中型貨車后懸架設(shè)計(jì)說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　載貨汽車后懸架設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù)1</p><p>　　二、懸架主要參數(shù)的確定1</p><p>　　三、彈性元件的設(shè)計(jì)4</p><p>　　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12</p><p>　　五、鋼板

2、彈簧主片的強(qiáng)度的核算17</p><p>　　六、鋼板彈簧彈簧銷的強(qiáng)度的核算17</p><p>　　七 總體設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　八 指定總成設(shè)計(jì)19</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　致謝25</b>&

3、lt;/p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù)</b></p><p>　　載質(zhì)量：6000kg</p><p>　　整備量：5000kg</p><p>　　空車時(shí)：前軸負(fù)荷：2500kg 后軸負(fù)荷：2500kg</p><p>　　滿載時(shí)：前軸負(fù)荷：3350kg 后軸負(fù)荷：76

4、50kg</p><p>　　尺 寸： 總 長：8470 總 寬：2470</p><p>　　軸 距：4700 前 輪 距 ：1900</p><p>　　后 輪 距：1800 滿載重心高度：1180</p><p>　　二、懸架主要參數(shù)的確定</p><p>&l

5、t;b>　　1 懸架的靜撓度</b></p><p>　　懸架的靜擾度 是指汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷f與此時(shí)懸架剛度c 之比，即</p><p>　　貨車的懸架與其簧上質(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。因汽車的質(zhì)量分配系數(shù)近似等于1，因此貨車車軸上方車身兩點(diǎn)的振動(dòng)不存在聯(lián)系。貨車的車身的固有頻率n,可用下式來表示：</p>

6、<p>　　n= </p><p>　　式中，c為懸架的剛度（N/m）,m為懸架的簧上質(zhì)量（kg）</p><p><b>　　又靜撓度可表示為：</b></p><p>　　g：重力加速度（10N/kg）,代入上式得到：</p><p>　　n=5/

7、 </p><p><b>　　n: hz</b></p><p><b>　　: cm</b></p><p>　　分析上式可知：懸架的靜撓度直接影響車身的振動(dòng)頻率，因此欲保證汽車有良好的行駛平順性，就必須正確選擇懸架的靜撓度。</p><

8、;p>　　又因?yàn)椴煌钠噷?duì)平順性的要求不相同，貨車的后懸架要求在1.70～2.17hz之間，因?yàn)樨涇囍饕暂d貨為主，所以選取頻率為：1.9hz.。</p><p><b>　　2 懸架的動(dòng)撓度</b></p><p>　　懸架的動(dòng)撓度是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)容許的最大變形時(shí)，車輪中心相對(duì)車架的垂直位移。通常貨車的動(dòng)撓度的選擇范圍在6～9cm.。本

9、設(shè)計(jì)選擇：</p><p><b>　　3 懸架的彈性特性</b></p><p>　　懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。由于貨車在空載和滿載時(shí)簧上質(zhì)量變化大，為了減少振動(dòng)頻率和車身高度的變化，因此選用剛度可變的非線性懸架。</p><p>　　4 懸架主，副簧剛度的分配</p><p>　　圖1 貨車

10、主、副簧為鋼板彈簧結(jié)構(gòu)的彈性特性</p><p>　　如何確定副簧開始參加工作的載荷和主，副簧之間剛度的分配，受懸架的彈性特性和主，副簧上載荷分配的影響，原則上要求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，還要求副簧參加工作前后的懸架振動(dòng)頻率不大。這兩項(xiàng)要求不能同時(shí)滿足。由于貨經(jīng)常處于滿載狀態(tài)，采用如下方法來確定。</p><p>　　使副簧開始起作用時(shí)的懸架撓度等于

11、汽車空載時(shí)懸架的撓度，而使副簧開始起作用前一瞬間的撓度等于滿載時(shí)懸架的撓度。于是可求</p><p>　　= </p><p>　　式中分別為空載和滿載時(shí)的懸架的載荷。副簧，主簧的剛度之比為：</p><p>　　， </p><p>　　式中，為副簧的剛度，為主簧

12、的剛度。</p><p>　　單個(gè)鋼板彈簧滿載載荷：</p><p>　　= 滿載時(shí) ： （4-9）</p><p>　　式中為副簧簧上質(zhì)量，為主簧簧上質(zhì)量。</p><p>　　單個(gè)鋼板彈簧空載載時(shí)簧上質(zhì)量：</p><p>　　

