ca1091轻型货车的前后悬架系统设计_毕业设计设计说明书(编辑修改稿)

ca1091轻型货车的前后悬架系统设计_毕业设计设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

]/(48 105)=31327mm2 钢板弹簧总截面系数 Wo Wo≥ [Fw1(Lks)/(4[σ w])] （ 34） 式中， [σ w]— 许用弯曲应力， [σ w]=350～ 450MPa Wo≥ [9895 ( 110)/(4 350)]=8658 刚板弹簧的平均厚度 hp （ 35） =10mm 推荐片宽与厚度的比值在 610范围内选取。 取片宽与片厚的比值 b/hp=7 所以 b=7 hp=7 10=70mm 取 b=75mm 2）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 Jo Jo=nbh3/12 cWp EfksLWJh 6 ][)(/2 200  本科生毕业设计（论文） 9 h 3 /12 nbJo  (36) 式中， n— 钢板弹簧片数， n=10 h=3 /12 nbJo  = 3 7510/1231327  = 取各片片厚等厚： h1=h2=h3=h4=h5=h6=h7=h8=h9=h10=8mm 3）钢板断面形状（如图 33） 图 33 矩形断面 在选择各叶片长度时，应尽量使应力在片间和沿片长的分布合理，以达到各片寿命接近并节省材料、减小板簧质量的目的。 确定各叶片长度的方法有作图法和计算法。 用作图法确定各片长度的方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作图的 ,先将各叶片厚度的立方值 3ih 按同一比例尺沿纵坐标绘出，再沿横坐标绘出主片 长度之半(即 L／ 2)和 u形螺拴中心距之半 (即 s／ 2)，得 A、 B两点。 连接这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。 当有与主片等长的重叠片时，可将 B点与最下一个重叠片的上侧端点相连。 该图中实线所示的叶片长度是经过圆整后的尺寸。 有的叶片端部装有卡箍，则需伸出卡箍稍许。 (如图 34) 本科生毕业设计（论文） 10 5 54 7 0 . 12 3 2 . 91 7 3 . 62 9 2 . 23 5 1 . 54 1 0 . 85 2 9 . 45 8 8 . 71 1 4 . 36 4 0 图 34 钢板弹簧各片长度的作图法 由于有关挠度增大系数δ、惯性矩 Jo、片长和叶片 端部形状等的确定不够准确，所以要验算刚度。 用共同曲率法来计算刚度。 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。 刚度验算公式为 c=6α E/[ )(11 3 1    kknk k YYa] (37) 其中 ak+1=(l1lk+1) Yk=ki iJ11 Yk+1=111ki iJ 式中，α — 经验修正系数，α = E— 材料的弹性模量， E= 105MPa l lk+1— 主片和第 k+1 片的一半长度。 结果 c= 104N/m （ 1）钢板弹簧总成在自由状态下的弧高 Ho 钢板弹簧各片装配后，在预压缩和 U 形螺栓夹紧前，其主片上表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差，称为钢板弹簧总成在自由状态下的弧高 Ho，用下式计算 Ho=fc+fa+△ f (38) 式中，△ f— 钢板弹簧总成用 U形螺栓夹紧后引起的弧高 △ f=  22 )(3 L ffsLs ca  （ 39） 本科生毕业设计（论文） 11 △ f= 21 2 8 0 )8018(1 1 01 2 8 031 1 02  =12 Ho=80+18+12=110mm （ 2）钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径 Ro Ro=L2/(8Ho) (310) Ro=12802/(8 110)=1862mm 根据最小势能原理，钢板弹簧总成的稳定平衡状态是各片势能总和最小状态，由此可求得等厚叶片弹簧的 Ro 1/Ro=  nini iii LRL1 1/)/( （ 312） 结果 Ro=1872mm 经检验合格。 钢板弹簧总成弧高 H H=L2/(8Ro) (313) H=L2/(8Ro)=12802/(8 1872)=109mm （ 1）紧急制动时，前钢板弹簧承受的载荷最大在它的后半段出现的最大应力σ max σ max=[G1 )( 1139。 1 cllm  ]/[ oWll )( 21  ] (314) 式中， G1— 作用在前轮上的垂直静载荷 , G1=9895N 39。 2m — 制动时前轴负荷转移系数 , 39。 2m =  — 道路附着系数 ,  = 21 ll、 — 钢板弹簧前、后段长度 , 21 ll、 =640mm Wo— 钢板弹簧总截面系数 , Wo=8658 c— 弹簧固定点到路面的距离 ,c=644mm σ max=[9895 )(  ]/[ 8658)640640(  ] =924Mpa1000Mpa，合格 （ 2）钢板弹簧卷耳的强度核算 卷耳处所受应力σ是由弯曲应力和压（拉）应力合成的应力，即 )/()/()](3[ 1211 bhFbhhDF xx  （ 315） 式中， Fx— 沿弹簧纵向作用在卷耳中心线上的力 , Fx= 139。 