微型货车后悬架钢板弹簧设计.doc

目录 1 引言 1 1.1 汽车及汽车工业的发展 1 1.2 汽车的结构组成 2 1.3 汽车悬架系统的作用、组成与分类 3 1.3.1 汽车悬架系统的作用 3 1.3.2 悬架系统的组成 4 1.3.3 汽车悬架系统的分类 6 1.4 该项研究的目的与意义 8 1.5 国内外研究现状、发展动态 9 1.6 钢板弹簧 10 1.6.1 钢板弹簧的基本结构和作用原理 10 2 钢板弹簧的布置方案及材料选择 11 3 汽车后悬架系统钢板弹簧的设计计算 12 3.1 设计给定参数 12 3.2 钢板弹簧主要参数的确定 12 3.2.1 前后悬架静挠度和动挠度的选择 13 3.2.2 钢板弹簧满载弧高的选择 14 3.2.3 钢板弹簧长度L的确定 14 3.2.4 后悬架钢板弹簧的刚度计算 15 3.2.5 钢板弹簧所需的总惯性矩的计算 15 3.2.6 根据强度要求计算钢板弹簧总截面系数 16 3.2.7 钢板弹簧平均厚度的计算 17 3.2.8 验算在最大动行程时的最大应力 17 3.2.9 验算比应力 17 3.2.10 钢板弹簧叶片断面形状及尺寸的选择 18 3.3 钢板弹簧的设计及校核 20 3.3.1 钢板弹簧各片长度的确定 20 3.3.2 弹簧刚度计算 22 3.4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高和曲率半径计算 23 3.4.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高 23 3.4.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径 25 3.4.3 钢板弹簧叶片在自由状态下曲率半径的计算 25 3.4.4 钢板弹簧各叶片在自由状态下的曲率半径和弧高的计算 26 3.4.5 钢板弹簧总成弧高核算 28 3.5 钢板弹簧各片的应力验算 29 3.6 叶片端部形状的选择 30 3.7 钢板弹簧两端与车架的连接 31 3.8 钢板弹簧弹簧销和卷耳的设计 31 3.8.1 弹簧销的设计 32 3.8.2 卷耳尺寸的确定 32 3.8.3 钢板弹簧衬套的设计 33 3.9 弹簧夹的设计 34 3.10 中心螺栓的设计 34 4 结论 35 参考文献 36 致 谢 38 1 引言 1．1 汽车及汽车工业的发展 汽车是借助于自身的动力装置驱动，且具有4个（或4个以上）车轮的非轨道无架线车辆。其主要用途是运输，亦即载送人和货物或牵引载送人和货物的车辆。 人类使用车辆已有4000多年的历史。在漫长的历史岁月中，车辆一直由人力或畜力驱动，直至18世纪发明了动力机械后，才出现了机动车。 1765年英国的詹姆斯.瓦特（James Watt）Cygnet）））弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上行驶时这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车身时，可能引起汽车机件的早期损坏；传给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒适，货物也可能受到损伤。为了缓和冲击，在汽车行驶系中，除了采用弹性的充气轮胎之外，振动。持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳。故悬架系统还应具有减振作用，以使振动衰减，振幅减小，为此，在许多形式的悬架系统中都设有专门的减振器。减振器用来衰减由于弹性系统引起的振，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。导向机构用来传递车轮与车身间力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由组成。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。 图1.1 橡胶缓冲块 横向稳定器一般设置在多数的轿车和客车上，为防止车身在转向行驶等情况下发生过大的横向倾斜。一般通过减小悬架垂直刚度C，能降低车身振动固有频率，达到改善汽车平顺性的目的。但因为悬架侧倾角刚度和悬架垂直刚度C之间是正比关系，所以减小垂直刚度C的同时使侧倾角刚度也减小，并使车厢侧倾角增加，结果会使乘员感到不舒适和降低了行车安全感。横向稳定器可以在不增大悬架垂直刚度C的条件下，增大悬架的侧倾角刚度。如图1.3所示 图1.2 汽车转弯行驶产生的侧倾力矩，使内、外侧车轮的负荷发生转移，并影响车轮侧偏刚度和车轮侧偏角变化。前、后轴（桥）车轮负荷转移大小，主要取决于前、后悬架的侧倾角刚度值。当前悬架侧倾角刚度大于后悬架侧倾角刚度时，前轴（桥）的车轮负荷转移大于后轴（桥）车轮的负荷转移，并使前轮侧偏角大于后轮侧偏角，以保证汽车有不足转向特性。在汽车前悬架上设置横向稳定器，能增大前悬架的侧倾角刚度[9]。 悬架系统只要求具备上述各个功能，在结构上并非一定要设置这些单独的装置例如钢板弹簧，除