悬架设计_下_

结构 · 设计 悬 架 设 计 下 长 春 汽 车 研 究 所 四 、 其它型式弹性元件悬架的设计 汽车悬架除采用钢板弹簧之外 , 还可以采用其它型式的弹性元件 如螺旋弹簧 、 扭杆弹 簧 、 空气弹簧和油气弹簧等 。 用这些弹性元件制的悬架 , 由于元件只能承受垂直力 , 因此需 要加装导向机构来承受除垂直力以外的力和力矩 。 这些悬架 , 除油气弹簧本身又起液力减震器的作用外 , 其它弹性元件均无阻尼作用 , 因 此需要加装适当阻力的减震器 。 一 弹性元件的设计 与计算 螺旋弹簧的设计与计算 设计螺旋弹簧时 , 与设计钢板弹簧一样 , 其基本参数也应 由总布置给定 , 之后才能进行 螺旋弹簧各参数的计算 。 为计算方便 , 将所有计算代号列人表 。 表 一⋯分一 弹簧主要参数的确定 计算弹簧主要参数之前 , 应根据作用在车轮上的静载荷 悬静 , 求出弹簧的静载荷 静 根 据悬架的静变形 悬静 , 求出弹簧的静变形 静 , 之后 , 便可以计算弹簧的主要参数了 。 螺旋弹 簧的基本计算公式有两个 应力公式 静 二 静 ‘ 下到, 一 、 一 飞 一 一 互、 二二 万下一兀 , 几 变形公式 静 二 静 静 将上式改写 , 得 丫作鸽旦 静 静 。 , 。、 、, , , 双 甲 七 “ 一了一 , 一取肚 且刀 一 ‘ 。 用式 和 求得弹簧丝直径及工作圈数以后 , 应进行圆整 , 但还不 能 最 后 确 定 , 还要看结构布置的情况是否允许 , 如初步计算结果在结构布置上有问题 , 就要进行适当 的调整 , 直到合适时为止 。 当最后确定了弹簧丝直径及工作圈数后 , 就可以求出螺旋弹簧的 全部参数 。 总 二 一 式 中 为支承圈 死圈 数 。 最小 二 · 总 动 十 乙 总 静 占 总 怕 静 十 静 静 十 动 挣 一 二鳖二 当鱼 兀 草 二 — 一‘ 二 ‘且 —材料 与许用应力 为了使弹簧可靠地工作 , 制造螺旋弹簧的材料必须具有较高的弹性极限和疲劳强度 , 同 时应具备足够的韧性和塑性 。 汽车悬架螺旋弹簧常用的材料有 、 、 、 , 其中 是我国发展的新钢种 。 上述几种常用材料的机械 性能见表 。 常用弹簧材料的机械性能 表 二 卜众才俞一 ⋯潺菊蒸扩护零一币孟甲 丽一丁几刃一 油 。 ⋯ 。 ⋯ 。“ 卜 。。 ‘ 。 油 ⋯“ ⋯‘“ ⋯· 】 。 油 “ 。 ⋯‘ 。 ⋯‘ ‘ “ ‘ “ 】 ‘ 油 ⋯ ‘ ⋯ ‘ ⋯” “ 螺旋弹簧因受剧烈的交变载荷作用而发生疲劳破坏 。 若直接进行疲劳强度计算 , 须建立 在大量的试验工作的基础上 , 但到 目前为止 , 还没有这种全面系统的工作 , 所以疲劳强度计 算还有一定的困难 。 故只计算弹簧的静强度 , 在选取 〔静 〕时 , 考虑疲劳的影响即可 。 一般 推荐 〔静 〕二 一 侧曝 。 绘制工作图 绘制螺旋弹簧工作图 图 , 应按机械工业通用指导性技术文件 一 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的典 型工作图进行 , 其技术要求可参考气门弹簧的技术要求 汽 一 或参照有关汽车悬架螺 ,, 八八 八 击 — 八 八 产产一一八钾 ’ 酉酉 一 八叭 ‘‘ 叭 曰曰 如认 ’’ 旋弹簧图纸 技术要求 弹簧材料 展开长度 毫米 图 弹簧工作图 旋间 工作圈数 圈 总圈数 总 圈 包括公差 热处理 表而处理 制造 、 试验和验收的技术条件 。 扭杆弹簧的设计与计算 扭杆弹簧按其断面形状可分为 圆形 、 管形 、 片状和组合式等几种 。 下面对几种断面形 状的扭杆弹簧加以 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 、 比较 圆形扭杆制造简单 、 应用很广 管形扭杆材料利用较合理 由圆形和管形组成的组合扭 杆 , 可以大大缩短弹性元件的长度 , 有利于结构布置 由儿片固定在四方孔套筒内的扁钢组 成的片状扭杆 , 亦可大大减短弹簧的长度 。 在断面面积和最大剪应力相同时 , 组合扭杆的扭 角比圆形或管形的大得多 , 在保持悬架有必要的变形值时 , 组合扭杆较短 , 有利于布置 从 重量方面比较 , 也比片状扭杆轻 , 但组合扭杆的制造工艺较复杂 。 扭杆弹簧计算所用的代号列入表 。 表 代代号号 单 位位 ⋯遥 多 数 “ 称 代 一 号号 曰 工月月 作用于杠杆臂端的力 臂端的线刚度 臂端的变形 杠杆臂长度 扭矩 扭转刚度 扭角 扭杆有效长度 扭杆直径 片状扭杆矩形断面短边 公斤 公斤 毫米 毫米 毫米 公斤毫米 公斤毫米 弧度 弧度 毫米 毫米 毫米 片状扭杆矩形断面长边 受力 时 , 杠杆臂与水平线夹角 无负荷时 , 杠杆臂与水平线夹角 扭转应力 剪切弹性模数 片状扭杆的应力系数 片状扭杆的刚度系数 载荷系数 比例系数 静变形系数 ⋯ 毫米 下 弧度 弧度 公斤 毫米 公斤 毫米 伽甲 扭杆的设计计算 各种断面扭杆设计计算公式见表 。 表 算 公 式 断 面 形 状 计 扭 角 应 力 嘴一一咖 ︸ 少,止一红甲 下 兀 二二二 甲 、藉翼耸丙 丫 。 