畢業(yè)設(shè)計(jì)（倫文）-中型貨車板簧前懸架設(shè)計(jì)

PAGE中型貨車板簧前懸架設(shè)計(jì)DesignofMediumTruckSuspensionwithLeafSpring學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師姓名：指導(dǎo)教師職稱：年月目錄摘要HYPERLINK 1HYPERLINK關(guān)鍵字 11HYPERLINK前言 12HYPERLINK懸架主要參數(shù)的確定 22.1HYPERLINK影響平順性的參數(shù) 22.2HYPERLINK影響平順性的參數(shù) 32.3HYPERLINK影響縱向穩(wěn)定性的參數(shù) 33HYPERLINK懸架設(shè)計(jì)方案確定 33.1HYPERLINK非獨(dú)立式懸架簡介 33.2HYPERLINK獨(dú)立懸架簡介 33.3HYPERLINK選擇合適的懸架型式 44HYPERLINK前橋鋼板彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 54.1HYPERLINK設(shè)計(jì)參數(shù) 54.2HYPERLINK初選參數(shù) 54.3HYPERLINK鋼板彈簧各片長度的確定 74.4HYPERLINK鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑的計(jì)算 94.5HYPERLINK鋼板彈簧總成弧高的核算 124.6HYPERLINK鋼板彈簧強(qiáng)度核算 134.7HYPERLINK鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強(qiáng)度核算 135HYPERLINK減振器設(shè)計(jì)計(jì)算 155.1HYPERLINK減振器的分類 155.2HYPERLINK減振器的選擇 155.2.1HYPERLINK減振器相對(duì)阻尼系數(shù) 165.2.2HYPERLINK減振器阻尼系數(shù)δ的確定 175.2.3HYPERLINK最大卸荷力的確定 185.2.4HYPERLINK筒式減振器工作缸直徑D的確定 185.2.5HYPERLINK查表確定減振器參數(shù) 196HYPERLINK結(jié)論 20HYPERLINK參考文獻(xiàn) 20致謝 21PAGE25中型貨車板簧前懸架設(shè)計(jì)摘要:懸架是保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng)之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動(dòng)以及調(diào)節(jié)汽車行駛中的車身位置等有關(guān)裝置的總稱。懸架最主要的功能是傳遞作用在車輪和車架之間的一切力和力矩，并緩和汽車行駛過不平路面時(shí)所產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，以保證汽車行駛的平順性。本文討論了汽車懸架的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)懸架的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行簡單介紹，對(duì)影響懸架運(yùn)動(dòng)的各種因素進(jìn)行分析，主要對(duì)中型貨車板簧懸架的主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括中型貨車前橋鋼板彈簧、后橋復(fù)合式鋼板彈簧、汽車減振器參數(shù)的選擇計(jì)算和橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)計(jì)算。為進(jìn)一步設(shè)計(jì)板簧懸架提供了較有價(jià)值的資料。關(guān)鍵詞：懸架；鋼板彈簧；減振器DesignofMediumTruckSuspensionwithLeafSpringAbstract：Suspensioninvolvessomerelatedcomponents,whichexisttoguaranteeelasticcontactbetweenwheelsoraxleandthecarryingsystem.Italsohasagreatcontributionintransferringtheload,cushioningtheimpact,attenuatingvibration,andregulatingthepositionofthebodyoftherunningcar.Apartfromthetransformationofforceandmomentbetweenwheelsandframe,ithelpscushiontheimpactwhenunevenroadsurfaceisencountered,underminethefollowingvibrationofcarryingsystem,asaresult,provideagreatpossibilityofsmoothlyrunning.Thispaperdiscussesthecurrentdevelopmentofvehiclesuspension,givesabriefintroductionofthestructuralformofsuspension,analyzefactorswhichhaveinfluenceonsuspensionmovement.Themajorpartofthispaperarecalculationanddesignofleafspringonfrontaxleofmediumtruck,combinedleafspringonrearaxle,stabilizerbar,aswellaschoosingtheparametersofshockabsorber.Allofthesearepreconditionstofurtherdesignofsuspensionwithleafspring.Keywords:Suspension;leafspring;shockabsorber1前言懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架（或車身）與車軸（或車輪）彈性地連接起來。其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩；緩和路面?zhèn)鹘o車架（或車身）的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，保證汽車行駛平順性；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，保證汽車的操縱穩(wěn)定性，使汽車獲得高速行駛能力【1】。懸架由彈性元件、導(dǎo)向元件、減振器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等組成【2】。導(dǎo)向裝置由導(dǎo)向桿系組成，用來決定車輪相對(duì)于車架（或車身）的運(yùn)動(dòng)特性，并傳遞除彈性元件傳遞的垂直力以外飛各種力和力矩。當(dāng)縱置鋼板彈簧作彈性元件時(shí)，它兼起導(dǎo)向裝置作用。緩沖塊用來減輕車抽對(duì)車架（或車身）的直接沖撞，防止彈性元件產(chǎn)生過大的變形。裝有橫向穩(wěn)定器的汽車，能減少轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)車身的側(cè)傾角和橫向角振動(dòng)【3】。對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)要求有：保證汽車有良好的行駛平順性。具有合適的衰減振動(dòng)能力。保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。汽車制動(dòng)或加速時(shí)要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾；轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適。有良好的隔聲能力。結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小?？煽康貍鬟f車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命【4】。2懸架的主要影響因素懸架設(shè)計(jì)可以大致分為結(jié)構(gòu)形式及主要參數(shù)選擇和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，有時(shí)還要反復(fù)交叉進(jìn)行。由于懸架的參數(shù)影響到許多整車特性，并且涉及其他的布置，因而一般要與總布置共同協(xié)商確定。2.1影響平順性的因素懸架設(shè)計(jì)的主要目的之一是確保汽車具有良好的行駛平順性。汽車行駛時(shí)振動(dòng)越劇烈，則平順性越差。建立汽車的整車和局部模型，可以反映汽車懸架參數(shù)與振動(dòng)專遞特性之間的關(guān)系。大量的研究及實(shí)踐結(jié)果表明，對(duì)平順性影響最為顯著的三個(gè)懸架特性參數(shù)為：懸架的彈性特性、阻尼特性以及非懸掛質(zhì)量【9】。2.2影響操縱穩(wěn)定性的因素與平順性相比，操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)要復(fù)雜的多，包括穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)轉(zhuǎn)向性及保護(hù)直線行駛的能力。懸架參數(shù)通過影響轉(zhuǎn)向時(shí)的車輪載荷轉(zhuǎn)移、車輪跳動(dòng)或車身側(cè)傾時(shí)車輪定位角的變化以及懸架與轉(zhuǎn)向桿系的運(yùn)動(dòng)干涉和整體橋的軸轉(zhuǎn)向等方面影響汽車的操縱穩(wěn)定性。2.3影響縱向穩(wěn)定性的因素汽車在制動(dòng)和加速行駛時(shí)，由于慣性力的作用會(huì)造成軸荷轉(zhuǎn)移，并且伴隨前、后懸架的變形，表現(xiàn)為制動(dòng)時(shí)的“點(diǎn)頭抬尾”和驅(qū)動(dòng)時(shí)的“仰頭垂尾”現(xiàn)象。