黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 I 1 章 緒論 1 車(chē)懸架概 述 1 國(guó)汽車(chē)懸架發(fā)展的現(xiàn)狀 2 究的背景及意義 3 業(yè)論文研究?jī)?nèi)容 4 第 2 章 懸架的結(jié)構(gòu)形式分析及選擇 5 獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架 5 、后懸架方案的選擇 6 助元件 6 章總結(jié) 7 第 3 章 主要參數(shù)的選擇 8 擇的要求及方法 8 懸架的靜繞度 8 懸架動(dòng)撓度 9 架彈性特性 9 章總結(jié) 10 第 4 章 彈性元件的計(jì)算 11 板彈簧的布置方案的選擇 11 板彈簧主要參數(shù)的確定 11 載弧高 11 板彈簧長(zhǎng)度 L 的確定 12 板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算 15 板彈簧的剛度驗(yàn)算 17 簧的最大應(yīng)力點(diǎn)及最大應(yīng)力 18 簧卷耳和彈簧銷(xiāo)的強(qiáng)度核算 19 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 旋彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 2 1 旋彈簧形式、材料的選擇 2 1 定彈簧直徑及剛度 2 1 3 其他參數(shù)的計(jì)算 2 2 簧的校驗(yàn) 2 2 章總結(jié) 2 3 第 5 章 減振器的設(shè)計(jì)計(jì)算 2 4 振器的分類(lèi) 2 4 5. 2 主要性能參數(shù)的選擇 2 4 對(duì)阻尼系數(shù) 2 4 振器阻尼系數(shù)的確定 2 5 大卸荷力的確定 2 6 式減振器主要尺寸參數(shù)的確定 2 6 章總結(jié) 2 7 第 6 章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2 8 向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù) 2 8 弗遜式懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 9 章總結(jié) 32 結(jié) 論 33 參考文獻(xiàn) 3 4 致 謝 35 附 錄 36 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 汽車(chē)懸架是汽車(chē)的車(chē)架與車(chē)橋或車(chē)輪之間的 一切傳力連接裝置的總稱(chēng)，其作用是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車(chē)架或車(chē)身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車(chē)能平順地行駛。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。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(chē)懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車(chē)則使用空氣彈簧。汽車(chē)懸架性能是影響汽車(chē)行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和行駛速度的重要因素。因此，研究汽車(chē)振動(dòng)，設(shè)計(jì)新型懸架系統(tǒng)，將振動(dòng)控制到最低水平是提高現(xiàn)代汽車(chē)質(zhì) 量的重要措施。 本文研究的主要問(wèn)題如下 : （ 1）對(duì)前、后懸架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是確定減震器的類(lèi)型。 （ 2）對(duì)懸架的各個(gè)尺寸參數(shù)進(jìn)行計(jì)算及相關(guān)零部件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 （ 3）對(duì)減震器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇計(jì)算，確定減震器的類(lèi)型等。 本文是對(duì)輕型貨車(chē)的前后懸架進(jìn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)兼顧舒適性與運(yùn)貨能力 。 關(guān)鍵詞 ：懸架； 彈性元件；彈簧；緩沖塊 ；減震 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) or of is to at to or of by to A of a as as of is a as as as of of is of to an in of to of is to in as （ 1） of of （ 2） of of of 3） of to of is 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 買(mǎi)文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 章 緒 論 車(chē)懸架概述 懸架由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減振器、緩沖塊和 橫向穩(wěn)定器等組成。導(dǎo)向裝置由導(dǎo)向桿系組成，用來(lái)決定車(chē)輪相對(duì)對(duì)于車(chē)架 (或車(chē)身 )的運(yùn)動(dòng)特性，并傳遞除彈性元件傳遞的垂直力以外的各種力和力矩。