某中型货车悬架总成设计
学生：吴承明
学号：0801103A279
专业：机械设计制造及其自动化
班级：车辆2008.3
指导教师：郭翠霞
四川理工学院机械工程学院
二O一二年六月
摘要
悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并缓和汽车行驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车行驶的平顺性。
尽管一百多年以来汽车悬架从结构形式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零件部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用。
本文讨论了汽车悬架的发展现状，对悬架的结构形式进行简单介绍，对影响悬架运动的各种因素进行分析，主要对中型货车板簧悬架的主要参数进行设计计算，包括中型货车前桥钢板弹簧、后桥复合式钢板弹簧、汽车减振器参数的选择计算和横向稳定杆的设计计算。为进一步设计板簧悬架提供了较有价值的资料。
关键词：悬架；钢板弹簧；减振器
I
Abstract
Suspension involves some related components, which exist to guarantee elastic contact between wheels or axle and the carrying system. It also has a great contribution in transferring the load, cushioning the impact, attenuating vibration, and regulating the position of the body of the running car. Apart from the transformation of force and moment between wheels and frame, it help cushion the impact when uneven road surface is encountered, undermine the following vibration of carrying system, and as a result, provide a great possibility of smoothly running.
Despite one hundred year of constant evolution from structure to function, suspension is always made up by elastic component、vibration-absorbing appliance and guide mechanism. There will always be some occasion when one component plays two or more important roles at the same time. For example, plate spring can do some job which should be the duty of elastic component or guide mechanism.
This paper discusses the current development of vehicle suspension, gives a brief introduction of the structural form of suspension, analyze factors which have influence on suspension movement. The major part of this paper are calculation and design of leaf spring on front axle of medium truck、combined leaf spring on rear axle, stabilizer bar, as well as choosing the parameters of shock absorber. All of these are preconditions to further design of suspension with leaf spring.
Keywords: Suspension; leaf spring; shock absorber
II
目录
摘要................................................................................................................................. I Abstract........................................................................................................................ II 第1章绪论. (1)
第2章总体设计 (2)
2.1 轴数、驱动形式、布置形式 (2)
2.2 汽车主要参数设计 (2)
2.2.1主要尺寸 (2)
2.2.2进行汽车轴荷分配 (2)
第3章悬架系统的结构与分析 (3)
3.1 非独立悬架 (3)
3.1.1非独立式悬架简介 (3)
3.1.2非独立式悬架特点 (3)
3.1.3 钢板弹簧式非独立悬架 (3)
3.2 独立悬架 (3)
3.3 悬架主要参数的确定 (4)
3.3.1悬架的静挠度 (4)
3.3.2悬架的动挠度 (5)
3.3.3悬架主，副簧刚度的分配 (5)
第4章前悬架系统设计 (8)
4.1钢板弹簧的设计计算 (8)
4.1.1 初选参数 (8)
4.1.2钢板弹簧各片长度的确定 (10)
4.1.3钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (11)
4.1.4钢板弹簧总成弧高的核算 (13)
4.1.5钢板弹簧强度核算 (14)
4.2减震器的设计计算 (15)
4.2.1减振器的选择与分类 (15)
4.2.2减振器相对阻尼系数 (15)
4.2.3减振器阻尼系数δ的确定 (16)
III
4.2.4最大卸荷力的确定 (17)
4.2.5筒式减振器工作缸直径D的确定 (17)
4.2.6查表确定减振器参数 (18)
第5章后悬架系统设计 (19)
5.1 钢板弹簧的布置方案选择 (19)
5.2钢板弹簧主要参数的确定 (19)
5.2.1满载弧高 (19)
5.2.2钢板弹簧长度L的确定 (19)
5.2.3钢板弹簧断面尺寸的确定 (19)
5.3 钢板弹簧各片长度的确定 (22)
5.4钢板弹簧刚度的验算 (24)
5.5钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (26)
5.5.1钢板弹簧总成在自由状态下的弧高 (26)
5.5.2钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径的确定 (26)
5.5.3钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定 (27)
5.5.4主簧总成和副簧总成各片在自由状态下弧高的计算 (28)
5.5.5钢板弹簧总成弧高的核算 (29)
5.6钢板弹簧强度验算 (30)
5.7钢板弹簧主片的强度的核算 (31)
5.8钢板弹簧弹簧销的强度的核算 (32)
第6章结论 (33)
参考文献 (34)
致谢 (35)
IV
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第1章绪论
悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来。其主要任务是专递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。
悬架由弹性元件、导向元件、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。
导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递除弹性元件专递的垂直力以外飞各种力和力矩。当纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用。缓冲块用来减轻车抽对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。
对悬架提出的设计要求有：
1）保证汽车有良好的行驶平顺性。
2）具有合适的衰减振动能力。
3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。
4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适。
5）有良好的隔声能力。
6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。
7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。
1
第2章总体设计
第2章总体设计
2.1 轴数、驱动形式、布置形式
根据国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途选定轴数、驱动形式、布置形式，需对货车的几种典型的布置形式进行分析比较。本设计参考一般中型货车采用的发动机前置后轮驱动，轴数为双轴，驱动形式为4x2。
2.2 汽车主要参数设计
