矿用越野车悬架系统的设计【汽车类】【6张CAD图纸】【优秀】

矿用越野车悬架系统的设计

41页 16000字数+说明书+任务书+开题报告+6张CAD图纸【详情如下】

上横臂.dwg

下横臂.dwg

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前悬架装配图.dwg

后悬架装配图.dwg

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矿用越野车悬架系统的设计开题报告.doc

矿用越野车悬架系统的设计说明书.doc

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螺旋弹簧.dwg

过程管理封皮.doc

钢板弹簧部装图.dwg

目  录

摘要……………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ

第1绪论 ………………………………………………………………………………1

1.1课题的背景和意义…………………………………………………………1

1.2国内外研究现状…………………………………………………………………1

1.3课题研究的目的和内容………………………………………………………2

第2章 悬架结构形式的设计及主要参数的确定………………………………3

2.1悬架的概念………………………………………………………………………3

2.2独立悬架和非独立独立悬架的特点……………………………………………3

2.3前后悬架方案的选择…………………………………………………………4

2.4悬架主要参数的的确定…………………………………………………………6

2.5 本章小结………………………………………………………………………7

第3章 前后悬架弹性元件的设计…………………………………………………8

3.1前悬架弹性元件的设计…………………………………………………………8

3.1.1前悬架螺旋弹簧的计算…………………………………………………8

3.1.2前悬架螺旋弹簧的校核…………………………………………………10

3.1.3前悬架减振器的匹配……………………………………………………11

3.2后悬架弹性元件的设计………………………………………………………16

3.2.1后悬架钢板弹簧的计算…………………………………………………16

3.2.2后悬架钢板弹簧的校核…………………………………………………23

3.2.3后悬架减振器的匹配……………………………………………………27

   3.3本章小结………………………………………………………………………29

第4章 悬架导向机构的设计………………………………………………………30

4.1 导向机构的设计要求…………………………………………………………30

4.2导向机构的布置参数…………………………………………………………30

4.3导向机构的设计………………………………………………………………32

4.3.1纵向平面内上、下横臂的布置方案……………………………………32

4.3.2水平面内上、下横臂的布置方案………………………………………33

4.3.3上、下横臂长度的确定…………………………………………………34

4.4本章小结…………………………………………………………………34

结论…………………………………………………………………………………35

参考文献…………………………………………………………………………36

致谢…………………………………………………………………………………37

摘要

矿用防爆越野车是矿藏开采行业迫切需要的生产设备之一。从2008年4月起，国家安全监督局已下文明令禁止井下使用非防爆车辆。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。其主要任务是传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，保证汽车的行驶平顺性;保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性。

本文设计的主要内容有：(1)阐述了前后悬架的特点，确定了前后悬架为双横臂独立悬架后悬架为钢板弹簧非独立悬架的设计方案，确定悬架的结构形式及主要参数。(2)对前后悬架的弹簧进行设计计算，对主要零部件进行相应的校核，完成前后悬架减震器的匹配，对减振器的主要参数进行计算及其相关的校核。(3)对悬架的导向机构的设计，完成悬架导向机构的设计方案，确定了悬架导向机构的布置参数，完成了前悬架上下横臂在纵向平面和在横向平面上的布置方案，确定上下横臂的长度。

关键词：双横臂独立悬架；钢板弹簧；非独立悬架；导向机构的布置参数；减震器；上下横臂

ABSTRACT

       Mining SUV explosion－Proof vehicles is one of urgently needed Production equipment in Coal mining industry.Sinee04.2008 the national security agency has banned the use of underground un－explosion－proof vehicles.Modern automobile suspension is one of the important assembly on the frame, it (or body) and axle (or wheel) elastic ground joined up.Its main task is to transfer function and frame (or in the wheels of the body) all force and torque between; Ease road to frame (or body), ensure the impact load of car ride comfort and sex; Ensure the wheels and the load changes in pavement uneven has ideal motion characteristics.

     The main content of this design：(1)Expounds the characteristics of before and after suspension, Sure the front suspension for double wishbone suspension for steel plate after suspension spring to the independent suspension design scheme, sure suspension structure form and main parameters(2)Before the spring of suspension design calculation of main components, make corresponding road-line; suspension damper before and after the match, the main parameters of shock absorber is calculated and related dynamicrigidity.(3)The steering mechanism for suspension, complete suspension of design, the design of steering mechanism of suspension steering mechanism to determine the layout parameters, completed the front suspension fluctuation wishbone in the longitudinal plane and transverse plane arrangement plan, determine the length of the arm up and down.

