【车辆工程类】载货汽车前空气悬架的结构设计【3张CAD图纸+毕业论文】【毕业论文说明书】
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【车辆工程类】载货汽车前空气悬架的结构设计【3张CAD图纸+毕业论文】【毕业论文说明书】,车辆,工程,载货,汽车,空气,悬架,结构设计,cad,图纸,毕业论文,说明书,仿单
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毕业设计（论文）任务书 姓 名： 院（系）：汽车工程学院 班 号： 专 业： 车辆工程 毕业设计（论文）题目： 载货汽车前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。 载货汽车前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 载货汽车前空气悬架总成 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 载货汽车前空气悬架总成 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 载货汽车前空气悬架总成 结构及原理；英文翻译； 第 4 周：写开题报告； 第 4： 汽车前空气悬架总成 理论计算 ； 第 8： 载货汽车前空气悬架总成 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 附 录 原文： 73 3873 998 998. to at of C 79 (4F)of of or no at is in I 1 be e 3862 as 998. 38iA/62 as 998. 38iA/52 as 998. to ME GS is to is be if to be 4628i/iA 998 998. to be if it 45(F5 . 45(F6 . of of or no at is of to on if 45 46 in ME to to be if it is 32(735i),30,24,987 988 be by is ). 3,5,6 5 do on to is if is at to be at 0 40 . is is be 18 88 88 6 126 400) to is to of ED at of CD to a at ED at a ED is or is ED is by to a ED at a 36 44 to a or is is by to in is to to to A 3 41 1 435 846 be 36 44 a is at is to A 3 41 1 435 846 be If a in is or is to is on to in 36 is 36 an it is a a If to be a be at or no in to Y 95. be to 98 33 455. is or a in of a BC to do a of is a is be by to or in up at In is 07 557 A on 05”. A is as in or or up by 00 of up,as in to on a . 4) of 3)in of 03 544 ( it t in of of by 0is is is no is or 0 or so t is a no is in 142 Y 96. 1. at of to if a 2. if of is if 3. If is if no 4. 07 551 09 译文： 电子系统 二空气泵电子线 路 举例： 在 生产的带有 号发动机的 38 缺点： 因为在发动机控制模块中的第二空气循环线路混乱 ,检查发动机的照明灯将导致不确定的故障 9。 改正： 利用经销商通讯系统中的维修菜单及其回复进行纠正或不采取行动。如果必须纠正，应使 4 号线路中的 3 和 I 31 交换。 不可以改编发动机控制模块 举例： 在 产的带有 号发动机和 的 38 在 产的带有 号发动机和 的 38iA/ 在 产的带有 号发动机和 的 39iA/ 缺点： 因为 控制模块混淆了 /或 块间联系的线路，改编程序不能完成任务。将显示如下信息：“程序不能正常进行 !如果需要，测试代码 002400 重新编程。” 改正： 在编程操作前必须移走提供给 模块的动力。 第二空气非循环真空管 举例： 在 生产的 4628i/ 缺点： 第二空气非循环真空管不恰当的发送气体。总地来说，如果与排气系统连接，真空管能防止发动机控制模块内部的故障。如下： 45(六进制 ) 中空气流动速率过慢。 45(六进制 ) 中空气流动速率过慢。 改正： 利用经销商通讯系统中的维修菜单及其回复进行纠正或不采取行动。如果必须纠正，需检查所有影响汽车非循环真空管中气体的环境和行程是否需要改变。