[CAD圖紙全套]桑塔納2000前后懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計

哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它最主要的功能是傳遞作用在車輪和車架 (或車身 )之間的一切力和力矩，并緩和汽車駛過不平路面時所產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車的行駛平順性。因此必須在車輪與車架或車身之間提供彈性連接，依靠彈性元件來傳遞車輪或車橋與車架或車身之間的垂向載荷，并依靠其變形來吸收能量，達到緩沖的目的。采用彈性連接后，汽車可以看作是由懸架質(zhì)量 (即簧載質(zhì)量 )、非懸架質(zhì)量 (即非簧載質(zhì)量 )和彈簧 (彈性元件 )組成的振動系統(tǒng)，承受來自不平路面、空氣動力及傳動系、發(fā)動機的激勵。 為了迅速衰減不必要的振動，懸架中還必須包括阻尼元件，即減振器。此外，懸架中確保車輪與車架或車身之間所有力和力矩可靠傳遞并決定車輪相對于車架或車身的位移特性的連接裝置統(tǒng)稱為導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)決定了車輪跳動時的運動軌跡和車輪定位參數(shù)的變化，以及汽車前后側(cè)傾中心及縱傾中心的位置，從而在很大程度上提高了整車的操縱穩(wěn)定性和抗縱傾能力。本文主要對桑塔納 2000 前后懸架進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 關(guān)鍵詞 麥弗遜獨立 懸架、單縱臂獨立懸架 、 減振器、螺旋彈簧、橫向穩(wěn)定器 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 is on of is to in or by of of to of So or to on to or or of on to to of be as a of In to it In of or to to of or to of to as of to of of of to 爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 套 資料 ， 扣扣 414951605 目 錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . 1 題目的與意義 . 1 架的發(fā)展方向 . 1 架的功用及組成 . 1 架的功用 . 1 架的組成 . 2 架的分類 . 3 立懸架 . 3 獨立懸架 . 8 第 2 章 懸架結(jié)構(gòu)方案選擇 . 10 立懸架與非獨立懸架的選擇 . 10 立懸架具體結(jié)構(gòu)形式的選擇 . 10 架組成元件的選擇 . 10 性元件 . 10 振元件 . 10 力構(gòu)件及導(dǎo)向機構(gòu) . 11 向穩(wěn)定器 . 12 第 3 章 前后懸架主要參數(shù)的確定 . 13 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 V 架的空間幾何參數(shù) . 13 架的彈性特性和工作行程 . 14 后懸架偏頻的選擇 . 14 后懸架的靜撓度、動撓度及工作行程的計算 . 14 后懸架剛度的計算 . 15 第 4 章 前后懸架主要零件的設(shè)計 . 17 后螺旋彈簧的設(shè)計 . 17 后彈簧剛度的設(shè)計 . 17 后彈簧主要幾何參數(shù)的確定 . 17 后螺旋彈簧的校核 . 19 向穩(wěn)定器的設(shè)計 . 23 向穩(wěn)定器的作用 . 23 向穩(wěn)定器參數(shù)的選擇 . 24 后減振器的設(shè)計 . 24 振器的工 作原理 . 24 振器的阻尼特性 . 26 后減振器參數(shù)的設(shè)計 . 28 結(jié) 論 . 32 致 謝 . 33 參考文獻 . 34 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒論 課題目的與意義 轎車懸架是把路面作用于車輪上的各種力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車身上，緩沖路面沖擊，保證汽車的正常行駛以及乘坐人員的舒適性 【 1】 。