懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、3.1 彈簧剛度彈簧剛度計(jì)算公式為：前螺旋彈簧為近似圓柱螺旋彈簧： （1） 螺旋彈簧剛度計(jì)算公式，參考汽車工程手冊(cè)設(shè)計(jì)篇后螺旋彈簧為圓柱螺旋彈簧： （2） 式中：G為彈性剪切模量79000N/mm2d為螺旋彈簧簧絲直徑， 前螺旋彈簧簧絲直徑d1=11.5mm，后螺旋彈簧簧絲直徑d2=12mm；為前螺旋彈簧中徑，D1=133.5mm。D2為后螺旋彈簧中徑，D2=118mm。n 為彈簧有效圈數(shù)。根據(jù)汽車設(shè)計(jì)（劉惟信）介紹的方法，判斷前螺旋彈簧有效圈數(shù)為4.25圈，即n前=4.25；后螺旋彈簧有效圈數(shù)為5.5圈，即 n后=5.5。前螺旋彈簧剛度：=18.93 N/mm 后螺旋彈簧剛度：=22.6N/

2、mm螺旋彈簧剛度試驗(yàn)值：前螺旋彈簧剛度：18.8N/mm ；后螺旋彈簧剛度：22.78N/mm 。前螺旋彈簧剛度和后螺旋彈簧剛度計(jì)算值與試驗(yàn)值基本相符。G08設(shè)計(jì)車型軸荷與參考樣車的前軸荷相差<2.0%，后軸荷相差<0.8%。設(shè)計(jì)車型直接選用參考樣車的彈簧剛度,剛度為： =18.8 N/mm； =22.6 N/mm。3.5 減震器參數(shù)的確定汽車的懸架中安裝減振裝置的作用是衰減車身的振動(dòng)保證整車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。下面僅考慮由減振器引起的振動(dòng)衰減，不考慮其他方面的影響，以方便對(duì)減振器參數(shù)的計(jì)算。汽車車身和車輪振動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的液體在流經(jīng)阻尼孔時(shí)的摩擦和液體的粘性摩擦形成了振動(dòng)阻

3、尼，將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并散發(fā)到周圍的空氣中去，達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的。汽車的懸架有了阻尼以后，簧載質(zhì)量的振動(dòng)是周期衰減振動(dòng)，用相對(duì)阻尼比來評(píng)定振動(dòng)衰減，相對(duì)阻尼比的物理意義是指出減振器的阻尼作用在與不同剛度和不同質(zhì)量的懸架系統(tǒng)匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的阻尼效果。減振器中的阻力F和速度v之間的關(guān)系可以用下式表示：（10）式中：為減振器阻尼系數(shù)；i是常數(shù)，i=1。以下是前后減震器阻力速度特性曲線：前減震器阻力-速度特性曲線后減震器阻力-速度特性曲線050010001500050010001500速度V(mm/s)阻力F(N)阻力值 F（N）阻尼系數(shù)（N/（m/s）壓縮拉伸阻尼比前減震器壓縮行程679

4、.81297.30.54復(fù)原行程1250.52386.5平均965.21841.9后減震器壓縮行程444.8848.90.620復(fù)原行程7181370平均5811109.6從上圖曲線中得到，當(dāng)前后減振器速度為0.524 m/s時(shí)：下面以空載狀態(tài)分別對(duì)前后懸架的相對(duì)阻尼比進(jìn)行計(jì)算:前懸架的減振器安裝如圖36所示：圖36 前減振器安裝結(jié)構(gòu)圖在上圖中，車輪處的阻尼力始終隨減振器運(yùn)動(dòng)，因此此處不存在杠桿比。減振器有一個(gè)3.0°的空間安裝角。計(jì)算得到前懸架的相對(duì)阻尼比為：為減振器與垂直線所成夾角，單位rad；m為簧載質(zhì)量，單位kg；n 為偏頻，單位Hz；i 為常數(shù)，i=1。后懸架的減振器安裝如

5、圖37所示：400.2468.2341.4圖37 后減振器安裝側(cè)視圖后減振器在側(cè)視圖中存在杠桿比i =L1/L4=400.2/468.2=0.85， 其與垂直線的空間夾角是4.4°。計(jì)算得到后懸架的相對(duì)阻尼比為:1. 前后懸架螺旋彈簧長(zhǎng)度校核 懸架在運(yùn)動(dòng)過程中，必須驗(yàn)證螺旋彈簧在上下極限位置的長(zhǎng)度是否滿足使用要求，彈簧長(zhǎng)度應(yīng)該滿足以下要求：1、 上極限位置時(shí)螺旋彈簧應(yīng)該不能并圈。2、 下極限位置時(shí)螺旋彈簧長(zhǎng)度應(yīng)該小于彈簧自由長(zhǎng)度，以防止彈簧脫落根據(jù)CAE分析的懸架跳動(dòng)結(jié)果可以確定螺旋彈簧的長(zhǎng)度，見表1：鏢1 螺旋彈簧長(zhǎng)度列表懸架下極限長(zhǎng)度(mm)半載長(zhǎng)度(mm)上極限長(zhǎng)度(mm)并圈

6、長(zhǎng)度(mm)自由長(zhǎng)度(mm)前懸架26115710670365后懸架28619210784316由上表可以看出，懸架處于上極限位置時(shí)，其長(zhǎng)度大于并圈長(zhǎng)度，故不會(huì)發(fā)生并圈；懸架處于下極限位置時(shí)，其長(zhǎng)度小于自由長(zhǎng)度，故彈簧處于被壓縮狀態(tài)，不會(huì)脫落。因此，螺旋彈簧長(zhǎng)度符合整車設(shè)計(jì)要求。2. 前、后減振器長(zhǎng)度校核懸架運(yùn)動(dòng)過程中必須校核減振器的工作行程，以判斷懸架在運(yùn)動(dòng)過程中減振器推桿是否頂死。5.1 前減振器校核a）根據(jù)廠家提供前減振器圖紙可得前減振器極限尺寸，如圖19所示。最長(zhǎng)491mm，最短310mm 圖19 前減振器極限尺寸b）前懸架在上極限位置時(shí)，前減振器的長(zhǎng)度為344.5mm，如圖20所示,大于減振器極限最短尺寸，故減振器推桿不會(huì)頂死。長(zhǎng)度344.5mm 圖20 上極限位置前減振器長(zhǎng)度5.2 后減振器校核a） 根據(jù)廠家提供后減振器圖紙可得減振器極限尺寸，如圖21所示；最長(zhǎng)686mm，最