汽车设计作业

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？

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 ，

求： 1. 摩擦面单位压力 P  ；

2. 离合器后备系数（不考虑坑径）：

 （弹簧压紧负载为 570N 时）

 （弹簧压紧负载为 490N 时）

 （摩擦片单面磨损量 0.5mm ）

3. 踏板行程 S ；

4. 踏板自由行程 S  ；

5. 踏板力 Q ；

6. 弹簧的工作应力  ；

4. 已知某轻型载重汽车离合器中采用的具有径向切槽的膜片弹簧，其主要尺寸如下图：

发动机最大功率： Pe =146 马力 /5400n

最大扭矩： Me = 19.0kg · m/3500n

分离指数： n=3

摩擦片外径： D= 232mm

摩擦片内径： d= 160mm

材料： 60Si MnA

E=2.1 × 10 kg/cm 

μ =0.30

求：①膜片弹簧的载荷变形特性： P ~  曲线；

②离合器彻底分离时分离轴承作用的载荷 P ；

③膜片弹簧的后备系数 ；

④膜片弹簧的最大应力： 、 。

5. 某汽车厂为了增加产品种类，扩大竞争能力，拟在原生产的 4× 4前进— 761型旅行车底盘基础上重新设计可供迎宾用的 4× 2前进— 620型高速旅行车。为了降低成本，尽快形成生产能力，兼顾“三化”，便于生产制造和保修，决定仍采用 761型离合器。

已知参数：

761 型离合器： （单片）

发动机最大扭矩： Me =262N · m

摩擦片直径： D =275mm

D =175mm

摩擦片平均半径： R =112.5mm

摩擦系数： μ =0.25

分离杠杆数： a=3

分离叉传动比： i =1.745

踏板杠杆比： i =4.8

油缸径比： i =1

分离压板杆比： i =5.41

总传动比： i =45.3

弹簧： （ 材料 65Mn ）

自由高度： H =54mm

工作高度： H=42.9mm

分离高度： H =41.7mm

压紧高度： H =35mm

工作压力： P=425~450N

分离压力： P =460~485N

弹簧圈平均直径： D =82.5mm

钢丝直径： d =5mm

工作圈数： n=5

总圈数： n =7

弹簧数目： N=9

前进— 620 型旅行车 发动机最大扭矩

Me =262N · m

试验算能否直接将 761 型离合器装于 620 型车上。如果不行，采用什么方法使原离合器的零部件改动最小。

二、简答题：

∙离合器在切断和实现对传动系的动力传递中，发挥了什么作用？

∙在机械传动系中，按传递转矩方式和操纵方式，离合器可分为哪几种类型？

∙汽车离合器一般应满足哪些基本要求？

∙按从动盘数目，盘形离合器分哪几类？简述各类盘形离合器特点？

∙离合器的压紧弹簧有哪几种型式，有几种布置型式。哪种型式的压紧弹簧比较适用于轿车？并简述各自优缺点。

∙压盘的驱动方式有哪些？简述各自优缺点。

∙离合器操纵机构应满足哪些要求？

1. 已知一汽车变速器尺寸参数如下图。

当车载总重 79000N ，轮胎自由外径 1.014 米 ，发动机最大扭矩 326N · m ，主传动比 7.63 ，传动系机械效率 0. ，最大道路阻力系数 0.372 时，试求该变速器各前进档之传动比。（注意：超速档传动比在 0.7~0.8 范围内选定）

2. 根据上面确定的传动比 i  、 i  、 i  、 i  、 i  ，设图中常啮齿轮 1 、 2 、 7 、 8 、 9 、 10 用斜齿轮，其法向模数 m =3.75 ，螺旋角 =25 51 24  ；齿轮 3 、 4 、 5 、 6 用直齿轮，端面模数 m=4.2 ，试决定个齿轮的齿数，并由此得出各前进档的实际传动比。

