第五章驱动桥
§5-1概述
一、功用：增扭降速、变方向传动力，承受力
二、组成：主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳
三、设计要求：
1、i0应保证良好的动力性，经济性
2、外形尺寸小→足够的最小离地间隙h min，满足通过性
3、工作平稳、噪声小
4、η高
5、强度、刚度足够，质轻→非簧载质量小（平顺性好，降低动载）
6、与悬架导向机构运动协调，转向驱动桥，还应与转向机构运动协调
7、结构简单，工艺性好，制造容易，维修调整方便
§5-2结构方案分析
型式选择：断开式：独立悬架
取决于悬架
非断开式：非独立悬架
1、断开式：左右驱动轮无刚性连接
提问：独立悬架和非独立悬架有何优缺点？
优：↓簧下质量，提高平顺性
↓车桥动载，↑寿命
↑最小离地间隙，↑通过性
使车轮与路面接触良好，↑抗侧滑
缺：结构复杂，成本高
用：越野车或乘用车
2、非断开式：左右驱动轮刚性连接
优：结构简单、成本低
可靠性较好
缺：非簧载质量大，平顺性差、h min低
用：商用车和部分乘用车
§5-3主减速器设计
一、结构型式
按齿轮类型，减速形式和支承分类
（一）齿轮类型
1、弧齿锥齿轮传动：（图5-4a）
特：两齿轮轴线交于一点
优：同时啮合的齿数多，
工作平稳,振动和噪声小
缺：对啮合精度很敏感，锥顶稍有不吻合，就使工作条件急剧变坏，磨损和噪声↑2、双曲面齿轮传动：（图5-4b）
1）特点：
A、两齿轮轴线交错，永不相交
B、有偏移距E
C 、螺旋角
a)螺旋角定义：锥齿轮节锥表面展开图上的齿形线任一点A 的切线与该点和节锥顶点连线之间的夹角。（图5-4b ）将螺旋角画在一张图上。
b)中点螺旋角：齿面宽中点处的螺旋角。通常螺旋角即指中点螺旋角。 c)螺旋角β1≠β2，且β1>β2,β1-β2=ε为偏移角 D 、主、从动齿轮圆周力F 1、F 2之比 ∵啮合面上法向力相等21f f F F = ∴
2211cos cos ββF F =2
1
21cos cos ββ=
F F 圆周力比等于螺旋角余弦之比 E 、传动比
1
12
212121221cos cos ββωωr r r r F F M M i os =
=== （5-2） 式中：r 1、r 2分别为主、从动齿轮的平均分度圆半径
令12
cos cos ββ=
K ,则ol os Ki i =由于β1>β2，∴K>1，一般为1.25～1.50
弧齿锥齿轮传动比1
2
r r i ol =
2）优点：与弧齿锥齿轮比
A 、尺寸相同时，双曲面齿轮传动比更大。
B 、如传动比一定，从动齿轮尺寸相同，双曲主动齿轮直径大，齿轮强度高，齿轮轴和轴承的刚度大
C 、如ol os i i =，主动齿轮尺寸相同，双曲从动齿轮直径小→↑离地间隙。 Δ其他优点：
D 、有沿齿长的纵向滑动，改善磨合，↑运转平稳性
E 、啮合齿数多，重合度大，↑传动平稳，↑w σ约30%
F 、双曲主动齿轮直径及螺旋角大，相啮合齿的当量曲率半径大，↓j σ
G 、双曲主动齿轮β1大，不产生根切的最小可少 H 、主动齿轮大，加工刀具寿命长
I 、布置：主动轴在从动齿轮中心水平面下方：↓万向节传动高度，↓车身高度，↓地板高。
主动轴在从动齿轮中心水平面上方：↑离地高度（贯通式驱动桥）
3）缺点
A 、纵向滑动使损失↑,η↓
B 、抗胶合能力低，要特种润滑油
4）应用：广泛，i>4.5且尺寸限制时，双曲
i<2，弧齿锥齿轮
2
用：前置前驱动，且发动机横置 双级主减速器驱动桥 轮边减速器 4、蜗轮蜗杆：（图5-4d ） 优：1）0i 大，但尺寸和质量不大
2）工作平稳无噪音
3）便于总体布置及贯通式 4）承载大，寿命长
5）结构简单，拆装方便，调整容易 缺：成本高，效率低 （二）减速型式： 分类：
1）单级
2）双级：整体式
分开式：第一级：中央减速器（驱动桥中部）
第二级，轮边减速器（轮边）
3）双速 4）贯通式：单级、双级 5）单、双级减速配轮边减速 1、单级主减速器：（图5-7） 优：1）结构简单
2）质量小
3）成本低，制造容易 4）拆装维修方便
缺：只用转矩不大处（转矩↑→模数↑→尺寸↑→↓h min ）
主传动比0i 不能太大，0i ≤7（否则，如↑从动轮直径→↓离地间隙，↓主动轮直径→根切） 用：乘，m a 较小的商 2、双级主减速器：（图5-8）
优：离地间隙一定时，可得到大的传动比 缺：尺寸、质量、成本大
用：m a 较大的商（中重货，大客，越野） 1）整体式
A 、结构方案：
图5-9a 第一级：螺旋锥（或双曲面齿轮）；第二级圆柱齿轮 图5-9b 第一级：行星齿轮；第二级：螺旋锥（或双曲面齿轮） 图5-9c 第一级：圆柱；第二级：螺旋锥（或双曲面） B 、锥-柱式的布置方案
图5-9d 纵向水平布置可降低质心高度，但使驱动桥纵向尺寸加大；用于长轴汽车可稍减传
动轴长度，用于短轴汽车会增大万向节的夹角，（∵轴距一定）。
图5-9f 垂向布置使驱动桥纵向尺寸减小，可减小传动轴夹角；但∵主减速器壳固定在桥壳
上方，∴增大垂向尺寸，且↓桥壳刚度→对齿轮工作不利。适用于贯通式驱动桥
图5-9e 倾斜布置则对传动轴布置和提高桥壳刚度有利
i分配：（5-9a）：
C、锥-柱式的传动比
a）一般，圆柱齿轮副的较大，圆锥齿轮副的较小，（一般为1.7～３.3）
b）目的：↓轴向力，↓齿轮载荷，↑主动锥齿轮齿数，↑轴颈尺寸, 改善支承刚度，↑啮合平稳度和工作可靠性
2）分开式（主减速器配轮边减速器）
优：a)驱动桥i0大（大巴、重型车的总传动比大，为了使变速器、分动器、传动轴等总成受载小，常将驱动桥i0取大）
b)驱动桥中央尺寸可↓，h min大
c) 半轴、差速器、主减速器齿轮等零件可↓（∵转速↑，扭矩↓）
缺：结构复杂，簧下质量↑，成本↑，布置（轮毂、轴承、车轮和制动器）困难
A、园柱行星齿轮：a)圆柱；b)圆锥
B、外啮合园柱齿轮
a）主动齿轮上置：h min大，用于高通过性越野车
b）主动齿轮下置：地板低，质心高度低，用于城市、长途客车
3、双速主减速器（图5-11）
主减速器有高低档两种减速比，与变速器配合，可得到双倍于变速器的档位。
换档—远距离操纵，停车进行
应用—单桥驱动且m a较大车
4、贯通式主减速器（图）
将一根贯通轴穿过中桥并通向后桥，用于多桥驱动汽车
1）单级：m a较小
2）双级：m a较大
（三）主从动锥齿轮的支承方案
主、从动锥齿轮正确啮合条件：1）加工质量
2）装配调整
3）轴承、壳体刚度
4）支承刚度
1、主动锥齿轮支承：
1）悬臂式（图5-14a）
A、结构特点：
a、圆锥滚子轴承大端向外，（有时用圆柱滚子轴承）
b、为↑支承刚度，两支承间的距离b应＞2.5a（a为悬臂长度）
c、轴颈d应≮a
d、左支承轴颈比右大
B、优缺：结构简单，刚度差
C、用：传递转矩小的
2）跨置式（图5-14b）
A、结构特点：
a、两端均有支承（三个轴承）→刚度大，齿轮承载能力高
b、两圆锥滚子轴承距离小→主动齿轮轴长度↓，可减少传动轴夹角，有利于总体布置
c、壳体需轴承座→壳体结构复杂，加工成本高
d、空间尺寸紧张→
B、用：传递转矩大的
2、从动锥齿轮支承（图5-14c ）
1）圆锥滚子大端向内，↓跨度d c + 2) d c +≮70%2D
3) c ≥d →载荷平均分配
4) 大从动锥齿轮背设辅助支承销, 间隙0.25mm （图5-15） 5）齿轮受载变形或位移的许用偏移量（图5-16） 二、主减速器基本参数选择与计算载荷确定 （一）计算载荷的确定
锥齿轮切齿法有格里森和奥利康两种方法，以下仅介绍格里森齿轮计算载荷的三种方法 1、从动锥齿轮的计算转矩Tc
1）按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩Tce ：
n
i i i k T k i T T f e d G se ce η
η01max 01=
= (5-4)
2）按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcs
m m r ss cs i r m G i T T η?2
201'=
= （5-5）
3）按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcf
n
i r F i T T m m t t sf cf η=
=01 （5-6）
4）计算转矩取值Tc
计算最大应力：[]cs ce c T T T ,min = 计算疲劳寿命：f c c T T = 2、主动锥齿轮间的计算转矩z T
G
c z i T T η0=
（5-7）
式中：G η—主、从动锥齿轮间的传动效率，对弧齿锥G η=95%，双曲面60>i 时，G η=85%；6
