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轿车减震器本科毕业设计

轿车减振器的设计

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轿车减震器的设计

摘要

本文设计出适用于中国一般城市道路使用的双作用筒式减振器。首先，根据轿车的质量算出减振器的阻尼系数，确定缸体结构参数，然后建立流体力学模型，先选定一条理想的减振器标准阻尼特性曲线，然后利用逼近理想阻尼特性曲线的方法，进行各阀、系的设计计算；在此基础上，设计出整个减震器，并对主要部件的强度进行了校核。

关键词：双作用筒式减振器；流体力学模型；理想特性曲线；强度校核

目录

TOC\o1-3\h\z\u1.绪论 1

1.1本课题设计的目的及意义 1

1.2减振器国内外是发展状况 1

1.3设计的主要研究内容 2

2.减震器阻尼值计算和机械结构设计 2

2.1相对阻尼系数和阻尼系数的确定 2

2.1.1悬架弹性特性的选择 2

2.1.2相对阻尼系数的选择 3

2.1.3减振器阻尼系数的确定 5

2.2最大卸荷力的确定 5

2.3缸筒的设计计算 6

2.4活塞杆的设计计算 6

2.5导向座宽度和活塞宽度的设计计算 6

2.6小结 7

3.减震器其他部件的设计 7

3.1固定连接的结构形式 7

3.2减震器油封设计 8

3.3O型橡胶密封圈 9

3.4锥形弹簧 9

3.5弹簧片和减振器油的选择 10

3.5.1弹簧片的选择 10

3.5.2减振器油的选择 10

3.6小结 10

4.减震器阀系设计 11

4.1减震器各阀系流体力学模型的建立 11

4.1.1伸张行程流体力学模型的建立 11

4.1.2压缩行程流体力学模型的建立 13

4.2各阀系模型的建立 15

4.2.1伸张阀模型的建立 15

4.2.2.流通阀模型的建立 16

4.2.3压缩阀模型的建立 17

4.2.4补偿阀的力学模型 18

4.3减震器阻尼阀阀片的挠曲变形模型 19

4.4阀系的设计 20

4.4.1阻尼阀的开启程度对减震器特性的影响 20

4.4.2减震器的理想特性曲线的确定 21

4.4.3阀系各结构参数的确定 23

4.5小结 28

5．活塞杆的强度校核 28

5.1强度校核 28

5.2稳定性的校核 29

轿车减振器的设计

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图2－1悬架弹性特性

设悬架刚度为k，簧上质量为m，则根据下式可求系统的固有振动频率f：

车轮上下跳动行程的一般范围是：上跳行程70～120mm，下跳动行程80～120mm。悬架垂直刚度随车辆参数而不同，换算成系统固有振动频率为1～2Hz[7].

由于轿车减振器主要是用于一些较好的路面上。所以，轿车在行驶时路面激起振动频率会相对比较高。所以取减振器系统固有频率f＝1.5Hz，而m＝1200kg，则根据上式k＝10800

2.1.2相对阻尼系数的选择

减振器在卸荷阀打开前，减振器中的阻力F与减振器振动速度之间有如下关系

(2.1)

式中，为减振器阻尼系数。

图2—1b示出减振器的阻力－速度特性图。该图具有如下特点：阻力－速度特性由四段近似直线线段组成，其中压缩行程和伸张行程的阻力－速度特性各占两段；各段特性线的斜率是减振器的阻尼系数，所以减振器有四个阻尼系数。在没有特别指明时，减振器的阻尼系数是指卸荷阀开启前的阻尼系数而言。通常压缩行程的阻尼系数与伸张行程的阻尼系数不等。

a)阻力一位移特性b)阻力一速度特性

图2—1减振器的特性

汽车悬架有阻尼以后，簧上质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼系数的大小来评定振动衰减的快慢程度。的表达式为

(2.2)

式中，c为悬架系统垂直刚度；为簧上质量。

式(2－2)表明，相对阻尼系数的物理意义是：减振器的阻尼作用在与不同刚度c和不同簧上质量的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。值大，振动能迅速衰减，同时又能将较大的路面冲击力传到车身；值小则反之。通常情况下，将压缩行程时的相对阻尼系数取得小些，伸张行程时的相对阻尼系数取得大些。两者之间保持＝(0.25～0.50)的关系。

设计时，先选取与的平均值。对于无内摩擦的