【正文】 acf = )/()( makW CCFF ?? = 4800 .31411329910 — = cm NcmNcmCfF aaca .48 3 4 3/2 5 3 ????? Wm FF ? aac Cf ?? =29910N = 主簧 ： cmf =mmCF = = 副簧 ： caf =aaCF = = 彈性元件的設(shè)計(jì) 1 鋼板彈簧的布置方案選擇 布置形式為對(duì)稱縱置式鋼板彈簧。 懸架主要參數(shù)的確定 如何確定副簧開始參加工作的載荷 kF 和主，副簧之間剛度的分配，受懸架的彈性特性和主，副簧上載荷分配的影響，原則上要求車身從空載到滿載時(shí)的振動(dòng)頻率變化要小，以保證汽車有良好的平順性，還要求副簧參加工作前后的懸架振動(dòng)頻率不大。 n/a=i= ?vx=A? cos? /i=40? ? cos150/=伸張行程的最大卸荷力 F0=? ? vx=19293? =5403N 3）減振器主要尺寸的確定 根據(jù)伸張行程的最大卸荷力 F0 計(jì)算工作缸直徑 D=)1]([ 4 ??? ? ??p F 式中， [p]為工作缸最大允許壓力，取 3~4MPa，選取 [p]=； ? 為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取 ? =~，選取 ? =，所以 D=)1]([ 4 ??? ? ??p F=)(10 00 00 54 034 ???? ?= 由汽車筒式減振器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ QC/T491— 1999）選出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸 D=50mm 貯油筒直徑 Dc的確定 一般 Dc=（ ~） D ， Dc= D =? 50=70mm 壁厚取為 2mm，材料可選 20 鋼 后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì) 后懸架只有鋼板彈簧組成。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。 鋼板彈簧總成弧高 H H=L2/(8Ro) (313) H=L2/(8Ro)=12802/(8 1872)=109mm （ 1）緊急制動(dòng)時(shí)，前鋼板彈簧承受的載荷最大在它的后半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力σ max σ max=[G1 )( 1139。當(dāng)有與主片等長(zhǎng)的重疊片時(shí)，可將 B點(diǎn)與最下一個(gè)重疊片的上側(cè)端點(diǎn)相連。 （ 2） . 鋼板彈簧長(zhǎng)度 L的確定 鋼板彈簧長(zhǎng)度 L 是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。 縱置鋼板彈簧又有對(duì)稱與不對(duì)稱式之分。鋼板彈簧工作時(shí)，越靠近中間受到的彎曲力矩越大，為了充分利用材料并有足夠 的強(qiáng)度和彈性，鋼片長(zhǎng)度由上到下逐漸縮短。 此外，還要求汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，在 的側(cè)向加速度作用下，前、后輪側(cè)偏角之差δ 1δ 2應(yīng)當(dāng)在 1o～ 3o 范圍內(nèi)。鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的彈性特性可視為線性的。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= )2/(/ 11 ?mc ； n2= )2/(/ 22 ?mc （ 31） 式中， c c2 為前、后懸架的剛度（ N/cm） ； m m2為前、后懸架的簧上質(zhì)量（ kg）。 （ 6）可靠的傳遞車身與車 輪之間的各種力和力矩。獨(dú)立懸架允許前輪有大的 跳動(dòng)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。非獨(dú)立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時(shí)懸架 受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。 (2)將路面與車輪之間的摩擦所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力傳輸?shù)降妆P和車身。 影響汽車平順性的另一重要指標(biāo)是阻尼比 ，此 值取大，能使振動(dòng)迅速衰減，但會(huì)把路面較大的沖擊傳遞到車身，值取小，振動(dòng)衰減慢，受沖擊后振動(dòng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，使乘客感到不舒服?？哲嚂r(shí)的固有頻率要比滿載時(shí)的高。 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。從動(dòng)懸架即傳統(tǒng)式的懸架，是由彈簧、減振器（減振筒）、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，它的功能是減弱路面?zhèn)鹘o車身的沖擊力，衰減由沖擊力而引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)。