懸架設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采取相應(yīng)的措施減少或消除制動(dòng)及驅(qū)動(dòng)時(shí)懸架的變形【10】。3懸架設(shè)計(jì)方案確定為適應(yīng)不同車型和不同類型車橋的需要，懸架有不同的結(jié)構(gòu)形式。懸架可分為被動(dòng)懸架、半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架，半主動(dòng)懸架還可以按阻尼級(jí)分為有級(jí)式和無級(jí)式兩類。懸架根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為：非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架3.1非獨(dú)立懸架簡介非獨(dú)立懸架是相對(duì)與獨(dú)立懸架（individualwheelsuspension）的車輪結(jié)構(gòu)。非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪由一根整體式車架相連，車輪連同車橋一起通過彈性懸架懸掛在車架或車身的下面。非獨(dú)立懸架具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點(diǎn)，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上【5】。非獨(dú)立式懸架的兩側(cè)車輪安裝于一根整體式車橋上，車橋通過懸掛與車架相連。這種懸掛結(jié)構(gòu)簡單，傳力可靠，但兩輪受沖擊震動(dòng)時(shí)互相影響。而且由于非懸掛質(zhì)量較重，懸掛的緩沖性能較差，行駛時(shí)汽車振動(dòng)，沖擊較大。該懸掛一般多用于載重汽車、普通客車和一些其他車輛上【6】。3.2獨(dú)立懸架簡介獨(dú)立懸架的車軸分成兩段，每只車輪用螺旋彈簧獨(dú)立地安裝在車架(或車身)下面，當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動(dòng)時(shí)，另一邊車輪不受波及，汽車的平穩(wěn)性和舒適性好。但這種懸架構(gòu)造較復(fù)雜，承載力小。現(xiàn)代轎車前后懸架大都采用了獨(dú)立懸架，并已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)可分有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種，其中燭式和麥克弗遜式形狀相似，兩者都是將螺旋彈簧與減振器組合在一起，但因結(jié)構(gòu)不同又有重大區(qū)別。燭式采用車輪沿主銷軸方向移動(dòng)的懸架形式，形狀似燭形而得名。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動(dòng)而變化，有利于汽車的操縱性和穩(wěn)定性。麥克弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動(dòng)而變化，這點(diǎn)與獨(dú)立懸架正好相反。這種懸架構(gòu)造簡單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。所以，目前轎車使用最多的獨(dú)立懸架是麥弗遜式懸架【8】。非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架圖1懸架簡圖Fig.1Suspensiondiagram3.3選擇合適的懸架型式鋼板彈簧被用做非獨(dú)立懸架的彈性元件，由于它兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡化。這種懸架廣泛用于貨車的前、后懸架中。它中部用U型螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動(dòng)，形成活動(dòng)吊耳。當(dāng)車架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能【7】。經(jīng)過對(duì)兩種不同型式的懸架特點(diǎn)分析，本設(shè)計(jì)采用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。4前橋鋼板彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算多片鋼板彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算大體可分為四大步。第一，根據(jù)總布置給定的載荷、剛度要求以及對(duì)板簧長度、寬度的限制條件和最大許用應(yīng)力初選參數(shù)；第二，綜合考慮板簧的總成弧高要求和各片的工作應(yīng)力、裝配應(yīng)力以及總應(yīng)力的分布，并計(jì)入噴凡、預(yù)壓等工藝過程的影響，確定各片的長度及自由狀態(tài)下的曲率半徑；第三，用計(jì)算或試驗(yàn)的方法詳細(xì)分析各片的應(yīng)力狀況；第四，校核極限工況下板簧的應(yīng)力及卷耳、彈簧銷的強(qiáng)度。