13、n=1.9hz , m=3604kg,代入公式：</p><p>　　n= </p><p>　　可得 </p><p>　　C=5137N/cm</p><p><b>　　又 </b></p><p&

14、gt;<b>　　==0.87</b></p><p>　　有上面的二式，可聯(lián)立方程組：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　=0.87 （2）</p><p>　　由（1），（2）兩式可得：</p><p>　　

15、=2390N/cm , =2747N/cm</p><p>　　副簧起作用后，近似認(rèn)為變形相同，從副簧開始起作用到滿載的變形為。</p><p><b>　　=19257.5N</b></p><p><b>　　又：</b></p><p><b>　　，得：</b>

16、;</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　= 3.27 cm</b></p><p>　　=36040N -7815N=28225N</p><p>　　主簧 ：

17、 ===10.28cm</p><p>　　副簧 ： ===3.27cm</p><p><b>　　三、彈性元件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1 鋼板彈簧的布置方案選擇</p><p>　　布置形式為對(duì)稱縱置式鋼板彈簧。</p><p>　　2 鋼板彈簧主要參數(shù)的確

18、定</p><p>　　已知滿載靜止時(shí)負(fù)荷=7650kg?；上虏糠趾芍兀纱丝捎?jì)算出單個(gè)鋼板彈簧的載荷：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　由前面選定的參數(shù)知：</p><p><b>　　2.1滿載弧高 ：</b></p><p>　　滿載弧高是指

19、鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端連線間的高度差。常取=10～20mm.在此?。?lt;/p><p>　　2.2鋼板彈簧長度L的確定：</p><p><b>　　（1） 選擇原則：</b></p><p>　　鋼板彈簧長度是彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。轎車L=(0.40～0.55)軸距；貨車前懸架：L=(0.26～0.35

20、)軸距，后懸架：L=(0.35～0.45)軸距。</p><p>　?。?） 鋼板彈簧長度的初步選定：</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)L = 0.35軸距，并結(jié)合國內(nèi)外貨車資料，初步選定主簧主片的長度為1650mm , 副簧主片的長度為1180mm.</p><p>　　2.3鋼板彈簧斷面尺寸的確定：</p><p>　?。?） 鋼板彈簧斷面寬

21、度b的確定：</p><p>　　有關(guān)鋼板彈簧的剛度，強(qiáng)度可按等截面的簡支梁計(jì)算，引入撓度增大系數(shù)加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需的總慣性距。對(duì)于對(duì)稱式鋼板彈簧</p><p>　　式中： S——U形螺栓中心距（mm）</p><p>　　k——U形螺栓夾緊(剛性夾緊，k取0.5)；</p><p>　　c——

22、鋼板彈簧垂直剛度（N/mm）,c=;</p><p>　　——為撓度增大系數(shù)。</p><p>　　撓度增大系數(shù)的確定：</p><p>　　先確定與主片等長的重疊片數(shù)，再估計(jì)一個(gè)總片數(shù)，求得，然后=1.5/，初定。</p><p><b>　　對(duì)于主簧：</b></p><p>　　L=1650

23、mm </p><p>　　k=0.5 </p><p>　　S=200mm </p><p><b>　　=2 </b></p><p><b>　　=14</b></p><p>　　=1.5/=1.5/=1.35</p>&

24、lt;p><b>　　E=2.1N/</b></p><p>　　將上述數(shù)據(jù)代入以上公式得</p><p><b>　　=137×103</b></p><p>　　計(jì)算主簧總截面系數(shù)：</p><p>　　式中為許用彎曲應(yīng)力。的選取：后主簧為450～550N/，后副簧為220～25

25、0 N/。</p><p><b>　　==28225N</b></p><p>　　L=1650mm </p><p><b>　　k=0.5 </b></p><p>　　S=200mm </p><p><b>　　=500 N/.<

26、/b></p><p>　　將上面數(shù)據(jù)代入公式，得：</p><p><b>　　=21.9×103</b></p><p>　　再計(jì)算主簧平均厚度：</p><p><b>　　=12mm</b></p><p>　　有了以后，再選鋼板彈簧的片寬b。推薦片寬

27、和片厚的比值在6～10范圍內(nèi)選取。</p><p><b>　　b = 110mm</b></p><p><b>　　對(duì)于副簧：</b></p><p><b>　　L=1180mm</b></p><p><b>　　k=0.5</b></p&g