0≤i 时，G η=90%
(二)锥齿轮主要参数的选择：
1、主、从动锥齿轮齿数z 1，z 2：
1）z 1与z 2不应有公约数（以使主动轮各齿与从动轮各齿都能啮合，磨合均匀） 2）z 1+z 2≥40，（以得到理想的重合度，高的轮齿弯曲强度）
3）z 1不能太小：乘z 1≮9，商z 1≮6（以使啮合平稳，噪声小，疲劳强度高） 4）i 0较大时，z 1尽量取小，以↑离地间隙 5）对不同的i 0，z 1与z 2搭配适宜
2、从动锥齿轮大端分度圆直径D 2和端面模数s m ：
1）D 2：↑D 2，↓离地间隙；
↓D 2，影响跨置式主动齿轮前支承座安装空间和差速器安装↓ 初选择经验公式：
)85(322-=mm Tc
K D D
从动齿轮计算转矩，[]cs ce c T T T ,min = 直径系数，取13.0-15.3
2）s m ：2
2
z D m s =
（5-9） s m 应使3
)4.03.0(c s T m -= （5-10）
3、主、从动锥齿轮齿面宽b 1,b 2 1）齿宽b 过宽的影响：
A 、使小端齿槽宽↓→切削刀头顶面宽↓，刀尖圆角↓→↓齿根圆角半径，↑应力集中，↓刀具寿命
B 、因安装偏差或制造变形等原因，出现负荷集中于轮齿小端→小端过早损坏和疲劳损伤
C 、装配空间↓
2）齿宽b 过窄的影响：→轮齿表面耐磨性↓ 3）推荐：b 2≤0。3 A ，且 b 2≤10s m ,
或b 2=0.155D 2
对 螺旋锥b 1>110%b 2
4、双曲面齿轮副偏移距E
1）影响： E 过大→纵向滑动大→引起齿面早期磨损和擦伤
E 过小→不能发挥优点
2）推荐：乘、m a 小的商E ≤0.2D 2，且E ≤40%A
m a 小的商E ≤（0.10～0.12）D 2，且E ≤20%A
3）上下偏移：
5、中点螺旋角β：齿面宽中点螺旋角 单个锥齿轮：大端β大，小端β小
一对锥齿轮：弧齿锥，m m 21ββ=
双曲面 β1>β2，偏移角ε=β1-β2
1）影响：
齿面重合度系数F ε↑→传动平稳，噪声低，F ε=1.5-2最好
β↑ 轮齿强度↑
轮向力↑
2）取值：常取β=35°～40°
乘：取较大（平稳，噪声）
商：取较小（防轴向力过大），通常35度
6、螺旋方向
1）左、右旋:A 、从锥顶看，齿形从中心线上半部从小端至大端向右倾斜为右旋 B 、主、从动轮的螺旋向相反
2）螺旋方向和主动齿轮转向影响主动齿轮所轴向力方向（加图）
3）旋向选择：根据轴向力确定，当汽车前进时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶点，即使主
从动齿轮有分离趋势，否则使两齿轮靠紧，引起齿轮卡住（图5-17）
4）汽车主减速器小锥齿轮旋向一般为左旋，大齿轮为右旋（∵发动机转向与小锥一致） 7、法向压力角α
1）α↑，齿轮强度↑，min z ↓
2）对小尺寸齿轮, α↑→齿顶易变尖，刀尖宽度过小,齿轮端面ε↓ 3）对小负荷齿轮, 采用小α，使运动平稳，噪声↓ 4） 弧齿锥 双曲面
乘 ?'?160314或??2019，
商?20或0322'?032220'??，
三、锥齿轮的强度计算
四、锥齿轮轴承的载荷计算 1.锥齿轮齿面上的作用力
锥齿轮啮合齿面上作用的法向力可分解为：沿齿轮切线方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。 （1）齿宽中点处的圆周力
五、锥齿轮材料
1、驱动轿锥齿轮特点：载荷大，作用时间长，变化多，有冲击
2、要求：1）弯曲和接触强度高，表面硬度高 2）蕊部韧
3）锻、切削、热处理性能良好
4）选用含锰、钒、硼、钛、钼、硅的合金钢 3、材料用渗碳合金钢：20CrMnTi 20MnVB 20MnTiB
22CrNiMo 16SiMn 2WmoV 4、渗碳钢特点：
优：1）表面可为硬化层、耐磨、抗压、蕊软→弯曲和接触强度高，表面硬度高 2）本身含碳量低，易于锻、切 缺：1）热处理费用高
2）基软、受载大时易产生塑性变形
3）如蕊、面含碳量差别多，易引起表面硬化层剥落。
措施：为改善新齿轮的磨合，防止出现早期磨损、擦伤、胶合或咬死、锥齿轮常常在热处理及精加工后，作磷化处理或镀铜、镀锡。
喷丸处理可提高寿命25%
滑动速度大的可表面硫化处理，以提高耐磨性
§5-4差速器设计
功用：两输出轴间分配转矩，可差速转动
型式：齿轮式（普通锥齿轮，摩擦片、强制锁止式）
凸轮式 蜗轮式
牙嵌式自由轮 一、结构型式选择：
（一）对称锥齿轮式差速器：普通锥齿轮式，摩擦片式和强制锁止式 1、普通锥齿轮差速器：结构简单，工作可靠，应用广泛 1）锁紧系数k
图5-20，差速器壳角速度0ω，两半轴1ω、2ω
∴0212ωωω=+
若 02=ω，则212ωω=（一侧半轴不转）
00=ω，则21ωω-=（差速器壳不转，仅当修理时出现，左右半轴等速反向转动）
根据力矩平衡： T 1+T 2=T 0 （1）
外加转矩 两半轴对差速器的反转矩 T 2- T 1=T r 内摩擦力矩 （2） 锁紧系数o
r
T T k =
2)慢、快转两半轴的转矩比k b
联立（1）、（2）
)1(5.001k T T -= (3)
)1(5.002k T T += (4) (5-26)
如Tr=0 T 1=T 2
Tr ≠0 T 2>T 1 (T 2为慢转半轴力矩)
慢、快转半轴的转矩比()()k
k
T T k b -+=
==
113412
3）普通锥齿轮差速器的k 、k b ： 锁紧系数k=0.05～0.15
两半轴转矩比k b =1.11～1.35
说明左、右半轴的转矩差别不大，可认为分配给两半轴的转矩大致相等。 应用：
当汽车在/好路上行驶时，这样的分配比例无论对于直线行驶或转弯行驶都是合适的。 但当一侧路面的附着系数很小，另一侧与地面有良好的附着，无法发挥潜在的牵引力以致汽车停驶。
2、摩擦片式差速器 1)构造特点
为增加内摩擦力矩，在半轴齿轮和差速器壳体间加装摩擦片 2)k 、k b k=0.6，k b =4
3)特性：可明显提高通过性 3、强制锁止式差速器 1)构造特点：
加装差速锁，使差速器不起作用 2）使用：
驶入难行驶路前，操纵差速锁锁止式差速器；
驶出难行驶路，刚进入较好路时，及时将差速器松开 3）优：
A 、提高最大牵引力：
4*2汽车，两驱动轮行驶路面附着系数分别为ψ和ψmin ,G 2为驱动桥上负荷 对普通锥齿轮差速器：最大牵引力 F t =G 2ψmin /2+G 2ψmin /2=G 2ψmin , 对强制锁止式差速器：最大牵引力 F t =G 2ψ/2+G 2ψmin /2=G 2(ψ+ψmin )/2 最大牵引力提高(ψ+ψmin )/2ψmin , B 、可利用原差速器结构 C 、结构简单，操作方便
4）局限：如左右车轮均处低附着系数路面，虽锁住差速锁，但牵引力仍超附着力，汽车无法行驶
二、普通锥齿轮差速器齿轮设计 （一）主要参数
1、行星齿轮数n ：承载不大n=2，承载大n=4
2、行星齿轮球面半径R b ：反映锥齿轮节锥距的大小和承载能力，经验方式：
3d b b T K R
min [Tce,Tcs],计算转矩
行星齿轮球面半径系数，K b =2.5-3.0 n=4的乘，商取小 n=2的乘，越、矿取大 节锥距A 0=0.98～0.99R b
3、行星齿轮齿数Z 1，半轴齿轮齿数Z 2
Z 1≮10，半轴齿轮齿数Z 2=14～25，大多数汽车Z 2/Z 1=1.5～2 两半轴齿轮齿数和/n=整数，否则不能装配 4、节锥角：行星齿轮r 1=arctg （Z 1/Z 2）
半轴齿轮r 2=arctg(Z 2/Z 1) 大端端面模数：220110sin 2sin 2γγ???
?
??=????
??=Z A Z A m 5、压力角：大都22°30′
m a 较大的商：25° 6、行星齿轮轴直径d 及支承长度L
d
c nr T
d ][1.110*3
0σ=
式中：T 0–差速器壳传递的转矩；[σc ] - 行星齿轮支承面允许挤压应力；n -行星齿轮数；
r d –行星齿轮支承面中点到锥顶距离
（二）差速器齿轮强度设计
差速器齿轮不像主减速器齿轮那样一直处于啮合传动状态，齿面的接触疲劳破坏一般不发生，故只进行轮齿弯曲强度计算
§5-5 车轮传动装置设计 1、功用：传转矩给车轮
2、主要零件：断开式或转向驱动桥：万向传动装置
非断开式：半轴
一、结构形式分析：
1、半浮式半轴（图5-31a ）：外端直接受轴承约束，承受弯矩大，用于乘、m a 较小商
2、3/4浮式半轴（图5-31b ）：外端通过套管受轴承约束，受弯矩较小，用于乘、m a 较小商