如果错误代码 245、 246 出现在 空管的内部，且设备毁坏则需更换真空 管。 举例： 在 1987 年和 1988 年生产的带有 油喷射装置的 32 (725i)， 24。 缺点： 检查发动机照明循环设备中的电压振荡影响 制个体的耐久力。 改正： 有如下建议：安装控制二极管 (P/N 88 88 2 000 100)。 空转混合控制和调节器 (在主要发动机修理后 ) 举例： 3,5,6。 缺点： 排气系统中各个管没有联合螺钉的 5和 在主要发动机修理后需要空转混合检查装置和调节装置。 改正： 如下步骤确保空转混合装置正确调整 : 油液需要至少 60 摄氏度或 140 华氏度。 综合电压测量为 318 88 88 6 126 400),(宝马检测电缆与数字混合测量设备相连 )。 果需要，在气流仪表旁显示屏上原来的6 伏基础上，增加或减少 3 伏电压，使红色发光二极管以规则的时间间隔闪亮。 ”的状态，则发动机空转时的混合气太稀，或氧传感器有故障。 ”的状态，则发动机空转时的混合气 太浓。 伏电压来调节混合气的浓度，直到发光二极管以规则的时间间隔闪亮。 空转控制阀弯曲 举例： 装有 号发动机的 36。 缺点： 有弯曲空转控制阀的发动机不能工作或仅当压下加速踏板使节流阀打开时才工作。这是因为在旋转滑动阀和空转控制阀机架间空气缺口太小的原因，这导致控制阀粘住相近的活塞。当这种情况发生时，节流阀旁路空气是有限的，使曲轴不能或很难使发动机工作。 改正： 安装新型空转控制阀部件，型号为 1 3 41 1 435 846。 空转控制阀噪声 举例： 装有 号发动机的 36。 缺点： 当发动机空转时，空转控制阀产生噪声。是因为在空转控制阀机架和旋转滑动阀间有不利的公差存在。 改正： 安装新型空转控制阀部件，型 号为 1 3 41 1 435 846。 继电器 举例： 所有的宝马车。 缺点： 在点火停止后如果继电器粘住相近的活塞，将出现下面的问题： 加热吹风电动机继续工作。 或前车灯继续点亮。 这是因为当点火停止时，电池电压继续存在。除了辅助风扇外，总体构成需要他们控制左边部分的位置转换。在这种情况下，辅助风扇将自动地一直工作。 改正： 更换有故障的继电器。 抗震电池 举例： 36 缺点： 震电池不仅仅是动力来源也是抗震装置。这种电池有一个特殊的电池圆盘作为震动吸收器。 改正： 更换抗震电池。 提示和信息：奥迪速度问题 在有空转速度和无空转速度时，发动机停止运转。 原因： 燃烧杂质堵塞空转稳定阀 活塞。 影响举例： 动机。 建议： 根据车间工作手册检查空转稳定阀 果阀门堵塞，用工具箱改变空转稳定阀部件 048 198 455 的进气口。替换空转稳定阀部件 048 133 455。 空转速度或上下变动或增多 原因： 在系统中，电压减小后空转速度构成缺少电子调节器的 调节。（例如，不与电池相连后，控制单元改变，电压产生问题） 影响举例： 动机。 建议： 查阅车间工作手册后对 551 做个基本的装置。因为缺少调节系统，不需要经常更换节流阀电位分压计和空转稳定阀。如果问题还没有解决，说明这是个有故障的构成。需要重新定位于车间工作手册。 例如在货车上是固定的 原因： 在控制单元里冷机执行运转设备太薄弱。 影响举例： 动机。 建议： 改进部件 307 557 A 的控制单元。在粘合剂上鉴定 ” 5，数据译本 ” 。 冷 /热发动 机空转速度的波动 原因： 从曲轴通风管分出的小段真空管作为旁通路与节流阀相通。特别在冬天，节流管和 /或真空管阻塞或被曲轴通风箱内的结晶水冻上。总的来说，在启动阶段空转速度大约在每分钟 100 转左右，并逐步衰减直到发动机发热。在空气入口管处的震动可能通过曲轴通风箱，这主要导致热机时空转速度波动，电子设备和空调工作。 影响举例： 动机。 建议： 取走进气管同曲轴通风管和真空管。清理 2/4 毫米直径的节流口和 3 毫米直径的真空管。取下气缸盖，放入新的挡油板，拿走旧的部件 06A 103 544（拆修）。 调整气缸盖和进气管。不要忘了密封圈，确保它在曲轴通风管处。当汽车正常运转，离合器被压下。大约每分钟 50 转的空转速度有微小的波动属于正常现象。 发动机不能启动或在 20 秒以后仍不能启动。汽车分类和没有错误存储在错误存储器中。 原因： 发动机调整设备。 影响举例： 动机（ 142 建议： 果错误存在，根据车间工作手册研究汽车。 果需要，重新设置。 取出火花塞并清理干净，然后 换上。 07 551 B 有数据译本 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） I 载货汽车前空气悬架总成的设计 摘 要 悬架是汽车的重要组成部分。它对汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性以及操纵稳定性等多种使用性能都有很大影响。随着汽车速度的提高对汽车悬架的性能提出了越来越高的要求。而空气弹簧悬架具有自振频率低、动载荷小、通过性好、使用寿命长等优点，能提高汽车的速度，乘坐舒适性，减少汽车对路面的破坏。