轻型货车悬架减震器匹配计算与结构设计说明书文稿

5510.16638/ki.1671-7988.2020.16.019轻卡悬架系统性能设计计算方法马 亮（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）摘 要：文章通过对轻型卡车悬架系统设计方法的研究，讲述了悬架系统性能计算方法。

并结合性能需求，对钢板弹簧的计算选择过程进行说明，对实际操作具有指导意义。

关键词：悬架系统；性能计算；轻型卡车；钢板弹簧中图分类号：U469.21 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2020)16-55-05Calculation Method Of Light Truck Suspension System Performance DesignMa Liang( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd, Anhui Hefei 230601 )Abstract: This paper describes the calculation method of suspension system performance through the research on the design method of light truck suspension system. Combined with the performance requirements, the calculation and selection process of leaf spring is explained, which has guiding significance for practical operation. Keywords: Suspension System; Performance calculation; light truck; Leaf spring CLC NO.: U469.21 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)16-55-05前言轻型卡车悬架系统是车架与车桥（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冲击力，并减少震动，以保证汽车能平顺地行驶。

第1章绪论1.1汽车悬架概述悬架由弹性元件、导向装置、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，用来决定车轮相对对于车架(或车身)的运动特性，并传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。

当用纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用。

缓冲块用来减轻车轴对车架(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。

根据导向机构的结构特点，汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。

非独立悬架的鲜明特色是左、右车轮之间由一刚性梁或非断开式车桥联接，当单边车轮驶过凸起时，会直接影响另一侧车轮[1]。

独立悬架中没有这样的刚性梁，左右车轮各自“独立”地与车架或车身相连或构成断开式车桥，按结构特点又可细分为横臂式、纵臂式、斜臂式等等，它的主要功用如下：1 缓和、抑制由于不平路面所引起的振动和冲击，以保证汽车的行驶平顺性；2 迅速衰减车身和车桥(或车轮)的振动；3 传递作用在车轮和车架(或车身)之间的各种力(驱动力、制动力、横向力)和力矩(制动力矩和反作用力矩)；4 保证汽车行驶稳定性。

为了完成1、2项功能，悬架使用了弹簧和减震器。

汽车悬架常用的弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、橡胶弹簧及空气弹簧等。

减震器有多种形式，现在最常用的是筒式减震器。

为了完成3、4项功能，悬架采用了适当的导向干系把车架(车身)与车轴(车轮)联接起来。

导向杆系有多种新式，可单独用其中的一种，也可将几种配合起来使用。

钢板弹簧悬架中的钢板弹簧不仅用作弹性元件而且兼起导向的作用。

为了减轻车轴对车架(或车身)的直接冲撞，采用了缓冲块。

为了减小车身的侧倾角，有的汽车还装有横向稳定杆[2]。

钢板弹簧简介钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可以不相等）的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁。

当钢板弹簧安装在汽车悬架中，所承受的垂直载荷为正向时，各弹簧片都受力变形，有向上拱弯的趋势。

1 悬架概述及悬架方案选定1.1 悬架的要求悬架的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，并且缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的震动，保证汽车行驶的平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征；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、导向装置、减震器、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，并传递出弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。

当用纵置钢板弹簧弹性元件时，它兼起到导向装置的作用。

缓冲块用来减轻车轴对车架（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所引起的震动[2]。

在对此电动车的设计中，对其悬架提出的设计要求有：（1）保证汽车有良好的行驶平顺性[3]；（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。

1.2 方案确定要正确的选择悬架方案和参数，在车轮上下跳动时，使主销的定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动压迫协调，避免前轮摆振；汽车转向时应使之稍有不足转向特性。

此电动车悬架部分结构形式选定为：（1）前悬采用麦弗逊式（滑柱连杆式）独立悬架（2）后悬采用对称式钢板弹簧（无副簧）2 悬架结构形式分析2.1 悬架的分析悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。

非独立悬架的结构特点是左右车轮用一跟整体轴连接，再经过悬架与车身（或车身）连接，如图3.1（a）所示；独立悬架的结构特点是左右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接，如图3.1（b）所示[4]。

以纵置钢板弹簧为弹性元件兼做导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。

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。

本次设计题目是福田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，后悬架是由主副簧组成，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，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AbstractWith the development of the Automobile industry, people have been promoting the requirement for the safety and ride comfort quality of the vehicle. As a result, there is a higher demand on 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 Fukudal 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 the leaf spring, 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, including the selection of section shape of leaf spring, 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.In 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 helpful for the dynamical, economical and handling performances of the vehicle.Key words: Suspension Design; Leaf spring; Ride Comfort; Truck目录第1章绪论 (1)第2章悬架系统的结构与分析 (3)2.1 悬架的功能和组成 (3)2.2 汽车悬架的分类 (3)2.3 悬架的设计要求 (4)2.4 悬架主要参数 (4)f及刚度c (5)2.4.1 悬架的静挠度cf (5)2.4.2 悬架的动挠度d2.4.3 悬架弹性特性 (5)2.4.4 悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配 (7)2.4.5 钢板弹簧结构 (7)第3章前后悬架系统的设计 (8)3.1前悬架系统设计 (8)3.1.1钢板弹簧的设计 (8)3.1.2.钢板弹簧的验算 (9)3.2后悬架系统设计 (12)3.2.1主、副钢板弹簧结构参数 (12)3.2.2钢板弹簧的验算 (14)第4章减振器设计 (16)4.1减振器分类 (16)4.2前后悬架减振器计算 (16)4.2.1相对阻尼系数和阻尼系数 (16)4.2.2最大卸荷力 (17)4.2.3工作缸直径 (17)第5章平顺性分析和编程 (19)5.1平顺性的概念 (19)5.2平顺性的评价方法 (19)5.3平顺性的分析 (20)第6章结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录Ⅰ：程序 (27)附录Ⅱ：外文资料 (30)附录Ⅲ：中文翻译 (33)第1章绪论悬架是汽车的车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。