由于 轎車對乘坐舒適性的要求較高，一般采用獨立懸架，本設(shè)計以桑塔納 2000 轎車為研究對象，桑塔納 2000 的前懸架為麥弗遜式獨立懸架，而 麥弗遜式獨立懸架是眾多懸 架 中的一種，它以結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、舒適性 較好 的優(yōu)點贏得了廣泛的市場應(yīng)用 。 后懸架為單縱臂式獨立懸架，它的結(jié)構(gòu)簡單、成本低。主要對其前后懸架進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 懸架的發(fā)展方向 汽車懸架的發(fā)展十分 迅速 ，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。 正常情況 按控制形式不同分為被動式懸架和主動式懸架。目前多數(shù)汽車上都采用被動懸架 ， 20 世紀 80 年代以來主動懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用， 并且目前還在進一步研究和開發(fā)中 ， 主動懸架可以 主 動地控制垂直振動及其車身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況自動調(diào)整懸架剛度和阻尼。隨著當前世界汽車工業(yè)朝著高速、高性能、舒適、安全可靠的方向發(fā)展 ， 空氣懸架彈簧是當今汽車發(fā)展的 一大 趨勢，國內(nèi)早在 20 世紀 60 年代就設(shè)計生產(chǎn)了空氣彈簧懸架，但由于工業(yè)技術(shù)條件有限，當時生產(chǎn)的產(chǎn)品使用效果不甚理想，以后在很長一段時期，產(chǎn)品沒有進一步發(fā)展，因此，國外生產(chǎn)空氣懸架彈簧的廠家憑借著資金與技術(shù)優(yōu)勢進入國內(nèi)市場， 同時 我國公路條件的改善為汽車懸架創(chuàng)造了基本的使用條件，并產(chǎn)生了很大的促進作用 【 4】 。由于 主動式 空氣懸架彈簧價格較貴，為降低成本，有的企業(yè)部分車型前橋使用鋼板彈簧，后橋使用空氣懸架彈簧。 由此可知 懸架 正 充分關(guān)注這方面的變化，提高綜合開發(fā)能力，以適應(yīng)市場的需求和變化 ，新型懸架的誕生迫在眉睫。 懸架的功用及組成 懸架的功用 懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間彈性連接裝置的總稱。功用： (1)傳遞它們之間一切的力（反力）及其力矩（包括反力矩）。 (2)緩和，抑制由于不平路面所引起的振動和沖擊，以保證汽車良好的平順性，操縱穩(wěn)定性。 (3)迅速衰減車身和車橋的振動 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 懸架系統(tǒng)在汽車上所起到的這幾個功用是緊密相連的。要想迅速的衰減振動、沖擊，就應(yīng)該降低懸架剛度。但這樣，又會降低整車的操縱穩(wěn)定性。必須找到一個平衡點，即保證操縱穩(wěn)定性，又能具備較好的平順性。 懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一。 懸架的組成 現(xiàn)代汽車，特別是乘用車的懸架，形式，種類，會因不同的公司和設(shè)計單位，而有不同形式。但是，懸架系統(tǒng)一般由彈性元件、減振器、緩沖塊、橫向穩(wěn)定器等幾部分組成 【 3】 。它們分別起到緩沖、減振 、力的傳遞、限位和控制車輛側(cè)傾角度的作用。懸架基本形式如圖 1示 圖 1架基本形式 123 4 5 彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧，個別高級轎車則使用空氣彈簧。螺旋彈簧只承受垂直載荷，緩和抑制不平路面對車體的沖擊，具有占用空間小，質(zhì)量小，無需潤滑的優(yōu)點，但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用。 這里選用螺旋彈簧。 