【车辆工程类】载货汽车后空气悬架总成的设计【3张CAD图纸+毕业论文】【毕业论文说明书】
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毕业设计 (论文 ) 题 目： 载货汽车后空气悬架总成的设计 专 业 车辆工程 班 号 02011- 学 生 姓 名 指导教师姓名 姜立标 哈尔滨工业大学（威海） 2005 年 12 月 30 日 哈尔滨工业大学（威海） 毕业设计（论文）任务书 姓 名： 院（系）：汽车工程学院 班 号： 02011- 专 业： 车辆工程 毕业设计（论文）题目 载货汽车后空气悬架总成的设计 立题的目的和意义： 随着我国公路建设特别是高等级公路的快速发展，大大提高公路货物运输的快速通达能力，导致公路货运量迅速增长，钢板弹簧式非独立悬架载货汽车己不能满足高速运输的需要，对装备有空气悬架的商用载货汽车的需求将会大量增加。空气悬架由于其具有变刚度、悬架高度可调、振动频率低等优异的特性，而备受汽车制造者青睐。 载货汽 车 后 空气悬架总成的设计 ，吸收并改进国内外先进的产品技术。本题目可使学生在产品更新设计等方面得到切实的锻炼。 技术要求及工作计划： 1、对各种 载货汽车 后 空气悬架总成 结构和工作原理进行归纳分析； 2、对各种气囊进行性能研究比较； 3、设计典型 载货汽车 后 空气悬架总成 并进行理论计算； 4、撰写设计说明书计 10000 字左右。 5、翻译相关英文资料 3000 字左右。 时间安排： 第 1：搜集资料，了解 各种 载货汽车 后 空气悬架总成 结构及原理；英文翻译； 第 4 周：写开题报告； 第 4： 汽车 后 空气悬架总成 理论计算 ； 第 8： 载货汽车 后 空气悬架总成 结构设计； 第 17 周：撰写说明书； 第 18 周：准备答辩。 指导教师： 姜立标 2005 年 12 月 30 日 教研室主任： 年 月 日 载货汽车后空气悬架总成的 设计 姓 名 : 班 号 : 导 师 : 本课题的主要内容是对空气悬架的 总体设计，并通过手绘表达在图纸上。 本课题的难点是空气弹簧在后驱动 桥悬架系统中的布置，重点是通过此 项设计加强自己的制图基本功和技术， 通过设计来加强自己的创新设计能力 并锻炼自己的思维 。 概况 随着我国公路建设的快速发展，钢板弹簧式悬架 载货汽车已不能满足高速运输的需要。空气悬架由 于其具有变刚度、悬架高度可调、振动频率低等优 异的特性，而备受汽车制造者青睐。 空气悬架在我国的应用落后于国外几十年，直到 近几年才开始应用起来，目前空气悬架的配置率仍 然很低，基本上还属于“导入”阶段。 目前国外在重型载货车使用空气悬架的比例已达 80%以上，部分轿车也逐渐开始安装空气悬架。 囊式空气弹簧 膜式空气弹簧 空气弹簧 空气弹簧 原 理 空气悬架工作原理就是用空气压缩机 形成压缩空气，并将压缩空气送到弹簧 和减振器的空气室中，以此来改变车辆 的高度。在前轮和后轮的附近设有车高 传感器，按车高传感器的输出信号，微 机判断出车身高度的变化，再控制压缩 机和排气阀，使弹簧压缩或伸长，从而 起到减振的效果。 空气悬架在整车上的布置简图 空气悬架实图 空气悬架基本模型 空气弹簧受力简图 根据超载状态下空气弹簧所承担的载荷，计算出超载时的受力值，按下表中装载范围确定选用型号。 所选型号为 型号 最大外径 155 265 255 330 340 390 静态高度 130 215 255 230 306 286 装载范围 210470630105014501800压力范围 111111自然频率 横向稳定杆 纵向推力杆 纵向推力杆支架 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - I - 载货汽车后空气悬架总成的设计 摘 要 随着空气弹簧应用的推广，我国对空气弹簧的研究和开发越来越得到重视。另外，随着对重型载货汽车对路面破坏机理的研究和认识进一步加深，以及政府对高速公路养护的重视，空气弹簧在重型车市场的应用也将进一步增加。 空气悬架是正在广泛应用的高端结构，其关键部件是空气弹簧，本文对空气弹簧及各个受力杆件进行了详细的计算、校核和设计，并介绍了空气悬架的发展历程、发展现状以及发展趋势和方向。 首先，讨论了空气悬架在国内外的发展状况和趋势，并阐明了空气悬架在我国的应用和发展前景，提出了研 究重型载货汽车空气悬架的重要性和必要性。