毕业设计（论文）-前后钢板弹簧悬架总成设计.docx

载货车钢板弹簧悬架是一种常见的车辆悬架形式，它通过钢板弹簧将车身与轮系连接，并在车辆行驶时起到缓冲和支撑作用。随着现代物流行业的不断发展，货车的运输需求日益增长，对车辆悬架的要求也越来越高。因此，对载货车钢板弹簧悬架的设计和研究显得尤为重要。本文主要研究2022款江淮帅铃S9的前后钢板弹簧悬架的设计。首先介绍了研究的背景和意义，分析了悬架类型，并综述了国内外钢板弹簧研究情况和未来发展趋势。接着，详细介绍了前钢板弹簧的设计，包括钢板弹簧的基本参数的确定和设计计算，以及强度验算。然后，针对减振器进行了设计，包括减振器的分类及选型、相对阻尼系数的选择和阻尼系数的确定等。接下来，重点介绍了后钢板弹簧的设计，包括后钢板弹簧基本参数的确定、弹性元件的设计、钢板弹簧刚度的验算、总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算和强度验算等。本次设计全面系统了解了钢板弹簧悬架的设计方法，同时根据设计计算结构，完成了二维图纸的绘制。未来，随着技术的进步，汽车悬架系统将会向着更为智能和自适应的方向发展。通过本次设计，自身还掌握了系统的研究方法和实际操作能力，提高了综合素质和解决实际问题的能力，对未来的职业发展具有重要的指导意义。关键词：载货车；钢板弹簧；悬架；减震器；结构设计;ABSTRACTTruckleafspringsuspensionisacommonformofvehiclesuspension.Itconnectsthebodywiththewheelsystemthroughleafspringandplaysabufferandsupportrolewhenthevehicleisrunning.Withthecontinuousdevelopmentofthemodemlogisticsindustry,thedemandfortrucktransportationisincreasing,andtherequirementsforvehiclesuspensionarealsobecominghigherandhigher.Therefore,thedesignandresearchoftruckleafspringsuspensionisparticularlyimportant.Thispapermainlystudiesthedesignofthefrontandrearleafspringsuspensionofthe2022JianghuaiShuailingS9.Firstly,itintroducesthebackgroundandsignificanceoftheresearch,analyzesthesuspensiontypes,andsummarizestheresearchsituationandfuturedevelopmenttrendofleafspringathomeandabroad.Then,thedesignofthefrontleafspringisintroducedindetail,includingthedeterminationofthebasicparametersoftheleafspring,thedesigncalculation,andthestrengthcheckingcalculation.Then,theshockabsorberwasdesigned,includingtheclassificationandselectionofshockabsorbers,theselectionofrelativedampingcoefficients,andthedeterminationofdampingcoefficients.Next,thepaperfocusesonthedesignoftherearleafspring,includingthedeterminationofthebasicparametersoftherearleafspring,thedesignoftheelasticelements,thecheckingcalculationofthestiffnessoftheleafspring,thecalculationofthearcheightandcurvatureradiusoftheassemblyinthefreestate,andthestrengthcheckingcalculation.Thisdesigncomprehensivelyandsystematicallyunderstoodthedesignmethodofleafspringsuspension,andcompletedthetwo-dimensionaldrawingaccordingtothedesigncalculationstructure.Inthefuture,withtheadvancementoftechnology,automotivesuspensionsystemswilldeveloptowardsamoreintelligentandadaptivedirection.Throughthisgraduationproject,Ihavealsomasteredsystematicresearchmethodsandpracticaloperationabilities,improvedmycomprehensivequalityandabilitytosolvepracticalproblems,whichhasimportantguidingsignificanceforfuturecareerdevelopment.Keywords:cargotruck;1.eafspring;Suspension;Shockabsorber;Structuraldesign;摘要IABSTRACTII1绪论11.1 研究的背景和意义11.2 悬架类型分析11.3 国内外研究情况21.4 未来发展趋势32前钢板弹簧的设计42.1 钢板弹簧基本参数的确定42.1.1 单个钢板弹簧的载荷52.1.2 钢板弹簧的静挠度52.1.3 钢板弹簧的动挠度62.1.4 钢板弹簧满载静弧高62.1.5 钢板弹簧断面形状的确定62.1.6 钢板弹簧主长度的确定72.2 钢板弹簧的设计计算72.2.1 钢板弹簧片厚的计算72.2.2 钢板弹簧片宽的计算92.2.4 钢板弹簧各片长度的计算92.2.5 钢板弹簧刚度的验算112.2.6 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算122.2.7 钢板弹簧总成弧高的核算142.3 钢板弹簧强度验算152.4 钢板弹簧主片的强度的核算152.5 钢板弹簧销的强度核算162.6 小结163减振器的设计173.1 减振器的分类及选型173.2 相对阻尼系数的选择173.3 减振器阻尼系数的确定193.4 最大卸荷力的确定193.5 简式减振器工作缸直径的确定193.6 小结204后钢板弹簧的设计224.1 后钢板弹簧基本参数确定224.1.1 后悬架的载荷224.1.2 后悬架振动频率的选择224.1.3 动挠度的选择224.1.4 悬架的弹性特性234.1.5 悬架主、副簧刚度的分配234.2 弹性元件的设计244.2.1 钢板弹簧的布置方案244.2.2 钢板弹簧主要参数的确定244.3 钢板弹簧刚度的验算274.4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算294.4.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高294.4.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径的确定304.4.3 钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定304.5 钢板弹簧总成弧高的核算314.6 钢板弹簧强度验算324.7 钢板弹簧弹簧销的强度的核算344.8 小结345结论35致谢错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。