毕业设计(论文)--某中型货车悬架总成设计

四川理工学院毕业设计某中型货车悬架总成设计学 生： 学 号： 专 业：机械设计制造及其自动化班 级：车辆 2008.3指导教师： 四川理工学院机械工程学院二 O 一二年六月摘要悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并缓和汽车行驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车行驶的平顺性。尽管一百多年以来汽车悬架从结构形式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零件部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用。本文讨论了汽车悬架的发展现状，对悬架的结构形式进行简单介绍，对影响悬架运动的各种因素进行分析，主要对中型货车板簧悬架的主要参数进行设计计算，包括中型货车前桥钢板弹簧、后桥复合式钢板弹簧、汽车减振器参数的选择计算和横向稳定杆的设计计算。为进一步设计板簧悬架提供了较有价值的资料。关键词：悬架；钢板弹簧；减振器IAbstractSuspension involves some related components, which exist to guarantee elastic contact between wheels or axle and the carrying system. It also has a great contribution in transferring the load, cushioning the impact, attenuating vibration, and regulating the position of the body of the running car. Apart from the transformation of force and moment between wheels and frame, it help cushion the impact when uneven road surface is encountered, undermine the following vibration of carrying system, and as a result, provide a great possibility of smoothly running.Despite one hundred year of constant evolution from structure to function, suspension is always made up by elastic component、vibration-absorbing appliance and guide mechanism. There will always be some occasion when one component plays two or more important roles at the same time. For example, plate spring can do some job which should be the duty of elastic component or guide mechanism. This paper discusses the current development of vehicle suspension, gives a brief introduction of the structural form of suspension, analyze factors which have influence on suspension movement. The major part of this paper are calculation and design of leaf spring on front axle of medium truck、combined leaf spring on rear axle, stabilizer bar, as well as choosing the parameters of shock absorber. All of these are preconditions to further design of suspension with leaf spring.Keywords: Suspension; leaf spring; shock absorberII目 录摘要 .IAbstract II第 1 章 绪论 1第 2 章 总体设计 22.1 