甲 二 一 ‘ 命 印 月 一 月月 二二 月 一 月 印刀 式 中 月 、 月 的数值可从图 的曲线 中查得 。 扭杆弹簧受力情况见图 , 从图中可以得出 二 人左 印 助 卫生 , 尺 二 甲〔 日 〕 卫坠 尺 一‘ 土一 一 一 一 一一 厂厂一 一门门 一一一一 「——了 ,, 厂一一二二二二二二浏浏浏浏浏浏浏浏尸沪一一 一 尸尸 户 一一 , 一 一一一一 川川川川川川州州厂 沪沪沪 尸尸刁刁戒 二二二 灭灭呈呈呈 日日日冈冈冈冈冈冈冈冈冈冈冈冈 曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰 阴阴阴阴阴阴 一一一一一一一一一 四四四四四四四四四四四四四 口口 图 图 扭杆弹簧受力图 上述公式 中的 , 、 、 数值可分别由图 了、 魂 、 中查得 。 当确定了悬架设计参数 静载荷 静 、 静变 形 静 、 杠杆臂端的线刚度 、 杠杆的初始位置 、 杠杆长度 后 , 可按下述程序进行计算 ① 根据公式 , 求 出 按青与 曲线 ‘图 , , 查得 日, 按真与日曲线 图‘ , , 查得 , 根据公式 一 争 , 求 出 、 ②③④ ⑤ 根据杠杆初始位置与静变形值 , 求出 ’ 进而根据 甲 十 日, 求 出叨 ⑥ 根据 二 甲 印 , 求出 ⑦ 当选用材料的许用应力确定后 , 根据 , 究 , 求 出 , 井进行圆整 ‘ 哪哪 ’ ⋯⋯一一一一一一一 门门 乃乃乃乃乃乃乃乃乃乃洲 ,, 、、、、、 乃乃乃乃 盯盯 一一 刀厂厂厂 ’ 刀刀阵阵平平刀刀刀 ‘‘‘‘‘ 召 ‘‘叨叨 犷 犷 , ’’ 脚 派派介 厂厂 厂厂叨叨 一一 尸尸沪脚尹尹 建建母户户找找公绮绮 , 丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘丘、、抓抓一丁 飞 万 几几几 月匹匹匹,,,, 、、、 产 、、、、、、扩 二一 成、、、 洲 冷井 ‘ 分分分尸 哈哈厂 ’ 价石石不不 , 几 、 、、、、、 ’ ,, 达达于守 ’“、啊啊啊啊 图 与 的关系曲线 ⑧根据 甲 蕊刁压己 , 求出 。 轰 丁丁丁竹竹尸 ’’’’’’’’ ’ 一一 乒。。。。。。。 口 卿卿刃刃 巴 纷 , 毛分分 八八八八八八八八八 、 ‘ 乌义 ⋯ ’ 赫价 一 叭甲甲同同同同同 ‘ 扎扎扎扎扎扎扎扎扎扎扎扎扎扎扎 笋卜、价价价 一 一试又又葬创叮叮叮 叹叹叹叹 冲 ······· 时时时时 之之拿扩扩 一一一一一一一一。。。汉 才花平一一“““ ” 叉 一 洲 乡乡乡乡 一株小刚监一一 一 月月子二尸尸 一 一一一一一一一 一一一一 一一一一一一一 一一一 狱狱狱 丫丫丫 父父父执 最小护护纽度度度度度度度 晰晰晰晰长长长长长长长长长 材材鼓大静静挠度度度度度度 丫丫 、 口二 仁仁 才才才才才 一 介介哩哩 井井洪洪 介 ,, ——达达 、 交交月月月月月,,,,,,,,,,,,,,,, 少 引引引引引引引引引引一一一一一一一一一一一一一一一一一一尹六六协协协协协协协协 瓶瓶卜卜卜卜卜卜卜卜卜之准准兔兔兔 一一 孔石石爪⋯⋯丁入入于于于 一 门门 睽睽临,, 口一 〕〕一 火火火 火火、匕匕匕 巨厂厂 一一一一从从从 、 厂厂厂 丁球不不 火火火 卜 ’今 图魂 牛与 的关系曲线找 图 升与 、关系曲乡‘ 上述计算结果如在布置上有问题时 , 需要重新进行调整 , 直到合适时为止 。 扭杆设计中的几个 问题 ① 端头形状 为了装配扭杆 , 扭杆端头需要加工成各种形状 , 如花键 、 方形 、 六角形等 , 其中以花键 式用得较多 , 方形和六角形工艺较简单 。 为了保证端头寿命不低 于杆部 , 根据经验 , 取端头 直径 , 一般取 二 。 花键式端 头 , 在切齿时应注意减小齿根的应 力 集 中 现 象 , 为此 , 齿根圆弧必须加大 , 压力角也应大 些 。 此外 , 齿侧比医不要太大 , 否则接触部分 附近将产生过度的永久变形而造成破坏 , 根据 经验 , 齿长应取 的 。 ② 等效长度 端头和杆部之间应有过渡部分 , 这一部分 也起弹簧作用 , 计算时须把这部分也考虑进去 。 圆锥角一般取为 。“ , 过渡圆角取 一 。 等效 长度 十 式中 —杆部长度】 —端头等效长度 。 可将过渡部分视为圆锥 见图 , 其端头 等效长度可用下式计算 二 》》 、、、、、、、、、、、、、 、 、 几几 、、、 图 ‘一普〔去 公 备 了 式 中 —过渡部分的实际长度 。 等效长度拢可从图加中查得 。 一材料和许用应力 扭杆可选用螺旋弹簧材料和许用应力 , 对于重要的扭杆可选用 。 扭杆予扭和喷丸处理 为了提高扭杆的疲劳寿命 , 应进行予扭和喷丸处理 。 予扭时推荐应变为 , 予扭方 向应与实际扭转方向相同 , 否则将引起早期损坏 , 故予扭后应打出方向标记 。 空气弹簧的设计与计算 目前 , 在国外的某些公共汽车上已经采用了空气弹簧悬架 , 在牵引车 、 挂车 、 载重汽车 和小客车上也有采用的 。 