2.2.1主要尺寸
外廓尺寸的确定需考虑法规、汽车的用途、装载质量及涵洞和桥梁等道路尺寸条件。GB 1589-1989规定了汽车外廓尺寸限界，可参考同类车型选取。国内生产轻中型货车的主要厂家有：解放、东风、长安、北汽福田、江铃、南汽、江淮汽车等，参考相关产品的参数。
轴距、轮距、前悬、后悬等参数参照《汽车设计》教材推荐的范围并参考同类车型选取。
设计外廓尺寸为：
总长：8470 总宽：2470
轴距：4700 前轮距：1900
后轮距：1800 满载重心高度：1180
2.2.2进行汽车轴荷分配
汽车的轴荷分配根据汽车的驱动形式、发动机位置、汽车结构特点、车头形式及总质量等参照《汽车设计》教材推荐的范围并参考同类车型选取。结合设计任务书已知条件确定轴荷分配为：
空车时：前轴负荷：2500kg 后轴负荷：2500kg
满载时：前轴负荷：3350kg 后轴负荷：7650kg
2
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第3章悬架系统的结构与分析
3.1 非独立悬架
3.1.1非独立式悬架简介
非独立悬架是相对与独立悬架的车轮结构。非独立悬架的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。
3.1.2非独立式悬架特点
非独立式悬架的两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连。这种悬挂结构简单，传力可靠，但两轮受冲击震动时互相影响。而且由于非悬挂质量较重，悬挂的缓冲性能较差，行驶时汽车振动，冲击较大。该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上。
3.1.3 钢板弹簧式非独立悬架
钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化。这种悬架广泛用于货车的前、后悬架中。它中部用U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。悬架前端为固定铰链，也叫死吊耳。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起，前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套。后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架相连，后端可以自由摆动，形成活动吊耳。当车架受到冲击弹簧变形时两卷耳之间的距离有变化的可能。
3.2 独立悬架
独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。但这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架，并已成为一种发展趋势。
独立悬架的结构可分有烛式、麦弗逊式、连杆式等多种，其中烛式和麦克弗逊式形状相似，两者都是将螺旋弹簧与减振器组合在一起，但因结构不同又有重大区别。烛式采用车轮沿主销轴方向移动的悬架形式，形状似烛形而得名。特点是主销位置和前轮定位角不随车轮的上下跳动而变化，有利于汽车的操纵性和稳
3
第3章 悬架系统的结构与分析
4
定性。麦克弗逊式是绞结式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。特点是主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化，这点与独立悬架正好相反。这种悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。所以，目前轿车使用最多的独立悬架是麦弗逊式悬架。
3.3 悬架主要参数的确定 3.3.1悬架的静挠度
c f
悬架的静扰度 是指汽车满载静止时悬架上的载荷f c 与此时悬架刚度c 之比，即
c F f w c /=
货车的悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。因汽车的质量分配系数近似等于1，因此货车车轴上方车身两点的振动不存在联系。货车的车身的固有频率n,可用下式来表示： n=
π
2//m c
式中，c 为悬架的刚度（N/m ）,m 为悬架的簧上质量（kg ） 又静挠度可表示为：
c
mg f c /=
g ：重力加速度（10N/kg ）,代入上式得到：
非独立悬架
独立悬架
图3.1 悬架简图
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5
n=5/
c f
分析上式可知：悬架的静挠度直接影响车身的振动频率，因此欲保证汽车有良好的行驶平顺性，就必须正确选择悬架的静挠度。
又因为不同的汽车对平顺性的要求不相同，货车的后悬架要求在 1.70～2.17hz 之间，因为货车主要以载货为主，所以选取频率为：1.9hz 。
所以 mm n f c 69)9.1/5()/5(22===
3.3.2悬架的动挠度d f
悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构容许的最大变形时，车轮中心相对车架的垂直位移。通常货车的动挠度的选择范围在6～9cm.。本设计选择：
cm
f d 0.8=
3.3.3悬架主，副簧刚度的分配
图3.2 货车主、副簧为钢板弹簧结构的弹性特性
如何确定副簧开始参加工作的载荷k F 和主，副簧之间刚度的分配，受悬架的弹性特性和主，副簧上载荷分配的影响，原则上要求车身从空载到满载时的振动频率变化要小，以保证汽车有良好的平顺性，还要求副簧参加工作前后的悬架振动频率不大。这两项要求不能同时满足。由于货经常处于满载状态，采用如下方法来确定。
使副簧开始起作用时的悬架挠度a f 等于汽车空载时悬架的挠度0f ，而使副簧开始起作用前一瞬间的挠度k f 等于满载时悬架的挠度c f 。于是可求
第3章 悬架系统的结构与分析
6
k F =W F F 0
式中W F F 和0分别为空载和满载时的悬架的载荷。副簧，主簧的刚度之比为：
1/-=
λm a c c ，0/F F w =λ
式中，a c 为副簧的刚度，m c 为主簧的刚度。 单个钢板弹簧满载载荷：
W
F =
N g G 36040102
4
485020076502
2=??---=
---轮重
簧重后桥重
满载时 ：W m a F F F =+ 式中a F 为副簧簧上质量，m F 为主簧簧上质量。 单个钢板弹簧空载载时簧上质量：
N g G F 10290102
4
485020025002
20=??---=
---=
轮重
簧重后桥重
n=1.9hz , m=3604kg,代入公式： n=π2//m c
可得
C=5137N/cm
又5
.310290
36040/==
=Fo F W λ
m a c c /=1-λ=0.87 有上面的二式，可联立方程组：
cm N c c c m a /5137==+ （1）
m
a c c /=0.87 （2）
由（1），（2）两式可得：
a c =2390N/cm , m c =2747N/cm
副簧起作用后，近似认为变形相同，从副簧开始起作用到满载的变形为ca f 。 W k F F F 0==19257.5N
又：
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7
a ca m ca k W C f C f F F ++= ，得： a c f = )/()(m a k W C C F F +- =
5137
5
.1925736040-
= 3.27 cm
N cm N cm C f F a a c a 7815/239027.3=?=?=
W m F F =a
a c C f ?-=36040N -7815N=28225N
主簧 ： cm f =
m m C F =
2747
28225=10.28cm
副簧 ： ca f =
a
a C F =
2390
7815=3.27cm
第4章 前悬架系统设计
8
第4章 前悬架系统设计
前悬架由钢板弹簧和减振器组成。
钢板弹簧在汽车上采用纵置对称布置形式，中部用两个U 型螺栓固定在前桥上。减振器为液力双作用筒式减振器，减振器在拉伸和压缩过程中，通过复原阀和压缩阀及其相应的节流系统产生阻尼力，从而使钢板弹簧的振动速度衰减以改善汽车的行驶平顺性。减振器通过连接销、上支架、下支架以及橡胶衬套分别与车架和前轴连接。
4.1钢板弹簧的设计计算 4.1.1 初选参数
选择钢板弹簧长度时应考虑到在整车上布置的方便性，因此要与总布置共同协商确定。一般情况下，轿车后簧长度为轴矩的40％—55％，载货汽车前后簧长度分别为轴距的26％—35％和35％—45％。
故前钢板弹簧长度范围：L=1222-1650 mm 取L=1410mm
目前国内货车所用的钢板弹簧材料多为Mn Si -钢，如60Si2Mn 、60SiMnA 、55SiMnVB 这些材料有较高的弹性极限、屈强比及疲劳强度，而且价格便宜。60Si2Mn 、60SiMnA 弹簧钢适用于厚度在12 mm 以下的钢板弹簧，对于较厚的钢板弹簧可采用淬透性较好的55SiMnVB 弹簧钢。本车型选用的板簧单片厚度小于12 mm ，材料为60Si2Mn 。为了提高钢板弹簧疲劳寿命，对单片进行喷丸处理，对总成进行塑性预压缩处理。钢板弹簧经强化处理后，受拉表面产生残余压应力层，弹簧受载时，降低了受拉表面的拉应力。经塑性预压缩处理后的弹簧，使用中不易再产生塑性变形。
用的钢板弹簧材料60Si2Mn 表面经应力喷丸处理后，弹簧满载静应力σm ：前弹簧350～4502/mm N ，后弹簧450～5502/mm N ；弹簧比应力σ： 前、后弹簧比应力415～515 3/mm N 。
可按等截面简支梁的计算公式并引进一个修正系数加以修正，这时弹簧的挠度系数f 为
f
=0
3
48EI QL
?
δ=δ?
