《汽车设计（第6版》课后习题及答案 闵海涛.docx

课后习题参考答案第一章汽车总体设计1-1理解产品生命周期的概念，其对汽车开发有怎样的影晌？答：汽车产品市场竞争日趋激烈，如何缩短车型设计开发时间、降低成本、提高质量、提海市场竞争力，日益成为各汽车制造厂家考虑的首要问题。为此，各国汽车企业广泛采用基rV形模式的汽车开发流程.它考虑了从概念设计、结构定型、制造加工、使用维修直至报废回收这产品生命周期的所有相大因素，可最大限度地提高设计质量和开发效率，提高产品的市场竞争力。汽车开发是一个非常复杂的系统工程,不同的汽车企业在设计任务、阶段、时间、测试程序、组织和管理风格方面可能存在很大的差异，存在着风格多样的开发流程，即使在同一家汽车公司内，因为参与开发人员的特性、与时间和预算相关的约束、技术演变的进化、客户需求的变化等因素，也没有任何两个汽车项目的开发流程是完全相同的。1-2请描述汽车产品开发过程的基本共性流程.答：1 .产品策划首先应开展市场调研，包括市场细分、目标市场选择、产品定位等诸多方面.然后根据调研数据进行综合研究，总结出有效可苑的市场调研报告，为新车研发项目的决策提供科学合理的参考与建议，进而对设计目标进行初步设定。项目管理部门将初步设定的设计目标要求发放给相应的设计部门，由各部门评估各总成部件技术要求的可行性，编制初版产品技术描述说明书。2 .概念设计概念设计是将产品策划所确定开发产品的定义更具体化，使之达到能进行具体设计的程度。概念设计任务主要包括总布置草图设计、造型设计及成本预估三项内容。3 .工程设计工程设计阶段的主要任务是完成整车各个总成以及零部件的设计，协调总成与整车、总成与总成之间出现的各种矛盾，保证整车性能能满足目标大纲要求。（1）车身造型数据生成（2）总布置设计（3）发动机工程设计(4)底盘工程设计(5)白车身工程设计(6)内外饰工程设计(7)电气设备工程设计4 .试制设计试制设计是在开发新产品时，试制前进行的技术设计工作。各总成设计师j根据设计任务书给出的条件和总体设计册以书面形式提出的对各总成的要求和边缘条件等进行设计工作。5 .样车试验根据工程设计数据和试制设计文件，参考试险需求制作各种试脸样车，进行试验场测状、道路测试、风洞测试、碰撞试验等相关试验。样车试验包括性能试验和可考性试验。6 .投产启动此阶段的主要任务是进行投产前的生产准备工作，包括制订生产流程链，以及各种生产设置到位、生产线铺设等。7,生产销存完成开发过程以后，对已定型的产品将进入正式批量生产阶段，并投放市场销售和进行售后服务工作。在华后服务工作中还要征求用户意见，并将这些意见反映给有关部门，以改进和不断提高产品质量，扩大市场份额。1-3发动机前置前轮驱动的布置形式,如今在乘用车上得到广泛采用，其原因是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是什么？答：(1)发动机前盥前轮驱动这种布置形式目前主要在发动机排量为2.51.以卜.的乘用车上得到广泛应用，主要是因为有下述优点：与后轮驱动的乘用车比较，前轮驱动乘用车的前桥轴荷大，有明显的不足转向性能；因为前轮是驱动轮，所以越过障碍的能力高，主减速器与变速器装在一个壳体内，因而动力总成结构紧凌，且不再需要在变速器与主减速罂之间设置传动轴，车内地板凸包高度可降低(此时地板凸包仅用来容纳排气管和加强地板刚度)，仃利于提高乘坐舒适性：发动机布置在轴距外时，汽车的轴距可以缩短，因而有利于提高汽车的机动性：汽车散热器布置在汽车前部，散热条件好，发动机可得到足够的冷却：行李箱布置在汽车后部，故有足够大的行李箱空间；容易改装为客货两用车或救护车；供暖机构简单，且因管路短而供暖效率高：因为发动机、离合器、变速器与驾联m位置近，所以操纵机构简单：发动机横置时能缩短汽车的总长，加上取消了传动轴等因素的影响，汽车消耗的材料明显减少，使整备质量减轻：发动机横置时，除主减速器的锥齿轮需用圆柱齿轮取代，这又降低了制造难度，同时在装备和使用时也不必进行齿轮调整工作，此时，变速器和主减速器可以使用同一种涧滑油.（2）发动机后置后轮驱动这种布置形式在客车上得到广泛应用,主要是因为有下述优点：能较好地隔绝发动机的气味和热屋，客车中、前部基本不受发动机工作噪声和振动的影响：检修发动机方便：轴荷分配合理：同时由于后桥黄上质量与赞下质量之比增大，可改善车厢后部的乘坐舒适性：当发动机横司时，车厢面积利用较好，并且布置.座椅受发动机影响较少：作为城市间客车使用时，能够在地板下方和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱；作为市内用客车不需要行李箱时,因而后桥前面的地板下方没仃传动轴,则可以降低地板高度,乘客上、下车方便：传动轴长度短。