空气弹簧的基本特点 空气弹簧有下列优点 ① 容易获得较低的 自然振动频率 , 使之具有良好的平顺性 , 当装有高度控制系统时 , 载荷变化而车身高度可保持不变 , 自然振动频率的变化也很小 ② 由于弹性介质是空气 , 空气弹簧的寿命只取决于橡胶囊 , 台架试验表明 , 它的寿命 比钢板弹簧高很多 ③ 空气弹簧自身重量较轻 ④ 承载能力可以在一定范围内变化 , 便于系列化和通用化 。 空气弹簧也有缺点 需要加装导向机构来承受除垂直力以外的力和力矩 , 所以结构比较复杂 密封环节较多 , 容易漏气 空气弹簧尺寸较大 , 给结构布置带来 ①②③ 一定困难 。 在非独立悬架中 , 往往由于空气弹 簧尺寸大 , 不得不减小弹簧的中心距 , 使横向 角刚度大大降低 。 为此 , 往往需装横 向稳定器 以提高其横向角刚度 。 空气弹簧悬架结构如图 所示 , 这是在载 重汽车上的装置情况 。 空气弹簧的种类 现在使用的空气弹簧都是夹有帘线层的橡 胶囊 , 基本有三种形式 ① 葫芦形空气弹簧 图 一 。 这种结 构寿命较高 , 便于制造 , 自然振动频率较高 ② 枕形空气弹簧 图 一 。 这种结构 是纵向尺寸较大 , 横向尺寸较小 , 使某些车型 的布置较方便 , 并能获得较大的横向角刚度 。 但这种结构制造工艺性差 , 而且 自振频率比葫 芦形的更高 , 因此很少应用 。 ③ 膜式空气弹簧 图 一 。 这种结构 的特性曲线较理想 , 振动频率很低 , 用材较少 。 但它的寿命比葫芦形的低些 , 动刚度和静刚度 的差别较大 , 频率随载荷的变化较大 。 目前 , 己在 小客车 、 公共汽车 、 某些牵引车和挂车上应用 。 空气弹簧的受力特性 空气弹簧受力情况如图 所示 。 如图所示 , , · 十十一飞书 才勺勺一八 阅阅 当当、髻髻 「「乍村 亡 二二 曰分’’ ’ 一 ,, 杯一下 ‘‘ 图 空气弹费在载重汽车上的应用 车架 高度控制阀 导向臂 唾 车桥 空气囊 砂翻蕊器 参鳃 履羹勇 黝准一鱿 笋 攀图 空气弹簧元件 葫芦形 枕形 膜式 有效直径 式中 —空气弹簧的载荷 图 空气弹簧受力简图, —空气弹簧中的相对气压随气囊的高度 容积 变化而变化 —空气囊的有效面积 , 它随气囊高度变化而变化。 与 都是弹簧变形 的函数 , 因而可根据气体状态方程式和有效面积 、 容积的变化规 律求得空气弹簧的特性 。 弹簧刚度 按下式计算 自然振动频率 按下式计算 。 旦旦 , , — 二 一 下 一 不产 一二 二兀 , , 护 入 式中 —气体过程的多变指数 , 通常取 一 一 一 , , , 、 , , 、 、 , 卜 , 二 、 , 一 、 , 一 一 、 — 异向 及 , 二 万犷 气气件 匕谷积 际以月 溉圆积 尸 月、 —重力加速度 , —有效面积对弹簧变形的变化率 。 空气弹簧的强度 空气弹簧的强度主要取决于空气囊帘线层的强度 。 除取决于其材料 、 密度和层数之外 , 还与气囊的曲率半径有关 , 曲率半径越大 , 强度越低 。 气囊在中立位置的爆破强度一般应超过使用压力的 一 倍 。 但是在使用 中 , 气囊的爆 破往往是 由于气囊的过度伸长造成的 。 所以 , 空气弹簧悬挂加装反向限位装置 , 防止气囊过 于伸长是十分必要的 。 其它问题 ① 气囊满载时的 内压通常不超过 公斤 厘米 , 内压过高 , 充气困难 ② 空气悬挂中往往都装有高度控制系统 高度控制阀和气源系统 , 这是为了改善使用 性能和克服气囊行程不足的困难 , 并且在微量漏气 往往很难避免 时 , 得到 自动的补充 。 所以 , 若使空气悬挂不用补充气源 , 必须采取相应的措施来解决漏气等问题 。 ③ 每车的高度控制阀不得超过 个 。 否则 , “ 多余的 ” 定位将使各轮的载荷变化不定 , 从而出现对角线的过载和振动 。 油气弹簧的设计与计算 目前 , 在重型矿用 自卸车上 , 为了改善驾驶员的劳动条件 , 提高平均车速 , 采用油气弹 簧的越来越多了 。 例如 , 我国 自行 设计和制造的上海牌 型 自 卸汽车 吨 的悬挂 系统就是采用了油气弹簧 图 约 。 图 上海牌 型 自卸汽车 油气弹簧的基本特点 油气弹麦是空气弹簧的一种特例 , 它仍以气 体 往往是氮气 作为弹性介质 , 但在气体弹簧 与活塞之间引人油液作为中间介质 。 油 气 弹 簧 图 可分带隔膜和不带隔膜的两种 。 油气弹簧由于内部的两端压力平衡 , 对其强 度要求不是主要的 , 而要求 良好的挠曲寿命和密 封性 。 特别注意在隔膜处于极端位置时 , 弹簧要 有良好的支托 , 以免使隔膜损伤 。 油气弹簧以气体为弹性介质 , 具有空气弹簧 的特点 , 由于用油液作中间介质 , 又有下列优点 ① 滑动表面的润滑得到了改善 ② 由于密封改善了 , 其压力可比空气弹簧 的 高 一 倍 , 通常为 一 公斤 厘米“ , 有的 井井共簇簇共几狱狱。 介介介 卜 万 处’ 月月月二二刊刊二二二 , 一 一一 ,, 司司卜卜三升厂三三三 阮阮阮泪门门 座座座座座座座座座座座座座洛准砚砚长之二它三三三二二二二二二 ⋯一。。 上上 瓤瓤瓤 目目 ⋯⋯⋯巨巨巨巨巨巨巨巨巨巨⋯⋯⋯⋯ ———— 一 【【 几几几几几二 万万万贪 比比 二月月卜 一 图 油气弹簧简图 高达 公斤 厘米“ , 因此油气弹簧的体积小 , 重 不带隔膜式 带隔膜式 带反压气室式 量轻 。 