《汽车设计》复习思考题答案(6)

式(1)和式(2)表明：增加导程角?0,正、逆效率均增大。受??增大的影响，?0不宜取得过大。当导程角小于或等于摩擦角时，逆效率为负值或者为零，此时表明该转向器是不可逆式转向器。为此，导程角必须大于摩擦角。通常螺线导程角选在8°～10°之间。

20、什么是转向器传动间隙特性？变化特点是什么？为何要求这样的变化？

传动间隙是指各种转向器中传动副(如循环球式转向器的齿扇和齿条)之间的间隙。该间隙随转向盘转角φ的大小不同而改变，并把这种变化关系称为转向器传动副传动间隙特性(图)。研究该特性的意义在于它与直线行驶的稳定性和转向器的使用寿命有关。

直线行驶时，转向器传动副若存在传动间隙，一旦转向轮受到侧向力作用，就能在间隙Δt的范围内，允许车轮偏离原行驶位置，使汽车失去稳定。为防止出现这种情况，要求传动副的传动间隙在转向盘处于中间及其附近位置时(一般是10°～15°)要极小，最好无间隙。

转向器传动副在中间及其附近位置因使用频繁，磨损速度要比两端快。在中间附近位置因磨损造成的间隙大到无法确保直线行驶的稳定性时，必须经调整消除该处间隙。调整后，要求转向盘能圆滑地从中间位置转到两端，而无卡住现象。为此，传动副的传动间隙特性，应当设计成在离开中间位置以后呈图7—16所示的逐渐加大的形状。图中曲线1表明转向器在磨损前的间隙变化特性，曲线2表明使用并磨损后的间隙变化特性，并且在中间位置处已出现较大间隙，曲线3表明调整后并消除中间位置处间隙的转向器传动间隙变化特性。 载荷类

1、 计算变速器中齿轮的弯曲强度和接触强度时计算载荷是如何确定的？

书上Ｐ96-97，这道题应该不会考。

2、 对主减速器锥齿轮进行强度验算时，计算载荷应如何确定？

汽车主减速器锥齿轮的切齿法有格里森和奥里康两种方法，这里仅介绍格里森齿制锥齿轮计算载荷的三种确定方法。

（1）按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩Tce

TcekT?demaxkiii?n1f0 式1

式中，Tce为计算转矩（N.m）；kd为猛接离合器所产生的动载系数，货车：kd=1；Temax为发动机最大转矩；n为计算驱动桥数；i1为变速器一档传动比；η为发动机到万向传动轴之间的传动效率。

（2)按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcs

Gm?rT?i?’22csmmr 式2

式中，Tcs为计算转矩（N.m）；G2为满载状况下一个驱动桥上的静载荷（N）；m2′为汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数，轿车：m2′=1.2～1.4，货车：m2′D=1.1～1.2；θ为轮胎与路面间的附着系数；rr为车轮滚动半径（m）；im为主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比；ηm为主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率。

（3)按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcf

TcF?Fri?ntrmm 式3

式中，Tcf为计算转矩（N.m）；Ft为汽车日常行驶平均牵引力（N）。

用式1和式2求得的计算转矩是从动锥齿轮的最大转矩，不同于用式3求得的日常行驶平均转矩。当计算锥齿轮最大应力时，计算转矩Tc取前面两种的较小值，即Tc=min[Tce,Tcs]；当计算锥齿轮的疲劳寿命时，Tc取Tcf。 主动锥齿轮的计算转矩为

Tz?Ti?0cG

式中，Tz为主动锥齿轮的计算转矩（N.m）；io为主传动比；ηG为主、从动锥齿轮间的传动效率。计算时，对于弧齿锥齿轮福，ηG取95%；对于双曲面齿轮副，当io>6时，ηG取85%，当io<=6时，ηG取90%.

3、 对整体式驱动桥壳做强度计算时，计算载荷应如何确定？

1） 牵引力或制动力最大时，桥壳钢板弹簧座处危险断面的弯曲应力δ和扭转切应力η分别为

??(??MVMh?)WVWhTTWT

式中，

MV为地面对车轮垂直反力在危险断面引起的垂直平面内的弯矩，Mv=m’

2

G2b/2b为

轮胎中心平面到板簧座之间的横向距离，如图5—32所示；Mh为一侧车轮上的牵引力或制动力Fx2在水平面内引起的弯矩，

Mh=F

x2

b；TT为牵引或制动时，上述危险断面所受转矩，TT=Fx2rr；

Wv、Wh、WT、分别为危险断面垂直平面和水平面弯曲的抗弯截面系数及抗扭截面系数。

2)当侧向力最大时，桥壳内、外板簧座处断面的弯曲应力?i,?o分别为

Fz2i(b??1rr)????iWv? (5 - 61) ?F(b??r)1r???z2oo?WV?kG2B

2WV

桥壳的许用弯曲应力为300～500MPa，许用扭转切应力为150～400MPa。可锻铸铁桥壳取较小值，钢板冲压焊接桥壳取较大值。 4、 对钢板弹簧进行强度验算时计算载荷如何确定？