所以越来越受到汽车制造商和汽车研究人员的关注。目前国外高级大客车几乎全部使用了空气悬架 ,这是汽车悬架发展的趋势 ,有着广阔的市场前景和应用前景。 本文概括的介绍了空气悬架的发展历程、使用现状和应 用前景及其在国内外的使用情况。 在原有的 型基础上， 根据给出的基本结构和性能参数来设计计算 载货汽车前 空气悬架。 为了减小冲击采用 弹性元件 ，此弹性元件 为钢板弹簧与空气弹簧相结合 的结构 。为了 传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩 采用导向机构，此导向机构的功能是通过纵置钢板弹簧来实现的。为了 使 振动衰减 采用双向 作用 筒式减振器 。 关键词 空气悬架；空气弹簧；钢板弹簧；减振器 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） is an of it s as of s we on s is is on is is to of to be of it s of on s s to in to of of is as 尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 言 . 1 外空气悬架的发展 . 1 国空气悬架的现状 . 2 气悬架的优缺点 . 3 气悬架的优点 . 3 气悬架的缺点 . 4 文研究内容 . 4 第 2 章 载货汽车前空气悬架的结构设计 . 5 空气悬架的主要参数 . 5 要参数 . 5 荷分配的复合计算 . 7 性元件的设计 . 8 气弹簧 . 8 板弹簧 . 13 向机构的设计 . 20 章小结 . 21 第 3 章 减振器 的设计 . 22 述 . 22 计计算 . 22 振器阻尼系数的确定 . 22 大卸荷力的确定 . 23 式减振器工作缸直径的确定 . 23 振器螺栓的校核 . 24 振器螺栓 . 24 振器与车架连接的螺栓 . 24 章小结 . 24 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 论 . 25 致谢 . 26 参考文献 . 27 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 1 第 1章 绪论 言 悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架与车 轴弹性地连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，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，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。 空气悬架从十九世纪中期诞生以来，经历了一个世纪的发展 ，直 到 上个世纪中期 才被应用在载重车、小轿车、大客车及铁道车辆上。 对客车而言，使用空气悬架可以提高乘客舒适性；对货车来说，使用空气悬架可以更好地保护货物。 外空气悬架的发展 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。 20世纪 30 年代初，美国凡世通轮胎公司首次把空气弹簧应用于汽车工 业。哈维 凡世通在亨利 福特一世和托马斯 阿瓦 爱迪生技术的支持下，在1934 年研制出了空气柱形式的空气弹簧悬架系统。 1944 年，通用汽车公司与凡世通公司合作，在其客车上进行了首轮试验，试验结果显示了空气悬架系统的内在优越性。通用汽车公司经过大量的产品研制开发工作，于 1953年开始生产装有空气悬架的客车，这是商用汽车采用空气弹簧悬架的开始。20 世纪 50 代中叶，固特异轮胎公司研制出一种滚动凸轮式空气弹簧，凸轮哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 2 在活塞的型面上滚动，从而控制空气弹簧的负载变化关系曲线，同时，空气控制系统的巨大进步也为空气悬架的应用 起了很大的推动作用。随后不久，空气悬架技术在欧洲也很快发展起来，但欧洲的发展道路和北美有些不同。欧洲的汽车生产厂商并未将空气悬架变成单独总成，而是各自开发满足其独特车型需要的空气悬架。这种不同的发展道路使欧洲的空气悬架设计只适用于某种具体车型并采用一些复杂技术，因而其使用成本较高，而北美的空气悬架通用性较强，应用较简单，成本较低。 例如， 美国纽威 安柯洛克国际公司在 1951 年成立时即作为一家悬架系统的专业生产厂家，为公路和非公路行驶的重型车辆设计和制造钢板弹簧悬架系统。不久 后 ，纽威公司向商用车市场投放了世界上 第一种实际应用的空气悬架系统。因其通用性强，结构简单，成本较低，迅速占领了北美市场。随后纽威公司开发了一系列空气悬架产品，应用于世界各地的客车、卡车、小轿车及铁道汽车上 1。 国空气悬架的现状 空气悬架在我国的应用落后于国外几十年，直到上世纪 90 年代初期 才开始在原装引进车型上使用 。 