1-4按照驾融室与发动机相对位Jt的不同，货车可分为哪几种布置形式？各有什么优缺点？答：货车可以按照驾驶室与发动机相对位置的不同,分为平头式、短头式、长头式和偏置式四种。（1）平头式货车这种形式货车的布置特点是发动机在写驶员和副驾驶员座位中间，因此驾驶室的前端不需要凸出去，没有独立的发动机舱。主要优点：汽车总长和轴距尺寸短,最小转弯直径小，机动性能良好,不需要发动机舱盖和翼子板，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备班量减小：驾驶员视野得到明显改善：采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性：平头式货车的面积利用率比较高。主要缺点：空载时前轴负荷大，因而在坏路上的汽车通过性变坏：因为驾驶室有翻转机构和锁止机构，使机构豆杂；进、出驾驶室不如长头式货车方便：离合器、变速泯等操纵机构史杂：发动机的工作噪声、气味、热量和振动对驾驻m等均有较大影响：汽车正面与其他物体发生碰撞时，特别是智.装室高度低些的平头货车，易使当联员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加，这点不如长头式、短头式货车好。（2）短头式货车短头式货车的主要特点是：与长头式货车相比,汽车的总长和轴隹得到缩短，最小转弯直径小，机动性能虽然好r长头式货车，但不如平头式货车：驾驶员视野不如平头式货车好，但与长头式货车相比，还是得到改善：动力息成操纵机构简单：发动机的工作噪声、气味、热量和振动对驾驶员的膨响与平头式货车相比得到很大改善，但不如长头式货车：位于驾驶室内的发动机后部的接近性不好，并且导致驾姿空内部空间拥挤，给布置踏板工作带来困难，同样给前轮后移也带来类似的问题，通过增加地板高度可以减少布置踏板的困琲，不过这乂会产生上、下车不够方便的矛盾：汽车正面与其他物体发生碰撞时，驾驶员和前排乘员受到的伤害程度比平头式货车要轻得多。（3）长头式货车主要优点:发动机及其附件的接近性好,便于检修;汽车满我时前轴负荷小，有利于在坏路面上行验时提高汽车的通过能力：地板低，驾联员上、下车方便；离合罂、变速罂等操纵机构简单.，易于布置；发动机的工作噪声、气味、热量和振动对驾驶员的影响很小：汽车正面与其他物体发生碰撞时，驾驶员和前排乘员受到的伤害程度比平头式货车要轻得多。主要缺点:汽车总长与轴折均较长，因而最小转弯直径较大,机动性能不好：汽车整备质量大；驾驶员的视野不如短头式货车，更不如平头式货车好；面积利用率低。（4）偏置式优车。偏置式驾驶室主要用于重型矿用自卸车上。这种形式的货车具有平头式货车的一些优点，如轴距短、视野良好等，此外，还具有驾驶室通风条件好、维修发动机方便等优点。1-5汽车的主要叁数分几类？各类又含有哪些弁数？各质量叁数是如何定义的？答：汽车的主要参数分三类：尺寸参数、质星参数和汽车性能参数。（1）汽车的主要尺寸参数有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸等。（2）汽车的质量参数包括整车整备质量m。、毂客量、装栽质量（栽质量）、质量系数0、汽车总质量砥,、抽荷分配等.（3）汽车性能参数包括：动力性参数：最高车速%max、加速时间，、上坡能力、比功率和比转矩等：燃油经济性参数：汽车最小转弯直径DmE：通过性几何参数：最小离地间隙心山、接近角八、离去角后、纵向通过半径等P1.：操纵槎定性参数：转向特性参数、车身侧倾角、制动前循用：制动性参数：制动距离%、平均制动诫速度人行车制动时的踏板力及应急制动时的操纵力；舒适性：平顺性（频率、振动加速度和悬架动挠度等）、空气调节性能（湿度、湿度等）、车内噪声、乘坐环境（活动空间、车门及通道宽度、内部设施等）及驾驶员的操作性能。各质量参数定义如下.：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，但没有装货和毂人时的整车质量。汽车的载客员：乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座.汽车的载侦量是指在硬侦良好路面上行驶时所允许的额定敕质量。质量系数是指汽车载痂量与整车整备质量的比值。汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的盛车质量。汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满我静止状态下，各车轴对支承平面的垂直毂荷，也可以用占空我和满载总质量的百分比来表示。