懸架系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝！一、懸架系統(tǒng)概述懸架是現(xiàn)代汽車(chē)上重要總成之一，它把車(chē)架與車(chē)軸彈性地連接起來(lái)。其主要任務(wù)是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架之間的一切力和力矩，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車(chē)架的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，以保證汽車(chē)平順地行駛。懸架主要由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器組成（在有些懸架中還有緩沖塊和橫向穩(wěn)定螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧及橡膠彈簧等。由于鋼板彈簧在懸架中可兼作導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用，可使懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，且保養(yǎng)維修方便、制造成本低，所以貨車(chē)懸架中一般都采用鋼板彈簧作為彈性元件。鋼板彈簧是汽車(chē)懸架中作為汽車(chē)當(dāng)中應(yīng)用最廣泛的彈性元件，它是由若干等寬但不等長(zhǎng)的合金彈簧片組成的一根近似等強(qiáng)度的彈性梁，鋼板的彈簧的第一片一般是主片，其兩端彎成卷耳內(nèi)裝青銅、粉沫治金組成的襯套，以便用彈簧銷(xiāo)與固定在車(chē)架的支架或吊耳作鉸接連接。鋼板彈簧一般用U型螺栓固定在車(chē)橋上。中心螺栓用以連接各片彈簧片，并保證裝配時(shí)各片的相對(duì)位置。中心螺栓距兩卷耳的距離可相等也可以不等。主片卷耳受力最嚴(yán)重，是薄弱處，為改善主片卷耳的受力情況，常將第二片末端也彎連接各構(gòu)件，除了中心螺栓以外，還有若干個(gè)彈簧夾，其主要作用是當(dāng)鋼板彈簧反向變形時(shí)，使各片不致于相互分開(kāi)，以免主片單獨(dú)承載，此處，為了防止各處橫向錯(cuò)動(dòng)。彈簧夾用鉚釘鉚接在下之相連的最下邊彈簧的端部，彈簧的夾的兩邊用螺栓連接，在螺栓上有套管頂住彈簧片的兩邊，以免將彈簧片夾得過(guò)緊。中螺栓套管和彈簧片之間有一定的間隙（不少于（1.5mm鋼板彈簧在載荷作用下變形時(shí)，各片有相對(duì)滑移而產(chǎn)生摩擦，可以促進(jìn)車(chē)架的振動(dòng)的衰退。但各片的干摩擦，將使車(chē)輪所受的沖擊在很大程度上傳給車(chē)架，即降低了懸架的緩和沖擊能力,并使彈簧片加速磨損，這是相當(dāng)不利的，為了減少?gòu)椈善g的摩擦，在裝組合鋼板彈簧時(shí)，各片間需涂上石墨潤(rùn)滑脂，并應(yīng)定期的保養(yǎng)。二、懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)鋼板彈簧首先應(yīng)確定的參數(shù)1、彈簧載荷通常新車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)整車(chē)布置給定的空、滿載軸荷減去估算的非簧載質(zhì)量，得到每副將傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向縱拉桿等總成一半也視為非簧載質(zhì)量。如果鋼板彈簧布置在車(chē)橋上方，彈簧3/4的質(zhì)量為非簧載質(zhì)量；下置彈簧，1/4彈簧質(zhì)量為非簧載質(zhì)量。2、彈簧伸直長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)不同車(chē)型要求，由總布置給出彈簧伸直長(zhǎng)度的控制尺寸。在布置可能的情況下，盡量增加彈簧長(zhǎng)度，這主要是考慮以下幾方面原因：（1）彈簧長(zhǎng)度長(zhǎng)些好。