汽车设计复习纲要.doc

汽车设计总复习1 什么是汽车的整车整备质量和质量系数，确定整车整备质量有几种方法？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。估算：日常生活中，收集大量同类型汽车各总成、部件和整车的有关质量数据，结合新设计结构特点、工艺水平等初步估算各总成、部件的质量，再累计构成整车整备质量轿车和客车的整备质量也可按每人所占整车整备质量的统计平均值估计。 质量系数：指汽车载质量与整车整备质量的比值2 轿车的主要布置形式有哪几种？那种应用最广？为什么？发动机前置前轮驱动（应用最广）发动机前置后轮驱动 发动机后置后轮驱动 优点：有明显的不足转向性能；（前轴荷较大） 越过障碍的能力高；（前轮驱动）动力总成结构紧凑；（主减速器和变速器同壳体）有利于提高乘坐舒适性；（车内地板凸包高度可以降低） 有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短）有利于发动机散热；操纵机构简单；供暖机构简单，效率高；行李箱空间大；整备质量轻；主减速器制造难度小；变形容易。 3 汽车发动机的最大功率由什么选择？同类车的比功率统计值 由设计的vamax确定 参考同级汽车的比功率统计值，然后选定新设计汽车的比功率，并乘以总质量也可求得4 何谓轮胎的负荷系数及其确定原则是什么？定义：轮胎所承受的最大静负荷与轮胎额定负荷之比。原则：汽车轮胎所承受的最大静负荷值，应与轮胎额定负荷值接近。为此，轮胎负荷系数应控制在0.851.0之间。以防止超载。乘用车取下限（车速高、动负荷大）；商用车取上限（充分利用轮胎的负荷能力）。双胎并装：因为载荷分布不均匀，负荷能力要比单胎负荷能力加倍后减少10%至15%。超载不仅会导致轮胎寿命降低，而且会降低操纵稳定性和行驶安全性。5 轮胎按什么选用？根据轮胎的速度级别，轮胎的速度级别所限定的最高使用速度大于所设计汽车的最高车速6 汽车发动机曲轴中心线与纵梁上平面一般都倾斜一个角度，如何倾斜，为什么？为了减小传动轴夹角。前置后轮驱动汽车的发动机常布置成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成14夹角，轿车多在34之间。7 总体设计要计算汽车的哪几方面性能？动力性 燃油经济性 最小转弯直径 通过性几何参数 操纵稳定性 制动性 舒适性8 总布置草图的坐标如何确定？车架上平面线 作为垂直方向尺寸的基准线（面），即z坐标线。向上为“+”、向下为“-”前轮中心线作为纵向方向尺寸的基准线（面），即x坐标线。向前为“-”，向后为“+”汽车中心线作为横向尺寸的基准线（面），即y坐标线 。向左为“+”、向右为“-”辅助基准线 ：地面线 定义：地平面在侧视和前视图上的投影线。作用：标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线。前轮垂直线：定义：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。 作用：标注汽车轴距和前悬的基准线。当车架与地面平行时，前轮垂直线与前轮中心线重合（如乘用车）。9 什么是离合器的后备系数？选择时应考虑哪几方面的性能？定义：离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比。必须大于1。后备系数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。10 膜片弹簧有什么特点？主要性能参数如何选择？特点：1）膜片弹簧具有较理想的非线性特性；2）结构简单，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；4）压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀；5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长；6）膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好；7）有利于大批量生产，降低制造成本。 比值Hh的选择：为保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便。 Hh=1.62.2 厚度 h=24mm比值Rr和R、r的选择：Rr越大，弹簧材料利用率越低，弹簧刚度越大，弹性特性曲线受直径误差影响越大，应力越高。 根据结构布置和压紧力的要求，一般 Rr=1.201.35。圆锥底角的选取： 膜片弹簧自由状态下圆锥底角与内截锥高度H关系密切， =arctan H(Rr) H(Rr)。 一般=915分离指数目n的选取：分离指数目n常取为18，大尺寸膜片弹簧可取24，小尺寸膜片弹簧有些取12。膜片弹簧工作点位置的选择： 膜片弹簧的弹性特性曲线。