悬架设计2.ppt

汽车悬架设计(续) 侧倾中心：侧倾轴线通过车厢在前后轴处横断面的瞬时转动中心。 侧倾中心的位置由悬架的导向机构所决定。 可用解析和图解两种方法获得侧倾中心。 图解方法是利用可逆原理，即假设车厢不动而地面相对车厢发生转动，求出地面相对车厢的瞬时转动中心，它也是车厢的侧倾中心。 P31 P32 §6 悬架系统性能计算实例 P33 前悬架结构型式 后悬架结构型式 一、悬架系统的选型 悬架系统性能计算输入参数 P34 悬架系统将车身与车桥弹性地连接起来，由此弹性元件与它所支承的质量组成的振动系统决定了车身的固有频率，这是影响汽车行驶平顺性的重要性能指标之一。 2.1 前悬架刚度、偏频和静挠度的计算 （1）前悬架满载偏频的确定 根据乘用车偏频的范围 ：0.9~1.4， 并参考同类型车，选定前悬架满载偏频： nf＝1.1 二、悬架系统刚度、偏频和静挠度的计算 （2）前悬架的刚度计算 前悬架的偏频可以用公式表示： 前悬刚度 前悬簧载 质量 得到： P35 （3） 前悬架空载、半载的偏频计算 可以分别计算出空载和半载的偏频，计算结果如下表： 1.1 mf =425.25 Kf＝20.33 1.15 （mf=389.5） 1.18 （mf=371.5） 前悬架偏频（Hz） 满载 半载 空载 根据下面偏频的计算公式： P36 * * §4 弹性元件的计算 (钢板弹簧) 1、钢板弹簧主要参数 的确定 1）满载弧高fa 满载弧高fa是指钢板弹簧装到车轴（桥）上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳半径）连线间的最大高度差。 P1 悬架静挠度 fa用来保证汽车具有给定的高度； 当fa=0时，钢板弹簧在对称位置上工作 ，为了在车架高度已限定时能得到足够的动挠度值，常取： fa=10~20mm。 P2 2）钢板弹簧长度L的确定 钢板弹簧长度L是指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离 在总布置可能的条件下，应尽可能将钢板弹簧取长些。 P3 a)增加钢板弹簧长度L能显著降低弹簧应力，提高使用寿命 b)降低弹簧刚度，改善汽车平顺性 c)在垂直刚度c给定的条件下，又能明显增加钢板弹簧的 纵向角刚度 d)增大钢板弹簧纵向角刚度的同时，能减少车轮扭转力矩 所引起的弹簧变形 原因 推荐在下列范围内选用钢板弹簧的长度： 轿车：L=（0.40~0.55）轴距； 货车:前悬架：L=（0.26~0.35）轴距； 后悬架：L=（0.35~0.45）轴距。 P4 3）钢板断面尺寸及片数的确定 a.钢板断面宽度b的确定 有关钢板弹簧的刚度、强度等，可按等截面简支梁的计算公式计算，但需引入挠度增大系数δ加以修正。可根据修正后的简支梁公式计算钢板弹簧所需要的总惯性矩J0。对于对称钢板弹簧 J0=[（L-ks）3cδ]/48E 式中， s为U形螺栓中心距（mm）； k为考虑U形螺栓夹紧弹簧后的无效长度系数（如刚性夹紧，取k=0.5，挠性夹紧，取k=0）； c为钢板弹簧垂直刚度（N/mm），c=FW/fc； P5 钢板弹簧总截面系数W0用下式计算 W0≥[Fw（L-ks）]/4[σW] 式中，[σw]为许用弯曲应力。 对于55SiMnVB或60Si2Mn等材料，表面经喷丸处理后，推荐[σw]在下列范围内选取；前弹簧为350-450MPa；后主簧为450～550MPa，后副簧为220-250MPa。 δ为挠度增大系数（先确定与主片等长的重叠片数n1，再估计一个总片数n0，求得η=n1/n0，然后用δ=1.5/[1.04（1+0.5η）]初定δ） E为材料的弹性模量。 P6 用下式计算钢板弹簧平均厚度hp P7 有了hp以后，再选钢板弹簧的片宽b。 片宽b对汽车性能的影响 增大片宽，能增加卷耳强度，但当车身受侧向力作用倾斜时，弹簧的扭曲应力增大。 前悬架用宽的弹簧片，会影响转向轮的最大转角。片宽选取过窄，又得增加片数，从而增加片间的摩擦和弹簧的总厚。 推荐片宽与片厚的比值b/hp在6~10范围内选取。 P8 b.钢板弹簧片厚h的选择 矩形断面等厚钢板弹簧的总惯性矩J0用下式计算 J0=nbh3/12 式中，n为钢板弹簧片数。 说明： 1、改变片数n、片宽b和片厚h三者之一，都影响到总惯性矩J0的变化； 2、总惯性矩J0的改变又会影响到钢板弹簧垂直刚度c的变化，也就是影响汽车的平顺性变化。其中，片厚h变化对钢板弹簧总惯性矩J0影响最大。 P9 片厚h选择的要求 增加片厚h，可以减