富康前减震器的产品设计

1、绪论1.1选题题的依据据及意义义近年来，随随着我国国经济的的不断发发展，人人们的生生活水平平也不断断提高。在在交通方方面，汽汽车已经经成了人人们不可可以缺少少的交通通工具，汽汽车也在在人们的的生活当当中充当当着极其其重要的的角色。我我国的汽汽车工业业发展历历史可以以划分为为四个阶阶段：1949-19556年间的的创始期期；19957-19666年间间的初步步发展期期；19967-19778年间间的坚持持发展期期；19978年年以后的的大发展展期。到到了20008年年，我国国全年汽汽车销量量已达9938.05万万辆。在在另一方方面看来来，我国国的汽车车市场是是市场广广阔，我我国汽车车作为重重要的

2、一一极登上上世界舞舞台。这这并不是是因为我我国跻身身世界第第二大汽汽车产销销和消费费大国，而而是因为为我国的的民族汽汽车业已已成气候候，我国国的不少少汽车企企业已经经跻身世世界主流流汽车市市场。但但是我国国汽车进进军欧美美市场的的最主要要的障碍碍就是产产品本身身的质量量。汽车车悬架系系统是汽汽车的主主要组成成构件。汽汽车的悬悬架系统统决定了了汽车产产品的整整体的质质量。车车辆悬架架系统的的主要功功能之一一就是提提供支撑撑，有效效地隔离离路面引引起的振振动和冲冲击。目目前主要要有3种车辆辆悬架系系统：传传统的被被动悬架架系统、主主动悬架架系统和和半主动动悬架系系统。无无论是那那种汽车车悬架系系统

3、汽车车悬架系系统都是是基于减减震器来来命名的的。再者者，汽车车减震器器之所以以能有效效地隔离离路面引引起的振振动和冲冲击，是是悬架系系统中安安装了减减震弹簧簧和减震震器。减震器是汽汽车悬架架系统中中的关键键部件，减减震器的的性能就就决定了了减震器器的许多多性能参参数。而而且减震震器的好好坏直接接决定了了汽车的的乘坐舒舒适性和和行驶的的平顺性性。我国国的汽车车行业仍仍是处于于方兴未未艾的阶阶段，国国内减震震器总的的特点就就是：技技术相对对其他汽汽车大国国而言较较为落后后，高端端车型的的减震器器技术仍仍需进口口。而且且就汽车车减震器器的专利利而言，大大多都是是集中在在日本，美美国等汽汽车大国国，国

4、内内关于汽汽车减振振器的专专利是少少之又少少。这样样，国内内的1000多家家减震器器生产企企业就处处于一个个相对被被动的情情况下。针针对这种种情况，减减震器的的发展和和研究应应该成为为我国汽汽车行业业发展和和水平提提高的一一个重要要的课题题。由此可见，研研究汽车车减震器器产品的的意义重重大，掌掌握汽车车减震器器的各种种现代设设计技术术，对自自主开发发和节约约资金、对对发展民民族品牌牌汽车具具有很大大的意义义。下面面本课题题将对减减震器产产品设计计进行研研究。1.2 减减震器的的结构及及原理1.2.11减震器器的结构构及分类类汽车悬架系系统中安安装减震震器是为为了加速速车架和和车身振振动的衰衰减

5、，以以改善汽汽车行驶驶的平顺顺性，减减振器的的具体安安装位置置如图11-1所示示。现在在常见的的减振器器有双向向作用液液力减震震器，充充气式减减震器和和阻力可可调式减减震器。汽汽车减震震器是作作为一个个不可拆拆的部件件生产和和装配到到汽车上上的，要要是损坏坏时无法法维修只只能更换换的零件件，平时时要注意意保养。图1-1 汽车车减震器器的安装装位置a双向作作用筒式式液力减减震器(如图1-2所示示)图1-2 双向向作用筒筒式减震震器 这这种减震震器一般般都具有有四个阀阀，包括括压缩阀阀、伸张张阀、流流通阀、补补偿阀，所所图3所示。流流通阀和和补偿阀阀是一般般的单向向阀，其其弹簧较较弱，当当阀门上上

6、的油压压的作用用力与弹弹簧同向向时，此此时阀门门处于关关闭状态态，完全全不同液液流；而而当油压压的作用用力与弹弹簧反向向时，只只要较小小的油压压就可以以使阀门门开启。压压缩阀和和伸张阀阀是卸载载阀，其其弹簧较较紧，预预紧力比比较大，只只有当油油压达到到一定程程度是，阀阀门才可可以开启启；而当当油压降降低到一一定的程程度时，阀阀门又自自动关闭闭1。双向作作用筒式式减震器器结构如如图1-3所示示。图1-3 双向向作用筒筒式减震震器结构构1.2.22双向作作用筒式式减震器器的工作作原理a. 伸张张行程图1-4 减震震器的伸伸张行程程原理图图在减震器的的伸张行行程中，活活塞相对对工作缸缸是向上上运动的

7、的。此时时活塞上上腔的油油压升高高，流通通阀关闭闭，上腔腔内的油油液这时时推开伸伸张阀而而流向下下腔。由由于活塞塞杆的存存在，自自上腔流流入下腔腔的油液液不足与与充满下下腔增加加的容积积，使得得下腔行行程了一一定的真真空度，这这时储油油缸的油油液推开开补偿阀阀而流入入下腔进进行补充充.这就形形成了悬悬架受拉拉时的阻阻尼力，并并且由于于真空度度的存在在使得减减振器的的伸张时时产生的的阻尼力力比其压压缩行程程时形成成的阻尼尼力要大大得多。在伸张行程中油液的流动过程是：上腔的油液流经伸张阀而流入下腔；储油腔里的部分的油液流经底阀上的补偿阀而进入下腔，如图1-4的箭头方向所示。而流通阀和压缩阀,此时则

