第7章行駛系設(shè)計(jì)

1、1第七章第七章 行駛系設(shè)計(jì)行駛系設(shè)計(jì)一、功用一、功用 1. 1. 將傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)力將傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)力 2. 2. 支承整車，傳遞且承受各種反力及力矩支承整車，傳遞且承受各種反力及力矩 3. 3. 緩沖、減振緩沖、減振, ,保證汽車行駛的平順性保證汽車行駛的平順性 4. 4. 配合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，控制汽車的行駛方向，并保證汽車配合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，控制汽車的行駛方向，并保證汽車 的操縱穩(wěn)定性的操縱穩(wěn)定性 5. 5. 配合制動(dòng)系統(tǒng)，保證汽車的制動(dòng)性配合制動(dòng)系統(tǒng)，保證汽車的制動(dòng)性二、分類二、分類三、組成三、組成 6-1 概概 述述2四、對(duì)行駛系的要求四、對(duì)行駛系的要求 1、乘用車、乘用車 2

2、、商用客車、商用客車 3、商用載貨汽車、商用載貨汽車 4、重型商用車、重型商用車 5、越野車、越野車第六章第六章 行駛系設(shè)計(jì)行駛系設(shè)計(jì)36-2 車架的設(shè)計(jì)車架的設(shè)計(jì)一、功用一、功用 1. 支承和連接汽車各零部件支承和連接汽車各零部件 2. 承受車內(nèi)外的各種載荷（承受車內(nèi)外的各種載荷（靜載荷與動(dòng)載荷靜載荷與動(dòng)載荷）二、要求二、要求 1. 足夠的強(qiáng)度、剛度、適當(dāng)?shù)呐まD(zhuǎn)剛度足夠的強(qiáng)度、剛度、適當(dāng)?shù)呐まD(zhuǎn)剛度 2. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕 3. 形狀有利于減低重心、增大轉(zhuǎn)向角形狀有利于減低重心、增大轉(zhuǎn)向角三、類型三、類型 1. 邊梁式邊梁式 2. 中梁式（脊骨式中梁式（脊骨式 ） 3. 綜合式

3、綜合式第六章第六章 行駛系設(shè)計(jì)行駛系設(shè)計(jì)4四、車架形式的確定四、車架形式的確定 1、寬度、寬度 前部寬度、后部寬度、整車寬度前部寬度、后部寬度、整車寬度 2、縱梁形式、縱梁形式3、橫梁形式、橫梁形式 商用貨車橫梁商用貨車橫梁4-6根，乘用車或輕型商用貨車采用根，乘用車或輕型商用貨車采用X形形4、縱梁與橫梁連接方式、縱梁與橫梁連接方式 乘用車：焊接乘用車：焊接 貨貨 車：鉚釘連接車：鉚釘連接第六章第六章 行駛系設(shè)計(jì)行駛系設(shè)計(jì)5五、車架的受載分析五、車架的受載分析 （1）靜載荷）靜載荷 （2）對(duì)稱的垂直動(dòng)載荷）對(duì)稱的垂直動(dòng)載荷 平坦道路上以較高車速行駛時(shí)產(chǎn)生，與垂直振平坦道路上以較高車速行駛時(shí)產(chǎn)生

4、，與垂直振動(dòng)加速度有關(guān)，使車架產(chǎn)生彎曲變形動(dòng)加速度有關(guān)，使車架產(chǎn)生彎曲變形 （3）斜對(duì)稱的動(dòng)載荷）斜對(duì)稱的動(dòng)載荷 崎嶇不平的道路上產(chǎn)生，使車架產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形崎嶇不平的道路上產(chǎn)生，使車架產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形 （4）其他載荷）其他載荷 側(cè)向力、慣性力等側(cè)向力、慣性力等第六章第六章 行駛系設(shè)計(jì)行駛系設(shè)計(jì)61 概概 述述2 懸架結(jié)構(gòu)形式分析懸架結(jié)構(gòu)形式分析3 懸架主要參數(shù)的確定懸架主要參數(shù)的確定4 彈性元件的計(jì)算彈性元件的計(jì)算5 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6 減振器減振器6-3 懸架設(shè)計(jì)懸架設(shè)計(jì)第六章第六章 行駛系設(shè)計(jì)行駛系設(shè)計(jì)7概概 述述 一一 、主要作用、主要作用 F傳遞車輪和車架（或車身