其次，对空气悬架的原理、组成及各方面的优缺点进行了阐述，为读者更好的了解空气悬架打下了基础。再次，对空气弹簧进行详细的计算和精确的选取，并对主要零部件进行了校核。为下一步对空气悬架的设计提供了可靠的依据。最后，得出结论，制图（见图纸）。 关键词 空气弹簧；减振器；横向稳定杆；刚度；载荷 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - of to to to as as to in is on to as as of in in s to on on to on to to 尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - 目 录 摘 要 . I . 1 章 绪 论 . 1 课题研究的目的和意义 . 1 内外研究现状 . 1 课题的研究内容 . 3 第 2 章 空气悬架的概述及主要参数 . 4 述 . 4 气弹簧简介 . 4 气弹簧在汽上的应用 . 5 气悬架系统的结构 . 6 气悬架系统的原理及特点 . 6 要参数 . 7 要尺寸 . 7 发目标值 . 9 气悬架 固有频率 . 9 计载荷 . 9 第 3 章 元件的设计 . 11 性元件的设计 . 11 气气囊的设计计算 . 11 本参数 . 11 气弹簧的垂直刚度计算 . 13 气弹簧的弯曲刚度计算 . 14 向机构的设计 . 15 振器 . 15 述 . 15 计计算 . 15 核减振器长 . 17 向稳定器 . 17 述 . 17 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - 计计算 . 18 结 论 . 22 致 谢 . 23 参考文献 . 24 哈尔滨工业大学本科生毕业论文（设计） - - 1 第 1章 绪 论 本课题研究的目的和意义 随着我国公路建设特别是高等级公路的快速发展，大 大提高公路货物运输的快速通达能力，导致公路货运量迅速增长，钢板弹簧式非独立悬架载货汽车已不能满足高速运输的需要，对装备有空气悬架的商用载货汽车的需求将会大量增加。空气悬架由于其具有变刚度、悬架高度可调、振动频率低等优异的特性，而备受汽车制造者青睐。载货汽车后空气悬架总成的设计，吸收并改进国内外先进的产品技术。做此题目可在产品更新设计等方面得到切实的锻炼。 我国公路及高速公路的发展对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求，对国内空气悬架市场产生了很大的促进作用。此外，重型汽车对路面破坏机理的研究及认 识进一步加深、政府对高速公路养护的重视、限制超载逐步在国内各地受到重视等因素，使空气悬架在重型车市场的应用也将进一步扩大。 载货车必将成为空气悬架市场的支撑点。“十五规划”预测，到 2005 年重型载货汽车需求为 9 11 万辆，而重型载货汽车预计有 5000 辆采用空气悬架系统。 我国长春汽车研究所早 1957 年就开始了空气悬架技术的研究，不少高校的相关专家及研究机构多年来也做了大量卓有成效的工作，并取得了许多重要研究成果，但是由于种种原因，这些研究成果的产业转化率非常低，导致许多有价值的研究没能继续坚持和深入下去，使 我国汽车悬架技术的研究和应用与欧美等发达国家相比明显落后。以空气弹簧悬架取代传统的钢板弹簧悬架既是必然趋势也是现实的客观要求。 随着我国高速公路的迅速发展，运输量的增加，要求汽车具有更好的操纵稳定性、平顺性、安全性，空气弹簧必将得到广泛应用。另外，随着对重型载货汽车对路面破坏机理的研究和认识进一步加深，以及政府对高速公路养护的重视，空气弹簧在重型车市场的应用也将进一步增加。 国内外研究现状 1在国内的研究现状 空气悬架在我国的应用落后于国外几十年，直到近几年，随着高档客车哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 2 制造技术的引进以及人们对舒适性 要求的提高，加上国家对客车等级划分的标准要求，空气悬架才开始逐步应用起来。目前空气悬架主要集中应用在高等级客车上，但是受多方面因素的制约，空气悬架的配置率仍然很低，基本上还属于 “ 导入 ” 阶段。据不完全统计，国内部分数量相对较大的应用主要集中在郑州宇通、厦门金龙、苏州金龙、扬州亚星、一汽客底、东风杭汽等规模较大的主要客车及底盘厂家。 