毕业设计（论文）任务书
学生姓名
系部
汽车与交通工程学院
专业、班级
指导教师姓名
职称
讲师
从事
专业
车辆工程
是否外聘
□是■否
题目名称
轻型货车悬架系统的设计
一、设计（论文）目的、意义
轻型货车在我国应用较广，其中悬架是轻型货车的的主要部件，其设计的成功与否决定着车辆的行驶平顺性和操纵稳定性、舒适性等多方面的设计要求。设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的悬架系统，能大大降低整车生产的总成本，推动汽车经济的发展。所以本题设计一款结构优良的轻型货车悬架系统具有一定的实际意义。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
（一）设计内容
确定悬架总体结构，弹性元件设计，导向机构设计，减振器结构设计，主要参数的确定,对主要参数进行强度校核，验证设计的合理性。
（二）研究方法
1、参考相关资料，对比各种悬架优缺点，初步确定设计方案。
2、实地考察相关类型的车，为最终设计方案提供依据。
3、利用Autocad软件建立轻型货车悬架二维图纸。
[2]工程中的有限元方法(第3版)．机械工业出版社，2004
[3]黄天泽，黄金陵．汽车车身结构与设计．机械工业出版社，2000
[4]孙桓主编.机械设计.机械工业出版社出版
[5]余志生． 汽车理论[M]，机械工业出版社，1987
[6]陈家瑞主编.汽车构造.人民交通出版社出版
[7]吴镇著.理论力学.上海:上海交通大学出版社,1997
[8]吕慧瑛.机械设计基础.北京:清华大学出版社,2002
六、备注
指导教师签字：
年 月 日
教研室主任签字：
年 月 日
（6）书写设计说明书第11～13周（5月16日～5月29日）（7）设计审核、修改设计说明书第14～16周（5月31日～6月19日）（8）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月20日～6月26日）

轻型载货汽车悬架的设计摘要：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。

本次设计主要是1.5t货车的悬架设计。

参照力帆LFJ3048的基本参数，根据载货汽车悬架系统的要求，设计出符合国家标准的悬架系统。

悬架的设计主要是通过汽车主要的质量参数的分析，初步制定悬架系统的结构方案。

本设计的弹性元件选择钢板弹簧，经过设计计算确定钢板弹簧的主要尺寸和结构形式。

通过数据的论证确定悬架的结构方案与主要参数，利用计算机绘制图纸。

在设计过程中即要考虑设计的合理性，同时还要考虑结构简单、成本低等因素。

通过计算得出的数据表明此次设计的悬架系统符合设计要求。

关键词：1.5T货车；悬架设计；钢板弹簧Dgsign carry cargo car of light tack suspensionZhaowei（Vehicle Engineering 2009, Southwest Forestry University, Kunming Yunnan, 650224)Abstract:Automotive suspension is the frame and wheel axle or between all the force of the floorboard of the connected device, Its role is to transfer function between the wheel and the frame of torsional force and force.It is buffered by the uneven pavement on the body and chassis of impact, resulting in reduced vibration, to ensure that the car can run smoothly. The design is mainly 1.5t truck suspension design. My design is based Lifan LFJ3048 basic paramete, According to the requirements of truck suspension systems, suspension systems designed in line with national standard.Suspension design is mainly through the analysis of the main quality parameters of the car, and determine the structure of the original suspension system solutions.Select the leaf spring elastic element, has been calculated to determine the size and structure of the main leaf spring. Through the data to calculate and determine the structure scheme and main parameters of suspension,and using computer drawing drawings .In the design process is to consider the rationality of the design should also consider the simple, low cost factors.Through the calculated data show that suspension system meet the design requirements.Key words：1.5T truck；suspension design；plate sping目录摘要 (I)Abstract (II)1概述 (1)1.1 悬架的功用和组成 (1)1.2悬架结构形式的分析 (2)1.3悬架的设计方案 (4)2 悬架基本参数的确定 (5)2.1固有频率 (5)2.2悬架的静挠度 (5)2.3悬架的动挠度 (6)2.4悬架的刚度 (6)2.5悬架弹性特性 (6)2.6后悬架主、副簧刚度的分配 (7)3 钢板弹簧的设计 (9)3.1钢板弹簧结构选择 (9)3.2钢板弹簧主要参数的选择 (9)3.2.1单个钢板弹簧承受的载荷 (9)3.2.2满载弧高 (10)3.2.3钢板弹簧长度L的确定 (10)3.2.4钢板弹簧片数n及厚度h的选择 (12)3.2.5钢板断面尺寸形状的确定 (12)3.2.6钢板弹簧各片长度的确定 (12)3.3 钢板弹簧的刚度验算 (15)3.4钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (17)H (17)3.4.1钢板弹簧总成在自由状态下的弧高3.4.2钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定 (18)3.4.3弹簧的弧高 (21)3.4.4钢板弹簧总成弧高的验算 (21)3.5钢板弹簧的强度验算 (22)3.6钢板弹簧中心螺栓的选定 (23)3.7钢板弹簧衬套的分析和选型 (23)3.8弹簧夹箍的选择 (24)4 卷耳的设计 (26)4.1 卷耳形式的选择 (26)4.2卷耳的强度验算 (26)4.3钢板弹簧销的强度验算 (27)4.4叶片的端部结构 (28)5减振器的设计 (29)5.1减振器的分析和选型 (29)5.2阻尼器基本参数的确定 (30)5.2.1相对阻尼系数ψ (30)δ (31)5.2.2伸张行程的阻尼系数s5.3最大卸荷力F的确定 (31)5.4筒式减振器主要尺寸参数的确定 (32)6 总结 (33)参考文献 (34)指导教师简介 (35)致谢 (36)1 概述1.1 悬架的功用和组成舒适性是货车最重要的使用性能之一。

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日目录汽车专业课程设计 0题目：轻型货车钢板弹簧总成设计 0学院：燕山大学里仁学院 0专业：车辆工程 0班级：车辆工程2班 0姓名：高缘 0学号： 121113031042 0指导老师：裴永生 02016年1月8日 0目录 (1)4．设计小结 (9)总结 (10)致谢 (10)本论文是在尊敬的裴老师的悉心指导下完成的，在本文选题、课题研究以及论文撰写过程中，裴老师都时常督促我，裴老师严谨的治学态度、渊博的学识、博大的胸怀和高度负责的为人风范，都令我收益匪浅。

老师在学术上给予我极大的支持，时常让我汇报课题研究进程，由于我在准备研究生考试，课题研究时间很仓促，故而存在很多缺点，裴老师包都给以极大的包涵，在此，谨向裴老师致以衷心的感谢。

