轎車(chē)減震器的設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 轎車(chē)減震器的設(shè)計(jì) 摘 要 本文設(shè)計(jì)出適用于中國(guó)一般城市道路使用的雙作用筒式減振器。首先，根據(jù)轎車(chē)的質(zhì)量算出減振器的阻尼系數(shù)，確定缸體結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后建立流體力學(xué)模型，先選定一條理想的減振器標(biāo)準(zhǔn)阻尼特性曲線，然后利用逼近理想阻尼特性曲線的方法，進(jìn)行各閥、系的設(shè)計(jì)計(jì)算；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出整個(gè)減震器，并對(duì)主要部件的強(qiáng)度進(jìn)行了校核。 關(guān)鍵詞 ： 雙作用筒式減振器； 流體力學(xué)模型 ；理想特性曲線；強(qiáng)度校核 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 of he of to is in of of is to of of a is by of to of a of of is of of is of of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目錄 1. 緒論 . 1 . 1 . 1 . 3 2. 減震器阻尼值計(jì)算和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 3 . 3 的選擇 . 3 . 4 . 6 . 6 . 7 . 7 . 8 結(jié) . 8 3. 減震器其他部件的設(shè)計(jì) . 8 . 8 震器油封設(shè)計(jì) . 9 型橡膠密封圈 . 10 形彈簧 . 10 . 11 . 11 . 11 . 12 . 12 . 12 . 12 . 15 閥系模型的建立 . 16 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 . 16 建立 . 18 . 18 . 19 . 20 . 22 . 22 . 23 . 24 . 29 5活塞桿的強(qiáng)度校核 . 30 . 30 . 30 6全文總結(jié)及展望 . 31 參考文獻(xiàn) . 33 致謝 . 34 附錄 . 35 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1. 緒論 課題設(shè)計(jì)的目的及意義 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的要求也越來(lái)越高。包括有汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、平順性、通過(guò)性等性能的要求。減震器是安裝在 車(chē)體與負(fù)重輪之間的一個(gè)阻尼元件，其作用是衰減車(chē)體的振動(dòng)并阻止共振情況下車(chē)體振幅的無(wú)限增大，能減小車(chē)體振動(dòng)的振幅和振動(dòng)次數(shù)，因而能延長(zhǎng)彈性元件的疲勞壽命和提高人乘車(chē)的舒適性 1。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)汽車(chē)的平順性一直都在研究，在技術(shù)上也有重大的改進(jìn) 革 。減震器是改善汽車(chē)平順性的最好途徑。一個(gè)好的減震器能夠使車(chē)的壽命增長(zhǎng)，駕駛員操縱輕便，乘員更加舒服。 因外部條件的不同，對(duì)減振器的使用要求也會(huì)相應(yīng)的不同。在不同的國(guó)家或不同的地區(qū)，他們各自的天氣環(huán)境、道路建筑等都有著很大的區(qū)別。單一的減振器是可能都滿(mǎn)足他們的性能要求。 隨著社會(huì)的發(fā)展，汽車(chē)市場(chǎng)出現(xiàn)了細(xì)分化。純黑色的“福特”時(shí)代，早已經(jīng)過(guò)去，針對(duì)各國(guó)道路交通情況，各國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)商們開(kāi)始生產(chǎn)有屬于自己特色的汽車(chē)了。本文就是針對(duì)我國(guó)大多數(shù)城市道路情況，而進(jìn)行研究設(shè)計(jì)的。 振器國(guó)內(nèi)外是發(fā)展?fàn)顩r 為加速車(chē)身振動(dòng)的衰減，改善汽車(chē)行使平順性，大多數(shù)轎車(chē)的懸架內(nèi)都裝有減震器。減震器和彈性元件是并聯(lián)安裝的。其中采用最廣泛的是液力減震器，又稱(chēng)筒式液力減振器，現(xiàn)簡(jiǎn)稱(chēng)為筒式減振器。