1、届汽车设计复习题及参考答案简答题1汽车设计决策阶段市场调研内容：1确定所开发产品的应用领域以及本企业产品可能进入的细分市场占有率：2该市场的细分对该类产品的功能，性能，安全，寿命，外观等的质量要求；3各档次产品的市场价格，交货期和服务状况；4本企业前三年有可能达到的销售量，销售额2汽车产品开发过程中技术调研的主要内容：1市场上现有同类产品的技术水平，本企业预期能达到的什么技术水平（功能，性能指标）2国内外该类产品的技术发展趋势分析，是否有新源里，新工艺，新材料等新技术出现，并预测拟开发产品的寿命周期3国家重点项目，科技发展信息以及产业结构调整信息对技术提出的新要求4相关技术法规和适应标准的要求
2、5本企业开发该类产品的技术来源以及企业的技术优势6预计产品的开发周期能否满足市场的要求7预计产品的开发费用3可行性报告分析的主要内容1市场调研报告中预计到产量和销售额是否符合本企业总体经营战略的要求2技术调研报告提出的预计达到的产品功能，性能指标是否符合相关的技术法规和适宜的标准，以及企业计划进入市场细分的要求3对产品开发投资额和最长开发周期进行预测4对企业实施批量生产所需的投资进行预测5对开发和生产所需的资金能力的分析6根据产品利润率对投资回收期的分析7根据分析的结果做出产品是否有必要和有可能开发的结论4客车采用发动机后置后轮驱动优点：1发动机与车厢隔离，车厢的震动以及噪声小，乘坐舒适性好2
3、发动机横置时，车厢的面积利用率高3轴荷分配较合理4发动机的维修可以在车外进行，接近性好5车厢地板以下可布置容积很大的行李舱6由于发动机布置在轴距以外，且地板上无传动轴，故前部和中部通道的地板高度可大大降低，使上下车方便7前门也可以布置在前轮之前以便于公共汽车的单人管理5货车采用长头车的优缺点：优点1发动机的接近性好，维修方便，其振动，噪声及热量对驾驶室的影响较小2驾驶室地板较低，上下车用的踏板易于布置，进出驾驶室方便3汽车的操纵机构简单，易于布置4轴荷分配合理：满载时前轴占27%-30%，有利于在泥泞，松软等坏路面上的行驶 缺点：具有长的轴距以及前后轮廓尺寸，最小转弯半径较大，面积利用率较低，
4、长头导致驾驶视野性较差6两门两座和大功率发动机的运动型乘用车，发动机布置在前轴和后桥之间，这种布置方案的优缺点：优点是动力可以直接通过齿轮传递给后轴驱动车身，且将车辆中惯性最大的沉重发动机置于车体的中央，车体重量分布几近理想平衡，故有最佳的运动性能，而且方向灵敏准确，刹车时不会出现头沉尾翘的现象。 缺点是直线稳定性较差，车厢太窄，除了牺牲掉后排座椅以外还可以牺牲足够的行李箱空间，另外，由于驾驶员离发动机太近，因此噪声较大。7市区公共汽车要求加速性能好，长途车要求最高车速，对于上述两种车型对底盘如何改动？ 对底盘的变速器总成做些许改动。市区公共汽车：增大变速器各档位传动比。长途客车：减小变速器最
5、高档传动比8客车总布置草图设计中，主要进行哪些运动校核？其内容和目的是什么？ 1转向轮在跳动和转向过程中与翼子板，转向杆系之间的运动关系2 传动轴跳动时的运动关系3后轮跳动时与翼子板的相对关系4转向杆系与转向轮悬架共同工作所产生的转向干涉5制动时前轴扭转所产生的转向干涉6驾驶区各种操纵机构的运动轨迹9什么是轴荷分配？分配时应考虑哪些因素？ 周和分配是指汽车的质量分配到前后轴上的比例，一般以百分比表示，它分为空载和满载两组数据。轴荷分配时考虑三个方面：力使轮胎均匀磨损。满足汽车主要性能的需要。顾及汽车的布置形式10什么是整车装备质量？降低整车装备质量的目的和措施有哪些？ 整车装备质量是指车上带有
6、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。降低整车装备质量目的是降低制造成本，节约燃料，降低使用成本，增加装载量和载客量，提高使用经济性。措施是采用强度足够的轻质材料，新设计的车型应使其结构更为合理。11简述摩擦式离合器主要涉及参数以及确定依据？后备系数：考虑摩擦片磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩，防止离合器滑磨时间过长，防止传动系过载以及操作轻便等（2）单位压力P0：考虑离合器工作条件，发动机后背功率大小，摩擦片尺寸，材料及其质量和后备系数的影响（3）摩擦片外径D内径d厚度b：离合器结构形式及摩擦材料选定，发动机最大转矩已知，适当选取后备系数和单位压