(10)参考文献 (11)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fc1，前悬架钢板弹簧刚度c1（二）、前悬架的动挠度fd1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1G=8470N后轴载荷为2G=15730N1.根据车轴载荷，求出车轴簧下质量悬架静载荷指的是车辆水平静置时单个悬架承受的垂直载荷，又叫悬挂质量或簧上质量。

减振器与悬架的匹配减振器与悬架的匹配一、减振器的作用1、缓和汽车的振动，提高汽车的平顺性，保护货物，延长车身等部件的寿命；2、增强车轮的附着性，有助于操纵性、稳定性，缓和由路面不平带来的冲击。

二、减振器的种类1、减振器按机构分为摇臂式与筒式，筒式又分为双筒式、单筒式、压缩气体单筒式三种。

摇臂式减振器已基本淘汰，目前广泛应用的是筒式减振器。

2、减振器按其作用方式分为单作用式与双作用式。

目前汽车上广泛采用的是双作用式筒式减振器。

三、减振器的工作原理汽车上的减振器多数为液力减振器，其工作原理是当车架与前桥作往复运动时，减振器内的活塞在缸筒内作往复运动，减振器壳体内的油液便反复的从一个内腔通过一个窄小的空隙流入另一个内腔，此时孔壁与油液的摩擦以及液体分子之间的相互摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身与车架的振动能量转化为热能，而被油液以及减振器壳体所吸收，然后散到大气中。

四、减振器两个主要参数1、阻尼系数δ减振器中阻力F与速度v的关系为：F=δv （F—减振器阻力，N；v—减振器工作速度，m/s）一般压缩时的阻尼系数常小于伸张时的阻尼系数。

2、相对阻尼系数ψ该系数是评定振动衰减快慢程度的，其表达式为：ψ=δ2cm（m—簧载质量，kg；c—悬架刚度，N/m）相对阻尼系数ψ的物理意义是减振器与不同刚度和不同簧载质量的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。

五、减振器两个主要参数的选择1、相对阻尼系数ψ的选择常用相对阻尼系数ψ的选取范围为：单作用式：0.3~0.45双作用式：0.2~0.45在选择ψ时，应该考虑到，ψ值取得大能使振动迅速衰减，但会把较大的不平路面冲击力传到车身，ψ值取得小，振动衰减慢，不利于行驶平顺性，一般：①如果弹性元件或导向机构中存在阻尼（如钢板弹簧），ψ取下限；②如果弹性元件或导向机构中不存在阻尼（如螺旋弹簧），ψ取上限。

③对于后悬架的ψ值可取得稍大些，④通常越野车或经常行驶在路面条件较差的汽车，其ψ＞0.3。

毕业设计(论文)悬架减震器设计说明书摘要随着我国汽车工业的不断发展，人们对汽车的舒适性和安全性的要求也越来越高，而减振器作为悬架系统的主要部件，其质量直接影响到车辆乘座舒适性和操纵稳定性。

本次毕业设计的题目是基于动平衡减振器试验台。

减振器在汽车传动系统中发挥着极其重要的作用。

本试验台采用立式的布置方式。

本说明书主要共有六个章节的容：第一章，绪论；第二章，减振器试验台方案分析；第三章，电动机和减振器的选择；第四章，曲柄连杆机构的设计；第五章，联轴器的设计；第六章，夹具的设计；第七章，减振器试验台机构误差分析；第八章，结论。

本设计主要参考了减振器试验台相关的材料和容。

计算所需要的主要参数，并对曲柄连杆机构进行强度校核。

使试验台达到安全标准。

利用CAXA制图，画出装配图和零件图。

结合书中所学知识与查阅相关资料，设计出动平衡减振器试验台。

关键词：动平衡技术；减振器；试验台；曲柄连杆机构AbstractWith the continuous development of China's automobile industry，People car comfort and safety requirements have become more sophisticated，And shock absorber suspension system as the main components, A direct impact on the quality of traveling comfort and vehicle handling and stability. The graduation project is based on the dynamic balance of the subject test-bed absorber. Damper drive system in the car plays a vital role. In this study, using the vertical layout.This statement, there are six main sections: Chapter，Introduction；Chapter II，Damper Test Bench program analysis；Chapter III，The choice of motor and shock absorber；Chapter IV, the design of crank-connecting rod mechanism；Chapter V, the coupling of the design; Chapter VI, fixture design; Chapter VII, shock absorber test bench institutions error analysis; Chapter VIII, Conclusion.Reference to the design of the main shock absorber test stand and content related materials. Needed to calculate the main parameters, Connecting rod and crank strength checking agencies. Make test-bed to meet safety standards. CAXA use mapping, Draw assembly drawing and parts drawing. Combination of book knowledge and access to relevant information, Balance out the design of test-bed absorber.Key words：Balancing technology; Shock Absorber; Test-bed;connecting rod目录第一章绪论11.1悬架减振器的功用11.2国外现状与其发展趋势31.3减振器试验台的设计方案6第二章减振器试验台的方案分析72.1减振器试验台结构与原理72.2通用减振器试验台82.3测试系统误差来源分析92.4机械部分误差分析10第三章电动机和减速器的选择103.1电动机的选择103.2减速器的选择12第四章曲柄连杆结构的设计144.1曲柄连杆机构的组成与工作原理144.2曲柄连杆机构的动平衡分析15第五章联轴器的设计185.1联轴器185.2联轴器的分类185.3联轴器的选择195.3.1联轴器的几何尺寸20第六章夹具的设计20第七章减振器试验台机构误差分析227.1减振器示功机工作原理227.2减振器试验台机构误差分析23第八章结论25参考文献26致27附录一专业外文与翻译28附录二程序编程431.1 曲柄连杆的计算校核43第一章绪论自十九世纪第一辆汽车诞生以来，汽车工业经历了100余年的发展历程，由于科学技术的不断发展，使汽车的各项性能有了很大的提高，现代汽车已经成为国民经济和社会生活中不可缺少的一种运输工具，并且汽车工业的规模与其产品质量已经成为衡量一个国家技术发展水平的重要标志之一。