28、t;<p><b>　　S=200mm</b></p><p><b>　　E=</b></p><p>　　將上述數(shù)據(jù)代入公式，得</p><p>　　計(jì)算副簧總截面系數(shù)：</p><p><b>　　==7815N</b></p><p&g

29、t;　　L=1180mm </p><p><b>　　k=0.5 </b></p><p>　　S=200mm </p><p><b>　　=245 N/.</b></p><p>　　將上面數(shù)據(jù)代入，得：</p><p><b>　　=8.6

30、×103</b></p><p>　　再計(jì)算副簧平均厚度：</p><p><b>　　=10mm</b></p><p><b>　　b = 110mm</b></p><p>　?。?）鋼板彈簧片厚h的選取:</p><p>　　本設(shè)計(jì)主簧和副簧均采

31、用等厚片，片厚分別為12mm、10mm。</p><p>　　通過查手冊可得鋼板截面尺寸b和h符合國產(chǎn)型材規(guī)格尺寸。</p><p>　?。?）鋼板斷截面形狀的選擇：</p><p>　　本設(shè)計(jì)選取矩形截面。</p><p>　　（4） 鋼板彈簧片數(shù)的選擇：</p><p>　　片數(shù)n少些有利于制造和裝配，并可以降低片

32、與片之間的干摩擦，改善汽車的行駛平順性。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強(qiáng)度梁的差別增大，材料的利用率變壞。多片鋼板彈簧一般片數(shù)在6～14片之間選取，重型貨車可達(dá)20片。用變截面少片彈簧時(shí)，片數(shù)在1～4選取。</p><p>　　根據(jù)貨車的載荷并結(jié)合國內(nèi)外資料初步選取本貨車主簧的片數(shù)為14片，副簧的片數(shù)為5片。</p><p>　　2.4 鋼板彈簧各片長度的確定</p><p

33、>　　先將各片的厚度的立方值按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上，再沿橫坐標(biāo)量出主片長度的一半L/2和U型螺栓中心距的一半s/2，得到A,B兩點(diǎn)，連接A，B兩點(diǎn)就得到三角形的鋼板彈簧展開圖。AB線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片的長度。如果存在與主片等長的重疊片，就從B點(diǎn)到最后一個(gè)重疊片的上側(cè)邊斷點(diǎn)連一直線，此直線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度。各片實(shí)，際長度尺寸需經(jīng)圓整后確定。由圖2確定主簧各片長度：</p><p>

34、;　　圖2 確定主簧各片長度圖</p><p>　　主簧各片鋼板的長度如表1：</p><p>　　表1 主簧各片鋼板的長度 </p><p>　　由圖3確定副簧各片長度；</p><p>　　圖3 確定副簧各片長度圖</p><p>　　表2 副簧各片鋼板

35、的長度</p><p>　　3 鋼板彈簧剛度的驗(yàn)算</p><p>　　在此之前，有關(guān)撓度增大系數(shù)，總慣性矩，片長和葉片端部的形狀都不夠準(zhǔn)確，所以有必要驗(yàn)算剛度。用共同曲率法計(jì)算剛度，剛度的驗(yàn)算公式為：</p><p>　　C= </p><p><b>　　其中， ； ；。</b></p

36、><p>　　式中，為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，取0.90～0.94，E為材料彈性模量； 為主片和第（k+1）片的一般長度。</p><p>　　公式中主片的一半，如果用中心螺栓到卷耳中心間的距離代入，求的剛度值為鋼板彈簧總成自由剛度；如果用有效長度，即代入上式，求得的剛度值為鋼板彈簧總成的夾緊剛度。</p><p>　?。?）主簧剛度的驗(yàn)算：</p><p&g

37、t;　　由公式(mm-4)，得：</p><p>　　Y1=6.3×10-5 Y2=3.15×10-5 Y3=2.1×10-5 Y4=1.575×10-5</p><p>　　Y5=1.26×10-5 Y6=1.05×10-5 Y7=0.9×10-5 Y10=

38、0.63×10-5 Y11=0.573 ×10-5 Y12=0.525×10-5 Y13=0.485 ×10-5 Y14=0.45×10-5 </p><p>　　將上述數(shù)據(jù)代入公式，得總成自由剛度：</p><p><b>　　=2821N/cm</b></p>

39、<p>　　將上述數(shù)據(jù)代入公式有效長度，即，代入到公式所求得的是鋼板彈簧總成的夾緊剛度</p><p><b>　　=2844N/cm</b></p><p>　　與設(shè)計(jì)值=2747N/cm相差不大，基本滿足主簧剛度要求。</p><p>　　（2）副簧剛度的驗(yàn)算：</p><p>　　由公式(mm-4)，得