2002 2003 年的大致情况是：郑州宇通在 2003 年对空气悬架进行了自主开发，加上选配 空气悬架，年装车近 500 800 台 （ 套 ） ；扬州亚星年产客车及底盘 8000 多台，其中部分选用 空气悬架；东风杭汽近两年客车及客车底盘的产量在 8000 9000 台左右，先后采用过 科曼的空气悬架；一汽客底主要选用 空气悬架；厦门金龙和苏州金龙都是一边选用 曼等的产品，一边在进行自主开发。此外，国内其它一些客车厂家也都是以选装国外空气悬架产品为主。 在自主研发方面，由于国内已经能够生产优质的空气悬架部件，以此为支撑，部分汽车主机厂已经开始自己设计符合中国道路状况和车辆实际条件的空气悬架弹簧产品，并选装国内优秀的部件 以降低成本。郑州宇通公司成立了郑州百特零部件公司，自己设计匹配，分散采购。 2002 年，宇通公司本部生产空气悬架客车 235 辆，除 “ 猛狮 ” 系列需从德国进口底盘外，其他车型的空气悬架各部件大多为国内加工制造。 2在国外的研究现状 目前国外在高级大客车上几乎全部使用了空气悬架，重型载货车使用空气悬架的比例也已达 80%以上，空气悬架在轻型汽车上的应用量也在迅速上升，部分轿车也逐渐开始安装空气悬架，如美国的林肯、德国的 。在一些特种车辆（如对防震要求较高的仪表车、救护车、特种军用车及 要求高度调节的集装箱运输车等）上，空气悬架几乎为唯一选择。 国外汽车空气悬架的发展经历了 “ 钢板弹簧 被动全空气悬架 主动全空气悬架（即 控空气悬架系统） ” 的变化。用了电子控制系统，使汽车在各种路面、各种工况条件下能实现主动调节、主动控制，并增加了许多辅助功能（如故障诊断功能等），目前在欧洲一些国家的大客车上已经大量应用，可以预见， 汽车上的应用将越来越普及。 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 3 本课题的研究内容 此项设计主要的研究内容是： 1弄清空气后悬架的基本原理并结合自己的想法设计合理、实用的 空气悬架草图； 2对各种载货汽车后空气悬架总成结构和工作原理归纳分析； 3对各种气囊进行性能研究比较； 4对各个典型零件进行理论计算并进行校核； 5手工绘制典型载货汽车后空气悬架装配图； 6学习并利用 典型的零件图，包括横向稳定杆、纵向推力杆及其支架等。 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 4 第 2章 空气悬架的概述及主要参数 概述 空气弹簧简介 空气弹簧是利用橡胶气囊内部压缩空气的反力作为弹性恢复力的一种弹性元件。它具有如下特点：空气弹簧具有非线性特性，可将其特性曲线设计成理想形状；空气弹簧质量轻，内摩小，对高频振动 有很好的隔振消声能口与接口的连接方式又可分为约束模式和自由模式空气弹簧。约束模式空气弹簧密封一般用螺栓夹紧密封；自由模式空气弹簧采用气囊内的压力自封。底座多为深拉钢板成型或轻质铸钢，并且表面镀铬处理，减小力；空气弹簧的刚度和承载能力可以通过调节橡胶气囊的内压力来调整；空气弹簧的制造工艺复杂，费用高。空气弹簧按工作时的变形方式分为囊式、膜式和混合式三种。如图 1 1示。囊式空气弹簧主要依靠橡胶气囊的挠屈获得弹性变形；膜式空气弹簧主要依靠橡胶气囊的卷曲获得弹性变形。囊式空气弹簧根据橡胶气囊曲数的不同 分为单曲、双曲和多曲囊式空气弹簧。膜式空气弹簧的结构是在盖板和底座之间放置一个圆柱形橡胶气囊，通过气囊挠曲变形实现整体伸缩。膜式空气弹簧在其正常工作范围内，弹簧刚度变化要比囊式小，同时也可通过改变底座形状的方法，控制其有效面积变化率，以获得比较理想的弹性特性。膜式空气弹簧有效面积的变化率也比囊式弹簧小，因此，膜式空气弹簧在辅助气室较小的情况下，也可得到较低的自振频率。 图 1式空气弹簧 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 5 图 1式空气弹簧 空气弹簧在汽上的应用 近年来空气弹簧在商用汽车上使用发展较快，随着空气弹簧应用的 推广，对空气弹簧的研究和开发越来越得到重视。 汽车空气弹簧与改进，必然会在以后的汽车工业中得到更广泛的应用。 空气弹簧标准工作高度为 201作压力为 效直径为500大横向变位可达 100气弹簧标准工作高度为 190作压力为 囊小半径为 60有板式可变节流阀，最大横向变位可达 100500 系列试验车空气弹簧采用自由膜式结构，两空气弹簧间距 2600效直径为 500气弹簧标准工作高度为 200作压力为 加气室容 积 70L。 