【文章內(nèi)容簡介】 s uk s f /7 3 0 9 4420270*26 0 4 1 3222 ??????????????? 前前? ??? cFkd 18 ?? 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 10 K? — 曲度系數(shù)，為考慮簧圈曲率對強度影響的系數(shù)， 1F — 前懸架的最大工作載荷 NF 63331 ? 查表得許用應(yīng)力 ? ? pa7 5 0 M1 5 0 0*0 .5B* ＝＝＝ ?? [材料：碳素彈簧鋼絲 ] 彈簧中徑 Dm： mmdcD m 9113*7* ???前 取 mmm 100D ?前 彈簧圈數(shù) 彈簧的工作圈數(shù)： 81 ＝前z 彈簧總?cè)?shù)： 10282 1 ＝＝前前 ??? zz 后懸架彈簧（多連桿獨立懸架） 彈簧中徑、鋼絲直徑、及結(jié)構(gòu)形式 在本次設(shè)計中后懸架彈性元件選擇螺旋彈簧。 根據(jù)強度公式計算鋼絲直徑 d： C 取 7， k? 取 后懸架的最大工作載荷： mNF /5222 ? 彈簧圈數(shù) 彈簧的工作圈數(shù)： 81 ＝后z 彈簧總?cè)?shù)： 10282 1 ＝＝后后 ??? zz 2 1 1 14 ?????? ccck? ? mmmmcFkd 0* 7*63 33*21 *88 1 ???? ??前? ? mmmmcFkd 0* 7*54 62*21 *88 2 ????? ??后 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 11 第五章 懸架導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計要求 獨立懸架的導(dǎo)向機構(gòu)承擔(dān)著懸架中除垂向力之外的所有作用力和力矩，并且決定了懸架跳動時車輪的運動軌跡和車輪定位角的變化。因此在設(shè)計獨立懸架的導(dǎo)向機構(gòu)時，應(yīng)使其滿足以下要求： (1) 當(dāng)?shù)膫?cè)傾中心和側(cè)傾軸線； (2) 形成恰當(dāng)?shù)目v傾中心； (3) 各鉸接點處受力盡量小，減小橡膠元件的彈性變形，以保證導(dǎo)向精確； (4) 保證車輪定位參數(shù)及其隨 車輪跳動的變化能滿足要求； (5) 具有足夠的疲勞強度和壽命。 雙橫臂式獨立懸架示意圖 圖 5－ 1雙橫臂式獨立懸架示意圖 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 12 多連桿式獨立懸架示意圖 圖 5－ 2多連桿式獨立懸架示意圖 雙橫臂軸線布置方式 橫向平面內(nèi)上 、 下橫臂的布置方案 比較圖 5－ 3 a、 b、 c 三圖可以清楚地看到，上、下橫臂布置不同，所得側(cè)傾中心位 置也不同，這樣就可根據(jù)對側(cè)傾中心位置的要求來設(shè)計上、下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案。 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 13 . 圖 5－ 3 上 、下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案 導(dǎo)向機構(gòu)的布置參數(shù) 側(cè)傾中心 雙橫臂式獨立懸架的側(cè)傾中心由如圖 55所示方式得出。將橫臂內(nèi)外轉(zhuǎn)動點的連線延 長，以便得到極點 P，并同時獲得 P 點的高度。將 P點與車輪接地點 N 連接，即可在汽車 軸線上獲得側(cè)傾中心 W。當(dāng)橫臂相互平行時 (圖 56)， P點位于無窮遠(yuǎn)處。作出與其平 行的通過 N 點的平行線，同樣可獲得側(cè)傾中心 W。 圖 55 雙橫臂式懸架和縱橫臂式懸架的距離 wh 和 P的計算法和圖解法 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 14 雙橫臂式獨立懸架的側(cè)傾中心的高度 wh 通過下式計算得出 式中 mmdKP 17817803786s in ?????? ? 其中：δ =10 度；β =0度； c+o=330mm； d=178mm； k=3786mm； rs=102mm； bv=800mm； 帶入 hw可以求出： 縱傾中心 在獨立懸架中前后側(cè)傾中心的連線稱為側(cè)傾軸線。側(cè)傾 軸線應(yīng)大致與地面平行些。平行是為了使得曲線行使時前后軸的輪荷變化接近于相等，從而保證了中性轉(zhuǎn)向特性；而盡可能高則是為了使車身的側(cè)傾限制在允許的范圍之內(nèi)。 然而，前懸架的側(cè)傾中心的高度受到允許輪距變化限制幾乎不可能超過150mm。