當(dāng)用縱置鋼板彈簧作彈性元件時(shí)，它兼起導(dǎo)向裝置作用。緩沖塊用來(lái)減輕車(chē)軸對(duì)車(chē)架 (或車(chē)身 )的直接沖撞，防止彈性元件產(chǎn)生過(guò)大的變形。裝有橫向穩(wěn)定器的汽車(chē)，能減少轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)車(chē)身的側(cè)傾角和橫向角振動(dòng)。 根據(jù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，汽車(chē)懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類(lèi)。非獨(dú)立懸架的鮮明特色是左、右車(chē)輪之間由一剛性梁或非斷開(kāi)式車(chē)橋聯(lián)接，當(dāng)單邊車(chē)輪駛過(guò)凸起時(shí)，會(huì)直接影響另一側(cè)車(chē)輪 1。獨(dú)立 懸架中沒(méi)有這樣的剛性梁，左右車(chē)輪各自“ 獨(dú)立 ” 地與車(chē)架或車(chē)身相連或構(gòu)成斷開(kāi)式車(chē)橋，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可細(xì)分為橫臂式、縱臂式、斜臂式等等， 它的主要功用如下： 1 緩和、抑制由于不平路面所引起的振動(dòng)和沖擊，以保證汽車(chē)的行駛平順性； 2 迅速衰減車(chē)身和車(chē)橋 (或車(chē)輪 )的振動(dòng)； 3 傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架 (或車(chē)身 )之間的各種力 (驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力、橫向力 )和力矩 (制動(dòng)力矩和反作用力矩 )； 4 保證汽車(chē)行駛穩(wěn)定性。 為了完成 1、 2項(xiàng)功能，懸架使用了彈簧和減震器。汽車(chē)懸架常用的彈性元件有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、橡膠彈簧及空氣彈 簧等。減震器有多種形式，現(xiàn)在最常用的是筒式減震器。 為了完成 3、 4 項(xiàng)功能，懸架采用了適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向干系把車(chē)架 (車(chē)身 )與車(chē)軸 (車(chē)輪 )聯(lián)接起來(lái)。導(dǎo)向桿系有多種新式，可單獨(dú)用其中的一種，也可將幾種配合起來(lái)使用。鋼板彈簧懸架中的鋼板彈簧不僅用作彈性元件而且兼起導(dǎo)向的作用。 為了減輕車(chē)軸對(duì)車(chē)架 (或車(chē)身 )的直接沖撞，采用了緩沖塊。為了減小車(chē)身的側(cè)傾角，有的汽車(chē)還裝有橫向穩(wěn)定桿 2。 鋼板彈簧簡(jiǎn)介 鋼板彈簧是汽車(chē)懸架中應(yīng)用最廣泛的一種彈性元件，它是由若干片等寬但不等長(zhǎng)（厚度可以相等，也可以不相等）的合金彈簧片組合而成的一根 近似等強(qiáng)度的彈性梁。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 當(dāng)鋼板彈簧安裝在汽車(chē)懸架中，所承受的垂直載荷為正向時(shí)，各彈簧片都受力變形，有向上拱彎的趨勢(shì)。這時(shí)，車(chē)橋和車(chē)架便相互靠近。當(dāng)車(chē)橋與車(chē)架互相遠(yuǎn)離時(shí)，鋼板彈簧所受的正向垂直載荷和變形便逐漸減小，有時(shí)甚至?xí)聪颉?主片卷耳受力嚴(yán)重，是薄弱處，為改善主片卷耳的受力情況，常將第 二片 末端也彎成卷耳，包在主片卷耳的外面，稱(chēng)為包耳。為了使得在彈性變形時(shí)各片有相對(duì)滑動(dòng)的可能，在主片卷耳與第二片包耳之間留有較大的空隙。有些懸架中的鋼板彈簧兩端不做成卷耳，而采用其他的支撐連接方式，如橡膠支撐墊 3。 扁平長(zhǎng) 方形的鋼板呈彎曲形，以數(shù)片疊成的底盤(pán)用彈簧，一端以梢子安裝在吊架上，另一端使用吊耳連接到大梁上，使彈簧能伸縮。目前適用于中大型的貨卡車(chē)上。 國(guó)汽車(chē)懸架發(fā)展的現(xiàn)狀 現(xiàn)代汽車(chē)懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。 懸架技術(shù)的每次跨越，都和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)制造技術(shù)、運(yùn)動(dòng)仿真等為懸架的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的保障。懸架的發(fā)展也給相關(guān)學(xué)科提出更高的理論要求，使人類(lèi)的認(rèn)識(shí)邁向新的、更高的境界。 汽車(chē)懸架按導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架兩大類(lèi)。非獨(dú)立懸 架主要用于貨車(chē)和客車(chē)前、后懸架。隨著高速公路網(wǎng)的快速發(fā)展，促使汽車(chē)速度不斷提高，使得非獨(dú)立懸架已不能滿(mǎn)足行駛平順性和操縱穩(wěn)定性等方面提出的要求。因此，獨(dú)立懸架獲得了很大的發(fā)展空間。獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，兩側(cè)的車(chē)輪各自獨(dú)立地與車(chē)架或車(chē)身彈性連接，因而具有很多優(yōu)點(diǎn)。獨(dú)立懸架中尤其是雙橫臂獨(dú)立懸架得到了廣泛的應(yīng)用。 汽車(chē)懸架按其振動(dòng)的控制方式分為被動(dòng)、半主動(dòng)和主動(dòng)懸架 3種基本類(lèi)型。 