第6章懸架設(shè)計(jì)分解.ppt

1、第六章 懸架設(shè)計(jì),6-1 概 述 6-2 懸架結(jié)構(gòu)形式分析 6-3 懸架主要參數(shù)的確定 6-4 彈性元件的計(jì)算 6-5 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6-6 減振器,6-1 概 述,什么是懸架？ 對(duì)于采用承載式車身的汽車（如轎車），懸架是承載式車身與車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱。 對(duì)于采用非承載式車身的汽車（如貨車），懸架是車架與車橋（車軸）之間的一切傳力連接裝置的總稱。,一 懸架的功用,傳遞作用在車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩；（傳力） 緩和路面?zhèn)鹘o車架（或車身）的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，保證汽車行駛平順性；（緩沖減振） 利用懸架的某些傳力構(gòu)件使車輪按一定軌跡相對(duì)于車架或車

2、身跳動(dòng)，即起導(dǎo)向作用；（導(dǎo)向） 利用懸架中的輔助彈性元件橫向穩(wěn)定器，防止車身在轉(zhuǎn)向等行駛情況下發(fā)生過大側(cè)向傾斜。 （防止過大側(cè)傾）,二 懸架的組成,（1）彈性元件起緩沖作用；（2）減振元件起減振作用；（3）傳力機(jī)構(gòu)或稱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)起傳力和導(dǎo)向作用；（4）橫向穩(wěn)定器防止車身產(chǎn)生過大側(cè)傾,三 對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)要求,1）保證汽車有良好的行駛平順性。 2）具有合適的衰減振動(dòng)的能力。 3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。 4）汽車制動(dòng)或加速時(shí)，要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾；轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適。 5）有良好的隔聲能力。 6）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小。 7）可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部

3、件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。,6-2 懸架結(jié)構(gòu)形式分析,一、非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架,懸架,非獨(dú)立懸架： 獨(dú)立懸架：,左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架與車架（或車身）連接,左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接,非獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架,1 非獨(dú)立懸架,優(yōu)點(diǎn),以縱置鋼板彈簧為彈性元件兼作導(dǎo)向裝置的非獨(dú)立懸架,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造容易 維修方便 工作可靠,缺點(diǎn),汽車平順性較差 高速行駛時(shí)操穩(wěn)性差 轎車不利于發(fā)動(dòng)機(jī)、行 李艙的布置,應(yīng)用 ：貨車、大客車的前、后懸架以及某些轎車的后懸架,2 獨(dú)立懸架,優(yōu)點(diǎn),簧下質(zhì)量小； 懸架占用的空間小； 可以用剛度小的彈簧，改善了汽車行駛平順性；

4、由于采用斷開式車軸，能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的位置高度，使整車的質(zhì)心高度下降，改善了汽車行駛穩(wěn)定性； 左、右車輪各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)互不影響，可減少車身的傾斜和振動(dòng)，同時(shí)在起伏的路面上能獲得良好的地面附著能力。,缺點(diǎn),結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本較高 維修困難,應(yīng)用 ：轎車和部分輕型貨車、客車及越野車,二、獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式分析,獨(dú)立懸架,雙橫臂式 單橫臂式、 雙縱臂式 單縱臂式 單斜臂式 麥弗遜式 扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式,雙橫臂式獨(dú)立懸架 *分類：等長(zhǎng)雙橫臂式、不等長(zhǎng)雙橫臂式 *等長(zhǎng)雙橫臂式： 車輪上、下跳動(dòng)時(shí)，可保持主銷傾角不變，但輪距有較大變化，輪胎磨損嚴(yán)重，已很少采用。,1 評(píng)價(jià)指標(biāo)：,1）側(cè)傾中心高度 側(cè)傾中心：汽車在側(cè)向力作

