【正文】 硅設(shè)計公司的產(chǎn)品，具體型號及參數(shù)見下表：表 2210010 型加速度傳感器主要參數(shù)型號 2210010 形式 電容式硅加速度傳感器靈敏度 400mv/g(差分)頻響（正常，3dB）0600Hz供電電壓 DC 9～32V 量程 177。10g本試驗系統(tǒng)中所用壓力傳感器是蘭華傳感器廠的產(chǎn)品，具體型號及參數(shù)見下表：表 EX 型壓力傳感器主要參數(shù)型號 EX 形式 壓電式頻帶 0500Hz 量程 供電電壓 12V 輸出電壓 05V本試驗所需的用于控制高度的氣動換向閥為無錫氣動技術(shù)研究所有限公司所生產(chǎn)的 3KA230 型三位五通電磁換向閥，該種電磁閥為先導(dǎo)式，具體參數(shù)見下表：表 控制閥參數(shù)表型號 壓力范圍 最高耐壓 接管口徑 有效截面積 電壓 功率3KA230 ～ Rc1/8 11mm2 DC12V 本試驗裝置中的氣源總成主要包括空氣壓縮機和空氣濾清器等提供氣體和處理干燥氣體的零部件，所需裝置的具體型號和詳細參數(shù)說明如下：本試驗所需的空氣壓縮機為蘇州歐普壓縮機有限公司生產(chǎn)的，具體型號及參數(shù)見下表：表 空氣壓縮機參數(shù)型號 額定轉(zhuǎn)速 排氣量 功率 排氣壓力本試驗所需的空氣濾清器為廈門東亞機械有限公司生產(chǎn)的具體型號和參數(shù)見下表：表 空氣濾清器具體型號和參數(shù)型號 處理流量 處理精度 除油率 除水率EL200 ～ 3/min 99％ 99％本試驗系統(tǒng)所選的用于控制空氣彈簧剛度的步進電機為金壇市四海電機電器廠的，具體參數(shù)見下表：表 42BYG00701 型步進電機參數(shù)型號 相數(shù) 電壓 步距角 靜轉(zhuǎn)矩 機身長 出軸長 重量42BYG00701 4 6V cm 33mm 24mm 信號采集裝置的布置及剛度、高度調(diào)節(jié)信號采集裝置的布置應(yīng)美觀、合理，裝拆簡便同時又不影響信號采集的準(zhǔn)確性。詳細布局見附錄的裝配圖(壓力傳感器未畫出)。本裝置通過步進電機控制主、副氣室間通路面積的大小來改變空氣彈簧的剛度，在附件的裝配圖中，圖示為空氣彈簧剛度最小的位置，通過步進電機順時針旋轉(zhuǎn) 120176。，使閥芯上的孔對準(zhǔn)另一個小孔，使彈簧剛度中等，步進電機再順時針旋轉(zhuǎn) 120176?；蛘咴趫D示位置起逆時針旋轉(zhuǎn) 120176。，使主、副氣室間通路面積為零，空氣彈簧剛度最大。本裝置通過一個氣動換向閥實現(xiàn)空氣彈簧高度的變化，閥的連接示意圖如下：圖 氣動換向閥連接示意圖圖中，氣動換向閥的 B 和 R2 口要堵住不用，A 口接空氣彈簧主氣室，R1 口接氣源總成，P 口接大氣，該閥左位為主氣室排氣，右位為進氣，中位為鎖止。第六章 機械元件的設(shè)計、校核 空氣彈簧設(shè)計計算 空氣彈簧剛度計算在我本次畢業(yè)設(shè)計中，給定參數(shù)有：簧載質(zhì)量 ms 為 160kg,非簧載質(zhì)量 mu 為 20kg,懸架空氣彈簧剛度在正常振動幅度內(nèi)約為 10N/mm,輪胎剛度 kt 為 100N/mm。綜合所有參數(shù)，另外參考國內(nèi)空氣彈簧生產(chǎn)廠商，最終確定選用貴州前進橡膠有限公司的型號 B564 膜式空氣彈簧。其具體參數(shù)見表 ： 表 B564 膜式空氣彈簧參數(shù)表總成尺寸(mm)規(guī)格型號 總成重量(Kg)使用氣壓(MPa)負載能力(Kg)工作行程(mm) 設(shè)計高度 最低高度 最高高度最大外徑(mm)B564 ～ 103～295 90 100 65 155 Φ95空氣彈簧垂直剛度計算公式： ()cj adFAdVKPmxx????………………………………………………(9)式中：m: 多變指數(shù)，美國 GM 公司取值 , Buick 公司取值 ,Firestone 公司和Goodyear 公司均取值 1. 38；P:空氣彈簧在設(shè)計位置時的內(nèi)壓力(表壓)； Pa:大氣壓力；x:空氣彈簧高度變化量； K cj:計算垂直剛度；V:空氣彈簧高度變化 x 后的容積； A:空氣彈簧有效承壓面積；dAx:有效承壓面積變化率； dVx:容積變化率。