3
3
4Enbh
QL
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9
式中：
δ——挠度系数。 δ=1.25～1.42 可按式：δ=1.5∕[1.04 (1+0.5n1∕n ) ]选取，其中n1为与主片等长的重叠片数；
N ——总片数； B ——板簧宽度； Q ——支承载荷； L ——板簧长度；
E ——材料的杨氏弹性模量，取MPa 51006.2?；
I0——总截面惯性矩，I 0=
12
3
nbh 。
设计时希望：6＜b ／h ＜14 刚度
3
3
4L
Enbh
f
Q C S δ=
=
钢板弹簧总截面系数6
2
0nbh W =
比应力:
2
3
3
2
645.1L
Eh
Enbh
QL nbh
QL
f
δδσ
σ=
=
=
σ=4.5～5.5N/mm 2
试取前钢板弹簧：长×宽×高—总片数(主片数)=1410×70×12—9（2）； 由上面公式可得：
第4章 前悬架系统设计
10
1 挠度系数：30.1=δ；
2 弯曲应力：MPa 420=σ∈[350 450]；
3 比应力：3/5.5mm N =σ∈[4.5 5.5 ]；
4 静挠度：f =77.44 mm ∈[50 110]；
5 钢板弹簧截面系数: 3033.8003mm W =；
6 刚度：mm N C s /09.160=；
7 总截面惯性矩:4067.28011mm I =。
4.1.2钢板弹簧各片长度的确定
考虑到弹簧安装的夹紧夹紧修正后的钢板弹簧所需的惯性矩和应满足的强度要求分别为：
()E
C ks L I
S
483
-=
∑δ
()[]σ
σ≤-=
4W ks L Q
式中：
s ——U 型螺栓中心距，mm ；
k ——考虑U 型螺栓夹紧板簧后的无效长度系数，刚性夹紧时k=0.5；挠性夹紧时k=0；
W0——钢板弹簧纵截面系数；
[σ]——许用弯曲应力，对前板簧取[σ]=350——450MPa ； 计算得：s ∈[0 405] 取s=200mm ；
由作图法可求得前钢板弹簧各片长度（圆整后）为：单位mm 。
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第一片1410 第二片 1410 第三片 1100 第四片 1015 第五片 0930 第六片0845 第七片0760 第八片 0675 第九片 0590 序号
1
2 3 4 5 6 7 8 9 长度（mm ） 1410
1410
1100
1015
930
845
760
675
590
4.1.3钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算
钢板弹簧总成在自由状态下的弧高0H ；用下式表示：
f
f f H a c ?++=0
式中，c f ——静挠度；a f ——满载弧高；f ?——钢板弹簧总成用U 形螺栓夹紧后引起的弧高变化；
2
2)
)(3(L
f f s L s f c a +-=
?
s ——U 型螺栓中心距；L 为钢板弹簧主片长度。 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径
2
08H L
R =
c f ——静挠度；44
.771
1==
C Q f c mm ；
a f ——满载弧高；a f ∈[10 20] mm 取a f =15 mm ；
把数据带入公式有：
()()
()mm L
f f S L s f c a 02.551100
3)
15(77.4476-110031100232
2
=?+???=
+-=?；
mm
f f f H a c 02.551544.770++=?++=；
在确定各片预应力时，理论上应满足各片弹簧在根部处预应力所造成的弯矩
第4章 前悬架系统设计
12
Mi 之代数和为零，即
01
=∑=n
i i
M
或 ∑==n
i i i W 1
00σ
设计时可取第一片、第二片预应力为-80 ～-150，最后几片的预应力为20～60MPa 。对于片厚相同的钢板弹簧，各片预应力值不宜选举过大。预应力从长片到短片由负值逐渐递增至正值。
初取各片钢板弹簧的的预应力值分别为：（单位:MPa ） 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 预应力
-80
-60
-40
-20
-10
5
10
20
第一片 -80；第二片 -60；第三片 -40；第四片 -20；第五片 -10；第六片 0；第七片 5；第八片 10；第九片 20
由公式：预应力???
?
??-=00
112R R Eh I i i σ ；
可得i
i i i Eh R R Eh R +=
0002σ ；
式中 i h ——第i 片钢板弹簧的高度；
0i σ——第i 片钢板弹簧的预应力；
0R ——叶片装配后的曲率半径，可近视地看成与总成自由状态下的曲率半
径；
i R ——钢板弹簧第i 片在自由状态下的曲率半径；
E ——材料的杨氏弹性模量，取MPa 51006.2?；
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由计算可得出钢板弹簧第i 片在自由状态下的曲率半径为：（单位：mm ） 序号
1
2
3
4
5
6 7 8
9
曲率半径 2486.9 2482.3 2476.8 2471.9 2466 2459
2490
2487.5 2485
同理可算得钢板弹簧第i 片在满载状态下的曲率半径为：（单位：mm ） 序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
曲率半径 1157.4 1121.4 1087.6 1055.7 1040.5 1025.8 1018.5 1011.3 997.3
如果第i 片的片长为i L ，则第i 片弹簧的弧高为：
i
i
i R L H 82
≈
计算可求出第i 片钢板弹簧的弧高为：（单位：mm ） 序号
1
2 3 4 5 6 7 8 9 长度（mm ） 136.8
137.1
119.4
103
87.7
73.7
59.8
48.2
38
同理可算得钢板弹簧第i 片在满载状态下的弧高为：（单位：mm ） 序号
1
2 3 4 5 6 7 8 9 长度（mm ） 28.6
26
24.4
22.8
19.6
17.9
15
12.7
10.3
4.1.4钢板弹簧总成弧高的核算
根据最小势能原理，钢板弹簧总成的稳态平衡状态是各片势能综合最小状态，由此可求得等厚叶片弹簧的0R 为：
()∑∑===
n
i n
i i
i i
L R L
R 1
1
/1
式中 i L 为第i 片钢板弹簧的长度。 钢板弹簧总成的弧高为
第4章 前悬架系统设计
14
2
8R L
H ≈
由计算可求得：mm R 34.10410= H=145.24 mm
因为 mm f f f H H a c 46.14702.551544.7724.1450=++=?++=≈= 所以所选弹簧参数合理。
4.1.5钢板弹簧强度核算
紧急制动时，前钢板弹簧承受的载荷最大，在它后半段出现的最大应力max
σ为：
()
[]
()[]02112ˊ11
max
W l l c l l m G ++=
'?σ
式中 G1——作用在前轮上的垂直静负荷；
1
m '——制动时前轴负荷转移系数，货车：1m '=1.40～1.60； 1l 、2l ——钢板弹簧前后段长度；
?——道路附着系数，取0.8； 0W ——道路总截面系数；
C ——为弹簧固定点到路面的距离。 解得 []MPa MPa 100067.313max =≤=σσ； 所设计的钢板弹簧合理。 故前桥钢板弹簧参数为：
长×宽×高—总片数(主片数)=1410×70×12—9（2）
四川理工学院毕业设计
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4.2减震器的设计计算
为加速车架和车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，在大多数汽车的悬架系统内都装有减振器。减振器和弹性元件是并联安装的。
4.2.1减振器的选择与分类
现代液压减振的的结构形式多种多样。目前，国内外常用的结构形式大致为三类，即弹性阀片型、弹性阀片和柱形弹簧结合型、阀门和柱形弹簧结合型。其共同的特点是：都采用带有常通孔的液流控制阀门来实现减振器的内特性，且节流形式大都属于薄壁小孔节流。
安结构形式不同，减振器分为摇臂式和筒式两种。虽然摇臂式减振器能在较大的工作压力条件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨损和工作温度的变化的影响大而遭淘汰。筒式减振器又可分为单向筒式、双向筒式和充气式三种。
设计减振器时应当满足的基本要求是，在使用期间保证汽车行驶平顺性的性能稳定；有足够的使用寿命。
本设计选用双向作用筒式减振器。
4.2.2减振器相对阻尼系数
在减振器卸荷阀打开前，其中的阻力F 与减振器振动速度v 之间的关系为
F=δ×v
式中 δ——为减振器阻尼系数。
汽车悬架有阻尼以后，簧上质量的振动是周期衰减震动，用相对阻尼系数ψ的大小来评定振动衰减的快慢程度。ψ的表达式为：
ψ=δ/ (2)s cm
式中，c 为悬架系统的垂直刚度；s m 为簧上质量。
将压缩行程时的相对阻尼系数Y ψ取得小些，将伸张行程时的相对阻尼s ψ取得大些。两者之间保持有Y ψ=（0.25～0.50）s ψ的关系。