5、）之間的一切力和力矩；傳遞車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩；F緩和、抑制路面對(duì)車身的沖擊和振動(dòng)（平順性）；緩和、抑制路面對(duì)車身的沖擊和振動(dòng)（平順性）；F保證車輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特性保證車輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特性（操穩(wěn)性）（操穩(wěn)性）懸架：懸架：車架（或車身）與車橋（或車輪）之間的所有傳力連接車架（或車身）與車橋（或車輪）之間的所有傳力連接裝置的總稱裝置的總稱 8二、組成二、組成彈性元件彈性元件 緩和沖擊緩和沖擊減振器減振器減振，使振動(dòng)迅速衰減減振，使振動(dòng)迅速衰減橫向穩(wěn)定器橫向穩(wěn)定器防止車身產(chǎn)生過大側(cè)傾防止車身產(chǎn)生過大側(cè)傾 導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置傳遞各種力和力矩，

6、導(dǎo)向傳遞各種力和力矩，導(dǎo)向緩沖塊緩沖塊減輕車軸對(duì)車架（或車身）的直接沖撞減輕車軸對(duì)車架（或車身）的直接沖撞9三、對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)要求三、對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)要求 1）保證汽車有良好的行駛平順性）保證汽車有良好的行駛平順性2）具有合適的衰減振動(dòng)能力）具有合適的衰減振動(dòng)能力3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性4）汽車制動(dòng)或加速時(shí)要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾）汽車制動(dòng)或加速時(shí)要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾5）汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車身的側(cè)傾角要合適）汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車身的側(cè)傾角要合適10懸架結(jié)構(gòu)形式分析懸架結(jié)構(gòu)形式分析 一、非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架一、非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架 懸架懸架 非獨(dú)立懸架非獨(dú)

7、立懸架獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架與車架（或車身）連接懸架與車架（或車身）連接 左、右車輪通過各自的懸架與車架（或左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接車身）連接111、非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架 J車輪跳動(dòng)時(shí)，輪距、前束變化小，故輪胎磨損小車輪跳動(dòng)時(shí)，輪距、前束變化小，故輪胎磨損小J轉(zhuǎn)向時(shí)，車身側(cè)傾后車輪外傾角不變，故承受側(cè)向力的轉(zhuǎn)向時(shí)，車身側(cè)傾后車輪外傾角不變，故承受側(cè)向力的能力不變能力不變J側(cè)傾中心位置高，有利于減小轉(zhuǎn)向時(shí)車身的側(cè)傾角側(cè)傾中心位置高，有利于減小轉(zhuǎn)向時(shí)車身的側(cè)傾角L汽車平順性較差（非懸掛質(zhì)量大）汽車平順性較差（非懸

8、掛質(zhì)量大）L高速行駛時(shí)操穩(wěn)性差（輪胎接地性差）高速行駛時(shí)操穩(wěn)性差（輪胎接地性差）L乘用車不利于發(fā)動(dòng)機(jī)、行李艙的布置乘用車不利于發(fā)動(dòng)機(jī)、行李艙的布置應(yīng)用應(yīng)用 ：商用車的前、后懸架以及某些乘用車的后懸架：商用車的前、后懸架以及某些乘用車的后懸架122、獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架 J平順性好平順性好 J質(zhì)心高度下降，質(zhì)心高度下降，行駛穩(wěn)定性行駛穩(wěn)定性J車身傾斜和振動(dòng)車身傾斜和振動(dòng)，地面附著能力，地面附著能力J懸架占用空間小懸架占用空間小L結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修困難結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修困難L成本較高成本較高L輪距變化大，輪胎磨損嚴(yán)重輪距變化大，輪胎磨損嚴(yán)重應(yīng)用應(yīng)用 ：乘用車和部分輕型商用車：乘用車和部分輕型商用車 13二、獨(dú)

9、立懸架結(jié)構(gòu)形式分析二、獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式分析 不同懸架基本特性的評(píng)價(jià)角度不同懸架基本特性的評(píng)價(jià)角度： 1）側(cè)傾中心高度側(cè)傾中心高度 h；hB輪胎磨損輪胎磨損2）車輪定位參數(shù)的變化車輪定位參數(shù)的變化（ 、 、 、 ） 轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振；轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振； 影響汽車直線行駛穩(wěn)定性，影響汽車直線行駛穩(wěn)定性，且且B輪胎磨損輪胎磨損 3）懸架側(cè)傾角剛度懸架側(cè)傾角剛度4）橫向剛度橫向剛度5）占用的空間尺寸占用的空間尺寸c平順性平順性； c乘員安全與穩(wěn)定乘員安全與穩(wěn)定影響操穩(wěn)性；影響操穩(wěn)性； 剛度剛度轉(zhuǎn)向輪擺振轉(zhuǎn)向輪擺振發(fā)動(dòng)機(jī)的布置與拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)的布置與拆裝14雙橫臂式（雙叉式）獨(dú)立懸架雙橫臂式（雙叉式）獨(dú)立懸架J

