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第一章汽车总体设计1．汽车新产品开发的一般程序？答：汽车新产品开发流程；概念设计；目标本钱；试制设计；样车设计与试验；生产准备阶段；销售2.汽车的型式？汽车的布置型式？各举一列你熟悉的轿车、客车、货车的型式与布置型式。
答：乘用车与商用车。
乘用车：发动机前置前驱，发动机前置后驱，发动机后置后驱；商用车布置形式：客车，发动机前置后桥驱动，发动机中置后桥驱动，发动机后置后桥驱动；货车，平头式，短头式，长头式，发动机前置中置后置；越野车，按照驱动桥数的不同4*46*68*83.汽车的主要尺寸是指什么？答：外廓尺寸，轴距，前轮距后轮距，前悬与后悬，货车车头长度，货车车厢尺寸4.汽车质量参数有哪些？汽车轴荷分配的根本原那么是什么？答：整车整备质量，汽车的载客量与装载质量，质量系数，汽车总质量，轴荷分配；轴荷分配对轮胎寿命与汽车的使用性能有影响。
从轮胎磨损均匀与寿命相近考虑，各个车轮的载荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性与通过性，驱动桥应有足够大的载荷，而从动轴载荷可以适当减少；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的载荷不应过小。
5.汽车总体设计中汽车性能参数要确定哪些？答：动力性参数〔最高车速、加速时间、上坡能力，比功率，比转矩〕，燃油经济性参数，汽车最小转弯直径，通过性几何参数，操纵稳定性参数，制动性系数，舒适性。
6.发动机主要性能指标是什么？答：发动机最大功率与相应转速；发动机最大转矩与相应转速7.汽车整车布置的基准线有哪些？其作用？请用图表示出。
答：车架上平面线，前轮中心线，汽车中心线，地面线，前轮垂直线8.车身设计中的H点与R点是什么？9.总体设计中应进展哪些运动校核？答：从整车角度出发进展运动学正确性检查，对于有相对运动的部件或零件进展运动干预检查。
10.掌握如下根本概念：汽车的装载质量、汽车整车整备质量、汽车的最小转弯直径、轴荷分配、商用车、乘用车。
11.我国公路标准规定：单轴最大允许轴载质量为多少？总质量小于19t的公路运输车辆采用什么汽车？答：10t；双轴。
汽车设计第四版课后答案【篇一：汽车设计课后题答案】（前）视图上的投影线，作为标注垂直尺寸的基准线（面），即z 坐标线。
②前轮中心线：通过左右前轮中心并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。
作为标注纵向尺寸的基准线（面），即x坐标线。
③汽车中心线：汽车纵向垂直对称面在俯视图和前视图的投影线。
作为标注横向尺寸的基准线（面），即y坐标线。
④地面线：地平面在侧视图和前视图上的投影线。
⑤前轮垂直线：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。
1-2 答：①前桥轴荷大，有明显的不足转向性能。
②前轮驱动，越过障碍的能力强。
③主减速器和变速器装在一个壳体中，动力总成结构紧凑，且不需要在变速器与主减速器间设置传动轴，车内地板凸包高度可降低，提高乘坐舒适性。
④发动机布置在轴距外，汽车的轴距可以缩短，有利于提高汽车的机动性。
⑤汽车的散热器布置在汽车前部，散热条件好，发动机可以得到足够的冷却。
⑥有足够大的空间布置行李箱。
①隔绝发动机的气味和热量。
②客车前、中部基本不受发动机噪声和工作振动的影响。
③检修发动机方便。
④轴荷分配合理。
⑤后桥簧上质量与簧下质量比增大，提高乘坐舒适性。
⑥作为城市间客车使用，可在地板下方和客车全宽范围，设立体积很大的行李箱。
1-3 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。
万向传动轴设计范文万向传动轴（Universal Joint Shaft）是一种能够实现两个轴线的不同角度传动的机械传动装置，广泛应用于汽车、机械设备和工业生产线等领域。