5、用下，車身在通過左、右車輪中心的橫向垂直平面內(nèi)發(fā)生側(cè)傾時(shí)，相對(duì)于地面的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心。 側(cè)傾中心高度：側(cè)傾中心到地面的距離。 側(cè)傾中心位置高，它到車身質(zhì)心的距離縮短，可使側(cè)傾力臂及側(cè)傾力矩小些，車身的側(cè)傾角也會(huì)減小。但側(cè)傾中心過高，會(huì)使車身傾斜時(shí)輪距變化大，加速輪胎的磨損。,2）車輪定位參數(shù)的變化 若主銷后傾角變化大，容易使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振；若車輪外傾角變化大，會(huì)影響汽車直線行駛穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)影響輪距的變化和輪胎的磨損速度。,主銷軸線和地面垂直線在汽車縱向平面內(nèi)的夾角,主銷軸線與地面垂直線在汽車的橫向平面內(nèi)的夾角,通過車輪中心的汽車橫向平面與車輪平面的交線與地面垂線間夾角,5）懸架占用的空間尺寸

6、,占用橫向尺寸大的懸架影響發(fā)動(dòng)機(jī)的布置和從車上拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)的困難程度； 占用高度空間小的懸架，則允許行李箱寬敞，而且底部平整，布置油箱容易。,3）懸架側(cè)傾角剛度,車廂側(cè)傾角與側(cè)傾力矩和懸架總的側(cè)傾角剛度大小有關(guān)，并影響汽車的操縱穩(wěn)定性和平順性。,4）橫向剛度,懸架的橫向剛度影響操縱穩(wěn)定性。若用于轉(zhuǎn)向軸上的懸架橫向剛度小，則容易造成轉(zhuǎn)向輪發(fā)生擺振現(xiàn)象。,三、前、后懸架方案的選擇,前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架； 前輪采用獨(dú)立懸架，后輪采用非獨(dú)立懸架； 前輪與后輪均采用獨(dú)立懸架。,1 前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架,軸轉(zhuǎn)向效應(yīng),對(duì)前軸，這種偏轉(zhuǎn)使汽車不足轉(zhuǎn)向趨勢(shì)增加 對(duì)后橋，則增加了汽車過多轉(zhuǎn)向趨勢(shì),乘用車

7、將后懸架縱置鋼板彈簧的前部吊耳位置布置得比后部吊耳低，于是懸架的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)中心位置降低，與懸架連接的車橋位置處的運(yùn)動(dòng)軌跡如b所示，即處于外側(cè)懸架與車橋連接處的運(yùn)動(dòng)軌跡是oa段，結(jié)果后橋軸線的偏離不再使汽車具有過多轉(zhuǎn)向的趨勢(shì)。,1.橫向穩(wěn)定器,（1）有了橫向穩(wěn)定器，可以在不增大懸架垂直剛度C的條件下，增大懸架的側(cè)傾角剛度。 （2）在汽車前懸架上設(shè)置橫向穩(wěn)定器，能增大前懸架的側(cè)傾角剛度。,四、輔助元件,2.緩沖塊,橡膠制造，通過硫化將橡膠與鋼板連接為一體，再經(jīng)焊在鋼板上的螺釘將緩沖塊固定到車架（車身）或其它部位上，起到限制懸架最大行程的作用,多孔聚氨脂制成 ，它兼有輔助彈性元件的作用。這種材料起泡時(shí)

8、就形成了致密的耐磨外層，它保護(hù)內(nèi)部的發(fā)泡部分不受損傷。由于在該材料中有封閉的氣泡，在載荷作用下彈性元件被壓縮，但其外廓尺寸增加卻不大，這點(diǎn)與橡膠不同。有些汽車的緩沖塊裝在減振器上。,6-3 懸架主要參數(shù)的確定,一、懸架靜撓度,1、概念,懸架靜撓度fc是指汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷Fw與此時(shí)懸架剛度c之比，即fc=Fw/c。,2、選擇要求及方法,汽車前、后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一 ，懸架靜撓度fc直接影響車身振動(dòng)的固有頻率。,現(xiàn)代汽車的質(zhì)量分配系數(shù)近似等于1，于是汽車前、后軸上方車身兩點(diǎn)的振動(dòng)不存在聯(lián)系。汽車前、后部分車身的固有頻率n1和n2（