重型矿用 自卸车的油气弹簧比钢板弹簧轻 以上 ③ 可以通过对油液的节流而产生阻尼作用 。 因此 , 这种弹簧又是一种减震器 ④ 容易实现车身高度的 自动调节 , 在好路上降低车身高度 , 以便高速行驶 , 在坏路上 提高车身 , 以便增大通过能力 油气弹簧也有下列缺点 高压气体和油液的密封要求较高 , 滑动表面 缸筒与活塞之间 、 活塞杆与导套之间 的耐磨性和表面光洁度要高 , 在使用中 , 高压气体往往会缓慢泄露 , ①②③ 因而需要定期充气 , 这又需要特殊设备 ④ 在使用 中 , 要保持油缸内的清洁 , 否 贝很容易引起滑动表面拉伤 。 油气弹簧的种类 ① 简单式油气弹簧 图 一 这种型式 有一个缺点 , 即静挠度随载荷的变化很大 。 由 于没有供油系统 , 必须严防漏油 ② 带反压气室的油气弹簧 图 一 这种油气弹簧比简单式油气弹簧多一个反压气 门门门「一门门 「「「「「「 ’’ 图 高度调整式油气弹簧原理图 腼腼顽顽 图 万 自给式油气弹簧 室 , 相当于在简单式油气弹簧的基础上再加一个方向相反的小简单式油气弹簧 , 从而提高了 空载时的刚度 , 使空载与满载的静挠度 自然频率 变化不大 ③ 高度调整式油气弹簧 图 这种型式是 由简单式油气弹簧加上高度控制阀和油路 系统组成 ④ 自给式油气弹簧 图 这种结构的特点是利用弹簧的振动 自动泵油的 , 不用另加 高压油路而实现弹簧高度的 自动调节。 油气弹簧的特性 油气弹簧中的油液只是一种中间介质 , 所以有没有油 , 对研究油气弹簧的特性关系不大 , 可把油气弹簧视为一种有效面积不变的简单空气弹簧 。 ① 静态特性 研究载荷的增减时 , 气体状态变化属于等温过程 , 这时 二 。 口 , 其静态特性为 。 二 、 厂 二 。 厂 犷五 一一 一且 。 。 —起始点的绝对气压。 —起始点的气体容积, , , , , , 一 , 。 , ‘ 、一 一“ 节一起始点的气体折算高度 , 式中 —活塞面积 。 静刚度为 由式 反比 。 ② 尸 , 。 。 、 勺 一 一而一 一 一 一万 于 一 牙 一 、 ‘。 一 可见 , 静刚度随载荷增加而增加 , 当载荷不变时 , 静刚度与气体折算高度成 动态特性 研究振动过程时 , 气体状态变化属于多变过程 , 这时 ‘ 二 。 ’ , 其中 为多变指数 , 通常取 二 , 其动态特性为 一一一 一上一‘、、 。 、 曰 、 ︸ 动刚度 。 七 — 由式 可见 , 动刚度与载荷成正比 , 而与气体折算高度成反比 。 若考虑杠杆比 时 , 则 自然振动频率 和静挠度 按下式计算 砚一一丫一。一 丝 、 卫望 兀 一 们 , 一 ,丝一一 由式 、 可以看出 当 较大时 , 一 刹 , 因此 自然振动频率主要取决于气体 的折算高度 。 。 且弹簧的静挠度‘ 一景 。 一 一 ③ 载荷变化时 自然振动频率 静挠度 的变化 为计算方便起见 , 我们选满载时为起始点 , 此时 自然振动频率为 折算高度为 。 , 压力为 , 载荷为 。 。 当载荷减少到某一数值时 , 。 , , 、 , 、 , 。 玉‘, 、 ” , 且 ” , 一 止 气 贝, 由式 可得 , 。 静挠度为 。 , 气体 各参数分别为 、 、 。 山式 、 了卫 、丛 。 可得 了 。 二 , 专里 〔 一 一 ”〕“ —满载时相对与绝对压 力之比 。 一般月 、 , 故式中 月 一 币兴 令 一 可见 , 当载荷减小 倍时 , 静挠度增加约 倍时 , 自然振动频率则降低约训万倍 , 这一点 与线性弹簧特性恰恰相反 。 ④ 载荷变化时车身高度的变化 由式 , 并考虑 △ 。 一 △ 二 一 一 一 月 、 , 卫 二 , 一 二王旦 , 则得出弹簧高度变化 由式 、 可得出车身高度变化 △ 一 理红 一百叹百几 而一 七 一 二 ’ 一 戈廿 一 由上面的分析可以看 出 , 简单的油气 弹簧用于载荷变化很大的悬架中是不理想的 。 为了 改善性能 , 可采用反压气室 、 补偿气室或其他组合弹簧 。 油气弹簧的设计 ① 带反压气室油气弹簧的设计 带反压气室油气弹簧的工作原理 , 如图 所示 。 当载荷减小时 , 弹簧伸长 , 反压气室受到 压缩 。 因此 , 反压气室的压力与刚度均随载荷的减小而增加 。 如果适当选择反压气室的参数 ‘ 、 ’ 、 ‘ , 可得到接近等频的特性 。 静载荷特性如下 二 。 一卜 △ 八 式 中 。 。 一 一 毛一 ‘ △ 一 一 一 △ ‘一 ’。 一 一 、 、 一 — 一 上 ,入 。 产 振动时的弹簧刚度和静挠度 如下 井井朴二二二二代二二丁丁 一 」」 二二二〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕 井井井井井井井井井杯象炭炭 “ 二 , , 石 灭刃二 石 全 了 图 带反压气室的油气弹簧工作原理图 一 一 二 , 卫一 气室的折算高度与静挠度的关系如下 。 斗一 林乙 十 屯 式中 协 乙二 。 , 。 。 , 。 