和 V須由空氣彈簧的幾何形狀求得。綜合囊式、膜式等各種空氣彈簧進行研究，可以得到適合于一切回轉(zhuǎn)體型空氣彈簧的垂直剛度公式： 2()cjaAKmPV??…………………………………………………………(10)式中：a:各種型式空氣彈簧的垂直特性形狀系數(shù)，膜式彈簧因垂直變形不大和使計算簡單可近似取 0；其余參數(shù)同上。型號 B570 膜式空氣彈簧根據(jù)其產(chǎn)品參數(shù)可計算出有效承壓面積變化率 dAx，具體為2(.)Ax????根據(jù)式(10)和該型號的具體參數(shù)可得彈簧在不同負載和不同高度下的剛度值，見表。表 B570 膜式空氣彈簧剛度表充氣氣壓(MPa)剛度值(N/mm) 有效容積dm365 85 100 130 彈簧高度(mm)155 通過計算，所選空氣的剛度參數(shù)和承載能力均符合本次設(shè)計的要求。 附加空氣室設(shè)計空氣彈簧氣室容積對其垂直剛度 cjK的影響很大，故可利用增加空氣彈簧氣室容積的方法來降低空氣彈簧的垂直剛度以獲得較低的車身固有頻率?？墒?，由于結(jié)構(gòu)限制，尤其是在考慮橫向性能時，空氣彈簧本體的尺寸不需要設(shè)計太高，相反，應(yīng)盡量設(shè)計得低一些。因此，空氣彈簧本體的容積 V。不可能設(shè)計得太大，常常通過附加一個一定容積的氣室來增加空氣彈簧的總的氣體容積。空氣彈簧垂直剛度與空氣彈簧氣室容積之間的關(guān)系是剛度并不總是隨著容積的變大而減小，當(dāng)容積增大到一定程度時繼續(xù)增加氣室容積對降低剛度的作用不再明顯。結(jié)合本次研究所選空氣彈簧，設(shè)計了一個圓柱形附加空氣室，其內(nèi)邊長為 60mm，高為100mm，容積為 。為使空氣彈簧在設(shè)計高度時能承受設(shè)計負荷，其內(nèi)壓一般在 ～ 范圍內(nèi)選取。而空氣彈簧氣囊的最大許用內(nèi)壓可達 。附加空氣室與空氣彈簧連通，從而要求所設(shè)計的附加空氣室至少能承受 的內(nèi)壓?？紤]到充氣后變形以及振動過程中會受到拉伸、壓縮力的作用和安全強度、成本以及制造方便考慮，最后選用 6mm 厚的鋼板進行焊接拼裝。 減振器選擇與計算此試驗臺中減振器采用普通液力筒式減振器，相對阻尼系數(shù) Ψ 根據(jù)普通轎車、客車的前懸的系數(shù)，選擇 Ψ=。減振器的阻力系數(shù)為： 2=imψ ωδ cosα式中：m:簧載質(zhì)量 Kg；i:杠桿比，此處 i=1；α:安裝夾角，此處 α =0；ω:懸架系統(tǒng)的自然振動頻率 Hz；ψ：相對阻尼系數(shù)。根據(jù)上式，得到 δ=。QC/T491—1999《汽車筒式減振器 尺寸系列及技術(shù)條件》中對減振器的阻力系數(shù)的定義為活塞速度為 ，是減振器出廠檢測性能參數(shù)。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，此次所選的減振器的工作缸直徑為 Φ=20mm。根據(jù)選定的空氣彈簧的具體參數(shù)和 QC/T491—1999《汽車筒式減振器 尺寸系列及技術(shù)條件》，所選減振器的具體參數(shù)列于下表 ：表 減振器參數(shù)表減振器型式 HH 壓縮到底長度 180mm工作缸內(nèi)直徑 20mm 最大拉伸長度 270mm基長 90mm 貯液筒最大外徑 34mm活塞行程 90mm 防塵罩最大外徑 40mm 輪胎當(dāng)量螺旋彈簧的設(shè)計、校核輪胎當(dāng)量螺旋彈簧要承受幾乎整個試驗系統(tǒng)的全部重量，即此彈簧簧載質(zhì)量為相當(dāng)于車身質(zhì)量與空氣彈簧及其余零件的全部質(zhì)量，總重量估算為 180kg。彈簧設(shè)計時確定剛度 k=100000N/m；所受最大載荷為 F=18010＋5000=6800N最大壓縮量 max680()1Fmk??；彈簧材料選 60Si2Mn，查表得[τ]=640MPa初選鋼絲直徑 d， 2D得到旋繞比 ?，查表得曲度系數(shù) K=d≥ 8[]KF??=；初選 dm?符合靜強度條件；彈簧圈數(shù) 33016()??