轴数、驱动形式、布置形式 .22.2 汽车主要参数设计 .22.2.1 主要尺寸 .22.2.2 进行汽车轴荷分配 .2第 3 章 悬架系统的结构与分析 33.1 非独立悬架 .33.1.1 非独立式悬架简介 .33.1.2 非独立式悬架特点 .33.1.3 钢板弹簧式非独立悬架 33.2 独立悬架 .33.3 悬架主要参数的确定 .43.3.1 悬架的静挠度 .43.3.2 悬架的动挠度 .53.3.3 悬架主，副簧刚度的分配 .5第 4 章 前悬架系统设计 84.1 钢板弹簧的设计计算 84.1.1 初选参数 84.1.2 钢板弹簧各片长度的确定 .104.1.3 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 .114.1.4 钢板弹簧总成弧高的核算 .134.1.5 钢板弹簧强度核算 .144.2 减震器的设计计算 154.2.1 减振器的选择与分类 .154.2.2 减振器相对阻尼系数 .154.2.3 减振器阻尼系数 的确定 .16III4.2.4 最大卸荷力的确定 .174.2.5 筒式减振器工作缸直径 D 的确定 174.2.6 查表确定减振器参数 .18第 5 章 后悬架 系统设计 195.1 钢板弹簧的布置方案选择 .195.2 钢板弹簧主要参数的确定 195.2.1 满载弧高 .195.2.2 钢板弹簧长度 L 的确定 195.2.3 钢板弹簧断面尺寸的确定 .195.3 钢板弹簧各片长度的确定 .225.4 钢板弹簧刚度的验算 245.5 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 265.5.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高 .265.5.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径的确定 .265.5.3 钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定 .275.5.4 主簧总成和副簧总成各片在自由状态下弧高的计算 .285.5.5 钢板弹簧总成弧高的核算 .295.6 钢板弹簧强度验算 305.7 钢板弹簧主片的强度的核算 315.8 钢板弹簧弹簧销的强度的核算 32第 6 章 结论 33参考文 献 34致谢 35第 2 章 总体设计0第 1 章 绪论悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来。其主要任务是专递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。悬架由弹性元件、导向元件、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递除弹性元件专递的垂直力以外飞各种力和力矩。当纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用。缓冲块用来减轻车抽对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。对悬架提出的设计要求有：1）保证汽车有良好的行驶平顺性。2）具有合适的衰减振动能力。3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适。5）有良好的隔声能力。6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。四川理工学院毕业设计1第 2 章 总体设计2.1 轴数、驱动形式、布置形式根据国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途选定轴数、驱动形式、布置形式，需对货车的几种典型的布置形式进行分析比较。本设计参考一般中型货车采用的发动机前置后轮驱动，轴数为双轴，驱动形式为 4x2。2.2 汽车主要参数设计2.2.1 主要尺寸外廓尺寸的确定需考虑法规、汽车的用途、装载质量及涵洞和桥梁等道路尺寸条件。GB 1589-1989 规定了汽车外廓尺寸限界，可参考同类车型选取。国内生产轻中型货车的主要厂家有：解放、东风、长安、北汽福田、江铃、南汽、江淮汽车等，参考相关产品的参数。轴距、轮距、前悬、后悬等参数参照汽车设计教材推荐的范围并参考同类车型选取。设计外廓尺寸为：总 长：8470 总 宽：2470轴 距：4700 前 轮 距 ：1900后 轮 距：1800 满载重心高度：11802.2.2 进行汽车轴荷分配汽车的轴荷分配根据汽车的驱动形式、发动机位置、汽车结构特点、车头形式及总质量等参照汽车设计教材推荐的范围并参考同类车型选取。