摩托車前減震器的設(shè)計-說明書

1、目 錄1 緒論（1）2 總體方案設(shè)計 2.1 研究內(nèi)容及實驗方案（3） 2.2 工作原理（3）3 摩托車減震器的功能和結(jié)構(gòu)形式3.1 減震器的功能（5）3.2 摩托車前減震器的結(jié)構(gòu)形式（5）3.2.1 彈簧空氣式（5）3.2.2 單筒伸縮式（5）3.2.3 雙筒伸縮式（6）3.2.4 油汽伸縮式（6）3.2.5 防下沉伸縮式前減震器（7）4 摩托車后減震器的主要特性4.1 摩托車減震器的彈簧特性（8）4.1.1 摩托車懸掛裝置的撓度（8）4.1.2 摩托車懸掛裝置的理想彈簧特性（9） 4.2 摩托車減震彈簧的材料及工藝（10） 4.2.1 彈簧材料的種類（10） 4.2.2彈簧制造工藝（11）

2、 4.3 摩托車減震器的阻尼特性（11）4.3.1 阻力速度特性（11） 4.3.2 阻力位移特性（13） 4.4 摩托車減震器的阻尼力（14） 4.4.1 復(fù)原行程阻尼力計算（14）4.4.2 壓縮行程阻尼力計算（16）4.4.3 減震器額定阻力（17）4.4.4 示功圖（17）5 摩托車后減震器的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1 減震器的主要零件結(jié)構(gòu)參數(shù)（19）5.1.1 工作缸徑的確定（19） 5.1.2 貯油筒徑的確定（19） 5.1.3 減震器基長的確定（20） 5.1.4 工作行程（20） 5.2 摩托車后減震器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（21） 5.2.1 彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計和計算（21）5.2.2 減震

3、彈簧按實際工作狀態(tài)繪圖的優(yōu)點（24） 5.2.3 減震器減震桿桿的設(shè)計（24）5.2.4 活塞環(huán)設(shè)計計算（26） 5.2.5 貯 油 筒（29）5.2.6 導向套（襯套）（30） 5.2.7 油封（31）6 摩托車減震器主要零部件的組裝工藝 6.1 裝配工藝原則（34） 6.2 裝配工藝流程（34）6.2.1 活塞、活塞桿的裝配（34）6.2.2 前減震器總成裝配（35）7 摩托車后減震器的檢驗與質(zhì)量評定7.1 出廠檢驗（36） 7.2 減震器型式檢驗（36） 7.3 減震器質(zhì)量等級評定方法（37）8 總結(jié)(38）參考文獻（39）致 謝（40）摩托車前減震器的設(shè)計 學生姓名：吳春松 班級： 指

4、導老師：羅海泉摘要：減震器又稱緩沖器，是安裝在摩托車懸掛裝置上的一個重要零件。摩托車懸掛裝置不僅決定了乘坐的舒適度，而且還是決定其運動性能的重要部件。而減震器的功能就是緩和由于路面不平引起的沖擊，衰減摩托車的振動；提高乘坐舒適性，保護貨載；減低車體各部分的運應(yīng)力，增加零件的壽命；加強輪胎的附著性，有助于摩托車的操縱性、穩(wěn)定性。 本文所設(shè)計的摩托車前減震器采用液力式減震方式，其工作行程為50 mm。通過彈簧減震為主。設(shè)計時減震彈簧采用組合式彈簧，由兩段節(jié)距不同的等節(jié)距圓柱彈簧組成。在通常振動范圍內(nèi)，彈簧柔軟，當車輛受到?jīng)_擊時，彈簧變硬，有足夠的能力吸收這種沖擊能量。減震器的機能是利用流體通過減震

5、桿上的孔、隙產(chǎn)生的粘性阻力。和固體摩托減震相比，利用液體紊流阻力的減震器，在一定阻尼力和吸收能量的條件下，質(zhì)量小，尺寸小，并在相當?shù)姆秶鷥?nèi)具有能任意規(guī)定阻尼力對工作速度的關(guān)系等優(yōu)點。在設(shè)計過程中對前減震器的工作原理進行了說明，并確定了工作部分主要零件的相關(guān)參數(shù)，在已知條件的前提下分別對減震彈簧直徑和自由高度，阻尼孔的數(shù)量和直徑等進行設(shè)計計算。 關(guān)鍵詞：前減震器 彈簧 阻尼 設(shè)計 指導老師簽名： The design of motorcycle before the shock absorber Student name : wuchunsong Class :Supervisor : luo

6、hai quanAbstract : Dampers also known as buffer , is the installation of the hoisting device an important component . Motorcycle hoisting device will not only decide the ride comfort, but also to determine their performance movement of important parts . And the function of a shock absorber is easing

