轻型货车(双排座)后悬架的设计
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轻型货车后悬架的设计汽车设计论文题目名称___轻型货车后悬架的设计_学院_______ _汽车学院 _ ____专业_____ 车辆工程 _ _班级_____ 2020 级本科1班 _学号2020 03130129姓名徐光岐学号2020 03130130姓名黄理强学号2020 03130131姓名魏海洋学号2020 03130132姓名李守允指导教师________ 杨雪银___ _ ______2020 年 07月04日轻型货车后悬架的设计摘要:典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。
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,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。
悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能。
从外表上看,轿车悬架仅是由一些杆、筒以及弹簧组成,但千万不要以为它很简单,相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。
比如,为了取得良好的舒适性,需要大大缓冲汽车的震动,这样弹簧就要设计得软些,但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。
汽车的悬挂系统分为非独立悬挂和独立悬挂两种,非独立悬挂的车轮装在一根整体车轴的两端,当一边车轮跳动时,另一侧车轮也相应跳动,使整个车身振动或倾斜;独立悬挂的车轴分成两段,每只车轮由螺旋弹簧独立安装在车架下面,当一边车轮发生跳动时,另一边车轮不受影响,两边的车轮可以独立运动,提高了汽车的平稳性和舒适性。
由于现代人对车子乘坐舒适性及操纵安定性的要求愈来愈高,所以非独立悬挂系统已渐渐被淘汰。
而独立悬挂系统因其车轮触地性良好、乘坐舒适性及操纵安定性大幅提升、左右两轮可自由运动,轮胎与地面的自由度大,车辆操控性较好等优点目前被汽车厂家普遍采用。
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。
第1章前言概述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。
汽车车架是整个汽车的基体,在它上面安装着汽车的各个主要总成(发动机、传动系、汽车车身和车箱等)/并把这些总成联合成为一辆完整的汽车。
另外,车架还承:受作用于汽车上的所有静载荷(悬挂以上的汽车各总成的重量和有效载荷)和汽车行驶时产生的动载荷(各种力和力矩)。
为了使车架具有上述功能,对汽车车架有如下的一些要求:要有足够的强度:必须保证在各种复杂受力的情况下不致破坏。
要求具有足够的疲劳强度,在汽车运行30〜50万公里以前,不致有严重的疲劳损伤。
1.要有合适的刚度:保证汽车在各种使用条件下,固定在车架上的各总成不致因为车架的变形而早期损坏或失去正常工作能力,故车架应有足够的刚度。
但是,当汽车行驶于不平路面时,为了保证汽车对路面不平度的适应性,以提髙汽车的平顺性和通过能力,又要求车架具有一定的挠性,即扭转刚度不宜过高。
2.在保证强度的前提下,应尽量地减轻车架的重量:车架的重量约占汽车自重的10%, 用于车架的钢板消耗量也相当大,例如解放牌汽车的车架纵、横梁所消耗的钢板占全车钢板消耗量的40%左右。
因此,车架应按照等强度的原则进行设计,以减轻汽车的自重和降低材料消耗量。
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。
车架是一种受力情况很复杂的构件,目前在进行车架设计时,一般只进行抗弯强度计算,在抗扭强度计算方面还有不少问题尚未得到解决,所以车架设计尚未建立完整的计算方法。
第一章前言汽车是20世纪最具代表性的人文景观,也是21世纪最具影响力的社会事物。
而作为汽车组成部分的后驱动桥、后悬架的设计对汽车的性能影响是相当大的,对汽车工业的发展也具有深远的意义。
本次设计的车型为4座微型客货两用车,属于轻型车系列。
由于该车型是大批量生产,使用条件较好,且后悬架的结构形式定为非独立悬架,故本次设计中将后驱动桥设计为与后悬架结构形式和特性相适应的非断开式驱动桥。
非断开式驱动桥结构简单、造价低廉、工作可靠,大大降低了设计和制造成本。
随着汽车工业的发展及汽车技术的提高,在驱动桥结构设计中还应朝着能以几种典型的零部件、以不同方案组合的设计方法和生产方式达到驱动桥产品的系列化和变型的方向发展。
悬架,在英语里悬架系统对应的是单词――Suspension。
顾名思义,它是将车轮通过弹簧连接在车体上,并与其它部件构成可动的机构。
在本次设计中,4座客货两用车的载重量为0.5吨,整车质量也不大,故考虑采用钢板弹簧式非独立悬架。
在这种悬架中,钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件。
这种形式的悬架技术成熟,结构简单,成本低廉。
这样既降低了生产成本,又保证了汽车的行驶平顺性和衰减振动的能力。