40、：</p><p>　　Y1=1.1×10-4 Y2=0.55×10-4 Y3=0.37×10-4 Y4=0.275×10-4 Y5=0.22×10-4</p><p>　　將上述數(shù)據(jù)代入公式，得總成自由剛度：</p><p><b>　　=2504N/cm</b><

41、;/p><p>　　如果用有效長度，即，代入公式所求得的是鋼板彈簧總成的夾緊剛度</p><p><b>　　=2554N/cm</b></p><p>　　與設(shè)計(jì)值=2390N/cm 相差不大,基本滿足副簧剛度要求。</p><p>　　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</p><p&g

42、t;　?。?）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高</p><p>　　鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高，用下式計(jì)算：</p><p>　　式中，為靜撓度；為滿載弧高；為鋼板彈簧總成用U型螺栓夾緊后引起的弧高變化，；S為U型螺栓的中心距。L為鋼板彈簧主片長度。</p><p>　　下面分別計(jì)算主簧和副簧總成在自由狀態(tài)下的弧高：</p><p><

43、;b>　　主簧：</b></p><p><b>　　由：</b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　則=102.8+15+20.6=138.4mm </p><p><b>　　副簧

44、：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=32.7+15+11.4=59.1mm</p><p>　　（2）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑的確定：</p><p>　　主簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑：==2459mm.</p><p>　　副簧總成在

45、自由狀態(tài)下的曲率半徑：=</p><p>　?。?）鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半徑的確定</p><p>　　矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑由下式確定</p><p>　　式中，為第i片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑（mm），在自由狀態(tài)下的曲率半徑（mm）（N/）；E為材料的彈性模量N/，取E為 N/；i片的彈簧厚度（mm）。在已知計(jì)算出各片鋼板彈簧自由狀態(tài)下的曲率半

46、徑Ri。</p><p>　　對(duì)于片厚相同的鋼板彈簧，各片彈簧的預(yù)應(yīng)力值應(yīng)不宜選取過大；推薦主片在根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊和后的合成應(yīng)力應(yīng)在300～350N/內(nèi)選取。1～4片長片疊加負(fù)的預(yù)應(yīng)力，短片疊加正的預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力從長片由負(fù)值逐漸遞增為正值。</p><p>　　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的預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩：</p><p>　　或

47、 </p><p>　　下面分別計(jì)算主簧和副簧的各片在自由狀態(tài)下曲率半徑的確定：</p><p><b>　　主簧：</b></p><p><b>　　表3各片的預(yù)應(yīng)力 </b></p><p>

48、　　E= N/ =12mm</p><p>　　然后用上述公式計(jì)算主簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑，結(jié)果見表4：</p><p>　　表4 主簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑</p><p><b>　　副簧如表5：</b></p><p>　　表5 副簧各片的預(yù)應(yīng)力</p><p&g

49、t;　　E= N/ =10mm</p><p>　　然后用上述公式計(jì)算副簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑，結(jié)果見表6：</p><p>　　表6 副簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑</p><p>　?。?）.主簧總成和副簧總成各片在自由狀態(tài)下弧高的計(jì)算：</p><p>　　如果第i片的片長為，則第i 片彈簧的弧高為：<

50、/p><p><b>　　主簧：</b></p><p>　　將各片長度和曲率半徑代入上式，得主簧總成各片在自由狀態(tài)下弧高如表7：</p><p>　　表7 主簧總成各片在自由狀態(tài)下弧高 </p><p>　　重復(fù)上面的過程，得副簧總成各片在自由狀態(tài)下弧高</p><p>　　表8 副簧總成各片在自由

51、狀態(tài)下弧高</p><p>　　5 鋼板彈簧總成弧高的核算</p><p>　　根據(jù)最小勢能原理，鋼板彈簧總成的穩(wěn)定平衡狀態(tài)是各片勢能總和最小狀態(tài)，由此可求得等厚葉片彈簧的 </p><p>　　1/= </p><p><b>　　式中，第i片長度。</b></p

52、><p>　　鋼板彈簧的總成弧高為</p><p><b>　　H</b></p><p>　　上式計(jì)算的結(jié)果應(yīng)與計(jì)算的設(shè)計(jì)結(jié)果相近。如果相差太多，可重新選擇各片預(yù)應(yīng)力再行核算。</p><p>　　先對(duì)主簧的總成弧高核算</p><p>　　將主簧各片的長度和曲率半徑代入上述公式可得：</p&