4.1設(shè)計(jì)參數(shù)空車質(zhì)量：，前軸上承重，后軸上承重；滿載質(zhì)量：，前軸上承重，后軸上承重；汽車的重心位置空車時(shí)：重心距前軸中心，距后軸中心，距地面高度；滿載時(shí)：重心距前軸中心，距后軸中心，距地面高度。軸距：。輪胎滾動(dòng)半徑：。4.2初選參數(shù)選擇鋼板彈簧長度時(shí)應(yīng)考慮到在整車上布置的方便性，因此要與總布置共同協(xié)商確定。一般情況下，轎車后簧長度為軸矩的40％—55％，載貨汽車前后簧長度分別為軸距的26％—35％和35％—45％【11】。故前鋼板彈簧長度范圍：L=873—1176mm取L=1100mm目前國內(nèi)貨車所用的鋼板彈簧材料多為鋼，如60Si2Mn、60SiMnA、55SiMnVB這些材料有較高的彈性極限、屈強(qiáng)比及疲勞強(qiáng)度，而且價(jià)格便宜。60Si2Mn、60SiMnA彈簧鋼適用于厚度在12mm以下的鋼板彈簧，對(duì)于較厚的鋼板彈簧可采用淬透性較好的55SiMnVB彈簧鋼。本車型選用的板簧單片厚度大于12mm，材料為55SiMnVB。為了提高鋼板彈簧疲勞壽命，對(duì)單片進(jìn)行噴丸處理，對(duì)總成進(jìn)行塑性預(yù)壓縮處理。鋼板彈簧經(jīng)強(qiáng)化處理后，受拉表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力層，彈簧受載時(shí)，降低了受拉表面的拉應(yīng)力。經(jīng)塑性預(yù)壓縮處理后的彈簧，使用中不易再產(chǎn)生塑性變形。選用的鋼板彈簧材料55SiMnVB表面經(jīng)應(yīng)力噴丸處理后，彈簧滿載靜應(yīng)力：前彈簧350～450，后彈簧450～550；彈簧比應(yīng)力：前、后彈簧比應(yīng)力415～515【12】。可按等截面簡支梁的計(jì)算公式并引進(jìn)一個(gè)修正系數(shù)加以修正，這時(shí)彈簧的撓度系數(shù)為==； （1）式中： ——撓度系數(shù)。=1.25～1.42可按式：=；選取，其中為與主片等長的重疊片數(shù)；——總片數(shù)；——板簧寬度；——支承載荷；——板簧長度；——材料的楊氏彈性模量，??；——總截面慣性矩【15】，=。（2）設(shè)計(jì)時(shí)希望：6＜b／h＜10剛度 ；（3）鋼板彈簧總截面系數(shù)；（4）比應(yīng)力： ； （5）=4.5～5.5試取前鋼板彈簧：長×寬×高—總片數(shù)(主片數(shù))=1100×70×7—14（3）；由上面公式可得：撓度系數(shù)：；彎曲應(yīng)力：∈[350，450]；比應(yīng)力：∈[4.5，5.5]；靜撓度：=77.44 ∈[50，110]；鋼板彈簧截面系數(shù): ；剛度：；總截面慣性矩:。4.3鋼板彈簧各片長度的確定【10】考慮到彈簧安裝的夾緊夾緊修正后的鋼板彈簧所需的慣性矩和應(yīng)滿足的強(qiáng)度要求分別為：；； （6）式中：——U型螺栓中心距，；——考慮U型螺栓夾緊板簧后的無效長度系數(shù)，剛性夾緊時(shí)；撓性夾緊時(shí)；——鋼板彈簧縱截面系數(shù)；——許用彎曲應(yīng)力，對(duì)前板簧取=350—450；對(duì)后主簧取=450—550；對(duì)后副簧取=220—550。計(jì)算得：∈[0，405]，經(jīng)過查表取=76；；由作圖法可求得前鋼板彈簧各片長度（圓整后）為：單位。第一片：1100；第二片：1100；第三片：1100；第四片：1015；第五片：930；第六片：845；第七片：760；第八片：675；第九片：590；第十片：505；第十一片：420；第十二片：335；第十三片：250；第十四片：165根據(jù)以上數(shù)據(jù)做出以下草圖：圖2圖2前鋼板彈簧長度Fig.2TheLengthoffrontleafspring4.4鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高；用下式表示：；（7）式中，——靜撓度；——滿載弧高；——鋼板彈簧總成用U形螺栓夾緊后引起的弧高變化；；（8）——U型螺栓中心距；L為鋼板彈簧主片長度。鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑；（9）——靜撓度；mm；——滿載弧高；∈[10，20]mm取=15mm；把數(shù)據(jù)帶入公式（4-7），（4-8）有：；；在確定各片預(yù)應(yīng)力時(shí)，理論上應(yīng)滿足各片彈簧在根部處預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩之代數(shù)和為零，即；或 ；設(shè)計(jì)時(shí)可取第一片、第二片預(yù)應(yīng)力為-80～-150，最后幾片的預(yù)應(yīng)力為20～60。對(duì)于片厚相同的鋼板彈簧，各片預(yù)應(yīng)力值不宜選舉過大。