汽车设计复习思考题-答案.doc

作业要求：每章课程讲完以后的3天内，上交相应章节的作业题。不要打印版的，要手抄版本的。
华南理工大学《汽车设计》作业题

第一章 汽车总体设计
1. 货车按发动机位置不同分几种？各有何优缺点？

2. 货车按驾驶室与发动机相对位置不同分几种？各有何优缺点？

3. 大客车按发动机位置不同布置形式有几种？各有何优缺点？

4. 轿车的布置形式有几种？各有何优缺点？

5. 根据气缸的排列形式不同，发动机有几种？各有何优缺点？

6. 根据冷却方式不同，发动机有几种？各有何优缺点？

7. 汽车的质量参数包括哪些参数？各自如何定义的？
整车整备质量：载客量和装载质量（载质量）；质量系数；总质量；轴荷分配
8. 汽车轴距的确定原则是什么？影响轴距大小的主要因素有哪些？
轴距L的选取原则
(a) 轿车级别越高，L越长。
(b) 装载量多的货车L应取长些。
(c) 载客量多的客车L应取长些。
(d) 机动性要求高的汽车L应取短些。

i) 轴距L的变化，影响下列参数随之改变：
整备质量；
汽车总长；
最小转弯直径 Dmin;
传动轴长度；
纵向通过半径；
轴荷分配。
以上参数在L小时均减少。
ii)       轴距L过小时有下列不利之处：
(a)车箱（厢）长度不足，或后悬过长。
(b)上坡或制动时轴荷转移过大®制动性、操纵稳定性 下降。
(c)车身纵向角振动增加，平顺性降低。
(d)传动轴夹角变大。

9. 汽车轮距大小不同对什么问题有影响？影响轮距的因素有哪些？（P18）
i) B的变化影响下列参数变化：
Ø 随着B的增加，车箱（驾驶室）内宽也增加；
Ø 侧倾刚度增大；
Ø 总宽增大；
Ø 总质量增大；
Ø 最小转弯直径Dmin增加；
轮距B的确定原则
(a) 因为总宽不超过2.5m，所以B不宜取大。
(b) B1的确定要保证布置下发动机、车架、前悬架、前轮和转向轮转动空间及转向杆系与车架车轮之间的间隙。
(c) B2的确定要受后部车架宽度、悬架、轮胎宽度影响，并保证他们之间有足够的间隙。

10. 画汽车总布置图用到的基准线（面）有哪些？各基准应如何确定？
条件：满载；车头在左侧
1 车架上平面线：车架上平面在测试图上的投影线称为车架上平面，该面作为垂直方向尺寸的基准线。（Z坐标线）且向上为正,向下为负。Z坐标线的标记 。
2 前轮中心线：通过左、右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线称为前轮中心线，作为纵向方向尺寸的基准线（X坐标线），向前为-，向后为+。X坐标线标记为
3 汽车中心线：汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线称为汽车中心线。汽车中心线作为横向尺寸基准线（Y坐标线），向左为-，向右为+。标记
4 地面线
地面线用来作为标注汽车高、接近角、离去角、 hmin、货台高度的基准线。

5 前轮垂直线
通过左、右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视 图和俯视图上的投影线称之。
用来标注轴距、前悬。

11. 影响车架宽度的因素有哪些？车架纵梁的断面形式有几种？
驾驶室、车厢宽度；发动机外廓尺寸；转向系结构及转向轮最大转角；钢板弹簧宽度；车轮宽度；
纵梁通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽型，也有的做成Z形或箱型。很据汽车形式的不同和结构布置的要求，纵梁可以在水平面内或纵平面内做成弯曲的，以及等断面或非等断面的。
第二章 离合器设计
12. 设计离合器、离合器操纵机构需要满足哪些基本要求？
离合器基本要求：
1、可靠地传递Temax ，并有适当转矩储备；
2、接合完全、平顺、柔和，保证起步时无抖动和冲击；
3、分离迅速、彻底；
4、从动部分转动惯量小，减轻换档齿轮间的冲击；
5、防止传动系产生扭转共振，有吸振、缓冲和减小噪声的能力；
6、吸热能力高，散热效果好；
7、操纵轻便
8、作用在从动盘上的压力和衬片上的磨檫因数使用过程中变化小。
9、强度足够，动平衡良好；
10、结构简单，质量小，工艺性能好，拆装、维修、调整工作方便。
离合器操纵机构基本要求：（P72）
1、操纵轻便
2.  有踏板自由行程调整机构，用来恢复分离轴承的自由行程。
3.  有踏板行程限位装置，防止操纵机构过载。
4.  有足够的刚度。
5.  η高。(传动效率)
6.  发动机振动、车架、驾驶室变形等不会影响其正常 工作。

