摘要
悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或承载式车身)与车轴(或与车轮)弹性的连接起来.其主要任务是传递作用在车轮与车架(或承载式车身)之间的一切力和力矩,并且缓和不平路面传给车架(或承载式车身)的冲击载荷,衰减由冲击载荷引起的承载系统的震动,以保证汽车的正常行驶。本次文就是对载货汽车后悬架主副簧进行设计并对设计结果进行校核,保证设计满足汽车对安全方面的要求。本次设计首先根据汽车后轴载荷和非簧载质量确定每副钢板弹簧的载荷,通过钢板弹簧满载和空载载荷的不同来确定主副簧的刚度分配,同时根据汽车轴距来确定钢板弹簧的长度。根据公式算出钢板弹簧所需总惯性矩,这样就能算出钢板弹簧的大致厚度和宽度。用画图法可以确定每个钢板弹簧的长度。最后对钢板弹簧进行校核,保证钢板弹簧满足要求。
关键词:钢板弹簧;复合簧;后悬架。
Abstract
suspension assembly is one of the most important part of modern automotive, it links the frame (or Unibody) and axle (or wheel) . Its main task is to pass the effect of all force and torque between the wheel and the frame, and relax the impact load of the frame passed from rough road to ensure the normal running of the car. The article is to design the primary and secondary spring of rear suspension, and check the design to ensure the design meets automotive safety requirements. The design is first based on the vehicle rear axle load and non-sprung mass to determine the load of each leaf spring, according the different loads of full and no load to distribution the stiffness, while use the vehicle wheelbase to determine he length of the leaf spring. According to the formula to calculate the total inertia moment of leaf springs, so you can calculate the approximate thickness and width. Drawing method can be used to determine the length of each leaf spring. Finally, check the leaf springs to ensure it meet the requirements.
Keywords: leaf spring; composite spring; rear suspension
引言 (3)
1.1 汽车的发展历史 (3)
1.2 汽车的构造 (3)
1.3 汽车悬架系统的作用、组成与分类 (4)
1.3.1 汽车悬架系统的作用 (4)
1.3.2 汽车悬架系统的组成 (5)
1.3.3 汽车悬架系统的分类 (6)
1.4 该项研究的目的与意义 (7)
1.5 国内外研究现状、发展动态 (7)
1.6 钢板弹簧 (8)
1.6.1 钢板弹簧的基本结构和作用原理 (8)
2 钢板弹簧的布置方案及材料选择 (9)
3 汽车后悬架系统钢板弹簧的设计计算 (10)
3.1 设计给定参数 (10)
3.2 钢板弹簧主要参数的确定 (10)
3.2.1 前后悬架静挠度和动挠度的选择 (10)
3.2.2 钢板弹簧满载弧高的选择 (11)
3.2.3 钢板弹簧长度的确定 (11)
3.2.4 悬架主、副钢板弹簧的刚度分配 (12)
3.2.5 钢板弹簧所需的总惯性矩的计算 (13)
3.2.6 根据强度要求计算钢板弹簧总截面系数 (14)
3.2.7 钢板弹簧平均厚度的计算 (14)
3.2.8 验算在最大动行程时的最大应力 (15)
3.2.9 钢板弹簧叶片断面形状及尺寸的选择 (15)
3.3 钢板弹簧的设计及校核 (17)
3.3.1 钢板弹簧各片长度的确定 (17)
3.3.2 钢板弹簧刚度的验算 (19)
3.4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高和曲率半径计算 (21)
3.4.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高 (21)
3.4.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径 (23)
3.4.3 钢板弹簧叶片在自由状态下曲率半径的计算 (23)
3.4.4 钢板弹簧各叶片在自由状态下的曲率半径和弧高的计算 (24)
3.4.5 钢板弹簧总成弧高的核算 (26)
3.5 叶片端部形状的选择 (28)
3.6 钢板弹簧两端与车架的连接 (29)
3.7 钢板弹簧弹簧销和卷耳的设计 (29)
3.7.1 弹簧销的设计 (30)
3.7.2 卷耳尺寸的确定 (30)
4结论 (31)
参考文献 (32)
5 致谢 (33)
1.1 汽车的发展历史
自1886年世界上第一辆汽车诞生以来,汽车已经历了120多年的发展来历程。随着科学技术日益发展,汽车的各项性能也日臻完善。现代汽车已经成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通运输工具。
在汽车发展的短短一百多年的历史中,出现了三次革命。第一次革命是19世纪末发生在欧洲的汽车手工制作革命。随着蒸汽机、汽油机、柴油机等动力机械的出现,人们开始将这些机械装在马车上,就诞生了各种各样的汽车。那时的汽车都是一件一件的用手工制作,在一个作坊里或一个小车间里,就可以生产一部汽车。这种单一的生产模式使得汽车生产成本昂贵,所以汽车只是富豪们的享受品。即便在汽车制造完全机械化的今天,欧洲人还保留着这种生产模式,并生产出像“劳斯莱斯”这样的超豪华车。
汽车的第二次工业革命是汽车的大规模生产。1914年,亨利.福特发明了生产线,流水线大大地降低了汽车的安装时间和成本。福特汽车公司生产出价廉物美的T型车,这是汽车走向大众的起点。流水线的发明不仅是汽车历史上的一次革命,也给人类带来了工业历史上的一次革命。
汽车的第三次革命是20世纪70年代发生在日本的精益生产。20世纪60年代,日本实现了经济腾飞,汽车行业也随之发展。到70年代,日本一下子自成为世界上第二汽车生产大国。80年代,其产量还一度超过美国。
汽车是国民经济的支柱产业。汽车带动着很多行业的发展,如加油站、公路等。汽车发展到今天,已经不再是简单的交通运输工具,而且成为一种时尚。公路上奔驰着各种各样的汽车,车展上厂家不断推出独具风情的款式。现在汽车发展的格局变换非常快。全球汽车公司不断更新汽车款式、提高汽车性能,不断将生产和采购向发展中国家转移,以降低成本,追求利润。汽车界正在萌发一场新的革命,这次革命的核心还比较模糊。无疑的谁走在这场浪潮的前沿,谁就将傲立于世界汽车之林[1]。
1.2 汽车的构造
汽车通常由发动机、底盘、车身和电气设备4部分组成。
发动机的作用是使输进气缸的燃料燃烧而发出动力。现代汽车广泛应用往复式活塞式内燃
机,它一般由机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、启动系统等部分组成。
底盘接受发动机的动力,使汽车产生运动,并保证汽车按照驾驶员的操作正常行驶。底盘由下列部分组成:
传动系统:将发动机的动力传给车轮。传动系统包括离合器、变速器、传动轴、主减速器及差速器、传动轴等部分。
行驶系统:使汽车各总成及部件安装在合适的位置,对全车起支撑作用和对路面起附着作用,缓和道路冲击和振动。它包括支撑全车的承载式车身及副车架、前悬架、前轮、后悬架、后轮等部分。
转向系统:使汽车按驾驶员选定的方向行驶。它由带转向盘的转向器及转向传动装置组成,有的汽车还有转向助力装置。
制动系统:是汽车减速或停车,并可保证驾驶员离去后汽车可靠的停驻。它包括前轮制动器、后轮制动器以及控制装置和供能装置。
车身是驾驶员的工作场所,也是装载乘客和货物的地方。它包括车前板制件、车身本体、还包括货车的驾驶室和货箱以及某些汽车上的专用作业设备。
电气设备包括电源组、发动机启动系统和点火系统、汽车照明和信号装置、仪表、导航系统、电视、音响等电子设备、微机处理、中央计算机及各种人工智能的操作装置等[2]。
1.3 汽车悬架系统的作用、组成与分类
1.3.1 汽车悬架系统的作用
悬架是车身与车轮之间的一切传力连接装置的总称。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)弹性的连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩,比如支撑力、制动力和驱动力等;缓和由不平路面传给车架(或车身)的冲击载荷,衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动,保证汽车的行驶平顺性;保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性,保证汽车操纵稳定性,使汽车获得高速行驶能力。悬架的主要职能有三个:
1)连接车体和车轮,并用适度的刚性支撑车轮;
2)吸收来自路面的冲击,提高乘坐舒适性;
3)有助于行驶中车体的稳定,提高操纵性能。
悬架系统的这些作用是紧密相连的,但又是相互矛盾的,比如提高舒适性,那么车辆稳定
性就会降低。所以悬架系统的设计就是要争取达到最佳的平衡状态[3]。