減振器是為了加速衰減 由于彈性系統(tǒng)引起的 振動， 減振器有筒式減振哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 器，阻力可調(diào)式減振器，充氣式減振器。 它是懸架機構(gòu)中最精密和最復(fù)雜的機械元件。 導(dǎo)向機構(gòu)用來傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時保持車輪按一定 的運動軌跡相對車身跳動，通常導(dǎo)向機構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時，可不另設(shè)導(dǎo)向機構(gòu)，它本身兼起導(dǎo)向作用。有些轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)橫向穩(wěn)定器，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。 懸架的分類 懸架的分類： 汽車的懸架從大的方面來看，可以分為兩類：非獨立懸架和獨立懸架。 獨立懸架 獨立懸架是兩側(cè)車輪分別獨立地與車架（或車身）彈性地連接，當一側(cè)車輪受 到 沖擊 時 ，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動機可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨立懸架允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧使平順性得到改善。同時獨立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。如圖 1示。 圖 1立懸架 獨立懸架的類型及特點： 獨立懸架 的車軸分成兩段 如圖 1示 ，每只車輪用螺旋彈簧獨立地，彈性地連接 安裝在車架 (或車身 )下面 ，當一側(cè)車輪受到?jīng)_擊時，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 圖 1立懸架車軸 現(xiàn)在，前懸架基本上都采用獨立懸架，最常見的有雙橫臂式和麥弗遜式（又滑柱連桿式）。 （ 1） 雙橫臂式獨立懸架 它由上短下長兩根 橫臂連接車輪與車身，通過選擇比例合適的長度，可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大。 這種獨立懸架被廣泛應(yīng) 用在轎車前輪上。雙橫臂的臂有做成 A 字形或V 字形， V 字形臂的上下兩個 V 形擺臂以一定的距離分別安裝在車輪上，另一端安裝在車架上。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但經(jīng)久耐用，同時減振器的負荷小，壽命長。可以承載較大負荷，多用于輕型小型貨車的前橋。 缺點：因為有兩個擺臂，所以占用的空間比較大。所以，乘用車的前懸架一般不用此種結(jié)構(gòu)形式。如圖 1示 圖 1橫臂式獨立前懸架 （ 2） 麥弗遜式獨立懸架（滑柱連桿式） 如圖 1示 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 圖 1弗遜式獨立前懸架 這種懸架目前在轎車中采用很多。這種懸架將減振器作為引導(dǎo)車輪跳動的滑柱，螺旋彈簧與其裝于一體。這種懸架將雙橫臂上臂去掉并以橡膠做支承，允許滑柱上端作少許角位移。內(nèi)側(cè)空間大，有利于發(fā)動機布置，并降低汽車的重心。 車輪上下運動時，主銷軸線的角度會有變化，這是因為減振器下端支點隨橫擺臂擺動。以上問題可通過調(diào)整桿系設(shè)計布置得到解決。 麥弗遜獨立懸架的特點： 優(yōu)點：從上面的構(gòu)造圖可以看出，麥弗遜獨立懸架的構(gòu)造其實非常簡單，而這種簡單帶來的最大好處就是其質(zhì)量很輕，并且體積很小，對于很多前置前驅(qū)發(fā)動機的車輛來 說，車頭部分的大部分空間都要用來布置橫置的發(fā)動機以及變速箱，留給懸架的空間并不大，因此麥弗遜懸架體積小質(zhì)量輕的優(yōu)勢就會表現(xiàn)的非常明顯。 缺點：而結(jié)構(gòu)簡單也是麥弗遜懸架最大的軟肋。