1-6在进行发动机选择时，除了书中所列出的主要性能指标外，还应该考虑哪些影响因素？答：除了书中所列出的主要性能指标外，还应考虑发动机的经济性指标（燃料消耗率要低）、环境指标（要要符合排放法规要求，维护和维修成本，此外发动机品牌的市场占有率、技术特性等也需要的情考虑。1-7乘用车采用两厢式车身有什么优缺点？答：有些乘用车为增大车内空间，采用发动机舱独立、柒员舱和行李能合二为一的车身形式，称其为两厢车。优点：两厢车没有独立的行李箱空间，后部与乘客他连通，可以通过折福后排座椅来获得更大的载物空间，提高J'车辆的多功能性：通常比同级别的三厢车更短，重心更低，这有助于提高车辆的操控性：整体重量较轻，有助于提高燃油效率：较短的车身使得停车更加方便。碇点：由于乘员舱与行李舱合二为一，行驶中的噪音和振动可能更易传递到乘员舱内：随身行李的异味容易影响到乘员舱：出现追尾事故时，两周车对乘员的保护可能不如三厢车。1-8对于越野车而言，如何选算合适的轮胎？答：根据经常使用的行车环境（如泥地、沙地、冰笛路面等），选择适合的越野轮胎类型：选择具有越野花纹的轮胎，这样有利了提高行驶过程中的轮胎抓地能力：根据车型的负载能力，选择合适的轮胎负载指数和速度等级：轮胎尺寸等规格参数要与车型相匹配，同时还要考虑维护成本和预期使用寿命：到对于越野车而言，还要求其轮胎接地比压较低，并能适应对轮胎气压的调节要求。1-9简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位里时，需要注意一些什么问题或如何布置才是合理的？答：简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时需要注意的些问题如下：（1）整乍布置的基准零线的确定拆定整车的基准零线、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态卜进行，并且绘图时应聘汽车前部绘在左侧。（2）发动机的布置发动机的上下位置、前后位置、左右位置.（3）传动系的布置转向盘的位置、转向器的位置：转向摇微与纵拉杆和转向节臂与纵拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽可能布置成接近直角。（4）悬架的布置前钢板弹簧布巴在纵梁下面，钢板弹簧前段通过弹簌销和支架与车架连接，而后端用吊耳和支架与车架相连,减振器应尽可能成直立状，以充分利用其有效行程：空间不允许时才布置成斜置状。（5）制动系布置制动踏板应布置在更靠近驾驶员处，并且还要做到脚制动踏板和手制动操纵轻便。应检杳杆件运动时有无干涉和死角，更不应当在车轮跳动时自行制动。布置.制动管路要注意安全可靠，整齐美观。（6）踏板的布置离合罂踏板、制动踏板和油门踏板，布置在地板凸包与车身内储壁之间。在离合罂踏板左恻，应当留出在离合罂不工作时可以放下左脚的空间，因此轮罩最好不要凸出到客厢内。油门踏板一般比制动踏板稍低，油门踏板布置成朝外转的样子。（7）油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置油箱应远离消声器和排气管，更不应当布置在发动机舱内.行李箱底部应平整。蓄电池与起动机应位于同他。（8）车身内部布置.以运送人为主，兼顾运送少量行李的乘用车车身内部布置，必须考虑有良好的乘坐舒适性和足够的安全性.进行车身内部布置，并使之适合人体特性要求（9）乘用车外廊尺寸的确定点和拉点、顶盖轮廓线的确定、车身横截面。（10）安全带的位置腰带在车体上的固定点位置,、启带固定点位巴。Iio总布置设计的一项重要工作是作运动校核，运动校核的内容与意义？答：（I）运动校核包括两方面内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查：对于有相对运动的部件或零件进行运动干涉检查。（2）运动校核的意义：上述检查关系到汽车能否正常工作，必须引起重视。由于汽车是由许多总成组装在一起，总体设计师应从整车角度出发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查，如发动机前置时，会采用中间轴式或两轴式变速器的不同，使变速器输出轴的转动方向不同，这就影响主减速罂的结构，因此必须进行运动学方面的检查，以保证有足够的前进挡数，乂如，转向轮的转动方向必须与转向盘的转动方向保持致，为此应对螺杆的旋向、摇臂的位置、转向传动机构的构成等进行运动学正确性的检查。由于车轮跳动、前轮转向运动等原因造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误。