Key words: Double Wishbone Suspension;Leaf Spring;To the;Independent Suspension;

                     Steering  Mechanism Decorate Parameters;Shock absorber;Fluctuation  

                     Wishbone

二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）

（一）设计内容

   本设计参考车型为SMV矿用越野车的技术参数，参数如下

总长x总宽x总高(mm) 5500x1800x2100      轴距(mm)         3300

整车整备质量(kg)     4700                满载质量(kg)     7800

空载前桥轴荷(kg)     2320                满载前桥轴荷(kg) 2380

空载后桥轴荷(kg)     2380                满载后拼轴荷(kg) 5420

前簧中心距(mm)       770                 前轮距(mm)       1575

后簧中心距(mm)       1000                后轮距(mm)       1575

最高车速(km／h)      ≤50                满载质心高(mm)   1000

   确定悬架总体结构，弹性元件设计，导向机构设计，减振器结构设计，主要参数的确定,对主要参数进行强度校核，验证设计的合理性。

（二）研究方法

1、参考相关资料，对比各种悬架优缺点，初步确定设计方案。

2、实地考察相关类型的车，为最终设计方案提供依据。

3、利用Autocad软件建立矿用越野车悬架二维图纸。

1.1课题的背景和意义

   目前，矿用防爆车是矿藏开采行业迫切需要的生产设备之一，国内大型矿藏井下运输车辆(包括人员运送车、货运车辆)主要为4x2防爆车辆，还有3000辆以上非防爆车辆。从2008年4月起，国家安全监督局己下文明令禁止井下使用非防爆车辆。由于井下道路状况较差，形同越野路面，矿用越野防爆车对于提高井下劳动效率，改善工人的劳动条件和减轻劳动强度显得尤为重要。我国目前尚未有此类产品，在用矿用越野车均为进口产品，因此设计该款车在替代进口，结束国外公司的垄断，研发具有自主知识产权的矿用越野车等方面具有重要的意义。国内矿用井下越野车辆基本为澳大利亚的SMV及德国的PAUS垄断，购买和维护费用高昂，制约其大量推广使用，自主开发一款适合中国国情的，具有自主知识产权的矿用越野车显得迫在眉睫。本论文研究的特种防爆矿用越野车国产化程度高，无论在购买成本和使用成本等方面都将大大低于进口产品，设计针对性较强，在性能上将更加适应我国井下作业，针对井下作业车这一细分市场其前景非常看好。

虽然国内学者对普通汽车悬架的设计己经进行了大量的研究工作，如多连杆独立悬架、双横臂独立悬架等。但对一些特种车辆的悬架设计研究很少，如该矿用作业越野防爆车的多连杆非独立悬架。如果把普通汽车的悬架设计经验套加在此特种汽车悬架设计的研究上，是不合适的。因此，有必要将其作为特殊对象来加以研究。该特种矿用作业车是应我国某矿生产现场人员的强烈要求，为提高工作效率、减少安全事故专门开发的4x4防爆车辆。1.3课题研究的目的和内容

矿用越野车在我国应用较广，其中悬架是矿用越野车的的主要部件，其设计的成功与否决定着车辆的行驶平顺性和操纵稳定性、舒适性等多方面的设计要求。设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的悬架系统，能大大降低整车生产的总成本，推动汽车经济的发展。所以本题设计一款结构优良的矿用越野车悬架系统具有一定的实际意义。

本课题主要研究内容包括:

(l)悬架系统的总体方案设计，它包括对悬架系统结构形式设计和系统各零部件的总体布置设计。

(2)悬架系统的弹簧元件性能设计和导向机构布置设计，根据整车总体布置方案对平顺性提出的要求确定悬架系统弹性元件的刚度;根据行驶路面的状况来确定悬架系统的动挠度;根据整车行驶的姿态和要求来确定弹性元件的自由长度等;根据悬架导向机构设计要求确定导向机构布置参数;根据悬架总体布置方案来确定悬架导向机构在汽车纵向平面、横向平面以及水平面内布置方案。

