汽车设计知识点总结.docx

第一章 汽车总体设计1、进行总体设计满足的基本要求： 汽车的各项性能、成本等，要求达到企业在商品计划中所确定的指标 严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，主要不要侵犯专利 尽可能的去贯彻三化，即标准化、通用化、系列化 进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉 拆装和维修方便2、发动机的汽缸有直列、水平对置、V型排列3、乘用车车身由发动机机舱、客厢和行李箱，车身基本形式折背式、直背式和舱背式4、膜片弹簧基本参数的选择： 比值H/h和h的选择 比值H/h对膜片弹簧的弹性性能影响极大，为保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的比值H/h一般为-1.5-2，板厚2-4mm R/r比值和R、r的选择 研究表明，R/r越大，弹簧材料利用率越低，弹簧越硬，弹性特性曲线受直径误差影响越大，且应力越高，根据结构布置和压紧力的要求，R/r一般为1.20-1.35。为使摩擦片上的压力分布均匀，推式膜片弹簧R值应取为大于或等于摩擦片的平均半径 的选择 膜片弹簧自由状态下圆锥底角与内截锥高度H关系密切 膜片弹簧工作点位置选择 分离指数目n的选取 分离指数目n常取18 膜片弹簧的小端内半径及分离轴承作用半径的确定 5、离合器的组成：主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构主动部分组成：飞轮、离合器盖、压盘从动部分组成：从动轴压紧机构：压紧弹簧操纵机构：分离叉、分离轴承、离合器踏板、传动部件6、摩擦离合器的分类：按从动盘数分类，单片、双片、多片按弹簧布置形式分类：圆周布置，中央布置，斜向布置按弹簧形式：圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧、膜片弹簧按作用力方向：推式、拉式第三章 机械式变速器的设计1、变速器的作用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。基本要求： 保证汽车有必要的动力性和经济性 设置空档，用来切断发动机向驱动轮的传输 设置倒挡，使汽车能倒退行驶 设置动力输出装置，需要时能进行功率输出 换挡迅速、省力、方便 工作可靠。汽车行驶过程中，变速去不得有跳挡、乱挡以及换挡冲击等现象发生 变速器应当有高的工作效率 变速器的工作噪声低2、变速器换挡机构形式：直齿滑动齿轮、啮合套、同步器换挡换挡机构形式的优缺点： 轴向滑动直齿齿轮方式换挡，会在轮齿断面产生冲击，并伴随噪声。这不仅使齿轮端部磨损加剧并过早损坏，同时使驾驶员紧张，而产生的噪声又使乘坐舒适性降低。当变速器第二轴上的齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态时，可以用移动啮合套换挡。这时，不仅换挡行程短，同时因承受换挡冲击载荷的接合齿齿数多而轮齿又不参与换挡，所以它们不会过早损坏；但因不能消除换挡冲击，仍然要求驾驶员有熟练的操作技术。使用同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换挡、而与操作技术的熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性、燃油经济性和行驶安全性。同上述两种换挡方法比较，虽然它有结构复杂，制造精度要求高、轴向尺寸大等缺点3、自动脱挡问题：由于接合齿磨损、变速器轴刚度不足以及震动问题，都会导致脱挡 解决方案：1、将两接合齿的啮合位置错开 2、将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄 3、将接合齿的工作面设计并加工成斜面，形成倒椎角4、变速器的传动比范围：变速器最低档传动比与最高档传动比的比值5、采用变位齿轮的原因 采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨损、抗胶合能力及齿轮的噪声。齿轮变位系数的选择：变速器齿轮是在承受循环负荷的条件写工作，有事还承受冲击负荷，对于高档齿轮，其主要损坏形式是齿面疲劳剥落，因此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。为提高接触强度，应使总变位系数尽可能取大一些，这样两齿轮的齿根渐开线离基圆较远，以增大齿廓曲率半径，减小接触应力。对于抵挡齿轮，由于小齿轮的齿根强度较低，加之传递载荷较大，小齿轮可能出现齿根弯曲、断裂的现象。为提高小齿轮的抗弯强度，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6、变位齿轮主要有两类：高度变位和角度变位7、变速器齿轮的损坏形式：轮齿折断、齿面疲劳剥落、移动换挡齿轮端部破坏以及齿面胶合8、同步器有常压式、惯性式和惯性增力式。惯性同步器有锁销式、滑块式、锁环式、多片式、多锥式 组成：摩擦元件、锁止原件、弹性元件9、设计变速器操作机构的要求：换挡时只能挂入一个档位、换档后应使齿轮在全齿长上啮合，防止自动脱挡或自动挂挡，防止误挂倒挡，换挡轻便。组成；变速杆、拨快、拨叉、变速叉轴及互锁、自锁和倒挡锁装置10、万向传动轴的组成：万向节、传动轴、中间支承基本要求：1、保证所连接的两轴的夹角及相应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11、万向节分类：刚性万向节（又分为不等速万向节、准等速万向节、等速万向节）、挠性万向节。