《kd3200型自卸车车悬架方案毕业方案说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《kd3200型自卸车车悬架方案毕业方案说明书（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目 录前 言1第一章 绪论21.1 概述21.1.1 悬架21.1.2 副车架3第二章 悬架的结构形式与分析52.1 非独立悬架52.1.1 非独立式悬架简介52.1.2 非独立式悬架特点52.1.3 钢板弹簧式非独立悬架52.2 独立悬架62.3 悬架的主要影响因素72.3.1 影响平顺性的因素72.3.2 响操纵稳定性的因素72.3.3 影响纵向稳定性的因素7第三章 钢板弹簧设计计算83.1 前桥钢板弹簧的设计计算83.1.1 设计参数83.1.2 初选参数83.1.3 钢板弹簧各片长度的确定103.1.4 钢板弹簧总成弧高的核算143.1.5 钢板弹簧强度核算143.1.6 钢板弹簧卷耳
2、和弹簧销的强度核算.153.2 后桥钢板弹簧的设计计算173.2.1 初选参数173.2.2 钢板弹簧各片长度的确定193.2.3 钢板弹簧总成弧高的核算223.2.4 钢板弹簧强度核算233.2.5 钢板弹簧卷耳和弹簧销的强度核算.24第四章 减震器设计计算274.1 减振器的分类274.2 减振器的选择274.2.1 减振器相对阻尼系数284.2.2 减振器阻尼系数的确定284.2.3 最大卸荷力的确定294.2.4 筒式减振器工作缸直径D的确定304.2.5 查表确定减振器参数31第五章 副车架的设计325.1 副车架截面形状及尺寸的设计325.2 副车架前端形状的设计335.3 举升机
3、构位置的设计345.4 连接结构安装位置的选择345.5 副车架的最终选择方案36第六章 副车架及相关零部件结构设计376.1 纵梁的设计376.1.1 纵梁结构、材料设计、强度校核376.2 横梁的设计436.3 连接结构的设计446.3.1 副车架纵梁与横梁的连接方式的选择456.3.2 铆缝的强度计算456.3.3 焊接强度的计算46结 论48参考文献49致 谢5146 / 49前 言悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称. 悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一
4、切力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性.为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的.采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧 (弹性元件)组成的振动系统，承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励.为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振器.此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构.导向机构
5、决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化，以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置，从而在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力.在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆. 尽管一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成.在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用，麦克弗逊悬架 (McPherson strut suspension，或称滑柱摆臂式独立悬架)中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用，有些主动悬架中的作动器则具有弹性元件、减振器和部分导向机构的功能. 在方案
6、的确定和设计过程中参考了大量的资料.同时也得到了徐锐良和彭巧励老师的精心指导和同学们的无私帮助，在此特别表示感谢！第一章 绪论1.1 概述自卸汽车是利用汽车本身的发动机动力驱动液压举升机构，使车厢倾斜一定角度进行卸货，并依靠车厢自重自动落下复位的专用汽车. 目前，自卸汽车的应用相当广泛，随着我国建设速度的加快，对自卸汽车的需求量越来越大.2007年自卸汽车产量为271830辆，2008年为242712辆.其中，重型自卸汽车在2007年产量占自卸汽车总产量的44.9，2008年为57.4.1 自卸汽车有多种不同的类型，通常按照用途可以分为两类：用于非公路运输用的重型和超重型自卸汽车，装载质量一般
7、在20t以上，主要承担大型矿山、水利工地等的运输任务，通常与挖掘机配套使用，这类自卸汽车称为矿用自卸汽车，其长度、宽度、高度及轴荷不受公路法规限制，但是只能在工地、矿山或指定的地方使用；用于公路运输的车辆，分为轻、中、重型自卸汽车，装载质量为2到20t，主要承担沙石、泥土、煤炭等松散物质的运输，通常与装载机配套使用，称为普通自卸汽车.2 自卸汽车按照结构分类又可以分为后倾式自卸汽车、侧卸自卸汽车、三面卸自卸汽车和底卸式自卸汽车.重型自卸汽车多采用侧倾式结构，以避免后倾式引起的失稳或卸货不完全等问题.本课题就是针对总质量为20吨的中型自卸汽车进行悬架及副车架总成设计.1.1.1 悬架悬架是现代汽
8、车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来.其主要任务是专递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力.悬架由弹性元件、导向元件、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成.导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递除弹性元件专递的垂直力以外飞各种力和力矩.当纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用.缓冲块用来减轻车抽对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生