结合设计任务书已知条件确定轴荷分配为：空车时：前轴负荷：2500kg 后轴负荷：2500kg满载时：前轴负荷：3350kg 后轴负荷：7650kg第 3 章 悬架系统的结构与分析2第 3 章 悬架系统的结构与分析3.1 非独立悬架3.1.1 非 独 立 式 悬 架 简 介非独立悬架是相对与独立悬架的车轮结构。非独立悬架的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。3.1.2 非 独 立 式 悬 架 特 点非独立式悬架的两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连。这种悬挂结构简单，传力可靠，但两轮受冲击震动时互相影响。而且由于非悬挂质量较重，悬挂的缓冲性能较差，行驶时汽车振动，冲击较大。该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上。3.1.3 钢 板 弹 簧 式 非 独 立 悬 架钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化。这种悬架广泛用于货车的前、后悬架中。它中部用 U 型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。悬架前端为固定铰链，也叫死吊耳。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起，前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套。后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架相连，后端可以自由摆动，形成活动吊耳。当车架受到冲击弹簧变形时两卷耳之间的距离有变化的可能。3.2 独立悬架独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。但这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架，并已成为一种发展趋势。独立悬架的结构可分有烛式、麦弗逊式、连杆式等多种，其中烛式和麦克弗逊式形状相似，两者都是将螺旋弹簧与减振器组合在一起，但因结构不同又有重大区别。烛式采用车轮沿主销轴方向移动的悬架形式，形状似烛形而得名。特点是主销位置和前轮定位角不随车轮的上下跳动而变化，有利于汽车的操纵四川理工学院毕业设计3性和稳定性。麦克弗逊式是绞结式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。特点是主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化，这点与独立悬架正好相反。这种悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。所以，目前轿车使用最多的独立悬架是麦弗逊式悬架。3.3 悬架主要参数的确定3.3.1 悬架的静挠度 cf悬架的静扰度 是指汽车满载静止时悬架上的载荷 f 与此时悬架刚度 c 之c比，即cFfwc/货车的悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。因汽车的质量分配系数近似等于 1，因此货车车轴上方车身两点的振动不存在联系。货车的车身的固有频率 n,可用下式来表示：n= 2/mc式中，c 为悬架的刚度（N/m）,m 为悬架的簧上质量（kg）又静挠度可表示为：cgfc/g：重力加速度（10N/kg）,代入上式得到：非独立悬架 独立悬架图 3.1 悬架简图第 3 章 悬架系统的结构与分析4n=5/ cf分析上式可知：悬架的静挠度直接影响车身的振动频率，因此欲保证汽车有良好的行驶平顺性，就必须正确选择悬架的静挠度。又因为不同的汽车对平顺性的要求不相同，货车的后悬架要求在1.702.17hz 之间，因为货车主要以载货为主，所以选取频率为：1.9hz。所以 mnfc 69).1/5()/(223.3.2 悬架的动挠度 d悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构容许的最大变形时，车轮中心相对车架的垂直位移。通常货车的动挠度的选择范围在69cm.。本设计选择： cmfd0.83.3.3 悬架主，副簧刚度的分配图 3.2 货车主、副簧为钢板弹簧结构的弹性特性如何确定副簧开始参加工作的载荷 和主，副簧之间刚度的分配，受悬架kF的弹性特性和主，副簧上载荷分配的影响，原则上要求车身从空载到满载时的振动频率变化要小，以保证汽车有良好的平顺性，还要求副簧参加工作前后的悬架振动频率不大。这两项要求不能同时满足。由于货经常处于满载状态，采用如下方法来确定。