【正文】 6貨 車采用對(duì)稱式鋼板彈簧。 fa 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) Wo 鋼板彈簧總截面系數(shù) Wo≥ [Fw(Lks)/(4[σ w])] 式中， [σ w]— 許用彎曲應(yīng)力， [σ w]=350～ 450MPa Wo≥ [ ( 100)/(4 350)]= mm3 前懸架板簧選擇 4片。 確定各葉片長(zhǎng)度的方法有作圖法和計(jì)算法。連接這兩點(diǎn)就得到三角形的鋼板彈簧展開圖。當(dāng)有與主片等長(zhǎng)的重疊片時(shí)，可將 B 點(diǎn)與最下一個(gè)重疊片的上側(cè)端點(diǎn)相連。有的葉片端部裝有 夾 箍，則需 有一定的余量 。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? ???????????? 其中 ? ?1 1 1kka l l???? ， 11 kkiiY J?? ?，1111 kkiiY J???? ? 式中，α — 經(jīng)驗(yàn)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(zhǎng)度。 （ 1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 Ho Ho=fc+fa+△ f 式中， fc為靜撓度 ； fa 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） 12 △ 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σ max σ max=[ G1 )( 1239。1m — 制動(dòng)時(shí)前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù) , 39。121 Gm= D— 卷耳內(nèi) 徑 ,D=30mm b— 鋼板彈簧寬度 ,b=70mm h1— 主片厚度 ,h1=7mm [? ]— 許用應(yīng)力， [? ]=350MPa )770/( 8 4 8)770/()]730( 8 4 83[ 2 ???????? =[? ]=350MPa 合格 （ 3） 鋼板彈簧銷強(qiáng)度計(jì)算 )/(bdFsz ?? sF 為滿載靜止時(shí)彈簧端部的載荷 , sF = Fw1/2=； b為卷耳處葉片寬 70mm； d為鋼板彈簧銷直徑，取 16mm )1670/( 2 2 2)/( ???? bdF sz? MPa? ?z?? =7～ 9MPa，合格 后懸架 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 后懸架由鋼板彈簧和減振器組成 。連接方法 ： 副鋼板彈簧裝在主鋼板彈簧的 下 方。主 副簧整體 中部用蓋板和 U 型螺栓固定在后橋殼上 ，板簧縱置且布置在車架之外 。后懸架總成承受并傳遞各方向的力和力矩。這樣可以使汽車在不同載荷下，保證鋼板彈簧既有適當(dāng)?shù)膹椥杂钟凶銐虻膹?qiáng)度。 主、副鋼板彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù) 數(shù) 空載靜止時(shí)汽車后懸單個(gè)鋼板彈簧的簧載質(zhì)量 m=（ ） ①主簧單獨(dú)作用時(shí)（空載）的剛度 C= 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 ②主副簧完全貼合后的共同剛度 C2=③主副簧開始接觸的載荷，一般應(yīng)高于空載，取 7000N ④主副簧完全接觸對(duì)應(yīng)的載荷，一般應(yīng)小于設(shè)計(jì)載荷，取 9000N ⑤板簧從設(shè)計(jì)載荷位置到限位塊壓死的行程， fd2=63mm ⑥板簧空載弧高 70mm，滿載弧高 20mm ⑦主簧 5片，寬度選 80mm，厚度選 8mm。滿足要求。主副簧共同作用總驗(yàn)算剛度 N/mm。 L 的確定 L=（ +） ==1170mm 的 確定 （如圖 32） 副 簧 的 薩 芬 副簧 圖 32主副簧各片長(zhǎng)度的確定 （ 1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 Ho Ho=fc+fa+△ f 式中， fc為靜撓度 ； fa 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， △ 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。 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σ max σ max=[G2 39。2m ? /(bh1) 式中， G2— 作用在后輪上的垂直靜載荷 , G2= 39。