原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查，如转向传动机构与悬架运动的校核；作转向跳动图，确定转向轮上跳并转向到极限位设时所占用的空间，然后据此确定翼了板开口形状、轮罩形状、减振冷的最大拉伸和压缩长度，同时检查转向轮与纵拉杆、车架等之间的间隙是否足够:根据悬架的跳动量,作传动轴跳动图，神定传动轴上、卜跳动的极线及最大摆角，检杳传动轴与横梁的间隙，以及传动轴长度的变换的。第二章离合器设计2-1设计离合器和离合册操纵机构时，各自应当满足事些基本条件？答：为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离介器应满足如下基本条件：（1）在任何行驶条件卜.，既能可靠的传递发动机的最大扭矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动器过载。（2）接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。（3）分离时要迅速、彻底.（4）从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损。（5）应有虚构的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命。（6）应能避免和衰减传动系的扭转震动，并且具有吸收震动、缓和冲击和降低噪声的能力。（7）操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。（8）作用在从动盘上的总压力和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作新能。（9）具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作机可靠、使用寿命长。（10）结构筒单、紧凑，质量小，制造工艺好，拆装、维修、调整方便等。时离合器操纵机构的耍求：（1）踏板力要尽可能小,乘用车一般在8O15ON范围内,商用车不大于15O2OON.（2）踏板行程"般在80"SOm1.n范围内,最大不应超过180mm。（3）应有踏板行程调推装置，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可以更原。（4）应有踏板行程限位装置，以防止操纵机构零件因受力过大而损坏。（5）应有足够的刚度。（6）传功效率要高。（7）发动机震动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。（8）工作可靠、寿命长，维修保养方便。2-2膜片弹簧主要参数如何选算？强度应如何校核？答：膜片弹簧主要参数选择：（1）高厚比H，h和厚度h的选择：为保证离合器用索力变化不大和操纵轻便，汽车离合涔用膜片弹簧的高厚比H/h一般为1.5-2.0,厚度h为24mm：（2） R/r比值和R、r的选择：研究表明，RZr越大,弹簧材料利用率越低,弹货越硬。根据结构布置和压紧力的要求，RZr一般为1.207.35。为使摩擦片上的压力分布较均匀，推式膜片弹簧的R值应取为大F或等于摩擦片的平均半径Rc,拉式膜片弹簧的r值宜取为大于或等于Rc。而且，对于同样的摩擦片尺寸，拉式的R值比推式的大。（3）圆惟底角的选择：膜片用簧自由状态卜圆锥底角与内截椎高度H关系密切。膜片弹塞的帧斜角度，一般在9。15。范围内选择，其中乘用车取100-12%（4）膜片弹簌工作点位置的选择膜片弹簧工作点位置如图1所示。该曲线的拐点H对应着膜片弹簧的压平位置，而AH=Q1.M+AQ2,新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B般取在凸点M和拐点H之间，且旅近或在H点处，一般AR=（O81.0）A,以保证摩擦片在最大磨损限度AX范围内的压紧力RB从到凡I变化不大。当分离时,膜片弹彼工作点从B变到C,为最大限度的减小踏板力，C点应尽量靠近N点。图I朦片弹簧工作点位置（5）分离指数目n的选取分离指数目n常取为18,大尺寸膜片弹簧可取24,小尺寸膜片弹簧可取（6）膜片附黄小端内半径IO及分离轴承作用半径rf的幽定rt）由离合器的结构决定，其最小值应大于变速器第一轴花键的外径°rf应大于r（）»（7）切槽宽度51,32及半径舱的确定分离指的窗孔有多种结构形式,对于圆形窗孔,有61=3235mm,2=9-10mm.rc的取值应满足r-rc4的要求。