低速载货汽车车架及悬架系统设计

1、本科生毕业设计（论文） 本科生毕业设计（论文） PAGE 40PAGE 39目录第1章 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc137020151#_Toc137020151 前言1 HYPERLINK l _Toc137020152#_Toc137020152 第2章 总体体方案论证2 HYPERLINK l _Toc137020153#_Toc137020153 21 设计选选型原则2 HYPERLINK l _Toc137020154#_Toc137020154 22 设计内内容3 HYPERLINK l _Toc137020155#_Toc137020155 第

2、3章 主要尺尺寸参数的选选定3 HYPERLINK l _Toc137020156#_Toc137020156 31 外廓尺尺寸3 HYPERLINK l _Toc137020157#_Toc137020157 32 质量参参数3 HYPERLINK l _Toc137020158#_Toc137020158 第4章 车架总总成设计4 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20Settings沈保成桌面0210110131%20刘小锋设计封面和目录.doc l _Toc137020159#_Toc137020159 41 车架的结结构设计4 HYPERLINK l

3、 _Toc137020160#_Toc137020160 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20Settings沈保成桌面0210110131%20刘小锋设计封面和目录.doc l _Toc1370201622#_Tocc1370220162 42 车架的技技术要求5 HYPERLINK l _Toc137020163#_Toc137020163 第5章 车架的的设计计算6 HYPERLINK l _Toc137020164#_Toc137020164 51车架的计计算6 HYPERLINK l _Toc137020165#_Toc137020165 52 车

4、架载载荷分析8 HYPERLINK l _Toc137020166#_Toc137020166 53 车架弯弯曲强度的计计算8 HYPERLINK l _Toc137020167#_Toc137020167 54 车架扭扭转应力的计计算11 HYPERLINK l _Toc137020167#_Toc137020167 第6章 悬架的的总成设计14 HYPERLINK l _Toc137020167#_Toc137020167 61悬架的设设计要求14 HYPERLINK l _Toc137020167#_Toc137020167 62悬架的两两种形式14 HYPERLINK l _Toc13

5、7020167#_Toc137020167 63悬架主要要参数的确定定17 HYPERLINK l _Toc137020167#_Toc137020167 64钢板弹簧簧的设计20 HYPERLINK l _Toc137020177#_Toc137020177 结论23 HYPERLINK l _Toc137020178#_Toc137020178 参 考 文 献献24 HYPERLINK l _Toc137020179#_Toc137020179 致谢25 HYPERLINK l _Toc137020180#_Toc137020180 附 录26车架和悬架系统统是汽车设计计的重要部分分，因为

6、它们的好坏直接接关系到汽车各个方面（操操控、性能、安安全、舒适）性性能。 现代汽车绝大多多数都具有作作为整车骨架架的车架。汽汽车绝大多数数部件和总成成都是通过车车架来固定其其位置的，如如发动机、传传动系统、悬悬架、转向系系统、驾驶室室、货箱和有有关操纵机构构。车架是支支撑连接汽车车的各零部件件，并承受来来自车内、外外的各种载荷荷，所以在车车辆总体设计计中车架要有有足够的强度度和刚度，以以使装在其上上面的有关机机构之间的相相对位置在汽汽车行驶过程程中保持不变变并使车身的的变形最小，车车架的刚度不不足会引起振振动和噪声，也也使汽车的乘乘坐舒适性、操操纵稳定性及及某些机件的的可靠性下降降。过去对车车

7、辆车架的设设计与计算主主要考虑静强强度。当今，对对车辆轻量化化和降低成本本的要求越来来越高，于是是对车架的结结构形式设计计有高的要求求。首先要满满足汽车总布布置的要求。汽汽车在复杂多多边的行驶过过程中，固定定在车架上的的各总成和部部件之间不应应发生干涉。汽汽车在崎岖不不平的道路上上行驶时，车车架在载荷作作用下可能产产生扭转变形形以及在纵向向平面内的弯弯曲变形；车车架布置的离离地面近一些些，以使汽车车重心位置降降低，有利于于提高汽车的的行驶稳定性性。悬架是车架（或或承载式车身身）与车桥（或或车轮）之间间的一切传力力连接装置的的总称。它的的功用是把路路面作用于车车轮上的垂直直反力（支撑撑力）、纵向

8、向反力（驱动动力和制动力力）和侧向反反力以及这些些反力所造成成的力矩传递递到车架（或或承载式车身身）上，以保保证汽车的正正常行驶。在在进行设计时时，要满足以以下几点要求求：a规范合理的的型式和尺寸寸选择，结构构和布置合理理。b保证整车良良好的平顺性性能。c工作可靠，结结构简单，装装卸方便，便便于维修、调调整。d尽量使用通通用件，以便便降低制造成成本。e在保证功能能和强度的要要求下，尽量量减小整备质质量。f其它有关产产品技术规范范和标准。目前，农用运输输车不能满足足“三农”市市场需求，突突出表现为一一般产品生产产能力过剩，技技术水平低，质质量和维修服服务水平差，价格较高，而市场急需的高质量经济型