8、被油压压紧，处于不开启的状态。活塞上的伸伸张阀是是卸载阀阀，且弹弹簧的预预紧力比比较大。当当活塞向向上运动动时，上上腔的油油液压力力升高到到一定程程度，比比设定的的预紧力力大，足足以克服服弹簧作作用力时时，油液液推开伸伸张阀，流流入到下下腔内。而而且伸张张阀的节节流孔较较小，可可以产生生较大较较稳定的的阻尼力力，起到到很好的的减震作作用。底阀上的补补偿阀是是一般的的单向阀阀，设计计的预紧紧力比较较小，当当活塞向向上运动动时，下下腔的空空间变大大，油压压变小，而而在补偿偿阀开启启前储油油腔的油油压不变变，就这这样，下下腔的油油压要小小于储油油腔内的的油压，形形成了压压差，当当压差达达到一定定程度

9、时时，储油油腔内的的油液就就推开补补偿阀，油油液就流流经补偿偿阀而进进入到下下腔中。b.压缩行行程在压缩行程程中，减减震器的的活塞相相对工作作缸是向向下运动动的，活活塞下腔腔的容积积就相应应的减少少了，油油压升高高，油液液流经流流通阀，进进入到上上腔，于于是上腔腔被活塞塞连杆占占去了一一部分空空间，因因而上腔腔增加的的容积小小于下腔腔减小的的容积，一一部分油油液就推推开压缩缩阀，流流回储油油缸.这样就就形成了了悬架受受压缩运运动时的的阻尼力力。通常常压缩行行程形成成的阻尼尼力是比比较小的的。同时时由于下下腔的油油压上升升了，而而此时，活活塞上的的伸张阀阀和底阀阀上的补补偿阀被被压紧，油油液就无

10、无法通过过伸张阀阀流入上上腔，以以及无法法通过补补偿阀流流入储油油腔。在在压缩行行程中油油液的流流动过程程是：下下腔的油油液流经经流通阀阀而进入入上腔；下腔的的油液流流经底阀阀上的压压缩阀而而进入储储油腔。在在图1-5中阀阀门旁的的箭头方方向表示示油液的的流动方方向。图1-5 减震震器的压压缩行程程原理图图 活活塞上的的流通阀阀由于弹弹簧的存存在，故故存在一一定的预预紧力，但但是在这这里这个个预紧力力相对比比较小。也也就是说说这个开开阀点比比较小，当当下腔的的油压上上升，活活塞上下下的压差差足以克克服这个个预紧力力时，流流通阀开开启。底底阀上的的压缩阀阀的弹簧簧预紧力力则较大大，而且且压缩阀阀

11、的孔是是比较小小的，形形成了较较好的节节流作用用。压缩缩阀是卸卸载阀，它它的开启启需要较较大的油油压，当当下腔的的油压达达到开阀阀点时，压压缩阀开开启，卸卸油到一一定程度度后，油油压下降降到其开开启点时时，压缩缩阀关闭闭。1.3国内内外减震震器产品品的发展展状况及及趋势1.3.11 国内内汽车减减震器产产品的发发展我国的汽车车工业相相对西方方工业大大国而言言起步比比较晚，所所以减震震器研究究发展的的起步也也是比较较晚的,但是汽车车工业的的发展为为减震器器的发展展提供了了良好的的发展机机会。到到了20008年年我国的的减震器器产量已已经达到到了60000万万支。总总体来说说，我国国的减震震器发展

12、展大体上上可以分分为三个个阶段。第一阶段是是从200世纪500年代末末至800年代中中期。在在这个阶阶段我国国的汽车车行业在在处于刚刚刚起步步的阶段段，人们们普遍对对汽车乘乘坐的舒舒适性而而要求还还不是很很高。故故在这个个阶段减减震器的的发展势势头不强强。而且且这时候候的减震震器存在在许许多多多的问问题，比比如：漏漏油、失失效、减减振效果果不良等等。第二阶段是是20世纪纪80年代代中期至至90年代代中期。此此时液力力减震器器的技术术是已经经比较成成熟了，减减震器运运用的数数量也是是不断增增大。而而且还研研制了可可以调节节阀片节节流孔大大小的汽汽车用减减震器，这这种减震震器应用用在汽车车上，做做

13、出了半半主动悬悬架系统统。大大大的改善善了汽车车乘坐的的舒适性性和汽车车行驶的的平顺性性。但是是汽车行行业起步步晚，基基础较低低，故我我国的减减震器水水平设计计技术还还是相对对西方汽汽车大国国。制造造工艺存存在一定定的差距距，产品品质量也也相对差差，只能能应用在在低端车车型上，高高端汽车车的减震震器需要要进口才才可以满满足使用用要求。第三阶段是是20世纪纪90年代代中期至至今。这这个阶段段人们生生活水平平大大的的提高了了。国内内的汽车车工业高高速发展展，减震震器行业业也在迅迅猛发展展，目前前较具规规模的减减震器生生产厂家家已经达达到了1100多多家，220088年的减减震器的的总产量量超过66

14、0000万只。尽尽管如此此，国产产减震器器还远远远不能满满足市场场的需求求，尤其其是在中中高档汽汽车的减减震器更更是供不不应求，缺缺口部分分仍依赖赖进口。再再加上减减震器相相关行业业的技术术水平参参差不齐齐，经常常由于橡橡胶件、油油料等质质量不过过关，导导致减振振器发生生故障。研研发，完完善中低低端液力力减震器器，这样样才可以以推动我我国汽车车行业的的不断发发展。1.3.22国外汽汽车减震震器产品品的发展展国外的减震震器发展展起步较较早，国国外液力力减震器器技术已已经很成成熟。现现在国外外的减震震器技术术大概是是领先我我国十年年左右。在在国外，十十二世纪纪60年代就就开始研研究液力力减震器器，

15、并研研究出了了通过调调节阻尼尼孔大小小的减震震器，生生产出配配备这类类减震器器的半主主动汽车车悬架系系统，大大大的改改善了汽汽车的乘乘坐舒适适性和行行驶的平平顺性。并并通过大大量的道道路试验验，获得得了宝贵贵的试验验数据，为为以后汽汽车减震震器的发发展提供供了宝贵贵的经验验和数据据支持。到到了二十十世纪880年代代，国外外汽车工工业已经经达到了了一个鼎鼎盛期。与与此同时时，减震震器的更更进一步步发展。出出现了减减震器的的CAEE分析，计计算机模模拟设计计。更多多的电子子传感器器也装备备到减震震器内,使得减减震器的的出现了了智能化化2。到了了现在，国国外的减减震器研研究方向向主要是是磁流式式减震

