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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、汽车设计中必须考虑的“三化”是什么?
产品的系列化、零部件的通用化和零件标准化。
产品的系列化:
指汽车制造厂可以供应各种型号的产品(汽车或总成、部件);
零部件的通用化:
同一系列或总质量相近的一些车型,采用通用的总称或部件,以减少不见的类型、简化生产;
标准化:
设计中尽可能采用标准件,以便组织生产、提高质量、降低制造成本并使维修方便。
7、整车整备质量?
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。
8.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。
9.汽车总布置草图主要进行的运动校核?
转向传动机构与悬架运动的校核:
作转向轮跳动图;
根据悬架跳动量,作传动轴跳动图。
原则上有相对运动的地方都要进行运动干涉校核。
10总布置设计的一项重要工作是运动校核,其内容和意义是什么?
包括:
(1)从整车角度出发进行运动学正确性的检查
(2)对有相对运动的部件进行运动干涉检查。
运动校核关系到汽车能否正常工作,必须引起足够重视。
11、汽车主要参数分几类?
各类又含有那些参数?
各质量参数是如何确定的?
参数包括:
尺寸,质量,汽车性能参数。
(1)尺寸参数包括:
外廓尺寸;
轴距,前轮距和后轮距,前悬和后悬,货车车头长度,车厢尺寸。
(2)性能参数:
动力性参数(通过最高车速,加速时间,上坡能力,比功率等确定);
染油经济性参数;
最小转弯直径;
通过性几何参数;
操纵稳定性参数;
制动性;
舒适性参数。
(3)质量参数:
整车储备质量:
车上带有全部装备,加满燃料,水,但没有装货和和栽人时的质量。
载质量:
在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。
载客量:
乘用车所承载的包括驾驶员在内的座位数。
质量系数:
栽质量与整车整备质量的比值。
汽车总质量:
装备齐全,并按规定装满客货是的整车质量。
轴荷分配:
汽车空载或满载静止状态下,各轴对支撑平面的垂直负荷。
12.汽车总布置草图三维坐标系的基准线及作用?
车架上平面线作为垂直方向尺寸的基准线,即z坐标线的基准线;
汽车中心线作为横向尺寸的基准线,即y坐标线的基准线;
前轮中心线作为纵向方向尺寸的基准线,即x坐标线的基准线。
13、在进行汽车总体布置时,使用五条基准线,是怎样确定的?
在初步确定汽车的载客量(载质量)、驱动形式、车身形式、发动机形式等以后,要深入做更具体的工作,包括绘制总布置草图,并校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车尺寸和参数的要求,以寻求合理的总布置方案。
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。
1.车架上平面线
纵梁上翼面较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁的上缘面在侧(前)视图上的投影线,称为车架上平面线。
它作为标注垂直尺寸的基准载(面),即z坐标线,向上为“+”、向下为“-”,该线标记为
。
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,称为前轮中心线。
它作为标注纵向尺寸的基准线(面),即
坐标线,向前为“-”、向后为“+”,该线标记为
3.汽车中心线
汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线,称为汽车中心线。
用它作为标注横向尺寸的基准线(面),即y坐标线,向左为“+”、向右为“—”,该线标记为
4.地面线
地平面在侧视图和前视图上的投影线,称为地面线。
此线是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线。
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,称为前轮垂直线。
此线用来作为标注汽车轴距和前悬的基准线。
当车架与地面平行时,前轮垂直线与前轮中心线重合(如乘用车)。
14简述在绘总布置图布置发动机及各总成位置时需注意什么问题或如何布置才合理?
发动机油底壳至路面的距离应保证满载状态下最小离地间隙。
保证发送机安装简单方便;
驱动桥位置由驱动轮决定。
将差速器中心线与汽车中心线重合,使左右半轴可通用。
万向节传动轴两端夹角应相等,满载静止时不大于4度。
最大不大于7度的要求;
转向盘保证驾驶员能舒适地进行转向操作,注意转向盘平面与水平面的夹角,不影响仪表的视野,盲区最小;
转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近,避免悬架运动与转向机构运动出现不协调现象,悬架保证转向轮转向空间;
自动踏板尽量靠近驾驶员。
手脚制动方便可靠,避免车轮跳动自行制动。
15.在汽车总布置设计时,轴荷分配应考虑那些问题?