700 系主要采用了非线性空气弹簧，使空气弹簧在直线行车时较软，在曲线行车时较硬，从整体上改善了乘坐舒适性。 在我国的准高速车辆 转向架上采用的空气弹簧安装在摇枕与托架之间，其横向间距为 1956用摇枕内腔作为附加气室，空气弹簧与附加气室之间设可调节流阀。具有代表性的是 空气弹簧 （ 图 1。 图 1空气弹簧 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 6 209向架的二系悬挂采用膜式空气弹簧，其摇枕兼作附加气室用。 206转向架采用无摇枕动台结构，并采取了橡胶堆弹性支承空气弹簧系统，也 设置了可变节流孔。具有代表性的是 空气弹簧（ 图 1。此外， 和 转向架采用 和空气弹簧，其结构特点与 基本相同。 图 1空气弹簧 空气悬架系统的结构 一般说来空气悬架控制的内容包括车身高度、减振器衰减力、弹簧弹性系数等三项： 1 车高的控制：分标准、升高和只升高后轮三种； 2 减振器的衰减力控制分低、中、高三挡； 3 空气弹簧的弹性系数分软、硬两挡 。 空气悬架系统包括空气弹簧、减振器 、导向机构和车身高度控制系统。 空气悬架系统一般采用囊式空气弹簧。 减振器主要用来衰减车身的振动。 导向机构由纵向推力杆和横向推力杆等组成，用来传递车身和车桥之间的纵向力、侧向力及驱动、制动时产生的力矩。 车身高度控制系统分为机械式控制系统和电控控制系统。 空气悬架系统的原理及特点 空气悬架工作原理就是用空气压缩机形成压缩空气，并将压缩空气送到弹簧和减振器的空气室中，以此来改变车辆的高度。在前轮和后轮的附近设有车高传感器，按车高传感器的输出信号，微机判断出车身高度的变化，再控制压缩机和排气阀，使弹簧压缩或 伸长，从而起到减振的效果。空气悬架给予了汽车更多的灵性。当你在高速行驶时悬架可以变硬来提高车身的稳定性；而长时间在低速不平的路面行驶时，控制单元会使悬架变软来提高车子的舒适性。 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 7 空气悬架系统的主要特点： 1当客车乘员的数量和货车的载重量变化及汽车处在各种运动状态时，可实现车身高度的自动调节。 2空气弹簧具有相对恒定的低自然振动频率，可以提高汽车行驶的平顺性。 3改善路面不平度激励向车身的传递，减少不良振动造成汽车零部件的早期损坏。 4 对道路的磨损量可以减少 50%，道路粗糙状态可以改善 15%。 通过空 气弹簧内气体的连通原理，可以方便地实现多桥轴荷和制动力的平衡。 5当汽车发生偏载时，汽车仍可以保持水平。 6延长汽车及其零部件的使用寿命，减少维修停工时间，提高汽车的营运效率。 空气弹簧的运动性能特点是：负载能力可调；弹性系数随负载变化；负载变化时，固有频率几乎不变；固有频率较低。这些特点决定了空气悬架具有以下优点： (1)乘坐更舒适安全； (2)改善车辆的行驶平顺性； (3)延长轮胎和制动片的使用寿命； (4)负载变化时车身高度不变； (5)减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本； (6)减少对道路 的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用； (7)延长车辆的使用寿命并增加折旧值。 主要参数 本设计前空气悬架其主要参考车型为 主要尺寸 在进行设计之前，需要知道整车的相关尺寸，见表 2 表 2车主要尺寸 长 9630 全宽 2495 全高 2730 轴距 5790 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 8 轮距 前轮 1914 后轮 1840 货厢内部尺寸 长 7200 宽 2300 高 540 车辆重量 前轴 3232 后轴 3042 合计 6284 定员 2 最大载重量 10000 整车总重 前轴 5334 后轴 10950 合计 16284 轮胎尺寸 前轮 轮 载时轮胎载荷比 前轴 后轴 满载时前轮载荷比 % 悬 厢偏置量 小转弯半径 20 车辆配列 2辆质心高 (驾驶室底盘 ) 1（ 申报的驾驶室底盘重量 前轴 3028 后轴 2253 合计 5281 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 9 