9、亦稱偏頻）可表示為,式中，c1、c2為前、后懸架的剛度（N/cm）；m1、m2為前、后懸架的簧上質(zhì)量（kg）。,當(dāng)懸架的彈性特性為線性時(shí)，前、后懸架的靜撓度可表示為,式中， g為重力加速度，g=981cm/s2）。,將fc1、fc2代入上式得到,注意：撓度單位cm 懸架靜撓度fc直接影響車身振動(dòng)的固有頻率。,前后懸架靜撓度的選擇要求： fc1與fc2要接近； 希望fc1fc2 這樣有利于防止車身產(chǎn)生較大縱向角振動(dòng)。,理論分析證明：若汽車以較高車速駛過單個(gè)路障，n1/n21時(shí)的車身縱向角振動(dòng)要比n1/n21時(shí)小，故推薦取fc2=（0.80.9）fc1。,偏頻根據(jù)汽車用途選取,以運(yùn)送人為主的乘用車

10、對(duì)平順性的要求最高，大客車次之，載貨車更次之。 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排量在1.6L以下乘用車，前懸架滿載偏頻要求在1.001.45Hz，后懸架則要求在1.171.58Hz。 原則上，乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量越大，懸架的偏頻越小，要求滿載前懸架偏頻在0.801.15Hz，后懸架則要求在0.981.30Hz。 貨車滿載時(shí)，前懸架偏頻要求在1.502.10Hz，而后懸架則要求在1.702.17Hz。 選定偏頻以后，再利用上式即可計(jì)算出懸架的靜撓度。,二、懸架動(dòng)撓度,1、概念,指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形（通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的1/2或2/3）時(shí)，車輪中心相對(duì)車架（或車身）的垂直位移。,2

11、、選擇要求及方法,要求懸架應(yīng)有足夠大的動(dòng)撓度，以防止在壞路面上行駛時(shí)經(jīng)常碰撞緩沖塊。 對(duì)乘用車，fd取79cm；對(duì)貨車，fd取69cm。,三、懸架彈性特性,懸架受到垂直外力F與由此所引起的車輪中心相對(duì)于車身位移f（即懸架的變形）的關(guān)系曲線 。,1)線性彈性特性,定義: 懸架變形f與所受垂直外力F之間成固定比例變化，彈性特性為一直線，懸架剛度為常數(shù) 。,線性彈性特性、非線性彈性特性,1、定義,2、分類,特點(diǎn)：隨載荷的變化，平順性變化,2)非線性彈性特性,定義：懸架變形f與所受垂直外力F之間不成固定比例變化，懸架剛度是變化的。,1緩沖塊復(fù)原點(diǎn) 2復(fù)原行程緩沖塊脫離支架 3主彈簧彈性特性曲線 4復(fù)原

12、行程 5壓縮行程 6緩沖塊壓縮期懸架彈性特性曲線 7緩沖塊壓縮時(shí)開始接觸彈性支架 8額定載荷,特點(diǎn),在滿載位置（圖中點(diǎn)8）附近，剛度小且曲線變化平緩，因而平順性良好 距滿載較遠(yuǎn)的兩端，曲線變陡，剛度增大,作用,在有限的動(dòng)撓度fd范圍內(nèi)，得到比線性懸架更多的動(dòng)容量 懸架的動(dòng)容量系指懸架從靜載荷的位置起，變形到結(jié)構(gòu)允許的最大變形為止消耗的功 （懸架的動(dòng)容量越大，對(duì)緩沖塊擊穿的可能性越小 ）,四、貨車后懸架主、副簧剛度的分配,四、貨車后懸架主、副簧剛度的分配,分配原則： 車身從空載到滿載時(shí)的振動(dòng)頻率變化要小，以保證汽車有良好的平順性 副簧參加工作前、后的懸架振動(dòng)頻率變化不大 兩項(xiàng)要求不能同時(shí)滿足。,

13、確定方法一,使副簧開始起作用時(shí)的懸架撓度fa等于汽車空載時(shí)懸架撓度f0，而使副簧開始起作用前一瞬間的撓度fK等于滿載時(shí)懸架的撓度fc 。副簧、主簧剛度比為,特點(diǎn)：能保證在空載與滿載使用范圍內(nèi)懸架振動(dòng)頻率變化不大，但副簧起作用前、后懸架振動(dòng)頻率變化較大。 作業(yè)證明。,確定方法二,使副簧開始起作用時(shí)的載荷等于空載與滿載時(shí)懸架載荷的平均值，即 FK=0.5（F0+FW） 并使F0和FK間平均載荷對(duì)應(yīng)的頻率與FK和FW間平均載荷對(duì)應(yīng)的頻率相等，此時(shí)副簧與主簧的剛度比為 ca/cm=（2-2）/（+3） 特點(diǎn)： 能保證副簧起作用前、后懸架振動(dòng)頻率變化不大，此方法適用于經(jīng)常處于半載運(yùn)輸狀態(tài)的車輛。,五、懸