轴荷分配对汽车的主要使用性能和轮胎使用寿命有着显著的影响,在进行汽车总体设计时应对轴荷分配予以足够的重视。
(1)应使轮胎磨损均匀:
希望满载时每个轮胎的负荷大致相等,但实际上由于各种因素的影响,这个要求只能近似地得到满足。
(2)应满足汽车使用性能的要求:
对后轴使用单胎的4X2汽车,为防止空车时后轮易抱死发生侧滑,常选择空车时后轴负荷大于41%。
对后轮使用双胎,而行驶条件较差的4X2货车,为了保证在坏路上的通过性,减小前轮的滚动阻力,增加后轮的附着力,常将满载时前轴负荷控制在总轴荷的26%~27%。
(3)对轿车而言,确定轴荷分配时一方面要考虑操纵稳定性的要求,使汽车具有不足转向的倾向,另一方面根据发动机布置和驱动型式的不同,对满载时的轴荷分配做适当的调整。
对前置前驱动的轿车,为得到良好的上坡附着力和行驶的稳定性,前轴负荷应不小于55%;
对前置后驱动的轿车,为得到不足转向倾向,后轴负荷一般不大于52%;
对后置后驱动的轿车,为防止后轴过载造成过度转向,后轴负荷不应超过59%。
16.具有两门两座大功率发动机的运动车型乘用车,不仅加速性能好,速度高,这种车将发动机布置在前轴和后桥之间,这种布置方案有哪些优缺点?
优点:
轴荷分配合理,传动轴的长度短,车厢内面积利用最好,并且布置坐椅不受发动机限制,利于实现单人管理。
缺点:
检查发动机困难,驾驶员不容易发现其故障。
17.离合器后备系数?
所能传递的最大转矩与哪些因素有关?
离合器的后备系数β定义为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,β必须大于1。
它反映了离合器传递发动机最大转距的可靠程度。
设离合器转矩容量
,发动机最大转矩
则:
离合器转矩容量
与下列参数有关:
(N·
m);
所以:
式中:
—摩擦系数,通常要利用离合器的摩擦打滑来使汽车起步,这是利用摩擦传动的关键,故一般计算离合器转矩容量时应取
;
—对压盘的压紧力,它随使用情况和温度会有所变动。
使用中摩擦片厚度的磨损变小,以及频繁接合会引起的高温使弹簧压力衰退都会使N有明显改变。
—离合器摩擦工作面数,单片为2,双片为4。
—有效作用半径R。
它也是一个变量,作为一间接度量值,它随着摩擦接触面的磨损及高温造成翘曲,导致摩擦副的不均匀接触。
18、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?
画图说明。
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。
(图,参考教材)
19、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?
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。
踏板力
可按下式计算:
(1.10)
式中F—离合器彻底分离时,压紧弹簧对压盘的压紧力,N;
—传动效率,对于机械式:
=0.7~0.8对于液压式:
=0.8~0.9;
Fs—克服回位弹簧作用的力,N;
初步设计时可忽略。
—有助力器时助力器作用力,N;
式中,F为离合器分离时,压紧弹簧对压盘的总压力;
而
对于单片离合器,
Z=2,对于双片离合器,Z=4,所以
20.固定轴式变速器分类?
固定轴式变速器又分为两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式变速器。
21.变速器换挡机构形式?
变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。
22.变速器传动比范围的定义及确定传动比范围的影响因素?