设计时 , 若以空载为起始点 , 则通常取林 一 , 然后用选择仁值来调整 。 初选时取 日 二 , 七 二 刁百二了 , 可以获得较好的特性 。 当需要增大反行程的动容量或反压气室容积 而 受 到限制时 , 可以选取较大 的 卜 值 , 甚 至 使 。 产 稍 大 于 空 载 时 的 反 行 程 。 此 时 可 用 七二 粼百二丁 一 件 一 进行初选 。 当 件 值较大时 , 中等载荷频率降低较大 , 且需注 意空载时的 。 ‘ 不宜过高 , 以保证密封 。 最后还需绘 出 一 与 一 的曲线 , 以校核弹簧 高度 , 使空载与满载都有必要的动行程 。 ② 带补偿气室的油气弹簧的设计 带补偿气室的油气弹簧的工作原理 , 如图 所示 。 予先向补偿气室 中充气 , 其临界力为 。 空载与满载之间 。 当 一 时 , 补偿 气室 因不受压缩而不参加工作 。 当 一 时 , 补偿气室受压缩而参加工作 , 使气体折 算高度加大 , 从而降低了重载时的 自然频率 。 其设计计算步骤如下 按满载时的允许压力 「 〕和弹簧以上的重 量 , 并按下式来确定活塞直径 「「 图 带补偿气室的油气弹簧的工作原理图 补偿气室 兀 一兰〔 , 〕 计算空载压力 。 。 。 兀 鱼 于。 仁︸ 选取空载与满载的静挠度 。 和 , 按公式 求得空载与满载的折算高度 。 和 , 通常取 二 。 , 但要考虑到前悬架静挠度的变 化 , 使不同载荷下前后悬架的静挠度尽量接近 。 确定临界载荷 ‘ 。 补偿气室开始工 作 时 的 可定为半载 。 但对很少有半载工况的汽车 护。 护‘ 图 。 确定补偿气室析算介荆劣 图 如矿山用车 , 、 可取得高些以减少弹簧高度的变化 。 确定补偿气室容积 、 。 从满载静挠度 要求 出发 , 在 。 的作 用下 、 总 的 折 算 高 度 从空载静挠度要求出发 , 在 。 的作用 下 , 主气室的折算高度 , , 二州一一一 其差值即为补偿气室的折算高度 、 二 一 。 。 为 则 补 偿 气 室 的 容 积 ‘ 。 。 ‘ 二 ‘ 一 一 ‘ 、 氏 一 州 一 。 比 注意 此处的 、 一 。均为绝对压力 。 。可由图 确定 。 计算弹簧高度的变化 △】和弹簧总行程 △ “ ‘ 。 一 ’ ‘ 一 “, , 。 ‘一会 会 一 ‘ 二 “ 一 “, 。 ‘一会 、 卜 会 一 ‘ 式中 , —满载时留有的压缩行程 —空载时留有的反跳动行程 。 ③ 组合油气弹簧的设计 为了获得不同载荷下的等频特性 , 可以采 用油气弹簧与金属弹簧相组合的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 一般有 两种基本型式 一种是 自调高度式 , 一种是不 调高度式 图 。 工 自调 高度式的组合油气弹簧 由于要 自动保持一定的弹簧高度 , 配簧的 静载荷 、 为常数 。 当载荷 缓慢变化时 , 只 有油气弹簧的载荷 。 发生变化 。 任任任任任 图 组合油气弹簧工作原理图 总 刚 度 。 、 。 ——十 七 。 空载与满载的等频条件为 。 其中 二 一花布 二 万 一下二 一 一 ’ 乙‘ 乙 一 卫兰二 二 卫生 一 夕吐 一 。 一一只 一 八 一 入 —满载时配簧的载荷率几一一嗽一一一一人式中 , 一 —相对压力 。 。 , 一 , 、 , , 。 一 , 、 , 一 , , 一 一一 袱站时优及 万目上式圳正附 万二 , 月 以明正生气体 妇「异简伎戈沪 。 、 , 二 — 万 一 又 一 少 月 七 。 , 式中 月 对于这种组合方式配簧不是线性弹簧 , 等频条件仍无区别 , 公式 、 不调高度式的组合油气弹簧 通常是与线性弹簧组合以得到适中的非线性 , 只不过是没有高度调节。 仍然适用 。 其静特性为 。。 一 一 三。 一 · 。 式中 。 —起始点的两簧总载荷 , 一 一 —行程 , 压缩时为正值 , 伸长时为负值 , 振动时的刚度 十 二 。 , 。 。 奋 一 十 。 二 且 。 一 静挠度 ︷ 由式 、 可以求得不同的 时或不同的 时的 。 不调高度的组合油气弹簧设计步骤如下 工 初选满载时油气弹簧与配簧的载荷比 用满载时的允许压力确定活塞尺寸 按下式分配满载时两簧的静挠度 。 、 尸二 —个 一二二 一 一下 一 暇之 士。 、 式 中 。 —油气弹簧静挠度、 —酉己簧的静挠度 ” 按 二 。 』生士丛 公式 , 确定满载折算高度 按公式 、 算出不同的 时的 、 、 值后 , 看 、 是否符合要求 。 若不够理想 , 则变换两簧的静挠度比与载荷比 , 反复进行凑算 , 直到满足要求为止 。 油气弹簧的密封结构 油气弹簧滑动密封有两种型式 图 式主要靠 型塑料圈起密封作用 。 自由 状态下 , 内外密封唇均无锥度而与相应表面配 合为滑配合 。 密封作用靠 形橡胶圈压紧后使 两唇张开紧贴密封面并靠油压 自封而实现的 。 压紧后唇尖与配合面的过盈量一般 取 直 径 的 一 。 式主要靠 形橡胶圈密封 , 用皮革 或 塑料 档圈增加密封的可靠性和使用寿命 。 