钢板弹簧悬架的匹配设计

1、目录1 引言 .11.1 研究现状和发展趋势：.11.2 汽车构造 .32 汽车悬架的作用、组成和分类 1.2.1 汽车悬架的作用.31.2.2 汽车悬架的组成.31.2.3 汽车悬架的分类.42.2.2 减振器.42.2.3 导向机构 .42.3 悬架的分类 .52.3.1 非独立悬架 .52.3.2 独立悬架 .52.4 钢板弹簧 .72.4.1 钢板弹簧的基本结构和作用原理 .72.4.2 弹性元件种类及其特点.93 110 微型汽车后钢板弹簧悬架系统.104 后悬挂系统钢板弹簧设计 .114.1 钢板弹簧主要参数的确定 .114.2 钢板弹簧叶片断面尺寸的选择 .164.3 钢板弹簧各片长度的确定 .174.4 钢板弹簧刚度的验算 .194.4.1 弹簧刚度计算 .194.5 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高和曲率半径计算 .204.5.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高.204.5.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径 .214.6 钢板弹簧各片预应力的确定 .214.6.1 簧预应力确定 .224.7 钢板弹簧各叶片在自由状态下的曲率半径和弧高的计算.224.8 钢板弹簧总

2、成弧高的核算 .244.8.1 簧总成弧高核算 .254.9 钢板弹簧各片的应力验算.265 结论 .28参考文献 .29致谢 .301 1 引言引言1.11.1 研究现状和发展趋势研究现状和发展趋势随着人类技术的不断发展，人们对交通出行的要求也越来越高，自从工业革 命以来，瓦特在 1766 年制作发明出了第一台蒸汽机，使人类社会进入了“蒸汽 时代”。并且开始打响了工业革命的第一枪。1769 年，蒸汽机被瓦特和博尔顿开发研究并且使用。由蒸汽机开始，机械工 业得到愤俗的发展，并为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础。1895 年，二冲程煤气内燃机在法国的勒努瓦的努力下发明了出来，它是利用 煤气和空气混合气在电火花的点燃爆燃的方式产生燃烧制作出巨大的能量，这 就是二冲程煤气内燃机。1861 年，四冲程工作循环方式由法国的德罗夏提出，它的工作方式是进气、 压缩、做功、排气。并且被法国有关部门授予了专利。世界上第一台柴油机诞生于 1897 年，由德国人鲁道夫迪萨尔发明。在此 之前，人们一直用汽油作为汽车的燃料，用柴油作为汽车燃料一直是大家想做 的事，这项伟大的发明，足以改变整个世界，到现在为止，柴油

3、机一直作为大 功率的汽车的燃料使用着。汽车的悬架也经过了从 1766 年的叶片弹簧到 20 世纪 30 年代的螺旋弹簧的 发展历史，随着汽车的发明，扭杆弹簧、橡胶弹簧、气体弹簧、钢板弹簧的弹 簧也接连不断的被发明和发展开来。独立悬架在二十世纪三四十年代发明并开始大规模的应用。其中主要的独立 悬架有：麦弗逊花柱式独立悬架、横臂式独立悬架、多连杆式悬架、纵臂式独 立悬架。现代汽车悬架的发展趋势：被动悬架智能可控悬架。由于被动悬架不能满 足对形式路面、汽车的工况和载荷情况做到很好的监控，所以，智能可控或半 主动悬架是最近几年来汽车工厂对悬架的发展方向。1.21.2 汽车的构造汽车的构造现代汽车经过不断的发展，现在的组成还有构造已经十分的成熟，相对于小 型商用车和大型的乘用车、货运车上，一般来说汽车由发动机、底盘、车身和 电气设备这四种部分组成，而且这些只是最基础的部分，还有其他很多细小的 部分在这里就不一一说明了。就发动机而言，发动机是整个汽车组成部分的灵魂，没有发动机，汽车就像 是一堆死物，和那些永远只能站在一个地方的树木一样。发动机主要由二大主要的机构和五个大的系统构成；一般来说，二大机