7、 due to the road surface uneven, the effect of vibration attenuation motorcycle; improveing ride comfort, Protection of cargo; reduceing the stress of the body operation, increaseing the life expectancy of components; strengthen tire adhesion. helping manipulation and stability of Motorcycle. In thi

8、s paper , motorcycle before shock absorber and the overall program analysis and design is the main content. Useing hydraulic shock absorber, its itinerary to 50 mm . Mainly through the spring damping, supplemented dampers. Damping spring design using modular spring，the combination of spring two such

9、 different pitchs pitch cylindrical spring,. In the normal range of vibration, soft spring, when the vehicles to be shocked, springs stiffen and have sufficient capacity to absorb the impact energy . Damper function use the fluid through the Absorption of shock pole on the hole, the gap viscous resi

10、stance . And compared to solid motorized damping, the use of liquid turbulent resistance dampers, to a certain damping force and absorb energy conditions, Quality small, size small, and the lack of scale with arbitrary requirements damping force on the relationship between the pace of work and so on

11、. In the process of designing,there are a note On the before shock absorber working principle , and to identify the major components of the work of the relevant parameters, Respectively damping springs, which includes determination and free height of the damping spring, Damping hole quantity and det

12、ermination for the design and rehabilitation of resistanceKeywords ：before the shock absorber damping spring damper design Signature of Supervisor :1 緒論世界上第一個有記載、比較簡單的減震器是1897年由兩個姓吉明的人發(fā)明的。他們把橡膠塊與葉片彈簧的端部相連，當懸架被完全壓縮時，橡膠減震塊就碰到連接在汽車大梁上的一個螺栓，產(chǎn)生止動。這種減震器在很多現(xiàn)代汽車懸架上仍有使用，但其減震效果很小。機動腳踏兩用車實際上是內(nèi)燃機技術(shù)與自行車技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，

13、它開辟了摩托車的實用時代。隨著摩托車的快速和適應(yīng)野外行駛的需要，必須提高車輛對路面的緩沖能力。早在1899年，貝勞摩托車上開始用了彈性后懸掛裝置，后來比利時型摩托車采用了前輪彈性懸掛，以及英吉安C摩托車采用的前、后輪彈性懸掛均可算作早期摩托車懸掛裝置的杰出代表。特別是二輪摩托車在操作性、穩(wěn)定性、舒適性方面，與懸掛裝置有著重要的關(guān)系。1990年就開始在前輪采用金屬彈簧張力的雙向、平行連接裝置，30年代便發(fā)明了利用管內(nèi)粘性機油的液壓減震器。1995年后前輪懸掛裝置就采用了伸縮管式和底部杠桿式兩類前叉。在伸縮筒式前叉、望遠鏡式的二個筒內(nèi)由于有螺旋彈簧和油缸，加工精度要求高，生產(chǎn)效率很低，阻礙了發(fā)展和

14、應(yīng)用。1960年二輪摩托車的大批量生產(chǎn)，底部杠桿式前叉處于全盛時期，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉等優(yōu)點。后來伸縮筒式前叉又重新上市，用于當時盛行一時的兩輪賽車上，伸縮筒式前叉優(yōu)秀的行駛性能方被充分證明。因此，大批量生產(chǎn)的摩托車也競相采用伸縮筒式前叉，而且由于加工技術(shù)的提高，伸縮筒式生產(chǎn)精度也得到了保證。所以，至今為止，各種型式的兩輪摩托車都采用伸縮筒式前叉。1910年開始對后輪懸掛裝置的要求也迫切了，由于全鏈條傳遞驅(qū)動力，后輪必須采用長距離的固定方式。所以車體的緩沖僅只在坐墊下面安裝有一金屬彈簧。1950年才開始有正式的后懸掛裝置。最初稱為滑栓式，并嘗試采用搖臂式。50年代后半期才確立了搖臂式

15、后懸掛裝置，即是現(xiàn)代兩輪摩托車的后懸掛裝置的基礎(chǔ)。同樣，為了提高行駛穩(wěn)定性、乘坐舒適性，后輪行程逐年增大，減震器組件行程在結(jié)構(gòu)上受到了限制。因此前傾后減震器、后減震器組件安裝位置前移等，用以增大杠桿比的方法增大后掄幸臣。進入70年代又開發(fā)了裝有單減震器的單減震系統(tǒng)，特別是1973年開始用與越野車之后，公路賽車，大型運動車均很快地采用了這種單減震器后懸掛系統(tǒng)。 兩輪摩托車，其發(fā)動機排量從50的家用車到1500的大型旅游車。對懸掛裝置，根據(jù)不同排量、不同用途的車輛的要求，其設(shè)計的方法各有不同，但又存在有共同之處，即最近的懸掛裝置將行駛穩(wěn)定性、操終性、舒適性都放在主要位置上。大部分兩輪車還是采用液壓