夔夔夔 图 两种常用的滑动密封形式 形橡胶圈 形四氟乙烯 或尼龙 圈 形橡胶圈 皮革 或四 氟乙烯 档圈 二 导 向机构的设计 导向机构型式的选择 导向机构的型式已在前面 “ 悬架的分类及结构方案的选择 ” 一节中讲过 了 , 这里不再重 复 。 导向机构的强度计算 导 向机构要承受制动力 力矩 , 驱动力 力矩 和转弯时的离心力 , 还必须承受垂直 、 横 向和不平路面行驶时的纵向动载荷 。 最大制动力与最大驱动力下的强度是按下述两种情况 中负荷较小的一个来进行计算的 即制动器最大制动力矩与发动机所能发挥的最大驱动力矩所引起的路面反 力 , 或制动减速度 为 , 驱动轮附着系数为 时的路面反力 。 一 由于路面不平所引起的三个方向的动载荷条件下的强度 , 按表 所列的动载系数进行计 算 导向机构强度计算用动载系数 表 载 重 汽 、 ⋯高 越 野 车 ⋯土二创竺 二立 奎亨神赘圣整 ⋯ 一‘ ⋯ · ⋯ · 竿同萝呼圣赘 ⋯ ” · · 了 ‘ · 、 “ ⋯ 。 · 纵同动载系数 · “ · 一 一 对这种强度计算条件尚需作以下说明 计算载荷 动载系数 簧上重量 对塑性材料 , 如钢材安全系数取 对屈服根限而言 对脆性材料 , 如铸铁和热处理硬度极高的钢材安全系数取 对强度极限而言 垂直和横向动载荷作用在车轮接地处 而纵向动载荷是考虑作用车轮中心处 。 大客车与小客车的系数是指一般在良好路面行驶的 。 若在不平路面行驶的可能性 增加 , 应参考载重汽车的系数选取动载系数 。 由于大客车比小客车的车速低 , 因此 , 大客车 的横向动载系数小 。 载重汽车的系数是指在不平路面行驶的 。 以在 良好路面上行驶为主的载重汽车 , 应参考大客车的系数选取动载系数 。 载重汽车可按在不平路面上行驶的机 会 , 从表 中列 的动载系数范围内选值 。 五 、 减震器的设计原理及其选择 为了迅速衰减汽车车身的震动 , 提高汽车平顺性 , 在悬架内通常装有和弹性元件并联的减 震器 。 钢板弹簧悬架 由于片间摩擦力很大 实际上起着机械式摩擦减震器的作用 , 后悬架中 一般不装减震器 。 对内摩擦很小的螺旋弹簧 、 扭杠弹簧和空气弹簧悬架 、 加装吸收适 当振动 能量的减震器是极为重要的。 目前 , 汽车悬架中主要采用液力减震器 。 液力减震器的工作原理是当汽车车架 或车身 在悬架上振动时 , 减震器内的油液从一 侧内腔经阻尼孔流入另一侧 内腔 , 从而产生振动的阻力 , 将汽车振动的能量转化为油液的热 能 。 减震器的阻力是随车架 或车身 相对于车桥的运动速度的增减而增减 。 对减震器有如下要求 应有适当的阻力 , 而且阻力须随振动速度的增大而增大 必须保证良好的密封 , 和防尘 尽量减小温度对阻力的影响 , 须有足够的散热表面 , 以便在长期使用的条件下 , 不 致因温度过高而失效 结构简单并且有一定的使用寿命 。 一 液 力减震器的 分类 液力减震器按其结构型式可分为摇臂式 图 和筒式 图 按其作用原理可分为单 向作用和双 向作用两种 。 一 一 角角角户户户一 一几一一一一竖竖 、、 匆 哥 一一厂 、 、气 刁 上二 卜卜 可今 卜拭丫 一 卜毛呸走 二苏苏二兰 —一 夕 图 摇臂式减震器 用用用 ——书之之。。。。。 唱唱奶奶奶奶奶奶奶奶 图粗 筒式液力减震器 筒式减震器比摇臂式减震器具有下列优点 重量轻 、 能容量大 。 以解放牌汽车为例 , 摇臂式每个重量为 公斤 , 若改用筒式 时 , 每个重量只有 公斤 由于行程与流量均较大 , 工作液在阀孔之间产生紊流 , 因此受温度的影响较小 , 性 能较隐定 。 当油温从 “ 升到 “ 时 , 筒式有效性下降 一 , 而摇臂式减少达 一 , 长期运转后 , 阻力衰减小 。 工作液容量大 , 当阻力相同时 , 比压较小 , 因此压力较德定 , 由于油液不易渗漏 , 可保持长期工作的可靠性 。 以解放牌汽车为例 , 摇臂式工作液为 。。毫升 , 行驶 公里 需加一次油 不加油即失效 , 公里需清洗换油 , 而筒式用 毫升油液 , 行驶 公 里才需保养一次 零件形状简单 , 没有复杂铸件 , 适于 自动化大量生产 一 一 安装方便 , 便于检查 , 如安装适当 , 还可起横向稳定作用 。 虽然筒式减震器也存在轴向尺寸较大和需用冷拔无缝钢管等缺点 , 但在总布置和材料来 源方面还是可以解决 , 所以筒式减震器用的愈来愈多了 。 二 减震器的设计原理 主要性能参数的确定 非 司期系数 相对阻尼系数 振动方程式 飞了 二 , , 。 入 州卜 —人 宁 一 入 式中 二 阻力系数 , 即阻力与速度之比 这里假定二者为线性关系 , —悬架质量 , —弹性元件刚度 。 将方程式 改写为 。 式中 “ 。 —悬架的阻力系赞 , 悬架 自然振动角频率 。 则 一 人 ‘ 了一。“ 一 “ 干币 一 石 ’ 。 。 印 式中 。 。 侧 。“ 一 百 。了 一 护 而 鱼 一非周期系数 相对阻尼系数 。 当 冲连 时 , 即 一 了厄石一 , 产生非周期运动 , 小很大时 , 虽然能在共振区域使振动 很快衰减 , 但在非共振 区域会传递不平路面的冲击 。 当小 , 即 侧 己石 ‘ 时 , 产生周期运动 , 冲很小 讨 , 振动衰减很慢 , 共振振稿过大 。 