3. 计算齿数最少最薄弱的齿轮的轮齿强度。

二、简答题：

∙为保证变速器具有良好的工作性能，汽车对变速器有哪些基本要求？

∙根据轴的不同型式，变速器可分为哪些类型？

∙在变速器的使用当中，常常会出现自动脱档现象，除从工艺上解决此问题外，在结构上可采取哪些比较有效的措施？

∙变速器操纵机构应满足哪些要求？

1. 已知某型汽车传动线路如下图。其采用了四根传动轴，即：Ⅰ变分传动轴，Ⅱ中桥传动轴，Ⅲ前桥传动轴，Ⅳ后桥传动轴。

变分传动轴长度短，无轴管。其余 3 根传动轴为普通管式。主要结构尺寸如下：

发动机最大功率： 165马力 /3000n

发动机最大扭矩： 43kg· m/1200n

分动箱速比： i =1.348 i =2.410

变速箱速比： i =7.58 i =4.3

i =2.45 i =1.49

i =1.0 i =7.69

计算： 1.传动轴临界转速，（前桥传动轴最长万向节中心距 110.5cm）；

2. 各传动轴传递的最大扭矩；

3. 中桥传动轴强度；

①突缘叉螺栓；

（螺栓数量 n=4，分布半径 R= 69mm，突缘叉法兰厚度 L= 12mm）

②十字轴：（见教材 P186图 6— 12）

（ r= 56mm， s= 22mm， d = 31.66mm， d = 8mm， L= 18mm，滚针数目 37，滚针半径 R = 1.5mm）

③花键轴：

（花键齿根圆直径 50 ，花键轴外径 60 ；花键孔内径 54 ，花键齿数 24 ，花键有效长度 100mm ，花键齿宽 4mm ）

④ 轴管

2. 已知一后置发动机大型客车满载时后车架、后悬架、后轴壳和传动轴的位置，尺寸如下图所示。且弹簧片数 n=15 ，片厚 d= 15mm ，主片 3 片，卷耳半径 e= 25mm ，静挠度 f = 90mm ，

动挠度 f = 80mm ，满载弧高 f = 20mm ， r = 545mm ， r = 515mm 。

作图校核该车传动轴跳动情况，包括：

① 确定传动轴上下跳动的极限位置及最大摆角  ；

② 确定空载时万向节传动的夹角；

③ 确定传动轴长度的变化量。 （要求按 1 : 10 作图）

注：悬架压缩（车轮上跳）到极限位置，假定缓冲块被压缩 1/3 ，空载静挠度按 f = 50mm 作图。

二、简答题：

∙等速万向节最常见的结构型式有哪些？简要说明各自特点？

1. 计算单级跨置式螺旋锥齿轮主减速器各轴承所受的支承反力。

已知参数：

齿面宽中点处的圆周力为 P；

小齿轮的径向力 T ；

小齿轮的轴向力 Q ；

大齿轮的径向力 T ；

大齿轮的轴向力 Q ；

小齿轮齿面宽中点处的分度圆直径 D ；

大齿轮齿面宽中点处的分度圆直径 D ；

要求：

∙推导出 A、 B、 C、 D四个轴承所受支承反力的计算公式。

包括：

轴承 A的径向力 R ；

轴承 A的轴向力 R ；

轴承 B的径向力 R ；

轴承 B的轴向力 R ；

轴承 C的径向力 R ；

轴承 C的轴向力 R ；

轴承 D的径向力 R ；

轴承 D的轴向力 R ；

∙在图上表示出以上各轴承反力的受力方向（驱动前进时）。当力在图面上的投影为一小点时，则用“⊙”或“ ”表示力的方向。图示圆周力 P的方向“⊙”为小齿轮的受力方向。

2 某汽车主传动器采用的是螺旋圆锥齿轮和斜齿轮圆柱齿轮两级传动。主传动比 i =7.63，；螺旋圆锥齿轮副的大端模数 m =9， Z =11， Z =25，压力角 =20 ，螺旋角 =35 。齿顶高系数 f=0.85，齿高修正系数 =0.32，径向间隙系数 C=0.188。

发动机最大扭矩： Me = 31kg · m

变速器一档传动比： i =6.24

齿轮材料： 20Mn TiB

计算：

1. 螺旋锥齿轮副的尺寸；

2. 强度计算（弯曲应力和接触应力）

3. 已知 EQ245 越野车采用全浮式半轴，其中，后桥质量分别为 = 4075.5kg, 加速时质量

移系数 =1.15, 发动机最大扭矩 = 43kg · m

半轴杆部直径 d= 44mm

半轴花键内径 d’= 44mm

半轴花键外径 D= 49.5mm

花键齿数 Z=18

花键有效长度 L= 51mm

试求：

∙半轴传递的扭矩 M;