(8)压盘加载点半径R和支承环加载点半径r的酹定RI和G的取值符影响膜片弹黄的刚度r1应略大于r且尽量接近r,R】应略小TR且尽量接近R.膜片弹簧强度的校核:图2切向应力在子午断面中的分布由图2分析可知，8点的应力值最高，通常只计算3点的应力来校核碟费的强度。8点的应力a8为>dtf1.d,»f；R出GtB达到极大值时的转角WP作=。+舟(2-29)B点的切向压应力达到极大值时，子午断面将相对于碟簧压平位置再多转动个角度力2(c-r”当离合器彻底分离时，膜片弹簧子午断面的实际转角W3p,计算Sb时，应取/j:如果3/V则取/。在分离轴承推力F2的作用下，8点还受弯曲应力48,其值为_6(r-rz)F2-nbfh2)考虑到弯曲应力48是与切向乐应力Cp相互垂直的拉应力,根据最大切应力强度理论，B点的当量应力为jB=rBtB忒验表明，裂纨首先在碟黄压应力最大的8点产生.，但此裂纹并不发展到损坏，且不明显影响碟费的承载能力。继后，在人'点由于拉应力产生裂奴，这种裂纹是发展性的，一直发展到使碟簧破坏。2-3何调离合卷的后备系数？影晌其取值大小的因素有粤些？答：离合器的后备系数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，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。后备系数是离合胧设计中首要考虑的重要参数.它反映了离合盛传递发动机最大转矩的可拈程度。在选择时，应考虑：摩擦片在使用中发生定磨损后,离合器仍能可靠;地传递发动机最大转矩：防止离合器滑磨时间过长：防止传动系统过我；保证悚纵轻便等因素。显然，为可靠传递发动机最大转矩和防止窗合器滑磨时间过长，D不宜选得太小：为使鹰合器尺寸不致过大，减少传动系统过教，保证操纵轻便，B又不宜选得太大：当发动机后备功率较大、使用条件较好时，P可选得小些：当使用条件恶劣、需要拖带挂车时，为提高起步能力，减少离介器滑磨，P应选得大些：汽车总质量越大，P也应选得越大：采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平程，选取的值应比汽油机大些：发动机缸数越多，转矩波动越小，。可选得越小；膜片弹簧离合器由于摩擦片磨损后压力保持较稳定，选取P值可比螺旋弹黄高合器小些，双片离合器的0值应大于单片离合器。2-4膜片弹簧的弹性特性有何特点？影响弹性特性的主要因素是什么？工作点最佳位置应如何确定？答：（1）膜片弹黄具有较理想的非线性弹性特性，弹黄压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；相对圆柱螺旋弹簧，其压力大力下降，离合器分离时，弹簧压力有所下降，从而降低了踏板力。对于圆柱螺旋弹簧，其压力则大大增加。（2）影响弹性特性的主要因素：比值以和力的选择:Qr比值和/?、厂的选择：膜片弹簧臼由状态下圆锥底角的选择：膜片弹簧工作点位.置.的选择：分高指数目的选取；膜片弹黄小端内半径r°及分掰轴承作用半径的确定：切槽宽度电及半径心的确定：压盘加强点半径R1.和支承环加载点半径打的确定。（3）膜片弹簧工作点位置的选择：膜片弹簧工作点位置如图1所示。该曲线的拐点，对应着膜片弹簧的压平位置，而且人=。也+48）/2。新离合器在接合状态时，膜片弹黄工作点8一般取在凸点M和拐点，之间，且靠近或在，点处，一般入B=（O81.0）入“，以保证摩擦片在最大磨根程度A入能围内的压紧力从吊8到F1.A变化不大.当分离时，膜片弹簧工作点从8到C，为最大限度的减少踏板力，C点应尽量弊近N点。2-5今有单片和双片M合器各一个，它的的摩擦衬片内、外径尺寸相同，传递的最大转矩Tewx相同，操纵机构的传动比也一样，问作用到踏板上的力。是否想等？如果不相等，舞个踏板上的力小？为什么？答：（1）由最大静摩擦力矩7；=ZK可知，在摩擦衬片尺寸、所传递最大转矩及摩擦材料相同条件下，单片和双片离合器由于其工作摩擦面数不同，因此作用到摩擦衬片上的工作压力不同，双片离合器衬片工作压力耍小丁单片离合器,即F*<F4,（2）由踏板力F=+可知，在操纵机构的传动比相同条件下，作用到离合罂踏板上的力号与离合器摩擦表面工作压力成正比.（3）因此，上述两种形式的离合器踏板力不相等。双片离合器上的踏板力要小于单片高合器踏板力。2-6新离合器接合状态时膜片弹簧的工作点B与达到大磨损量时的工作点A相比，压索力应相差不大.且通常A点压紫力略高于B点，试分析为什么？答：工作点A与工作点B对应的压紧力相差不大，在摩擦片允许的磨损范围内压索力能保持大致不变，保证离合器具有稳定的传递转矩能力。