14、架側(cè)傾角剛度及其在前、后軸的分配,懸架側(cè)傾角剛度：指簧上質(zhì)量產(chǎn)生單位側(cè)傾角時(shí)，懸架給車身的彈性恢復(fù)力矩。 要求在側(cè)向慣性力等于0.4倍車重時(shí)，乘用車車身側(cè)傾角2.5 4，貨車車身側(cè)傾角不超過6 7。 應(yīng)使前懸架具有的側(cè)傾角剛度略大于后懸架的側(cè)傾角剛度。對(duì)乘用車，前、后懸架側(cè)傾角剛度的比值一般為1.42.6。,6-4 彈性元件的計(jì)算,一、鋼板彈簧的設(shè)計(jì),（一）鋼板彈簧的布置方案,縱置：應(yīng)用廣泛 橫置：應(yīng)用極少,對(duì)稱式：應(yīng)用較多 不對(duì)稱式,（二）鋼板彈簧主要參數(shù)的確定,計(jì)算之前應(yīng)知道下列初始參數(shù)： 滿載靜止時(shí)的G1、G2、Gu1、Gu2 G1 前軸（橋）負(fù)荷 G2 后軸（橋）負(fù)荷 Gu1前懸簧下部

15、分荷重 Gu2后懸簧下部分荷重 fc 懸架靜撓度 fd懸架動(dòng)撓度 L軸距,1）滿載弧高fa,滿載弧高fa是指鋼板彈簧裝到車軸（橋）上，汽車滿載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端（不包括卷耳半徑）連線間的最大高度差 fa用來保證汽車具有給定的高度 為了在車架高度已限定時(shí)能得到足夠的動(dòng)撓度值，常取fa=1020mm。,2）鋼板彈簧長(zhǎng)度L的確定,鋼板彈簧長(zhǎng)度L是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離 在總布置可能的條件下，應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長(zhǎng)些。,推薦在下列范圍內(nèi)選用鋼板彈簧的長(zhǎng)度： 轎車：L=（0.400.55）軸距； 貨車:前懸架：L=（0.260.35）軸距； 后懸架：L=（0.350.45）軸距。,注：

16、應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長(zhǎng)些的原因 增加鋼板彈簧長(zhǎng)度L能顯著降低彈簧應(yīng)力，提高使用壽命； 降低彈簧剛度，改善汽車平順性； 在垂直剛度c給定的條件下，又能明顯增加鋼板彈簧的縱向角剛度。 鋼板彈簧的縱向角剛度系指鋼板彈簧產(chǎn)生單位縱向轉(zhuǎn)角時(shí)，作用到鋼板彈簧上的縱向力矩值。 增大鋼板彈簧縱向角剛度的同時(shí)，能減少車輪扭轉(zhuǎn)力矩所引起的彈簧變形。,3）鋼板斷面尺寸及片數(shù)的確定,a.鋼板斷面寬度b的確定 有關(guān)鋼板彈簧的剛度、強(qiáng)度等，可按等截面簡(jiǎn)支梁的計(jì)算公式計(jì)算，但需引入撓度增大系數(shù)加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡(jiǎn)支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需要的總慣性矩J0。對(duì)于對(duì)稱鋼板彈簧 J0=（L-ks）3c/（48E）,式中

17、， sU形螺栓中心距（mm）； k考慮U形螺栓夾緊彈簧后的無效長(zhǎng)度系數(shù)（如剛性夾緊，取k=0.5，撓性夾緊，取k=0）； c鋼板彈簧垂直剛度（N/mm），c=FW/fc；,鋼板彈簧由一對(duì)U形螺栓夾緊安裝到車橋上時(shí)，兩U形螺栓之間的板簧有一部分不起彈簧作用，稱為非工作部分或無效長(zhǎng)度，它由兩U形螺栓中心距s和夾緊方式?jīng)Q定，后者又用無效長(zhǎng)度系數(shù)k來表述。,鋼板彈簧總截面系數(shù)W0 W0FW（L-ks）/（4W） 式中，W為許用彎曲應(yīng)力。 對(duì)于55SiMnVB或60Si2Mn等材料，表面經(jīng)噴丸處理后，推薦W在下列范圍內(nèi)選?。呵皬椈珊推胶鈶壹軓椈蔀?50-450MPa；后主簧為450-550MPa，后副簧