9、产品不能满足需求。结合生产实际，在农用运输车基础上对低速载货汽车车架及悬架系统进行了设计。第2章 总体方方案论证2.1 设计选选型原则2.1.1车架架的设计方案案根据纵梁的结构构特点，车架架可分为以下下几种方案：a周边式车架架，用于中级级以上的轿车车；bX形车架，为为一些轿车所所采用；c梯形车架，梯梯形车架是由由两根相互平平行的纵梁和和若干根横梁梁组成。其弯弯曲刚度较大大，而当承受受扭矩时，各各部分同时产产生弯曲和扭扭转。其优点点是便于安装装车身、车箱箱和布置其他他总成，易于于汽车的改装装和变型，因因此被广泛地地用在载货汽汽车、越野汽汽车、特种车车辆和用货车车底盘改装的的大客车上；d计量式车架

10、架；e综合式车架架；结合生产实际及及设计要求，选选用方案c。2.1.2 悬悬架的设计方方案a前轮和后轮轮均采用非独独立悬架；b前轮采用独独立悬架，后后轮采用非独独立悬架；c前后轮均采采用独立悬架架；非独立悬架的结结构特点是，左左右车轮用一一根整体轴连连接再经过悬悬架与车架（或或车身）连接接；独立悬架架的结构特点点是左右车轮轮通过各自的的悬架与车架架（车身）连连接。结合生产实际及及设计要求，选选用方案a。由于是载货汽车车，前后悬架架均采用纵置置半椭圆形钢钢板弹簧，当当采用纵置钢钢板弹簧作弹弹性元件时，它它兼起导向装装置作用。缓缓冲块用来减减轻车轴对车车架（或车身身）的直接冲冲撞，防止弹弹性元件产

11、生生过大的变形形。装有横向向稳定器的汽汽车，能减少少转弯行驶时时车身的侧倾倾角和横向角角振动。2.1.3整体体设计方案综合上述两方案案确定了整体体设计方案：梯形车架和和前后悬架均均采用纵置半半椭圆形钢板板弹簧非独立立悬架。22 设计内内容a参与总体设设计；b车架、悬架架结构型式分分析和主要参参数的确定；c车架、悬架架结构设计。第3章 主要尺尺寸参数的选选定3.1 外廓尺尺寸我国对低速载货货汽车的限制制尺寸是：总总高不大于22.05米；总宽不大于于2米；总长不不大于6米。3.2 质量参参数3.2.1 装装载质量按要求取=15500kg3.2.2 整整备质量汽车的装载量与与整备质量之之比/称为汽车

12、的的整备质量利利用系数。它它表明单位汽汽车整备质量量所承受的汽汽车装载质量量。参考国内内外同类型同同级别的汽车车整备质量利利用系数和查查汽车设计计表2-110，所以：在轻型载货汽车车之列,所以以满足设计要要求取。3.2.3满载载质量3.2.4车架架宽度车架宽度是指左左右纵梁腹板板外侧面之间间的宽度。在在总体设计中中，整车宽度度确定后，车车架前后部分分宽度就可以以根据前轮最最大转向角、轮轮距、钢板弹弹簧片宽、装装在车架内侧侧的发动机外外廓宽度及悬悬置等尺寸确确定。从提高高整车的横向向稳定性以及及减小车架纵纵梁外侧装置置件的悬伸长长度来看，车车架尽量宽些些，同时前后后部分宽度应应相等。以便便简化制

13、造工工艺和避免纵纵梁宽度变化化处产生应力力集中。由（汽汽车设计）表表225取取的车架宽8860mm。3.2.5轴距距L由总体设计取轴轴距28000mm。第4章 车架总总成设计41 车架的的结构设计车架是支撑、连连接汽车备总总成的零部件件，并承受来来自车内外的的各种载荷的的基础构件。传传统的梯形车车架由于其所所起到的缓冲冲、隔振、降降低噪声、延延长车身使用用寿命等特点点及生产上的的继承性、工工艺性等原因因仍广泛应用用在大型挂车车上。货车车车架应具有足足够的强度和和适当的刚度度。同时要求求其质量尽可可能小。此外外，车架应布布置得离地面面近一些，以以降低整车重重心位置，有有利于提高汽汽车行驶的稳稳定

14、性。 图4-1 车架结结构示意图4.1.1 纵纵梁形式的确确定纵梁是车架的主主要承载部件件，在汽车行行驶中受较大大的弯曲应力力。车架纵梁梁根据截面形形状分有工字字梁和槽形梁梁。由于槽形形梁具有强度度高、工艺简简单等特点，因因此在载货汽汽车设计中选选用槽形梁结结构。另外为为了满足低速速载货汽车使使用性能的要要求，纵梁采采用直线形结结构。这样既既可降低纵梁梁的高度，减减轻整车自身身重量，降低低成本，亦可可保证强度。材料选用16Mn低合金钢，16Mn低合金钢在强度,塑性,可焊性方面能较好地满足刚结构，是应用最广泛的低合金钢，综合机械性能良好,正火可提高塑性，韧性及冷压成型性能。4.1.2 横横梁形式

