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本科生毕业设计（论文）摘 要减振器主要用来抑制弹簧吸振后反弹时的振荡及来自路面的冲击在经过不平路面时,虽然吸振弹簧可以过滤路面的振动,但弹簧自身还会有往复运动,而减振器就是用来抑制这种弹簧跳跃的减振器太软,车身就会上下跳跃,减振器太硬就会带来太大的阻力,妨碍弹簧正常工作本次设计题目为轻型货车减振器设计,考虑轻型货车的用途主要是用来运输货物,所以本设计的减振器首先考虑需要满足载重量的需要,在满足货车载重量的前提下设计,本次设计采用的方案为双作用式液力减振器这种减振器作用原理是当车架与车桥做往复相对运动时,减振器中的活塞在钢桶内也做往复运动,则减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些狭小的孔隙流入另一内腔此时,孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力,使车身和车架的振动能量转化为热能,而被油液和减振器壳体所吸收,然后散到大气中减振器的阻尼力越大,振动消除得越快,但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥,同时,过大的阻尼力还可能导致减振器连接零件及车架损坏本次设计综合分析整体工作状况,设计合理减振器结构及尺寸,最终绘制装配图及零件图关键词:货车;悬架;减振器;设计;匹配 AbstractShock absorber spring is mainly used to suppress vibration at the time of oscillation after the rebound from the impact of the road. After uneven pavement, while a spring vibration absorber can filter road vibration, but the spring itself will have reciprocating motion, which is used to control this kind of shock absorber spring jumping. Shock absorber is too soft, the body will be jumping up and down, too hard Shock Absorber will give rise to any serious resistance to impede the normal work of the spring.The design of shock absorber for light goods vehicles subject design, consider the use of light goods vehicles are mainly used to transport goods, so the design of the shock absorber of the first consider the need to meet the needs of load, truck load to meet under the premise of the design, The design options for dual-action hydraulic shock absorber. The principle role of this shock absorber is done when the frame and axle back and forth relative movement, the shock absorber piston in steel drums has done in the reciprocating motion, then the oil shock absorber shell will be repeated from one in cavity through a narrow pore lumen inflow. At this point, the hole wall and the friction between oil and the liquid molecules will form a friction damping force of vibration to the body and frame of the vibration energy into thermal energy, oil and shock absorber to be absorbed by the shell, and then scattered into the atmosphere. The greater the shock absorber damping force, vibration to eliminate the faster, but so that the elastic element in parallel can not give full play to the