20世紀(jì) 80 年代以來(lái)主動(dòng)懸架開(kāi)始在一部分汽車(chē)上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)中。 我國(guó)在半主動(dòng)和主動(dòng)懸架的研究方面起步晚，與國(guó)外的差 距大在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，福特公司和日產(chǎn)公司首先在轎車(chē)上應(yīng)用，取得了較好的效果主動(dòng)懸架雖然提出早，但由于控制復(fù)雜，并且牽涉到許多學(xué)科，一直很難有大的突破。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代，僅應(yīng)用于排氣量大的豪華汽車(chē)，未見(jiàn)國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)品采用此技術(shù)的報(bào)道，只有北京理工大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)等少數(shù)幾個(gè)單位對(duì)主動(dòng)懸架展開(kāi)研究。研究證明主動(dòng)懸架的平順性能最好。它采用許多新興的控制技術(shù)和使用大量電子器件，可使懸架的穩(wěn)定性得到保證因此，主動(dòng)懸架的平順性和操縱穩(wěn)定性是最好的，是汽車(chē)懸架必然的發(fā)展方向。由于種種原因，我國(guó)的汽車(chē)絕大部分采用被動(dòng)懸架。 被動(dòng) 式懸架汽車(chē)姿態(tài)（狀態(tài)）只能被動(dòng)地取決于路面及行駛狀況和汽車(chē)的彈性元件，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減振器這些機(jī)械零件 4。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1934年世界上出現(xiàn)了第一個(gè)由螺旋彈簧組成的被動(dòng)懸架。被動(dòng)懸架的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定，在行駛過(guò)程中保持不變，它是一系列路況的折中，很難適應(yīng)各種復(fù)雜路況，減振的效果較差。為了克服這種缺陷，采用了非線(xiàn)性剛度彈簧和車(chē)身高度調(diào)節(jié)的方法，雖然有一定成效，但無(wú)法根除被動(dòng)懸架的弊端。被動(dòng)懸架主要應(yīng)用于中低檔轎車(chē)上，現(xiàn)代轎車(chē)的前懸架一般采用帶有橫向穩(wěn)定桿的麥弗遜式懸架，比如桑塔納、夏利、等車(chē)，后懸架的選 擇較多，主要有復(fù)合式縱擺臂懸架和多連桿懸架。被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼都是不可調(diào)的，依照隨機(jī)振動(dòng)理論，它只能保證在特定的路況下達(dá)到較好效果。但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，成本相對(duì)低廉且不需額外能量，因而應(yīng)用最為廣泛 5。在我國(guó)現(xiàn)階段，仍然有較高的研究?jī)r(jià)值。被動(dòng)懸架性能的研究主要集中在三個(gè)方面 :通過(guò)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行受力分析后，建立數(shù)學(xué)模型，然后再用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)或有限元法尋找懸架的最優(yōu)參數(shù) ;研究可變剛度彈簧和可變阻尼的減振器，使懸架在絕大部分路況上保持良好的運(yùn)行狀態(tài) ;研究導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使汽車(chē)懸架 在滿(mǎn)足平順性的前提下，穩(wěn)定性有大的提高。 究的背景及意義 自主開(kāi)發(fā)是中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的保障。我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)初具規(guī)模，但是面臨著能源緊張、技術(shù)落后、自主品牌嚴(yán)重缺乏以及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)加劇帶來(lái)的壓力 6。我國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)要加速、持續(xù)和健康的發(fā)展，并成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，必須堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，選擇面向自主發(fā)展具有中國(guó)特色的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新模式，推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)、技術(shù)的進(jìn)步、以及民族品牌的崛起。 輕型貨車(chē)在我國(guó)應(yīng)用較廣，其中懸架是輕型貨車(chē)的的主要部件，其設(shè)計(jì)的成功與否決定著車(chē)輛的行駛 平順性和操縱穩(wěn)定性、舒適性等多方面的設(shè)計(jì)要求。 設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的 懸架系統(tǒng) ，能大大降低整車(chē)生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 所以本題設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的輕型貨車(chē)懸架系統(tǒng)具有一定的實(shí)際意義。 