預(yù)應(yīng)力從長片到短片由負(fù)值逐漸遞增至正值。初取各片鋼板彈簧的的預(yù)應(yīng)力值分別為：（單位:）第一片：-80；第二片：-60；第三片：-40；第四片：-20；第五片：-10；第六片：0；第七片：5；第八片：10；第九片：20；第十片：25；第十一片：30；第十二片：35；第十三片：40；第十四片：45由公式：預(yù)應(yīng)力；（10）可得；（11）式中 ——第片鋼板彈簧的高度；——第片鋼板彈簧的預(yù)應(yīng)力；——葉片裝配后的曲率半徑，可近視地看成與總成自由狀態(tài)下的曲率半徑；——鋼板彈簧第片在自由狀態(tài)下的曲率半徑；——材料的楊氏彈性模量，??；由計(jì)算可得出鋼板彈簧第片在自由狀態(tài)下的曲率半徑為：（單位：）第一片：1157.42；第二片：1121.42；第三片：1087.59；第四片：1055.74；第五片：1040.50；第六片：1025.76；第七片：1018.46；第八片：1011.31；第九片：997.32；第十片：990.47；第十一片：983.72；第十二片：977.05；第十三片：970.48；第十四片：963.99如果第片的片長為，則第片彈簧的弧高為：；（12）計(jì)算可求出第片鋼板彈簧的弧高為：（單位：）第一片：130.68；第二片：134.87；第三片：139.07；第四片：114.87；第五片：102.79；第六片：91.18；第七片：80.53；第八片：71.23；第九片：69.53；第十片：50.09；第十一片：41.28；第十二片：33.28；第十三片：26.67；第十四片：20.234.5鋼板彈簧總成弧高的核算【4】根據(jù)最小勢(shì)能原理，鋼板彈簧總成的穩(wěn)態(tài)平衡狀態(tài)是各片勢(shì)能綜合最小狀態(tài)，由此可求得等厚葉片彈簧的為： ；（13）式中為第片鋼板彈簧的長度。鋼板彈簧總成的弧高為：；（14）由計(jì)算可求得：因?yàn)樗运x彈簧參數(shù)合理。4.6鋼板彈簧強(qiáng)度核算緊急制動(dòng)時(shí)，前鋼板彈簧承受的載荷最大，在它后半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力為：；（15）式中 G1——作用在前輪上的垂直靜負(fù)荷；——制動(dòng)時(shí)前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，貨車：=1.40～1.60；、——鋼板彈簧前后段長度；——道路附著系數(shù)，取0.8；——道路總截面系數(shù)；——為彈簧固定點(diǎn)到路面的距離。解得 ；所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧合理。故前橋鋼板彈簧參數(shù)為：長×寬×高—總片數(shù)(主片數(shù))=1100×70×7—14（3）4.7鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強(qiáng)度核算前鋼板彈簧設(shè)計(jì)還應(yīng)校核強(qiáng)制動(dòng)時(shí)的彈簧強(qiáng)度，以免在彈簧U形螺栓夾緊處產(chǎn)生縱扭塑變或卷耳損壞。這對(duì)重心較高、長度較短的前簧更有必要作強(qiáng)度校核。鋼板彈簧卷耳的強(qiáng)度核算鋼板彈簧卷耳主片卷耳受力如圖3所示。卷耳處所受應(yīng)力σ是所受彎曲應(yīng)力和拉（壓）應(yīng)力合成的應(yīng)力，即圖圖3汽車制動(dòng)時(shí)鋼板彈簧受力圖Fig.3Theleafspringwhentheautomobilebrakestressdiagram作用在前后鋼板彈簧座上的水平力和分別為：；；式中：——汽車總重；——道路附著系數(shù)，取0.8；、——汽車質(zhì)心至前后軸的距離，；——汽車質(zhì)心高度；卷耳處所受應(yīng)力為：；（16）——沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力，即=；——卷耳內(nèi)徑；——鋼板彈簧寬度；——主片厚度。許用應(yīng)力取350；故上式可知：；所以 ；得由計(jì)算可知卷耳的直徑大于16即可本設(shè)計(jì)取40。鋼板彈簧銷及襯套的擠壓應(yīng)力可按下式計(jì)算；（17）式中——滿載靜止時(shí)鋼板彈簧端部負(fù)荷，；——彈簧銷軸直徑，。材料為30號(hào)或40號(hào)鋼，經(jīng)氰化處理的彈簧銷許用擠壓應(yīng)力一般為。材料為20號(hào)鋼或20Cr鋼經(jīng)滲碳處理或45號(hào)鋼高頻淬火后許用應(yīng)力【14】。根據(jù)上面式子進(jìn)行計(jì)算有前簧水平力：；卷耳直徑；彈簧銷直徑；故彈簧銷直徑取。5減震器設(shè)計(jì)計(jì)算為加速車架和車身振動(dòng)的衰減，以改善汽車的行駛平順性，在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)都裝有減振器。減振器和彈性元件是并聯(lián)安裝的。汽車減振器實(shí)際上是一個(gè)振動(dòng)阻尼器。減振器在汽車中不僅用在懸掛上，在其它的位置也有應(yīng)用。