16、器器。先进进的减震震器发展展到为电电磁可调调式，人人车匹配配的当，通通过微电电脑控制制主动可可调，舒舒适性好好非常好好。磁流流式减震震器内采采用的不不是普通通的油，而而是一种种称为电电磁液的的特殊液液体它是是由合成成氢化合合物以及及3到10微米米大小而而定磁性性颗粒组组成的。一一旦控制制单元发发出脉冲冲信号，线线圈便会会产生电电压，从从而形成成一个磁磁场，并并改变粒粒子的排排列方式式。这些些粒子马马上会垂垂直于压压力的方方向排列列，达到到阻碍油油在活塞塞通道内内的流动动的效果果，从而而提高阻阻尼系数数。这种种先进的的减震器器已经装装配在汽汽车上使使用了，比比如德国国奥迪公公司的奥奥迪TTT跑车

17、就就装配了了这类减减震器。1.4本课课题研究究内容本课题主要要是对富富康汽车车的前减减震器进进行产品品设计，运用三维工程软件UG建立汽车减震器的各个零件的实体模型，再在UG软件里把各个零件分为导向器组件、活塞连杆组件等装配起来，最后完成总装配，并获得各个零件的工程图纸和装配图纸。然后根据实际对各个零件的制造工艺和装配工艺进行分析，将图纸定形，完成为可以应用于实际生产的工程图纸。最后基于ANSYS分析软件对汽车减震器阀片进行有限元分析，并判断汽车减震器阀片的变形情况。将采用逆向向设计的的方式对对富康汽汽车的前前减震器器进行产产品设计计，首先先通过对对减震器器的研究究和结构构分析掌掌握减震震器的详

18、详细结构构和工作作过程，再再利用工工程三维维软件UUG对减减震器的的各个零零件进行行实体建建模，再再在UGG软件下下进行虚虚拟的装装配，并并利用UUG软件件的工程程出图模模块获得得减震器器各个零零件的二二维图纸纸和装配配图纸，最最后根据据所学的的专业知知识和生生产实际际分析各各个零件件的制造造工艺以以及减震震器的各各个装配配工艺，对对图纸进进行进一一步的完完善，所所得的工工程图纸纸能够应应用实际际的生产产。具体体方案流流程如上上图1-6所示示。图1-6 本课课题研究究方案第二章 减减震器零零部件的的三维建建模2.1 UUG软件件介绍UG是目前前市场上上功能最最极致的的产品设设计工具具。它不不但

19、拥有有现今CCAD/CAMM软件中中功能最最强大的的Parrasoolidd实体建建模核心心技术，更更提供高高效能的的曲面建建构能力力，能够够完成最最复杂造造型的设设计。UUG提供供工业标标准之人人机接口口，不但但易学易易用，更更有无限限次数的的unddo功能能、方便便好用的的弹出窗窗口指令令、快速速图像操操作说明明、自定定操作功功能指令令及中文文化操作作接口等等特色，并并且拥有有一个强强固的档档案转换换工具，能能转换各各种不同同CADD应用软软件的图图文件，以以重复使使用原有有资料3。 Unnigrraphhicss(UGG)是一一套复杂杂产品设设计制造造的最佳佳系统，从从概念设设计到生生产

20、产品品，UGG广泛被被应用于于汽车业业、航天天业、模模具加工工及设计计业、医医疗器材材产业等等等，近近年来更更将触角角深及消消费性市市场产业业中最复复杂的领领域工业设设计。运运用其功功能强大大的复合合式建模模工具，设设计者可可依工作作的需求求选择最最适合的的建模方方式；关关联性的的单一数数据库，使使大量零零件的处处理更加加稳定。应用工程软件UG进行三维建模的优点：UG的实体体建模除除了可以以灵活采采用自上上而下、自自下而上上、混合合建模三三种基本本类型外外，还具具有以下下优点:1.采用复复合建模模技术，可可将实体体建模、曲曲线建模模、线框框建模、显显示几何何模型与与参数化化建模融融为一体体；2

21、.曲面设设计采用用非均匀匀有理BB样条作作基础，可可用多种种方法生生成复杂杂曲面，待待别适合合于汽车车外形等等复杂曲曲面造型型；3.以Paarassoliid为实实体建模模核心，实实体造型型功能处处于业界界领先地地位；4.用基于于特征(如孔、凸凸台、键键槽、沟沟槽、倒倒圆、倒倒角等)的建模模和编揖揖方法作作为实体体造型基基础，模模型形象象直观，并并能用参参数驱动动。5)软件内内嵌的由由5.三维维实体模模型出工工程图纸纸功能强强大并且且方便易易用。采采用数化化，使得得三维实实体模型型改变，工工程图纸纸也可以以随之更更新，免免去从新新开始出出工程图图的麻烦烦，节省省产品设设计周期期，灵活活。基于U

22、G软软件以上上优点，本本课题中中的桥壳壳实体模模型采用用UG软件件建立富富康前减减震器的的三维实实体模型型，并且且UG与有有限元分分析软件件ANSSYS有有良好的的接口程程序，在在UG中建建立的模模型，导导入ANNSYSS后所作作的修改改，工作作量少，能能更好的的减少后后续工作作。2.2减震震器各零零部件的的建模2.2.11减震器器各零部部件的结结构分析析本课题为对对富康减减震器产产品的设设计，设设计采用用双向作作用筒式式减震器器，该类类减震器器的大致致结构包包括压缩缩阀、伸伸张阀、流流通阀、补补偿阀、储储油缸、工工作缸等等。为了了合理的的管理减减震器产产品的数数据，按按照减震震器的组组件组成