汽车设计课程设计说明书轻型货车（双排座）后悬架的设计学院：机械与车辆工程学院专业（班级）：车辆工程专业作者（学号）：XXX(XXX)指导教师：XXX（XXX）完成日期：201X年XX月XX日蚌埠学院教务处制目录1 引言 (1)2 设计的主要要求 (3)2.1 悬架的主要性能 (3)2.2 已知悬架参数 (3)3 悬架各部分的参数 (5)3.1 悬架的静挠度fc (5)3.2 悬架的动挠度fd (5)3.3 悬架的弹性特性 (6)4 弹性元件的设计 (7)4.1 钢板弹簧的布置方案选择 (7)4.2 钢板弹簧的主要参数的确定 (7)4.2.1 满载弧高fa (7)4.2.2 钢板弹簧长度L的确定 (7)4.2.3 钢板弹簧断面尺寸的确定 (7)4.2.4 钢板弹簧各片尺寸的确定 (9)4.3 弹簧刚度的验算 (10)4.4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (11)4.5 钢板弹簧总成弧高的核算 (13)5 钢板弹簧强度验算 (14)6 钢板弹簧主片的强度的核算 (15)7 钢板弹簧弹簧销的强度的核算 (16)8 致谢 (17)参考文献 (18)轻型货车（双排座）后悬架的设计1 引言目前悬架系统主要有空气悬架、橡胶悬架和钢板弹簧悬架三种类型，本课程设计采用是主、副簧形式的板簧悬架，因而会侧重于介绍板簧悬架基本构造及研究现状。

钢板弹簧悬架又分为少片变截面钢板悬架与等截面多片板簧悬架。

目前国内95%以上的重卡悬架系统是以钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工艺成熟，工作可靠。

缺点是汽车平顺性、舒适性较差；簧下质量大，无法适应车辆轻量化的发展，并且不能同时兼顾车辆的舒适性与操纵稳定性。

钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可以不相等）的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁,多数情况下由多片弹簧组成。

