【正文】 的確定 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 因而對(duì)提高汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和操縱穩(wěn)定性是有利的。在前懸的設(shè)計(jì)中首先設(shè)計(jì)了鋼板彈簧，包括彈簧斷面形狀的選擇， 主要參數(shù)的確定，材料和許用應(yīng)力的 校核 ，和方案布置的設(shè)計(jì)；還 有減振器 的選擇。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I CA1091 輕型貨車(chē)的前后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的乘坐舒適性和安全性的要求逐漸提高，因此對(duì)汽車(chē)的懸架系統(tǒng)和減振器也提出了更高的要求。后懸是由主副簧組成，也是 鋼板彈簧非獨(dú)立式懸架 ，然后對(duì)主要性能參數(shù)進(jìn)行確定。結(jié)論 是沒(méi)有不舒適性。 Ride Performance。 它的作用是彈性地連接車(chē)橋和車(chē)架（或車(chē)身），緩和行駛中車(chē)輛受到的沖擊力。彈性元件用來(lái)承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對(duì)車(chē)身的沖擊。種類有單桿式或多連桿式的。按控制 形式不同分為 從 動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。由于這種懸架是由外力驅(qū)動(dòng)而起作用的，所以稱為從動(dòng)懸架。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對(duì)汽車(chē)行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。車(chē)身振動(dòng)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。一般貨車(chē)固有頻率是 ～ 2Hz，旅行客車(chē) ～ ，高級(jí)轎車(chē) 1～ 。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 。如果減小非簧載質(zhì)量可使車(chē)身振動(dòng)頻率降低，而車(chē)輪振動(dòng)頻率升高，這對(duì)減少共振，改善汽車(chē)的平順性是有利的。 懸架的側(cè)傾角剛度及前后匹配是影響汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。一般前懸架側(cè)傾角剛度與后懸架側(cè)傾角剛度比應(yīng)在 ～ 范圍內(nèi)，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(chē)操縱穩(wěn)定性。 典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個(gè)別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。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(jiǎn)化，降低成本。 （ 2）堅(jiān)固耐用，適合重載。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 獨(dú)立懸架是兩側(cè)車(chē)輪分別獨(dú)立地與車(chē)架（或車(chē)身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪受沖擊，其運(yùn)動(dòng)不直接影響到另一側(cè)車(chē)輪，獨(dú)立懸架所采用的車(chē)橋是斷開(kāi)式的。 所以 本次設(shè)計(jì)中 CA1091 中 型貨車(chē)選用的是非獨(dú)立懸架。 （ 4）汽車(chē)制動(dòng)或加速時(shí)能保證車(chē)身穩(wěn)定，減少車(chē)身縱傾，即點(diǎn)頭或后仰；轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)身側(cè)傾角要合適。 懸架主要參數(shù) 根據(jù)懸架在整車(chē)中的作用和整車(chē)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)。故本次設(shè)計(jì)選取的汽車(chē)前后部分的車(chē)身固有頻率 n n2分別為 n1=,n2= 懸架的靜撓度 fc 懸架的靜撓度 fc 是指滿載靜止時(shí)懸架上的載荷 Fw與此時(shí)懸架剛度 c之比，即fc=Fw/c。將 fc fc2代入式（ 31）得到 n1=5/ 1cf ； n2=5/ 2cf （ 32） 所以 fc1=(5/n1)2=(5/)2=80mm fc2=(5/n2)2=(5/)2=64mm 懸架的動(dòng)撓度 fd 懸架的動(dòng)撓度 fd 是指從滿載靜平衡位置開(kāi)始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允的最大變形時(shí)，車(chē)輪中心相對(duì)車(chē)架（或車(chē)身）的垂直位移。 懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。其懸架的彈性特性曲線 0500010000150002020025000300003500040000450000 50 100 150 200fF 圖 22 主、副簧為鋼板彈簧結(jié)構(gòu)的 彈性特性曲 線 如圖 22 所示。