课程设计汽车前悬架设计说明书(3)

2019-01-10 10:44

结构如右图:

特性:侧倾中心高度较低;车轮外倾角与主销内倾角变化大;轮距变化不大;悬架侧倾角刚度较小需要横向稳定器;横向刚度小;几乎不占用高度空间;结构简单、成本低。

3.2.4 单斜臂式悬架结构及特性分析

结构如下图:

特性:心高度在单横臂式和单纵臂式之间;车轮外倾角与主销内倾角变化大;轮距变化不大;悬架侧倾角刚度在单横臂式和单纵臂式之间;横向刚度较小;几乎不占用高度空间;结构简单、成本低。

3.2.5 麦弗逊式悬架结构及特性分析

结构如下图:

特性:侧倾中心高度较高;车轮外倾角与主销内倾角变化小;轮距变化很小,故轮胎磨损速度慢;悬架侧倾角刚度较大可不装横向稳定器;横向刚度大;占用空间尺寸小;结

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构简单、紧凑,用车上用得较多。

3.2.6 扭转梁随动臂式悬架结构及特性分析

结构如下图:

特性:侧倾中心高度较低;左右车轮同时跳动时不变;轮距不变,故轮胎磨损速度慢;悬架侧倾角刚度较大可不装横向稳定器;横向刚度大;占用空间尺寸小;结构简单,用于发动机前置前轮驱动乘用车的后悬架。

3.2.7 比较选型

几种独立悬架的结构和特性进行的比较,我选择麦弗逊式独立悬架作为我设计的对象

4 辅助元件选择

逊式悬架的侧倾刚度较大可以不装横向稳定器,所以辅助元件不需要横向稳定器,下面就主要选择缓冲块。

用橡胶制造(如图4.1)。通过硫化将橡胶与

钢板连接为一体,再经焊在钢板上的螺钉将缓冲块固定到车架(车身)或其他部位上,起到限制悬架最大行程的作用。

图4.1橡胶缓冲带

装用多孔聚氨脂制成的几种形状的缓冲块(如图4.2),它兼有辅助弹性元件的作用。

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多孔聚氨脂是一种有很高强度和耐磨性能的符合材料。这种材料起泡时就形成了致密的耐磨层,它保护内部的发泡部分不受损伤。由于在该材料中有密封的起泡,在载荷作用下弹性元件被压缩,但其外廓尺寸增加却不大,这点与橡胶不同。有些汽车的缓冲块装在减振器上。

5 悬架挠度f 的计算 5.1 悬架静挠度 fC的计算

悬架静挠度f C汽车在满载静止时悬架上的载荷 F W此时悬架刚度才c 之比,即fC=Fw/c汽车悬架的振动系统的固有频率,是影响汽车平顺性的主要参数之一。而汽车部分车身固有率(偏频)可用下式表示:

式中 C s——汽车前悬架刚度,N/mm; m s——汽车前悬架簧上质量,kg;

n——汽车前悬架偏频,Hz 而汽车悬架的静挠度可用下式表示:

由这两式可得出:

设计时取前悬架的偏频n=1.1Hz。

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根据上面公式可以计算出前悬架的静挠度为:

fc=25/n2=206mm

5.2 悬架动挠度 f d计算

悬架的动挠度 f d是指从满载经平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压缩到妻子有高度的1/2 或2/3)时,车轮中心相对车架(或车身)的垂直位移。要求悬架应由足够大的动挠度,以防止在坏路面上行驶时经常碰到缓冲块。对乘用车, d f 取70~90mm;对客车, d f 取50~80mm;对货车, d f 取60~90mm。取悬架动挠度d f 为80mm。

5.3 悬架弹性特性

悬架受到的垂直外力F 与由此引起的车轮中心相对于车身位移f(即悬架的变形)的关系曲线,称为悬架的弹性特性。其切线的斜率是悬架的刚度。

悬架的弹性特性有线性特性和非线性弹性特性两种。当悬架变形f 与所受垂直外力F之间成固定的比例变化时,弹性特性为以直线,称为线性弹性特性,此时,悬架刚度为常数。当悬架变形f 与所受垂直外力F 之间不成固定比例变化时,弹性特性如图所示。此时,悬架刚度是变化的,其特点是在满载位置(图中电8)附近,刚度小且曲线变化平缓,因而平顺性良好;距满载较远的两端,曲线变陡,刚度增大。这样,可在有限的动挠度fd范围内,得到比线性悬架更多的动容量。悬架的动容量系指悬架从静载荷的位置起,变形到结构允许的最大变形位置消耗的功。悬架的动容量越大,对缓冲块击穿的可能性越小。

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6 弹性元件的设计

6.1 弹簧参数的计算选择

对于大多数汽车而言,起悬挂质量分配系数ε=ρy2 /ab =0.8—1.2,因而可以近似的认为ε =1,即前、后桥上方车身部分的集中质量的垂向振动是相互独立的,并用偏频来表示各自、的自由振动频率。偏频越小。则汽车的平顺性越好。一般对于采用钢制弹簧的轿车,前悬架的偏频n=1—1.3Hz,非常接近人体步行时的自然频率。 设计时取前悬架的偏频 n=1.1Hz,根据下面公式可以计算出前悬架的刚度:

式中 Cs ——汽车前悬架刚度,N/mm; ms ——汽车前悬架簧上质量,kg; n——汽车前悬架偏频,Hz

6.1.1.空载计算刚度

根据估算可估计出前悬架簧下质量为52kg,已知前悬架空载前轴载质量为636kg,则起单侧簧上质量为ms :

ms =

n=1.1Hz;

1*(636-52)=292kg; 215


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