1.1 研究的背景和意义载货车钢板弹簧悬架是一种常见的车辆悬架形式，它通过钢板弹簧将车身与轮系连接，并在车辆行驶时起到缓冲和支撑作用。随着现代物流行业的不断发展，货车的运输需求日益增长，对车辆悬架的要求也越来越高。因此，对载货车钢板弹簧悬架的设计和研究显得尤为重要。目前，国内外对于钢板弹簧悬架的研究已经取得了一定的进展。在国外，欧美等发达国家已经将钢板弹簧悬架应用在货车等大型车辆上，并取得了良好的效果。在国内，已经有一些研究机构和企业对钢板弹簧悬架进行了研究和开发，取得了一些成果。1.2 悬架类型分析汽车悬架是指连接汽车车身和车轮的部件，通常由弹簧、减震器、连接杆等组成。根据结构和工作原理的不同，汽车悬架可以分为以下几种类型：独立悬架：独立悬架是指每个车轮都单独装有悬架系统的结构。独立悬架可以使每个车轮独立地移动，从而提高车辆的操控性和行驶平稳性，适用于高速公路等平坦路面。常见的独立悬架类型包括麦弗逊式悬架、双叉臂式悬架、多连杆式悬架等。非独立悬架：非独立悬架是指两个车轮之间共用同一个悬架系统的结构。非独立悬架比较简单，成本较低，适用于城市道路等较为复杂的路面。常见的非独立悬架类型包括扭力梁式悬架、杆式悬架等。气囊悬架：气囊悬架是指使用气囊代替传统钢板弹簧的悬架系统。气囊悬架可以根据不同工况动态调整悬架高度和刚度，适用于大型货车、巴士等需要调整载重高度的车辆。同时，气囊悬架还可以提高车辆的舒适性和稳定性。主动悬架：主动悬架是指使用电子控制系统调整悬架刚度和行程的悬架系统。主动悬架可以根据不同路面和驾驶状态调整悬架参数，从而提高车辆的操控性、行驶平稳性和安全性。常见的主动悬架类型包括电液悬架、磁流变悬架等。转向悬架：转向悬架是指使用转向机构将悬架系统与车辆转向系统相连接，使车辆在行驶时可以实现转向。转向悬架可以提高车辆的操控性和转弯半径，适用于城市道路和紧凑型车型。1.3 国内外研究情况汽车悬架的研究是汽车制造和设计的重要方向之一。独立悬架：欧洲、北美和日本等发达国家在独立悬架的设计上处于领先地位，麦弗逊式悬架、双叉臂式悬架和多连杆式悬架等已经得到广泛应用。磁流变悬架：磁流变悬架是一种主动悬架系统，可以通过电子控制来调整悬架刚度和行程。目前，美国和欧洲等国家的汽车制造商已经开始在高端车型中应用磁流变悬架。气囊悬架：气囊悬架是使用气囊代替传统钢板弹簧的悬架系统，可以根据不同工况动态调整悬架高度和刚度。气囊悬架已经被广泛应用于大型货车、巴士和一些高端轿车中。独立悬架：我国汽车行业在独立悬架的设计和应用方面已经取得了一些进展。例如，长城汽车的HaVaIF7采用了前麦弗逊后多连杆式独立悬架，用于提高车辆的行驶稳定性和操控性。电液悬架：我国一些汽车制造商已经开始研究和应用电液悬架。例如,长安汽车在其CS75P1.US车型中应用了电液悬架，用于提高车辆的驾驶舒适性和行驶稳定性。转向悬架：我国汽车制造商在转向悬架方面的研究和应用也有一定进展。例如，吉利汽车的Icon车型采用了电动助力转向系统，用于提高车辆的操控性和转弯半径。总体来说，国外在汽车悬架研究和应用方面处于领先地位，但我国在独立悬架、电液悬架和转向悬架等方面也取得了一些进展。未来，随着我国汽车行业的不断发展和创新，相信在汽车悬架技术方面也会有更多的突破和应用。1.4 未来发展趋势未来，随着物流行业的不断发展，货车的使用需求将会越来越广泛和复杂，因此对于钢板弹簧悬架的研究和开发仍然具有很大的发展空间。未来的研究方向主要包括以下几个方面：提高悬架的承载能力和稳定性，以适应更加严苛的使用环境。优化悬架的设计结构和材料，以提高悬架的使用寿命和可靠性。提高悬架的驾驶舒适度，减少车辆在行驶过程中的振动和噪声。引入智能化技术，以提高悬架的自适应性和控制性能，进一步提高悬架的使用效果。2前钢板弹簧的设计2022款江淮帅铃S9是一款中型卡车，是江淮汽车旗下帅铃品牌的一款车型。