轻型货车悬架减震器匹配计算与结构设计说明书文稿摘要减振器主要用来抑制弹簧吸振后反弹时的振荡及来自路面的冲击｡在经过不平路面时,虽然吸振弹簧可以过滤路面的振动,但弹簧自身还会有往复运动,而减振器就是用来抑制这种弹簧跳跃的｡减振器太软,车身就会上下跳跃,减振器太硬就会带来太大的阻力,妨碍弹簧正常工作｡本次设计题目为轻型货车减振器设计,考虑轻型货车的用途主要是用来运输货物,所以本设计的减振器首先考虑需要满足载重量的需要,在满足货车载重量的前提下设计,本次设计采用的方案为双作用式液力减振器｡这种减振器作用原理是当车架与车桥做往复相对运动时,减振器中的活塞在钢桶内也做往复运动,则减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些狭小的孔隙流入另一内腔｡此时,孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力,使车身和车架的振动能量转化为热能,而被油液和减振器壳体所吸收,然后散到大气中｡减振器的阻尼力越大,振动消除得越快,但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥,同时,过大的阻尼力还可能导致减振器连接零件及车架损坏｡本次设计综合分析整体工作状况,设计合理减振器结构及尺寸,最终绘制装配图及零件图｡关键词:货车;悬架;减振器;设计;匹配｡AbstractShock absorber spring is mainly used to suppress vibration at the time of oscillation after the rebound from the impact of the road. After uneven pavement, while a spring vibration absorber can filter road vibration, but the spring itself will have reciprocating motion, which is used to control this kind of shock absorber spring jumping. Shock absorber is too soft, the body will be jumping up and down, too hard Shock Absorber will give rise to any serious resistance to impede the normal work of the spring.The design of shock absorber for light goods vehicles subject design, consider the use of light goods vehicles are mainly used to transport goods, so the design of the shock absorber of the first consider the need to meet the needs of load, truck load to meet under the premise of the design, The design options for dual-action hydraulic shock absorber. The principle role of this shock absorber is done when the frame and axle back and forth relative movement, the shock absorber piston in steel drums has done in the reciprocating motion, then the oil shock absorber shell will be repeated from one in cavity through a narrow pore lumen inflow. At this point, the hole wall and the friction between oil and the liquid molecules will form a friction damping force of vibration to the body and frame of the vibration energy into thermal energy, oil and shock absorber to be absorbed by the shell, and then scattered into the atmosphere. The greater the shock absorber damping force, vibration to eliminate the faster, but so that the elastic element in parallel can not give full play to the role, at the same time, too much damping force shock absorber can also lead to damage to connected parts and the frame. The design of a comprehensive analysis of the overall working conditions, design and reasonable structure and size of shock absorber, the final assembly drawing and components drawing Fig.Key words: Goods; suspension; shock absorber; design; match.目录第1章绪论 (1)1.1减振器的简介 (1)1.2减振器的主要结构型式及工作原理 (2)1.2.1双作用式减振器 (2)1.2.2单作用式减振器 (4)1.3减振器研究动态及发展趋势 (5)1.3.1充气式减振器 (5)1.3.2阻力可调式减振器 (7)1.3.3电液减振器 (8)1.3.4电控减振器 (8)第二章减振器设计理论及结构设计 (9)2.1振器外特性设计理论依据 (9)2.1.1车身振动模型 (9)2.1.2固有频率､阻尼系数及阻尼比 (11)2.2减振器受力分析 (13)2.3主要尺寸的选择 (14)2.3.1活塞杆直径的确定 (14)2.3.2工作缸直径的确定 (16)2.3.3贮油缸直径的确定 (17)2.4减振器结构设计 (19)2.4.1活塞阀系设计 (19)2.4.2底阀系设计 (22)第三章主要零件加工工艺过程 (24)3.1活塞杆加工工艺过程 (24)3.2活塞加工工艺过程 (25)3.3定位环加工工艺过程 (26)3.4伸张阀加工工艺过程 (27)第四章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录一相关程序 (31)附录二专业外文翻译 (33)第1章绪论1.1减振器的简介悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动,为改善汽车行驶平顺性,悬架中与弹性元件并联安装减振器,为衰减振动,汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器,其工作原理是当车架(或车身)和车桥间受振动出现相对运动时,减振器内的活塞上下移动,减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内｡此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力,使汽车振动能量转化为油液热能,再由减振器吸收散发到大气中｡在油液通道截面和等因素不变时,阻尼力随车架与车桥(或车轮)之间的相对运动速度增减,并与油液粘度有关｡减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务,阻尼力过大,将使悬架弹性变坏,甚至使减振器连接件损坏｡因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾｡(1) 在压缩行程,减振器阻尼力较小,以便充分发挥弹性元件的弹性作用,缓和冲击｡这时,弹性元件起主要作用｡(2) 在悬架伸张行程中,减振器阻尼力应大,迅速减振｡(3) 当车桥与车架间的相对速度过大时,要求减振器能自动加大液流量,使阻尼力始终保持在一定限度之内,以避免承受过大的冲击载荷｡由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力设计的大于压缩阀,在同样压力作用下,伸张阀及相应的常通缝隙的通道载面积总和小于压缩阀及相应常通缝隙通道截面积总和｡这使得减振器的伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程的阻尼力,达到迅速减振的要求｡1.2减振器的主要结构型式及工作原理目前汽车上用的减振器按其结构可分为摇臂式和筒式,按其作用原理可分为单向作用式和双向作用式｡