（4）主传动比i0较大时，z1尽量取得少些，以便得到满意的离地间隙。（1.5%） （5）对于不同的主传动比，z1和z2应有适宜的搭配。 （1.5%）
5、汽车悬架分非独立悬架和独立悬架两类，独立悬架又分为几种形式？它们各自有何优缺点？ 答：（1）双横臂式 侧倾中心高度比较低，轮距变化小，轮胎磨损速度慢，占用较多的空间，结构稍复杂，前悬使用得较多。（1.5%）
（2）单横臂式 侧倾中心高度比较高，轮距变化大，轮胎磨损速度快，占用较少的空间，结构简单，但目前使用较少。 （1.5%）
（3）单纵臂式 侧倾中心高度比较低，轮距不变，几乎不占用高度空间，结构简单，成本低，但目前也使用较少。 （1.5%）
（4）单斜臂式 侧倾中心高度居单横臂式和单纵臂式之间，轮距变化不大，几乎不占用高度空间，结构稍复杂，结构简单，成本低，但目前也使用较少。（1.5%）
（5）麦弗逊式 侧倾中心高度比较高，轮距变化小，轮胎磨损速度慢，占用较小的空间，结构简单、紧凑、乘用车上用得较多。 （2%）
6、设计制动系时，应当满足哪些基本要求？（每条1%，答对８点即８分） 答：（1）具有足够的制动效能 （2）工作可靠
（3）在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵性和方向稳定性 （4）防止水和污泥进入制动器工作表面
（5）制动能力的热稳定性良好。 （6）操纵轻便，并具有良好的随动性 （7）制动时，制动系产生的噪声尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害。 （8）作用滞后性应尽可能好 （9）摩擦衬片应有足够的使用寿命
（10）摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。
（11）当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能遭到破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警提示。
7、何谓汽车转向的“轻”与“灵”矛盾？如何解决这对矛盾？试以齿轮齿条转向
器为例说明。
答：１）汽车转向的‘轻’与‘灵’矛盾： ‘轻’：增大角传动比可以增加力传动比。从IP=2Fw/Fh可知，当Fw一定时，增大IP能减小作用在转向盘上的手力Fh，使操纵轻便。 （1.5%） ‘灵’：对于一定的转向盘角速度，转向轮偏转角速度与转向器角传动比成反比。角传动比增加后，转向轮偏转角速度对转向盘角速度的响应变得迟钝，使转向操纵时间增长，汽车转向灵敏性降低。 （1.5%） ２）解决办法：采用变速比转向器 （２%） ３）举例： （1）相互啮合齿轮的基圆齿距必须相等，即Pb1=Pb2。其中，齿轮基圆齿距Pb1=πm1cosα1、齿条基圆齿距Pb2=πm2cosα2，当具有标准模数m1和标准压力角α1的齿轮与一个具有变模数m2、变压力角α2的齿条相啮合，并始终保持 πm1cosα1=πm2cosα2时，它们就可以啮合运转。（1.5%）
（2）如果齿条中部（相当于汽车直线行驶位置）齿的压力角最大，向两端逐渐减小（模数也随之减小），则主动齿轮啮合半径也减小，致使转向盘每转动某同一角度时，齿条行程也随之减小。（1.5%）
2009-2010
学年第一学期汽车设计试卷（B）卷参考答案 一、名词解释（每题4分，共20分）
1、 汽车布置形式: 发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特 点
2、半轴转矩比: Kb=T2/T1, T2 ,T1 为左右两半轴对差速器的反转矩
3、极限可逆式转向器: 车轮冲击只有较小部分传给方向盘，逆效率低，在坏路上行驶时，驾驶员并不紧张。
4、悬架动挠度: 由满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形，（通常指缓冲块压到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。 5、离合器后备系数: 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。
五、问答题 （每题8分，共56分）
1、汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？
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。 （2%） 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%） 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。（ 2%） 3）性能参数：（2%）
(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 2、何谓汽车制动器效能？何谓汽车制动器效能的稳定性？哪些制动器的效能稳定性较好哪些较差？
答：汽车制动器制动效能是指制动器在单位输入压力或力的作用下所输入的力或力矩。（2%）
汽车制动器效能的稳定性是指其效能因数K对摩擦因数f的敏感性。（2%） 1）、盘式制动器的制动效能稳定性比鼓式制动器好。鼓式制动器中领从蹄式制动器的效能稳定性较好。（２%） 2）、双领蹄、双向双领蹄式制动器的效能稳定性居中。（０%） 3）、单向增力和双向增力式制动器的效能稳定性较差。（2%） ３、主减速器主动齿轮的支承形式有哪几种结构形式？简述各种结构形式的主要特点及其应用。
答：主动锥齿轮支承有悬臂式和跨置式两种。（1%） 1）悬臂式 (1) 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
(2) 优缺：结构简单，刚度差 (3) 用：传递转矩小的 (3%) 2）跨置式 (1)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→
(2) 优缺：刚度强，结构复杂 (3) 用：传递转矩大的 (3%)
４、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？ 答：（1）斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。（2%）
