【正文】 因此，需要核算鋼板彈簧總成的弧高。各片自由狀態(tài)下做成不同曲率半徑的目的是：使各片厚度相同的鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊，減少主片工作應(yīng)力，使各片壽命接近。由該實際的加緊剛度求得的偏頻為：。式中 為經(jīng)驗修正系數(shù)，；為材料彈性模量，這里?。?、為主片第片的一半長度。鋼板彈簧各片長度就是基于實際鋼板各片展開圖接近梯形梁的形狀這一原則來作圖的。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強(qiáng)度梁的差別增大，材料利用率變壞。這里初取鋼板彈簧的片厚為，鋼板采用相同厚度。推薦片寬與片厚的比值在6~10范圍內(nèi)取。所以 計算得到，；因此 選取鋼板彈簧總截面系數(shù)。因此，可根據(jù)修正后的簡支梁公式計算鋼板彈簧所需要的總慣性矩。增加鋼板彈簧長度能顯著降低彈簧應(yīng)力，提高使用壽命；降低彈簧剛度，改善汽車行駛平順性；在垂直剛度給定的條件下，又能明顯增加鋼板彈簧的縱向角剛度。采用縱置鋼板對稱式鋼板彈簧。3，螺旋彈簧端部形狀和材料的選擇首先，采用彈性特性為線性的等節(jié)距螺旋彈簧，由于鋼絲直徑=18mm10mm，所以在熱處理工藝上需要成形后淬火并回火，即熱成形彈簧。 彈性元件的計算 前懸架螺旋彈簧的設(shè)計計算1，前懸架靜、動撓度和螺旋彈簧靜、動撓度的關(guān)系麥弗遜懸架在振動時，由于彈簧與車體并不垂直，所以懸架的靜撓度并不等于螺旋彈簧的靜撓度。為了減小車輪傳到車身上的沖擊力，縱傾中心位置的選擇不能達(dá)到理想的無前俯效果。從圖47中可看出只有在上下控制線區(qū)域（在虛線區(qū)域內(nèi)）才滿足ECE法規(guī)要求。該垂直線與橫臂軸D延長線的交點O即為縱傾中心，如圖44所示：后懸架：縱置鋼板彈簧非獨立懸架結(jié)構(gòu)，縱傾中心近似位于鋼板彈簧前卷耳中心處，如圖45所示。3，驗證側(cè)傾角剛度的可靠性在確定懸架的側(cè)傾角剛度時，應(yīng)當(dāng)使前、后懸架的側(cè)傾角剛度之和足夠大，以保證汽車轉(zhuǎn)彎行駛時車身的側(cè)傾角不致過大。綜合考慮以上因素，選取懸架的側(cè)傾中心高度為60cm。為了獲得良好的平順性，典型的相對阻尼比如表43：表43 汽車懸架的偏頻及相對阻尼比空氣彈簧鋼制彈簧轎車載貨汽車轎車載貨汽車前懸架后懸架前懸架后懸架前懸架后懸架前懸架后懸架偏頻4，懸架的非簧載質(zhì)量前懸架為麥弗遜獨立懸架，其非簧載質(zhì)量包括車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)的質(zhì)量等；后懸架為縱置鋼板彈簧非獨立懸架，其非簧載質(zhì)量包括車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)的質(zhì)量以及連接左右車輪的從動橋的整個剛性梁，包括主減速器、差速器以及半軸的質(zhì)量，還有傳動軸的部分質(zhì)量。為了防止汽車行駛過程中頻繁撞擊限位塊，應(yīng)當(dāng)有足夠的動撓度。而可以通過滿載時前后輪的軸荷減去前后非簧載質(zhì)量得到。大量的研究和實踐結(jié)果表明，對平順性影響最為顯著的三個懸架特性參數(shù)為：懸架的彈性特性、阻尼特性以及非懸掛質(zhì)量。汽車行駛時振動越劇烈，則平順性越差。典型的結(jié)構(gòu)如圖32所示。 懸架的組成及各部件作用懸架作為一個完整的系統(tǒng)主要包括四大部分：(1)彈性元件作用是：避免道路沖擊力直接傳到車架、車身并緩和沖擊力。在設(shè)計懸架時必須考慮以下幾個方面的要求：(1)通過合理設(shè)計懸架的彈性特性及阻尼特性確保汽車具有良好的行駛平順性，即具有較低的振動頻率、較小的振動加速度值和合適的減振性能，并能避免在懸架的壓縮或伸張行程極限點發(fā)生硬沖擊，同時還要保證輪胎具有足夠的接地能力；(2)合理設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以確保車輪與車架或車身之間所有力和力矩的可靠傳遞，保證車輪跳動時車輪定位參數(shù)的變化不會過大，并且能滿足汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性的要求；(3)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運動應(yīng)與轉(zhuǎn)向桿系的運動相協(xié)調(diào)，避免發(fā)生運動干涉，否則可能引發(fā)轉(zhuǎn)向輪擺振；(4)側(cè)傾中心及縱傾中心位置恰當(dāng)，汽車轉(zhuǎn)向時具有抗側(cè)傾能力，汽車制動和加速時能保持車身的穩(wěn)定，避免發(fā)生汽車在制動和加速時車身縱傾；(5)懸架構(gòu)件的質(zhì)量要小尤其是非懸掛部分的質(zhì)量要盡量??