13. 盘形离合器有几种？各有何优缺点？（P53-54）
单片
双片
多片
14. 离合器的压紧弹簧有几种形式？各有何优缺点？
圆柱、圆锥（负荷大、受离心力影响小、轴向尺寸变大）、膜片
15. 离合器的压紧弹簧布置形式有几种？各有何优缺点？
圆周布置
中央布置
斜向布置
16. 离合器的摩擦衬片与从动钢板的连接方式有几种？各有何优缺点？（P75）
17. 离合器的操纵机构有几种？各有何优缺点？

18. 离合器的后备系数的定义及影响取值大小的因素有哪些？
Tc＝βTemax
1 下列因素要求β不宜选取过大
1)   防止传动系过载；
     紧急接合离合器时T传≥（2~3）Temax
     不松开离合器、紧急制动T传=（15~20）Temax
2)   保证离合器结构简单或者尺寸小；
3)   保证离合器有足够的使用寿命；
因为β取大，在尺寸、片数不变时，F增加使p0增加，寿命下降。
4)   减少踏板力；
5)   膜片弹簧离合器可以取小。
2 下列因素要求β不宜选取过小
1)   衬片磨损后，仍能可靠传递Temax；
2)   防止离合器接合时滑磨过大→寿命下降；

  3)   使用条件恶劣，又拖挂；
4) 柴油机因工作粗暴，Te不平稳，β宜取大些。

19. 离合器的主要参数有哪些？
性能参数：
尺寸参数：
结构参数：

20. 影响选取离合器弹簧数的因素有哪些？
压紧力、摩擦片直径、分离杠杆数
21. 膜片弹簧的弹性特性是什么样的？主要影响因素是什么？工作点最佳位置应如何确定
1）对弹性特性曲线的要求：
① 使用中压紧力变化不大；
② 保证操纵轻便。
推荐： H/h 1.6~2.2
h 2~4m

2）弹性特性曲线的影响因素
H/h对弹性特性曲线的影响
比值R/r影响
圆锥底角α范围为9º-15º
3）工作点最佳位置确定

22. 离合器的踏板行程对什么有较为重要的影响？

有踏板自由行程调整机构，用来恢复分离轴承的自由行程。
有踏板行程限位装置，防止操纵机构过载
分离迅速彻底；踏板力（分离踏板功）；
分离迅速可保证换档时间短 ，动力间断时间短；制动滞后时间少，制动距离缩短，安全性提高

23. 要满足离合器主动与从动部分分离彻底可采取哪些措施?
1) 分离杠杆刚度足够，工作时不变形；
2) 分离时压盘与衬片之间间隙应保证足够大；
单片： 0.85~1.3mm
3）衬片表面开槽，防止吸附作用，有助于分离工作。
4）离合器盖刚度（增大分离行程，减小压盘行程）；
5）压盘刚度（受热翘曲变形）；
24. 要使离合器接合平顺可采取哪些措施？
措施：
1) 从动盘做成有轴向弹性的盘。
将盘分割为若干扇形，相邻扇性向反向分开。
缺点：每块扇形的刚度难保证相同。
2)从动盘上装波形钢片。
优点：每块钢片经挑选使用，可保证刚度相同。
3）通过扭转减震器使从动盘有一定在周向弹性；
4）摩擦片、飞轮和压盘面接触良好，无咬合现象。
25. 要使离合器吸热能力高，散热能力好可采取哪些措施？
1)   壳上开通风口；
2)   压盘、飞轮的质量足够大；
3)   中间压盘上开径向通风孔；
4)   分离杠杆上做成凸起→鼓风；
5)   衬片上开槽，促进通风散热。槽的第三个作用是排屑，保证接合面积足够大、磨损下降。

26. 增加离合器的外径尺寸对离合器及整车的性能有何影响？
Tc=πfZp0D3(1-c3)/12
仅增加离合器的外径尺寸，摩擦片外径增加，离合器质量增加，吸热能力高；且Tc正比于D3，提高传递转矩的能力，但可能导致摩擦面上压力分布不均匀；使摩擦片外圆周速度过大导致飞片现象；内外圆周速度差别大，磨损不均匀，不利于散热。