15、的确确定横梁是车架中用用来连接左、右右纵梁，构成成车架的主要要构件。横梁梁本身的抗扭扭性能的好坏坏及其分布，直直接影响着纵纵梁的内应力力大小及其分分布 合理设计横横梁，可以保保证车架具有有足够的扭转转刚度。从早期通过试验验所得出的一一些结论可以以看出，若加加大横梁的扭扭转刚度，可可以提高整个个车架的扭转转刚度，但与与该横梁连接接处的纵梁的的扭转应力会会加大；如果果不加大横梁梁，而是在两两根横梁间再再增加横梁，其其结果是增加加了车架的扭扭转刚度，同同时还降低了了与横梁连接接处的纵梁扭扭转应力在横梁上往往要要安装汽车上上的一些主要要部件和总成成，所以横梁梁形状以及在在纵梁上的位位置应满足安安装上的

16、需要要。横、纵梁梁的断面形状状、横梁的数数量以及两者者之间的连接接方式，对车车机架的扭转转刚度有大的的影响。纵、横横梁材料的选选用有以下三三种：车架AA：箱型纵梁梁、管型横梁梁，横、纵梁梁间采用焊接接连接，扭转转刚度最大。车车架B：槽型型纵梁、槽型横梁，横横、纵梁间采采用铆接连接接，扭转刚度度适中。车架架C：槽型纵纵梁、工字型型横梁，横、纵纵梁间采用铆铆接连接，扭扭转刚度最小小。从以上三种车架架的对比可以以看出：低速速载货汽车应应该选用车架架B。 本设计共有六根根横梁，有前前横梁，第二二横梁，第三三横梁，第四四横梁，第五五横梁，第六六横梁。4.1.3 纵纵梁与横梁的的连接轿车车架的纵、横横梁采

17、用焊接接方式连接，而而货车则多以以铆钉连接（见见下图）。铆铆钉连接具有有一定弹性，有有利于消除峰峰值应力，改改善应力状况况，这对于要要求有一定扭扭转弹性的货货车车架有重重要意义。图4-2 车架架铆接示意图铆接设计注意事事项：a.尽量使铆钉钉的中心线与与构件的端面面重心线重合合；b.铆接厚度一一般不大于55d；c.在同一结构构上铆钉种类类不益太多；d.尽量减少在在同一截面上上的铆钉孔数数，将铆钉交交错排列；42 车架的的技术要求a.车架左右纵纵梁间的距离离为860，而在车架前前横梁及转向向器范围内应应为860。b.车架总成左左右纵梁上表表面应在同一一平面内，其其不平度在全全长上不大于于3.0，且

18、且在转向器固固定处，该表表面与纵梁侧侧面的垂直度度应不大于00.5。c.车架总成驾驾驶室前后固固定点的相对对位置尺寸应应符总装图要要求，驾驶室室后支点与前前支点高度差差为10。d.在车架总成成上，左右对对称的前后钢钢板弹簧支架架及吊耳支架架其销孔中心心线应在同一一直线上，且且与车架中心心线垂直，偏偏差不大于11000：11.5，左右右对称支架的的相对位置尺尺寸应符合要要求。e.车架总成铆铆接零件的接接合面必须紧紧固无缝隙，紧紧接面的直径径应不小于铆铆钉直径的11.5倍，且且具有正确形形状不允许有有倾斜，呲牙牙等缺陷，铆铆接后的铆钉钉头和铆钉中中心线的不同同轴度应不大大于1.0。f.车架的全部部

19、铆接部分应应仔细检查，铆铆后零件上不不得有裂缝，若若有裂缝须更更换重铆。g. 车架总成成车架第二横横梁连接的螺螺母应装置于于车架的内部部。第5章 车架的的设计计算5.1 车架的的计算：5.1.1 纵纵梁弯曲应力力弯矩M可用弯矩矩差法或多边边形法求得。对对于载重汽车车，可假定空空车簧上重量量Gs均布在在纵梁全长上上，载重Gee均布在车箱箱中，空车时时簧上负荷 (对4X22货车可取=2)整备质量。图5-1纵梁弯弯曲应力由上图得： （5-1） （5-22） （55-3）a=625mmm，b=8000mm，=2800mmm，L=42225mm，。将已知量代入上上式得：=6744.44N =1.244m