由实践得知,悬架对汽车的行驶平顺性、稳定性、通过性、燃油经济性等多种使用性能都有影响,因此在选择悬架参数及布置导向机构时,应注意满足这些性能的要求。在悬架设计中应满足这些性能的要求,其要点如下:
1)保证汽车有良好的行驶平顺性。为此,汽车应有较低的振动频率。
2)有合适的减振性能。它应与悬架的弹性特性很好的匹配,保证车身和车轮在共振区的振幅小,振动衰减快。
3)保证汽车有良好的操纵稳定性。导向机构在车轮跳动时,应不使主销定位参数变化过大,车轮运动与导向机构运动应协调,不出现摆振现象。转向时整车应有一些不足转向特性。
4)汽车制动和加速时能保持车身稳定,减少车身纵倾的可能性。
能可靠的传递车身与车轮间的一切力和力矩,零部件质量轻并有足够的强度和寿命[4]。
1.3.2 汽车悬架系统的组成
汽车悬架尽管有各中不同的结构形式,但一般都是由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。
弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。其种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦,路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的,特别是在坏路面上高速行驶时这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车身时,可能引起汽车机件的早期损坏;传给乘员和货物时,将使乘员感到极不舒适,货物也可能受到损伤。为了缓和冲击,在汽车行驶系中,除了采用弹性的充气轮胎之外,还应采用弹性元件来缓和振动。持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳。故悬架系统还应具有减振作用,以使振动衰减,振幅减小,为此,在许多形式的悬架系统中都设有专门的减振器。即减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时,可不另设导向机构,它本身兼起导向作用。有些轿车和客车上,为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜,在悬架系统中加设横向稳定杆,目的是提高横向刚度,使汽车具有不足转向特性,改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性[5]。
悬架系统只要求具备上述各个功能,在结构上并非一定要设置这些单独的装置。例如CA1092所采用的钢板弹簧,除了作为弹性元件起缓冲作用外,它在汽车上纵向安置,并且一端与车架
做固定铰链连接时,就可担负起决定车轮运动轨迹的任务,因而就没有必要再设置其它导向机构。此外,一般钢板弹簧是多片叠成的,它本身即具有一定的减振能力,因而对减振要求不高时,在采用钢板弹簧作为弹性元件的悬架系统中,就可以不装减振器(一般中型货车的后悬架和重型货车悬架中都不装减振器)[6]。
1.3.3 汽车悬架系统的分类
现代汽车悬架的发展十分快,崭新的悬架装置不断出现。其分类方法有很多种。
根据汽车导向机构的不同悬架可分为独立悬架和非独立悬架。
非独立悬架:其特点是两侧车轮安装于一个整体式车桥上,当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮,当车轮上下跳动时定位参数变化小。若采用钢板弹簧作弹性元件,它可兼起导向作用,使结构大为简化,降低成本。目前广泛应用于货车和大客车上,有些轿车后悬架也有采用的。非独立悬架由于非簧载质量比较大,高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大,平顺性较差。其常见的形式有:
1)纵置板簧式非独立悬架;
2)螺旋弹簧非独立悬架;
3)空气弹簧非独立悬架;
4)汽油弹簧非独立悬架等。
独立悬架:随着高速公路网的发展,促使汽车速度不断提高,使得非独立悬架已不能满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性等方面提出的要求。因此,在汽车悬架系统中采用独立悬架已备受关注,尤其是在轿车的前悬架中一无例外地采用了独立悬架[7]。
独立悬架的结构特点是两侧车轮分别独立地与车架(或车身)弹性地连接,当一侧车轮受冲击,其运动不直接影响到另一侧车轮,独立悬架所采用的车桥是断开式的。这样使得发动机可放低安装,有利于降低汽车重心,并使结构紧凑。独立悬架允许前轮有大的跳动空间,有利于转向,便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善。同时独立悬架非簧载质量小,可提高汽车车轮的附着性。
独立悬架中多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧作为弹性元件,钢板弹簧和其他形式的弹簧用得较少。独立悬架的结构类型很多,主要可按车轮运动形式分为以下四类:
1)车轮在汽车横向平面内摆动的悬架(横臂式独立悬架);
2)车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架(纵臂式独立悬架);
3)车轮沿主销移动的悬架,其中包括:烛式悬架和麦弗逊式悬架;
4)车轮在汽车的斜向平面内摆动摆动的悬架(单臂式独立悬架)。
上面讲述的是传统的悬架系统,其刚度和阻尼是按经验或优化设计的方法确定的,根据这些参数设计的方法悬架结构,在汽车行驶过程中,其性能是不变的,也是无法进行调节的,也就是说,传统的悬架系统只能保证在一定的道路状态和行驶速度下达到性能最佳。从而使汽车行驶平顺性、安全性受到一定的影响。故称传统的悬架系统为被动悬架。随着高速公路网的发展和路面条件的改善,人们希望汽车不仅有很高的行驶速度,而且还要有很好的行驶平顺性、安全性和乘坐舒适性。因而在20世纪60年代,国外提出了悬架系统可根据汽车[8]。
1.4 该项研究的目的与意义
本次毕业设计的题目为:汽车后悬架复合簧设计。悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或承载式车身)与车轴(或与车轮)弹性的连接起来.其主要任务是传递作用在车轮与车架(或承载式车身)之间的一切力和力矩,并且缓和不平路面传给车架(或承载式车身)的冲击载荷,衰减由冲击载荷引起的承载系统的震动,以保证汽车的正常行驶。
悬架结构形式和性能参数的选择合理与否,直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。汽车悬架往往被列为重要部件编入轿车的技术规格表,作为衡量汽车质量的指标之一。
随着汽车技术的发展,人们对悬架的性能提出了更高的要求,因此悬架的发展成为一种必然受到人们的重视,本课题即在对悬架知识的了解掌握的基础上,对汽车后悬架进行设计。
1.5 国内外研究现状、发展动态
随着汽车行业的发展,人们对汽车的综合性能提出了更高的要求,特别是操纵性、舒适性、通过性、安全性等,故而对其悬架系统的性能也提出更高的要求:(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,通过选用合适的制造材料和合理的结构设计,提高零部件强度和使用寿命,降低生产成本,从而使汽车具有良好的行驶平顺性,进而改善汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性,提高汽车的性价比。
近年来,国内外随着高速公路的发展,车速的进一步提高,对汽车悬架的结构发展设计提出越来越高的要求。
国内外汽车悬架的发展点,主要是围绕着小轿车进行的。这是因为轿车的车速高,对舒适性、操纵稳定性要求高的缘故。大客车、货车的悬架也在发展,但大多数是在轿车的经验与成
果的基础上推广的。
货车的悬架,目前大多数仍采用纵置半椭圆钢板弹簧非独立悬架。少数采用了扭杆弹簧独立悬架。
在重型矿自卸用车上,为改善驾驶员的劳动条件,减少颠簸,提高汽车的平均速度,越来越多的采用油气悬架代替钢板弹簧悬架。
为了提高载重汽车的运输效率,应尽量增加载重量和车箱容积。这样,为使轴荷不超过公路允许范围,采用了多轴汽车。多轴汽车由于悬架系统的静不定,需采用平衡悬架。目前在国外已有不少车型使用一种摆臂式后轴平衡悬架。这种悬架的主要优点是:相对于常用的推杆式平衡悬架来说,取消了从动轴的整体梁所以减小了非簧载质量,提高了行驶平顺性;因为悬架和车架两点支撑,对车架受力有利;和一般货车的零、部件多数能实现通用;制动力矩容易平衡,并且汽车向前行驶时,由于载荷转移而增加了驱动轮对地面的压力,故能提高车轮与地面间的附着性能等。此外,如在从动轴上安装一个简单的举升油缸,在空载行驶时,通过杠杆机构可将从动轮升起,使其减少从动轮的磨损并降低油耗。
轴数更多的汽车(多于四轴),由于悬架系统静不定,使得汽车在不平路面上行驶时各轴上的载荷分配不断发生变化。如要得到可以保证车轴上载荷不变,且与路面结构无关的悬架系统,其最好的方法是在静不定的车轴上装空气弹簧悬架。但这会使结构复杂,成本高,很难调整恰当和不易保修等。所以,应该力图采用专同形式的钢板弹簧悬架,并达到近似于空气弹簧悬架的工作性能。
据分析得知,在多轴汽车上采用传统的钢板弹簧时,应适当的调整吊耳长度和摆动角度。利用随吊耳实际摆角迅速增加的吊耳水平分力,可得到工作载荷有一个在大值的一条悬架特性曲线。在这个最大值附近,悬架可以在近乎载荷不变的情况下工作。因此多轴汽车仍可采用结构简单的非平衡式钢板弹簧悬架[9]。
1.6 钢板弹簧
一般载货汽车均采用钢板弹簧作为弹性元件的非独立悬架,因钢板弹簧既有缓冲、减振的功能,又起传力和导向的作用,使得悬架结构大为简化。
1.6.1 钢板弹簧的基本结构和作用原理
在板簧式非独立悬架中,钢板弹簧一般是纵向安置,它与车桥的连接绝大多数是用两个U 形螺栓,将钢板弹簧的中部刚性地固定在车桥上部。钢板弹簧两端通过钢板弹簧销与车架支座活动铰接,以起传力和导向作用。