16、式伸縮式前叉，除了要求完全吸收較大的沖擊，提高結(jié)構(gòu)剛度外，最后采用經(jīng)四氟乙烯（teflon）處理的金屬套筒用作滑動表面，大大的減小了伸縮筒運動時產(chǎn)生的摩擦。兩輪車增大車輪行程就具有良好的舒適性，最近前叉行程增大為140180mm，越野車可達300mm左右，且具有降低彈簧剛度、阻尼力的傾向，向提高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。當然在不斷增大車輪運動行程，兩輪車在一人或二人乘坐的不同載荷條件下，車體下沉量是不同的。特別是制動時由于重心前移，車體姿勢變化更大。采用空氣調(diào)節(jié)式的油氣懸掛裝置或抗“點頭”裝置的懸掛裝置，可以有效地防止緊急制動時的車體前傾變化。自從20世紀60年代開始，幾乎每年都有幾十項減震器專利出現(xiàn)

17、，表1是汽車文摘摘錄的汽車懸架減震器專利技術(shù)的統(tǒng)計，其中在美國申請的專利技術(shù)尤為多，且專利申請人大多是日本的公司和個人。國內(nèi)外減震器產(chǎn)品在許多方面存在著較大的差距：（1）產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能方面（減震器的可拆性與速度特性間的差距）；（2）制造技術(shù)與工藝設(shè)備方面（原材料、減震油、橡膠制品、連桿制造工藝、沖壓工藝、粉末冶金制造工藝、貯油筒制造工藝等方面的差距）；（3）測試手段方面；（4）總成裝配方面，此外，由于轎車減震器是作為一個不可拆元件整體出廠銷售的，一旦其中某個小零件發(fā)生失效，整個減震器也就報廢了，因而減震器技術(shù)的發(fā)展和研究應(yīng)該成為我國汽車行業(yè)發(fā)展和水平提高的一個重要課題。我國自1957年7月洪

18、都機械廠成功地仿制M72型邊三輪摩托車，揭開了我國生產(chǎn)摩托車的歷史以來，到1978年摩托車生產(chǎn)量為1.2萬輛。改革開放以來，我國摩托車生產(chǎn)量得到了飛速增長，品種不斷增多。目前在我國已形成了自己摩托車工業(yè)生產(chǎn)體系，到1995年的生產(chǎn)量超過700萬輛，已成為世界上第一摩托車生產(chǎn)國。與摩托車生產(chǎn)相適應(yīng)的減震器產(chǎn)量已達1500萬支，能生產(chǎn)9大系列50余種型號，基本滿足了我國摩托車生產(chǎn)的發(fā)展需要，部分產(chǎn)品已達到了國際同類產(chǎn)品水平，為我國摩托車工業(yè)的技術(shù)水平提高和發(fā)展打下了基礎(chǔ)。2 總體方案設(shè)計2.1研究內(nèi)容及實驗方案研究內(nèi)容： （1）減震器整體方案分析與設(shè)計（2) 摩托車減震器系統(tǒng)的彈簧特性摩托車懸掛裝

19、置的撓度 摩托車懸掛裝置的理想彈簧特性 摩托車懸掛裝特性置的實際彈簧（3) 彈簧的材料及工藝彈簧材料的選用彈簧的制造工藝（4) 減震器的速度特性及阻尼力節(jié)流閥的壓力特性減震器的速度特性減震器阻尼力產(chǎn)生原理實驗方案：前減震器有很多種，常見的有彈簧空氣阻尼式前叉、彈簧液力阻尼式減震器、油氣伸縮式減震器等。其中彈簧空氣阻尼式前叉雖然結(jié)構(gòu)簡單、造價低，但是它是以活塞管之間的間隙為空氣阻尼的雙向用途減震器，所以起減震效果不及其他結(jié)構(gòu)的理想。然而油氣伸縮式減震器的減震效果都很佳，甚至達到理想的減震效果，增加了舒適性和安全性。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，大都用在大型或高級二輪車上，如雅馬哈XJ750型、XJ75

20、0E，鈴木GS750型賽車等。而彈簧液力阻尼式減震器不但結(jié)構(gòu)簡單，造價低，而且減震效果好，所以我將采用彈簧液力阻尼式前減震器作為我的實驗方案。 2.2工作原理彈簧液力阻尼式減震器是摩托車目前使用最為普遍的減震器。其工作原理簡要介紹如下。液壓阻尼式減震器的結(jié)構(gòu)與吸入式泵基本相似，不同之處只是液壓減震器的缸體上端是封閉的，且在閥門上留有小孔(如圖2-1所示) 圖2-1液力阻尼式減震器工作原理 當摩托車前輪遇到凸起的路面而受到?jīng)_擊時，貯油筒被壓縮，減震彈簧也被壓縮，固定在貯油筒內(nèi)部的減震桿組合也隨之上移，而工作缸不動，于是工作缸下方的容積縮小，油壓升高，油液便進入緩沖彈簧所在的空腔，同時油液也從減震

