【正文】 有彈簧以上的部件和載荷屬于簧上質量。如果減小非簧載質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。 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。 懸架的側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)。所以，整車側傾角剛度應滿足：當車身受到 側向加速度時，其側傾角在 ～ 4176。一般前懸架側傾角剛度與后懸架側傾角剛度比應在 ～ 范圍內，如前后懸架本身不能滿足上 述要求，可在前后懸架中加裝橫向穩(wěn)定桿，提高汽車操縱穩(wěn)定性。 (2)將路面與車輪之間的摩擦所產(chǎn)生的驅動力和制動力傳輸?shù)降妆P和車身。 典型的懸架結構由彈性元件、導向機構以及減震器等組成，個別結構則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。 汽車懸架的分類 為適應不同車型和不同類型車橋的需要 ， 懸架有分為獨立懸架和 非獨立懸架。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導向作用，使結構大為簡化，降低成本。非獨立懸架由于非簧載質量比較大，高速行駛時懸架 受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。 （ 2）堅固耐用，適合重載。 （ 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。 本科生畢業(yè)設計（論文） 4 獨立懸架是兩側車輪分別獨立地與車架（或車身）彈性地連接，當一側車輪受沖擊，其運動不直接影響到另一側車輪，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。獨立懸架允許前輪有大的 跳動空間，有利于轉向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。 所以 本次設計中 CA1091 中 型貨車選用的是非獨立懸架。 （ 2）具有合適的衰減振動能力。 （ 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；轉彎時車身側傾角要合適。 （ 6）可靠的傳遞車身與車 輪之間的各種力和力矩。 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)。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。故本次設計選取的汽車前后部分的車身固有頻率 n n2分別為 n1=,n2= 懸架的靜撓度 fc 懸架的靜撓度 fc 是指滿載靜止時懸架上的載荷 Fw與此時懸架剛度 c之比，即fc=Fw/c。因此，汽車前、后部分車身的固有頻率 n1和 n2可用下式表示 n1= )2/(/ 11 ?mc ； n2= )2/(/ 22 ?mc （ 31） 式中， c c2 為前、后懸架的剛度（ N/cm） ； m m2為前、后懸架的簧上質量（ kg）。將 fc fc2代入式（ 31）得到 n1=5/ 1cf ； n2=5/ 2cf （ 32） 所以 fc1=(5/n1)2=(5/)2=80mm fc2=(5/n2)2=(5/)2=64mm 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構允的最大變形時，車輪中心相對車架（或車身）的垂直位移。所以，對于貨車， fd取值與 fc相同 。 懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。鋼板彈簧非獨立懸架的彈性特性可視為線性的。其懸架的彈性特性曲線 0500010000150002020025000300003500040000450000 50 100 150 200fF 圖 22 主、副簧為鋼板彈簧結構的 彈性特性曲 線 如圖 22 所示。 懸架側傾角剛度及其在前、后軸的分配 懸架側傾角剛度系指簧上質量產(chǎn)生單位側傾角時，懸架給車身的彈性恢復力矩。