側(cè)傾角過(guò)大或過(guò)小都不好。所以前、后懸架側(cè)傾角剛度的比值為 。前端卷耳用鋼板彈簧銷與前支架相連，形成固定的鉸鏈支點(diǎn)，與車(chē)架連起來(lái)；后端卷耳則通過(guò)鋼板彈簧吊耳銷與用鉸鏈掛在后支架上可以自由擺動(dòng)的吊耳相連，與車(chē)架連起來(lái)。 減振器為液力雙作用筒式減振器。后者因?yàn)橐獋鬟f縱向力，必須設(shè)置附加的導(dǎo)向傳力裝置， 使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，所以只在極少數(shù)汽車(chē)上應(yīng)用。 CA1091 貨 車(chē)采用對(duì)稱式鋼板彈簧?？紤]到使用期間鋼板彈簧塑性變形的影響和為了在車(chē)架高度已限定時(shí)能得到足夠的動(dòng)撓度值，常取 fa=1020mm。 L= Lz= 4050=1280mm （ 3） . 鋼板斷面尺寸及片數(shù)的確定 1）鋼板斷面寬度 b的確定 鋼板彈簧的總慣性矩 Jo Jo ? ?EcksL 48/])[( 3 ??? （ 33） 式中， s— U形螺栓中心距， s=110mm k— U形螺栓夾緊 彈簧后的無(wú)效長(zhǎng)度系數(shù)， k= c— 鋼板彈簧垂直剛度， c= Fw1/ fc1=9895/80=123(N/mm) δ — 撓度增大系數(shù) , δ =（先確定與主片等長(zhǎng)的重疊片 n1 ，在估計(jì)一個(gè)總片數(shù) n0 ，求的η = n1 / n0 ,然后用δ =[(1+ )]初定δ） E— 材料的彈性模量， E= 105MPa Jo=[（ 110） 3 123 ]/(48 105)=31327mm2 鋼板彈簧總截面系數(shù) Wo Wo≥ [Fw1(Lks)/(4[σ w])] （ 34） 式中， [σ w]— 許用彎曲應(yīng)力， [σ w]=350～ 450MPa Wo≥ [9895 ( 110)/(4 350)]=8658 剛板彈簧的平均厚度 hp （ 35） =10mm 推薦片寬與厚度的比值在 610范圍內(nèi)選取。連接這兩點(diǎn)就得到三角形的鋼板彈簧展開(kāi)圖。有的葉片端部裝有卡箍，則需伸出卡箍稍許。剛度驗(yàn)算公式為 c=6α E/[ )(11 3 1 ?? ? ?? kknk k YYa] (37) 其中 ak+1=(l1lk+1) Yk=??ki iJ11 Yk+1=???111ki iJ 式中，α — 經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，α = E— 材料的彈性模量， E= 105MPa l lk+1— 主片和第 k+1 片的一半長(zhǎng)度。2m — 制動(dòng)時(shí)前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù) , 39。如果能量的耗散僅僅是在壓縮行程或者在伸張行程進(jìn)行，則把這種減振器稱為單向作用式減振器；反之稱為雙向作用式減振器。筒式減振器工作壓力雖然僅為 ，但由于工作性能穩(wěn)定而在現(xiàn)代汽車(chē)上得到廣泛的應(yīng)用。 CA1091 貨 車(chē)選用的是雙筒式減振器 主要性能參數(shù)的確定 1） ? 和 ? 的確定 前懸架是鋼板彈簧有內(nèi)摩擦，取 ? = ? =2? ms? n2/a2 n/a=i= ? =2π f= ? =2? ? 2019? ? 1. 22=19293N/mm2 2）最大卸荷力 F0的確定 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 卸荷速度 vx，一般為 ~。主鋼板彈簧由數(shù)片鋼片疊成，副鋼板彈簧用數(shù)片鋼片疊成，連接方法副鋼板彈簧裝在主鋼板彈簧的上方。后鋼板彈簧通過(guò)銷、前支架與車(chē)架相 連接，形成固定旋轉(zhuǎn)支承端；后卷耳通過(guò)吊耳銷、吊耳、支架銷和后支架與車(chē)架連接，形成擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)支承端。由于貨經(jīng)常處于滿載狀態(tài)，采用如下方 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 法來(lái)確定。 單個(gè)鋼板彈簧滿載載荷： Fw= NG 2 9 9 1 02 9 2 7 06 9 0 9 022 ??? —簧下質(zhì)量 滿載 時(shí)： Wma FFF ?? （ 49） 式中 aF 為副簧簧上質(zhì)量， mF 為主簧簧上質(zhì)量?；上虏糠趾芍?N92702 ?ZG ，由此可計(jì)算出單個(gè)鋼板彈簧的載荷： NGGF ZW 2 9 9 1 02 9 2 7 06 9 0 9 02 22 ???? —。 （ 2） 鋼板彈簧長(zhǎng)度的初步選定： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) L = ? 軸距，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外貨車(chē)資料，初步選定主簧主片的長(zhǎng)度為 mL ? 1530mm , 副簧主片的長(zhǎng)度為 ?aL 1100mm. 鋼板彈簧斷面尺寸的確定： （ 1） 鋼板彈簧斷面寬度 b的確定： 有關(guān)鋼板彈簧的剛度，強(qiáng)度可按等截面的簡(jiǎn)支梁計(jì)算，引入撓度增大系數(shù) ? 加以修正。 撓度增大系數(shù) ? 