一、悬架的静挠度 悬架的静扰度 是指汽车满载静止时悬架上的载荷Fw 与此时悬架刚度c 之比，即 c F f w c /= 货车的悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。因汽车的质量分配系数近似等于1，因此货车车轴上方车身两点的振动不存在联系。货车的车身的固有频率n,可用下式来表示： n=π2//m c 式中，c 为悬架的刚度（N/m ）,m 为悬架的簧上质量（kg ） 又静挠度可表示为： c mg f c /= g ：重力加速度（2/9810s mm g =）,代入上式得到： n=15.77/c f n: Hz c f : mm 分析上式可知：悬架的静挠度直接影响车身的振动频率，因此欲保证汽车有良好的行驶平顺性，就必须正确选择悬架的静挠度。 又因为不同的汽车对平顺性的要求不相同，货车的前悬架偏频要求在
1.50～ 2.10Hz 之间，因为货车主要以载货为主，所以选取频率为：1.8Hz. 由 n=15.77/c f 得， c f =76.7mm ，取c f =77mm 二、 悬架的动挠度 悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构容许的最大变形时，车轮中心相对车架的垂直位移。通常货车的动挠度的选择范围在6～9cm.。本设计选择： d f =80mm 三、 悬架的弹性特性 悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种。由于货车在空载和满载时簧上质量变化大，为了减少振动频率和车身高度的变化，因此选用刚度可变的非线性悬架。 已知满载静止时负荷kg G 9340 1=。簧下部分荷重kg G u 12201=，由此可计算出单个钢板弹簧的载荷： N g G G F u w 397882/8.9*)12209340(2/)(222=-=-= 因为2/)(222g G G F u w -=，c F f w c /=，c mg f c /= mm f c 77= 代入公式，可得 C=516.7N/mm
长春大学 课程设计说明书 题目名称载货汽车动力总成匹配与总体设计 院（系）机械与车辆工程学院 课程名称汽车设计 班级车辆10401班 学生姓名赵阳 指导教师王静 起止日期2013.12.16~2013.12.27
设计要求及参数 设计要求： 设计一辆用于长途城际运输，最大总质量不超过31t，额定载重为16t，最高车速为100km/h的重型载货汽车（售价不高于对标竞争车型）。 设计参数 整车尺寸（长*宽*高）11976mm*2395mm*3750mm 轴数/轴距4/（1950+4550+1350）mm 额定载质量16000kg 整备质量12000kg 公路行驶最高车速100km/h 最大爬坡度≥30％
第1章 整车主要目标参数的初步确定 1.1 发动机的选择 1.1.1 发动机的最大功率及转速的确定 汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。参考该题目中的参 数，按要求设计的载货汽车最高车速是u a =100km/h ，那么发动机的最大功率应该 大于或等于以该车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻力功率之和，即 )76140 3600(1max 3max max a D a T e u A C u gf m P +≥η （1-1） 式中，Pemax 是发动机的最大功率（KW ）；ηT 是传动系效率（包括变速器、辅 助变速器传动轴万向节、主减速器的传动效率），ηT =95%*95%*98%*96%=84.9%， 传动系各部件的传动效率参考了机械工业出版社的《汽车设计课程设计指导书》 表1-1得；Ma 是汽车总质量，Ma=28000kg ；g 是重力加速度，g=9.8m/s 2 ；f 是滚 动阻力系数，由试验测得，在车速不大于100km/h 的情况下可认为是常数。取 f=0.008，参考《汽车设计课程设计指导书》表1-2得；C D 是空气阻力系数，一 般中重型货车可取0.8～1.0，这里取C D =0.9；A 是迎风面积（㎡），取前轮距B1* 总高H ，A=2.395×3.75㎡。 221.875.3395.29.0m m A C D =??= 故 KW KW P 2.19710076140 75.3395.29.010********.08.928000849.013emax =???+???≥ ）（ 也可以利用比功率的统计值来确定发动机的功率值。 如选取功率为197.2KW 的发动机，则比功率为 t /043.7t /28000 2.1971000m 1000a emax KW KW P =?=
专业课程设计说明书题目：商用汽车后悬架设计 学院机械与汽车学院 专业班级 10车辆工程一班 学生姓名 学生学号 201030081360 指导教师 提交日期 2013 年 7 月 12 日 1
一．设计任务：商用汽车后悬架设计 二．基本参数：协助同组总体设计同学完成车辆性能计算后确定 额定装载质量5000KG 最大总质量8700KG 轴荷分配 空载前：后52:48 满载前：后32:68 满载校核后前：后33：:67 质心位置： 高度：空载793mm 满载1070mm 至前轴距离：空载2040mm 满载2890mm 三．设计内容 主要进行悬架设计，设计的内容包括： 1．查阅资料、调查研究、制定设计原则 2．根据给定的设计参数(发动机最大力矩，驱动轮类型与规格，汽车总质量和使用工况，前后轴荷，前后簧上质量，轴距，制动时前轴轴荷转移系数，驱动时后轴轴荷转移系数)，选择悬架的布置方案及零部件方案，设计出一套完整的后悬架，设计过程中要进行必要的计算。 3．悬架结构设计和主要技术参数的确定 （1）后悬架主要性能参数的确定 （2）钢板弹簧主要参数的确定 （3）钢板弹簧刚度与强度验算 2
（4）减振器主要参数的确定 4．绘制钢板弹簧总成装配图及主要零部件的零件图 5．负责整车质心高度和轴荷的计算和校核。 *6．计算20m/s车速下，B级路面下整车平顺性(参见<汽车理论>P278 题6.5之第1问)。 四．设计要求 1．钢板弹簧总成的装配图，1号图纸一张。 装配图要求表达清楚各部件之间的装配关系，标注出总体尺寸，配合关系及其它需要标注的尺寸，在技术要求部分应写出总成的调整方法和装配要求。 2．主要零部件的零件图，3号图纸4张。 要求零件形状表达清楚、尺寸标注完整，有必要的尺寸公差和形位公差。在技术要求应标明对零件毛胚的要求，材料的热处理方法、标明处理方法及其它特殊要求。 3．编写设计说明书。 五．设计进度与时间安排 本课程设计为2周 １．明确任务，分析有关原始资料，复习有关讲课内容及熟悉参考资料0.5周。 ２．设计计算0.5周 ３．绘图0.5周 ４．编写说明书、答辩0.5周 3
前言 悬架是现代汽车的重要组成部分之一。虽然并非汽车在行进必不可少的装备，但如果没有悬架，将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。悬架对整车性能有着重要的影响。在汽车市场竞争日益加剧的今天，人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受，而非他们不太懂得的专业术语。 因此，对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。与此关系密切的悬架系统也被不断改进，主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。无论定位高端市场，还是普通家庭的经济型轿车，没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。这一切，都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。悬架系统的优劣，乘员在车上可以马上感受到。 “木桶理论”，很多人都知道，整车就好比是个“大木桶”，悬架是它的一片木板。虽然，没有悬架的汽车还是可以跑动的，但是坐在上面是很不舒服的。坐过农用车货厢的人，对此应该是颇有些体会的，即便是较好的路况，在上面也是颠来颠去的。因为它的悬架很简单，对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。只有当悬架这块木板得到足够重视，才能使整车性能得以提升。否则，只能是句空话。 正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用，应该重视汽车悬架的设计。只有认真，严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。而要做到这一点，就必须，查阅大量相关书籍，图册，行业和国家标准。
这些是对我们这些将来要从事汽车设计，制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。没有经过严格的训练的洗礼，是不可能具备这种专业精神和素质的。 目录
前言 (1) 第一章悬架的功用 (4) 第二章悬架系统的组成 (6) 第三章悬架的类型及特点 (7) §3.1非独立悬架的分类及特点 (8) §3.2独立悬架分类及特点 (9) 第四章匹配车型的选择 (13) 第五章悬架主要参数的确定 (15) §5.1悬架静挠度 f (15) c §5.2悬架的动挠度 f (16) d 第六章弹性元件的计算 (19) §6.1弹簧形式、材料的选择 (19) §6.2确定弹簧直径及刚度 (19) §6.3其他参数的计算 (20) §6.4弹簧的校验 (21) 第七章减振器的设计 (21) 第八章独立悬架导向机构的设计 (26) §8.1导向机构的布置参数 (26) §8.2 麦弗逊式悬架导向机构设计 (28) 第九章悬架系统的辅助元件 (31) 第十章展望—未来的汽车悬架 (33) 小结 (34) 参考文献 (36)