例如用于駕駛室、車座、方向盤等，也可作為緩沖器用在車輛保險(xiǎn)杠上。減震器是汽車使用過程中的易損配件，減震器工作好壞，將直接影響汽車行駛的平穩(wěn)性和其它機(jī)件的壽命，因此應(yīng)使減震器經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)。5.1減振器工作原理懸架系統(tǒng)中由于彈性元件受沖擊產(chǎn)生振動(dòng)，為改善汽車行駛平順性，懸架中與彈性元件并聯(lián)安裝減振器，為衰減振動(dòng)，汽車懸架系統(tǒng)中采用減振器多是液力減振器，其工作原理是當(dāng)車架（或車身）和車橋間受振動(dòng)出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的活塞上下移動(dòng)，減振器腔內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個(gè)腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個(gè)腔內(nèi)。此時(shí)孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對(duì)振動(dòng)形成阻尼力，使汽車振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減振器吸收散發(fā)到大氣中。在油液通道截面和等因素不變時(shí)，阻尼力隨車架與車橋（或車輪）之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度增減，并與油液粘度有關(guān)。減振器與彈性元件承擔(dān)著緩沖擊和減振的任務(wù)，阻尼力過大，將使懸架彈性變壞，甚至使減振器連接件損壞。因面要調(diào)節(jié)彈性元件和減振器這一矛盾。(1)在壓縮行程（車橋和車架相互靠近），減振器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊。這時(shí)，彈性元件起主要作用。(2)在懸架伸張行程中（車橋和車架相互遠(yuǎn)離），減振器阻尼力應(yīng)大，迅速減振。(3)當(dāng)車橋（或車輪）與車橋間的相對(duì)速度過大時(shí)，要求減振器能自動(dòng)加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。在汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用的是筒式減振器，且在壓縮和伸張行程中均能起減振作用叫雙向作用式減振器，還有采用新式減振器，它包括充氣式減振器和阻力可調(diào)式減振器。雙向作用筒式減振器工作原理說明。在壓縮行程時(shí)，指汽車車輪移近車身，減振器受壓縮，此時(shí)減振器內(nèi)活塞向下移動(dòng)?；钊虑皇业娜莘e減少，油壓升高，油液流經(jīng)流通閥流到活塞上面的腔室（上腔）。上腔被活塞桿占去了一部分空間，因而上腔增加的容積小于下腔減小的容積，一部分油液于是就推開壓縮閥，流回貯油缸。這些閥對(duì)油的節(jié)約形成懸架受壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。減振器在伸張行程時(shí)，車輪相當(dāng)于遠(yuǎn)離車身，減振器受拉伸。這時(shí)減振器的活塞向上移動(dòng)?；钊锨挥蛪荷撸魍ㄩy關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液推開伸張閥流入下腔。由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液不足以充滿下腔增加的容積，主使下腔產(chǎn)生一真空度，這時(shí)儲(chǔ)油缸中的油液推開補(bǔ)償閥流進(jìn)下腔進(jìn)行補(bǔ)充。由于這些閥的節(jié)流作用對(duì)懸架在伸張運(yùn)動(dòng)時(shí)起到阻尼作用。由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力設(shè)計(jì)的大于壓縮閥，在同樣壓力作用下，伸張閥及相應(yīng)的常通縫隙的通道載面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)常通縫隙通道截面積總和。這使得減振器的伸張行程產(chǎn)生的阻尼力大于壓縮行程的阻尼力，達(dá)到迅速減振的要求。為加速車架與車身振動(dòng)的衰減，以改善汽車的行駛平順性（舒適性），在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)部裝有減震器。本設(shè)計(jì)選用雙筒式減振器。5.2減振器的選擇設(shè)計(jì)減振，器時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求是，在使用期間保證汽車行駛平順性的性能穩(wěn)定；有足夠的使用壽命。