汽车设计课件--6悬架设计精要.ppt

第六章  悬架设计 §6-1 概 述 一 、主要作用 三、前、后悬架方案的选择 （八）钢板弹簧的材料及处理工艺 材料： 55SiMnVB钢或60Si2Mn 工艺： 表面喷丸 二、悬架的弹性特征 悬架受到垂直外力F与由此所引起的车轮中心相对于在车身位移f（即悬架的变形）的关系曲线 。 1 线性弹性特性 定义:当悬架变形f与所受垂直外力F之间呈固定比例变化时，弹 性特性为一直线，此时悬架刚度为常数 。 悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种 1、定义 2、分类 特点：随载荷的变化，平顺性变化 2 非线性弹性特性 定义：当悬架变形f与所受垂直外力F之间不呈固定比例变化时 1—缓冲块复原点 2—复原行程缓冲块脱离支架 3—主弹簧弹性特性曲线 4—复原行程 5—压缩行程 6—缓冲块压缩期悬架弹性特性曲线 7—缓冲块压缩时开始接触弹性支架 8—额定载荷 特点 在满载位置（图中点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 作用 在有限的动挠度fd范围内，得到比线性悬架更多的动容量 悬架的运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为止消耗的功 （悬架的运容量越大，对缓冲块击穿的可能性越小 ） ◎空载与满载时簧上质量变化大的货车和客车，为了减少振动频率和车身高度的变化，应当选用刚度可变的非线性悬架。 ◎乘用车簧上质量在使用中虽然变化不大，但为了减少车轴对车架的撞击，减少转弯行驶时的侧倾与制动时的前俯角和加速时的后仰角，也应当采用刚度可变的非线性悬架。 三、货车后悬的主、副簧的刚度匹配 车身从空载到满载时的振动频率变化要小，以保证汽车有良好的平顺性 副簧参加工作前、后的悬架振动频率变化不大 确定方法 使副簧开始起作用时的悬架挠度fa等于汽车空载时悬架的挠度f0，而使副簧开始起作用前一瞬间的挠度fK等于满载时悬架的挠度fc 。副簧、主簧的刚度比为 使副簧开始起作用时的载荷等于空载与满载时悬架载荷的平均值，即FK 0.5（F0+FW），并使F0和FK间平均载荷对应的频率与FK和FW间平均载荷对应的频率相等，此时副簧与主簧的刚度比为 ca/cm （2λ-2）/（λ+3） 。 四、悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配 侧倾角刚度的大小影响到侧倾角，侧倾角过大过小都不好： 过小会感知不到侧翻的潜在危险； 过大则感觉太不安全，不舒适。 前后悬架的角刚度匹配要考虑汽车的转向特性： 为满足汽车的不足转向特性，一般使前悬架的角刚度为后悬架角刚度的1.4～2.6倍，使得前轮的侧偏角大于后轮的侧偏角。 §6-4 弹性元件的计算 一、钢板弹簧的计算 一）钢板弹簧的布置 纵置或横置 横置：没办法传递纵向力，需设置附设的导向机构，很少采用。 纵置分为：对称式与非对称式 一般为对称式，在需要改变轴距而又不想改变弹簧位置的情况下采用非对称式。 （二）钢板弹簧主要参数的确定 满载静止时前后轴负荷G1,G2 簧下质量Gu1,Gu2 单个钢板弹簧的载荷为： Fw1 G1-Gu1 /2 Fw2 G2-Gu2 /2 悬架的静挠度，动挠度，U型螺栓中心距 汽车轴距La 计算所需的已知条件 满载弧高fa是指钢板弹簧装到车轴（桥）上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳半径）连线间的最大高度差。 fa用来保证汽车具有给定的高度。 当fa 0时，钢板弹簧在对称位置上工作 ，为了在车架高度已限定时能得到足够的动挠度值，常取fa 10~20mm。 1、满载弧高fa 2、钢板弹簧长度L的确定 钢板弹簧长度L是指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。 在总布置可能的条件下，应尽可能将钢板弹簧取长些。 推荐在下列范围内选用钢板弹簧的长度： 轿车：L （0.40~0.55）轴距； 货车:前悬架：L （0.26~0.35）轴距； 后悬架：L （0.35~0.45）轴距。 尽可能将钢板弹簧取长些的原因 增加钢板弹簧长度L能显著降低弹簧应力，提高使用寿命 降低弹簧刚度，改善汽车平顺性 在垂直刚度c 给定的条件下，能明显增加钢板弹簧的纵向角 刚度 刚板弹簧的纵向角刚度系指钢板弹簧产生单位纵向转角时，作用到钢板弹簧上的纵向力矩值 增大钢板弹簧纵向角刚度的同时，能减少车轮扭转力矩所引 起的弹簧变形 3、钢板断面尺寸及片数的确定 1）.钢板断面宽度b的确定 （1）根据简支梁公式计算钢板弹簧所需要的总惯性矩J0。 J0 [（L-ks）3cδ]/48E s为U形螺栓中心距（mm）； k为考虑U形螺栓夹紧弹簧后的无效长度系数（如刚性夹紧，取k 0.5，挠性夹紧，取k 0）； c为钢板弹簧垂直刚度（N/mm），c FW/fc； （2）钢板弹簧总截面系数W0 W0≥[FW（L-