摘要 本次设计题目是EQ1092货车的前后悬架系统的设计。 所设计悬架系统的前悬架采用钢板弹簧非独立式悬架。后悬是由主副簧组成，也是非独立悬架。首先确定悬架的主要结构形式，然后对主要性能参数进行确定。在前悬的设计中首先设计了钢板弹簧，材料和许用应力，和方案布置的设计；还有减振器的选择。在后悬架系统设计中主要对主副钢板弹簧进行了设计，特别是钢板弹簧的刚度比分配计算和刚度的校核。 最后对悬架系统进行了平顺性分析，目的是判断所设计的悬架平顺是否满足要求。在平顺性分析时运用了时域分析方法，采用了两个自由度，最后通过编程计算，结果是没有不舒适。因而对提高汽车的动力性、经济性和操纵稳定性是有利的。 关键词：悬架设计；钢板弹簧；平顺性；货车
Abstract The title of this thesis is the design of front and rear suspension systems of EQ1092 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 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, 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, specially the counting of distribution of angular rigidity between the main spring and the helper spring and the checking of the angular rigidity. In the final design stage, we implement the analysis of suspension ride performance. The aim is whether suspension ride quality meets to the performance requirement. The ride performance analysis adopts the methods with time domain and with two degree of freedoms by computer program. The results indicate that there is no uncomfortableness for the car on road. Therefore, it is helpful for the dynamical, economical and handling performances of the studied vehicle. Key words: Suspension Design; Leaf spring; Ride Performance; Truck
中型载货汽车总体设计说明书 课 程 设 计 学院：机械与动力工程学院 班级：车辆一班 姓名：母兵魁 学号：3 指导教师：赵凯辉
目录 摘要 (1) 概述 (2) 设计任务书 (4) 第1章、汽车形式和主要参数的初步确定 (5) 一、汽车形式的选择 (5) 、汽车轴数 (6) 、驱动形式 (6) 、布置形式 (7) 二、汽车主要参数的选择 (7) 、汽车主要尺寸参数的确定 (7) 、轴荷分配 (10) 第2章整车主要性能参数的确定和计算 (11) 一、发动机的选择 (11) 发动机最大功率及其转速的确定 (11) 发动机最大转矩及其转速的确定 (12) 发动机主要参数 (13) 二、配置大柴BA6M1013-28E3发动机的整车性能计算 (16) 汽车动力性能计算 (16) 汽车的加速性能计算 (18) 三、轮胎的选择 (18) 四、汽车重要性能参数和车身造型图 (19) 五、变速器档位数的选择 (20) 第3章、总体布置 (20) 一、总体布置要求与分析 (20) 二、总体布置草图 (24)
设计总结 (26) 参考文献 (27)
摘要 汽车的总体设计是汽车设计工作中最重要的一环，它对汽车的设计的质量、使用性能和在市场上的竞争力有着决定性的影响。因为汽车性能的优劣不仅与相关总成及部件的工作性能有密切关系，而且在很大程度上还取决于有关总成及部件间的协调与参数匹配，取决于汽车的总体布置。 货车的总体设计主要包括货车的参数确定，发动机和轮胎的选择，总体布置和动力性的计算等一系列重要的步骤。其中参数的确定又包括了汽车的质量参数，主要尺寸和性能参数的计算等。而本次课程设计同时应用到了 EXCEL，proe、autocad等计算机辅助软件，再通过多次校核质心位置和各部分的总成以保证货车的轴荷分配合理。 关键词：货车总体设计；整备质量；动力性；燃油经济性。
摘要 随着汽车工业技术的发展对汽车的行驶平顺性，操纵稳定性以及乘坐舒适性和安全性的要求越来越高，汽车行驶平顺性又与悬架密切相关。因此，对悬架系统的设计具有一定的实际意义。 本次设计主要研究的是比亚迪F3轿车的前、后悬架系统的硬件选择设计，计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度。通过阻尼系数和最大卸荷力确定了减振器的主要尺寸。最后进行了横向稳定杆的设计。本设计在轿车前后悬架的选型中均采用独立悬架。其中前悬架采用当前家庭轿车前悬流行的麦弗逊悬架，后悬则采用拖曳臂式悬架。前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减振器。这种结构的设计，有效的提高了乘座的舒适性和驾驶稳定性。、采用CAXA软件分别绘制前后悬架的装配图和零件图。 关键词：家庭轿车；悬架；平顺性；弹性元件
Abstract With the development of the automobile industry of motor vehicles on ride comfort, handling and stability as well as comfort and safety of the increasingly demanding, Vehicle Ride also closely related with the suspension. Therefore, the design of the suspension system has a practical significance. The main design of the study is BYD F3 car before and after the suspension system of choice of hardware design, calculate the suspension stiffness, static and dynamic deflection deflection. By damping and unloading of the largest absorber identified the main dimensions. Finally, the design of the horizontal Wending Gan. The design of the car before and after the suspension are used in the selection of independent suspension. Suspension of them adopted before the current family sedan before hanging popular McPherson suspension, was suspended after a drag arm suspension. Before and after the suspension of the shock absorber have adopted a two-way role-Shock Absorber. The design of this structure, effectively raising theof comfort and driving stability. By CAXA software were drawn before and after the suspension of the assembly and parts plans. Key words: family sedan; suspension; ride; flexible components
毕业设计（论文）中文摘要
毕业设计（论文）外文摘要
目次 1、绪论 (01) 2、悬架的结构型式与分析 (02) 2.1、非独立悬架 (02) 2.2、独立悬架 (03) 3、悬架主要参数的确定 (04) 3.1、影响平顺性的参数 (04) 3.2、影响操纵稳定性的参数 (04) 3.3、影响纵向稳定性的参数 (04) 4、钢板弹簧设计计算 (05) 4.1、前桥钢板弹簧的设计计算 (05) 4.2、后桥钢板弹簧的设计计算 (12) 5、减震器设计计算 (19) 5.1、减振器的分类 (19) 5.2、减振器的选择 (19) 结论 (26) 参考文献 (27) 致谢 (27) 附录A………………………………………………………………………………… 附录B………………………………………………………………………………… 图1——前桥钢板弹簧设计图……………………………………………………… 图2——前桥钢板弹簧装配图……………………………………………………… 图3——后桥复合式钢板弹簧设计图……………………………………………… 图4——后桥复合式刚板弹簧装配图……………………………………………… 图5——双筒式液压减振器图……………………………………………………… 图6——缓冲块设计图……………………………………………………………… 表1…………………………………………………………………………………… 表2……………………………………………………………………………………