本文将详细介绍万向传动轴的设计原理、结构特点以及设计优化方法。
一、设计原理当传动输入轴转动时，中心轴通过两个交叉连接轴的连杆传递旋转力矩，并使输出轴也产生旋转。
由于交叉连接轴的特殊结构，万向传动轴能够使传动输入轴和输出轴存在不同的旋转角度，从而解决了轴线不同角度对传动的限制。
二、结构特点在设计过程中，需要考虑以下几个关键参数：1.轴间角度：指传动输入轴与输出轴之间的夹角。
该角度越大，传动轴工作时的额定转速越低，并且还会增加传动过程中的振动和噪音。
2.传动扭矩：表示输入轴传递给输出轴的力矩大小。
在设计中需要根据传动系统的需求确定传动轴的最大扭矩。
3.长度和直径：传动轴的长度和直径需要根据具体应用条件和承载要求进行确定。
三、设计优化方法在进行万向传动轴的设计时，可以采用以下几种优化方法：1.结构材料选择：传动轴的结构材料对其承载能力和耐久性具有重要影响。
可以通过优化材料选择，如选用高强度合金钢，来提高传动轴的耐久性能。
2.回转角度优化：通过合理设计传动轴的长度和交叉板角度，使得传动轴的回转角度在设计范围之内，从而提高传动效率并减少振动和噪音。
3.杆件直径优化：传动轴的杆件直径直接影响其承载能力。
可以采用有限元分析方法来优化杆件的直径，以满足传动系统的扭矩和振动要求。
4.轴承选择与布局：传动轴的轴承选择与布局对其旋转平衡性和耐久性有重要影响。
可以通过优化轴承的类型和布局，如选用角接触球轴承和双排球轴承，来提高传动轴的工作稳定性和寿命。
总之，万向传动轴作为一种重要的机械传动装置，在众多领域都有广泛应用。
其设计涉及到结构原理、材料选择、回转角度优化、杆件直径优化以及轴承选择与布局等多个方面，需要综合考虑承载能力、回转角度和振动噪音等设计要求，以实现传动系统的高效、稳定和可靠工作。
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。
第一章汽车的总体设计6.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？1前置前轮驱动：优点前桥轴荷大有明显的不足转向性能，越过障碍的能力高，动力总成结构紧凑，提高汽车机动性扫热好，操纵机构简单整备质量轻；缺点万向节结构复杂，前轮命短，上坡能力低易打滑侧滑，发动机横置时总体布置困难2前置后轮驱动优点轮胎使用寿命高，不需等速万向节，操纵机构简单发动机冷却条件好，爬坡能力强，拆装维修方便；缺点地板有突起通道影响舒适性，正面碰撞前排受严重伤害，整车整备质量增加，经济性动力性不佳3后置后轮驱动优点动力总成结构紧凑，汽车前部高度降低增加了视野，改善了后排座椅中间座位成员出入的条件舒适性高，整车整备质量小，爬坡能力高，汽车机动性能好；缺点后桥负荷重操纵性差，操纵结构复杂高速操纵不稳定，发动机冷却玻璃除霜带来不利，汽车追尾后排乘客受严重伤害，行李箱体积不大。
7.什么叫整车整备质量？各种车辆的汽车装载质量（简称装载量）是如何定义指车上带有全部装备加满燃料水但没有装货和载人时的整车质量。
汽车载质量是指在硬质良好的路面上行驶时所允许的额定载质量8.汽车的主要参数分几类？各类又含哪些参数？各质量参数是如何定义的？1动力性参数：最高车速·加速时间·上坡能力·比功率比转矩2燃油经济性 3汽车最小转弯直径4通过性几何参数：最小离地间隙·接近角·离去角·纵向通过半径5操纵稳定性：转向特性参数·车身侧倾角·制动前俯角6制动性参数7舒适性9.汽车的动力性参数包括哪些？最高车速·加速时间·上坡能力·比功率比转矩第二章离合器设计2.离合器的主要功用？1、切断和实现发动机对传动系的动力传递，确保汽车平稳起步。
2、换挡时将发动机与传动系分离，减少齿轮冲击。
3、限制传动系的最大转矩。
4、降低传动系的振动和噪声3.设计离合器和离合器操纵机构时，各自应当满足哪些基本要求？1）在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩。
第四章万向传动轴设计
