輕型貨車前懸架設(shè)計(jì)說明書

.z..-.-可修編-.汽車專業(yè)課程設(shè)計(jì)題目：輕型貨車鋼板彈簧總成設(shè)計(jì)學(xué)院：燕山大學(xué)里仁學(xué)院專業(yè)：車輛工程班級：車輛工程2班姓名：高緣學(xué)號：2指導(dǎo)教師：裴永生2016年1月8日-.z..-可修編-.目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1二、設(shè)計(jì)方案 3三、設(shè)計(jì)計(jì)算說明 33．1前懸架靜撓度fc1，前懸架鋼板彈簧剛度c133．2前懸架的動撓度fd1確定。 33．3貨車前懸架鋼板彈簧的主要參數(shù)確實(shí)定43．3．1．鋼板彈簧長度L 43．3．2．前懸架鋼撓度增大系數(shù) 43．3．3.鋼板彈簧片總慣性矩 43．3．4鋼板彈簧片的厚度和寬度的計(jì)算 43．4鋼板彈簧各片長度確實(shí)定 53．5鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算 53．6鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)弧高及曲率半徑的核算 63．6．1鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑 63．6．2鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下的曲率半徑 73．6．3鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下的弧高 73．7鋼板彈簧總成弧高及的核算 83．8鋼板彈簧的強(qiáng)度的核算 8四．設(shè)計(jì)小結(jié)102、設(shè)計(jì)方案鋼板彈簧設(shè)計(jì)是在彈簧負(fù)荷情況下，根據(jù)汽車對懸架性能要求，確定彈簧剛度，求出彈簧長度、片寬、片厚、片數(shù)。并要求彈簧尺寸規(guī)格滿足彈簧的強(qiáng)度要求。在整個設(shè)計(jì)過程中，一起設(shè)計(jì)了前懸架。按著以下的順序完成了總體的設(shè)計(jì)?！惨弧?、前懸架靜撓度fc1，前懸架鋼板彈簧剛度c1、前懸架的動撓度fd1確定、貨車前懸架鋼板彈簧的主要參數(shù)確實(shí)定、鋼板彈簧各片長度確實(shí)定〔五〕、鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算、鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)弧高及曲率半徑的核算、鋼板彈簧總成弧高及的核算〔八〕、鋼板彈簧的強(qiáng)度的核算。汽車滿載總質(zhì)量Q=2420kg額定載荷為1030kg(g取10N/kg)滿載時前軸負(fù)荷占35%，后軸占65%故滿載時前軸載荷為24201035%=8470N后軸載荷為24201065%=15730N空載時前軸負(fù)荷占50%，后軸占50%設(shè)空載時質(zhì)量為1390kg故空載時前軸載荷為13901050%=6950N后軸載荷為13901050%=6950N取載荷最大者〔計(jì)算依據(jù)〕則前軸載荷為=8470N后軸載荷為=15730N根據(jù)車軸載荷，求出車軸簧下質(zhì)量懸架靜載荷指的是車輛水平靜置時單個懸架承受的垂直載荷，又叫懸掛質(zhì)量或簧上質(zhì)量。懸架靜載荷要分別計(jì)算空載和滿載兩種工況，下面是計(jì)算方法：懸架靜載荷=〔軸載荷—簧下載荷〕*1/2其中：簧下質(zhì)量為總量的20%~25%M1=Q21%=242021%=508kg2.根據(jù)貨車軸負(fù)荷求出簧上質(zhì)量M2=Q0.79=24200.79=1912kg前懸架單個簧上質(zhì)量m=M2*0.35/2=1912/2=669kg〔1〕.貨車前軸負(fù)荷G1=15730N，則單個鋼板彈簧的載荷：Fw1=mg/2=3345N(g取10N/kg)3.滿載偏頻nc偏頻為評判整車平順性能的一個重要參數(shù)，在設(shè)計(jì)懸架初期就要先定義偏頻的圍?？ㄜ嚌M載偏頻的圍nc=1.2~1.8HZ=72~108cycle/min，考慮到乘員乘坐舒適性的要求，一般客車前懸架的偏頻低于前懸架的偏頻。所以針對自己所設(shè)計(jì)的輕型貨車，貨車滿載時，前懸架偏頻要求在1.50~2.10Hz，取滿載偏頻n1=1.70Hz。