在本次设计中,后驱动桥和后悬架的设计都在满足汽车性能要求的前提下采用了经济合理的设计理念,这对汽车的批量生产提供了可靠的保证,也使此类汽车在市场竞争中处于有利地位。
物美价廉的汽车产品对消费者也具有相当的吸引力。
第二章驱动桥结构设计§2.1 驱动桥的组成与结构方案分析在一般的汽车结构中,驱动桥包括主减速器,差速器,驱动车轮的传动装置及桥壳等部件。
驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式密切相关。
当车轮采用非独立悬架时,驱动桥应为非断开式。
当采用独立悬架时,为保证运动协调,驱动桥应为断开式。
具有桥壳的非断开式驱动桥结构简单,制造工艺性好、成本低、工作可靠、维修调整容易,广泛应用于各种载货汽车、客车及多数的越野汽车和部分小轿车上。
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。
CSU1060A货车总体设计及后悬架设计摘要我这次课程设计目的主要包括两个部分:CSU1060A货车的总体设计和后悬架总成设计。
在货车的总体设计中,计算并匹配合适功率的发动机,轴荷分配和轴数,确定主要尺寸参数。
发动机的选择时,在国内主要发动机厂家中选取一个比较接近的发动机型号,确定其各性能参数。
选择合适型号的轮胎。
计算出变速器最大传动比。
在后悬架的总成设计中,通过合理设计悬架使其具有较低的振动频率、较小的振动加速度植和合适的减振性能;选用合适的制造材料,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。
通过以上的设计和有关计算,运用AUTOCAD绘制出后悬架总成装配图,完成整个的课程设计。
关键词:钢板弹簧;减振器;货车后悬架;弹性元件目录1 绪论 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的主要内容与要求 (3)1.2.1 总体设计计算 (3)1.2.2 指定总成设计 (3)2 总体设计计算 (4)2.1 轴数,驱动形式,布置形式 (4)2.2 汽车主要参数设计 (5)2.3 发动机功率,转速,扭矩及发动机型号的确定 (6)2.4 汽车轮胎的选择 (7)2.5 确定传动系最小传动比,即主减速器传动比 (7)2.6 确定传动系最大传动比,计算出变速器最大传动比 (7)3 后悬架设计 (8)3.1 悬架主要参数设计 (9)3.2 钢板弹簧主要参数的确定 (10)3.3 钢板弹簧的强度验算 (16)4 设计结论 (19)5 设计心得 (19)6 参考文献 (20)7 附录 (21)一,绪论课程设计目的汽车设计课程设计是车辆工程专业学生学完《汽车设计》课程后的重要实践性环节,是培养我运用所学的汽车设计理论知识设计、计算汽车零部件、总成和整车。
要求掌握汽车零件、总成和整车设计原则,了解汽车零件、总成和整车强度、刚度设计的计算理论,掌握汽车零件、总成和整车强度、刚度设计、计算,学会正确选用发动机、轮胎等部件的参数。
EQ1092货车前后悬架系统的设计1 .绪论随着时代的发展,以及我国汽车行业的发展,人们对货车的舒适性和稳定性提出了新的要求。
悬架作为提高汽车操纵稳定性和乘坐舒适性的关键部分必须进行更好的改进,由此悬架得到了人们广泛重视和深入研究。
运用优化的设计方法在保证减小悬架整体质量的同时又不缺少应有的刚度、强度与纫度,从而提高了车速,降低了能耗是目前国内汽车悬架系统发展的主方向。
汽车车架(或车身)若直接安装于车桥(或车轮)上,由于道路不平,由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服,这是因为没有悬架装置的原因。
汽车悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间全部传力联接装置的总称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),把路面作用于车轮上的各种力及其产生的力矩传递到车架(或承载式车身)上,吸收和缓和行驶中因路面不平引起的车轮跳动而传给车架的冲击和振动,保证货物完好和人员舒适。
使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着缓和作用到车架(或车身)上垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
悬架由弹性元件、减振装置和导向机构等三部分组成。
同时悬架形式又分为独立悬架和非独立悬架两种。
悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能。
从外表上看,悬架仅是由一些杆、筒以及弹簧组成,但千万不要以为它很简单,相反悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。
比如,为了取得良好的舒适性,需要大大缓冲汽车的震动,这样弹簧就要设计得软些,但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。