21、桿下端的兩個小孔進入減震桿內(nèi)部，這時油液流動阻力較小，減震彈簧起主要減震作用。如果當前輪受到較嚴重沖擊時，減震彈簧被迅速壓縮，為了增加彈簧的剛度，我采用了變節(jié)距的設(shè)計方案，其彈簧是由兩斷不同節(jié)距的圓柱彈簧組合而成，所以其彈簧特性為兩段直線組成，隨著小節(jié)距彈簧依次被壓并圈，使彈簧的剛度迅速增大，這樣不僅減小了懸掛裝置在動繞度終點的沖擊，而且減小摩托車高度隨載荷的變化。當前輪遇到凹下的路面時，由于減震彈簧和車輪等重量作用，貯油筒向下移動，工作缸下方的容積增大，壓力減小，緩沖彈簧所在的空腔容積縮小，壓力升高，油液從減震桿中部的小孔進入減震桿內(nèi)部，同時油液從減震桿下端的兩個小孔進入工作缸下方的空腔這時

22、油液流動受到很大的阻力，這樣對減震彈簧回彈起了阻尼作用，從而起了減震作用。 3 摩托車減震器的功能和結(jié)構(gòu)形式3.1減震器的功能減震器又稱緩沖器。它的功能是緩和由于路面不平引起的沖擊，衰減摩托車的振動；提高乘坐舒適性，保護貨載；減低車體各部分的動應(yīng)力，增加零件的壽命；加強輪胎的附著性，有助于摩托車的操縱性、穩(wěn)定性。減震器的機能是利用流體通過孔、隙產(chǎn)生的粘性阻力。采用的工作流體有氣體、液體，由于氣體粘度太小故很少采用。通常用液體，其粘度雖隨溫度變化較大，但如果使液體在紊流下工作，作為運動速度的函數(shù)的阻尼力可以保持穩(wěn)定。和固體摩擦減震器相比，利用液體紊流阻力的減震器，在一定阻尼力和吸收能量的條件下，

23、質(zhì)量小，尺寸小，并在相當?shù)姆秶鷥?nèi)具有能任意規(guī)定阻尼力對工作速度的關(guān)系等優(yōu)點?，F(xiàn)在液力式減震器是摩托車唯一的實用型的減震器。3.2摩托車前減震器的結(jié)構(gòu)形式3.2.1.彈簧空氣式上部外筒和下聯(lián)板焊接或直接彎成叉形與轉(zhuǎn)向立柱焊接（圖3-1），其內(nèi)部安裝有彈簧及前叉筒。前叉筒通常采用樹脂襯套（封有潤滑脂）在外部內(nèi)部滑動，筒壁間的摩擦產(chǎn)生阻尼力。當彈簧壓縮到極限時，其中間的限位橡膠塊也被壓縮，減緩了彈簧進一步被壓縮時的沖擊。該結(jié)構(gòu)簡單，輕、價廉、被輕便車廣泛采用。 圖3-1彈簧空氣式前減震器 1-前叉筒；2-彈簧；3-限位塊；4-轉(zhuǎn)向立柱；5-外筒3.2.2.單筒伸縮式如圖3-2所示：無縫鋼管的外筒用以

24、固定前軸；內(nèi)筒被上、下聯(lián)板所夾緊，在其下端設(shè)計有鑄造或燒結(jié)合金的活塞，活塞上部設(shè)計有閥片。當活塞在外筒內(nèi)滑動時，油液通過活塞及內(nèi)管上的阻尼孔產(chǎn)生阻尼力。彈簧安裝在內(nèi)筒外側(cè)。當內(nèi)筒向下運動接近外筒底部時，其底部的內(nèi)孔被油孔擋銷插入，對減震油產(chǎn)生很大的節(jié)流作用。正是這個節(jié)流阻尼力相當于組合式彈簧特性曲線中上升段，吸收了最后的沖擊，防止了內(nèi)筒與外筒底部的剛性碰撞。由于價格比較便宜，一般為二輪車所用。 圖3-2單筒伸縮式前減震器1-彈簧；2-內(nèi)筒；3-外筒； 圖3-3雙筒伸縮式前減震器4-活塞；5-檔銷 1-活塞桿（芯管）；2-襯套；3-外筒；4-活塞；5-內(nèi)管3.2.3. 雙筒伸縮式如圖3-3所示：