9、过大的变形.装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动.对悬架提出的设计要求有：1）保证汽车有良好的行驶平顺性.2）具有合适的衰减振动能力.3）保证汽车具有良好的操纵稳定性.4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适.5）有良好的隔声能力.6）结构紧凑、占用空间尺寸要小.7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命.1.1.2 副车架自卸汽车的副车架位于车厢底部与汽车底盘主车架之间.副车架可以起到一个缓冲的作用，改善主车架的承载情况，避免集中载荷.副车架通常通过U形螺栓和连接板等与主车架固定
10、，副车架后端焊有铰接支座，车厢与副车架通过该铰链支座相连.车厢在举升机构的作用下，绕着这个铰链支座转动.副车架实际上就是自卸汽车车厢与自卸汽车主车架连接的一个缓冲带，在不破坏主车架的结构情况下，自卸汽车车厢跟自卸汽车主车架之间采用副车架过渡，可以改善自卸汽车主车架的承载情况，避免集中载荷.副车架可以有效的保护主车架，延长自卸汽车的使用寿命.副车架总成的设计有着很重要的现实意义.重型自卸汽车装载质量大，对副车架的的要求更加严格.采用刚性足够的副车架，可以使主车架纵梁所承受的载荷均匀分布，所受应力值较小，有效的避免了载荷集中，有利于增加车架纵梁的强度和寿命.第二章 悬架的结构形式与分析为适应不同车
11、型和不同类型车桥的需要，悬架有不同的结构形式.2.1 非独立悬架2.1.1 非独立式悬架简介非独立悬架是相对与独立悬架（individual wheel suspension）的车轮结构.非独立悬架的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面.非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上.2.1.2 非独立式悬架特点非独立式悬架的两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连.这种悬挂结构简单，传力可靠，但两轮受冲击震动时
12、互相影响.而且由于非悬挂质量较重，悬挂的缓冲性能较差，行驶时汽车振动，冲击较大.该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上.2.1.3 钢板弹簧式非独立悬架钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化.这种悬架广泛用于货车的前、后悬架中.它中部用U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上.悬架前端为固定铰链，也叫死吊耳.它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起，前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套.后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架相连，后端可以自由摆动，形成活动吊耳.当车架受到冲击弹簧变形时两卷耳之间的距离有变化的可能.2.2 独立
13、悬架独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好.但这种悬架构造较复杂，承载力小.现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架，并已成为一种发展趋势.独立悬架的结构可分有烛式、麦弗逊式、连杆式等多种，其中烛式和麦克弗逊式形状相似，两者都是将螺旋弹簧与减振器组合在一起，但因结构不同又有重大区别.烛式采用车轮沿主销轴方向移动的悬架形式，形状似烛形而得名.特点是主销位置和前轮定位角不随车轮的上下跳动而变化，有利于汽车的操纵性和稳定性.麦克弗逊式是绞结式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它
14、转动.特点是主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化，这点与独立悬架正好相反.这种悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性.所以，目前轿车使用最多的独立悬架是麦弗逊式悬架.非独立悬架独立悬架图2-1 悬架简图2.3 悬架的主要影响因素悬架设计可以大致分为结构形式及主要参数选择和详细设计两个阶段，有时还要反复交叉进行.由于悬架的参数影响到许多整车特性，并且涉及其他的布置，因而一般要与总布置共同协商确定.2.3.1 影响平顺性的因素悬架设计的主要目的之一是确保汽车具有良好的行驶平顺性.汽车行驶时振动越剧烈，则平顺性越差.建立汽车的整车和局部模型，可以反映汽车悬架参数与振动专递
15、特性之间的关系.大量的研究及实践结果表明，对平顺性影响最为显著的三个悬架特性参数为：悬架的弹性特性、阻尼特性以及非悬挂质量.【9】2.3.2 响操纵稳定性的因素与平顺性相比，操纵稳定性的评价指标要复杂的多，包括稳态、瞬态转向性及保护直线行驶的能力.悬架参数通过影响转向时的车轮载荷转移、车轮跳动或车身侧倾时车轮定位角的变化以及悬架与转向杆系的运动干涉和整体桥的轴转向等方面影响汽车的操纵稳定性.2.3.3 影响纵向稳定性的因素汽车在制动和加速行驶时，由于惯性力的作用会造成轴荷转移，并且伴随前、后悬架的变形，表现为制动时的“点头抬尾”和驱动时的“仰头垂尾”现象.悬架设计时应考虑采取相应的措施减少或消除制动及驱动时悬架的变形.【10】第三章 钢板弹簧设计计算多片钢板弹簧设计计算大体可分为四大步.第一，根据总布置给定的载荷、刚度要求以及对板簧长度、宽度的限制条件和最大许用应力初选参数；第二，综合考虑板簧的总成弧高要求和各片的工作应力、装配应力以及总应力的分布，并计入喷凡、预压等工艺过程的影响，确定各片的长度及自由状态