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。而筒式減震器工作壓力僅在 5是它的工作性能穩(wěn)定而 在現(xiàn)代的汽車(chē)上得道廣泛的應(yīng)用。又可以分為單筒式、雙筒式和充氣筒式三種 3。減震器的阻尼力越大，振動(dòng)消除得越快，但卻使并聯(lián)的彈性元件的作用不能充分發(fā)揮；還可能導(dǎo)致連接件及車(chē)架損壞。通常為了保證伸張過(guò)程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力比壓縮行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力大得多，所以伸張閥彈簧剛度和預(yù)緊力比壓縮閥大；在同樣油壓力作用下，伸張閥及相應(yīng)的 通常 縫隙的同道截面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)的通?？p隙的通常截面積總和。這樣也保證了懸架在壓縮行程內(nèi)，減震器的阻尼力較小，以便充分利用彈性元件的彈性來(lái)緩和沖擊；在伸張行程內(nèi)，減震器的阻尼力應(yīng)較大，以 求迅速減振 2。由于汽車(chē)行駛的路面狀況不同，所用買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 的減震器要求也會(huì)有所不同。下面簡(jiǎn)單介紹幾種比較先進(jìn)的減震器： 懸浮減震器的彈性介質(zhì)是兩塊同極相對(duì)的高強(qiáng)度永久磁鐵。兩磁鐵間的排斥力即為減震器的彈性力，它隨著兩磁鐵間的距離減小而增大。它具有很好的非線性剛度特性，而且可根據(jù)負(fù)載自動(dòng)調(diào)整彈簧剛度特性及車(chē)身高度，能進(jìn)一步改善汽車(chē)的行駛平順性；由于城市路況較好，路面對(duì)轎車(chē)車(chē)輪的沖擊絕大數(shù)屬于小位移激振，大位移激振較少。這就要求減震彈簧的小變形時(shí)較軟，而大變形時(shí)較硬，具有非線性剛度特性。另外，由于 汽車(chē)的負(fù)載在每次行駛都不相同，車(chē)上的水平負(fù)載分布不同，這會(huì)使車(chē)身高度，水平度發(fā)生變化。雖然現(xiàn)在有很多彈簧都能滿(mǎn)足這些要求，但是磁懸浮減震器的技術(shù)要求比油氣彈簧低，維護(hù)方便，耐用，這是油氣彈簧所不及的 4。 然說(shuō)采用橡膠作為隔振、吸聲和沖擊的彈性元件，迄今至少已有五十多年的歷史了，但是它的作用是得到肯定的。橡膠減震器所采用的彈性材料減震橡膠，屬于高分子聚合材料，具有特殊的性能，由于軟長(zhǎng)的鏈狀分子的排列結(jié)構(gòu)，使得不需要很復(fù)雜的形狀就能獲得優(yōu)良的彈性性能。在一定范圍內(nèi)，可以把橡膠減震器作為 線性看。橡膠減震器是通過(guò)橡膠物體的物理變形來(lái)吸收沖擊振動(dòng)的，技術(shù)上比較成熟5。 調(diào)阻尼減震器可以分為有級(jí)可調(diào)阻尼減震器和無(wú)極可調(diào)阻尼減震器，阻尼減震器有兩種調(diào)節(jié)方法，一種是通過(guò)改變節(jié)流孔的大小調(diào)節(jié)阻尼，另一種是通過(guò)改變減震液的粘性調(diào)節(jié)阻尼 6。它們是根據(jù)汽車(chē)在路面上的行駛情況，對(duì)減震器的阻尼進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)。 這種減震器技術(shù)要求高，舒適性強(qiáng)，平順性好等優(yōu)點(diǎn)。但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，維修費(fèi)用也高。 下面簡(jiǎn)單介紹下，汽車(chē)懸架系統(tǒng)中廣泛采用的液力減震器。液力減震器的作用原理是，當(dāng)車(chē) 架與車(chē)身作往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減震器中的活塞在缸筒內(nèi)也是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，于是減震器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個(gè)內(nèi)腔通過(guò)一些窄小的空隙流入另一內(nèi)腔。此時(shí)，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對(duì)振動(dòng)的阻尼力，使車(chē)身和車(chē)架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能，被油液和減震器殼體吸收，然后散到大氣中 2。 