3、全浮式半轴（图5-31c ）：外端联轮毂再受轴承约束，理论上只受转矩，用于m a 较大商 “浮”表示不受弯矩，只受转矩 二、半轴计算（图5-31）
（一）全浮式半轴：按车轮?M 附着力矩计算扭转切应力τ和半轴转角θ，车轮附着力矩?M
2
22?
?r r G m M ，= （5-43）
式中： G 2——驱动桥上静负荷
，2m ——负荷转移系数
r r ——车轮滚动半径
?——附着系数
MPa d
M d I M P 7005001623
-==?=π?τ? (5-44) ?-==
156180π
θ?p GI l M (5-45)
式中：d ——半轴直径
l ——半轴长度
I P ——半轴断面极惯性矩
（二）半浮式半轴：应考虑三种载荷工况：
1。纵向力F x2 (牵引力或制动力)最大，侧向力F y2=0
2.12
2
222=''=
m G m F z 取
8.02/22
22取???G m F F z x '==
???
???
?==+=
?+=324
23
222242
2221632/2/3264/2d r F d d r F d F F a d d a F F r
x r x z x z x w ππτππσ (5-46) 式中：a —轮毂支承轴承到车轮中心平面之间的距离 合成应力2
2
4τ
σσ+=w n （第三强度理论）
2、侧向力F y2最大和F x2=0 （侧滑时）
1）此时外、内车轮上的总侧向力为12?G （附着力） 2）外、内车轮上的垂直反力
???
? ??+=12220
5.0?B h G F g z
2022z i z F G F -=
式中：h g — 汽车质心高度
B 2— 后轮距
1?— 侧滑附着系数
外、内轮上的侧向力为
12212020??i z i y z y F F F F ==， （5-49）
外、内轮半轴的弯曲应力w σσ,0
()()?????+=-=3
223
2020/32/32d
a F r F d
a F r F i z r i y i z r y o πσπσ （5-50） 3）汽车通过不平路面，垂直力2Z F 最大，纵向力02=X F ，侧向力02=y F
2
2
2kG F z =
（5-51） 式中，k —动载系数，乘1.75,货2.0，越 2.5
半轴的弯曲应力：
3
23
21632
/
d
a
kG d a F z ππσ=
= （5-52） （三）3/4浮式半轴
与半浮式类似，但危险断面位于半轴与轮毂相配表面的内端。 应对花键验算 四、半轴结构设计
§5-6驱动桥壳设计
二、强度计算
危险断面在钢板弹簧座附近（全浮式：桥壳端部的轮毂轴承座根部也应列为危险断面。）
接合轮5的短齿与固定在主减速器上的接合齿环相接合，太阳轮1就与主减速器壳联成一体，并与行星齿轮架3的内齿环分离，而仅与行星齿轮4啮合。于是，行星机构的太阳轮成为固定轮，与从动锥齿轮联成一体的齿圈2为主动轮，与差速器左壳联在一起的行星齿轮架3为从动件，行星齿轮起减速作用。
啮合套的接合轮5与固定在主减速器壳上的接合齿环分离，太阳轮1与行星齿轮4及行星齿轮架3的内齿环同时啮合，从而使行星齿轮无法自转，行星齿轮机构不再起减速作用。
图5-18为主动锥齿轮齿面受力图。其螺旋方向为左旋，从锥顶看旋转方向为逆时针。F T 为作用在节锥面上的齿面宽中点A 处的法向力；在A 点处的螺旋方向的法平面内，F T 分解成两个相互垂直的力F N 和F f 。F N 垂直于OA 且位于∠OOA 所在的平面，F f 位于以OA 为切线的节锥切平面内。F f 在此切平面内又可分解成沿切线方向的圆周力F 和沿节锥母线方向的力Fs 。F 与F f 之间的夹角为螺旋角β，F T 和F f 之间的夹角为法向压力角α
第一章汽车总体设计 1-2：前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操纵机构简单，整车m小，低制造难度后置后驱优：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。 1-3：汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数：汽车的主要参数分三类：尺寸参数，质量参数和汽车性能参数1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。2）质量参数：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。3）性能参数：(1) 动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距(2) 燃油经济性参数(3) 汽车最小转弯直径(4) 通过性几何参数(5) 操纵稳定性参数(6) 制动性参数(7) 舒适性 1-6、具有两门两座和大功率发动机的运动型乘用车（跑车），不仅仅加速性好，速度又高，这种车有的将发动机布置在前轴和后桥之间。试分析这种发动机中置的布置方案有哪些优点和缺点？（6分）优点：(1)将发动机布置在前后轴之间，使整车轴荷分配合理； （2）这种布置方式，一般是后轮驱动，附着利用率高； （3）可使得汽车前部较低，迎风面积和风阻系数都较低； （4）汽车前部较低，驾驶员视野好
缺点：（1）发动机占用客舱空间，很难设计成四座车厢； （2）发动机进气和冷却效果差 第二章离合器设计 2-3后备系数β：反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。 选择β的根据：1）摩擦片摩损后, 离合器还能可靠地传扭矩 2）防止滑磨时间过长（摩擦片从转速不等到转速相等的滑磨过程） 3）防止传动系过载4）操纵轻便 2-4膜片弹簧弹性特性有何特点？影响因素有那些？工作点最佳位置如何确定？答；膜片弹簧有较理想的非线形弹性特性，可兼压紧弹簧和分离杠杆的作用。结构简单，紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；高速旋转时压紧力降低很少，性能较稳定，而圆柱螺旋弹簧压紧力降低明显；以整个圆周与压盘接触，压力分布均匀，摩擦片接触良好,磨损均匀；通风散热性能好，使用寿命长；与离合器中心线重合，平衡性好。影响因素有：制造工艺，制造成本，材质和尺寸精度。2-5今有单片和双片离合器各一个，它们的摩擦衬片内外径尺寸相同，传递的最大转距Tmax也相同，操纵机构的传动比也一样，问作用到踏板上的力Ff是否也相等？如果不相等，哪个踏板上的力小？为什么？答：不相等。因双片离合器摩擦面数增加一倍，因而传递转距的能力较大，在传递相同转距的情况下，踏板力较小。
第一章 一、简答题：1. 总体设计的任务？ 2. 总体设计的工作顺序？ 3. 设计任务书包括哪些内容？4. 按发动机的位置分，汽车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？ 5. 按发动机的相对位置分，汽车有哪几种布置型式，各自特点如何？ 6. 大客车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？ 7. 轿车的布置型式有哪几种？ 8. 简要回答汽车轴距的长短会对汽车的性能产生哪些影响？ 9. 简要回答汽车轮距的大小会对汽车产生哪些影响？单就货车而言，如何确定其前后轮距？10. 前后悬的长短会对汽车产生哪些影响？ 11. 各种车辆的汽车装载质量（简称装载量）是如何定义的？12. 什么叫整车整备质量？ 13. 汽车轴荷分配的基本原则是什么？14. 汽车的动力性参数包括哪些？ 15. 按汽缸排列的形式来分，发动机有哪几种型式？简述各自的特点？ 16. 轮胎的型号应如何选择？17. 简述画转向轮跳动图的目的？ 18. 简述画传动轴跳动图的目的？19. 简述采用独悬架时转向轮跳动图的画法？ 20. 简述转向传动装置与悬架共同工作校核图的目的，并介绍当前悬架用纵置钢板弹簧时的校核方法？ 第二章离合器设计 一、计算题
1. 某汽车采用普通有机摩擦材料做摩擦片的单片离合器。已知： 从动片外径D= 355.6mm从动片内径d = 177.8mm摩擦系数μ =0.25 摩擦面单位压力P =0.16N/mm 求该车离合器可以传递的最大摩擦力矩。 2. 某厂新设计一载重量为4t 的农用汽车，其发动机为6100Q 水冷柴油机，发动机最大扭矩Me =340N ·m/1700~1800 转/ 分。试初步确定离合器的结构型式及主要尺寸。（取μ =0.25 ） 3. 验算CA —— 140 型汽车离合器参数： 已知：离合器为双片式，摩擦片D= 280mm ，d= 165mm μ =0.25 铆钉孔一面36 个，坑径= 9.5mm压紧弹簧数I =12自由高度H= 70.5mm 弹簧外径30mm ，钢丝直径 3.75mm有效圈数 6.5 工作高度42mm ，（负载490~570N ） 发动机扭矩：Me =N · m 操纵机构尺寸：（教材P101 ，图3-30 ） a= 436mm b= 110mm ，C= 90mm d= 40mm ，e= 92mm f= 22.5mm ， S = 3mm S= 0.8mm ，
