微型客貨兩用車前懸架及轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)一款小排量汽車。小排量汽車在我國由于以前的限制政策，目前階段是其黃金發(fā)展時(shí)期。因此，能否抓住該有利時(shí)機(jī)，也將決定我們能否與國際汽車巨頭同臺。2第二章 汽車轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)§2.1 概述汽車行駛過程中，需按照駕駛員的意志經(jīng)常改變行駛方向，即所謂的汽車轉(zhuǎn)向。這就需要有一套能夠按照司機(jī)意志使汽車轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu)，它將駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤的動作轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕?通常是前輪)的偏轉(zhuǎn)動作。因此轉(zhuǎn)向系的作用是保證汽車在行駛中能適應(yīng)道路情況改變行駛方向，或保持的直線行駛。對于輪式汽車的轉(zhuǎn)向來說，實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)向需要一套專門的機(jī)構(gòu)，即是轉(zhuǎn)向輪相對于汽車的縱軸線偏轉(zhuǎn)一定的角度。在汽車的實(shí)際操控過程中，由于汽車的轉(zhuǎn)向輪也會受到來

2、自路面的高低起伏及其引起的側(cè)向干擾力的作用，使汽車偏離正常的行駛方向，此時(shí)，這一系統(tǒng)也必須用使轉(zhuǎn)向輪重新回到正常行駛的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了按照駕駛員的意志來操控汽車。這一套專設(shè)的用于改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，稱為汽車轉(zhuǎn)向系。一、 汽車轉(zhuǎn)向系的類型汽車轉(zhuǎn)向系按能源形式的不同分為機(jī)械式轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系兩類。1. 機(jī)械式轉(zhuǎn)向系機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為能量來源，所有的傳力件都是機(jī)械的。當(dāng)汽車欲實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向駛員通過作用于方向盤的力偶矩，傳力順序?yàn)椋悍较虮P®轉(zhuǎn)向軸®轉(zhuǎn)向器，力后®圖 2-1 機(jī)械轉(zhuǎn)的組成和布置示意圖矩經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大和轉(zhuǎn)向橫拉桿®轉(zhuǎn)向節(jié)臂®轉(zhuǎn)向輪，使轉(zhuǎn)

3、向輪偏離汽車1-轉(zhuǎn)向盤 2-轉(zhuǎn)向軸 3-轉(zhuǎn)向萬向節(jié) 4-轉(zhuǎn)向傳動軸5-轉(zhuǎn)向器 6-轉(zhuǎn)向搖臂 7-轉(zhuǎn)向直拉桿 8-轉(zhuǎn)向節(jié)臂9-左轉(zhuǎn)向節(jié) 10、12-梯形臂 11-轉(zhuǎn)向橫拉桿13-右轉(zhuǎn)向節(jié)縱軸線一定的角度，從而實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。為了汽車轉(zhuǎn)3向輪轉(zhuǎn)動時(shí)，全部車輪繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心行駛，使在不同圓周上運(yùn)動的車輪，作無滑動的純滾動，設(shè)置了轉(zhuǎn)向梯形，轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)是一連桿機(jī)構(gòu)，它有轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂絞接而成。2. 動力式轉(zhuǎn)向系動力式轉(zhuǎn)向系是駕駛員體發(fā)動力驅(qū)動泵同時(shí)提供動力的轉(zhuǎn)向系，在機(jī)械轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成。正常工圖 2-2動力轉(zhuǎn)的組成示意圖1-轉(zhuǎn)向盤 2-轉(zhuǎn)向軸 3-梯形臂 4-轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向

4、的驅(qū)動力大部分來自發(fā)動節(jié)臂 5-轉(zhuǎn)向閥 6-轉(zhuǎn)向直拉桿 7-機(jī)驅(qū)動泵的加力裝置。在轉(zhuǎn)向加轉(zhuǎn)向搖臂 8-機(jī)械轉(zhuǎn)向器 9-轉(zhuǎn)向油罐力裝置失效駛員能夠承擔(dān)駕駛10-轉(zhuǎn)向向動力缸泵 11-轉(zhuǎn)向橫拉桿 12-轉(zhuǎn)汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)，但是這種情員必須提供全部動力。由于我們設(shè)計(jì)的小排量微型客貨四座汽車，即使?jié)M載時(shí)作用在方向盤上的作用力很小轉(zhuǎn)向比較輕便，故我們選用的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系。二、機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的組成機(jī)械式轉(zhuǎn)向系有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳構(gòu)三大部分組成。1、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器圖2-3齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)圖1.萬向節(jié)叉 2.轉(zhuǎn)向齒輪軸3.調(diào)整螺母4.向心球軸承 5.滾針軸承 6.固定螺栓7.轉(zhuǎn)向橫拉桿 8.轉(zhuǎn)向器殼體 9.

5、防塵套13.壓緊彈簧 14.壓塊此轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向軸做為一體，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，緊湊。殼體采用鋁合金或鋁鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較小，傳動效率高達(dá)90%，齒輪4與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，能自動消除齒間間隙，轉(zhuǎn)向器占用體積小，沒有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大，成本低。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是：因逆效率高（ 60%70%）， 汽車在不平路面上行駛時(shí)，發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪與路面之間沖擊力的大部分能傳至轉(zhuǎn)向盤，稱之為反沖，反沖現(xiàn)象會使駕駛員精神緊張，并難以準(zhǔn)確汽車的行駛方向，轉(zhuǎn)向盤突然轉(zhuǎn)動又會造成，同時(shí)對駕駛