7、力即可估算外径，所选D应使摩擦片最大圆周速度不超过65-70m/s，以免摩擦片发生飞离。当D确定后d可按d/D在0.53-0.70之间确定，厚度b主要有3.2mm，3.5mm，4.0mm（4）摩擦因数f，摩擦面数z离合器间隙t：f取决于摩擦片材料以及工作温度，单位压力，滑磨速度等。摩擦面决定于离合器所需传递转矩的大小以及结构尺寸。离合器间隙应保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有间隙一般3-4mm。12简述膜片弹簧离合器的优缺点，说明主要设计参数有哪些？特点：1具有理想的非线性特性2告诉旋转时，压紧力降低很少，性能稳定3膜片弹簧起压紧和分离杠杆的双重作用，
8、使结构大为简化，零件数减少，质量减小，离合器轴向尺寸缩短4容易实现良好的通风散热5压力分布均匀，平衡性好设计参数：1.H/h的选择 2.R/r的选择3.膜片弹簧工作点的位置选4.a的选择及n的选取13离合器操作机构的设计要求踏板力要小，轿车在80-150N，货车在150-200N。（2）踏板行程应该在80-150mm，最大不超过180mm。（3）应具有踏板自由行程调整机构，以便在摩擦片磨损后恢复分离轴承的自由行程（4）应具有踏板行程限位器，以防止操作机构的零件受过大的载荷而损坏。操作机构应具有足够的刚度（5）不因发动机的振动以及车架和驾驶室的变形而引起操作机构的运动干涉。14十字轴式万向节连接
9、的两轴夹角不宜过大的原因：两轴夹角过大时，不能实现主动轴和从动轴等角速度转动，且夹角过大会严重缩短滚针轴承的使用寿命。15简述普通轿车和轻型货车采用齿轮齿条式转向器的原因：1结构简单，紧凑。2壳体采用铝合金或铝镁合金压铸而成，转向器的质量比较小.3传动效率高达90%。4齿轮和齿条之间因磨损出现间隙以后，依靠装在齿条背部，靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧，能自动消除齿间间隙。5转向器占用的体积小。6没有转向摇臂和直拉杆，所以转向轮转角可以增大。7制造成本低。16确定变速器各档齿轮齿数应考虑哪些因素？ （1）符合动力性，经济型对各档传动比的要求 （2）最少齿数应不至于产生切根 （3）为使齿面
10、磨损均匀，互相啮合的齿轮齿数互质 （4）齿数多，可降低齿轮传动噪声17简述驱动桥主减速器各种结构形式的主要特点和应用？18简述前轮独立悬架导向结构设计要求 1悬架上载荷变化时，轮距变化不超过4.0mm以防止轮胎早期磨损2悬架上载荷变化时，前轮定位参数有合理的变化特性，车轮不产生很大的纵向加速度3汽车转弯行驶时，车身侧倾角尽可能小，在0.4g侧向加速度作用下，车身侧倾角不大于7，并保证车轮与车身倾斜同向，以增加不足转向效应4制动和加速时，车身有抗前俯和抗后仰作用。19简述转向轴助力式电动助力转向机构的特点电动助力转向燃料消耗率低，与液压动力转向相比不存在漏油问题，工作可靠，噪声小（2）转向时仅仅
11、需要克服转向器的摩擦阻力，不存在复位弹簧阻力和反应路感的油压阻力（3）整体机构紧凑，部件少，占用的空间尺寸小，质量比液压式动力转向轻20%-25%，（4）在汽车上容易布置以及由于系统内部采用刚性连接，反应灵敏，滞后小，驾驶员的路感好20简述制动系统的设计要求足够的制动能力（2）可靠性好（3）汽车以任何速度制动都不应当丧失操作性和方向稳定性（4）制动热稳定性好（5）制动水稳定性好（6）操纵轻便（7）作用滞后时间短（8）减少公害论述题1简述十字轴式万向节不等速原因，应用十字轴式万向节实现等速的条件十字轴式万向节在输入轴和输出轴有夹角的情况下，两轴角速度不相等，两轴夹角越大，不等速特性越严重条件：第