2m = ? — 道路附著系數(shù)， ? = 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 b— 鋼板彈簧片寬， b=80mm h1— 鋼板彈簧主片厚度 , h1=8mm 21 ll、 — 鋼板彈簧前、后段長(zhǎng)度 , 21 ll、 =585mm c— 彈簧固定點(diǎn)到路面的距離 ,c=449mm Wo— 鋼板彈簧總截面系數(shù) , Wo = 鋼板彈簧總截面系數(shù) Wo Wo≥ [Fw(Lks)/(4[σ w])] 式中， [σ w]— 許用彎曲應(yīng)力， [σ w]=350～ 450MPa Wo≥ [ ( 120)/(4 350)]= σ max=[ 585 (585+ 449) /1170 ]+ (80 8) = [? ]=1000MPa，合格 （ 2）鋼板彈簧卷耳的強(qiáng)度核算 卷耳處所受應(yīng)力σ是由彎曲應(yīng)力和壓（拉）應(yīng)力合成的應(yīng)力，即 )/()/()](3[ 1211 bhFbhhDF xx ???? 式中， Fx— 沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力 , Fx= ?239。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形成了減 振阻力，將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并散發(fā)到周圍的空氣中去，達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的。后者因減振作用比前者好而得到廣泛應(yīng)用 。雖然搖臂式減振器能在比較大的工作壓力（ 1020MPa）條件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨損和工作溫度變化的影響大而遭淘汰。筒式減振器又分 為單筒式和雙筒式和充氣筒式三種。 設(shè)計(jì)減振器時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求是，在使用期間保證汽車的行駛平順性的性能穩(wěn)定；有足夠的使用壽命。 阻尼系數(shù) ? =2? ms? / 2cos? =2 ? 和阻尼系數(shù) ? 的確定 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 相對(duì)阻尼系數(shù) ? =， 取 ? =10o， ms=，杠桿比 n/a=1， n2= ， ? 為懸架固 有頻率? =2? n2=。 40mm； ? 為懸架固有頻率。 40mm； ? 為懸架固有頻率。當(dāng)振動(dòng)達(dá)到一定的劇烈程度，將使汽車內(nèi)乘員感到不舒適、疲勞甚至危及人體健康。通常把汽車緩和振動(dòng)，減少對(duì)乘員影響的性能以汽車的“行駛平順性”來(lái)描述，即汽車不因振動(dòng)而使乘員感到不舒適的性能稱為汽車行駛平順性。 目前，常用汽車車身振動(dòng)的固有頻率和振動(dòng)加速度評(píng)價(jià)汽車的行駛平順性。它約為 60～ 85 次 /分 (1Hz～ )，振動(dòng)加速度極限值為 ～ 。如果車身加速度達(dá)到 1g，未經(jīng)固定的貨物就有可能離開車廂底板。 在綜合大量 資料基礎(chǔ)上，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 提出了 ISO 2631《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》。我國(guó)參照 ISO2631 制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法》和《客車平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)及極限》。 舒適－降低界限 CDT 與保持舒適有關(guān)。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 疲勞－工效降低界限 FDT 與保持工作效率有關(guān)。 暴露極限通常作為人體可以承受振動(dòng)量的上限。 三個(gè)界限只是振動(dòng)加速度容許值不同。 平順性的 分析 為了改善車內(nèi)乘員的舒適感，必須降 低汽車行駛中的振動(dòng)，即提高汽車的行駛平順性能。但是，汽車振動(dòng)是一個(gè)極為復(fù)雜的空間多自由度振動(dòng)系統(tǒng)。 如圖 41所示的兩個(gè)自由度振動(dòng)系統(tǒng)。圖中 ， m2 為懸掛質(zhì)量（車身質(zhì)量）； m1 為非懸掛質(zhì)量（車輪質(zhì)量 ） ,K 為彈簧剛度； C 為減振 器阻尼系數(shù)； Kt 為輪胎剛度。 1. 車身加速度 ?z2對(duì) ?q 的幅頻特性 122 22 14qz ?? ? ???? ? ????????? ? ? ? ? ? ? ?2 2222 2 240 0 0 0111 1 1 1? ? ? ??? ?? ? ? ???? ? ???? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ??? 其中 ? ?mKCmk /2/)/(/ 0 ??? ????? 為頻率比；為阻尼比； KKt/??為剛度比 ； ? = m2/m1 為質(zhì)量比 。 根據(jù)此方程，利用 MATLAB 進(jìn)行分析可得到車身加速度的幅頻特性曲線，如圖52所示。取 ? =9 ， ? =。 圖 5— 3 相對(duì)動(dòng)載的幅頻特性曲線 df對(duì) ?q 的幅頻特性 1221dqf ?? ?? ? ????? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2222 2 240 0 0 0111 1 1 1? ? ? ??? ?? ? ? ???? ? ???? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ??? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 其中 ? ?mKCmk /2/)/(/ 0 ??? ????? 為頻率比；為阻尼比； KKt/??為剛度比； ? = m2/m1 為質(zhì)量比。 根據(jù)此方程，利用 MATLAB 進(jìn)行分析可得到車身加速度的幅頻特性曲線，如圖5— 4所示。根據(jù)車身加速度、懸架彈簧動(dòng)撓度和車輪相對(duì)動(dòng)載的幅頻特性曲線，可以得出 本次設(shè)計(jì)的懸架滿足平順性要求 ，在相應(yīng)的工況下能保證人員的舒適與貨物的完好 。 前懸架系統(tǒng)采用 常剛度鋼板彈簧和減振器組成的非 獨(dú)立懸 架，后懸架采用了主副簧結(jié)構(gòu)變剛度 鋼板彈簧 和減振器組成的 非獨(dú)立懸架。 在前懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)鋼板彈簧的參數(shù)進(jìn)行了確定 ， 確定鋼板彈簧的片數(shù)為 4片等厚，厚度為 7mm，寬 70mm，主片長(zhǎng)度為 780mm，用作圖法確定出其余各片的長(zhǎng)度。在后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要 對(duì)主副簧的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，主簧 5片等厚，厚度為 8mm，寬 80mm；副簧 3片等厚，厚度為 10mm，寬 80mm。然后對(duì)鋼板彈簧的剛度及強(qiáng)度進(jìn)行了 校核 ，結(jié)論滿足要求 。 另外，本文還 對(duì)所設(shè)計(jì)的懸架系統(tǒng) 進(jìn)行 了 平順性分析， 建立了 車身與車輪二自由度 振動(dòng)系統(tǒng) 模型 。最后得出的結(jié)論為：本次設(shè)計(jì)的懸架滿足平順性要求，在相應(yīng)的工況下能保證人員的舒適與貨物的完好 。 張 老師在繁忙的工作中經(jīng)常抽出時(shí)間來(lái)審閱我的畢業(yè)設(shè)計(jì) 內(nèi)容 并耐心的指導(dǎo)我改正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴 都 使我的動(dòng)手動(dòng)腦能力有了很大的提高 ，對(duì)我以后的生活和工作都有深遠(yuǎn)的影響，在此向張 老師致以最衷心的感謝。在 前階段 的課程學(xué)習(xí)和現(xiàn)階段的 畢業(yè)設(shè)計(jì) 中 ， 老師們都給予我很大的幫助與 關(guān)懷，豐富了我的知識(shí)，開闊了我的思路，提高了我的專業(yè)技能。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 附 錄 Ⅰ ： 程序 x=::20。 m1=40。 x0=。 w=2.*pi.*x。 a=((1(w./w0).^2).*(1+91./u.*(w./w0).^2)1).^2+4.*b.*b.*(w./w0).^2.*(9(1./u+1).*(w./w0).^2).^2。 g=。 plot(x,y) grid xlabel(39。)。|Z2/q|／ s139。 title(39。)。前懸 39。 legend(39。 )。 m2=。 u=m2/m1。 w0=2.*pi.*x0。 b=。 d=w./w0。 y=w.*9./g.*sqrt((1+4.*b.*b.*d.*d)./a)。激振頻率 f/HZ39。 ylabel(39。)。車身加速度幅頻特性曲線 39。 gtext(39。)。 m2=。 u=m2/m1。 w0=2.*pi.*x0。 b=。 d=w./w0。 y=w.*9./g.*sqrt(((d.*d./(1+u)1).^2+4.*b.*b.*d.*d)./a)。激振頻率 f/HZ39。 ylabel(39。)。相對(duì)動(dòng)載的幅頻特性曲線 39。 gtext(39。)。 f1=, f2=,r=939。 hold on x=::15。 m1=60。 x0=。 w=2.*pi.*x。 a=((1w./w0).^2).*(1+91./u.*(w./w0).^21).^2+4.*b.*b.*(w./w0).^2.*(9(1./u+1).*(w./w0).^2).^2。 g=。 plot (x,y) gtext(39。)。 m2=。 u=m2/m1。 w0=2.*pi.*x0。 b=。 d=w./w0。 plot (x,y) grid xlabel(39。)。|fd/q|／ s39。 title(39。)。前懸 39。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 legend(39。 )。 m2=。 u=m2/m1。 w0=2.*pi.*x0。 b=。 d=w./w0。 plot (x,y) gtext(39。)