目前我国拥有空气悬架项目的公司为数众多，但以具有代理性质 而 无实际设计能力的公司居多。我国长春汽车研究所早在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，这些研究成果大多还停留在理论上，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处于明显的落后地位。 我国公路条件的改善为汽车空气悬架创造了基本的使用条件。国内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 。 随着道路保护意识的加强 ， 高档客车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，空气悬架开始逐步应用起来。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。为适应高速公路运输的需要，高级客车和大型载货车都必须使用空气悬架。汽 车市场的快速发展将大大拉动空气悬架的需求增长 2。 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 3 气悬架的优缺点 气悬架的优点 随着人们对乘坐舒适性要求的提高，与钢板弹簧悬架相比，空气弹簧悬架因其独特的性能和适应性，正在逐步打入传统的钢板和螺旋弹簧领域。空气悬架系统是以空气弹簧为弹性元件，利用气体的可压缩性实现其弹性作 用的。通过压缩气体的气压能够随载荷和 道路条件变化而进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度不会变化，可以大大提高乘坐的舒适性。 空气弹簧的运动性能特点是： (1)空气弹簧悬架的固有频率可以根据需要而适当改变 ； (2)空气弹簧的特性曲线可以设计成理想的形状； (3)空气弹簧对于高频振动的吸收和隔音性能好； (4)空气弹簧悬架能保持车身高度不变； (5)空气弹簧的通用性好； (6)空气弹簧悬架能节约大量的弹簧钢； (7)空气弹簧可以利用空气阻尼作用； (8)空气弹簧的强度高； (9)空气弹簧寿命长。 这些特点决 定了空气悬架具有以下优点： (1)高频振动隔断性较好，降低噪声。由于采用空气弹簧将地面振动传递给车身，故高频隔振性相对于钢板弹簧较小并降低噪声 ； (2)乘坐更舒适安全 ,改善车辆的行驶平顺性 。空气弹簧刚度小，振动频率低，空气弹簧弹性特性为非线性，即刚度随载荷的变化小，整车空载与满载频率相差较小，从而有效改善整车平顺性 ； (3)延长轮胎和制动片的使用寿命； (4)负载变化时 整车高度始终保持不变 ,装有高度调整机构的空气悬架系统，整车高度在不同载荷时保持不变。用在箱式货车上，可以在法规限制内相应增加货箱高度 ； (5)减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本 ,减少对道路的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用 ,空气弹簧本身也不需维护和润滑 ； 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 4 (6)利用空气控制，可以实现多种功能。尤其采用电子控制空气悬架系统 以实现不同整车高度的转换，以适用于不同的行驶状况，或便于货物的装卸；也可根据不同的使用情况，实现不同的载荷分配方式等功能 ； (7)延长车辆的使用寿命并增加折旧值 3。 气悬架的缺点 (1)需要导向机构 由于空气弹簧只能承受纵向力，而不能传递纵向的制动力、驱动力和侧向力，所以使 用空气弹簧的悬架需要相应的导向机构。 (2)增大减振器负担 因悬架的上跳行程限位是由减振器内部的限位装置进行限位的，所以减振器负担增大，同时结构相对复杂。 (3)弹簧寿命降低 与钢板弹簧相比，空气弹簧寿命相对较低，需要定期更换。 (4)结构及控制系统复杂，成本高 空气弹簧悬架结构较复杂，需要的零部件较多，成本较高。必须增加气源供给装置，储气筒，相应的空气管路和高度调整机构，如果是电子控制系统还需增加相应的电路、传感器、中央控制单元 电磁阀等。 (5)不适用于超载状况 一般情况下，空气弹簧的超载 能力比额定设计载荷只能超出 10%如果载重量超出该值，整车高度下降，如果是统，当载荷超出 设定的最大允许载荷，空气弹簧将放气。经常使用在额定载荷以上时，空气弹簧寿命将降低。 文研究内容 本文所研究的主要内容分为三部分： (1)通过已知参数进行载货汽车前空气悬架 弹性元件的 结构设计 。这部分结构为钢板弹簧和空气弹簧相结合，共同构成弹性元件。 (2)通过已知参数进行导向机构的设计。导向机构的功能是通过纵置钢板弹簧来实现的。 (3)通过已知参数进行减振器的设计。减振器的结构采用双向作 用筒式减振器。 