钢板弹簧由若干长度不等、等宽等厚(厚度也可不等)的弹簧钢片迭成,构成整体上近似于等强度的弹性梁,最长的第一片称为主片,两端有卷耳。钢板弹簧的的卷耳受力严重,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曲成卷耳,包在主片卷耳的外面(亦称包耳)。自由状态下钢片曲率半径不同,下片小于上片,多片钢板由中心螺栓和若干钢板夹连在一起。钢片之间须涂上较稠的石墨润滑脂,以减小各片弹簧之间的干摩擦和减小噪声。
钢板弹簧变形时,为保证车架两端与钢板弹簧连接的卷耳间的距离有伸缩的余地弹簧后端与车架的连接通常采用了以下几种结构型式:
1)吊耳支架式,解放CAl091型载货汽车前悬架采用;
2)滑板支承式,东风EQl090E型载货汽车前悬架采用;
3)橡胶块支承式,一汽早期生产的2.5t越野汽车前悬架采用。
钢板弹簧非独立悬架的结构特点:钢板弹簧一般安装在非独立悬架上,沿汽车纵向放置;钢板弹簧中部用U型螺栓通过上下盖板和下托板与车桥固定连接,前端卷耳用销子与支架相连;后端卷耳通过销子与车架上的摆动吊耳相连,形成活动铰链支点,保证弹簧变形时两端卷耳间的距离有改变的可能。
有的钢板弹簧后端与车架之间采用滑板式连接滑板式连接结构简单,拆装方便,不须润滑,广泛应用于货车。
货车后悬架所受载荷因汽车装载量不同在很大范围内变化,要求悬架刚度可变,一般采用加置加副弹簧的方式以达到设计要求。副钢板弹簧总成一般装在主钢板弹簧总成上方,当后悬架负荷较小时,仅由主钢板弹簧起作用。在负荷增加到一定程度时,副钢板弹簧总成与车架上的支架接触,开始起作用。此时,主、副钢板弹簧一起工作,一起承受载荷而使悬架刚度增大,保证车身振动频率不致因载荷增加而变化过大。这种结构形式的悬架,其主要缺点是刚度的增加很突然,对汽车行驶平顺性不利。为提高汽车的平顺性,有的轻型汽车上采用将副簧置于主簧下面的渐变刚度钢板弹簧[10]。
2 钢板弹簧的布置方案及材料选择
钢板弹簧在汽车上可以纵置或者横置。后者因为要传递纵向力,必须设置附加的导向传力装置,使结构复杂、质量加大,所以只在少数轻、微型车上应用。纵置钢板弹簧能传递各种力和力矩,并且结构简单,故在汽车上得到广泛应用。
纵置钢板弹簧又有对称式与不对称式之分。钢板弹簧中部在车桥上的固定中心至钢板弹簧两端卷耳中心之间的距离若相等,则为对称式钢板弹簧;若不相等,则称为不对称式钢板弹簧。多数情况下汽车采用对称式钢板弹簧。由于整车布置上的原因,或者钢板弹簧在汽车上的安装
位置不动,又要改变轴距或者通过变化轴距达到改善轴荷分配的目的时,采用不对称式钢板弹簧。
根据钢板弹簧的工作情况和GB/T1222-1984,选择60Si2MnA 作为钢板弹簧的材料。高温回火后有良好的综合力学性能。用60Si2MnA 制钢板弹簧,热处理:870℃油浴淬火、440℃中温回火,再经表面喷丸处理。
我们此次研究的EQ1080厢式运输车汽车后悬挂系统钢板弹簧拟采用纵置对称式钢板弹簧
3 汽车后悬架系统钢板弹簧的设计计算
3.1 设计给定参数
后轴荷: 5485kg 后轴非簧载质量: 675kg 汽车轴距: 4500mm 。
1)后悬架簧载质量=5485-675=4810kg
2) 每副钢板弹簧载荷:Pc = 2356928.94810=÷?N
3.2 钢板弹簧主要参数的确定
悬架的设计和主要参数的选择首先取决于整车的一系列总布置参数,以及它们的关系。例如每副弹簧上的载荷就和整车重量、轴距、重心位置等参数有关;悬架的结构布置和几何参数也必须与整车总体布置相适应。所以,确定悬架的主要性能参数也应从整车出发来考虑。根据汽车的综合性能要求,悬架应首先考虑保证汽车有良好的行驶平顺性和操纵稳定性,这就是我们选择悬架主要参数的基本依据。
3.2.1 前后悬架静挠度和动挠度的选择
表3.1 汽车悬架的偏频、静挠度和动挠度
前后悬架静挠度的匹配对汽车行驶平顺性有很大影响,一般希望前、后悬架的静挠度值以及振动频率值都比较接近,这样可以减少共振机会,同时希望后悬架的静挠度2c f 比前悬架的1c f 小一些,以减少车身纵向角振动,据统计,一般取12)9.0~7.0(c c f f =。货车后悬架的动挠度的变化范围是:6~9cm ,满载动挠度选取cm f d 7=。
对于我们要研究的汽车的前悬架系统,选取静挠度为cm f c 75.81=。后悬架系统,选取静挠度
cm f f c c 78.012=?=,由公式Hz f n 5
=,得满载偏频为Hz n 89.175==。
3.2.2 钢板弹簧满载弧高的选择
满载弧高a f 是指钢板弹簧装到车轴上,汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端(不包括卷耳孔半径)连线间的最大高度差。弧高a f 用来保证汽车具有给定的高度。它直接影响车身高度。一般希望它等于零,可使弹簧满载时在对称位置工作,但考虑到弹簧在使用中会产生塑性变形,要由a f 给予补偿。有时为了车架具有一定高度,而又不使动挠度值过小,也许给予一定的a f 值进
行补偿。通常取mm f a 20~10=。在此我们选取mm f a 15=。
3.2.3 钢板弹簧长度的确定
系钢板弹簧伸直后两卷耳中心线间的距离。它是钢板弹簧的主要参数之一。要合理的确定弹簧长度,必须考虑多方面的因素。增加钢板弹簧长度L 能显著降低弹簧应力,这不仅提高了弹簧的强度,而且随L 的增长,弹簧变形时应力变化幅度减小,从而使弹簧使用寿命得以提高。因此,原则上在总布置许可的范围内,应尽可能将钢板弹簧取长些。一般取钢板弹簧长度为(0.35~0.45)倍的轴距[12]。
EQ1080厢式运输车的轴距为4500mm ,则主簧长度是:
L = 1620450036.0=?mm 。
副簧长度为:1200mm
3.2.4 悬架主、副钢板弹簧的刚度分配
设计主、副钢板弹簧结构参数时,首先应确定主、副簧之间的刚度分配以及副簧开始参加工作时的载荷。
设副簧开始作用时的悬架挠度a f 等于汽车空载时悬架的挠度o f ;副簧即将起作用时的挠度
k f 等于满载时的悬架挠度c f ,由此可到以下等式,即
m o c p f 0=
;a
m k
a c c p f +=; m k
k c p f =
;a
m c c c c p f +=。 (式3.1)
式中 0p ---汽车空载时悬架上的载荷; k p ---副簧起作用时悬架上的载荷; c
p ---汽车满载时悬架上的载荷;
m
c 、
a
c ---分别为主、副簧的刚度。
根据上述假设,即0f f a =,c k f f =。则
m a m k c p c c p 0=+;a
m c
m k c c p c p += (式3.2)
经整理后,可得:
1-=λm
a
c c (式3.3) c k p p p ?=0 (式3.4)
其中 0p p c =λ
又 c p =23569N ;空载时整车质量为4250kg ,EQ1080厢式运输车在空载时的轴荷分配范围为:
前轴为50%~60%;后轴为40%~50%。所以,空载时悬架载荷N 5.022529.8675-0.40M 0=÷?=
)(p 。则
17.115.502223569=-=m
a
c c ; N p c 10880p p 0k =?=。
悬架总体刚度为1
7.33623569-?===mm N f p c c c ,不难得到主、副弹簧的刚度:
mm N C m 2.155= mm N C a 5.181=
汽车后钢板弹簧在空载、满载和副簧起作用时的载荷分别为:
N P 5.50220= N P k 10880= c p =23569N
3.2.5 钢板弹簧所需的总惯性矩的计算
有关钢板弹簧的刚度、强度等,可按等截面简支梁的计算公式计算,但需引入挠度增大系数δ加以修正。因此,可根据修正后的简支梁公式计算钢板弹簧所需要的总惯性矩o J 。对于钢板弹簧
E
C
Ks L J 48)(30-=
δ (式3.5)
式中 δ—挠度增大系数,11.5/[1.04(10.5/)]n n δ=?+?;
1n —与主片等长的重叠片数; n —钢板弹簧总片数; L —钢板弹簧长度,mm ;
s K .—钢板弹簧非工作部分长度,s 是U 型螺栓中心距,132s mm =,k 非工作长度系数,
如刚性夹紧,取0.5k =;挠性加紧,取0k =; E —弹簧材料弹性模量,取MPa E 5101.2?=,材料为60Si2Mn 。 (1)主簧:
取 12n =,n=12 则
()[]33.11225.0104.15.1=?+?=δ
可得
45
306.7684810
1.248
2.155)1325.01620(3
3.1mm J =????-?= (2)副簧:
取 '11n =,'8n =。 则
()[]33.115.0104.15.1=?+?=δ
可得
4
5
306.34922101.2485.181)1325.01200(33.1'mm J =????-?=
3.2.6 根据强度要求计算钢板弹簧总截面系数
截面系数指机械零件和构件的一种截面几何参量,旧称截面模量。它用以计算零件、构件的抗弯强度和抗扭强度,或者用以计算在给定的弯矩或扭矩条件下截面上的最大应力。
根据材料力学,在承受弯矩Μ的梁截面上和承受扭矩T 的杆截面上,最大的弯曲应力σ和最大的扭转应力τ出现于离弯曲中性轴线和扭转中性点垂直距离最远的面或点上。σ和τ的数值为Jxx 和J 0分别围绕中性轴线XX 和中性点O 的截面惯性矩;Jxx/y 和J 0/y 分别为弯曲和扭转的截面模量。一般截面系数的符号为W ,单位为mm 3。截面的抗弯和抗扭强度与相应的截面系数成正比[13]。
计算公式:
][4)(0c w c W ks L p σσ≤-?= (式3.6)
即
0][4)(W ks L p c w ≤-?σ (式3.7) 对于60Si2MnA 弹簧钢,表面经喷丸处理后,推荐许用静应力
[]
c σ在下列范围内取值:前弹簧
和平衡悬架弹簧为2350~450/N mm ;后主簧为2450~550/N mm ;后副簧为2
220~250/N mm 。
(1)主簧:
取 2[]500/c N mm σ=
N p p p k c w 18129210880235692=-=-=
得
32.14086500
4)
1325.01620(181290mm W =??-?≥
取0W = 32.14086mm
(2)副簧:
取'2[]240/c N mm σ=
N p p k w 54402108802'===
得
306426240
4)
1325.01200(5440'mm W =??-?≥