10、側(cè)傾中心高側(cè)傾中心高度度低低J輪距變化小，輪胎磨損速度慢輪距變化小，輪胎磨損速度慢J橫向剛度大橫向剛度大L車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均有車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均有變化變化L懸架側(cè)傾角剛度較小，需用橫懸架側(cè)傾角剛度較小，需用橫向穩(wěn)定器向穩(wěn)定器L空間尺寸占用較多空間尺寸占用較多L結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜，前懸架用得較多前懸架用得較多15單橫臂式獨(dú)立懸架單橫臂式獨(dú)立懸架J側(cè)傾中心高側(cè)傾中心高度度比較比較高高J懸架側(cè)傾角剛度較大，可不需橫向穩(wěn)定器懸架側(cè)傾角剛度較大，可不需橫向穩(wěn)定器J橫向剛度大橫向剛度大J空間尺寸占用較少空間尺寸占用較少J結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低L車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角變化車輪外傾角與主銷

11、內(nèi)傾角變化大大L輪距變化輪距變化大大，輪胎磨損速度，輪胎磨損速度快快16單縱臂式獨(dú)立懸架單縱臂式獨(dú)立懸架J輪距輪距不變不變J幾乎不幾乎不占用占用高度高度空間空間J結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低簡(jiǎn)單，成本低L側(cè)傾中心高度比較低側(cè)傾中心高度比較低L主銷后傾角變化大主銷后傾角變化大L懸架側(cè)傾角剛度較小，需橫向穩(wěn)定器懸架側(cè)傾角剛度較小，需橫向穩(wěn)定器L橫向剛度小橫向剛度小17斜臂式獨(dú)立懸架斜臂式獨(dú)立懸架J幾乎不占用高度空間幾乎不占用高度空間J結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低J輪距變化不大輪距變化不大v側(cè)傾中心高度介于單橫臂與單縱臂側(cè)傾中心高度介于單橫臂與單縱臂之間之間v懸架側(cè)傾角剛度懸架側(cè)傾角剛度介于單橫臂與單縱

12、介于單橫臂與單縱臂之間臂之間L橫向剛度橫向剛度較小較小L主銷定位參數(shù)有變化主銷定位參數(shù)有變化18麥弗遜式麥弗遜式v側(cè)傾中心高側(cè)傾中心高度度比較比較高高v車輪定位參數(shù)的變化車輪定位參數(shù)的變化小小v輪距變化輪距變化很小很小v懸架側(cè)傾角剛度較懸架側(cè)傾角剛度較大，可不大，可不需需橫向穩(wěn)定器橫向穩(wěn)定器v橫向剛度大橫向剛度大v空間尺寸占用較空間尺寸占用較少少v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，乘用車用得簡(jiǎn)單，緊湊，乘用車用得較多較多19扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式獨(dú)立懸架扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式獨(dú)立懸架L側(cè)傾中心高側(cè)傾中心高度度比較比較低低J車輪定位參數(shù)在左右輪同時(shí)跳動(dòng)時(shí)不變車輪定位參數(shù)在左右輪同時(shí)跳動(dòng)時(shí)不變J輪距輪距不變不變J懸架側(cè)傾角剛度

13、較懸架側(cè)傾角剛度較大，不大，不需橫向穩(wěn)定器需橫向穩(wěn)定器J橫向剛度橫向剛度大大J占用空間占用空間小小J結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于簡(jiǎn)單，用于FFFF乘用車的后懸架乘用車的后懸架20三、前、后懸架方案的選擇三、前、后懸架方案的選擇采用的方案采用的方案 前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架前輪采用獨(dú)立懸架，后輪采用非獨(dú)立懸架前輪采用獨(dú)立懸架，后輪采用非獨(dú)立懸架前輪與后輪均采用獨(dú)立懸架前輪與后輪均采用獨(dú)立懸架1.前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架汽車的軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)汽車的軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)F對(duì)前軸，這種偏轉(zhuǎn)使汽車不足對(duì)前軸，這種偏轉(zhuǎn)使汽車不足轉(zhuǎn)向趨勢(shì)增加轉(zhuǎn)向趨勢(shì)增加F對(duì)后橋，則增加了汽車過