20、=7352.003N.m5.1.2局部部扭转应力相邻两横梁如果果都同纵梁翼翼缘连接,扭扭矩T作用于于该段纵梁的的中点,则在在开口断面梁梁中扇性应力力可按下式计计算： (5-4)式中 Iw扇扇性惯性矩；W扇性坐标；对于槽形断面 (5-55) 由材料力学表BB-4热轧槽槽钢（GB/T-7077-19888）查得h=80mm,b=43mm,d=5.00mm,t=8.00mm则mm对于工字形断面面 5.1.3 车车架扭转时纵纵梁应力如横梁同纵梁翼翼缘相连，则则在节点附近近，纵梁的扇扇性应力： (5-6)式中 E弹弹性模量，对对低碳钢和116Mn钢：E=2.006；车架轴间扭角角；L轴距；节点间距；a系

21、数，当kLL=0时，aa=6；kLL=12时时，a=5.25。车架扭转时，纵纵梁还将出现现弯曲应力，须须和相加。5.2 车架载载荷分析汽车静止时，车车架上只承受受弹簧以上部部分的载荷称称为静载荷。汽汽车在行驶过过程中，随行行驶条件(车速和路面面情况)的变化，车车架将主要承承受对称的垂垂直动载荷和和斜对称的动动载荷。5.2.1 对对称的垂直动动载荷这种载荷是当汽汽车在平坦道道路上以较高高车速行驶时时产生的，其其值取决于作作用在车架上上的静载荷及及其在车架上上的分布，还还取决于静载载荷作用处的的垂直加速度度之值。这种种动载荷会使使车架产生弯弯曲变形。5.2.2 斜斜对称的动载载荷当汽车在不平道道路

22、上行驶时时，汽车的前前后几个车轮轮可能不在同同一平面上，从从而使车架连连同车身一起起歪斜，其值值取决于道路路不平坦的程程度以及车身身、车架和悬悬架的刚度。这这种动载荷将将会使车架产产生扭转变形形。由于汽车的结构构复杂，使用用工况多变，除除了上述两种种主要载荷的的作用外，汽汽车车架上还还承受其他的的一些载荷。如如汽车加速或或制动时会导导致车架前后后载荷的重新新分配；汽车车转向时，惯惯性力将使车车架受到侧向向力的作用。一一般来说，车车架主要损坏坏的疲劳裂纹纹起源于纵梁梁和横梁边缘缘处，然后向向垂直于边缘缘的方向扩展展。在纵梁上上的裂纹将迅迅速发展乃至至全部断裂，而而横梁上出现现的裂纹则往往往不再继

23、续续发展或扩展展得很缓慢。根根据统计资料料可知，车架架的使用寿命命主要取决于于纵梁抗疲劳劳损伤的强度度。因此，在在评价车架的的载荷性能时时，主要应着着眼于纵梁。53 车架弯弯曲强度的计计算由于结构的限制制，车架必须须满足强度要要求和结构设设计要求。5.3.1 受受力分析为简化计算，设设计时做以下下几点假设：a纵梁为支撑撑在前后轴上上的简支梁b空车时簧载载质量均布在在左、右纵梁梁的全长上c所有作用力力均通过截面面的弯心(局部扭转的的影响忽略不不计)其中=413mmm,=910mmm,=906mmm,=885mmm,=835mmm,所以5.3.2 弯弯矩的计算总体设计中又知知：车载质量量为=150

24、0kkg ，簧上上整备质量22000kgg。A所以均布载载荷集度q为： 图5-2 车架架载荷示图B求支反力由平衡方程得：得：把车架纵梁分为为六段。如图图5-3所示：图5-3 纵梁梁分段受力示示图当时：剪力弯矩当时：剪力弯矩当时：剪力弯矩a. 变载面处处的剪力和弯弯矩：当时：当时：当时：当时：当时：b. 求最大弯弯矩：因为，所以当QQ=0时，弯矩最大大即，时，弯矩最最大 5.3.3 强强度验算实验表明，当车车速约40 kmh时，汽车在在对称的垂直直动载工况下下，其最大弯弯矩约为静载载荷下的3(卵石路)4.7(农村土路路)倍，同时，考考虑到动载荷荷作用下，车车架处于受疲疲劳应力状态态，如取疲劳劳安

25、全系数为为1.151.4，可求得动动载荷下的最最大弯矩：可用下式来校核核纵梁的弯曲曲强度： (5-7)式中： 纵梁的弯曲曲强度 抗弯模量量如图可知区域载载面形状和载载面特性，即即抗弯截面系系数为： (5-8) ， (55-9)比较车架全长上上受力分析可可知：最大受力可能发发生在最大弯弯矩处或变载载面处，求两两点的受力值值加以比较求求出安全系数数： (5-10)其中为材料的屈屈服应力，取取其值为3445MPa综上所述：车架架发生最大受受力时，静载载安全系数不不小于1.443， 按上式求得得的弯曲应力力不超过纵梁梁材料的疲劳劳极限。54 车架扭扭转应力的计计算5.4.1 受受力分析简化设计计算，假

