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1、word 摘 要随着汽车工业的开展，人们对汽车的乘坐舒适性和安全性的要求逐渐提高，因此对汽车的悬架系统和减振器也提出了更高的要求。本次设计题目是CA1091轻型货车的前后悬架系统设计。所设计悬架系统的前悬架采用钢板弹簧非独立式悬架。后悬是由主副簧组成，也是钢板弹簧非独立式悬架，然后对主要性能参数进展确定。在前悬的设计中首先设计了钢板弹簧，包括弹簧断面形状的选择，主要参数确实定，材料和许用应力的校核，和方案布置的设计；还有减振器的选择。在后悬架系统设计中主要对主副钢板弹簧进展了设计。最后采用MATLAB软件对悬架系统的平顺性进展了编程分析，目的是判断所设计的悬架平顺是否满足要求。结论是没有不舒适
2、性。因而对提高汽车的动力性、经济性和操纵稳定性是有利的。关键词：悬架设计；钢板弹簧；平顺性；货车AbstractWith the development of the Automobile industry, people have been promoting the requirement for the safety and ride fort quality of the vehicle. As a result, there is a higher demand on the suspension and the shock absorber system of the vehicl
3、e. The title of this thesis is the design of front and rear suspension systems of CA1046 truck.The front suspension system is the leaf spring, dependent suspension. The rear suspension system consists of the main spring and the helper spring and it is also the leaf spring, dependent suspension. In t
4、he procedure of the design we made certain the structural style of the suspension system in the first, then we made certain the main parameters. In the design of the front suspension we designed the leaf spring firstly, including the selection of section shape of leaf spring, made certain the main p
5、arameters, material and allowable stress and the design of scheme , moreover the design of shock absorber. In the design of rear suspension we carried out the design of the main spring and the helper spring.In the final design stage, the MATLAB software is used to analyze the ride fort of the suspen
6、sion system by programming. The aim is whether suspension ride quality meets to the performance requirement. The results indicate that there is no unfortableness for the car on road. Therefore, it is helpful for the dynamical, economical and handling performances of the vehicle.Key words: Suspension
7、 Design; Leaf spring; Ride Performance; Truck目 录第1章 绪 论1第2章 悬架系统的结构与分析32.1 悬架的功能和组成32.2 汽车悬架的分类32.3 悬架的设计要求42.4 悬架主要参数42.4.1 悬架的静挠度fc42.4.2 悬架的动挠度 fd52.4.3 悬架弹性特性52.4.4 后悬架主、副簧刚度的分配52.4.5 悬架侧倾角刚度与其在前、后轴的分配6第3章 前后悬架系统的设计77711131315242525第4章 平顺性分析和编程26第5章 结论33参考文献34致 谢35附 录 ：外文资料36附 录 ： 中文翻译42附 录 ： 程序
8、42 / 第一章 绪 论悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，汽车车架或车身假如直接安装于车桥或车轮上，由于道路不平，地面冲击使货物和人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。它的作用是弹性地连接车桥和车架或车身，缓和行驶中车辆受到的冲击力。保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承当着传递垂直反力，纵向反力牵引力和制动力和侧向反力以与这些力所造成的力矩作用到车架或车身上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动