对于整车，由于Tc增加，β=Tc/Te变大，转矩储备能力增加，提高了整车动力性，但也由于β增加容易使传动系过载，降低离合器使用寿命可能引起换档齿轮间的冲击；从动部分转动惯量增加，传动系产生扭转共振，降低离合器吸振、缓冲和减小噪声的能力。

第三章 机械式变速器设计
27. 设计变速器需要满足哪些基本要求？(P78)
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。
9）尺寸小，质量小，成本低，维修方便。
28. 根据挡数不同变速器有几种？(P78)
有四种，分别为三档、四档、五档、多档变速器。
29. 变速器换挡机构有几种形式？各有何优缺点？各种形式适用于哪些挡位？(P87)
变速器换挡机构有直齿滑动齿轮，啮合套和同步器换挡三种形式。
直齿滑动齿轮(仅在1档、倒档使用）
优点：结构简单、紧凑。
缺点：换挡不方便、换挡时冲击大，导致齿轮早期损坏，易脱档，噪音大，采用较少。

啮合套（要求不高的档位和重型车上使用）
优点：主要是配合斜齿轮传动使用。由于常啮合，减少了噪音动载荷强度和寿命都得到提高。
缺点：仍有冲击，但较前者小些。

同步器同步器（广泛使用）
优点：保证换挡时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短换挡时间。
缺点：结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所 增加。

30. 根据轴的形式不同，变速器有几种？(P78)
固定轴式：两轴式（用于前置前驱动）；中间轴式（用于前置后驱动）；双中间轴式（用于重型汽车）；多中间轴式（用于重型汽车）
旋转轴式（液力机械变速器）
31. 两轴式、中间轴式变速器各有何优缺点？(P79-80)
两轴式变速器有结构简单，轮廓尺寸小，布置方便，中间挡位传动效率高和噪声低等优点。因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高档工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。此外，受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。
中间轴式变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上，经啮合套将它们连接得到直接挡。使用直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率可达90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。直接挡的利用率高于其它挡位，提高了变速器的使用寿命；在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不大的条件下，一挡仍然有较大的传动比；在除直接挡以外的其他挡位工作时，传动效率略有降低，这是它的缺点。

32. 惯性式同步器有几种？共同特点是什么？（P100）
惯性式同步器有五种：锁销式，锁环式，滑块式，多锥式，多片式。
共同特点是都有：
1. 摩擦元件—用来使两个转速不同的元件，通过摩擦作用达到n1=n2
2.锁止元件—用来防止同步前换入档位
3.弹性元件—不换档时使同步环保持在中立位置
33. 变速器中心距指何而言？它对什么有较为重要的影响？（P90）
对中间轴式变速器，指第二轴与中间轴之间的距离而言。对两轴式变速器，指变速器输入轴与输出轴轴线之间的距离。
变速器中心距是一个基本参数，其大小对变速器外形尺寸、体积、质量有影响，而且对齿轮的接触应力、寿命及轴承布置的可能性有重要的影响。
34. 变速器的主要参数有哪些？（P89-96）
档数；传动比范围；中心距；外形尺寸；齿轮参数（模数、压力角、螺旋角、齿宽、变位系数、齿顶高系数）；各档齿轮齿数分配。
35. 计算变速器中齿轮的弯曲强度和接触强度时计算载荷是如何确定的？（P97-98）
计算变速器中齿轮的弯曲强度时，计算载荷Tg取作用到变速器第一轴上的最大转矩Temax；计算变速器中齿轮的接触强度时，计算载荷Tg取作用到变速器第一轴上的最大转矩的一半Temax/2；
36. 影响变速器齿轮接触应力的因素有哪些？（P97）
由于，变速器齿轮接触应力的影响因素包括：计算载荷Tg，节圆直径d，E齿轮材料弹性模量，b齿轮接触实际宽度，α为节点处压力角；β为螺旋角；rz、rb为主、从动齿轮节圆半径；

37. 中间轴式变速器的中间轴上全部齿轮螺旋方向应取一样的还是不一样的？中间轴上轴向力平衡需要满足什么条件？（P92）
中间轴式变速器的中间轴上全部齿轮螺旋方向应一律取为右旋。
β2
r2
β1
节圆半径r1