；(6)所有零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和使用壽命；(7)制造成本低；(8)便于維修、保養(yǎng)。在此，取為設(shè)計最高車速，即，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速取為，變速器的傳動比取為，主減速器傳動比有上面知道取為。轎車及輕型貨車的車速高，動負(fù)荷大，系數(shù)應(yīng)取下限；重型貨車，重型自卸車的車速低，此系數(shù)可略偏高。 輪胎的選定輪胎及車輪部件應(yīng)滿足下述基本要求：足夠的負(fù)荷能力和速度能力；較小的滾動阻力和行駛噪聲；良好的均勻性和質(zhì)量平衡性；耐磨損、耐老化、抗刺扎和良好的氣密性；質(zhì)量小、價格低、拆裝方便、互換性好。顯然，值越大則換擋次數(shù)可減少，從而油耗也可降低。設(shè)計時，可以根據(jù)所要求的最高車速按下式計算出： （式21）式中 ——發(fā)動機(jī)的最大功率，kw； ——傳動系的傳動效率，對單級主減速器驅(qū)動橋的式汽車??； ——汽車總質(zhì)量，kg； ——重力加速度，；——滾動阻力系數(shù)，對轎車等高速車影響并取； ——最高車速，km/h； ——空氣阻力系數(shù)，~，~，~；——汽車正面投影面積，若無測量數(shù)據(jù)，可按前輪距、汽車總高H、汽車總寬B等尺寸近似計算：對轎車 ,對載貨汽車 在此， 所以 計算得 同樣，要為最大功率匹配發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，隨著車速的提高，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速也在不斷地提高。綜合考慮結(jié)構(gòu)、工作可靠性以及造價成本，動力性要求等，選擇6缸直列式汽油機(jī)。近年來，由于柴油機(jī)設(shè)計的不斷完善，以上缺點得到較好的克服，并提高了轉(zhuǎn)速，故在輕型車和轎車上采用柴油機(jī)的也日益增多。(3)接近角、離去角與前懸、后懸的關(guān)系接近角和汽車前懸滿足一定的幾何關(guān)系，同理，離去角和汽車后懸也滿足一定的幾何關(guān)系，如圖23所示：圖23 接近角、離去角與前懸、后懸的關(guān)系由圖中的幾何關(guān)系可知。 燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水平的水泥或瀝青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗率（L/100km）來評價。它和汽車總質(zhì)量關(guān)系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡度和附著條件。參考同類車型，輕型貨車解放CA1041，可以選取該貨車的前后懸分別為：，貨車車頭長度是指從汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離?？傞L：貨車及越野車不大于12m；一般大客車不大于12m，鉸接式大客車不大于18m；牽引車帶半掛車不大于16m，汽車拖帶掛車不大于20m，掛車長度不大于8m。轉(zhuǎn)向拉桿和轉(zhuǎn)向車輪以及與車架間的運動空間等因素有關(guān)，應(yīng)經(jīng)過具體布置和計算才能最后確定。由圖可知，當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大值時，轉(zhuǎn)彎半徑R為最小。對于后輪雙胎平頭式的貨車，它的軸荷分配范圍為：表23 后輪雙胎平頭形式的貨車軸荷分配范圍車型空載滿載前軸后軸前軸后軸貨車后輪雙胎根據(jù)上表，可以初步選取該貨車的軸荷分配，表24 設(shè)計貨車的軸荷分配空載滿載前軸后軸前軸后軸由此可以得出滿載時單側(cè)前輪的負(fù)荷為：單側(cè)后輪的負(fù)荷為： 汽車主要尺寸的確定 軸距軸距的選擇要考慮它對整車其他尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響。