在选择非周期系数时 , 无阻尼弹性元件的悬架一般取平均值 , 即非周期系数 冲平均 二 有内摩擦的钢板弹簧悬架应按相对振幅为 士 厘米条件下的总循回功 参见 “ 减震器的 试验 ” 一节 满足上述要求来确定阻力 。 高速行驶的小客车 , 前悬架的这个系数可取小一点 , 后悬架可取稍大一些 。 越野车的悬架这个系数 , 应取较大值 , 一般取 中平均 。 。 阻力系数的确定 协训厄而 。中 考虑悬架的结构型式 , 其有效平均阻力系数为 平均 中平均 。 。 式 中 一减震器安装位置的杠杆比 , 令 —减震器轴线与垂线的夹角 图 一 为减小减震器对地面冲击的传递能力 , 一 般汽车取压缩阻力系数为复原阻力系数 的 。一 , 越野汽车为了避免悬架 “ 击 穿 ” , 可 取 以上 。 卸荷速度的确定 为减少传到车身上的冲击力 , 当运动速度 达到一定数时 , 减震器须打开卸荷阀 。 卸荷速度 、、、 二 兰卫兰旦 图 减震器安装位置图 式 中 —车身振幅 , 一般取 士 厘米或更大一些 。 —悬架 自然振动角频率 。 这样选择卸荷速度 , 可保证在通常情况下卸荷阀的打开 , 只在过大的冲击时才起卸荷作 最大卸荷力 二 减震器各主要尺寸的确定 工作缸筒直径 的确定 一 了 复原〔 〕 一 入 “ 式中 〔 〕—工作缸最大允许压力 , 一般取 一 公斤 毫米 , 复原 —最大复原阻力入 —缸筒直径与连杆直径之比 , 双筒减震器入 匀 一 单筒减震器 入二 。 工作缸筒一般为低碳无缝钢管 , 壁厚一般取 一 毫米 , 太薄 , 加工时容易发生弹性 变形 , 不易保证精度要求 。 单筒减震器为防止外界物体撞击而产生变形 , 应取 毫米 。 贮油筒直径 的确定 一般贮油筒直径 。 二 , 壁厚一般为 一 。毫米 。 连杆直径 单筒减震器 二 一 , 双筒减震器 二 一 。 节流孔直径的确定 一般由试验确定 。 孔径确定后 , 再校验其雷诺 数 , 对于直角短量孔的节流阀孔临界 雷诺数 二 一 , 为改善温度特性工作液产生紊流 , 即 盗 , 孔 孔 、 贬二 — 一 件 丫 式 中 孔 —工作液流经韦流孔时的流速孔 —节流孔水力直径件 — · 减震器工作液的粘滞系数 , —减震器工作液的比重 —减震器活塞的速度 。 卸荷弹簧尺寸的确定 ① 工作压力 工作 二 卸荷 二 一 式 中 —卸荷阀的有效面积 ,卸荷 —计算用卸荷力 复原或压缩 ② 弹簧尺寸 工作压力 工作决定以后 , 可按弹簧的一般计算方法来确定弹簧的各个参数 , 这里不再 赘述 。 弹簧长期受变载荷作用 , 可选用较好的材料 。 三 减震器的试验 对上面确定的性能参数和主要尺寸是否合适要通过试验来判断 。 减震器试验包括性能试 验 、 温度衰减试验和耐久性试验 。 性能试验 性能试验常用试验 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 行程 士 毫米 频率 士 次 分 温度 士 “ 。 示功图应丰满圆滑 , 无空程畸形忽大忽小等异常情况 。 在性能试验时减震器不得有渗漏 现象 。 由示功图求出最大复原阻力 、 最大压缩阻力和循回功 。 复原阻力的误差不大于 士 , 压缩阻力的误差不大于 士 。 在有安装杠杆比的情况下 , 试验行程宜相应减小 。 由循回功 求出平均阻力系数 平均 可近似认为试验台作简谐运动 , 则 人 平均 二 —了皿 切 几 式 中 。 、 抓 试验台角频率 —试验台振幅 为减震器行程 求非周期系数 冲 中二 前面为简化计算曾假定阻力与速度成线性关系 , 实际并不如此 。 但可以利用能量 相等的方法 即循回功相等 求 出减震器各个参数 , 如不符合设计要求 , 必须重新调整 。 耐久性试验 推荐两种耐久性试验规范 行程 士 毫米 , 频率 士 次 分 。 一 一 行程 士 毫米 , 频率 士 次 分 。 要设有冷却设备保证减震器工作缸内油温不大于 。 试验样品不得少于 个 。 每试验 万次再冷却一个半小时后 , 测定示功图 。 试验 万次后 , 测定示功图并求 出复原阻力和压缩阻 力 , 其 衰 减 各 不 大 于 。 试验过程中允许有微量漏油 。 四 减震器的选择 为使设计 、 制造和维修适合汽车工业的飞速发展 , 减震器已经制定 出 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 , 由专业厂进 行系列化生产 。 现将上海汽车底盘厂提出的 “ 汽车筒式减震器标淮 讨论稿 , 介绍如下 , 以 供选择减震器时参考 。 汽车筒式减震器标准 讨论稿 本标准适用于新设计或改进设计的各类汽车悬架系统所用的筒式减震器 。 墓本参数及尺寸 筒式减震器的工作缸直径 包括双筒式 、 单筒式结构 尺寸如下 、 、 、 、 毫米 一般载重汽车常用减震器的结构特点如下 ① 工作缸直径 、 、 毫米 , ② 双 筒结构 , 双向作用 阻力 ③ 两端用 吊环与汽车连接 。 