【正文】 直變形就越大。若固有頻率選取過(guò)低，很可能會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)點(diǎn)頭 ，轉(zhuǎn)彎側(cè) 傾角大 ，空載和滿載車身高度變化過(guò)大。另外，當(dāng)懸架剛度一定時(shí)，簧載質(zhì)量越大，懸架垂直變形也 越 大，而固有頻率越低。簧載質(zhì)量變化范圍大，固有頻率變化范圍也大。 影響汽車平順性的另一個(gè)懸架指標(biāo)是簧載質(zhì)量。車輪、非獨(dú)立懸架的車軸等屬于簧下質(zhì)量，也叫非簧載質(zhì)量 M。非簧載質(zhì)量對(duì)平順性的影響，常用非簧載質(zhì)量和簧載質(zhì)量之比 m/M 進(jìn) 行評(píng)價(jià)。為充分發(fā)揮彈簧在壓縮行程中作用，常把壓縮行程的阻尼比設(shè)計(jì)得比伸張小。當(dāng)汽車受側(cè)向力作用發(fā)生車身側(cè)傾，若側(cè)傾角過(guò)大，乘客會(huì)感到不安全，不舒適，如側(cè)傾角過(guò)小，車身受到橫向沖擊較大，乘客也會(huì)感到不適，司機(jī)路感不好。 ～ 4176。一般前懸架側(cè)傾角剛度與后懸架側(cè)傾角剛度比應(yīng)在 ～ 范圍內(nèi)，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(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力傳輸?shù)降妆P(pán)和車身。 典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個(gè) 別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。 汽車懸架的分類 為適應(yīng)不同車型和不同類型車橋的需要 ， 懸架有分為獨(dú)立懸架和 非獨(dú)立懸架。這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。同時(shí)獨(dú)立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。 非獨(dú)立懸架特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。 其主要特點(diǎn)是： （ 1） 組成懸架的構(gòu)件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修 ，經(jīng)濟(jì)性好 。 （ 3） 轉(zhuǎn)彎時(shí)車身傾斜度小。 （ 5）側(cè)傾中心位置較高，有利于減小轉(zhuǎn)向時(shí)車身的側(cè)傾角 。 懸架的設(shè)計(jì)要求 懸架與汽車的多種使用性能有關(guān)，在懸架的設(shè)計(jì)中應(yīng)該滿足 以下 性能要求： （ 1）保證汽車有良好的行駛平順性。 （ 3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。 （ 5）結(jié)構(gòu)緊湊 、占用空間小。在滿足零部件質(zhì)量小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。 汽車的前、后懸架與簧載質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性主要參數(shù)之一。此外，前后懸架的固有頻率接近可以避免產(chǎn)生較大的車身角振動(dòng)， 12nn? 的汽車高速通過(guò)單個(gè)路障時(shí)引起的車身角振動(dòng)小于 12nn? 的汽車。 滿載時(shí)單個(gè)鋼板彈簧的 載荷： ? ? ? ?w 1 1 1 / 2 16 81 6. 8 78 4 / 2 80 16 .4F G G u N? ? ? ? ?, 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 ? ? ? ?w 2 2 2 / 2 3 4 1 4 3 .2 1 1 7 6 / 2 1 6 4 6 4 .8 4F G G u N? ? ? ? ? 滿載時(shí)單個(gè)鋼板彈簧的簧載質(zhì)量： 11 / g 8 0 1 6 .4 / 9 .8 8 1 7 .1 7wm F k g? ? ? 2 w 2 / g 1 646 4 / 9 .8 168 9m F k g? ? ? 懸架的靜 撓度 cf 及剛度 c 懸架的靜撓度 cf 是指滿載靜止時(shí)懸架上的載荷 wF 與此時(shí)懸架剛度 c 之比，即cw /f F c? 。因此，汽車前、后部分車身的固有頻率 1n 和 2n 可用下式表示 1n? )2/(/ 11 ?mc ； 2n? )2/(/ 22 ?mc （ 1） 式中， 1c 、 2c 為前、后懸架的剛度 ? ?/N mm ； 12mm、 為前、后懸架的簧上質(zhì)量（ kg ）。將 c1f 、 2cf 代入式（ 1）得到 所以 2211/ ( 2 ) 9 8 0 0 / ( 2 3 .1 4 1 .7 ) 8 5 .9 8cf g n m m?? ? ? ? ? 22/ ( 2 ) 98 00 / ( 2 3. 14 2. 0) 62 .1 2cf g n m m?? ? ? ? ? 懸架剛度 221 1 1( 2 ) ( 2 1 .7 3 .1 4 ) 8 1 7 .1 7 9 3 1 3 8 .5 7 /c n m N m?? ? ? ? ? ? 2 2 2( 2 ) ( 2 2. 0 3. 14 ) 16 80 .2 9 25 61 5. 