【導(dǎo)讀】1工作態(tài)度嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦勤奮，善于與他人合作。2工作能力基礎(chǔ)扎實(shí)，具備獨(dú)立從事本專業(yè)工作的能力。解決實(shí)際問題，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的教學(xué)基本要求。所得結(jié)論具有應(yīng)用或參考價(jià)值。正確，分析、論證充分；設(shè)計(jì)、計(jì)算正確，工藝可行，設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量高，標(biāo)準(zhǔn)使用規(guī)范；專業(yè)名詞術(shù)語準(zhǔn)確。5規(guī)范化技術(shù)材料齊全，論文撰寫符合《安徽工程大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范》的要求。2工作量完成任務(wù)書規(guī)定的內(nèi)容，工作量飽滿。6創(chuàng)新對前人工作有改進(jìn)、突破，或有獨(dú)特見解。2報(bào)告過程準(zhǔn)備工作充分，時(shí)間符合要求。4答辯回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。少了動力總成傳遞到車架上的振動，提高了汽車的乘坐舒適性和平順性。關(guān)參數(shù)，建立了動力總成懸置系統(tǒng)的運(yùn)動仿真模型。本文在合理的配置固有頻率。的基礎(chǔ)上，經(jīng)過剛度解耦設(shè)計(jì)得出了理論優(yōu)化數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的隔振性能。柔體考慮，更真實(shí)的模擬了動力總成懸置系統(tǒng)工作時(shí)的振動情況。

　　

【正文】 V D Fd x Q Q Q Q??? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ??? 式中： T —— 系統(tǒng)動能； V —— 系統(tǒng)勢能； D —— 系統(tǒng)耗散能； F —— 激勵(lì)力向量。 由于不考慮阻尼，耗散能為 0，因此無阻尼振動微分方程為： M Q K Q F?? 式中： ? ? Tx y zQ x y z ? ? ?? —— 動力總成廣義位移向量； Q —— 動力總成的廣義加速度向量； M 、 K —— 分別為質(zhì)量矩陣和剛度矩陣； 固有頻率的求解 系 統(tǒng)的無阻尼自由振動 微分方程為： 0M Q KQ?? 設(shè)該方程的解為： s in ( )Q X t???? 帶入微分方程并化簡可得： 2KX M X?? 左乘 1M? 得： 12()M K X X?? ? 令 1MK? = A ，則： 2AX X?? 式中 2? 即為矩陣 A 的特征值， X 為其特征向量。 由于質(zhì)量矩陣 M 為對稱正定的，剛度矩陣 K 也是對稱陣，因而上式為廣義特征值問題，可以應(yīng)用 Matlab 來求得系統(tǒng)的固有頻率 i? 和固有振型( 1, 2, 6)i i? ? 安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 第三章 集瑞某重卡動力總成懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo) 汽車的動力總成是通過懸置系統(tǒng)與車體相連的，懸置系統(tǒng)承受著動力總成的重量。在汽車發(fā)動機(jī)工作過程中，懸置元件既是彈性元件，又是減振裝置，起著非常重要的作用。其設(shè)計(jì)原則為： 從隔振角度來講，懸置是希望越軟越好，以期將振動隔離到最??；而從支承和限位角度來講，考慮到空間結(jié)構(gòu)的緊湊型和有限性，又希望懸置越硬越好，最好將發(fā)動機(jī)固定不動。此二者是個(gè)矛盾體，因此在懸置設(shè)計(jì)中如何最優(yōu)化選取懸置剛度是一個(gè)極為重要的問題。同時(shí)，為了使振動得到 有效的衰減，發(fā)動機(jī)動力總成懸置還應(yīng)當(dāng)具有適當(dāng)?shù)淖枘?，這是懸置系統(tǒng)的另一個(gè)要求。 動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本程序：概念方案設(shè)計(jì) ? 試驗(yàn)（測量和采集動力總成有關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)） ? 設(shè)計(jì)（系統(tǒng)性能優(yōu)化及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)） ? 