析和选择,确定结构方案,进行相应的运动和受力分析,设计出适用的万向节;并进一步完成传动轴的分析与设计。
第五章驱动桥设计
1.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?
基本功用:增扭、降速,改变转矩的传递方向;驱动桥还需要承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力,以及制动力矩和反作用力矩。
断开式驱动桥:万向传动装置;非断开式驱动桥:半轴。 2.驱动桥的组成?
主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳等组成 3.对称锥齿轮式差速器的分类?
普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器、强制锁止式差速器 4.主减速器主动锥齿轮的支承方式? 悬臂式支承和跨置式支承
5.主减速器的结构形式主要根据什么分?主减速器齿轮有哪些类型? 根据齿轮类型、减速形式以及主、从动齿轮的支承形式 弧齿锥齿轮、双曲面锥齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆齿轮
6.单级主减速器的结构型式有哪几种?i0<2,i0>4.5,i0=7—12,i0>12时各应选择什么主减速器?
分别采用单级主减速器、单级主减速器、双级主减速器、 7.螺旋锥齿轮传动与双曲面齿轮传动相比的特点是什么?、 螺旋锥齿轮传动的特点是主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点 双曲面齿轮传动的特点是主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交。
8.驱动桥主减速器主动锥齿轮的载荷是如何计算的?主减速器锥齿轮的强度验算包括哪些内容?
三种方式:按发动机最大转矩和最低档传动比确定、按驱动轮打滑转矩确定、按汽车日常行驶平均转矩确定;
单位齿长圆周力、轮齿弯曲强度、轮齿接触强度。
9.驱动桥的主要设计步骤?
主减速器设计、差速器设计、车轮传动装置的选择及设计、桥壳的设计 10.差速器的主要设计步骤?差速器齿轮的强度计算内容? 答:差速器结构形式的选择、差速器齿轮设计; 进行弯曲强度计算。
11.半轴的结构形式有哪些?受力特点?适用场合? 答:半浮式、四分之三浮式、全浮式;
半浮式半轴(图5—28a)的结构特点是半轴外端支承轴承位于半轴套管外端的内孔,车轮装在半轴上。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。半浮式半轴结构简单,所受载荷较大,只用于轿车和轻型货车及轻型客车上。
3/4浮式半轴(图5—28b)的结构特点是半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部,直接支承着车轮轮毂,而半轴则以其端部凸缘与轮毂用螺钉联接。该形式半轴受载情况与半浮式相似,只是载荷有所减轻,一般仅用在轿车和轻型货车上。
全浮式半轴的结构特点是,半轴外端的凸缘用螺钉与轮毂相连,而轮毂又借用两个圆锥滚子轴承支撑在驱动桥壳的半轴套管上。理论上讲,半轴只承受转矩,作用在驱动轮上的其他反力和弯矩全部由桥壳来承受。但由于桥壳变形、轮毂与差速器半轴齿轮不同心、半轴法兰平面相对其轴线不垂直等因素,会引起半轴的弯曲变形,由此引起的弯曲应力一般为5-70mpa。全浮式半轴主要用于总质量较大的商用车上。
12.驱动桥壳有哪些形式?钢板冲压焊接工艺生产的桥壳有什么优缺点? 答:可分式桥壳、整体式桥壳、组合式桥壳。 缺点:
13.对驱动桥壳进行强度计算时,桥壳的危险断面在什么位置,验算工况有哪几种?通常在钢板弹簧座内侧附近、桥壳端部的轮毂轴承座根部也列为危险断面。
当牵引力或制动力最大时、当侧向力最大时。
14.汽车为典型布置方案,驱动桥为单级主减速器,且从动齿轮布置在左侧。如果将其移至右侧,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?
