一、（本题8分）欲设计一辆用于长途运输的20t重型载货汽车，相关参数如下：

整车尺寸（长×宽×高）11976mm×2065mm×3390mm

额定载质量20000kg

整备质量12000kg

公路行驶最高车速90km/h

（1）若取传动效率为0.849，滚动阻力系数为0.012，空气阻力系数为0.9，现有三种发动机，额定功率分别为150kw、200kw、250kw，选择哪种发动机较为合适？

（2）该汽车采用怎样的布置形式较为合理？

二、（本题18分）欲为一辆乘用车设计一膜片弹簧离合器，相关参数如下：

驱动形式4×2前轮

发动机的最大转矩、对应转速150N·m/4000rpm

发动机的最大转速6000rpm

整备质量1060kg

最高车速180km/h

膜片弹簧的工作压力6000N

（1）已知部分摩擦片的面片尺寸如下表所示，选用哪种较为合适？

（2）试校核所选用摩擦片的后备系数（取摩擦系数为0.27）、单位压力（摩擦片的材料为粉末冶金，取许用压力为0.5MPa）和最大圆周速度是否满足要求？

（3）绘制膜片弹簧离合器的弹性特性曲线，指出实现该弹性特性曲线的尺寸要求，并简述膜片弹簧离合器的破坏形式？

三、（本题13分）如下图所示为一变速器的结构简图：

（1）试分析该变速器的结构特点，并给出各档位的传动路线？

（2）该变速器所采用的锁环同步器的相关参数为：摩擦锥面的平均半径为30mm，锁止面平均半径为35mm，摩擦锥面半锥角为7°，试确定锁止锥面锁止角的取值范围？

四、（本题12分）某货车，采用多万向节传动如下图，其中：=1.5°，=3.5°，=4.5°，传动轴的最高转速为3000r/min

（1）一般设计时应使当量夹角不大于3°，另外，对多万向节传动输出轴的角加速度幅值大小加以，对于轿车，≤350rad／s2；对于货车，≤600rad／s2，试校核图示的万向节布置是否合理？若不合理，如何在不改变各轴夹角的情况下改动使其满足要求？

（2）现欲对该万向传动机构的传动轴进行强度校核，试简述计算载荷的确定方法？

五、（本题17分）现欲为某一重型货车设计驱动桥：

（1）驱动桥采用怎样的形式较为合理？

（2）选用哪种形式的主减速器较为合适？

（3）选用哪种形式的差速器较为合适？

（4）哪种半轴支承形式较为合适？若该汽车后轴的最大载荷为13000kg，车轮滚动半径525mm，后轴负荷转移系数1.1，附着系数0.8，半轴的长度1124mm，材料的弹性模量2.1×105Mpa，泊松比0.26，试确定半轴的直径？（要求半轴的扭转切应力小于600Mpa，每米长度转角小于15°）

（5）选用哪种形式的桥壳较为合适？

六、（本题9分）现欲为某一大客车设计悬架：

（1）选用哪种悬架最为合适，为什么？

（2）绘制选用悬架的弹性特性曲线？

（3）设计时前后悬架的侧倾角刚度应如何分配，为什么？

七、（本题15分）现欲为某一乘用车设计转向系，并加装电动助力转向：

（1）应选用何种转向器？

（2）简述转向器的“灵”与“轻”为何会形成矛盾？

（3）若该汽车的前轴负荷为500kg，轮胎气压0.3Mpa，转向摇臂长150mm，转向节臂长160mm，方向盘半径200mm，转向器速比20，转向器正效率0.75，路面摩擦系数0.7，试求原地转向阻力矩和方向盘上的手力？

（4）绘制车速感应型电动助力转向的助力特性？

八、（本题8分）某轻型货车的有关参数如下：总重26000N，重心到前轴的距离1428mm，轴距2700mm，重心高度50mm（满载），车轮半径0.35m，主减速器的传动比为4.02，采用驻车制动器，试求：在不计车轮滚动阻力的条件下，汽车沿着附着系数0.7的路面上行驶时，极限上坡路倾角和相应所需要的驻车制动器的最大制动力矩。

汽车设计期末考试试卷（开卷）参

一、（本题8分）

（1）由题意：

故选择功率为200kw的发动机

（2）FR（或答平头型）    

二、（本题18分）

（1）取直径系数大径

故选择外径为180mm，内径为125mm，厚度为3.0/3.2/3.5mm，槽数为24的摩擦片

（2）校核后备系数：

有效半径

由于介于1.2~1.75之间，符合要求

校核单位压力：

由于小于0.5MPa，符合要求

校核最大圆周速度：

故最大圆周速度符合要求

（3）如图所示：

尺寸要求为：

破坏形式：裂纹首先在碟簧部分的内上缘点产生，但此裂纹不发展到破坏，且不明显影响碟簧的承

载能力，继后，在碟簧部分的内下缘点产生的拉应力导致裂纹并发展到破坏。

三、（本题13分）

（1）本题为中间轴式的六挡变速器，所有的前进挡均采用同步器换挡，倒档采用直齿滑动齿轮换挡，具体的传动路线为：

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；

倒档：搭档同步器左移，得倒档。

（2）

由于锁止角一般介于26°~42°之间，故本题中锁止角的范围取26°~35°

四、（本题12分）

（1）图示万向节的当量夹角，故其布置是不合理的；

更改使第二个万向节的主动叉与第一个万向节的主动叉共面

更改后的万向节的当量夹角

最大角速度

故更改后的布置是满足要求的

（2）计算载荷的确定方法有三种：按发动机的最大转矩和一档的传动比确定；按驱动轮打滑确定；按日常平均使用转矩确定；静强度计算取中的较小值，疲劳强度计算取

五、（本题17分）

（1）非断开式

（2）分开式双级减速（配轮边减速）

（3）对称锥齿轮差速器

（4）选用全浮式半轴

取直径系数K=0.21取直径d=65mm

校核切应力：

由于介于500~700MPa之间，符合要求

校核单位长度的扭转角：

故单位长度的扭转角符合要求

综上所述：半轴的直径可取为65mm

（5）整体铸造式桥壳

六、（本题9分）

（1）空气悬架，理由：可以保证客车的车身高度不随乘客的数量变化而改变

（2）如图所示：

（3）应使前悬架的侧倾角刚度大于后悬架的侧倾角刚度，使汽车具有不足转向的特性

七、（本题15分）

（1）齿轮齿条式

（2）转向器的“灵”要求转向器的角传动比小，转向器的“轻”要求转向器的力传动比大，而理论分析表明：转向器的角传动比和转向器的力传动比成正比，因而转向器的“灵”与“轻”会形成矛盾

（3）原地转向阻力矩

手力

（4）如图所示：

八、（本题8分）

极限上坡路倾角

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