25、 剛制內(nèi)筒在外筒中滑動，內(nèi)筒下端的內(nèi)側(cè)裝有襯套，在襯套內(nèi)側(cè)裝有固定于外筒底部的活塞桿和活塞，在活塞桿管壁上設(shè)計有阻尼孔和活塞一起產(chǎn)生的阻尼力。一般外筒采用鋁合金。由于彈簧安裝在內(nèi)側(cè)（下端以活塞為支承），外觀就顯得輕便，因此大多用于大型二輪車。3.2.4. 油汽伸縮式其結(jié)構(gòu)（圖3-4）與雙筒伸縮式前減震器相同，在內(nèi)部上部設(shè)計有密封的氣室，采用了具有不同耐壓形式的油封。由非常柔軟的金屬彈簧和空氣壓力形成的組合彈簧，使減震器具有非常優(yōu)良的彈簧特性。左、右前叉內(nèi)筒的氣室是連通的，使左右空氣壓力相等，以達到調(diào)節(jié)左、右叉阻尼力的目的。轉(zhuǎn)動外筒下側(cè)的手柄油缸內(nèi)設(shè)計有旋轉(zhuǎn)閥桿轉(zhuǎn)動，即改變油缸的阻尼孔徑，以達到

26、調(diào)整阻尼力。另外在內(nèi)筒上端設(shè)有彈簧調(diào)節(jié)裝置，即可根據(jù)彈簧的初期負荷進行調(diào)整其預(yù)壓縮量。因此，此前減震器具有多種調(diào)節(jié)功能，可得到更完美的性能。但由于價格昂貴，常用于大型或高級二輪車。 圖3-4 油汽伸縮式前減震器1- 氣室；2-內(nèi)筒；3-外筒；4-制動器；5-旋轉(zhuǎn)閥桿；6-釋放閥3.2.5. 防下沉伸縮式前減震器最近采用柔軟彈簧的二輪車，隨著制動能力的提高，在緊急制動或轉(zhuǎn)彎制動時，車體前部會嚴重下降產(chǎn)生前減震器下沉現(xiàn)象。防下沉式前減震器即在外筒下部裝有師釋放閥，在機械或電磁操縱下，釋放閥可改變回油路徑，按照制動力的增大比例來增大前減震器壓縮時的阻尼力，即能有效的防止下沉現(xiàn)象。圖3-4是防下沉伸縮

27、式前減震器的一例。4 摩托車減震器的主要特性4.1摩托車減震器的彈簧特性4.1.1摩托車懸掛裝置的撓度（1）靜撓度: (mm) (4-1) 圖4-1懸掛及減震系統(tǒng)稱為在質(zhì)量G（簧上載荷）作用下彈性元件的靜撓度，如圖4-1各種不同用途的摩托車，對其靜撓度要求也各不相同（表4-1），其中越野車要求最大。公路車次之，通用車較小。 表4-1前、后懸掛裝置的靜撓度匹配，對摩托車行駛舒適性關(guān)系極大，一般要求前懸掛靜撓度大于后懸掛靜撓度，以減少縱向角振動。（2）動撓度：懸掛裝置的動撓度是指摩托車在不平路面上行駛時，懸掛裝置在其動載荷作用下的變形量。 動撓度通常按其響應(yīng)的靜撓度值的一定比例來選?。?通用車：=

28、（0.50.7） (4-2a) 公路車：=（0.50.7） (4-2b) 越野車：=（0.50.7） (4-2c)4.1.2摩托車懸掛裝置的理想彈簧特性摩托車的彈性元件幾乎只采用剛質(zhì)螺旋彈簧最簡單的螺旋彈簧是截面圓柱形的具有“線形”（剛度不變）的螺旋彈簧，如圖4-2所示。 P（N） 圖4-2彈性元件的特性 f（mm）然而，摩托車在行駛過程中則要求彈性元件是變剛度的，而且剛度隨負荷增加是遞增的，以便在不同的負荷下，使摩托車的車身的固有頻率接近恒定。因此，為了獲得摩托車的最佳舒適性，摩托車減震器緩沖彈簧應(yīng)具有的理想彈性特性是（如圖4-3所示）：（1）彈簧剛度不應(yīng)是常數(shù)，彈性元件應(yīng)是變剛度的。在壓縮

29、時剛度逐漸增大，復(fù)原時剛度也應(yīng)逐漸增大，具有漸進式彈性特性。這樣不僅可減少在動撓度終點時的沖擊，而且還可減少摩托車車身高度隨載荷的變化；（2）從設(shè)計位置（靜撓度）起，在相當于60%的動撓度的壓縮和伸張的變形范圍內(nèi)，其剛度應(yīng)為常數(shù)，或者變化不大于20%，以保證摩托車在平坦路面上行駛的舒適性；（3）當超過60%的動撓度范圍后，由于彈簧剛度是遞增的，即當載荷增加時，彈簧的附加靜態(tài)壓縮是盡量小，以適應(yīng)摩托車載荷變化較大的特點，一般最大動撓度處的容許載荷可達靜載荷的34倍；（4）在靜載荷為半載的情況下，要求靜撓度保持不變。因此，應(yīng)合理地選擇好靜撓度附近的懸掛剛度，以保證摩托車經(jīng)常在靜撓度附近工作時的小幅

