【正文】 通過 對設(shè)計(jì)過程的了解 ， 也為我進(jìn)入公司進(jìn)步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 盡管 本次的設(shè)計(jì) 與工廠設(shè)計(jì)還相差一定距離 ，但是我 從中掌握了很多知識。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 37 致謝 通過本次設(shè)計(jì)，在劉芳老師的指導(dǎo)下，通過一次次的 提出 問題， 討論問題 ，解決問題。在老師和同學(xué)們的幫助下充分了解到了作為一名工科生，在做事情時(shí)必須做到嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真。 通過本次的設(shè)計(jì)，為我以后在公司工作，以及學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。所以在做任何簡單的事都要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真達(dá)到熟練的掌握。通過一次又一次的解決問題，我不斷的增長自己的知識。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的過程中，要不斷地進(jìn)行更改進(jìn)行參數(shù)的修訂，才能完成最后的設(shè)計(jì)。來達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的。一次又一次的看書了解設(shè)計(jì)過程。202022239。因此只需分析滿載時(shí)，汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)鋼板彈簧所受的力進(jìn)而求出鋼板彈簧的剛度。因此，在本章中將近一步檢驗(yàn)鋼板彈簧的強(qiáng)度是否符合要求。進(jìn)而也就表明了在第 三 節(jié)中對于后懸的分析只能代表某一時(shí)刻的鋼板彈簧剛度。 后懸鋼板彈簧的強(qiáng)度驗(yàn)算 由于后懸在工 作時(shí)，鋼板彈簧 從空載到滿載是一個(gè)剛度變化情況 。 雖然在 滿載時(shí)主副鋼板彈簧同時(shí)受力，但主要受力還是由主簧承擔(dān)，因此在此設(shè)計(jì)中滿載時(shí)受力分為三份，主簧占有三分之二，副簧占有三分之一進(jìn)行本次設(shè)計(jì)。分別為主簧的兩個(gè)卷耳處和副簧與支架接觸點(diǎn)產(chǎn)生的力。此時(shí)主副簧同時(shí)工作。當(dāng)空載時(shí)， 鋼板彈簧的應(yīng)力是足夠的，所以只需分析滿載時(shí)鋼板彈簧的運(yùn)行情況。 后懸分析情況 后懸架由于是采用的主副彈簧并聯(lián)的方式裝配，由于不同的工況，鋼板彈簧的運(yùn)行方式不同。所以從此圖可知設(shè)計(jì)的鋼板彈簧符合要求。 右擊 static structural 選擇 solve 等待分析結(jié)果。 由于鋼板彈簧與車橋相固定，所以在進(jìn)行分析時(shí)的鋼板彈簧的支撐面選取最低端的面為固定面。為保證鋼板彈簧面與面之間的接觸需添加一個(gè)預(yù)載荷?？紤]到汽車的行駛狀況 的影響 ，所以在設(shè)計(jì) 需要 一個(gè)動(dòng)載荷。 圖 510 網(wǎng)格劃分 （ 6） 添加載荷和固定約束。此次分析采用的是電腦自行劃分，由于電腦運(yùn)行較慢，所以在設(shè)計(jì)是采用的是基本的網(wǎng)格劃分法。 為了進(jìn)一步追總接觸單元，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行單元之間 pinball 設(shè)計(jì)本次設(shè)為 3mm 注意：進(jìn)入 Model 比較緩慢需耐心等待。為了保證 接觸協(xié)調(diào)性 ， 防止接觸表面相互穿透。在樹形中找到 Connections 進(jìn)行接觸單元的設(shè)置。即將材料設(shè)為 。由于本次是選用的材料在系統(tǒng)中無法查找。由于鋼板彈簧為對稱性，所以分析時(shí)分析其二分之一就行。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 1） 新建文件，列入程序如圖所示： 圖 58 Ansys 操作圖 2） 將已經(jīng)轉(zhuǎn)好格式的文件導(dǎo)入到 geometry 中。下面開始進(jìn)行鋼板彈簧的分析。例如：彈簧夾、螺栓。