【正文】 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。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)。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。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。22 /bhmG ? 式中， 2G 為作用在后輪上的垂直靜載荷， 39。39。 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。 （ 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。后鋼板彈簧通過(guò)銷(xiāo)、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(xiāo)、吊耳、支架銷(xiāo)和后支架與車(chē)架連接，形成擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)支承端。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(chēng)為單向作用式減振器；反之稱(chēng)為雙向作用式減振器。連接這兩點(diǎn)就得到三角形的鋼板彈簧展開(kāi)圖。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。側(cè)傾角過(guò)大或過(guò)小都不好。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(mǎn)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。 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。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(mǎn)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。一般貨車(chē)固有頻率是 ～ 2Hz，旅行客車(chē) ～ ，高級(jí)轎車(chē) 1～ 。按控制 形式不同分為 從 動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。 Ride Performance。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。彈性元件種類(lèi)包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧。由此可見(jiàn)懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車(chē)上是重要的總成之一。非簧載質(zhì)量對(duì)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(jìn) 行評(píng)價(jià)。目前廣泛應(yīng)用于貨車(chē)和大客車(chē)上，有些轎車(chē)后懸架也有采用的。 （ 5）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小。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(shí)，彈性特性為一直線，稱(chēng)為線性彈性特性，此時(shí)懸架剛度為常數(shù)。從而保證了彈簧變形時(shí)兩卷耳中心線間的距離有改變的可能。所以本次設(shè)計(jì) 選取 fa=18mm。 結(jié)果 c= 104N/m （ 1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 Ho 鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和 U 形螺栓夾緊前，其主片上表面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差，稱(chēng)為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 Ho，用下式計(jì)算 Ho=fc+fa+△ f (38) 式中，△ f— 鋼板彈簧總成用 U形螺栓夾緊后引起的弧高 △ f= ? ?22 )(3 L ffsLs ca ?? （ 39） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 △ f= 21 2 8 0 )8018(1 1 01 2 8 031 1 02 ????????????? =12 Ho=80+18+12=110mm （ 2）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 Ro Ro=L2/(8Ho) (310) Ro=12802/(8 110)=1862mm 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 Ro 1/Ro=? ?? ?nini iii LRL1 1/)/( （ 312） 結(jié)果 Ro=1872mm 經(jīng)檢驗(yàn)合格。 vx=A? cos? /i 式中 ， vx 為卸荷速度， A 為車(chē)身振幅，取 ? 40mm； ? 為懸架振動(dòng)固有頻率。 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? ma cc/ = 1?? = 有上面的二式，可聯(lián)立方程組： cmNccc ma /4800??? （ 1） ma cc/ = （ 2） 由（ 1），（ 2）兩式可得： 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 ac =2536N/cm , mc =2264N/cm 副簧起作用后，近似認(rèn)為變形相同，從副簧開(kāi)始起作用到滿(mǎn)載的變形為 caf 。 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。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 。39。 驗(yàn)算汽車(chē)在不平路面上鋼板彈簧的強(qiáng)度。在同一路面上以相同車(chē)速行駛的不同汽車(chē)，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。 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)。 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。 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(mǎn)足要求 。 由上式可知，汽車(chē)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)。 舒適－降低界限 CDT 與保持舒適有 關(guān)。 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(chē)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(chē)的振動(dòng)。22 ????? 副 39。0R = ????ni iini i LRL 139。 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。 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。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。 設(shè)計(jì)減振器時(shí)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足的基本要求是，在使用期間保證汽車(chē)的行駛平順性的性能穩(wěn)定；有足夠的使用壽命。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。 fa 用來(lái)保證汽車(chē)具有給定的高度。彈簧兩端的卷耳孔中壓入襯套。 懸架彈性特性 懸架受到的垂直外力 F 與由此所引起的車(chē)輪中心相對(duì)于車(chē) 身位移 f（即懸架的變形）的關(guān)系曲線，稱(chēng)為懸架的彈性特性。 （ 3）保證汽車(chē)具有良好的操縱穩(wěn)定性。 非獨(dú)立懸架特點(diǎn)是兩側(cè)車(chē)輪安裝于一整體式車(chē)橋上，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車(chē)輪上，當(dāng)車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。車(chē)輪、非獨(dú)立懸架的車(chē)軸等屬于簧下質(zhì)量，也叫非簧載質(zhì)量 M。 現(xiàn) 代汽車(chē)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(chē)性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。 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。 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。 彈性元件的設(shè)計(jì) .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。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(chē)身的沖擊力，衰減由沖擊力而引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)?？哲?chē)時(shí)的固有頻率要比滿(mǎn)載時(shí)的高。 (2)將路面與車(chē)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(pán)和車(chē)身。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。因此，汽車(chē)前、后部分車(chē)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）。 此外，還要求汽車(chē)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)。 縱置鋼板彈簧又有對(duì)稱(chēng)與不對(duì)稱(chēng)式之分。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。 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。 懸架主要參數(shù)的確定 如何確定副簧開(kāi)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(chē)身從空載到滿(mǎn)載時(shí)的振動(dòng)頻率變化要小，以保證汽車(chē)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。對(duì)于對(duì)稱(chēng)式鋼板彈簧 ? ? EckSLJ 48/)( 30 ??? 式中： S—— U形螺栓中心距（ mm） k—— U形螺栓夾緊 (剛性?shī)A緊， k取 )； c—— 鋼板彈簧垂直剛度（ N/mm） ,c= cW fF / 。 AB 線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片的長(zhǎng)度。 鋼板彈簧的總成弧高為 H 02 8/ RL? 上式計(jì)算的結(jié)果應(yīng)與 )(0 fffH ac ???? 計(jì)算的設(shè)計(jì)結(jié)果相近。2m =~；貨車(chē)： 39。代入上式得： 主片符合強(qiáng)度要求。所以，車(chē)身振動(dòng)加速度的極限值應(yīng)低 于 ～ 。為便于分析，需把復(fù)雜的實(shí)際汽車(chē)在某些假設(shè)條件下，簡(jiǎn)化為等效振動(dòng)系統(tǒng)。接著對(duì)鋼板彈簧的剛度和強(qiáng)度