本次设计的该车型主要参数如下表2.1,车型实物如图2.1。表2.1车型设计参数整备质量：490Okg最大装载质量：690Okg满载轴荷：4000kg（前轴），7995kg（后轴）轴距：4200mm图2-1车型实物2.1 钢板弹簧基本参数的确定2.1.1 单个钢板弹簧的载荷当汽车处于静止状态，并且是满载的时候，前轴位置的载荷G/是4000kg,而非簧载的质量G数值是882kg,在这种情况下能够很好的完成单个钢板弹簧所承载的载荷数值，具体是：Fw=559kg(2-1)因此有：%=%x9.8=15278.2N(2-2)式中，FW为满载时的悬架载荷；2.1.2 钢板弹簧的静挠度所为的静挠度，其实就是在处于满载状态并且是静止的时候，此时的悬架自身的载荷跟刚度之间的比值，也就是=FjC弹簧自身的静挠度对于整个汽车行驶过程中的性能会造成很大的影响，考虑到正常行驶的时候，汽车本身存在有很严重的振动情况，这种振动主要是因为纵向角来造成的，现在设计的时候，前后轴之间的静挠度要尽量确保是一致的，而且在静挠度数值比较大的时候，整车的震动频率会降低，舒适性方面有提升的效果，不过经过多年的实验之后发现，静挠度这个数值不能够一直增大，这样会导致频率太低，容易使得乘坐者有很明显的晕车感受，如果设计的时候前轮并非是属于独立悬挂的结构形式，那么挠度太大的话，整体的操纵性会很差。正常车辆在行驶的时候，整体的舒适性要考虑到悬架跟弹簧部分出现的振动，这部分的频率是对舒适性有很大影响的一个点，现在的汽车质量在进行分配的时候，都是接近1的，所以车身跟悬架部分的振动并非是有直接关系的，而车辆自身的振动频率确定是通过下述过程来完成的：n=ycm1211(2-3)式中：c悬架刚度，N/m；m一悬架簧上质量,kg;静挠度的表述在分析文献展露内容的基础上确定是：力=整(2-4)整理计算之后的情况是：，=半(2-5)车辆不同的时候,对应的平顺偏求也是存在差异的，对于货车来说,后悬架位置的振动区间应该是1.70-2.17hz,货车的使用目的更多的是进行载货，考虑之后确定这部分的频率应该是1.8hz,存在有C<4.98Y(4.98?“»ufc=7.65cm=76.5mm'VnJI1.82.1.3 钢板弹簧的动挠度在静止并且满载的状态下，一直到实现了悬架的最大变形，这个阶段当中的车轮跟车架之间的相对位置变化是跟动挠度有关系的，一般情况下，货车的动挠度有一个取值的范围，具体是69cm.。而在开展这次设计的时候，对应选定的是：1.=8.0Cm2.1.4 钢板弹簧满载静弧高钢板弹簧是安装在车轴位置上的，当车辆是满载状态的时候，此时的弹簧主片跟两端位置的半径连线存在有高度变化，这个差异就是所谓的满载弧高。在以二0的情况下，此时的弹簧位置之间是对称的关系，在使用的时候，弹簧自身存在的塑性变形对于动挠度值的满足有很好的效果，一般情况下这部分的取值范围是/,=1020mm。而在这次的设计当中采用的是15mmo2.1.5 钢板弹簧断面形状的确定现在的板弹簧在加工的时候，截面形状大都是矩形形式的，这种形式也说明了整个加工过程相对比较简单，成本方面的控制效果也比较好，但是这种截面形式也存在有很大的不足，而且弹簧的中性轴所处的位置是在断面的对称位置上的，工作的过程中，及存在有拉力，并且还存在的压力,而且上下表面部分的拉应力以及压应力数值认定其是相等的，但是考虑到材质本身的性能情况，对于拉力的抵抗作用是不如压力的，因此失效的主要情况还是局限在了拉裂的情况中，除了这种矩形截面形式之外，还可以是其他形状的，但是其他形状的中性轴比对这种矩形截面的话，都是有上移过程的，在承载拉力的位置，拉应力的数值相对是降低的过程，但是受压位置的力是增大的，这样的话，就能够对原有的断面应力分布情况进行一定的改善，也能够对弹簧的疲劳强度有提升的作用，材质的加工需求也降低了一成，在这次的设计当中，确定的截面形式就是矩形的。