30、度振動。圖4-3理想的彈簧特性各種車輛根據(jù)其使用目的則要求的彈性特性各有不同。以乘坐舒適性為目的的車輛，彈簧應(yīng)調(diào)節(jié)得柔軟一些，以滿足反映快，即使是在不平路面上也應(yīng)具有良好的舒適性。以行駛安全性為目的的車輛（公路賽車）彈簧剛度大，其剛度應(yīng)隨載荷而遞增，以至于在受到很大沖擊時，可避免因彈簧伸縮量過大，導致車輪離地，影響其加速性和附著性能（特別是傾向附著性能），以保證行駛的安全性和穩(wěn)定性。即使是高級賽車，一般將彈簧剛度調(diào)得很“硬“，當其在不平路面上行駛時，甚至在制動力緩慢增加的情況下，前輪也會出現(xiàn)短時間的抱死現(xiàn)象，必須裝備“防抱”裝置。4.2摩托車減震彈簧的材料及工藝4.2.1彈簧材料的種類 （1）

31、碳素彈簧鋼：碳素彈簧鋼是制造彈簧的主要鋼種。根據(jù)GB4357-84標準碳素彈簧鋼有65、70、75和85等，其優(yōu)點是價格便宜。鋼的純度和熱扎表面質(zhì)量不比合金彈簧鋼差，由于淬透性差所以適用于中小型摩托車。本次設(shè)計也將采用此類鋼種。（2）合金彈簧鋼：在合金彈簧鋼中常加入合金元素錳、硅、鉻、釩等，主要用于提高淬透性，強化固溶體，細化晶體，改善其機械性能，提高屈強比（）。 按GB5218-85標準，合金彈簧鋼有50CrVA、65Mn、55Si2Mn、60Si2MnA等。硅錳彈簧鋼，將硅、錳同時加入鋼中，不僅能明顯地提高鋼的淬透性，而且經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，屈強比可提高85%以上，彈性極限也大大提高。同時，硅能

32、增加彈簧鋼的低溫回火穩(wěn)定性，還提高鋼的抗氧化性。4.2.2彈簧制造工藝（1）冷卷成形工藝： 有芯軸卷簧工藝，在彈簧的卷制過程中，若卷制力越大，卷繞后反向轉(zhuǎn)動的速度越高，轉(zhuǎn)數(shù)越多，則回彈量就越大。在實際生產(chǎn)中，確定回彈量的實質(zhì)就是確定卷簧芯軸的直徑。（2）自動卷簧工藝： 圖（4-4）是自動卷簧機工作原理示意圖。金屬絲從材料架上引出后，首先經(jīng)校直機構(gòu)1、輥輪2，再經(jīng)導向板3進入卷繞機構(gòu)。卷繞機構(gòu)由卷繞桿4、芯軸5和節(jié)距爪6組成。金屬絲進入卷繞機構(gòu)后，被卷繞桿4頂住，然后沿兩個一般互成60角的卷繞桿圍繞芯軸5做螺旋圓周運轉(zhuǎn)，彎曲卷繞成螺旋形彈簧圈。彈簧節(jié)距的大小是由節(jié)距爪6控制的，它可以沿軸向運動，

33、按照所設(shè)計的彈簧節(jié)距的尺寸調(diào)整位置?？刂仆馆嗇S，每轉(zhuǎn)動一圈卷制一跟彈簧，卷制后的彈簧端部須磨平，磨平部分不少于圓周長的3/4，端頭厚度不小于簧絲直徑的1/4，并保證兩端面有良好的平面度和與軸線的垂直度。 圖4-4 自動卷簧機工作原理1- 校直機構(gòu)；2-送料輥輪；3-導向板；4-卷繞桿；5-芯軸；6-節(jié)距爪；7-切刀4.3摩托車減震器的阻尼特性 摩托車減震器的阻尼特性包括摩托車減震器的阻力速度特性和阻力位移特性。4.3.1阻力速度特性減震器阻尼力隨活塞速度的變化規(guī)律稱為減震器的阻力速度特性，用下式表示： （N） (4-3)式中：阻尼系數(shù)； 減震活塞的速度，m/s； 活塞上阻尼空的特性指數(shù)。值的大