考虑到膜片弹簧的工作过程中会有定的弹力衰减，故A点压紧力略高于第三章机械式变速器设计3-1分析图338所示的变速器的结构特点是什么？它有几个前进档？包括倒档在内，各档采用什么样的换档方式换档？试分析各种换档方式的优缺点？答：图中所示为中间轴式六挡机械式变速器。它有六个前进挡.其中，倒挡采用的是直齿滑动出轮换挡，六个前进挡均采用同步器换挡.采用直齿滑动齿轮换档时，闪变速器内各齿轮角速度不同，所以会在轮齿端面产生冲击，导致齿轮端部磨损加剧、过早损坏并降低乘坐舒适性。除此之外,采用直齿滑动齿轮换档时，换档行程长也是它的缺点。因此，尽管这种换档机构具有结构简单,变速器旋转部分的惯性力矩较小,制造、拆装与维修容易等优点，但除一档、倒档外己很少使用.使用同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换档，而与驾驶员操作技术的熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性、燃料经济性和行咬安全性。虽然同步器换挡的结构发杂、制造精度要求高、轴向尺寸大等缺点，但仍然得到广泛应用。3-2如图3-38所示的变速寿，已初选中心距、齿轮模数和螺旋角以及设计了各档传动比，请问如何对各档齿轮进行齿数分配？答：各挡齿轮的齿数分配步骤如下：(1)确定一挡齿轮的齿数(2)对中心距A进行修正(3)确定常啮合传动齿轮副的齿数(4)确定其他各挡位齿轮的齿数(5)确定倒挡齿轮的齿数3-2为什么中间轴式变速器的第一、二轴齿轮一律取为左旋，中间轴齿轮取为右旋？试分析为什么不采用第一、二轴齿轮右旋，中间轴齿轮左旋的设计？答：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，提育轴承寿命.因此，中间轴上不同挡位齿轮的螺旋角不完全致。为使工艺简单，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成样的，或者仅取为两种螺旋角。所以在设计齿轮的螺旋方向时，中间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋，则第一轴、第二轴上的斜齿轮应取为左旋。若采用第一、二轴齿轮右旋，中间轴齿轮左旋的设计，不利于确保齿轮磨损的均匀分布、提高齿轮啮合的平顺性以及减少自行脱档的风险，从而提商变速器的可维性和效率，因此不采用该种方案。3-4多数情况下，中间轴式变速器的第二轴前端支承在第一轴常咱合齿轮的内腔小轴承上，但对于部分传动比较大的货车，却采用相反的设计，即第一轴较长、第二轴较短，且第一轴的后支承在第二轴的常啮合齿轮内腔.请问这样设计的目的是什么？答：对于传动比较大的货车，若采用第二轴前端支承在第轴长岫合齿轮内腔的方案，则易导致第二轴前端支承刚度偏小,不利于低挡的同步换挡。因此，采用相反的设计，即第一轴较长、第二轴较短，且第一轴的后端支承在第二轴的常啮合齿轮内腔，这样的话，因为第二轴承载较大，其设计得较粗，轴上的齿轮尺寸也较大，使得第二釉后支承的刚度有所提高。低挡同步器装在支承刚度较大的中间轴上，因而同步惯量减小，利于缩短同步时间或减轻换挡力。3-5某重型商用车采用16档多段式（组合式，变速器，读变速器由2档的前置副变速卷、4档的主变速卷和2档的后量副变速器蛆成，而且主、副变速器均为双中间轴式传动方案.试分析该支通器的传动方案与传统的中间轴式变速卷相比,在总成布置、传动齿轮的叁数设计、轮恒强度校核等方面具有算些明显优势？其原因是什么？答：多段式变速器在功能和结构上将变速罂分为儿个模块，通过设计和优化，有助于在有限的空间内实现更反杂的变速器结构，提高盛体紧凑性：前置副变速器和后置副变速耦，提供了更多的挡位组合，可根据不同的驾驶条件和车辆需求灵活选择，增强了变速器的适用性；双中间轴设计有助于均衡轴向载荷，改善变速器的版量分布，减轻对变速箱壳体和支承轴承的压力，提高J'整体结构的稳定性和可耗性。双中间轴式设计通过分散载荷，诚轻了单一齿轮承受的应力，这使得设计者可以选择更小的齿轮模数，从而减小齿轮尺寸和重量，同时保持或提高齿轮的强度。结构设计上允许更面效的载荷分配，减轻了齿轮和轴承的负担，同时通过增加齿轮数量和优化齿轮比，实现了更平滑的换档和更高的传动效率。36手动变速器(MT)和机械式自动变速器(AMT)多属于非动力换档变速器，同步器是其关健分总成之一.试分析同步寿应满足哪些功能需求，才能有利于提升变速卷的换档品质,换档舒适性)？同步器的哪些设计叁数对其使用寿命有显着影响？