【導讀】汽車后懸架系統(tǒng)鋼板彈簧的設計畢業(yè)設計。11汽車工業(yè)的發(fā)展。22汽車懸架系統(tǒng)的組成。24該項研究的目的與意義。25國內(nèi)外研究現(xiàn)狀發(fā)展動態(tài)。鋼板彈簧的基本結(jié)構和作用原理。鋼板彈簧的布置方案和材料選擇。32鋼板彈簧主要參數(shù)的確定。懸架主副鋼板彈簧的剛度分配。根據(jù)強度要求計算鋼板彈簧總截面系數(shù)。驗算在最大動行程時的最大應力。鋼板彈簧葉片斷面形狀及尺寸的選擇。鋼板彈簧各葉片在自由狀態(tài)下的曲率半徑和弧高的計算。36鋼板彈簧兩端與車架的連接。底盤接受發(fā)動機的動力使汽車產(chǎn)生運動并保證汽車按照駕駛員的操作正常。行駛底盤由下列部分組成。制動系統(tǒng)是汽車減速或停車并可保證駕駛員離去后汽車可靠的停駐它包括。電氣設備包括電源組發(fā)動機啟動系統(tǒng)和點火系統(tǒng)汽車照明和信號裝置儀表。由實踐得知懸架對汽車的行駛平順性穩(wěn)定性通過性燃油經(jīng)濟性等多種使用。彈性元件用來承受并傳遞垂直載荷緩和由于路面不平引起的對車身的沖擊。種類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

　　

【正文】 318 對于葉片厚度相等的彈簧則 319 鋼板彈簧總成弧高為 320 按上式求出的弧高值應與按式 313 所得的弧高相 接近如相差較多則應調(diào)整各片預應力重新進行計算 1 主簧總成弧高核算 計算見下表 表 311 主簧總成弧高核算 葉 片 序 號 1 12 1640 14400 583084 236160 0405 2588 386399 8700 2 12 1640 14400 533834 236160 0442 3 12 1500 14400 456686 216000 0473 4 12 1360 14400 386389 19584 0507 5 11 1220 110917 333583 135319 0406 6 11 1110 110917 324114 123118 0380 7 11 1000 110917 324114 110917 0342 8 11 890 110917 315167 98710 0313 9 11 780 110917 315167 86515 0275 10 11 670 110917 306966 74314 0242 11 11 570 110917 306966 63223 0206 12 11 460 110917 298929 51022 0171 13 11 350 110917 298929 38821 0130 14 11 240 110917 298929 26620 0089 ∑ 1692739 4381 2 副簧總成弧高核算 計算見下表 表 312 副簧總成弧高計算 葉 片 序 號 1 12 1200 225584 0532 5257 190223 9463 2 12 1070 209305 0511 3 12 930 191735 0485 4 12 800 174521 0458 5 12 670 171894 0390 6 12 530 171894 0308 7 12 400 166870 0240 8 12 270 166870 0162 ∑ 5870 3086 以上所計算出的實際弧高與按式312 所得的弧高比較接近所以彈簧各片所選的預應力值合適 35 葉片端部形狀的選擇 常見的葉片端部形狀有三種矩形梯形橢圓形圖 36 圖 36 鋼板彈簧葉片端部形狀 葉片端部為矩形的鋼板彈簧圖 35a 由于制造簡單廣泛地用在貨車上但是這種端部形狀會引起壓應力的集中因而增加了片間的摩擦和磨損且端部剛性大很難使彈簧接近等應力梁所以它的實際重量比理論上所需的大 葉片端部切去兩角呈梯形狀圖 35b 的鋼板彈簧比較接近等應力梁在某種程度上克服了端部為矩形的缺點 圖 c 所示為橢圓形的端部形狀并且將葉片端部壓延成沿長度方向逐漸減薄的變斷面改善了應力延彈簧長度的分布使其更接近等應力梁增加了端部的彈性減小了片間的摩擦同時也減輕了重量實踐證明葉片端部壓延的鋼板彈簧叫端部未壓延的可減輕重量約 30 這種端部形狀的彈簧在國外已廣泛采用 為了減小鋼板彈簧葉片端部的摩擦和接觸疲勞以便延長彈簧的使用壽命和消除噪聲有時在葉片端部裝有襯墊和鑲快其材料是摩擦系數(shù)很小的青銅塑料等有的采用鋼板彈簧套將鋼板彈簧裝在護套內(nèi)以保護葉片之間的潤滑劑還有將葉片端部帶尖角的一邊向下或?qū)⒍瞬肯蛳戮韽澮詼p少片間的局部壓力和減輕片間的磨損 [18] 綜合考慮在此選取矩形作為鋼板彈簧端部形狀 36 鋼板彈簧兩端與車架的連接 目前用鋼板彈簧與車架連接的結(jié)構形式主要有三種吊耳支撐式滑板支撐式及橡膠塊支撐式吊耳支撐式即用鉸鏈和吊耳 