摇臂式减振器作为汽车上早期产品目前己基本被淘汰｡由于筒式减振器具有质量小､性能稳定､工作可靠､适合于大批量生产等优点,所以已成为汽车减振器的主流｡筒式减振器又可分为双筒式､单筒式｡汽车上基本上全部采用双筒式｡高档摩托车很多也采用了双筒式,现在单筒式减振器主要用于中低档摩托车｡1.2.1双作用式减振器双向作用筒式减振器一般都具有四个阀(图1-1),即压缩阀6､伸张阀4､流通阀8和补偿阀7｡流通阀和补偿阀是一般的单向阀,其弹簧弹力很小,当阀上的油压作用力与弹簧弹力同向时,阀处于关闭状态,而当油压作用力与弹簧力反向时,只要有很小的油压,阀便能开启｡压缩阀和伸张阀是卸荷阀,其弹簧刚度较大,预紧力较大,只有当油压增到一定程度时,阀才能开启,而当油压降低到一定程度时,阀即自行关闭｡1-活塞杆；2-工作缸筒；3-活塞；4-伸张阀；5-储油缸筒；6-压缩阀；7-补偿阀；8-流通阀；9-导向座；10-防尘罩；11-油封图1-1双向作用筒式减振器工作原理(图1-1)可分压缩､伸张两个行程加以说明｡压缩行程:当汽车车轮滚上凸起或滚出凹坑时,车轮移近车架(车身),减振器受压缩,减振器活塞3下移｡活塞下面的腔室 (下腔)容积减小,油压升高,油液经流通阀8流到活塞上面的腔室(上腔)｡由于上腔被活塞杆1占去一部分,上腔内增加的容积小于下腔减小的容积,故还有一部分油液推开压缩阀6,流回贮油缸5｡这些阀对油液的节流便造成对悬架压缩运动的阻尼力｡伸张行程:当车轮滚进凹坑或滚离凸起时,车轮相对车身移开,减振器受拉伸｡此时减振器活塞向上移动｡活塞上腔油压升高,流通阀8关闭｡上腔内的油液便推开伸张阀4流入下腔｡同样,由于活塞杆的存在,自上腔流来的油液还不足以充满下腔所增加的容积,下腔内产生一定的真空度,这时储油缸中的油液便推开补偿阀7流入下腔进行补充｡此时,这些阀的节流作用即造成对悬架伸张运动的阻尼力｡压缩阀的节流阻力应设计成随活塞运动速度而变化｡例如,当车架或车身振动缓慢时,油压不足以克服压缩阀弹簧的预紧力而推开阀门｡此时多余部分的油液便经一些常通的缝隙,流回储油缸｡当车身振动剧烈,即活塞向下运动的速度高时,则活塞下腔油压骤增,达到能克服压缩阀弹簧的预紧力时,便推开压缩阀,使油液在很短的时间内,通过较大的通道流回储油缸｡这样,油压和阻尼力都不致超过一定限度,以保证压缩行程中弹性元件的缓冲作用得到充分发挥｡同样,伸张行程中减振器的阻尼力也应设计成随活塞运动速度而变化｡当车轮向下运动速度不大(即活塞向上的运动速度不大时,油液经伸张阀的常通孔隙(图上未画出)流入下腔,由于通道截面积很小,便产生较大的阻尼力,从而消耗了振动能量,使振动迅速衰减｡当车身振动剧烈时,伸张阀开启,通道截面积增大,便油压和阻尼力保持在一定限度以内｡这样,可使减振器及悬架系统的某些零件不会因超载而损坏｡由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀的大,在同样的油压力作用下,伸张阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和小于压缩阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和｡这就保证了减振器在伸张行程内产生的阻尼力比压缩行程内产生的阻尼力大得多｡1.2.2单作用式减振器单筒减振器(图1-2)见于很多轻型摩托车上｡悬架弹簧1与单筒阻尼器2套装在一起｡上吊环3与车架连接,下吊环4与后轮轴或摇臂连接,实现悬架功能｡在组装情况下,弹簧受小量预压缩,以保证减振器总成张紧和稳固｡阻尼器是单筒结构,由储油缸1(图1-3)､活塞2､活塞杆3､阀片4､导向座5和油封6等组成｡装配时,在油缸中注入适量减振油液,使油液保持在适当高度并在油缸上腔保持一定量的空气｡减振液不应过多,以免减少减振器行程,但也不应过少,以免降低阻尼性能｡这种阻尼器属单向作用式阻尼器,仅在复原行程时产生阻尼力｡压缩行程:活塞上行,油缸下腔容积增大,油压降低;上腔容积减小,压力增大,1-弹簧；2-阻尼器；3-上吊环；4-下吊环图1-2 单筒减振器简图 1-储油缸；2-活塞；3-活塞杆；4-阀片；5-导向座；6-油封；7-过油孔 图1-3 单筒阻尼器简图上腔油液便通过活塞上的过油孔7将阀片4打开,流入下腔并将下腔充满｡由于阀片很易开启,活塞上过油孔的流通截面又较大,无明显节流作用,故压缩行程时的液压阻力很小｡伸张行程:活塞下行,油缸下腔容积减小,油压增加,阀片4受下腔油压的作用,被压紧在活塞下端密封刃口上,下腔油液几乎被封闭,仅能通过阀片4上的一个小节流孔,或阀片与活塞密封端面间的开口小槽流返上腔,节流作用明显,下腔油液也明显增高,形成较大的阻尼力｡复原速度越大,节流孔的节流作用也越大,形成的复原阻力也越大｡为了获得较良好的阻尼特性,需实现双向不等阻尼｡单筒阻尼器虽然也可能使之具有双向作用,但同时会带来一些不良的副作用｡另外,单筒阻尼器的一些固有的问题如密封问题､油气混合油液氧化问题､泡沫问感､油液正常消耗后的补充问题等等也不易解决｡因此,比较完善的阻尼器大多做成双筒结构,可克服上述单筒阻尼器之不足,提高阻尼性能｡1.3减振器研究动态及发展趋势为了适应汽车高速､舒适､安全的发展需要,国外一些汽车厂商､研究机构一直致力于新型减振器的研究､开发,现将有关情况介绍如下｡1.3.1充气式减振器充气式减振器是60年代以来发展起来的一种新型减振器,按结构分为单筒式､双筒式,按工作介质 (油和气)贮存方式分为油气分开式和油气混合式｡(图1-4)是一种单筒油气分开式充气减振器｡其结构特点是在缸筒的下部装有一个浮动活塞2,在浮动活塞与缸筒一端形成的密闭气室1中,充有高压(23MPa)的氮气｡在浮动活塞的上面是减振器的油液｡浮动活塞上装有大断面的O形密封圈,它把油和气完全分开｡工作活塞7上装看随其运动速度大小而改变通常截面积的压缩阀4和伸张阀8｡此二阀均由一组厚度相同,直径不等,由大到小而排列的弹性阀片组成｡当车轮上下跳动时,减振器的工作活塞在油液中作往复运动｡使工作活塞的上腔与下腔之间产生油压差,压力油便推开压缩阀或伸张阀而来回流动,从而产生拉伸或压缩阻尼力｡由于活塞杆的进出而引起的缸筒贮油容积的变化,由浮动活塞的上下运动来补偿｡这种充气式减振器的优点是: (1)结构简单,成本低｡(2)油气分开,消除了油的乳化现象｡这种充气式减振器的优点是: 长度较长,对于活塞杆直径大､行程大(即贮油缸容积变化大)的减振器不太适合｡双筒式充气减振器一般采用油气混合式,其结构与普通双筒减振器基本相同｡图 1-4所示减振器只是在贮液筒内充0.4lMPa 的氮气,当活塞杆向外抽出时,高压气体就压迫贮油缸下部的油液通过补偿阀进入工作缸内｡由于充气式减振器活塞杆拉伸时,需补偿的油液上存在一个较大的气压,保证了减振器高频振动时的补油及时,从而消除了减振器的外特性高频畸变､空程､及噪声等问题｡同时也可防止汽车停车时减振器不用,油液泄漏使得空气进入工作缸内而产生所谓的“早晨病”1-密封气室；2-浮动活塞；3-O 行密封圈；4-压缩阀；5-工作缸；6-活塞杆；7-工作活塞；8-伸张阀 图1-4 充气式减振器1.3.2阻力可调式减振器如图1-5所示为阻力可调式减振器示意图,装有这种减振器的悬架系统采用了刚度可变的空气弹簧,其工作过程是,当汽车的载荷增加时,空气囊中的气压升高,则气室内的气压也随之升高,而膜片向下移动与弹簧3产生的压力相平衡｡与此同时,膜片带动与它相连的柱塞杆4和柱塞5下移,使得柱塞相对空心连杆2上的节流孔7的位置发生变化,结果减小了节流孔的通道截面积,从而增加了油液流动阻力｡反之,当汽车载荷减小时,柱塞上移,增大了节流孔的通道截面积,从而减小了阻尼力,因此达到了随汽车载荷的变化而改变减振器阻力的目的｡这种减振器将有可能用于高档大客车或高级轿车上｡1-气室；2-空心连杆；3-弹簧；4-柱塞杆；5-柱塞；6-活塞；7-节流孔图1-5 充气式减振器1.3.3电液减振器如图1-6所示为自适应式减振器示意图,它是采用电流变体智能材料来实现调节阻尼力大小的｡其工作机理是:电流变体流体在外加强电场作用下,它的流变性会发生突变,由流动的低粘度的液体变为难流动的高粘度塑性类固体｡而当撤去外加电场后,又可在瞬间内恢复到液态｡这种减振器的结构型式与单筒充气式减振器相似,在减振器下部设有一浮动活塞,形成一个密闭气室,内充有高压(23MPa)的氮气,在浮动活塞的上部为电流变流体｡伸张和压缩过程可以共用一个阻尼通道｡其阻尼力的大小是通过改变电场强度使流体粘度改变而实现的｡1-密封气室；2-浮动活塞；3-工作缸外筒；4-内绝缘筒；5-外极板；6-密封及导向座组件；7-电流变体；8-工作活塞组件（内极板）图1-6 自适应减振器结构方案示意图1.3.4电控减振器目前广泛采用的液力减振器属于被动型减振器,减振器结构及参数一经确认,它的阻尼特性也就随之固定了｡自70年代以来,国外一直致力于主动悬架研究,己经取得了很大进展｡研究成果已在一些高级轿车上得到了应用｡主动悬架分全主动悬架和半主动悬架｡全主动悬架以一个液压缸代替弹簧和减振器,液压缸的阻尼力和位移是通过将反馈回来的代表车身的绝对速度,以车身与路面之间的相对位移的电信号输入到一个控制液压缸的伺服阀而实现的｡第二章减振器设计理论及结构设计2.1振器外特性设计理论依据减振器的外特性,是指减振器伴随悬架弹性元件的相对运动速度或位移,与之相应产生的工作阻尼力之间的关系,通常我们分别称之为速度特性和示功特性｡