role, at the same time, too much damping force shock absorber can also lead to damage to connected parts and the frame. The design of a comprehensive analysis of the overall working conditions, design and reasonable structure and size of shock absorber, the final assembly drawing and components drawing Fig.Key words: Goods; suspension; shock absorber; design; match.目 录第1章 绪论11.1减振器的简介11.2减振器的主要结构型式及工作原理21.2.1双作用式减振器21.2.2单作用式减振器41.3减振器研究动态及发展趋势51.3.1充气式减振器51.3.2阻力可调式减振器71.3.3电液减振器81.3.4电控减振器8第二章 减振器设计理论及结构设计92.1振器外特性设计理论依据92.1.1车身振动模型92.1.2固有频率阻尼系数及阻尼比112.2减振器受力分析132.3主要尺寸的选择142.3.1活塞杆直径的确定142.3.2工作缸直径的确定162.3.3贮油缸直径的确定172.4减振器结构设计192.4.1活塞阀系设计192.4.2底阀系设计22第三章 主要零件加工工艺过程243.1活塞杆加工工艺过程243.2活塞加工工艺过程253.3定位环加工工艺过程263.4伸张阀加工工艺过程27第四章 结论28参考文献29致 谢30附录一 相关程序31附录二 专业外文翻译33IV第1章 绪论1.1减振器的简介悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动,为改善汽车行驶平顺性,悬架中与弹性元件并联安装减振器,为衰减振动,汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器,其工作原理是当车架(或车身)和车桥间受振动出现相对运动时,减振器内的活塞上下移动,减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力,使汽车振动能量转化为油液热能,再由减振器吸收散发到大气中在油液通道截面和等因素不变时,阻尼力随车架与车桥(或车轮)之间的相对运动速度增减,并与油液粘度有关减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务,阻尼力过大,将使悬架弹性变坏,甚至使减振器连接件损坏因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾(1) 在压缩行程,减振器阻尼力较小,以便充分发挥弹性元件的弹性作用,缓和冲击这时,弹性元件起主要作用(2) 在悬架伸张行程中,减振器阻尼力应大,迅速减振(3) 当车桥与车架间的相对速度过大时,要求减振器能自动加大液流量,使阻尼力始终保持在一定限度之内,以避免承受过大的冲击载荷由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力设计的大于压缩阀,在同样压力作用下,伸张阀及相应的常通缝隙的通道载面积总和小于压缩阀及相应常通缝隙通道截面积总和这使得减振器的伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程的阻尼力,达到迅速减振的要求1.2减振器的主要结构型式及工作原理目前汽车上用的减振器按其结构可分为摇臂式和筒式,按其作用原理可分为单向作用式和双向作用式摇臂式减振器作为汽车上早期产品目前己基本被淘汰由于筒式减振器具有质量小性能稳定工作可靠适合于大批量生产等优点,所以已成为汽车减振器的主流筒式减振器又可分为双筒式单筒式汽车上基本上全部采用双筒式高档摩托车很多也采用了双筒式,现在单筒式减振器主要用于中低档摩托车1.2.1双作用式减振器1-活塞杆；2-工作缸筒；3-活塞；4-伸张阀；5-储油缸筒；6-压缩阀；7-补偿阀；8-流通阀；9-导向座；10-防尘罩；11-油封图1-1双向作用筒式减振器一般都具有四个阀(图1-1),即压缩阀6伸张阀4流通阀8和补偿阀7流通阀和补偿阀是一般的单向阀,其弹簧弹力很小,当阀上的油压作用力与弹簧弹力同向时,阀处于关闭状态,而当油压作用力与弹簧力反向时,只要有很小的油压,阀便能开启压缩阀和伸张阀是卸荷阀,其弹簧刚度较大,预紧力较大,只有当油压增到一定程度时,阀才能开启,而当油压降低到一定程度时,阀即自行关闭双向作用筒式减振器工作原理(图1-1)可分压缩伸张两个行程加以说明压缩行程:当汽车车轮滚上凸起或滚出凹坑时,车轮移近车架(车身),减振器受压缩,减振器活塞3下移活塞下面的腔室 (下腔)容积减小,油压升高,油液经流通阀8流到活塞上面的腔室(上腔)由于上腔被活塞杆1占去一部分,上腔内增加的容积小于下腔减小的容积,故还有一部分油液推开压缩阀6,流回贮油缸5这些阀对油液的节流便造成对悬架压缩运动的阻尼力伸张行程:当车轮滚进凹坑或滚离凸起时,车轮相对车身移开,减振器受拉伸此时减振器活塞向上移动活塞上腔油压升高,流通阀8关闭上腔内的油液便推开伸张阀4流入下腔同样,由于活塞杆的存在,自上腔流来的油液还不足以充满下腔所增加的容积,下腔内产生一定的真空度,这时储油缸中的油液便推开补偿阀7流入下腔进行补充此时,这些阀的节流作用即造成对悬架伸张运动的阻尼力压缩阀的节流阻力应设计成随活塞运动速度而变化例如,当车架或车身振动缓慢时,油压不足以克服压缩阀弹簧的预紧力而推开阀门此时多余部分的油液便经一些常通的缝隙,流回储油缸当车身振动剧烈,即活塞向下运动的速度高时,则活塞下腔油压骤增,达到能克服压缩阀弹簧的预紧力时,便推开压缩阀,使油液在很短的时间内,通过较大的通道流回储油缸这样,油压和阻尼力都不致超过一定限度,以保证压缩行程中弹性元件的缓冲作用得到充分发挥同样,伸张行程中减振器的阻尼力也应设计成随活塞运动速度而变化当车轮向下运动速度不大(即活塞向上的运动速度不大时,油液经伸张阀的常通孔隙(图上未画出)流入下腔,由于通道截面积很小,便产生较大的阻尼力,从而消耗了振动能量,使振动迅速衰减当车身振动剧烈时,伸张阀开启,通道截面积增大,便油压和阻尼力保持在一定限度以内这样,可使减振器及悬架系统的某些零件不会因超载而损坏由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀的大,在同样的油压力作用下,伸张阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和小于压缩阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和这就保证了减振器在伸张行程内产生的阻尼力比压缩行程内产生的阻尼力大得多1.2.2单作用式减振器1-储油缸；2-活塞；3-活塞杆；4-阀片；5-导向座；6-油封；7-过油孔图1-3 单筒阻尼器简图1-弹簧；2-阻尼器；3-上吊环；4-下吊环图1-2 单筒减振器简图1-弹簧；2阻尼器；3-上吊环；4-下吊环图1-2 单筒减振器简图单筒减振器(图1-2)见于很多轻型摩托车上悬架弹簧1与单筒阻尼器2套装在一起上吊环3与车架连接,下吊环4与后轮轴或摇臂连接,实现悬架功能在组装情况下,弹簧受小量预压缩,以保证减振器总成张紧和稳固阻尼器是单筒结构,由储油缸1(图1-3)活塞2活塞杆3阀片4导向座5和油封6等组成装配时,在油缸中注入适量减振油液,使油液保持在适当高度并在油缸上腔保持一定量的空气减振液不应过多,以免减少减振器行程,但也不应过少,以免降低阻尼性能这种阻尼器属单向作用式阻尼器,仅在复原行程时产生阻尼力压缩行程:活塞上行,油缸下腔容积增大,油压降低;上腔容积减小,压力增大,上腔油液便通过活塞上的过油孔7将阀片4打开,流入下腔并将下腔充满由于阀片很易开启,活塞上过油孔的流通截面又较大,无明显节流作用,故压缩行程时的液压阻力很小伸张行程:活塞下行,油缸下腔容积减小,油压增加,阀片4受下腔油压的作用,被压紧在活塞下端密封刃口上,下腔油液几乎被封闭,仅能通过阀片4上的一个小节流孔,或阀片与活塞密封端面间的开口小槽流返上腔,节流作用明显,下腔油液也明显增高,形成较大的阻尼力复原速度越大,节流孔的节流作用也越大,形成的复原阻力也越大为了获得较良好的阻尼特性,需实现双向不等阻尼单筒阻尼器虽然也可能使之具有双向作用,但同时会带来一些不良的副作用另外,单筒阻尼器的一些固有的问题如密封问题油气混合油液氧化问题泡沫问感油液正常消耗后的补充问题等等也不易解决因此,比较完善的阻尼器大多做成双筒结构,可克服上述单筒阻尼器之不足,提高阻尼性能1.3减振器研究动态及发展趋势为了适应汽车高速舒适安全的发展需要,国外一些汽车厂商研究机构一直致力于新型减振器的研究开发,现将有关情况介绍如下1.3.1充气式减振器充气式减振器是60年代以来发展起来的一种新型减振器,按结构分为单筒式双筒式,按工作介质 (油和气)贮存方式分为油气分开式和油气混合式(图1-4)是一种单筒油气分开式充气减振器其结构特点是在缸筒的下部装有一个浮动活塞2,在浮动活塞与缸筒一端形成的密闭气室1中,充有高压(23MPa)的氮气在浮动活塞的上面是减振器的油液浮动活塞上装有大断面的O形密封圈,它把油和气完全分开工作活塞7上装看随其运动速度大小而改变通常截面积的压缩阀4和伸张阀8此二阀均由一组厚度相同,直径不等,由大到小而排列的弹性阀片组成当车轮上下跳动时,减振器的工作活塞在油液中作往复运动使工作活塞的上腔与下腔之间产生油压差,压力油便推开压缩阀或伸张阀而来回流动,从而产生拉伸或压缩阻尼力由于活塞杆的进出而引起的缸筒贮油容积的变化,由浮动活塞的上下运动来补偿这种充气式减振器的优点是:(1)结构简单,成本低(2)油气分开,消除了油的乳化现象这种充气式减振器的优点是:长度较长,对于活塞杆直径大行程大(即贮油缸容积变化大)的减振器不太适合1-密封气室；2-浮动活塞；3-O行密封圈；4-压缩阀；5-工作缸；6-活塞杆；7-工作活塞；8-伸张阀图1-4 充气式减振器双筒式充气减振器一般采用油气混合式,其结构与普通双筒减振器基本相同图 