26、假设牵引横梁梁为一根前悬悬架梁，共有有七根主横梁梁，分别为前前端横梁，工工具箱横梁，三三根方形横梁梁，一根矩形形横梁和后端端横梁，间距距分别为=413mmm, =910mmm, =906mmm, =885mmm, = 835mmm, =280mmm。反载荷均均匀分布在纵纵图5-4 车架架在反对称载载荷作用下的的受扭情况简简图16为横梁；ae为纵梁的的区段图5-4为车架架在反对称载载荷作用下的的受扭情况简简图。作用在在车架上的四四个力R位于于前后车轮轴轴线所在的横横向铅垂平面面内。 5.4.2 求求最大扭矩这时各横梁的扭扭转角相等。此此外，纵横梁梁单位长度的的扭转角亦相相等。由于扭扭转角与扭矩矩

27、T，扭转刚刚度存在以下下关系： (55-11)式中：T车车架元件所受受的扭矩，NNmm LL车架元件件的长度，mmmG材料的剪剪切弹性模量量，MPa车架元件横横断面的极惯惯性矩，因此，作用在车车架元件上的的扭矩与该元元件的扭转刚刚度成正比，故故有式中： 横横梁1，2，所受的扭矩；横梁1，22，横断面的极极惯性矩；纵梁在1，22和1，2，横梁间所受的扭矩；纵梁在1，22和1，2，横梁间横断面的极惯性矩；如果将车架由对对称平面处切切开见图5.8，则切掉掉的一半对尚尚存的一半的的作用相当于于在切口横断断面上作用着着扭矩和横向向力。对最右右边的横梁11取力矩的平平衡方程式，则则有图5-5 车架架在反对

28、称载载荷作用下的的受力简图 (55-12)由(5-11)式得：； ；将上式代入(55-12)，经经整理后得: (55-13)式中：n横横梁数为6；M两横梁之之间的纵梁区区段数为5；C车架宽为为860mmm；L前后桥的的距离为28800mm；a求极惯性矩矩和抗扭截面面系数；第6章 悬架的的总成设计6.1悬架的设设计要求：a保证汽车有有良好的行驶驶平顺性和良良好的操纵稳稳定性。b具有合适的的衰减振动的的能力。c汽车制动或或加速时，保保证车身稳定定，减少车身身侧倾，转弯弯时车身侧倾倾角要合适。d有良好的隔隔声能力。e结构紧凑、占占用空间小。f可靠地传递递车身与车轮轮之间的各种种力和力矩，在在满足另部

29、件件质量要小的的同时，还要要保证有足够够的强度和寿寿命。6.2悬架的两两种形式：非独立悬架和独独立悬架A非独立悬架架如图(a)所示。其其两侧车轮安安装于一整体体式车桥上，当当一侧车轮受受冲击力时会会直接影响到到另一侧车轮轮上。B独立悬架如如图(b)所示，其其两侧车轮安安装于断开式式车桥上，两两侧车轮分别别独立地与车车架（或车身身）弹性地连连接，当一侧侧车轮受冲击击，其运动不不直接影响到到另一侧车轮轮。图61非独立立悬架和独立立悬架C. 钢板弹簧簧又叫叶片弹弹簧，它是由由若干不等长长的合金弹簧簧片叠加在一一起组合成一一根近似等强强度的梁。如如下图所示。钢钢板弹簧3的的第一片（最最长的一片）称称为

30、主片，其其两端弯成卷卷耳1，内装装青铜或塑料料或橡胶。粉粉沫冶金、制制成的衬套，用用弹簧销与固固定在车架上上的支架、或或吊耳作铰链链连接。钢板板弹簧的中间间用U形螺栓栓与车桥固定定。中心螺栓栓4用来连接接各弹簧片，并并保证各片的的装配时的相相对位置。中中心螺栓到两两端卷耳中心心的距离可以以相等，也可可以不相等。为为了增加主片片卷耳的强度度，将第二片片末端也弯成成半卷耳，包包在主片卷耳耳和外面，且且留有较大的的间隙，使得得弹簧在变形形时，各片间间有相对滑动动的可能。钢钢板弹簧在载载荷作用下变变形，各片之之间因相对滑滑动而产生摩摩擦，可促使使车架的振动动衰减。各片片间的干摩擦擦，车轮将所所受冲击力

31、传传递给车架，且且增大了各片片的摩损。所所以在装合时时，各片间涂涂上较稠的润润滑剂（石墨墨润滑脂），并并应定期保养养。图62钢板弹弹簧示意图卷耳；2. 弹弹簧夹；3. 钢板弹簧簧；4. 中中心螺栓；钢板弹簧可分为为对称式钢板板弹簧和非对对称式钢板弹弹簧，对称式式钢板弹簧其其中心螺栓到到两端卷耳中中心的距离相相等，不等的的则为非对称称式钢板弹簧簧。我们设计计的是对称式式钢板弹簧，钢板弹簧在在载荷作用下下变形，各片片之间因相对对滑动而产生生摩擦，可促促使车架的振振动衰减，起起到减振器的的作用钢板弹弹簧本身还兼兼起导向机构构的作用，可可不必单设导导向装置，使使结构简化，并并且由于弹簧簧各片之间摩摩擦

