载货汽车后悬架主副簧进行设计—本科毕业设计论文

摘要悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或承载式车身)与车轴(或与车轮)弹性的连接起来.其主要任务是传递作用在车轮与车架(或承载式车身)之间的一切力和力矩,并且缓和不平路面传给车架(或承载式车身)的冲击载荷,衰减由冲击载荷引起的承载系统的震动,以保证汽车的正常行驶。

本次文就是对载货汽车后悬架主副簧进行设计并对设计结果进行校核，保证设计满足汽车对安全方面的要求。

本次设计首先根据汽车后轴载荷和非簧载质量确定每副钢板弹簧的载荷，通过钢板弹簧满载和空载载荷的不同来确定主副簧的刚度分配，同时根据汽车轴距来确定钢板弹簧的长度。

根据公式算出钢板弹簧所需总惯性矩，这样就能算出钢板弹簧的大致厚度和宽度。

用画图法可以确定每个钢板弹簧的长度。

最后对钢板弹簧进行校核，保证钢板弹簧满足要求。

关键词：钢板弹簧；复合簧；后悬架。

Abstractsuspension assembly is one of the most important part of modern automotive, it links the frame (or Unibody) and axle (or wheel) . Its main task is to pass the effect of all force and torque between the wheel and the frame, and relax the impact load of the frame passed from rough road to ensure the normal running of the car. The article is to design the primary and secondary spring of rear suspension, and check the design to ensure the design meets automotive safety requirements. The design is first based on the vehicle rear axle load and non-sprung mass to determine the load of each leaf spring, according the different loads of full and no load to distribution the stiffness, while use the vehicle wheelbase to determine he length of the leaf spring. According to the formula to calculate the total inertia moment of leaf springs, so you can calculate the approximate thickness and width. Drawing method can be used to determine the length of each leaf spring. Finally, check the leaf springs to ensure it meet the requirements.Keywords: leaf spring; composite spring; rear suspension引言 (3)1.1 汽车的发展历史 (3)1.2 汽车的构造 (3)1.3 汽车悬架系统的作用、组成与分类 (4)1.3.1 汽车悬架系统的作用 (4)1.3.2 汽车悬架系统的组成 (5)1.3.3 汽车悬架系统的分类 (6)1.4 该项研究的目的与意义 (7)1.5 国内外研究现状、发展动态 (7)1.6 钢板弹簧 (8)1.6.1 钢板弹簧的基本结构和作用原理 (8)2 钢板弹簧的布置方案及材料选择 (9)3 汽车后悬架系统钢板弹簧的设计计算 (10)3.1 设计给定参数 (10)3.2 钢板弹簧主要参数的确定 (10)3.2.1 前后悬架静挠度和动挠度的选择 (10)3.2.2 钢板弹簧满载弧高的选择 (11)3.2.3 钢板弹簧长度的确定 (11)3.2.4 悬架主、副钢板弹簧的刚度分配 (12)3.2.5 钢板弹簧所需的总惯性矩的计算 (13)3.2.6 根据强度要求计算钢板弹簧总截面系数 (14)3.2.7 钢板弹簧平均厚度的计算 (14)3.2.8 验算在最大动行程时的最大应力 (15)3.2.9 钢板弹簧叶片断面形状及尺寸的选择 (15)3.3 钢板弹簧的设计及校核 (17)3.3.1 钢板弹簧各片长度的确定 (17)3.3.2 钢板弹簧刚度的验算 (19)3.4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高和曲率半径计算 (21)3.4.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高 (21)3.4.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径 (23)3.4.3 钢板弹簧叶片在自由状态下曲率半径的计算 (23)3.4.4 钢板弹簧各叶片在自由状态下的曲率半径和弧高的计算 (24)3.4.5 钢板弹簧总成弧高的核算 (26)3.5 叶片端部形状的选择 (28)3.6 钢板弹簧两端与车架的连接 (29)3.7 钢板弹簧弹簧销和卷耳的设计 (29)3.7.1 弹簧销的设计 (30)3.7.2 卷耳尺寸的确定 (30)4结论 (31)参考文献 (32)5 致谢 (33)1.1 汽车的发展历史自1886年世界上第一辆汽车诞生以来，汽车已经历了120多年的发展来历程。