減振器與彈性元件承擔(dān)著緩沖擊和減振的任務(wù)，阻尼力過(guò)大，將使懸架彈性變壞，甚至使減振器連接件損壞。因而要調(diào)節(jié)彈性元件和減振器這一矛盾。 (1) 在壓縮行程（車(chē)橋和車(chē)架相互靠近），減振器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖 擊。這時(shí)，彈性元件起主要作用。 (2) 在懸架伸張行程中（車(chē)橋和車(chē)架相互遠(yuǎn)離），減振器阻尼力應(yīng)大，迅速減振。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 (3) 當(dāng)車(chē)橋（或車(chē)輪）與車(chē)橋間的相對(duì)速度過(guò)大時(shí)，要求減振器能自動(dòng)加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過(guò)大的沖擊載荷。 在汽車(chē)懸架系統(tǒng)中廣泛采用的是筒式減振器，且在壓縮和伸張行程中均能起減振作用叫雙向作用式減振器，還有采用新式減振器，它包括充氣式減振器和阻力可調(diào)式減振器 2。 計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容 本文的設(shè)計(jì)是要滿(mǎn)足一般性能要求，具體是：一是要具有一 般的舒適性；二是可以滿(mǎn)足中國(guó)現(xiàn)代一般城市道路的使用要求；三能保證有足夠的使用壽命；四是在使用期間保證汽車(chē)行駛平順性的性能穩(wěn)定。在減振器中，流通閥和補(bǔ)償閥是一般的單向閥，其彈簧很弱。當(dāng)閥上的油壓作用力同向時(shí)，只要很小的油壓，閥便能開(kāi)啟；壓縮閥和伸張閥是卸載閥，其彈簧較強(qiáng)，預(yù)緊力較大，只有當(dāng)油壓到一定程度時(shí)，閥才能開(kāi)啟；而當(dāng)油壓降低到一定程度時(shí)，閥即自行關(guān)閉。根據(jù)它們不同的工作要求，各閥系設(shè)計(jì)計(jì)算和裝配都有所不同。 根據(jù)以上要求，本文設(shè)計(jì)的基本步驟有 1）確定減振器的阻尼系數(shù)和相對(duì)阻尼系數(shù)；2）計(jì)算出各機(jī)械結(jié)構(gòu)的 主要參數(shù)，其中包括缸筒、儲(chǔ)油缸筒、活塞桿導(dǎo)向座和活塞的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算； 3）在總體參數(shù)出來(lái)以后，就對(duì)減振器連接結(jié)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，彈簧片以及減振器油的選擇等； 4)總體參數(shù)確定后，建立各閥系的力學(xué)模型、各閥系模型以及阻尼閥閥片的撓曲變形模型，完成各閥系的設(shè)計(jì)計(jì)算。 5）完成設(shè)計(jì)計(jì)算后，對(duì)主要受力部件進(jìn)行校核驗(yàn)證。 2. 減震器阻尼值計(jì)算和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù)的確定 架彈性特性的 選擇 在前輪或后輪上，把前、后輪接地點(diǎn)垂直方向的載荷變化和輪心在垂直方向的位置變化量關(guān)系稱(chēng)為懸架系統(tǒng)的 彈性特性。如圖 2示，在任一載荷狀態(tài)下，該點(diǎn)曲線的切線斜率，就是該載荷下的懸架剛度。在滿(mǎn)載狀態(tài)下，彈性特性曲線的切線斜率便是滿(mǎn)載懸架剛度。在滿(mǎn)載載荷下可以確定車(chē)輪上、下跳行程，兩者之和稱(chēng)為車(chē)輪行程。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 圖 2 1 懸架彈性特性 設(shè)懸架剛度為 k，簧上質(zhì)量為 m，則根據(jù)下式可求系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率 f： 12車(chē)輪上下跳動(dòng)行程的一般范圍是： 上跳行程 70 120跳動(dòng)行程 80 120架垂直剛度隨車(chē)輛參數(shù)而不同，換算成系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率為 1 27. 由于我設(shè)計(jì)的是轎車(chē)減振器，主要是用于城市一些比較好的路面上。所以，轎車(chē)在行駛時(shí)路面激起振動(dòng)頻率會(huì)相對(duì)比較高。所以取減振器系統(tǒng)固有頻率 f m1200根據(jù)上式 k 10800 2 對(duì)阻尼系數(shù) 的選擇 減振器在卸荷閥打開(kāi)前，減振器中的阻力 v 之間有如下關(guān)系 (式中， 為減振器阻尼系數(shù)。 