第三章测验题（一） 一、选择题（每题5分，共60分） 1、变速器的一挡与倒挡齿轮，都应当布置在靠近（）。 （A）轴的前部 （B）轴的后部 （C）轴的中间 （D）轴的支承处 2、一些乘用车变速器齿轮采用两种压力角，即（）。 （A）高挡齿轮采用小压力角以减少噪声，低挡齿轮采用大压力角以增加强度（B）高挡齿轮采用大压力角以增加强度，低挡齿轮采用小压力角以减少噪声（C）高挡齿轮采用小压力角以增加强度，低挡齿轮采用大压力角以减少噪声（D）高挡齿轮采用大压力角以减少噪声，低挡齿轮采用小压力角以增加强度3、齿轮轮齿受到足够大的冲击载荷作用，容易造成（）。 （A）轮齿折断 （B）齿面疲劳剥落（点蚀） （C）移动换挡齿轮端部破坏 （D）齿面胶合 4、求中间轴式变速器轴的支反力时，应该（）。 （A）先求第一轴的支点反作用力，再求第二轴的支点反力 （B）先求第二轴的支点反作用力，再求第一轴的支点反力 （C）第一轴、第二轴的支点反力同时求出 （D）第一轴、第二轴的支点反力独立求出 5、随着螺旋角的增大，齿轮轮齿的抗弯强度（）。
（A）逐渐增大 （B）逐渐减小 （C）先增大，再减小 （D）先减小，再增大 6、轮齿工作时齿面相互挤压，齿面细小裂缝中的润滑油油压升高，将导致（）。（A）轮齿折断 （B）齿面疲劳剥落（点蚀） （C）移动换挡齿轮端部破坏 （D）齿面胶合 7、在惯性式同步器中，弹性元件的作用是（）。 （A）产生摩擦力矩 （B）使有关部分保持在中立位置 （C）产生压紧力 （D）阻碍换挡 8、采用滑动齿轮换档时，齿轮与轴之间的连接花键应采用（）。 （A）渐开线齿形 （B）圆弧齿形 （C）矩形 （D）三角形 9、随着螺旋角的增大，齿轮轮齿的接触强度（）。 （A）逐渐增大 （B）逐渐减小 （C）先增大，再减小
华南理工大学《汽车设计》作业题 第一章汽车总体设计 1.货车按发动机位置不同分几种？各有何优缺点？ 2.货车按驾驶室与发动机相对位置不同分几种？各有何优缺点？ 3.大客车按发动机位置不同布置形式有几种？各有何优缺点？ 4.轿车的布置形式有几种？各有何优缺点？ 5.根据气缸的排列形式不同，发动机有几种？各有何优缺点？ 6.根据冷却方式不同，发动机有几种？各有何优缺点？ 7.汽车的质量参数包括哪些参数？各自如何定义的？ 8.汽车轴距的确定原则是什么？影响轴距大小的主要因素有哪些？ 9.汽车轮距大小不同对什么问题有影响？影响轮距的因素有哪些？ 10.画汽车总布置图用到的基准线（面）有哪些？各基准应如何确定？ 11.影响车架宽度的因素有哪些？车架纵梁的断面形式有几种？
第二章离合器设计 12.设计离合器、离合器操纵机构需要满足哪些基本要求？ 13.盘形离合器有几种？各有何优缺点？ 14.离合器的压紧弹簧有几种形式？各有何优缺点？ 15.离合器的压紧弹簧布置形式有几种？各有何优缺点？ 16.离合器的摩擦衬片与从动钢板的连接方式有几种？各有何优缺点？ 17.离合器的操纵机构有几种？各有何优缺点？ 18.离合器的后备系数的定义及影响取值大小的因素有哪些？ 19.离合器的主要参数有哪些？ 20.影响选取离合器弹簧数的因素有哪些？ 21.膜片弹簧的弹性特性是什么样的？主要影响因素是什么？工作点最佳位置应如何确定 22.离合器的踏板行程对什么有较为重要的影响？ 23.要满足离合器主动与从动部分分离彻底可采取哪些措施? 24.要使离合器接合平顺可采取哪些措施？ 25.要使离合器吸热能力高，散热能力好可采取哪些措施？ 26.增加离合器的外径尺寸对离合器及整车的性能有何影响？
第一章汽车总体设计 1.开发流程：商品计划、概念设计、工程设计、样车试验、投产启动、销售 2．FF发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛应用，其原因究竟是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛应用，其原因又是什么？ 答：⑴对于乘用车来说主要是因为①前桥轴荷大，有明显的不足转向性；②越过障碍的能力高；③动力总成结构紧凑，有利于提高乘坐舒适性；④提高汽车的机动性；⑤散热条件好；⑥行李箱空间大；⑦容易改装；⑧供暖效率高；⑨操纵机构简单；⑩整备质量减轻，降低制造难度；缺点：前轮驱动并转向需要采用等速万向节，结构制造工艺复杂；前桥负荷重，并且前轮是转向轮，工作环境恶劣，轮胎寿命短；上坡时驱动轮附着力小，爬坡能力低，驱动轮易打滑丧失操纵稳定性；后轮易抱死引起汽车侧滑；维修保养接近性差；发生正面碰撞，对发动机损坏大，维修费用高。 ⑵商用车：①较好地隔绝发动机的气味、热量、噪声和振动；②检修发动机方便；③轴荷分配合理，同时可改善车厢后部的乘坐舒适性；④车厢面积利用较好（发动机横置）；⑤能够在地板下方设置体积很大的行李箱（城间客车）；⑥降低地板高度（市内客车）；⑦传动轴长度短。 3为什么要有五条基准线缺一不可？答：确定整车的零线、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。车架上平面线；前轮中心线；汽车中心线；地面线；前轮垂直线。 第二章离合器 1、离合器在传动系中的作用。 答：离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中收到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 2、离合器设计要求：答：⑴在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载；⑵接合时要完全、平顺、柔和、保证汽车起步时没有抖动和冲击；⑶分离时要彻底、迅速；⑷从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损；⑸应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命；⑹应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力；⑺操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳；⑻作用在从动盘上的总压力和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能；⑼具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长；⑽结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。 3、膜片弹簧有什么特点？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？答：（1）①膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性，弹簧压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变，相对圆柱螺旋弹簧，其压力大力下降，离合器分离时，弹簧压力有所下降，从而降低了踏板力。②兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。③高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。④以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，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。（2）影响弹性特性的主要因素有：①比值H/h ②比值R/r 和R、r ③圆锥底角Q ④膜片弹簧工作点位置⑤分离指数目n ⑥膜片弹簧小端内半径r0及分离轴承作用半径rf ⑦切槽宽度δ1δ2及半径re的确定⑧压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定（3）工作点位置的确定：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Δλ范围内的压紧力从F1B到F1A变化不大，当分离时，膜片弹簧工作点从B变到C，为最大限度的减小踏板力，C点应尽量靠近N点。