14、多轉(zhuǎn)對(duì)后橋，則增加了汽車過多轉(zhuǎn)向趨勢(shì)向趨勢(shì) 21改善措施：改善措施：減小汽車的軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)減小汽車的軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)此外，采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架時(shí)，因前輪容易發(fā)生擺此外，采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架時(shí)，因前輪容易發(fā)生擺振現(xiàn)象，影響操穩(wěn)性，故乘用車多采用獨(dú)立懸架振現(xiàn)象，影響操穩(wěn)性，故乘用車多采用獨(dú)立懸架222.前后輪均采用獨(dú)立懸架前后輪均采用獨(dú)立懸架FF型乘用車多采用麥弗遜式前懸架和扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式后懸架型乘用車多采用麥弗遜式前懸架和扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式后懸架J結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊J制動(dòng)穩(wěn)定性好制動(dòng)穩(wěn)定性好（負(fù)主銷偏移距）（負(fù)主銷偏移距）前懸架前懸架23傳統(tǒng)橡膠襯套及其產(chǎn)生的軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)傳統(tǒng)橡膠襯套及其產(chǎn)生的軸轉(zhuǎn)向

15、效應(yīng)24在有側(cè)向力作用下時(shí)，在有側(cè)向力作用下時(shí)，能使縱向剛度和總扭轉(zhuǎn)能使縱向剛度和總扭轉(zhuǎn)剛度增大，減輕了軸轉(zhuǎn)剛度增大，減輕了軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)，具有更好的操向效應(yīng)，具有更好的操縱穩(wěn)定性?？v穩(wěn)定性。 扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式懸架用橡膠襯套扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式懸架用橡膠襯套 252.緩沖塊緩沖塊 1.橫向穩(wěn)定器橫向穩(wěn)定器c可可n，但，但cc 乘員不舒乘員不舒適，沒有安全感適，沒有安全感橫向穩(wěn)定器橫向穩(wěn)定器四、輔助元件四、輔助元件起限制懸架最大行程的作用起限制懸架最大行程的作用c Fz 應(yīng)使應(yīng)使c 1 c 2k11u1urr11ss1/ )(BhFKhLbFFyyZ2u2u2rr22ss2/ )(BhFKhLaFFyyZI

16、HiHi，好久不，好久不見，大家還記得見，大家還記得我嗎？我嗎？J 26懸架主要參數(shù)的確定 一、前后懸架的靜撓度、動(dòng)撓度的選擇一、前后懸架的靜撓度、動(dòng)撓度的選擇fc=Fw/c1、概念概念1)靜撓度靜撓度2)動(dòng)撓度動(dòng)撓度fd1 1）使懸架系統(tǒng)有較低的固有頻率）使懸架系統(tǒng)有較低的固有頻率2、選擇要求及方法選擇要求及方法2 2）n1與與n2的匹配要合適的匹配要合適3 3）f fd d要合適要合適, ,根據(jù)不同的車型和不同路面條件選擇根據(jù)不同的車型和不同路面條件選擇272/2/222111mcnmcn汽車前、后部分的固有頻率汽車前、后部分的固有頻率n1和和n2（亦稱偏頻）（亦稱偏頻）1 1）懸架系統(tǒng)的

17、固有頻率）懸架系統(tǒng)的固有頻率naz平順性平順性當(dāng)懸架彈性特性為線性時(shí)當(dāng)懸架彈性特性為線性時(shí)fc1=m1g/c1 fc2=m2g/c2 則則fcn平順性平順性，但，但fcc經(jīng)常撞擊緩沖塊，且俯仰角、經(jīng)常撞擊緩沖塊，且俯仰角、側(cè)傾角側(cè)傾角11/76.15cfn 22/76.15cfn 28fc1與與fc2要接近，但不能相等（防止共振）要接近，但不能相等（防止共振）fc1fc2 (防止車身產(chǎn)生較大縱向角振動(dòng)）防止車身產(chǎn)生較大縱向角振動(dòng)）2） n1與與n2的匹配（即的匹配（即fc1與與fc2的匹配）的匹配）Ffc2=（0.80.9）fc1F貨車：貨車：fc2=（0.60.8）fc1F有時(shí)為了有時(shí)為了乘