虛擬樣機(jī)（仿真分析和零部件有限元分析） ? 物理樣機(jī)（應(yīng)用最佳方案試制裝車） ? 試驗(yàn)驗(yàn)證 ? 投入生產(chǎn)。在設(shè)計(jì)和虛擬樣機(jī)階段對不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)的比較、評估、改進(jìn)，可以減少道路試驗(yàn)和產(chǎn)品試制的時(shí)間和次數(shù)，避免重復(fù)設(shè)計(jì)，降低開發(fā)成本。 懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是對發(fā)動機(jī)懸置支架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，懸置軟墊是仿照奔馳車設(shè)計(jì)，其他懸置支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)滿足力學(xué)分析，并且進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡可能減輕重量，使零件看起來不是很笨重，以減輕整車質(zhì)量。 懸置系統(tǒng)的隔振機(jī)理 如果把發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)簡化為最基本的模型，動力總成就相當(dāng)于重塊，懸置軟墊相當(dāng)于彈簧的一個(gè)自由振動 系統(tǒng)。這就可以計(jì)算出懸置系統(tǒng)的自振頻率。 MKfN ?211 ? (Hz) () 式中： K——彈簧剛度 M——重塊質(zhì)量 如果在有阻尼的自由振動中，同時(shí)向重塊施加一個(gè)周期性的外力，即存在強(qiáng)制的外激振動，此時(shí)重塊將既有自由振動又有外激強(qiáng)制振動，兩個(gè)振動疊加。這種振動稱為受迫振動。顯然，發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)的振動屬于這種受迫振動。有兩類安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 強(qiáng)制外激振動源作用于發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)：一類是內(nèi) 振源，即發(fā)動機(jī)本身引起的振動。另一類是外振源，由道路不平引起，并通過車輪懸掛系統(tǒng)及車架傳遞給發(fā)動機(jī) +變速箱總成的振動，這種由道路不平引起的振動頻率很低，大約在 1～ 3Hz。這兩種強(qiáng)制振動均要求進(jìn)行隔離。 頻率比：強(qiáng)制振動的頻率與自振頻率之比。如果將強(qiáng)制振動的振幅稱為輸入振幅，將受迫振動的振幅稱為輸出振幅，則輸出振幅與輸入振幅之比可稱為 “振動傳遞率 ”。頻率比與振動傳遞率之間的關(guān)系如下： 振動傳遞率 = ? ?? ? ? ?2222121fff cRR cR?? ? （ ） 式中： fR ——頻率比 fR = NFff?自振頻率強(qiáng)制振動頻率） c ——阻尼比 對于采用普通橡膠懸置軟墊的懸置系統(tǒng)而言，阻尼通常很小、可忽略不計(jì)，即認(rèn)為阻尼比 c=0。此時(shí)，可將振動傳遞率表達(dá)式簡化為： （ ） 振動傳遞率 = ? ?2211fR? 在這種情況下：頻率比小于 1 時(shí)，振動被放大。頻率比等于 1 時(shí)，振動傳遞最大、出現(xiàn)共振；頻率比繼續(xù)增大、振動傳遞率就逐漸下降，當(dāng)頻率比達(dá)到 2 時(shí)，振動傳遞率等于 1，表示振動的輸出振幅回復(fù)到原始的強(qiáng)制振動的水平，隨著頻率比進(jìn)一步加大，振動傳遞率將小于 1，因而產(chǎn)生隔振效果。頻率不越大、隔振效果越好；但頻率比大于 5 以后，隔振效果的提高就不明顯了。 頻率比與隔振效果的關(guān)系表： 表 頻率比與隔振效果及人體感覺 頻率比 fR 隔振效果 % 人體感覺 頻率比fR 隔振效果 % 人體感覺 10 特好 2 可以 4 特好 20 明顯 3 很好 1 沒有效果 好 1 共振 極壞 安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì) 參數(shù)的確定 根據(jù)發(fā)動機(jī)布置情況， L41AB 發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)如下： 發(fā)動機(jī) +變速箱總成的濕重 發(fā)動機(jī)的濕重： 1230kg 變速箱的濕重： 450kg 發(fā)動機(jī)＋變速箱： 