某轻卡车型后悬架设计优化设计张宗焕;杨春丽;杨贤君【摘要】文章主要是针对某轻卡车型后悬架的设计优化校核.首先输入整车的性能参数,包括整车的尺寸参数、质量参数等.此系列前、后悬架均采用纵置钢板弹簧悬架,对悬架的弹性元件(钢板弹簧)进行设计计算,包括刚度和强度等的校核.进一步对悬架的性能参数进行校核,包括前后悬架的偏频、动挠度、静挠度、布置空间等.在对悬架系统的组成和功能进行简要阐述后,结合某车型,详细介绍了悬架系统的匹配设计,并针对市场问题提出了有效的解决措施,很好的验证了理论设计.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)016【总页数】5页(P86-90)【关键词】悬架;钢板弹簧;刚度;侧倾角;偏频【作者】张宗焕;杨春丽;杨贤君【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230061;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230061;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230061【正文语种】中文【中图分类】U462.1CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-86-05 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。
目前国内95%以上的载货车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。
本文叙述的某轻卡车型的开发是为了满足经济型用户物流需求而推出的经济型产品系列,产品包含定位城市物流运输(超市、小商品、建材市场),在北方市场,由于部分用户运输蔬菜等超载较为严重,反应该车型系列板簧刚度不足。
针对此问题,对该后悬架进行优化。
同时可以通过此次设计掌握钢板弹簧悬架基本设计校核方法。
轴距:3308mm 驾驶室形式:窄体质量参数:2.1.1 载荷参数表2.1.2 悬架负荷表2.1.3 后悬架竖直载荷2.1.4 后悬架横向载荷其中a为重心与前板簧中心距,b为重心与后板簧中心距,tf为前轮距,tr为后轮距。
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。
钢板弹簧的第一片也是最长的一片为主片,其两端弯成卷耳,内装衬套,以便于用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接。
中心螺栓用以连接各弹簧片,并且保证装配时各片的相对位置。
除中心螺栓以外,还有若干个弹簧夹将各片弹簧连接在一起,以保证当钢板弹簧发生反向变形时,各片不致于互相分开,以免主片单独承载,此外,还可防止各片横向错动。
中心螺栓距两端卷耳中心的距离相等时,称为对称式钢板弹簧,不相等时,称为非对称式钢板弹簧。
多片钢板弹簧是最古老的人们熟知的弹性元件形式,他的优点是不仅能承受作用在不同方向的力,而且还能承受原地起步和制动时的扭矩。
此外这种弹簧还能使作用力合理的分布在车架和车身上,并能保证悬架弹性的渐进性。
钢板弹簧横向布置能提高车身在转弯时的稳定性。
是其也有许多缺点:弧高和片间摩擦力随时间变化;由于磨损以及由此出现的应力集中使其寿命降低。
多片式钢板弹簧可以同时起到缓冲、减振、导向和传力的作用,用于货车后悬架时可以不装减振器。
近年来在许多国家的货车上采用了一种由单片或2-3片变厚度的断面的弹簧片构成的少片变截面钢板弹簧,其弹簧片的断面尺寸是沿长度方向变化的,片宽保- 1 -持不变,这种少片变截面钢板弹簧克服了多片钢板弹簧质量大性能差(由于片间摩擦的存在,影响了汽车行驶的平顺性)的缺点,据统计,在两种弹簧寿命相等的情况下,少片变截面钢板弹簧可减少质量40%-50%。
因此,这种弹簧对实现车辆轻量化,节约能源和合金弹簧钢材大为有利,故应用日渐广泛,目前我国生产的中、轻型载货汽车的钢板弹簧悬架基本上都采用了这种少片变截面钢板弹簧。
- 2 -2 设计的主要要求2.1 悬架主要性能悬架与汽车的多种使用性能有关,在悬架的设计中应该满足以下性能要求:(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)汽车制动或加速时能保证车身稳定,减少车身纵倾,即点头或后仰;转弯时车身侧倾角要合适。
(5)结构紧凑、占用空间小。
(6)可靠的传递车身与车轮之间的各种力和力矩。
在满足零部件质量小的同时,还要保证有足够的强度和寿命。
2.2 已知悬架参数根据悬架在整车中的作用和整车的性能要求,悬架首先应保证有良好的行驶平顺性,这是确定悬架主要性能参数的重要依据。