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 5 第 2 章 载货汽车前空气悬架的结构设计 空气悬架的主要参数 本设计前空气悬架其主要参考车型为 。 要参数 空气悬架的主要参数见表 2 2 2 表 2货汽车 主要尺寸 长 (9630 全宽 (2495 全高 (2730 轴距 (5790 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 (人 ) 2 最大载重量（ 10000 整车总重 (前轴 5334 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 6 后轴 10950 合计 16284 轮胎尺寸 (前轮 轮 载时前轮载荷比 (%) 厢偏置量 (m) 小转弯半径 (m) 20 车辆配列 2辆质心高 (驾驶室底盘 )(m) 1（ 申报的驾驶室底盘重量 (前轴 3028 后轴 2253 合计 5281 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 表 2发目标值 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 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 7 表 2板弹簧和空气弹簧 固有频率 空载 满载 前钢板弹簧悬架 空气悬架 2 载荷分配 的 复合计算 前钢板弹簧和空气弹簧的载荷分配 : 空载轴荷 2323 g 满载轴荷 5334 g 超载轴荷 6000 g 非悬架质量 645g 空载，簧上质量 2 5 8 76 4 52 3 231 g 满载，簧上质量 468964553342 g 超载，簧上质量 5 3 5 56 4 56 0 0 03 g 空载，空气弹簧承担的载荷 4 3 13122 5 8 731211 F 载，钢板弹簧承担的载荷 862322258732211 F 载，空气弹簧承担的载荷 7 8 23124 6 8 931222 F 载，钢板弹簧承担的载荷 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 8 1 5 6 33224 6 8 932222 F 载，空气弹簧承担的载荷 893312535531233 F 载，钢板弹簧承担的载荷 1785322535532233 F 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， 这可 使车架（或车身）与车桥（或车轮）之间作弹性联系 5。 气弹簧 1. 概述 空气储能的执行元件 空气弹簧是一种传递流动力的元件。一般来说它有柔性的壁，是一个波纹状的容器。空气弹簧单位质量的储能量与气体的工作压力和气体在标准状态下的密度有关。它比其他弹性元件的储能量都大。空气弹簧的侧壁是柔性的，并且有一定的延展性，还可以实现根据载荷的大 小对里面的空气压力进行调整等特点。因此它与传统的板簧、螺旋弹簧等有很大的区别。同时它的重量相对于其它弹性元件来讲又非常轻。柔性的波纹壁可以承受一定的径向膨胀力，而且它还有一定的延展特性。现在空气弹簧的设计外形有很多种，来满足不同地方的需要，但是不管其形状如何变化，其工作原理都是一样的，空气弹簧有很高的工程价值。空气弹簧是运动行程较小，受力又比较复杂地方的理想选择。 同时 也有 汽 缸的特性 ， 一般来说 汽 缸是一个圆筒型的空室，里面有一个由工作流体的压力或膨胀力推动的活塞来做功。空气弹簧是通过密封在一个柔性的，加强的橡胶 囊或波纹袋里的压缩空气来推动空气弹簧的两端，产生一定的力来达到我们的需要。 空气弹簧大致可分为囊式和膜式两类。 本设计采用囊式空气弹簧， 曲囊数 为 2曲。囊式空气弹簧结构比较简单，制造容易，因此成本低 ,又因为工作时橡胶膜的曲率变化小，所以使用寿命长。 缺点是刚度大，振动频率高，要得到比较柔软的特性 6。 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 9 2. 空气气囊的设计计算 (1)基本参数 空气弹簧的主要设计参数是有效面积 A,如图 2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 （ 2 弹簧所受的载荷 P （ 2 式中 p 空气弹簧内压力， N/ 图 2效面积的定义 由已知得按满载计算 P=66489 66此在表 2选出符合条件的标准件，型号为 设定气囊的有效直径： 180 由式 （ 2可计算有效面积 25 43 2 式 （ 2可计算气囊压力 空载时空气弹簧内压力 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 10 载时空气弹簧内压力 载时空气弹簧内压力 3 . 4 48 7 533 上均满足表 2在压力范围为 1 7(，符合条件。空气压缩机出气压力为 p=8照超载承担的载荷计算此时气囊的压力所计算的富余量 : %.p 5578 44383 不必增大空压机 7。 