯时车声侧倾角要合适。

E有良好的隔声能力 F结构紧凑占用空间尺寸要小 G 可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，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。

4.简述独立悬架和非独立悬架的特点。

独立悬架的结构特点是左右车轮通过各自的悬架与车架连接。

非独立悬架的结构特点是左右车轮用一根整体轴连接在经过悬架与车架连接
5.按车轮运动形式的不同，独立悬架可分为哪些形式？双横臂式，单横臂式，双纵臂式，单纵臂式，单斜臂式，麦弗逊式和扭转梁随动臂式
6.钢板弹簧总成在自由状态下的弧高H
由哪几部分组成？
静挠度，满载弧高，钢板弹簧总成用U形螺栓夹紧后引起的弧高变化。

第七章转向系设计
参数：梯形臂长m，梯形底角r
第八章制动系设计
8.盘式制动器与鼓式制动器相比较，有哪些优缺点？
优点：1.热稳定性好；2.水稳定性好；3.制动力矩与汽车行驶方向无关；4.
易于构成双回路制动系，使系统有较高的可靠性和安全性；5.尺寸小、质量小、散热良好；6.压力在制动衬快上的分布比较均匀，故衬块磨损也均匀；
7.更换衬块简单容易；8.衬块与制动盘之间的间隙小，从而缩短了制动协调
时间；9.易于实现间隙自动调整。

缺点：1.难以完全防止尘污和锈蚀；2.兼作驻车制动器时，所需要的手驱动机构比较复杂；3.在制动驱动机构中必须装用助力器；4.因衬块工作面积小，所以磨损快，使用寿命低，需要高材质的衬块。

9.制动器主要包括哪些主要的制动元件？
制动鼓、制动蹄、摩擦衬片、蹄与鼓之间的间隙自动调整装置
10.制动驱动机构有哪几种型式？
简单驱动：人力驱动、液压制动；动力驱动：气压制动、气顶液制动、全液压动力制动；伺服制动
汽车的最小转弯直径——转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径。

汽车整车整备质量——指车上带有全部装备（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。

商用车——指在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。

乘用车——指在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和临时物
品的汽车，包括驾驶员在内最多不超过9个座位。

它也可以牵引一辆挂车；
汽车的装载质量——指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。

离合器的后备系数β——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。

准等速万向节——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。

不等速万向节——万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴与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；
等速万向节——输出轴与输入轴之间以始终相等的瞬时角速度传递运动的万
向节；
静挠度——汽车满载静止时悬架上的载荷Fw与此时悬架刚度c之比，即
f c=Fw/c。

独立悬架——左、右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接。

悬架的线性弹性特性——当悬架变形f与所受垂直外力F之间成固定的比例变化时，弹性特性为一直线，称为线性弹性特性，此时悬架刚度为常数。

非独立悬架——左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架（或车身）连接
悬架的非线性弹性特性——当悬架变形f与所受垂直外力F之间不成固定的比
例变化时，弹性特性不是直线，称为非线性弹性特性，此时悬架刚度是变化的。

悬架的弹性特性——悬架受到的垂直外力F与由此所引起的车轮中心相对于车身位移f的关系曲线，称为悬架的弹性特性。

问答题：
平头式货车有哪些优缺点？
优点：a、驾驶室位于发动机之上，不需要发动机罩和翼子板，整备质量减小；
b、汽车面积利用率高、视野好；
c、汽车总长和轴距短，最小转弯半径小，机动性良好；
缺点：a、前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；
b、驾驶室有翻转机构和锁住机构，机构复杂；
c、进、出驾驶室不如长头式货车方便；
d、驾驶室内受热及振动均比较大；
e、正面碰撞时，特别是微型、轻型平头货车，使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。

发动机后置后桥驱动的大客车有什么优缺点？
答：
优点：a、能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量；
b、检修发动机方便；轴荷分配合理；
c、能改善车厢后部的乘坐舒适性；
d、当发动机横置时，车厢面积利用较好，并有布置座椅受发动机影响较少；
e、行李箱大（旅游客车）、地板高度低（城市客车）；
f、传动轴长度短。