23、成，分为为：油封封组件；导向器器组件；储油缸缸组件；工作缸缸；连杆杆组件；底阀组组件；防防尘盖组组件和弹弹簧盘八八个零部部件4。下面面按照这这个八个个零部件件的组成成，利用用三维工工程软件件UG，对对富康前前减震器器的各个个零件进进行三维维建模。值值得注意意的是，为为了避免免在装配配过程中中产生不不必要的的问题，所所以在进进行实体体建模时时，尽量量让实体体以工作作坐标系系原点为为中心。2.2.22减震器器油封组组件的三三维建模模富康前减震震器的油油封组件件是由油油封体和和骨架组组成的。油油封体的的造型是是一个标标准的回回旋体，所所以只要要先在UUG的草草绘器中中画出油油封体的的断面线线，再应应

24、用UGG软件中中的回旋旋即可完完成油封封体的三三维建模模。 在在油封组组件中，油油封体和和骨架的的装配时时候是将将骨架压压入到油油封体中中，骨架架增强油油封体的的强度，使使得油封封组件和和导向器器组件很很好的装装配，从从而又不不影响油油封体密密封储油油缸内的的液压油油。油封封体组件件装配三三维模型型如图22-1所示。图2-1 油封体体组件2.2.33减震器器导向器器组件的的三维建建模 所所设计的的富康减减震器产产品的导导向器组组件是由由三个零零件组成成的，包包括导向向器、衬衬套和密密封环。导导向器主主要是由由一个回回旋体和和三个旁旁通孔组组成，回回旋体可可以利用用UG软件件中的回回旋功能能获得

25、，在在移动工工作坐标标做出旁旁通孔和和凹槽后后和回旋旋体进行行布尔运运算中的的求差，从从而获得得导向器器的三维维模型。可可以只做做出一个个旁通孔孔和凹槽槽后，再再利用UUG中的的环形阵阵列生成成其它的的旁通孔孔和凹槽槽。这样样可以节节省时间间，减少少繁琐的的重复操操作、降降低劳动动强度，同同时方便便数据的的管理。而而衬套和和密封环环三维模模型较简简单环形形柱体。最最后的导导向器组组件装配配图，如如图2-2所示。图2-2 导向向器组件件装配图图2.2.44减震器器储油缸缸组件的的三维建建模 富富康前减减震器的的储油缸缸组件是是由储油油缸和支支架组成成的。储储油缸和和支架是是通过焊焊接连接接起来的

26、的。支架架功用是是只要是是固定整整个前减减震器。而而储油缸缸的小特特征比较较多，一一些复杂杂但是对对其功用用和工作作性能影影响不大大的可以以在实体体建模中中适当的的省略。在在一些特特征造型型上可以以合理的的利用UUG软件件中强大大的阵列列和灵活活利用布布尔运算算可以达达到事半半功倍的的效果。最最后获得得的储油油缸组件件的储油油缸、支支架和储储油缸组组件装配配图，如如图2-3所示。图2-3 储油缸缸组件装装配图2.2.55减震器器工作缸缸的三维维建模 工工作缸是是减震器器中的重重要零部部件之一一。所设设计的富富康前减减震器工工作缸的的尺寸：内径：35cmm 外径：38cmm 长度：3655.5c

27、cm，并并在端部部倒斜角角，角度度为455、长长度最大大为0.5cmm，其三三维实体体如图22-4所示。图2-4 工作作缸2.2.66减震器器活塞连连杆组件件的三维维建模减震器的活活塞连杆杆组件是是一个零零部件较较多的组组件，所所设计的的富康前前减震器器的活塞塞连杆组组件的零零部件包包括：连连杆、限限位套、限限位弹簧簧、活塞塞、活塞塞环、流流通阀座座、流通通阀阀片片、伸张张阀阀片片、伸张张阀垫片片、伸张张阀弹簧簧、螺栓栓等。在对减震器器的活塞塞连杆组组件的零零件进行行三维建建模前，首首先认真真思考采采用那种种就建模模方式才才是最合合适的。活活塞连杆杆中的连连杆建模模的时候候可以先先在草图图模块

28、画画出连杆杆的断面面二维图图，再通通过UGG的成型型特征工工具的回回旋工具具一次性性生成连连杆的三三维实体体模型，在在进行利利用UGG特征操操作中的的螺纹工工具直接接创建标标准螺纹纹即可，完完成的连连杆三维维实体模模型如图图2-5所示。图2-5 活塞连连杆活塞连杆组组件中，活活塞是一一个特征征较多的的零件，但但是通过过仔细的的观察会会发现其其实活塞塞的造型型其实也也不是复复杂的。首首先通过过UG的草草图模块块画出活活塞的断断面线（如如图2-6所示），然然后利用用UG的特特征成型型下的回回旋造型型工具，获获得活塞塞绕中轴轴的特征征。最后后通过布布尔运算算的减运运算创建建活塞连连杆绕中中轴的均均匀

29、分布布的六个个孔和两两个槽。其其中在创创建孔的的时候先先创建一一个孔再再利用UUG的环环形阵列列创建其其它五个个孔，这这样既可可以保证证这六个个孔是均均匀分布布的，又又可以节节省时间间，最重重要的是是这样方方便实体体模型数数据的管管理。再再利用布布尔运算算为活塞塞实体模模型创建建两个槽槽，即完完成了活活塞连杆杆中重要要零件活活塞的实实体模型型的创建建，活塞塞的三维维实体模模型如下下图2-7所示示。图2-6 活塞塞断面线线 图2-7 活塞塞活塞连杆组组件中的的限位弹弹簧由于于采用了了两端磨磨平的柱柱形弹簧簧的设计计，其有有效圈数数为：44.5；总圈数数为：66；弹簧线线径为：6mmm；自由由高度

30、为为：544mm；弹簧外外直径为为：277mm。在在建立限限位弹簧簧的三维维实体模模型时利利用UGG软件的的表达式式工具。先先在操作作系统自自带记事事本中键键入控制制限位弹弹簧的曲曲线规律律的公式式后，另另存为UUG可以以识别为为表达式式的“expp”文件，再再通过UUG的表表达式接接口将 “expp”格式的的限位弹弹簧曲线线规律表表达式文文件导入入到UGG内，通通过“规律曲曲线”这个工工具生成成所需的的限位弹弹簧的规规律曲线线，再通通过成性性特征的的“沿导引引线扫掠掠”生成实实体模型型。最后后完善特特征，将将限位弹弹簧实体体模型修修剪好，分别修剪上下两个面，从而获得活塞连杆组件的纤维弹簧三维