表 2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 (210520 4701250 6301530 10502530 14503590 18004500 压力范围 (1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 自然频率 (2)空气弹簧的垂直刚度计算 如 图 2 a 2 （ 2 其中 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 11 o o o ss o p 空气弹簧的内压力， 大气压力， V 空气弹簧有效容积， M 多变指数，等温过程中 m=1，绝热过程中 m=般动态过程 1 m 时取 m= N 空气弹簧的曲线； P 垂直刚度， N/ a 形状系数。 图 2式空气弹簧变形简图 由式 （ 2可计算垂直刚度 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 12 2 5 4 3 1 52 5 4 3 42 5 4 2 40 9 2 =200N/3)空气弹簧的弯曲刚度计算 如图 2气弹簧的弯曲刚度为 32c o o =872N/ 2气弹簧的弯曲变形 3. 空气弹簧支架螺栓的校核 螺栓材料为碳钢。 取 螺栓的预紧力450F N。由第四强度理论求得螺栓的当量应力为 21 足螺栓的强度条件 8。 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 13 板弹簧 1. 钢板弹簧主要参数的确定 (1)满载弧高 (2)钢板弹簧长度 L 的确定 货车的前悬架 L=(距 ,故钢板弹簧长度 L= L=1500 (3)悬架的静挠度0架的动挠度0钢板弹簧悬架固有频率 z 已知满载静止时悬架上的载荷 15632 钢板弹簧悬架的刚度2080156321 4)总截面惯性矩 I 板簧可近似地看作是由等厚叶片所组成的等应力梁如图 2示的钢板弹簧等应力梁，当在其两端（相当于板簧的卷耳中心处）作用有载荷 P，在其中间 作用有支撑载荷 Q(Q=2P）时 ,由材料力学可知其挠度 f 和所引起的最大应力 分别为 : 333333383662 E （ 2 222 23662 （ 2 式中 I 根部的总截面惯性矩，1212330nb ； E 材料的杨式弹性模量，取 10 相应的等应力梁弹簧的刚度为 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 14 331 38 （ 2 而实际钢板弹簧的展开面的一半不是如图 2示的三角形，而是梯形。它介于等应力梁与等截面梁之间，因此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 f 为 3303448 E nb （ 2 式中 挠度系数 = 其中 1n 为与主片等长的重叠片数， n 为总片数。 Q/2=P Q/2=板弹簧受力分析 由 （ 2可以得到钢板弹簧的总截面惯性矩 I 为 （ 2 则此时弹簧的刚度 1C 和弯曲应力 则相应为： 3314（ 2 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 15 （ 2中 0W 钢板弹簧总截面系数，62； E 材料的杨式弹性模量，取 10 因为钢板弹簧由一对 U 形螺栓（又称骑马螺栓）夹紧安装到车桥或车轴上时，则两 U 形螺栓之间的板簧有一部分不起弹簧作用，称为非工作部分或无效长度，剩下起弹簧作用的长度则称为有效长度 。因此，考虑到钢板弹簧的安装夹紧，则根据式 （ 2和式 （ 2，夹紧并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： 3 （ 2 04 （ 2 式中 s U 形螺栓中心距 ,mm,s=100 k 考虑 U 形螺栓夹紧弹簧后的无效长度系数， 刚性夹紧 ,k= 0W 钢板弹簧总截面系数，62； 许用静弯曲应力，对于 55簧钢经表面喷丸处理后 ,取 =400 由式 （ 2可得 8 6 3 31 0 048 13 5)叶片厚度 h 13500563863312422 （ 2 取各片厚度相同。 (6)叶片宽度 b 及片数 n 根据 126 10叶片宽度 b= 130131010 h 式 （ 2得片数 5 0 5 3331 E b 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 16 取片数 n=5。 2. 钢板弹簧各叶片长度的确定 确定各叶片长度的方法有作图法和计算法。本设计采用作图法如图 2将各片厚度制在图上如下图，再沿横坐标量出主片长度的一半 2/L 和 U 形螺栓中心距的一半 2/s ，得到 A、 B 两点，连接 A、 B 即得到三角形的钢板弹簧展开图。 与各叶片的上侧边交点即为各片长度。各片实际长度尺寸需经圆整后确定。 