圖 2 1b 示出減振器的阻力速度特性圖。該圖具有如下特點(diǎn)：阻力速度特性由四段近似直線線段組成，其中壓縮行程和伸張行程的阻力速度特性各占兩段；各段特性線的斜率是減振器的阻尼系數(shù) ，所以減振器有四個(gè)阻尼系數(shù)。在沒(méi)有特別指明時(shí)，減振器的阻尼系數(shù)是指卸荷閥開(kāi)啟前的阻尼系數(shù)而言。通常壓縮行程的阻尼系數(shù) 與伸張行程的阻尼系數(shù) 不等。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 a)阻力一位移特性 b)阻力一速度特性 圖 2 1 減振器的特性 汽車(chē)懸架有阻尼以后，簧上質(zhì)量的振動(dòng)是周期衰減振動(dòng)，用相對(duì)阻尼系數(shù) 的大小來(lái)評(píng)定振動(dòng)衰減的快慢程度。 的表達(dá)式為 (式中， 式 (2 2)表明，相對(duì)阻尼系數(shù) 的物理意義是：減振器的阻尼作用在與不同剛度 產(chǎn)生不同的阻尼效果 。 值大，振動(dòng)能迅速衰減，同時(shí)又能將較大的路面沖擊力傳到車(chē)身； 值小則反之。通常情況下，將壓縮行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù) Y 取得小些，伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù)S取得大些。兩者之間保持 Y (S的關(guān)系。 設(shè)計(jì)時(shí)，先選取 Y 與S的平均值 。對(duì)于無(wú)內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，取 于有內(nèi)摩擦的彈性元件懸架， 值取小些。對(duì)于行駛路面條件較差的汽車(chē)， 值應(yīng)取大些，一般取S 避免懸架碰撞車(chē)架，取 Y 3。 根據(jù)以上所述：取S Y 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 振器阻尼系數(shù) 的確定 減振器阻尼系數(shù) 2 。因懸架系統(tǒng) 固有振動(dòng)頻率，所以理論上 。實(shí)際上應(yīng)根據(jù)減振器的布置特點(diǎn)確定減振器的阻尼系數(shù)。例如，當(dāng)減振器如圖 2 2a、 b、 c 三種安裝時(shí)，我選擇了如圖 2 13b 所示安裝。減振器阻尼系數(shù) 用下式計(jì)算 圖 2 2 減振器安裝位置 2 2振器的阻尼系數(shù)占用下式計(jì)算 3 222nm s(式中， 然而， 2 阻尼系數(shù)： 2s2 c m 2 0 . 3 2 1 0 8 0 0 1 2 0 0 2 3 0 4 伸張阻尼系數(shù)： 2s2 c m 2 0 . 5 1 0 8 0 0 1 2 0 0 3 6 0 0 大卸荷力0為減小傳到車(chē)身上的沖擊力，當(dāng)減振器活塞振動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí)，減振器打開(kāi)卸荷。此時(shí) 的活塞速度稱(chēng)為卸荷速度減振器安裝如圖 2 2買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 x /co s (式中，般為 s； A 為車(chē)身振幅，取 40 為懸架振動(dòng)固有頻率。 如已知伸張行程時(shí)的阻尼系數(shù)S，載伸張行程的最大卸荷力03。 伸張行程的最大卸荷力： 0F 3 6 0 0 0 . 2 5 9 0 0 2 8 2 6 壓縮行程的最大卸荷力： 9 1 . 2 8筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)伸張行程的最大卸荷力0 )1(4 20 p （ 式中， p 為工作缸最大允許壓力，取 3 4 為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取 筒式減振器取 。 減振器的工作缸直徑 0、 30、 40、（ 45）、 50、 65取時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選用。 貯油筒直徑 D，壁厚取為 2料可選 0 24 60 3 6 4 3( 1 ) 1 . 4 1 . 6 7FD p 取0塞桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 活塞（工作缸）直徑 0.5）4018買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 向座寬度和活塞寬度的設(shè)計(jì)計(jì)算 如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。