側傾角過大或過小都不好。 此外，還要求汽車轉彎行駛時，在 的側向加速度作用下，前、后輪側偏角之差δ 1δ 2應當在 1o～ 3o 范圍內。所以前、后懸架側傾角剛度的比值為 。 鋼板彈簧中部用兩個 U 型螺栓固定在前橋上。前端卷耳用鋼板彈簧銷與前支架相連，形成固定的鉸鏈支點，與車架連起來；后端卷耳則通過鋼板彈簧吊耳銷與用鉸鏈掛在后支架上可以自由擺動的吊耳相連，與車架連起來。鋼板彈簧工作時，越靠近中間受到的彎曲力矩越大，為了充分利用材料并有足夠 的強度和彈性，鋼片長度由上到下逐漸縮短。 減振器為液力雙作用筒式減振器。減振器通過連接銷、上支架、下支架以及其橡膠襯套分別與車架和前軸連接。后者因為要傳遞縱向力，必須設置附加的導向傳力裝置， 使結構復雜、質量加大，所以只在極少數(shù)汽車上應用。 縱置鋼板彈簧又有對稱與不對稱式之分。 CA1091 貨 車采用對稱式鋼板彈簧。 （ 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面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差。考慮到使用期間鋼板彈簧塑性變形的影響和為了在車架高度已限定時能得到足夠的動撓度值，常取 fa=1020mm。 （ 2） . 鋼板彈簧長度 L的確定 鋼板彈簧長度 L 是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。 L= Lz= 4050=1280mm （ 3） . 鋼板斷面尺寸及片數(shù)的確定 1）鋼板斷面寬度 b的確定 鋼板彈簧的總慣性矩 Jo Jo ? ?EcksL 48/])[( 3 ??? （ 33） 式中， s— U形螺栓中心距， s=110mm k— U形螺栓夾緊 彈簧后的無效長度系數(shù)， k= c— 鋼板彈簧垂直剛度， c= Fw1/ fc1=9895/80=123(N/mm) δ — 撓度增大系數(shù) , δ =（先確定與主片等長的重疊片 n1 ，在估計一個總片數(shù) n0 ，求的η = n1 / n0 ,然后用δ =[(1+ )]初定δ） E— 材料的彈性模量， E= 105MPa Jo=[（ 110） 3 123 ]/(48 105)=31327mm2 鋼板彈簧總截面系數(shù) Wo Wo≥ [Fw1(Lks)/(4[σ w])] （ 34） 式中， [σ w]— 許用彎曲應力， [σ w]=350～ 450MPa Wo≥ [9895 ( 110)/(4 350)]=8658 剛板彈簧的平均厚度 hp （ 35） =10mm 推薦片寬與厚度的比值在 610范圍內選取。 確定各葉片長度的方法有作圖法和計算法。連接這兩點就得到三角形的鋼板彈簧展開圖。當有與主片等長的重疊片時，可將 B點與最下一個重疊片的上側端點相連。有的葉片端部裝有卡箍，則需伸出卡箍稍許。用共同曲率法來計算剛度。剛度驗算公式為 c=6α E/[ )(11 3 1 ?? ? ?? kknk k YYa] (37) 其中 ak+1=(l1lk+1) Yk=??ki iJ11 Yk+1=???111ki iJ 式中，α — 經(jīng)驗修正系數(shù)，α = E— 材料的彈性模量， E= 105MPa l lk+1— 主片和第 k+1 片的一半長度。 鋼板彈簧總成弧高 H H=L2/(8Ro) (313) H=L2/(8Ro)=12802/(8 1872)=109mm （ 1）緊急制動時，前鋼板彈簧承受的載荷最大在它的后半段出現(xiàn)的最大應力σ max σ max=[G1 )( 1139。2m — 制動時前軸負荷轉移系數(shù) , 39。121 Gm=13720N 本科生畢業(yè)設計（論文） 12 D— 卷耳內徑 ,D=42mm b— 鋼板彈簧寬度 ,b=75mm h1— 主片厚度 ,h1=8mm [? ]— 許用應力， [? ]=350MPa )875/(1 3 7 2 0)7512/()]842(1 3 7 2 03[ 2 ???????? =[? ]=350MPa 合格 （ 3） 鋼板彈簧銷強度計算 ? ?zsz bdF ?? ?????? )16754/(2 4 5 0 0)/( 〈 79Mpa，合格 懸架中用的最多的減振器是內部充有液體的液力式減振器。