可将变速器由三轴改为二轴的,因为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,三轴式变速器改变了发动机的输出转矩,所以改变变速器的形式即可,由三轴改为二轴的
15.大作业:一辆轻型载货汽车总质量3500kg,整备质量1560kg,最大车速90km/h。根据以上数据以及以前大作业设计结果,参考成熟车型,为该车的驱动桥进行方案分析和选择,确定驱动桥结构方案,设计主减速器、差速器、车轮传动装置、驱动桥壳及其它元件。
第六章悬架设计 1.掌握如下基本概念:
轴转向、静挠度、动挠度、悬架的线性弹性特性、非独立悬架、独立悬架、悬架的弹性特性、悬架的组成、独立悬架的评价指标、横向稳定器的作用;
轴转向:内侧悬架处于减载而外侧悬架处于加载转台,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。
静挠度:汽车满载静止时悬架上的载荷与此时悬架刚度之比
动挠度:从满载静平衡位置开始开始悬架压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3)时,车轮中心相对车架(或车身)的垂直位移。
悬架的线性弹性特性:悬架受到的垂直外力与由此所引起的车轮中心相对于车身位移(即悬架的变形)的关系曲线。线性为有固定的比例变化。
非独立悬架:左右车轮用一根整体轴连接,再经过悬架与车架(或车身)连接。 独立悬架:左右车轮通过各自的悬架与车架(或车身)连接。
悬架的弹性特性: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(即f悬架的变形)的关系曲线。
悬架的组成:弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定器等。 独立悬架的评价指标:
横向稳定器的作用:通过减小悬架垂直刚度c,能降低车身振动固有频率n,达到改善汽车平顺性的目的。
2.悬架的作用是什么?简述独立悬架和非独立悬架的特点。
答:传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩;缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的振动,保证汽车的平顺性;保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性,保证汽车的操纵稳定性,使汽车获得高速行驶能力。非独立悬架:左右车轮用一根整体轴连接,再经过悬架与车架(或车身)连接。
独立悬架:左右车轮通过各自的悬架与车架(或车身)连接。 3.悬架的频率,挠度,前后悬架的频率(或挠度)是什么关系? 偏频等于5除以根号静挠度。
在选取前后悬架的静挠度值时,应当使之接近,并希望后悬架的静挠度比前悬架的小些,这有利于防止车身产生较大的纵向角振动。理论分析,若汽车以较高车速驶过单个路障,前后偏频之比小于1时的车身纵向角振动要比偏频大于1时小,故推荐取后悬架静挠度等于0.8-0.9倍的前悬架静挠度。
4.汽车为什么要采用非线性悬架?货车为什么?轿车又是为什么?
答:在满载位置附近,刚度小且曲线变化平缓,因而平顺性良好;距满载较远的两端,曲线变陡,刚度增大。这样,可在有限的动挠度范围内,得到比线性悬架更多的动容量。
货车为了减少振动频率和车身高度的变化,选用;为了减少车轴对车架的撞击,减少转弯行驶时的侧倾和制动时的前俯角和加速时的后仰角,也应当选用。
5.钢板弹簧主副簧配置可实现非线性特性?问FK应如何选择,适用于什么工况? 答:有主簧又有副簧的钢板弹簧的弹性特性是非线性的。1.工作特点分两个阶段:1)空载及小载荷工况下,只有主簧工作,副簧不参与工作。随之副簧与托架之间的间隙逐渐减小。悬架的弹性特性是线性的,且刚度C较小。2)载荷增加到FK瞬间,副簧与托架之间间隙消除。副簧与主簧共同承担作用在悬架上的载荷。刚度C增大,悬架的弹性特性曲线变陡。单看这两段弹性特性都是线性的,合在一起是非线性的。
6.钢板弹簧强度验算哪几种情况?
答:紧急制动时,前钢板弹簧承受的载荷最大;汽车驱动时,后钢板弹簧承受的载荷最大;钢板弹簧卷耳和弹簧销的强度核算。
7.独立悬架可分为哪些形式?独立悬架导向机构的设计要求是什么?
答:双横臂、单横臂、双纵臂、单纵臂、单斜臂式、麦弗逊式、扭转梁随动臂式; 前轮要求:悬架上载荷变化时,保证轮距变化不超过4.0mm,轮距变化大会引起轮胎早期磨损;悬架上在和变化时,前轮定位参数要有合理的变化特性,车轮不应产生纵向加速度;汽车转弯行驶时,应使车身侧倾较小。在0.4g侧向加速度作用下,车身侧倾角小于6°-7°,并使车轮与车身的倾斜同向,以增强不足转向效应;制动时,应使车身有抗前俯;加速时,有抗后仰作用。
后轮要求:悬架上载荷变化时,轮距无显著变化;汽车转弯行驶时,应使车身侧倾角小,并使车轮与车身的倾斜反向,以减小过多转向效应。
8.导向机构的布置参数是什么?
答:侧倾中心、侧倾轴线、纵倾中心、抗制动纵倾性、抗驱动纵倾性、悬架横臂的定位角。
9.汽车前、后悬架的哪些主要参数影响汽车行驶平顺性?