中间轴上两斜齿轮轴向力：Fa1=Fn1· tanβ1 Fa2=Fn2· tanβ2
由 Fn1·r1=Fn2·r2=T，为使两轴向力平衡，必须满足：
38. 变速器采用的齿轮形式有几种？各有何优缺点？（P85）
变速器齿轮形式有两种：斜齿和直齿。
与直齿圆柱齿轮比较斜齿齿轮啮合重合度大，运转平稳，工作噪声低；轮齿接触应力低，齿轮寿命长。缺点是制造复杂，工作时有轴向力，对轴承不利。一般用于二档及以上各档。
直齿圆柱齿轮好处是工作时没有轴向力，制造方便，成本低。缺点是啮合重合度小，工作噪声大；轮齿接触应力高，齿轮寿命短。仅用于低档和倒档。
39. 变速器采用的轴承形式有几种？采用滚锥轴承有何优缺点？（P89）
变速器采用的轴承形式有以下几种：圆柱滚子轴承；球轴承；圆锥滚子轴承；滚针轴承及滑动轴套。
圆锥滚子轴承优点：直径小，宽度较宽，因而容量大，可承受高负荷；通过预紧可消除轴向间隙及轴向窜动；缺点：装配后需要预紧，装配麻烦；磨损后轴易歪斜，影响齿轮正确啮合；变速器壳体受热膨胀后轴承出现间隙使中间轴歪斜。
40. 对变速器的轴进行强度验算时为什么各个挡位都要计算？仅计算一个为什么不行（P99）
不同档位齿轮上的圆周力、径向力、轴向力不同，而且力到支点的距离也不相同，所以应对每个档位都进行验算
第四章 万向传动轴设计 第五章 驱动桥设计
41. 设计万向节传动轴需要满足哪些基本要求？（P114）
1. 所连接的两轴，在一定的轴间夹角变化范围内，能可靠地传递动力;
2. 保证所连接的两轴能均匀（等速）运转;
3. 由于万向节夹角的存在而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内;
4. 传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造维修容易。

42. 汽车传动轴为什么采用双万向节传动？双万向节传动的输入、输出轴等速条件是什么？（P124）
若只有一个万向节传动轴，由 可知：
1) 主动轴等速转动，则从动轴为不等速转动；
2) α愈大，转动的不等速性愈大。
满足双万向节传动轴等速旋转的条件是：
1) α1= α2 ；
2） 传动轴上两端叉子应位于同一平面内
43. 设计驱动桥、驱动桥壳需要满足哪些基本要求？（P135，P 169）
驱动桥基本要求：
1．i0应保证汽车有最佳的动力性和燃料经济性(参考汽车理论).
2．外形尺寸小，保证hmin(最小离地间隙),满足通过性要求.
3．工作平稳，噪声小.
4．质量小(有足够的刚度和强度的前提下).
5．传动效率高.
6．桥壳应当有足够的刚度和强度，保证齿轮正确啮合，并承受和
传递车轮与悬架之间的各种力.
7．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
动相协调.
驱动桥壳基本要求：
1.有足够的强度、刚度
2.质量小
3.尺寸小,保证hmin
4.结构工艺性好,成本低
5.密封好,防止泥水侵入,防止润滑油渗漏
6.拆装方便
44. 主减速器主动齿轮的支承形式有几种？各有何优缺点？（P147）
主减速器主动齿轮的支承形式可分为：悬臂式支承和跨置式支承。
悬臂式支承：
优点：结构简单，制造拆装容易，布置方便；
缺点：主动锥齿轮轴长度长，支撑刚度差，轴承负荷大，齿轮啮合条件差，承载能力小。
跨置式支承：
优点：支承刚度大，轴承负荷小，齿轮啮合条件好，齿轮承载能力高，主动锥齿轮轴长度短，布置紧凑。
缺点：需要导向轴承座，使主减速器壳体结构复杂，加工成本提高。主从动齿轮之间空间小，使主动齿轮的导向轴承尺寸受限，有时甚至布置不下或使齿轮拆装困难。
45. 主减速器有几种？各有何优缺点？
根据齿轮类型不同分为：螺旋锥齿轮，双曲面齿轮，斜齿圆拄齿轮，蜗轮蜗杆
根据减速形式不同分为：单级主减速器，双级主减速(整体式,分开式)，双速主减速器，贯通式主减速器（单级贯通，双级贯通），单双级减速配轮边减速
46. 驱动桥壳有几种？各有何优缺点？（P169）
驱动桥壳可分为：可分式、整体式（铸造式；冲压、焊接；铸造式）、组合式
可分式
优点：结构简单，制造工艺性好，主减速器支撑刚度好。
缺点：主减速器、拆装、调整、维修困难；桥壳刚度、强度稍差；材料利用率低；质量较大。
整体式
优点：桥壳刚度、强度较大；主减速器拆装、调整、维修方便；除铸造式，其它形式材料利用率高，质量小。
缺点：铸造式制造工艺复杂；质量大，材料利用率低。
组合式
优点：从动齿轮轴承支撑刚度较好；主减速器装配、调整较方便。
缺点：加工要求精度高；桥壳刚度、强度稍差；材料利用率低；质量居中。
47. 普通锥齿轮差速器有何优缺点（P157）
优点：结构简单，工作可靠平稳；制造工艺要求低，磨损慢，寿命长；
缺点：锁紧系数低，半轴转矩系数低，汽车通过性能差。
48. 双级主减速器分几种？各有何优缺点？（P140-142）
双级主减速器分整体式、分开式。
整体式：