53、gt;<p><b>　　然后再代入H=。</b></p><p>　　原設(shè)計(jì)值為H0=138.4mm，相差不大，符合要求。</p><p>　　再對(duì)副簧的總成弧高核算</p><p>　　將副簧各片的長度和曲率半徑代入公式：1/=可得：</p><p><b>　　=2940mm</b&g

54、t;</p><p><b>　　副簧總成弧高H=</b></p><p>　　原設(shè)計(jì)值為H0=59.1mm，相差不大，符合要求。</p><p>　　四、鋼板彈簧強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　當(dāng)貨車牽引驅(qū)動(dòng)時(shí)，貨車的后鋼板彈簧承受的載荷最大，在它的前半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力用下式計(jì)算 </p><p>

55、;　　=+ </p><p>　　式中，為作用在后輪上的垂直靜載荷，為制動(dòng)時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)；轎車：=1.25~1.30；貨車：=1.1~1.2；為道路附著系數(shù)；b為鋼板彈簧片寬；為鋼板彈簧主片厚度。許用應(yīng)力取為1000N/mm。</p><p>　　對(duì)于具有副簧的懸架，驗(yàn)算強(qiáng)度時(shí)應(yīng)按主、副簧所受的實(shí)際載荷計(jì)算，主、副簧的參數(shù)應(yīng)取驗(yàn)算后的實(shí)際值，剛度應(yīng)取夾緊剛度。&

56、lt;/p><p><b>　　滿載靜止時(shí)有：</b></p><p>　　由上式驗(yàn)算主簧強(qiáng)度：</p><p>　　其中牽引驅(qū)動(dòng)時(shí)，主簧載荷為 G= =1.15 =0.8 </p><p><b>　　驗(yàn)算副簧強(qiáng)度：</b></p><p>　　主副簧強(qiáng)度在許用應(yīng)力范圍內(nèi)

57、，符合強(qiáng)度要求。</p><p>　　驗(yàn)算汽車在不平路面上鋼板彈簧的強(qiáng)度。</p><p>　　不平路面上時(shí)，應(yīng)按鋼板彈簧的極限變形即動(dòng)撓度fd計(jì)算載荷。</p><p>　　主簧的極限載荷按下式計(jì)算：</p><p>　　副簧的極限載荷按下式計(jì)算：</p><p>　　不平路面上主副簧都符合強(qiáng)度要求。</p&g

58、t;<p>　　五、鋼板彈簧主片的強(qiáng)度的核算</p><p>　　鋼板彈簧主片應(yīng)力σ是由彎曲應(yīng)力和拉（壓）應(yīng)力合成，即：</p><p>　　其中 為沿彈簧縱向作用力在主片中心線上的力； 卷耳厚度；D為卷耳內(nèi)徑；b為鋼板彈簧寬度。許用應(yīng)力[σ]取為350MPa。代入上式得：</p><p><b>　　主片符合強(qiáng)度要求。</b>

59、</p><p>　　六、鋼板彈簧彈簧銷的強(qiáng)度的核算</p><p>　　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。其中為滿載靜止時(shí)鋼板彈簧端部的載荷，b為主片葉片寬；d為鋼板彈簧直徑。用20鋼或20Cr鋼經(jīng)滲碳處理或用45鋼經(jīng)高頻淬火后，其[]≤7—9 N/mm。</p><p><b>　　=</b></p>

60、<p>　　彈簧銷滿足強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　七 總體設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式、布置形式</p><p>　　根據(jù)國家道路交通法規(guī)、設(shè)計(jì)規(guī)范及汽車的用途選定軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式、布置形式，需對(duì)貨車的幾種典型的布置形式進(jìn)行分析比較。</p><p>　　2. 

