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《汽车设计》习题库及部分答案

机械式操纵机构有杆系和绳索两种形式。杆系传动机构结构简单、工作可靠，被广泛应用。但其质量大，机械效率低，在远距离操纵时布置较困难；绳索传动机构可克服上述缺点，且可采用吊挂式踏板结构。但其寿命较短，机械效率仍不高。多用于轻型轿车中。

液压式操纵机构主要由主缸、工作缸和管路等部分组成，具有传动效率高、质量小、布置方便、便于采用吊挂踏板、驾驶室容易密封、驾驶室和车架变形不会影响其正常工作、离合器接合较柔和等优点。广泛应用于各种形式的汽车中。

9/在摩擦片结构车寸相同，传递转矩相同，操纵机构传动比相同的条件下，为什么单片离合器的踏板力大于双片离合器踏板力？ 答：

踏板力P可按下式计算 ：

F P??s?E （1.10）

i??FF式中 F—离合器彻底分离时，压紧弹簧对压盘的压紧力，N；

?—传动效率，对于机械式：?=0.7～0.8对于液压式：?=0.8～0.9；

Fs—克服回位弹簧作用的力，N；初步设计时可忽略。

FE—有助力器时助力器作用力，N；

式中，F为离合器分离时，压紧弹簧对压盘的总压力；而F??TemaxfZR；对于单片离合器，

cZ=2，对于双片离合器，Z=4，所以

F双?F单

第三章 机械式变速器设计

二、简答题：

1为保证变速器具有良好的工作性能，汽车对变速器有哪些基本要求？ 2根据轴的不同型式，变速器可分为哪些类型？

答：分为固定轴式和旋转轴式两种；固定轴式变速器应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。

固定轴式又分为两轴式变速器，中间轴式变速器，双中间轴式变速器，多中间轴式变速器等。

3变速器操纵机构应满足哪些要求？ 答：（1）换挡时只能挂入一个挡位； （2）换挡后应使齿轮在全齿长上啮合； （3）防止自动脱挡或自动挂挡； （4）防止误挂倒挡； （6）换挡轻便。

7、对于中间轴式变速器，变速器的中心距对其外形尺寸和质量有何影响？如何确定？

答：变速器中心距是一个基本参数，对变速器的外形尺寸、体积和质量大小、轮齿的接触强度有直接影响。①轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸为（3.0～3.4）A。货车变速器壳体的轴向尺寸与档位数有关，

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可参考下列数据选用：

四挡 （2.2～2.7）A 五挡 （2.7～3.0）A 六挡 （3.2～3.5）A

②中心距越小，轮齿的接触应力越大，齿轮寿命越短。因此，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。

中间轴式变速器，中间轴与第二轴之间的距离称为变速器中心距A。

3③初选中心距A时，可根据经验公式计算： Aemax1g式中，KA为中心距系数，轿车：KA=8.9～9.3，货车：KA=8.6～9.6，多挡变速器：KA=9.5～11.0。 轿车变速器的中心距在65～80mm范围内变化，而货车的变速器中心距在80～170mm范围内变化。

8．变速器传动比范围的定义及确定传动比范围的影响因素？

答：变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡传动传动比的比值。 最高挡通常是直接挡，传动比为1.0；如最高挡是超速挡，传动比为0. 7～0. 8。

影响最低挡传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与地面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。 传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽车的最高车速和使用条件（如要求的汽车爬坡能力）等因素有关。目前乘用车的传动比范围在3. 0 ～4. 5之间，轻型商用车在5. 0～8. 0 之间，其它商用车则更大。

A?KTi?第四章 万向节和传动轴设计

二、简答题：

3. 传动轴临界转速及提高传动轴临界转速的方法？

答：所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。传动轴的临界转速为

nk?1.2?108Dc2?dc2L2c

式中，nk为传动轴的临界转速（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，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。

4.分析双万向节传动的附加弯矩及传动轴的弯曲变形？（画简图） 答：当输入轴与输出轴平行时（图a），直接连接传动轴的两万向节叉所受的附加弯矩彼此平衡，传动轴发生如图b中双点划线所示的弹性弯曲，从而引起传动轴的弯曲振动。当输入轴与输出轴相交时（图c），传动轴两端万向节叉上所受的附加弯矩方向相同，不能彼此平衡，传动轴发生如图d中双点划线所示的弹性弯曲，从而对两端的十字轴产生大小相等、方向相反的径向力。

第五章 驱动桥设计

1．分析图1所示驱动桥的结构特点。

答：①这是一个由两级齿轮减速组成的整体式双级主减速器，第一级减速由一对圆锥齿轮构成，在从动锥齿轮轴上有一圆柱齿轮，与差速器壳上的圆柱齿轮啮合，构成第二级减速；

②与单级减速器相比，双级主减速器在保证离地间隙的条件下可得到大的传动比，减速比可答7~12；③第一级减速的主动锥齿轮采用采用悬置式支撑，从动锥齿轮轴、差速器齿轮轴采用跨置式支