究的主要內(nèi)容 確定懸架總體結(jié)構(gòu)，彈性元件設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要參數(shù)的確定 ,對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校核，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 章 懸架的結(jié)構(gòu)形式分析及選擇 獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架 汽車(chē)的懸掛系統(tǒng)分為非獨(dú) 立懸掛和獨(dú)立懸掛兩種，非獨(dú)立懸掛的車(chē)輪裝在一根整體車(chē)軸的兩端，當(dāng)一邊車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，另一側(cè)車(chē)輪也相應(yīng)跳動(dòng)，使整個(gè)車(chē)身振動(dòng)或傾斜；黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 獨(dú)立懸掛的車(chē)軸分成兩段，每只車(chē)輪由螺旋彈簧獨(dú)立安裝在車(chē)架下面，當(dāng)一邊車(chē)輪發(fā)生跳動(dòng)時(shí)，另一邊車(chē)輪不受影響，兩邊的車(chē)輪可以獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，提高了汽車(chē)的平穩(wěn)性和舒適性。（如圖 圖 非獨(dú)立懸架以縱置式鋼板彈簧為彈性元件兼起導(dǎo)向裝置，其主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維修方便，工作可靠。缺點(diǎn)是：由于整車(chē)布置上的限制，鋼板彈簧不可能有足夠的長(zhǎng)度（特別是前懸架），使之剛 度較大，所以汽車(chē)平順性較差；簧下質(zhì)量大；在不平路面上行駛時(shí)，左、右車(chē)輪相互影響，并使車(chē)軸和車(chē)身傾斜；當(dāng)兩側(cè)車(chē)輪不同步跳動(dòng)時(shí)，車(chē)輪會(huì)左、右搖擺，使前輪容易產(chǎn)生擺振。當(dāng)輪跳動(dòng)時(shí)，懸架易于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉；當(dāng)汽車(chē)直線(xiàn)行駛在凹凸不平的路段上時(shí)，由于左右兩側(cè)車(chē)輪反向跳動(dòng)或只有一側(cè)車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，不僅車(chē)輪外傾角有變化，還會(huì)產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性；汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，離心力也會(huì)產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向性；所以汽車(chē)高速行駛時(shí)操作穩(wěn)定性差。非獨(dú)立懸架常用在貨車(chē)，大客車(chē)的前，后懸架以及某些轎車(chē)的后懸架 1。 獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)的 車(chē)輪各自獨(dú)立地與車(chē)架或車(chē)身彈性連接。與非獨(dú)立懸架相反，獨(dú)立懸架很少用鋼板彈簧作為彈性元件，而多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧作為彈性元件，因而具有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。與非獨(dú)立懸架相比，獨(dú)立懸架具有更多優(yōu)點(diǎn)：懸架彈性元件的變形在一定的范圍內(nèi)，兩側(cè)車(chē)輪可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)而互不影響，這樣可減少車(chē)架和車(chē)身在不平道路上行駛時(shí)的振動(dòng)，而且有助于消除轉(zhuǎn)向輪不斷偏擺的現(xiàn)象。減輕了汽車(chē)上非簧載質(zhì)量，從而減小了懸架所受到的沖擊載荷，可以提高汽車(chē)的平均行駛速度。由于采用斷開(kāi)式車(chē)橋，發(fā)動(dòng)機(jī)位置可降低和前移并使汽車(chē)重心下降，有利于提高汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性 。同時(shí)能給予車(chē)輪較大的上下運(yùn)動(dòng)空間，懸架剛度可設(shè)計(jì)得較小，使車(chē)身振動(dòng)頻率降低，以改善行駛平順性?？杀ＷC汽車(chē)在不平道路上行駛時(shí)，車(chē)輪與路面有良好的接觸，增大了驅(qū)動(dòng)力。具有特殊要求的某些越野汽車(chē)采用獨(dú)立懸架后，可增大汽車(chē)的離地間隙，提高了汽車(chē)的通過(guò)性能。獨(dú)立懸架與斷開(kāi)式車(chē)橋配用。獨(dú)立懸架的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，維修困難。這種懸架主要用于乘用車(chē)和部分輕型貨車(chē)，客車(chē)以及越野車(chē) 8。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2. 