18、用車后排乘客的乘坐舒適性，乘用車后排乘客的乘坐舒適性，fc1 c 2 乘用車乘用車c 1/c 2 =1.42.635彈性元件的計(jì)算彈性元件的計(jì)算 一、鋼板彈簧的計(jì)算一、鋼板彈簧的計(jì)算（一）鋼板彈簧的布置（一）鋼板彈簧的布置布置的方案布置的方案橫置橫置縱置縱置對(duì)稱式對(duì)稱式非對(duì)稱式非對(duì)稱式（改變軸距以改善軸（改變軸距以改善軸荷分配）荷分配）（結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大）（結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大）36（二）鋼板彈簧主要參數(shù)的確定（二）鋼板彈簧主要參數(shù)的確定F滿載靜止時(shí)前后軸負(fù)荷滿載靜止時(shí)前后軸負(fù)荷G1、G2、簧下載重、簧下載重Gu1、Gu2 單個(gè)鋼板彈簧的載荷單個(gè)鋼板彈簧的載荷 Fw1=(G1-Gu1)/2，F(xiàn)w2

19、=(G2-Gu2)/2Ffc，fd，U型螺栓中心距型螺栓中心距sF軸距軸距La計(jì)算所需的已知條件計(jì)算所需的已知條件1、滿載弧高、滿載弧高fa 影響車身高度影響車身高度F為獲得足夠的動(dòng)撓度，為獲得足夠的動(dòng)撓度，常取常取fa=1020mm372、鋼板彈簧長度鋼板彈簧長度L的確定的確定F指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離FL影響的因素：影響的因素：Lc 使用壽命使用壽命( )Lc 平順性平順性L縱向角剛度縱向角剛度Cr 彈簧變形彈簧變形( ) L 布置困難布置困難原則上在總布置可能的條件下，應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長一些原則上在總布置可能的條件下，應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長一些

20、2)(6ksLEhfcc42cLCr乘乘 用用 車車: L=(0.400.55)軸距軸距商用貨車：前懸商用貨車：前懸L=(0.260.35) 軸距軸距 后懸后懸L= (0.350.45) 軸距軸距383、鋼板斷面尺寸及片數(shù)的確定鋼板斷面尺寸及片數(shù)的確定1）鋼板斷面寬度鋼板斷面寬度b的確定的確定 （1）根據(jù)簡(jiǎn)支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需要的總慣性矩根據(jù)簡(jiǎn)支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需要的總慣性矩J0 J0=（L-ks）3c/48E（2）鋼板彈簧總截面系數(shù)）鋼板彈簧總截面系數(shù)W0 W0=FW（L-ks）/4W cWpEfksLWJh6)(/2200（3）計(jì)算鋼板彈簧的平均厚度）計(jì)算鋼板彈簧的平均厚度hp（4

21、）根據(jù)）根據(jù)hp，選鋼板彈簧的片寬，選鋼板彈簧的片寬b推薦推薦b/hp=610b卷耳強(qiáng)度卷耳強(qiáng)度但車身側(cè)傾時(shí)但車身側(cè)傾時(shí)扭扭；前懸架，影響；前懸架，影響maxb需需n摩擦摩擦、 ih392）鋼板彈簧片厚鋼板彈簧片厚h的選擇的選擇 1230/ )(nbhJ 3048)/()(KSLEJC403）鋼板彈簧片數(shù)）鋼板彈簧片數(shù)n n制造和裝配、制造和裝配、干摩擦、干摩擦、平順性；平順性；但但n與等強(qiáng)度梁的差別與等強(qiáng)度梁的差別、材料利用率、材料利用率多片鋼板彈簧：多片鋼板彈簧：n=614少片彈簧：少片彈簧： n=14（三）鋼板彈簧各片長度的確定（三）鋼板彈簧各片長度的確定 41將各片厚度將各片厚度hi的

22、立方值的立方值hi3按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上；按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上；沿橫坐標(biāo)量出主片長度的一半沿橫坐標(biāo)量出主片長度的一半L/2和和U形螺栓中心距的一半形螺栓中心距的一半s/2，得到得到A、B兩點(diǎn)，連接兩點(diǎn)，連接A、B即得到三角形的鋼板彈簧展開圖；即得到三角形的鋼板彈簧展開圖；AB線與各葉片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度，如果存在與主片等線與各葉片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度，如果存在與主片等長的重疊片，就從長的重疊片，就從B點(diǎn)到最后一個(gè)重疊片的上側(cè)邊端點(diǎn)一直線，此點(diǎn)到最后一個(gè)重疊片的上側(cè)邊端點(diǎn)一直線，此直線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度；直線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度；各片實(shí)際長度尺