12、一万向节两轴间夹角与第二万向节两轴间夹角相等；第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉处于同一平面内。2传动轴临界转速如何确定？分析提高传动轴临界转速的方法？临界转速是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加引起的传动轴折断时的转速。传动轴临界速度为(自己书上找公示）式中，nk为传动轴的临界速度（r/min）；Lc为传动轴长度（mm），即两万向节中心之间的距离；dc和Dc分别为传动轴轴管的内、外径（mm）。在长度一定时，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，在Dc和Lc相同时，实心轴比空心轴的临界转速低。当传动轴长度超过1.5m时，
13、为了提高nk以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两根或三根。3.试论述选择主减速器主，从动锥齿轮齿数应考虑的因素。（1）为了磨合均匀，z1，z2之间应避免有公约数（2）为了得到理想的齿面重合度系数和高的轮齿弯曲强度，主从动齿轮齿数和应不少于40（3）为了啮合平稳，噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘用车，z1一般不少于9，对于商用车，z1一般不少于6（4）主传动比i0较大时，z1尽量取得少些，以便于得到满意的离地间隙（5）对于不同的主传动比，z1和z2应有适宜的搭配。4与弧齿锥齿轮传动相比，双曲面齿轮传动具有哪些优点。（1）在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向运动，而且还有沿齿长方向
14、的纵向滑动。纵向滑动可以改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。（2）由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的1大于从动齿轮的2，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动的平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30%（3）双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的接触强度提高（4）双曲面主动齿轮的1变大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较小的齿数，有利于增加传动比（5）双曲面齿面传动的主齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而切削刃寿命较长（6）双曲面主动齿轮轴布置从动齿轮中心上方，便于实现多轴驱动桥的贯通，
15、增大传动轴的离地高度。布置在从动齿轮中心下方可降低万向传动轴的高度，有利于降低轿车车身高度，并可以减少车身地板中部凸起通道的高度。5.分析选取钢板弹簧长度，片厚度，片宽度以及片数的影响因素？（1）弹簧长度：乘用车L=（0.40-0.55）*轴距，货车前悬架L=（0.26-0.35）*轴距，后悬架L=（0.35-0.45）*轴距;(2)宽度b，由总惯性矩J0得出总截面系数W0，再得出平均厚度hp，然后选择钢板片宽bc，片厚h；（3）片数n：多片钢板弹簧一般片数在6-14之间选择，总质量超过14t的货车可达20片。用变截面少片弹簧时，片数在1-4之间。6.利用作图法来确定钢板弹簧各片长度。（1）将
16、各片厚度hi的立方值hi3按同一比例沿纵坐标绘制在图上（2）沿横坐标量出主片长度的一半L/2和U型螺栓中心距的一半s/2，得到A,B两点，连接两点即得到三角形的钢板弹簧展开图（3）AB线与各叶片上侧边的交点为各片长度，如果存在与主片等长的重叠片，就从B点到最后一个重叠片的上侧边端点一直线，此直线与各片上侧边的交点即为各片长度（4）各片实际长度尺寸需经圆整后确定。7.分析货车后悬架主副钢板弹簧如何实现刚度分配。（1）车身从空载到满载时的震动频率变化更小，以保证汽车有良好的平顺性（2）副弹簧参加工作前后悬架振动频率变化不大书上找图8.试分析动力转向器的静特性曲线。动力转向器的静特性是指输入转矩与输
