【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)針對給定的某型貨車整車及性能參數(shù)，完成其前懸架的設(shè)計(jì)。計(jì)算，并繪制零件圖及裝配圖。剛度和強(qiáng)度的驗(yàn)算，減振器阻尼元件的選取設(shè)計(jì)，減振器的設(shè)計(jì)計(jì)算和材料選用。本設(shè)計(jì)可以為初學(xué)設(shè)計(jì)的人提供一些有益

　　

【正文】 前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，對于轎車 m1=,對于貨車 m1=； L1， L2— 鋼板彈簧前后斷長度； 錯誤 !未找到引用源。 道路附著系數(shù)，取 ； Wo,c— 鋼板彈簧總截面系數(shù)，彈簧固定點(diǎn)到路面的距離 ,如圖 46 所示。 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 第 22 頁 共 28 頁 圖 46 汽車制動時(shí)鋼板彈簧的受力圖 (2)鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強(qiáng)度核算 主片卷耳 鋼板彈簧主片卷耳受力如圖 47 所示，卷耳所受應(yīng)力 錯誤 !未找到引用源。是由彎曲應(yīng)力和拉應(yīng)力合成的應(yīng)力 錯誤 !未找到引用源。 =[3Fx(D/2+h1)]/bh12+Fx/bh1 =[3**(+)]/* 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。+(*) =219MPa[ 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 ]=350MPa （ 417） 式中 Fx— 沿彈簧縱向作用在卷 耳中心線上力； D， b,h1—— 卷耳內(nèi)徑、鋼板彈簧寬度、主片厚度； [ ]—— 許用應(yīng)力取為 350N/錯誤 !未找到引用源。 . 圖 47 鋼板彈簧主片卷耳受力圖 （ 3） 許用應(yīng)力的選取 用 30 鋼或 40 鋼經(jīng)液體碳氮共滲處理時(shí)，彈簧銷許用擠壓應(yīng)力 [錯誤 !未找到引用源。 z]取為 34N/錯誤 !未找到引用源。 .用 20 鋼或 20Cr 鋼經(jīng)滲碳處理或用45 鋼經(jīng)高頻淬火后，其許用應(yīng)力 [錯誤 !未找到引用源。 z]《 79N/錯誤 !未找到引用源。 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 第 23 頁 共 28 頁 （ 4）材料與方法 鋼板彈簧一般是使用 55SiMnVB 鋼或 60Si2Mn 鋼制造。常采用表面噴丸處理工藝和減少表面脫碳深度的方法來延長鋼板彈簧的使用壽命。表面噴丸處理包含一般噴丸和應(yīng)力噴丸兩類，前者能夠?qū)摪鍙椈杀砻娴臍堄鄳?yīng)力比后者小許多。 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 第 24 頁 共 28 頁 第五章 減振器設(shè)計(jì) 如果一輛汽車的懸架上只裝了彈性元件而沒有安裝摩擦和阻尼部件，那當(dāng)車身發(fā)生振動的時(shí)候它會陷入了一個周而復(fù)始的循環(huán)中，這樣會導(dǎo)致車輛行駛平順和操作穩(wěn)定的能力下降。在設(shè)計(jì)懸 架中緩沖吸振的阻尼部件是比不可少的。雖然鋼板彈簧葉片之間摩擦的時(shí)候也會有阻尼力產(chǎn)生，但是難以把控精確的數(shù)值，它的效果不能滿足汽車的減振需要，在汽車上才會安裝一套專門的減振元件。 在壓縮和伸張兩行程內(nèi)都具有減振功用的減振器稱為雙向作用式減振器。另有一種減振器只要在伸張行程內(nèi)具有減振功用，稱為單向作用式減振器。目前一般汽車使用的是雙向作用筒式減振器。 液力減振器是汽車懸架中應(yīng)用最廣泛的減振裝置汽車懸架系統(tǒng)中廣采用液力減振器。它的工作原理是當(dāng)車架相對于車橋做往復(fù)直線運(yùn)動時(shí)，減振器缸內(nèi)的活塞也在作同步運(yùn)動，此時(shí)缸內(nèi) 的油液由于受到活塞的擠壓作用以及真空原理，油液從狹窄的閥門通道反復(fù)流入到另一側(cè)的內(nèi)腔。因此，內(nèi)壁與流通的油液之間產(chǎn)生摩擦以及液體內(nèi)部分子間的摩擦?xí)兂?UI 振動的阻尼力，這個時(shí)候車身和車架振動的能量就會在減振器的作用下轉(zhuǎn)換為熱能。并被油液所吸收，最后散入到空氣中。