变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。
最高挡通常是直接挡,传动比为1.0;
变速器最高挡是超速挡,传动比为0.7~0.8。
影响最低挡传动比选取的因素有:
发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与地面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。
传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽车的最高车速和使用条件(如要求的汽车爬坡能力)等因素有关。
目前乘用车的传动比范围在3.0~4.5之间,轻型商用车在5.0~8.0之间,其它商用车则更大。
23.普通差速器、限滑差速器、机械锁式差速器对比
普通差速器:
由行星齿轮、半轴齿轮、行星轴、差壳等部件组成。
作用是将传动力传到两端半轴上,使车辆向前行使,在车辆转弯时,使左右半轴形成不同的转速,保证车辆顺利转弯。
在一边车轮打滑时,车辆无法向前行使。
限滑差速器:
在开式差速器的基础上,增加了摩擦片.作用是当车辆某一侧驱动轮发生滑转时,将大部分转距分配给未滑转的驱动轮,充分利用未滑转车轮与地面之间的附着力,以产生一定的牵引力帮助车辆通过。
限滑能力有限;
全时工作方式,对车辆操控性有轻微影响;
在恶劣路况时不能为车辆通过提供有效帮助.
机械锁式差速器:
在开式差速器的基础上增加了闭锁托架、啮合机构、凸轮盘、反应块、摩擦片组等部件。
作用:
当一边后车轮出现打滑,锁式差速器立即自动锁紧,两端半成为整体,动力100%传递到两边后车轮,不论多么复杂的路况车辆都继续行使。
机械锁式差速器优点:
车轮打滑时立即完全锁定两半轴-为两侧车轮提供最大的动力;
正常行驶中只起开式差速器作用,不影响正常行使和转向;
自动锁紧和解锁,均在瞬间完成。
24分析课本图3-12所示变速器的结构特点是什么?
有几个前进挡?
包括倒档在内,分别说明各档的换档方式,那几个采用锁销式同步器换档?
那几个档采用锁环式同步换档器?
分析在同一变速器不同档位选不同结构同步器换档的优缺点?
结构特点:
档位多,改善了汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。
工友5个前进档,换档方式有移动啮合套换档,同步器换档和直齿滑动齿轮换档。
同步器换档能保证迅速,无冲击,无噪声,与操作技术和熟练程度无关,提高了汽车的加速性,燃油经济性和行驶安全性。
结构复杂,制造精度要求高,轴向尺寸大。
25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取为右旋,而第一轴,第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋?
斜齿轮传递转矩时,要产生轴向力并作用到轴承上。
设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡。
根据图可知,欲使中间轴上两个斜齿轮的轴向力平衡,须满足下述条件:
Fa1=Fn1tanβ1
Fa2=Fn2tanβ2
式中,Fa1、Fa2为作用在中间轴承齿轮1、2上的轴向力;
Fn1、Fn2为作用在中间轴上齿轮1、2上的圆周力;
r1、r2为齿轮1、2的节圆半径;
T为中间轴传递的转矩。
齿轮1与第一轴齿轮啮合,是从动轮,齿轮2与第二轴齿轮啮合,成为主动轮,因此都为右旋时,所受轴向力方向相反,从而通过设计螺旋角和齿轮直径,可使中间轴上的轴向力抵消。
26、对于中间轴式变速器,变速器的中心距对其外形尺寸和质量有何影响?
如何确定中心距?
变速器中心距是一个基本参数,对变速器的外形尺寸、体积和质量大小、轮齿的接触强度有直接影响。
中心距越小,齿轮的接触应力越大,齿轮寿命越短,最小允许中心距应当由保证齿轮有必要的接触强度来确定。
①轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸为(3.0~3.4)A。
货车变速器壳体的轴向尺寸与档位数有关,可参考下列数据选用:
四挡
(2.2~2.7)A
五挡
(2.7~3.0)A
六挡
(3.2~3.5)A
②中心距越小,轮齿的接触应力越大,齿轮寿命越短。
因此,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。
中间轴式变速器,中间轴与第二轴之间的距离称为变速器中心距A。
③初选中心距A时,可根据经验公式计算:
式中,KA为中心距系数,轿车:
KA=8.9~9.3,货车:
KA=8.6~9.6,多挡变速器:
KA=9.5~11.0。
轿车变速器的中心距在65~80mm范围内变化,而货车的变速器中心距在80~170mm范围内变化。
27.如下图所示为一变速器结构图,请分析各档传动关系,画出传动见图,并列出传动比。
解:
这是一个中间轴式六档变速器,其特点是:
(1)设有直接挡;
(2)一挡有较大的传动比;
(3)各挡位齿轮采用常啮合齿轮传动;
(4)各档均采用同步器。
传动路线图如下所示。
1档:
动力从第一轴到齿轮7~6~1~12,锁销式同步器右移,到第二轴;
2档:
动力从第一轴到齿轮7~6~2~11,锁销式同步器左移,到第二轴;
3档:
动力从第一轴到齿轮7~6~3~10,锁环式同步器右移,到第二轴;
4档:
动力从第一轴到齿轮7~6~4~9,锁环式同步器右左移,到第二轴;
5档:
动力从第一轴到齿轮7~6~5~8,锁环式同步器右移,到第二轴;
6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;
7档:
搭档同步器左移,得倒档。
28.什么是转动轴的临界转速?