此外，在前輪驅(qū)動的車輛中，由于前輪軸荷大，且為驅(qū)動橋，故盡可能使前輪輪荷變化小。因而，獨立懸架的側(cè)傾中心高度為：前后懸架 0～ 150mm。 設(shè)計時首先要確定前懸架的側(cè)傾中心高度，然而確定后懸架的側(cè)傾中性的高度。當(dāng)后懸架用獨立懸架時，其側(cè)傾中心的高度要大一些。 0ta nc o s2 RdKpbh vw ??? ??? ? ? ? mmocK 3 7 8 605s in 3 3 0s in ?????? ??mmrdK Pbh 。sv 1810210ta n1780c o s3786 1782800ta nc o s2 ???????? ??? 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 15 第六章 減 振器設(shè)計 減振器概述 減振器的功能是吸收懸架垂直振動的能量，并轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，使振動迅速衰減。 汽車懸架系統(tǒng)中廣泛的采用液力減振器。液力減振器的工作原理是，當(dāng)車架和車橋作往復(fù)的相對運動而活塞在鋼筒內(nèi)作往復(fù)的運動時，減振器殼底內(nèi)的油液便反復(fù)的通過一些窄小的空隙流入另一內(nèi)腔。此時孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼力，使車身和車架的振動能量轉(zhuǎn)化成為熱能被油液和減振器殼所吸引，然后散到大氣中。減振器的阻尼力的大小隨車架和車橋相對速度的增減而增減，并且與油液的黏度有關(guān)。要求油液的黏度受溫度的 變化的影響近可能的小，且具有抗氧化性，抗汽化以及對各種金屬和非金屬零件不起腐蝕的作用等性能。 減振器的阻尼力越大，振動消除的越快，但卻使串聯(lián)的彈性元件的作用發(fā)揮的作用不能充分的發(fā)揮，同時，過大的阻尼力還可能導(dǎo)致減振器連接零件及車架的損壞。為解決彈性元件與減振器之間的這一矛盾，對減振器提出了如下的要求： ，減振器的阻尼力應(yīng)該小，以充分利用彈性元件來緩和沖擊。 ，減振器的阻尼力應(yīng)該大，以要求迅速的減振。 ，減振器能自動加大液流通道的面積 ，使阻尼力始終保持在一定的限度之內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。 減振器分類 減振器按結(jié)構(gòu)形式的不同可分為：筒式減振器和搖臂式減振器。減振器按作用方式不同，可分為單向作用減振器和雙向作用減振器。在壓縮和伸張行程都能起作用的減振器車稱為雙向作用減振器；僅在伸張行程起作用的叫單向作用減振器。 與雙筒式減振器相比，單筒充氣式減振器具有以下優(yōu)點： (1) 工作缸筒直接暴露在空氣中，冷卻效果好； (2) 在缸筒外徑相同的前提下，可采用大直徑活塞，活塞面積可增大將近一倍，從而降低工作油壓； (3) 在充氣壓力作用下 ，油液不會乳化，保證了小振幅高頻振動時的減振效果； 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 16 (4) 由于浮動活塞將油、氣隔開，因而減振器的布置與安裝方向可以不受限制。 因此本次設(shè)計采用單筒充氣液力式減振器。 減振器主要性能參數(shù) 相對阻尼系數(shù) 減振器的性能通常用阻力 速度特性圖表示。如下（圖 61）所示。該圖具有如下的特點：阻力 速度特性由四段近似的直線線段組成，其中的壓縮行程和伸張行程的阻力 —— 速度各占兩段；各段特性的指明時，減振器的阻尼系數(shù)是指當(dāng)卸荷閥開啟前的阻尼系數(shù)而言。通常的壓縮行程的阻尼系數(shù)δ y=Fy/Vy 與伸張行 程的阻尼系數(shù)δ s=Fs/Vs 不等。 圖 61減振器特性 （ a）阻力 —— 位移特性 （ b）阻力 —— 速度特性 汽車懸架有阻尼后，簧上質(zhì)量的振動是周期衰減的振動，用相對阻尼系數(shù)φ來表示評定振動衰減的快慢程度。φ的表達(dá)方式為： φ =δ /[2（ Ksu ms） 1/2] 式中 Ksu —— 懸架系統(tǒng)的垂直剛度； sm —— 簧上質(zhì)量； 相 對阻尼系數(shù)的物理意義是：減振器的阻尼作用在于不同的剛度 suK 和不同的簧載質(zhì)量 sm 的懸架系統(tǒng)匹配時，會產(chǎn)生不同的阻尼效果。φ值小則反之。通常情況下，將壓縮行程時的阻尼系數(shù)φ y 取的小些，將伸張行程時的阻尼系數(shù)φ s取的大些。兩者之間的保持φ y=（ ～ ）φ s 的關(guān)系。 設(shè)計時，先取φ y 與φ s 的平均值φ。