'0W = 36426mm
3.2.7 钢板弹簧平均厚度的计算
计算公式:
2/p o o h J W = (式3.8)
(1)主簧:
=0J 4
6.76848mm 0W = 32.14086mm
mm h p 9.102.140866.768482=?=
(2)副簧:
='0J 46.34922mm '0W = 3
0.6426mm
mm h p 87.100.64266.349222'=?=
3.2.8 验算在最大动行程时的最大应力
计算公式:
MPa ks L f f Eh d c p 1000)
()
(62
max ≤-+=
δσ (式3.9)
(1)主簧:
M P a E 5
101.2?= mm h p 9.10= m w c c p f =
mm f d 70= 33.1=δ 代入公式计算得:
MPa MPa 10008.798)
1325.01620(33.1)
702.15518129(9.10101.262
5max <=?-?+÷????=σ (2)副簧:
MPa E 5101.2?=、mm h p 87.10'=、'''m w c p f =、mm f d 70='
、33.1='δ
代入公式计算得:
MPa MPa 10006.800)1325.01200(33.1)
705.1815440(87.10101.262
5max <=?-?+÷????=σ
主、副簧都符合要求,能够满足钢板弹簧对疲劳寿命的要求。
3.2.9 钢板弹簧叶片断面形状及尺寸的选择
(1)叶片宽度b
推荐片宽与片厚的比值/p b h 在6~10范围内选取。 主簧:)109~4.65(mm mm b ∈ 副簧:)7.108~2.65(mm mm b ∈
(2)叶片厚度h
当钢板弹簧长度受限不能加长时,为了加强主片,常将主片的厚度加厚,这是在主片中可能引起较大的应力,为了减小主片应力,钢板弹簧其余叶片通常选取较小的厚度,且给较大的曲率,以使它们承受较大的负荷来减轻主片的负荷。整幅弹簧的各片虽可用不等厚度,但不能超过三组,为使叶片寿命相差不多,最厚片与最薄片厚度之比应小于1.5。
参考叶片宽度范围和弹簧钢片断面扁钢的尺寸规格(GB/T 1222-1984),最终确定叶片厚度和宽度:
主簧叶片断面尺寸(mm):1~4片取12
100?
?h
b,
=
5~12片取11
?h
b;
=
100?
副簧叶片断面尺寸(mm):11
=
b。
?h
100
'
'?
表3.2 扁刚尺寸规格
(
叶片断面除普遍应用的矩形断面(图3.1a)外,为了提高钢板弹簧耐疲劳强度和减轻重量,采用了特殊形状的断面,常见的是单面带抛物线边缘的(图3.1c)和单面带槽的(图3.1b、d)。
图4.1所示为目前采用的常见断面形状。
图3.1 钢板弹簧叶片的断面形状
a )矩形断面
b ) 单面有单槽的断面
c )单面有抛物线边缘的断面
d )单面有双槽的断面
矩形断面的中性线位于断面中央,叶片的上下表面的拉、压应力的绝对值相等。使用经验表明,钢板弹簧叶片的疲劳裂纹往往是从受拉的一面开始,特别是在断面棱角处有较大的应力集中。因此矩形断的叶片呈受拉应力的一面易破坏。
目前广泛采用的矩形断面大致有两种,一种是两边带圆弧的平扁钢,另一种是具有一定的凹度的双凹扁钢。实践证明,双凹扁钢的叶片在弯曲变形时,整个断面的两边都略向上翘曲,下表面趋于平面,上表面则使原有的凹度大大增加,则各片间只有两棱边接触。棱边产生较大的接触应力和应力集中,成为早期疲劳破坏的起点。改成平扁钢后,钢板弹簧的疲劳寿命有大幅提高。可见改进叶片断面形状是提高弹簧疲劳寿命的一条重要途径,因此近年来出现了一些特殊断面的叶片[14]。
矩形断面是最常见的最简单的断面形式。在此我们选取矩形断面钢板弹簧为此次设计的弹簧类型。
前面初选的主、副簧总片数:
主簧:12n = 12=n ;副簧:'11n = 6='n 。
3.3 钢板弹簧的设计及校核
3.3.1 钢板弹簧各片长度的确定
为了尽量降低弹簧钢材的消耗,减轻钢板弹簧自重,在选择各叶片长度时,应使沿弹簧长度变化的应力均匀分布,以保证各片有相同的疲劳强度(各片具有大致相同的使用寿命)。
确定钢板弹簧叶片各片长度的方法,有计算法和作图法两种。目前大多数采用简单而实用的作图法。该法是基于实际钢板弹簧各叶片的展开图接近梯形梁形状这一原则来做图的,其具体做法如下:
如图3.2所示,先将各叶片厚度i h 的立方值3i h 按同一比例尺沿纵坐标绘出,再沿横坐标绘出主片长度的一半L/2和U 型螺栓中心距的一半S/2,得A 、B 两点。连接A 、B 两点就得到三角形的钢
板弹簧展开图。AB线与各叶片上侧边的交点即决定了各片长度。
如果如为了加强主片而将第二片、第三片做的与主片等长时,存在与主片等长的重叠片,就从B点到最后一个重叠片的上侧边端点连一直线,此直线与各片上侧边的交点即决定了各片长度。各片实际长度尺寸需经圆整后确定[15]。
图3.2 确定钢板弹簧各片长度的作图法
1)后主簧各叶片长度的确定
根据作图法要求绘制出相关图形,见图3.3。
图3.3 主簧长度计算-作图法
各片长度确定见下表:
表3.3 作图法确定的主簧各片长度
根据作图法要求绘制出相关图形,见图3.4。
图3.4 副簧长度计算-作图法
各片长度确定见下表:
表3.5 作图法确定的副簧各片长度
3.3.2 钢板弹簧刚度的验算
由于前面求得的惯性矩所确定的片厚、片宽等很难保证所要求的的静挠度和弹簧刚度。这是因为挠度系数δ是在很大范围)5.1
1(内选取的;在各片长度尚未确定的情况下,δ值不可能
~
选得准确;另外选定各片厚度和片宽之后,计算出的实际惯性矩与理论要求的数值也有所差别;同时叶片端部形状对刚度的影响也未予以考虑。为此,需要更精确的公式对刚度进行计算。如
不能满足要求,可适当的调整各片长度或改变断面尺寸时期刚度接近所要求的理论值[16]。
一般用共同曲率法进行计算,用共同曲率法计算刚度的前提是,假定同一截面上各片曲率变化值相同,各片所承受的弯矩正比于其惯性矩,同时该截面上各片的弯矩和等于外力所引起的弯矩。
验算钢板弹簧实际刚度公式为:
)
(611
3
1
+=+-=
∑k k n
k k Y Y E
c a
α (式3.11)
其中 111k k a l l ++=-,∑==k
i i
k J
Y 1
1,∑+=+=11
11
k i i k J Y ,∑=k
i i
J
1
为第一片到第k 片处所有叶片的惯性矩
之和。
式中 α为经验修正系数,)94.0~90.0(=α;E 为材料弹性模量;1l 、1+k l 为主片和第1+k 片的
一半长度。
主簧刚度计算:
为计算方便,在进行设计时,通常采用列表法计算。
刚度公式中3
111()i
k k k k a Y Y ++=-∑部分计算见下表:
表3.5 主簧相关计算
专业汽车结构与设计大作业题目:自装卸垃圾汽车设计 学院: 班级: 姓名: 学号:
自装卸垃圾汽车设计 摘要:自装卸垃圾车是搜集分散在城市垃圾点上的桶装生活垃圾,并运转到垃圾处理厂的专业汽车。目前,国产自装卸垃圾汽车一般是在二类汽车基础上改装而成的侧装式自装卸垃圾汽车。具有集装速度快、二次污染少、操作方便、结构简单等的优点。本文主要对自装卸垃圾汽车的举升机构和液压系统进行介绍和设计。 关键词:自装卸垃圾汽车、举升机构、液压系统、工作效率、环保。 正文:近年来,由于社会经济的快速发展和城市人口的急速增长,城市固体废弃物的数量和种类也随着迅速增加,环保已经成为了一个非常重要的问题。一方面是因为大量的城市垃圾对人们优美舒适的工作、学习和生活造成了极其恶劣的影响;另一方面,大量的城市垃圾严重威胁着人类赖以生存的环境。从长远发展来看,垃圾车是环卫工作的重要装备,有着广阔的发展前景。所以,设计出环保、工作效率高的自装卸垃圾车便显得尤为重要。 本文所设计的自装卸垃圾车是由EQ1091货车改装而成,改装后的车身装载质量为4500kg。卸载采用的是普通自卸汽车额后倾自卸形式,装载采用的是右前侧吊装形式,吊装机构布置在车厢右前侧。 确定车厢尺寸:参考自卸车相关资料,选用车厢的尺寸为长3600mm,宽2100mm,高1580mm。
确定最大举升角:自卸机构必须保证车厢自动举升和倾斜,最大举升角一般设计等于或大于48°,本文选取最大举升角为50°。 一、举升机构的选择 (一)举升机构的作用 举升机构是自卸汽车的重要组成部分,它直接关系着自卸车使用性能和整体布置,决定了自卸汽车的优劣。装有举升机构的自卸式垃圾汽车可实现垃圾的快速搜集运输,很大程度上节省了垃圾倾倒时间和劳动力,缩短了运输周期,提高了工作效率,改善了工人的劳动环境。因此,举升机构的选择对自卸式垃圾车有着极其重要的作用。 (二)举升机构形式的选择 举升机构分为两类:直推式和连杆组合式。 直推式举升机构利用液压缸直接作用与车厢,有布置简单、结构紧凑、举升效率高、设计容易等的优点。举升过程是通过油箱直接顶起车厢,一般采用双油缸结构来提高整车的稳定性,但是容易导致油缸泄漏或双杠不同步,进而造成车厢举升力不均,损坏油缸,甚至造成车厢变形的严重后果。从整车稳定性来考虑,直推式举升机构适用于重型自卸汽车。 举升机构原理图
汽车悬架设计毕业论文 目录 摘要............................................ 错误!未定义书签。目录............................................................ I 绪论 (1) 1.1汽车悬架概述 (1) 1.2论文研究的背景及意义 (2) 1.3 毕业论文研究容 (2) 第2章汽车悬架概述 (3) 2.1悬架基本概念 (3) 2.1.1悬架概念 (3) 2.1.2悬架最主要的功能 (3) 2.1.3悬架基本组成 (3) 2.1.4悬架类型 (4) 2.2悬架系统研究与设计的领域 (4) 2.3悬架设计要求 (4) 2.4悬架的主要特性 (5) 2.4.1 悬架的垂直弹性特性 (5) 2.4.2 减振器的特性 (6) 2.5 本章小结 (6) 第3章悬架对汽车主要性能的影响 (7) 3.1悬架对汽车平顺性的影响 (7) 3.1.1悬架弹性特性对汽车行驶平顺性的影响 (7) 3.1.2悬架系统中的阻尼对汽车行驶平顺性的影响 (10) 3.1.3非簧载质量对汽车行驶平顺性的影响 (11) 3.1.4改善平顺性的主要措施 (12) 3.2悬架与汽车操纵稳定性 (12) 3.2.1 汽车的侧倾 (12) 3.2.2侧倾时垂直载荷对稳态响应的影响 (14) 3.3本章小结 (16) 第4章悬架主要参数的确定 (16) 4.1 悬架静挠度的计算 (17) 4.2 悬架动挠度的计算 (17)