將鋼板彈簧兩端固定在車架上的結(jié)構形式這種連接方式廣泛的應用在汽車上目前有些汽車采用滑板結(jié)構來代替吊耳的連接方法其主要優(yōu)點是結(jié)構簡單重量輕制造工藝簡單拆卸方便減少了潤滑點及減小了主片附加應力延長了彈簧壽命橡膠塊支撐彈簧兩端裝在橡膠座內(nèi)通過橡膠座將力傳給傳給車架這種連接形式改善了主片的受力情況提高了主片的強度由于橡膠塊具有較大撓性可以減小主片的扭曲應力同時減少了潤滑點和噪聲它的缺點是消耗優(yōu)質(zhì)橡膠多相較易老化壽命較吊耳及滑板結(jié)構短 [19] 選取吊耳支撐式為本次設計的鋼板彈簧支撐方式 37 鋼板彈簧彈簧銷 和卷耳的設計 鋼板彈簧主片端部制成卷耳以便安裝彈簧銷和用以與托架或吊耳連接常見的卷耳根據(jù)卷耳軸線相對于主簧的位置分為平卷耳上卷耳平卷耳其優(yōu)點是可以減小卷耳內(nèi)的應力但制造工藝性較差上卷耳是目前廣泛采用的結(jié)構形式制造工藝性好但卷耳內(nèi)的應力較平卷耳大 在汽車載荷較大或使用條件惡劣的情況下鋼板彈簧主片卷耳需要得到加強將第二三葉片端部制成加強卷耳 即包耳 或采用鍛造的卷耳為使葉片變形時不發(fā)生干涉卷耳與包耳之間要有一定的間隙或帶包耳的葉片做成中間斷開的鍛造的卷耳可用螺栓固定或焊接在主片上這種卷耳強度高耐用但制造成本高采 用的較少 鋼板彈簧卷耳內(nèi)的襯套通常用金屬橡膠或塑料三種材料制造目前國內(nèi)外汽車上廣泛地采用塑料襯套因為它具有耐磨耐蝕減摩不需潤滑重量輕等優(yōu)點常用的塑料襯套材料為尼龍 1010 聚甲醛等 綜合考慮選取上卷耳為卷耳形式并且將主簧第二片制作成包耳以加強卷耳強度因貨車載重相對較大在彈簧銷與襯套間設置金屬套筒同時將聚甲醛作為襯套的制作材料 彈簧銷的設計 對鋼板彈簧銷當鋼板彈簧承受靜載荷時它受到擠壓應力 322 其中為滿載靜止時鋼板彈簧端部的載荷為卷耳處葉片寬度為鋼板彈簧銷直徑 用 30 或 40 鋼經(jīng)液體碳氮共滲處理時彈簧銷擠壓應力取為用 20 鋼或 20Cr鋼經(jīng)滲碳處理或用 45 鋼經(jīng)高頻淬火后許用應力則 對數(shù)據(jù)進行圓整取 卷耳尺寸的確定 卷耳處所受應力如圖 37 所示其所受應力是由彎曲應力和拉壓合成的應力 圖 37 鋼板彈簧主片卷耳受力圖 323 則 324 325 式中為沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力為卷耳內(nèi)經(jīng)為鋼板彈簧寬度為主片厚度許用應力取為 式中為制動時地面對后軸車輪的道路阻力為作用在車輪上的載荷為道路附著系數(shù)計算時通常取為后軸對于后軸驅(qū)動的的汽車一般制動時重量重新分配系數(shù)其具體數(shù)值可按總體布置參數(shù) 在附著系數(shù)為的道路上制動而計算得出的一般 得 對數(shù)據(jù)進行圓整取 第四章 結(jié)論 本次設計的題目為鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的匹配設計及優(yōu)化我主要以 CA1092 的懸掛系統(tǒng)為例在掌握汽車后懸掛系統(tǒng)的結(jié)構功用和作用原理的基礎上對后懸掛系統(tǒng)進行了結(jié)構分析和參數(shù)確定并對主副鋼板彈簧進行設計校核最后采用計算機輔助設計的方法繪制出汽車后懸架系統(tǒng)的零件圖和裝配圖在設計過程中我大膽的采用了簡單的鋼板彈簧葉片斷面形狀使鋼板彈簧的加工過程簡化成本相對其它葉片形式的鋼板彈簧有所降低同時提高了鋼板彈簧的使用壽命同時在設計中我還對鋼板彈簧的一些 附屬零部件進行了設計和校核盡量使此次設計更加完善 通過本次設計使我學到了很多東西是我大學四年學習過程的總結(jié)是我在步入社會前的歷練為我的大學生涯劃上了圓滿的句號 參考文獻 [1] 人民交通出版社 2021221～ 264 [2] 過學訊 人民交通出版社 2021160～ 181 [3] 曹民范永法汽車懸架技術的進展與預測上海汽車 2021 7 17～ 19 [4] 孫建民孫風英汽車懸架系統(tǒng)的發(fā)展及控制技術研究現(xiàn)狀 黑龍江工程學院 學報 202115 1 57～ 60 [5] 機械工業(yè)出版社 2021174～ 218 [6] 機械工業(yè)出版社 2021202～ 215 [7] 崔靖汽車構造 汽車底盤構造 陜西陜西科學技術出版社 1984268～303 [8] 吉林工業(yè)大學汽 機械工業(yè)出版社 1985285～ 301 [9] 人民交通出版社 1995221～ 253 [10] 機械工業(yè)出版社 1989256～ 279 [11] 人民交通出版社 2021138～ 147 [12] 程耀東機械振動學線性系統(tǒng)杭州浙江大學出版社 198818～ 83 [13] 北京機械工業(yè)出版社 2021174～ 218 [14] 清華大學出版社 2021129～ 152 [15] 北京理工大學出版社 2021309～ 329 [16] 高等教育出版社 202135～ 52 [17] 吉林科學技術出版社 1995132～ 157 [18] 人民交通出版社 [19] 中國機械 CAD 論壇 earchphp [20] G 吉林科學技術出版社 199524 第 11 頁 共 34 頁