18、為220-250MPa。,撓度增大系數(shù)（先確定與主片等長(zhǎng)的重疊片數(shù)n1，再估計(jì)一個(gè)總片數(shù)n0,求得=n1/n0，然后用=1.5/1.04（1+0.5）初定） E材料的彈性模量。,等臂式平衡懸架是三軸和四軸越野汽車上普遍采用的一種平衡懸架結(jié)構(gòu)形式。鋼板彈簧兩端自由地支承在中、后橋半軸套管上的滑板式支架內(nèi)。鋼板彈簧便相當(dāng)于一根等臂平衡桿，它以懸架心軸為支,點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可保證汽車在不平道路上行駛時(shí)，各輪都能著地，且使中、后橋車輪的垂直載荷平均分配。,將式（6-6）代入下式計(jì)算鋼板彈簧平均厚度hp 有了hp以后，再選鋼板彈簧的片寬b。,片寬b對(duì)汽車性能的影響,增大片寬，能增加卷耳強(qiáng)度，但當(dāng)車身受側(cè)向力

19、作用傾斜時(shí)，彈簧的扭曲應(yīng)力增大。 前懸架用寬的彈簧片，會(huì)影響轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角。片寬選取過窄，又得增加片數(shù)，從而增加片間的摩擦和彈簧的總厚。 推薦片寬與片厚的比值b/hp在610范圍內(nèi)選取。,b.鋼板彈簧片厚h的選擇,矩形斷面等厚鋼板彈簧總慣性矩J0 J0=nbh3/12 式中，n為鋼板彈簧片數(shù)。,說明： 1、改變片數(shù)n、片寬b和片厚h三者之一，都影響到總慣性矩J0的變化； 2、總慣性矩J0的改變又會(huì)影響到鋼板彈簧垂直剛度c的變化，也就是影響汽車的平順性變化。其中，片厚h變化對(duì)鋼板彈簧總慣性矩J0影響最大。,片厚h選擇的要求,增加片厚h，可以減少片數(shù)n 鋼板彈簧各片厚度可能有相同和不同兩種情況，

20、希望盡可能采用前者 但因?yàn)橹髌ぷ鳁l件惡劣，為了加強(qiáng)主片及卷耳，也常將主片加厚，其余各片厚度稍薄。此時(shí)，要求一副鋼板彈簧的厚度不宜超過三組。 為使各片壽命接近又要求最厚片與最薄片厚度之比應(yīng)小于1.5。 鋼板斷面尺寸b和h應(yīng)符合國(guó)產(chǎn)型材規(guī)格尺寸。,C. 鋼板斷面形狀,見圖6-12,2、鋼板彈簧各片長(zhǎng)度的確定,將各片厚度hi的立方值hi3按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上 沿橫坐標(biāo)量出主片長(zhǎng)度的一半L/2和U形螺栓中心距的一半s/2，得到A、B兩點(diǎn)，連接A、B即得到三角形的鋼板彈簧展開圖。 AB線與各葉片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長(zhǎng)度，如果存在與主片等長(zhǎng)的重疊片，就從B點(diǎn)到最后一個(gè)重疊片的上側(cè)邊端點(diǎn)連一直線

21、，此直線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長(zhǎng)度。 各片實(shí)際長(zhǎng)度尺寸需經(jīng)圓整后確定。,3、鋼板彈簧剛度驗(yàn)算,剛度驗(yàn)算公式為 其中 式中，為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)， =0.900.94； E為材料彈性模量； l1、lk+1為主片和第（k+1）片的一半長(zhǎng)度。,用共同曲率法計(jì)算剛度的前提 假定同一截面上各片曲率變化值相同 各片的承受的彎矩正比于其慣性矩 同時(shí)該截面上各片的彎矩和等于外力所引起的彎矩,4、鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算,（1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高H0,定義：鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和U形螺栓夾緊前，其主片上表面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差（如上圖），稱為鋼板彈簧

