汽车设计(期末重点)

《汽车设计》1.汽车总体设计的任务1).正确选择性能指标、重量和尺寸参数，提出整车总体设计方案。2)．对各部件进行合理布置，并进行运动校核。3).对汽车性能进行精确控制和计算，保证主要性能指标的实现。4).协调各种矛盾2.轿车主要布置形式主要有发动机前置前轮驱动（FF）（应用最广）、发动机前置后轮驱动（FR）、发动机后置后轮驱动（RR）优点：有明显的不足转向特性（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，维修费用高注意：发动机前置前驱时，发动机可以横置或纵置，也可以布置在轴距外、轴距内或者前桥上方；发动机的不同布置方案，对前排座椅的位置、汽车总长、轴距、车身造型、主减速器齿轮形式均有影响；当发动机横置或纵置在前桥前方时，前围板及前排座椅可以前移，汽车的轴距及总长均能缩短，随之整备质量也减小。发动机纵置在前桥前会使汽车前悬、前轴荷增加，所以此时宜采用轴向尺寸短些的发动机3.汽车发动机最大功率怎么选择？①按设计的vamax进行估算②同类车的比功率统计值③同类车之间类比来选择整车整备质量汽车比功率比转矩汽车发动机向后倾斜为什么发动机的前后位置：发动机的前后位置会影响汽车的轴荷分配、乘用车前排座位的乘坐舒适性、发动机前置后轮驱动汽车的传动轴长度和夹角以及货车的面积利用率。为减小传动轴夹角，发动机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1-4夹角，乘用车多在3-4之间4.发动机悬置形势和特点1）橡胶悬置：结构简单、制造成本低，但动刚度一定、阻尼，损失角一定。用于货车2）液压悬置：动刚度和阻尼损失角θ随频率变化。用于乘用车7.总体布置设计中运动校核内容包括哪些？二8.离合器后备系数、单位压力，从哪几方面来选择？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。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单位压力：决定了摩擦表面的耐磨性，对离合器工作性能和使用寿命有很大影响是摩擦面单位面积上所承受的压力。选择后备系数时：应考虑摩擦片在使用中磨损后离合器仍能可靠的传递发动机最大转矩，防止离合器滑磨时间过长、防止传动系过载以及操纵轻便等因素。选取单位压力时：应考虑离合器的工作特性，发动机后备功率大小，摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素9.膜片弹簧工作位置怎么选择？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。10.扭转减震器的功用？什么是扭转角刚度，极限转矩？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极限转矩——减振器在消除限位销与从动盘毂缺口之间的间隙Δ1时所能传递的最大转矩。即限位销起作用时的转矩Tj=(1.5～2.0)Temax扭转角刚度——从动片相对从动盘毂转过单位转角时所产生的转矩。11.高低档齿轮变位系数如何选择为什么？12.渐开线啮合套和同步器结合齿模数和压力角如何选择？为什么这么选？啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线齿形。由于工艺上的原因，同一变速器中的接合齿模数相同。啮合套和同步器选取较小的模数值可使齿数增多，有利于换挡压力角较小时，重合度较大，传动平稳，噪声较低。压力角较大时，可提高轮齿抗弯强度和表面接触强度啮合套或同步器的压力角有20°、25°、30°等，普遍采用30°压力角。选压力角大的。13.中间轴式变速器为什么旋向螺旋角方向相同数不同？14.同步器同步之后换挡怎么保证？锁止角β选取得正确，可以保证只有在换挡的两个部分之间角速度差达到零值才能进行换挡。15.倒档齿轮在左侧右侧是怎样的？16.对中间轴变速器，中心距的确定如何考虑？最小允许中心距应当由保证轮齿有必要的接触强度来确定。17.轴间角对普通十字轴万向节性能有什么影响？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。18.多万向节传动当量夹角？措施多万向节传动的输出轴与输人轴等速旋转条件：αe=0万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αe尽可能小。设计时应使空载和满载两种工况下αe≤3º19.万向传动轴中空轴大于多少时断为几节，为什么？当传动轴大于1.5米时，为了提高nk以及总布置上的考虑，将传动轴断开成2到3根，而在中间传动轴上加设中间支撑为了得到较高的强度和刚度，传动轴多做成空心的，空心传动轴具有较小的质量，能传递较大转矩，比实心传动轴具有更高的临界转速20.双万向节传动的附加弯矩和传动轴的弯曲变形在双万向节传动中，直接与输入轴和输出轴相连的万向节所受到的附加弯矩分别由相应轴的支承反力平衡。当输入轴与输出轴平行时，直接连接传动轴的两万向节叉所受的附加弯矩，使传动轴发生同向的弹性弯曲，从而引起传动轴的弯曲振动。当输入轴与输出轴相交时，传动轴两端万向节叉上所受的附加弯矩方向相同，不能彼此平衡，传动轴发生异向的弹性弯曲。21.主从动锥齿轮齿数如何选择才能保证传递特性为了磨合均匀，z1、z2之间应避免有公约数。为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不少于40。