1-4所示减振器只是在贮液筒内充0.4lMPa的氮气,当活塞杆向外抽出时,高压气体就压迫贮油缸下部的油液通过补偿阀进入工作缸内由于充气式减振器活塞杆拉伸时,需补偿的油液上存在一个较大的气压,保证了减振器高频振动时的补油及时,从而消除了减振器的外特性高频畸变空程及噪声等问题同时也可防止汽车停车时减振器不用,油液泄漏使得空气进入工作缸内而产生所谓的“早晨病”1.3.2阻力可调式减振器如图1-5所示为阻力可调式减振器示意图,装有这种减振器的悬架系统采用了刚度可变的空气弹簧,其工作过程是,当汽车的载荷增加时,空气囊中的气压升高,则气室内的气压也随之升高,而膜片向下移动与弹簧3产生的压力相平衡与此同时,膜片带动与它相连的柱塞杆4和柱塞5下移,使得柱塞相对空心连杆2上的节流孔7的位置发生变化,结果减小了节流孔的通道截面积,从而增加了油液流动阻力反之,当汽车载荷减小时,柱塞上移,增大了节流孔的通道截面积,从而减小了阻尼力,因此达到了随汽车载荷的变化而改变减振器阻力的目的 这种减振器将有可能用于高档大客车或高级轿车上1-气室；2-空心连杆；3-弹簧；4-柱塞杆；5-柱塞；6-活塞；7-节流孔图1-5 充气式减振器1.3.3电液减振器如图1-6所示为自适应式减振器示意图,它是采用电流变体智能材料来实现调节阻尼力大小的其工作机理是:电流变体流体在外加强电场作用下,它的流变性会发生突变,由流动的低粘度的液体变为难流动的高粘度塑性类固体而当撤去外加电场后,又可在瞬间内恢复到液态这种减振器的结构型式与单筒充气式减振器相似,在减振器下部设有一浮动活塞,形成一个密闭气室,内充有高压(23MPa)的氮气,在浮动活塞的上部为电流变流体伸张和压缩过程可以共用一个阻尼通道其阻尼力的大小是通过改变电场强度使流体粘度改变而实现的1-密封气室；2-浮动活塞；3-工作缸外筒；4-内绝缘筒；5-外极板；6-密封及导向座组件；7-电流变体；8-工作活塞组件（内极板）图1-6 自适应减振器结构方案示意图1.3.4电控减振器 目前广泛采用的液力减振器属于被动型减振器,减振器结构及参数一经确认,它的阻尼特性也就随之固定了自70年代以来,国外一直致力于主动悬架研究,己经取得了很大进展研究成果已在一些高级轿车上得到了应用主动悬架分全主动悬架和半主动悬架全主动悬架以一个液压缸代替弹簧和减振器,液压缸的阻尼力和位移是通过将反馈回来的代表车身的绝对速度,以车身与路面之间的相对位移的电信号输入到一个控制液压缸的伺服阀而实现的第二章 减振器设计理论及结构设计2.1振器外特性设计理论依据减振器的外特性,是指减振器伴随悬架弹性元件的相对运动速度或位移,与之相应产生的工作阻尼力之间的关系,通常我们分别称之为速度特性和示功特性为悬架系统配置适当的减振器,实际上就是根据悬架系统的振动特性,匹配适当的减振器外特性,因此研究减振器的外特性设计,首先要研究汽车及悬架系统的振动特性,同时它也是进行减振器试验的理论依据 2.1.1车身振动模型 汽车是一个复杂的振动系统,为了分析问题的方便,将其简化成接近实际情况的单质量系统的自由振动,图2-1是分析车身振动的单质量系统模型,它是由车身质量和弹簧刚度K,减振器阻尼系数为的悬架组成图2-1 车身单质量系统模型车身垂直位移坐标z的原点取在静力平衡位置,根据牛顿第二定律,得到描述系统运动的微分方程为: (2-1)式中:悬架质量或簧载质量;减振器阻尼系数;悬架质量垂直振动加速度;悬架质量垂直振动速度;位移量;悬架刚度;由下式计算 (2-2)为了便于分析,可将此货车车悬架结构简化为图2-2中:图2-2 减振器安装位置图两减振器与驱动桥连接端距离,;两钢板弹簧中心线距离,=1000mm两车轮轮距,;安装角;减振器中心线与铅垂线的夹角,;车辆满载时的悬架(簧载)载荷,;悬架静变形,=12.05cm;2.1.2固有频率阻尼系数及阻尼比车身(或悬架)振动固有频率为了检验该系统的减振效果和分析弹簧的受力,则需计算弹簧振子系统的振幅对于粘性阻尼,其振幅由下式计算 (2-3)式中:频率比;为避免车辆悬架产生共振现象,应符合下列规定阻尼比;由下式计算 (2-4)临界阻尼系数由下式计算=50447.77NS/m (2-5)按图12和(2-5)式,悬架临界阻尼系数为按计算式(2-3),悬架质量M的振幅是阻尼比和频率的函数减振器是悬架的主要阻尼元件它与缓冲弹簧并联安装(参见图2-2),按阻尼匹配原则要求的阻尼比为 (2-6)对于越野车辆或战车,悬架结构为独立螺旋弹簧悬架,减振器复原行程阻尼系数一般为 (2-7)按式(2-6)式,此悬架复原(伸张)行程的阻尼系数现代车辆大部分均采用双向作用筒式减振器一般把复原和压缩行程阻尼系数,经验地作如下分配: (2-8)按(2-8)式,悬架压缩行程阻尼系数为弹簧振子在震动平衡点处的悬架质量垂直振动速度,由下式计算 (2-9)式中:受迫振动的振幅可按式(2-3)计算,悬架振幅为悬架质量垂直振动速度为悬架垂直振动速度下的额定复原阻力为额定压缩阻力为2.2减振器受力分析 对于非独立悬架,如钢板弹簧悬架减振器只承受阻尼力,受力状况比较简单,而对于独立悬架,减振器除承受阻尼力外,还将承受侧向力等,受力状况比较复杂,本次设计题目为货车减震器设计,因选用钢板弹簧非独立悬架,现对减振器受力情况作一分析在分析减振器及悬架系统受力时,应该考虑以下三种极限工况(1)纵向力 (牵引力或制动力)最大,侧向力=0,此时地面对车轮的垂直反力=16446.36N (2-10)式中:一一负荷转移系数,可取1.2;一一后轴满载负荷 (N)=27410.6N (2-11)式中,路面附着系数,驱动时可取0.8,制动时极限状态可达1.25=16446.361.25=20557.95N(2)侧向力最大,纵向力=0,此工况意味着侧滑发生此时内外轮上的总侧向力,外轮上的垂直反力和内轮上的垂直反力分别为:=28995.57N (2-12)=25825.63N (2-13)式中,汽车质心高度;轮距;侧滑附着系数,计算时取1外轮和内轮上的侧向力=28995.57N (2-14)=25825.63N (2-15)(3)垂直力最大,此时纵向力乓=0,侧向力=0,对应汽车通过不平路面=27410.6N (2-16)式中:K一一动载荷系数,对于轿车,K取 1.75;对于货车,K取为2.0;对于越野车,K取为2.52.3主要尺寸的选择2.3.1活塞杆直径的确定对于只受垂直力的减振器(如图2-3所示),活塞杆属细长杆,当压力接近某一临界时,杆将产生纵向弯曲,其挠度值将随压缩载荷的增加而急剧增大,以至屈曲破坏当活塞杆细长比 时,其临界载荷为 (2-17)式中:活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷(N); n末端条件系数n=1 (2-18)活塞杆截面的转动惯量();图2-3 减振器弯曲() (2-19)d活塞杆直径;L减振器最大拉伸长度时上下安装点距离L=560mmK活塞杆断面回转半径 (m) (2-20) E弹性模量,m柔性系数,中碳钢取85当活塞杆细长比时,其临界载荷为 (2-21)式中: 材料强度实验值,中碳钢取490MPa;a 实验常数,取1/5000;A 活塞杆截面面积 ()活塞杆细长比20时,可按纯压缩计算,在实际设计中要保证活塞杆承受的压缩力P16.23mm故活塞杆最细处应大于16.23cm本次设计最细出为活塞杆与活塞连接处,考虑受力情况及便于选取标准件,取活塞杆直径为20cm活塞杆技术要求活塞杆材质选择钢,表面镀0.O2mm以上的硬铬 2.3.2工作缸直径的确定确定工作缸直径主要从以下三方面考虑(1) 工作缸内油压大小(2)阀系直径方向结构尺寸(3)成本减振器伸张阻尼力 (2-23)减振器压缩阻尼力 (2-24) 式中: D工作缸直径 (mm); d活塞杆直径 (mm); P工作腔压力 (Pa)为了获得一定的阻尼力,系统油压设计得越高,工作缸直径可越小,有利于降低成本,但易泄漏,密封困难通常车辆不发生悬架击穿的极限速度在1.0m/s左右,设减振器振动速度为1.0m/s对应的拉伸阻尼力为=53364.8244NS/m (2-25) (2-26) (2-27)=0.0479m (2-28) 式中: 许用压力,允许范围5一7MPa,取7MPa求得工作缸直径后,就近选用一种常用的规格如20,25,30,32,40,50,65mm故取工作缸内径为50mm工作缸壁厚一般取1-2mm,直径小取下限,直径大取上限故工作缸壁厚取2mm故本次设计中工作缸直径为50mm,壁厚为2mm;活塞杆行程为180mm,减震器拉伸到最大行程时长度为560mm压缩到最短行程时长度为380mm 2.3.3贮油缸直径的确定 (1)贮油量的确定由于活塞杆占有一定的空间,当减振器拉长或缩短时,工作腔内工作液容量将发生变化,为此,双筒减振器专门设计了贮油筒(见图2-4),贮油筒必须贮存一定容积的工作液贮存的工作液越多,越有利于油液散热,但需贮油空间增大,相应的成本增加一般地,当减振器活塞杆处于拉伸位置时,贮油筒内液面高度不低于工作缸长度的 1/3,活塞杆处于压缩极限位置时,液面高度不高于工作缸长度的2/3且 (2-29)取式中 一一活塞杆处于拉伸极限时贮油筒内油量 d活塞杆直径(mm)s减振器行程 (mm) (2)贮油空间的确定图2-4 储油筒工作缸与贮油筒之间的环形空间称之为贮油空间,减振器装配时,一般处于压缩极限位置,此时贮油筒内气压等于常压,当活塞杆拉伸时,贮袖筒内油液将补充到工作腔内活塞杆体积所占的空间因此贮油筒内压力将下降,这非常不利于底阀补油充分贮油简空间越大,所存空气越多,压力变化越小,越有利于底阀补偿油液,但其体积大,整车布置困难,成本也增加,一般地 (2-30)式中:贮油空间; 取直径为70mm贮油筒内径;工作缸外径;贮油筒贮油长度,可近似取工作缸长度油量变化量为贮油空间经验算满足活塞杆处于压缩极限位置时,液面高度不高于工作缸长度的2/3本次设计减震器尺寸参数如下: 活塞杆直径工作缸外径贮油筒内径行程 S=180mm工作缸长度 贮油缸壁厚取注油量为2.4减振器结构设计2.4.1活塞阀系设计装于活塞杆下端的伸张阀和流通阀合称活塞阀系,由该阀系的伸张阀产生伸张时的阻尼力压缩时下腔的油液经流通阀充入上腔图2-5是本次设计的双筒减振器上采用的伸张阀系1-活塞；2-螺母；3-活塞杆；4圆柱弹簧；5-伸张阀；6-流通孔；7-伸张阀弹簧；8-流通孔；9-流通阀；10-流通阀限位环图2-5 活塞阀系活塞1通过螺母3固定在活塞杆2的下端伸张阀是用螺旋弹簧4压紧阀盘5,通过螺母2可调整压紧力在活塞1的顶端和阀盘5接触处存在缝隙它的面积形了固定油道(亦称旁通阀)当活塞上移时,油液通过固定油道以及当阀盘被顶开伸张阀中流出,伸张时的阻尼力大小:(1)当活塞低速时,阻尼力由固定通道决定它包括环缝的长度和面积大小,活塞杆与导向座衬套之间的环缝,环缝接近小孔,其压力差按下式计算: (2-31)环缝截面积;流量系数取0.8环缝接近细长孔,其压力差按下式计算: (2-32)导向座衬套与活塞杆之间环缝截面积; 工作液动力粘度指数; L导向座衬套长度一般情况面积大于面积,因此低速时,伸张阀未开启之前,起主要作用大小受制件精度影响较大,制造精度比较好的活塞杆直径公差为-0.02,导向座孔公差+0.02,衬套壁厚公差-0.02,这样环缝间隙将在0.04-0.12间变动,如活塞杆直径为,极限状态压力差将相差: (2-33)因此提高制造精度,保持稳定的环缝s间隙将是保证低速外特性稳定的主要手段另外环缝属细长孔,对油液的动力粘度指数比较敏感,温度变化对阻尼力影响较大(2)当活塞中速运动时,主要取决于阀盘的开度,即由弹簧4的刚度和预紧力决定弹簧预紧力决定开阀速度点,弹铰刚度决定外特性曲线斜率(3)当活塞高速运动时,阀口开度很大,孔6参与节流 (2-34)nl阻尼特性呈斜率递增性;n=l 阻尼特性呈等斜率性;nl阻尼特性呈斜率递减性综合考虑这些因素,可以调节出任一种需要的阻尼特性曲线如图2-62-72-8所示在压缩阶段,一小部分油液通过5周围的环缝流回而大部分油液则在顶开阀片10后经内侧固定通道流回阀片9是一个较薄的圆盘,仅作单向阀用它采用圆周导向,通常弹簧圈7压紧密封压紧力由较软的原片弹簧7提供弹簧圈弹簧圈上部连接限位环,该环同时还作为限位块,防止活塞高速运动时阀口开得太大 在压缩阶段,下腔油液顶开阀片及阀垫,流回上腔,由于该阀系伸张,流通阀共用一个通道,这样就能将积留在阀系上的污物自动地冲走,因此此阀系构成自清洁阀系2.4.2底阀系设计安装于工作缸下端的压缩阀和补偿阀合称底阀系,由压缩阀提供压缩行程的阻尼力在伸张过程中,补偿阀开启,将贮油缸筒内的工作液补充到工作腔内 图2-9所示为本次所设计的双筒减振器中的底阀1-支承座；2-流通孔；3-流通孔；4-流通孔；5-压缩阀；6-弹簧图2-9 底阀系底阀体 1上开有两排小孔2及3,阀片4上开有固定通道(1)当活塞向下低速运动时,工作腔油液大部分从活塞阀系的流通阀流向活塞上腔,多出活塞杆体积部分的油液经通道3流入贮油筒,形成阻尼特性,该特性取决于阀片环缝大小(2)当活塞向下中速运动时,较高的油液压力使阀片5向下移动,从而形成环缝道该段阻尼特性主要取决于弹簧6的刚度(3)当活塞向下高速运动时,孔也起节流作用,此时阻尼特性由2及共同决定综合以上因素,可以调节出所需的阻尼特性曲线当活塞向上运动时,贮油筒中的油液推开弹簧6,补偿到工作腔第三章 主要零件加工工艺过程3.1活塞杆加工工艺过程零件图如图3-1所示毛坯:锻造45#工艺路线:10 铣两端面;20 打两端中心孔;30 粗车2016外圆;40 半径车2016外圆;50 半精铣两端面;60 右端钻M8孔并攻丝;70 半精磨2016外圆;80 精磨2016外圆;90 表面镀铬3.2活塞加工工艺过程零件图如图3-2所示毛坯:锻造45#工艺路线:10 粗铣左端面;20 粗铣右端面;30 钻中心孔;40 粗车左端面凹槽;50 粗车右端凸台;60 半精车左端面凹槽;70 精车左端凹槽;80 钻组合孔;90 粗磨中心孔活塞外圆;100 半精磨中心孔活塞外圆;110 精磨外圆3.3定位环加工工艺过程零件图如图3-3所示毛坯:锻造45#工艺路线:10 粗铣左端面;20 粗铣右端面;30 钻中心孔;40 粗车左端面凸台及凹槽;50 粗车右端面凸台;60 半精车左端面凹槽及凸台;70 半精车右端面及凸台;80 精车左端面凹槽及凸台;90精车右端面及凸台;100 钻组合孔;110 半精磨22507060圆;120 精磨22507060圆3.4伸张阀加工工艺过程零件图如图3-4所示毛坯:锻造45#工艺路线:10 粗铣左端面;20 粗铣右端面半精铣右端面;30 半精铣左端面;40 钻中心孔;50 粗车外圆;60 半精车外圆;70 粗磨左端面;80 粗磨右端面第四章 结论以上设计过程为本次轻型货车悬架减振器匹配分析与结构设计的全部内容,在本次设计中,考虑到货车的实际情况及主要用途,本次设计悬架类型采用了钢板弹簧及双作用式液压减振器非独立悬架在满足最大载重量及可靠性的前提下,尽量提高舒适性,简化减震器的结构,这样不仅降低了减振器生产制造的成本,同时也便于日后的维修更换工作通过上述计算及分析验证,该减振器基本满足要求,结构紧凑简单成本较低及实用性强是此减震器的突出优点参考文献1 曾庆东.机动车减振器设计M.北京:机械工业出版社,2000.2 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件(QC/T 491-1999)S.3 万福全.WZ551型车辆减振器额定液压阻力的计算J.成都:成都航空职业技术学院学报,2008.3.4 成大先.机械设计手册M.北京:化学工业出版社,1999.5 长春汽车研究所.汽车试验技术手册(下)M.长春:吉林科学技术出版社,1998.6 韩豫萍,孙涛,盛新. 汽车悬架系统的发展及控制J.工业控制计算机.2008年21卷第4期.7 周长城,孟婕. 车辆悬架最佳阻尼匹配减振器设计J. 交通运输工程学报. 