（2）對(duì)較小，對(duì)前懸架來(lái)說(shuō)，主銷(xiāo)后傾角變化較小，有利于行駛穩(wěn)定性。（3）增加彈簧長(zhǎng)度可以降低彈簧應(yīng)力和應(yīng)力幅，從而提高彈簧使用壽命。（4）主片卷耳強(qiáng)度有利。由于受整車(chē)總布置的限制，所以要與總布置設(shè)計(jì)人員商定，推薦數(shù)值如下：貨車(chē)：前簧（0.26~0.35）軸距，后簧（0.35~0.45）軸距。3、前、后懸架靜撓度和動(dòng)撓度的選擇（1）前、后懸架靜撓度的選擇理論研變和使用經(jīng)驗(yàn)證明：汽車(chē)前、后懸架與其簧載質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車(chē)行駛平順性的主要參數(shù)之一。前、后懸架的振動(dòng)頻率（亦稱(chēng)偏頻）為：12π12πn=c/m，n=c/m(1)111222當(dāng)采用線性懸架時(shí)，懸架的靜撓度與簧載質(zhì)量和懸架剛度的關(guān)系為：f=mg/c，f=mg/c(2)c111c222將（2）式代入（1）式得：n≈5/f，n≈5/f（3）1c12c2式中n，n——前、后懸架的偏頻，單位為Hz；12f，f——前、后懸架在簧載質(zhì)量m，m作用下的靜撓度，單位為cm；c1c212c，c——前、后懸架的剛度。12確定n和n值，然后就可根據(jù)式（3）確定前、后靜撓度f(wàn)和f。前、后懸架系統(tǒng)的偏頻及靜撓度的匹配，對(duì)汽車(chē)行駛平順性有很大影響。一般使前、后懸架12c1c2的靜撓度值及偏頻值接近些以免造成較大的車(chē)身縱向角振動(dòng)。對(duì)貨車(chē)而言，考慮到前、后f（0.6~0.8）c2f。c1（2）前、后懸架動(dòng)撓度的選擇懸架動(dòng)撓度位移。為了防止在不平路面上行駛時(shí)經(jīng)常撞擊緩沖塊，懸架必須具備足夠的動(dòng)撓度f(wàn)。d載貨汽車(chē)一般取f（0.7~1.0）f。dc4、滿載弧高a滿載弧高直接影響車(chē)身高度，一般希望它等于零，可使彈簧滿載時(shí)在對(duì)稱(chēng)位置工作，但考慮到彈簧在使用中會(huì)產(chǎn)生塑性變形，要由f給予補(bǔ)償，有時(shí)為了在車(chē)架高度已限定時(shí)能得a到足夠的動(dòng)撓度值，也需要有一定的f值，常取10~20mm。a簧斷面尺寸和長(zhǎng)度的確定QK=f(4)c48EJ3根據(jù)公式K=0（5）可計(jì)算出彈簧斷面尺寸和長(zhǎng)度。（1）初步確定彈簧撓度增大系數(shù)δ。先確定與主片等長(zhǎng)的片數(shù)n，然后估算總片數(shù)n，由式11.5δ=（6初步計(jì)算出撓度增大系數(shù)δ值。選擇彈簧總片數(shù)時(shí)，盡可能使片數(shù)n2n1.04(1+1)少些，這不僅可以減少片間摩擦，而且便于彈簧生產(chǎn)制造。（2）確定彈簧有效長(zhǎng)度ULe=L-kS（7）初步確定出彈簧有效長(zhǎng)度，式中k——考慮U型螺栓夾緊后無(wú)效長(zhǎng)度系數(shù)，剛性?shī)A緊時(shí)，取k=0.5S——U型螺栓中心距（3）彈簧總慣性矩。由式（5）計(jì)算出彈簧總慣性矩后，可以確定彈簧片數(shù)、片寬、片厚。(a)彈簧片寬度選取。增加彈簧片寬度，可以減少?gòu)椈善瑪?shù)，并能增加卷耳強(qiáng)度。對(duì)前懸架來(lái)說(shuō)，為保證轉(zhuǎn)向車(chē)輪有一定轉(zhuǎn)向空間，增加片寬度受到一定限制。(b)彈簧片厚度選取。由于彈簧片厚度和彈簧總慣性矩的三次方成正比，稍許增加片厚度，選擇彈簧片厚度時(shí)，同一副彈簧的不同片厚度的組數(shù)越少越好，希望片厚度能相等。彈簧尺寸參數(shù)（彈簧長(zhǎng)度、片寬度及片數(shù)）確定后，應(yīng)重新按式（5）對(duì)彈簧剛度進(jìn)行還應(yīng)對(duì)彈簧強(qiáng)度進(jìn)行核算，計(jì)算的彈簧應(yīng)力和比應(yīng)力應(yīng)在推薦的范圍內(nèi)。