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 圖 56 前懸架的鋼板彈簧裝配圖 圖 57 后懸架的彈簧裝配圖 ANSYS分析 為了進(jìn)一步了解材料的屬性和所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧的剛度是否滿 足要求，也為了進(jìn)一步與實(shí)際相結(jié)合，使得到的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，因此采用三維建模數(shù)據(jù)分析。 4）裝配完成。切記不要將此畫面關(guān)掉，這是導(dǎo)出文件必須的程序轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。由于下一步分析所需的文件格式與 UG 一般保存格式不同，所以在完成裝配后應(yīng)選擇文件進(jìn)行導(dǎo)出，將實(shí)體導(dǎo)成 step 格式的文件。此步也是為了防止直接添加約束導(dǎo)致裝配不到一起而引起下一步分析的錯(cuò)誤。現(xiàn)在開始進(jìn)行鋼板彈簧裝配。由于裝配 結(jié)果的 合理 性將會(huì)直接影響 到 下一步的有限元分析 。在建模是一定要對各 個(gè)零部件的名稱進(jìn)行標(biāo)注以防止在裝配時(shí)出現(xiàn)裝錯(cuò)的問題。注意：在完成草圖時(shí)要盡量檢驗(yàn)各個(gè)曲線之間是否是光滑連接，以防止在在拉伸是由于線段間的多出或者產(chǎn)生一定的矛盾而無法完成拉伸。 圖 53 鋼板彈簧草圖 （ 4） 完成草圖，進(jìn)行拉伸選擇所要拉伸的從長度及方向。因此為了能很好完成裝配過程，因此在設(shè)計(jì)單個(gè)零部件時(shí)應(yīng)盡量選擇同一個(gè)平面。根據(jù)自己所設(shè)計(jì)的二維圖形 的其中一個(gè)視圖進(jìn)行草圖 繪制，一般都選擇主視圖進(jìn)行繪制。 單片鋼板彈簧的建模步驟以及注意事項(xiàng) 1）先打開 UG 新建文件模型 文件名 如圖所示 圖 51 UG 操作圖 進(jìn)入文件。 因此 ， 對于鋼板彈簧的 分析 變得尤為重要。為了更加清楚的了解各個(gè)零部件間的關(guān)系，也為了下一步對所裝配的實(shí)體進(jìn)行下一步的有限元分析作準(zhǔn)備。根據(jù)課程所學(xué)和自學(xué)軟件的掌握情況，在 本次設(shè)計(jì)采用 進(jìn)行初步的建模與裝配 以及 ANSYS 進(jìn)行有限元分析 ?，F(xiàn)在僅機(jī)械行業(yè)就包含了多種三維軟件。因此，為了進(jìn)一步了解鋼板彈簧的受力情況，以及鋼板彈簧力的傳遞情況，在本次設(shè)計(jì)采用三維軟件先對鋼板彈簧進(jìn)行初步分析，檢驗(yàn)其強(qiáng)度是否符合要求。三維軟件是一項(xiàng)借助于電腦的輔助作圖工具，其用參數(shù)形象的模擬出了所需要的實(shí)體模型、所設(shè)計(jì)模型在實(shí)際中受力情況以及力在模型中的傳遞情況。各行各業(yè)的發(fā)展幾乎 都離不開電腦。 注：本章涉及了鋼板彈簧的 UG 建模、 ANSYS 分析以及后懸架鋼板彈簧的強(qiáng)度分析。為了能充分了解鋼板彈簧在汽車行駛時(shí)所產(chǎn)生的最大應(yīng)力，我采用了三維軟件對鋼板彈簧進(jìn)行了建模和有限元分析。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 5 強(qiáng)度校核 為了進(jìn)一步保證懸架的使用壽命，以及汽車的行駛平順性。 對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度 G 經(jīng)常滿足如下要求： 220 DLH ?? （ 47） 式中： L—— 液壓缸的最大行程； D—— 液壓缸的內(nèi)徑。 本課題設(shè)計(jì)選取的工作行程 L=150mm 當(dāng)活塞全部外伸時(shí)，從支承面中點(diǎn)到缸蓋沒支支承面中點(diǎn)的距離 H 稱為最小導(dǎo)向長度。防塵罩的直徑 mmD 75?防 。 筒式減振器其它參數(shù)的確定 (1) 筒式減振器各缸直徑的確定 本課題設(shè)計(jì)選取 D=50mm，而為了保證有足夠得油，所以在設(shè)計(jì)貯油缸直徑時(shí)一般將 cD 與 D 的關(guān)系設(shè)計(jì)成如下所示： cD =（ ~） D （ 46） 壁厚為 2mm。工作缸的直徑如下所示： ? ?? ?20 14 ?? ?? pFD [1] （ 45） ［ p］ 為工作缸最大允許壓力，取 3~4MPa； ? 為連桿直徑和缸筒直徑之比，本減振器取 ? =，在設(shè)計(jì)中，一般都將減振器的工作缸直徑設(shè)計(jì)成整數(shù)，一般的工作缸直徑 D 有以下幾種： 20， 30， 40，（ 45）， 50， 65mm 等幾種選取。? 為懸架振動(dòng)固有頻率。在減振器的安裝如圖 5所示時(shí)，一般采用下式計(jì)算減振器的阻尼系數(shù) : naAvX /cos??? [1] （ 44） 式中， Xv 取為 。 (2)減振器阻尼系數(shù) ? 的確定 減振器阻尼系數(shù) ? 用下式計(jì)算求得： 22 /)2( anm S??? ? [1] （ 43） 為減小傳到車身上的沖擊力，當(dāng)減振器活塞的振動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí)，減振器的卸荷閥打開。對于行駛路面條件較差的汽車，? 值應(yīng)該取大些，一般取 s? ；為了避免懸架碰撞車架。在設(shè)計(jì)時(shí)，先選取 Y? 和 s? 的平均值 ? 。所以在通常情況下，我們會(huì)將壓縮行程時(shí)的相對阻尼系數(shù) Y? 取得小些，而伸張行程時(shí)的減振器相對阻 尼系數(shù) s? 取得大些。 相對阻尼系數(shù) ? 的物理意義是：減振器 的阻尼作用在與不同剛度 c 和不同簧上質(zhì)量 sm 的懸架系統(tǒng)匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的阻尼效果 [1]。 當(dāng)汽車懸架有阻尼以后，簧上質(zhì)量的振動(dòng)是呈周期性衰減振動(dòng)，通常 用相對阻尼系數(shù) ? 的大小來評定振動(dòng)衰減的快慢程。 圖 42 減振器安裝位置 [1] 減振器的計(jì)算 減振器的主要參數(shù)的 確定 (1) 相對阻尼系數(shù) 在減振器的設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求是：在使用期間保證汽車行駛平順性的性能穩(wěn)定，有足夠的使用壽命 [1]。 減振器的安裝位置 由于減振器的安裝位置對 于 減振器的阻尼系數(shù) ? 的確定 有一定的影響 ，所以選取時(shí)應(yīng)注意。 （ 2） 在懸架伸張行程（車橋與車架相對遠(yuǎn)離的行程）內(nèi)，減振器阻尼力應(yīng)較大，以求迅速減振 [2]。減振器阻尼力過小，則減振效果差，不易于保證平順性。由于雙筒式減振器工作穩(wěn)定、干摩擦小、總長度短等優(yōu)點(diǎn)，在一般情況下，汽車大多采用雙向減振器。由于筒式減振器質(zhì)量輕、性能穩(wěn)定、工作可靠、易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在現(xiàn)代汽車上多數(shù)使用筒式減振器。當(dāng)汽車車身和車輪振動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的液體在流經(jīng)阻尼孔時(shí)的摩擦和液體的粘性摩擦所形成振動(dòng)阻力將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)榱藷崮?，并散發(fā)到周圍空氣中去，從而達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的。而與彈性元件并聯(lián)安裝的減振器可以很快衰減這種振動(dòng)，從而改善汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。最后將主副簧剛度相加，即可得到后懸剛度值。由于貨車的副簧設(shè)計(jì)要求不同，后懸架的鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算公式不同。 滿載弧高 f 主 0=20mm， f 副 0=20mm； 鋼板彈簧長度 L 主 =1580mm， L 副 =1185mm； 主、副簧鋼板斷面寬度 b=75mm 主簧片數(shù) n=11 片，副簧片數(shù) n=8 片。 由此可求得等厚葉片彈簧的 R0 ? ? ?? ??? ni ini ii LRLR 110 ///1 （ 37） 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 結(jié)果 R0=1906mm 經(jīng)檢驗(yàn)合格 鋼板彈簧總成弧 H 根據(jù) ? ?iii RLH 8/2? （ 38） 得 H=105mm. (8) 卷耳內(nèi)徑 D： D=36mm 后懸架鋼板彈簧的計(jì)算 由于后懸也為鋼板彈簧，所以計(jì)算步驟與前懸一樣。 ???? ac ffH 0 [1] （ 35） 式中： fc—— 靜撓度； ?—— 鋼板彈簧在預(yù)壓縮時(shí)產(chǎn)生的塑性變形，一般 ? =8～ 13mm,在本次設(shè)計(jì)中，選取 ? 為 12mm。其剛度公式如下： )(61311 ??? ??? ?KKKnKYYaEP ? （ N/cm） [1] （ 34) 其中 1 1 1kka l l???? 1kKYI?? 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)