又因?yàn)樵跍p振器工作時(shí)，活塞桿與導(dǎo)向座之間是相對(duì)滑動(dòng)的。在導(dǎo)向座內(nèi)設(shè)計(jì)一襯套，在減少活塞桿的摩擦的同時(shí)也使活塞桿滑動(dòng)輕便，迅速 8。 活塞的寬度 B，一般取 B（ D;缸蓋滑動(dòng) 支承面的長(zhǎng)度1l, 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑 當(dāng) 1l（ D； 所以： 導(dǎo)向座的長(zhǎng)度：1l 40 24塞寬度： B 40 24結(jié) 本章主要設(shè)計(jì)計(jì)算、選擇了減振器的相對(duì)阻尼系數(shù)，阻尼系數(shù)，對(duì)主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)如缸筒的設(shè)計(jì)計(jì)算、活塞桿的設(shè)計(jì)計(jì)算、導(dǎo)向座寬度和活塞寬度的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行了計(jì)算，已經(jīng)算出了減振器的外部尺寸。 3. 減震器其他部件的設(shè)計(jì) 定 連接的結(jié)構(gòu)形式 減振器與整車(chē)連接結(jié)構(gòu)指的是減振器和整車(chē)安裝連接的部分，為了加強(qiáng)減振器的減振效果，一般在連接部分都附有各種結(jié)構(gòu)形式的橡膠緩沖墊，因此連接部分主要由吊環(huán)(螺栓等 )和橡膠襯套等組成。而本文設(shè)計(jì)的連接結(jié)構(gòu)是一種上部為螺紋連接、下部為吊環(huán)連接形 式的減振器，上部以上螺紋及穿在螺紋上的橡膠襯套、墊圈和車(chē)身連接，下部以吊環(huán)及吊環(huán)內(nèi)的附件和橫臂連接 9。如圖 33 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 圖 3 1 上螺紋連接示意圖 圖 3 2 下吊環(huán)連接示意圖 下面表 吊環(huán)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尺寸，本文設(shè)計(jì)的工作缸直徑是 40據(jù)下表可查出吊環(huán)的尺寸 ： 吊環(huán)標(biāo)準(zhǔn)尺寸表 4工作缸直徑 尺寸 D 112 19 28 18 24 30 19 30 8 33 40 26 40 57 38 50 （ 45） 50 32 50 70 46 60 本文選?。?40=261D=402D=h=38, 1h=50震器油封設(shè)計(jì) 文設(shè)計(jì)的油封，是指對(duì)液壓油的密封。其主要功能是把油腔和外 界隔離，對(duì)內(nèi)封油，對(duì)外封塵。油封的工作范圍如下：工作壓力 封線速度，低速型小于 4m/s，高速型為 4 5m/s；工作溫度 150（與橡膠種類(lèi)有關(guān)）；適用介質(zhì)：油、水及弱腐蝕性液體，壽命 12000h10. 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，我選擇的密封材料是丁腈橡膠；型式是粘接結(jié)構(gòu)，粘接結(jié)構(gòu)是橡膠部分和金屬骨架分別加工制造，再用膠粘接在一起成為外露骨架型。制造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 型橡膠密封圈 是一種壓縮性密封件，同時(shí)又具有自封能力。所以使用范圍很寬，密封的 壓力范圍從 510 真空到 400密封可達(dá) 35如果材料選擇適當(dāng)，使用溫度范圍為 +200。使用不同材料的 O 形圈，可以分別滿(mǎn)足各種介質(zhì)和運(yùn)轉(zhuǎn)條件的要求。同時(shí)， O 形圈形狀簡(jiǎn)單，制造容易，成本低廉，使用方便，用于動(dòng)密封的 O 形圈的密封性不受運(yùn)動(dòng)方向的影響。因此， O 形圈成了一種廣泛的密封件 11。 本文是選用了代號(hào)： 1d 料：丁青橡膠 （適用介 質(zhì)：礦物質(zhì)，汽油、笨，靜止時(shí)的溫度范圍： 200） 形彈簧 圖 3 3 圓錐螺旋壓縮彈簧及其特性線 當(dāng)受載后，特性線的 是直線，載荷繼續(xù)增加時(shí)，彈簧從大圈開(kāi)始逐漸接觸，有效圈數(shù)逐漸減少，剛度逐漸增大，到所有彈簧圈壓并為止。特性線 是漸增型，有利于防止共振的發(fā)生。常用的圓錐螺旋壓縮彈簧有等節(jié)距型和等螺旋角型兩種 10。 我選用了 等節(jié)距型的圓錐螺旋壓縮彈簧。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 簧片和減振器油的選擇 簧片的選擇 彈簧鋼，它的特點(diǎn)是具有很高的彈性強(qiáng)度。