悬架设计教学课件.ppt

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1、哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系1第8章悬架设计哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系2本章重点悬架的设计要求悬架的结构形式悬架主要性能参数的确定独立悬架导向机构的设计算减振器的参数确定横向稳定杆的设计计算哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系38.1概述悬架把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接起来，传递作用在车轮和车架(或车身)之间的力和力矩；缓和由不平路面传给车架(或车身)的冲击，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，具有理想的运动特性；保证汽车的操纵稳定性。8.1

2、.1悬架的设计要求1.保证汽车具有良好的行驶平顺性2.保证汽车有良好的操纵稳定性3.具备良好的传力特性哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系48.1概述8.1.2悬架的构成悬架主要由弹性元件、导向机构和减振器组成。在有些悬架中，还有缓冲块和横向稳定杆。下面详细分析弹性元件。弹性元件用来传递垂直力，缓和冲击和振动。弹性元件有多种形式，如钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧及橡胶弹簧等。弹性元件主要靠材料变形来储存能量。下表列出了几种弹性元件的单位质量储能量。弹性元件单位质量储能量/N·m/kg钢板弹簧76~115圆

3、柱螺旋弹簧178~280橡胶弹簧(剪切变形)508~1016空气弹簧(工作压力6.0N/mm2)3.3×105(未计容器质量)哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系58.2悬架的结构形式悬架通常分为独立悬架和非独立悬架两类，各种悬架的结构简图如下：(a)（b）(c)（d）哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系68.2悬架的结构形式(a)（b）(c)（d）哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系78.3悬架主要性能参数确定8.3.1悬架静挠度和动挠度的选择1．静挠度悬架静挠度是指汽车满载静止时悬架上的载荷与此时的悬架刚度之比，即。下

4、表列出了现代车辆常用偏频、静挠度和动挠度值。车型偏频n/Hz静挠度fc/cm动挠度fd/cm货车1.5~2.25~116~9乘用车0.9~1.610~307~9大客车1.3~1.87~155~8越野车1.4~2.06~137~13哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系88.3悬架主要性能参数确定8.3.1悬架静挠度和动挠度的选择2．动挠度悬架的动挠度是指从满载平衡位置开始，压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压缩到1/2或2/3自由高度)时，车轮中心相对车架或车身的垂直位移。为了防止在不平路面上行驶时缓冲块经常受到冲击，悬

5、架还必须具备足够的动挠度。对乘用车，取7~9cm；对客车，取5~8cm；对货车，取6~9cm。前、后悬架的动挠度值常按其相应的静挠度值来选取，与车型和经常使用的路况有关。对于行驶路况较好的乘用车，的取值较小；对于经常在恶劣路况行驶的越野车，应取值较大。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系98.3悬架主要性能参数确定8.3.2悬架的弹性特性悬架的弹性特性指悬架变形与所受垂直载荷之间的关系。当悬架变形与所受载荷成固定比例时，为“线性弹性特性”。具有线性悬架的汽车，难以获得令人满意的平顺性。线性悬架的弹簧刚度是个常数。若选择使得

6、汽车的偏频在满载情况下满足要求，则当空载时，偏频增大，平顺性变差。若悬架刚度能够随着汽车的悬挂质量而变化，就可以在满载和空载时都能获得令人满意的平顺性。悬架刚度可变的悬架称为非线性悬架。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系108.3悬架主要性能参数确定8.3.2悬架的弹性特性非线性悬架的弹性特性如下图所示。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系118.3悬架主要性能参数确定8.3.3后悬架主、副簧刚度的分配货车后悬架主、副簧的弹性特性如下图所示。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系128.4弹性元件的计算8.4.1钢板弹簧的

7、计算1.钢板弹簧主要参数和尺寸的确定理想的多片等应力钢板弹簧构成如图。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系138.4弹性元件的计算8.4.1钢板弹簧的计算2.钢板弹簧各片长度的确定确定各片长度可采用展开作图法或计算法。目前，经常采用比较简便的展开作图法，如图所示。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系148.4弹性元件的计算8.4.1钢板弹簧的计算3.钢板弹簧刚度校核各片长度和断面尺寸确定以后，需要进行刚度校核。通常采用共同曲率法或集中载荷法进行刚度校核。4.钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算哈尔滨工业大学汽车工程

8、学院车辆工程系158.4弹性元件的计算8.4.1钢板弹簧的计算5.钢板弹簧组装后总成弧高6.钢板弹簧强度校核1)汽车紧急制动时哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系168.4弹性元件的计算8.4.1钢板弹簧的计算6.钢板弹簧强度校核2)驱动时哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系178.4弹性元件的计算8.