減振器阻尼力的變化是與車架與車橋的振動有關(guān)聯(lián)。而它的減振性能是在于油液粘度。減振器油液粘度要有不易受溫度的作用而改變粘性；抗氣化、抗氧化以及對各種零件不會有腐蝕產(chǎn)生等性能。 減振器的阻尼力越大，衰減振動的速度越快，可是彈性元件產(chǎn)生作用的時(shí)間被壓縮了， 而不能完全發(fā)揮，同樣，阻尼力太大還會引起減振器連接零件及車架的損傷。為了使彈性元件和減振器更好的配合工作，對減振器提出如下要求： （ 1）在懸架壓縮過程內(nèi)，此時(shí)減振器阻尼力要減小，在彈性元件的作用下，車身振動產(chǎn)生的沖擊會被逐漸減小。 （ 2）在懸架伸張過程中，可以讓增大減振器阻尼力，達(dá)到快速減振的目的 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 第 25 頁 共 28 頁 （ 3）當(dāng)車橋與車橋的相對速度較高時(shí)，需要減振器缸內(nèi)閥門通道口自動擴(kuò)大，讓阻尼力處于一個可靠的范圍內(nèi)，減少其所承受的載荷沖擊。 （ 1） 阻尼特性 減振器的阻尼特性是指阻力 位移特性和阻 力 速度特性。 阻力 位移特性圖也叫示功圖（圖 51），它所顯示的是阻尼力 P 在一個周期內(nèi)所做的功。減振器的阻尼力 P 與減振器的振動速度之間的關(guān)系為 P=K 錯誤 ! 未找到引用源。 (51) K—— 阻尼系數(shù) n—— 速度系數(shù) 圖 51 減振器的特性 a 阻力一位移特性 b阻力一速度特性 在減振器卸荷閥開啟之前， Pu 特性保持線性關(guān)系，即 n=1。 Pu 特性曲線由4段近似直線的線段組成，其中壓縮行程和 伸張行程各占兩段。特性曲線的斜率便是減振器的阻尼參數(shù)，即 K=P/u，減振器有 4 個阻尼系數(shù)。在沒有明確表明時(shí)，阻尼系數(shù)是指載荷閥開啟前的阻尼系數(shù)。通常壓縮行程的阻尼系數(shù) Ky=Py/uy 與伸張行程的阻尼系數(shù) Ks=Ps/us 是不同的。為了避免懸架受到地面過大的沖擊，其壓拉比 錯誤 !未找到引用源。 一般可取值為 錯誤 ! 未找到引用源。 =Ky/Ks=1/41/2 (52) 對于 錯誤 !未找到引用源。 值 ， 小轎車取偏小 ， 越野車可取偏大 。 為 降低 汽江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 第 26 頁 共 28 頁 車制動時(shí)的車身縱向位移 ，減小 角減速度 ，后 前懸架減振器的壓拉比應(yīng) 小 于前后懸架減振器的壓拉比 。 懸架阻尼系數(shù) K應(yīng)是壓縮行程阻系數(shù) Ky和復(fù)原行程阻尼系數(shù) Ks的一半，即 K=(Ky+Ks)/2 (53) （ 2) 阻尼比 阻尼比也叫作相對阻尼系數(shù)，它是判斷懸架性能好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，是懸架“ 軟 ” 或 “ 硬 ” 的標(biāo)志 ， 是振動衰減快慢的標(biāo)志 ， 其表達(dá)式為 錯誤 !未找到引用源。 =K/(2 錯誤 !未找到引用源。 ) (54) 由上可知，所謂相對阻尼系數(shù)，就是相對于懸掛質(zhì)量 m和懸架系統(tǒng)剛度 c的大小的一個系數(shù)。它是懸架設(shè)計(jì)所提的技術(shù)指標(biāo)，有了這個指標(biāo)，就可據(jù)此選定阻尼系數(shù) K 了。如果所論懸架的 c 值和 m值較大，就應(yīng)把懸架搞“硬”一點(diǎn)，把阻尼系數(shù) K值取大一點(diǎn)，反之則取小一點(diǎn)。 在壓拉行程，阻尼比 錯誤 !未找到引用源。 的平均值一般取為 ，如果彈性元件無內(nèi)摩擦，則可取為 。 這里取阻尼比 錯誤 !未找到引用源。 為 經(jīng)計(jì)算 錯誤 !未找到引用源。 y=,錯誤 !未找到引用源。 y= （ 3)阻尼系數(shù) 減振器的阻尼系數(shù)是阻尼 速度特性曲線的斜率，即 K=dp/dv。在懸架剛度 c 和懸掛質(zhì)量 m 以及阻尼比 錯誤 !未找到引用源。 均已給定的情況下 ， 阻尼系數(shù) K 為 K=2*錯誤 !未找 到引用源。 =2**錯誤 !未找到引用源。=(55) Fo=k*Us=*=271N (56) 式中 F—— 最大卸荷力 （ 4）工作缸直徑確定 筒式減振器的工作缸徑根據(jù)伸張行程的最大卸荷力 Fo 為 D= 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 = (57) 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 第 27 頁 共 28 頁 減振器的工作缸直徑 D 有 4 50、 65mm等幾種。