6、員造成。2、循式轉(zhuǎn)向器循式轉(zhuǎn)向器由螺桿和螺母共同形成的螺旋槽內(nèi)球的傳動副，以及螺母上齒條與搖臂軸上齒扇的傳動副組成。主要優(yōu)點(diǎn)是：在螺桿和圖 2-4 循式轉(zhuǎn)向器原理圖螺母之間因?yàn)橛锌梢匝h(huán)的鋼球，將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，因而效率可以達(dá)到 75%85%，在結(jié)構(gòu)和工藝上采取措施后提高精度，工作表面粗糙度和螺桿、螺母上的螺旋槽經(jīng)淬火和磨削， 使之有足夠的硬度和耐磨損性能， 可保證有足夠的使用，轉(zhuǎn)向器的傳動比可以變化，工作平穩(wěn)可靠，齒條與齒扇之間的間隙調(diào)整工作容易進(jìn)行，適合做整體式轉(zhuǎn)向器。循式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是：逆效率高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造3、，精度要求高。蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器由蝸桿和2-5 蝸

7、桿滾輪式轉(zhuǎn)向器滾輪嚙合而結(jié)構(gòu)簡單，其主要優(yōu)點(diǎn)是：容易， 有比較高的強(qiáng)度， 工作可靠， 磨損小，長， 逆5效率低； 其主要缺點(diǎn)是： 正效率低， 工作齒面磨損以后， 調(diào)整嚙合間隙比較，轉(zhuǎn)向器的傳動比不能變化。圖4、蝸桿指銷式蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點(diǎn)是:傳動比可以做成不變的也可以做成變化的，指銷和蝸桿之間的工作面磨損后，調(diào)整間隙工作容易進(jìn)行，但蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器應(yīng)用比較少。圖 2-6 蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)圖三、 轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)動比轉(zhuǎn)向系的傳動比包含有兩個(gè)部分：轉(zhuǎn)向系角傳動比 iw 0 ，轉(zhuǎn)向系動比 ip 。其中轉(zhuǎn)向盤角速度 ww 與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度 wk 之比，稱為轉(zhuǎn)向系角傳動比 iw 0 ，即dj=

8、 ww = dt = djid bw 0wd b k dtkk(2-1)其中 djd bkdt為轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量；為轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角增量；為時(shí)間增量。從輪胎接地面中心作用在兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪上的合力 2Fw 與作用在轉(zhuǎn)向盤手力Fh 之比，稱為動比，即= 2Fwi(2-2)pFh其中 iw 0 又由轉(zhuǎn)向器角傳動比 iw 和轉(zhuǎn)向傳構(gòu)角傳動比 iw ' 所組成。轉(zhuǎn)向系角傳動比 iw 0 越大，則為了克服一定的地面轉(zhuǎn)向阻力所需要的轉(zhuǎn)向6盤的轉(zhuǎn)向力矩便越小，在轉(zhuǎn)向盤直徑一定手力也越小。但 iw 0 過大的話將使得轉(zhuǎn)向駛員所需要的加于方向盤的不靈敏，為了使轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)一定的角度，所需要的方向盤轉(zhuǎn)角過大。所以， iw

9、 0 也不是越大越好。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)構(gòu)的轉(zhuǎn)向角傳動比的數(shù)值相對于轉(zhuǎn)向系的角傳動比來說比較小，在轉(zhuǎn)向的過程中由于轉(zhuǎn)向節(jié)臂的旋轉(zhuǎn)減弱了轉(zhuǎn)向節(jié)臂的杠桿作用，這將使得方向盤在達(dá)到死點(diǎn)位置附近，轉(zhuǎn)向變得沉重，為了解決這一問題，我們便設(shè)計(jì)使轉(zhuǎn)向器的角傳動比是可變的，在中間位置是轉(zhuǎn)向角傳動比較小，而在兩個(gè)端點(diǎn)位置時(shí)轉(zhuǎn)向角傳動比較大，這樣便可緩解由于轉(zhuǎn)向節(jié)的旋轉(zhuǎn)而帶來的杠桿作用減弱的。轉(zhuǎn)向圖 2-7 齒輪齒條式變傳動轉(zhuǎn)向器器的角傳動比，貨車的為1632，轎車的為 1220。本次設(shè)計(jì)題目為微型客貨兩用車，兼有車和乘務(wù)車兩者特點(diǎn) ，所以初選其中部嚙合處iw 0 = 18 ,兩端嚙合處 iw 0 = 22 。§2

10、.2 轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)向系是用來保持或改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角。對轉(zhuǎn)的具體要求有：（1）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有任何的側(cè)滑。不滿足此項(xiàng)要求會輪胎磨損，并降低汽車行駛安全性。汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，在駕駛員松開方向盤的情（2），轉(zhuǎn)向自動返回到直線行駛位置，并行駛。（3）（4）汽車在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪都不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動。轉(zhuǎn)向傳構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時(shí)，由于運(yùn)動不協(xié)調(diào)使車輪產(chǎn)生的擺動應(yīng)最小。7（5）（6）（7）（8）保證汽車有較高的機(jī)動性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎的能力。輕便。轉(zhuǎn)向輪碰到物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要最小

11、。轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳機(jī)構(gòu)。構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整（9）在中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身變形而共同后移時(shí)，轉(zhuǎn)向系應(yīng)具有能使駕駛員免遭或減輕的防傷裝置。（10） 進(jìn)行運(yùn)動校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向一致。8第三章 轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向傳構(gòu)§3.1 轉(zhuǎn)向器在本次設(shè)計(jì)中我們選用的是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。雖然這種轉(zhuǎn)向器容易將車輪所受到的地面反作用至轉(zhuǎn)向盤，容易產(chǎn)生和擺振等現(xiàn)象，但同時(shí)也具有對路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏的優(yōu)點(diǎn)，齒輪齒條方式的最大特點(diǎn)是剛性大，結(jié)構(gòu)緊湊重量輕，且成本低。齒輪與齒條直接嚙合，將齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為齒條的直線運(yùn)動，使轉(zhuǎn)向拉桿橫向拉動車輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。齒輪并非單

