图2.5 螺旋弹簧的零件图
进而可根据螺旋弹簧二维图在UG软件的三维建模环境下建立零件的三维模型如图2.所示。
图2.6 基于UG软件的螺旋弹簧三维零件图
2.3横向稳定杆的设计计算
2.3.1横向稳定杆的作用
汽车在高速行驶时,车身会产生很大的横向倾斜和横向角振动。因此,悬架中需添设横向稳定杆[9。采用横向稳定杆除了可减轻车身倾斜外,还会影响汽车的操纵稳定性。主要包括以 下两点:
(1)前悬架中采用较硬的横向稳定杆有助于汽车的不足转向性,并能改善汽车的蛇形行驶
性能;
(2)增大后悬架的稳定性,会使前轮驱动汽车具有中性转向性能,使后轮驱动车具有更大的过度转向性。
2.3.2横向稳定杆的设计计算
此微型轿车采用的前置前驱(FF)方案,因此汽车总布置对空间的要求比较严格,可利用的空间不大。基于这样的布置要求和使用条件,这里选用Ⅱ型稳定器确定横向稳定杆杆径d0的公式如下:
d0?Cs43E?32(2kl?ll?3025s3eGl2l7?2l4)23 (2.15)
其中:Cs?9.52N/mm;k??对于圆截面杆段,所采E?196Gpa;G?80Gpa;用的修正系数;l0?523mm;l2?363mm;l4?200mm;l5?210mm; l7?500mm;ls?1145mm;各参数的含义如图2.6所示,其数值可参考横向稳定杆的零件图。
于是可以求的横向稳定杆的杆径d0=20.9,选择整数标准值d1=21mm,横向稳定
工程图(如图 2.7)所示。为了使横向稳杆的形状应由它的空间布置要求来定。在AUTOCAD软件环境下绘制螺旋弹簧的定杆在拐角处的半径值不至于过小,此处取最小半径R=18mm。
由上述的计算结果和二维零件图,可利用UG软件的建模环境建立横向稳定杆的三位模型如图2.8所示。
图2.9 基于UG软件的横向稳定杆三维图
2.4减震器的选型与设计 2.4.1减振器类型的选择
微型轿车的工作工况一般为城市道路工况,总体来说,它所行驶的路面较为平缓。悬架的减振器在这样的路面上工作时,振动的幅值不大,但频率较高。所以,在此设计方案中选用液力式减振器如图2.10所示。使用液力减振器后,当车架与车桥作往复相对运动时,减振器
能够通过内部粘性油液的流动,将车身和车架的振动能量转化为热能,最终散到大气中,从而达到使振动迅速衰减的目的。
图2.10 夏利轿车减振器的三维模型图
2.4.2主要性能参数的选择
减振器的主要性能参数主要有两个:相对阻尼系数?δ和阻尼系数。它们决定了减振器的阻力—位移特性和阻力—速度特性[8。]
1.相对阻尼系数?的选择在选择相对阻尼系数时,应考虑到:取得大虽然能使振动迅速衰减,但会把较大的不平路面的冲击力传到车身;另一方面,取得过小又会使振动衰减慢,不利于行驶平顺性。由前面的计算得知螺旋弹簧的刚度为21N/m、汽车悬架的偏频为1.31HZ,为了使减振器和螺旋弹簧有较好的匹配关系,在考虑型车设计要求的情况下,本车的相对阻尼系数拟选为:?=0.324,这样能够让悬架发挥其较佳的性能。 2.减振器的阻尼系数δ
减振器的阻尼系数不仅与非簧载质量和悬架刚度有关,还与相对阻尼系数有关。
??2?MKx (2.16)
微型轿车中减振器安装在悬架中与垂直线成5度的夹角,则此时的阻尼系数应根据减震器的布置特点确定:
???2?mswn222acos?222o2?0.324?318.5?8.23?210201cos5?2054 (2.17)
式中:w——杠杆比,i?n/a;
N——为下横臂的长度?——减振器安装角。时的活塞速度称为卸荷速度x
3.最大卸荷力的确定0F
为减小传到车身上的冲击力,当减振器活塞振动速度达到一定值时,减振器打开卸荷阀。此
vx?Awacos?/n (2.18)
式中,为卸荷速度一般为0.15-0.30m/s,A为车身振幅,取40mm;w为悬架振动固有频率。由悬架结构总体布置方案知a=201mm n=212mm
所以,vx?Awacos?/n?40?10?3?8.23?0.948?cos5?0.31m/s3o
取伸张行程的阻尼系数?s?1.8??1.8?2054?3.659?10的最大卸荷力
3,在伸张行程
F0??svs?3.659?10?0.31?1133.4(N) (2.19)
2.4.3主要尺寸的确定
1.筒式减振器工作缸直径D的确定
根据伸张行程的最大卸荷力计算工作缸直径D为:
D?4F0??P?(1??)2?4?1133.43.14159?3?(1?0.48)2?25.08mm (2.20)
式中,[]pap最大允许压力,取3M; λλ=0.48 为连杆直径与缸筒直径之比,取
根据求得的工作缸直径,查汽车筒式减振器的有关国标(JB1459—85),就可以就近选用一个标准尺寸。这里我们选用的工作缸直径D=25mm。
2.储油筒的确定
一般Dc=(1.35~1.5)D=35.5mm,壁厚取2mm,材料选用20号钢。
2.4.4计算结果的处理
上述的计算结果如表2.4所示,减振器的装配简图如图2.11所示
表2.4 减振器的参数