影响临界转速的因素有那些?
传动轴临界转速及提高传动轴临界转速的方法?
临界转速:
当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时,即出现共振现象,以至振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。
传动轴的尺寸,结构及支撑情况等。
传动轴的临界转速为
式中,nk为传动轴的临界转速(r/min);
Lc为传动轴长度(mm),即两万向节中心之间的距离;
dc和Dc分别为传动轴轴管的内、外径(mm)。
在长度一定时,传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够高的临界转速。
由上式可知,在Dc和Lc相同时,实心轴比空心轴的临界转速低。
当传动轴长度超过1.5m时,为了提高nk以及总布置上的考虑,常将传动轴断开成两根或三根。
29.双十字轴万向节等速传动的条件?
处于同一平面的双万向节等速传动的条件:
1)保证同传动轴相连的两万向节叉应布置在同一平面内;
2)两万向节夹角α1与α2相等。
30.分析双万向节传动的附加弯矩及传动轴的弯曲变形?
(画简图)
当输入轴与输出轴平行时(图a),直接连接传动轴的两万向节叉所受的附加弯矩彼此平衡,传动轴发生如图b中双点划线所示的弹性弯曲,从而引起传动轴的弯曲振动。
当输入轴与输出轴相交时(图c),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,传动轴发生如图d中双点划线所示的弹性弯曲,从而对两端的十字轴产生大小相等、方向相反的径向力。
31说明要求十字轴向万象节连接的两轴夹角不宜过大的原因是什么?
两轴间的夹角过大会增加附加弯距,从而引起与万向节相连零件的按区振动。
在万向节主从动轴支承上引起周期性变化的径向载荷,从而激起支撑出的振动,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。
为了控制附加弯距,应避免两轴间的夹角过大
32驱动桥的主减速器有那几种结构形式?
简述其特点和应用?
主减速器的结构形式有:
1,齿轮类型,2.减速形式3.主从动齿轮支承形式。
特点:
一、齿轮类型,1弧齿锥齿轮传动,主、从动轮的轴线垂直相交于一点,承受大载荷,工作稳定,噪声震动小,2双曲面齿轮传动,主、从动齿轮轴线相互垂直而不相交,且主动齿轮轴线向上或向下偏移一距离3圆拄齿轮传动,用于发动机横置的前置前驱乘用车和双级主减速器驱动桥以及轮边减速器4涡杆传动,轮廓尺寸及质量小,可获得大传动比,工作平稳无噪声,便于汽车总体布置及多驱动桥布置,承载大,寿命长,结构简单,拆装方便,调整容易,用于生产批量不大的个别总质量较大的多驱动桥汽车及高转速发动机的客车。
二,主减速器的减速形式:
1单级主减速器,结构简单质量小,尺寸紧凑,制造成本低,用于主传动比小于7的汽车上。
2双级主减速器,由两级齿轮减速组成,可获得大传动比,一般为7-12。
用于总质量较大的商用车3双速主减速器,由齿轮不同的组合获得传动比,更多档位,用于困难道路行驶的汽车4贯通式主减速器,结构简单尺寸小,质量小,总质量较小的多桥驱动汽车运用较多。
三,主减速器主、从动齿轮支撑方案:
1主动锥齿轮的支持,在锥齿大端一侧有较长的轴,并在其上安装圆锥滚子轴承;
2从动锥齿轮的支撑。
33主减速器中主,从动锥齿轮的齿数应当如何选择才能保证具有合理的传动特征和满足结构布置上的要求?