12、純的平齒輪，而是特殊的螺旋形狀，這是為了盡量減小齒輪與齒條之間的嚙合間隙，使轉(zhuǎn)向盤的微小轉(zhuǎn)動能夠傳遞到車輪，提高操作的靈敏性，也就是我們通常所說的減小方向盤的。不過齒輪嚙合過緊也并非好事， 它使得轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時(shí)的操作力過大，人會感到吃力。§3.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)一、 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的組成從方向盤到轉(zhuǎn)向傳動軸一系列部件和零件都稱為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱管、萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動軸。轉(zhuǎn)向柱管固定于駕駛室的前圍板。二、 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向通常所說的方向盤。轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部有金屬制成的骨架，是用鋼、鋁合金或鎂合金等材料制成。由圓環(huán)狀的、轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向盤轂，以及連接和盤轂的輻條。采用焊接或鑄造等工藝，轉(zhuǎn)向軸是由細(xì)齒花鍵和螺母連

13、接的。骨架的外側(cè)一般柔軟的橡膠或樹脂，也有采用皮革包裹以及硬木制作的轉(zhuǎn)向盤。轉(zhuǎn)向盤外皮要求有某種程度的柔軟度，手感良好，能防止手心出汗打滑的材質(zhì)，還需要有耐熱性。 轉(zhuǎn)向盤位于司機(jī)的正前方，是碰撞時(shí)最可能到司機(jī)的部件，因此需要轉(zhuǎn)向盤具有很高的安全性，在司機(jī)撞在轉(zhuǎn)向盤上時(shí)，骨架能夠產(chǎn)生變形，吸收沖擊能，減輕對司機(jī)的。轉(zhuǎn)向盤的慣性力矩也是很重要的，慣性力矩小，我們就會感到“輪輕”，操做感良好，但同時(shí)也容易受到轉(zhuǎn)向盤的反彈(即“”)的影響，9為了設(shè)定適當(dāng)?shù)膽T性力矩，就要調(diào)整骨架的材料或形狀等。 另外為了進(jìn)一步提高汽車的行駛安全性，現(xiàn)在有越來越多的汽車在轉(zhuǎn)向盤里安裝了安全氣囊，也使汽車的安全性大大提高了

14、。三、轉(zhuǎn)向柱管和轉(zhuǎn)向軸的吸能裝置為牢固支承轉(zhuǎn)向設(shè)有轉(zhuǎn)向柱管。傳遞轉(zhuǎn)向盤操作的轉(zhuǎn)向軸從中穿過，由軸承和襯套支承。轉(zhuǎn)向柱管本體安裝在車身上。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)備有吸收汽車碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊能的裝置。許多都規(guī)定轎車義務(wù)安裝吸能式轉(zhuǎn)向柱。吸能裝置的方式很多，大都通過轉(zhuǎn)向柱的支架變形來達(dá)到緩沖吸能的作用。轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器之間采用連軸節(jié)相連(即兩個(gè)萬向節(jié))，之所以用連軸節(jié)，除了可以改變轉(zhuǎn)向軸的方向，還有就是使得轉(zhuǎn)向軸可以作縱向的伸縮運(yùn)動，以配合轉(zhuǎn)向柱的緩沖運(yùn)動。§3.3 轉(zhuǎn)向傳構(gòu)和布置轉(zhuǎn)向傳構(gòu)是指從轉(zhuǎn)向器到轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間的一系列的部件和零件。它的作用非常的重要，因?yàn)檗D(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)的合理與否直接影響到轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向關(guān)

15、系是否滿足理論的轉(zhuǎn)向，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)將嚴(yán)重加劇輪胎的磨損，直接影性。 轉(zhuǎn)向桿系的最小轉(zhuǎn)動角必須保證在 q0 = 23 時(shí)0響到汽車的行駛a 0i 23³ 300 ，其中q0 為汽車轉(zhuǎn)向輪的外輪轉(zhuǎn)角；a 0 為汽車內(nèi)輪轉(zhuǎn)角為 23 時(shí)的傳動角。0i 23轉(zhuǎn)向傳構(gòu)的作用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力與運(yùn)動傳到轉(zhuǎn)向橋兩邊的轉(zhuǎn)向節(jié)，并使兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪保持一定的偏轉(zhuǎn)，從而保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的滑動盡可能的小。在本次設(shè)計(jì)中由于我們采用的是式懸架，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪懸掛時(shí)，每個(gè)轉(zhuǎn)向輪分別相對于車架做運(yùn)動，汽車的前懸比較短，發(fā)中置，汽車前部相對來說較大的空間，且由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器所對應(yīng)的轉(zhuǎn)向梯形的最小轉(zhuǎn)動角的要求，考慮到

16、這些因素我們采用了斷開式轉(zhuǎn)向梯形。其工作轉(zhuǎn)向器帶動轉(zhuǎn)向橫拉桿，拉桿傳遞給轉(zhuǎn)向節(jié)臂，從而帶動轉(zhuǎn)向節(jié)使轉(zhuǎn)向輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。10第四章轉(zhuǎn)向系有關(guān)的計(jì)算及校核§4.1 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)一、轉(zhuǎn)向器的效率功率 p1 從轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向器輸出所求得的效率稱為正效率，用符號h 表示， h = ( p1 - p2 ) ；反之稱為逆效率，用符號h 表示， h= ( p3 - p2 ) 。+-pp33其中， p2 為轉(zhuǎn)向器中的摩擦功率； p3 為作用在齒條軸上的功率。為了保證轉(zhuǎn)向駛員轉(zhuǎn)動方向盤輕便，要求正效率高；為了保證汽車轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向自動回正，又需要一定的逆效率。為了減輕在不平路面上行駛駛員的疲勞