第一节概述
第二节万向节结构方案分析
第三节万向传动的运动和受力分析 第四节万向节设计
第五节传动轴结构分析与设计
第六节传动轴中间支承
第一节概述
组成：
万向节、传动轴、中间支承
作用：
实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递
设计基本要求
可靠传递动力
尽可能保证等速运转
传动效率高
万向传动装置的应用
发动机前置后轮驱动汽车 多轴驱动汽车
采用独立悬架的汽车 动力输出装置 转向驱动桥
转向操纵机构
第一节概述
◎按扭转方向有无明显弹性分：刚性万向节挠性万向节◎刚性万向节
不等速万向节(如十字轴式)
准等速万向节(如双联式、凸块式、三销轴式等)
等速万向节(如球叉式、球笼式等)。
万向节分类第一节概述
第二节万向节结构方案分析
一、十字轴万向节Cardan Universal joint
1、结构：
一个十字轴
两个万向节叉
四个滚针轴承
2、滚针轴承的轴向定位方式
1）.盖板式
（普通盖板、
弹性盖板）
2）.卡环式
（外卡、内卡）
3）.瓦盖固定式
（类似于轴瓦）
4）.塑料环固定式
3、滚针轴承的润滑密封方式1）.毛毡油封
2）.双刃口油封
3）.多刃口油封
二、准等速万向节
Near Constant Velocity Universal Joint
1.双联式(越野车转向驱动桥）
2.凸块式（中重型汽车转向驱动桥）
3.三销轴式（中重型越野车转向驱动桥）
4．球面滚轮式万向节
凸块式和三销式都是由双联式演变而来。
十字轴可认为是四销轴，三销轴实际上是将十字轴中的一个轴去掉后的结构。
三、等速万向节Constant Velocity Universal Joint
球笼式
球叉式
伸缩式球笼万向节
四、挠性万向节Flexible Universal Joint 组成：
橡胶件
主、被动轴
弹性变形：
3～5度的小角度
和微轴向位移
吸振、无需润滑
1
2212cos sin 1cos ϕααωω−=2
211ωωT T =1
1
222cos cos sin 1T T α
ϕα−=α
cos 1max
2T T =
α
cos 1min 2T T =第三节万向节传动的运动和受力分析
一、单十字轴万向节传动
主动叉由初始位置转过φ1，从动叉转过φ2：
tg φ1= tg φ2cos α
十字轴万向节的附加弯矩分析
1
2
22cos cos sin 1T T α
ϕα−=α
cos 1max
2T T =
α
cos 1min 2T T =φl = 0 和π
T 2′= T l sina
φl =π/2和3π/2
T l ′= T l tana
附加弯矩使主、从动叉轴支承承受周期性变化的径向载荷:F 2j ＝T 2′/L 2 = T l sina/ L 2
F 2c ＝T 1′/L 2cosa = T l tana/ L 2 cosa
为限制附加弯矩，应避免两轴间的夹角过大。
二、双十字轴万向节传动
组成：两个十字轴、一根传动轴
第一万向节主动叉由初始位置转过φ1，第一万向节从动叉即传动轴或第二万向节主动叉转过φ2；
第二万向节被动叉即驱动桥输入轴转过φ4：tgφ1=tgφ2cosα1 tgφ4=tgφ2cos α2 若α1＝α2，则φ4＝φ1
双十字轴式万向节等速传动条件
1）传动轴两端万向节叉处于同
一平面内；
2）第一万向节两轴间夹角α1与
第二万向节两轴间夹角α2相
等。
附加弯矩对传动轴的作用
α
cos 1max
2T T =
α
cos 1min 2T T =附加弯矩的画法：1）平行于主动轴画出主动轴传递的T1；2）平行于被动轴接着T
的尾部画出被动轴的阻力转矩T2；3）根据主被动叉的位置，判断出附加弯矩的方向和大小；4）形成封闭的矢量三角形。
附加弯矩对传动轴的作用
α
cos 1max
2T T =
α
cos 1min 2T T =
三、准等速万向节传动
摆动中心间的距离保持不变，AB ＝A‘B’=a+b
根据正弦定理
实现等角速传动，应使α
1＝α
2
,即