61、    汽車主要參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　主要尺寸</b></p><p>　　外廓尺寸的確定需考慮法規(guī)、汽車的用途、裝載質(zhì)量及涵洞和橋梁等道路尺寸條件。GB 1589-1989規(guī)定了汽車外廓尺寸限界，可參考同類車型選取，國內(nèi)生產(chǎn)輕中型貨車的主要廠家有：解放、東風(fēng)、長安、北汽福田、江鈴、南汽、江淮汽車等，可上網(wǎng)查詢相

62、關(guān)產(chǎn)品的參數(shù)。</p><p>　　軸距、輪距、前懸、后懸等參數(shù)可參照《汽車設(shè)計(jì)》教材推薦的范圍并參考同類車型選取。</p><p>　　車廂尺寸可考慮汽車的用途參考同類車型選取，但必須保證運(yùn)送散裝煤和袋裝糧食時(shí)能裝足額定的裝載質(zhì)量。</p><p><b>　　進(jìn)行汽車軸荷分配</b></p><p>　　汽車的軸荷分

63、配可根據(jù)汽車的驅(qū)動(dòng)形式、發(fā)動(dòng)機(jī)位置、汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車頭形式及總質(zhì)量等參照《汽車設(shè)計(jì)》教材推薦的范圍并參考同類車型選取。</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩及發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定</p><p>　　根據(jù)給定的基本設(shè)計(jì)參數(shù)按下式估算發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率：</p><p>　　式中的A為正投影面積，根據(jù)外形尺寸計(jì)算得到，貨車CD取0.8~1.0。</p>

64、<p>　　根據(jù)估算出來的最大功率從國內(nèi)主要汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品中選定發(fā)動(dòng)機(jī)型式（汽油機(jī)或者柴油機(jī)）和型號(hào)，國內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家主要有：玉柴、朝柴、解放、東風(fēng)、長安、柳州動(dòng)力、云內(nèi)動(dòng)力、北京內(nèi)燃機(jī)等，可上網(wǎng)查詢相關(guān)產(chǎn)品的型號(hào)及參數(shù)。</p><p><b>　　汽車輪胎的選擇</b></p><p>　　根據(jù)汽車的用途及軸荷、最高車速并參考同類汽車選取

65、，可上汽車輪胎制造商網(wǎng)站查找有關(guān)輪胎和輪輞參數(shù)。國產(chǎn)輪胎的知名品牌有：三角、雙錢/回力、成山、東風(fēng)、風(fēng)神等。</p><p>　　確定傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比，即主減速器傳動(dòng)比</p><p>　　在選定最小的傳動(dòng)比時(shí)，要考慮到最高擋行駛時(shí)有足夠的動(dòng)力性能。根據(jù)《汽車?yán)碚摗?，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的車速應(yīng)等于最高車速或略小于最高車速</p><p><b>　　即主減速

66、器傳動(dòng)比：</b></p><p>　　式中：為滾動(dòng)半徑；為發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速；為最高車速（應(yīng)根據(jù)選定發(fā)動(dòng)機(jī)后的參數(shù)重新估算）， 為變速器的最高擋傳動(dòng)比，若最高擋為直接擋，則=1。</p><p>　　確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比，從而計(jì)算出變速器最大傳動(dòng)比。</p><p>　　確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比時(shí)，要考慮三方面：①最大爬坡度；②附著力；③汽車的最低穩(wěn)定

67、車速。就普通貨車而言，當(dāng)已知時(shí)，確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比也就是確定變速器I擋傳動(dòng)比。汽車爬大坡時(shí)車速很低，可忽略空氣阻力，汽車的最大驅(qū)動(dòng)力應(yīng)為：</p><p>　　或 </p><p>　　即 </p><p>　　一般貨車的最大爬坡度為30％，即°</p><

68、;p>　　根據(jù)附著條件校核最大傳動(dòng)比：</p><p>　　式中：為后軸軸荷；為滾動(dòng)半徑；為變速器的I擋傳動(dòng)比。</p><p>　　所以： </p><p><b>　　八 指定總成設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　前后懸架設(shè)計(jì)</b></

69、p><p><b>　?。?）懸架結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　普通貨車常采用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架，后懸架由于載荷變化較大，常采用主、副簧結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）懸架主要參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　a. 靜撓度</b></p><p>　　靜撓度與固有頻

70、率之間有如下關(guān)系</p><p><b>　　n=5/</b></p><p>　　式中 n的單位為Hz，fc的單位為cm</p><p>　　貨車滿載時(shí)，前懸架偏頻要求在1.50~2.10Hz，而后懸架則要求在1.70~2.17Hz。</p><p><b>　　。</b></p>

71、<p><b>　　b. 懸架的動(dòng)撓度</b></p><p>　　貨車的動(dòng)撓度的選擇范圍在6～9cm</p><p>　　c. 懸架主，副簧剛度的分配</p><p>　　按《汽車設(shè)計(jì)》教材P182頁的第一種方法分配</p><p><b>　　=</b></p><