22、總成在自由狀態(tài)下的弧高H0，用下式計(jì)算 H0=（fc+fa+f） 式中，fc為靜撓度； fa為滿載弧高； f為鋼板彈簧總成用U形螺栓夾緊后引起的弧高變化.,sU形螺栓中心距； L鋼板彈簧主片長(zhǎng)度。 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 R0=L2/（8H0）,（2）鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半徑的確定,鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下和裝配后的曲率半徑不同，裝配后各片產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，其值確定了自由狀態(tài)下的曲率半徑Ri。各片自由狀態(tài)下做成不同曲率半徑的目的：使各片厚度相同的鋼板彈簧裝配后能很好貼緊，減少主片工作應(yīng)力，使各片壽命接近。,矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑： Ri=R0/1+(20iR0)/（Eh

23、i） Ri第i片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑（mm）； R0鋼板彈簧總成自由狀態(tài)曲率半徑（mm）； 0i各片彈簧的預(yù)應(yīng)力（MPa）； E材料彈性模量（MPa），2.1105MPa；hi第i片的彈簧厚度（mm）。,在已知鋼板彈簧總成自由狀態(tài)下曲率半徑R0和各片彈簧預(yù)加應(yīng)力0i的條件下，計(jì)算出各片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑Ri。 選取各片彈簧預(yù)應(yīng)力時(shí)，要求做到：裝配前各片彈簧片間的間隙相差不大，且裝配后各片能很好貼和；為保證主片及與其相鄰的長(zhǎng)片有足夠的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)降低主片及與其相鄰的長(zhǎng)片的應(yīng)力。,選取各片預(yù)應(yīng)力時(shí)，可分為兩種情況： （1）對(duì)于片厚相同的鋼板彈簧，各片預(yù)應(yīng)力值不宜選取過大； （2）對(duì)于

24、片厚不相同的鋼板彈簧，厚片預(yù)應(yīng)力可取大些。 推薦主片在根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊加后的合成應(yīng)力在300-350MPa內(nèi)選取。1-4片長(zhǎng)片疊加負(fù)的預(yù)應(yīng)力，短片疊加正的預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力從長(zhǎng)片到短片由負(fù)值逐漸遞增至正值。,或 如果第i片的片長(zhǎng)為L(zhǎng)i，則第i片彈簧的弧高為 HiLi2/（8Ri）,在確定各片預(yù)應(yīng)力時(shí)，理論上應(yīng)滿足各片彈簧在根部處預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩Mi之代數(shù)和等于零，即,5、鋼板彈簧強(qiáng)度驗(yàn)算,（1）緊急制動(dòng)時(shí),前鋼板彈簧承受的載荷最大,在其后半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力max max=G1m1l2（l1+c）/（l1+l2）W0 G1 作用在前輪上的垂直靜負(fù)荷； m1制動(dòng)時(shí)前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)， 轎車：m

25、1=1.21.4， 貨車：m1=1.41.6； l1、l2鋼板彈簧前、后段長(zhǎng)度； 道路附著系數(shù)，取0.8； W0鋼板彈簧總截面系數(shù)； C 彈簧固定點(diǎn)到路面的距離,式中，G2為作用在后輪上的垂直靜負(fù)荷； m2為驅(qū)動(dòng)時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)， 轎車：m2=1.251.30， 貨車：m2=1.11.2； 為道路附著系數(shù)； b為鋼板彈簧片寬； h1為鋼板彈簧主片厚度。,（2）汽車驅(qū)動(dòng)時(shí),后鋼板彈簧承受的載荷最大，在其前半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力,（3）鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強(qiáng)度核算,卷耳所受應(yīng)力是由彎曲應(yīng)力和拉（壓）應(yīng)力合成的應(yīng)力 =3Fx（D+h1）/（bh12）+Fx/（bh1）,Fx沿彈簧縱向作用在卷耳中心線