32 /c n m N m?? ? ? ? ? ? 懸架的動(dòng)撓度 df 懸架的動(dòng)撓度 df 是指從滿載靜平衡位置開(kāi)始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允的最大變形時(shí)，車輪中心相對(duì)車架（或車身）的垂直位移。所以， 對(duì)于貨車，取 /1dcff? ，所以1186dcf f mm?? ， 2263dcf f mm?? 。 懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。 當(dāng)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(shí)，則稱為變剛度，其彈性特性為一曲線，稱為非線性彈性特性。 圖 21 常剛度懸架彈性特 性曲線 示意圖 （ 2）后懸架變剛度 福田 輕型貨車后懸 架采用主、副簧結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧。載荷小時(shí)副簧不工作，當(dāng)載荷達(dá)到一定值時(shí)副簧與主簧接觸，開(kāi)始與主簧共同工作。它對(duì)簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。 福田 貨 車車身側(cè)傾角選為 176。 此外，還要求汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，在 的側(cè)向加速度作用下，前、后輪側(cè)偏角之差 12??? 應(yīng)當(dāng)在 176。1~3 范圍內(nèi)。所以前、后懸架側(cè)傾角剛度的比值為1cΦ/2cΦ =。 圖 23 矩形 斷 面 ：矩形。 ：分體式。 鋼板彈簧中部用兩個(gè) 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(diǎn)，與車架連起來(lái)；后端卷耳則通過(guò)吊耳銷與用鉸鏈掛在后支架上可以自由擺動(dòng)的吊耳相連，與車架連起來(lái)。鋼板彈簧工作時(shí)，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(qiáng)度和彈性，鋼片長(zhǎng)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(guò)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 ，并且向后傾斜 十度 。后者因?yàn)橐獋鬟f縱向力，必須設(shè)置附加的導(dǎo)向傳力裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，所以只在極少數(shù)汽車上應(yīng)用。 縱置鋼板彈簧又有對(duì)稱與不對(duì)稱式之分。 福田 貨 車采用對(duì)稱式鋼板彈簧。 af 用來(lái)保證汽車具有給定的高度。 （ 2）鋼板彈簧長(zhǎng)度 L 的確定 鋼板彈簧長(zhǎng)度 L 是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。 （ 4） .鋼板彈簧總截面系數(shù) oW 鋼板彈簧總截面系數(shù) ? ? ? ?o w w/ ( 4 )W F L k s ??????? 式中， w[]? — 許用彎曲應(yīng)力， w[ ] 35 0 45 0 M pa? ? ～ 3o [ 8 0 1 6 .4 ( 1 0 8 0 0 .5 1 0 0 ) / ( 4 4 0 0 ) ] 5 1 6 0 .5 5 W m m? ? ? ? ? ? 前懸架板簧選擇 6 片。 確定各葉片長(zhǎng)度的方法有作圖法和計(jì)算法。這二者確定好之后就可利用等比數(shù)列，使各彈簧長(zhǎng)度差相等。用共同曲率法來(lái)計(jì)算剛度。剛度驗(yàn)算公式為 ： ? ?3 1116/ n kKkkcE a YY? ???????????? 60b? 7h? 3 /12J nbh? 31 60 7 / 12 17 15J ? ? ?? 32 2 6 0 7 / 1 2 1 7 1 5 5 1 4 5J ? ? ? ? ?? 33 3 6 0 7 / 1 2 5 1 4 5 1 0 2 9 0J ? ? ? ? ?? 34 4 6 0 7 / 1 2 1 0 2 9 0 1 7 1 5 0J ? ? ? ? ?? 35 5 6 0 7 / 1 2 1 7 1 5 0 2 5 7 2 5J ? ? ? ? ?? 36 6 60 7 / 12 25 72 5 36 01 5J ? ? ? ? ?? 其中 ? ?1 1 1kka l l???? ， 11 kkiiY J?? ?，1111 kkiiY J???? ? 111 / 1 / 171 5 058YJ? ? ? 221 / 1 / 514 5 001 94YJ? ? ? 3 ? 4 ? 5 ? 6 ? 式中， ? — 經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)， ?? E — 材料的彈性模量， 10E M Pa?? 1 k 1LL?、 — 主片和第 1k? 片的一半長(zhǎng)度。 （ 1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 oH o c aH f f f? ? ? ? 式中， cf 為靜撓度 ； af 為滿載弧高； f? 為鋼板彈簧總成用 U 型螺栓加緊后引起的弧高變化， 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 f?? ? ? 