1680kg 坐標(biāo)系 表 發(fā)動機(jī) — 變 速箱重心坐標(biāo) 發(fā)動機(jī)坐標(biāo)系 X Y Z 發(fā)動機(jī)重心 233 變速箱重心 0 0 表 轉(zhuǎn)換為整車坐標(biāo) 整車坐標(biāo)系 X Y Z 發(fā)動機(jī)重心 變速箱重心 0 其它有關(guān)的發(fā)動機(jī)參數(shù) 發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)速： 1900 轉(zhuǎn) /分鐘 發(fā)動機(jī)低怠速轉(zhuǎn)速： 625 轉(zhuǎn) /分鐘 發(fā)動機(jī)全負(fù)荷額定功率： 338KW 發(fā)動機(jī)最大扭矩： 2200 Nm /10001500 rpm 發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)： 6，氣缸排列方式：直列 發(fā)動機(jī)工 作沖程數(shù)：四沖程 發(fā)動機(jī) — 變速箱總成的前后左右懸置支承點(diǎn)的位置 L41AB 發(fā)動機(jī)各懸置支承點(diǎn)的坐標(biāo)位置如下表 ： 表 各懸置軟墊中心點(diǎn)在整車中的坐標(biāo) 整 車 坐標(biāo)系 發(fā)動 機(jī) 左前懸置 發(fā)動機(jī) 右前懸置 發(fā)動機(jī) 左后懸置 發(fā)動機(jī) 右后懸置 左 輔助懸置 右 輔助懸置 X Y 安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 Z 發(fā)動機(jī)懸置支承點(diǎn)的布置 L41AB 布置形式： 懸置系統(tǒng)預(yù)采用六點(diǎn)懸置，發(fā)動機(jī)上四點(diǎn)主懸置，為了 防止 發(fā)動機(jī)缸體后端面承受過大的彎矩，在變速箱上布置兩點(diǎn)輔助懸置。變速箱上的懸架為臨時(shí)方案，最新方案將仿照東風(fēng) Z 字梁。 軟墊的連接孔與奔馳車一致，因?yàn)檐嚰懿捎猛豢钤O(shè)計(jì)，懸置支架與發(fā)動機(jī)相連，連接孔的定位與發(fā)動機(jī)上的相對應(yīng)。 圖 懸置布局圖 圖 輔助懸置支架 前后懸置支架基本已經(jīng)定型，如果與其他系統(tǒng)干涉，還要進(jìn)行修改，輔助懸安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 置梁為臨時(shí)方案，后期設(shè)計(jì)會以東風(fēng) Z 字梁為 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 懸置點(diǎn)的受力分析 懸置支架的材料為 QT45010，屈服強(qiáng)度為 450Mpa，在應(yīng)力分析中，最大應(yīng)力不許超過 450Mpa。 垂直上跳 根據(jù)國家法規(guī)，在垂直上跳應(yīng)力分析中，在 Z 方向加載 +5g 圖 垂直上跳工況下總成應(yīng)力圖 圖 前懸置支架應(yīng)力圖 前懸置支架 1，最大應(yīng)力 前懸置支架 2，最大應(yīng)力 442MPa，符合設(shè)計(jì)要求，但應(yīng)力值偏大，筋處可適當(dāng)加厚。由于前懸置支架左右不對稱，在這里只分析對稱情況。 安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 圖 后懸置支架應(yīng)力圖 后懸置支架 1，最大應(yīng)力 ，后懸置支架 2，最大應(yīng)力 168MPa，符合應(yīng)力要求。 圖 輔助懸置支架應(yīng)力圖 輔助懸置支架 1，最大應(yīng)力 128MPa， 輔助懸置支架 2，最大應(yīng)力 267Mpa，符合應(yīng)力要求。 垂直下跳 根據(jù)國家法規(guī)，在垂直上跳應(yīng)力分析中，在 Z 方向加載 +5g 安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 垂直下跳工況下總成應(yīng)力圖 圖 前懸置支架應(yīng)力圖 前懸置支架 1，最大應(yīng)力 前懸置支架 2，最大應(yīng)力 442MPa，符合設(shè)計(jì)要求，筋處可適當(dāng)加厚，由于前懸置支架左右不對稱，在這里只分析對稱情況。 圖 后懸置支架 后懸置支架 1，最大應(yīng)力 ，后懸置支架 2，最大應(yīng)力 168MPa，符合應(yīng)力要求。 圖 輔助懸置支架 輔助懸置支架 1，最大應(yīng)力 128MPa， 輔助懸置支架 2，最大應(yīng)力 267Mpa，安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 符合應(yīng)力要求。 