畢業(yè)設(shè)計(jì)-獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)說明書(編輯修改稿)
2025-01-08 18:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 示形狀橡膠制造。通過硫化將橡膠與鋼板連接為一體，再經(jīng)焊在鋼板上的螺釘將緩沖塊固 定到車架（車身）或其他部位上，起到限制懸架最大行程的作用。 有些汽車裝用多孔聚氨脂制成的幾種形狀的緩沖塊，它兼有輔助彈性元件的作用。多孔聚氨脂是一種有很高強(qiáng)度和耐磨性能的符合材料。這種材料起泡時(shí)就形成了致密的耐磨層，它保護(hù)內(nèi)部的發(fā)泡部分不受損傷。由于在該材料中有密封的起泡，在載荷作用下彈性元件被壓縮，但其外廓尺寸增加卻不大，這點(diǎn)與橡膠不同。有些汽車的緩沖塊裝在減振器上。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 5 懸架撓度 f 的計(jì)算 懸架靜撓度 cf 的計(jì)算 懸 架靜撓度 cf 是指 汽車在滿載靜止時(shí)懸架上的載荷 wF 與此時(shí)懸架剛度才c之比，即 cFf Wc ?。 汽車 懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車平順性的主要參數(shù)之一。而汽車部分車身固有頻率（偏頻）可用下式表示： ssmCn ?21? 式中 SC —— 汽車前懸架剛度， N/mm； sm —— 汽車前懸架簧上質(zhì)量， kg； n—— 汽車前懸架偏頻， Hz 而汽車懸架的靜撓度可用下式表示： cgmf sc ? 由這兩式可得出： 225nfc? 設(shè)計(jì)時(shí) 取前懸架的偏頻 n=。 根據(jù)上面公式可以計(jì)算出前懸架的靜撓度為： 225 2551cf mm?? 懸架動撓度 df 計(jì)算 懸架的動撓度 df 是指從滿載經(jīng)平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形（通常指緩沖塊壓縮到妻子有高度的 1/2或 2/3）時(shí)，車輪中心相對車架（或車身）的垂直位移。要求懸架應(yīng)由足夠大的動撓度，以防止在壞路面上行駛時(shí)經(jīng)常碰到緩沖塊。對乘用車， df 取 70～ 90mm；對客車，df 取 50～ 80mm；對貨車， df 取 60～ 90mm。 取懸架動撓度 df 為 80mm。 懸架彈性特性 懸架受到的垂直外力 F 與由此引起的車輪中心相對于車身位移 f（即懸架的變形）的關(guān)系曲線，稱為懸武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 架的彈性特性。其切線的斜率是懸架的剛度。 懸架的彈性特性有線性特性和非線性彈性特性兩種。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)，彈性特性為以直線，稱為線性彈性特性，此時(shí)，懸架剛度為常數(shù)。當(dāng)懸架變形 f與所受垂直外力 F之間不成固定比例變化時(shí)，彈性特性如圖所示。此時(shí)，懸架剛度是變化的，其特點(diǎn)是在滿載位置（圖中電 8）附近，剛 度小且曲線變化平緩，因而平順性良好；距滿載較遠(yuǎn)的兩端，曲線變陡，剛度增大。這樣，可在有限的動撓度 df 范圍內(nèi)，得到比線性懸架更多的動容量。懸架的動容量系指懸架從靜載荷的位置起，變形到結(jié)構(gòu)允許的最大變形位置消耗的功。懸架的動容量越大，對緩沖塊擊穿的可能性越小。 6 彈性元件 的設(shè)計(jì) 及平順性校核 6． 1 彈簧參數(shù)的計(jì)算選擇 對于大多數(shù)汽車而言，起懸掛質(zhì)量分配系數(shù) ?? aby2??— ，因而可以近似的認(rèn)為 1?? ，即前、后橋上方車身部分的集中質(zhì)量的垂向振動是相互獨(dú)立的，并用偏頻來表示各自、的自由振動頻率。偏頻越小。則汽車的平順性越好。一般對于采用鋼制彈簧的轎車，前懸架的偏頻 n=1— ，非常接近人體步行時(shí)的自然頻率 。 設(shè)計(jì)時(shí) 取前懸架的偏頻 n=，根據(jù)下面公式可以計(jì)算出前懸架的剛度： ssmCn ?21? ? sS mnC 224 ?? 式中 SC —— 汽車前懸架剛度， N/mm； sm —— 汽車前懸架簧上質(zhì)量， kg； n—— 汽車前懸架偏頻， Hz 6． 1． 1．空載計(jì)算 剛度 根據(jù)估算可估計(jì)出前懸架簧下質(zhì)量為 52kg，已知前懸架空載前軸載質(zhì)量為637kg，則起單側(cè)簧上質(zhì)量為 sm ： sm = 1 (637 52)2??