10吨载重汽车悬架系统设计

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1、10吨载重汽车悬架系统设计摘要汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。它的作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶，同时也能保证货物完好和人员的舒适。汽车的悬架系统主要由弹性元件、减振器和导向机构组成。由于本课题的设计是载重的汽车，主要以货车的悬架为设计对照车型，因此本课题所选择的弹性元件是多片钢板弹簧。再选择钢板弹簧外表形式，同时选择相对应合适的固定机件。本文根据10吨的整车质量算出单侧钢板弹簧所要承受的载荷，再根据

2、所求得的载荷量去计算出钢板弹簧的基本参数（钢板弹簧的厚度、宽度和长度）。并根据所得到的基本参数去求钢板弹簧刚度和强度，最后根据所选用的计算方法去计算出钢板弹簧的弧高和半径曲率。并由以上参数画出钢板弹簧。在前悬架里加装减振器，首先根据减振器的工作性能确定工作缸、储液缸的内径和缸厚。再根据一些标准定选好各种零件的参数。关键词：弹性元件；钢板弹簧；减振器1.1课题背景及目的随着汽车在生活中的越来越广泛的应用，它已经不再只是人们代步的工具，它在社会发展中也起着非常重要的作用。它为人们的生产效率带来了提高。特别是在公路运输中。作为载人的工具

3、之一，舒适性是不可忽略的一个条件。悬架也就应允而生。现在的小轿车的悬架系统已经发展到非常成熟了，并可以使长途的驾驶者带来更多的舒适性，减轻了驾驶者和乘客的疲劳程度。但是，载货货车却远远达不到这样的效果。同时货车却常常在长途的路途上行走，为驾驶者带大的疲劳程度，也不利于在行车安全。因此货车的悬架系统尽可能地设计到更好的舒适性，减轻架驶者的行车过程中的疲劳程度。悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统（车架或承载式车身）之间具有弹性联系并能传递载荷，缓和冲击，衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。并且随着研究的进一步深入，发

4、现悬架的性能还影响着整车的很多性能，包括行驶平顺性，行驶车速，燃油经济性和运营经济性等。特别是在工业中应用较多的运输车辆的悬架系统的设计，对于用车单位十分重要。悬架系统的制造成本要低，要便于维护、保养，并且工作可靠，使用寿命长。这也是本课题所研究的主要目的：价格低且质量好。1.2国内外研究状况尽管一百多年来，汽车的悬架从结构形式到作用原理一直在不断的演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件，减振装置和导向机构但部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用。比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用，麦克弗逊悬架中的减振器柱兼

5、起减振器及部分导向机构的作用，有些主动悬架中的作动器则具有弹性元件、减振器和部分导向机构的功能。根据导向机构的结构特点，汽车悬架可分为独立悬架和非独立悬架两大类。非独立悬架的鲜明特色是左右车轮之间由一刚性梁或非断开式车桥联接，当单边车轮驶过突起时，会直接影响另一边的车轮。而独立悬架中没有这样的刚性梁，左右车轮各自“独立”的与车架或车身相连构成断开式车桥，按结构特点又可细分为横臂式、纵臂式、斜臂式。按照弹性元件的种类，汽车悬架又可以分为钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架、空气悬架以及油气悬架等。如前所述，汽车悬架和悬挂质量、非

6、悬架质量构成了一个振动系统，该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性，并进一步影响到汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性。该振动系统也决定了承载系和行驶系许多零部件的动载，并进而影响到这些零件的使用寿命。此外，悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性的作用。为适应不同车型和不同类型车桥的需要，悬架有不同的结构型式，悬架又可以分为独立悬架和非独立悬架。由于本课题是载重货车悬架系统的设计，所以悬架的结构形式就选用非独立悬架系统。非独立式悬架最常见的导向元件是与弹性元件合二为一的钢板弹簧，这样做不仅减少了元件数量，而且通过

7、合理设计钢板弹簧的支架及摆动吊耳的位置，还可以获得趋于不足转向的轴转向特性。除了钢板弹簧外，螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧，以及油气弹簧都可以作为非独立悬架的弹性元件。非独立悬架的优点有以下一些：（1）结构简单，制造、维护方便，经济性好；（2）工作可靠，使用寿命长；（3）车轮跳动时，轮距、前束不变，因而轮胎磨损小；（4）转向时，车身侧倾后、外车轮的外倾角不变，传递侧向力的能力不降低；（5）侧倾中心位置较高，有利于减价少转向时车身的侧倾角。当然它也有不足之处，不足之处就在于：（1）由于车轮与车桥一起跳动用于载货汽车的前悬架时，一般需要

8、抬高发动机或是将车架（轴）做成中间下凹的形状以利于发动机布置，但这将增加制造成本；（2）用于驱动桥时，会使得非悬挂质量较大，不利于汽车的行驶平顺性基轮胎的接地性能；（3）当两侧轮胎的跳动高度不同时，整根车桥会倾斜，使左右车轮直接相互影响；（4）在不