2.1.6钢板弹簧主长度的确定弹簧长度其实指代的就是在弹簧伸直之后，两个卷耳的中心位置之前的间距，在长度增长的过程中，弹簧的刚度会降低，这样的话，车辆形式过程中的平稳性会得到保障，如果垂直刚度是给定的，那么还会对纵向角的刚度有一定的提升效果，在弹簧存在纵向角的时候，此时对整个弹簧会有一个纵向力矩的施加过程，在纵向角刚度增加的过程中，车轮位置的扭转力矩对原来弹簧的变形影响会得到缓解，但是如果弹簧很长的话，那么后续的布置安装难度会比较大，一般情况下，如果能够完成安装布置的过程，那么钢板的长度应该是越唱越好，在对现有资料进行深入分析的基础上知道，对于货车来说，前悬架位置的长度要求应该是1.=(0.260.35)轴距，后悬架的话应该是1.=(0.350.45)轴距。分析之后结合这次的设计要求，确定了弹簧的长度数值是1.=1330mmo2.2钢板弹簧的设计计算2.2.1钢板弹簧片厚的计算采用矩形断面，并且弹簧的厚度是一致的，对应的总惯性矩在分析文献展露内容的基础上确定是:Jo二式中：小弹簧片数；nhhn(2-6)"板簧宽度；板簧厚度。在确定了计算方式的基础上可以看到，无论是片数，片厚或者是片宽(2-7)出现变化之后，对于总的惯性矩都会造成影响。最终分析后存在有:1.-ksc48EJo=其中:"无效长度系数，k=0.5;S-U型螺栓中心距，140mm；耳.材质本身的弹性模量，E=2.1×105Nmm2；挠度增大系数。在对计算过程进行分析，当总惯性矩发生变的时候，那么对应的弹簧垂直刚度方面也有浮动，车辆的平顺性会受到很大的制约，而且这些参数当中，在厚度出现变化的时候，整个总惯性矩方面的影响是非常大的，当片厚比较大的时候，那么片数就应该相应的较低，各个弹簧片之间的厚度方面既有相同的，也有不同的，相同的在设计的时候使用的比较多，本次设计也采用的是这种设计方式。片厚在分析文献展露内容的基础上确定是:(2,8)6所式中，许用弯应力，对于前钢板弹簧来讲取值范围应该是350450Mpa,后钢板弹簧对应的取值区间是450550Mpa,后副簧对应的取值区间是220250Mpa;最终确定的是=400Mpa0挠度增大系数S=卢一、=1.32；表示的是跟主片长度一1.04×1+0.5In)致的钢板片数，在这次的设计当中采用的是2；n指代的是钢板片数钢板弹簧悬架片数n的计算公式为：n=(F×K)(G×h)其中，F为悬架的额定负载；K为悬架的刚度系数；G为钢板弹簧的弹性模量；h为钢板弹簧的厚度。该公式根据负载和刚度系数计算出所需的弹簧变形量，再根据钢板弹簧的弹性模量和厚度计算出所需的弹簧片数11o所以前悬钢板弹簧片数最终采用的是11。其中的3=1.32,运算之后对应的是h=8.69mm,圆整之后的结果应该是h=9mmo2.2.2钢板弹簧片宽的计算在确定了h之后，开展弹簧片宽的数值确定过程，片宽一旦变大，那么相应的卷耳强度也会增强的，如果车身承载侧向力，此时的弹簧扭曲应力也会增长，现在的前悬架位置的弹簧片是比较宽的，这种情况下，对于转向轮的最大转角数值会有比较大的影响，如果片宽数值比较小的话，那么就需要通过片数增加的方式来予以缓解，此时的弹簧总厚度以及各个弹簧片之间的摩擦力会增大，常规的选定过程中，片宽还有厚度之间的比值范围应该是610。最终确定了这次设计当中的b=80mmo2.2.4钢板弹簧各片长度确定将各个不同的簧片厚度立方数值通过相同的比例绘制出来，然后结合坐标的情况确定主片以及螺栓中心距的一半数值，此时会有两个点存在，在连接之后，就能够完成三角形板簧的展开图绘制过程，在AB线跟其他侧边的交点长度其实就是设计的簧片长度尺寸，如果跟主片长度有一致的簧片存在，那么就需要在最后一个簧片的上侧位置上断点，然后再次连线,这个线的长度就是除了同长簧片之外的其他簧片长度尺寸，要知道实际的尺寸要经过圆整处理之后来确定下来，确定的尺寸整理情况见表格当中的内容。表2“簧片长度板号1234567891011长度13301330121110929738547356164973782592.2.5钢板弹簧刚度的验算要知道直接进行挠度增大系数以及总惯性矩还有片长等等数据确定的时候，是很难实现的，因此刚度的验算是非常有必要的，而刚度的确定是要采用共同曲率法来完成的，在分析文献展露内容的基础上确定是：(2-9)jt+IY+=1/Z；=-60EC二-Z4+1化-匕+）k对应存在有a1=&-几）；YK=TtJi；i=Jj=咚；。