答：为了提升换挡品质，同步器应满足快速同步，降低齿轮之间的冲击，避免换档过程中的振动和噪声：满足平顺换档，确保齿轮的平稳啮合，减少换档冲击，还避免了不必要的磨损：满足操纵轻便，减少驾驶员或换档执行机构在换档时所需的操纵力，不仅有利于提面换档舒适性，降低驾驶员疲劳度，特别是在AMT中还可以减少换档执行机构的兔杂性和能耗：满足而酎磨性，采用高耐磨性的材料和设计，以减少磨损，延长使用寿命，保证长期的换档品质。3-7在设计机械式变速器时，哪些位量的传动部件可考虑采用直齿四柱齿轮？舞些位置应采用斜齿圆柱齿轮？这两种齿轮在抗弯强度和按触强度校核时有何区别？为什么说支速卷的中心距A对轮齿的接触强度有影响？请分析是如何影响的.答：在机械式变速器中，常脑台齿轮均采用斜齿圆柱齿.轮，这样会使常睹合齿轮数增加，并导致变速器的质量和转动惯量增大。直齿网柱齿轮仅用于低档和倒档。在抗弯强度校核时，相比于直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮还要考虑螺旋角、法向模数等参数，因此在相同载荷作用下，抗弯强度要优于前者。在接触强度校核时，斜齿圆柱齿轮因为螺旋角的原因，导致轮齿啮合的接触区域发生变化，这样更有助于分散我荷，降低接触桢力，因而其接触强度优于直齿圆柱齿轮。变速器的中心距A越小,轮齿的接触应力越大,齿轮寿命越短。第四章万向传动轴设计4-1万向传动装置的设计要满足哪些基本要求？答：（1）保证所连接的两轴的夹角及相对位置在一定位国内变化时，能可靠而稳定地传递动力。（2）保证所连接的两轴尽可能等速运转。由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许的范用内，在使用车速范国内不应产生共振现象。（3）传动效率高，使用寿命长，结构荷单，制造方便，维修容易等。4-2要求十字轴式万向节连接的两轴夹角不宜过大的原因是什么？答：具有夹角的十字轴万向节，由丁其主、从动叉轴上的转矩7;、R作用在不同的平面上，因此仅在主动轴驱动转矩和从动轴驱动反转矩的作用下是不能平衡的。在不计万向节惯性力矩时，主、从动叉轴上的转矩7、7的矢量瓦成一角度而不能自行封闭，此时万向节上必然还作用有另外的力矩。从万向节叉与十字轴之间的约束关系可知，主动叉对十字轴的作用力矩，除主动轴驱动转矩T之外，还有作用在主动叉平面的弯曲力矩了；同理，从动叉对十字轴也作用有从动轴反转矩G和作用在从动叉平面的弯曲力矩摩，在这四个力矩的作用下，使十字轴万向节得以平衡。然而，上述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，使传动和产生.附加应力和变形，从而降低传动轴的疲劳强度。因此，为了控制附加弯矩，应避免两轴之间的夹角过大。此外，当十字轴方向节连接的两轴夹角过大时，会使卜字轴万向节滚针轴承的寿命大幅度下降。当夹角有4“增至16。时，万向节中的滚针轴承寿命将下降为原来寿命的1/4.4-3试解释球笼式万向节和三枢轴式万向节的等速传动原理.答：球笼式万向节的等速传动原理如图所示：球笼内部装有多个钢球，这些钢球在球笼的引导下，沿着特定的轨迹滚动。外滚道8的中心A与内滚道7的中心B分别位于万向节中心O的两边，且与O等距离。传力钢球6的中心C到A、B两点的距离也相等。保持架4的内外球而、星形套7的外球面和球形壳8的内球面均以万向节中心O为球心。因此，当两轴夹角变化时，保持架可沿内、外球面滑动，以保持传力钢球在一定位置。球无论星形套和球形壳之间的夹角如何变化，钢球始终能够保持在加平分面上,从而保证了主、从动轴以相等的角速度转动。球笼式万向节等速传动原理三枢轴式万向节的等速传动原理：三枢轴式万向节有三个独立的枢轴，每个枢轴上配有一对滚子或滚珠，它们在内外套筒的轨道中滚动0枢轴式万向节的独特之处在它的三个枢轴能够独立运动。这意味着即使在外套筒相对内套筒的角度变化时，滚子或滚珠依然能够沿其各自的枢轴稳定滚动。通过特定的滚道几何设计，当外套筒相对于内套筒旋转时，滚子或滚珠在各自枢轴上的滚动路径和速度在任何偏转角度卜都能够使内外套筒的瞬时线速度保持一致，从而实现等速传动。4-4双联式万向节适应什么场合？为什么？答：现在的双联式万向节多采用偏心式结构，即使万向节中心与转向中心偏离定距离(一般偏离1.035mm),从而使输入轴与输出轴的为速度接近相等：目允许有较大的轴间夹角(一般可达50'),轴承密封好，效率高，制造方便，结构相对简单，可靠性有所提高，因而在越野车的转向驱动桥中应用较为广泛。4-5什么是传动轴的临界转速？影响传动轴临界转速的因素有哪些？答：(1)所谓临界转速就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有频率时，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。