【正文】 摘 要本次設(shè)計題目是EQ1092貨車的前后懸架系統(tǒng)的設(shè)計。所設(shè)計懸架系統(tǒng)的前懸架采用鋼板彈簧非獨立式懸架。后懸是由主副簧組成，也是非獨立懸架。首先確定懸架的主要結(jié)構(gòu)形式，然后對主要性能參數(shù)進行確定。在前懸的設(shè)計中首先設(shè)計了鋼板彈簧，材料和許用應(yīng)力，和方案布置的設(shè)計；還有減振器的選擇。在后懸架系統(tǒng)設(shè)計中主要對主副鋼板彈簧進行了設(shè)計，特別是鋼板彈簧的剛度比分配計算和剛度的校核。最后對懸架系統(tǒng)進行了平順性分析，目的是判斷所設(shè)計的懸架平順是否滿足要求。在平順性分析時運用了時域分析方法，采用了兩個自由度，最后通過編程計算，結(jié)果是沒有不舒適。因而對提高汽車的動力性、經(jīng)濟性和操縱穩(wěn)定性是有利的。關(guān)鍵詞：懸架設(shè)計；鋼板彈簧；平順性；貨車AbstractThe title of this thesis is the design of front and rear suspension systems of EQ1092 truck.The front suspension system is the leaf spring, dependent suspension. The rear suspension system consists of the main spring and the helper spring and it is also dependent suspension. In the procedure of the design we made certain the structural style of the suspension system in the first, then we made certain the main parameters. In the design of the front suspension we designed the leaf spring firstly, material and allowable stress and the design of scheme , moreover the design of shock absorber. In the design of rear suspension we carried out the design of the main spring and the helper spring, specially the counting of distribution of angular rigidity between the main spring and the helper spring and the checking of the angular rigidity.In the final design stage, we implement the analysis of suspension ride performance. The aim is whether suspension ride quality meets to the performance requirement. The ride performance analysis adopts the methods with time domain and with two degree of freedoms by puter program. The results indicate that there is no unfortableness for the car on road. Therefore, it is helpful for the dynamical, economical and handling performances of the studied vehicle.Key words: Suspension Design。 Leaf spring。 Ride Performance。 Truck目 錄第1章 緒 論 1第2章 懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與分析 3 懸架的作用和組成 3 汽車懸架的分類 3 懸架的設(shè)計要求 4 懸架主要參數(shù) 4 懸架的靜撓度fc 4 懸架的動撓度 fd 5 懸架彈性特性 5 后懸架主、副簧剛度的分配 5 懸架側(cè)傾角剛度及其在前、后軸的分配 6第3章 前后懸架系統(tǒng)的設(shè)計 7 7 7 12 1副鋼板彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù) 13 13第4章 平順性分析和編程 15 15 15 16第5章 結(jié)論 21參考文獻 22致 謝 23附 錄Ⅰ：外文資料 24附 錄 Ⅱ：中文翻譯 31附 錄 Ⅲ： 程序 36III第1章 緒 論隨著時代的發(fā)展，以及我國汽車行業(yè)的發(fā)展，人們對貨車的舒適性和穩(wěn)定性提出了新的要求。懸架作為提高汽車操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性的關(guān)鍵部分必須進行更好的改進，由此懸架得到了人們廣泛重視和深入研究。運用優(yōu)化的設(shè)計方法在保證減小懸架整體質(zhì)量的同時又不缺少應(yīng)有的剛度、強度與紉度，從而提高了車速，降低了能耗是目前國內(nèi)汽車懸架系統(tǒng)發(fā)展的主方向。