缺点：a、发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；
b、动力总成操纵机构复杂；
c、驾驶员不容易发现发动机故障。

发动机前置前驱动的乘用车有什么优缺点？
优点：a、有明显的不足转向性能；
b、越过障碍的能力高；
c、动力总成结构紧凑；
d、有利于提高乘坐舒适性；（车内地板凸包高度可以降低）
e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短）
f、有利于发动机散热，操纵机构简单；
g、行李箱空间大；
h、变形容易。

缺点：结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节），前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后轴重），汽车爬坡能力降低；发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高。

发动机前置后驱动的乘用车有什么优缺点？
优点：a、轴荷分配合理；
b、有利于减少制造成本；（不需要采用等速万向节）
c、操纵机构简单；
d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高；
e、发动机冷却条件好；
f、爬坡能力强；
g、行李箱空间大；
h、变形容易。

缺点：a、地板上有凸起的通道，影响了乘坐舒适性；
b、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动机进入客厢，会使前排乘员
受到严重伤害；
c、汽车的总长较长，整车整备质量增大，影响汽车的燃油经济性和动力性。

膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比有哪些优缺点？
答：膜片弹簧是一种特殊的蝶形弹簧，与其他形式的离合器相比有如下一系列优点：
1）膜片弹簧具有较理想的非线性特性；
2）结构简单，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；
3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；
4）压力分布均匀，摩擦片磨损均匀；
5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长；
6）平衡性好；
7）有利于大批量生产，降低制造成本。

其缺点是：膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材质和尺寸精度要求高为什么中间轴式变速器的中间轴上斜齿轮的螺旋方向一律要求取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮的螺旋方向取为左旋？
答：可以确保第一轴、第二轴上的斜齿轮所受的轴向力经轴承盖作用到壳体上，中间轴轴向力平衡。

为使同一平面的输出轴与输入轴等速旋转，采用双十字轴万向节传动必须满足什么条件？
答：采用双十字轴万向节传动必须保证与传动轴相连的两万向节叉布置在同一平面内，且使两万向节夹角α1与α2相等。

齿轮齿条式转向器有哪些优缺点?
答：齿轮齿条式转向器的主要优点是：结构简单、紧凑、体积小、质量轻；传动效率高达90%；可自动消除齿间间隙；没有转向摇臂和直拉杆，转向轮转角可以增大；制造成本低。

齿轮齿条式转向器的主要缺点是：逆效率高（60%~70%）。

因此，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间的冲击力，大部分能传至转向盘。

齿轮齿条式转向器广泛应用于微型、普通级、中级和中高级轿车上。

装载量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车也用齿轮齿条式转向器。

循环球式转向器有哪些优缺点？
答：循环球式转向器的优点是：传动效率可达到75%~85%；转向器的传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条和齿扇之间的间隙调整容易；适合用来做整体式动力转向器。

循环球式转向器的主要缺点是：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。

循环球式转向器主要用于货车和客车上。

盘式制动器与鼓式制动器相比较，有哪些优缺点？
答：优点：热稳定性好；水稳定性好；制动力矩与汽车运动方向无关；易于构成双回路制动系；尺寸小、质量小、散热良好；衬块磨损均匀；
更换衬块容易；缩短了制动协调时间；易于实现间隙自动调整。

缺点：难以完全防止尘污和锈蚀；兼作驻车制动器时所需附加的手驱动机构比较复杂；在制动驱动机构中必须装用助力器；因为衬块工作面积小，所以磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块；成本较高。

制动系设计应满足哪些主要的要求？
答：制动系应满足如下要求：
1）足够的制动能力。

2）工作可靠。

3）不应当丧失操纵性和方向稳定性。

4）防止水和污泥进入制动器工作表面。

5）热稳定性良好。

6）操纵轻便，并具有良好的随动性。

7）噪声尽可能小。

8）作用滞后性应尽可能短。

9）摩擦衬片（块）应有足够的使用寿命。