31、实体模型，如下图2-8所示。图2-8 限位位弹簧创建好限位位弹簧的的实体模模型后还还必须将将限位弹弹簧定义义为可变变形部件件，方便便装配之之用。步步骤如下下：【工具】【定义可可变形部部件】，在定定义可变变形部件件设置时时按照实实际的装装配尺寸寸对变形形上下限限进行设设置。同同理完成成活塞连连杆组件件中的伸伸张阀的的弹簧和和流通阀阀弹簧的的三维实实体建模模，分别别如图22-9和图2-10所示示。图2-9 伸张阀阀弹簧 图2-100 流通通阀弹簧簧 富富康前减减震器产产品的活活塞连杆杆组件中中包括了了阀门有有流通阀阀和伸张张阀两个个阀，其其各个阀阀片的三三维实体体都是较较规则的的圆形片片体，所所以

32、只要要利用UUG的草草图模块块和拉伸伸工具就就可以完完成各个个阀片的的三维实实体建模模。其中中伸张阀阀是由33个阀片片和一个个垫片组组成，各各阀片三三维模型型如图22-111所示。图2-111 阀阀片活塞连杆组组件的其其他零件件的三维维实体建建模的过过程都是是以上面面的建模模方法类类似，故故在此就就不再一一一说明明。其中中要注意意的是对对各个活活塞组件件零件创创建三维维模型时时都必须须把模型型安排与与UG界面面的基准准对称，这这样可以以方便后后续的装装配顺序序的安排排。在完成了活活塞连杆杆组件各各个零部部件的三三维实体体建模之之后，进进行活塞塞组件的的装配，并并检测各各零部件件之间干干涉性。进

33、进行装配配的时候候，首先先把活塞塞放在绝绝对坐标标的位置置，其他他的零部部件的定定位方式式均选择择“装配”。装配配到活塞塞上的零零部件定定位方式式，由于于各个组组件都是是轴中心心对称的的，所以以对齐方方式尽量量选择“对齐”，有面面是互相相贴合的的，采用用的对齐齐方式为为“配对”，这样样就可以以把各个个零部件件装配好好。但是是有些装装配采用用对齐方方式为“配对”和“对齐”的组合合并不可可以达到到预设的的效果，可可以考虑虑采用“对齐”和“中心”这两种种对齐方方式的组组合。另另外在装装配弹簧簧时需要要注意的的是，在在弹簧的的单独模模型里先先建立一一个中心心轴（沿沿着螺旋旋线的中中心轴），并并且要选选

34、择整个个部件进进行装配配。整个个活塞连连杆组件件装配后后如图22-122所示，其其装配爆爆炸图如如图2-13所示示。图2-122 活塞塞连杆组组件图2-133 活塞塞组件爆爆炸图2.2.77减震器器的底阀阀组件的的三维建建模所设计的富富康前减减震器产产品的底底阀组件件包括：底阀座座、补偿偿阀限位位、补偿偿阀弹簧簧、补偿偿阀阀片片、压缩缩阀底座座、压缩缩阀片（三三片）、销销。底阀阀的各个个零部件件的三维维实体建建模的方方法并不不是很复复杂。只只有底阀阀座的特特征较多多，但是是利用UUG软件件中的布布尔运算算一步一一步把底底阀座的的各个特特征都设设计出来来，也就就完成了了底阀座座的三维维实体建建模

35、，如如下图22-144所示，底底阀组件件中的其其它重要要零部件件则如下下面图22-233所示。图2-144 底阀阀组件的的零部件件 减减震器的的底阀组组件的装装配，采采用以底底阀座为为绝对位位置，其其他零部部件按照照装配顺顺序一一一装配起起来。在在这里的的装配方方式也是是尽量采采用“配对”和“对齐”这两种种装配对对齐方式式的组合合进行装装配。最最后装配配好的效效果如图图2-155所示，底底阀组件件的装配配爆炸图图如图22-166所示。图2-155 底阀阀组件图2-166 底阀组组件爆炸炸图2.2.88减震器器防尘盖盖组件的的三维建建模图2-177 防尘尘盖组件件减震器的防防尘盖组组件由防防尘盖

36、体体和防尘尘盖组成成。防尘尘盖只要要通过UUG内的的拉伸工工具即获获得其实实体模型型，而防防尘盖体体则主要要通过回回旋工具具获得。2.2.99减震器器弹簧盘盘的三维维建模 减减震器的的弹簧盘盘是造型型较为复复杂的零零件，其其三维实实体建模模也是较较复杂的的，但是是因为UUG所提提供的造造型工具具也比较较全面所所以对弹弹簧盘的的进行实实体建模模主要抓抓住弹簧簧盘的几几根脊线线。用BB样曲线线、曲线线投影和和曲线展展开工具具即可获获得弹簧簧盘的脊脊线，再再通过成成性特征征的“沿导引引线扫掠掠”即可获获得弹簧簧盘的大大致实体体模型，最最后对一一些边进进行边倒倒角或是是面倒角角即获得得减震器器的弹簧簧

37、盘三维维实体模模型，如如图2-18所示示。图2-188 弹簧盘2.2.99减震器器实体模模型的总总装配图2-199 减震震器总装装配图在完成减震震器的油油封组件件、导向向器组件件、储油油缸组件件、工作作缸、活活塞连杆杆组件、底底阀组件件、防尘尘盖组件件和弹簧簧盘八个个组件的的实体建建模之后后对减震震器实体体模型进进行虚拟拟总装配配，以检检测所设设计的减减震器产产品是否否会发生生干涉。在在进行总总装配时时，可以以利用上上面的八八个组件件的装配配，直接接以组件件的模式式添加到到总装配配实体模模型上，这这样既可可以节省省装配步步骤，不不必要在在一个一一个零件件的再次次装配，又又方便减减震器产产品实体