合金彈簧鋼一般用于制造截面尺寸較大，承受較重載荷的彈簧和各種彈性零件，也用于制造具有一定耐磨性的零件。選擇鋼號(hào)： 60熱處理：用溫度為 870C 煤油淬火，回火的溫度是 480C ，這種鋼使用于制造 作溫度低于 300C . 12： 1）流通閥蝶形彈簧片：系列 A， =d=t= 0 2 H 2)補(bǔ)償閥蝶形彈簧片：系列A， =10mm,d=t=0 0 0 H 結(jié)構(gòu)圖如 3 4 圖 3 4 蝶形彈簧片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 注：在選出這兩片彈簧片后， 最好在彈簧片上打上幾個(gè)空，有利于液壓油的流通順暢。 振器油的選擇 選用液壓油應(yīng)考慮的因素是系統(tǒng)的工作環(huán)境 :如溫度、濕度、空氣的清潔度等，選擇的油液黏度一定要適中 ,隨溫度變化小 :黏度太大會(huì)造成系統(tǒng)壓力損失大 ,系統(tǒng)效率降低。另外隨溫度變化 ,要求液壓油黏度變化小。要具有良好的潤(rùn)滑性，能夠減少各運(yùn)動(dòng)部件之間的磨損 ,延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命。并能使各運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作靈敏。如環(huán)境溫度高則選用粘度大的液壓油，加注液壓油時(shí)一定要通過(guò)過(guò)濾器 ,并在干燥、潔凈的環(huán)境中進(jìn)行 13。根據(jù)以上的要求，選擇了由上海海聯(lián)潤(rùn)滑材料有 限公司生產(chǎn)的 度 31 1 0 0 1 4 0 0 /k g m ，體積彈性模量 312 . 6 5 1 0K M p a 。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 結(jié) 本章主要對(duì)減振器的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，包括減振器與車(chē)架連接的方式，油封結(jié)構(gòu)與其材料的選用，彈簧片的選擇和液壓油的選用等問(wèn)題。 震器各閥系流體力學(xué)模型的建立 對(duì)具體結(jié)構(gòu)形式和流動(dòng)方式進(jìn)行分析，該結(jié)構(gòu)形式減震器分為 3 個(gè)封閉區(qū)域，并假設(shè)各封閉區(qū)域之間狀態(tài)是連續(xù)的，狀態(tài)參數(shù)沒(méi)有突變，忽略庫(kù)倫摩擦力及瞬態(tài)液動(dòng)力。 張行程流體力學(xué)模型的建立 (a) (b) 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 圖 4阻尼狀態(tài)下的工作原理圖 如圖 4a)伸張行程通過(guò)兩種環(huán)節(jié)產(chǎn)生阻尼作用，即活塞上的常通孔和 伸張閥閥片節(jié)流。分析伸張行程的工作情況要分開(kāi)閥前和開(kāi)閥后兩種工作狀態(tài) 進(jìn)行考慮。 設(shè)減震器活塞以相對(duì)速度 上油腔排出的工作液的流量為： ( ) h g A V（ 式中： 21 .， 21 .31 6 1 0 ， 30 4 1 0 減震器活塞的截面積；活塞桿的截面積；塞外徑；塞桿外徑； 由減震器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理可知：減震器伸張行程時(shí)，活塞相對(duì)于工作缸向上運(yùn)動(dòng)，活塞桿處于受拉狀態(tài)，流通閥是單向閥，此時(shí)關(guān)閉，見(jiàn)圖 4 伸張閥開(kāi)閥前： 伸張閥關(guān)閉，則上油腔流入下油腔的減震液體積流量表達(dá)式為： 1212 ( ).s d A （ 流量系數(shù)；1活塞上的常通孔節(jié)流面積；1P 上油腔油壓；2P 下油腔油壓；0P 儲(chǔ)油腔油壓。 伸張閥開(kāi)閥后： 當(dāng)上油腔的壓力克服伸張閥上螺母的預(yù)緊力時(shí)，伸張閥開(kāi)啟，則上油腔排 出的減震液體積流量表達(dá)式為： 1 2 1 212 ( ) 2 ( ). . . .s d s d P A C A （ 由儲(chǔ)油腔流到下油腔的流量 : g V通過(guò)補(bǔ)償閥的流量： 122 ( ).B d A （ 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 補(bǔ)償閥的節(jié)流面積； 根據(jù)流量連續(xù)性定理： ,x p s c x Q Q（ 設(shè)，由（ 4（ 4（ 4下油腔的壓力： 220 ()（ 由（ 4（ 4（ 4上油腔的壓力： 開(kāi)閥前： 222122 1() ().h g r g V A K A （ 開(kāi)閥后： 2221221() (). ( ) .h g r g rk s V A A K A（ 減震器伸張行程所產(chǎn)生的阻尼力為： 12()s h g A A P A （ 由于伸張行程的阻尼性能大于補(bǔ)償閥的阻尼性能，補(bǔ)償閥僅僅起到補(bǔ)充下 油腔油液的作用，這時(shí)由補(bǔ)償閥產(chǎn)生的壓差不會(huì)很大。 