23、寸需經(jīng)圓整后確定。各片實(shí)際長度尺寸需經(jīng)圓整后確定。作圖法：作圖法：AB42為什么用為什么用hi3作圖？作圖？ 剪開前等應(yīng)力梁的慣性矩剪開前等應(yīng)力梁的慣性矩剪開后疊放的多片板簧慣性矩不變剪開后疊放的多片板簧慣性矩不變即即B=bn 若各片厚度不等，有三組若各片厚度不等，有三組(h1、h2、h3)，每組各有，每組各有n1、n2、n3片，則片，則 3121BhJ 3121bnhJ 43可見：可見：B和和h1/h、h2/h、h3/h是三次方關(guān)系是三次方關(guān)系寬度寬度B是不等厚板簧的換算寬度，所以要用換算后的寬度是不等厚板簧的換算寬度，所以要用換算后的寬度B去去作圖作圖h 為為h1、h2、h3的平均厚度的平

24、均厚度 所以所以 )()()(321333231hhnhhnhhnbB)()(3333223111213121333322311121333121332212123111211hnhnhnbBhhnhnhnbJhbnJhbnJhbnJ44（四）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算（四）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算1）鋼板彈簧）鋼板彈簧總成總成在自由狀態(tài)下的弧高在自由狀態(tài)下的弧高H0 及曲率半徑及曲率半徑R0H0：鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和U形螺栓夾緊前，其主片上表面與形螺栓夾緊前，其主片上表面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差

25、兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差 H0=（fc+fa+f） fc為靜撓度；為靜撓度； fa為滿載弧高；為滿載弧高； f為鋼板彈簧總成用為鋼板彈簧總成用U形形 螺栓夾緊后引起的弧高變化。螺栓夾緊后引起的弧高變化。22)(3(LffsLsfcaR0 ：裝配后總成主片的曲率半徑裝配后總成主片的曲率半徑R0=（L-Ls)2/8H0 Ls-彈簧無效長度，彈簧無效長度，Ls=ks452）鋼板彈簧各片）鋼板彈簧各片自由狀態(tài)自由狀態(tài)下曲率半徑下曲率半徑Ri的確定的確定 將各片彈簧自由曲率半徑做成不等的目的：將各片彈簧自由曲率半徑做成不等的目的：使各片鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊，減少主片的工作應(yīng)使各片

26、鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊，減少主片的工作應(yīng)力，使各片壽命接近力，使各片壽命接近46矩形斷面鋼板彈簧在裝配前各片曲率半徑：矩形斷面鋼板彈簧在裝配前各片曲率半徑： Ri=R0/1+(20iR0)/Ehi 各片彈簧預(yù)應(yīng)力各片彈簧預(yù)應(yīng)力0i怎么選取？怎么選??？（a）保證裝配前各片彈簧片間間隙相差不大，且裝配后各片能很好）保證裝配前各片彈簧片間間隙相差不大，且裝配后各片能很好貼和；貼和；（b）為保證主片及與其相鄰的長片有足夠的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)降低）為保證主片及與其相鄰的長片有足夠的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)降低主片及與其相鄰的長片的應(yīng)力。主片及與其相鄰的長片的應(yīng)力。（c）滿足各片彈簧在根部處預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩的

27、代數(shù)和等于零。）滿足各片彈簧在根部處預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩的代數(shù)和等于零。01niiM010iniiW3）自由狀態(tài)下各片的弧高）自由狀態(tài)下各片的弧高Hi的確定的確定 HiLi2/8Ri 47（五）鋼板彈簧總成弧高的核算（五）鋼板彈簧總成弧高的核算 核算鋼板彈簧總成的弧高的目的：核算鋼板彈簧總成的弧高的目的：由于鋼板彈簧葉片在自由狀態(tài)下的曲率半徑是經(jīng)選取預(yù)應(yīng)力后計(jì)算的，由于鋼板彈簧葉片在自由狀態(tài)下的曲率半徑是經(jīng)選取預(yù)應(yīng)力后計(jì)算的，裝配后鋼板彈簧總成的弧高與之前計(jì)算的結(jié)果會(huì)不同。裝配后鋼板彈簧總成的弧高與之前計(jì)算的結(jié)果會(huì)不同。等厚葉片彈簧的曲率半徑等厚葉片彈簧的曲率半徑R0的計(jì)算的計(jì)算niiiniiL