26、上的力； D為卷耳內(nèi)徑； b鋼板彈簧寬度； h1主片厚度。 許用應(yīng)力取350MPa。,對(duì)鋼板彈簧銷要驗(yàn)算鋼板彈簧受靜載荷時(shí)鋼板彈簧銷受到的擠壓應(yīng)力 z=Fs/（bd） Fs滿載靜止時(shí)鋼板彈簧端部的載荷； b 卷耳處葉片寬； d 鋼板彈簧銷直徑。,用30鋼或40鋼經(jīng)液體碳氮共滲處理時(shí)，彈簧銷許用擠壓應(yīng)力z取為34MPa；用20鋼或20Cr鋼經(jīng)滲碳處理或用45鋼經(jīng)高頻淬火后，其許用應(yīng)力z79MPa。 鋼板彈簧多數(shù)情況下采用55SiMnVB鋼或60Si2Mn鋼制造。常采用表面噴丸處理工藝和減少表面脫碳層深度的措施來提高鋼板彈簧的壽命。表面噴丸處理有一般噴丸和應(yīng)力噴丸兩種，后者可使鋼板彈簧表面的殘余應(yīng)

27、力比前者大很多。,65 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),一、設(shè)計(jì)要求 對(duì)前輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求： 1)懸架上載荷變化時(shí)，保證輪距變化不超過4.0mm，輪距變化大會(huì)引起輪胎早期磨損。 2)懸架上載荷變化時(shí)，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)產(chǎn)生縱向加速度。 3)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，應(yīng)使車身側(cè)傾角小。在0.4g側(cè)向加速度作用下，車身側(cè)傾角不大于67，并使車輪與車身的傾斜同向，以增強(qiáng)不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 4)汽車制動(dòng)時(shí)，應(yīng)使車身有抗前俯作用；加速時(shí)，有抗后仰作用。,對(duì)后輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求： 1)懸架上的載荷變化時(shí)，輪距無顯著變化。 2)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，應(yīng)使車身側(cè)傾角小，并使車輪與車身的傾斜反向，以減小

28、過多轉(zhuǎn)向效應(yīng)。,如何選配前、后懸架形式來使車輛滿足不足轉(zhuǎn)向特性？,二、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù),1側(cè)傾中心,汽車在側(cè)向力作用下，車身在通過左、右車輪中心的橫向垂直平面內(nèi)發(fā)生側(cè)傾時(shí)，相對(duì)于地面的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心，稱為側(cè)傾中心。 瞬心：相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩剛體上瞬時(shí)相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)。 三心定理：作平面運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，它們位于同一直線上。,雙橫臂式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心,麥弗遜式獨(dú)立懸架,2側(cè)傾軸線 定義： 在獨(dú)立懸架中，前后側(cè)傾中心連線稱為側(cè)傾軸線。 要求： 側(cè)傾軸線應(yīng)大致與地面平行，且盡可能離地面高些。平行是為了使得在曲線行駛時(shí)前、后軸上的軸荷變化接近相等，從而保證中性轉(zhuǎn)向特性；而盡可能高則是為了使車身的

29、側(cè)傾限制在允許范圍內(nèi)。 設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定(與輪距變化有關(guān)的)前懸架的側(cè)傾中心高度，然后確定后懸架的側(cè)傾中心高度。當(dāng)后懸架采用獨(dú)立懸架時(shí)，其側(cè)傾中心高度要稍大些。如果用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架時(shí)，后懸架的側(cè)傾中心高度要取得更大些。,3縱傾中心,（1）雙橫臂式獨(dú)立懸架的縱傾中心 作兩橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸C和D的延長(zhǎng)線，兩線的交點(diǎn)O即為縱傾中心 。,（2）麥弗遜式獨(dú)立懸架縱傾中心 由E點(diǎn)作減振器運(yùn)動(dòng)方向的垂直線，該垂直線與橫臂軸D延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為縱傾中心O。,4抗制動(dòng)縱傾性(抗制動(dòng)前俯角),抗制動(dòng)縱傾性使得制動(dòng)過程中汽車車頭的下沉量及車尾的抬高量減小。只有當(dāng)前、后懸架的縱傾中心位于兩根車橋(軸)之間時(shí)，這一性能方可實(shí)現(xiàn)。,無前俯現(xiàn)象的條件；抗前俯率,5抗驅(qū)動(dòng)縱傾性(抗驅(qū)動(dòng)后仰角),抗驅(qū)動(dòng)縱傾性可減小后輪驅(qū)動(dòng)汽車車尾的下沉量或前輪驅(qū)動(dòng)汽車車頭的抬高量。與抗制動(dòng)縱傾性不同的