減振器用來(lái)衰減由于彈 性系統(tǒng)引起的振，減振器的類型有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減振器，充氣式減振器。 彈性元件的設(shè)計(jì) .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。在后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要對(duì)主副鋼板彈簧進(jìn)行了設(shè)計(jì) 。 所設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)的前懸架采用鋼板彈簧非獨(dú)立式懸架。 Leaf spring。 一 般懸架 由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。 現(xiàn)在懸架發(fā) 展十分快， 不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。 現(xiàn) 代汽車對(duì)平順性和操縱穩(wěn)定性和舒適性的要求越來(lái)越高，已成為衡量汽車性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。若固有頻率選取過(guò)低，很可能會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)點(diǎn)頭角，轉(zhuǎn)彎側(cè)貨角，空載和滿載車身高度變化過(guò)大。車輪、非獨(dú)立懸架的車軸等屬于簧下質(zhì)量，也叫非簧載質(zhì)量 M。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。 非獨(dú)立懸架特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。 （ 5）側(cè)傾中心位置較高，有利于減小轉(zhuǎn)向時(shí)車身的側(cè)傾角。 （ 3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。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(dòng)， n1n2的汽車高速通過(guò)單個(gè)路障時(shí) 引起的車身角振動(dòng)小于 n1n2的汽車。 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(duì)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。它對(duì)簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。彈簧兩端的卷耳孔中壓入襯套。 鋼板彈簧的設(shè)計(jì) 鋼板彈簧在汽車上可以縱置或者橫置。 fa 用來(lái)保證汽車具有給定的高度。用作圖法確定各片長(zhǎng)度的方法是基于實(shí)際鋼板彈簧各葉片的展開圖接近梯形梁形狀這一原則來(lái)作圖的 ,先將各葉片厚度的立方值 3ih 按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪出，再沿橫坐標(biāo)繪出主片 長(zhǎng)度之半(即 L／ 2)和 u形螺拴中心距之半 (即 s／ 2)，得 A、 B兩點(diǎn)。假定同一截面上各片曲率變化值相同，各片所承受的彎矩正比于其慣性矩，同時(shí)該截面上各片的彎矩和等于外力所引起的彎矩。汽車車身和車輪振動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的液體在流經(jīng)阻尼孔時(shí)的摩擦和液體的粘性摩擦形成了減振阻力，將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并散發(fā)到周圍的空氣中去，達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的 。 設(shè)計(jì)減振器時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求是，在使用期間保證汽車的行駛平順性的性能穩(wěn)定；有足夠的使用壽命。這樣可以使汽車在不同載荷下，保證鋼板彈簧既有適當(dāng)?shù)膹椥杂钟凶銐虻膹?qiáng)度。副簧，主簧的剛度之比為： 1/ ?? ?ma cc ， 0/FFw?? 式中， ac 為副簧的剛度， mc 為主簧的剛度。轎車 L=(～ )軸距；貨車前懸架： L=(～ )軸距，后懸架： L=(～ )軸距。 wF = mF = L=1530mm k= S=110mm ? ?w? =550 N/ 2mm . 將上面數(shù)據(jù)代入公式，得： 0W = 3mm 再計(jì)算主簧平均厚度： ? ?cmwp EfkSLWJh 6 )(/2 200 ????? = 圓整到 15mm 有了 ph 以后，再選鋼板彈簧的片寬 b。用變截面少片彈簧時(shí)，片數(shù)在 1～ 4選取。 式中， ?為經(jīng)驗(yàn)修正 系數(shù)，取 ～ ， E 為材料彈性模量； ,1l 1?kl 為主片和第（ k+1）片的一般長(zhǎng)度。0239。0R = ????ni iini i LRL 139。22 )(/)( wllcllmG ?? ? + 139。22 ????? 副 39。 鋼板彈簧主片的強(qiáng)度的核算 鋼板 彈簧主片應(yīng)力 σ 是由彎曲應(yīng)力和拉（壓）應(yīng)力合成，即： 其中 ?39。 