28、RLR110)/(1028RLH 鋼板彈簧總成弧高鋼板彈簧總成弧高注意：注意：用上式與用式用上式與用式H0=（fc+fa+f）計(jì)算的結(jié)果應(yīng)相近，如相差較）計(jì)算的結(jié)果應(yīng)相近，如相差較多，可經(jīng)重新選用各片預(yù)應(yīng)力再行核算。多，可經(jīng)重新選用各片預(yù)應(yīng)力再行核算。 48（六）鋼板彈簧剛度驗(yàn)算（六）鋼板彈簧剛度驗(yàn)算 其中其中 式中，式中，為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，=0.900.94； E為材料彈性模量；為材料彈性模量； l1、lk+1為主片、第（為主片、第（k+1）片的一半長度）片的一半長度31116/()nkkkkcEaYY)(111kkllakiikJY1/1111/1kiikJY共共同同曲曲率率

29、法法假設(shè)：假設(shè)：1）同一截面各片曲率半徑變化值相同）同一截面各片曲率半徑變化值相同 2）各片承受的彎矩正比于其慣性矩）各片承受的彎矩正比于其慣性矩 3）截面上各片的彎矩和等于外力所引起的力矩）截面上各片的彎矩和等于外力所引起的力矩49（七）鋼板彈簧強(qiáng)度驗(yàn)算（分兩種工況）（七）鋼板彈簧強(qiáng)度驗(yàn)算（分兩種工況）1、緊急制動(dòng)時(shí)、緊急制動(dòng)時(shí) 前鋼板彈簧承受的載荷最大，其后半段出現(xiàn)最大應(yīng)力前鋼板彈簧承受的載荷最大，其后半段出現(xiàn)最大應(yīng)力 max=G1m1l2（l1+c） / （l1+l2）W0 50max=G2m2l1（l2+c） / （l1+l2）W0+G2m2/bh1 2、汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)、汽車驅(qū)動(dòng)時(shí) 后鋼板

30、彈簧承受的載荷最大，在其前半段出現(xiàn)最大應(yīng)力后鋼板彈簧承受的載荷最大，在其前半段出現(xiàn)最大應(yīng)力513、鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強(qiáng)度核算、鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強(qiáng)度核算 （1）卷耳強(qiáng)度計(jì)算）卷耳強(qiáng)度計(jì)算 卷耳所受應(yīng)力卷耳所受應(yīng)力由彎曲應(yīng)力和拉由彎曲應(yīng)力和拉（壓）應(yīng)力合成（壓）應(yīng)力合成=3Fx（D+h1） / bh12 + Fx/bh1 鋼板彈簧主片卷耳受力鋼板彈簧主片卷耳受力（2）鋼板彈簧銷的強(qiáng)度計(jì)算）鋼板彈簧銷的強(qiáng)度計(jì)算 鋼板彈簧銷受到擠壓應(yīng)力鋼板彈簧銷受到擠壓應(yīng)力 z=Fs/bd 其中，其中，F(xiàn)s滿載靜止時(shí)鋼板彈簧端部的載荷；滿載靜止時(shí)鋼板彈簧端部的載荷； d鋼板彈簧銷直徑鋼板彈簧銷直徑 52（八

31、）少片彈簧（八）少片彈簧特點(diǎn)：特點(diǎn)：1）片數(shù)）片數(shù)n少，少，1n3 2）等長，等寬，變厚）等長，等寬，變厚 3）質(zhì)量比多片少）質(zhì)量比多片少20% 40% 4）BC段可按拋物線、線性變化段可按拋物線、線性變化53二、扭桿彈簧二、扭桿彈簧特點(diǎn)：特點(diǎn)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量儲(chǔ)能量大，且質(zhì)量小單位質(zhì)量儲(chǔ)能量大，且質(zhì)量小1.分類：分類：按斷面形狀不同：圓形、管型、片型按斷面形狀不同：圓形、管型、片型按彈性元件數(shù)量：?jiǎn)螚U式、組合式按彈性元件數(shù)量：?jiǎn)螚U式、組合式2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1）直徑）直徑d2）有效長度）有效長度L3max16/()dM4()/(32)nLd Gcdcn平順性變差；平順性變差；L cn平順性平順

32、性，但，但 L 布置困難布置困難54三、空氣彈簧三、空氣彈簧1.分類：分類： 囊式、膜式、復(fù)合式囊式、膜式、復(fù)合式2.空氣彈簧特點(diǎn)：空氣彈簧特點(diǎn)：J擁有較理想的非線性彈性特性：擁有較理想的非線性彈性特性：fcn平順性平順性； 滿載附近滿載附近c(diǎn)，有沖擊載荷時(shí)，有沖擊載荷時(shí)c碰撞車架的機(jī)會(huì)碰撞車架的機(jī)會(huì)J單位質(zhì)量儲(chǔ)能大，質(zhì)量小，無噪聲，壽命長單位質(zhì)量儲(chǔ)能大，質(zhì)量小，無噪聲，壽命長L結(jié)構(gòu)復(fù)雜、密封要求高、成本高結(jié)構(gòu)復(fù)雜、密封要求高、成本高3.空氣彈簧懸架：空氣彈簧懸架：高度可根據(jù)載荷、路面狀況調(diào)節(jié)高度可根據(jù)載荷、路面狀況調(diào)節(jié)55獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 載荷變化時(shí)，載荷變化時(shí)，