17、出转矩之间的变化关系曲线。划分为四个区段。1在输入转矩不大时，相当于图中的A区段，是直线行驶位置附近最小角度转向区，曲线呈低平状态，油压变化不大；（2）汽车原地转向或调头时，输入转矩进入最大区域段（c区域），要求助力转向效果最大，故油压曲线呈陡而直上升；（3）B区段属于常用快速转向行驶区段，要求助力作用明显，油压曲线斜率应变化较大，曲线由较为平缓变抖（4）D区段是一个较宽的平滑过渡区间。9.转向器传动比的变化特性是什么？分析说明齿轮齿条转向器的变速比原理。 特性：增大角传动比可以增大力传动比当Fw一定时，增大力传动比能减小作用在方向盘上的手力Fh，使操作轻便。原理：1根据相互啮合齿轮的基圆齿数
18、必须相等，即pb1=pb2，其中齿轮基圆齿距pb1=*m1*cosa1，齿条基圆齿距pb2=*m2*cosa2，由上式可知，当齿轮具有标准模数m1和标准压力角a1与一个具有变模数m2，变压力角a2的齿条相啮合，并始终保持pb1=pb2时，就可以啮合运转2如果齿条中部齿的压力角最大，向两端逐渐减小，则主动齿轮啮合半径也减小，致使转向盘每转动某一角度时，齿条行程也随之减小，因此转向器的传动比是变化的。10什么是转向器的间隙特性？要求是什么？循环球齿轮齿扇式转向器采用什么方法获得较好的间隙特性？传动间隙指各种转向器中传动副之间的间隙，该间隙随转向盘转角大小不同而改变，并把这种关系称为转向器间隙特性。
19、 要求：传动副的传动间隙在转向盘处于中间及附近位置时要极小，最好无间隙。传动副在中间及其附近位置因使用频繁，磨损速度比两端快。在中间附近位置因磨损造成的间隙过大时，必须经过调整消除该处间隙。 方法：将齿扇齿做成不同厚度来获取必要的传动间隙。11分析盘式制动器的优缺点。优点：制动效能的稳定性好；热稳定性好；水稳定好；制动力矩与汽车前进倒车方向无关；结果简单；同样条件下，盘式制动器可承受较高的摩擦力矩，摩擦衬块磨损小且较均匀，使用寿命长；踏板力受车速影响小；易于构成双回路制动系统缺点：制动效能低；大部分元件暴露在空气中，易受尘污和锈蚀；兼作驻车制动时，附加的驱动机构较复杂12某商用车的制动系统希望
20、任何一个制动回路失效时，仍具有50%的制动能力，且不失去稳定性。请选择合适的制动系统回路和前后轮鼓式制动器形式？LL型和HH型LL：前轮双从蹄式或双向双领蹄式，后轮任意一种 HH：前轮双从蹄式或双向双领蹄式，后轮双向双领蹄式或双领蹄式。13车辆前后轴制动力按固定比例分配时，试分析前后轴最大制动力矩的确定方法。（1）选定同步附着系数0，计算前后轮制动力矩的比值（2）根据汽车满载在柏油，混凝土路面上的紧急制动到前轮抱死拖滑，计算出前轮制动器的最大制动力矩M1max（3）再根据前面已经确定的前后轮制动力矩的比值计算出后轮制动器的最大制动力矩M2max。14根据你对汽车的发展趋势的了解，列举人类对未来
21、汽车的几项要求？如何来实现？发展趋势和要求：节能，环保，安全，智能，信息化技术：1采用碳纤维材料或钛合金材料制造车身和部分零部件，降低整车质量，节能，高强度，安全性提高2采用电动-内燃机复合式发动机，燃烧天然气，甲烷，氢气，酒精等低污染燃料3采用多安全气囊，ABS+EBD制动系统，倒车雷达，定位和导航系统，自动变速器等技术实现自动化，智能化，降低驾驶员工作强度，提高安全性5车载通讯系统，网络系统，办公系统，与外界自由沟通。计算题1某轿车的相关参数如下：发动机最大扭矩Temax=140Nm；I挡传动比iI =3.85，最高档为超速档，速比为0.8；主减速器传动比i0=4.08；传动效率m=0.9
22、。为此车设计一款机械式变速器，要求通过计算、选取，确定给出变速器的主要参数包括： (1)变速器结构形式及档位数(2)采用等比级数分配的各档传动比(3)各档齿轮齿形以及齿数的分配（倒档除外）(4)修正后的中心距，各档传动比2某总质量为10000kg的汽车，已知变速器一挡传动比i1=5.37，主减速器传动比i0=6.10，汽车车轮滚动半径rr=0.37m，离合器压盘为铸铁件，其比热为418.7kJ/(kg。求在水平的沥青道路上发动机以1500r/min转速起步时的滑磨功和压盘温升。3. 已知某两轴汽车的基本车型空车质量为M3580Kg，汽车轴距L=3000mm，空车时的轴荷分配为：G12000gN