第5章双横臂独立悬架导向机构的设计 (19) 5.1 导向机构设计要求 (19) 5.2导向机构的布置参数 (19) 5.2.1侧倾中心 (19) 5.2.2侧倾轴线 (20) 5.2.3纵倾中心 (20) 5.2.4悬架横臂的定位角 (21) 5.2.5纵向平面上、下横臂的布置方案 (21) 5.2.6横向平面上、下横臂的布置方案 (22) 5.2.7水平面上、下横臂摆动轴线的布置方案 (23) 5.2.8上、下横臂长度的确定 (24) 5.3 前轮定位参数与主销轴的布置 (25) 5.3.1主销偏移距 (25) 5.3.2四个前轮定位参数的初步选取 (26) 第6章弹性元件的计算 (28) 6.1 螺旋弹簧的刚度 (28) 6.1.1螺旋弹簧的刚度 (28) 6.1.3弹簧校核 (31) 6.2 小结 (31) 第7章振器的结构类型与主要参数的选择 (32) 7.1 减振器的分类 (32) 7.2 双筒式液力减振器工作原理 (32) 7.3 减震器参数的设计计算 (35) 7.3.1相对阻尼系数的确定 (35) 7.3.2减震器阻尼系数的确定 (35) 7.3.3减震器最大卸荷力的确定 (36) 7.3.4减震器工作缸直径的确定 (37) 第8章横向稳定杆设计计算 (39) 8.1 横向稳定杆的作用 (39) 8.2 横向稳定杆参数的选择 (39) 第9章导向机构的仿真设计 (41) 9.1 仿真设计及分析 (41) 9.1.2前轮外倾角(camber)变化 (43) 9.1.3前轮前束角(toe)的变化 (43) 9.1.4主销倾角(kingpin)的变化 (44)
沈阳航空工业学院 课程设计 (说明书) 课程名称汽车设计课程设计 专业机械设计制造及其自动化 班级 6406110 学号 200604061345 姓名刘大慧 指导教师王文竹
目录 1 汽车的总体设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1.1汽车总体设计的特点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1.2汽车总体设计的一般顺序- - - - - - - - - - - - - - - - -- - - 1 1.3布置形式- - - - - - - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - -3 1.4轴数的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4 1.5 驱动形式的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- -4 2 载货汽车主要技术参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -5 2.1汽车质量参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.1汽车载荷质量的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.2整车整备质量的预估- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.3汽车总质量的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.4汽车轴数和驱动形式的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.5汽车的轴荷分配- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.2汽车主要尺寸的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 2.2.1汽车轴距L确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 2.2.2汽车的前后轮距B1和B2- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 2.2.3汽车前悬Lf和后悬LR的确定- - - - - - - - - - - - - - - - -- - 6 2.2.4汽车的外廓尺寸- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 2.3汽车主要性能参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --- - 7 2.3.1汽车动力性参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.3.2汽车燃油经济性参数的确定 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.3.3汽车通过性性参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - -- - 8 2.3.4汽车制动性参数的确定 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 3载货汽车主要部件的选择和布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 3.1发动机的选择与布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- --- 9 3.1.1发动机型式的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- -- 9 3.1.2发动机主要性能指标的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 9
本科毕业设计(论文)手册 (理工科类专业用) 毕业设计(论文)题目__工程自卸车底盘悬架系统设计_____专题题目______________________________________________________ 设计(论文)起止日期:年月日至年月日 __学院__专业__年级__班 学生姓名______ 指导教师_________ 教研室(系)主任____________ 教学院长____________ 年月日____2012.2.26 ___
须知 一、本手册第1页是毕业设计(论文)任务书,由指导教师填写;第2页是开题报告;第3页是答辩申请事项。答辩时学生须向答辩委员会(或答辩小组)提交本手册,作为答辩评分的参考材料,没有本手册不得参加答辩。本手册可以使用电子版打印,但签署姓名和日期处必须手工填写。本手册最后装入学生毕业设计(论文)档案袋。 二、毕业设计(论文)期间,要求学生每天出勤不少于6小时,在校外进行毕业设计(论文)或实习(调研)者,应遵守有关单位的作息时间,学生如事假(病假)必须按规定的程序办理请假手续,凡未获准请假擅自停止工作者,按旷课论处。 三、学生在毕业设计(论文)中,要严格遵守纪律、服从领导、爱护仪器设备,遵守操作规程和各项规章制度;自觉保持工作场所的肃静和清洁,不做与毕业设计(论文)工作无关的事情。 四、学生要尊敬指导教师、虚心请教,并主动接受老师的随时检查。 五、学生要独立完成毕业设计(论文)任务,在毕业设计(论文)过程中要有严谨的科学态度和朴实的工作作风,严禁抄袭和弄虚作假。 六、毕业设计(论文)成绩评定标准按五级:优秀(90分以上)、良好(80分以上)、中等(70分~79分)、及格(60分~69分)、不及格(59分以下)。
麦弗逊悬架学位毕业设计 High quality manuscripts are welcome to download
摘要随着汽车工业技术的发展,人们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。汽车行驶平顺性反映了人们的乘坐舒适性,而舒适性则与悬架密切相关。因此,悬架系统的开发与设计具有很大的实际意义。 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、静挠度和动挠度及选择出弹簧的各部分尺寸,并且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以及汽车平顺性能的分析。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。前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减,后悬则采用半拖曳臂式独立悬架振器。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。 1绪论: 悬架的功用 悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间弹性连接装置的总称。 1.传递它们之间一切的力(反力)及其力矩(包括反力矩)。 2.缓和,抑制由于不平路面所引起的振动和冲击,以保证汽车良好的平顺 性,操纵稳定性。 3.迅速衰减车身和车桥的振动。 悬架系统的在汽车上所起到的这几个功用是紧密相连的。要想迅速的衰减振动、冲击,乘坐舒服,就应该降低悬架刚度。但这样,又会降低整车的操纵稳定