17、，車輪與路面之間的作用至方向盤時(shí)應(yīng)盡可能小，防止，這又要求此逆效率盡可能低。1. 轉(zhuǎn)向器的正效率h+影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有：轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)果特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。轉(zhuǎn)向器類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與效率在前述的幾種轉(zhuǎn)向器中，齒輪齒條式、循式的正效率比較高。同一類型的轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不同效率也不一樣。2. 轉(zhuǎn)向器逆效率h-根據(jù)逆效率大小的不同，轉(zhuǎn)向器又分為可逆式、極限可逆式、和不可逆式三種。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器屬于可逆式轉(zhuǎn)向器，其逆效率相當(dāng)高，它能保證轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤自動回正。這既減輕了駕駛員的疲勞，又提高了行駛的安全性。但是，在不平路面上行駛時(shí)，車輪受到的沖擊力能大部分傳至轉(zhuǎn)向盤，造成駕駛員“”，

18、使之精神緊張；如果長時(shí)間在不平路面上行駛，易使駕駛員疲勞，影響安全駕駛。二、傳動比的變化特性1. 轉(zhuǎn)向系傳動比轉(zhuǎn)向系的傳動比轉(zhuǎn)向系的角傳動比 iw 0 和轉(zhuǎn)向系的動比ip 。具體公式和各因子意義參看公式(2-1),(2-2)。112.動比與轉(zhuǎn)向系角傳動比的輪胎與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力 Fw 和作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力矩 Mr 之間的= MraF(4-1)w式中，a 為主銷偏移距此處 a = 65mm ，指從轉(zhuǎn)向節(jié)主銷軸線的延長線與支撐平面的交點(diǎn)至車輪中心平面與支撐平面交線間的距離。作用在方向盤上的手力為 Fh 為= 2MhF(4-2)hDsw式中， Mh 為作用在方向盤上的力矩； Dsw 為方向盤

19、的直徑。= 2Fw將式(4-1)、 (4-2)代入 i后得到pFh= Mr ×Dswi(4-3)pM ×ah有 (4-3)知，當(dāng)主銷偏移矩 a 小時(shí)，動比ip 應(yīng)取大些才能保持轉(zhuǎn)向輕便，在這次設(shè)計(jì)中 a = 65mm ，方向盤直徑取 Dsw = 380mm 。忽略摩擦損失的情，根據(jù)能量守恒定律，2Mr = dj= i(4-4)w 0Md bhk將(4-4)代入(4-3)得出= iw0 ×Dswi(4-5)p2a動比ip ­ ，雖然轉(zhuǎn)向輕便，但 iw 0 ­ ，由(4-5)我們可以看出當(dāng) a 和 Dsw 不變時(shí)表明轉(zhuǎn)向不靈敏。三、轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的

20、確定為了保證行駛安全，組成轉(zhuǎn)向系的各零件應(yīng)用足夠的強(qiáng)度。欲驗(yàn)算轉(zhuǎn)向零件的強(qiáng)度，首先應(yīng)確定作用在各零件上的力。影響這些力的主要因素是轉(zhuǎn)向軸的載荷，路面阻輪胎氣壓等。精確地計(jì)算這些的，為此我們采用足夠精確的半經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力 Mr (N × mm) ,即12G 3fMr =×1（4-6)3p式中，f 為輪胎和地面間的滑動摩擦因數(shù)，一般取 0.7，本次設(shè)計(jì)也取 0.7；G1 為轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷（ ）， 滿載時(shí)軸荷分布為前軸 46%，后軸 54%，此時(shí)， G1 = 0.46´ ma g = 0.46´1640´ 9.8

21、= 7393.12N ， p 為輪胎氣壓 (MPa ) ，經(jīng)查表 p = 0.24MPa ；Mr = 302769.97N × mm 。將這些數(shù)據(jù)代入（4-6)得到在本次設(shè)計(jì)中我們?nèi)↓X輪齒條在中部嚙合時(shí) iw 0 18，在兩端時(shí) iw 0 22，由上面的 Mr = 302769.97N mm ，當(dāng) iw 0 18入= dj2Mh= iw 0Md bhk= 2 ´ 302769.97 = 33641.12N × mm= 2MrM得出hiw180= Mr = 302769.97 = 4658NFwa65= iv o ´ Dsw= 18´ 380 =

22、 52.615此時(shí)ip2´ a2´ 65= 4658´ 2 = 177.06N= 2FwFhi52.615p當(dāng) iw 0 22 時(shí)，= 2 ´ 302769.97 = 27524.54N × mm= 2MrMhiw220= iv o ´ Dsw= 22´ 380 = 64.308i此時(shí)p2´ a2´ 65= Mr = 302769.97 = 4658NFwa65= 4658´ 2 = 144.865N= 2FwFhi64.308p由此我們可以得出，由于作用于方向盤的手力不是太大（駕駛員作用在的最

23、大瞬時(shí)力為 700），另外本次設(shè)計(jì)的微型客貨兩用車總質(zhì)量為轉(zhuǎn)向1640Kg，排量比較小，所以我們考慮采用機(jī)械式轉(zhuǎn)向系。13四、的內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角內(nèi)外輪的轉(zhuǎn)角如下：cot a = cot b + B(4-7)L式中 L 為汽車的軸距 L = 2500mm ，外輪轉(zhuǎn)角與內(nèi)輪的如下：LR=+ a(4-8)minsin amax由不也設(shè)計(jì)任務(wù)書可知： Rmin = 4.5m = 4500mm ，代入上式可得出a = 34.320 ，代入可得出 b = 44.860 。§4.2轉(zhuǎn)向器有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核一、轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)1轉(zhuǎn)向器齒輪有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算轉(zhuǎn)向齒輪采用斜齒圓柱齒輪，螺旋角范圍為 9

24、° 15° ，此次設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向齒輪的螺旋角選為 b = 12° 。轉(zhuǎn)向齒輪齒數(shù)為 58 個(gè)，本次設(shè)計(jì)采用 7 個(gè)齒，即 z = 7 。，齒輪齒條中部嚙合處的 iw 0 = 18 ，兩端為 iw 0 = 22角為 20° ，有上面的由公式：r0cosar =(4-9)式中，r 為齒輪齒條嚙合節(jié)圓半徑， r0 為基圓半徑，m 為梯形臂長度。又由公式：mr cosqi=(4-10)w 0式中q 為齒輪與齒條中心軸線的交角，多在 0° 30° 內(nèi)選擇，此處q = 80 。= 0.11K , mmax = 0.15K。 即梯 形 臂 長 度 m 設(shè)