簧下质量 前轴 645 后轴 1290 合计 1935 容许极限 前轴 6000 后轴 12000 合计 18000 开发目标值 空气悬架的相关参数及目标值见表 2 表 2气悬架参数及目标值 标寿命 (万 100 过载率 (%) 110 路面状况 较好 连续高速行驶频率 中等 容许轴荷（ 12000 空气悬架行程 撞击挡块 (60 下跳 (150 最小离地高 170 车高调节装置 无 空气悬架固有频率 空气悬架空载和满载时的固 有频率见表 2 表 2有频率值 空载 满载 后空气悬架 设计载荷 空气弹簧的载荷分配 空载轴荷1 1 r 3232 F 计） - - 10 满载轴荷2 2 r 5334 F r 6000 F 45 上质量1 3 2 3 2 6 4 5 2 5 8 7 上质量2 5 3 3 4 6 4 5 4 6 8 9 上质量3 6 0 0 0 6 4 5 5 3 5 5 气弹簧承担的载荷： 11 1 2 5 8 7 1 4312 3 2 3F 气弹簧承担的载荷： 22 1 4 6 8 9 1 7822 3 2 3F 气弹簧承担的载荷： 33 1 5 3 5 5 1 8932 3 2 3F 计） - - 11 第 3章 元件的设计 弹性元件的设计 为了缓和冲击，在汽车行驶系统中，除了采用弹性轮胎之外，在悬架中还必须装有弹性元件，使车架（或车身）与车桥（或车轮）之间作弹性联系。 空气气囊的设计计算 为曲囊式结构 ， 曲囊 数 为 2 曲。 现有的曲囊式橡胶空气弹簧的端部结构，根据联接方式可以分为三大类：一类为固定式法兰联接型，空气弹簧的两端边缘尺寸和曲囊最大外径相等或略小一些，钻若干个孔后用法兰环和端板紧固联接；另一类为活套式法兰联接型，空气弹簧的两端边缘尺寸比曲囊最大外径小得多，无须钻孔，用一个特制的法兰环和一个普通端板紧固联接；第三类为自密封型，不用法兰联接，压入端板，充入压缩空气则自行密封。 基本参数 空气弹簧的主要设计参数是有效面积 A,如图 3示，作一平面 于空气囊的表面，且垂直空气囊的轴线。因为空气囊是柔软的橡 胶薄膜，根据薄膜理论的基本假设，空气囊不能传递弯矩和横向力，因此在通过空气囊切点处只传递平面 的力，而平面 有效面积 A，有效半径 R， 2 (3弹簧所受的载荷 P (3式中 p 空气弹簧内压力， 2N/哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 12 图 3效面积的定义 由已知得按超载计算 P = 6 6 4 N 7 6 6 选出符合条件的标准件，型号为 3气弹簧的一些参数 型号 大外径155 265 255 330 340 390 静态高度130 215 255 230 306 286 装载范围2107030050450800力范围 1然频率尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 13 设定气囊的有效直径： 190式 (3计算有效面积 223 . 1 4 9 5 3 0 5 4 2 2由式 (3计算气囊压力 按照空载承担的载荷计算此时气囊的压力 空气弹簧内压力1 4223 0 5 . 4 2 21 . 7 k g f / c m 0 . 1 2 M P a 按照满载承担的载荷计算此时气囊的压力 空气弹簧内压力2 7663 0 5 . 4 2 23 k g f / c m 0 . 2 2 M P a 按照超载承担的载荷计算此时气囊的压力 空气弹簧内压力3 8753 0 5 . 4 2 23 . 4 4 k g f / c m 0 . 2 8 M P a 均满足表 3在压力范围为 1 72内，符合条件。 空气压缩机出气压力为 8照超载承担的载荷计算此时气囊的压力 计算其富余量 %25%578 ，不必增大空压机。 空气弹簧的垂直刚度计算 如图 3 a 2 (3其中 o i i o o ss i ns i nc o p 空气弹簧的内压力， 大气压力， = 空气弹簧有效容积， 3M 多变指数，等温过程中 m=1，绝热过程中 m=般动态 过程 1 m m= 空气弹簧的曲线 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 14 P 垂直刚度， N/mm a 形状系数 由式 (3计算垂直刚度 22305421 . 3 3 0 . 3 0 . 0 9 8 0 . 0 0 1 6 0 . 