12、滚针轴承轴向定位方式：盖板式、卡环式、瓦盖固定式、塑料环定位式13、当从动轴角速度2与主动轴角速度1之比最小时，从动轴上的转矩为最大值；反之，比值最大时，从动轴上的转矩为最小值。14、传动轴总成组成：传动轴及其两端焊接的花键、万向节叉15、十字轴式万向节组成：主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件16、传动轴中有滑动叉和矩形或渐开线花键轴组成的滑动花键来实现传动长度的变化。17、实心传动轴仅用于作为与等速万向节相连的转向驱动轮的半轴，或用作断开式驱动桥的摆动半轴；空心传动轴具有较小的质量，能传递较大的转矩，比实现传动轴具有较高的临界转速，主要应用于传动系的万向传动轴18、传动轴长度和夹角的设计要求：传动轴长度和夹角及它们的变化范围，由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与花键轴有足够的配合长度；而在长度处于最小时，两者不顶死。19、临界转速：在长度一定时，传动轴的断面尺寸应保证传动轴具有足够的强度和足够高的临界转速。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，它决定于传动轴的尺寸、结构及其支承情况第五章 驱动桥设计1、驱动桥的基本功用首先是增扭、降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理地分配给左右驱动车轮；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、驱动桥的组成：主减速器、差速器、车轮传动装置、桥壳（转向驱动桥还有等速万向节）3、驱动桥设计的基本要求：选择适当地主减速比，以保证汽车在给定条件下的动力性和燃油经济性外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性要求齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小具有高的传动效率具有足够的强度和刚度，在此条件下，尽可能降低质量，提高汽车行驶平顺性与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构协调结构简单，加工工艺性好4、驱动桥分类：断开式（对应于独立悬架），非断开式（对应于非独立悬架）5、断开式驱动桥的优点：减少了簧下质量，改善了行驶平顺性减小了汽车行驶时作用与车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件使用寿命增加了离地间隙对地形的适应性较好，增强了抗侧滑能力增加了汽车的不足转向效应，提高操控稳定性。缺点：结构复杂，成本较高。6、主减速器的齿轮形式：弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮、蜗轮蜗杆。其中圆柱齿轮广泛用于发动机横置的前置前驱驱动桥、双级主减速器驱动桥、轮边减速器。齿轮皆应采用斜齿轮7、影响主减速器减速形式选择的因素有：汽车类型、使用条件、驱动桥处的离地间隙、驱动桥数、布置形式、主传动比。8、主动锥齿轮的支承形式：悬臂式支承、跨置式支承9、判别双曲面齿轮偏移：由从动齿轮的锥顶向其齿面看去，并使主动齿轮处于右侧，如果主动齿轮在从动齿轮中心线的上方，则为上偏移；在从动齿轮中心线下方，则为下偏移。如果主动齿轮处于左侧，则情况相反。判别螺旋方向：从锥齿轮锥顶看，齿形从中心线上半部向左倾斜为左旋，向右倾斜为右旋。主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。10、对称锥齿轮式差速器在汽车上广泛使用，可分为：普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器、强制锁止式差速器。11、差速器锁紧系数：差速器内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比，k=Tr/T0,半轴的转矩比：kb=T2/T1, T1+T2=T0，T2-T1=Tr12、车轮的传动装置作用：接受从差速器传来的转矩将其传给车轮。 对于断开式驱动桥和转向驱动桥，驱动车轮的传动装置为万向传动装置；对于非断开式驱动桥，驱动车轮传动装置的主要零件为半轴。13、半轴的分类：半浮式（轿车、轻型货车）、3/4浮式（轿、轻货、客车）、全浮式（中重14、驱动桥壳分类：可分式、整体式、组合式第六章 悬架设计1、悬架的作用：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，衰减振动，保证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，保证操纵稳定性。 悬架的组成：弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块、横向稳定器2、独立悬架的分类：双横臂式、单横臂式、双纵臂式、单纵臂式、单斜臂式、麦弗逊式、扭转梁随动臂式。3、评价独立悬架的参数：侧倾中心高度，车轮定位参数的变化、悬架侧倾角刚度、横向刚度、占用的空间尺寸侧倾中心：汽车在侧向力作用下，车身在通过左右车轮中心的横向垂直面内发生侧倾时，相对与地面的瞬时转动中心侧倾中心高度：侧倾中心到地面的距离悬架侧倾角：当汽车作稳态圆周行驶时，在侧向力作用下，悬架绕侧倾轴线转动，并将此转动角度称之为悬架侧倾角悬架侧倾角刚度：簧上质量产生单位侧倾角时，悬架给车身的弹性恢复力矩。