與雙橫臂以及多連桿懸架相比，由于減振器和螺旋彈簧都是對車輛上下的晃動起到支撐和緩沖，因此對于側(cè)向的力量沒有提供足夠的支撐力度。這樣就使得車輛在轉(zhuǎn)向的時候車身有比較明顯的側(cè)傾，并且在剎車的時候有比較明顯的點頭現(xiàn)象。很多采用麥弗遜懸架的小型車為了控制成本，也只能將這樣的缺陷保留。雖然通過增加防傾桿能減小車輛側(cè)傾，但是卻不能根治這種情況。不 過象寶馬 時捷911 這樣的高性能車型上，通過調(diào)整彈性元件以及增加拉桿等調(diào)校，麥弗哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 遜懸架也一樣可以變得非常強悍，但這也背離了麥弗遜懸架體積小，質(zhì)量輕，成本低的特點。 典型的結(jié)構(gòu)如圖 1示 圖 1麥弗遜懸架結(jié)構(gòu) 1234 5678 910111213夾 ; 1415現(xiàn)在，后懸架也基本上采用獨立懸架，最常見的有多連桿式和縱臂式。 （ 3） 多連桿式獨立懸架 它不僅可以保證擁有一定的舒適性，而且由于連桿較多，可以使車輪和地面盡可能保持垂直，盡最大可能地減小車身傾斜，維持輪胎的貼地性。多連桿后懸架一般為 4 連桿或 5 連桿，多連桿式懸架能使車輪繞著與汽車縱軸線成一定角度的軸線擺動，是橫臂式和縱擺臂式的折中方案，適當?shù)倪x擇擺臂軸線與汽車縱軸線所成的夾角，可不同程度地獲得橫臂式與縱臂式懸架的優(yōu)點，能滿足不同的使用性能要求 【 9】 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 優(yōu)點：車輪跳動時輪距和前束 的變化很小，不管汽車是在驅(qū)動、制動狀態(tài)都可以按駕駛?cè)说囊鈭D進行平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向。 缺點：汽車高速時有軸擺現(xiàn)象。 多連桿式獨立懸架如圖 1示 圖 1連桿式獨立懸架 （ 4） 單縱臂式獨立懸架 單縱臂式獨立懸架系統(tǒng)是指汽車在縱向平面內(nèi)擺動的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如果轉(zhuǎn)向輪采用單縱臂式獨立懸架，車輪上下跳動將使主銷后傾角產(chǎn)生很大變化。因此，單縱臂式獨立懸架一般多用于不轉(zhuǎn)向的后輪。桑塔納和捷達轎車的后懸架結(jié)構(gòu)相同，也屬于單縱臂式獨立懸架。它有一根整體的 其兩端焊 接著變截面的管狀縱臂，從而形成了一個整體構(gòu)哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 架 后軸體?？v臂前端通過橡膠金屬支承與車身作鉸 鏈 連接。縱臂后端與輪轂、減振器相連。汽車行駛時，車輪連同后軸體相對車身以橡膠金屬支承為支點作上下擺動，相當于單縱臂式獨立懸架。當兩側(cè)懸架變形不等時，后軸體的 V 形斷面橫梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，由于該橫梁有較大的彈性，可起橫向穩(wěn)定器的作用。它不像普通帶有整體軸的非獨立懸架那樣，一側(cè)車輪的跳動會直接影響 到 另一側(cè)車輪 【 6】 。 單縱臂式獨立懸架如圖 1示 圖 1縱臂式獨立懸架 非獨立懸架 其特點是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當一側(cè)車輪受 到 沖擊力時會直接影響到另一側(cè)車輪，當車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。非獨立懸架如圖 1示。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 圖 1獨立懸架哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 第 2 章 懸架結(jié)構(gòu)方案選擇 獨立懸架與非獨立懸架的選擇 為適應(yīng)不同車型和不同類型車橋的需要，懸架有不同的結(jié)構(gòu)型式 ， 主要有獨立懸架與非獨立懸架 。 獨立懸架與非獨立懸架各自的特點在上一章中已經(jīng)作了介紹，本章不再贅述，轎車對乘坐舒適性要求較高，故前后懸架均選擇獨立懸架。 