1绪论 悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来。其主要任务是专递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。【1】 悬架由弹性元件、导向元件、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。【2】 导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递除弹性元件专递的垂直力以外飞各种力和力矩。当纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用。缓冲块用来减轻车抽对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。【3】 对悬架提出的设计要求有： 1）保证汽车有良好的行驶平顺性。 2）具有合适的衰减振动能力。 3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。 4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适。 5）有良好的隔声能力。 6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。 7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。【4】
汽车设计 第二章离合器设计 设计参数 车型：轻型货车 整车质量（Kg）：3830 发动机最大扭矩/转速（N·m/rpm）:220/2100 最大功率/转速（Kw/rpm）:67/3000 车轮滚动半径：（mm）：340 一、离合器的设计目的及原理概述 1.1离合器的设计目的 了解轿车离合器的构造，掌握轿车离合器的工作原理。了解从动盘总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法，了解压盘和膜片弹簧的结构，掌握压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理。 学会如何查找文献资料、相关书籍，培养自己的动手设计项目、自学的能力，掌握单独设计课题和项目的方法，设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。 1.2离合器的工作原理 离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠
其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。 离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。 1.3离合器的设计要求 1)在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储 备，又能防止过载。 2)接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。 3)分离时要迅速、彻底。 4)从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减 小同步器的磨损。 5)应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿 命。 6)操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。 7)具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 二、离合器的结构方案分析 2.1车型、技术参数 车型：轻型载货汽车 整车质量（Kg）：3830 发动机最大扭矩/转速（N·m/rpm）:220/2100 最大功率/转速（Kw/rpm）:67/3000 车轮滚动半径：（mm）：340 2.2从动盘数的选择 对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，离合器通常只设一片从动盘。 2.3压紧弹簧和布置形式的选择 离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 毕业设计（论文）客车悬架系统设计计算说明书 院系：长安大学汽车学院 指导教师：张平 专业班级： 22010803 学生姓名：杨文亮 2012年6月18日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 摘要 目前我国的客车普遍采用的是传统钢板弹簧悬架，只有少数的高级客车才配置了空气悬架。传统钢板弹簧的结构简单，成本较低。而相对于传统机械钢板弹簧悬架而言，空气悬架具有乘坐更舒适、更好改善车辆的行驶平顺性等显著优点，但是造价也相对较高。 本文针对客车的悬架设计，在传统钢板弹簧悬架的基础上对前悬进行改进，前悬采用钢板弹簧与空气弹簧并联的混合式空气悬架，而后悬采用主副复合式钢板弹簧悬架。前悬的混合式空气悬架能满足驾驶员舒适性的要求，而后悬架的主副复合式钢板弹簧降低了整车的生产成本。 对前、后悬架的主要零部件的尺寸进行设计计算，并运用CATIA进行建模和装配。关键词混合式空气悬架，CATIA，主副复合式钢板弹簧悬架
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ ABSTRACT At present, buses generally use the traditional leaf spring suspension in our country , only a handful of senior buses was equipped with air suspension. Traditional leaf spring structure is simple and with low cost . In contrast to traditional mechanical leaf spring suspension, the air suspension has more significant advantages, such as , more comfortable to ride, better improvement of the vehicle ride comfort. However , the cost is relatively high. This paper is about the bus suspension design .to improve the front suspension on the basis of the traditional leaf spring suspension , front suspension uses hybrid air suspension combined parallel with leaf springs and air springs , and then rear suspension uses primary and secondary compound leaf spring suspension. the front air suspension can meet the requirements of driver comfort , but leaf spring in the rear suspension can reduce the manufacturing cost. Design and calculate the size parameters of the main components in the front and rear suspension, and modeling and assembly in use of CATIA. KEYWORDS: hybrid air suspension ,catia ,primary and secondary compound leaf spring suspension
麦弗逊式悬架设计说明书本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