第8卷 第3期.2008年6月.8 中华人民共和国汽车行业标准,汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件(QC/T491-1999) S.9 史广奎,李槟,孟宪民,汽车设计中减振器相对阻尼系数的确定J,汽车工程,1995年(第17卷)第六期.10 杨道斋,张洪信,张铁柱,刘大维,陈秉聪,兼顾平顺性和路面损伤的货车悬架特性优化J, 青岛大学学报,2 0 0 5年9月第20卷第3期.11 YU De-fu,CHEN Qing-dong,LI Wen-jun,Basic Problems in Design and Inverse Engineering Solution for Outer Characteristic of Vehicle Suspension ShockJ. Journal of Beijing Institute of Technology, 2003, Vol. 12, No. 2.12 Design and optimization of Suspension Systems and Components M, Norwegian University of Science and Technology.致 谢长达一学期的毕业设计即将结束,在此特别感谢指导教师王天利老师在本次设计中遇到很多困难,老师耐心的做出解答,同时也启发了我很多灵感在校外公司实习期间,因为实习单位关于毕业设计相关资料十分有限,所以多次麻烦同学帮忙查阅相关资料,在此提出感谢在即将完成毕业设计时,感谢多位老师帮忙审阅图纸,避免了一些错误同时还感谢辽宁工业大学长春一汽集团及锦州万德集团为我的这次毕业设计提供了参观实习机会在老师及同学的帮助下,我如期完成了此次毕业设计,同时也丰富了汽车相关的知识,锻炼了自己进行机械设计的能力在此表示谢意附录一 相关程序弹簧动挠度的幅频特性曲线x=0.1:0.1:10;m2=1057;m1=120;u=m2/m1;x0=1.31;w0=2.*pi.*x0;w=2.*pi.*x;b=0.3;a=(1-w./w0).2).*(1+9-1./u.*(w./w0).2-1).2+4.*b.*b.*(w./w0).2.*(9-(1./u+1).*(w./w0).2).2;d=w./w0;y=d.*d.*9./w.*sqrt(1./a);semilogx(x,y)gridxlabel(激振频率 f/HZ);ylabel(|fd/q|);title(弹簧动挠度的幅频特性曲线);gtext(前悬);legend(f0=1.2,r=9,u=9 );hold onx=0.1:0.1:10;m2=2797;m1=90;u=m2/m1;x0=1.44;w0=2.*pi.*x0;w=2.*pi.*x;b=0.3;a=(1-w./w0).2).*(1+9-1./u.*(w./w0).2-1).2+4.*b.*b.*(w./w0).2.*(9-(1./u+1).*(w./w0).2).2;d=w./w0;y=d.*d.*9./w.*sqrt(1./a);semilogx(x,y,*)gtext(后悬);附录二 专业外文翻译英文原文:Automotive suspension design Suspension is to ensure that the wheel or axle with the vehicle carrying system contact between the flexible and able to transfer load, easing the impact of vibration attenuation, as well as regulating body in the car, such as the location of the general term for the device. Suspension is the transfer function of the most important role in the wheel and the frame all between the force and moment, and to relieve the car when passing through the road surface uneven impact, the attenuation caused by the vibration of the bearing system, to ensure the smooth running of vehicles. To this end must be the wheel and the frame or body to provide flexibility between the connected components rely on the flexibility to transfer the wheel or axle and the frame or the vertical load between the body and rely on its deformation to absorb energy to cushion the purpose. Adopt a flexible connection, the car can be seen as quality by the suspension, non-sprung mass and spring consisting of vibration system, to