汽車車架（或車身）若直接安裝于車橋（或車輪）上，由于道路不平，由于地面沖擊使貨物和人會感到十分不舒服，這是因為沒有懸架裝置的原因。汽車懸架是車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間全部傳力聯(lián)接裝置的總稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），把路面作用于車輪上的各種力及其產(chǎn)生的力矩傳遞到車架(或承載式車身)上，吸收和緩和行駛中因路面不平引起的車輪跳動而傳給車架的沖擊和振動，保證貨物完好和人員舒適。使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性；同時懸架系統(tǒng)承擔(dān)著緩和作用到車架（或車身）上垂直反力，縱向反力（牽引力和制動力）和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對車架跳動時，特別在轉(zhuǎn)向時，車輪運動軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對車身跳動的導(dǎo)向作用。 懸架由彈性元件、減振裝置和導(dǎo)向機構(gòu)等三部分組成。同時懸架形式又分為獨立懸架和非獨立懸架兩種。懸架是汽車中的一個重要總成，它把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來，關(guān)系到汽車的多種使用性能。從外表上看，懸架僅是由一些桿、筒以及彈簧組成，但千萬不要以為它很簡單，相反懸架是一個較難達到完美要求的汽車總成，這是因為懸架既要滿足汽車的舒適性要求，又要滿足其操縱穩(wěn)定性的要求，而這兩方面又是互相對立的。比如，為了取得良好的舒適性，需要大大緩沖汽車的震動，這樣彈簧就要設(shè)計得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車“點頭”、加速“抬頭”以及左右側(cè)傾嚴重的不良傾向，不利于汽車的轉(zhuǎn)向，容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。 現(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)，嶄新的懸架裝置。按控制形式不同分為被動式懸架和主動式懸架。目前多數(shù)汽車上都采用被動懸架，汽車姿態(tài)（狀態(tài)）只能被動地取決于路面及行駛狀況和汽車的彈性元件，導(dǎo)向機構(gòu)以及減振器這些機械零件。20世紀80年代以來主動懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進一步研究和開發(fā)中。主動懸架可以能動地控制垂直振動及其車身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況自動調(diào)整懸架剛度。現(xiàn)代汽車對平順性和操縱穩(wěn)定性和舒適性的要求越來越高，已成為衡量汽車性能好壞的標準。懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一。 汽車的固有頻率是衡量汽車平順性的重要參數(shù)，它由懸架剛度和懸架彈簧支承的質(zhì)量（簧載質(zhì)量）所決定。人體所習(xí)慣的垂直振動頻率約為1～。車身振動的固有頻率應(yīng)接近或處于人體適應(yīng)的頻率范圍，才能滿足舒適性要求。在懸架垂直載荷一定時，懸架剛度越小，固有頻率就越低，但懸架剛度越小，載荷一定時懸架垂直變形就越大。這樣若無有足夠大的限位行程，就會使撞擊限位塊的概率增加。若固有頻率選取過低，很可能會出現(xiàn)制動點頭角，轉(zhuǎn)彎側(cè)貨角，空載和滿載車身高度變化過大?！?Hz，～，高級轎車1～。另外，當(dāng)懸架剛度一定時，簧載質(zhì)量越大，懸架垂直變形也愈大，而固有頻率越低?？哲嚂r的固有頻率要比滿載時的高。簧載質(zhì)量變化范圍大，固有頻率變化范圍也大。為了使空載和滿載固有頻率保持一定或很小變化，需要把懸架剛度做成可變或可調(diào)的。影響汽車平順性的另一個懸架指標是簧載質(zhì)量?；奢d質(zhì)量分為簧上質(zhì)量與簧下質(zhì)量兩部分，由彈性元件承載的部分質(zhì)量，如車身、車架及其它所有彈簧以上的部件和載荷屬于簧上質(zhì)量。車輪、非獨立懸架的車軸等屬于簧下質(zhì)量，也叫非簧載質(zhì)量M。如果減小非簧載質(zhì)量可使車身振動頻率降低，而車輪振動頻率升高，這對減少共振，改善汽車的平順性是有利的。非簧載質(zhì)量對平順性的影響，常用非簧載質(zhì)量和簧載質(zhì)量之比m/M進行評價。懸架的側(cè)傾角剛度及前后匹配是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。當(dāng)汽車受側(cè)向力作用發(fā)生車身側(cè)傾，若側(cè)傾角過大，乘客會感到不安全，不舒適，如側(cè)傾角過小，車身受到橫向沖擊較大，乘客也會感到不適，司機路感不好。所以，整車側(cè)傾角剛度應(yīng)滿足：，～4176。范圍內(nèi)，汽車有一定不足轉(zhuǎn)向特性，前懸架側(cè)傾角剛度應(yīng)大于后懸架側(cè)傾角剛度?！?，如前后懸架本身不能滿足上述要求，可在前后懸架中加裝橫向穩(wěn)定桿，提高汽車操縱穩(wěn)定性。