25、 計(jì) 時(shí) 常 取 在mminm = (0.11 0.15)K = (0.11 0.15) ´ (1280 - 2a) = (126.5 172.2) mm ,根據(jù)參考車型， 選定 m = 170mm 。將 m = 170mm ， q = 80 ， iw = 18 代入(3-10)0得出 r=9.54mm,14因?yàn)辇X輪的節(jié)圓半徑為： d = 2r = Z ´ mn =7 ´ mn= 19.08mmcos bcos120因此得出 mn = 2.667mm 。ha * = han * = 1mmcn * = 0.25mm因 為， 所 以 齒 輪 的 齒 頂 高為 ：ha

26、 = mn ´(ha * +xn ) = 2.667mm齒輪的齒根高為： hf = mn ´(han *+cn *-xn ) = 3.334mm式中， xn 為徑向變位系數(shù)，此處 xn 0。齒頂圓直徑為： da = d + 2ha = 9.54´ 2 + 2´ 2.667 = 24.414mm齒根圓直徑為： d f = d - 2hf = 9.54´ 2 - 2´3.334 = 12.412mm2齒條設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)角一般在12° 35° 內(nèi)變化，本次設(shè)計(jì)齒條中部的角為120 。由公式：齒條各齒的為 350 ，齒條兩端

27、的角r0cosar =(4-11)齒條中部螺旋角為 b = 160 ，齒條兩端的為 b 2 = 120 ，齒條中部 iw = 18 ，兩端10mr cosq部分 i= 22 ， m = 170mm ，由 i， 有上面的計(jì)算 m = 2.667mm ，由=w 0w 0n相互嚙合的基圓齒距必須相等， 即 pb1 = pb 2 。 其中， 齒輪的基圓齒距pb1 = p m1 cosa1 ，齒條的基圓齒距為 pb2 = p m2 cosa2 。有上述兩式可以看出： 當(dāng)具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)角的齒輪與一個(gè)具有變模數(shù)和變角的齒條相嚙合時(shí)，并始終保持 m1 cosa1 = m2 cosa2 時(shí)，它們就可以嚙合傳

28、動。故齒輪在齒條的中部嚙合，此時(shí)齒輪的法向模數(shù)為 mn = 2.667mm , 由 公 式 ：m cos350 = 2.667 cos 200 可得出 m = 3.059mm ；齒輪在齒條的兩端嚙合時(shí)，由公22式： m cos120 = 2.667 cos 200 可得出 m = 2.562mm 。齒條的有效齒數(shù)為 29 個(gè)。22§4.3轉(zhuǎn)向傳構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核一、轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)與計(jì)算齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的布置形式有一下幾種，考慮到本次設(shè)計(jì)為微型客貨兩用車型，該車車架較高，座椅位置更高，由人機(jī)工程學(xué)可知，方向盤應(yīng)與駕駛小臂自然為一個(gè)平面，轉(zhuǎn)向柱管垂直轉(zhuǎn)向伸向轉(zhuǎn)向，如果轉(zhuǎn)15向器過于靠后

29、，則萬向節(jié)裝置需要向后改變一個(gè)很大的角度，轉(zhuǎn)向傳動軸也需盡量，使得駕駛員腿部空間減少，對離合器踏板、油門踏板和制動踏板的布置也有一定影響，綜上所述，我們在本次設(shè)計(jì)中采用上圖中的 a 方案，即轉(zhuǎn)向器前置，梯形后置。梯形臂長度選定為170mm ，以下設(shè)計(jì)與計(jì)算主要是根據(jù)轉(zhuǎn)向梯形臂的長度確定梯形(4-7) cot a = cot b + B 可知，底角。由公式Lcot a - cot b = B是一條直線，圖示的 EC 線，L可根據(jù)不同的梯形底角來進(jìn)行試驗(yàn)，由該圖可知，只有兩個(gè)點(diǎn)能夠保證兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪 圖 4-1 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器布置方案為純滾動，其他點(diǎn)均為滾動和滑動的雙重作用，在實(shí)際設(shè)計(jì)和生活中，所有

30、汽車的轉(zhuǎn)向梯形都只能設(shè)計(jì)在一定的車輪偏轉(zhuǎn)角之內(nèi)，一定的滑動，即不存在理想的偏轉(zhuǎn)中心。當(dāng)梯形臂長度為 170mm 時(shí)，按照不同的梯形底角值，做五組曲線進(jìn)行對比， 選出比較合適的方案，用 CAD 作圖法模擬出來輪胎的轉(zhuǎn)動圖示，最終確定如 圖 4-3 所示的方案，即：梯形底角為18.4° ， 采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器時(shí)， 只需要橫拉桿，此時(shí)橫拉桿長度為 321.8mm，轉(zhuǎn)向器長度為 400mm。圖 4-2 圖解法校核轉(zhuǎn)向梯形二、轉(zhuǎn)向傳構(gòu)元件的強(qiáng)度校核1.球頭銷的強(qiáng)度校核轉(zhuǎn)向橫拉桿與轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間用球頭銷圖 4-3 CAD 作圖法校核轉(zhuǎn)向梯形16連接，以實(shí)現(xiàn)空間運(yùn)動。球頭銷由于經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)動，球面部

31、分容易受到磨損而損壞，這樣就會影響轉(zhuǎn)向元件之間的空間運(yùn)動，從而使汽車轉(zhuǎn)向效率受到一定的影響，故需要檢驗(yàn)球頭銷的接觸應(yīng)力。常用公式： s = F ，其中為作用在球頭銷上的力；過球心在jA垂直于 F 力方向的平面內(nèi)球面承載部分的投影面積。球頭銷常用合金機(jī)構(gòu)如： Cr Ni B 、 20Cr Ni 或者液體碳氮共滲鋼 35Cr 、，其需用應(yīng)力s j £ 2530MPa ，在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)汽車的軸向35Cr N 輪負(fù)荷我們?nèi)?D=16mm, 作用在球頭銷的力為 F = Mr = 1780.998N ，m17p D2p ´162A =´10 m = 2.01´1