34、小是隨阻尼孔的大小、形狀及單向閥的形狀、剛度不同而變化的。當阻尼孔足夠大時，可取=2；要使減震器的阻力隨所受外力成正比例的變化，則取=0.61.0。摩托車減震器的阻力速度特性常見的有三種形式（圖4-5），分別為二次方型（=2）、比例型（=1）、飽和型（=2/3）。其中二次方型，在活塞速度低時的阻力小，速度高時的阻力大，而且結(jié)構(gòu)簡單，廣泛用于后減震器，舒適性比較好。對于高速高性能車輛常采用的比例型和飽和型，在較寬的振動頻率范圍內(nèi)，減震器都具有足夠的阻力來抑制車輪產(chǎn)生的大的跳動，能保持輪胎和地面見的良好接觸，因而有利于摩托車行駛穩(wěn)定性。 圖4-5三種阻尼特性一般設(shè)計中常用比例型進行計算。為了使摩托

35、車獲得較好的穩(wěn)定性，行程中基本相等，或復(fù)原行程略大于壓縮行程；后減震器的阻力復(fù)原行程卻比壓縮行程大得多，見表4-2。而且不同用途的車輛也互相不相同，一般越野車、賽車要求大，通用車要求小。表4-2前減震器后減震器通用車公路車越野車通用車公路車越野車（N）復(fù)原50100120300101603006004008005001000壓縮35708523070120205060120100150表中為=0.3m/s時的阻力。單向作用式液力減震器在受壓縮時，活塞上的單向閥完全打開，其優(yōu)夜流動通道很大，因此沒有壓縮阻力。4.3.2阻力位移特性減震器作正弦相對運動時，阻力隨其活塞位移的變化規(guī)律，稱為減震器的阻

36、力位移特性。圖4-6表示速度特性飽和型的活塞，其阻力在壓縮行程和復(fù)原行程中的變化曲線。封閉曲線所圍成的面積表示減震器吸收外來振動所做的功，所以此圖形也稱為減震器的示功圖。當減震器行程一定時，其振動頻率增大，最大的阻力隨之增大，則示功圖面積也增大，說明減震器衰減振動的能力增大。圖4-4所示的示功圖中，頻率為85Hz的示功圖面積較大，即說明衰減振動的能力較大；頻率為60Hz示功圖面積較小，則衰減振動的能力也相對較小。 圖4-6示功圖和速度特性具有不同速度特性減震器的示功圖的形狀也各不相同，如圖4-7所示。若在減震器行程、振動頻率相同的情況下，飽和型十公土面積最大，比例型次之，二次方型最小。圖4-7

37、不同速度特性的示功圖a)二次方型 b)比例型 c)飽和型 當振動頻率一定時，減震器行程增大，其最大衰減力也隨之增大如圖4-8所示 ，同時示功圖面積也增大。圖4-8定頻率變行程示功圖4.4 摩托車減震器的阻尼力4.4.1復(fù)原行程阻尼力計算（1）活塞桿上小孔的流量 (4-4) 式中：減震器油密度，； 流量系數(shù)，0.600.75（常取0.7） A、B油腔壓力差， （2）活塞與缸壁之間縫隙h的流量 (4-5)式中：活塞公稱尺寸，m； 活塞長度，m ;活塞與缸壁之間平均間隙，m；活塞與缸壁之間相對速度，m/s；動力黏度，變壓器油=0.082N/（ms）相對偏心度（設(shè)=0）活塞與缸壁之間的偏心量。（3）流

38、入B腔的油與A腔的容積減少相等，則 阻尼力計算簡圖 (4-6) 將上式整理得： (4-7)式中：解方程(4-5)得：作用在活塞上的阻尼力 在復(fù)原行程中，所以 則： （N） （4-8）4.4.2壓縮行程阻尼力計算（1）活塞阻尼孔和縫隙的流量 (4-9)式中：n活塞阻尼孔數(shù)； 閥片與活塞端面間隙，m。 阻尼孔的長度，m。 阻尼孔中心到閥片邊緣的距離，m。（2）活塞桿小孔的流量 (4-10)（3）活塞與缸壁縫隙h的流量 (4-11)（4）B腔流入A腔的流量等于A腔內(nèi)增加的容積，所以 (4-12)將上式代入（4-10）式，得壓縮阻力 (4-13) 式中： 其它符號同前。4.4.3減震器額定阻力額定阻力

39、系指減震器在規(guī)定的試驗速度時所產(chǎn)生的阻力值，通常規(guī)定試驗速度為0.3m/s和0.5m/s。減震器的額定阻力分為復(fù)原阻力和壓縮阻力，它是減震器最重要的性能指標，其大小范圍見下表壓縮阻力可取復(fù)原阻力的0.10.4倍，其最大值不超過表4-3中的值。 表4-3 減震器額定阻力（N）工作缸徑D復(fù)原阻力p壓縮阻力工作行程s168548025100437020364590801206485224806801001507293257001200130250901004.4.4示功圖QC/T6393摩托車減震器試驗方法規(guī)定采用正弦（或余弦）激振方式，進行減震器示功試驗，則活塞與缸筒之間的相對位移也按正弦規(guī)律變化