性。必须找到一个平衡点,即保证操纵稳定性的优良,又能具备较好的平顺性。 悬架结构形式和性能参数的选择合理与否,直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。 悬架的组成 现代汽车,特别是乘用车的悬架,形式,种类,会因不同的公司和设计单位,而有不同形式。 但是,悬架系统一般由弹性元件、减振器、缓冲块、横向稳定器等几部分组成等。 它们分别起到缓冲、减振、力的传递、限位和控制车辆侧倾角度的作用。 弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,现代轿车悬架多采用螺旋弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。螺旋弹簧只承受垂直载荷,缓和及抑制不平路面对车体的冲击,具有占用空间小,质量小,无需润滑的优点,但由于本身没有摩擦而没有减振作用。这里我们选用螺旋弹簧。 减振器是为了加速衰减由于弹性系统引起的振动,减振器有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。它是悬架机构中最精密和复杂的机械件。 导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时,可不另设导向机构,它本身兼起导向作用。有些轿车和客车上,为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜,在悬架系统中
华南理工大学《汽车设计》作业题 第一章汽车总体设计 1.货车按发动机位置不同分几种?各有何优缺点? 2.货车按驾驶室与发动机相对位置不同分几种?各有何优缺点? 3.大客车按发动机位置不同布置形式有几种?各有何优缺点? 4.轿车的布置形式有几种?各有何优缺点? 5.根据气缸的排列形式不同,发动机有几种?各有何优缺点? 6.根据冷却方式不同,发动机有几种?各有何优缺点? 7.汽车的质量参数包括哪些参数?各自如何定义的? 8.汽车轴距的确定原则是什么?影响轴距大小的主要因素有哪些? 9.汽车轮距大小不同对什么问题有影响?影响轮距的因素有哪些? 10.画汽车总布置图用到的基准线(面)有哪些?各基准应如何确定? 11.影响车架宽度的因素有哪些?车架纵梁的断面形式有几种?
第二章离合器设计 12.设计离合器、离合器操纵机构需要满足哪些基本要求? 13.盘形离合器有几种?各有何优缺点? 14.离合器的压紧弹簧有几种形式?各有何优缺点? 15.离合器的压紧弹簧布置形式有几种?各有何优缺点? 16.离合器的摩擦衬片与从动钢板的连接方式有几种?各有何优缺点? 17.离合器的操纵机构有几种?各有何优缺点? 18.离合器的后备系数的定义及影响取值大小的因素有哪些? 19.离合器的主要参数有哪些? 20.影响选取离合器弹簧数的因素有哪些? 21.膜片弹簧的弹性特性是什么样的?主要影响因素是什么?工作点最佳位置应如何确定 22.离合器的踏板行程对什么有较为重要的影响? 23.要满足离合器主动与从动部分分离彻底可采取哪些措施? 24.要使离合器接合平顺可采取哪些措施? 25.要使离合器吸热能力高,散热能力好可采取哪些措施? 26.增加离合器的外径尺寸对离合器及整车的性能有何影响?
4.4.4主销内倾角的优化 (23) 4.4.5轮距优化 (23) 4.4.6各定位参数同时优化 (24) 4.4.6.1前束优化后的图形 (25) 4.4.6.2车轮外倾角优化后的图形 (25) 4.4.6.3主销后倾角优化后的图形 (25) 4.4.6.4主销内倾角优化后的图形 (25) 4.4.6.5轮距变化优化后的图形 (26) 4.4.6.6各参数优化前后的数值表 (26) 4.4.6.7小结 (27) 结论 (27) 致谢 (27) 参考文献 (27)
引言 汽车悬架是汽车一个非常重要的部件。汽车悬架是汽车的车架与车桥或车 轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和 力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动, 以保证汽车能平顺地行驶。另外,悬架系统能配合汽车的运动产生适当的反应, 当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时,能提供足够的安全性,保证操 纵不失控。所以,悬架是汽车底盘中最重要、也是汽车改型设计中经常需要进行 重新设计的部件。汽车行驶中路面的不平坦、凸起和凹坑使车身在车轮的垂直作 用力下起伏波动,产生振动与冲击;加减速及制动和转弯使车身产生俯仰和侧倾 振动。这些振动与冲击会严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性等重要性能。悬架作为上述各种力和力矩的传动装置,其传递特性能的好坏是影响汽车行驶平顺性 和操纵稳定性最重要、最直接的因素。只有当汽车底盘配备了性能优良的悬架, 才会得到整车性能优良的汽车。 悬架按照结构分大体可以分为独立式悬架和非独立式悬架。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。独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车 身下面的。其优点是:质量轻,减少了车身受到的冲击,并提高了车轮的地面附 着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽 车重心也得到降低,从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动,互不相干,能减小车身的倾斜和震动。不过,独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便 的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬架,按其结构形式的不同,独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架等。麦弗逊悬架因为其 结构简单、制造成本低、节省空间方便发动机布置等优点被广泛地运用。大到宝马M3,保时捷911这类高性能车,小到菲亚特STILO,福特FOCUS,甚至国产的哈飞面包车前悬挂都是采用的麦弗逊式设计。 当前,中国汽车企业大多侧重于汽车整车的研发,而忽视了汽车主要零部件和相关配套产业的提供。然而从某种意义上讲,整车对于汽车产业不是最重要的,最重要的还是汽车关键零部件的创新和发展。关键零部件的科技含量综合体现汽车整车的创新能力和品牌建设能力。我国在底盘的集成设计及开发领域开发 设计起步较晚,设计和制造水平远远落后于国外发达国家。国内大多数整车及零部件制造企业都没有掌握悬架系统的自主设计和开发技术,大多数为引进外国技术进行复制开发和生产,几乎可以说国内企业的底盘技术基本上都是照搬过外 的,没有任何自己的技术。 在现代的工程研究领域,计算机仿真己成为热门研究课题。借助计算机的快速计算能力,人们不仅可以求出所需要的数值结果,还可以模拟出工程中的具体情况,以便人们可以直观的进行分析研究,我们称为计算机仿真技术。今天的机械系统仿真技术研究中,大多以多体系统理论作为研究上的理论基础。计算多体系统动力学的产生极大地改变了传统机构动力学分析的面貌,使工程师从传统的手工计算中解放了出来,只需根据实际情况建立合适的模型,就可由计算机自动求解,并可提供丰富的结果分析和利用手段;对于原来不可能求解或求解极为困 难的大型复杂问题,现可利用计算机的强大计算功能顺利求解;而且现在的动力学分析软件提供了与其它工程辅助设计或分析软件的强大接口功能,它与其它工
XX大学 汽车设计课程设计说明书设计题目:轿车转向系设计 学院:X X 学号:XXXXXXXX 姓名:XXX 指导老师:XXX 日期:201X年XX月XX日
汽车设计课程设计任务书 题目:轿车转向系设计 内容: 1.零件图1张 2.课程设计说明书1份 原始资料: 1.整车性能参数 驱动形式4 2前轮 轴距2471mm 轮距前/后1429/1422mm 整备质量1060kg 空载时前轴分配负荷60% 最高车速180km/h 最大爬坡度35% 制动距离(初速30km/h) 5.6m 最小转向直径11m 最大功率/转速74/5800kW/rpm 最大转矩/转速150/4000N·m/rpm 2.对转向系的基本要求 1)汽车转弯行驶时,全部车轮应绕顺时转向中心旋转; 2)操纵轻便,作用于转向盘上的转向力小于200N; 3)转向系的角传动比在15~20之间,正效率在60%以上,逆效率在50%以上;4)转向灵敏; 5)转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构; 6)转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
目录 序言 (4) 第一节转向系方案的选择 (4) 一、转向盘 (4) 二、转向轴 (5) 三、转向器 (6) 四、转向梯形 (6) 第二节齿轮齿条转向器的基本设计 (7) 一、齿轮齿条转向器的结构选择 (7) 二、齿轮齿条转向器的布置形式 (9) 三、设计目标参数及对应转向轮偏角计算 (9) 四、转向器参数选取与计算 (10) 五、齿轮轴结构设计 (12) 六、转向器材料 (13) 第三节齿轮齿条转向器数据校核 (13) 一、齿条强度校核 (13) 二、小齿轮强度校核 (15) 三、齿轮轴的强度校核 (18) 第四节转向梯形机构的设计 (21) 一、转向梯形机构尺寸的初步确定 (21) 二、断开式转向梯形机构横拉杆上断开点的确定 (24) 三、转向传动机构结构元件 (24) 第五节参考文献 (25)
汽车设计作业1 拟开发一款轴距2600mm前置前驱5座轿车,要求能在良好铺装路面高速行驶,试初选其:1、总长、总宽、最小离地间隙、室内高、车顶高、总高、轮距; 总长: 乘用车总长与轴距的关系为La=L/C (对于前置前驱车C的取值范围为0.62~0.66,这里我取0.62) 故总长取La=2600/0.62≈4194mm 总宽: 乘用车总宽Ba与车辆总长La的关系 Ba=(La/3)+195mm±60mm=(4194/3)+195±60=1533~1653mm 经检查Ba的范围满足后座三人的乘用车总宽不小于1410mm的要求 故总宽取Ba=1580mm 最小离地间隙: 一般来说,轿车的最小离地间隙的范围为110~150mm 故最小离地间隙取130mm 室内高: 由座位高、乘员上身长和头部及头上部空间构成的室内高hb一般在1120~1380mm 故室内高取1200mm
