懸架系統(tǒng)匹配設(shè)計

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！一、懸架系統(tǒng)概述懸架是現(xiàn)代汽車上重要總成之一，它把車架與車軸彈性地連接起來。其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架之間的一切力和力矩，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車平順地行駛。懸架主要由彈性元件、導向機構(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向機構(gòu)用，可使懸架結(jié)構(gòu)簡化，且保養(yǎng)維修方便、制造成本低，所以貨車懸架中一般都采用鋼板彈簧作為彈性元件。鋼板彈簧是汽車懸架中作為汽車當中應(yīng)用最廣泛的彈性元件，它是由若干等寬但不等長的合金彈簧片組成的一根近似等強度的彈性梁，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，以便用彈簧銷與固定在車架的支架或吊耳作鉸接連接。鋼板彈簧一般用U型螺栓固定在車橋上。中心螺栓用以連接各片彈簧片，并保證裝配時各片的相對位置。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，還有若干個彈簧夾，其主要作用是當鋼板彈簧反向變形時，使各片不致于相互分開，以免主片單獨承載，此處，為了防止各處橫向錯動。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，各片有相對滑移而產(chǎn)生摩擦，可以促進車架的振動的衰退。但各片的干摩擦，將使車輪所受的沖擊在很大程度上傳給車架，即降低了懸架的緩和沖擊能力,并使彈簧片加速磨損，這是相當不利的，為了減少彈簧片之間的摩擦，在裝組合鋼板彈簧時，各片間需涂上石墨潤滑脂，并應(yīng)定期的保養(yǎng)。二、懸架系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計鋼板彈簧首先應(yīng)確定的參數(shù)1、彈簧載荷通常新車設(shè)計時，根據(jù)整車布置給定的空、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、彈簧伸直長度應(yīng)根據(jù)不同車型要求，由總布置給出彈簧伸直長度的控制尺寸。在布置可能的情況下，盡量增加彈簧長度，這主要是考慮以下幾方面原因：（1）彈簧長度長些好。（2）對較小，對前懸架來說，主銷后傾角變化較小，有利于行駛穩(wěn)定性。（3）增加彈簧長度可以降低彈簧應(yīng)力和應(yīng)力幅，從而提高彈簧使用壽命。（4）主片卷耳強度有利。由于受整車總布置的限制，所以要與總布置設(shè)計人員商定，推薦數(shù)值如下：貨車：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)驗證明：汽車前、后懸架與其簧載質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。前、后懸架的振動頻率（亦稱偏頻）為：12π12πn=c/m，n=c/m(1)111222當采用線性懸架時，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和f。前、后懸架系統(tǒng)的偏頻及靜撓度的匹配，對汽車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身縱向角振動。對貨車而言，考慮到前、后f（0.6~0.8）c2f。c1（2）前、后懸架動撓度的選擇懸架動撓度位移。為了防止在不平路面上行駛時經(jīng)常撞擊緩沖塊，懸架必須具備足夠的動撓度f。d載貨汽車一般取f（0.7~1.0）f。dc4、滿載弧高a滿載弧高直接影響車身高度，一般希望它等于零，可使彈簧滿載時在對稱位置工作，但考慮到彈簧在使用中會產(chǎn)生塑性變形，要由f給予補償，有時為了在車架高度已限定時能得a到足夠的動撓度值，也需要有一定的f值，常取10~20mm。a簧斷面尺寸和長度的確定QK=f(4)c48EJ3根據(jù)公式K=0（5）可計算出彈簧斷面尺寸和長度。（1）初步確定彈簧撓度增大系數(shù)δ。先確定與主片等長的片數(shù)n，然后估算總片數(shù)n，由式11.5δ=（6初步計算出撓度增大系數(shù)δ值。選擇彈簧總片數(shù)時，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）確定彈簧有效長度ULe=L-kS（7）初步確定出彈簧有效長度，式中k——考慮U型螺栓夾緊后無效長度系數(shù)，剛性夾緊時，取k=0.5S——U型螺栓中心距（3）彈簧總慣性矩。由式（5）計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，可以減少彈簧片數(shù)，并能增加卷耳強度。對前懸架來說，為保證轉(zhuǎn)向車輪有一定轉(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，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)（彈簧長度、片寬度及片數(shù)）確定后，應(yīng)重新按式（5）對彈簧剛度進行還應(yīng)對彈簧強度進行核算，計算的彈簧應(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)不能滿足強度要求，則應(yīng)重新計算，直至所選定的彈簧尺寸參數(shù)滿足彈簧剛度和強度要求為止。注意：最后選定的彈簧寬度與厚度最好選用社會現(xiàn)有彈簧鋼板規(guī)格。彈簧強度驗算5、彈簧靜應(yīng)力σcQLeσc=≤[σc]4W0W——鋼板彈簧總截面系數(shù)0對于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，它對鋼板彈簧的疲勞壽命有顯著影響。12EaδLeσ=2建議σ的設(shè)計值應(yīng)在下列范圍內(nèi)：貨車的前、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、最大動行程時的最大應(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。當懸架變形與所受載荷成固定的比例一起增長時，彈性特性可由一直線表示，稱為線性特性。此時，懸架剛度是常數(shù)。2、線性懸架的汽車，在使用中由于裝載的多少會使簧載質(zhì)量值不同，如剛度保持不變，則會使振動頻率發(fā)生變化，這一變化顯著時將導致平順性變壞，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)車型，空載時后軸荷為350Kg，載重1259.5噸時，后軸荷為7662Kg，約為空載時的6倍。假如用線性懸架，剛度不變，則空載時后懸架頻率顯得過高，因而其平順性差。如采用變剛度非線性懸架，使空車時的剛度比滿載時小，就會降低空車的振動頻率而改善行駛平順性。4、在貨車上一般采用加副簧的方法得到變剛度特性。貨車后懸架主、副簧的剛度分配1、貨車后懸架主、副簧結(jié)構(gòu)簡圖副簧在主簧上面，載荷較小時，只有主簧工作，載荷增至一定值，副簧和副簧支架接觸，副簧開始參加工作。2、設(shè)計主、副簧結(jié)構(gòu)參數(shù)時，首先應(yīng)確定主、副簧之間的剛度分配，以及副簧開始參加工作時的載荷。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)盡量地小；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—空載時后懸架簧載質(zhì)量Fc–滿載時后懸架簧載質(zhì)量0—副簧開始起作用時后懸架簧載質(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)振動頻率變化不大，但副簧接觸托架前、后的頻率突變較大，對于運輸部門使用的貨車，因其半載運輸狀態(tài)少，所以采用此法計算效果好。為了減少副簧接觸支架前、后的頻率突變，可使副簧與前、后托架錯開接觸，但會使副簧前后段應(yīng)力略有差別。用第二種方法確