38、体模型数数据的管管理。首首先在UUG软件件里创建建一个“prtt”文件，再再添加组组件，添添加组件件时候先先选择活活塞连杆杆组件，再再依次选选择工作作缸、底底阀组件件、储油油缸组件件、导向向器组件件、油封封组件、防防尘盖组组件和弹弹簧盘。需需要注意意的是装装配只是是关联各各个零部部件，所所以在装装配时候候要连零零部件一一起放在在同一个个文件夹夹下面。装装配完成成后的效效果如图图2-199所示,图2-220所示示为总装装配的剖剖面图。图2-200 总总装配剖剖面图2.3本章章小结本章阐述了了三维建建模软件件UG的历历史、建建模方式式，以及及简化建建模的原原则和方方法，并并给出了了汽车减减震器主主

39、要部件件的几何何模型。在在用UGG软件建建模过程程中，刚刚开始由由于软件件用的不不是非常常熟练，有有时候会会犯些错错误，经经过汽车车减震器器一些零零部建模模后，发发现自己己无意中中到是收收获了不不少技巧巧。对复复杂模型型的零件件更应该该周全地地考虑好好，先做做什么，后后做什么么，用什什么方法法做， 这对后后序工作作的完成成有极其其重要的的影响。要要做到瞻瞻前顾后后，每一一步都要要给出一一个合理理的理由由，考虑虑周全，才才可以避避免一些些出现一一些不可可以预想想的问题题。另外外，建模模前一定定要应仔仔细检查查尺寸，防防止出现现错漏，在在其后所所做的工工作，可可能会因因该遗漏漏而造成成全部报报废，

40、从从头而来来，浪费费时间，影影响了进进度。第三章 汽汽车减震震器的设设计与工工艺3.1 零零件的设设计与工工程制图图3.1.11 零件的的设计与与工艺零件工艺性性是指所所设计的的零件在在能满足足使用要要求的前前提下制制造的可可行性和和经济性性5。拥有有良好的的工艺性性，可以以使加工工方便，保保质保量量，并能能取得最最大的经经济效益益。零件件结构工工艺性分分析的主主要内容容有：1. 根据据零件材材料的种种类和性性能，确确定毛坯坯种类，选选择加工工方法，确确定毛坯坯预备热热处理和和工序间间热处理理的方法法。2. 根据据零件的的结构特特点，分分析确定定其加工工方法。首首先应分分析该零零件由哪哪些典型

41、型表面所所组成，它它们各自自的尺寸寸大小及及组合方方式。各各种典型型表面各各有其加加工方法法，知道道了组成成该零件件的典型型表面种种类，就就基本上上确定了了其加工工方法。根根据各种种不同的的组合方方式，可可以将零零件大体体分为轴轴类、套套类、盘盘环类、叉叉架类和和箱体类类等零件件。各类类零件各各有其工工艺上的的特点，也也就是具具有相似似的工艺艺过程就就可以参参考以往往经验或或者资料料来制定定机械加加工工艺艺规程。3. 根据据零件功功能、加加工质量量指标，分分析哪些些是主要要加工面面。主要要加工面面是指那那些决定定零件使使用功能能的加工工表面，以以及与其其它零件件相配的的表面。主主要加工工表面的

42、的加工指指标要求求较高，它它是决定定零件加加工先后后顺序和和最终加加工方法法的依据据。此外外，还要要结合零零件功能能分析主主要加工工面与不不加工面面的相互互位置要要求，这这种要求求在零件件图上不不一定说说明，但但是在制制定机械械加工工工艺规程程时却要要认真考考虑。4. 分析析其他技技术要求求，如热热处理、动动平衡、探探伤、试试压等，主主要考虑虑采取方方法、安安排次序序或者组组织安排排外协加加工。3.1.22 工程制制图工程图纸是是用图样样确切表表示机械械的结构构形状、尺尺寸大小小、工作作原理和和技术要要求。在这里里，对汽汽车减震震器进行行设计和和工艺的的制定的的最终目目的也是是为了获获得汽车车

43、减震器器的各个个零部件件的工程程图纸，包包括零件件图和装装配图。UG的Drrafttingg模块提提供了绘绘制和管管理工程程图与技技术图的的完整的的过程与与工具，是是依据已已创建成成的3DD模型来来快速产产生模型型的投影影与尺寸寸标注。在在绘图模模块中产产生的视视图及尺尺寸与33D模型型完全相相关联：即3DD模型上上的任何何改变都都会自动动的反应应在所产产生的工工程图上上，此种种关联可可让用户户任意修修改3DD模型，而不用用担心工工程图与与3D模型型不同。另外UG软件所提供的工程制图模块功能也很强大，既提供了各种标准，包括国际标准和行业标准，又可以根据企业或是个人的偏好进行一些设定。有条件的话

44、，还可以直接进行工程图纸的打印。免去转化成其他二维图纸再打印，这样就大大提供了工作的效率和数据管理的灵活性。下面就根据据本课题题对富康康前减震震器产品品的设计计，对所所设计的的减震器器的制造造典型的的工艺进进行分析析，并应应用UGG软件中中的Drrafttingg模块，获获得减震震器典型型零部件件的工程程图纸。3.2在UUG的Draaftiing模模块下制制作制图图模板在制作减震震器零部部件工程程图纸之之前，先先在Drrafttingg模块建立立自己的的模板文文件，下下面以创创建横向向的A44图纸模模板为例例，详细细说明模模板创建建。首先建立一一个UGG的“prtt”文件，将将所有的的设置都都

45、改好，包包括单位位等，然然后转到到制图模模块，即即Draaftiing模模块。在插入入图纸对对话框中中选择AA4图纸纸，并将将高度和和长度分分别改为为2977和2100（默认认单位为为mm）；比例为为内设：1；选择择毫米为为单位；投影方方式选择择第一象象限投影影。点击击“确认”之后进进入到制制图界面面。在这这里可以以按照国国家关于于机械制制图的标标准GBB/T 146689-93，对对制图幅幅面、格式进行行绘制。在在这里采采用预留留装订线线的制图图幅面设设置，装装订边宽宽：255cm,其它边边框宽为为：5ccm。把边框框设定好好后，再再按照标标准GBB/T 106609.1-220088，进行