∙半轴花键的扭转应力和挤压应力；

∙半轴杆部的强度计算；

二、简答题：

∙简述驱动桥的作用和组成。

∙在对驱动桥的设计当中，应满足哪些基本要求？

∙按齿轮副的数目不同，主减速器可分为单级主减速器和双级主减速器，简要说明各减速器的特点。

∙为什么会在驱动桥的左右车轮之间都装有差速器（轮间差速器）？

∙轴间差速器在多轴驱动的汽车上的应用起到了哪些作用？

∙按结构特征的不同，差速器可分为哪些不同的型式？

∙车轮传动装置的基本功用是什么？在不同型式的驱动桥中，充当车轮传动装置的主要部件各是什么？

∙根据车轮端的支承方式不同，半轴可分为哪几种型式，简述各自特点。

∙驱动桥壳应满足哪些要求？

1. 为 110 微型汽车设计后钢板弹簧悬架。

已知参数：

总重： Ga=13100N( 驾驶室内两人 )

自重： Go=6950N( 驾驶室内两人 )

空车： 前轴载荷 =4250N

后轴载荷 =2700N

满载： 前轴载荷 =5750N

后轴载荷 =7350N

非簧载质量 =690N （指后悬架）

钢板弹簧长度 L=(1000~1100)mm

骑马螺栓中心距 S= 70mm

满载时偏频 n= （ 1.5~1.7 ） H

叶片端部形状： 压延

要求：

∙确定钢板弹簧叶片断面尺寸，片数；

∙确定钢板弹簧各片长度（按 1:5 的比例作图）；

∙计算钢板弹簧总成刚度；

∙计算钢板弹簧各片应力；

注意： ① 叶片断面尺寸按型材规格选取（参看“汽车标准资料手册 ”中册 P39，表 5—36），本题拟在以下几种规格内选取：

= 6 65,7 65,8 65

6 63,7 63,8 63

6 70,7 70,8 70

② 挠度系数 可按下式计算：

式中： n’— 主动片数

n— 总片数

2. 某长途客车底盘前后悬架主要参数如下：

轴荷： 空车前簧： 23600N

后簧： 34750N

满载前簧： 28500N

后簧： 250N

非悬挂质量前簧： 5075N

后簧： 9439N

一个簧上的负荷：

空载： 前簧 9260N

后簧 12660N

满载： 前簧 11710N

后主簧 20490N

后副簧 6920N

作用长度：

前簧 1300mm

后主簧 1375mm

后副簧 902mm

钢板弹簧（片宽  片厚  片数） mm

前簧 65 10 4

65 8 8

65 7 2

后主簧 76 9,5 13

后副簧 76 8 10

弹簧销外径： 前簧 mm

后簧 mm

弹簧卷耳内径： 前簧 mm

后簧 mm

U 型螺栓夹紧距离： 前簧 S= 110 mm

后簧 S= 128mm

试计算：

∙前后（主，副）弹簧的全长刚度和夹紧刚度；

∙前后悬架空满载时的偏频；

∙满载动挠度；

∙制动时最大卷耳应力（取质量偏移系数 =1.6, =0.92 ）。

二、简答题：

∙悬架有哪些作用？

∙在悬架设计中应满足哪些性能要求？

∙悬架主要钢板弹簧的主要参数和尺寸如何确定？

∙在汽车的设计当中，对前轮和后轮的悬架导向机构是如何要求的？

∙新式悬架在纵由哪些元件组成，各元件有何功用？

∙简述悬架和非悬架的特点。

∙按车轮运动形式的不同，悬架可分为哪些形式？

1. 设计一合乎要求的转向梯形机构。

已知参数：

汽车主销中心距 K, 轴距 L ：

NJ130 K= 1420mm L= 3300mm

CA10B K= 1480mm L= 4000mm

T—234 K= 1575mm L= 4144mm

前进 620 K= 1175mm L= 2700mm

要求：从上述车型中任选一车型，涉及整体式后置转向梯形，确定梯形臂长和梯形底角

 ，画出实际特性曲线，他与理论特性曲线在 15~25 o 以内相交 (内轮共转 40o)在 25o以内的实际特性曲线尽量与理论特性曲线接近。

2. 核计算 EQ245 型汽车的转向轻便性。

已知参数：

转向轴负荷： =33690N

轮胎与路面的滑动摩擦系数： =0.7

轮胎气压： P=0.45N/mm 2

转向摇臂长： = 150mm

转向节臂长： = 200mm

方向盘半径： = 250mm

转向器角传动比： i  =20

转向器效率： =70%

试求：

∙转向轮原地转向的阻力矩 Mr;

