【正文】 H≈ L2/(8Ro) H≈ L2/(8Ro)=7802/(8 )=103mm 鋼板彈簧總成弧高 H與鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 Ho，其驗算結(jié)果接近，故滿足要求。 驗算結(jié)果： c=，其誤差在 5%以內(nèi)，滿足條件。假定同一截面上各片曲率變化值相同，各片所承受的彎矩正比于其慣 性矩，同時該截面上各片的彎矩和等于外力所引起的彎矩。 (如圖 31) 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 31 鋼板彈簧各片長度的 確定 算 由于有關(guān)撓度增大系數(shù)δ、 慣 性矩 Jo、片長和葉片端部形狀等的確定不夠準確，所以要驗算剛度。該圖中實線所示的葉片長度是經(jīng)過圓整后的尺寸。 AB線與各葉片上側(cè)邊的交點即決定了各片長度。用作圖法確定各片長度的方法是基于實際鋼板彈簧各葉片的展開圖接近梯形梁形狀這一原則來作圖的 ,先將各葉片厚度的立方值 3ih 按同一比例尺沿縱坐標繪出，再沿橫坐標繪出主片長度之半(即 L／ 2)和 U形螺拴中心距之半 (即 s／ 2)，得 A、 B兩點。 在選擇各葉片長度時，應(yīng)盡量使應(yīng)力在片間和沿片長的分布合理，以達到各片壽命接近并節(jié)省材料、減小板簧質(zhì)量的目的。 L=（ +） ==780mm （ 3） 鋼板彈簧斷面寬度 b及厚度 h的確定 鋼板彈簧的總慣性矩 Jo Jo ? ?EcksL 48/])[( 3 ??? 式中， s— U形螺栓中心距，取 s=100mm k— U形螺栓夾緊彈簧后的無效長度系數(shù)，取 k= c— 前鋼板彈簧垂直剛度， c= 1c =δ — 撓度系數(shù) , δ ={（ 1+） }= E— 材料的彈性模量 ， E= 105MPa Jo=[（ 100） 3 ]/(48 105)= mm４ 又因為： Jo=（ nbh3） /12，取寬度 b= 70mm，則可得單片厚度 h=，取 h=7mm，b/h=10，在 6～ 10 之間，符合條件。取 fa=10mm。 （ 1）滿載弧高 fa 滿載弧高 fa是指鋼板彈簧裝到車軸（橋）上，汽車滿載時鋼板彈簧主片上表 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差。鋼板彈簧中部在車軸（橋）上的固定中心至鋼板彈簧兩端卷耳中心之間的距離若相等，則為對稱式鋼板彈簧；若不相等，則稱為不對稱式鋼板彈簧?？v置鋼板彈簧能傳遞各種力和力矩，并且 結(jié)構(gòu)簡單，故 本次設(shè)計采用縱置，鋼板彈簧布置在車架正下方 。 鋼板彈簧的設(shè)計 鋼板彈簧在汽車上可以縱置或者橫置。減振器在拉伸和壓縮過程中，通過復(fù)原閥和壓縮閥及其相應(yīng)的節(jié)流系統(tǒng)產(chǎn)生阻尼力，從而使鋼板彈簧的振動速度衰減以改善汽車的行駛平順性。并且各片的彎度是不等的，鋼片越長彎度越小，這樣裝配后在工作時可 以減小主片所受負荷，使各片負荷均勻接近。從而保證了彈簧變形時兩卷耳中心線間的距離有改變的可能。彈簧兩端的卷耳孔中壓入襯套。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第 3 章 前后 懸架系統(tǒng)的設(shè)計 前懸架系統(tǒng)設(shè)計 前懸架由前鋼板彈簧和減振器組成。 圖 24 矩形葉片 ：上卷耳型式。 鋼板彈簧結(jié)構(gòu) 斷 面形狀：標準型矩形 斷 面。而前、后懸架 側(cè)傾角剛度的分配會影響前、后輪的側(cè)偏角大小，從而影響轉(zhuǎn)向特性，設(shè)計還要考慮懸架側(cè)傾角剛度在前、后軸上的分配。 CA1046貨 車車身側(cè)傾角選為 6o。它對簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。載荷小時副簧不工作，當載荷達到一定值時副簧與主簧接觸，開始與主簧共同工作。 圖 21 常剛度懸架彈性特性曲線 示意圖 （ 2）后懸架變剛度 CA1046輕型貨車后懸 架采用主、副 簧結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧。 當懸架變形 f與所受垂直外力 F之間不成固定的比例變化時，則稱為變剛度，其彈性特性為一曲線，稱為非線性彈性特性。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。所以， 對于貨車，取 fd/fc=1，所以fd1=fc1=77mm， fd2=fc2=63mm。 懸架的動撓度 fd 懸架的動撓度 fd 是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允的最大變形時，車輪中心相對車架（或車身）的垂直位移。 懸架的彈性特性為線性變化時，前、后懸架的靜撓度可用下式 表示 fc1=m1g/c1； fc2=m2g/c2 式中， g為重力加速度 ,g=9810mm/s2 。 因現(xiàn)代汽車的懸掛 質(zhì)量分配系數(shù)ε近似等于 1，于是汽車前、后軸上方車身兩點的振動不存在聯(lián)系。