獨立懸架具體結(jié)構(gòu)形式的選擇 麥弗遜式獨立懸架是獨立懸架中的一種，是一種減振器作滑動支柱并與下控制臂鉸接組成的一種懸架形式 ,與其它懸架系統(tǒng)相比 ,結(jié)構(gòu)簡單、性能好、布置緊湊 ,占用空間少。因此對布置空間要求高的前置前驅(qū)的轎車，前懸架幾乎全部采用了麥弗遜式獨立懸架。對于后懸架， 單縱臂式獨立懸架結(jié)構(gòu)簡單、成本低。 此次設(shè)計的懸架為發(fā)動機前置前驅(qū)的桑塔納 2000 車型，故前懸架選擇麥弗遜式獨立懸架，后懸架選擇 單縱臂式獨立懸架。 懸架組成元件的選擇 彈性元件 彈性元件是懸架的最主要部件，因為懸架最根本的作用是減緩地面不平度對車身造成的沖擊，即將短暫的大加速度沖擊化解為相對緩慢的小加速度沖擊。使人不會造成傷害及不舒服的感覺，對貨物可減少其被破壞的可能性。 彈性元件主要有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧等常用類型。除了鋼板彈簧自身有減 振 作用外，配備其它種類彈性元件的懸架必須配備減振元件 ，使已經(jīng)發(fā)生振動的汽車盡快靜止。鋼板彈簧是汽車最早使用的彈 性元件，由于存在諸多設(shè)計不足之處，現(xiàn)逐步被其它彈性元件所取代，本文前后懸架均選擇螺旋彈簧。 減振元件 減 振元件 主要 起減振作用 。為加速車架和車身振動的衰減，以改善汽車的行駛平順性，在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)都裝有減振器。減振器和彈性元件是并聯(lián)安裝的，如圖 2示。汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減振器。液力減振器的作用原理是當車架與車橋作往復(fù)相對運動時，而減振器中的活塞在缸筒內(nèi)也作往復(fù)運動，則減振器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時，孔壁與油液間的摩擦及液哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 體分子內(nèi)摩擦便 形成對振動的阻尼力，使車身和車架的振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，而被油液和減振器殼體所吸收，然后散到大氣中。本文前后懸架均選擇雙作用筒式液力減振器。 圖 2減振器的懸架簡圖 傳力構(gòu)件及導(dǎo)向機構(gòu) 車輪相對于車架和車身跳動時，車輪（特別是轉(zhuǎn)向輪）的運動軌跡應(yīng)符合一定的要求，否則對汽車某些行駛性能（特別是操縱穩(wěn)定性）有不利的影響。因此，懸架中某些傳力構(gòu)件同時還承擔(dān)著使車輪按一定軌跡相對于車架和車身跳動的任務(wù)，因而這些傳力構(gòu)件還起導(dǎo)向作用，故稱導(dǎo)向機構(gòu)。 對前輪 導(dǎo)向機構(gòu)的要求 （ 1）懸架上載荷變化時，保證輪距變化不超過 距變化不會引起輪胎早期磨損。 （ 2）懸架上載荷變化時，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)產(chǎn)生縱向加速度。 （ 3）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，應(yīng)使車身側(cè)傾角小。在 向加速度作用下，車身側(cè)傾角要小于 7度。并使車輪與車身的傾斜同向，以增強不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 （ 4）制動時，應(yīng)使車身有抗前俯作用；加速時，有抗后仰作用。 （ 5）具有足夠的疲勞強度和壽命，可靠地傳遞除垂直力以外的各種力和力矩。 對后輪導(dǎo)向機構(gòu)的要求 （ 1）車輪跳動時，輪距無顯著變化。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 （ 2）轉(zhuǎn)彎時，車身側(cè)傾角盡可能小，并使車輪和車身傾斜同向，增強不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 橫向穩(wěn)定器 在多數(shù)的轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向行駛等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架中還設(shè)有輔助彈性元件 橫向穩(wěn)定器。 