安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 第四章 總結(jié) 動力總成懸置系統(tǒng)的力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用拉格朗日定理，建立了系統(tǒng)的振動微分方程。最后對動力總成的激勵(lì)進(jìn)行了分析，并給出了懸置系統(tǒng)固有特性、靜力分析、動力分析和傳遞率分析的計(jì)算方法。動力 總成懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，建立了動力總成懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，并介紹了優(yōu)化方法的選擇問題。合理的設(shè)計(jì)、布置動力總成懸置系統(tǒng)可以有效的減少動力總成傳遞到車架上的振動，另一方面也可以減少由路面不平度傳遞到車身的振動，從而提高汽車的乘坐舒適性和平順性。本文通過試驗(yàn)和理論相結(jié)合，對集瑞的 L41B 的動力總成懸置系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析研究。 安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 致 謝 本文在指導(dǎo)老師悉心指導(dǎo)下完成 。 從課題的選定、理論研究 到論文撰寫都得到 張 老師的指導(dǎo)與幫助。 感謝 張 老師在我 本科 階段學(xué)習(xí)過程 中，從學(xué)習(xí)、生活和工作上所給予的幫助。 張 老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、 豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 使我受益匪淺， 在此向尊敬的老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。 由于我在工作期間撰寫本論文，許多問題不能在校請教老師，只能通過電話及網(wǎng)絡(luò)咨詢老師，無形的給老師增添了許多麻煩，導(dǎo)師對我無微不至的關(guān)懷，以及他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，刻苦鉆研的精神，都讓我深受感動。 這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此，謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意。最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對本文進(jìn)行審閱，評議和參與本人 論文答辯 的各位老師表示感謝。 安徽工程大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 參考文獻(xiàn) ［ 12］ 左署光等 .發(fā)動機(jī)振動傳遞系統(tǒng)建模及剛度參數(shù)影響分析 .汽車工程， ［ 1］ 靳曉雄 .汽車振動分析 .同濟(jì)大學(xué)出版社， 2020 ［ 2］ 張洪欣 .汽車設(shè)計(jì)（第三版） .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 ［ 3］ 閻紅玉等 .發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)能量法解耦及優(yōu)化設(shè)計(jì) .汽車工程， ［ 4］ 孫蓓蓓等 .汽車發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)解耦方法研究 .振動工程學(xué)報(bào)， ［ 5］ 陳衛(wèi)強(qiáng) .中巴車車身懸置系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用 .客車技術(shù)， ［ 6］ 呂振華等 .汽車 動力總成懸置系統(tǒng)隔振設(shè)計(jì)分析方法 .中國機(jī)械工程， ［ 7］馮振東 .汽車動力總成隔振懸置布置的設(shè)計(jì)思想論析 .內(nèi)燃機(jī)工程， 2020 ［ 8］何學(xué)軍 .V 型懸置支承軟墊受力分析 .裝備制造技術(shù)， 2020 ［ 9］黃鵬程 .轎車發(fā)動機(jī)動力總成懸置系統(tǒng)技術(shù)研究 .南京理工大學(xué)， ［ 10］ 史文庫等 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