第2章 懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與分析 懸架的作用和組成懸架系統(tǒng)的作用：(1) 傳遞作用在車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩；(2) 緩和路面?zhèn)鹘o車架（或車身）的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，保證汽車的行駛平順性；(3) 保證車輪在路面不平和載荷變化時有理想的運動特性，保證汽車的操縱穩(wěn)定性，使汽車獲得高速行駛能力。典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機構(gòu)以及減震器等組成，個別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定器等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式。 汽車懸架的分類根據(jù)汽車導(dǎo)向機構(gòu)不同懸架種類又可分為獨立懸架，非獨立懸架。非獨立懸架特點是左，右車輪用一根整體軸連接，在經(jīng)過懸架與車架（或車身）連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時會直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。 其主要特點是：(4) 組成懸架的構(gòu)件少，結(jié)構(gòu)簡單，便于維修。(5) 堅固耐用，適合重載。(6) 轉(zhuǎn)彎時車身傾斜度小。(7) 車輪定位幾乎不因其上下運動而改變，所以輪胎磨損較少。(8) 由于非懸掛重量大，故乘坐欠舒適。(9) 由于左右車輪的運動相互影響，很容易產(chǎn)生顫動和搖擺現(xiàn)象。獨立懸架是左，右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動機可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨立懸架允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時獨立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。綜上EQ1092中型貨車選用的是非獨立懸架。 懸架的設(shè)計要求懸架與汽車的多種使用性能有關(guān)，在懸架的設(shè)計中應(yīng)該滿足這些性能的要求：（1）保證汽車有良好的行駛平順性。（2）具有合適的衰減振動能力。（3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。（4）汽車制動或加速時能保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，即點頭或后仰；轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾角要合適。（5）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小。（6）可靠的傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩。在滿足零部件質(zhì)量小的同時，還要保證有足夠的強度和壽命。 懸架主要參數(shù)根據(jù)懸架在整車中的作用和整車的性能要求，懸架首先應(yīng)保證有良好的行駛平順性，這是確定懸架主要性能參數(shù)的重要依據(jù)。汽車的前、后懸架與簧載質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性主要參數(shù)之一。懸架固有頻率選取的主要依據(jù)是“ISO2631《人體承受全身振動的評價指南》”，固有頻率取值與人步行時身體上下運動的頻率接近。此外，前后懸架的固有頻率接近可以避免產(chǎn)生較大的車身角振動，n1n2的汽車高速通過單個路障時引起的車身角振動小于n1n2的汽車。故本次設(shè)計選取的汽車前后部分的車身固有頻率nn2分別為n1=,n2=2Hz 懸架的靜撓度懸架的靜撓度 是指滿載靜止時懸架上的載荷Fw與此時懸架剛度c之比，即fc=Fw/c。因現(xiàn)代汽車的質(zhì)量分配系數(shù)ε近似等于1，于是汽車前、后軸上方車身兩點的振動不存在聯(lián)系。因此，汽車前、后部分車身的固有頻率n1和n2可用下式表示n1=；n2= （21）式中，、為前、后懸架的剛度（N/cm）；mm2為前、后懸架的簧上質(zhì)量（kg）。懸架的彈性特性為線性變化時，前、后懸架的靜撓度可用下式表示fc1=m1g/c1；fc2=m2g/c2式中，g為重力加速度,g=981cm/s2 。將fcfc2代入式（21）得到 =5/； =5/ （22）所以 fc1=(5/n1)2=(5/)2=69mm fc2=(5/n2)2=(5/2)2=62mm 懸架的動撓度 fd 懸架的動撓度fd是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允的最大變形時，車輪中心相對車架（或車身）的垂直位移。要求懸架應(yīng)有足夠大的動撓度，以防止在壞路面上行駛時經(jīng)常碰撞緩沖塊。所以，對于貨車，fd取62mm。 懸架彈性特性懸架受到的垂直外力F與由此所引起的車輪中心相對于車身位移f（即懸架的變形）的關(guān)系曲線，稱為懸架的彈性特性。懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。當(dāng)懸架變形f與所受垂直外力F之間成固定的比例變化時，彈性特性為一直線，稱為線性彈性特性，此時懸架剛度為常數(shù)。鋼板彈簧非獨立懸架的彈性特性可視為線性的。（如圖21）