如果能量的耗散僅僅是在壓縮行程或者在伸張行程進行，則把這種減振器稱為單向作用式減振器；反之稱為雙向作用式減振器。 根據(jù)結構形式的不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。筒式減振器工作壓力雖然僅為 ，但由于工作性能穩(wěn)定而在現(xiàn)代汽車上得到廣泛的應用。雙筒充氣液力減振器具有工作性能穩(wěn)定和干摩擦力 小和噪生低等優(yōu)點，在乘用車上得到越來越多的應用。 CA1091 貨 車選用的是雙筒式減振器 主要性能參數(shù)的確定 1） ? 和 ? 的確定 前懸架是鋼板彈簧有內摩擦，取 ? = ? =2? ms? n2/a2 n/a=i= ? =2π f= ? =2? ? 2019? ? 1. 22=19293N/mm2 2）最大卸荷力 F0的確定 本科生畢業(yè)設計（論文） 13 卸荷速度 vx，一般為 ~。 n/a=i= ?vx=A? cos? /i=40? ? cos150/=伸張行程的最大卸荷力 F0=? ? vx=19293? =5403N 3）減振器主要尺寸的確定 根據(jù)伸張行程的最大卸荷力 F0 計算工作缸直徑 D=)1]([ 4 ??? ? ??p F 式中， [p]為工作缸最大允許壓力，取 3~4MPa，選取 [p]=； ? 為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取 ? =~，選取 ? =，所以 D=)1]([ 4 ??? ? ??p F=)(10 00 00 54 034 ???? ?= 由汽車筒式減振器國家標準（ QC/T491— 1999）選出一個標準尺寸 D=50mm 貯油筒直徑 Dc的確定 一般 Dc=（ ~） D ， Dc= D =? 50=70mm 壁厚取為 2mm，材料可選 20 鋼 后懸架系統(tǒng)設計 后懸架只有鋼板彈簧組成。主鋼板彈簧由數(shù)片鋼片疊成，副鋼板彈簧用數(shù)片鋼片疊成，連接方法副鋼板彈簧裝在主鋼板彈簧的上方。當汽車裝載質量較大時，副鋼板彈簧抵在輔助鋼板彈簧支架下面，主副鋼板彈簧共同參加工作。后鋼板彈簧通過銷、前支架與車架相 連接，形成固定旋轉支承端；后卷耳通過吊耳銷、吊耳、支架銷和后支架與車架連接，形成擺動旋轉支承端。 懸架主要參數(shù)的確定 如何確定副簧開始參加工作的載荷 kF 和主，副簧之間剛度的分配，受懸架的彈性特性和主，副簧上載荷分配的影響，原則上要求車身從空載到滿載時的振動頻率變化要小，以保證汽車有良好的平順性，還要求副簧參加工作前后的懸架振動頻率不大。由于貨經(jīng)常處于滿載狀態(tài)，采用如下方 本科生畢業(yè)設計（論文） 14 法來確定。于是可求 kF = WFF0 式中 WFF和0 分別為空載和滿載時的懸架的載荷。 單個鋼板彈簧滿載載荷： Fw= NG 2 9 9 1 02 9 2 7 06 9 0 9 022 ??? —簧下質量 滿載 時： Wma FFF ?? （ 49） 式中 aF 為副簧簧上質量， mF 為主簧簧上質量。 Wk FFF 0? = 又： acamcakW CfCfFF ??? ，得： acf = )/()( makW CCFF ?? = 4800 .31411329910 — = cm NcmNcmCfF aaca .48 3 4 3/2 5 3 ????? Wm FF ? aac Cf ?? =29910N = 主簧 ： cmf =mmCF = = 副簧 ： caf =aaCF = = 彈性元件的設計 1 鋼板彈簧的布置方案選擇 布置形式為對稱縱置式鋼板彈簧?；上虏糠趾芍?N92702 ?ZG ，由此可計算出單個鋼板彈簧的載荷： NGGF ZW 2 9 9 1 02 9 2 7 06 9 0 9 02 22 ???? —。常取 af =10～ ?。? mmfa 18? 鋼板彈簧長度 L的確定： （ 1） 選擇原則： 鋼板彈簧長度是彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。 （ 2） 鋼板彈簧長度的初步選定： 根據(jù)經(jīng)驗 L = ? 軸距，并結合國內