对于结构已确定的双联式万向节，a和b
值是确定的值，则α
1, α
2
只在某一转角
下才能相等，因此双联式万向节在不同转角下只能实现近似等角速传动。
四、等速万向节传动
球笼式万向节等速原理
外滚道中心点A与内滚道中心点B
分别位于万向节中心O的两边，且与O等距。
AC=BC,AO=BO,CO=CO
当主动轴与从动轴处于任意夹角α时，C点都处于主动轴与被动轴夹角的平分线上。
球叉式万向节等速原理
第四节万向节设计
n
i ki T k T f e d se η
1max 1=
n
i i ki T k T o f e d se 21max 2η
=
m
m o r ss i i r m G
T
ηϕ'221
=m
m r ss i r m G T ηϕ2'112
=
n
i i r F T m m o r
t sf η=
1
n
i r F T m m r
t sf
η22
=
按日常平均使用转矩来确定
按驱动轮打滑来确定按发动机最大转矩和一挡传动比来确定用于转向驱动桥中
用于变速器与驱动桥之间
位置
计算方法
一、万向传动的计算载荷T1
万向传动轴因布置位置不同，计算载荷是不同的有三种计算方法。
静强度计算，计算载荷T1 取Tsel 和Tssl 的最小值或取Tse2和Tse2 的最小值，即T1 =min[Tsel ，Tssl]或T1 = min[Tse2，Tse2] ；疲劳寿命计算，计算载荷T1 取Tsfl 或Tsf2。
3
i fd
i fg /2 < i fd /3
2i fg i fg /2 > i fd /36 X 6
2i fd i fg < i fd /2
1i fg i fg > i fd /24 X 4
n i f 高挡传动比i fg 与低挡传动比i fd 的关系
车型
◎驱动桥数n 与分动器传动比i f 选取
)195.0161001
max e a T g m −（16
195.0max 〈e a T g
m 16
195.0max
≥e a T g m ◎性能系数f j 的选取0
◎动载系数k d 与传动形式及性能系数有关
fj =
二、十字轴万向节设计◎滚针对十字轴轴颈作用力的合力F ：
αcos 21
r T F =
[]w w d d Fs
d σπσ≤−=)
(324
2411◎十字轴轴颈根部的弯
曲应力及剪切应力满足：
[]τπτ≤−=)
42
221d d F
（
第五节传动轴结构分析与设计
一、传动轴与驱动轴
二、传动轴设计
1、传动轴的结构形式
实心－用于转向驱动桥的半轴
空心－用于FR传动系的万向传动轴
2、传动轴的参数
长度、夹角：由总布置确定（不脱落，不顶死） 临界转速：由传动轴尺寸确定
传动轴的临界转速问题
n:临界转速；d1，d2：传动轴内外径；L：传动轴长度
提高临界转速的办法：
1）缩短传动轴长度；
2）总长度不变的情况下，将传动轴分成几段；
3）将传动轴做成空心的。
（无缝钢管或1.5～3mm厚的薄钢板卷焊）
三、传动轴的动平衡问题
传动轴两端点焊平衡片
第六节传动轴中间支承
6×6越野车，中间支承安装在中驱动桥上(中桥为非贯通桥)。
由于中间支承要承受传动轴滑动花键伸缩所引起的方向变化的轴向力，同时要平衡万向节附加弯矩，大多采用两个滚锥轴承。
中间支承的固有频率的确定
f 0：中间支承的固有频率(Hz)；
C R ：中间支承橡胶元件的径向刚度(N/mm)；
m ：中间支承的悬置质量(kg)，它等于传动轴落在中间支承上的一部分质量与中间支承轴承及其座所受质量之和。
m
C f R π
210=
应合理选择橡胶弹性元件的径向刚度C R ，使固有频率f 0对应的临界转速n=60 f 0(r/min)尽可能低于传动轴的常用转速范围，以免共振，保证隔振效果好。
练习题
4-1 万向节、传动轴有何功用？
4-2 什么样的万向节是不等速万向节、准等速万向节和等速万向节？
4-3 万向传动轴计算载荷如何确定？
4-4 什么样的转速是传动轴临界转速？有何影响因素？
4-5 解释十字轴万向节连接的两轴间夹角不宜过大的原因。