曲线的拐点H对应着膜片弹簧的压平位置，而且1H= (1M +1N)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1B=(0.81.0)1H以保证摩擦片在最大磨损限度范围内压紧力从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。11 扭转减振器的功用是什么？角刚度GT的定义是什么？预紧力矩Mn如何获得功能：1）降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率。2）增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振。3）控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭振与噪声。4）缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。角刚度：从动片相对从动盘毂转过单位转角时所产生的转矩。Mn获得：减振弹簧在安装时都有一定的预紧。Tn增加，共振频率将向减小频率的方向移动，这是有利的。但是Tn不应小于T，否则在反向工作时，扭转减振器将提前停止工作，故取 Tn=(0.050.15)Temax 12 根据P-图说明膜片弹簧工作点A，B，C选择，为什么？原因见上膜片弹簧参数选择13选择变速器中斜齿轮螺旋角度应考虑哪些问题？要使中间轴上的轴向力平衡其条件是什么？随着螺旋角的增大，齿的强度相应提高，但当螺旋角大于30时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。从提高低挡齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角以1525为宜；从提高高挡齿轮的接触强度着眼，应当选用较大的螺旋角。条件：中间轴上1和2螺旋方向相同，一律取为右旋；符合轴向力平衡条件。两轴向力平衡条件，必须满足：14 同步器同步时基本方程式是什么？同步后才能实现换挡的锁止条件是什么？同步时的摩擦力矩方程式（同步方程） 锁止条件 欲保证锁止和滑动齿套不能继续移动，必须满足如下条件15 为什么变速器齿轮多采用变位齿轮，低档变速系数如何选择？为什么？原因：1）配凑中心距；2）提高齿轮的强度和使用寿命；3）降低齿轮的啮合噪声。1）高挡齿轮，应按保证最大接触强度和抗胶合及耐磨损最有利的原则选择变位系数。2）低挡齿轮，为提高小齿轮的齿根强度，应根据危险断面齿厚相等的条件来选择大、小齿轮的变位系数。 16 轴向角对普通十字轴万向节性能有如何影响？为什么？所连接的两轴夹角不宜过大，当夹角由4增至16时，十字轴万向节滚针轴承寿命约下降至原来的1/4。传动轴夹角的大小影响万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动效率和十字轴旋转的不均匀性。17 多万向节传动等速传动的条件是什么？如何采取措施？多万向节传动的输出轴与输人轴等速条件：e=0措施：万向节传动输出轴与输人轴的转角差会引起动力总成支承和悬架弹性元件的振动，还能引起与输出轴相连齿轮的冲击和噪声及驾驶室内的谐振噪声。在设计多万向节传动时，总是希望其当量夹角e尽可能小。设计时应使空载和满载两种工况下：e 3 输出轴的角加速度幅值=e212加以限制 对于轿车， e212 350rad/s2 对于货车， e212 600rad/s218 传动系在什么情况下产生共振？共振的后果是什么？临界转速当传动轴的工作转速接近于其弯曲振动固有频率时，即出现共振现象。后果：振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。19 引起传动轴共振的载荷有几种？对应的临界转速如何计算？传动轴的临界转速nk （r/min）为 Lc 传动轴长度（mm），两万向节中心之间的距离；dc 传动轴轴管内径（mm）；Dc 传动轴轴管外径（mm）； 在设计传动轴时，取安全系数K=nk/nmax=1.22.0。 精确动平衡、高精度伸缩花键及万向节间隙比较小时取K=1.2。nmax 传动轴的最高工作转速（r/min）。20 何时传动轴需要分段，为什么？1、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，万向节用三个或四个，而在中间传动轴上加设中间支承。2、在长轴汽车中，为了提高临界转速，避免共振及考虑整车总体布置要求，常将传动轴分段。 3、在乘用车中，为了提高传动系的弯曲刚度，改善传动系弯曲振动特性，减少噪声，也将传动轴分成两段。当传动轴分段时，需架设中间支撑。21 确定主减速比时，应考虑哪些因素？动力性 经济性（扩展）22滑块式同步环上开有尖齿顶的螺旋槽，其作用如何？螺旋槽的形式有几种，适用何种形式的汽车？在同步环锥面处制有破坏油膜的细牙螺纹槽及与螺纹槽垂直的泄油槽，用来保证摩擦面之间有足够的摩擦因数。 a 适用于轻、中型汽车 b 适用于重型汽车23双曲面齿轮传动的主要特点是什么，为何要用专用润滑油？