指代的是刚度修正系数，«=0.9-0.94,在分析文献展露内容12的基础上确定是0.91；4、指代的是主片跟第（k+i）片的一半长度。实际的刚度确定情况整理见下述表格当中的内容。bh3表2-2簧片刚度验算板号1.K3k+1YkY-Y÷a3k+a3k+Y-Y+)1665.00.0002057612665.00.00.0001028810.0001028810.003605.559.56.85871E-053.42936E-05210644.97.2237611454546.0119.05.14403E-051.71468E-051685159.028.895044585486.5178.54.11523E-051.02881i-055687411.658.512465286427.0238.03.42936E-056.85871E-0613481272.092.464142667367.5297.52.93945E-054.89908E-0626330609.4128.99573478308.0357.02.57202E-053.67431E-0645499293.0167.17847229248.5416.52.28624E-052.8578E-0672251192.1206.479172710189.0476.02.05761E-052.28624E-06107850176.0246.571047111129.5535.51.87056E-051.87056E-06153560113.9287.24301146651.87056E-05294079625.05500.928264自由刚度在分析文献展露内容的基础上确定是:6x2.1×105×0.916724.5NImm=170.5N/mm依据有效长度来替代弹簧长度进行计算，确定最终的刚度数值，这个也就是加紧状态下的刚度。1.e=1.-JlS=1330-0.5×140=1260nn（2-10）夹紧刚度通过查手册列表计算之后的结果是：J=2005N/加明比对之后发现这个数值跟设计刚度之间的差异是比较小的，因此认定其刚度是满足正常使用要求的。2.2.6钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算（1）自由状态弧高弧高H0在分析文献展露内容的基础上确定是：%=（£+£,+V）（2-11）力是静挠度；，是满载弧高；y是在通过U性螺栓夹紧处理之后导致的弧高变化的情况，N=SQ1.-S）?"）；S指代的是螺栓自身的中心距数值。1.是钢板弹簧主片长度。S(31.-S)(/rt+/cJ_140x(3xl330-140)x(15+76.5)_Z-A1D.II1I11212×13302Ho=(fcm+f)=76.5+15+13.9=105.4mm(2)自由状态的曲率半径确定过程：曲率半径在分析文献展露内容的基础上确定是：13302RO=1.2/8Ho=2097.8mm008×105.4(3)各个簧片的曲率半径确定对于其他的弹簧片来说，自身在处于自由状态的时候，对应的曲率半径跟安装之前是存在差异的，一旦完成加工的过程，那么各个簧片上都存在有预应力，这个数值跟自由状态的曲率半径之间存在关系，在加工的时候，各个簧片的自由状态曲率半径是存在差异的，这样才能够确保安装的时候能够顺利完成，厚度一致的簧片可以正常的安装在一起，而且使用寿命上差异也不大。矩形断面形式的话，对应的各个簧片曲率半径在分析文献展露内容的基础上确定是：Ri=RO川+QbojR°)/E也(2-12)其中的Rj表示的就是第i片弹簧在自由状态下对应的曲率半径(mm),%为钢板弹簧总成自由状态下对应的曲率半径(mm)bo,.为各片钢板弹簧预应力(N/加病)；E材质自身弹性模量N/加疝，在分析文献展露内容的基础上确定是2.1x105N/m/；%为第i片厚度数值，其中的Ro和簧片预应力是确定了的，因此能够比较简单的确定出各个簧片自由状态对应的曲率半径数值。弹簧采用的簧片厚度一致的话，那么在进行预应力数值确定的时候不能够天大，一般情况下对于主片来讲，根部位置的工作应力在跟预应力叠合之后，具体的数值范围应该是300350N/相加。