分开式：
优点：保证大传动比的情况下，离地间隙较大
缺点：增设轮边减速器，使结构复杂、成本高，布置轮毂、轴承、车轮和制动器比较困难。
49. 什么是双曲面小齿轮的偏移距？（P137）
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，称为偏移距。
50. 双曲面齿轮螺旋角的定义？（P138）
螺旋角是指在锥齿轮节锥表面展开图上的齿形线任意一点A的切线与该点和节锥顶点连线之间的夹角。
51. 何谓差速器的锁紧系数？何谓半轴转矩比？（P156）
差速器的锁紧系数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。K=Tr/To
半轴转矩比Kb定义为慢转半轴转矩T2与快转半轴转矩T1之比。Kb=T2/T1
52. 选取主减速器螺旋锥齿轮齿数时，应该注意什么问题？（P149）
影响选取Z1和Z2的主要因素有：hmin最小离地间隙；重合系数；齿轮轮齿根切；强度；工作平稳性；噪声等。
应遵守下述原则选取Z1和Z2：
⑴满足hmin要求，Z1和Z2尽可能取少些；
⑵满足重合度要求，又希望Z1和Z2取多些。也可以通过↑β来弥补因Z1和Z2少带来的重合度小的缺陷，但此时轴向力↑，轴承寿命↓
⑶受轮齿根切限制，要求货车的Z 1min≥6为运转平稳，噪声小，疲劳强度↑，轿车Z1 min>9
⑷为使各齿之间都有相互啮合的机会，实现自动磨合，要求Z1和Z2不应有大于1的公约数
⑸Z1和Z2 >40，用来保证有足够的弯曲强度，能平稳工作，噪声低，疲劳强度↑

53. 选取主减速器齿轮材料应满足哪些要求？
齿轮材料应满足下述要求：
⒈ 弯曲疲劳强度、接触疲劳强度、齿面硬度高耐磨
⒉ 芯部有适当韧性，↑抗冲击载荷能力
⒊ 锻造、切削加工、热处理性能良好，热处理后变形小，
或变形规律易控制
⒋尽量少选含镍、铬元素的材料，应选含锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素的合金钢
材料：
20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo、16SiMn2WMoV

54. 对主减速器锥齿轮进行强度验算时，计算载荷应如何确定？（P148）

按Temax和最低挡传动比确定从动齿轮计算转钜Tce

按驱动轮打滑转钜确定从动锥齿轮计算转钜Tcs

按日常汽车行使平均转钜确定从动锥齿轮计算转钜TcF

计算齿轮最大应力时 Tc=min[Tce ,TcF]
计算齿疲劳寿命时 Tc=TcF
主动锥齿轮的计算转钜TZ：

55. 对整体式驱动桥壳做强度计算时，计算载荷应如何确定？（P170）

分三种载荷工况：
1. 纵向力最大（牵引或制动力最大）
，计算时，
2. 侧向力最大，纵向力为零（侧滑）
，计算时
3. 汽车通过不平路面，垂向力最大

56. 螺旋锥齿轮的齿面宽度应如何确定？超出给定范围会有什么不良影响？（P151）
从动锥齿轮齿面宽b2不大于节锥距的0.3倍，且满足b2≤10ms，一般也推荐b2≈0.155D2，对于弧齿锥齿轮，b1=(1+10%)b2
①锥齿轮齿面过宽，会导致因锥齿轮轮齿小端齿沟变窄引起切削刀头顶面宽过窄及刀尖圆角过小，不但齿根圆角半径减小，应力集中↑，影响轮齿强度，而且刀具寿命↓。
②b取大，影响装配空间不足
③b取大以后，由于安装位置误差、热处理变形等原因，使载荷集中于小端——小端过早损坏和疲劳损伤
④ b取小些，齿轮耐磨性↓，寿命↓