2 前、后懸架方案的選擇 目前汽車(chē)的前、后懸架采用的方案有：前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架、前輪采用獨(dú)立懸架、后輪采用非獨(dú) 立懸架、前后輪都采用獨(dú)立懸架等幾種。 前、后懸架均采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，內(nèi)側(cè)懸架處于減載而外側(cè)懸架處于加載狀態(tài)，于是內(nèi)側(cè)懸架縮短，外側(cè)懸架因受壓而伸長(zhǎng)，結(jié)果與懸架固定連接的車(chē)軸的軸線(xiàn)相對(duì)汽車(chē)縱向中心線(xiàn)偏轉(zhuǎn)一角度 a。對(duì)前軸，這種偏轉(zhuǎn)使汽車(chē)不足轉(zhuǎn)向趨勢(shì)增加；對(duì)后橋，則增加了汽車(chē)過(guò)多轉(zhuǎn)向趨勢(shì)。乘用車(chē)將后懸架縱置鋼板彈簧的前部吊耳位置布置得比后部吊耳低，于是懸架的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)中心位置降低，結(jié)果后橋軸線(xiàn)的偏離不再使汽車(chē)具有過(guò)多轉(zhuǎn)向的趨勢(shì) 9。 前置前輪驅(qū)動(dòng)的乘用車(chē)，常采用麥弗遜式前懸架和扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng) 臂式后懸架。乘用車(chē)后懸架采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架，而前懸架采用雙橫臂式獨(dú)立懸架時(shí)，能夠通過(guò)將上橫臂支承銷(xiāo)軸線(xiàn)在縱向垂直平面上的投影設(shè)計(jì)成前高后低狀，使懸架的縱向運(yùn)動(dòng)瞬心位于有利于減少制動(dòng)前俯角處，使制動(dòng)時(shí)車(chē)身縱傾減少，保持車(chē)身具有良好的穩(wěn)定性能 1。 本設(shè)計(jì)采用前懸架麥弗遜式非獨(dú)立懸架，后懸架選用鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架。 助元件 主要的輔助元件有橫向穩(wěn)定器和緩沖塊。 橫向穩(wěn)定器 :通過(guò)減小懸架剛度 c，能降低車(chē)身振動(dòng)固有頻率 n，達(dá)到改善汽車(chē)平順性的目的。但因?yàn)閼壹艿膫?cè)傾角剛度也減小，并使車(chē)廂側(cè)傾角增 加，結(jié)果車(chē)廂中的乘員會(huì)感到不舒適和降低了行車(chē)安全感。解決這一矛盾的主要方法就是在汽車(chē)上設(shè)置橫向穩(wěn)定器。有了橫向穩(wěn)定器，就可以做到在不增大懸架垂直剛度 c 的條件下，增大懸架的傾斜角剛度。 緩沖塊 : 有些由橡膠制造（如圖 a），通過(guò)硫化將橡膠與鋼板連接為一體，再經(jīng)焊在鋼板上的螺釘將緩沖塊固定到車(chē)架（車(chē)身）或其它部位上，起到限制懸架最大行程的作用 , 還有些由多孔聚氨指制成（如圖 b） ，它兼有輔助彈性元件的作用。這種材料起泡時(shí)就形成了致密的耐磨外層，它保護(hù)內(nèi)部的發(fā)泡部分不受損傷。由于在該材料中有封閉的氣泡，在載荷作用下 彈性元件被壓縮，但其外廓尺寸增加卻不大，這點(diǎn)與橡膠不同。有些汽車(chē)的緩沖塊裝在減振器上 1。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 膠緩沖塊 圖 多空聚氨酯制成的輔助彈性元件形狀 本設(shè)計(jì)采用的緩沖塊為圖 a，用螺釘固定在車(chē)架上，限制懸架的最大行程。 章小 結(jié) 在第本章中主要是對(duì)懸架進(jìn)行了介紹，并確立了前后懸架的選擇形式：前懸架 麥弗遜式獨(dú)立懸架；后懸架鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架 。對(duì)輔助元件進(jìn)行了介紹和選擇。 第 3 章 前、后懸架主要參數(shù)的選擇 本設(shè)計(jì)采用 型貨車(chē)主要參數(shù)： 外型尺寸 (長(zhǎng) 寬 高 )( 5095 1710 1720、 總質(zhì)量 ( 2315、 整備質(zhì)量 ( 1490、 軸距 ( 3025、 前懸 /后懸 ( 845/1225、 前輪距： 1460、 后輪距： 1440。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 擇要求及方法 1、使懸架系統(tǒng)由較低的固有頻率 汽車(chē)前、后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車(chē)行駛平順性的主要參數(shù)之一 , 因現(xiàn)代汽車(chē)的質(zhì)量分配系數(shù)近似等于 1，于是汽車(chē)前、后軸上方車(chē)身兩點(diǎn)的振動(dòng)不存在聯(lián)系。 2、 1n 與 2n 的匹配要合適 要求希望 不能相等（防止共振）希望 從加速性考慮，若 身的振動(dòng)大） 若汽車(chē)以較高車(chē)速駛過(guò)單個(gè)路障， n1/1 時(shí)的車(chē)身縱向角振動(dòng)要比 n1/1時(shí)小，故推薦取 考慮到貨車(chē)前、后軸荷的差別和駕駛員的乘坐舒適性，取前懸架的靜撓度值大于后懸架的靜撓度值，推薦 為了改善微型轎車(chē)后排乘客的乘坐舒適 性，有時(shí)取后懸架的偏頻低于前懸架的偏頻 3、 合適 ,根據(jù)不同的車(chē)在不同路面條件造 以運(yùn)送人為主的轎車(chē)對(duì)平順性的要求最高，大客車(chē)次之，載貨車(chē)更次之。對(duì)普通級(jí)以下轎車(chē)滿(mǎn)載的情況，前懸架偏頻要求 懸架則要求在 則上轎車(chē)的級(jí)別越高，懸架的偏頻越小。