为悬架系统配置适当的减振器,实际上就是根据悬架系统的振动特性,匹配适当的减振器外特性,因此研究减振器的外特性设计,首先要研究汽车及悬架系统的振动特性,同时它也是进行减振器试验的理论依据｡2.1.1车身振动模型汽车是一个复杂的振动系统,为了分析问题的方便,将其简化成接近实际情况的单质量系统的自由振动,图2-1是分析车身振动的单质量系统模型,它是由车身质量M和弹簧刚度K,减振器阻尼系数为y的悬架组成｡图2-1 车身单质量系统模型车身垂直位移坐标z的原点取在静力平衡位置,根据牛顿第二定律,得到描述系统运动的微分方程为:++=Mx yx Kx(2-1)式中:M—悬架质量或簧载质量;y—减振器阻尼系数;x—悬架质量垂直振动加速度;x—悬架质量垂直振动速度;x—位移量;K—悬架刚度;由下式计算M=Kx(2-2)为了便于分析,可将此货车车悬架结构简化为图2-2中:图2-2 减振器安装位置图a —两减振器与驱动桥连接端距离,940mm a =;n —两钢板弹簧中心线距离,n =1000mmb —两车轮轮距,1470mm b =;α—安装角;减振器中心线与铅垂线的夹角,10α=︒;m P —车辆满载时的悬架(簧载)载荷,27410.6m P N =; cf —悬架静变形,cf =12.05cm;2.1.2固有频率､阻尼系数及阻尼比车身(或悬架)振动固有频率0 1.44n HZ =｡为了检验该系统的减振效果和分析弹簧的受力,则需计算弹簧振子系统的振幅｡对于粘性阻尼,其振幅0f 由下式计算0222(1)(2)cf λζλ=-+⋅⋅(2-3) 式中:λ—频率比;为避免车辆悬架产生共振现象,λ应符合下列规定2rn n λ=≥ ζ—阻尼比;由下式计算cr r ζ=(2-4)c r —临界阻尼系数｡由下式计算c c12P f r g =1227410.69.80.1205=⨯⨯(2-5)按图1､2和(2-5)式,悬架临界阻尼系数为50447.77/c r NS m =｡ 按计算式(2-3),悬架质量M 的振幅是阻尼比ζ和频率λ的函数｡减振器是悬架的主要阻尼元件｡它与缓冲弹簧并联安装(参见图2-2),按阻尼匹配原则要求的阻尼比为0.20~0.45ζ=(2-6)对于越野车辆或战车,悬架结构为独立螺旋弹簧悬架,减振器复原行程阻尼系数f r 一般为c(0.35~0.45)f γγ=(2-7)按式(2-6)式,此悬架复原(伸张)行程的阻尼系数c c 0.2512611.94/f NS m γγγζ=⋅==现代车辆大部分均采用双向作用筒式减振器｡一般把复原和压缩行程阻尼系数,经验地作如下分配:(0.35~0.5)y fr r =(2-8)按(2-8)式,悬架压缩行程阻尼系数为0.354414.18/y f r r NS m ==弹簧振子在震动平衡点处的悬架质量垂直振动速度V ,由下式计算002V f n π=(2-9)式中:0f —受迫振动的振幅｡可按式(2-3)计算,悬架振幅为0 3.85f cm =悬架质量垂直振动速度V 为34.82/V cm s =悬架垂直振动速度V 下的额定复原阻力为4391.48pf P N = 额定压缩阻力为1537.02py P N =2.2减振器受力分析对于非独立悬架,如钢板弹簧悬架､减振器只承受阻尼力,受力状况比较简单,而对于独立悬架,减振器除承受阻尼力外,还将承受侧向力等,受力状况比较复杂,本次设计题目为货车减震器设计,因选用钢板弹簧非独立悬架,现对减振器受力情况作一分析｡在分析减振器及悬架系统受力时,应该考虑以下三种极限工况｡(1)纵向力 x F (牵引力或制动力)最大,侧向力y F =0,此时地面对车轮的垂直反力112z m G F =1.227410.62⨯==16446.36N (2-10)式中:1m 一一负荷转移系数,可取1.2;1G 一一后轴满载负荷 (N)=27410.6Nx z F F φ=(2-11)式中,φ——路面附着系数,驱动时可取0.8,制动时极限状态可达1.25｡x z F F φ==16446.36⨯1.25=20557.95N(2)侧向力y F 最大,纵向力x F =0,此工况意味着侧滑发生｡此时内､外轮上的总侧向力1i G φ,外轮上的垂直反力0z F 和内轮上的垂直反力zj F 分别为:01120.5z gh F G B φ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭82027410.60.511470⎛⎫=⨯+⨯ ⎪⎝⎭=28995.57N(2-12)020zj z z F F G F =--（）=25825.63N(2-13)式中,gh ——汽车质心高度;2B ——轮距;1φ——侧滑附着系数,计算时取1｡外轮和内轮上的侧向力001y z F F φ==28995.57N(2-14)1yj yjF F φ==25825.63N(2-15)(3)垂直力z F 最大,此时纵向力乓x F =0,侧向力y F =0,对应汽车通过不平路面｡12z G F K =27410.622=⨯=27410.6N(2-16)式中:K 一一动载荷系数,对于轿车,K 取 1.75;对于货车,K 取为2.0;对于越野车,K 取为2.5｡2.3主要尺寸的选择2.3.1活塞杆直径的确定对于只受垂直力的减振器(如图2-3所示),活塞杆属细长杆,当压力接近某一临界时,杆将产生纵向弯曲,其挠度值将随压缩载荷的增加而急剧增大,以至屈曲破坏｡当活塞杆细长比LK>m n 时,其临界载荷为 22K n EJ p L π=(2-17) 式中:K p ——活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷(N);n ——末端条件系数n=1 (2-18)J ——活塞杆截面的转动惯量(4m );464d J π=(4m )(2-19)d ——活塞杆直径;L ——减振器最大拉伸长度时上下安装点距离L=560mmK ——活塞杆断面回转半径 (m)｡4J d K A ==(2-20)E ——弹性模量,320610p E M =⨯ m ——柔性系数,中碳钢取85 当活塞杆细长比LK<m n 时,其临界载荷为 21K fcA P a L n K =⎛⎫+ ⎪⎝⎭(2-21)图2-3 减振器弯曲式中:fc —— 材料强度实验值,中碳钢取490MPa;a ——实验常数,取1/5000; A —— 活塞杆截面面积 (2m )｡ 活塞杆细长比LK<20时,可按纯压缩计算,在实际设计中要保证活塞杆承受的压缩力P<KkP n (2-22) 式中k n ——安全系数取24｡经计算,得到活塞杆直径D>16.23mm ｡故活塞杆最细处应大于16.23cm ｡本次设计最细出为活塞杆与活塞连接处,考虑受力情况及便于选取标准件,取活塞杆直径为20cm ｡活塞杆技术要求活塞杆材质选择#45钢,表面镀0.O2mm 以上的硬铬｡2.3.2工作缸直径的确定确定工作缸直径主要从以下三方面考虑 (1) 工作缸内油压大小 (2)阀系直径方向结构尺寸 (3)成本减振器伸张阻尼力24P D F P π=⋅(2-23)减振器压缩阻尼力22()4f D d F P π-=⋅(2-24)式中: D ——工作缸直径 (mm); d ——活塞杆直径 (mm); P ——工作腔压力 (Pa)｡为了获得一定的阻尼力,系统油压设计得越高,工作缸直径可越小,有利于降低成本,但易泄漏,密封困难｡通常车辆不发生悬架击穿的极限速度在1.0m/s 左右,设减振器振动速度为1.0m/s 对应的拉伸阻尼力为J F ｡c c12P f g γ=1212611.949.80.1205=⨯⨯(2-25)112611.9412611.94J F v Nζ==⨯=(2-26)()24JF P D π≤ (2-27)[]4J D F P π≥412611.943.147000000⨯⨯ (2-28)式中: []P ——许用压力,允许范围5一7MPa,取7MPa ｡求得工作缸直径后,就近选用一种常用的规格如φ20,φ25,φ30,φ32,φ40,φ50,φ65mm ｡故取工作缸内径为φ50mm工作缸壁厚一般取1-2mm,直径小取下限,直径大取上限｡ 故工作缸壁厚取2mm故本次设计中工作缸直径为φ50mm,壁厚为2mm;活塞杆行程为180mm,减震器拉伸到最大行程时长度为560mm ｡压缩到最短行程时长度为380mm ｡2.3.3贮油缸直径的确定(1)贮油量的确定由于活塞杆占有一定的空间,当减振器拉长或缩短时,工作腔内工作液容量将发生变化,为此,双筒减振器专门设计了贮油筒(见图2-4),贮油筒必须贮存一定容积的工作液｡贮存的工作液越多,越有利于油液散热,但需贮油空间增大,相应的成本增加｡一般地,当减振器活塞杆处于拉伸位置时,贮油筒内液面高度不低于工作缸长度的 1/3,活塞杆处于压缩极限位置时,液面高度不高于工作缸长度的2/3且22.84C D V S π≥⋅(2-29)233.14202.8180158256158.264C V mm ml ⨯≥⨯==取180C V ml = 式中C V 一一活塞杆处于拉伸极限时贮油筒内油量d ——活塞杆直径(mm) s ——减振器行程 (mm)｡ (2)贮油空间的确定工作缸与贮油筒之间的环形空间称之为贮油空间,减振器装配时,一般处于压缩极限位置,此时贮油筒内气压等于常压,当活塞杆拉伸时,贮袖筒内油液将补充到工作腔内活塞杆体积所占的空间｡因此贮油筒内压力将下降,这非常不利于底阀补油充分｡贮油简空间越大,所存空气越多,压力变化越小,越有利于底阀图2-4 储油筒。