第一章汽车总体设计 1．汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各质量参数是如何定义的？ 答：汽车的主要参数有尺寸参数、质量参数和性能参数。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。质量参数包括整车整备质量m、载质量、质量参数、汽车总质量和轴荷分配。性能参数包括动力性参数、燃油经济性参数、最小转弯直径、通过性几何参数、稳定操作性参数、舒适性。 参数的确定：①整车整备质量m：车上带有全部装备（包括备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人的整车质量。②汽车的载客量：乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座。③汽车的载质量：在硬质良好路面上行驶时，允许的额定载质量。④质量系数：载质量与整车整备质量之比，⑤汽车总质量：装备齐全，且按规定满客、满载时的质量。⑥轴荷分配：汽车在空载或满载静止时，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可用占空载或满载总质量的百分比表示。 2.发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是什么？ 答：前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操纵机构简单，整车m小，低制造难度后置后驱优点：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。 3．何为轮胎的负荷系数，其确定原则是什么？ 答：汽车轮胎所承受的最大静负荷值与轮胎额定负荷值之比称为轮胎负荷系数。确定原则：对乘用车，可控制在0.85-1.00这个范围的上下限；对商用车，为了充分利用轮胎的负荷能力，轮胎负荷系数可控制在接近上限处。前轮的轮胎负荷系数一般应低于后轮的负荷系数。 4.在绘总布置图时，首先要确定画图的基准线，问为什么要有五条基准线缺一不可？各基准线是如何确定的？如果设计时没有统一的基准线，结果会怎样？ 答：在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认各总成的外形尺寸、结构、布置形式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求，悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。因此要有五条基准线才能绘制总布置图。 绘图前要确定画图的基准线(面)。确定整车的零线(三维坐标面的交线)、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。确定整车的零线、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。 1.车架上平面线；2.前轮中心线；3.汽车中心线；4.地面线；5.前轮垂直线。 5.将结构与布置均适合右侧通行的汽车，改为适合左侧通行的汽车，问此时汽车上有哪些总成部件需重新设计或布置？ 答：①发动机位置（驾驶员视野）②传动系③转向系④悬架⑤制动系⑥踏板位置⑦车身内部布置 6.总布置设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容与意义是什么？ 答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查 意义：由于汽车是由许多总成组装在一起，所以总体设计师应从整车角度出发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。 第二章离合器设计
第一章汽车的总体设计 一、简答题： 1. 总体设计的任务？ 2. 总体设计的工作顺序？ 3. 设计任务书包括哪些内容？ 4. 按发动机的位置分，汽车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？ 5. 按发动机的相对位置分，汽车有哪几种布置型式，各自特点如何？ 6. 大客车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？ 7. 轿车的布置型式有哪几种？ 8. 简要回答汽车轴距的长短会对汽车的性能产生哪些影响？ 9. 简要回答汽车轮距的大小会对汽车产生哪些影响？单就货车而言，如何确定其前后轮距？ 10. 前后悬的长短会对汽车产生哪些影响？ 11. 各种车辆的汽车装载质量（简称装载量）是如何定义的？ 12. 什么叫整车整备质量？ 13. 汽车轴荷分配的基本原则是什么？ 14. 汽车的动力性参数包括哪些？ 15. 按汽缸排列的形式来分，发动机有哪几种型式？简述各自的特点？ 16. 轮胎的型号应如何选择？ 17. 简述画转向轮跳动图的目的？ 18. 简述画传动轴跳动图的目的？
19. 简述采用独悬架时转向轮跳动图的画法？ 20. 简述转向传动装置与悬架共同工作校核图的目的，并介绍当前悬架用纵置钢板弹簧时的校核方法？ 第二章离合器设计 一、计算题 1. 某汽车采用普通有机摩擦材料做摩擦片的单片离合器。已知： 从动片外径D= 355.6mm 从动片内径d = 177.8mm 摩擦系数μ =0.25 摩擦面单位压力P =0.16N/mm 求该车离合器可以传递的最大摩擦力矩。 2. 某厂新设计一载重量为4t 的农用汽车，其发动机为6100Q 水冷柴油机，发动机最大扭矩Me =340N ·m/1700~1800 转/ 分。试初步确定离合器的结构型式及主要尺寸。（取μ =0.25 ） 3. 验算CA —— 140 型汽车离合器参数： 已知：离合器为双片式， 摩擦片D= 280mm ，d= 165mm μ =0.25 铆钉孔一面36 个，坑径= 9.5mm 压紧弹簧数I =12
第一章汽车的总体设计 汽车的主要参数包括尺寸参数，质量参数和汽车性能参数。 ★汽车质量参数的确定 1 整车整备质量m0 整车整备质量是指车上带有全部装备，加满水，燃料，但没有载货和载人的整车质量。 2 载客量 汽车的载客量是指在影之路面上行驶时所允许的额定载人数。 3载质量m e 汽车的载质量是指在影之路面上行驶时所允许的额定载质量。 4 质量系数ηm0 质量系数是指汽车载质量与整车整备质量的比值，即ηm0=m e／m0。ηm0值越大，说明该车的结构的制造工艺越先进。 5 汽车总质量m a 汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量 6 轴荷分配 汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，个车轴对支撑平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载哦那个质量的百分比来表示。 汽车性能参数的确定（了解） 1 动力性参数汽车动力性参数包括最高车速V max、加速时间t,上坡能力、比功率和比转矩等。 ①加速时间t汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大加速度加速到一定车速所用去的时间，称为加速时间。 ②上坡能力用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数i max来表示汽车的上坡能力。 ③汽车的比功率P b和比转矩T b 比功率是汽车所装发动机的标定最大功率P emax与汽车最大总质量m a之比。即P b=P emax/m a。它可以综合反映汽车的动力性，比功率大的汽车加速性能要好于比功率小的汽车。比转矩T b是汽车所装发动机的最大转矩T emax与汽车总质量m a之比，T b=T emax/m a。它能反映汽车的牵引能力。 2 燃油经济性参数汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量来评价。该值越小燃油经济性越好。 3 汽车最小转弯直径D min 转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径，称为汽车最小转弯直径D min。D min用来描述汽车转向机动性，是汽车转向能力和安全能力的一项重要指标。 4 通过性几何参数有；最小离地间隙h min，接近角γ1，离去角γ2，纵向通过半径ρ1等。 5 操纵稳定性参数 ①转向特性参数为了保证有良好的操纵稳定性，汽车应具有一定程度的不足转向。 ②车身侧倾角 ③制动前倾角 6 制动性参数 7 舒适性汽车应为乘员提供舒适的乘坐环境和方便的操纵条件，称为舒适性。 8 汽车的布置形式：㈠乘用车的布置形式乘用车的布置形式的主要有发动机前置前轮驱动，发动机前置后轮驱动，发动机后置后驱三种。①发动机前置前轮驱动，优点：前桥轴荷大，有明显的不足转向性能；越障能力高；动力总成结构紧凑；舒适性好；轴距可缩短，