對(duì)高級(jí)轎車(chē)滿(mǎn)載的情況，前懸架偏頻要求在 懸架則要求在 車(chē)滿(mǎn)載時(shí)，后懸架則要求在 因偏頻越小則平順行越好，本設(shè)計(jì) 偏頻取 n = 架靜撓度 撓度：汽車(chē)滿(mǎn)載靜止時(shí)懸架上的載荷 此時(shí)懸架剛度 / c 由已知參數(shù)可知，頻率 載簧質(zhì)量 63公式 1 1 1/ / 2n c m （ 可知 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 221 1 12 2 3 . 1 4 1 . 1 5 4 6 3 2 4 1 4 . 8 /c n m N c m （ / / 4 6 3 9 . 8 / 6 3 7 2 c m g c m m （ 架的動(dòng)撓度 撓度：從滿(mǎn)載靜平衡位置開(kāi)始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形（通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的 1/2或 2/3）時(shí)，車(chē)輪中心相對(duì)車(chē)回（或車(chē)身）的垂直位移 對(duì)乘用車(chē) ， 79對(duì)客車(chē)， 58貨車(chē)， 69里取 架彈性特性 懸架受到的垂直外力 F 與由此所引起的車(chē)輪中心相對(duì)于車(chē)身位移廠(chǎng) (即懸架的變形 )的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為懸架的彈性特性。其切線(xiàn)的斜率是懸架的剛度。懸架的彈性特性有線(xiàn) 性彈性特性和非線(xiàn)性彈性特性?xún)煞N。當(dāng)懸架變形 f 與所受垂直外力 F 之間呈固定比例變化時(shí)，彈性特性為一直線(xiàn)，稱(chēng)為線(xiàn)性彈性特性，此時(shí)懸架剛度為常數(shù)。當(dāng)懸架變形 f 與所受垂直外力 F 之間不呈固定比例變化時(shí)，彈性特性如圖所示。此時(shí)，懸架剛度是變化的，其特點(diǎn)是在滿(mǎn)載位置 (圖中點(diǎn) 8)附近，剛度小且曲線(xiàn)變化平緩，因而平順性良好；距滿(mǎn)載較遠(yuǎn)的兩端，曲線(xiàn)變陡，剛度增大。這樣可在有限的動(dòng)撓度 圍內(nèi)，得到比線(xiàn)性懸架更多的動(dòng)容量。懸架的動(dòng)容量系指懸架從靜載荷的位置起，變形到結(jié)構(gòu)允許的最大變形為止消耗的功。懸架的動(dòng)容量越大，對(duì)緩沖塊擊穿的 可能性越小?？蛰d與滿(mǎn)載時(shí)簧上質(zhì)量變化大的貨車(chē)和客車(chē)，為了減少振動(dòng)頻率和車(chē)身高度的變化，應(yīng)當(dāng)選用剛度可變的非線(xiàn)性懸架二轎車(chē)簧上質(zhì)量在使用中雖然變化不大，但為了減少車(chē)軸對(duì)車(chē)架的撞擊，減少轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的側(cè)傾與制動(dòng)時(shí)的前俯角和加速時(shí)的后仰角，也應(yīng)當(dāng)采用剛度可變的非線(xiàn)性懸架 11。 鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的彈性特性可視為線(xiàn)性的，而帶有副簧的鋼板彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧等，均為剛度可變的非線(xiàn)性彈性特性懸架。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 簧彈性特性曲線(xiàn) 章小 結(jié) 本章主要確定了前后懸架靜繞度和動(dòng)擾度，靜繞度為 擾度為 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 章 彈性元件的計(jì)算 4. 1 鋼板彈簧的布置方案的選擇 鋼板彈簧在汽車(chē)上可以縱置也可以橫置 , 縱向布置時(shí)還具有導(dǎo)向傳力的作用 ,并有一定的減震作用，連得因而使的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。而橫向布置時(shí)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(chē)上應(yīng)用。如下圖所示 ,它中部用 架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷(xiāo)釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一 起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過(guò)鋼板彈簧吊耳銷(xiāo)與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動(dòng)，形成活動(dòng)吊耳。當(dāng)車(chē)架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能 10。 圖 4. 2 鋼板彈簧主要參數(shù)的確 定 型貨車(chē)相關(guān)參數(shù)懸架靜撓 72架動(dòng)撓度 70距Z=3025單個(gè)鋼板彈簧的載荷 1 9 3 4 9 . 8 457822w （ 載弧高 滿(mǎn)載弧高 指鋼板彈簧裝到車(chē)軸（橋）上，汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線(xiàn)間的最大高度差。常取 1020里取 10 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 ,在總布置可能的條件下，應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長(zhǎng)些。 