∙原地转向时方向盘上的作用力；

∙方向盘回转的总圈数 n;

n 可由下式计算：

式中： -- 转向传动系的角传动比；

-- 内转向轮最大转角， =36 o ；

-- 外转向轮最大转角， =30 o ；

i -- 转向器角传动比。

二、简答题：

∙掌握汽车转向系的组成与功用，以及转向器的特点。

∙对汽车转向系设计有哪些要求？

∙何为转向器的  ，在设计中如何提高  ，哪一种转向器的  最高？

∙何为转向器的  ，根据  所分的三种转向器各有什么优缺点？目前汽车上广泛使用的是哪一种转向器？为什么？

∙转向器的角传动比，传动装置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？

∙转向系的力传动比指的是什么？力传动比和角传动比有何关系？

∙转向器角传动比的变化特性是什么？在不装动力转向的车上采用什么措施来解决轻和灵的矛盾？

∙转向系刚度和方向盘转角对转向性能有何影响？

∙汽车转向轴内外轮必须满足的理论转角关系式是什么？试证明 EC 线就是满足该式的转向特性曲线？

∙最小转弯半径指的是什么？如何计算？当考虑轮胎的侧偏影响后，  又如何计算？

∙考虑轮胎的侧偏影响后，瞬时转向中心如何确定？

∙对汽车的转向梯形机构有哪些要求？常用的是那种结构形式？在布置设计时应注意什么？

∙在设计梯形机构时，需要确定哪几个参数？对一辆已知梯形机构参数的汽车，如何用作图法来校核？是说明其作图步骤？

∙如何评价转向轻便性？

∙计算转向系计算载荷的方法有几种？是说明之。

∙计算原地转向阻力矩的几个经验公式是什么？最常用的是哪个？

∙如何计算方向盘上的手里和方向盘上的总回转圈数？

∙提高转向轻便性和操纵性的途径是什么？试分析采用动力转向的优缺点？

∙对动力转向得有什么要求？掌握动力转向的结构与工作原理。

∙动力转向系统有几种布置形式？今打算在现有客车底盘上加装动力转向，采用哪种布置形式最好？为什么？

∙如何评价动力转向的灵敏度？

∙转向系传动副中的间隙随转向盘转角应如何变化？为什么？

1. 某轻型货车的有关参数如下：

总重： Ga=26000N

重心到前轴的距离： L1= 1428mm

轴距： L= 2700mm

重心高度： hg= 950mm( 满载 )

头档动力因数： =0.525

车轮工作半径： = 0.35mm

主传动比： =4.111

驱动形式： 4 2 后驱动

求：

当该车在滚动阻力系数 f=0.02, 附着系数 =0.7 的路面上行驶时，其在最大坡道上停车所需要的手制动器最大制动力矩。

2. 某汽车采用支点固定的非平衡凸轮张开式车轮制动器。

已知参数如下：（参见教材 P505 图 13—58 ， P506 图 13—59 ）（单位： mm ）

h= 320 a=23.6 R=210

f=162.4 =18.57 o =21.8o

=1.69o =4.92o =110o

输入前后制动凸轮轴上的扭矩：

=587000 =954000 

试计算：

当摩擦系数 =0.4 时，前后车轮的制动力矩。 ( 取前后车轮制动器的制动力矩 ) 。

二、简答题：

∙制动装置都有哪些？简要说明其功用？

∙制动系应满足哪些主要的要求？

∙对制动系的设计应遵循哪些原则？

∙什么叫领蹄？什么叫从蹄？

∙如何保证制动器有较好的热稳定性？

∙鼓式制动器可分为哪些型式？简述各自特点？

∙盘式制动器与鼓式制动器相比较，有哪些优缺点？

∙制动器主要包括哪些主要的制动元件？

∙制动驱动机构有哪几种型式？