汽车设计课后答案 精简型.doc

汽车设计课后答案 第4版 王望予 吉林大学
第一章 汽车总体设计
一、轿车（乘用车）的布置形式有哪几种？各自有什么优缺点？发动机前置前驱的布置形式为什么在乘用车上得到广泛采用？大客车（商用车）有哪几种布置形式？各自有什么优缺点？发动机后置后驱的布置形式为什么在客车上得到广泛采用？
乘用车：发动机前置前驱动
优点：（a、有明显的不足转向性能； b、越过障碍的能力高 c、动力总成结构紧凑； d、有利于提高乘坐舒适性；（车内地板凸包高度可以降低） e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短 ）f、有利于发动机散热 ，操纵机构简单； g、行李箱空间大；h、变形 容易。）
缺点：结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节 ）；前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后轴重）；汽车爬坡能力降低； 发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大；维修费用高。
商用车：发动机后置后桥驱动
优点：a、能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量；b、检修发动机方便；轴荷分配合理；c、能改善车厢后部的乘坐舒适性；d、当发动机横置时，车厢面积利用较好，并有布置座椅受发动机影响较少；f、行李箱大（旅游客车）、地板高度低 （城市客车）g、传动轴长度短。
缺点：a、发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器； b、动力总成操纵机构复杂； c、驾驶员不容易发现发动机故障。
二、汽车的主要参数分为几类？各类又含有哪些参数？各质量参数是如何定义的？
汽车的主要参数包括尺寸参数、质量参数和汽车性能参数
1．尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸
2．汽车的质量参数包括整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配等；
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。
汽车的载客量和装载质量：
汽车的装载质量me定义：指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。
注：越野汽车的装载量是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。
轴荷分配：定义：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。
3．性能参数：1．动力性参数2．燃油经济性参数3．机动性参数4．通过性的几何参数5．操纵稳定性参数6．制动性参数
第二章 离合器设计
一、何谓离合器的后备系数？影响其取值大小的因素有哪些？
Answer: 后备系数β是离合器一个重要设计参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择β时，应保证离合器应能可靠地传递发动机最大转矩、要防止离合器滑磨过大、要能防止传动系过载。因此，在选择β时应考虑以下几点：
1）为可靠传递发动机最大转矩，β不宜选取太小；
2）为减少传动系过载，保证操纵轻便，β又不宜选取太大；
3）当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β可选取小些；
4）当使用条件恶劣，为提高起步能力、减少离合器滑磨，β应选取大些；
5）汽车总质量越大，β也应选得越大；
6）柴油机工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的β值应比汽油机大些；
7）发动机缸数越多，转矩波动越小，β可选取小些；
8）膜片弹簧离合器选取的β值可比螺旋弹簧离合器小些；
9）双片离合器的β值应大于单片离合器。
二、膜片弹簧的弹性特性有何特点？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？
膜片弹簧具有较理想的非线性特性，弹簧压力在摩擦片允许磨损范围内基本不变(从安装时工作点B变化到A点)，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；对于圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降(从月点变化到A，点)。离合器分离时，弹簧压力有所下降(从B点变化到C点)，从而降低了踏板力；对于圆柱螺旋弹簧，压力则大大增加(从月点变化到C’点)。
影响弹性特性的主要因素: 1.比值H／h和h的选择; 2. 比值R／r和R、r的选择; 3. α的选择; 4 . 膜片弹簧工作点位置的选择。
膜片弹簧工作点位置的选择: 膜片弹簧的弹性特性曲线，如图2-11所。该曲线的拐点H对应着膜片弹簧的压平位置，而且λ1H= (λ1M +λ1N)／2。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λ1B =(0.8～1.0) λ1H，以保证摩擦片在最大磨损限度△λ范围内压紧力从F1B到F1A变化不大。当分离时，膜片弹簧工作点从B变到C，为最大限度地减小踏板力，C点应尽量靠近N点。
第三章 机械式变速器设计
一、为什么中间轴式变速器的中间轴上齿轮的螺旋方向一律要求取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋？
为使中间上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命，故而采取此种旋向布置方式。
二、为什么变速器的中心距A对齿轮的接触强度有影响？并说明是如何影响的？
中心距A=(d1+d2)/2，中心距增大，节圆直径增加，圆周力F1=2T/d，作用在齿轮上的法向力正比于圆周力，而齿轮接触应力正比于法向力，因此当中心距增加时圆周力减小，法向力减小，齿轮接触应力减小。所以增大中心距有利于提高齿轮接触强度。
第四章 万向传动轴设计
一、解释什么样的万向节是不等速万向节、准等速万向节和等速万向节？
不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动的万向节。
准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于1的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于1的万向节。
输出轴和输入轴以等于1的瞬时角速度比传递运动的万向节，称之为等速万向节。
二、说明要求十字轴万向节连接的两轴夹角不宜过大的原因是什么？
附加弯矩与两轴夹角有关。附加弯矩可引起与万向节相连零部件的弯曲振动，可在万向节主、从动轴支承上引起周期性变化的径向载荷，从而激起支承处的振动。因此，为了控制附加弯矩，应避免两轴之间的夹角过大。
三、解释什么样的转速是传动轴的临界转速？影响传动轴临界转速的因素有哪些？
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nk （r/min）为
式中，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）。 此为影响传动轴临界转速的因素。
第五章 驱动桥设计
一、汽车为典型布置放案，驱动桥采用单级主减速器，且从动齿轮布置在左侧。如果将其意到右侧，试问传动系的其它部分需要如何变动才能够满足使用要求？为什么？