（2）在设计时，力求使中间轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命。（2%） （3）图为中间轴轴向力的平衡图（2%） (4) 中间轴上齿轮的螺旋方向取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋后，图中轴向力Fa1和Fa2可相互平衡，第一轴、第二轴上斜齿轮所产生的轴向力由箱体承担。
（2%） 5、以纵置钢板弹簧悬架为例说明轴转向效应。为什么后悬架采用钢板弹簧结构时，要求钢板弹簧的前铰接点比后铰接点要低些？
答： 轴转向效应是指前、后悬架均采用纵置钢板弹簧非独立悬架的汽车转向行驶时，内侧悬架处于减载而外侧悬架处于加载状态，于是内侧悬架缩短，外侧悬
架因受压而伸长，结果与悬架固定连接的车轴的轴线相对汽车纵向中心线偏转一角度，对前轴，这种偏转使汽车不足转向趋势增加，对后桥，则增加了汽车过多转向趋势。（4%） 使后悬架钢板弹簧前铰接点（吊耳）比后铰接点（吊耳）低，是为了使后桥轴线的偏离不再使汽车具有过多转向的趋势。由于悬架钢板弹簧前铰接点（吊耳）比后铰接点（吊耳）低，所以悬架的瞬时运动中心位置降低，处于外侧悬架与车桥连接处的运动轨迹发生偏移。（4%） ６、液压动力转向的助力特性与电动助力转向的助力特性或电控液压助力转向的助力特性之间有什么区别？车速感应型的助力特性具有什么特点和优缺点？ 答： 液压动力转向的助力特性与电动助力转向的主要区别在于：
液压动力转向不适应汽车行驶速度多变和既要求有足够的转向操纵轻便性的同时又不能有转向发飘感觉的矛盾，而电动助力转向的助力特性可适应汽车行驶速度多变，且满足既有足够的转向操纵轻便性的同时又不能有转向发飘感觉的要求。 （４%） 车速感应型的助力特性特点：助力特性由软件设定，通常将助力特性曲线设计成随汽车行驶速度Va的变化而变化。助力既是作用到转向盘上的力矩函数，同时也是车速的函数，当车速Va=0时，相当于汽车在原地转向，助力强度达到最大。随着车速Va不断升高，助力特性曲线的位置也逐渐降低，直至车速Va达到最高车速为止，此时的助力强度已为最小，而路感强度达到最大。 （4%） ７、解释为什么设计麦弗逊式悬架时，它的主销轴线、滑柱轴线和弹簧轴线三条线不在一条线上？ 答：（1）、主销轴线与滑柱轴线不在一条线上的原因： 在对麦弗逊悬架受力分析中，作用在导向套上的横向力
，
横向力越大，则作用在导向套上的摩擦力F3f越大，这对汽车平顺性有不良影响，为减小摩擦力，可通过减小F3，增大c+b时，将使悬架占用空间增加，在布置上有困难；若采用增加减振器轴线倾斜度的方法，可达到减小a的目的，但也存在布置困难的问题。因此，在保持减振器轴线不变的条件下，将图中（图6-49）的G点外伸至车轮内部，既可以达到缩短尺寸a的目的，又可获得较小的甚至是负的主销偏移距，提高制动稳定性，移动G点后的主销轴线不再与减振器轴线重合。（5%） （2）、弹簧轴线与减振器轴线在一条线上的原因：（3%）
为了发挥弹簧反力减小横向力F3的作用，有时还将弹簧下端布置得尽量靠近车轮，从而造成弹簧轴线成一角度。
1、 汽车设计中必须考虑“三化”是什么？ “三化”指标准化 通用化 系列化
2、 汽车制动性定义：汽车行驶时能在短时间内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡 时能维持一定车速的能力
3、 汽车设计任务书编制阶段的调查分析包括：社会调查、使用调查、生产调查
4、 汽车加速时间的定义：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
5、 汽车燃油经济性评价指标定义：在一定工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量
6、 离合器的后备系数定义：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，必须大于1
7、 变速器的功能：a,改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的 行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作；b，在发动机曲轴旋转方向不变的前提 下，使汽车能倒退行驶；c，利用空挡中断动力传递，以使发动机能够起动，怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出
8、 变速器齿轮的三种损坏形式：轮齿折断，齿面点蚀，移动换挡齿轮端部破坏以及齿面胶 合
9、 传动轴的临界转速是指：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，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速
10、驱动桥的功能：a,将传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现减速增距；b，通过主减速器圆锥齿轮副或双曲面齿轮副改变转矩的传递方向；c，通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内外侧车轮以不同转速转向；d,通过桥壳体和车轮实现承载及传力作用
11、 悬架的主要作用：传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制
动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷
12、 汽车转向系的功能：保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶
13、 制动系的作用：能使行驶中的汽车迅速地降低车速或停车，在下坡时维持一定的 车速，保证汽车可靠地停放而不会自行滑动
14、 影响选取轴数的因素有哪些：汽车的总质量， 道路法规对轴载质量的限制和轮胎 的负荷能力以及汽车的结构
15、 何为悬架的动容量：悬架从静载荷的位置起，变形到结构允许的最大变形为止消 耗的功
简答与论述题
1、 汽车总体设计的任务：a,从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指 标、质量参数和尺寸参数，提出整车总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计 要求。
b, 对各部件进行合理布置和运动校核，使汽车不仅具有足够的装载容量，而且要做到尺寸紧凑、乘坐舒适、质量小、重心低、安全可靠、操纵轻便、造型美观、视野良好、维修方便、运动协调。
c, 对汽车性能进行精确计算和控制，保证汽车主要性能参数的实现。