32、引起一定定减振作用。D悬架系统中中由于弹性元元件受冲击产产生振动，为为改善汽车行行驶平顺性，悬悬架中与弹性性元件并联安安装减振器，为为衰减振动，汽汽车悬架系统统中采用减振振器多是液力力减振器，其其工作原理是是当车架（或或车身）和车车桥间受振动动出现相对运运动时，减振振器内的活塞塞上下移动，减减振器腔内的的油液便反复复地从一个腔腔经过不同的的孔隙流入另另一个腔内。此此时孔壁与油油液间的摩擦擦和油液分子子间的内摩擦擦对振动形成成阻尼力，使使汽车振动能能量转化为油油液热能，再再由减振器吸吸收散发到大大气中。在油油液通道截面面和等因素不不变时，阻尼尼力随车架与与车桥（或车车轮）之间的的相对运动速速度增

33、减，并并与油液粘度度有关。减振器与弹性元元件承担着缓缓冲击和减振振的任务，阻阻尼力过大，将将使悬架弹性性变坏，甚至至使减振器连连接件损坏。因因面要调节弹弹性元件和减减振器这一矛矛盾。a .在压缩行行程（车桥和和车架相互靠靠近），减振振器阻尼力较较小，以便充充分发挥弹性性元件的弹性性作用，缓和和冲击。这时时，弹性元件件起主要作用用。b .在悬架伸伸张行程中（车车桥和车架相相互远离），减减振器阻尼力力应大，迅速速减振。c .当车桥（或或车轮）与车车桥间的相对对速度过大时时，要求减振振器能自动加加大液流量，使使阻尼力始终终保持在一定定限度之内，以以避免承受过过大的冲击载载荷。在汽车悬架系统统中广泛采

34、用用的是筒式减减振器，且在在压缩和伸张张行程中均能能起减振作用用叫双向作用用式减振器，还还有采用新式式减振器，它它包括充气式式减振器和阻阻力可调式减减振器。图63双向作作用筒式减振振器工作原理理图双向作用筒式减减振器工作原原理说明。在在压缩行程时时，指汽车车车轮移近车身身，减振器受受压缩，此时时减振器内活活塞3向下移移动。活塞下下腔室的容积积减少，油压压升高，油液液流经流通阀阀8流到活塞塞上面的腔室室（上腔）。上上腔被活塞杆杆1占去了一一部分空间，因因而上腔增加加的容积小于于下腔减小的的容积，一部部分油液于是是就推开压缩缩阀6，流回回贮油缸5。这这些阀对油的的节约形成悬悬架受压缩运运动的阻尼力

35、力。减振器在在伸张行程时时，车轮相当当于远离车身身，减振器受受拉伸。这时时减振器的活活塞向上移动动。活塞上腔腔油压升高，流流通阀8关闭闭，上腔内的的油液推开伸伸张阀4流入入下腔。由于于活塞杆的存存在，自上腔腔流来的油液液不足以充满满下腔增加的的容积，主使使下腔产生一一真空度，这这时储油缸中中的油液推开开补偿阀7流流进下腔进行行补充。由于于这些阀的节节流作用对悬悬架在伸张运运动时起到阻阻尼作用。由于伸张阀弹簧簧的刚度和预预紧力设计的的大于压缩阀阀，在同样压压力作用下，伸伸张阀及相应应的常通缝隙隙的通道载面面积总和小于于压缩阀及相相应常通缝隙隙通道截面积积总和。这使使得减振器的的伸张行程产产生的阻

36、尼力力大于压缩行行程的阻尼力力，达到迅速速减振的要求求。6.3悬架主要要参数的确定定：6.3.1悬架架静挠度悬架静挠度是指指汽车的满载载静止时悬架架上的载荷与与此时悬架刚刚度c之比即 （6-1） 汽车前后悬架与与其簧上质量量组成的振动动系统的固有有频率，是影影响汽车行驶驶平顺性的主主要参数之一一。因现代汽汽车的质量分分配系数近似等于11，于是汽车车前、后轴上上方车身两点点的振动不存存在联系。因因此，汽车前前后部分车身身的固有频率率n1和n2（亦称偏频频）可以用下下式表示 nn1=； n2= （6-2）式中，c1、cc2为前后悬架架的刚度（NN/cm）；m1、m2为前后悬架架的簧上质量量（kg）