則由（ 4（ 4（ 4開(kāi)閥前伸張行程阻尼力為： 22 20221() ().h g r g rs q g V A P K A （ 由（ 4（ 4（ 4開(kāi)閥后伸張行程阻尼力為： 22 20221() (). ( ) .h g r g rs h g hk s V A P A K A （ 從以上的數(shù)學(xué)模型可以看出，在該工況下，減震器伸張行程 的阻尼力在開(kāi) 閥前主要與活塞上常通孔的尺寸有關(guān)，開(kāi)閥后與活塞上常通孔的尺寸及伸張閥 閥片組的開(kāi)度有關(guān)，即此時(shí)伸張閥在減震器中起主要作用，補(bǔ)償閥僅起到補(bǔ)充 油液的作用，對(duì)減震器提供阻尼力影響不大 6。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 縮行程流體力學(xué)模型的建立 如圖 4-8(b)減震器處于壓縮行程，也就是活塞相對(duì)于工作缸向下運(yùn)動(dòng)，活 塞桿處于受壓狀態(tài)。下油腔的油液分別從流通閥和壓縮閥流出，這兩個(gè)閥的節(jié) 流作用形成了減震器壓縮行程阻尼力。由于壓縮閥開(kāi)閥前后的流量特性變化比 較明顯，因此在分析時(shí)要分開(kāi)閥前和開(kāi)閥后兩種工作狀態(tài)進(jìn) 行討論。 設(shè)減震器活塞以相對(duì)速度 油腔流到儲(chǔ)油腔的流量為： g V（ 從下油腔流到上油腔的流量： ( ) g A V（ 此時(shí)流通閥開(kāi)啟，通過(guò)流通閥的流量： A P P（ 流通閥的節(jié)流面積； 通過(guò)活塞常通孔的流量為： 1 1 2 A P P（ 壓縮閥開(kāi)閥前： 油液經(jīng)由底閥的流量為： 2 2 A P P（ 2底閥上常通孔節(jié)流面積； 壓縮閥開(kāi)閥后：壓縮閥開(kāi)啟，則油液經(jīng)由底閥的流量為： 2 0 2 2 0.y y A P P K A P P （ 壓縮閥的節(jié)流面積； 根據(jù)流量連續(xù)性定理： 1,x c y x s k Q Q Q （ 由式（ 4（ 4（ 4開(kāi)閥前下油腔的壓力： 222. （ 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 由式（ 4（ 4（ 4開(kāi)閥后下油腔的壓力： 222. ( ) A （ 減震器壓縮行程所產(chǎn)生的阻尼力為：（考慮計(jì)算方便在此計(jì)入大氣壓） 2 1 0 2 1 2 0( ) ( ) ( )s h h g g h g A P A A P A P P A A P P A （ 則由式（ 4（ 4（ 4開(kāi)閥前壓縮行程阻尼力為： 3 2 3 22 2 2 212(). ( ) .h g r g k l V A A K A（ 由式（ 4 4（ 4開(kāi)閥后壓縮行程阻尼力為： 3 2 3 22 2 2 212(). ( ) . ( )h g r g l k V A A K A A（ 從以上的數(shù)學(xué)模型可以看出，減震器壓縮行程的阻尼力在開(kāi)閥前與活塞上 常通孔、流通閥、底閥常通孔有關(guān)，開(kāi)閥后又加上與壓縮閥閥片組的開(kāi)度有關(guān)， 即此時(shí)壓縮閥在減震器中起主要作用，而流通閥對(duì)上下油腔的壓差變化起主要 作用 6。 閥系模型的建立 減震器阻力特性的好壞是決定汽車(chē)懸架性能的主要參數(shù)，因此是汽車(chē)動(dòng)力學(xué)所確定的懸架系統(tǒng)特征參數(shù)的重要組成部分。減震器的本體結(jié)構(gòu)主要指減震 器上下連接件之外的總稱(chēng)部分。工作缸內(nèi)部，除了上端連接油封裝置外，主要是連桿深入端連接的活塞閥， 和上下安裝的底閥。而減震器的性能，在結(jié)構(gòu)上主要就是由這些閥系的合理設(shè)計(jì)和必要的制造精度來(lái)保證的。 因此，這些閥系的正確設(shè)計(jì)及其實(shí)際制造質(zhì)量與配合效果，對(duì)形成減震器的內(nèi)特性的優(yōu)劣起決定作用。減震器的阻力特性與四個(gè)閥的流量特性有著密切的關(guān)系，由于受試驗(yàn)條件的限制不能做壓差流量特性試驗(yàn)，所以就從研究閥片入手，運(yùn)用圓環(huán)薄板的大撓曲變形理論，采用攝動(dòng)法求解減震器環(huán)形薄片的大撓曲變形問(wèn)題。 