【《汽车独立悬架主要参数的确定计算案例》2100字】

汽车独立悬架主要参数的确定计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u27213汽车独立悬架主要参数的确定计算案例 1184501.1悬架静挠度 1319271.2悬架的动挠度 2296621.3悬架弹性特性 246921.4后悬架螺旋弹簧刚度及应力计算 286091.4.1螺旋弹簧刚度及应力计算 241881.4.2弹簧端部形状 361981.4.3螺旋弹簧的设计计算 31.1悬架静挠度悬架静挠度是载具满载静止时悬架上载荷与此时悬架刚度之比，为。汽车前、后悬架与其簧载质量组成的振动系统的固有频率，是对汽车行驶平顺性有重要影响主要参数之一。所以汽车的质量分配系数近似等于1。因此，车身前后部分的固有频率和分别为，（3-1）（3-2）其中，、分别为前、后悬架的刚度；、为悬架的簧上质量(kg)。当采用悬架弹性特性为线性变化的悬架时，此时前、后悬架的静挠度如下：=146~248mm=110.25~181.4mm式中，g为重力加速度。将、代人式(3—1)得到=1~1.3hz(3-3)=1.17~1.5hz（3-4）由上式可知：悬架的静挠度影响车身振动偏频n。为保证汽车有良好的行驶平顺性，需要合理选取悬架的静挠度[5]。对于高级轿车，前悬架偏频要求在0.80～1.15Hz，后悬架则要求在0.98～1.30Hz，利用式(3-2)计算出悬架的静挠度。1.2悬架的动挠度悬架的动挠度是从满载时静平衡位置开始，悬架压缩到结构允许的最大变形时，车轮中心相对车架的垂直位移。悬架应有足够大的动挠度，防止在坏路面上行驶时可嫩发生碰撞缓冲块。对于轿车，取7～9cm；对于大客车，取5～8cm；本次设计轿车的动挠度选取7～9cm。1.3悬架弹性特性悬架受到垂直外力F与其所引起的车轮中心相对于车身位移关系的曲线称为悬架的弹性特性曲线。此切线的斜率是悬架的刚度。悬架的弹性特性分为线性弹性特性与非线性弹性特性两种。1）当悬架变形量与所受垂直外力F呈某固定比例变化时，弹性特性曲线为一条直线，被称为线性弹性特性，因此该悬架刚度为常数。2）当悬架形变与所受垂直外力F不呈固定比例变化时，悬架的刚度是变化的，它的特点是在满载的位置附近，刚度会很小且曲线变化平缓，故平顺性良好；但距满载较远的两端，曲线斜率变大，刚度增大。只要悬架的动容量越大，那么对缓冲块击穿的概率越小。轿车簧上质量在使用过程中，虽然变化不太大，但为了衰减车轴对车架的撞击，减少转弯时的侧倾或者制动时的前俯角，因此应当采用悬架刚度可变的非线性悬架。1.4后悬架螺旋弹簧刚度及应力计算螺旋弹簧作为弹性元件，具有结构简单，制造方便等特点，因此在轻型汽车的悬架中应用比较普遍，由于要求悬架有良好的乘坐舒适性兼有悬架导向机构可以在大摆动量下依然具有保持车轮定位角不太大幅变化的能力，因此螺旋弹簧悬架很早就占有了钢板弹簧的份额。螺旋弹簧悬架中通常在弹簧内部安装减振器，这样可以使行程限位器或导向柱使结构更加紧凑。通过采用改变节距或改变直径弹簧所用钢丝绕制的弹簧结构，由此实现变刚度特性这一作用。1.4.1螺旋弹簧刚度及应力计算弹簧在其轴向载荷P作用下变形F为：（3-5）式中Dmd：弹簧钢丝直径，14mmI：弹簧工作圈数,5；G：为弹簧指数。对于前面的直扭杆，因为其表面的切应力呈均匀分布，但是螺旋弹簧钢丝表面的切应力比较复杂。在静载下，这种截面内的应力分布不均匀可忽略，在承受动载时，弹簧内侧应力较大并且应力变化幅度变大，因此螺旋弹簧的失效经常发生在内侧。我们为了考虑内侧应力的增大，则带入修正系数。一般情况下，弹簧钢的许用切应力与最大许用拉应力成比例关系，一般设计时，可以取τ=0.63σ。1.4.2弹簧端部形状螺旋弹簧端部可以通过碾细再并紧、直角切断或向内弯曲等处理，其中两端碾细，即在绕制弹簧之前先将所用钢丝两端碾细，末端厚度应该为钢丝直径的1/3，绕制后末端几乎贴紧再紧紧相连一端弹簧。表3-1列出了不相同的端部结构时弹簧总圈数n和有效圈数i以及弹簧完全紧闭时的高度Hs公式中的系数1.01为考虑螺旋角的补偿关系，t为端部碾细时的末端厚度[6]表3-1螺旋弹簧不同端部结构时的总圈数及并紧高度总圈数n完全并紧时的高度两端碾细i+21.01d(n-1)+2t两端切断i+1.331.01d(n+1)两端内弯i+1.501.01d(n-1.25)一端碾细一端切断i+1.671.01dn+t一端碾细一端内弯i+1.751.01dn(n-1)+t一端切断一端内弯i+1.421.01dn1.4.3螺旋弹簧的设计计算螺旋弹簧的设计计算可以分为以下几个步骤：1）根据总安装要求及悬架的一个具体结构形式来求所需要的悬架弹簧刚度，弹簧的受力及弹簧高度，悬架在压缩行程达到极限位置时弹簧的高度。2)初步选择端部结构形式及所用的材料，弹簧中径Dm，3）参考已有的相关标来准确定台架实验时伸张以及压缩极限位置相对于设计载荷的弹簧变形量，4）初步选择钢丝直径d，再由材料查出许用拉应力，5）由式（3-6）求出i，用表3-1中的对应公式求出，6）由由Hs，Pi，Hi及C7）按弹簧指数及可以求得，并且求出载荷，以及变量对应的切应力。8）校核是否小于等于=0.63，如若不成立，则应该重新选择钢丝直径d；如若余量很大，则应该考虑是否重新选择较小的钢丝直径d。9）校核台架在满足实验条件下的寿命。在给定条件下的循环次数可按下式大概做出：(3-6）其中10）得到合适的d以后，接下来进一步确定弹簧的高度以及最小工作高度：其中与弹簧指数有如下关系：表-.弹簧指数的关系曲线11）太细的弹簧在大载荷作用下会出现