32、0 m-6-42244所以球頭銷上的應(yīng)力為s = F =1780.99= 8.86´106 Pa = 8.86MPa < s ，遠(yuǎn)小A2.01´10-4j于安全應(yīng)力范圍，故滿足強(qiáng)度要求。2.轉(zhuǎn)向橫拉桿的強(qiáng)度校核轉(zhuǎn)向橫拉桿應(yīng)具有較小的質(zhì)量和足夠大的強(qiáng)度。在本次設(shè)計(jì)中我們采用， 轉(zhuǎn)向橫拉桿的斷面直徑為 30mm, 長度為 Lz = 321.8mm ，40Cr 來s p = 785MPa ， E = 200Gpa 。有材料力學(xué)公式：p 2 E3.142 ´ 200 ´109l = 50.1451s785´106p因?yàn)檗D(zhuǎn)向橫拉桿的兩端可以簡化為鉸

33、支座，所以 m = 1 。p D43.14´(0.03)4I = 3.97 ´10-8慣性矩6464p D2A = 7.069´10-4橫截面積43.97 ´10-87.069 ´10-4IAi = 0.0075慣性半徑l = uLz0.209= 42.9壓度i0.0035因?yàn)?ll1 ，故此時(shí)不可以用公式計(jì)算臨界。輪胎在瀝青路或混凝土路面上原地轉(zhuǎn)向阻力 Mr = 302769.97N × mm ，則橫= Mr = 302769.97 = 1781N拉桿受力為：Fmaxm170由材料力學(xué)可知：橫拉桿的臨界為p 2EIp 2 ´

34、; 200´109 ´ 3.97 ´10-8= 756742.57NPerl2(321.8´10-3)2= PerF= 756742.57 = 425 ，符合要求。所以安全系數(shù)為 nst178018第五章懸架結(jié)構(gòu)方案分析§5.1 懸架的功用懸架，其名源于西方。在英語里懸架系統(tǒng)對應(yīng)的是單詞 Suspension，顧名思義，它是將車輪通過彈簧連接在車體上，并與其它部件可動的機(jī)構(gòu)。懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間彈性連接裝置的總稱。1.傳遞它們之間一切的力（反力）及其力矩（反力矩）。192.緩和，抑制由于不平路面所引起的振動和沖擊，以保

35、證汽車良好的平順性，性。3.迅速衰減車身和車橋的振動。懸架系統(tǒng)的在汽車上所起到的這幾個(gè)功用是緊密相連的。要想迅速的衰減振動、沖擊，乘坐舒服，就應(yīng)該降低懸架剛度。但這樣，又會降低整車的性。必須找到一個(gè)平衡點(diǎn)，即保證好的平順性。性的優(yōu)良，又能具備較懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的縱總成之一。§5.2 懸架系統(tǒng)的組成現(xiàn)代汽車，特別是乘用車的懸架，形式，種類，會因不同的公司和設(shè)計(jì)，而有不同形式。但是，懸架系統(tǒng)一般由彈性元件、減振器和傳力裝置,部緩沖塊、橫向穩(wěn)定器等幾部分組成等。它們分別起到緩沖、減振、力

36、的傳遞、限位和車輛側(cè)傾角度的作用。圖 5-1 汽車懸架組成示意圖1-彈性元件；2-縱向推力桿；3-減振器；4-橫向器；205-橫向推力桿彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧，個(gè)別高級轎車則使用空氣彈簧。螺旋彈簧只承受垂直載荷，緩和及抑制不平路面對車體的沖擊，具有占用空間小，質(zhì)量小，無需潤滑的優(yōu)點(diǎn)，但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用。減振器是為了衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，減振器有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減振器，充氣式減振器。它是懸架機(jī)構(gòu)中最精密和復(fù)雜的機(jī)械件。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來傳遞車輪與車身間的力矩，同時(shí)保持車輪按一定運(yùn)動軌跡相對車身跳動，通常導(dǎo)向機(jī)

37、構(gòu)由擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它本身兼起導(dǎo)向作用。有些轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)橫向桿，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，汽車的性和行駛平順性?，F(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)，嶄新的懸架裝置。按形式不同分為式懸架和主動式懸架。目前多數(shù)汽車上都采用懸架，也就是說汽車姿態(tài)（狀態(tài)）只能地取決于路面及行駛狀況和汽車的彈性元件，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減振器這些機(jī)械零件。20 世紀(jì) 80 年代以來主動懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一步研究和開發(fā)中。主動懸架可以能動地垂直振動及其車身姿態(tài)，根

38、據(jù)路面和行駛工況自動調(diào)整懸架剛度和阻尼。§5.3 懸架的類型及其特點(diǎn)汽車的懸架從大的方面來看，可以分為兩類：非統(tǒng)。懸架和懸架系一、非懸架的類型及特點(diǎn)圖 5-2 非懸架21非懸架前部與車身或車架鉸接，后端則通過吊耳或滑板連接在車身或車架之上。減振器上端于車身或車架鉸接，下端鉸接與車橋。圖 4-2 是非懸架的示意圖。1、 非懸架的分類1）鋼板彈簧式非懸架在這種懸架中，鋼板彈簧被用做非技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。懸架的彈性元件。這種形式的懸架廣泛應(yīng)用于貨車的前、后懸架中。也常見于中低擋的確乘用車輛的后懸架。它中部用 U 型螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼

39、板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以擺動，形成活動吊耳。當(dāng)車架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能。為了提高汽車的平順性，有些輕型貨車采用主簧下加裝副簧，實(shí)現(xiàn)漸變剛度鋼板彈簧。如南京汽車工業(yè)公司引進(jìn)的后懸架。其主簧由厚度為9mm 的 4 片（或 3 片）和副簧厚度為 15mm 的 2 片（或 3 片）組成幾種車型漸變剛度鋼板彈簧。2）螺旋彈簧非懸架因?yàn)槁菪龔椈勺鳛閺椥栽?，只能承受垂直載荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器。3）空氣彈簧非懸架空氣彈簧只承受垂直載荷，因而

40、必加設(shè)減振器，其縱向橫向力及其力矩由懸架中的縱向推力桿和橫向推力桿來傳遞。對于轎車要求在好路上降低車身高度，提高車速行駛；在壞路上提高車身，可以增大通過能力。因而要求車身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)?？諝鈴椈煞?、 非懸架可以滿足要求。懸架的總體特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：a)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉， 易于維護(hù)，對汽車廠家比較有利，b)承載能力強(qiáng)，鋼板彈簧做彈性元件的非懸架，可承載達(dá)幾十噸的22負(fù)荷。中、重載車輛常常采用非懸架。缺點(diǎn)：a)由于是用一根桿件直接剛性地連接在兩側(cè)車輪上，一側(cè)車輪受到的沖擊、振動必然要影響另一側(cè)車縱性、平順性不理想。.b)由于左右兩側(cè)車輪的互相影響，容易影響車身的性，在轉(zhuǎn)向的時(shí),側(cè)傾較大，容易側(cè)

41、翻。二、懸架的類型及特點(diǎn)圖 5-3懸架懸架的車軸分成兩段（如圖 5-3），每只車輪用螺旋彈簧地，彈性地連接安裝在車架(或車身)下面，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運(yùn)動不直接影響到另一側(cè)車輪，懸架所采用的車橋是斷開式的。1、懸架的分類現(xiàn)在，前懸架基本上都采用懸架系統(tǒng)，最常見的有雙橫臂式和擺臂式（又稱式）。1）雙橫臂式工作原理：由上短下長兩根橫臂連接車輪與車身，通過選擇比例合適的長度，可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大。圖 5-4 雙橫臂式前懸架這種懸架被廣泛應(yīng)用在轎車前輪上。雙橫臂的臂有做成 A 字形或 V23字形，V 形臂的上下 2 個(gè) V 形擺臂以一定的距離，分別安裝在車輪上，另一端安裝在車架上。優(yōu)點(diǎn)

42、：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但經(jīng)久耐用，同時(shí)減振器的負(fù)荷小，長?？梢猿休d較大負(fù)荷，多用于輕型小型貨車的前橋。缺點(diǎn)：因?yàn)橛袃蓚€(gè)擺臂，所以占用的空間比較大。所以，乘用車的前懸架一般不用此種結(jié)構(gòu)形式。2）連桿式）式（工作原理：這種懸架目前在轎車中采用很多。這種懸架將減振器作為引導(dǎo)車輪跳動的滑柱，螺旋彈簧與其裝于一體。這種懸架將雙橫臂圖 5-5式前懸架上臂去掉并以橡膠做支承，上端作少許角位移。內(nèi)側(cè)空間大，有利于發(fā)布置，并降低車子的重心。車輪上下運(yùn)動時(shí)，主銷軸線的角度會有變化，這是因?yàn)闇p振器下端支點(diǎn)隨橫擺臂擺動。以上可通過調(diào)整桿系設(shè)計(jì)布置合理得到解決。24圖 5-6 奧迪 100 型轎車弗遜式前懸架懸架的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)

43、：技術(shù)成熟， 結(jié)構(gòu)緊湊，響應(yīng)速度快，占用空間少，便于裝車及整車布局，多用于中低檔乘用車的前橋。缺點(diǎn)：由于結(jié)構(gòu)過于簡單， 剛度小，性較差，轉(zhuǎn)彎側(cè)傾明顯， 必須加裝橫向器，加強(qiáng)剛度。綜上所述，本次設(shè)計(jì)的是四座客貨兩用，車總質(zhì)量較輕，而且前懸架主要承載的是乘客，要充分考慮到乘客的舒適性，所以選用懸架。第六章 前懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算§6.1 彈簧形式的選擇25選用普通圓柱螺旋彈簧，彈簧材料采用 614mm 直徑的熱扎彈簧鋼，加熱成形，而后淬火回火等處理。初選直徑為 12 mm 的彈簧鋼絲，C 類 。選擇主要用于汽車懸架的壓縮圓柱螺旋彈簧油淬回火硅錳彈簧鋼60Si2MnA彎曲應(yīng)力： t = 445M

44、P, G = 7.9´104 MP，P彈性模量： E = 206GPaaa使用溫度： - 40 - -2000C剪切應(yīng)力： s b = 1569MPa此彈簧為汽車懸架減震彈簧， 受循環(huán)載荷在1´106 以上， 所以選用I 類。查表 7.1-8 可知，彈簧的需用切應(yīng)力為t p = 590MPa 。§6.2 彈簧參數(shù)的計(jì)算一、 圓柱螺旋彈簧直徑等參數(shù)的計(jì)算：由總體設(shè)計(jì)可知，空載時(shí)前軸負(fù)荷為 479.6Kg,滿載時(shí)前軸負(fù)荷為 615 Kg，前懸質(zhì)量約為 25 Kg，前輪質(zhì)量約為 64 Kg，因此：每個(gè)彈簧最小工作負(fù)荷（空載） F = 479.6 - 25 - 64 &#

45、180; 9.8 = 1913.94N12最大工作負(fù)荷（滿載） F = 615 - 25 - 64 ´ 9.8 = 2577.4N22初定旋繞比 c = 6曲度系數(shù) K = 4c -1 + 0.615 = 1.25254c +1c螺旋彈簧剛度 k = F = 2577.4 = 17.81f150KcFt Pd = 1.6= 9.167mm ，參考同類車型（昌河 CH10011AXEi 廂貨）后取d = 12mm 。則： D = c ´ d = 12´ 6 = 72mm ， 考慮到彈簧中間還安裝減震器， 所以取26D = 110mm 。此時(shí)旋繞比 c = D = 9