57. 常见主减速器齿轮的损坏形式有哪几种？（P151）
损坏形式： 弯曲疲劳折断、过载折断; 齿面点蚀、剥落、齿面胶合、齿面磨损

58. 双曲面主减速器齿轮的工作有什么特点？（P137- P 139）
1）两齿轮轴线交错，永不相交；
2）小齿轮轴线相对从动齿轮轴线向上或向下偏移一距离E，使主动齿轮螺旋角β1 >从动齿轮β2；
3）与弧齿锥齿轮传动相比：
⑴两种齿轮的主从动齿轮平均分度圆半径r1、r2相同时，双曲面齿轮拥有更大的传动比。
⑵若两种齿轮的传动比和从动齿轮尺寸r2相同，双曲面齿轮（主动）分度圆半径r1s比主动螺旋齿轮分度圆半径r1L大，∴齿轮强度↗，主动齿轮轴刚度↗，轴承直径↗，刚度↗。
⑶若两种齿轮的传动比和主动齿轮尺寸r1相同，即ios =ioL r1s=r1L，双曲面从动齿轮分度圆半径要小，∴hmin↑
4）由于偏移距的存在，使双曲面齿轮沿齿长方向有附加的纵向滑动Vs，从而可以改善齿轮的磨合过程，使运转平稳性增强；
5）双曲面齿轮螺旋角较大，同时啮合齿数多，重合度大，传动平稳，弯曲强度高；
6）双曲面传动主动齿轮直径及螺旋角大，相啮合齿轮当量曲率半径较弧齿锥齿轮大，可降低齿面接触应力；
7) 双曲面传动主动齿轮螺旋角大，不产生根切的最小齿数可减少，有利于增加传动比；
8）双曲面传动主动齿轮较大，所需加工刀盘刀顶距大，切削刀具寿命长；
9）双曲面传动偏移距有利于实现汽车的总体布置；
10）沿齿长方向有的纵向滑动Vs会使摩擦损失增加，降低传动效率；可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，抗胶合能力下降,需要专门的双曲面齿轮润滑油。

59. 为什么对称锥齿轮差速器传递的转矩可以大致平均的分配给左右半轴？（P156）
由力矩平衡条件得：T1+T2=To ①
若慢转半轴转矩为T2，则 T2-T1=Tr ②
Tr—内磨檫力矩
差速器锁紧系数定义为 K=Tr/To
① 与②式联立解得：
T1=0.5T0(1-K) ③
T2=0.5T0(1+K) ④
③与④表明T1、T2与T0和K有关，而T1与T2的差别仅与K有关
如果忽略Tr，即K=0，则T1=T2
如果不能忽略Tr则慢转半轴转矩T2>快转半轴转矩T1
半轴转矩比定义为 Kb=T2/T1
∴Kb=(1+K)/(1-K) K=(Kb-1)/(Kb+1)
普通锥齿轮差速器 K=0.05～0.15
Kb=1.11～1.35
可见左右半轴转矩差别不大，故可认为转矩可以大致平均的分配给左右半轴。
第六章 悬架设计
60. 设计悬架、悬架导向机构需要满足哪些基本要求？（P174 P200）
设计悬架基本要求:
1．保证汽车有良好的行驶平顺性
2．具有良好的衰减振动能力
3．保证汽车有良好的操纵稳定性
4．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
5．有良好的隔声能力
6．结构紧凑、占用空间尺寸要小
7．可靠地传递各种力，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。
设计悬架导向机构基本要求:
1．对前轮独立悬架导向机构的要求
1）悬架上载荷的变化，保证轮距变化<±4.0mm
2）悬架上载荷的变化, 前轮定位参数有合理变化特性，车轮不应产生纵 向加速度。有纵向加速度，就有纵向冲击。就能引起惯性力矩作用在转向节上，使转向盘上的力矩变化。
3）转弯行使时，车身侧倾角小。
要求作到：①在0.4g侧向加速度作用下，车身侧倾角不大于6º ~ 7º
②车轮与车身同向倾斜，增强不足转向效应。
4）制动时，应使车身有抗前俯的作用；加速时，应使车身有抗后仰的作用。
2．对后轮独立悬架导向机构的要求
1）悬架上载荷变化时，轮距无明显变化。
2）汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小，并使车轮与车身的倾斜反向。减少过多转向效应。
61. 悬架的弹性元件有几种？各有何优缺点？（P183，P190，P194）
悬架的弹性元件有钢板弹簧，螺旋弹簧，扭杆弹簧，空气弹簧，油气弹簧，橡胶弹簧。