40、： (4-14) 式中：活塞最大位移，m；活塞振動的角頻率，rad/s, r試驗臺激振頻率，r/min?；钊c缸壁之間的相對速度為： 所以： （m/s） (4-15)聯(lián)立： (4-16) 取不同的t值，得出一系列的s和p值，在位移阻力坐標系中即可繪出理論示功圖，圖4-9所示為CY80前減震器示功圖 圖4-9 CY80前減震器示功圖 1理論示功圖；2實測示功圖 5 摩托車減震器結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1摩托車減震器的主要零件結(jié)構(gòu)參數(shù) 航空航天工業(yè)標準HBm82-89（簡稱航標，后同）摩托車筒式液壓減震器對摩托車減震器的主要參數(shù)，技術(shù)要求作了明確的規(guī)定。5.1.1工作缸徑D的確定根據(jù)減震器的最大卸荷力和缸筒內(nèi)

41、最大壓力強度來計算工作缸筒的直徑： D= (mm) (5-1)式中：p復(fù)原行程最大阻力，N； p工作缸筒內(nèi)最大允許壓力，Mpa，一般取p=（0.30.6）Mpa； 活塞桿直徑與工作缸筒內(nèi)徑之比； 雙筒式，=0.40.5; 單筒式, =0.300.35. 在根據(jù)工作缸筒直徑系列（表5-1）進行圓整。標準規(guī)定了摩托車減震器工作缸筒直徑系列為16、20、22、25mm，一般根據(jù)摩托車的排量大小來選定（表5-1）。 表5-1 摩托車減震器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)（mm）公稱尺寸工作缸直徑D貯油筒外徑D基準長度L1616241602020321702222361802525401955.1.2貯油筒直徑D的確定

42、貯油筒直徑D=（1.381.45）D，壁厚4.07.0mm，貯油筒最大外徑D=（1.51.6）D，貯油筒外徑系列為24、32、36、40mm，當然也有可能小于或大于系列值。貯油筒作用主要是貯存介質(zhì)油，除補償由于缸內(nèi)容積變化產(chǎn)生的外滲漏油外，還容納因溫升而保證產(chǎn)品主要指標的前提下，貯油筒外徑應(yīng)稍大一些，對減震器貯油、散熱、改善吸震能力都是有益的。5.1.3減震器基長L的確定減震器的基長較長，給摩托車設(shè)計總布置帶來一定程度的不便，但是基長太短，必然會使部件過分簡化而影響減震器的性能。減震器基長為設(shè)計尺寸，它是減震器在壓縮到底時，二端吊環(huán)的中心距L與行程s的差值，即： L = L - S (mm)

43、(5-2)則減震器拉伸到最大長度為： L = L + s (mm) (5-3) 還規(guī)定壓縮到底長度L的允差為+3 mm，最大拉伸長度L允差也為正值。5.1.4工作行程S摩托車減震器和彈簧組合為一體，行程為40110mm，由于還有懸掛裝置杠桿比的因素，減震器行程甚至更小些。 表5-2 工作缸筒徑系及行程選定（mm）前減震器發(fā)動機排量（cm）通用車越野車工作行程缸 徑工作缸徑缸 徑5090709022200230261001259010026230250302505001001203039250280436007501001202702908001000120140280300根據(jù)給定的已知條件工

44、作行程S=501mm和發(fā)動機排量為125cm，以及上面所描述的選擇方法，在通過對照以上表5-1和表5-2確定：取工作缸徑D=22mm，則取貯油筒外徑D=40mm，取壁厚7mm，則D=26 mm，基長L=195mm。5.2摩托車減震器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2.1彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計計算在根據(jù)普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列（摘自GB/T13851993）（部分） 表5-3彈簧絲直徑d/mm第一系列 0.45 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.2 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 第二系列0.32 0.55 0.65 1.4 1.8 2.22.8 3.2 5.5 6.5 7 9 彈簧中徑D/

45、mm 8 8.5 9 9.5 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 35 38 40 42 45 48 50 52 55 58有效圈數(shù)n/圈壓縮彈簧6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 10 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30自由高度H/mm壓縮彈簧150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600 由于彈簧內(nèi)徑D=彈簧中徑D-簧絲直徑d，通過參考同類摩托車型和實地考察 ，及參照上表5-1和表5-5，確定了以下彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)，如表5-4所示 表5-4彈簧直徑d(mm)有效圈數(shù)n彈簧中徑（密圈）D(mm)3.57618其中有效圈數(shù)76圈包括：密圈n=4