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滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动。纵向滑动可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，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，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，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比。 （5）双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，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在从动齿轮中心上方，便于实现多轴驱动桥的贯通，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，并可减小车身地板中部凸起通道的高度。缺点：（1）沿齿长的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。（2）齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，即抗胶合能力较低。原因：齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，抗胶合能力较低，因此需要用可改善油膜强度和防刮添加剂的特种润滑油。24 计算主减速器锥齿轮的强度时，计算载荷如何确定？（1）按发动机最大转矩和最低挡传动比确定计算转距Tce （2）按驱动轮打滑转矩确定计算转矩Tcs （3）按汽车日常行驶平均转矩确定计算转矩TcF当计算锥齿轮最大应力时， Tc=minTce，Tcs；当计算锥齿轮的疲劳寿命时，Tc取TcF。25螺旋锥齿轮螺旋方向及轴向力是如何确定的？主动小锥齿轮右旋顺时针旋转同主动小锥齿轮左旋逆时针旋转受力。主动小锥齿轮右旋逆时针旋转同主动小锥齿轮左旋顺时针旋转受力。26 差速器锁紧系数的概念，转矩比的概念及其计算？P156锁紧系数k: 差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比 转矩比 ： kb=T2/T1 27悬架静挠度与汽车行驶平顺性有何关系？为什么？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汽车前、后悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。汽车前、后部分的车身的固有频率n1和n2（亦称偏频） c1、c2为前、后悬架的刚度（N/cm）；m1、m2为前、后悬架的簧上质量（kg）。当采用弹性特性为线性变化的悬架时，前、后悬架的静挠度可用下式表示fc1=m1g/c1 fc2=m2g/c2 g为重力加速度（g=981cm/s2）。将fc1、fc2代入上式得到所以悬架的静挠度直接影响车身振动的偏频，欲保证汽车有良好的行驶平顺性，必须正确选取悬架的静挠度。28 货车主副簧刚度分配及计算，应用范围？要求：车身从空载到满载时的振动频率变化要小，以保证汽车有良好的平顺性。 副簧参加工作前、后的悬架振动频率变化不大。 方法一（比例中项法）l 使副簧开始起作用时的悬架挠度fa等于汽车空载时悬架的挠度f0。l 使副簧开始起作用前一瞬间的挠度fK等于满载时悬架的挠度fc。 联立求解（a）和（b）得：副簧、主簧的刚度比为 副簧开始起作用时的变形方法二（平均载荷法）l 使副簧开始起作用时的载荷等于空载与满载悬架载荷的平均值。 即 FK=0.5（F0+Fc）l 使F0和FK间平均载荷对应的频率与FK和Fc间平均载荷对应的频率相等。 即 此时副簧与主簧的刚度比为 ca/cm=（2-2）/（+3） 副簧开始起作用时的变形 第一种方法： 能保证在空载和满载使用范围内振动频率变化不大，但副簧接触托盘前后的振动频率变化比较大 。应用于经常处于满载运输工况的车辆。第二种方法：能保证副簧接触托盘前后的振动频率变化不大，但在空载和满载使用范围内振动频率变化较大。应用于经常处于半载运输工况的车辆29 钢板弹簧各片预应力如何选取？为什么？选取各片弹簧预应力时，要求做到：装配前各片弹簧片间间隙相差不大，且装配后各片能很好贴和；为保证主片及其相邻的长片有足够的使用寿命，应适当降低主片及与其相邻的长片的应力。选取各片预应力时，分为下列两种情况：对于片厚相同的钢板弹簧，各片预应力值不宜选取过大；对于片厚不相同的钢板弹簧，厚片预应力可取大些。30 什么是侧倾角刚度？侧倾角刚度：指簧上质量产生单位侧倾角时悬架给车身的弹性回复力矩。 悬架侧倾角刚度侧倾角舒适感和安全感 悬架侧倾角刚度侧倾角轮胎侧倾角过转向31 为什么货车，轿车均采用变刚度的非线性悬架？对于空载和满载时簧上质量变化大的货车和客车，为了减少振动频率和车身高度的变化，应当选用刚度可变的非线性悬架。乘用