2004级汽车设计考试题答案【2】
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考试科目：汽车设计考试时间：120分钟试卷总分80分一、填空题（本大题共10小题35空，每空1分）
1.
2
磨损范围内基本保持不变，并且相对来说结构简单，质量小，压力分布均匀。
3
数。
5.
6.
器。
7.
8.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)
转向器可分为三种，
式转向器常用于越野车和矿用自卸汽车。
11
二、简答题（本大题共5小题，每小题5分，总计25分）
1. 简要回答汽车轴距的长短会对汽车的性能产生哪些影响？
轴距L对整备质量、轴荷分配、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、传动轴夹角等有影响。
（1分）
当轴距短时，汽车总长、最小转弯直径等指标减小，汽车的机动性提高，（1分）此外，轴距过短会使上坡、制动或加速时轴荷转移过大，汽车制动性或操纵稳定性变坏；（1分）过短的轴距还会使车身纵向角振动增大，对平顺性不利。
（1分）增加轴距，可以提高汽车的制动性、平顺性和操纵稳定性，但机动性下降。
（1分）
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，
对机动性要求高的汽车轴距宜取短些。
2. 单级主减速器的结构型式有哪几种？i0<2， 7≥i0>4.5，i0=7~12，i0>12时各应选择什么主减速器？
单级主减速器的结构型式：多用一对弧齿锥齿轮或双曲面齿轮传动，也有采用一对圆柱齿轮传动或蜗杆传动。
（1分）
i0<2时应采用由一对弧齿锥齿轮传动的单级主减速器；（1分）
7≥i0>4.5时应采用由一对双曲面齿轮传动的单级主减速器；（1分）
i0=7~12时应采用双级主减速器；（1分）
i0>12时应采用单、双级减速配轮边减速器。
（1分）
3．说明要求十字轴万向节连接的两轴夹角不宜过大的原因都是什么？
因为十字轴万向节传动的不等速性，使得当主动轴以等角速度转动时，从动轴时快时慢。
（1分）这导致万向节十字轴除承受周期变化的驱动转矩外，还承受作用在主动叉平面内周期变化的附加弯矩。
（1分）附加弯矩可引起与万向节相连零部件的弯曲振动，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，使传动轴产生附加应力和变形，从而降低传动轴的疲劳强度。
（2分）因此，为了控制附加弯矩，应避免两轴之间的夹角过大。
同时，两轴夹角过大，也会使十字轴万向节滚针轴承的寿命大幅度下降。
（1分）当夹角由4°增至16°时，十字轴万向节滚针轴承寿命约下降至原来的1／4。
4. 设计制动系时，应考虑设置哪些制动装置？简要说明其功用？
制动系至少应有行车制动装置和驻车制动装置。
除此之外，有些汽车还设有应急制动、辅助制动和自动制动装置。
（1分）
行车制动装置：保证使汽车能够以适当的减速度降速行驶直至停车或在不长的坡道上下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速。
（1分）
驻车制动装置：用来使汽车可靠地停在原地或坡道上。
（1分）
应急制动装置：用在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动，同时，在人力控制下还能兼作驻车制动用；（1分）
辅助制动装置：可实现汽车下长坡时持续减速或保持稳定的车速，减轻或者解除行车制动装置的负荷。
（1分）
5. 作图分析领从蹄式制动器两摩擦片磨损的不均匀性？
制动鼓旋转方向
图1 领从蹄式鼓式制动器受力简图
如图1所示，图上方的箭头为汽车前进时制动鼓的旋转方向，则左侧制动蹄为领蹄，右侧为从蹄。
旋转着的制动鼓对两个制动蹄分别作用着法向反力F1和F2，以及相应的切向反力fF1和fF2，设力的作用点与作用方向如图所示。
（1分）由图可见，领蹄上的切向合力fF1所造成的绕支点旋转的力矩与促动力F0所造成的绕同一支点的力矩是同向的。
（1分）所以fF1作用的结果是使领蹄在制动鼓上压得更紧，即力F1变得更大。
（1分）与此相反，切向力fF2则使F2有减小的趋势。
显然，由于领蹄与从蹄所受的法向反力不等，如果两蹄摩擦片工作面积相同，则领蹄摩擦片上的单位压力较大，因而磨损严重，两摩擦片磨损不均匀。
（1分）因此，为了使两蹄片上摩擦片的寿命相同，领蹄上的摩擦衬片的包角要大于从蹄上摩擦衬片的包角。
（1分）
三、论述题（本大题共2小题，每小题10分，总计20分）
1.画图说明为什么中间轴式变速器的中间轴上齿轮的螺旋方向一律要求为右旋，而第一
轴、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋？
答：如图所示，发动机的旋转方向不变，则变速器第一轴的输入方向已知且不会发生改变。
（2分）当中间轴齿轮为右旋时，为了保证齿轮啮合，第一轴和第二轴齿轮均为左旋，（2分）齿轮受力方向如图，则第一轴和第二轴齿轮所产生的轴向力分别由变速器壳体上的轴承承受，第二轴中间轴承不承受轴向力。
（2分）否则第一轴与第二轴齿轮所产生的轴向力都要由第二轴中间轴承承受，而由于空间的限制该轴承不能承受轴向力。
（2分）所以在选择齿轮的螺旋方向时，中间轴齿轮一律为右旋，第一轴和第二轴齿轮为左旋。
（画图正确得2分）
2. 转向器的角传动比，转向传动机构的角传动比和转向系的角传动比指的是什么？他们之间有什么关系？转向器角传动比如何选择？
转向器角传动比：转向盘角速度ωw 与摇臂轴角速度ωp 之比，称为转向器角传动比i ω。
（1分）
转向传动机构的角传动比：摇臂轴角速度ωp 与同侧转向节偏转角速度ωk 之比，称为传动装置的角传动比i ω‘。
（1分）
转向系角传动比：转向盘角速度ωw 与同侧转向节偏转角速度ωk 之比，称为转向系角传动比i ω0。
（1分）
转向系角传动比 = 转向器角传动比×传动装置的角传动比（1分） 即：i ω0=i ωi ω‘ 转向器角传动比如何选择：
随转向盘转角变化，转向器角传动比可以设计成减小、增大或保持不变的。
图3 各轴啮合齿轮受力简图
中间轴
第一轴 第二轴
a. 一、二轴啮合齿轮受力简图
b. 中间轴啮合齿轮受力简图
影响选取角传动比变化规律的因素，主要是转向轴负荷大小和对汽车机动能力的要求。
（1分）
（1）若转向轴负荷小，在转向盘全转角范围内，驾驶员不存在转向沉重问题。
装用动力转向的汽车，因转向阻力矩由动力装置克服，所以在上述两种情况下，均应取较小的转向器角传动比。
（1分）
（2）转向轴负荷大又没有装动力转向的汽车，因转向阻力矩大致与车轮偏转角度大小成正比变化，汽车低速急转弯行驶时的操纵轻便性问题突出，故应选用大些的转向器角传动比。
（1分）
（3）汽车以较高车速转向行驶时，转向轮转角较小，转向阻力矩也小，此时要求转向轮反应灵敏，转向器角传动比应当小些。
（1分）
因此，转向器角传动比变化曲线应选用大致呈中间小两端大些的下凹形曲线。
（1分）
图转向器角传动比变化特性曲线
转向盘在中间位置的转向器角传动比不宜过小。
过小则在汽车高速直线行驶时，对转向盘转角过分敏感和使反冲效应加大，使驾驶员精确控制转向轮的运动有困难。
（1分）。