選取時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選用，詳見 JBl459《汽車筒式減振器尺寸系列及技術(shù)條件》。 選擇減振器的工作缸直徑 D 為 20mm 儲液罐直徑 Dc==30mm,壁厚取為 2mm，材料可選 20 鋼。 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)的懸架為輕型貨車前懸架。本懸架結(jié)構(gòu)類型為非獨(dú)立懸架，因其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，便于加工，在貨車和客車中應(yīng)用廣泛?？墒欠仟?dú)立懸架質(zhì)量較大，而且布置不便。為了解決這一矛盾，本設(shè)計(jì)選取鋼板彈簧作為彈性元件。因鋼板彈簧本身兼具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能，可以不必安裝導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，可以減少懸架整體質(zhì)量；而且它是縱向安裝的，可以不占用橫向空間，同時(shí)可以懸架最大的亮點(diǎn)在于選用鋼板彈簧為彈性元件作懸架。這樣可以省下一個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使它的結(jié)構(gòu)變得簡單。但是鋼板彈簧的舒適性不是很高，為了讓駕駛員能夠更好的駕 駛操縱車輛，本設(shè)計(jì)加裝了筒式減振器，解決了這一問題。 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 第 28 頁 共 28 頁 參考文獻(xiàn) [1]王國權(quán) .汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , . [2]劉惟信 .汽車設(shè)計(jì) [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2021 [3]陳家瑞 .汽車構(gòu)造（第 3 版）（上、下冊） [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [4]王望予 .汽車設(shè)計(jì) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [5]劉濤 .汽車設(shè)計(jì) [M].北京 :北京大學(xué)出版社 ,2021. [6]史文庫，姚為民 .汽車構(gòu)造 [M].北京：人民交通出版社， 2021:258280. [7]李舜酩，劉獻(xiàn)棟 .汽車底盤現(xiàn)代設(shè)計(jì) [M].北京：國防工業(yè)出版社， 2021:98108. [8]王望予 .汽車設(shè)計(jì)（第 4 版） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [9]劉惟信 .汽車設(shè)計(jì) [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021. [10]邱宣懷 .機(jī)械設(shè)計(jì) [M].北京：高等教育出版社， 1997. [11]徐石安 .汽車構(gòu)造 —— 底盤工程 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021. [12]簡曉春，杜仕武 .現(xiàn)代汽車技術(shù)與應(yīng)用 [M].北京：人民交通出版社， 2021. [13] Giancarlo Genta. The Automotive Chassis(Vol. 1: Components Design) [M]. Springer Science Business Media .,2021. [14]Richard Stone. Automotive Engineering Fundamentals[M].SAE Order No. R199,2021. [15]Julian HappianSmith. An Introduction to Modern Vehicle Design[M].Reed Educational and Professional Publishing Ltd,2021. 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 論文 ） 第 29 頁 共 28 頁