3 3 0 5 4 23 0 5 4 2 2 1 52 4 6 N / m m p p a p 图 3式空气弹簧变形简图 空气弹簧的弯曲刚度计算 如图 3 3气弹簧的弯曲变形 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 15 空气弹簧的弯曲刚度为 33c o 0 0 1 4 3 . 1 4 0 . 3 9 5 9 5 1 8 . 5 c o 5 3 0 N / m mT a p R R r 导向机构的设计 本设计采用非独立悬架。非独立悬架的结构特点是，左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架（或车身）连接。 以纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的 非独立悬架，其主要优点是：结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。 减振器 概述 为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，在大多数汽车的悬架系统内部装有减振器 车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。汽车悬架系统中广泛采用液力减振器。液力减振器的作用原理是，当车架与车桥作往复运动时，减振器中的活塞在缸筒内也作往复运动，于是减振器壳体内的油液便往复 地从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时，空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，被油液和减振器壳体所吸收，然后散发到大气中。减振器的阻尼力的大小随车架和车桥相对速度的增减而增减，并且与油液的粘度有关。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。所以应该在悬架压缩行程内，减振器的阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件来缓和冲击。在悬架伸张行程内，减振器的阻尼力应较大，以 求迅速减振。当车桥与车架的相对速度过大时，减振器应当能自动加大液流通道截面积，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。 设计计算 1减振器阻尼系数 的确定 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 16 当减振器如图 5置时减振器阻尼系数 1 0 82 3 4 s 对于无内摩擦的弹性元件悬架 ,取 簧上质量； 则 伸张行程时的阻尼系数 7210 83232s 2最大卸荷力0为减小传到车身上的冲击力，当减振器活塞振动速度达到一定值时，减振器打开卸荷阀。此时的活塞速度成为卸荷速度 取 x /. =150mm/s。 在伸张行程的最大卸荷力 1 0 8 0 0 0720 xs 3 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0 为 6 0 m 0800414 220 p 式中 p 工作缸最大允许压力取 4p 连杆直径与缸筒直径之比，双筒式减振器取 取工作缸直径 D=60贮油筒直径 1 . 4 1 . 4 6 0 8 4D c D 取 90其壁厚为 2材料为 20 钢 。 4减振器螺栓的校核 减振器上的螺栓： 螺栓材料为碳钢。 取螺栓的预紧力 2870F N 由第四强度理论求得螺栓的当量应力为 2214 1 . 3 4 1 . 3 2 8 7 03 . 1 4 2 4 8 P a 8 P a 满足螺栓的强度条件。 减振器与轴连接的螺栓： 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 17 螺栓材料为碳钢。 螺栓受到的总拉力 023451 2 0 0 0 . 3 9 . 8 2 9 2 44 N 其中， 螺栓刚度 被连接件刚度 取 F 被连接件所受拉力 F 螺栓的预紧力，取 1200 F N 由第四强度理论求得螺栓的当量应力为 02214 1 . 3 4 1 . 3 2 9 2 43 . 