前言 悬架是现代汽车的重要组成部分之一。虽然并非汽车在行进必不可少的装备，但如果没有悬架，将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。悬架对整车性能有着重要的影响。在汽车市场竞争日益加剧的今天，人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受，而非他们不太懂得的专业术语。 因此，对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。与此关系密切的悬架系统也被不断改进，主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。无论定位高端市场，还是普通家庭的经济型轿车，没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。这一切，都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。悬架系统的优劣，乘员在车上可以马上感受到。 “木桶理论”，很多人都知道，整车就好比是个“大木桶”，悬架是它的一片木板。虽然，没有悬架的汽车还是可以跑动的，但是坐在上面是很不舒服的。坐过农用车货厢的人，对此应该是颇有些体会的，即便是较好的路况，在上面也是颠来颠去的。因为它的悬架很简单，对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。只有当悬架这块木板得到足够重视，才能使整车性能得以提升。否则，只能是句空话。 正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用，应该重视汽车悬架的设计。只有认真，严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。而要做到这一点，就必须，查阅大量相关书籍，图册，行业和国家标准。 这些是对我们这些将来要从事汽车设计，制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。没有经过严格的训练的洗礼，是不可能具备这种专业精神和素质的。
CA1091轻型货车的前后悬架系统设计 摘要 随着汽车工业的发展，人们对汽车的乘坐舒适性和安全性的要求逐渐提高，因此对汽车的悬架系统和减振器也提出了更高的要求。本次设计题目是CA1091轻型货车的前后悬架系统设计。 所设计悬架系统的前悬架采用钢板弹簧非独立式悬架。后悬是由主副簧组成，也是钢板弹簧非独立式悬架，然后对主要性能参数进行确定。在前悬的设计中首先设计了钢板弹簧，包括弹簧断面形状的选择，主要参数的确定，材料和许用应力的校核，和方案布置的设计；还有减振器的选择。在后悬架系统设计中主要对主副钢板弹簧进行了设计。 最后采用MATLAB软件对悬架系统的平顺性进行了编程分析，目的是判断所设计的悬架平顺是否满足要求。结论是没有不舒适性。因而对提高汽车的动力性、经济性和操纵稳定性是有利的。 关键词：悬架设计；钢板弹簧；平顺性；货车
Abstract With the development of the Automobile industry, people promoting the requirement for the safety and ride comfort quality of the vehicle. As a result, there is a 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 . 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, made certain the main parameters, 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 the final design stage, the MATLAB software is used to analyze the ride comfort 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 uncomfortableness for the car on road. Therefore, it is Design; Leaf spring; Ride Performance; Truck
摘要 汽车的总体设计是汽车设计工作中最重要的一环，它对汽车的设计的质量、使用性能和在市场上的竞争力有着决定性的影响。因为汽车性能的优劣不仅与相关总成及部件的工作性能有密切关系，而且在很大程度上还取决于有关总成及部件间的协调与参数匹配，取决于汽车的总体布置。 货车的总体设计主要包括货车的参数确定，发动机和轮胎的选择，总体布置和动力性的计算等一系列重要的步骤。其中参数的确定又包括了汽车的质量参数，主要尺寸和性能参数的计算等。而本次课程设计同时应用到了EXCEL，AutoCAD等计算机辅助软件，再通过多次校核质心位置和各部分的总成以保证货车的轴荷分配合理。 关键词：货车总体设计；整备质量；动力性；燃油经济性。
第1章汽车的总体设计 1.1 汽车总体设计的特点 汽车主要在宽度有限的道路上行驶，同时与汽车比较，还有人、自行车、摩托车等弱势群体也在使用同一道路，因此存在交通隐患。为了在有限的道路上容纳更多的车辆运行，减少交通事故以及从汽车造型和减轻质量等方面考虑，对汽车的外形尺寸需要予以限制。 1.2汽车总体设计的基本要求 (1)汽车的各项性能、成本等，要求达到企业在商品计划中所确定的指标。 (2)严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。 (3)尽量大可能地去贯彻三化，即标准化、通用化和系列化。 (4)进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。 (5)拆装与维修方便。 1.3汽车总体设计的一般顺序 (1)调查研究与初始决策；其任务是选定设计目标，并制定产品设计工作方针及设计原则，调查研究的内容应包括：老产品在服役中的表现及用户意见；当前本行业与相关行业的技术发展，特别是竞争对手的新产品与新技术；材料、零部件、设备和工具等行业可能提供的条件；本企业在科研、开发及生产方面所取得的新成果等等，它们对新产品设计是很有价值的。 (2)总体方案设计；其任务是根据领导决策所选定的目标及对开发目标制定的工作方针、设计原则等主导思想的设想，因此又称为概念设计或构思设计。为此要绘制不同的总体方案图（比例为1 ：10 ）供选择。在总体方案图上进行初步布置和分析，对主要总成只画出大轮廓而突出各方案间的主要差别，使方案对比简明清晰。经过方案论证选出其中最佳者。 (3)绘制总布置草图，确定整车主要尺寸、质量参数与性能指标以及各总成的基本型式。在总布置草图上要较准确地画出各总成及部件的外形和尺寸并进行仔细的布置，对轴荷分配和质心高度作计算与调整，以便较准确地确定汽车的轴距、轮距、总长、总宽、总高、离地间隙、货厢或车身地板高度等，并使之符合有关标准和法规；进行性能计算及参数匹配。
悬架系统匹配设计 一、悬架系统概述 悬架是现代汽车上重要总成之一，它把车架与车轴弹性地连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺地行驶。 悬架主要由弹性元件、导向机构和减振器组成（在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆）。弹性元件用来传递垂直力，并缓和由不平路面引起的冲击和振动，其种类有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧及橡胶弹簧等。由于钢板弹簧在悬架中可兼作导向机构用，可使悬架结构简化，且保养维修方便、制造成本低，所以货车悬架中一般都采用钢板弹簧作为弹性元件。 钢板弹簧是汽车悬架中作为汽车当中应用最广泛的弹性元件，它是由若干等宽但不等长的合金弹簧片组成的一根近似等强度的弹性梁，钢板的弹簧的第一片一般是主片，其两端弯成卷耳内装青铜、粉沫治金组成的衬套，以便用弹簧销与固定在车架的支架或吊耳作铰接连接。钢板弹簧一般用U型螺栓固定在车桥上。 中心螺栓用以连接各片弹簧片，并保证装配时各片的相对位置。中心螺栓距两卷耳的距离可相等也可以不等。 主片卷耳受力最严重，是薄弱处，为改善主片卷耳的受力情况，常将第二片末端也弯成卷耳，包在主片的外面（也称包耳）。有些悬架中的钢板弹簧两端不做成卷耳，而采用其它的支承方式（比如滑块式）。 连接各构件，除了中心螺栓以外，还有若干个弹簧夹，其主要作用是当钢板弹簧反向变形时，使各片不致于相互分开，以免主片单独承载，此处，为了防止各处横向错动。弹簧夹用铆钉铆接在下之相连的最下边弹簧的端部，弹簧的夹的两边用螺栓连接，在螺栓上有套管顶住弹簧片的两边，以免将弹簧片夹得过紧。中螺栓套管和弹簧片之间有一定的间隙（不少于（1.5mm）。以保证弹簧变形可以相互滑移。 钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片有相对滑移而产生摩擦，可以促进车架的振动的衰退。但各片的干摩擦，将使车轮所受的冲击在很大程度上传给车架，即降低了悬架的缓和冲击能力,并使弹簧片加速磨损，这是相当不利的，为了减少弹簧片之间的摩擦，在装组合钢板弹簧时，各片间需涂上石墨润滑脂，并应定期的保养。 二、悬架系统设计 设计钢板弹簧首先应确定的参数 1、弹簧载荷 通常新车设计时，根据整车布置给定的空、满载轴荷减去估算的非簧载质量，得到每副弹簧上的承载质量。一般将前、后轴，车轮、制动鼓及转向节、等总成视为非簧载质量，将传动轴、转向纵拉杆等总成一半也视为非簧载质量。如果钢板弹簧布置在车桥上方，弹簧3/4的质量为非簧载质量；下置弹簧，1/4弹簧质量为非簧载质量。 2、弹簧伸直长度 应根据不同车型要求，由总布置给出弹簧伸直长度的控制尺寸。在布置可能的情况下，尽量增加弹簧长度，这主要是考虑以下几方面原因： （1）由于弹簧刚度与弹簧长度的三次方成反比，因此从改善汽车平顺性角度看，希望弹簧长度长些好。 （2）在弹簧刚度相同情况下，长的弹簧在车轮上下跳动时，弹簧两卷耳孔距离变化相对较小，对前悬架来说，主销后倾角变化较小，有利于行驶稳定性。 （3）增加弹簧长度可以降低弹簧应力和应力幅，从而提高弹簧使用寿命。 （4）增加弹簧长度可以选用片厚的弹簧，从而减少弹簧片数，并且片厚的弹簧对提高
汽车专业课程设计 题目：轻型货车钢板弹簧总成设计 学院：燕山大学里仁学院 专业：车辆工程 班级：车辆工程2班 姓名：高缘 学号： 121113031042 指导老师：裴永生 2016年1月8日 1