4、构指的是曲柄连杆机构和凸 轮配气机构。而五大系统指的是：供给系统，冷却系统，润滑系统，点火系统， 启动系统。汽车底盘承载着整个汽车的重量，一般来说重量都是肯定要超过四五百斤的， 所以对于汽车底盘的承载能力和结构上要拥有一定的能力去达到这些要求。不 同的底盘可以应用于不环境，汽车的行驶也依靠于汽车底盘的能力。汽车底盘 一般由四大系统构成，其中包括传动系统，行驶系统，转向系统和制动系统。 汽车的底盘的发展一直在进步着，在很多恶劣的环境下需要研究不同的底盘来 适应，它的发展影响着人们对于未知世界的探险具有重大意义。传动系统：顾名思义我们就知道它是传递动力的作用，它主要是将发动机的 产生的动力传达给其他各种部位。传动系统的主要构成部分包括了有离合器、 变速器、传动轴、差速器等的部分。行驶系统：行驶系统就是将汽车启动起来的系统，它是将发动机产生的动力 作用到汽车上。使汽车各部件联动在一起，然后使汽车正常的行驶起来。它的 其他功能还有能缓和汽车在不平路面时产生的抖动，使汽车处于平稳舒适的大 环境下。它的主要零部件包括：前车轮，后车轮，前面的悬架，后面的悬架， 底盘，车门，车窗等的部件。转向系统：我

5、们都知道汽车的转向可以通过汽车方向盘的转动来达到效果， 方向盘的转动方向就是转向系统的主要构成部位，其他的主要部件包括带有力 量的转向器和联动装置，而且还有汽车上安装着有转向助力装置。制动系统：通过名字我们也知道制动的意思就是让汽车动和让汽车停止的系 统，而且是在驾驶人员没有踩刹车的情况下，或者车子停在上坡或者下坡的地 方时，能够稳稳地停住。一般在汽车上的体现是手刹，也就是我们常说的拉手 刹，这样就能够使汽车稳稳地停住在没有任何刹车的情况下。它的主要部件包 括了前轮制动器，后轮制动器，掌控整车的装置。汽车车身的构造主要包括：车门，车窗，车身外面和里面的装置饰件，冷气， 暖气，座椅，车箱，车身附件等部件组成。汽车车身被底盘支撑着，这上面的 空间是给人们活动的主要方面。它应用于驾驶员，旅客，货箱等的其他主要汽 车专业配件上的应用。电气设备包括电源组、发动机启动系统和点火系统、汽车照明和信号装置、仪表、导航系统、电视、音响等电子设备、微机处理、中央计算机及各种人工智能的操作装置等2。2 2 汽车悬架系统的作用、组成与分类汽车悬架系统的作用、组成与分类2.12.1 汽车悬架系统的作用悬架是现代

6、汽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：其主要任务是传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，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想 的运动特性，保证汽车的操作稳定性，使汽车获得高速行驶能力1。2.2 汽车悬架系统的组成汽车悬架系统指的是车身、车架和车轮之间的一个连接结构系统。它由多种多样的部件构成。其中主要的是：弹性元件、减振器、导向机构等部件。其余的部件如横向稳定器和缓冲块也是很重要的部分。2.2.1 弹性元件弹性元件是悬架中能够有效阻止轮胎与不平缓路面产生的抖动冲击和承受来 自汽车本身重量的元件。弹性元件的主要材料分为金属和非金属两大类。用于金属材料的弹性元件主要有：钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等。而 用于非金属材料的弹性元件只要有：气体弹簧、橡胶弹簧等。弹性元件的应用主要在于它结构形式比较一目了然，制作起来比较简单，而 且造价低，且制作的方式比较多。有些轿车和客车上，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52.2.2 导向机构导向机构是悬架中根据车身或车架在运动中的抖动规律来使车轮规律的抖动， 然后在各个机构中传递来自车身或车身外的各种力。导向机构是决定车轮与车 身之间的相对运动关系的决定元件。它是由控制臂和推力杆组成。它的位置是 在汽车大体机构的汽车主轴之间。2.2.3 减振器减振器顾名思义就是减少汽车在行驶时振动的频率，使驾驶人员和乘客得到 一个舒适的乘车环境。减振器有不同的分类如：双向作用筒式、充气式和阻尼可调式三种。减振器在汽车里面十分的重要，驾驶人员时刻要注意检查自己的汽车上的减 振器的使用寿命，一般每十万公里检查一次减振器。减振器总共有四根在一辆

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