在下列范圍內(nèi)選用鋼板彈簧的長(zhǎng)度： 轎車(chē)： L=（ 距； 貨車(chē) :前懸架： L=（ 距； 后懸架： L=（ 距。 應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長(zhǎng)些 ,原因如下： 1,增加鋼板彈簧長(zhǎng)度 L 能顯著降低彈簧應(yīng)力，提高使用壽命降低彈簧剛度，改善汽車(chē)平順性。 2,在垂直剛度 c 給定的條件下，又能明顯增加鋼板彈簧的縱向角剛度。 3,剛板彈簧的縱向角剛度系指鋼板彈簧產(chǎn)生單位縱向轉(zhuǎn)角時(shí)，作用到鋼板彈簧上的縱向力 矩值。 4,增大鋼板彈簧縱向角剛度的同時(shí)，能減少車(chē)輪扭轉(zhuǎn)力矩所引起的彈簧變形。 本設(shè)計(jì)中 L=3025000板斷面尺寸及片數(shù)的確定 有關(guān)鋼板彈簧 的剛度、強(qiáng)度等，可按等截面簡(jiǎn)支梁的計(jì)算公式計(jì)算，但需引入撓度增大系數(shù)加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡(jiǎn)支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需要的總慣性矩 0J 。對(duì)于對(duì)稱(chēng)鋼板彈簧： 30 48J L k s c E （ 式中： s K 考慮 剛性?shī)A緊，取 k=性?shī)A緊，取 k=0）； C 鋼板彈簧垂直剛度（ N/ / f ； 撓度增大系數(shù)； E 材料的彈性模量。 1 . 5 0 . 9 61 . 0 4 1 1 （ 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 52 . 0 6 1 0 P （ 4578 6 3 . 5 9 /72 m mf （ 總慣性矩 330 51 1 5 0 0 6 3 . 5 9 0 . 9 64 8 9 3 9 04 8 2 . 0 6 1 0J L k s c E （ 鋼板彈簧總截面系數(shù) 0 4 （ 式中： w 許用 彎曲應(yīng)力。 對(duì)于 550面經(jīng)噴丸處理后，推薦 w 在下列范圍內(nèi)選?。磺皬椈珊推胶鈶壹軓椈蔀?350；后副簧為 220,這里取 w =450 2/N 所以 305 6 3 5 1 0 0 0 31304 4 4 5 0w k sW m m （ 鋼板彈簧的平均厚度 : 00 2 9 3 9 02 / 63130 w m m （ 有了 后，再選鋼板彈簧的片寬 b 片寬 （ 1）增大片寬，能增加卷耳強(qiáng)度，但當(dāng)車(chē)身受側(cè)向力作用傾斜時(shí)，彈簧的扭曲應(yīng)力增大。 （ 2）前懸架用寬的彈簧片，會(huì)影響轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角。片寬選取過(guò)窄，又得增加片數(shù)，從而增加片間的摩擦彈簧的總厚 （ 3）推薦片寬與片厚的比值 b/ 610范圍內(nèi)選取。 本設(shè)計(jì)中取 b=50矩形斷面等厚鋼板彈簧的總慣性矩 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 / 12J （ 式中： n 鋼板彈簧片數(shù) ,取 n=3所以可得到 03 312 1 2 1 1 1 0 3 9 . 13 6 0Jh m （ 片厚 （ 1）增加片厚 h，可以減少片數(shù) n （ 2）鋼板彈簧各片厚度可能有相同和不同兩種情況，希望盡可能采用 前者但因?yàn)橹髌ぷ鳁l件惡劣，為了加強(qiáng)主片及卷耳，也常將主片加厚，其余各片厚度稍薄。此時(shí)，要求一副鋼板彈簧的厚度不宜超過(guò)三組。 （ 3）為使各片壽命接近又要求最厚片與最薄片厚度之比應(yīng)小于 （ 4）鋼板斷面尺寸 b 和 本設(shè)計(jì)中取 h=6 鋼板斷面形狀 矩形斷面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，變截面少片鋼板彈簧多采用矩形斷面結(jié)構(gòu) 葉片的端部可以按其形狀和加工方式分為矩形（片端切角）、橢圓形（片端壓延）和片端壓延切斷四種。其中矩形為制造成本最低的一種（ 由于對(duì)片端部作任何加工）。本設(shè)計(jì)中采用矩形端部結(jié)構(gòu)。 n 片數(shù) 可以降低片間的干摩擦，改 善汽車(chē)行駛平順性。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強(qiáng)度梁的差別增大，材料利用率變壞。多片鋼板彈簧一般片數(shù)在 6 14片之間選取，重型 貨 車(chē)可達(dá) 20片。用變截面少片簧時(shí)，片數(shù) 在 1 10片之間選取。 故本設(shè)計(jì) n=7 以板簧端部的支承型式而言，可以大致分為卷耳和滑板兩大類(lèi)?；逍褪蕉嘁?jiàn)于兩極式主副簧懸架中副簧的支承和平衡懸架中板簧的支承。卷耳根據(jù)其相對(duì)板簧上平面的 位置可以分為上卷耳、平卷耳和下卷耳三類(lèi)。 本設(shè)計(jì)中采用上卷耳。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 大多數(shù)板簧的支承方式為一端采用固定的卷耳，另一端采用擺動(dòng)的吊耳。擺動(dòng)吊耳的結(jié)構(gòu)可以用 C 形、叉形以及分體式等。彈簧銷(xiāo)的支承、潤(rùn)滑可用螺紋式、自潤(rùn)滑式、滑動(dòng)軸承、橡膠支承或者將板簧支承在橡膠座內(nèi)。自潤(rùn)滑式多用于轎車(chē)及輕型載貨汽車(chē)，具有不必加潤(rùn)滑脂及噪聲小的優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)中采用自潤(rùn)滑式彈簧銷(xiāo)結(jié)構(gòu)。 少片彈簧在輕型車(chē)和轎車(chē)上得到越來(lái)越多的應(yīng)用。