使副簧开始起作用时的悬架挠度 等于汽车空载时悬架的挠度 ，而使副af 0f簧开始起作用前一瞬间的挠度 等于满载时悬架的挠度 。于是可求k cf四川理工学院毕业设计5= kFW0式中 分别为空载和满载时的悬架的载荷。副簧，主簧的刚度之比为：WF和0， 1/mac0/Fw式中， 为副簧的刚度， 为主簧的刚度。ac单个钢板弹簧满载载荷：= WF NgG 36041248507622 轮 重簧 重后 桥 重满载时 ： WmaF式中 为副簧簧上质量， 为主簧簧上质量。m单个钢板弹簧空载载时簧上质量： NgGF 102924850220 轮 重簧 重后 桥 重n=1.9hz , m=3604kg,代入公式：n= /mc可得 C=5137N/cm又 5.3102964/FoW= =0.87mac/1有上面的二式，可联立方程组：（1）cNma/537=0.87 （2）c/由（1） ， （2）两式可得：=2390N/cm , =2747N/cmacmc副簧起作用后，近似认为变形相同，从副簧开始起作用到满载的变形为 。caf=19257.5NWkF0又：第 3 章 悬架系统的结构与分析6，得：acmcakWCffF= )/()(mkacf= 5137.92604= 3.27 cm NccCfFaca 7815/0.Wm=36040N -7815N=28225N主簧 ： = = =10.28cmcf27485副簧 ： = = =3.27cmcafCF23907815四川理工学院毕业设计7第 4 章 前悬架系统设计前悬架由钢板弹簧和减振器组成。钢板弹簧在汽车上采用纵置对称布置形式，中部用两个 U 型螺栓固定在前桥上。减振器为液力双作用筒式减振器，减振器在拉伸和压缩过程中，通过复原阀和压缩阀及其相应的节流系统产生阻尼力，从而使钢板弹簧的振动速度衰减以改善汽车的行驶平顺性。减振器通过连接销、上支架、下支架以及橡胶衬套分别与车架和前轴连接。4.1 钢板弹簧的设计计算4.1.1 初选参数选择钢板弹簧长度时应考虑到在整车上布置的方便性，因此要与总布置共同协商确定。一般情况下，轿车后簧长度为轴矩的 4055，载货汽车前后簧长度分别为轴距的 2635和 3545。故前钢板弹簧长度范围：L=1222-1650 mm 取 L=1410mm目前国内货车所用的钢板弹簧材料多为 钢，如 60Si2Mn MnSi、60SiMnA 、55SiMnVB 这些材料有较高的弹性极限、屈强比及疲劳强度，而且价格便宜。60Si2Mn 、60SiMnA 弹簧钢适用于厚度在 12 mm 以下的钢板弹簧，对于较厚的钢板弹簧可采用淬透性较好的 55SiMnVB 弹簧钢。本车型选用的板簧单片厚度小于 12 mm，材料为 60Si2Mn。为了提高钢板弹簧疲劳寿命，对单片进行喷丸处理，对总成进行塑性预压缩处理。钢板弹簧经强化处理后，受拉表面产生残余压应力层，弹簧受载时，降低了受拉表面的拉应力。经塑性预压缩处理后的弹簧，使用中不易再产生塑性变形。用的钢板弹簧材料 60Si2Mn 表面经应力喷丸处理后，弹簧满载静应力m：前弹簧 350450 ，后弹簧 450550 ；弹簧比应力 ： 2/mN2/mN前、后弹簧比应力 415515 。3可按等截面简支梁的计算公式并引进一个修正系数加以修正，这时弹簧的挠度系数 为f= =f0348EIQL3nbh第 4 章 前悬架系统设计8式中：挠度系数。 =1.251.42 可按式：=1.51.04 (1+0.5n1n ) 选取，其中 n1 为与主片等长的重叠片数；N总片数；B板簧宽度；Q支承载荷；L板簧长度；E材料的杨氏弹性模量，取 ；MPa5106.2I0总截面惯性矩，I 0= 。3nbh设计时希望：6bh14刚度 34LEnbhfQCS钢板弹簧总截面系数 620nbhW比应力: 232645.1LEhnbQf=4.55.5N/mm 2试取前钢板弹簧：长宽高总片数(主片数)=141070129（2） ；由上面公式可得：四川理工学院毕业设计91 挠度系数： ；30.12 弯曲应力： 350 450；MPa423 比应力： 4.5 5.5 ；3/5.mN4 静挠度： =77.44 mm50 110；f5 钢板弹簧截面系数: ；30.8W6 刚度： ；mNCs/9.167 总截面惯性矩: 。4067.281I4.1.2 钢板弹簧各片长度的确定考虑到弹簧安装的夹紧夹紧修正后的钢板弹簧所需的惯性矩和应满足的强度要求分别为： ECksLIS4830WQ式中： sU 型螺栓中心距，mm；k考虑 U 型螺栓夹紧板簧后的无效长度系数，刚性夹紧时 k=0.5；挠性夹紧时 k=0；W0钢板弹簧纵截面系数；许用弯曲应力，对前板簧取=350450MPa；计算得：s0 405 取 s=200mm；由作图法可求得前钢板弹簧各片长度（圆整后）为：单位 mm。