1.6L乘用车双横臂独立悬架设计(6)

宋冲冲：1.6L乘用车双横臂悬架设计 由同类汽车类比，此处取l1=326mm，l2=212mm。上下横臂铰点间距离为200mm。 3.1.3 簧载质量的确定

按照本次设计汽车的参数知：汽车总质量为1700kg，参照《汽车设计》第四版 王望予主编 簧载质量取82% ，1700*82%=1394kg.

参照《汽车设计》第四版 王望予主编表1-6，可知乘用车发动机前置前驱满载时前轴约占总质量的47%~60%，本次设计取52%， 前悬架簧载质量为1394*52%=725kg

后悬架簧载质量为1394*48%=669kg 3.1.4 其他参数的确定

主销内倾角β是主销轴线和地面垂直线在汽车横向断面内的夹角，如图3-1所示。主销内倾角的作用能使前轮自动回正、转向操纵轻便和减小作用在转向盘上的冲击力。过去规定，一般主销内倾角不大于8°，取值范围6～8°，主销偏移距c一般为40～60mm。而现代汽车这两个参数的数值变化很大，研究表明，主销偏移距为零或少量的负值是可取的。所以主销内倾角变化范围有明显增大的趋势，一般取值为2～12°。本文采用的主销内倾角为8°。

图3-1 主销内倾角与车轮外倾角

前轮外倾角α是通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角，如图3-1所示。一般α取1°左右， 为了尽量减少车轮相对车身跳动时的外倾角的变化，希望在常见车轮跳动范围内，其变化量在±1°以内。

3.2 螺旋弹簧的选择

螺旋弹簧(如图3-2所示)广泛应用于独立悬架中，它与钢板弹簧相比，有质量小，无需润滑，所占纵向空间小，不怕泥污等优点。但它只能承受垂直方向力，而且不足有减振作用，因此在悬架中必须要有导向机构和减振器。

12

潍坊学院毕业设计

图3-2 圆柱螺旋弹簧

空载时弹簧受力为F1=1200*82%*58%*9.8/2=2787N。 满载时弹簧受力为F2=1700*82%*52%*9.8/2=3552N。

其中整车整备质量为1200kg,汽车总质量1700kg,簧载质量约为汽车质量的82%， 空载时前轴荷为58%，满载时前轴荷为52%。

初选弹簧 查《机械零件手册》选取弹簧的旋绕比C=6，选择簧条截面为圆形的圆柱压缩螺旋弹簧，材料为热轧弹簧钢。其基本参数如下：

簧条直径d=5～80mm 切变模量G=783103Mpa 弹性模量E=1973103Mpa

许用切应力?p=590Mpa

8KDF8KCF???p 32?d?d4C?10.615?

4C?4C由公式 ??

(3-4)

K=

(3-5)

(3-6)

得 d=1.6式中：?——切应力，Mpa；

F——工作载荷，N；

KCF?P

D——弹簧中径，mm；

d——簧条直径，mm； C——旋绕比，C=D/d； K——曲度系数； k——弹簧刚度，N/mm；

13

宋冲冲：1.6L乘用车双横臂悬架设计 f——工作载荷下的变形量，mm。 代入数据C=6，K=

4C?10.615?= 1.2525

4C?4CKCFF=F2=3552N，?p=590Mpa，d=1.6

?P =11mm

得d=11mm，根据表3-2弹簧直径系列选取d=12mm。

表3-2 普通圆柱螺旋弹簧的尺寸系列

第一0．3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 弹簧系列 1.2 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 丝直径 d/mm 第二0.32 0.55 0.65 1.4 1.8 2.2 2.8 3.2 5.5 6.5 7 系列 9 11 14 18 22 28 32 38 42 55 65 弹簧中径 D/mm 2 2.2 2.5 2.8 3 3.2 3.5 3.8 4 4.2 4.5 4.8 5 5.5 6 6.5 8 8.5 9 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 35 38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70 80 85 90 95 100 105 10 115 120 125 130 135 140 145 150 160 170 180 90 200 压缩2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5 有效圈弹簧 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30 数 拉伸2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 n/圈 弹簧 18 19 20 22 25 28 30 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 100 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 自由高压缩19 20 22 24 26 28 30 32 35 38 40 42 45 48 度弹簧 50 52 55 58 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 130 140 150 160 170 180 190 H0/mm 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600

根据弹簧直径查《机械设计手册》GB1222选取圆柱螺旋弹簧，其基本参数如下:

d=12mm，C=6，D=c*d=12*6=72mm，取D=70mm ?p=740Mpa，Fs=12529N，

fsd=16.81mm，k=745N/mm，Dx=73mm，DT=117mm。

弹簧的有效圈数n=Gd^4f/8FD^3=78000*12^4*16.81/(8*3552*72^3)=2.789，取n=3。 压缩圈数取为n2=2，则总圈数n1=n+ n2=3+2=5。

14

潍坊学院毕业设计

3.3 减振器的选择

3.3.1 减振器类型的选择

悬架中用得最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器。汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力，将振动能量转化热量，并散发到周围空气中去达到迅速衰减振动的目的。如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或在伸张行程进行，则把这种减振器称为单向作用式减振器；反之称为双向作用式减振器。后者应用更为广泛。

根据结构形式不同，减振器分为摇臂式和筒式。汽车悬架系统最初采用摇臂式液阻减振器，第二次世界大战期间美军吉普车上采用了筒式液阻减振器并在战场上获得成功，此后筒式液阻减振器很快成为主流产品。它具有工艺性好、成本低、寿命长、质量轻等优点，主要零件采用了冲压、粉末冶金及精密拉管等高效工艺，适于大批量生产。我国在20世纪60年代生产的BJ212、NJ230汽车上开始采用筒式液阻减振器，70年代初解放牌汽车也改用了筒式液阻减振器。

筒式液阻减振器最初采用双筒式结构，该结构目前仍是悬架减振器中最常见的形式，其优点是工艺简单、成本低廉，缺点是散热困难，且安装角度受到限制。双筒式减振器发展初期不在补偿室内设置背压，在复原行程中油液依靠其自身重力和压缩室负压由补偿室流人压缩室。这类减振器的显著缺点是在高速工况下会出现补偿室向压缩室充油不及时的问题，从而导致减振器工作特性发生畸变，不但影响减振效果，还会导致冲击和噪声。20世纪50年代单筒式充气减振器技术蓬勃发展起来，它采用了浮动活塞结构，在浮动活塞与缸筒的一端之间形成的补偿室内充入一定量的高压(2.0 MPa～2.5 MPa)氮气，压缩室内油液体积的变化由这部分气体补偿。

单筒充气式液力减振器与双筒式液力减振器的制造工艺相对比较成熟，所以我在这两种方案中选择。前者与后者相比，具有以下优点：1.工作缸筒直接暴露在空气中，冷却效果好；2.在缸筒外径相同的前提下，可采用大直径活塞，活塞面积可增大将近一倍，从而降低工作油压；3.在充气压力作用下，油液不会乳化，保证了小振幅高频振动时的减振效果；4.由于浮动活塞将油、气隔开，因而减振器的布 置与安装方向可以不受限制。其缺点在于：1.为保证气体密封，要求制造精度高；2.成本高；3.轴向 …… 此处隐藏：2415字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……