的確定： 先確定與主片等長(zhǎng)的重疊片數(shù) 1n ，再估計(jì)一 個(gè)總片數(shù) 0n ，求得 01 /nn?? ，然后 ? =? ?)( ?? ，初定 ? 。推薦片寬和片厚的比值在 6～ 10 范圍內(nèi)選取。 （ 4） 鋼板彈簧片數(shù)的選擇： 片數(shù) n少些有利于制造和裝配，并可以降低片與片之間的干摩擦，改善汽車(chē)的行駛平順性。 根據(jù)貨車(chē)的載荷并結(jié)合國(guó)內(nèi)外資料初步選取本貨車(chē)主簧的片數(shù)為 13 片，副 簧的片數(shù)為 8片。各片實(shí)，際長(zhǎng)度尺寸需經(jīng)圓整后確定。 公式中主片的一半 1l ，如果用中心螺栓到卷耳中心間的距離代入，求的剛度值為鋼板彈簧總成自由剛度 jc ；如果用有效長(zhǎng)度，即 )( 139。 4 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算 （ 1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 0H 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 0H ，用下式計(jì)算： )(0 fffH ac ???? 式中， cf 為靜撓度； af 為滿載弧高； f? 為鋼板彈簧總成用 U 型螺栓夾緊后引起的弧高變化，22 ))(3( L ffSLSf ca ????； S 為 U 型螺栓的中心距。39。 先對(duì)主簧的總成弧高核算 將主簧各片的長(zhǎng)度和曲率半徑代入上述公式可得： mmR 23400 ? 然后再代入 H 02 8/ RL? = mm125234081530 2 ?? 。39。0239。22 /bhmG ? 式中， 2G 為作用在后輪上的垂直靜載荷， 39。許用應(yīng)力 ??? 取為 1000N/mm2 。2m = ? = 驗(yàn)算副簧強(qiáng)度： 主副簧強(qiáng)度在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，符合強(qiáng)度要求。22021239。22mGFs ? 為沿彈簧縱向作用力在主片中心線上的力； pmhh 21? 卷耳厚度； D 為卷耳內(nèi)徑； b 為鋼板彈簧寬度。其中 SF 為滿載靜止時(shí)鋼板彈簧端部的載荷， b為主片葉片寬； d為鋼板彈簧直徑。當(dāng)振動(dòng)達(dá)到一定的劇烈程度，將使汽車(chē)內(nèi)乘員感到不舒適、疲勞甚至危及人體健康。 平順性的研究 汽車(chē)行駛平順性的評(píng)價(jià)方法，通常是根據(jù)人體對(duì)振動(dòng)的生理反應(yīng)及對(duì)保 持貨物完整性的影響來(lái)制訂的，并用振動(dòng)的物理量，如頻率、振幅、加速度、加速度變化率等作為行駛平順性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。為了保證所運(yùn)輸貨物的完整性，車(chē)身振動(dòng)加速度也不宜過(guò)大。該標(biāo)準(zhǔn)用加速度均方根值 (rms)給出了在中心頻率 1～ 80HZ振動(dòng)頻率范圍內(nèi)人體對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的三種不同的感覺(jué)界限。在此極限內(nèi)，人體對(duì)所暴露的振動(dòng)環(huán)境主觀感覺(jué)良好，并能順利完成吃、讀、寫(xiě)等動(dòng)作。當(dāng)人體承受的振動(dòng)強(qiáng)度在這個(gè)極限之內(nèi)，將保持健康或安全。汽車(chē)在一定路面上行駛時(shí)，其振動(dòng)量（振幅、振動(dòng)速度及加速度）的大小取決于汽車(chē)的質(zhì)量、懸架剛度、輪胎剛度和阻尼等結(jié)構(gòu)參數(shù)。如圖41。一般地說(shuō)，其中較小值的一階主頻 01 ??? ，且接近由彈簧質(zhì)量和懸架剛度所決定的頻率 0? ，而較大值的二階主頻率t???2 ，較接近主要由輪胎剛度 tk 和非簧載質(zhì)量 m 所決定的頻率 t? 。 相對(duì)動(dòng)載 Fd/G 對(duì) q的幅頻特性： )( 1 qzKF td ?? ，頻率響應(yīng)函數(shù) gm Kq qzGqFjH tdqGF d )1()( 1~ ???? ?? 將 NKAAAA KAqz tt 22123 21 ??? 代入上式，得： gm KNKAGqF ttd )1(12 ??????? ?? ? 21222241????????????????????????????????gqGF d? 式中 KCjA ?? ?1 KCjmA ???? ?? 22 圖 4— 3 相對(duì)動(dòng)載的幅頻特性曲線圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 以上三組分析得出的特性曲線其規(guī)律符合要求，功率譜峰值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。 首先確定前后懸架的固有頻率分別為 ，確定了板簧的斷面形狀。 在后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要 對(duì)主副簧的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，主簧 13片等厚，厚度為 15mm，寬 110mm；副簧 8片等厚，厚度為 10mm，寬 70mm。 另外，本文還 對(duì)所設(shè)計(jì)的懸架系統(tǒng) 進(jìn)行 平順性分析， 建立了