根據(jù)滿載偏頻n，按式〔3〕求出滿載靜撓度fc〔mm〕n=5/〔3〕得fc=則fc1=fc1=86mm故符合要求。4.根據(jù)彈簧載荷G和靜撓度fc，按式〔4〕求出予期夾緊剛度Ko懸架的線剛度指的是車輪保持在地面上而車廂做垂直運(yùn)動時，單位車廂位移下，懸架系統(tǒng)給車廂的總彈簧恢復(fù)力。鋼板彈簧作為懸架中的彈性元件，它自身的線剛度會影響到懸架的線剛度，從而影響車廂的位移量，這里用如下的公式計(jì)算板簧的線剛度。懸架鋼板彈簧剛度Ko(單位N/mm)靜撓度fc=Fw/Ko〔4〕得前懸架鋼板彈簧剛度Ko=Fw/fcKo1=Fw1/fc1=39N/mm1．相關(guān)資料查得，fd1為60~90mm。取fd1=90mm。由總體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可得，貨車的軸距為2515mm。貨車前懸架鋼板彈簧，L1=〔0.26~0.35〕軸距。則取L1=2515*0.3=755mm貨車架鋼板彈簧撓度增大系數(shù)。根據(jù)n1〔與主片等長的片數(shù)〕n〔總片數(shù)〕按式〔5〕算出。=1.5/[1.04〔1+〕]〔5〕〔1〕前懸架鋼板彈簧撓度增大系數(shù)取U形螺栓中心距s=86mm。取U行螺栓夾緊彈簧后的無效長度系數(shù)〔剛性夾緊〕k=0.5。初選總片數(shù)n和主片數(shù)n1，建議前簧取n=6～8，n1=1或2。片數(shù)少些有利于制造和裝配，并可以降低片之間的干摩擦，改善汽車行駛平順性。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強(qiáng)度梁的差異增大，材料利用率變壞。綜合考慮此客車的行駛平順性與靜載荷，將板簧總片數(shù)n定為8，主片數(shù)n1定為2。取n0=8，n1=2。彈性模量E=2.06N/撓度增大系數(shù)：=1.5/[1.04〔1+〕]=1.283.根據(jù)予期夾緊剛度Ko，初步確定彈簧各片斷面尺寸b、h和片數(shù)n根據(jù)Ko=K得K=Ko/k——S——U型螺栓夾緊距一般取80-130〔mm〕K——彈簧自由剛度再根據(jù)K=〔48EJoα〕/〔δL3〕〕得Jo=KδL3/48EαE——鋼材彈性模量，取E=2.06*105，N/mm2α——經(jīng)歷修正系數(shù)，取0.9Jo——總慣性矩由上述公式計(jì)算前懸架鋼板彈簧自由剛度和總慣性矩。K1=Ko1/其中k取0.5,S取90mm計(jì)算得K1=32N/mmJo1=K1L13/48EαJo1=321.287553/482.060.9Jo1=1981mm44.根據(jù)式〔6〕計(jì)算出鋼板彈簧片的厚度和寬度Jo=bh3n/12〔單位：mm4〕〔6〕b——各片寬度〔mm〕h——各片厚度〔mm〕n——總片數(shù)(前懸片數(shù)為8)因?yàn)橥扑]片寬與片厚的比值b/h在6~10圍選取，則取b/h=9。則b=9hJo=9h48/12h=〔1〕.由上述公式計(jì)算前懸架鋼板彈簧的厚度和寬度。h1==4.26mm根據(jù)國標(biāo)GB1222-84得，取h1為5mmb1=9h1取b1為45mm貨車前懸架鋼板彈簧各片長度確實(shí)定由前面計(jì)算得彈簧主片L1=755mm由于各片等厚，可按比例計(jì)算出其他各片的長度：第一片長L1=755mm第二片長L2=672m第三片長L3=589mm第四片長L4=506mm第五片長L5=423mm第六片長L6=339mm第七片長L7=256mm第八片長L8=173mm經(jīng)歷修正系數(shù)，取。1.前懸鋼板彈簧剛度：則，a2=42mma3=83mma4=125mma5=166mma6=208mma7=250mma8=291mm因?yàn)榈群?，等寬，所以每片的截面慣性矩相等。則每片的截面慣性矩為，J=bh3/12=312.5Y1=1/J=0.0032Y2=0.0016Y3=0.0011Y4=0.0008Y5=0.00064Y6=0.00053Y7=0.000457Y8=0.0004＝219N/mm>39N/mm符合要求。1.鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑鋼板彈簧總成自由弧高H0由滿載弧高fa、靜撓度fc及U型螺栓夾緊后引起的弧高變化△f三局部組成。滿載時，弧高fa〔不包括卷耳半徑〕一般取10～30.。