汽车设计复习重点整理.doc

第一章 汽车总体设计1.开发流程： 商品计划、概念设计、工程设计、样车试验、投产启动、销售2FF发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛应用，其原因究竟是什么？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？ 答：对于乘用车来说主要是因为前桥轴荷大，有明显的不足转向性；越过障碍的能力高；动力总成结构紧凑，有利于提高乘坐舒适性；提高汽车的机动性；散热条件好；行李箱空间大；容易改装；供暖效率高；操纵机构简单；整备质量减轻，降低制造难度；缺点：前轮驱动并转向需要采用等速万向节，结构制造工艺复杂；前桥负荷重，并且前轮是转向轮，工作环境恶劣，轮胎寿命短；上坡时驱动轮附着力小，爬坡能力低，驱动轮易打滑丧失操纵稳定性；后轮易抱死引起汽车侧滑；维修保养接近性差；发生正面碰撞，对发动机损坏大，维修费用高。商用车：较好地隔绝发动机的气味、热量、噪声和振动；检修发动机方便；轴荷分配合理，同时可改善车厢后部的乘坐舒适性；车厢面积利用较好（发动机横置）；能够在地板下方设置体积很大的行李箱（城间客车）；降低地板高度（市内客车）；传动轴长度短。3为什么要有五条基准线缺一不可？答：确定整车的零线、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侧。车架上平面线；前轮中心线；汽车中心线；地面线；前轮垂直线。第二章 离合器1、离合器在传动系中的作用。答：离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中收到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。2、离合器设计要求：答：在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载；接合时要完全、平顺、柔和、保证汽车起步时没有抖动和冲击；分离时要彻底、迅速；从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损；应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命；应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力；操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳；作用在从动盘上的总压力和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能；具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长；结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。3、膜片弹簧有什么特点？影响弹性特性的主要因素是什么？工作点最佳位置应如何确定？答：（1）膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性，弹簧压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变，相对圆柱螺旋弹簧，其压力大力下降，离合器分离时，弹簧压力有所下降，从而降低了踏板力。兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。易于实现良好的通风散热，使用寿命长。膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。 （2）影响弹性特性的主要因素有：比值H/h 比值R/r和R、r 圆锥底角Q 膜片弹簧工作点位置 分离指数目n 膜片弹簧小端内半径r0及分离轴承作用半径rf 切槽宽度12及半径re的确定 压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定 （3）工作点位置的确定：新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B一般取在凸点M和拐点H之间，且靠近或在H点处，一般1B=（0.81.0）1H，以保证摩擦片在最大磨损限度范围内的压紧力从F1B到F1A变化不大，当分离时，膜片弹簧工作点从B变到C，为最大限度的减小踏板力，C点应尽量靠近N点。第三章 机械式变速器1、变速器设计满足哪些基本要求？ 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）设置倒挡，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，变速器不得有跳挡、乱挡以及换挡冲击等现象发生 7）变速器应当有高的工作效率 8）变速器的工作噪声低2、换挡机构三种形式：直齿滑动齿轮、啮合套、同步器换挡3、齿轮损坏形式：轮齿折断、齿面疲劳剥落（点蚀）、移动换挡齿轮端部破坏、齿面胶合轮齿折断：轮齿折断发生在下述几种情况下：轮齿受到足够大的冲击载荷作用，造成轮齿弯曲折断；轮齿在重复载荷作用下，齿根产生疲劳裂纹，裂纹扩展深度逐渐加大，然后出现弯曲折断。前者在变速器中出现得极少，而后者出现得多些。轮齿工作时，一对齿轮相互啮合，齿面相互挤压，这时存在于齿面细小裂缝中的润滑油油压升高，并导致裂缝扩展，然后齿面表层出现块状剥落而形式小麻点，称之为齿面点蚀。它使齿形误差加大，产生动载荷，并可能导致轮齿折断。用移动齿轮的方法完成换挡的低挡和倒挡齿轮，由于换挡时两个进入啮合的齿轮存在角速度差，换挡瞬间在轮齿端部产生冲击载荷，并造成损坏。负荷大、齿面相对滑动速度又高的齿轮，在接触压力大且接触处产生高温作用的情况下使齿面间的润滑油膜破坏，导致齿面直接接触，在局部高温、高压作用下齿面互相熔焊粘连，齿面沿滑动方向形成撕伤痕迹，称为齿面胶合。变速器齿轮的这种破坏出现较小。第四章 万向传动轴1、万向传动轴设计应满足哪些基本要求？ 1）保证所连接的两轴夹角及相对位置在一定范围内变化时，能可靠而稳定地传递动力 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、万向传动轴：不等速万向节（十字轴式万向节）、准等速万向节（双联式、凸块式、三销轴式、球面滚轮式）、等速万向节（球叉式、球笼式）3、临界转速：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，以至振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速，决定于：传动轴的尺寸、结构及其支撑情况。4、说明要求十字轴万向节连接的两轴夹角不宜过大的原因都是什么？答：（1）当夹角由4增大到16时，万向节的滚动轴承的寿命降至到不足原来的1/4 （2）当夹角过大时，且输出轴转速较高时，由于从动叉轴旋转时的不均匀力产生的惯性力可能会超过结构许用值，从而降低传动轴的抗疲劳强度 3）若夹角过大，转速不均匀参数k=sintan也同时增大，超过一定的数值时，十字万向节就失去了传递动力和作用的意义。第五章 驱动桥1、驱动桥功用：首先是增扭、降速、改变转矩传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动轮；其次驱动桥还要承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。