橫向穩(wěn)定器實際是一根近似 U 型的桿件，兩個端頭與車輪剛性連接，用來防止車身產(chǎn)生過大側(cè)傾。 其原理是當一側(cè)車輪相對車身位移比另外一側(cè)位移大時，穩(wěn)定桿承受扭矩，由其自身剛性限制這種傾斜，特別是前輪，可有效防止因一側(cè)車輪遇障礙物時，限制該側(cè)車輪跳動幅度。本文前懸架安裝橫向穩(wěn)定器，后懸架不安裝。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 第 3 章 前后懸架主要參數(shù)的確定 懸架設(shè)計可以大致分為結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)選擇和詳細設(shè)計兩個階段，有時還要反復(fù)交叉進行 。 桑塔納 2000 基本 參數(shù)如下： 長 /寬 /高 (4680/1700/1423 發(fā)動機型式 74( 缸 2 氣門電子控制多點噴射汽油機 ( 變速器型式 自動變速箱 /手動變速箱 排量 (1781 最大功率 (r/74/5200 最大扭矩 (r/155/3800 油耗 (L/100軸距 (2656 前輪距（ 1414 后輪距（ 1422 滿載質(zhì)量（ 1540 空車質(zhì)量（ 1120 滿載前軸允許負荷 1 時的車身縱向角振動要小。因此，不同用途的車輛對前后懸架的偏頻有不同的要求。 對于轎車，當發(fā)動機排量小于 ，取 1n =后懸架的滿載偏頻要求是 取2n =Z ；當發(fā)動機排量大于 ，后懸架的滿載偏頻要求是 隨著發(fā)動機排量的增大，懸架的偏頻應(yīng)越小 【 10】 。 前后懸架的靜撓度、動撓度及工作行程的計算 （ 1） 前后懸架靜撓度的確定 22 3 則：前懸架的靜撓度1 212 得：1懸架的靜撓度2 222 得：2于轎車，后懸架的靜撓度 是前懸架的 ，2合要求。 （ 2） 前后懸架動撓度的確定 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 .7）3 則：前懸架的動撓度1懸架的動撓度25 3） 前后懸架工作行程的確定 懸架的工作行程由靜撓度與動撓度之和組成。 為了得到良好的平順性，因此當采用較軟的懸架以降低偏頻，但軟的懸架在一定載荷下其變形量也大，對于一般轎車而言，懸架總工作行程（靜擾度與動擾度之和）應(yīng)當不小于 160 前懸架的工作行程 :1s =160合要求。 后懸架的工作行程 :2s =250+75=22560合要求。 前后懸架剛度的計算 根據(jù)桑塔納 2000 轎車類型的參數(shù)以及對前后懸架的偏頻、靜撓度和動撓度的要求，對懸架剛度進行設(shè)計。 已知：整車整備質(zhì)量 m=1120取簧上質(zhì)量為 1055簧下質(zhì)量為 65則由軸荷分配表 3： 表 3 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 空載前軸單輪軸荷取 60%： 2 %601 0 5 511 m= 滿載前軸單輪軸荷取 50%： 錯誤 !未找到引用源。 （滿載時車上按 5 名成員計算， 65）。 由公式：懸架剛度載 （ 3 則：前懸架剛度11cs 載 = 空載后軸單輪軸荷取 40%： 21m =2%401055 =211滿載后軸單輪軸荷取 50%： 錯誤 !未找到引用源。 則：后懸架剛度22cs 載 = 1503450 =23.0 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 第 4 章 前后懸架主要零件的設(shè)計 前后螺旋彈簧的設(shè)計 前后彈簧剛度的設(shè)計 螺旋彈簧作為彈性元件的一種，具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便及高的比能容量等特點，在輕型以下的汽車懸架中廣泛應(yīng)用。根據(jù)桑塔納 2000 工作時螺旋彈簧的受力特點和壽命要求，選擇 60簧絲的材料，以提高彈簧在交變載荷下的疲勞壽命。