这属于第六章第四节的内容，所以不考！！！！

5、 对转向系零件强度进行验算时载荷如何确定？

这属于第七章第四节的内容，所以不考！！！！

计算类

1、 影响变速器齿轮接触应力的因素有哪些？

轮齿接触应力计算 δj =0.418

表3—3 变速器齿轮许用接触应力

齿轮 一挡和倒挡 常啮合齿轮和高挡

变速器齿轮多数采用渗碳合金钢，其表层的高硬度与芯部的高韧性相结合，能大大提高齿轮的耐磨性及抗弯取疲劳和接触疲劳的能力。在选用钢材及热处理时，对切削加工性能及成本也应考虑。值得指出的是，对齿轮进行强力喷丸处理以后，齿轮弯曲疲劳寿命和接触疲劳寿命都能提高。齿轮在热处理

σｊ／(MPａ) 渗碳齿轮 1900--2000 1300--1400 液体碳氮共渗齿轮 950--1000 650--700

FE11( + ) bρ zρ b

3)当汽车通过不平路面时，动载系数为是，危险断面的弯曲应力口为

?? (5 - 62)

之后进行磨齿，能消除齿轮热处理的变形；磨齿齿轮精度高于热处理前剃齿和挤齿齿轮精度，使得传动平稳、效率提高；在同样负荷的条件下，磨齿的弯曲疲劳寿命比剃齿的要高。 2、 中间轴式变速器的中间轴上全部齿轮螺旋方向应取一样的还是不一样的？ 中间

轴上轴向力平衡需要满足什么条件？

斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡，以减少轴承负荷，提高轴承寿命。因此，中间轴上的不同挡位齿轮的螺旋角应该是不一样的。为使工艺简便，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成一样的，或者仅取为两种螺旋角。中间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋，则第一、第二轴上的斜齿轮应取为左旋。轴向力经轴承盖作用到壳体上。一挡和倒挡设计为直齿时，在这些挡位上工作，中间轴上的轴向力不能抵消(但因为这些挡位使用得少，所以也是允许的)，而此时第二轴则没有轴向力作用。

根据图3—12可知，欲使中间轴上两个斜齿轮的轴向力平衡，须满足下述条件

Fa1?Fn1tan?

Fa2?Fn2tan?2

由于T=

Fn1r1?Fn2r2，为使两轴向力平衡，必须满足

tan?1r1?tan?2r2

式中，Fa1，Fa2为轴向力，Fn1，Fn2为圆周力r1，r2为节圆半径；T为中间轴传递的转矩。

最后可用调整螺旋角的方法，使各对啮合齿轮因模数或齿数和不同等原因而造成的中心距不等现象得

以消除。

斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用： 轿车变速器：两轴式变速器为 20°~30°

中间轴式变速器为 22°~34°

货车变速器：18°~34°

3、 影响螺旋弹簧工作应力的因素有哪些？

4、 汽车传动轴为什么采用双万向节传动？双万向节传动的输入、输出轴等速条件是什么？

为使处于同一平面的输出轴与输入轴等速旋转，可采用双万向节传动，但必须保证同传动轴相连的两万向节叉应布置在同一平面内，且使两万向节夹角 α1 与α2相等

5、 用什么评价制动器摩擦衬片的磨损特性？(第八章考Ｐ257-261)

摩擦衬片宽度b和包角β摩擦衬片宽度b和包角β和摩擦衬片起始角βo 6、 简述钢板弹簧各片长度的确定过程？(属于不考范围，参看)

先将各片厚度hi的立方值hi按同一比例尺沿纵坐标绘制在图上(图6—14)，再沿横坐标量出主片长度的一半L／2和U形螺栓中心距的一半s／2，得到A、B两点，连接A、B即得到三角形的钢板弹簧展开图。AB线与各叶片上侧边的交点即为各片长度。如果存在与主片等长的重叠片，就从B点到最后一个重叠片的上侧边端点连一直线，此直线与各片上侧边的交点即为各片长度。各片实际长度尺寸需经圆整后确定。

3

图6—14 确定钢板弹簧各片长度的作图法

7、 设计钢板弹簧悬架时为什么要满足H=（1+0.1）H？

8、 什么是轴转向效应？为什么要求后悬架（钢板弹簧）的前铰接点比后铰接点要低些？

轿车将后悬架纵置钢板弹簧的前部吊耳位置布置得比后边吊耳低，于是悬架的瞬时运动中心位置降低，与悬架连接的车桥位置处的运动轨迹如图6—3b所示，即处于外侧悬架与车桥连接处的运动轨迹是oa段，结果后桥轴线的偏离不再使汽车具有过多转向的趋势。

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