①变厚少片簧比多片减少20%～40%的质量。
油气弹簧比多片钢板弹簧轻50%
②扭杆弹簧本身固定在车架上，∴簧下质量小。
③板簧轴销处要求每天或行驶500公里保养一次，即加注润滑脂。
④板簧在交变应力作用下，并有污泥、浊水腐蚀，易产生细而深裂纹
→疲劳裂纹。
板簧 寿命 好路 10～15万Km
坏路 1～1.5万Km
一般 4～5万Km
空气弹簧气囊寿命是板簧四倍.
62. 独立悬架按车轮运动形式分有几种？各有何优缺点？（P177）
独立悬架分为：单横臂式，双横臂式，单纵臂式，单斜臂式，麦弗逊式和扭转梁随动臂式。

63. 双横臂式悬架分几种？各有何优缺点？（P207）
双横臂式悬架分：等长双横臂式，不等长双横臂式。
等长双横臂式：车轮上下跳动时，前轮定位角基本不变，汽车具有良好的操纵稳定性，但轮距变化太大，轮胎磨损严重，使用寿命降低。
不等长双横臂式：通过合理选择上下臂长度及布置角度，可以使车轮定位参数在合理范围内变化，减小轮距变化，但其结构布置较复杂。
64. 纵臂式独立悬架分几种？各有何优缺点？（P177）
纵臂式悬架分：单纵臂式，双纵臂式。
单纵臂式悬架：
缺点：当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生较大的变化，横向刚度小；
优点：占用的横向和纵向空间小、轮距不随车轮跳动而变化、结构简单、成本低等，主要应用于后悬架。
双纵臂式悬架：
缺点：结构复杂，成本高，占用纵向空间大，横向刚度小；
优点：两个摆臂一般做成等长的，形成一个平行四杆结构，当车轮上下跳动时主销的后倾角保持不变，轮距不变，多应用在转向轮上。
65. 何谓悬架的静挠度和动挠度？（P181）
悬架的静挠度是指汽车满载静止时，悬架上的载荷FW与此时悬架刚度C之比。即fc=FW/C。
悬架的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。
66. 前、后悬架的静挠度应如何选取？弹性元件的静挠度与悬架静挠度是否相同？（P181）
前、后悬架的静挠度应如何选取
1.设计时，先从为了保证汽车有良好的平顺性，确定n，然 后由 可算得fc。
1）对轿车应保证有良好的平顺性，即n低，大客车次之，载货汽车居最后。
2）级别越高的轿车n应越小。

2.在选取前、后悬架的静挠度值fc1和fc2时，应当使之接近，并希望fc2<fc1，防止车身产生较大纵向角振动。推荐fc2=（0.8~0.9）fc1。考虑货车前后轴荷的差别和驾驶员的舒适性，推荐fc2=（0.6~0.8）fc1。
弹性元件的静挠度与悬架静挠度是否相同
不同。弹性元件的静挠度应根据悬架静挠度与实际弹性元件的布置情况确定。
67. 钢板弹簧悬架的长度L指何而言？影响其因素有哪些？（P184）
钢板弹簧悬架的长度L指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。影响钢板弹簧悬架长度的因素有：①钢板弹簧工作应力：增加长度L，可以显著降低弹簧应力，提高使用寿命；②钢板弹簧的刚度：增加长度L，可以降低弹簧刚度，改善行驶平顺性；③钢板弹簧的纵向角刚度与扭转应力；：增加长度L，能明显增加钢板弹簧纵向角刚度，减少扭转变形及扭转应力；④总布置：短轴距车和平头车前悬架布置困难，长度不宜太长。
总的选取原则：在总布置允许的条件下，L尽可能选长些。
68. 何谓悬架的弹性特性？有几种？（P182）
悬架变形f与所受垂直外力F之间呈固定比例变化时，弹性特性为一直线，称之为线性弹性特性。
悬架的弹性特性分为线性的弹性特性、非线性弹性特性。
69. 对钢板弹簧进行强度验算时计算载荷如何确定？（P188）