第2章 悬架结构形式的设计及主要参数的确定

2.1悬架的概论

悬架的形式根据其是用于可转向的前桥，还是后桥，是用于驱动桥，还是非驱动桥而有所不同。按照导向机构的形式不同，悬架基本上可以分为非独立悬架和独立悬架两大类。属于后者的有双横臂式悬架、麦弗逊式悬架、纵臂式悬架以及斜置单臂式悬架等。在所有非独立悬架中，车桥在整个弹簧行程范围内运动，为此必须提供车桥上方的空间。对于后桥来说，这就要减小行李箱空间，并使备胎布置困难;而对于前桥来说，车桥要布置在发动机下方，为了获得足够的弹簧压缩行程，即不可避免地要抬高发动机或者是把它后移。由于这个原因，非独立悬架用于前桥常常是在载货汽车

以及全轮驱动的多用途轿车中

其主要缺点是:(1)纵向板簧式非独立悬架由于其纵向长度的限制，使之刚度较大，影响平顺性;簧下质量大;(2)在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴(桥)和车身侧斜;(3)当两侧车轮不同步跳动时，车轮会左、右摇摆，影响汽车操纵稳定性;(4)前轮跳动时，悬架容易与转向传动机构产生运动干涉;(5)当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时，由于左右两侧车轮反向跳动，或者一侧车轮跳动时，会产生轴转向特性，影响操纵稳定性。

2.3前后悬架方案的选择

本设计参考车型为SMV矿用越野车的技术参数，参数如下

                     表2.1 SMV矿用越野车参数

总长x总宽x总高(mm)5500x1800x2100轴距(mm)3300

整车整备质量(kg)4700满载质量(kg)7800

空载前桥轴荷(kg)2320满载前桥轴荷(kg)2380

空载后桥轴荷(kg)2380满载后拼轴荷(kg)5420

车轮外倾(°) 1主销内倾(°)8

前轮距(mm)1575后轮距(mm)1575

  最高车速(km／h)           ≤50            满载质心高(mm)            1000

随着经济技术和文化的发展，人们对汽车行驶舒适性的要求越来越高。汽车悬架系统对整车行驶稳定性和平顺性有举足轻重的影响，但汽车悬架系统是一个比较复杂的多体系统，其构件之间的运动关系十分复杂，所以开发和设计合理的汽车悬架系统是十分重要。

本文以多体动力学基本理论和方法为基础，以某矿用越野防爆车的悬架系统为研究对象，进行了弹性运动学方面的研究。其主要参数为：轴距3300mm，满载质量7800kg，整车整备质量4700kg，空载前桥轴荷2320kg，满载前桥轴荷2380kg，空载后桥轴荷2380kg，满载后桥轴荷5420kg，前轮距1575mm，后轮距1575mm，最高车速≤50。

根据本文所完成的工作，现作如下总结:

  （1）悬架系统设计部分。本文根据整车总布置要求，完成了该特种车悬架系统的总体方案设计，前悬架为双横臂独立悬架，后悬架为钢板弹簧非独立悬架;完成了悬架主要参数的确定和弹性元件的设计，根据整车平顺性要求确定了前、后悬架的静挠度和弹性元件的刚度;完成了导向机构的设计，根据其设计要求确定了其布置参数(侧倾中心、侧倾轴线、纵倾中心)。并确定了导向机构在整车纵向平面、水平面内布置方案。

  （2）强度校核部分。根据校核的结果可以确定前后悬架的设计安全系数较为合理。

结合本文所做工作，可以做以下一些改进和深入工作：

  （1）参数化设计。进一步提高整车的参数化程度，例如悬架弹性衬套的特性文件设计，根据连接运动副调整弹性衬套特性时，可以匹配一系列不同材料、不同尺寸、各向不同刚度的弹性衬套。

  （2）优化结构。优化杆系连接支架的结构，控制其不同工况下，最大工作应力值都低于材料的屈服极限，提高零部件的强度安全系数，并对比分析其结构的优点。

  （3）实验验证。该车道路实验正在进行，由于时间关系，无法从道路实验方面验证本文分析的结果，应结合道路试验结果，对比分析该悬架性能对整车操作稳定性、制动稳定性的影响，为以后该车结构的优化提供参考。

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