72、;p><b>　　，</b></p><p>　　且 </p><p>　　對(duì)于副簧置于主簧之上的安裝結(jié)構(gòu)，可以近似認(rèn)為，副簧起作用后，主、副簧的變形相同，從副簧開始起作用到滿載的變形為，則有：</p><p><b>　　即 =</b></p><p>　　

73、故 副簧滿載載荷 </p><p><b>　　主簧滿載載荷 </b></p><p>　　對(duì)于副簧置于主簧之下的安裝結(jié)構(gòu)（如：總質(zhì)量較小的微型、輕型貨車，副簧常采用少片變截面彈簧），則須視具體安裝結(jié)構(gòu)決定主副簧的載荷分配，如果副簧的有效長度與主簧的長度相當(dāng)或比主簧長，可以近似認(rèn)為，副簧完全起作用后，主、副簧的變形相同，仍然可按上述方法分配主副簧的載荷；如果副簧

74、的有效長度比主簧的長度短，可以近似的認(rèn)為，主副簧的長度比與副簧完全起作用后主副簧的變形比相等。如主副簧的長度比為a （a>1），參照以上方法有：</p><p>　　副簧滿載載荷 </p><p><b>　　主簧滿載載荷 </b></p><p>　?。?）鋼板彈簧主要參數(shù)的確定</p><p><

75、;b>　　a. 滿載弧高</b></p><p><b>　　=10～20mm</b></p><p>　　b. 鋼板彈簧長度L</p><p>　　貨車前懸架：L=(0.26～0.35)軸距，后懸架：L=(0.35～0.45)軸距。</p><p>　　c. 鋼板彈簧斷面寬度b</p>

76、<p>　　先按下式確定鋼板彈簧平均厚度</p><p>　　推薦片寬與片厚的比值b/hp在6~10范圍內(nèi)選取。</p><p>　　d. 鋼板彈簧片厚h</p><p>　　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，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

77、板彈簧的厚度不宜超過三組。為使各片壽命接近，要求最厚片與最薄片厚度之比應(yīng)小于1.5。此外，鋼板截面尺寸b和h必須符合國產(chǎn)型材規(guī)格尺寸，因而須查手冊最后確定。</p><p>　　e. 鋼板斷截面形狀</p><p>　　矩形截面制造簡單，強(qiáng)度好不會(huì)引起應(yīng)力集中，T形截面、單面有拋物線邊緣斷面、單面有雙槽的斷面可以提高鋼板彈簧的疲勞強(qiáng)度和節(jié)約近10%的材料，因而各有優(yōu)勢。</p>

78、<p><b>　　f. 鋼板彈簧片數(shù)</b></p><p>　　多片鋼板彈簧一般片數(shù)在4～14片之間選取,采用變截面少片彈簧時(shí)，片數(shù)在1～4片之間選取。</p><p>　　g. 鋼板彈簧各片長度的確定</p><p><b>　　采用作圖法:</b></p><p>　　h. 鋼

79、板彈簧剛度的驗(yàn)算</p><p>　　C= </p><p><b>　　其中， ； ；。</b></p><p>　　式中，為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，取0.90～0.94，E為材料彈性模量； 為主片和第（k+1）片的一半長度。公式中主片的一半，如果用中心螺栓到卷耳中心間的距離代入，求得的剛度值是鋼板彈簧總成自由剛度；如果用有效長

80、度，即代入上式，求得的剛度值是鋼板彈簧總成的夾緊剛度。</p><p>　　i. 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　j. 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑</p><p>　　k. 鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半徑</p><p>　　

81、鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下的和裝配后曲率半徑不同，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。各片自由狀態(tài)下做成不同的曲率半徑的目的是為了使各片厚度相同的鋼板彈簧裝配后能很好地貼在一起，減少主片的工作應(yīng)力，使各片的壽命接近。</p><p>　　矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑由下式確定：</p><p>　　式中， 。選取各片應(yīng)力時(shí)，可分下列兩種情況：對(duì)于片厚相同的鋼板彈簧，各

82、片彈簧的預(yù)應(yīng)力值應(yīng)不宜選取過大；對(duì)于片厚不同的鋼板彈簧，厚片彈簧的預(yù)應(yīng)力可選取大些。推薦主片在根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊和后的合成應(yīng)力應(yīng)在300～350N/內(nèi)選取。1～4片長片疊加負(fù)的預(yù)應(yīng)力，短片疊加正的預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力從長片由負(fù)值逐漸遞增為正值。</p><p>　　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的預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩之代數(shù)和等于零：</p><p>　　或