70. 影响螺旋弹簧工作应力的因素有哪些？
1.弹簧承受负荷的形态。
2.材料成分及热处理。
3.振动及冲力的效应。
4.腐蚀效应。
5.弹簧表面状况。
71. 简述钢板弹簧各片长度的确定过程？

1) 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) 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，连接A、B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即为各片长度，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。
72. 设计钢板弹簧悬架时为什么要满足H=（1+0.1）H？

73. 什么是轴转向效应？为什么要求后悬架（钢板弹簧）的前铰接点比后铰接点要低些？（P176）

轴转向效应是指前、后悬架均采用纵置钢板弹簧非独立悬架的汽车转向行驶时，内侧悬架处于减载而外侧悬架处于加载状态，于是内侧悬架受拉抻，外侧悬架受压缩，结果与悬架固定连接的车轴（桥）的轴线相对汽车纵向中心线偏转一角度α。如图a。对前轴，这种偏转使汽车不足转向趋势增加；对后桥，则增加了汽车过多转向趋势。
为克服后桥增加的汽车过多转向趋势，要求将后悬架纵置钢板弹簧的前部吊耳位置布置得比后边吊耳低，于是悬架的瞬时运动中心位置降低，与悬架连接的车桥位置处的运动轨迹如b所示，即处于外侧悬架与车桥连接处的运动轨迹是oa段，结果后桥轴线的偏离不再使汽车具有过多转向的趋势。

74. 钢板弹簧卷耳处受什么样的力进行何种强度验算？（P188）
钢板弹簧卷耳处在纵向力作用下受弯矩和拉压力。
钢板弹簧卷耳处所受应力是由弯曲应力和拉（压）应力合成的应力，应对其进行校核。即
要小于该处的许用应力。其中Fx为沿弹簧纵向作用在卷耳中心线上的力；D-卷耳内径；b-板簧宽；h1-主片厚
75. 钢板弹簧在不同工况的受力状态是否相同？说明之。（P188）
不同。①紧急制动时，钢板弹簧两端受垂直载荷，卷耳处受垂直力和纵向力，前板簧受载荷最大，在其后半段出现最大应力；②汽车驱动时，钢板弹簧两端受垂直载荷，卷耳处受垂直力和纵向力，后板簧受载荷最大，在其前半段出现最大应力；③垂直力最大时和汽车侧滑时，板簧两端受垂直载荷。
76. 什么是簧载质量？什么是钢板弹簧的满载弧高？（P184）
簧载质量是指由悬架支撑的所有部件的质量包括车身，车架及固定于其上的部件等，对于独立悬架还包括悬架系统自身质量的一半。
钢板弹簧的满载弧高是指钢板弹簧装到车轴上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差。
第七章 转向系设计
77. 设计转向系需要满足哪些基本要求？（P219）
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．转向后，转向轮应能自动回正；
3．转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动；
4．转向传动机构和悬架导向机构共同工作时，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，具有迅速和小转弯行驶能力；
6．操纵轻便；
7．逆效率低，反冲小；
8．有消除因磨损而产生间隙的调整机构；
9．有防伤装置；
10．保证转向盘与转向轮转动方向一致。

78. 常见的转向器形式有几种？各有何优缺点？（P220， P223）
 1）齿轮齿条式转向器
 优点：结构简单、紧凑；壳体采用铝、镁合金压铸而成，转向器质量轻；传动效率高；能自动消除齿间间隙； 转向器占用的体积小；转向轮转角大；制造成本低。
 缺点：逆效率高，在不平路面上行驶时易反冲，造成打手并影响行驶安全。
 2）循环球式转向器
 优点：将滑动摩擦转为滚动摩擦，传动效率高；使用寿命高；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易调整；适合做整体式动力转向器。
缺点：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。

79. 转向梯形有几种？如何应用？（P249）
转向梯形分为整体式和断开式转向梯形；