37、。 当当采用弹性特特性为线性变变化的悬架时时，前、后悬悬架的静挠度度可用下式表表示 =m1g/c1; =m2g/c2 （6-3）式中，g为重力力加速度，gg=981ccm/s2。 将、代入式（6-1）得到： n1=5 n2=5 （6-4）由（2）可知：悬架的静扰扰度直接影响响车身振动的的偏频n。因因此，要保证证汽车有良好好的行驶平顺顺性，必须正正确的选取悬悬架的静扰度度。在选取前前、后悬架的的静扰度和时，应当使使之接近，并并希望后悬架架的静扰度比比前悬架的静静扰度小些，这这有利于防止止出身产生较较大的纵向角角振动。理论论分析证明：若汽车以较较高车速驶过过单个路障，nn1/n21时小，故故推荐取

38、：=（0.8.9）。考考虑到货车前前后轴荷的差差别和驾驶员员的乘坐舒适适性，取前悬悬架的静扰度度值大于后悬悬架的静扰度度值，推荐=（0.6.8）。货货车满载时，前前悬架偏频要要求在1.5502.110Hz，而而后悬架则要要求在1.7702.117Hz。根根据需要我选选定：n1=1.3，nn=1.5将n1=1.33, n=11.5代入（6-4）得=14.8cmm，=11.1cm6.3.2 悬悬架的动扰度度悬架的动扰度是是指从满载静静平衡位置开开始悬架压缩缩到结构允许许的最大变形形（通常指缓缓冲块压缩到到其自由高度度的1/2或或2/3）时时，车轮中心心相对车架（或或车身）的垂垂直位移。要要求悬架应

39、有有足够大的动动扰度，以防防止在坏路面面上行驶时经经常碰撞缓冲冲块。对货车车，取69cmm。货车车架架的最大弯曲曲扰度通常应应小于10mmm。货车车车架质量约为为整车整备质质量的1/110。6.3.3 悬悬架弹性特性性悬架受到的垂直直外力F与由由此所引起的的车轮中心相相对于车身位位移f（即悬悬架的变形）的的关系曲线，称称为悬架的弹弹性特性。其其切线的斜率率是悬架的刚刚度。图64悬架弹弹性特性曲线线悬架的动容量越越大，对缓冲冲块击穿的可可能性越小。对对于空载与满满载时簧上质质量变化大的的货车和客车车，为了减少少振动频率和和车身高度的的变化，应当当选用刚度可可变的非线性性悬架。钢板板弹簧非独立立悬

40、架的弹性性特性可视为为线性的，而而带有副簧的的钢板弹簧均均为刚度可变变的非线性弹弹性特性悬架架。6.3.4 后后悬架主、副副簧刚度的分分配货车后悬架多采采用有主、副副簧结构的钢钢板弹簧。图65货车主主、副簧为钢钢板弹簧结构构的弹性特性性具体确定方法有有两种：第一一种方法是使使副簧开始起起作用时的悬悬架扰度等于于汽车空载时时悬架的扰度度,而使副簧簧开始起作用用前一瞬间的的扰度等于满满载时悬架的的扰度。于是是，可求得=。式中，FF0和分别为空载载与满载时的的悬架载荷。副副簧、主簧的的刚度比为 （66-5）式中：为副簧刚度；cm为主簧刚度度。用此方法确定的的主、副簧刚刚度的比值，能能保证在空、满满载

41、使用范围围内悬架振动动频率变化不不大，但副簧簧接触托架前前、后的振动动频率变化比比较大。第二种方法是使使副簧开始起起作用时的载载荷等于空载载与满载时时时悬架载荷的的平均值，即即=0.5（FF0+Fw）,并使FF0和间的平均载载荷对应的频频率与和间平均载荷荷对应的频率率相等，此时时，副簧与主主簧的刚度比比为 （66-6）用此方法确定的的主、副簧刚刚度的比值，能能保证副簧起起作用前、后后悬架振动频频率变化不大大。对于经常常处于半载运运输状态的车车辆，采用此此法较为合适适。5）悬架侧倾角角刚度及及其其在前、后轴轴的分配悬架侧倾角刚度度系指簧上质质量产生单位位侧倾角时，悬悬架给车身的的弹性恢复力力矩。

42、它对簧簧上质量的侧侧倾角有影响响。侧倾角过过大或过小都都不好。货车车车身侧倾角角不超过。6.4钢板弹簧簧的设计6.4.1钢板板弹簧的布置置方案纵置钢板弹簧能能传递各种力力和力矩，并并且结构简单单，故在汽车车上得到广泛泛应用。纵置钢板弹簧有有对称和不对对称之分，因因大多数汽车车采用对称式式钢板弹簧所所以我选用了了对称式钢板板弹簧。6.4.2 钢钢板弹簧主要要参数的确定定A钢板弹簧材材料及许用应应力选用：机械设计手册册单行本 弹簧起重运输件件五金件，77112表7-11-6材料：60Sii2MnA， ， 。表7-11-77钢板弹簧许许用应力载重汽车的前板板簧许用弯曲曲应力；载重汽车的后板板簧许用弯