46、行标题栏栏的绘制制，如下下图3-1所示。图3-1 模板板标题栏栏的设定定另外需要注注意的是是，在制制作制图图模板的的时候，所所画的线线均须按按照国家家标准GGB/TT 1774500，对画线线线性大大小粗细细进行设设置；模模板中所所键入的的文字须须按照国国家标准准GB/T 1146991-993，对对文字的的字体和和文字的的大小进进行设置置。在完成制图图模板的的图框和和标题栏栏后，将将该“prtt”文件保保存，再再将文件件移动存存放制图图模板的的目录下下（文件件路径不不允许出出现中文文）。创创建一个个选项面面板，依依次选择择：【新条目目】【非主模模型制图图模板】，再将将刚才的的刚才保保存好的的

47、“prtt”导入即即可。就就这样在在UG中的的制图模模块创建建好了AA4横向向的制图图模板。在在应用制制图模块块的时候候，在插插入图纸纸对话框框中选择择取消后后，直接接调出设设置好的的制图模模板即可可。根据据需要再再创建其其他尺寸寸的图纸纸的制图图模板，如如A0横向向、A33横向、AA4纵向向等制图图模板。并并将其全全部放在在存放AA4横向向的制图图模板的的文件中中。图3-2 制制图模板板3.3汽车车减震器器中连杆杆的设计计与工艺艺分析3.3.11连杆的的设计汽车减震器器中连杆杆是传递递力的重重要零件件。在减减振器中中，连杆杆的长度度于直径径之比远远远小于于一般的的液压机机构中连连杆的长长度与

48、直直径之比比，因而而，要求求连杆有有较高的的稳定性性6。由于于在设计计中将连连杆连接接到端部部连接机机构上，当当连杆受受到非轴轴向力作作用时，由由于端部部连接结结构进行行调整，以以防对连连杆产生生剪切或或弯曲，因因此，连连杆主要要承受轴轴向力的的作用，则则连杆的的直径由由连杆承承受的最最大阻尼尼力来确确定。所所以，对对连杆的的轴线直直线度有有较高的的要求。在在连杆的的光轴处处的圆柱柱面的轴轴线必须须位于直直径为公公差值为为：0.02的的圆柱面面内。同同样由于于连杆下下端要连连接减震震器的活活塞，所所以这部部分的同同轴度要要求也较较高。此此处圆柱柱面的轴轴线必须须位于直直径为公公差值为为：0.0

49、3，且与与以光轴轴处的轴轴线为基基线的同同轴圆周周面内。3.3.22连杆的的工艺分分析根据连杆的的受力要要求及材材料的抗抗拉强度度，故所所设计的的富康汽汽车减震震器产品品中的连连杆采用用的材料料为：冷冷拉圆钢钢。连杆的制造造过程大大致为： 毛备料冷拉圆圆钢正火热热处理粗车外外圆半精车车调质处处理精车粗磨精磨铣螺纹纹表面感感应淬火火表面面镀铬在2000摄氏度度温度下下2小时（去去氢）消消除应力力连杆的滑动动面的表表面的硬硬度要达达到HRRC488-544，所以以要采取取表面感感应淬火火工艺淬淬火的深深度0.8-11.2mmm。粗粗糙度对对耐磨性性的影响响有一个个最佳范范围值，粗粗糙度过过大与过过

50、小都不不利于摩摩擦副的的耐磨寿寿命。通通过相关关试验研研究认为为最佳表表面粗糙糙度范围围为Raa0.11-0.2微米米，因此此要对表表面进行行精密磨磨光。连连杆要求求表面具具有自主主润滑性性，所以以表面要要求进行行镀鉻处处理，鉻鉻层厚度度为2007微微米，镀镀层粗度度均匀不不得有剥剥落、碰碰伤和刻刻痕等现现象。镀镀层硬度度HV9900以以上，镀镀络后应应在2000下保温温约2小时以以消除应应力。对对于连杆杆的未镀镀络的部部位进行行防锈处处理，连连杆下端端的螺纹纹用液压压的方法法加工。图3-3 连连杆工程程图纸3.4汽车车减震器器中工作作缸的设设计与工工艺分析析 3.4.1工作缸缸的设计计工作缸

51、是主主体构件件用于贮贮油和活活塞进行行上下往往复运动动工作的的部位。工工作缸作为承受内内压的薄薄壁缸筒筒，它的的壁厚必必须满足足设计强强度和刚刚度要求求。一般般取筒壁壁厚与工工作缸的的内径之之比为00.088-0.3之间间，由机机械设计计规范公公式有： SKIPIF 1 0 式中： PPmaxx工作缸缸缸内最最高工作作压力，Mpa； DD工作作缸的内内径，mm； NN安全全系数。 3.4.22工作缸缸的工艺艺分析在确定了工工作缸的的基本尺尺寸后根根据实际际对工作作缸进行行加工工工艺。由于工作作缸在工工作中被被活塞分分成上腔腔和下腔腔，并且且内表面面与活塞塞表面形形成运动动副，所所以它与与活塞的

52、的同轴度度要求比比较高，还还有的耐耐磨性和和耐腐蚀蚀性都有有特定的的要求7。工作缸缸的选择择材料为为：精拔拔管。加加工时内内外表面面都要去去毛刺并并且加工工内表面面的粗糙糙度为RRa0.8mmm所以需需对内表表面采用用精磨工工艺。此此外必须须保证工工作缸的的圆柱度度和垂直直度。图3-4 工工作缸工工程图纸纸3.5汽车车减震器器中活塞塞的设计计与工艺艺分析 3.5.11活塞的的设计活塞上下平平面分别别用于支支撑流通通阀阀片片和伸张张阀阀片片，所以以对这两两个平面面的平面面度有较较高的要要求。活活塞上平平面是利利用两个个凸起的的环形平平面来支支撑流通通阀阀片片。当减减震器处处于伸张张工作状状态时，

