汽车设计期末考试试卷7页

1、汽车设计期末考试试卷（开卷）【附答案】一、 （本题8分）欲设计一辆用于长途运输的20t重型载货汽车，相关参数如下：整车尺寸（长宽高） 11976mm2065mm3390mm额定载质量 20000kg整备质量 12000kg公路行驶最高车速 90km/h（1）若取传动效率为0.849，滚动阻力系数为0.012，空气阻力系数为0.9，现有三种发动机，额定功率分别为150kw、200kw、250kw，选择哪种发动机较为合适？（2）该汽车采用怎样的布置形式较为合理？二、（本题18分）欲为一辆乘用车设计一膜片弹簧离合器，相关参数如下： 驱动形式 42前轮发动机的最大转矩、对应转速 150Nm/4000r

2、pm发动机的最大转速 6000rpm整备质量 1060kg最高车速 180km/h膜片弹簧的工作压力 6000N（1）已知部分摩擦片的面片尺寸如下表所示，选用哪种较为合适？（2）试校核所选用摩擦片的后备系数（取摩擦系数为0.27）、单位压力（摩擦片的材料为粉末冶金，取许用压力为0.5MPa）和最大圆周速度是否满足要求？ （3）绘制膜片弹簧离合器的弹性特性曲线，指出实现该弹性特性曲线的尺寸要求，并简述膜片弹簧离合器的破坏形式？ 三、 （本题13分）如下图所示为一变速器的结构简图：（1）试分析该变速器的结构特点，并给出各档位的传动路线？（2）该变速器所采用的锁环同步器的相关参数为：摩擦锥面的平均半

3、径为30mm，锁止面平均半径为35mm，摩擦锥面半锥角为7，试确定锁止锥面锁止角的取值范围？四、（本题12分）某货车，采用多万向节传动如下图，其中： =1.5 ，=3.5，=4.5，传动轴的最高转速为3000r/min（1）一般设计时应使当量夹角不大于3，另外，对多万向节传动输出轴的角加速度幅值大小加以限制，对于轿车，350rads2；对于货车，600rads2，试校核图示的万向节布置是否合理？若不合理，如何在不改变各轴夹角的情况下改动使其满足要求？（2）现欲对该万向传动机构的传动轴进行强度校核，试简述计算载荷的确定方法？五、 （本题17分）现欲为某一重型货车设计驱动桥：（1）驱动桥采用怎样的

4、形式较为合理？ （2）选用哪种形式的主减速器较为合适？ （3）选用哪种形式的差速器较为合适？ （4）哪种半轴支承形式较为合适？若该汽车后轴的最大载荷为13000kg，车轮滚动半径525mm，后轴负荷转移系数1.1，附着系数0.8，半轴的长度1124mm，材料的弹性模量2.1105Mpa，泊松比0.26，试确定半轴的直径？（要求半轴的扭转切应力小于600Mpa，每米长度转角小于15） （5）选用哪种形式的桥壳较为合适？六、（本题9分）现欲为某一大客车设计悬架： （1）选用哪种悬架最为合适，为什么？ （2）绘制选用悬架的弹性特性曲线？ （3）设计时前后悬架的侧倾角刚度应如何分配，为什么？七、（本题

5、15分）现欲为某一乘用车设计转向系，并加装电动助力转向： （1）应选用何种转向器？ （2）简述转向器的“灵”与“轻”为何会形成矛盾？ （3）若该汽车的前轴负荷为500kg，轮胎气压0.3Mpa，转向摇臂长150mm，转向节臂长160mm，方向盘半径200mm，转向器速比20，转向器正效率0.75，路面摩擦系数0.7，试求原地转向阻力矩和方向盘上的手力？ （4）绘制车速感应型电动助力转向的助力特性？八、（本题8分）某轻型货车的有关参数如下：总重26000N，重心到前轴的距离1428mm，轴距2700mm，重心高度50mm（满载），车轮半径0.35m，主减速器的传动比为4.02，采用中央驻车制动器

6、，试求：在不计车轮滚动阻力的条件下，汽车沿着附着系数0.7的路面上行驶时，极限上坡路倾角和相应所需要的中央驻车制动器的最大制动力矩。汽车设计期末考试试卷（开卷）参考答案一、（本题8分） （1）由题意： 故选择功率为200kw的发动机 （2）FR（或答平头型）二、（本题18分） （1）取直径系数 大径 故选择外径为180mm，内径为125mm，厚度为3.0/3.2/3.5mm，槽数为24的摩擦片（2）校核后备系数： 有效半径 由于介于1.21.75之间，符合要求 校核单位压力： 由于小于0.5MPa，符合要求 校核最大圆周速度： 故最大圆周速度符合要求 （3）如图所示：尺寸要求为： 破坏形式：裂

7、纹首先在碟簧部分的内上缘点产生，但此裂纹不发展到破坏，且不明显影响碟簧的承载能力，继后，在碟簧部分的内下缘点产生的拉应力导致裂纹并发展到破坏。三、（本题13分） （1）本题为中间轴式的六挡变速器，所有的前进挡均采用同步器换挡，倒档采用直齿滑动齿轮换挡，具体的传动路线为：1档：动力从第一轴到齿轮7 6112，锁销式同步器右移，到第二轴；2档：动力从第一轴到齿轮7 6211，锁销式同步器左移，到第二轴；3档：动力从第一轴到齿轮7 6310，锁环式同步器右移，到第二轴；4档：动力从第一轴到齿轮7 649，锁环式同步器右左移，到第二轴；5档：动力从第一轴到齿轮7 658，锁环式同步器右移，到第二轴；6

8、档：动力从第一轴到齿轮7 6，锁环式同步器左移，到第二轴，得直接档；倒档：搭档同步器左移，得倒档。 （2） 由于锁止角一般介于2642之间，故本题中锁止角的范围取2635四、（本题12分） （1）图示万向节的当量夹角，故其布置是不合理的； 更改使第二个万向节的主动叉与第一个万向节的主动叉共面 更改后的万向节的当量夹角 最大角速度 故更改后的布置是满足要求的 （2）计算载荷的确定方法有三种：按发动机的最大转矩和一档的传动比确定；按驱动轮打滑确定；按日常平均使用转矩确定；静强度计算取中的较小值，疲劳强度计算取 五、（本题17分） （1）非断开式 （2）分开式双级减速（配轮边减速） （3）对称锥齿轮差速器 （4）选用全浮式半轴 取直径系数K=0.21 取直径d=65mm 校核切应力： 由于介于500700MPa之间，符合要求 校核单位长度的扭转角： 故单位长度的扭转角符合要求 综上所述：半轴的直径可取为65mm （5）整体铸造式桥壳六、（本题9分） （1）空气悬架，理由：可以保证客车的车身高度不随乘客的数量变化而改变 （2）如图所示： （3）应使前悬架的侧倾角刚度大于后悬架的侧倾角刚度，使汽车具有不足转向的特性七、（本题15分） （1）齿轮