46、.1667 ， K = 4c -1 + 0.615 = 1.15894c +1cd二、 求有效圈數(shù)8FD3nf =（6-2）Gd 4其中： f :變形量，此處 f = 150mm ；F :軸向載荷，此處 F = Fmax = 5154.8N ；D :彈簧中徑，此處為 D = 110mm ； d ：鋼絲直徑，此處為 d = 12mm ； n ：螺旋彈簧有效圈數(shù)。由上式可計(jì)算出有效圈數(shù) n = 8.95總?cè)?shù)： n1 = n + (1 2.5) = 9.95 11.45 ，圓整后取 n1 = 10 。二、其它參數(shù)如下表所示：表 6-1彈簧參數(shù)表fnnp = d += (0.28 0.5)D = 3

47、0.8 55mm ，節(jié)距 p取 p = 33mmH0 = pn + d = 316.3mmHb = n1d = 120mm高度 H 0壓并高度 Hbb = H0 = 2.78D高徑比 bp螺旋角aa » arctan= 5.45°p DHn = H0 - fn = 208.6mm H = H0 - fn = 170mm空載高度 Hn滿載靜載荷高度 H由上表可知，當(dāng)滿載有沖擊載荷時(shí)，車架還可以往下沉170 -120 = 50mm ，此時(shí)減震彈簧、減震器和減震塊同時(shí)發(fā)揮作用，減震彈簧和減震器先行其作27用，在彈簧達(dá)到壓并高度之前，減震塊和車架相接觸，同時(shí)起到減震和遏制減震的作用

48、，對彈簧和減震器起到過載保護(hù)。§6.3 彈簧的校驗(yàn)表 6-2彈簧校核表b = H0 = 316.3 = 2.78 < 3.7a.滿足要求D110性s = t 0 + 0.758t1³ s (1.31.7)tp2t 0 = (0.33 + 0.2)tb= 8´1913.94´110´1.1589 MP= 8F1DKt= 395.6MPb. 疲勞1p d 3p ´123aa強(qiáng)度F2 = 395.6 ´ 2577.4 MPt = t= 484.2MP21aF1913.41= 820 + 0.75´395.6 = 2

49、.3 > s= 1.3S符合要求cap484.2據(jù)機(jī)械零件設(shè)c. 共振彈簧自振頻計(jì)手冊 冶金工12p ´ 802f = 356´103 ´= 212.47HZn驗(yàn)算率：業(yè)按 式子 25-12第七章減振器的結(jié)構(gòu)原理及其功用§7.1 減振器的作用28減振器作為阻尼元件是懸架的重要組成元件之一。減振器在汽車懸架安裝位置根據(jù)整車布局設(shè)計(jì)和懸架的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有很多種， 下圖為減振器在采用懸架轎車上的安裝位置示意圖。圖 7-1 減振器安裝示意圖汽車行駛的路面不可能絕對平坦，必然會產(chǎn)生振動，這種持續(xù)的振動易使司乘感到不舒適和疲勞，而減振器正式為迅速衰減振動而設(shè)計(jì)的。

50、但減振器的功能決不僅僅是衰減振動，其對整車綜合特性的影響如下：圖 7-2 減振器對整車綜合特性的影響曲線圖迅速衰減由路面?zhèn)鬟f給車體的振動，提高行駛平順性; 使司乘不易疲勞貨物不易損壞，提高乘座舒適性 ;降低對相關(guān)零件沖擊載荷減少磨損，提高使用輛在急性 ;輪胎接地性抑制高速行駛跳動，提高行駛安全性 ;車、急剎車、急轉(zhuǎn)彎時(shí)，提高操作性。§7.2 減振器的結(jié)構(gòu)減振器基本結(jié)構(gòu)如下圖所示:雙向作用筒式29圖 7-31.活塞桿 2.工作缸筒 3.活塞 4.復(fù)原閥 5.貯油缸筒6.壓縮閥 7.補(bǔ)償閥 8.流通閥9.導(dǎo)向座 10.防塵罩 11.油封§7.3 減振器的工作原理減振器活塞隨車輛

51、振動在缸筒內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，減振器殼體內(nèi)的油液重復(fù)地從一個(gè)內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時(shí)，與油液間的摩擦液體內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼力，使車輛的振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，而被油液和減振器殼體所吸收，然后散到大氣中。簡單的說就是，減振器將動能轉(zhuǎn)化為熱能。§7.4 減振器主要的確定一、選取相對阻尼系數(shù) j壓縮行程時(shí)的相對阻尼系數(shù)為j y ，伸張行程時(shí)的相對阻尼系數(shù)為js 。選擇j 值時(shí)，如果j 值過大能使振動迅速衰減，但會把較大的不平路面的沖擊傳到車身； j 值選的過小，振動衰減過慢，不利于行駛平順性。為了使減振器阻尼效果好，又不傳遞大的沖擊力，常把j y 值選得小于js ，一般減振器的j y 與js 有下列： j y= (0.250.5）js30在設(shè)計(jì)時(shí)，先選擇j y 與js 的平均值j ，對于無內(nèi)摩擦的彈性元件（如螺旋彈簧）懸架，取 j = 0.25，對于有內(nèi)摩擦的鋼板彈簧，相對阻尼系數(shù)可取小些。本次設(shè)計(jì)取j =0.3，取j y =0.5 jsjy + js = 2 ´ 0.3則解、得jy = 0.2,js = 0.4二、減振器阻尼系數(shù) d 的確定d = 2mvj（7-1）v =c m式中：為懸架系統(tǒng)的偏頻。當(dāng)減振器安裝在懸架中與垂直線成一夾角時(shí)， 阻尼系數(shù)j 可由下式確定：，則此時(shí)懸架的d = 2jmsv = 2´ 0.3