83、 </p><p>　　m. 鋼板副簧總成各片在自由狀態(tài)下弧高的計(jì)算</p><p>　　如果第i片的片長為，則第i 片彈簧的弧高為：</p><p>　　n. 鋼板彈簧總成弧高的核算</p><p><b>　　對(duì)于等厚葉片彈簧</b></p><p>

84、;<b>　　1/=</b></p><p>　?。?）鋼板彈簧的強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　按照《汽車設(shè)計(jì)》教材P188頁的方法分別驗(yàn)算前、后鋼板彈簧的強(qiáng)度，對(duì)于有副簧的后懸架，應(yīng)分別作受力分析，分別計(jì)算主、副簧的最大應(yīng)力。此時(shí)，主簧的最大應(yīng)力為</p><p>　　式中 其中為副簧施加給主簧的靜載荷</p><

85、;p>　　對(duì)于對(duì)稱布置的副簧，其最大應(yīng)力</p><p><b>　　式中為副簧的總長度</b></p><p><b>　?。?）少片彈簧設(shè)計(jì)</b></p><p>　　少片變截面彈簧的設(shè)計(jì)見《汽車設(shè)計(jì)》教材P189頁。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>&

86、lt;/p><p>　　[1]余志生.汽車?yán)碚揫M].機(jī)械工業(yè)出版社 130~251</p><p>　　[2]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社 174~218</p><p>　　[3]王豐元，馬明星.汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.中國電力出版社 189~211</p><p>　　[4]郭孔輝.汽車操縱動(dòng)力學(xué)[M].吉林：吉林科學(xué)出版社,19

87、91.128-136.</p><p>　　[5]最新汽車設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M].黑龍江人民出版社.285~321</p><p>　　[6]汽車工程手冊之底盤設(shè)計(jì)篇[M].北京理工大學(xué)出版社.241~286</p><p>　　[7]劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社主編.361~425</p><p>　　[8]王宵鋒.汽車底盤設(shè)計(jì)[M]

88、.清華大學(xué)出版社.284~327</p><p>　　[9]肖 軍.汽車鋼板彈簧的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢.城市車輛.2007.11</p><p>　　[10]王宵鋒，涂敏.汽車鋼板彈簧的應(yīng)力和變形分析.清華大學(xué)汽車節(jié)能與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室</p><p>　　[11]胡玉梅,鄧兆祥,王欣,賓洋.汽車后懸架的非線性有限元分析. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào).2003.04.26</

89、p><p>　　[12]李戎，盧耀祖(同濟(jì)大學(xué))徐勇，楊文昆(上海匯眾汽車制造有限公司)，載貨汽車懸架系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)研究</p><p>　　[13]于濟(jì)業(yè)，孟婕，吳元東，剛憲約，汽車鋼板彈簧懸架的有限元分析與試驗(yàn)研究，山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院，農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程</p><p>　　[14]鄭銀環(huán),張仲甫. 多片鋼板彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代機(jī)械,2004年

90、第5期</p><p>　　[15]蘇小平,殷晨波,魏學(xué)軍,蘇家竹,IVECO汽車懸架系統(tǒng)性能參數(shù)設(shè)計(jì)方法[期刊論文]公路交通科技2004.11</p><p>　　[16]陳言忠，高虹；變剛度鋼板彈簧的計(jì)算，遼寧工學(xué)院，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 </p><p>　　[17]范永亮，鋼板彈簧懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析，長春汽車研究所，汽車技術(shù)</p><p>

91、　　[18]郭孔輝，板簧運(yùn)動(dòng)分析及其應(yīng)用，長春汽車研究所</p><p>　　[19]王慶五.漸變剛度鋼板彈簧設(shè)計(jì)與研究.昆明理工大學(xué).碩士學(xué)位論文.2003</p><p>　　[20]Analysis and optimization of a composite leaf spring, Mahmud M. Shokrieh Composites Research Laborator

92、y, Department of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology</p><p>　　[21]Dynamic modeling of the double wishbone motor-vehicle suspension system, Harem Ali Attica, Department of Mathem

93、atics, College of Science, King Saud University</p><p>　　[22]Synthesis and analysis of the five-link rear suspension system used in automobiles, P.A. Simionescu *, D. Beale Department of Mechanical Engineeri

94、ng, Auburn University, 202 Ross Hall, Auburn, Al 36849, USA</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)及學(xué)位論文是在李玉善老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。在此謹(jǐn)向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。</