要讲解悬架设计

1、 悬架设计可以分为结构型式、主要参数选择悬架设计可以分为结构型式、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。和详细设计两个阶段，有时还要反复交叉进行。 悬架设计的主要目的之一是确保汽车有良好悬架设计的主要目的之一是确保汽车有良好的行驶平顺性。这主要是靠弹性元件的缓冲以及的行驶平顺性。这主要是靠弹性元件的缓冲以及减振器衰减振动能量来实现。减振器衰减振动能量来实现。 与悬架有关的一些概念：与悬架有关的一些概念：1、前后悬架的偏频、前后悬架的偏频 它表示前后悬架的自由振动频率，偏频越小，它表示前后悬架的自由振动频率，偏频越小，那么汽车的行驶平顺性越好。对于采用钢板弹簧那么汽车的行驶平顺性

2、越好。对于采用钢板弹簧的载货汽车或客车，前后悬架的偏频分别是的载货汽车或客车，前后悬架的偏频分别是1.3和和1.5Hz，非常接近人体步行时的自然频率。，非常接近人体步行时的自然频率。 钟摆的摆动频率公式：钟摆的摆动频率公式：汽车的自由振动频率汽车的自由振动频率lgn211121ssmCn2、相对阻尼比、相对阻尼比 对于一个带有线性阻尼减振器的悬架系统或对于一个带有线性阻尼减振器的悬架系统或弹簧质量阻尼系统，可用相对阻尼比弹簧质量阻尼系统，可用相对阻尼比 来评来评价阻尼的大小或振动衰减的快慢程度。价阻尼的大小或振动衰减的快慢程度。 式中式中 弹簧刚度弹簧刚度 悬挂部分的质量悬挂部分的质量 减振器

3、的阻尼系数减振器的阻尼系数对于钢板弹簧的前后悬架，相对阻尼比分别是对于钢板弹簧的前后悬架，相对阻尼比分别是0.4和和0.3。ssmCk2sCsmk3、悬挂质量与非悬挂质量、悬挂质量与非悬挂质量 所谓悬挂质量是指由悬架弹簧承担的质量，也就是所谓悬挂质量是指由悬架弹簧承担的质量，也就是弹簧以上的质量，即簧载质量；弹簧以上的质量，即簧载质量； 非悬挂质量是指不非悬挂质量是指不由弹簧承担的质由弹簧承担的质量，即非簧载质量，即非簧载质量，也就是弹簧量，也就是弹簧下面的质量，例下面的质量，例如车轮和转向节如车轮和转向节的质量，在非独的质量，在非独立悬架中还包括立悬架中还包括连接左右车轮的连接左右车轮的从动

4、桥的刚性梁，从动桥的刚性梁，或整体式驱动桥或整体式驱动桥的质量。的质量。 具体每个悬架承担的（空具体每个悬架承担的（空/满载）悬挂质量，先由（空满载）悬挂质量，先由（空/满载）整满载）整车质量按照（空车质量按照（空/满载）轴荷分配系数求出前后桥的分配质量，满载）轴荷分配系数求出前后桥的分配质量，再除以再除以2得到每个车轮承担的总质量，然后按照下表进行计算非得到每个车轮承担的总质量，然后按照下表进行计算非悬挂质量，由每个车轮承担的总质量减去非悬挂质量就是悬挂质悬挂质量，由每个车轮承担的总质量减去非悬挂质量就是悬挂质量。量。 总质量2500Kg 3500 Kg 4500 Kg 5500 Kg 车轮

5、21 Kg 22 Kg 23 Kg 25 Kg 前轴43 Kg 44 Kg 46 Kg 50 Kg 后轴104 Kg 105 Kg 110 Kg 120 Kg 前簧17 Kg 18 Kg 19 Kg 20 Kg 后簧30 Kg 31 Kg 32 Kg 35 Kg 前簧骑马螺栓中心距100mm 110mm 120mm 130mm 后簧骑马螺栓中心距120mm 140mm 160mm 180mm 前梁高度10cm11.5cm13cm15cm后桥高度的一半6cm8cm10cm12cm解放解放CA1020PLF前悬架设计前悬架设计 设计技术参数1.长宽高（mm）: 2.轴距：2515mm，最小离地间隙

6、：178mm3.整备质量：1390Kg；满载总质量：2420Kg4.空载轴荷分配系数（前/后）：50%/50%5.满载轴荷分配系数（前/后）：35%/65%6.轮胎规格：6.50-167.弹簧片数：88.发动机最大转矩：157N.m；主减速比：4.83；一档传动比：5.09）（mm205217664710设计要求 选择结构方案； 设计钢板弹簧结构总成，确定各主要参数：1.确定悬架的主要参数，包括簧载质量、满载静挠度、动挠度、总成弧高、偏频、刚度； 2.确定钢板弹簧的主要参数，包括片数、断面参数、各片长度； 3.计算板簧满载静止时的应力； 4.计算板簧的最大应力和各种极限工况下的应力； 5.计算