已知设计参数:车型:轻型货车驱动形式:FR4最高车速:90km/h最大爬坡度:imax≥30%汽车总质量:4110kg整备质量:1790:kg额定载质量:1995:kg前/后轴允许载荷:1560kg/2550kg货厢长宽高:3020×1610×360mm前后悬:1100/1280mm轴距:L=3050mm前/后轮距:B1=13850mm/B2=1340mm- 3 -接近角/离去角:180/200离合器:单片干式摩擦离合器变速器:手动五挡主减速比:4.875 发动机:全柴4A1-68C40最大功率:50kw 最大扭矩:170nm/1800rpm外形尺寸:总长La ×总宽Ba×总高Ha=5790×1730×2150mm- 4 -- 5 -3 悬架各部分的参数3.1 悬架的静挠度fc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上式中,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:cmg f c /=g :重力加速度(9.8N/kg ),代入上式得到:n=15.76/c f式中n 的单位为Hz ;c f 的单位为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,货车的后悬架要求在1.5~2.0Hz 之间,因为货车主要以载货为主,所以选取频率为:1.9Hz. 由n=15.76/c f 得:c f =68.8mm,取c f =69mm3.2 悬架的动挠度fd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- 6 -3.3 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。
将n=1.9hz,m=3041kg ,代入公式(满载时的簧上质量m=总质量*76%):n=2//m c可得:C=433.4N/mm- 7 -4 弹性元件的设计4.1 钢板弹簧的布置方案选择布置形式为对称纵置式钢板弹簧4.2 钢板弹簧主要参数的确定已知满载静止时负荷2G =2550kg 。
簧下部分荷重kg G 6632u =,由此可计算出单个钢板弹簧的载荷:Ng G G F u W 3.9246222=-=由前面选定的参数知:mm 69=c f ;mm 80=d f ;mm 3050=轴距L 4.2.1 满载弧高a f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连线间的高度差。
常取a f =10~20mm.在此取:mm f a 15=4.2.2钢板弹簧长度L 的确定 (1) 选择原则钢板弹簧长度是弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。
轿车L=(0.40~0.55)轴距;货车前悬架:L=(0.26~0.35)轴距,后悬架:L=(0.35~0.45)轴距。
(2) 钢板弹簧长度的初步选定根据经验L = 0.35⨯轴距,并结合国内外货车资料,初步选定弹簧主片的长度为1070m m =m L4.2.3钢板弹簧断面尺寸的确定: (1) 钢板弹簧断面宽度b 的确定有关钢板弹簧的刚度,强度可按等截面的简支梁计算,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的总惯性距0J。
对于对称式钢板弹簧:[]E c k L J 48/)s (30δ-=- 8 -式中:S ——U 形螺栓中心距(mm )k ——U 形螺栓夹紧(刚性夹紧,k 取0.5); c ——钢板弹簧垂直刚度(N/mm ),c=c W f F /;δ——为挠度增大系数; E ——材料的弹性模量(MPa )。
挠度增大系数δ的确定:先确定与主片等长的重叠片数1n ,再估计一个总片数0n ,求得01/n n =η,然后δ=1.5/[])5.01(04.1η+,初定δ。
对于弹簧:Lm=1070mmk=0.5 s=200mm1n =20n =1414/2=ηδ=1.5/[])5.01(04.1η+=1.5/⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⨯)1425.01(04.1=1.35 E=2.1510⨯N/4mm计算弹簧总截面系数0W :0W [][])4/()s (W W k L F σ-≥式中[]w σ为许用弯曲应力。
[]w σ的选取:后弹簧为450~550N/2mm 。
已知:w F =m F =9246.3NLm=1070mm k=0.5 S=200mm[]w σ=500 N/2mm .再计算弹簧平均厚度:ca w p Ef ks L W J h 6/][)/2200σδ-==( =17.5mm有了p h 以后,再选钢板弹簧的片宽b 。
推荐片宽和片厚的比值p h b /在6~10范围内选取:b=110mm(3) 钢板弹簧片厚h 的选择矩形断面等厚钢板弹簧的总惯性矩0J 用下式计算:- 9 -12/n 30bh J =式中,n 为钢板弹簧片数。
钢板弹簧各片的厚度采用相同的情况,将0J 、b 、n 代入上式中求得:mm 88.9=h (取mm h 10=)通过查手册可得钢板截面尺寸b 和h 符合国产型材规格尺寸。
(4) 钢板断截面形状的选择 本设计选取矩形截面。
(5) 钢板弹簧片数的选择:片数n 少些有利于制造和装配,并可以降低片与片之间的干摩擦,改善汽车的行驶平顺性。
但片数少了将使钢板弹簧与等强度梁的差别增大,材料的利用率变坏。
多片钢板弹簧一般片数在6~14片之间选取,重型货车可达20片。
用变截面少片弹簧时,片数在1~4选取。
根据货车的载荷并结合国内外资料初步选取本货车弹簧的片数为6片4.2.4 钢板弹簧各片长度的确定先将各片的厚度i h 的立方值3i h 按同一比例尺沿纵坐标绘制在图上,再沿横坐标量出主片长度的一半L/2和U 型螺栓中心距的一半s/2,得到A,B 两点,连接A ,B 两点就得到三角形的钢板弹簧展开图。