M P aM P aWll llF mjm 1000][280)6 1511013(15307657653 9 1 51)( 202121 ??????????? ??M P aM P aWll llFaaaaaja 1 0 0 0][682)6 101105(1 1 0 05505502 2 7 1 4)( 202121 ??????????? ??1211 )(3 bhFbh hDF ss ????? ?? ? ][ 9 9 1 0152110 9 9 1 032 ?? ???????????????? M P a 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 4 章 平順性分析和編程 平順性的定義 汽車行駛時(shí)，路面凹凸不平和發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)均激發(fā)汽車的振動(dòng)。它約為 60～ 85 次 /分 (1HZ～ )，振動(dòng)加速度極限值為 ～ 。 舒適－降低界限 CDT 與保持舒適有 關(guān)。 平順性的研究分 析 為了改善車內(nèi)乘員的舒適感，必須降低汽車行駛中的振動(dòng)，即提高汽車的行駛平順性能。 由上式可知，汽車振動(dòng)存在兩個(gè)主頻 1? 和 2? ，它們僅為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的函數(shù)而與外界的激勵(lì)條件無(wú)關(guān)，是表征系統(tǒng)特征的固有參數(shù)。 前懸架系統(tǒng)采用 常剛度 鋼板彈簧和減振器 組成 的非 獨(dú) 立懸架，后懸架采用了主副 簧 結(jié)構(gòu)變剛度鋼板彈簧 非獨(dú)立懸架。 然后對(duì)鋼板彈簧的剛度及強(qiáng)度進(jìn)行了 校核 ，結(jié)論滿足要求 。 在前懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì) 鋼板彈簧的參數(shù)進(jìn)行了確定 ， 確定鋼板彈簧的片數(shù)為 10片等厚，厚度為 8mm，寬 75mm， 主簧的長(zhǎng)度為 1280mm，用作圖法確定出 每 一片的長(zhǎng)度。 方程 0)()( ????? sZksZcZM ???? 的解是 由振動(dòng)齊次方程的解與非齊次方程特解之和組成。但是，汽車振動(dòng)是一個(gè)極為復(fù)雜的空間多自由度振動(dòng)系統(tǒng)。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 疲勞－工效降低界限 FDT 與保持工作效率有關(guān)。如果車身加速度達(dá)到 1g，未經(jīng)固定的貨物就有可能離開車廂底板。在同一路面上以相同車速行駛的不同汽車，由于隔振和減振性能不同，引起的振動(dòng)劇烈程度會(huì)不同。許用應(yīng)力 [σ ]取為 350MPa。 驗(yàn)算汽車在不平路面上鋼板彈簧的強(qiáng)度。2m 為制動(dòng)時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)；轎車： 39。39。0 8/ HLR ? = mm26085881100 2 ?? 5 鋼板彈簧總成弧高的核算 根據(jù)最小勢(shì)能原理，鋼板彈簧總成的穩(wěn)定平衡狀態(tài)是各片勢(shì)能總和最小狀態(tài)，由此可求得等厚葉片彈簧的 為：0R 1/ 0R = ????ni iini i LRL 11 /)/( 式中， 為鋼板彈簧iL 第 i片長(zhǎng)度。1 kSll ?? 代入上式，求得的剛度值為鋼板彈簧總成的夾緊剛度 zc 。 鋼板彈簧各片長(zhǎng)度的確定 先將各片的厚度 ih 的立方值 3ih 按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上，再沿橫坐標(biāo)量出主片長(zhǎng)度的一半 L/2 和 U 型螺栓中心距的一半 s/2，得到 A,B 兩點(diǎn)，連接 A， B 兩點(diǎn)就得到三角形的鋼板彈簧展開圖。 b = 110mm 對(duì)于副簧： 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 L=1100mm k= S=110mm 11?n 80?n 81?? )(??????? ????? E= 25 / mmN? 將上述數(shù)據(jù)代入公式，得 40 mmJ ? 計(jì)算副簧總截面系數(shù) 0W ： 0W ? ? ? ?WW kSLF ?4/)( ?? wF = aF = L=1100mm k= S=110mm ? ?w? =250 N/ 2mm . 將上面數(shù)據(jù)代入，得： 0W = 3mm 再計(jì)算副簧平均厚度： ? ?cawp EfkSLWJh 6 )(/2 200 ????? = 圓整到 10mm b = 70mm （ 2）鋼板彈簧片厚 h的選取 : 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 本設(shè)計(jì)主簧 和副簧均采用等厚片，片厚分別為 15mm、 10mm。因此，可根據(jù)修正后的簡(jiǎn)支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需的總慣性距 0J 。 單個(gè)鋼板彈簧空載載時(shí)簧上質(zhì)量： Fo= NG .56 6 5 92 9 2 7 02 2 5 8 922 ??? —簧下質(zhì)量 n= , m=3137kg,代入公式： n= ?2//mc 可得 C=4800N/cm 又 6 5 92 9 9 1 0/ ??? FoFW?