1 4 2 0 7 . 1 M P a 1 2 . 5 8 . 5 M P a 满足螺栓的强度条件。 校核减振器长 在设计减振器时，需要对减振器的长度进行校核，见表 3 表 3振器主要尺寸 减振器最小长度 9806 减振器最大长度 98+190=788 减振器使用最小长度 9826 减振器使用最大长度 98+190=788 减振器行程 S 78882 实际行程 28262 横向稳定器 概述 为了降低汽车的固有振动频率以改善行驶 平顺性，现代汽车悬架的垂直刚度值都比较小，从而使汽车的侧倾角刚度值也很小，使汽车在转弯时车身哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 18 侧倾严重，影响了汽车的行驶稳定性。这样的汽车大多都装有横向稳定杆来加大悬架的侧倾角刚度以改善汽车的行驶稳定性。 横向稳定杆的作用是减少汽车转向时发生的横向角倾斜和横向角振动，保证汽车在转向时的平稳性和安全性。汽车在转向，特别是高速转向时，通常内侧弹性元件压缩量大，外侧弹性元件压缩量小，车身发生横向角倾斜和横向角振动。为了减少横向角倾斜，提高横向角刚度，在悬架上设置横向稳定杆。汽车转向时，内侧稳定杆相对于车架向上移，另 一侧则相对于车架向下移，稳定杆中部相对于车架无相对运动。稳定杆两端的偏转角度不同，便产生阻止车身横向倾斜的内力矩，还给左右弹性元件的不等压缩引起的附加载荷给予传递和平衡，使左右弹性元件的压缩接近一致，减少车身的横向角倾斜和横向角振动，提高汽车在转向时的平顺性。汽车在直线行驶时，车辆垂直运动，两侧悬架的变形相等，横向稳定杆不参与工作。 设计计算 1各种间隙及跳动分析 在进行间隙及跳动分析时，要了解 U 形螺栓主要尺寸及行程、间隙、角度等参数，见表 33 表 3 形螺栓主要尺寸 U 形螺栓跨距 130 前视图 U 形螺栓距离 100 U 形螺栓直径 装方式 正向 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 19 表 3种行程、间隙、角度一览表 单位 满载 上跳变化 下跳变化 轮心到车架下表面 45 54 145 轮心到车架上表面 85 54 145 钢板弹簧转角 减振器长度 98 71 5 190 减振器转角（近似） 0 54 3 08 减振器蹩劲角（两侧同向运动，近似） 0 89 1 89 8 减振器蹩劲角（左上右下运动，近似） 0 减振器蹩劲角（左下右上运动，近似） 0 横向稳定杆 9 9 26 3 横向稳定杆左上右下 横向推力杆铰链点以弹簧为中心、沿切线方向（侧视图，近似） 58 157 横向推力杆铰链点以支架为中心）转角 (由上值转化 ) 横向推力杆干涉量 传动轴与后桥夹角（近似） 高度阀水平杆与水平夹角 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 20 水平阀撑杆与水平杆夹角 水平杆左上右下 7 横向稳定杆撑杆与减振器最小间隙（比实际要小） 4 16 横向稳定杆撑杆锁紧螺母与减振器最小间隙（比实际要小） 6 9 31 3 17 4 横向稳定杆与气囊最小间隙 9 69 横向稳定杆与减振器最小间隙 4 7 149 16 8 横向稳定杆撑杆与气囊最小间隙 2 44 6 36 5 横向稳定杆撑杆锁紧螺母与气囊最小间隙 3 129 3 40 7 横向稳定杆撑杆与轮胎 6 4 横向稳定杆撑杆锁紧螺母与轮胎 2,9 横向稳定杆撑杆和制动鼓 9 5 29 6 26 2 横向稳定杆撑杆锁紧螺母和制动鼓 7 5 46 2 26 8 下跳横梁距地高 64 下跳 U 形螺栓距地高 73 横向稳定杆与车架 1 减振器下连接销与制动鼓 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） - - 21 2零件强度分析 在进行零件强度计算时，需要知道主要零件的尺寸，见表 3 表 3要零件尺寸 主 要 参 数 型式 钢板弹簧中间式空气悬架 空气弹簧 有效直径 180 弹簧刚度 20 减振器 规格 尼力 （活塞速度： s 时） 复原 500/压缩150 车轮中心 到车架下面距离 345 车轮中心到车架上面距离 485 弹簧间距 1035 悬架容许极限载荷 6000 轴重 5334 簧下质量 6
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