顯然，次系數(shù)愈大表明該車型的材料利用率愈高和設(shè)計與工藝水平愈高。由于在設(shè)計方法、產(chǎn)品材料、制造工藝以及道路狀況等方面的不斷完善，汽車的整備質(zhì)量這一設(shè)計指標(biāo)有不斷減小的趨勢。平頭式貨車的優(yōu)點是：車總長和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動性能良好；不需要發(fā)動機(jī)罩和翼子板，加上總長縮短等因素的影響，汽車整備質(zhì)量減小；駕駛員的視野得到明顯改善；采用翻轉(zhuǎn)式駕駛室時能改善發(fā)動機(jī)及其附件的接近性；汽車面積利用率高。 軸數(shù)汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。因此對于獨立懸架的設(shè)計技術(shù)，國內(nèi)外都進(jìn)行了研究，這些研究主要集中在以下幾個方面：獨立懸架設(shè)計方法，獨立懸架參數(shù)對汽車行駛平順性的影響；獨立懸架對汽車操縱穩(wěn)定性的影響。 and easy to understand,so,it makes more actual application sense. key words：Mcpherson suspension kinematics character目 錄第1章 緒論 1 論文研究的目的和意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 論文主要研究內(nèi)容 2第2章 汽車的總體設(shè)計 3 3 3 軸數(shù) 3 驅(qū)動形式 3 布置形式 4 4 整車整備質(zhì)量 4 汽車的總質(zhì)量 5 汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù) 5 汽車的軸荷分配 6 汽車主要尺寸的確定 7 軸距 7 前后輪距和 8 汽車的外廓尺寸 8 汽車的前懸和后懸 9 9 9 汽車主要性能參數(shù)的選擇 10 動力性能參數(shù) 10 燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 11 汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑 11 通過性幾何參數(shù) 11 汽車發(fā)動機(jī)的選型與輪胎的選定 13 發(fā)動機(jī)基本型式的選擇 13 發(fā)動機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇 14 輪胎的選定 17第3章 汽車懸架的結(jié)構(gòu)選型與分析 20 懸架的設(shè)計要求 20 懸架的結(jié)構(gòu)形式分析 20 懸架結(jié)構(gòu)形式的分類 20 懸架的組成及各部件作用 22 前、后懸架方案的選擇 22第4章 懸架的設(shè)計計算 24 懸架主要參數(shù)的確定 24 影響平順性的參數(shù) 24 影響操縱穩(wěn)定性的參數(shù) 28 31 彈性元件的計算 35 前懸架螺旋彈簧的設(shè)計計算 35 后懸架鋼板彈簧的設(shè)計計算 38 獨立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 51 設(shè)計要求 51 前輪定位參數(shù)與主銷軸的布置 52 橫臂軸的選型與布置 54 減振器的設(shè)計 58 減振器相對阻尼系數(shù) 58 減振器阻尼系數(shù)的確定 59 最大卸荷力的確定 60 筒式減振器工作缸直徑的確定 61 橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計 62第5章 空間解析法分析麥弗遜懸架運動 63 懸架的數(shù)學(xué)模型 63 利用數(shù)學(xué)模型求解車輪跳動時各定位參數(shù)的變化 67結(jié)論 69致 謝 70參考文獻(xiàn) 71附錄一 73 第1章 緒論 論文研究的目的和意義懸架是現(xiàn)代汽車上重要的總成之一，它把車架（或車身）與車軸（或車輪）彈性連接起來。后懸架為鋼板彈簧）進(jìn)行設(shè)計計算，包括剛度和強(qiáng)度等的校核，使設(shè)計的彈簧能滿足設(shè)計的偏頻要求。