故本次設(shè)計選取的汽車前后部分的車身固有頻率 n n2分別為 n1=,n2= 已知設(shè)計參數(shù)： 整車質(zhì)量：滿載： 4600kg（ 45126N），空載： 2100kg(20601N) 質(zhì)心位置： a= b= hg= 非簧載質(zhì)量 : mf=80kg, mr=120kg 輪距： B= 由已知參數(shù)確定初始條件： 空載靜止時汽車前、 后軸（橋）負荷 G1=11445N、 G2=； 滿載靜止時汽車前、 后軸（橋）負荷 G1=、 G2=； 簧下部分荷重 Gu1=784N、 Gu2=1176N。懸架固有頻率選取的主要依據(jù)是“ ISO2631《人體承受全身振動的評價指南》”，固有頻率取值與人步行時身體上下運動的頻率接近。 懸架主要參數(shù) 根據(jù)懸架在 整車中的作用和整車的性能要求，懸架首先應(yīng)保證有良好的行駛平順性，這是確定懸架主要性能參數(shù)的重要依據(jù)。 （ 6）可靠的傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩。 （ 4）汽車制動或加速時能保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，即點頭或后仰；轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾角要合適。 （ 2）具有合適的衰減振動能力。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 所以 本次設(shè)計中 CA1046輕 型貨車選用的是非獨立懸架。 （ 4） 車輪定位幾乎不因其上下運動而改變，所以輪胎磨損較少。 （ 2） 堅固耐用，適合重載。非獨立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡化，降低成本。 但獨立懸架成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。獨立懸架允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。 獨立懸架是兩側(cè)車輪分別獨立地與車架彈性地連接，當一側(cè)車輪受沖擊，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個別高級轎車則使 用空氣彈簧 ，貨車常采用鋼板彈簧。 (3)支承車橋上的車身，并使車身與車輪之間保持適當?shù)膸缀侮P(guān)系。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2章 懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與分析 懸架的功能和組成 懸架系統(tǒng) 主要功能 ： (1)對不平路面所造成 的沖擊和 振動等， 具有緩和和衰減的作用， 從而保證乘客 的舒適 和貨物的 完好 ，并提高駕駛穩(wěn)定性。范圍內(nèi)，汽車有一定不足轉(zhuǎn)向特性，前懸架側(cè)傾角剛度應(yīng)大于后懸架側(cè)傾角剛度。所以，整車側(cè)傾角剛度應(yīng)滿足：當車身受到 側(cè)向加速度時，其側(cè)傾角在 176。 懸架的側(cè)傾角剛度及前后匹配是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。 影響汽車平順性的另一重要指標是阻尼比 ，此 值取大，能使振動迅速衰減，但會把路面較大的沖擊傳遞到車身，值取小，振動衰減慢，受沖擊后振動持續(xù)時間長，使乘客感到不舒服。如果減小非簧載質(zhì)量可使車身振動頻率降低，而車輪振動頻率升高，這對減少共振，改善汽車的平順性是有利的?；奢d質(zhì)量分為簧上質(zhì)量與簧下質(zhì)量兩部分，由彈性元件 承載的部分質(zhì)量，如車身、車架及其它所有彈簧以上的部件和載荷屬于簧上質(zhì)量 m。為了使空載和滿載固有 頻率 保持一定或很小變化，需要把懸架剛度做成可變或可調(diào)的 ?？哲嚂r 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 的固有頻率要比滿載時的高。一般貨車固有頻率是 ～ 2Hz，旅行客車 ～ ，高級轎車 1～ 。這樣若 沒 有足夠大的限 位行程，就 可能會撞擊限位塊 。車身振動的固有頻率應(yīng)接近或處于人體適應(yīng)的頻率范圍，才能滿足舒適性要求。 汽車的固有頻 率是衡量汽車平順性的重要參數(shù)，它由懸架剛度和簧載質(zhì)量 所決定。 懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。20 世紀 80 年代以來主動懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進一步研究和開發(fā)中。按控制形式不同分為被動式懸架和主動式懸架。