常用减震器的基本尺寸如表 所示 筒式液力减震器的基本尺寸 毫米 表 二住二二升翻 三金臼州淤 基基 数数 , ⋯ 最小允差 最大允差 士 丝二 士 勺﹄八士十一一 小一一⋯一一 注 ① ② 荃数 压缩到底长度 最小一活塞行程 拉足长度 最大一 最小 常用减震器活塞行程 如表 所示 毫 米 表 塞 行 程 了了丫不不 ’ 一一 丫丫 六几几几几 训一叫川训⋯一 了了一一一一一 一一二一︸一一口一且又曰﹂︸ 一 一 减震器示功试验时的复原阻力与压缩阻力按下列数值 公斤 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 。 复原阻力与压缩阻力是在频率为 士 次 分 , 行程为 。士 毫米 , 时测得的 。 选取 、 、 温度为 士 六 横向稳定器的计算 近年来 , 为了改善汽车 特别是小客车 的平顺性 , 大大降低悬架的刚度 , 因此使汽车 的横向角刚度减小了 , 由于汽车行驶速度不断提高 , 使汽车在转弯时作用于车身的离心力增 大 此外 , 在小客车上较广泛采用双横杆独立悬架 , 而使车身的横 向力矩中心下移 , 增大了 离心力的作用 力臂 , 从而降低了横向角刚度 。 为了提高横向角刚度可采取 一 列措施 采用横向稳定器 采用非线性悬架 设法减小悬架部分重量重心到横向力矩中心的距离 采用非对称钢板弹簧作汽车悬架 。 下面专门介绍一下横向稳定器的计算 。 一 角刚度的计算 图 是横向稳定杆的示意图 , 在推导横向稳定杆角刚度所用的符号列在表 中 。 友 符 号 一 符一 车身倾角 倾斜力矩 丰黄向稳定杆角刚度 车身倾斜时 , 作用在稳定杆两端弯 耳上的力 车身倾斜时 , 稳定杆弯耳相对于车 身的垂直位移 车身倾斜时 , 车轮相对于车身的垂 直位移 车身倾斜时 , 车辆相对于车身的垂 直位移 一七 , 对双横杆独立悬架 , — — , 口 对整轴式悬架 。叭氏 。一华 , 图 汽车轮距 稳定杆各段长度 〔图坛 。 犷八了,一队 汪卜 留二二之二 二二二二二 二 二 二二 二二二 二 , 二, 二二二二二二二二二二二二 二 , 二公 二 二 一 二 二二二二 二一一 二 一 二二二 二二二 二 一 二 二, 二丁 一 之二 二 二 二 二 二 二 二 乙二二一 二二二 竺竺二二二二二二二二二‘二口二二二‘‘二二二二二 一日帷耍一一一一一一 目目 一州州里里巨巨 一 一一 图 横向稳定杆示意图 图 车轮抬高时独立悬架杠杆位移的示意图 力 口口 一一⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 晰晰林达达尘 在计算时 , 有两个假定条件 不考虑力臂长度的变化 视稳定杆的形状为一等效梯形 。 横向稳定器可采用能量法计算 , 即在车身 倾斜时 , 作用于稳定杆弯耳上的外力 所 做 的功等 于横向稳定杆各段的弯曲和扭转位能之 心和 只考虑半边的位能 图 。 段的扭转位能 主 “ 丁 图 段的弯曲位能 二 丁 段的弯曲位能 二 二 娜 、· ’十 · ’ · 是、 了〔 , ‘ , ‘ , 夸 一 ‘ 口︺广‘ 一下一一,了一卜 一日一,﹁,一 三 , , 普, 一一 艺 厂 , 二一 一 尸。 不 万 , ‘ 一 一 乙勺 。 根据虚位移原理 邑 乙。 、 以 二二 一一 二下 邑 、 乙 月 故得 一 —仪 笼 二些 月 “ 乙 户 。 将 。 一 代人上式得 环鑫 〔 全 止岁 一 孟 十 ’ 产 、 “ 一‘一了」 乃山一厂又︸今曰 式中 —弹性模数 , —剪切模数 —断面惯性矩 。 二 横向稳定杆应 力 的核算 由于横向稳定杆主要受扭转 , 故只计算其扭转应力 一 一‘ ︸ ﹂曰 二八一自 一一一一一。一一 式中 —稳定杆的断面系数 。 横向稳定杆所用材料及热处理方法 , 与螺旋弹簧相同 。 矿用自卸汽车油气悬挂的改进与计算 白银有 色金属公司机汽修造厂 技术科 为了改善矿场汽车驾驶员的劳动条件 , 一般矿用 自卸汽车都采用不同形式的油气悬挂 , 已已一渤迷果沙沙 二二一‘毛序序序 黔黔 厂厂乙 冷另仍 夕夕今少 少叭 夕 乡 ‘ 召 扮万 , 、、止止 人人人人人人人人人人人人人人入入 一一一一一一一一一丫丫丫丫丫丫 酗酗一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一 召浑少父仔二介夕 一 分冷夕点 丫 分 之 衬 势 价砚砚 ‘‘‘ 卜 今侧了烈 巴 妇 丫刀刀刀禅扑 月 盯衣 斗产产产二二二二二二二二二二二 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯一一一一一一一 供供件少 , 丫 仁 七今成乙夕沙式 , 一 丫 丫 一 ,丫刀 价 止应应一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘“ 山孟‘‘一 ‘‘ ‘ 乙 “‘‘ 一 一 ‘名‘‘ 一 ‘一一 ‘ 翻 ‘石 奋台盆二‘ ‘ ‘ 一‘一一 犷犷 哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑哑 叁叁叁叁 磷磷 图 上海牌 型汽车 口屯 的油气悬挂 旧型