目录 一、设计任务书 (1) 二、设计方案 (3) 三、设计计算说明 (3) 3．1前悬架静挠度f c1，前悬架钢板弹簧刚度c 1 (3) 3．2前悬架的动挠度f d1 确定。 (3) 3．3货车前悬架钢板弹簧的主要参数的确定 (4) 3．3．1．钢板弹簧长度L (4) 3．3．2．前悬架钢挠度增大系数 (4) 3．3．3.钢板弹簧片总惯性矩 (4) 3．3．4钢板弹簧片的厚度和宽度的计算 (4) 3．4钢板弹簧各片长度的确定 (5) 3．5钢板弹簧的刚度验算 (5) 3．6钢板弹簧总成在自由状态弧高及曲率半径的核算 (6) 3．6．1钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径 (6) 3．6．2钢板弹簧各片在自由状态下的曲率半径 (7) 3．6．3钢板弹簧各片在自由状态下的弧高 (7) 3．7钢板弹簧总成弧高及的核算 (8) 3．8钢板弹簧的强度的核算 (8) 四．设计小结 (10)
2、设计方案 钢板弹簧设计是在已知弹簧负荷情况下，根据汽车对悬架性能要求，确定弹簧刚度，求出弹簧长度、片宽、片厚、片数。并要求弹簧尺寸规格满足弹簧的强度要求。 在整个设计过程中，一起设计了前悬架。按着以下的顺序完成了总体的设计。 （一）、前悬架静挠度f c1，前悬架钢板弹簧刚度c 1 （二）、前悬架的动挠度f d1 确定 （三）、货车前悬架钢板弹簧的主要参数的确定（四）、钢板弹簧各片长度的确定 （五）（五）、钢板弹簧的刚度验算 （六）、钢板弹簧总成在自由状态弧高及曲率半径的核算（七）、钢板弹簧总成弧高及的核算 （八）、钢板弹簧的强度的核算。 汽车满载总质量Q=2420kg 额定载荷为1030kg (g取10N/ kg) 满载时前轴负荷占35%，后轴占65% 故满载时 前轴载荷为2420?10? 35%=8470N 后轴载荷为2420?10? 65%=15730N 空载时前轴负荷占50%，后轴占50% 设空载时质量为1390kg 故空载时 前轴载荷为1390?10?50%=6950N 后轴载荷为1390?10?50%=6950N 取载荷最大者（计算依据） 则前轴载荷为 1 G=8470N 后轴载荷为 2 G=15730N
目 录 摘要 ...................................................................................................................................................................... 1 第一章 载货汽车主要技术参数的确定 . (2) 1.1 汽车质量参数的确定 (2) 1.1.1 汽车载客量和装载质量 .......................................................................................................... 2 1.1.2 汽车整车整备质量预估 ........................................................................................................ 2 1.1.3 汽车总质量ma 的确定 ............................................................................................................ 2 1.1.4 汽车轴数和驱动形式的确定 .................................................................................................. 3 1.2汽车主要尺寸的确定 (3) 1.2.1汽车的外廓尺寸 ....................................................................................................................... 3 1.2.2汽车轴距L 的确定 ................................................................................................................... 3 1.2.3 汽车前轮距B1和后轮距B2 ................................................................................................... 4 1.2.4 汽车前悬L F 和后悬L R 的确定 ................................................................................................. 4 1.2.5 汽车的车头长度 ...................................................................................................................... 4 1.2.6 汽车车厢尺寸的确定 .. (4) 第二章 载货汽车主要部件的选择 (5) 2.1 发动机的选择 (5) 2.1.1 发动机型式的选择 (5) 2.1.2 发动机的最大功率 max e P (5) 2.1.3 发动机最大转矩max e T 及其相应转速T n 的选择 (7) 2.2 轮胎的选择 .......................................................................................................................................... 8 2.3 车架的选择 .......................................................................................................................................... 9 2.4 油箱 ...................................................................................................................................................... 9 2.5 离合器 .................................................................................................................................................. 9 2.6 万向传动轴 .......................................................................................................................................... 9 第三章 轴荷分配及质心位置计算 .. (10) 3.1 平静时的轴荷分配及质心位置计算 ................................................................................................ 10 3.2水平路面上汽车满载行驶时各轴的最大负荷计算 ......................................................................... 13 3.3.制动时各轴的最大负荷计算 ............................................................................................................ 14 第四章 传动比的计算和选择 (15) 4.1 驱动桥主减速器传动比0i 的选择 (15) 4.2 变速器传动比g i 的选择 ................................................................................................................ 15 4.2.1 变速器一档传动比的选择 . (15) 4.2.2 变速器的选择 (16) 第五章 汽车动力性能计算 (18) 5.1 驱动力与行驶阻力平衡计算 (18) 5.1.1 驱动力的计算 ........................................................................................................................ 18 5.1.2 行驶阻力计算 ........................................................................................................................ 19 5.1.3 驱动力与行驶阻力平衡图 . (19)