33、B;轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向時(shí)，；制動(dòng)、加速時(shí)俯仰角；制動(dòng)、加速時(shí)俯仰角一、設(shè)計(jì)要求一、設(shè)計(jì)要求二、布置參數(shù)二、布置參數(shù)1.側(cè)傾中心側(cè)傾中心56572.側(cè)傾軸線側(cè)傾軸線要求：要求：大致與地面平行大致與地面平行曲線行駛時(shí)前、后軸上軸荷變化曲線行駛時(shí)前、后軸上軸荷變化相等，避免過多轉(zhuǎn)向相等，避免過多轉(zhuǎn)向離地盡可能高離地盡可能高側(cè)傾角小側(cè)傾角小前懸架前懸架0120mm 后懸架后懸架80150mm583.縱傾中心縱傾中心雙橫臂式雙橫臂式麥弗遜式麥弗遜式594抗制動(dòng)縱傾性抗制動(dòng)縱傾性(抗制動(dòng)前俯角抗制動(dòng)前俯角) F可減小制動(dòng)時(shí)汽車車頭的下沉量和車尾的抬高量可減小制動(dòng)時(shí)汽車車頭的下沉量和車尾的抬高量F只有當(dāng)前后懸架的

34、縱傾中心位于兩車軸之間時(shí)才可實(shí)現(xiàn)只有當(dāng)前后懸架的縱傾中心位于兩車軸之間時(shí)才可實(shí)現(xiàn) 不考慮汽車靜止時(shí)受到的重力作用前后輪的負(fù)荷增減量前后輪的負(fù)荷增減量G=Fjh/L；總制動(dòng)力總制動(dòng)力FB=FjjBjBBFFFFF)1 (21Fj引起前簧壓縮引起前簧壓縮f1，后簧伸長，后簧伸長f2附加力附加力F1=C1f1 F2= C2f260由對(duì)瞬心由對(duì)瞬心O1、O2的力矩平衡條件：的力矩平衡條件： 0)(11111eFdGfCB0)(22222eFdGfCB11111()jFhfdeC dL22222(1)jFhfdeC dL得得f1主要取決于縱傾中心位置，主要取決于縱傾中心位置，e1（f1）前俯角）前俯角當(dāng)

35、前俯角當(dāng)前俯角=0時(shí)時(shí) 即011 edLhgLhdeg11表征抗制動(dòng)前俯的指標(biāo)表征抗制動(dòng)前俯的指標(biāo)抗前俯率抗前俯率d11100%deLd h乘用車乘用車d 5070615抗驅(qū)動(dòng)縱傾性（后仰）抗驅(qū)動(dòng)縱傾性（后仰）F單橋驅(qū)動(dòng)才有抗驅(qū)動(dòng)縱傾作用單橋驅(qū)動(dòng)才有抗驅(qū)動(dòng)縱傾作用F對(duì)于獨(dú)立懸架，縱傾中心位置應(yīng)高于驅(qū)動(dòng)橋車輪中心對(duì)于獨(dú)立懸架，縱傾中心位置應(yīng)高于驅(qū)動(dòng)橋車輪中心6懸架橫臂定位角懸架橫臂定位角擺臂軸水平斜置角擺臂軸水平斜置角懸架抗前俯角懸架抗前俯角懸架斜置初始角懸架斜置初始角 62三、車輪定位參數(shù)的變化三、車輪定位參數(shù)的變化1、前束、前束影響：影響：?直線行駛穩(wěn)定性直線行駛穩(wěn)定性?穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性632、前輪外傾角、前輪外傾角643、輪距、輪距4、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角在車輪跳動(dòng)時(shí)變化均應(yīng)較小，否則會(huì)增加輪胎與路面間阻力，在車輪跳動(dòng)時(shí)變化均應(yīng)較小，否則會(huì)增加輪胎與路面間阻力，造成轉(zhuǎn)向沉重。造成轉(zhuǎn)向沉重?，F(xiàn)代汽車車速提高，胎壓降低，有時(shí)具有負(fù)的主銷后傾角?，F(xiàn)代汽車車速提高，胎壓降低，有