圈內(nèi)徑 122Dd??外徑 01()m?間距 max68=4...n?λδ ，故 δ 取 16mm節(jié)距 3()td??δ螺旋升角 ??2tα arcπ D(在 5176?！?176。之間)總?cè)?shù) 168()n??圈彈簧自由高度 )61()123()Hndm??????δ高徑比 b= 2D= ﹤ ；穩(wěn)定符合條件。彈簧初始變形量 180()Fmk?λ彈簧安裝高度 1231??0Hλ 減振器螺栓的校核為了便于減振器與彈簧的并聯(lián)安裝，減振器與空氣彈簧支架的連接處選用一螺栓作為聯(lián)接鍵，該銷為 45 號鋼，調(diào)火處理，[ ?]=30Mp；螺栓的直徑為 12mm；簧上質(zhì)量 160kg，即 P=16010=1600(N)1608()2PQN? ????[?]=30MPa；應(yīng)力符合強度條件。 立柱的設(shè)計綜合考慮裝置得強度承受等問題，立柱的材料選擇 20 號槽鋼，它的設(shè)計除了在高度，寬度大小尺寸上符合要求以外，關(guān)鍵的是它與導(dǎo)軌的連接面的平面度、與水平面的垂直度都要符合一定的要求，同時還和滑塊的要求要一致，如果導(dǎo)軌的垂直度和平面度精度不高，將會導(dǎo)致滑塊和導(dǎo)軌的摩擦力增大，阻尼力增大，從而使四分之一車輛模型的試驗的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。具體的要求與導(dǎo)軌接觸平面的平面度應(yīng)該不大于 mm，垂直度不大于 。此外，立柱的下端插在地面以下 100mm,并且與緊固件是焊接起來的，緊固件與地面用螺栓連接，以加強其牢固度，同時零件也便于加工，簡化構(gòu)造。最后用地腳螺釘緊固在地底下。 簧上、簧下質(zhì)量的確定本試驗系統(tǒng)裝置中，簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量的選取是根據(jù)以前的一些論文及文獻的研究，再考慮本裝置的實際情況，綜合之后選取簧上質(zhì)量 160kg，簧下質(zhì)量 20kg。材料選用普通碳素鋼，密度為 。 簧上質(zhì)量的確定在簧上質(zhì)量中，包括配重塊、上支架、減振器上支架、四個連接叉頭、四個滑塊。四個滑塊是可以直接稱出來的，即滑塊質(zhì)量 ： .??滑 塊除去滑塊的質(zhì)量，就是配重塊、上支架、四個連接叉頭的質(zhì)量，為了便于加減質(zhì)量，決定將配重塊分成若干塊，最后通過設(shè)計，分成 3 個小配重塊和 2 個大配重塊，具體尺寸見附錄。大配重塊質(zhì)量： (25308)???大；小配重塊質(zhì)量： ().；然后設(shè)計出上支架和連接叉頭，具體尺寸見附錄；上支架質(zhì)量： ().82Mkg??????上 支 架；連接叉頭質(zhì)量： (.).35連 接 叉 頭；∴簧上質(zhì)量：MMM???總 大 小 上 支 架 連 接 叉 頭 滑 ?與設(shè)計的所需的簧上質(zhì)量 160kg 相差無幾，符合要求。 簧下質(zhì)量的確定簧下質(zhì)量由彈簧、空氣彈簧副氣室、下支架、兩個滑塊、兩個連接叉頭組成。彈簧相關(guān)尺寸在前面已經(jīng)計算過，此處計算它的展開長度： =???。α所以，彈簧質(zhì)量為： ????彈 簧；兩個滑塊質(zhì)量也可以直接稱出，即滑塊質(zhì)量： .??滑 塊；最后剩下空氣彈簧副氣室、下支架和連接叉頭的質(zhì)量，通過計算設(shè)計。空氣彈簧副氣室質(zhì)量：==?????副 氣 室 （ ）下支架質(zhì)量為： (.).8kg?下 支 架連接叉頭質(zhì)量： (.)?????連 接 叉 頭；各零件的具體尺寸見附錄；∴簧下總質(zhì)量： M???總 彈 簧 下 支 架 滑 塊 連 接 叉 頭 副 氣 室==.kg與設(shè)計的簧下質(zhì)量 20kg 相差無幾，符合要求。汽車空氣懸架試驗系統(tǒng)方案設(shè)計附件圖紙下支架汽車空氣懸架試驗系統(tǒng)方案設(shè)計上支架汽車空氣懸架試驗系統(tǒng)方案設(shè)計立柱汽車空氣懸架試驗系統(tǒng)方案設(shè)計空氣懸架試驗臺副氣室閥