1为了磨合均匀,Z1,Z2之间避免有公约数;
2为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度,Z1,Z2之和应大于40;
3为了啮合平稳,噪声小和具有高的疲劳强度,乘用车Z1不小于9。
商用车Z1不小于6;
4主传动比Z0较大时,Z1尽量取得小些,以便得到满意的离地间隙;
5对于不同的主传动比,Z1,Z2应有适宜的搭配。
34、差速器的作用是什么?
对称锥齿轮式差速器有几种类型?
什么叫锁紧系数?
比较锁紧系数的大小.为什么强制锁止差速器能够提高汽车的通过性?
差速器的作用就是使两侧车轮转速不同。
类型:
普通差速器、限滑差速器、强制锁止差速器
锁紧系数k:
差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比
锁紧系数k为:
普通差速器0.05~0.15;
限滑差速器可达0.6;
强制锁止差速器为1.0
假设4×
2型汽车一驱动轮行驶在低附着系数φmin的路面上,另一驱动轮行驶在高附着系数φ的路面上。
装有普通锥齿轮差速器的汽车所能发挥的最大牵引力Ft为:
装有强制锁止式差速器的汽车所能发挥的最大牵引力Ft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(φ+φmin)/2φmin倍,从而提高了汽车通过性。
35.说明汽车半轴的支承方式及受力特点?
半轴根据其车轮端的支承方式不同,可分为半浮式、3/4浮式和全浮式三种形式。
半浮式半轴除传递转矩外,其外端还承受由路面对车轮的反力所引起的全部力和力矩。
3/4浮式半轴受载情况与半浮式相似,只是载荷有所减轻。
全浮式半轴只承受转矩,作用于驱动轮上的其它反力和弯矩全由桥壳来承受。
36.汽车典型布置方案,采用单级主减速器,从齿轮布置在左侧,如果将从动轮移到右侧,试问传动系的其他部分需要如何变动才能够满足使用要求?
为什么(为什么单级主减速器的从动锥齿轮在左侧而双级主减速器的从动锥齿轮在右侧?
)画原理图说明。
答:
从动齿轮布置方向改变后,半轴的旋转方向将改变,若将变速器置于前进挡,车将倒行。
必须改变传动系统,使半轴旋转方向变回来。
方法1:
将单级主减速器改为双级主减速器。
方法2:
将变速器由中间轴式改为2轴式变速器。
或在原变速器输出轴加装一对圆柱齿轮传动。
(原理图自己画)
37.评价独立悬架的结构特点应从哪几方面进行分析?
1)侧倾中心高度:
侧倾中心位置高,它到车身质心的距离缩短,可使侧倾力臂及侧倾力矩小些,车身的侧倾角也会减小。
但侧倾中心过高,会使车身倾斜时轮距变化大,加速轮胎的磨损。
2)车轮定位参数的变化:
若主销后倾角变化大,容易使转向轮产生摆振;
若车轮外倾角变化大,会影响汽车直线行驶稳定性,同时也会影响轮距的变化和轮胎的磨损速度。
3)悬架侧倾角刚度:
车厢侧倾角与侧倾力矩和悬架总的侧倾角刚度大小有关,并影响汽车的操纵稳定性和平顺性。
4)横向刚度:
悬架的横向刚度影响操纵稳定性。
若用于转向轴上的悬架横向刚度小,则容易造成转向轮发生摆振现象。
5)悬架占用的空间尺寸占用横向尺寸大的悬架影响发动机的布置和从车上拆装发动机的困难程度;
占用高度空间小的悬架,则允许行李箱宽敞,而且底部平整,布置油箱容易。
38.如何确定汽车前后悬架的静挠度?
悬架的静挠度直接影响车身振动的偏频。
后悬架的静挠度fc2比前悬架的静挠度fc1小些,这有利于防止车身产生较大的纵向角振动。
考虑到货车前、后轴荷的差别和驾驶员的乘坐舒适性,取前悬架的静挠度值大于后悬架的静挠度值。
为了改善微型轿车后排乘客的乘坐舒适性,有时取后悬架的偏频低于前悬架的偏频。
39.分析被动悬架的不足之处,
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