第七章测验题（一） 一、名词解释（每题10分，共30分） 1、转向器的正效率 2、转向器的力传动比 3、转向系角传动比 二、选择题（每题10分，共30分） 1、变传动比的齿轮齿条式转向器从中部向两端传动比逐渐变大，则（）。（A）齿条模数减小，压力角增大 （B）齿条模数增大，压力角减小 （C）齿条模数、压力角都增大 （D）齿条模数、压力角都减小 2、循环球式转向器螺杆导程角增加，则（）。 （A）正、逆效率均减小 （B）正、逆效率均增大 （C）正效率增大、逆效率减小 （D）正效率减小、逆效率增大 3、转向器的角传动比增大，则力传动比（）。 （A）也随之增加 （B）也随之减小 （C）先增加再减小 （D）先减小再增加 三、问答题（共40分） 1、什么是转向器传动间隙特性？其变化特点是什么？为什么？（10分）
2、与其它形式转向器比较，齿轮齿条式转向器的主要优点是什么？（10分） 3、试解释为什么普通转向器存在“轻”和“灵”的矛盾？（20分）
第七章测验题（一）参考答案 一、名词解释（每题10分，共30分） 1、转向器的正效率 功率从转向器的转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率。 2、转向器的力传动比 从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，称为力传动比ip，即ip =2Fw/ Fh。 3、转向系角传动比 转向盘角速度与同侧转向节偏转角速度之比称为转向系角传动比。 二、选择题（每题10分，共30分） 1、 D 2、 B 3、 A 三、问答题（共40分） 1、什么是转向器传动间隙特性？其变化特点是什么？为什么？（10分） 答： 传动间隙是指各种转向器中传动副之间的间隙。该间隙随转向盘转角的大小不同而改变，并把这种变化关系称为转向器传动副传动间隙特性。 传动副的传动间隙特性应当设计成中间小，离开中间位置以后逐渐加大的形状。 这样既可以保证汽车直线行驶稳定性，还可以保证磨损后调整时，转向器无卡住现象。 2、与其它形式转向器比较，齿轮齿条式转向器的主要优点是什么？（10分） 答： 1、结构简单、紧凑，制造成本低； 2、传动效率高；
第四章、 第五章 1. 汽车安装具有差速锁的普通圆锥齿轮差速器比安装无差速锁的普通 圆锥齿轮差速器通过性更好。（√）P158 2. 双曲面齿轮主减速器，主从动锥齿轮轴线存在偏移距，主动齿轮副 中点的螺旋角应等于从动齿轮副中点的螺旋角。（×）P151 3. 在双十字轴万向节传动中，只要传动轴布置满足：二万向节叉同平 面，21αα=，就可以等速传动。因此，设计中可以不考虑α的大小。 （×）P124 十字轴万向节传动的α不能太大 4. 双曲面齿轮传动的主减速器，主从动锥齿轮轴线存在偏移距，二齿 轮副中点螺的旋角是相等的。（×）P151 5. 在双十字轴万向节传动中，只要传动轴布置满足：⑴二万向节叉同 平面，⑵21αα=，就可以等速传动，因此，设计中可以不考虑α的 大小。（×）P124 十字轴万向节传动的α不能太大 6. 汽车传动轴的计算载荷有三种不同的计算方法，其中按 取发动机最 大转矩和一挡传动比以及按驱动轮打滑的载荷 之间的最小值 ，用于传动轴的静强度校核。P126 7. 多万向节传动中，当量夹角 321αααα±±=e ，式中各α的正负 号确定如下：如果该万向节主动叉平面与第一万向节主动叉平面重合，其α的运算符号为 正 ；如果该万向节主动叉平面于第一万向节主动叉平面 垂直 ，其α的运算符号为负号。P125 8. 主减速器小齿轮支承有两种方案，一是悬臂式，另一种是 跨置式 。 前者由一对锥轴承支承，为提高支承刚度，布置时应使锥轴承的
圆锥滚子的大 端向外。P147 9. 对于装有强制锁止式差速器的4×2型汽车，假设一驱动轮行驶在低 附着系数min ?的路面上，另一驱动轮行驶在高附着系数?的路面上， 这样装有普通锥齿轮差速器的汽车所能发挥的最大牵引力t F 为 min 2min 2min 222???G G G F t =+=，式中，2G 为驱动桥上的负荷。如果 差速器完全锁住，则汽车所能发挥的最大牵引力t F '为 ， 采用差速锁将普通锥齿轮差速器锁住，可使汽车的牵引力提高，从而提高了汽车通过性。P158 10. 在双万向节传动中，输入轴与输出轴等速传动条件为：保证与传动 轴相连的两万向节叉处在同一平面内和 21αα= 。P124 11. 在设计传动轴时，传动轴的尺寸选择应保证传动轴有高的临界转速。 传动轴临界转速由传动轴的内外径和 结构和支承情况 决定的。P132 12. 目前汽车万向传动轴上普遍采用的球叉式等速万向节可分为直槽滚 道型和 圆弧槽滚道型 。P118 13. 与弧锥齿轮传动相比，双曲面齿轮齿面压力和摩擦功较大，可能导 致油膜破坏和齿面烧结，抗胶合能力降低。因此，需要选用 _可改善油膜强度和带有防刮伤添加剂的双曲面齿轮油_的齿轮油进行润滑。P139 14. 对汽车的转向驱动桥而言，要求采用等速万向节传递动力，因此应 该选用（ D ）万向节。A. 十字轴万向节； B. 凸块式万向节； C. 挠性万向节； D. 球笼式万向节。 P115
第一章汽车总体设计 1-1:在绘总布置图时，首先要确定画图的基准线，问为什么要有五条基准线缺一不可？各基准线是如何确定的？如果设计时没有统一的基准线，结果会怎样？ 答：在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认各总成的外形尺寸、结构、布置形式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求，悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。因此要有五条基准线才能绘制总布置图。 1-2：发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是什么？ 答：前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操纵机构简单，整车m小，低制造难度后置后驱优点：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。 1-3：汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各参数是如何定义的？ 答：汽车的主要参数分三类：尺寸参数，质量参数和汽车性能参数 1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。 2）质量参数：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。 3）性能参数：(1) 动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距 (2) 燃油经济性参数(3) 汽车最小转弯直径(4) 通过性几何参数(5) 操纵稳定性参数(6) 制动性参数(7) 舒适性 1-4：简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些什么问题或如何布置才是合理的？ 答：在绘总布置图时，按如下顺序：①整车布置基准线零线的确定②确定车轮中心（前、后）至车架上表面——零线的最小布置距离③前轴落差的确定④发动机及传动系统的布置⑤车头、驾驶室的位置⑥悬架的位置⑦车架总成外型及横梁的布置⑧转向系的布置⑨制动系的布置⑩进、排气系统的布置?操纵系统的布置?车箱的布置 1-5：总布置设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容与意义是什么？ 答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查 意义：由于汽车是由许多总成组装在一起，所以总体设计师应从整车角度出 发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。1-6、具有两门两座和大功率发动机的运动型乘用车（跑车），不仅仅加速性好，速度又高，这种车有的将发动机布置在前轴和后桥之间。试分析这种发动机中置的布置方案有哪些优点和缺点？ 优点：1将发动机布置在前后轴之间，使整车轴荷分配合理；2这种布置方式，一般是后轮驱动，附着利用率高；3可使得汽车前部较低，迎风面积和风阻系数都较低；4汽车前部较低，驾驶员视野好。 缺点：1发动机占用客舱空间，很难设计成四座车厢；2发动机进气和冷却效果差 第二章离合器设计 2-1：设计离合器及操纵机构时，各自应当满足哪些基本要求 答：1可靠地传递发动机最大转矩，并有储备，防止传动系过载2接合平顺3分离要迅速彻底4从动部分转动惯量小，减轻换档冲击5吸热和散热能力好，防止温度过高6应避免和衰减传动系扭转共振，并具有吸振、缓冲、减噪能力7操纵轻便8作用在摩擦片上的总压力和 摩擦系数在使用中变化要小9强度足，动平衡好10结构简单、紧凑，质量轻、工艺性好， 拆装、维修、调整方便 2-2：盘型离合器、离合器压紧弹簧和离合器压紧弹簧布置形式各有几种？它们各有哪些优缺点？答:
第一章汽车总体设计 1.汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各质量参数就是如何定义的？ 答:汽车的主要参数有尺寸参数、质量参数与性能参数。尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度与车厢尺寸。质量参数包括整车整备质量m、载质量、质量参数、汽车总质量与轴荷分配。性能参数包括动力性参数、燃油经济性参数、最小转弯直径、通过性几何参数、稳定操作性参数、舒适性。 参数的确定:①整车整备质量m:车上带有全部装备(包括备胎等),加满燃料、水,但没有装货与载人的整车质量。②汽车的载客量:乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座。③汽车的载质量:在硬质良好路面上行驶时,允许的额定载质量。④质量系数:载质量与整车整备质量之比, ⑤汽车总质量:装备齐全,且按规定满客、满载时的质量。⑥轴荷分配:汽车在空载或满载静止时,各车轴对支承平面的垂直负荷,也可用占空载或满载总质量的百分比表示。 2、发动机前置前轮驱动的布置形式,如今在乘用车上得到广泛采用,其原因究竟就是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用,其原因又就是什么？ 答:前置前驱优点:前桥轴荷大,有明显不足转向性能,越过障碍能力高,乘坐舒适性高,提高机动性,散热好,足够大行李箱空间,供暖效率高,操纵机构简单,整车m小,低制造难度后置后驱优点:隔离发动机气味热量,前部不受发动机噪声震动影响,检修发动机方便,轴荷分配合理,改善后部乘坐舒适性,大行李箱或低地板高度,传动轴长度短。 3.何为轮胎的负荷系数,其确定原则就是什么？ 答:汽车轮胎所承受的最大静负荷值与轮胎额定负荷值之比称为轮胎负荷系数。确定原则:对乘用车,可控制在0、85-1、00这个范围的上下限;对商用车,为了充分利用轮胎的负荷能力,轮胎负荷系数可控制在接近上限处。前轮的轮胎负荷系数一般应低于后轮的负荷系数。 4、在绘总布置图时,首先要确定画图的基准线,问为什么要有五条基准线缺一不可？各基准线就是如何确定的？如果设计时没有统一的基准线,结果会怎样？ 答:在绘制整车总布置图的过程中,要随时配合、调整与确认各总成的外形尺寸、结构、布置形式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求,悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。因此要有五条基准线才能绘制总布置图。 绘图前要确定画图的基准线(面)。确定整车的零线(三维坐标面的交线)、正负方向及标注方式,均应在汽车满载状态下进行,并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。确定整车的零线、正负方向及标注方式,均应在汽车满载状态下进行,并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。 1、车架上平面线;2、前轮中心线;3、汽车中心线;4、地面线;5、前轮垂直线。 5、将结构与布置均适合右侧通行的汽车,改为适合左侧通行的汽车,问此时汽车上有哪些总成部件需重新设计或布置？ 答:①发动机位置(驾驶员视野)②传动系③转向系④悬架⑤制动系⑥踏板位置⑦车身内部布置 6、总布置设计的一项重要工作就是运动校核,运动校核的内容与意义就是什么？ 答:内容:从整车角度出发进行运动学正确性的检查;对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查 意义:由于汽车就是由许多总成组装在一起,所以总体设计师应从整车角度出发考虑,根据总体布置与各总成结构特点完成运动正确性的检查;由于汽车就是运动着的,这将造成零、部件之间有相对运动,并可能产生运动干涉而造成设计失误,所以,在原则上,有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。 第二章离合器设计 1、离合器主要由哪几部分构成,各部分的结构设计方案有哪些？ 答:○1飞轮○2离合器盖:刚度足够、减轻重量。○3压盘:按驱动方式凸块-窗孔、传力销式、键块式、弹性传动片式。○4从动盘:单片、双片、多片三种。摩擦片:铆接与粘接。○5压紧弹簧:周置、中央、斜置、膜片弹簧四种。○6分离叉。○7分离轴承:径向止推轴承(高转速低轴向负荷)、
汽车设计 第一章汽车总体设计 1-1:在绘总布置图时，首先要确定画图的基准线，问为神马要有五条基准线缺一不可？各基准线是如何确定的？如果设计时没有统一的基准线，结果会怎样？ 答：在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认各总成的外形尺寸、结构、布置形式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求，悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。因此要有五条基准线才能绘制总布置图。 1-2：发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是神马？ 而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是神马？ 答：前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操纵机构简单，整车 m 小，低制造难度后置后驱优点：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。 1-3：汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各参数是如何定义的？ 答：汽车的主要参数分三类：尺寸参数，质量参数和汽车性能参数 1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。2）质量参数：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。3）性能参数：(1) 动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距 (2) 燃油经济性参数(3) 汽车最小转弯直径(4) 通过性几何参数(5) 操纵稳定性参数(6) 制动性参数(7) 舒适性 1-4：简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些神马问题或如何布置才是合理的？ 答：在绘总布置图时，按如下顺序：①整车布置基准线零线的确定②确定车轮中心（前、后）至车架上表面——零线的最小布置距离③前轴落差的确定④发动机及传动系统的布置⑤车头、驾驶室的位置⑥悬架的位置⑦车架总成外型及横梁的布置⑧转向系的布置⑨制动系的布置⑩ 进、排气系统的布置?操纵系统的布置?车箱的布置 1-5：总布置设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容与意义是神马？ 答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查意义：由于汽车是由许多总成组装在一起，所以总体设计师应从整车角度出发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。 1-6、具有两门两座和大功率发动机的运动型乘用车（跑车），不仅仅加速性好，速度又高，这种车有的将发动机布置在前轴和后桥之间。试分析这种发动机中置的布置方案有哪些优点和缺点？ 优点：1 将发动机布置在前后轴之间，使整车轴荷分配合理；2 这种布置方式，一般是后轮驱动，附着利用率高；3 可使得汽车前部较低，迎风面积和风阻系数都较低；4 汽车前部较低，驾驶员视野好。缺点：1 发动机占用客舱空间，很难设计成四座车厢；2 发动机进气和冷却效果差