量出各片长度依次为： 15001 L 2202 L 403 L 604 L 805 L 向比例 1： 5，纵向比例 1： 50 图 2定钢板弹簧各叶片长度的作图法 3. 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径 (1)钢板弹簧在自由状态下的弧高0ac （ 2 其中 静挠度； 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 17 满载弧高； 钢板弹簧在预压缩时产生的塑性变形，一般取 10 代入 （ 2得弧高 1001010800 ac 2)曲率半径0示几何关系，当 似求得钢板弹簧总成在自由状态下的曲率 半径0R，它也是装配弹簧总成后主片的曲率半径： 2 81 31 0081 50 082020 （ 2 取 0 图 2板弹簧总成在自由状态下的曲率半径及弧高 (3)钢板弹簧总成弧高的核算 由于钢板弹簧各片在自由状态下的曲率半径取预应力计算的，受其影响，装配后钢板弹簧总成自由状态下的弧高与用 020 8/ 计算的结果会有所不同。因此，需要核算钢板弹簧总成的弧高。 根据最小势能原理，钢板弹簧总成的稳定平衡状态是各势能总和最小状态，因此可求得等厚叶片弹簧的0哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 18 ni （ 2 式中 钢板弹簧第 i 片的长度。 由式 （ 2可得 152818285238028396602826940281312202800150038066094012201500110 钢板弹簧总成的弧高为 899152 8 1 88 1 5 0 08 202 .H （ 2计算结果相近 9。 4. 钢板弹簧的强度验算 (1)校核应力 钢板弹簧总截面系数 1 8 3 0 86 131 3 056 22 由式 （ 2 3 0 91 8 3 0 84 1 0 0501 5 0 01 5 6 3 040 .W =400足要求。 (2)验算在最大动行程时的最大应力 9 006 2m a x 1000 （ 2 由式 （ 2可得最大应力 252100501 5 0 0418080131006266.=873900 1000簧的单位变形应力称为比应力，它对钢板弹簧的疲劳寿命有着显著的影响比应力的表达式为 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 19 4510050150041 131006266 252 . 间满足要求。 (3)卷耳部分的强度 如图 2耳处所受的应力 3 5 032 （ 2 其中 P 水平作用力 ,N； d 卷耳内径 , 图 2板弹簧主片卷耳受力图 由式 （ 2得 1150130130134089323453322 .350足条件。 (4)弹簧销的强度核算 钢板弹簧受静载时弹簧销受到的挤压应力 43 （ 2 其中 为满载静止时钢板弹簧端部的载荷； 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 20 b 卷耳处叶片宽； d 钢板弹簧销直径。 由式 （ 2得 510401308932345. 3 4足要求。 （ 5）螺栓的校核 1 U 形螺栓 螺栓材料为碳钢。螺栓的预紧力，取 1300 F N。由第四强度理论求得螺栓的当量应力为 4816143 130 0314314 221. . e 足螺栓的强度条件。 2中心螺栓 螺栓材料为碳钢。螺栓的预紧力，取 1300 F N。由第四强度理论求得螺栓的当量应力为 4816143 130 0314314 221. . e 足螺栓的强度条件。 向机构的设计 导向装置用来决定车轮相对于车架的运动特性，并传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。 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。而且可以利用以前的零部件，便于改装，同时板簧与空气弹簧联合作用可使悬架弹性特性更接近理想，悬架的偏频在很大载荷范围内近似保持不变 10。 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 21 章小结 本章主要为载货汽车前空气悬架结构的弹性元件和导向装置的设计计算。 本设计采用弹性元件为钢板弹簧和空气弹簧相结合的结构。而钢板弹簧既作为弹性元件又作导向机构，使导向机构的设计 变得简单。 哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计） 22 第 3 章 减振器 的设计 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 。 减振器与弹性元件是并联安装的 。 汽车车身和车轮振动时 ,减振器内的液体在流经阻尼孔时
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