張閥模型的建立 張閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 如圖 4缺口伸張閥的閥片壓在伸張閥座的底部，當(dāng)伸張閥上下的壓差比較低時(shí)，無(wú)法推動(dòng)伸張閥片組，油液只能通過(guò)第一個(gè)伸張閥閥片的缺口（活塞上常通孔）流出，在這一過(guò)程中壓差變化較大，此時(shí)油液就是主要通過(guò)常通孔節(jié)流產(chǎn)生阻尼；當(dāng)壓差增大到某一值時(shí)，使伸張閥閥片組由于撓曲變形產(chǎn)生環(huán)形間隙，從而增大了伸張閥閥口的開(kāi)度，在這一過(guò)程中壓差會(huì)緩慢變化，此時(shí)油液就是通過(guò)伸張閥閥片撓曲變形產(chǎn)生的環(huán)形間隙和常通孔節(jié)流共同產(chǎn)生阻尼 6。 圖 4 2 活塞總成 張閥的力學(xué)模型 以一個(gè)伸張閥閥片為研究對(duì)象，其受力模型可簡(jiǎn)化為如圖 4 3 所示。即； 內(nèi)邊緣固定加緊、受均布載荷 q 作用的彈性圓環(huán)薄板，其中1 2 1 2,q p p p p 、分別為活塞上下油腔的壓力 6。 圖 4 3 伸張閥閥片的受力模型 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 通閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 如圖 4 4 所示，流通閥是由一個(gè)閥片和該閥片上的彈簧壓片組成。其 作用是保證油液由下油腔向上油腔單向流動(dòng)，當(dāng)下油腔的油壓大于上油腔時(shí)，流通閥開(kāi)啟，而產(chǎn)生節(jié)流作用。 通閥的力學(xué)模型 開(kāi)閥時(shí)的通流面積： 2 ( )lA a b x（ x 流通閥閥片上彈簧壓片的壓縮量 如圖 42212( ) ( ) p L LF p p a b K x F 彈簧壓片的剛度，彈簧壓緊力，油壓力，閥片質(zhì)量，閥座支持力 圖 4 4流通閥的受力模型 由于流通閥彈簧的壓緊力很小，流通閥完全可以看作是一個(gè)單向閥，當(dāng)完 全開(kāi)閥后，通流面積開(kāi)閥 后可以看作是 6。 縮閥模型的建立 縮閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 圖 4 5底閥總成 如圖 4 5所示壓縮閥總成主要包括壓縮 閥閥片組及閥座等零件。其工作 情況與伸張閥基本相同，當(dāng)壓縮閥上下的壓差比較低時(shí)，無(wú)法推動(dòng)壓縮閥片組， 壓縮閥閥片關(guān)閉，油液通過(guò)常通孔（即壓縮閥第一個(gè)閥片上的開(kāi)口槽）產(chǎn)生阻 尼作用；當(dāng)壓縮閥閥片組受到向下的壓力足以克服其向上的壓力時(shí)，壓縮閥閥 片開(kāi)啟，油液通過(guò)壓縮閥閥片撓曲變形產(chǎn)生的環(huán)形間隙和常通孔節(jié)流共同產(chǎn)生 阻尼。 縮閥力學(xué)模型的建立 圖 4 6壓縮閥閥片的受力模型 如圖 4 6所示，壓縮閥的力學(xué)模型與伸張閥一 樣（只是各參數(shù)加以改變）， 即；內(nèi)邊緣固定加緊、受均布載荷 中10q p p0p、2油腔的壓力。 償閥的力學(xué)模型 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 如圖 4 7所示，補(bǔ)償閥也是一個(gè)單向閥，由一個(gè)閥片和該閥片上的彈簧 壓片組成。其作用是保證油液由儲(chǔ)油腔向下油腔單向流動(dòng)，當(dāng)儲(chǔ)油腔的油壓大 于下油腔時(shí)，補(bǔ)償閥開(kāi)啟， 而產(chǎn)生節(jié)流作用。 補(bǔ)償閥的力學(xué)模型與流通閥一樣（只是各參數(shù)加以改變） 開(kāi)閥時(shí)的通流面積： 2 ( )bA a b x （ x 流通閥閥片上彈簧壓片的壓縮量 如圖 4 7所示， 2 2 02( ) ( )p B P a b K x F 補(bǔ)償閥的彈簧力， x 彈性閥片的彈性變形量， 彈簧壓片的剛度，彈簧力，油壓力，閥片質(zhì)量，閥座支持力 圖 4 7 補(bǔ)償閥閥片的受力模型 由于補(bǔ)償閥彈簧的壓緊力也很小，補(bǔ)償閥也可以看作是一個(gè)單向閥，當(dāng)完全開(kāi)啟后，通流面積n 個(gè)阻尼小孔的通流面積，即開(kāi)閥后可以看作是 n 個(gè)薄壁阻尼小孔起節(jié)流作用 6。 震器阻尼閥閥片的撓曲變形模型 應(yīng)用圓環(huán)薄板大撓曲變形理論求解減震器阻尼閥閥片的大撓度變形 方程。 圓環(huán)薄板的 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 2222 ( ) ( ) ( )dy y y S y y 22221( ) ( )2 y （ 式中： ,ba a 圓環(huán)薄板的外徑和內(nèi)徑； 22ry a ， () ， 23 (1 )23( ) 3 ( 1 ) y v 22 243 ( 1 ) 3 (