對于無內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，取φ=～ ；對于有內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，φ s＞ ；為了避免懸 架碰撞車架， 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 17 取φ y= s。本次設(shè)計取φ s取 。 對于我選用的前懸架φ 前 =； 后懸架φ 后 =； 減振器阻尼系數(shù) 減振器阻尼系數(shù) ssumK?? 2＝ 。因懸架系統(tǒng)固有頻率 ssu mKw /? ，所以理論上 wms?? 2＝ 。實際上應(yīng)該根據(jù)減振器的布置特點確定減振器的阻尼系數(shù)。例如，減振器如下（圖 62）所示，安裝時，其阻尼系數(shù)δ為： 前懸架的單個減振 器阻尼系數(shù)： 后懸架的單個減振器阻尼系數(shù)： 圖 62減振器安裝位置 在下擺臂長度 n不變的條件下，改變減振器下橫擺臂上的固定點位置或者減振器軸線與鉛直線之間的夾角α，會影響減振器阻尼系數(shù)的變化。 22 /2 awnm s??＝mNmk sssu /49381092*62020*0 . 3*22 ＝＝＝ 后后后 ??mNmk sssu /52471266*60413*0 . 3*22 ＝＝＝ 前前前 ?? 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 18 最大卸荷力 為減小傳到車身上的沖擊，當(dāng)減振器活塞振動速度達(dá)到一定值時，減振器打開卸荷閥。此時的活塞速度稱為卸荷速度 Vx。在減振器安裝如圖所示時， Vx=Acosα 式中： A—— 車身振幅，取177。 40mm； W—— 為懸架系統(tǒng)的固有頻 率； Vx為卸荷速度，一般為 ～ ，本次設(shè)計 Vx 取 。 如已知伸張時的阻尼系數(shù)δ s，在伸張行程的最大卸荷力 F0=δ s*Vs。 前懸架的單個減振器伸張行程時的阻尼系數(shù)： 后懸架的單個減振器伸張行程時的阻尼系數(shù)： 前懸架單個減振器的最大卸荷力 前0F ： 后懸架單個減振器的最大卸荷力 后0F ： 筒式減振器主要尺寸 筒式減振器工作直徑 根據(jù)伸張行程時 的最大卸荷力和缸內(nèi)最大壓力強度來計算工作缸的直徑： 式中： [p]— 工作缸內(nèi)最大允許壓力，取 3～ 4Mpa； λ — 為連桿直徑與缸筒直徑之比，單筒式取λ為 ～ mNmk sssuss /3 4 9 8/21 2 6 6*6 0 4 1 3*0 . 4*2/2*2 ＝＝前前前 ?? ?mNmk sssuss /3292/21092*62020*0 . 4*2/2*2 ＝＝后后后 ?? ?NVF xs 1 0 4 *3 4 9 8*0 ??前前 ＝ ?NVF xs 9 8 *3 2 9 2*0 ??后后 ＝ ?? ?? ?2020 ?? ?? p FD 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 19 本次設(shè)計 [p]＝ 3Mpa λ＝ 前懸架減振器工作缸直徑： 后懸架減振器工作缸直徑： 油筒直徑 貯油筒直徑 Dc=（ ～ ） D，壁厚取 2mm。 前貯油筒直徑 42m m30* ＝＝前D 后貯油筒直徑 mmD 4230* ＝＝后 前后的貯油筒的材料為 20鋼 ? ?? ? ? ? mmDmp FD 30 0 . 0 2 30 . 3 51*10*3*3 . 1 4 1049*414 2620 ＝?。剑剑?前前前 ?? ?? ?? ? ? ? mmDmp FD 30 0 . 0 2 20 . 3 51*10*3*3 . 1 4 9 8 8*414 2620 ＝?。剑剑?后后后 ?? 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 20 第七章 向穩(wěn)定桿設(shè)計 為了降低汽車的固有頻率以改善行使穩(wěn)定性，現(xiàn)代汽車的垂直剛度較小，從而使汽車的側(cè)傾角剛度值也很小，結(jié)果使汽車轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾嚴(yán)重，影響了汽車行使的穩(wěn)定性。為此，現(xiàn)代汽車大多都裝有橫向穩(wěn)定桿來加大懸架的側(cè)傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性。當(dāng)左右車輪同向等幅跳動時，橫向穩(wěn)定桿不起作用；當(dāng)左右車輪有垂向的相對位移時，穩(wěn)定桿受扭，發(fā)揮彈性元件的作用。橫向穩(wěn)定桿帶來的好處除了可增加懸架的側(cè)傾角剛度，從而減小 汽車轉(zhuǎn)向時車身的側(cè)傾角外，恰當(dāng)?shù)剡x擇前、后懸架的側(cè)傾角剛度比值，也有助于使汽車獲得所需要的不足轉(zhuǎn)向特性。通常，在汽車的前、后懸架中都裝有橫向穩(wěn)定桿，或者只在前