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撑；④主要使用在总质量较大的商用车上。

（b）为应用于发动机横置且前置前驱动的轿车驱动桥，

第六章 悬架设计

二、简答题：

1在悬架设计中应满足哪些性能要求？

2悬架主要钢板弹簧的主要参数和尺寸如何确定？

3在汽车的设计当中，对前轮和后轮的独立悬架导向机构是如何要求的？ 4简述独立悬架和非独立悬架的特点。

5按车轮运动形式的不同，独立悬架可分为哪些形式？

6解释悬架的静挠度、动挠度和偏频的概念，并说明选挠度与偏频的关系。 答：静挠度：满载静止时悬架上的载荷

FW与此时悬架刚度C之比，即

fc?FCw。

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（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮中心相对车回车架或车身）的垂直位移。 偏频：汽车前、后部分的车身的固有频率

12?n和n12（亦称偏频）可用下式表示

n

?1Cm12，

n?112?Cm22

弹性特性为线性的悬架，前、后悬架的静挠度与偏频的关系是：

n1?5/fc1n2?5/fc27．解释钢板弹簧的满载弧高答： 满载弧高

fa、弹簧总成在自由状态下的弧高

H0

fa是指钢板弹簧装到车轴（桥）上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括

卷耳半径）连线间的最大高度差；满载弧高用来保证汽车具有给定的高度；为了在车架高度已限定时能得到足够的挠度值，常

fa=10~20mm。

0簧总成在自由状态下的弧高

H：钢板弹簧各片装配后，在预压缩和U形螺栓夹紧前，其主片上表面

与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差，称为钢板弹簧总成在自由状态下的弧高用下式计算

H0，

H0?fc?fa??f 式中，

fc——为静挠度；

H0——为满载弧高；

?f为钢板弹簧总成用U形螺栓夹紧后引起的弧高变化.

麦克佛逊悬架是将双横臂悬架上臂减小到为零，在车架联接球铰与转向节相连的下球销之间增加了一个滑动副即构成了麦克佛逊悬的运动及构图。它的突出优点是：

①将导向机构与减震器集合到一起，将多个零件集成在一个单元里。简化了机构，节省了空间，减轻了质量，并且几乎不占用横向空间，有利于车身前地板的构造和发动机的不置。对于紧凑型轿车来讲，具有无可比拟的优势。

②铰接点的数目少，上下铰接点之间距离大，可以改善铰接点的受力情况，弹簧行程大； ③车轮跳动时，其轮距、前束、机车轮外倾角的变化小，使汽车具有良好的稳定性。

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第七章 转向系设计。

二、简答题：

1转向器的角传动比，传动装置的角传动比和转向系的角传动比指的是什么？他们之间有什么关系？转向器角传动比如何选择？ 答：转向的角传动比

i?：转向盘角速度

'?w与转向摇臂轴角速度

?之比：p

?i???wp；

传动装置的角传动比i?：是摇臂轴角速度?p

与同侧转向节偏转角速度

?k

之比：

L摇臂长；同侧转向节臂长度；

i??L，LL'2121转向系的角传动比

i?0：转向盘角速度

?w与同侧转向节偏转角速度

?k

之比：i?0??w'?i??i? ?k5． 转向操纵轻便性的评价指标？

答：通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。

轿车 货车

机械转向 50~100N 250N 动力转向 20~50N 120N

轿车转向盘从中间位置转到一端的终点，其圈数不得超过2.0圈；货车则要求不超过3.0圈。 6计算转向系计算载荷的方法有几种？是说明之。

7计算原地转向阻力矩的几个经验公式是什么？最常用的是哪个？ 8如何计算方向盘上的受力和方向盘上的总回转圈数？

9提高转向轻便性和操纵性的途径是什么？试分析采用动力转向的优缺点？ 10对动力转向有什么要求？掌握动力转向的结构与工作原理。

12动力转向系统有几种布置形式？今打算在现有客车底盘上加装动力转向，采用哪种布置形式最好？为什么？

13转向系刚度与不足转向的关系如何？ 14如何评价动力转向的灵敏度？

第八章 制动系设计

1制动装置都有哪些？简要说明其功用？ 2制动系应满足哪些主要的要求？

3对汽车制动性能有重要影响的参数有哪些？

答：制动力及分配系数、同步附着系数、制动强度、附着系数利用率、最大制动力矩、制动器因数。

理想的制动力分配是前后车轮同时抱死，即前后制动器的制动力满足一下关系：

F

?1?G??t22?g???GL24LhF????2LF2G?h?hg2gt1???t1?

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