其特點(diǎn)是葉片由等長(zhǎng)、等寬、變截面 的 1 3 片葉片組成。利用變 厚斷面來(lái)保持等強(qiáng)度特性，并比多片彈簧減 少20 40的質(zhì)量。片間放有減摩作用的塑料墊片，或做成只在端部接觸以減少片間摩擦。 如 圖 D 段和中間夾緊 部分 是厚度為 1h 和2h 的等截面形， 為變厚截面 。 厚度可按拋物線(xiàn)形或線(xiàn) 性變化。 圖 片彈簧和少片彈簧 4. 3 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算 圖 1. 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 0H 鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和 U 形螺栓夾緊前，其主片上表面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線(xiàn)間的最大高度差（如圖 稱(chēng)為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 的弧高 0H 用下式計(jì)算： 0 f f f （ 式中： 靜撓度； 滿(mǎn)載弧高； f 鋼板彈簧總成用 232 S f （ S L 鋼板彈簧主片長(zhǎng)度。 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 20 07 223 7 6 3 1 1 5 0 7 6 1 0 7 2 82 2 1 1 5 0 S f ff m （ 0 7 2 1 0 8 9 0f f f m m （ 2001 0 0 0 1 0 0 0 15877 7 9 0LR m （ 因鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下和裝配后的曲率半徑不同，裝配后各片產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，其值確定了自由狀態(tài)下的曲率半徑 各片自由狀態(tài)下做成不同曲率半徑的目的是：使各片厚度相同的鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊，減少主片工作應(yīng)力，使各片壽命接近。 矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑由下式確定 0001 2 /i h （ 式中： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 0R 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑（ 0i 各片彈簧的預(yù)應(yīng)力（ 2/N ； E 材料彈性模量（ 2/N ，取 1 2 3 541R R R m m ； 第 0 500 1836 5411 2 / 1 2 1 8 7 8 1 8 3 6 / 2 . 0 6 1 0 1 4i ii m h (1 2 3 541R R R m m (在已知鋼板彈簧總成自由狀態(tài)下曲率半徑 0R 和各片彈簧預(yù)加應(yīng)力 0i 的條件下，計(jì)算出各片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑 選取各片彈簧預(yù)應(yīng)力時(shí)，要求做到：裝配前各片彈簧片間間隙相差不大，且裝配后各片能很好貼和；為保證主片及其相鄰的長(zhǎng)片有足夠的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)降低主片及與其相鄰的長(zhǎng)片的應(yīng)力。這此，選取各片預(yù)應(yīng)力時(shí)，可分為下列兩種情況：對(duì)于片厚相同的鋼板彈簧，各片預(yù)應(yīng)力值不宜選取過(guò)大；對(duì)于片厚不相同的鋼板彈簧，厚片預(yù)應(yīng)力可取大些。推薦主片在根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊加后的合成應(yīng)力在 300選取。 1片疊加正的預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力從長(zhǎng)片到短片由負(fù)值逐漸遞增 至正值。 4. 4 鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算 圖 片變截面彈簧的一半 變截面鋼板彈簧的尺寸如圖 示 ,此時(shí)厚度 長(zhǎng)度的變化規(guī)律為黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) ，式中， 1212 / ； 121221 / 。單片鋼板彈簧剛度用 下 式計(jì) 算 23 2/1 6 (式中： E 材料的彈性模量； 修正系數(shù)，取 l ， 2l 如圖 12/322 ， 其中 3 2324 1 13 1 12 1 12 1 1 1k I n ( 4 . 2 2 ) 式中 12 1 0 0 5 3 0 0 . 1 8 9 (12 8 / 1 4 0 . 5 7 ( 4 . 2 4 ) / 0 . 1 8 9 / 0 . 5 7 0 . 3 3 2 ( 4 . 2 5 ) 所以 3 232324 1 13 1 12 1 12 1 1 14 1 0 . 5 7 1 0 . 3 3 23 1 0 . 1 8 9 1 0 . 3 3 20 . 3 3 2 2 l n 0 . 5 7 1 0 . 5 7 12 1 0 . 5 7 1 0 . 1 8 9 1 0 . 1 8 90 . 3 9k I n (所以，梯形葉片彈簧的剛度為： 523333 26 6 2 . 0 6 1 0 1 3 7 2 0 0 . 9 25305 8 0 1 0 . 3 915802 6 6 /m m (4. 5 彈簧的最大應(yīng)力點(diǎn)及最大應(yīng)力 圖 為： 2 22212hx l l g(黑龍江工程