第 4 章 前悬架系统设计10第一片 1410 第二片 1410 第三片 1100 第四片 1015 第五片 0930 第六片 0845 第七片 0760 第八片 0675 第九片 0590 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9长度（mm）1410 1410 1100 1015 930 845 760 675 5904.1.3 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算钢板弹簧总成在自由状态下的弧高 ；用下式表示：0HffHac0式中， 静挠度； 满载弧高； 钢板弹簧总成用 U 形螺cfaff栓夹紧后引起的弧高变化； 2)(3LfsfcasU 型螺栓中心距；L 为钢板弹簧主片长度。钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径 028HR静挠度； mm；cf 4.71CQfc满载弧高； 10 20 mm 取 =15 mm；afaf af把数据带入公式有：；mLfSsfca 02.5103)1(7.46-10232；mffHac .54.70四川理工学院毕业设计11在确定各片预应力时，理论上应满足各片弹簧在根部处预应力所造成的弯矩 Mi 之代数和为零，即 01niiM或 niiW10设计时可取第一片、第二片预应力为-80 -150，最后几片的预应力为2060MPa。对于片厚相同的钢板弹簧，各片预应力值不宜选举过大。预应力从长片到短片由负值逐渐递增至正值。初取各片钢板弹簧的的预应力值分别为：（单位: ）MPa序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9预应力 -80 -60 -40 -20 -10 0 5 10 20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由公式：预应力 ；0012REhIii可得 ；iii hR02式中 第 片钢板弹簧的高度；ii第 片钢板弹簧的预应力；0ii叶片装配后的曲率半径，可近视地看成与总成自由状态下的曲率半0R径；钢板弹簧第 片在自由状态下的曲率半径；i iE材料的杨氏弹性模量，取 ；MPa5106.2第 4 章 前悬架系统设计12由计算可得出钢板弹簧第 片在自由状态下的曲率半径为：（单位：mm）i序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9曲率半径 2486.9 2482.3 2476.8 2471.9 2466 2459 2490 2487.5 2485同理可算得钢板弹簧第 片在满载状态下的曲率半径为：（单位：mm）i序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9曲率半径 1157.4 1121.4 1087.6 1055.7 1040.5 1025.8 1018.5 1011.3 997.3如果第 片的片长为 ，则第 片弹簧的弧高为：iiLiiiRH82计算可求出第 片钢板弹簧的弧高为：（单位：mm）序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9长度（mm）136.8 137.1 119.4 103 87.7 73.7 59.8 48.2 38同理可算得钢板弹簧第 片在满载状态下的弧高为：（单位：mm）i序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9长度（mm）28.6 26 24.4 22.8 19.6 17.9 15 12.7 10.34.1.4 钢板弹簧总成弧高的核算根据最小势能原理，钢板弹簧总成的稳态平衡状态是各片势能综合最小状态，由此可求得等厚叶片弹簧的 为：0RniniiLR110/式中 为第 片钢板弹簧的长度。i四川理工学院毕业设计13钢板弹簧总成的弧高为 028RLH由计算可求得： m34.10H=145.24 mm因为 mffHac 46.1702.54.724.150 所以所选弹簧参数合理。4.1.5 钢板弹簧强度核算紧急制动时，前钢板弹簧承受的载荷最大，在它后半段出现的最大应力为：max021121ax WlclG式中 G1作用在前轮上的垂直静负荷；制动时前轴负荷转移系数，货车： =1.401.60；1m 1m、 钢板弹簧前后段长度；1l2道路附着系数，取 0.8；道路总截面系数；0WC为弹簧固定点到路面的距离。解得 ；MPaPa1067.31max所设计的钢板弹簧合理。故前桥钢板弹簧参数为：第 4 章 前悬架系统设计14长宽高总片数(主片数)=141070129（2）4.2 减震器的设计计算为加速车架和车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，在大多数汽车的悬架系统内都装有减振器。