23、,G21580gN.为改装冷藏车，要增装厢式车厢和车厢内制冷设备。如图所示，假设增装部分的质量为m800KG,增装部分的质心位置为：x1815mm，y=-50mm，z=2000mm。试计算该冷藏车空车时的轴荷分配。图1 4若轻型汽车的有关参数如下：总重Ga=26000N，轴距L=2700mm，重心高hg=905mm，重心到前轴的距离L1=1428mm，车轮的有效半径re=350mm，若该车在0.7的道路上行驶，试计算： （）若采用车轮制动器作为应急制动，试确定应急制动所需的制动力矩。（）求该车可能停驻的极限上坡路倾角1和极限下坡路倾角2。（）求驻车的上极限制动力矩。解：1) 应急制动时，后桥制
24、动力矩为将mag = Ga=26000N、L=2.7m、hg=0.905m、 L1=1.428m、re=0.350m、0.7代入计算式，得应急制动力矩为2728.77 Nm。2) 该车可能停驻的极限上坡路倾角为该车可能停驻的极限下坡路倾角为将L、hg、L1和值代入计算式，得1=25.8；2=16.69。3) 根据后桥上的附着力与制动力相等的条件，驻车的上极限制动力矩为将mag、re和1值代入计算式，得驻车的上极限制动力矩为3960.6 Nm。答：应急制动力矩为2728.77 Nm；可能停驻的极限上坡路倾角1=25.8和极限下坡路倾角2=16.69；驻车的上极限制动力矩为3960.6 Nm。名词
25、解释整车整备质量：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汽车轴荷分配：指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示质量系数：指汽车装载质量与整车整备质量的比值。质量系数反映了汽车的设计水平和工艺水平。汽车比功率：汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比。即Pb=Pemax/ma。汽车比转矩：汽车所装发动机的最大转矩Temax与汽车总质量ma之比。能反应汽车牵引能力。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燃油经济性：指汽车在保证动力性的基
26、础上，以尽可能少的燃油消耗行驶的能力离合器后备系数：为离合器所能传递的最大静摩擦力矩Tc与发动机最大转矩Temax之比。扭转减震器的角刚度：是指离合器从动片相对于其从动盘毂转1rad所需的转矩值。锁紧系数k：差速器的内摩擦力矩Tr与差速器壳接受的转矩T0之比.锥齿轮螺旋角：指在锥齿轮节锥表面展开图上的任意一点的切线与该点和节锥顶点连线之间的夹角。悬架动挠度：指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，车轮中心相对车身的垂直位移。悬架静挠度：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fc=Fw/c。悬架弹性特性：悬架受到垂直外力F与由此所引起的车轮中心相对于在车身位移f（即
27、悬架的变形）的关系曲线。悬架侧倾角刚度：簧上质量产生单位侧倾角时，悬架给车身的弹性恢复力矩。动力转向器的静特性：指输入转矩与输出转矩之间的变化关系曲线，是用来评价动力转向器的主要特性指标。转向器角传动比iw：向盘角速度w与同侧转向节偏转角速度p之比。路感强度：作用在转向盘上力矩的增量与对应的转向器输出力增量的比值转向系力传动比：从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在转向盘上的手力Fh之比，称为力传动比。转向器逆效率：功率P1从摇臂轴输入，经转向轴输出所求得的效率转向器正效率：功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率汽车转向中心：汽车转弯时所在的曲线轨迹处的曲率半径的圆心制动器效能因数：在制动鼓或制动盘的作用半径R上所得到摩擦力（M/R）与输入力F0之比制动器效能：制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩。