第六章 悬架设计
一、解释为什么设计麦弗逊式悬架时，其主销轴线、滑柱轴线和弹簧轴线三条线不在一条线上？
因为横向力F3越大，作用在导向套上的摩擦力越大，对汽车平顺性有不良影响。要减小F3，可以增大c+b，或减小a，但增大c+b，使空间尺寸增加，减小a也存在布置上的困难，因此常将图中的G点外伸至车轮内部，即达到点外伸至车轮内部，既缩短尺寸a的目的，又可以获得较小甚至是负的主销偏移距，提高制动稳定性。移动G点后主销轴线不再与减震器轴线重合。
将弹簧和减震器的轴线相互偏移距离s，再考虑到弹簧轴向力F6的影响，则作用到导向套上的力将减小。增加距离s，有助于减小F3。
为了发挥弹簧反力减小F3的作用，有时还将弹簧下端布置得尽量靠近车轮，从而造成弹簧轴线及减震器轴线成一角度。因此这就是麦弗逊式悬架时，其主销轴线、滑柱轴线和弹簧轴线三条线不在一条线上的原因。
第七章 转向系设计
一、转向系的力传动比指的是什么？力传动比和角传动比有何关系？
Answer: 两个转向轮所收到的转向阻力与驾驶员作用在转向盘上的手力之比 成为转向系的力传动比。即它与角传动比成正比
转向阻力Fw与转向阻力矩Mr的关系式：

作用在转向盘上的手力Fh与作用在转向盘上的力矩Mh的关系式：
将式（7-3）、式（7-4）代入 后得到
如果忽略磨擦损失，根据能量守恒原理，2Mr/Mh可用下式表示
将式（7-6）代入式（7-5）后得到
当a和Dsw不变时，力传动比 越大，虽然转向越轻，但 也越大，表明转向不灵敏。
二、转向系传动副中的间隙随转向盘转角应如何变化？为什么？
Answer: 图中曲线1表明转向器在磨损前的间隙变化特性；曲线2表明使用并磨损后的间隙变化特性，并且在中间位置处已出现较大间隙；曲线3表明调整后并消除中间位置处间隙的转向器传动间隙变化特性。
传动副的传动间隙在转向盘处于中间及其附近位置时要极小，最好无间隙。若转向器传动副存在传动间隙，一旦转向轮受到侧向力作用，车轮将偏离原行驶位置，使汽车失去稳定。
传动副在中间及其附近位置因使用频繁，磨损速度要比两端快。在中间附近位置因磨损造成的间隙过大时，必须经调整消除该处间隙。
为此，传动副传动间隙特性应当设计成上图所示的逐渐加大的形状。
三、转向器角传动比的变化特性是什么？在不装动力转向的车上采用什么措施来解决“轻”和“灵”的矛盾？
Answer: 表明，增大角传动比可以增加力传动比。当Fw一定时，增大力传动比能减小作用在转向盘上的手力Fh，使操纵轻便。
由 的定义可知：对于一定的转向盘角速度，转向轮偏转角速度与转向器角度传动比在反比。角传动比增加后，转向轮偏转角速度对转向盘角速度的响应变得迟钝，汽车转向灵敏性降低，所以“轻”和“灵”构成一对矛盾。为解决这对矛盾，可采用变速比转向器。