121 Gm=13720N 本科生毕业设计（论文） 12 D— 卷耳内径 ,D=42mm b— 钢板弹簧宽度 ,b=75mm h1— 主片厚度 ,h1=8mm [ ]— 许用应力， [ ]=350MPa )875/(1 3 7 2 0)7512/()]842(1 3 7 2 03[ 2  =[ ]=350MPa 合格 （ 3） 钢板弹簧销强度计算  zsz bdF   )16754/(2 4 5 0 0)/( 〈 79Mpa，合格 悬架中用的最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器。 汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了减振阻力，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。 如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者在伸张行程进行，则把这种减振器称为单向作用式减振器；反之称为双向作用式减振器。 后者因减振作用比前者好而得到广泛应用。 根据结构形式的不同，减振器分为摇臂式和筒式两种。 虽然摇臂式减振器能在比较大的工作压力（ 1020MPa）条件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨损和工作温度变化的影响大而遭淘汰。 筒式减振器工作压力虽然仅为 ，但由于工作性能稳定而在现代汽车上得到广泛的应用。 筒式减振器又分为单筒式和双筒式和充气筒式三种。 双筒充气液力减振器具有工作性能稳定和干摩擦力 小和噪生低等优点，在乘用车上得到越来越多的应用。 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的行驶平顺性的性能稳定；有足够的使用寿命。 CA1091 货 车选用的是双筒式减振器 主要性能参数的确定 1）  和  的确定 前悬架是钢板弹簧有内摩擦，取  =  =2 ms n2/a2 n/a=i=  =2π f=  =2  2019  1. 22=19293N/mm2 2）最大卸荷力 F0的确定 本科生毕业设计（论文） 13 卸荷速度 vx，一般为 ~。 vx=A cos /i 式中 ， vx 为卸荷速度， A 为车身振幅，取  40mm；  为悬架振动固有频率。 n/a=i= vx=A cos /i=40  cos150/=伸张行程的最大卸荷力 F0=  vx=19293 =5403N 3）减振器主要尺寸的确定 根据伸张行程的最大卸荷力 F0 计算工作缸直径 D=)1]([ 4   p F 式中， [p]为工作缸最大允许压力，取 3~4MPa，选取 [p]=；  为连杆直径与缸筒直径之比，双筒式减振器取  =~，选取  =，所以 D=)1]([ 4   p F=)(10 00 00 54 034  = 由汽车筒式减振器国家标准（ QC/T491— 1999）选出一个标准尺寸 D=50mm 贮油筒直径 Dc的确定 一般 Dc=（ ~） D ， Dc= D = 50=70mm 壁厚取为 2mm，材料可选 20 钢 后悬架系统设计 后悬架只有钢板弹簧组成。 后钢板弹簧由主副两副钢板弹簧组成。 主钢板弹簧由数片钢片叠成，副钢板弹簧用数片钢片叠成，连接方法副钢板弹簧装在主钢板弹簧的上方。 主副钢板弹簧中部用盖板和 U 型螺栓固定在后桥壳的钢板座上。 当汽车装载质量较大时，副钢板弹簧抵在辅助钢板弹簧支架下面，主副钢板弹簧共同参加工作。 这样可以使汽车在不同载荷下，保证钢板弹簧既有适当的弹性又有足够的强度。 后钢板弹簧通过销、前支架与车架相 连接，形成固定旋转支承端；后卷耳通过吊耳销、吊耳、支架销和后支架与车架连接，形成摆动旋转支承端。 后悬架总成承受并传递各方向的力和力矩。 悬架主要参数的确定 如何确定副簧开始参加工作的载荷 kF 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 本科生毕业设计（论文） 14 法来确定。 使副簧开始起 作用时的悬架挠度 af 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 kf 等于满载时悬架的挠度 cf。 于是可求 kF = WFF0 式中 WFF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/  ma cc ， 0/FFw 式中， ac 为副簧的刚度， mc 为主簧的刚度。 单个钢板弹簧满载载荷： Fw= NG 2 9 9 1 02 9 2 7 06 9 0 9 022  —簧下质量 满载 时： Wma FFF  （ 49） 式中 aF 为副簧簧上质量， mF 为主簧簧上质量。 单个钢板弹簧空载载时簧上质量： Fo= NG .56 6 5 92 9 2 7 02 2 5 8 922  —簧下质量 n= , m=3137kg,代入公式： n= 2//mc 可得 C=4800N/cm 又 6 5 92 9 9 1 0/  FoFW ma cc/ = 1 = 有上面的二式，可联立方程组： cmNccc ma /4800 （ 1） ma cc/ = （ 2） 由（ 1），（ 2）两式可得： 本科生毕业设计（论文） 15 ac =2536N/cm , mc =2264N/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 caf。 Wk FFF 0 = 又： acamcakW CfCfFF  ，得： acf = )/()( makW CCFF 。