53、此此时减震震器流通通阀利用用这两个个凸起的的环形平平面与流流通阀阀阀片之间间的密封封以阻止止液压油油液通过过流通阀阀流入下下腔。假假设活塞塞上平面面的平面面度公差差过大，液液压油液液就有可可能通过过阀片与与凸起平平面之间间的缝隙隙流入到到下腔，减减震器伸伸张工作作过程产产生的阻阻尼力就就大大减减小，甚甚至会导导致减震震器失效效8。同样样，用于于支撑减减震器伸伸张阀的的下平面面也是利利用凸起起的环形形平面来来支撑伸伸张阀阀阀片的。所所以，一一般选择择活塞上上端面的的平面度度公差为为：0.01，下下端面的的平面度度公差为为：0.02。此此处的端端面全跳跳动公差差也有一一定的要要求。相相对活塞塞轴线

54、，端端面全跳跳动公差差值为：0.003。3.5.22活塞的的工艺分分析活塞跟连杆杆在外力力作用下下一起运运动，并并且活塞塞是长期期在减震震器油中中运动，所所以要求求生产他他的材料料的耐腐腐蚀性要要好。根根据活塞塞的工作作条件，在在这里我我们选择择铁基粉粉末冶金金作为加加工活塞塞的材料料。材料料的选择择对活塞塞的加工工性能和和使用寿寿命都有有直接的的影响。材材料选择择好了之之后，对对材料进进行毛坯坯铸造。毛毛坯制造造好了之之后，在在加工过过程中，根根据不同同的目的的安排22中热处处理工序序，首先先是毛坯坯热处理理，在加加工前进进行预先先热处理理（通常常为正火火和调质质）。其其主要目目的是消消除铸

55、造造及粗加加工引起起的残余余应力，改改善材料料的切削削性能和和提高综综合力学学性能；其次是是在加工工完成后后，对表表面进行行蒸汽处处理，提提高其硬硬度。然然后进行行粗车外外圆及端端面，再再精车，最最后进行行磨断面面等工作作。大致致加工工工艺过程程如下所所示:备料制造造毛坯预先热热处理（调调质）粗车外外圆及端端面镗孔精磨断断面表面进进行蒸汽汽处理图3-5 活活塞工程程图纸3.6本章章小结本章通过查查阅机械械设计手手册和相相关汽车车行业的的标准，认认真分析析了汽车车减震器器重要零零部件的的各个公公差的，并并按照实实际的使使用情况况进一步步设计减减震器重重要零部部件的公公差，并并利用先先前在UUG软

56、件件内做好好的模板板在制图图模块很很快的设设计出工工程图纸纸同时。但但是刚开开始制图图的时候候很是有有很多问问题没有有注意到到，比如如说表面面粗糙度度的标定定。刚开开始标定定的时候候没有把把隐藏制制图模块块的表面面粗糙度度标定调调出，靠靠自己画画线标定定，这样样浪费时时间和精精力，后后面熟悉悉UG的制制图模块块之后掌掌握这个个工具，表表面粗糙糙度标定定起来就就方便多多了。所所以说，制制图过程程中遇到到问题的的时候，解解决问题题的办法法是首先先去找UUG相关关学习资资料， 查阅资资料了解解了才继继续制图图。在制制图的同同时，本本章也对对重要零零部件的的加工工工艺进行行了进一一步的分分析，从从选材

57、到到最后的的加工工工序都作作了详细细的分析析，制订订出一系系列的加加工工艺艺过程，进进而获得得了减震震器零部部件产品品。在制制订加工工工艺时时参考了了减震器器的使用用条件和和减震器器行业相相关的标标准，使使所制订订的加工工工艺路路线符合合实际生生产的要要求。第四章 减减震器的的有限元元分析4.1有限限元分析析软件AANSYYS的介介绍有限元法是是一种在在工程分分析中常常用的解解决复杂杂问题的的近似数数值分析析方法，以以其在机机械结构构强度和和刚度分分析方面面具有较较高的计计算精度度而得到到普遍应应用，特特别是在在材料应应力、应应变的线线性范围围更是如如此。有限元分析析最基本本的研究究方法就是是

58、：结构离离散单元分分析整体求求解。经经过近550年的的发展，有有限元法法的理论论日趋完完善，已已经开发发出了一一批通用用和专用用的有限限元软件件。ANNSYSS是当前前国际上上流行的的有限元元分析软软件，广广泛地应应用于各各行各业业，是一一种通用用程序，可可以用它它进行所所有行业业的几乎乎任何类类型的有有限元分分析，如如汽车、宇宇航、铁铁路、机机械和电电子等行行业。通通过ANNSYSS软件，能能高效准准确地建建立分析析构件的的三维实实体模型型，自动动生成有有限元网网格，建建立相应应的约束束及载荷荷工况，并并自动进进行有限限元求解解，对模模态分析析计算结结果进行行图形显显示和结结果输出出，对结结

59、构的动动态特性性做出评价价。它包包括结构构分析、模模态分析析、磁场场分析、热热分析和和多物理理场分析析等众多多功能模模块。有有限元求求解问题题的基本本步骤通通常为： 第一步：问问题及求求解域定定义：根根据实际际问题近近似确定定求解域域的物理理性质和和几何区区域。 第二步：求求解域离离散化：将求解解域近似似为具有有不同有有限大小小和形状状且彼此此相连的的有限个个单元组组成的离离散域，习习惯上称称为有限限元网络络划分。显显然单元元越小（网网络越细细）则离离散域的的近似程程度越好好，计算算结果也也越精确确，但计计算量及及误差都都将增大大，因此此求解域域的离散散化是有有限元法法的核心心技术之之一。 第

60、三步：确确定状态态变量及及控制方方法：一一个具体体的物理理问题通通常可以以用一组组包含问问题状态态变量边边界条件件的微分分方程式式表示，为为适合有有限元求求解，通通常将微微分方程程化为等等价的泛泛函形式式。第四步：单单元推导导：对单单元构造造一个适适合的近近似解，即即推导有有限单元元的列式式，其中中包括选选择合理理的单元元坐标系系，建立立单元试试函数，以以某种方方法给出出单元各各状态变变量的离离散关系系，从而而形成单单元矩阵阵（结构构力学中中称刚度度阵或柔柔度阵）。 为保证问题题求解的的收敛性性，单元元推导有有许多原原则要遵遵循。 对工程程应用而而言，重重要的是是应注意意每一种种单元的的解题性