5.2.1減振器相對(duì)阻尼系數(shù)在減振器卸荷閥打開前，其中的阻力F與減振器振動(dòng)速度v之間的關(guān)系為；（29）式中——為減振器阻尼系數(shù)。汽車懸架有阻尼以后，簧上質(zhì)量的振動(dòng)是周期衰減震動(dòng)，用相對(duì)阻尼系數(shù)的大小來評(píng)定振動(dòng)衰減的快慢程度。的表達(dá)式為：=/(2；（30）式中，c為懸架系統(tǒng)的垂直剛度；為簧上質(zhì)量。將壓縮行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù)取得小些，將伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼取得大些。兩者之間保持有=（0.25～0.50）的關(guān)系。設(shè)計(jì)時(shí)先選取與的平均值。對(duì)于無內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，取=0.25～0.35；對(duì)于行駛路面較差的汽車，值應(yīng)取大些，一般?。?.3；為了避免懸架碰撞車架，取。本設(shè)計(jì)取=0.3=；（31）得=減振器阻尼系數(shù)的確定減振器阻尼系數(shù)的計(jì)算式為；（32）——懸架系統(tǒng)固有頻率；——雙橫臂懸架的下臂長；——減振器在下橫臂上的連接點(diǎn)到下橫臂在車身上的鉸接點(diǎn)之間的距離；——為減振器軸線與鉛垂線之間的夾角；——簧上質(zhì)量；——懸架系統(tǒng)的垂直剛度。彈性元件的剛度有時(shí)與懸架的剛度相等，如鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。【16】所以對(duì)前懸架：=160.09=2530/2=12655.2.3最大卸荷力的確定【19】為了減小轉(zhuǎn)到車身上的沖擊力，當(dāng)減振器活塞振動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí)，減震器打開卸荷閥此時(shí)的活塞速度稱為卸荷速度。；（33）式中——卸荷速度，一般為0.15～0.30；——車身振副，取40；——懸架振動(dòng)固有頻率如果已知伸張行程的阻尼系數(shù)，在伸張行程的最大卸荷力；（34）所以對(duì)前懸架有==0.23m/s；==31625Kg/s；。5.2.4筒式減振器工作缸直徑D的確定根據(jù)伸張行程的最大卸荷力計(jì)算工作缸直徑D為【20】；（35）式中——工作缸最大許用壓力，取3～4；——為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取=0.40～0.50減震器的工作鋼直徑D有20、30、40、（45）、50、65等幾種。選擇時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選用，詳見QC/T491—1999《汽車筒式減振器尺寸系列及技術(shù)條件》。對(duì)前懸架：=3.5；=0.45；=57.62；經(jīng)過查表得到：懸架減振器都選工作缸直徑=65。5.2.5查表確定減振器參數(shù)【21】查QC/T491—1999《汽車筒式減振器尺寸系列及技術(shù)條件》。表有：工作缸直徑=65；基長：（型）=210；貯油筒防塵罩最大外徑=90；=102壓縮到底長度最大拉伸長度:+4；負(fù)值不限；壓縮到底長度最大拉伸長度:正值不限；-4。6結(jié)論本文設(shè)計(jì)一種能應(yīng)用于大部分中型貨車的板簧懸架。中型貨車板簧懸架設(shè)計(jì)主要分為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸設(shè)計(jì)兩大部分，同時(shí)對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核和穩(wěn)定性驗(yàn)算。對(duì)懸架的特性、設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)原則的了解是非常重要的步驟，尺寸計(jì)算的過程主要包括前后橋鋼板彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算減震器的選擇計(jì)算以及橫向穩(wěn)定桿的計(jì)算完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與尺寸設(shè)計(jì)后應(yīng)對(duì)減振器的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行校核，校核的結(jié)果符合國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本文對(duì)板簧懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出如下結(jié)論：本文設(shè)計(jì)了前后橋鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)，這其中主要包括前橋板簧和后橋復(fù)合式鋼板彈簧的剛度、靜撓度、動(dòng)撓