43、曲曲应力。B板弹簧设计计与计算：表7-11-88半椭圆式板弹簧簧： （6-7）由已知满载静止止时汽车前、后后轴负荷G11、G2和簧下部分分荷重Gu11、Gu2。单个钢板板弹簧的载荷荷：Fw1=和，悬架的静静扰度和动扰扰度纵置钢板板弹簧,汽车车的轴距。常常取=1020mm。C钢板弹簧长长度L的确定钢板弹簧长度L是指弹簧簧伸直后两卷卷耳中心之间间的距离。货车前悬架 =(0.2660.355)，后悬架=(00.3500.45)。前悬架主叶取=0.3；后悬架主叶取。D钢板弹簧断断面尺寸及片片数的确定a钢板断面宽宽度b的确定定对于钢板弹簧 （6-8）式中，s为U形形螺栓中心距距（mm）；k无效长度度系数

44、（刚性性夹紧：取kk=0.5，扰扰性夹紧：取取k=0）；c为钢板弹弹簧垂直刚度度（N/mmm），；为扰度增大大系数（重叠叠片数n1，总片数nn0，求得，再用用；E为材料料的弹性模量量（MPa）。钢板弹簧总截面面系数W0 W0 （6-9）式中，为许用弯弯曲应力。对对于55SiiMnVB或或60Si22Mn等材料料，表面经喷喷丸处理后，推推荐在下列范范围内使用：前弹簧35504500MPa；后后主簧4500550MMPa；后副副簧220250MPPa。将式（6-9）代代入下式计算算钢板弹簧的的平均厚度 （66-10）b钢板弹簧片片厚h的选择择矩形断面等厚钢钢板弹簧的总总惯性矩J00 （66-11）

45、 式中，n为钢板板弹簧片数。c钢板弹簧断断面形状图6-6钢板弹弹簧断面形状状d钢板弹簧片片数n多片钢板弹簧一一般片数在6614片之之间选取，根根据设计要求求和计算取110片。6.4.3 钢钢板弹簧各片片长度的确定定图6-7钢板弹弹簧各片长度度6.4.4 钢钢板弹簧的刚刚度验算刚度验算公式为为 （66-12）式中 ： 为经验修正系数数，=0.9900.994；E为材料料弹性模量； 、为主片和和第k+1片片的一半长度度。结 论本课题是针对目目前农用运输输车不能满足足“三农”市市场需求，突突出表现为一一般产品生产产能力过剩，技技术水平低，价格过高，质量和维修服务水平差，而市场急需的高质量、经济型的产

46、品不能满足市场需求。二十一世纪，农业机械要围绕我国农村经济结构调整要求，努力开发生产适用、先进的农用产品。在市场的需求下下，在老师的的指导下，我我们一组六人人对YC10040低速载载货汽车做了了简要设计，我我主要对车架架和悬架系统统进行了设计计，通过设计计知道了车架架动力传动系系统和路面引引起的振动与与噪声可通过过车架与车身身间的橡胶垫垫减振，使之之不易传到车车身上和车厢厢内；便于车车身的变形和和改装，汽车车底盘和车身身可分别装配配，但是，采采用车架的汽汽车，其高度度及质量都会会增大，也需需要有大型压压力机制造。悬悬架以纵置钢钢板弹簧为弹弹性元件兼作作导向装置的的非独力悬架架在载货汽车车上用的

47、比较较广泛，其主主要优点是；结构简单，制制造容易，维维修方便，工工作可靠。缺缺点是：由于于整车布置上上的限制，钢钢板弹簧不可可能有足够的的长度（特别别是前悬架），使使之刚度较大大，所以汽车车平顺性较差差；簧下质量量大；在不平平路面上行驶驶时，左右车车轮相互影响响，并使车轴轴（桥）和车车身倾斜；当当两侧车轮不不同步跳动时时，车轮会左左右摇摆，使使前轮容易产产生摆振；前前轮跳动时，悬悬架易于转向向传动机构产产生运动干涉涉；当汽车直直线行驶在凹凹凸不平的路路段上时，由由于左右两侧侧车轮反向跳跳动或只有一一则车轮跳动动时，不仅车车轮外倾角有有变化，还会会产生不利的的轴转向特性性；汽车转弯弯行驶时，离离

48、心力也会产产生不利的轴轴转向特性；车轴（桥）上上方要求有与与弹簧行程相相适应的空间间。本次的设计方案案是边梁式车车架和前后均均采用纵置钢钢板弹簧悬架架，通过设计计，证明了我我的设计方案案是可行的，但但是这毕竟是是纯理论的，如如果将它投入入到生产实际际当中进行检检验和校正，相相信会得到很很好的完善。参 考 文 献献1 GB7725822004 ， 机动车运运行安全技术术条件S2 GB1183202001 ， 农用运运输车安全技技术条件SS3 刘惟信信.汽车设计计M.北北京：清华大大学出版社，22001.4 王望予予汽车设计计M北北京：机械工工业出版社，220055 陈家瑞瑞汽车构造造（上册）M北京京：机械工业业出版社，22