7、弹簧销的直径； 6.计算卷耳最大应力； 7.计算板簧的曲率半径； 8.绘出悬架总成装配图； 绘出主片和至少一片非主片的零件图。下面介绍主要参数选择和详细设计过程。下面介绍主要参数选择和详细设计过程。由书中由书中450页公式（页公式（13-4）可以求出前后悬架的刚度可以求出前后悬架的刚度 、 22221ssmCn11121ssmCn1sC2sC 悬架的静挠度也就是在重力作用下弹簧的悬架的静挠度也就是在重力作用下弹簧的变形量，动挠度是由于路面凹凸不平的冲击而产变形量，动挠度是由于路面凹凸不平的冲击而产生的弹簧变形量，满载静挠度就是汽车满载静止生的弹簧变形量，满载静挠度就是汽车满载静止不动，没有行驶

8、，没有路面冲击时的弹簧变形量，不动，没有行驶，没有路面冲击时的弹簧变形量，满载动挠度是悬架由汽车满载位置开始由于冲击满载动挠度是悬架由汽车满载位置开始由于冲击而压缩到结构允许产生的最大变形量。而压缩到结构允许产生的最大变形量。 根据胡克定律，根据胡克定律， 对于悬架来说，满载静挠对于悬架来说，满载静挠 度，即满载条件下弹簧的变度，即满载条件下弹簧的变 形量，形量，KxF KFx sscCgmf 按照书中按照书中450页公式页公式135计算满载静挠度计算满载静挠度及悬架刚度。其中大家必须由公式及悬架刚度。其中大家必须由公式134自己推自己推导一下公式导一下公式135。然后按照然后按照 计算空载时

9、的静挠度，计算空载时的静挠度，按照按照 计算空载时的偏频。计算空载时的偏频。 对于动挠度，大客车取对于动挠度，大客车取 ，载货，载货汽车取汽车取 。 板簧长度按照书中板簧长度按照书中466页的范围取中间值。页的范围取中间值。 满载静止弧高是装配到汽车上，并且满载之后的满载静止弧高是装配到汽车上，并且满载之后的板簧弧高。一般前悬架板簧弧高。一般前悬架 ，后悬架，后悬架 ，板簧在自由状态下的总成弧高，板簧在自由状态下的总成弧高为为 ， 为板簧预压缩时产为板簧预压缩时产生的塑性变形，按照生的塑性变形，按照472页的公式计算。页的公式计算。sCQf000076.15fn 75. 0cdff0 . 1c

10、dff1510aff3020arfarcffF0 按照书中按照书中467页公式页公式1330计算板簧叶片厚计算板簧叶片厚度度 ，其中公式，其中公式1329中的中的 应按照应按照468页取页取为为 。然后按照。然后按照 计算板簧叶片宽度。计算板簧叶片宽度。 按照按照468页公式页公式1335、36计算惯性矩和强计算惯性矩和强度校核，按照度校核，按照1337计算最大应力，按照计算最大应力，按照1338计算比应力，这三种应力有任何一个不能满足计算比应力，这三种应力有任何一个不能满足要求时，应调整参数，再行计算直至满意为止。要求时，应调整参数，再行计算直至满意为止。 对于各片板簧长度按照等差级数法确定

11、，也对于各片板簧长度按照等差级数法确定，也就是将板簧总长度与骑马螺栓之间的差分成与片就是将板簧总长度与骑马螺栓之间的差分成与片数相等的长度等差数列。数相等的长度等差数列。 对于板簧的刚度验算，按照课程设计指导对于板簧的刚度验算，按照课程设计指导书中第书中第9页共同曲率法进行验算。页共同曲率法进行验算。 在紧急制动或驱动等极限工况下的强度校在紧急制动或驱动等极限工况下的强度校核按照核按照1357、58、59、60计算。计算。hLksL8hb 公式中的公式中的c板簧吊耳中心至地面的距离，对于前桥板簧吊耳中心至地面的距离，对于前桥由书中由书中44页离地间隙加上前梁高度和各叶片的厚度以及页离地间隙加上

12、前梁高度和各叶片的厚度以及满载时的满载时的 ， arf 对于后桥对于后桥 ，由书中，由书中48页车轮半径加上后桥高度的一半页车轮半径加上后桥高度的一半和各叶片的厚度以及满载时的和各叶片的厚度以及满载时的 。对于减振器主要。对于减振器主要参数及选用的依据参见吉林大学参数及选用的依据参见吉林大学汽车设计汽车设计第四版第四版209212页，减振器的尺寸系列及技术条件参见附录页，减振器的尺寸系列及技术条件参见附录五。五。 arf 对于减振器主要尺寸的确定，选择减振器尺寸时主对于减振器主要尺寸的确定，选择减振器尺寸时主要考虑以下两点：要考虑以下两点： 一、在工作速度范围内油液压力适当，能够得到稳定的一、在工作速度范围内油液压力适当，能够得到稳定的阻力值，容易保证油封的可靠性；阻力值，容易保证油封的可靠性； 二、减振器具有足够的散热面积，防止因油温过高引起二、减振器具有足够的散热面积，防止因油温过高引起阻力衰减或减振器早期失效。阻力衰减或减振器早期失效。 减振器工作缸径可根据减振器最大拉伸阻力和最大减振器工作缸径可根据减振器最大拉伸阻力和最大允许压力近似求出工作缸径。允许压力近似求出工作缸径。 其中其中 ，一般为，一般为34N/mm2 ,减振器最大拉伸阻力，减振器最大拉伸阻力，N ，活塞杆直径与工作缸直径之比，对