4、汽车前后悬架采用的方案：前轮后轮均采用非独立悬架；前轮采用独立悬架，后轮采用非独立悬架；前轮与后轮均采用独立悬架发动机前置前驱的乘用车，常采用麦弗逊式前悬架和扭转梁随动臂式后悬架。乘用车后悬采用纵置钢板弹簧非独立悬架，而前悬采用双横臂式独立悬架的优点：能够通过将上横臂支承销轴线在纵向垂直平面上的投影设计成前高后低状，使悬架的纵向运动瞬心位于有利于减少制动前俯角处，使制动时车身纵倾减少，保持车身有良好的稳定性能。5、悬架静挠度fc：汽车满载静止时悬架上的载荷Fw与此时悬架刚度c之比。选取前后悬架的静挠度时，应使后悬架的静挠度fc2比前悬架的静挠度fc1小些，fc2=（0.8-0.9）fc1 悬架动挠度fd：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，车轮中心相对车架的垂直位移。 悬架的弹性特性：悬架受到的垂直外力F与由此所引起的车轮中心相对于车身位移f（即悬架的变形）的关系曲线。其切线的斜率是悬架的刚度。弹性特性分为：线性弹性特性、非线性弹性特性。 非线性弹性特性的作用：可在有限的动挠度范围内得到比线性悬架更多的东容量。悬架的动容量指悬架从静载荷的位置起，变形到结构允许的最大变形为止消耗的功。悬架的动容量越大，对缓冲块击穿的可能性越小。6、如何确定副簧开始参加工作的载荷Fk和主副簧之间的刚度分配：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，而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。于是Fk=F0FW，其中F0，FW分别为空载与满载时的悬架载荷。7、空气弹簧的分类：囊式空气弹簧、膜式空气弹簧、复合式空气弹簧8、减振器分类：摇臂式、筒式（又可分为单筒式、双筒式、充气筒式）9、钢板弹簧叶片端部形状有：矩形、梯形、椭圆形第七章 转向系设计1、转向系的作用：用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。 转向系的形式：机械式、动力式 转向系的组成：转向器、转向传动机构，转向操纵机构2、评价操纵轻便性的指标：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。3、机械式转向器的分类：齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆滚轮式转向器、蜗杆指销式转向器 齿轮齿条式转向器的形式：根据输入与输出特点：中间输入，两端输出；侧面输入，两端输出；侧面输入，中间输出；侧面输入，一端输出根据转向器和转向梯形相对前轴位置的不同：转向器位于前轴后方，后置梯形；转向器位于前轴后方，前置梯形；转向器位于前轴前方，后置梯形；转向器位于前轴前方，前置梯形 转向器的正效率：功率从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率 转向器的逆效率：功率由转向摇臂输入,经转向轴输出的传动效率为逆效率。 转向器正效率的因素：转向器的类型、结构特点、结构参数、制造质量 根据逆效率转向器又可分为：可逆式、极限可逆式、不可逆式转向器的传动比包括转向系的角传动比和转向系的力传动比4、动力转向机构的要求：运动学上应保持转向轮转角和驾驶员转动转向盘的转角之间保持一定的比例关系随着转向轮阻力的增大，作用在转向盘上的手力必须增大，称之为路感转向后，转向盘应自动回正，并保持直线行驶状态思工作灵敏动作转向失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向密封性能好5、液压式动力转向机构组成：分配阀、转向器、动力缸、液压缸、贮油罐、油管6、电动助力转向机构的分类：转向辅助力式、齿轮助力式、齿条助力式7、转向梯形分类：整体式、断开式第八章 制动系设计1、制动系的功用：使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。 制动系的分类：按制动系统的功用分，行车制动装置、驻车制动装置、应急制动、辅助制动、（自动制动）；按制动操纵能源分，动力制动、伺服制动、人力制动 制动系的主要要求：具有足够的制动效能。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两项指标来评定的工作可靠。行车制动装置至少有两套独立的驱动制动器的管路在任何速度下制动时，汽车都不应该丧失操控性和方向稳定性。防治水和污泥进入制动器工作表面制动能力的热稳定性良好操纵轻便制动时产生的噪声尽可能小作用滞后性应尽可能好2、制动器的分类：摩擦式、液力式、电磁式摩擦式制动器按摩擦副结构分：鼓式、盘式、带式。带式只用作中央制动器制动器效能：制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩3、鼓式制动器不同形式的主要区别：蹄片固定支点的数量和位置不同张开装置的形式与数量不同制动时两块蹄片之间有无相互作用鼓式制动器的分类：领从蹄式、单行双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式、双向增力式领蹄：制动蹄张开时的旋转方向和制动鼓的旋转方向相同，具有这种属性的制动蹄称