(2)影响传动轴的临界转速的因素有传动轴的尺、j、结构及其支承情况具体包括传动轴的支掠长度及，取两万向节中心之间的距离：传动轴轴管的内、外径和DC4-6转向驱动桥中为什么轮螭采用固定型万向节，而充速采用伸缩至万向节？答：轮潴的万向节需要承受车辆转向时车轮的大角度偏转.固定型万向节（如球笼式万向节或三枢轴式万向节）能够在这种大偏转角下实现等速传动，确保在转向时车轮的动力传输平顺11无振动。此外，固定型万向节的结构能够确保即使在大角度偏转卜.，也能保持与车轮和半轴的良好连接，保证动力的连续传输。减速端的万向节除了需要应对转向引起的偏转角之外，还需要适应车辆悬架的上下运动。当车辆在不平坦的路面上行驶时，悬架的压缩和伸展会引起半轴长度的变化.伸缩型万向节能够在长度上进行一定程度的伸缩，以适应这种变化,同时保持等速传动。第五章驱动桥设计5-1疆动桥主潴速器有噂几种结构形式？简称各种结构形式的主要特点及其应用.答:主减速器可根据齿轮类型、减速形式以及主、从齿轮的支承形式的不同分类。1 .根据齿轮类型：（1）弧齿锥齿轮:主、从动齿轮的轴线垂直相交T一点,当传动比小丁2.0时，选用弧齿惟齿轮更加合理。（2）双曲面齿轮：主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，且主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线向上或向卜偏移一段距离，具有更大的传动比.主减速器比大于4.5而轮廓尺寸有限时，选用双曲面齿轮传动更为合理。（3）圆柱齿轮：广泛用T发动机横置的前理前驱车的驱动桥和双纵主减速泯驱动桥以及轮边减速器，齿轮皆采用斜齿轮。（4）蜗轮蜗杆：主要用于生产批量不大的个别总质量较大的多桥驶动汽车和具有高转速发动机的客车上。2 .根据减速器形式：（I）单级主减速器：由单级齿轮减速组成,广泛用于主传动比1任7的汽车上。（2）双级主减速器：由两级齿轮减速组成，根据结构特点不同分为整体式和分开式，一般用于主传动比io为7/2的总质贵较大的商用车上。（3）双速生减速器：由齿轮的不同组合获得两种传动比，双速主减速的高、低挡传动比根据具体的情况选定，大的主传动比用于汽车满载行驶或在困雄道路上行驶：小的主传动比用于汽车空载、半载行驶或在良好路面上行驶。（4）贯通式主减速器：可分为单级贯通式主减速器和双级贯通式主减速器，单级贯通式主减速器主要应用于质量较小的多桥驱动车上，双级贯通式主减速器主要用于总质量较大的多桥驱动汽车。3 .根据主、从动推齿轮支承形式：分为悬将式支掾和跨置式支撑,悬臂式支承在维齿轮大端制有较长的轴,并在其安装一对圆惟滚子，支承结构简单,用于传递转矩较小的主减速器。跨置式支承结构特点在倍齿两端轴上皆有轴承，用于传递较大转矩的情况.5-2主流速器中，主、从动健齿轮的齿数应当如何选獐才能保证具有合理的传动特性和满足结构布置上的要求？答：选择主、从动锥齿轮齿数应考虑如卜因素:(1)为了磨合均匀，主动齿轮齿数Z1.、从幼齿轮齿数z2应避免有公约数。(2)为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不少于40,<3)为/啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对丁乘用车，Z1.一般不少于9：对于商用车，Z1.i般不少于6。<4)主传动比i°蛟大时，z1.尽量取得少些，以便得到满意的离地间隙。(5)对于不同的主传动比，z1.和z2应有适宜的搭配。5-3简述多桥驱动汽车安装轴间差速器的必要性.答：多桥驱动汽车在行驶过程中，各驱动桥的车轮转速会因车轮行程或滚动半径的差异而不等，如果前、后桥间刚性连接，则前、后驱动车轮将以相同的加速度旋转，从而产生前、后驱动车轮运动学上的不协调。通常，后轮由于负荷较大使得滚动半径变小而趋于滑移，而前轮趋于滑转，并分别引起与行驶方向相反或相同的道路切向力作用力，使前轮具有正驱动力，成为真正的驱动轮，而后轮具有负驱动力，成为事实上的制动轮。因此，传到前轮的功率除用于克服车轮的滚动因力，滑动网力和汽车空气阻力等所消耗的功率外，还用于克服后轮上的负驱动力所消耗功率P2负小动力的方向与车轮旋转方向一致，P：为后轮的输入功率,形成功率流。功率E由前驱动车轮经地面传给后驱动轮并经传动系更新返回前驱动轮，周而复始循环传递.功率已称为循环功率或寄生功率。功率流的存在会导致发动机功率的无益消耗，加速轮胎磨损，损坏传动系，降低汽车的动力性、经济性和通过性。当前、后轮滚动半径差别较大，尤其在硬路面上行咬时