吉林大学汽车设计期末考试试题

吉林大学汽车设计期末

考试试题

TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

一、名词解释（每小题3分，共21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。

=me/m0。

2. 汽车质量系数：汽车装载质量与整车整备质量的比值，

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。（分）

（9）尺寸小，质量小，成本低，维修方便。（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；（分）

(2)保证汽车有良好的操纵稳定性；（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Z16。为降低噪声，对于轿车，Z19；（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+Z240，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）

2、

（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）

3、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）

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：G 2-作用在后轮上的垂直静载荷； m 2’-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； W 0-总截面系数；C-固定点到地面的距离； b-板簧宽度；h 1-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：

)/(])/[)]([1,2202121,22max bh m G W l l c l l m G φφσ+++=（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