2、驱动桥组成：主减速器、差速器、车轮传动装置、桥壳3、驱动桥应满足哪些要求？答：设计驱动桥时应当满足以下基本要求：（1）选择适当的主减速比，以保证汽车在给定条件下具有最佳的动力性和燃油经济性 （2）外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性要求 （3）齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小 （4）在各种载荷和转速工况下有高的传动效率 （5）具有足够的强度和刚度，尽可能降低质量，尤其是簧下质量 （6）与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调 （7）结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修、调整方便。4、什么是差速器锁紧系数？ 答：差速器锁紧系数k定义为：差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比。5、驱动桥壳：可分式、整体式、组合式第六章 悬架1、悬架作用：主要任务传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，缓和路面传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。2、悬架组成：弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块、横向稳定器3、悬架设计应满足哪些要求？答：悬架设计要求：（1）良好的行驶平顺性 （2）合适的衰减振动 （3）良好的操纵稳定性 （4）制动、加速时，保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身倾角要合适 （5）良好的隔音能力 （6）结构紧凑，占用空间、尺寸要小 （7）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、.分析影响选取钢板弹簧的长度、片厚、片宽以及片数的因素。答：弹簧长度：乘用车L=0.400.55轴距，货车前悬架L=（0.260.35）轴距，后悬架L=（0.350.45）轴距；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（同上）；片数n：多片钢板弹簧一般片数在614之间选取，总质量超过14t的货车可达20片。用变截面少片簧时，片数在14之间5、静挠度：汽车满载静止时悬架上的载荷与此时悬架刚度c之比；动挠度：从满载静止平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形（0通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3）时,车轮中心相对车架的垂直位置。6、独立悬架按车轮运动形式区分有几种？各有何优缺点？非独立悬架有何优缺点？ 1）独立悬架特点 导向机构双横臂式单横臂式单纵臂式单斜臂式麦弗逊式扭转梁随动臂式侧倾中心高度比较低比较高比较低居单横臂和单纵臂之间比较高比较低车轮相对车身跳动时车轮定位参数的变化车轮外倾角与主销内倾角均有变化车轮外倾角与主销内倾角变化大主销后倾角变化大有变化变化小左、右轮同时跳动时不变轮距变化小，轮胎磨损慢变化大，轮胎磨损快不变变化不大变化很小不变悬架侧倾角刚度较小，需用横向稳定器较大，可不装横向稳定器较小，需用横向稳定器居单横臂和单纵臂之间较大，可不装横向稳定器较大，可不装横向稳定器横向刚度大大小较小大大占用的空间尺寸较多较少几乎不占用高度空间小小其它结构稍复杂，前悬用的较多，成本稍高轴距不变结构简单、成本低，前悬上用的少，轴距不变结构简单、成本低、轴距变化结构简单、成本低、轴距变化很小结构简单、紧凑，乘用车用的多，成本低，轴距不变结构简单，用于FF式乘用车后悬架，成本低， 独立悬架优点：簧下质量小；悬架占用空间小；弹性元件只受垂直力，即可用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善行驶平顺性；整车质心下降，改善行驶稳定性；减小车身的倾斜振动，在起伏路面上有良好的地面附着能力；独立悬架可提供多种方案给设计人员选用，以满足不同要求。缺点：结构复杂、成本较高、维修困难。 2）非独立悬架优点：结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点：钢板弹簧刚度较大，汽车平顺性较差；簧下质量大；在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴和车身倾斜；两侧车轮不同步跳动时前轮易摆振；前轮跳动时悬架易与转向传动机构产生运动干涉；当汽车行驶在不平路面上时，不仅车轮外倾角变化，还会产生不利的轴转向特性；车轴上方要求有与弹簧行程相适应的空间。第七章 转向系1、转向系设计有哪些要求？答：对转向系提出的要求有：（1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑 （2）汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶 （3）汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自振，转向盘没有摆动 （4）转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小 （5）保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯能力 （6）操纵轻便 （7）转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小 （8）转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生的间隙的调整机构 （9）进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。2、转向系性能参数有：（1）转向器的效率 （2）传动比的变化特性 （3）转向器传动副的传动间隙。第八章 制动器1、与鼓式制动器相比，盘式制动器的优点有：1）热稳定性好 2）水稳定性好3）制动力矩与汽车运动方向无关4）易于构成双回路制动系，使系统有高的可靠性安全性5）尺寸小、质量小、散热性好6）压力在制动真衬块上分布均匀，故磨损也均匀7）更换衬块容易简单8）衬块与制动盘之间间隙小，缩短制动协调时间9）易于实现间隙自动调整盘式缺点：1）难以完全防止尘污和锈蚀2）兼作驻车制动器时，所需附加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）因为衬块工作面积小，所以磨损快，寿命低，需要高材质衬块2 、ABS：转速传感器、电子控制器ECU、压力调节器ABS的作用是可感知制动轮每一瞬时的运动状态，相应的调节制动力矩的大小，避免出现车轮抱死现象，因而是一个闭环控制系统。它可使汽车制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效地提高行车安全性。3、双轴汽车的双回路制动系统五中分路形式：1）一轴对一轴型2）交叉型3）一轴半对半轴4）半轴一轮对半轴一轮型5）双半轴对双半轴型