比如，為了取得良好的舒適性，需要大大緩沖汽車的震動，這樣彈簧就要設(shè)計得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車 發(fā)生剎車 “ 點頭 ” 、加速 “ 抬頭 ”以及左右側(cè)傾嚴重的不良傾向，不利于汽車的轉(zhuǎn)向，容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。 懸架是汽車中的一個重要 組成部分 ，它把車架與車輪彈性地 連接 起來，關(guān)系到汽車的多種使用性能。 它的作用是彈性地連接車橋和車架，緩和行駛中車輛受到的沖擊力。 Ride Comfort。 關(guān)鍵詞： 懸架設(shè)計；鋼板彈簧；平順性；貨車 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract With the development of the Automobile industry, people have been promoting the requirement for the safety and ride fort quality of the vehicle. As a result, there is a higher demand on the suspension and the shock absorber system of the vehicle. The title of this thesis is the design of front and rear suspension systems of CA1046 truck. The front suspension system is the leaf spring, dependent suspension. The rear suspension system consists of the main spring and the helper spring and it is also the leaf spring, dependent suspension. In the procedure of the design we made certain the structural style of the suspension system in the first, then we made certain the main parameters. In the design of the front suspension we designed the leaf spring firstly, including the selection of section shape of leaf spring, material and allowable stress and the design of scheme, moreover the design of shock absorber. In the design of rear suspension we carried out the design of the main spring and the helper spring. In the final design stage, the MATLAB software is used to analyze the ride fort of the suspension system by programming. The aim is whether suspension ride quality meets to the performance requirement. The results indicate that there is no unfortableness for the car on road. Therefore, it is helpful for the dynamical, economical and handling performances of the vehicle. Key words: Suspension Design。結(jié) 論 是沒有不舒適 性 。在后懸架系統(tǒng)設(shè)計中主要對主副鋼板彈簧進行了設(shè)計。 所設(shè)計懸架系統(tǒng)的前懸架采用鋼板彈簧非獨立式懸架 ， 后懸 架 是由主副簧組成，也是鋼板彈簧非獨立式懸架 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對汽車的乘坐舒適性和安全性的要求逐漸提高，因此對汽車的懸架系統(tǒng)和減振器也提出了更高的要求。 本次設(shè)計題目是 CA1046輕型 貨車的前后懸架系統(tǒng)設(shè)計。 然后對主要性能參數(shù)進行確定 ， 在前懸的設(shè)計中首先設(shè)計了鋼板彈簧，包括彈簧斷面形狀的選擇，材料和許用應(yīng)力的校核，和方案布置的設(shè)計 ， 還有減振器的選擇。 最后 采用 MATLAB軟件對懸架系統(tǒng)的平順性進 行了編程分析 ，目的是判斷所設(shè)計的懸架平順是否滿足要求。 因而對提高汽車的動力性、經(jīng)濟性