bear from the uneven road surface, the aerodynamic and power train, engine incentives. In order to rapidly decay unnecessary vibration, the suspension also must include a damping component, that is, shock absorber. In addition, to ensure that the wheel suspension in the frame or body with all the force and moment between the reliable transmission and decided to wheel in relation to the frame or body of the displacement characteristics of the connection devices are collectively referred to as body-oriented. Decision-oriented institutions at the time of the beating movement of wheel tracks and wheel alignment parameters, as well as the car before and after the roll center and pitch center position to a large extent, the impact of the vehicles handling and stability and anti-trim capacity. There are some suspension in the buffer block and horizontal Stabilizer.Despite 100 years of suspension from the vehicle structure to the role of the principle has been constantly evolving, but in terms of structure and function, it is by the elastic element, damping devices and is composed of three parts-oriented institutions. In some cases, a spare parts and role play two or three, such as leaf springs and elastic elements and guidance from the role of institutions, McPhersons suspension in the column and the shock absorber shock absorber and some guidance from the role of institutions, some of the active suspension actuator element has a flexible, shock absorber and part of the function-oriented organizations. Oriented structure in accordance with the characteristics of vehicle suspension can be divided into non-independent suspension and independent suspension two broad categories. on-independent suspension is the distinctive feature of the left and right between the wheels or by a rigid beam axle disconnect-type connection, when the passage of unilateral convex wheels, it will directly affect the other side of the wheel. Independent suspension is not such a rigid beam, around the wheel of their own independent body with the frame or linked to, or could constitute a type axle disconnect, according to the structural characteristics can be divided into horizontal boom, boom longitudinal,
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