减振器和弹性元件是并联安装的。4.2.1 减振器的选择与分类现代液压减振的的结构形式多种多样。目前，国内外常用的结构形式大致为三类，即弹性阀片型、弹性阀片和柱形弹簧结合型、阀门和柱形弹簧结合型。其共同的特点是：都采用带有常通孔的液流控制阀门来实现减振器的内特性，且节流形式大都属于薄壁小孔节流。安结构形式不同，减振器分为摇臂式和筒式两种。虽然摇臂式减振器能在较大的工作压力条件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨损和工作温度的变化的影响大而遭淘汰。筒式减振器又可分为单向筒式、双向筒式和充气式三种。设计减振器时应当满足的基本要求是，在使用期间保证汽车行驶平顺性的性能稳定；有足够的使用寿命。本设计选用双向作用筒式减振器。4.2.2 减振器相对阻尼系数在减振器卸荷阀打开前，其中的阻力 F 与减振器振动速度 v 之间的关系为F=v式中 为减振器阻尼系数。汽车悬架有阻尼以后，簧上质量的振动是周期衰减震动，用相对阻尼系数 的大小来评定振动衰减的快慢程度。 的表达式为：=/ (2 )scm式中，c 为悬架系统的垂直刚度； 为簧上质量。s四川理工学院毕业设计15将压缩行程时的相对阻尼系数 取得小些，将伸张行程时的相对阻尼Y取得大些。两者之间保持有 =（0.250.50） 的关系。s s设计时先选取 与 的平均值 。对于无内摩擦的弹性元件悬架，取Ys=0.250.35；对于行驶路面较差的汽车， 值应取大些，一般取 0.3；s为了避免悬架碰撞车架，取 。sY5,0本设计取 =0.3= ；得 =0.42SY5.1Ss.04.Y4.2.3 减振器阻尼系数 的确定减振器阻尼系数 的计算式为2cosanm悬架系统固有频率 ；smc/n双横臂悬架的下臂长；a减振器在下横臂上的连接点到下横臂在车身上的铰接点之间的距离；为减振器轴线与铅垂线之间的夹角；簧上质量；smC悬架系统的垂直刚度。弹性元件的刚度有时与悬架的刚度相等，如钢板弹簧非独立悬架。所以对前悬架：C=160.09N/mm第 4 章 前悬架系统设计16=33502=1675 Kgsm=11.25 14.2.4 最大卸荷力 的确定0F为了减小转到车身上的冲击力，当减振器活塞振动速度达到一定值时，减震器打开卸荷阀此时的活塞速度称为卸荷速度 。xvnaAvx/cos式中 卸荷速度，一般为 0.150.30m/s；xvA车身振副，取 40mm；悬架振动固有频率如果已知伸张行程的阻尼系数 ，在伸张行程的最大卸荷力sXSF0所以对前悬架有= =0.23 m/snaAvx/cos53cos2.104.= =31625 Kg/s2csm30cos.6.22NF75.3.016504.2.5 筒式减振器工作缸直径 D 的确定根据伸张行程的最大卸荷力 计算工作缸直径 D 为0F2014P四川理工学院毕业设计17式中 P工作缸最大许用压力，取 34MPa；为连杆直径与缸筒直径之比，双筒式减振器取 =0.400.50减震器的工作钢直径 D 有 20mm、30mm、40mm、（45mm）、50mm、65mm 等几种。选择时应按标准选用，详见 QC/T4911999汽车筒式减振器 尺寸系列及技术条件。P=3.5MPa； =0.45=57.62mm245.01.347D4.2.6 查表确定减振器参数查 QC/T4911999汽车筒式减振器 尺寸系列及技术条件。表有：工作缸直径 D=65mm；基长： （HH 型）=210mm ；1l贮油筒最大外径 =90mm；1D防尘罩最大外径 =102mm；2压缩到底长度最大拉伸长度： =210+190+4=404mmminL压缩到底长度最大拉伸长度： =210+280-4=486mmax第 5 章 后悬架系统设计18第 5 章 后悬架系统设计5.1 钢板弹簧的布置方案选择后悬架仅适用钢板弹簧，选择布置形式为对称纵置式的主、副钢板弹簧。5.2 钢板弹簧主要参数的确定已知满载静止时负荷 =7650kg。簧下部分荷重 ，由此可计算2GkgGZ42出单个钢板弹簧的载荷：。NgFZW36012476502由前面选定的参数知：cmfd0.85.2.1 满载弧高 满载弧高 是指钢板弹簧装到车轴上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面af与两端连线间的高度差。常取 =1020mm.在此取：afmfa155.2.2 钢板弹簧长度 L 的确定5.2.2.1 选择原则钢板弹簧长度是弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。轿车 L=(0.400.55)轴距；货车前悬架：L=(0.260.35)轴距，后悬架：L=(0.350.45)轴距。