由于懸架彈簧一般不安裝在輪軸上方，并且有時懸架彈簧的縱軸線又與輪軸垂線成某種角度，因此，在考 慮懸架彈簧安裝位置或角度的情況下，懸架彈簧剛度可根據(jù)不同情況進行計算。本文設(shè)計考慮懸架杠桿比，如果懸架杠桿比為 i ，則根據(jù)前后懸架剛度可分別求得前后懸架彈簧剛度 tC 4 則：前懸架的彈簧剛度 11 后懸架的彈簧剛度 222 5.9 式中： i 杠桿比， 1i 、 2i = C s 懸架剛度 前后彈簧主要幾何參數(shù)的確定 (1)選擇彈簧旋繞比 旋繞比（彈簧指數(shù)）影響著彈簧的加工工藝，當旋繞比過小時將給彈簧的制造帶來困難。一般的選擇范圍是 C =48,這里選擇 C 1 =8， C 2 =7。 (2)鋼絲直徑 d 的計算 曲率系數(shù) k =4 （ 4爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 代入數(shù)據(jù)解得： k 1 = k 2 =公式： d = （ 4 則：前彈簧絲直徑 1d =1 1 代入數(shù)據(jù)解得： 1d =彈簧絲直徑 22 代入數(shù)據(jù)解得 ： 以前后彈簧鋼絲直徑都取 13 式中 G 彈簧材料的剪切彈性模量，取 F 、 2F 為最大工作載荷 ， 1F = 2F =3140N 彈簧中徑： 8 10413 選 1002 7 9113 選 0 3） 彈簧圈數(shù)的選擇 由公式： N =344 則： 1N =31141 代入數(shù)據(jù)解得： 1N = 8 圈。 2N = 3224 代入數(shù)據(jù)解得： 2N = 10 圈。 （ 4） 彈簧的幾何尺寸 彈簧外徑： 100+13=113 D2+90+13=103簧內(nèi)徑 : 1 1007 2907簧節(jié)距 ： 1p =(1 =00 =26爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 2p =(2=0 =簧自由高度 :1N 1p +8 02= 2N 2p +10 =旋角： 1 = 得： 1 = 2 =得： 2 =由于 在 59之間，所以符合要求。 支撐圈數(shù)： 4 =2，總?cè)?shù)： 8+2=10 10+2=12 并緊高度： 0.5)變形量 :1b= 1b=6 2b = H 2b =5簧鋼 絲展開長度： 11 =0100 =31402 = 1290 前后螺旋彈簧的校核 （ 1） 彈簧剛度的校核 彈簧剛度也就是彈簧特性線上某點的斜率，它越大，彈簧越硬，彈簧剛度特性線為一直線，等節(jié)距圓柱形螺旋彈簧就是定剛度彈簧。定剛度壓縮彈簧的剛度為： 4（ 4 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 則：334111 代入數(shù)據(jù)解得：11mm34212 代入數(shù)據(jù)解得：12以，前后螺旋彈簧的剛度均滿足剛度要求。 （ 2） 彈簧表面剪切應(yīng)力的校核 彈簧在壓縮時其工作方式與扭桿類似，都是靠材料的剪切變形吸收 能量，彈簧鋼絲表面的剪應(yīng)力為：38 （ 4 則：3111118 代入數(shù)據(jù)解得： 1 3222228 代入數(shù)據(jù)解得： 2 其中： 1P 2P 8 1co 5 對于類彈簧 =6401 ,2 ,所以，滿足要求。 式中 C 彈簧指數(shù)（旋繞比） K 曲度系數(shù)，為考慮簧絲曲率對強度影響的系數(shù)， 1 4 P 彈簧軸向載荷 彈簧材料的許用切應(yīng)力 ， 640 減振器安裝角度 （ 3） 驗算穩(wěn)定性 壓縮彈簧的自由高度 之比稱為高徑比，即 ： 高徑比 b 的值較大，當軸向 載荷 F 達到一定值后，彈簧就會發(fā)生較大的側(cè)向彎曲而喪失穩(wěn)定，這是不允許的。壓縮彈簧自由高度越大，越容易失穩(wěn)。彈哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 簧的穩(wěn)定性還與彈簧兩端的支撐形式有關(guān)。為保證壓縮彈簧的穩(wěn)定性，其高徑比 兩端固定時 b端固定另一端自由轉(zhuǎn)動時 b端均自由轉(zhuǎn)動時 b文設(shè)計的螺旋彈簧屬于兩端固定型 則： 以，前后螺旋彈簧