9、的导向作用。 悬架是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。减振器用来衰减由于弹性系统引起的振，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。有些
10、轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆，目的是提高横向刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。 现在悬架开展十分快，不断出现崭新的悬架装置。按控制形式不同分为从动式悬架和主动式悬架。现代汽车中的悬架有两种，一种是从动悬架，另一种是主动悬架。从动悬架即传统式的悬架，是由弹簧、减振器减振筒、导向机构等组成，它的功能是减弱路面传给车身的冲击力，衰减由冲击力而引起的承载系统的振动。其中弹簧主要起减缓冲击力的作用，减振器的主要作用是衰减振动。由于这种悬架是由外力驱动而起作用的，所以称为从动悬架。而主动悬架的控制环节中安装了能够产生抽动
11、的装置，采用一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力与车身的倾斜力。由于这种悬架能够自行产生作用力，因此称为主动悬架。现代汽车对平顺性和操纵稳定性和舒适性的要求越来越高，已成为衡量汽车性能好坏的标准。悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。 汽车的固有频率是衡量汽车平顺性的重要参数，它由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量簧载质量所决定。人体所习惯的垂直振动频率约为11.6Hz。车身振动的固有频率应接近或处于人体适应的频率X围，才能满足舒适性要求。在悬架垂直载荷 一定时，悬架刚度越小，固有频率就越低，但
12、悬架刚度越小，载荷一定时悬架垂直变形就越大。这样假如无有足够大的限位行程，就会使撞击限位块的概率增加。假如固有频率选取过低，很可能会出现制动点头角，转弯侧货角，空载和满载车身高度变化过大。一般货车固有频率是1.52Hz，旅行客车1.21.8Hz，高级轿车11.3Hz。另外，当悬架刚度一定时，簧载质量越大，悬架垂直变形也愈大，而固有频率越低。空车时的固有频率要比满载时的高。簧载质量变化X围大，固有频率变化X围也大。为了使空载和满载固有频率保持一定或很小变化，需要把悬架刚度做成可变或可调的。影响汽车平顺性的另一个悬架指标是簧载质量。簧载质量分为簧上质量与簧下质量两局部，由弹性元件承载的局部质量，如
13、车身、车架与其它所有弹簧以上的部件和载荷属于簧上质量。车轮、非独立悬架的车轴等属于簧下质量，也叫非簧载质量M。如果减小非簧载质量可使车身振动频率降低，而车轮振动频率升高，这对减少共振，改善汽车的平顺性是有利的。非簧载质量对平顺性的影响，常用非簧载质量和簧载质量之比m/M进展评价。影响汽车平顺性的另一重要指标是阻尼比，此值取大，能使振动迅速衰减，但会把路面较大的冲击传递到车身，值取小，振动衰减慢，受冲击后振动持续时间长，使乘客感到不舒服。为充分发挥弹簧在压缩行程中作用，常把压缩行程的阻尼比设计得比伸X小。 悬架的侧倾角刚度与前后匹配是影响汽车操纵稳定性的重要参数。当汽车受侧向力作用发生车身侧倾，
14、假如侧倾角过大，乘客会感到不安全，不舒适，如侧倾角过小，车身受到横向冲击较大，乘客也会感到不适，司机路感不好。所以，整车侧倾角刚度应满足：当车身受到0.4g侧向加速度时，其侧倾角在2.54X围内，汽车有一定不足转向特性，前悬架侧倾角刚度应大于后悬架侧倾角刚度。一般前悬架侧倾角刚度与后悬架侧倾角刚度比应在1.42.6X围内，如前后悬架本身不能满足上述要求，可在前后悬架中加装横向稳定杆，提高汽车操纵稳定性。第二章 悬架系统的结构与分析悬架系统功能很多，主要有以下几点：(1) 对不平路面所造成的汽车行驶中的各种颤动和摇摆还有振动等，与 轮胎一起，予以吸收和减缓，从而保证乘客和货物的安全，并提高驾驶稳
15、定性。(2) 将路面与车轮之间的摩擦所产生的驱动力和制动力传输到底盘和车身。(3) 支承车桥上的车身，并使车身与车轮之间保持适当的几何关系。典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以与减震器等组成，个别结构如此还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以与扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车如此使用空气弹簧。 为适应不同车型和不同类型车桥的需要，悬架有分为独立悬架和非独立悬架。非独立悬架特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上，当车轮上下跳动时定位参数变化小。假如采用钢板弹簧作弹性元件，它可兼起导向作用，使结构大为简化，降低本钱。目前广泛应用于货车和大客车上，有些轿车后悬架也有采用的。非独立悬架由于非簧载质量比拟大，高速行驶时悬架受到冲击载荷比拟大，平顺性较差。 其主要特点是： 1组成悬架的构件少，结构简单，便于维修，经济性好。 2巩固耐用，适合重载。 3转弯时车身倾斜度小。 4车轮定位几乎不因其上下运动而改变，所以轮胎磨损较少。5侧倾中心位置较高，有利于减小转向时车身的侧倾角。独立悬架是两侧车轮分别独立地与车架或车身弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车轮，独立悬架所采用的车桥是断开式的。这样使得发动机可放低安装，有