14片长片在叠加之后的预应力为负，而短片的话为正。预应力的确定，要考虑到簧片根部存在的预应力导致的弯矩Mj之代数和等于零，即AZ1-=O最终完成各个簧片对应的预起力，曲率半径以及弧高尺寸确定，整理见表格内容。表2-3计算数值整理表格版号12345678910110i-80-501505102030402020Ri2251236021702098207520522009196719272009200986.793.784.571.15744.433.624.1168.94.22.2.7钢板弹簧总成弧高的核算确定叶片自由状态对应曲率半径的时候，要通过预应力的数值来完成，考虑到预应力的选定情况，在完成装配之后的弧高可能跟之前确定的弧高数值之间存在差异，所以装配之后的弧高要再次进行计算，在二者差异比较小的情况下，认为是合理的。想要确保最终的弹簧总成是稳定且平衡的，那么说明各个簧片对应的势能综合是最小状态，据此能够完成弹簧Ro为:的数值确定：&二署=2157mm(2-13)总成弧高在分析文献展露内容的基础上确定是:1.2_133O2瓯"8x2157=102.5mm(2-14)比对之前计算的数值105.4m11可以看到差异是很小的，所以这部分是合理的。2. 3钢板弹簧强度验算正常行驶的时候，如果进行紧急制动，那么此时承载情况最为严重的位置是处于前钢板弹簧位置的，对于后半段的弹簧来讲，极限应力在分析文献展露内容的基础上确定是：ec,naxAn1G1(1+C)l?(什幻儿(2-15)其中的Gl指代的是前轮位置承载的垂直静载荷；团；指代的是制动过程中前轴位置的负荷转移系数（货车对应取值区间是1.41.6;乘用车取值区间是1.21.4）。/,.%指代的是弹簧前后段的对应长度；9是道路附着系数，计算的时候采用的是0.8；C固定弹簧的位置跟地面之间的距离;Wo是弹簧的总截面系数。“max=958.7MpaZH1G1(1+>C)2_1.4×15278.2×(665+0.8×500)X665(/.÷2)133011x80x926湫同=1000例加，可以看到强度方面也是满足要求的。2.4钢板弹簧主片的强度的核算确定主片应力的时候，要结合弯曲应力以及拉应力的合成情况来完成，在分析文献展露内容的基础上确定是：3fD÷)+Abh12bh(2-16)FS=GM9是表述的弹簧纵向方向上的作用力作用到主片中心线位置的力；h,=2hnn卷耳厚度；D卷耳内径；b弹簧宽度。许用应力o350MPa0计算之后存在有:3x15278.2x1.4x0.8x(25+18)80×182+15278.2x1.4x0,880×18=97Nmm2<<5可以看到强度方面主片是满足使用要求的。2.5钢板弹簧销的强度核算对于弹簧销来说，正常工作的时候需要承载静载荷，静载荷的存在对于弹簧销会有一个挤压的作用，具体是q=尼/瓦/.其中吊表示的就是在处于满载并且静止的时候，对应的弹簧端部位置的载荷情况，b表示主片叶片的宽度；d指代的是钢板弹簧直径。当采用的材质是20钢或20Cr钢，45钢，淬火之后存在有qW79N/mm2Fv=152782=7639.ITV(2-17)S22FS7639.1r-I/c10、.=6。MPa<.(2-18)Zbd80×16l'比对结果可以看到，强度方面弹簧销是不存在问题的2. 6小结这部分的内容是结合现在市场上的汽车钢板弹簧设计的内容以及汽车的具体使用情况，完成了弹簧尺寸以及片数还有刚度确定过程的，通过共同曲率的方式对其刚度进行了校核计算，并分析了多种情况下的弹簧受力，对其最大应力开展了校核计算，完成了弹簧销以及卷耳结构的强度校核，整个前钢板弹簧的设计至此完成。3减振器的设计2.1 减振器的分类及选型现在的常规减震器主要有两种形式，一种是液力形式的，一种是摩擦形式的，后者的工作是在摩擦片的作用下来完成动力传递的，而液力形式的减震器结构包括有摇臂式以及筒式的，后者的自重比较小，使用的时候稳定性以及可靠性都比较高，大批量生产的可操作性也很好，现在的汽车述上很大一部分采用的就是这种筒式结构的，在本次的设计当中，减震器的类型选定的是双筒式的。