随着科学技术日益发展，汽车的各项性能也日臻完善。

现代汽车已经成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通运输工具。

在汽车发展的短短一百多年的历史中，出现了三次革命。

第一次革命是19世纪末发生在欧洲的汽车手工制作革命。

随着蒸汽机、汽油机、柴油机等动力机械的出现，人们开始将这些机械装在马车上，就诞生了各种各样的汽车。

那时的汽车都是一件一件的用手工制作，在一个作坊里或一个小车间里，就可以生产一部汽车。

这种单一的生产模式使得汽车生产成本昂贵，所以汽车只是富豪们的享受品。

即便在汽车制造完全机械化的今天，欧洲人还保留着这种生产模式，并生产出像“劳斯莱斯”这样的超豪华车。

汽车的第二次工业革命是汽车的大规模生产。

1914年，亨利.福特发明了生产线，流水线大大地降低了汽车的安装时间和成本。

福特汽车公司生产出价廉物美的T型车，这是汽车走向大众的起点。

流水线的发明不仅是汽车历史上的一次革命，也给人类带来了工业历史上的一次革命。

汽车的第三次革命是20世纪70年代发生在日本的精益生产。

20世纪60年代，日本实现了经济腾飞，汽车行业也随之发展。

到70年代，日本一下子自成为世界上第二汽车生产大国。

80年代，其产量还一度超过美国。

汽车是国民经济的支柱产业。

汽车带动着很多行业的发展，如加油站、公路等。

汽车发展到今天，已经不再是简单的交通运输工具，而且成为一种时尚。

公路上奔驰着各种各样的汽车，车展上厂家不断推出独具风情的款式。

现在汽车发展的格局变换非常快。

全球汽车公司不断更新汽车款式、提高汽车性能，不断将生产和采购向发展中国家转移，以降低成本，追求利润。

汽车界正在萌发一场新的革命，这次革命的核心还比较模糊。

无疑的谁走在这场浪潮的前沿，谁就将傲立于世界汽车之林[1]。

1.2 汽车的构造汽车通常由发动机、底盘、车身和电气设备4部分组成。

发动机的作用是使输进气缸的燃料燃烧而发出动力。

现代汽车广泛应用往复式活塞式内燃机，它一般由机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、启动系统等部分组成。

底盘接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操作正常行驶。

底盘由下列部分组成：传动系统：将发动机的动力传给车轮。

传动系统包括离合器、变速器、传动轴、主减速器及差速器、传动轴等部分。

行驶系统：使汽车各总成及部件安装在合适的位置，对全车起支撑作用和对路面起附着作用，缓和道路冲击和振动。

它包括支撑全车的承载式车身及副车架、前悬架、前轮、后悬架、后轮等部分。

转向系统：使汽车按驾驶员选定的方向行驶。

它由带转向盘的转向器及转向传动装置组成，有的汽车还有转向助力装置。

制动系统：是汽车减速或停车，并可保证驾驶员离去后汽车可靠的停驻。

它包括前轮制动器、后轮制动器以及控制装置和供能装置。

车身是驾驶员的工作场所，也是装载乘客和货物的地方。

它包括车前板制件、车身本体、还包括货车的驾驶室和货箱以及某些汽车上的专用作业设备。

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]。

1.3 汽车悬架系统的作用、组成与分类1.3.1 汽车悬架系统的作用悬架是车身与车轮之间的一切传力连接装置的总称。

悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性的连接起来。

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，比如支撑力、制动力和驱动力等；缓和由不平路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由冲击载荷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，保证汽车操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。

悬架的主要职能有三个：1）连接车体和车轮，并用适度的刚性支撑车轮；2）吸收来自路面的冲击，提高乘坐舒适性；3）有助于行驶中车体的稳定，提高操纵性能。

悬架系统的这些作用是紧密相连的，但又是相互矛盾的，比如提高舒适性，那么车辆稳定性就会降低。

所以悬架系统的设计就是要争取达到最佳的平衡状态[3]。

由实践得知，悬架对汽车的行驶平顺性、稳定性、通过性、燃油经济性等多种使用性能都有影响，因此在选择悬架参数及布置导向机构时，应注意满足这些性能的要求。

在悬架设计中应满足这些性能的要求，其要点如下：1）保证汽车有良好的行驶平顺性。

为此，汽车应有较低的振动频率。

2）有合适的减振性能。

它应与悬架的弹性特性很好的匹配，保证车身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快。

3）保证汽车有良好的操纵稳定性。

导向机构在车轮跳动时，应不使主销定位参数变化过大，车轮运动与导向机构运动应协调，不出现摆振现象。

转向时整车应有一些不足转向特性。

4）汽车制动和加速时能保持车身稳定，减少车身纵倾的可能性。

能可靠的传递车身与车轮间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度和寿命[4]。

1.3.2 汽车悬架系统的组成汽车悬架尽管有各中不同的结构形式，但一般都是由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。