(1)前懸架鋼板彈簧弧高：取fa1=10mm且=16.48=112mm前懸鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑＝636mm鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑2.鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半徑：.前懸架鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半徑R1=769mmR2=769mmR3=769mmR4=769mmR5=585mmR6=585mmR7=585mmR8=585mm鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下弧高：如果第i片的片長為Li，則第i片弧高為Hi/〔8Ri〕前懸架鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下弧高H1=92.7mmH2=73.4mmH3=56.4mmH4=41.6mmH5=38.2mmH6=24.6mmH7=14mmH8=6.4mm鋼板彈簧總成的弧高為H0/〔8R0〕〔1〕由上述公式可計(jì)算出前懸架鋼板彈簧總成的弧高為代入數(shù)據(jù)得H1/〔8R01〕H1＝102mm所計(jì)算的結(jié)果與用所計(jì)算的結(jié)果H0=112mm相近，所以符合要求。1.鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強(qiáng)度核算，卷耳處所受應(yīng)力是由彎曲應(yīng)力和拉〔壓〕應(yīng)力合成的應(yīng)力，即式中F*為沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力；D為卷耳徑；b為鋼板彈簧寬度；h1主片厚度。對于鋼板彈簧銷，要驗(yàn)算鋼板彈簧受靜載荷時它受到的擠壓應(yīng)力，b卷耳處葉片寬；d為鋼板彈簧銷直徑，彈簧銷許用應(yīng)力MPa。前懸架鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強(qiáng)度核算。卷耳徑D1=20mm.F*1=Fw1/2代入數(shù)值計(jì)算的，=178MPa<[]=450MPa符合要求，合格Fs/(bd)設(shè)彈簧銷直徑d1=20mm.代入數(shù)值計(jì)算的，1.45MPa符合要求，合格4．設(shè)計(jì)小結(jié)經(jīng)過以上的計(jì)算得出了前懸架鋼板彈簧彈簧片寬為60mm、片厚為8mm、片數(shù)為10，以及各片長度分別為L1=755mm，L2=672mm，L3=589mm，L4=506mm，L5=423mm，L6=339mm,L7=256mm,L8=173mm.前軸懸架間距離為2515mm.整體鋼板彈簧構(gòu)造簡單，便于加工，造價廉價?？偨Y(jié)近五周的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完畢了，通過這段日子的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，自己的專業(yè)知識和獨(dú)立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事本專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在就此談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)過程中的認(rèn)識和體會。首先，我學(xué)會了查閱資料和獨(dú)立思考。我的課題是懸架的設(shè)計(jì)。其次，認(rèn)識到實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)我做了很多重復(fù)工作、無用功，但是這些重復(fù)工作和無用功積累了設(shè)計(jì)經(jīng)歷。在設(shè)計(jì)的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀缺乏的問題，就是沒有深入分析，不能根據(jù)實(shí)際的情況來作適宜、客觀地修改，難免有些缺點(diǎn)和缺乏，由于諸多原因，本次設(shè)計(jì)存在一些缺乏和有待改善的地方，希望教師能夠?qū)Υ?。致本論文是在尊敬的裴教師?/p>