3. 2相对阻尼系数的选择卸荷阀打开之前，减震器自身的阻力以及速度之间存在有F=v(3-1)式中，K是阻尼系数。图纸当中展示的内容其实就是减震器自身的阻力一速度特性。根据图纸内容来看，速度方面主要有四个阶段，表述的内容包括有压缩行程以及伸张行程的过程，斜率就是减震器的阻尼系数表述，因此确定减震器的阻尼系数是有四个，一般情况下提到的阻尼系数其实表述的就是在卸荷阀打开之前的情况，压缩阶段跟伸长阶段的阻尼系数是不一样的。图31减振器的特性a)阻力一位移特性b)阻力一速度特性悬架存在阻尼，其中的簧上质量呈现周期衰减的变化趋势，通过相对阻尼系数的变化程度就能反映出整个振动衰减的情况，具体的表述在分析文献展露内容的基础上确定是：=o/(3-2)式中，c是垂直刚度；加,是簧上质量。根据公式的情况来看，当刚度以及簧上质量存在差异的时候，阻尼效果也是不同的，振动衰减的越快，说明犷值大，这种情况下的冲击情况能够反馈到车身上，一般情况下，在进行设计的时候，都要确保压缩环节的相对阻尼数值是比较大的，而伸长阶段对应的系数应该是比较大的，同时二者之间的比例关系应该是=(0.250.5Mo正常设计的时候，先确定二者的平均值，如果元件悬架的内部不存在摩擦的话，那么有=0.250.35；如果存在摩擦的话，那么这个数值应该小一点，当使用的路况比较差的话，那么数值应该稍微大一点，常规的选定范围是外>0.3；从确保悬架跟车架之间不存在干涉的角度考虑的话，那么有外,=0.5%。设定y<=0.3,因此：.十；5匕=03运算处理之后存在是匕=0.4%=0.23.3减振器阻尼系数的确定阻尼系数5=l4crnxa悬架自身的振动是=yctns,据此有-2tnx(3-3)=2=2×3.14×1.8=11.33$=2mM=2×0.4X1559X11.3=14093.4NSlm=2tns=2×0.2×1559×11.3=7046.68NSIm3.4最大卸荷力的确定从降低冲击力的角度考虑，当活塞的振动达到一定程度的时候，开展卸荷的过程，此时的减震器不存在阻尼力提供，这样也限制了本身提供阻尼力的情况，对应的活塞速度就是卸荷速度，这个速度的范围是0.15-0.3mSo本次设计采用的是匕=0.2ms°F0=sVx=14093.4×0.2=2818.7N(3-4)3.5简式减振器工作缸直径的确定通过最大卸荷力来完成缸体直径的确定(3-5)%-p(l-22)p是缸体的最大允许压力，范围是34Mpa；丸表示的是连杆跟缸筒的直径比值，双筒形式对应范围是4=0.400.50,单筒式是;I=0.300.35<>设计当中采用的是p=4Mpa,2=0.4,因此有:D=岛J=4x28产7皿-p(l-l2)3.14×4x(1-0.42)减震器的尺寸在查阅资料之后整理成表。表3-1基本尺寸直径D基长1.贮油缸外直径D,吊环直径。吊环宽度B活塞行程S2090349020030120482924110250401606539321302805019080474017028060210906250170"280工作直径2=(1.351.5)E>,结合标准情况确定的是Q=45mm0壁厚是2mm,活塞形程S=240mm,基长1.=IlOmmo1.min=1.+S=240+110=350mm(完全压缩之后)1.nm=1.min+2S=350+2X110=570mm(完全拉伸)3. 6小结这部分完成了双筒形式的液压振动器确定过程，结合前悬架位置的弹簧刚度以及车辆自身的振动情况，明确了减震器的具体计数参数。214后钢板弹簧的设计4.1后钢板弹簧基本参数确定1 .1.1后悬架载荷该数据一般为车型固有参数，本次设计根据车型特点确定。空载的时候对应的后悬架承载是3554kg,满载是7800kg。非簧载是1846kg。存在:空载对应的单个弹簧承载载荷F0=(355446)X9,8=8369V满载对应的单个弹簧承载载荷.=(780()-1846)x9.8=29175yv24 .1.2后悬架振动频率的选择一般要确保前后位置的悬架偏频尽量相近，当高速通过障碍的时候，要确保在勺/%I时存在