车顶高: 车顶造型高度ht大约在20~40mm 故车顶高取35mm 总高: 轿车总高与最小离地间隙、室内高、车顶高、地板及下部零件高都有关系 地板及下部零件高取100mm 故总高累加得1465mm 轮距: 根据教科书上表1-2各类汽车的轴距与轮距,由轴距条件2600mm知该乘用车排量大致为1.6~2.5L,对应的轮距为1300~1500mm 一般来说,前轮距会选得比后轮距略大一些 故前轮距取1430mm;后轮距取1400mm 2、发动机排量、空气阻力系数、假定汽车正面投影面积为2.0m2时发动机的最大功率 发动机排量 根据轴距判断该乘用车适合匹配的发动机排量为1.6~2.5L 根据其在良好路面高速行驶的动力性需求 故发动机排量取2.0L 空气阻力系数
第1章前言 车架和悬架系统是汽车设计的重要部分,因为它们的好坏直接关系到汽车各个方面(操控、性能、安全、舒适)性能。 现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架。汽车绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的,如发动机、传动系统、悬架、转向系统、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架是支撑连接汽车的各零部件,并承受来自车内、外的各种载荷,所以在车辆总体设计中车架要有足够的强度和刚度,以使装在其上面的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小,车架的刚度不足会引起振动和噪声,也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。过去对车辆车架的设计与计算主要考虑静强度。当今,对车辆轻量化和降低成本的要求越来越高,于是对车架的结构形式设计有高的要求。首先要满足汽车总布置的要求。汽车在复杂多边的行驶过程中,固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。汽车在崎岖不平的道路上行驶时,车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形;车架布置的离地面近一些,以使汽车重心位置降低,有利于提高汽车的行驶稳定性。[]1 悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力(支撑力)、纵向反力(驱动力和制动力)和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架(或承载式车身)上,以保证汽车的正常行驶。在进行设计时,要满足以下几点要求: a.规范合理的型式和尺寸选择,结构和布置合理。 b.保证整车良好的平顺性能。 c.工作可靠,结构简单,装卸方便,便于维修、调整。 d.尽量使用通用件,以便降低制造成本。 e.在保证功能和强度的要求下,尽量减小整备质量。 f.其它有关产品技术规范和标准。[]2 目前,农用运输车不能满足“三农”市场需求,突出表现为一般产品生产能力过剩,技术水平低,质量和维修服务水平差,价格较高,而市场急需的高质量经济型产品不能满足需求。结合生产实际,在农用运输车基础上对低速载货汽车车架及悬架系统进行了设计。
轻型悬架汽车设计论文 轻型汽车悬架设计 THE DESIGN OF A LIGHT TRUCK`S SUSPENSION 2009 年6月 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第?页 摘要 首先根据设计给定的四个参数对整车进行总体设计,包括整车的尺寸参数、质量参数和性 能参数,在选择这些参数的时候可以通过国家标准以及相关的经验参数得到,在选择之后进 行了相关的验证,保证各参数能达到各项性能的基本要求。在总体设计完成之后,对前后悬 架进行方案的选择,本设计前悬架采用麦弗逊独立悬架,后悬架采用纵置钢板弹簧。然后对 悬架的性能参数进行选择,包括前后悬架的偏频、相对阻尼系数、非簧载质量以及影响操稳 性的侧倾中心高度和侧倾刚度,还有影响纵向稳定性的纵倾中心高度等。在选择完基本参数 后,对悬架的弹性元件(前悬架为螺旋弹簧。后悬架为钢板弹簧)进行设计计算,包括刚度 和强度等的校核,使设计的弹簧能满足设计的偏频要求。之后设计前独立悬架的导向机构,
设计包括侧倾中心、纵倾中心以及下控制臂的位置等。为前、后悬架匹配减振器,计算减振 器的尺寸,并且验算减振器是否满足强度要求。由于麦弗逊悬架的侧倾刚度较小,为了满足 汽车不足转向性能要求,设计时,为前悬架匹配了一个横向稳定杆,提高它的侧倾刚度,满 足不足转向性能要求。 由于悬架结构的运动学特性关系到汽车操纵稳定性、转向轻便性、行驶舒适性、轮胎寿命 以及汽车布置设计中的运动干涉等诸多方面,是汽车设计过程中十分重要的问题,欲设计合 乎需要的悬架结构,必须准确分析悬架结构的运动特性。所以为了研究悬架结 构的运动学特 性, 关键词: 麦弗逊悬架动态特性 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第V页 Abstract This article is mainly about to study the method of designing a light truck’s front and back suspension, also the article analyze the relation between suspension movement and front wheel alignment parameters. First, it designs the scheme of whole car based on the four parameters whic h was already been given, this including the whole car’s size parameters, weight parameters, and property parameters. we may
第一章汽车总体设计 1、按发动机的位置分,乘用车有哪几种布置型式,各自有什么优缺点? 乘用车的布置形式:乘用车的布置形式主要有发动机前置前轮驱动(FF)、发动机前置后轮驱动(FR)、发动机后置后轮驱动(RR)三种。 发动机前置前轮驱动乘用车的主要优点:a、有明显的不足转向性能;b、越过障碍的能力高;c、动力总成结构紧凑;d、有利于提高乘坐舒适性; e、有利于提高汽车的机动性;(轴距可以缩短)f、发动机散热条件好;g、行李箱空间大;h、变形容易;i、供暖效率高;j、操纵机构简单;k、整备质量轻;L、制造难度降低。 主要缺点:结构与制造工艺均复杂;(采用等速万向节)前轮工作条件恶劣,轮胎寿命短;(前桥负荷较后轴重)汽车爬坡能力降低;后轮容易抱死,并引起侧滑;发动机横制时总体布置工作困难,维修保养的接近性差;发生正面碰撞事故,发动机及其附件损失较大,维修费用高。 发动机前置后轮驱动乘用车的主要优点:a、轴荷分配合理,因而有利于提高轮胎的使用寿命;b、前轮不驱动,因而不需要采用等速万向节,并有利于减少制造成本;c、客厢较长,乘坐空间宽敞,行驶平稳;d、上坡行驶时,因驱动轮上的附着力增大,故爬坡能力强;e、有足够大的行李箱空间;f、因变速器与主减速器分开,故拆装、维修容易。 主要缺点:a、地板上有凸起的通道,影响了乘坐舒适性; b、汽车正面与其它物体发生碰撞易导致发动机进入客厢,会使前排乘员受到严重伤害; c、汽车总长较长,整车整备质量增大,影响汽车的燃油经济性和动力性。 发动机后置后轮驱动乘用车的主要优点:a、结构紧凑; b、改善了驾驶员视野; c、改善后排座椅中间座位成员出入的条件d、整车整备质量小;e、乘客座椅能够布置在舒适区内;客厢内地板比较平整; f、爬坡能力强; g、当发动机布置在轴距外时轴距短,机动性能好。 主要缺点:a、后桥负荷重,使汽车具有过多转向的倾向,操纵性变坏; b、前轮附着力小,高速行驶时转向不稳定,影响操纵稳定性;c、行李箱在前部,空间不够大;d、操纵机构复杂; f 、驾驶员不易发现发动机故障;g、发动机工作噪声容易传给成员;h、改装变形困难。 2、按发动机的相对位置分,货车有哪几种布置型式,各自特点如何? 货车按照发动机位置不同,可分为发动机前置、中置和后置三种布置形式。 发动机前置后桥驱动货车主要优点:维修发动机方便;离合器、变速器等操纵机构简单;货箱地板高度低;可以采用直列发动机、V型发动机或卧式发动机;发现发动机故障容易。 主要缺点:如采用平头式驾驶室,而且发动机布置在前轴之上的中部,则驾驶室内部隔热、隔振等问题难以解决;如采用长头式驾驶室,为保证视野,驾驶员座椅须布置高些,这又影响整车和质心高度以及增加其他方面显而易见的缺点。 发动机中置后桥驱动货车:可以采用水平对置式发动机布置在货箱下方,因发动机通用性不好,需特殊设计,维修不便;离合器、变速器等操纵机构复杂;发动机距地面近,容易被车轮带动起来的泥土弄脏;受发动机位置影响,货箱地板高度高。目前这种布置形式的货车已不采用。 发动机后置后轮驱动货车:是由发动机后置后轮驱动的乘用车变型而来,所以极少采用。这种形式的货车主要缺点是后桥容易超载,操纵机构复杂;发现发动机故障和维修发动机都困难,以及发动机容易被泥土弄脏等。 3、大客车有哪几种布置型式,各自有什么优缺点? 客车有下列布置形式:发动机前置后桥驱动;发动机中置后桥驱动;发动机后置后桥驱动。 发动机前置后桥驱动布置方案的主要优点:动力总成操纵机构结构简单;散热器冷却效果好;冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被,能改善发动机的保温条件;发动机出现故障时驾驶员容易发现。 主要缺点:车厢面积利用不好,布置座椅时受发动机限制;地板平面离地面较高,乘客上、下车不方便;传动轴长度长;发动机的噪声、气味和热量易于传入车厢内;隔绝发动机振动困难,影响乘坐舒适性;检修发动机必须在驾驶室内进行,检修工作舒适性差;如果乘客门布置在轴距内,使车身刚度削弱;若采用前开门布置,虽可改善车身刚度,但使前悬加长,同时可能使前轴超载。 发动机后置后桥驱动布置方案的主要优点:能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量;检修发动机方便;轴荷分配合理;同时由于后桥簧上质量与簧下质量之比增大,能改善车厢后部的乘坐舒适性;当发动机横置时,车厢面积利用较好,并且布置座椅受发动机影响较少;作为城市间客车使用时,能够在地板下部和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱。作为市内用客车不需要行李箱,则可以降低地板高度;传动轴长度短。 主要缺点:发动机冷却条件不好,必须采用冷却效果强的散热器;动力总成操纵机构复杂;驾驶员不易发现发动机故障。