悬架⽤减振器设计指南设计悬架⽤减振器设计指南⼀、功⽤、结构：1、功⽤减振器是产⽣阻尼⼒的主要元件,其作⽤是迅速衰减汽车的振动,改善汽车的⾏驶平顺性,增强车轮和地⾯的附着⼒.另外,减振器能够降低车⾝部分的动载荷,延长汽车的使⽤寿命.⽬前在汽车上⼴泛使⽤的减振器主要是筒式液⼒减振器,其结构可分为双筒式,单筒充⽓式和双筒充⽓式三种. 导向机构的作⽤是传递⼒和⼒矩,同时兼起导向作⽤.在汽车的⾏驶过程当中,能够控制车轮的运动轨迹。

汽车悬架系统中弹性元件的作⽤是使车辆在⾏驶时由于不平路⾯产⽣的振动得到缓冲，减少车⾝的加速度从⽽减少有关零件的动负荷和动应⼒。

如果只有弹性元件，则汽车在受到⼀次冲击后振动会持续下去。

但汽车是在连续不平的路⾯上⾏驶的，由于连续不平产⽣的连续冲击必然使汽车振动加剧，甚⾄发⽣共振，反⽽使车⾝的动负荷增加。

所以悬架中的阻尼必须与弹性元件特性相匹配。

2、产品结构定义①减振器总成⼀般由：防尘罩、油封、导向座、阀系、储油缸筒、⼯作缸筒、活塞杆构成。

②奇瑞现有的减振器总成形式：⼆、设计⽬的及要求：1、相关术语*减振器利⽤液体在流经阻尼孔时孔壁与油液间的摩擦和液体分⼦间的摩擦形成对振动的阻尼⼒,将振动能量转化为热能,进⽽达到衰减汽车振动,改善汽车⾏驶平顺性，提⾼汽车的操纵性和稳定性的⼀种装置。

*阻尼特性减振器在规定的⾏程和试验频率下，作相对简谐运动，其阻⼒（F）与位移（S）的关系为阻尼特性。

在多种速度下所构成的曲线（F-S）称⽰功图。

*速度特性减振器在规定的⾏程和试验频率下，作相对简谐运动，其阻⼒（F）与速度（V）的关系为速度特性。

在多种速度下所构成的曲线（F-V）称速度特性图。

*温度特性减振器在规定速度下，并在多种温度的条件下，所测得的阻⼒（F）随温度（t）的变化关系为温度特性。

其所构成的曲线（F-t）称温度特性图。

*耐久特性减振器在规定的⼯况下，在规定的运转次数后，其特性的变化称为耐久特性。

*⽓体反弹⼒对于充⽓减振器，活塞杆从最⼤极限长度位置下压到减振器⾏程中⼼时，⽓体作⽤于活塞杆上的⼒为⽓体反弹⼒。