《汽车设计》分章要点 第一章汽车总体设计 填空 1我国公路标准规定：单轴最大允许轴载质量为，总质量小于19t的公路运输车辆采用汽车。 2整车整备质量是指车上带有全部装备，加满燃料、水、但的整车质量。 3乘用车车身基本形式有折背式、和三种 4.乘用车的车身由、和行李舱三部分组成 5.汽车动力性参数包括、、上坡能力、等。 P指汽车所装发动机的标定与汽车之比，可以综合反映汽车的动力性。 6.比功率 b 7汽车发动机的气缸有、和水平对置三种排列形式 8. 汽车总布置图用到的基准线、、汽车中心线、地面线、前轮垂直线。 名词解释 概念设计 整车整备质量 质量系数 轴荷分配 比转矩 汽车最小转弯半径 轮胎负荷系数 简答及论述 1汽车设计设计任务书包括哪些内容？ 2进行总体设计应当满足那些基本要求? 3轿车前置前轮驱动布置方案的优缺点是什么? 4货车按驾驶室不同分几种，简述其优缺点。 5公路车辆法规规定的单车外廓尺寸 6汽车轴距的长短会对汽车的性能产生哪些影响，汽车轴距的确定原则？ 7在汽车总布置设计时，轴荷分配应考虑那些问题？ 8汽车的质量参数包括那些？ 9发动机的悬置结构形式及特点？ 发动机的悬置结构形式：传统的橡胶悬置和液压阻尼式橡胶悬置。传统的橡胶悬置特点是结构简单，制造成本低，但动刚度和阻尼损失角θ的特性曲线基本上不随激励频率变化。液压阻尼式橡胶悬置的动刚度及阻尼损失角有很强的变频特性，对于衰减发动机怠速频段内的大幅振动十分有利。 第二章离合器设计 填空 1摩擦离合器按从动盘数分类有、、多片三类 2离合器的压紧弹簧布置形式有、、斜向布置等。 3膜片弹簧具有较理想的弹性特性，比值对膜片弹簧的弹性特性影响极大。 4离合器摩擦片所用的材料主要有石棉基材料、和。 简答及论述 1离合器的后备系数的定义及影响取值大小的因素有哪些？ 2离合器的主要参数有哪些？ 3离合器后备系数何谓喷丸处理？汽车底盘哪些零件需要喷丸处理？ （膜片弹簧，变速器齿轮，主减速器锥齿轮，差速器锥齿轮，钢板弹簧，扭杆弹簧等6个） 第三章机械变速器设计 填空 1变速器的传动比范围是指变速器与的比值。
第一章汽车的总体设计 1. 设计任务书包括哪些内容？ 答：设计任务书主要应包括下列内容： （1）可行性分析，其内容包括市场预测，企业技术开发和生产能力分析，产品开发的目的，新产品的设计指导思想，预计的生产纲领和产品的目标成本以及技术经济分析等。 （2）产品型号及其主要使用功能、技术规格和性能参数。 （3）整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参数；标准化、通用化 （4）国内、外同类汽车技术性能的分析和对比。 （5）本车拟采用的新技术、新材料和新工艺。 2. 汽车总体设计的主要任务？ 答：要对各部件进行较为仔细的布置，应较为准确地画出各部件的形状和尺寸，确定各总成质心位置，然后计算轴荷分配和质心位置高度，必要时还要进行调整。此时应较准确地确定与汽车总体布置有关的各尺寸参数，同时对整车主要性能进行计算，并据此确定各总成的技术参数，确保各总成之间的参数匹配合理，保证整车各性能指标达到预定要求。 3. 简要回答汽车轴距的长短会对汽车的性能产生哪些影响？ 答：（1）轴距对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。当轴距短时，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。 （2）轴距过短会使车厢(箱)长度不足或后悬过长；汽车上坡、制动或加速时轴荷转移过大，使汽车制动性或操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。 （3）原则上对发动机排量大的乘用车、载质量或载客量多的货车或客车，轴距取得长。对机动要求高的汽车，轴距宜取短些。为满足市场需要，工厂在标准轴距货车的基础上，生产出短轴距和长轴距的变型车。对于不同轴距变型车的轴距变化，推荐在0．4~0．6m的范围内来确定为宜。 4.公路车辆法规规定的单车外廓尺寸？ 答：公路车辆法规规定的单车外廓尺寸：长不应超过12m；宽不超过2.5m；高不超过4m。 5. 简要回答汽车轮距的大小会对汽车产生哪些影响？单就货车而言，如何确定其前后轮距？答：汽车轮距的大小会对汽车总质量、最小转弯直径、侧倾刚度产生影响。 就货车而言确定总原则：受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大，前轮距B1 ：应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。后轮距B2 ：应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。 6. 前后悬的长短会对汽车产生哪些影响？ 7. 各种车辆的汽车装载质量（简称装载量）是如何定义的？ 8. 什么叫整车整备质量？ 答：整车整备质量是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。 9．发动机的悬置结构形式及特点？ 答：发动机的悬置结构形式：传统的橡胶悬置和液压阻尼式橡胶悬置。 传统的橡胶悬置特点是结构简单，制造成本低，但动刚度和阻尼损失角θ的特性曲线基本上不随激励频率变化。 液压阻尼式橡胶悬置的动刚度及阻尼损失角有很强的变频特性，对于衰减发动机怠速频段内的大幅振动十分有利。
第一章汽车总体设计 1-2：发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是什么？ 答：前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操纵机构简单，整车m小，低制造难度 后置后驱优点：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。 1-3：汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各参数是如何定义的？ 答：汽车的主要参数分三类：尺寸参数，质量参数和汽车性能参数1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。2）质量参数：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。3）性能参数：①动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距；②燃油经济性参数；③汽车最小转弯直径；④通过性几何参数；⑤操纵稳定性参数；⑥制动性参数；⑦舒适性 1-4：简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些什么问题或如何布置才是合理的？ 答：在绘总布置图时，按如下顺序：①整车布置基准线零线的确定②确定车轮中心（前、后）至车架上表面——零线的最小布置距离③前轴落差的确定④发动机及传动系统的布置⑤车头、驾驶室的位置⑥悬架的位置⑦车架总成外型及横梁的布置⑧转向系的布置⑨制动系的布置⑩进、排气系统的布置?操纵系统的布置?车箱的布置 1-5：总布置设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容与意义是什么？ 答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查 意义：由于汽车是由许多总成组装在一起，所以总体设计师应从整车角度出 发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。 1-6、具有两门两座和大功率发动机的运动型乘用车（跑车），不仅仅加速性好，速度又高，