轿车动力总成悬置系统优化设计研究 摘要 随着社会的日益进步和科学技术的不断发展,人们对汽车舒适性的要求也越来越高,良好的平顺性和低噪声是现代汽车的一个重要标志。NVH已经成为衡量汽车质量水平的重要指标之一。而动力总成是汽车最重要的振源之一。如何合理设计动力总成悬置系统能明显降低汽车动力总成和车体的振动已经成为一个重要的课题。 本课题研究的目的是在现有动力总成悬置系统的基础上,优化动力总成悬置系统参数,达到提高整车平顺性和降低噪声的目的。 对动力总成悬置系统进行优化仿真,通过比较优化前的性能可知,优化后悬置系统隔振性能明显改善。 关键词:动力总成;悬置系统;优化
Investigation on Optimization Design of Plant Mounting System of a Passenger Car Abstract With the increasing social progress and the continuous development of science and technology, people on the requirements of automotive comfort become more sophisticated and good ride comfort and low noise is an important sign of the modern automobile. NVH levels have become an important measure of vehicle quality indicator. The vehicle powertrain is one of the most important vibration source. How to design mounting system can significantly reduce the vehicle powertrain and body vibration has become an important issue. This study is aimed at existing powertrain mounting system, based on parameters optimization of powertrain mounting system, to improve vehicle ride comfort and reduce noise. On the optimization of powertrain mounting system simulation, the performance by comparing the known before the optimization, the optimized mounting system significantly improved. Key words: Powertrain;Mounting system;Optimization
西安交通大学 汽车设计课程设计说明书 载货汽车汽车动力总成匹配与总体设计 姓名: 班级: 学号: 专业名称: 指导老师: 日期:2104/12/1
题目: 设计一辆用于长途运输固体物料,载重质量20t 的重型货运汽车。 整车尺寸:11980mm×2465mm×3530mm 轴数:4;驱动型式:8×4;轴距:1950mm+4550mm+1350mm 额定载质量:20000kg 整备质量:11000kg 公路最高行驶速度:90km/h 最大爬坡度:大于30% 设计任务: 1) 查阅相关资料,根据题目特点,进行发动机、离合器、变速箱传动轴、 驱动桥、车轮匹配和选型; 2) 进行汽车动力性、经济性估算,实现整车的优化匹配; 3) 绘制车辆总体布置说明图; 4) 编写设计说明书。 本说明书将从整车主要目标参数的初步确定、传动系各总成的选型、整车性能计算、发动机与传动系部件的确定四部分来介绍本课程设计的设计过程。
1.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。设计要求该载货汽车的最高车速是90km/h ,那么发动机的最大功率应该大于等于以该车速行驶时的行驶阻力功率之和,即: )76140 3600( 1 3 max max max a D a a T e u A C u f g m P ?+??≥ η (1-1) 式中 max e P ——发动机最大功率,kW ; T η——传动系效率(包括变速器、传动轴万向节、主减速器的传动效率),参考传动部件传动效 率计算得:95%95%98%96%84.9%T η=???=,各传动部件的传动效率见表1-1; 表1-1传动系统各部件的传动效率 a m ——汽车总质量,a m =31 000kg (整备质量11 000kg,载重20 000kg ); g ——重力加速度,g =9.81m /s 2 ; f ——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。轮胎结构、 充气压力对滚动阻力系数有较大影响,良好路面上常用轮胎滚动阻力系数见表1-2。取0.012f =。 表1-2良好路面上常用轮胎滚动阻力系数 D C ——空气阻力系数,取D C =0.9;一般中重型货车可取0.8~1.0;轻型货车或大客车0.6~0.8;
毕业设计 卓越工程师培养(海格班) 麦弗逊悬架的结构设计
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:
学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日
摘要 随着汽车工业技术的发展,人们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。汽车行驶平顺性反映了人们的乘坐舒适性,而舒适性则与悬架密切相关。因此,悬架系统的开发与设计具有很大的实际意义。 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、静挠度和动挠度及选择出弹簧的各部分尺寸,并且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以及汽车平顺性能的分析。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。前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减,后悬则采用半拖曳臂式独立悬架振器。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。
1绪论: 1.1悬架的功用 悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间弹性连接装置的总称。 1.传递它们之间一切的力(反力)及其力矩(包括反力矩)。 2.缓和,抑制由于不平路面所引起的振动和冲击,以保证汽车良好的平 顺性,操纵稳定性。 3.迅速衰减车身和车桥的振动。 悬架系统的在汽车上所起到的这几个功用是紧密相连的。要想迅速的衰减振动、冲击,乘坐舒服,就应该降低悬架刚度。但这样,又会降低整车的操纵稳定性。必须找到一个平衡点,即保证操纵稳定性的优良,又能具备较好的平顺性。 悬架结构形式和性能参数的选择合理与否,直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。 1.2 悬架的组成 现代汽车,特别是乘用车的悬架,形式,种类,会因不同的公司和设计单位,而有不同形式。 但是,悬架系统一般由弹性元件、减振器、缓冲块、横向稳定器等几部分组成等。
吉林大学网络教育学院2019-2020学年第一学期期末考试《汽车设计基础》大作业 学生姓名专业 层次年级学号 学习中心成绩 年月日
作业完成要求:大作业要求学生手写,提供手写文档的清晰扫描图片,并将图片添加到word 文档内,最终wod文档上传平台,不允许学生提交其他格式文件(如JPG,RAR等非word 文档格式),如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。 一、名词解释(每小题2分,共20分) 1、汽车总质量汽车总质量( G )是指汽车装备 齐全,并按规定装满客(包括驾驶员)、货时 的重量。 2、最小转弯直径最小转弯直径是指汽车转弯行 驶且方向盘转到极限位置时,汽车前外轮、 后内轮、最远点、最近点等分别形成的轨迹 圆直径。 3、汽车整备质量汽车的整备质量,亦即我们以 前惯称的“空车重量”。 指汽车载质量与整车整 4、汽车质量系数 m0 备质量的比值 5、轮胎负荷系数是一组标示轮胎的类型与规 格,标示在胎面侧方的数字或者英文字母, 主要显示轮胎的基本性能等。 6、轴荷分配轴荷分配(Distribution of Axle Load)是指汽车的质量分配到前后轴上的比 例,一般以百分比表示,它分为空载和满载 两组数据。它分为空载和满载两组数据。 7、汽车燃油经济性汽车经济性是指以最小的 燃油消耗量完成单位运输工作的能力。 8、离合器后备系数离合器后备系数是离合器 的重要参数,它反映离合器传递最大扭矩的 可靠程度。 9、扭转减震器的角刚度是指离合器从动片相 对于其从动盘毂转1rad所需的转矩值 10、变速器中心距变速器中心距由变速范围、 额定功率和外形尺寸等等因素而定。 二、简答题(每小题6分,共60分) 1、简述汽车新产品开发的流程。