为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘用车，z1﹥9对于商用车，z1﹥6主传动比i0较大时，尽量使z1取得少些，以得到满意的离地间隙。对于不同的主传动比，Z1和Z2应有适宜的搭配22.差速器锁紧系数概念23.驱动桥的分类各自特点？驱动桥分为断开式和非断开式两类非断开式特点及应用：结构简单、制造工艺好、成本低、工作可靠、维修调整容易，但整个驱动桥均属于簧下质量，对汽车平顺性和降低动载荷不利。广泛应用于各种载货汽车、客车及多数的越野汽车和部分小轿车上。断开式特点及应用：减小了簧下质量，从而改善了行驶平顺性，提高了汽车的平均车速；汽车在行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷小，提高了零部件的使用寿命；大大增加了离地间隙；驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较好，大大增加了车轮的抗侧滑能力；合理设计的独立悬架导向机构，可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性；结构复杂，成本较高。在轿车和高通过性的越野汽车上应用相当广泛。24.双齿面传动主要特点，为什么用专用润滑油？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β1大于从动齿轮的β2，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β1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，在驱动桥离地间隙h不变的情况下，可以降低主动锥齿轮的轴线位置，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：沿齿长的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。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25.半轴根据车轮端支承方式不同可以分哪几种形式？半浮式、3/4浮式、全浮式26.悬架分哪两类，各有什么特点1）非独立悬架：特点：左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架和车架（或车身）连接2）独立悬架：特点：左、右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接或者1）悬臂式：在锥齿轮大端一侧有较长轴，并在其上安装一对圆锥滚子轴承2）跨臂式：在锥齿轮两端的轴上有轴承27.悬架静挠度和动挠度概念，静挠度与汽车行驶平顺性有什么关系？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。动挠度：指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。关系：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）11121mcn22212cnm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、后悬架的静挠度为：fc1=m1g/c1fc2=m2g/c2g为重力加速度将fc1、fc2代入上式得到2211/5/5ccfnfn所以悬架静挠度影响车身振动的偏频。因此，欲保证平顺性，必须正确选取悬架的静挠度28.汽车后悬架主副弹簧钢度如何分配？货车后悬架多采用主、副簧结构的钢板弹簧。载荷小时副簧不工作，载荷达到一定值时副簧与托架接触，开始与主簧共同工作。29.麦弗逊式独立悬架导向机构设计三线不共线的原因是什么？减震器轴线和弹簧轴线相互偏移距离s为了发挥弹簧反力减小横向力F3的作用，有时还将弹簧下端布置的尽量靠近车轮，从而造成弹簧轴线及减震器轴线成一角度，这就是麦弗逊式独立悬架中，主销轴线、滑柱轴线和弹簧轴线不共线的原因。30.相对阻尼系数概念及物理意义汽车悬架有阻尼以后，簧上质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼系数Ψ的大小来评定振动衰减的快慢程度2scmc—悬架系统的垂直刚度ms—簧上质量物理意义：减振器的阻尼作用在与不同刚度c和不同簧上质量ms的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。ψ值大，振动能迅速衰减，同时又能将较大的路面冲击力传到车身；ψ值小则反之。31.侧倾中心和纵倾中心的确定32.转向器正效率η+：功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率反之称为逆效率，用符号η-表示。正效率η+计算公式：η+=（P1-P2）/P1逆效率η-：η-=（P3-P2）/P3式中，P1—作用在转向轴上的功率；P2—转向器中的磨擦功率；P3—作用在转向摇臂轴上的功率。力传动比ip:轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在转向盘上的手力Fh之比。hWpFFi2角传动比iw0:转向盘转动角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比kkkwdddtddtdi//033.怎么解释车轻与灵的矛盾，怎么解决？若转向轴负荷小或采用动力转向的汽车，不存在转向沉重问题，应取较小的转向器角传动比，能减少转向盘转动的总圈数，以提高