如果所選的彈簧尺寸參數(shù)不能滿足強(qiáng)度要求，則應(yīng)重新計(jì)算，直至所選定的彈簧尺寸參數(shù)滿足彈簧剛度和強(qiáng)度要求為止。注意：最后選定的彈簧寬度與厚度最好選用社會(huì)現(xiàn)有彈簧鋼板規(guī)格。彈簧強(qiáng)度驗(yàn)算5、彈簧靜應(yīng)力σcQLeσc=≤[σc]4W0W——鋼板彈簧總截面系數(shù)0對(duì)于55SiMnVB或60Si2Mn等材料，表面經(jīng)應(yīng)力噴丸處理后，推薦[σc]在下列范圍內(nèi)取值：前彈簧——350~450N/mm；后主簧——450~550N/mm；后副簧——220~250N/mm。2226、彈簧比應(yīng)力σ比應(yīng)力是指彈簧單位變形的應(yīng)力，它對(duì)鋼板彈簧的疲勞壽命有顯著影響。12EaδLeσ=2建議σ的設(shè)計(jì)值應(yīng)在下列范圍內(nèi)：貨車(chē)的前、后簧σ=45~55Mpa/cm；副簧σ=75~85Mpa/cm。如所得比應(yīng)力值不合適，應(yīng)修改片厚和片數(shù)。7、最大動(dòng)行程時(shí)的最大應(yīng)力σmaxσmax=σ(f+f≤900~1000N/mm2cd懸架的彈性特性1、懸架的彈性特性是指懸架變形f與其所受載荷F之間的關(guān)系曲線。當(dāng)懸架變形與所受載荷成固定的比例一起增長(zhǎng)時(shí)，彈性特性可由一直線表示，稱(chēng)為線性特性。此時(shí)，懸架剛度是常數(shù)。2、線性懸架的汽車(chē)，在使用中由于裝載的多少會(huì)使簧載質(zhì)量值不同，如剛度保持不變，則會(huì)使振動(dòng)頻率發(fā)生變化，這一變化顯著時(shí)將導(dǎo)致平順性變壞，故為了改善這種情況，應(yīng)該采用剛度可變的非線性懸架。3150T-1A(G)車(chē)型，空載時(shí)后軸荷為350Kg，載重1259.5噸時(shí)，后軸荷為7662Kg，約為空載時(shí)的6倍。假如用線性懸架，剛度不變，則空載時(shí)后懸架頻率顯得過(guò)高，因而其平順性差。如采用變剛度非線性懸架，使空車(chē)時(shí)的剛度比滿載時(shí)小，就會(huì)降低空車(chē)的振動(dòng)頻率而改善行駛平順性。4、在貨車(chē)上一般采用加副簧的方法得到變剛度特性。貨車(chē)后懸架主、副簧的剛度分配1、貨車(chē)后懸架主、副簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖副簧在主簧上面，載荷較小時(shí)，只有主簧工作，載荷增至一定值，副簧和副簧支架接觸，副簧開(kāi)始參加工作。2、設(shè)計(jì)主、副簧結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，首先應(yīng)確定主、副簧之間的剛度分配，以及副簧開(kāi)始參加工作時(shí)的載荷。一般首先從保證良好的行駛平順性考慮，這一要求包含著兩個(gè)內(nèi)容：一是從空載到滿載范圍內(nèi)頻率的變化應(yīng)盡量地??；二是在副簧接觸托架前、后的頻率突變不要太大。3、主副簧剛度匹配有兩種方法：（1）比例中項(xiàng)法Fk=FFc0C副/C主=λ–1，λ0平均值法Fk=(F+Fc)/20C副/C主λ-1)/(λ+3)式中F—空載時(shí)后懸架簧載質(zhì)量Fc–滿載時(shí)后懸架簧載質(zhì)量0—副簧開(kāi)始起作用時(shí)后懸架簧載質(zhì)量C副—副簧剛度C主—主簧剛度用第一種方法可使空、滿載范圍內(nèi)懸架系統(tǒng)振動(dòng)頻率變化不大，但副簧接觸托架前、后的頻率突變較大，對(duì)于運(yùn)輸部門(mén)使用的貨車(chē)，因其半載運(yùn)輸狀態(tài)少，所以采用此法計(jì)算效果好。為了減少副簧接觸支架前、后的頻率突變，可使副簧與前、后托架錯(cuò)開(kāi)接觸，但會(huì)使副簧前后段應(yīng)力略有差別。用第二種方法確