22 )(3 L ffsLs ca ?? s 為 U型螺栓中心距； L 為鋼板彈簧主片長(zhǎng)度。 （ 1）緊急制動(dòng)時(shí) ,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(yīng)力max? ? ? ? ?m a x 1 1 2 1 1 2/ tG m L L c L L W??? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 式中， 1G — 作用在前輪上的垂直靜載荷 , 1 ? 39。1m ? ? — 道 路附著系數(shù) , ? ? 21 ll、 — 鋼板彈簧前、后段長(zhǎng)度 , 21 ll ? ? 1080mm oW — 鋼板彈簧總截面系數(shù) , 35161oW mm? c — 彈簧固定點(diǎn)到路面的距離 , 400c mm? m a x 935 100 0M Pa M Pa? ??，合格 （ 2）鋼板彈簧卷耳的強(qiáng)度核算 卷耳處所受應(yīng)力 ? 是由彎曲應(yīng)力和壓（拉）應(yīng)力合成的應(yīng)力，即 )/()/()](3[ 1211 bhFbhhDF xx ???? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 式中， Fx — 沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力 , Fx? ?139。 后鋼板彈簧由主副鋼板彈簧組成 ，主簧 4片，副簧 3片 。主副鋼板彈簧 在中心處用中心螺栓連接一體， 主簧4 片由夾箍全部夾緊，副簧 3 片則是自由狀態(tài)。后鋼板彈簧通過(guò)銷、 連接板將前 端卷耳 與車架相連接，形成固定旋轉(zhuǎn)支承端；后卷耳通過(guò)吊耳銷、吊耳、支架銷和后支架與車架連接，形成擺 動(dòng)旋轉(zhuǎn)支承端。 當(dāng)汽車裝載質(zhì)量較小時(shí)，主簧單獨(dú)工作，當(dāng)載荷達(dá)到一定值時(shí)，主副簧開(kāi)始接觸，開(kāi)始共同工作。 由于后懸也是鋼板彈簧，所以計(jì)算步驟如 同 前 懸 ，同理可得后懸參數(shù)。主簧驗(yàn)算剛度 522 /N mm 。 ⑧副簧 3 片，寬度 70mm ，厚度 7mm 。滿足要求。 f?? 23 1440120 ( 63 15 )1201440 2??????????? 0 20 63 mm? ? ? ? （ 2）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 oR 主簧曲率半徑 ? ?2 0/8R L H? ? ?214 40 / 8 87 .5 29 62 .2 9R m m? ? ? 副簧曲率半徑 R 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 ? ? ? ? ? ?1 / 1 / 1 /op l l E I R R? ? ? 式中： P 空載時(shí)作用于板簧一端的載荷， 16464PN? E — 材料的彈性模量， 10E M Pa?? I — 主簧根部的總截面慣性矩， 34/ 12 17025..21nbh m m? 1l — 主簧主片半長(zhǎng) l — 副簧主片半長(zhǎng) oR — 主簧曲率半徑 求得副簧曲率半徑 mm? 鋼板彈簧的 驗(yàn)算 1. 鋼板彈簧的 剛度 驗(yàn)算 用共同曲率法驗(yàn)算剛度。 則 ?1J =70? 73／ 12=2020mm4 ?2J =2? 70? 73／ 12+2020=6003 mm4 ?3J =12020mm ?4J =20208 mm ?5J =30012 mm4 6J? =42020 mm4 7J? =56023 mm4 Y=1／ ?KJ Y1= 、 Y2= 、 Y3= 、 Y4= 、 Y5= 、 Y6= 、 Y7= ak+1=l— lk+1 a1=90 a2=180 a3=270 a4= 360 a5=450 a6=540 a7=0 取經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù) ? = 鋼板彈簧剛度計(jì)算公式 c=6? E／ 311 ???knk a（ Yk— Yk+1） =268N/mm 所以鋼板彈簧剛 度足夠 2. 鋼板彈簧的強(qiáng)度驗(yàn)算 （ 1）汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)，后鋼板彈簧承受的載荷最大，在其前半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力max? ? ? ? ? ? ?m a x 2 2 1 2 1 2 2 2 1//oG m l l c l l W G m b h? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 式中， 2G — 作用在后輪上的垂直靜載荷 , 2 16464GN? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 39。2m ? ? — 道路附著系數(shù)， ? ? b — 鋼板彈簧片寬， 70b mm? 1h — 鋼板彈簧主片厚度 , 1 7h mm? 21 ll、 — 鋼板彈簧前、后段 長(zhǎng)度 , 21 ll、 770mm? c — 彈簧固定點(diǎn)到路面的距離 , 400c? oW — 鋼板彈簧總截面系數(shù) , 314303oW mm? 鋼板彈簧總截面系數(shù) oW ? ?