5.2.2.2 钢板弹簧长度的初步选定：根据经验 L = 0.35 轴距，并结合国内外货车资料，初步选定主簧主片的长度为 1650mm , 副簧主片的长度为 1180mm.maL5.2.3 钢板弹簧断面尺寸的确定5.2.3.1 钢板弹簧断面宽度 b 的确定有关钢板弹簧的刚度，强度可按等截面的简支梁计算，引入挠度增大系数加以修正。因此，可根据修正后的简支梁公式计算钢板弹簧所需的总惯性距。对于对称式钢板弹簧0J四川理工学院毕业设计19EckSLJ48/)(30式中： SU 形螺栓中心距（mm）kU 形螺栓夹紧(刚性夹紧，k 取 0.5)；c钢板弹簧垂直刚度（N/mm）,c= ）;cWfF/为挠度增大系数。挠度增大系数 的确定：先确定与主片等长的重叠片数 ，再估计一个总片数 ，求得 ，1n0n01/n然后 =1.5/ ，初定 。)5.01(4.对于主簧：L=1650mm k=0.5 S=200mm =2 1n=140142=1.5/ =1.5/ =1.35)5.0(.)1425.0(4.1E=2.1 N/54m将上述数据代入以上公式得=1371030J4m计算主簧总截面系数 ：0WWWkSLF4/)(式中 为许用弯曲应力。 的选取：后主簧为 450550N/ ，后副簧为ww2m220250 N/ 。2m= =28225NwFL=1650mm 第 5 章 后悬架系统设计20k=0.5 S=200mm =500 N/ .w2m将上面数据代入公式，得：=21.91030Wm再计算主簧平均厚度：=12mmcmwpEfkSLJh6)(/220有了 以后，再选钢板弹簧的片宽 b。推荐片宽和片厚的比值在 610 范围内ph选取。b = 75mm对于副簧：L=1180mmk=0.5S=200mm1n5031.)5.01(4./5E= 2/.2mN将上述数据代入公式，得401mJ计算副簧总截面系数 ：W0WWkSLF4/)(= =7815NwFa四川理工学院毕业设计21L=1180mm k=0.5 S=200mm =245 N/ .w2m将上面数据代入，得：=8.61030Wm再计算副簧平均厚度：=10mmcawpEfkSLJh6)(/220b = 70mm5.2.3.2 钢板弹簧片厚 h 的选取本设计主簧和副簧均采用等厚片，片厚分别为 12mm、10mm。通过查手册可得钢板截面尺寸 b 和 h 符合国产型材规格尺寸。5.2.3.3 钢板断截面形状的选择本设计选取矩形截面。5.2.3.4 钢板弹簧片数的选择片数 n 少些有利于制造和装配，并可以降低片与片之间的干摩擦，改善汽车的行驶平顺性。但片数少了将使钢板弹簧与等强度梁的差别增大，材料的利用率变坏。多片钢板弹簧一般片数在 614 片之间选取，重型货车可达 20 片。用变截面少片弹簧时，片数在 14 选取。根据货车的载荷并结合国内外资料初步选取本货车主簧的片数为 10 片，副簧的片数为 5 片。5.3 钢板弹簧各片长度的确定先将各片的厚度 的立方值 按同一比例尺沿纵坐标绘制在图上，再沿横ih3i坐标量出主片长度的一半 L/2 和 U 型螺栓中心距的一半 s/2，得到 A,B 两点，连接 A，B 两点就得到三角形的钢板弹簧展开图。AB 线与各片上侧边的交点即为各片的长度。如果存在与主片等长的重叠片，就从 B 点到最后一个重叠片的上侧边断点连一直线，此直线与各片上侧边的交点即为各片长度。各片实，际长度尺寸需经圆整后确定。由图 5-1 确定主簧各片长度：第 5 章 后悬架系统设计22图 5-1 确定主簧各片长度图主簧各片钢板的长度如表 5-1：表 5-1 主簧各片钢板的长度 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9长度（mm）1650 1650 1538.4 1427 1315.4 1204 1092.4 980.8 869.4序号 10长度（mm）757.8由图 5-2 确定副簧各片长度；四川理工学院毕业设计23图 5-2 确定副簧各片长度图主簧各片钢板的长度如表 5-2：表 5-2 副簧各片钢板的长度序号 1 2 3 4 5长度（mm）1180 1022 967 885 8025.4 钢板弹簧刚度的验算在此之前，有关挠度增大系数 ，总惯性矩 ，片长和叶片端部的形状都0J不够准确，所以有必要验算刚度。用共同曲率法计算刚度，刚度的验算公式为：C= ni KkYaE113)(/6其中， ； ； 。)(11kklaiKJY1/1/kiJ式中，为经验修正系数，取 0.900.94，E 为材料弹性模量； 为主片,1l1k和第（k+1）片的一般长度。公式中主片的一半 ，如果用中心螺栓到卷耳中心间的距离代入，求的刚度值1l为钢板弹簧总成自由刚度 ；如果用有效长度，即 代入上式，jc )5.0(1 kSl求得的刚度值为钢板弹簧总成的夹紧刚度 。zc