在總體設(shè)計完成之后，對前后懸架進(jìn)行方案的選擇，本設(shè)計前懸架采用麥弗遜獨立懸架，后懸架采用縱置鋼板彈簧。所以為了研究懸架結(jié)構(gòu)的運動學(xué)特性，本文采用了空間解析幾何的方法，探討分析了麥弗遜式懸架的運動學(xué)特性，由于該方法能夠直接使用整車布置設(shè)計坐標(biāo)系,無需進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,且直觀方便,易于理解,所以具有實際應(yīng)用的意義。通過對麥弗遜懸架的空間解析法分析懸架的運動特性，分析前懸架在車輪跳動時前輪定位系數(shù)的改變等。 論文主要研究內(nèi)容本論文研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：(1)汽車總體設(shè)計和參數(shù)的選擇；(2)汽車懸架方案確定；(3)前、后懸架設(shè)計計算；(4)空間解析法分析前懸架的運動特性。 驅(qū)動形式增加驅(qū)動輪數(shù)能夠提高汽車的通過能力，驅(qū)動輪數(shù)越多，汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之增加，同時也使汽車的總體布置工作變得困難、乘用車和總質(zhì)量小些的商用車，多采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的42驅(qū)動形式。其中裝載質(zhì)量的參數(shù)已給定，即。 汽車的總質(zhì)量汽車總質(zhì)量是指已整備完好，裝備齊全并按規(guī)定裝滿客，貨時的整車質(zhì)量，可按表22中的公式確定： 表22汽車總質(zhì)量計算公式汽車類別計算公式說明載貨汽車大客車轎車使用單廂貨車，即駕駛室可乘坐兩人，所以貨車的總質(zhì)量計算為。后輪裝用單胎的42式貨車，空車時的后軸負(fù)荷過小，在潮濕路面上使用時容易發(fā)生側(cè)滑事故，為避免這一現(xiàn)象，設(shè)計時其后軸負(fù)荷應(yīng)大于41% 。由于汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑已給定，可以從最小轉(zhuǎn)彎半徑的角度來設(shè)計軸距的大小。但輪距也不宜過大，否則，會使汽車的總寬和總質(zhì)量過大。 汽車的外廓尺寸汽車的外廓尺寸包括其總長、總寬、總高。后懸也不宜過長，以免使汽車的離去角過小而引起上下坡時刮地，同時轉(zhuǎn)彎也不靈活。微型貨車的值較大，輕型貨車的次之，因為它們不會拖帶掛車，而且對平均車速和加速性能的要求也較高。根據(jù)表25，可以初步選取比功率18kw/t。必須估算出主減速器大當(dāng)量直徑來判斷最小離地間隙大小選取是否恰當(dāng)。 汽車發(fā)動機(jī)的選型與輪胎的選定 發(fā)動機(jī)基本型式的選擇在汽車發(fā)動機(jī)基本型式的選擇中首先應(yīng)確定的是采用汽油機(jī)還是柴油機(jī)，其次是汽缸的排列型式和發(fā)動機(jī)的冷卻方式。(2) 發(fā)動機(jī)排列形式的選擇按汽缸排列形式，發(fā)動機(jī)又有直列、水平對置和V型等區(qū)別。綜上所述，對于設(shè)計的貨車初步選取的發(fā)動機(jī)型式為：6缸直列水冷式汽油機(jī)。應(yīng)根據(jù)汽車與發(fā)動機(jī)的類型、最高車速、最大功率、選用的活塞平均速度、活塞沖程、缸徑、缸數(shù)、工藝水平等因素來合理的確定。通常取，并由發(fā)動機(jī)設(shè)計保證，在此選取，計算出。為了避免超載。但子午線輪胎制造較困難、造價不如斜交輪胎。所以根據(jù)上式，前輪的負(fù)荷系數(shù)為：b,驗證后輪的負(fù)荷系數(shù)，后輪滿載時的最大負(fù)荷為：。這種懸架主要用在總質(zhì)量大些的商用車前、后懸架以及某些乘用車的后懸架上。(4) 橫向穩(wěn)定器作用是：安裝于多數(shù)轎車和客車上，目的是為了防止汽車轉(zhuǎn)向時，發(fā)生過大的橫向傾斜。因而在非獨立懸架中大多數(shù)采用鋼板彈簧作為彈性元件?？偟募訖?quán)加速度均方根值與人體主觀感覺之間的對應(yīng)關(guān)系如表41：表41 加權(quán)加速度均方根值與人途主觀感覺之間的關(guān)系加權(quán)加速度均方根值/人體主觀感覺沒有不舒適~略有不舒適~有些不舒適~不舒適~很不舒適極不舒適汽車的振動輸出由道路激勵輸入和汽車對振動的傳遞特性共同決定。具體的偏頻選取可