= 292kg ； n=1Hz； 代入計(jì)算得： sC = 224 1 292? ? ? =11516N/mm 6． 1． 2．滿載計(jì)算剛度 已知前懸架滿載時(shí)軸載質(zhì)量為 761kg，則單側(cè)簧上質(zhì)量為 sm ： 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 sm = 1 (761 53)2 ? ? ?354kg； N=1Hz； 代入計(jì)算得： SC = 224 1 354? ? ? =13961N/mm 6． 1． 3．按滿 載計(jì)算彈簧鋼絲直徑 d 根據(jù)下面的公式可以計(jì)算： SC = iDGdm?348 ? 4 38G CiDd sm ???? 式中 i—— 彈簧有效工作圈數(shù)，先取 8 G—— 彈簧材料的剪切彈性摸量，取 ? 410 MPa mD —— 彈簧中徑，取 130mm 代入計(jì)算得： d= 6． 1． 4．確定彈簧參數(shù) 彈簧鋼絲直徑 d=13mm；彈簧外徑 D=143mm；彈簧有效工作圈數(shù) n=8；彈簧的自由長度取 250mm。 彈簧校核 彈簧剛度校核 彈簧剛度的計(jì)算公式為： SC =iDGdm?348 代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得彈簧剛度 SC 為： SC = 4 1 0 4338 . 3 1 0 1 3 1 6 . 98 8 1 3 0 8mGd NDi ????? ? ?/mm 所以彈簧選擇符合剛度要求。 彈簧表面剪切應(yīng)力校核 彈簧在壓縮時(shí)起工作方式與扭桿類似，都是靠材料的剪切變形吸收能量，彈簧鋼絲表面的剪應(yīng)力為： 23 88 d KPCd KPD m ??? ???? 式中 C —— 彈簧指數(shù)（旋繞比）， C= dDm ； K? —— 曲度 系數(shù) ， 為考 慮簧 圈曲 率 對強(qiáng) 度影 響 的 系數(shù)，武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 K? CCC 61 14 ???? ； P—— 彈簧軸向載荷。 已知 mD? 130mm ， d=13mm，可以算出彈簧指數(shù) C 和曲度系數(shù) K? ： C = dDm = 130/13=10 ； K?CCC 61 14 ???? = 4 1 0 1 0 .6 1 5 1 .1 4 54 1 0 4 1 0?? ???? ； P=（ 76153）179。 1/2179。 179。 cos10176。 = 。 則彈簧表面的剪切應(yīng)力： 23 88 d KPCd KPD m ??? ????= ? ?3 28 34 26 .5 10 1. 14 5 3. 14 13 10 aMP?? ? ? ??? ??? =??? =179。 1000 aMP =630 aMP 因?yàn)?? ＜ ??? ，所以彈簧滿足要求。 小結(jié) 宗上可以最終選定彈簧的參數(shù)為：彈簧鋼絲直徑 d=13mm，彈簧外徑D=143mm，彈簧有效工作圈數(shù) n=8，自由長度為 250mm 。 平順性校核 由于設(shè)計(jì)的彈簧是在給定必要的參數(shù)和條件下設(shè)計(jì)的，又對彈簧進(jìn)行了校核證明，所設(shè)計(jì)的彈簧完全符合要求，是平順性 的逆求到過程，所以所設(shè)計(jì)的彈簧滿足平順性要求。 7 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7． 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 對前輪導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求是： 1） 懸架上載荷變化時(shí)，保證輪距變化不超過177。 ，輪距變化大會引起輪胎早期磨損。 2） 懸架上載荷變化時(shí)，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)該產(chǎn)生縱向加速度。 3） 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，應(yīng)使車身側(cè)傾角小。在 側(cè)向加速度作用下，車身側(cè)傾角小于等于 6176?！?7176。，并使車輪與車身的傾斜同向，以增強(qiáng)不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 4） 制動時(shí)，應(yīng)使車身有抗前俯作用； 加速時(shí)，有抗后俯
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