畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-輕型客車疊片彈簧懸架總成設(shè)計(jì)

摘要懸架系統(tǒng)是關(guān)系到汽車通過(guò)性及舒適性的一個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)，。隨著國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車已經(jīng)進(jìn)入了舒適化與智能化動(dòng)力性并存的時(shí)代。因此在對(duì)此類汽車的設(shè)計(jì)過(guò)程中要兼顧懸架的舒適性調(diào)校又要滿足輕量化的性能。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)輕型客車的疊片彈簧懸架的進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)疊片彈簧的類型，為了輕量化，采用了單片彈簧的中度間段最厚，往兩端逐漸變薄，不是等截面鋼板的結(jié)構(gòu)。這種鋼板一片的特性等效于等截面鋼板幾片的特性，因此鋼板彈簧總成的片數(shù)在本設(shè)計(jì)中僅需要3片即可滿足要求。關(guān)鍵詞：懸架系統(tǒng)；疊片彈簧；輕量化；變截面

AbstractSuspensionsystemisakeysystemrelatedtovehicletrafficabilityandcomfort,.Withtherapiddevelopmentofautomobileindustryathomeandabroad,automobilehasenteredtheeraofcomfortandintelligentpower.Therefore,inthedesignprocessofthiskindofvehicle,thecomfortadjustmentofsuspensionshouldbeconsidered,andthelightweightperformanceshouldbesatisfied.Thisdesignmainlyaimsatthedesignoflaminatedspringsuspensionoflightbus.Accordingtothetypeoflaminatedspring,inordertolightentheweight,themiddlesectionofthesinglespringisthethickest,andgraduallybecomesthinnertowardsbothends,whichisnotthestructureofequalsectionsteelplate.Thecharacteristicsofthiskindofsteelplateareequivalenttothoseofseveralequalsectionsteelplates,sothenumberofsteelplatespringassemblyonlyneeds3piecesinthisdesigntomeettherequirements.Keywords:suspensionsystem;laminatedspring;lightweight;variablecrosssection

目錄摘要 1Abstract 2第1章緒論 31.1懸架的簡(jiǎn)介 31.2懸架的分類 31.2.1非獨(dú)立懸架 31.2.2獨(dú)立懸架 31.3客車懸架系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 61.4少片簧懸架的特點(diǎn) 61.5懸架的功用 71.5課題研究?jī)?nèi)容及意義 81.5.1課題研究的意義 81.5.2課題研究的內(nèi)容 81.6設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù) 9第2章疊片彈簧懸架的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 92.1自振頻率的確定 92.2撓度的確定 102.2.1靜撓度的確定 102.2.2動(dòng)撓度的確定 102.3質(zhì)量比例的確定 102.4彈性特性分析 10第3章疊片彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 113.1布置方案的確定 113.2主要參數(shù)的確定 123.2.1滿載弧高的計(jì)算 123.2.2鋼板彈簧長(zhǎng)度的計(jì)算 133.3斷面尺寸及片數(shù)的確定 143.3.1彈簧寬度的計(jì)算 143.3.2鋼板彈簧片厚h 153.3.3斷面結(jié)構(gòu) 163.3.4鋼板彈簧片數(shù) 163.3.5端部的支承型式 163.4疊片彈簧長(zhǎng)度的確定 163.5剛度的驗(yàn)算 173.6弧高及曲率半徑的計(jì)算 183.6.1自由狀態(tài)下的弧高的計(jì)算 183.6.2自由狀態(tài)下曲率半徑的計(jì)算 193.7強(qiáng)度的校核 20第4章懸架其他零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 224.1鋼板彈簧襯套的選擇 224.2U形螺栓的選擇 224.3減振器的選擇與計(jì)算 234.3.1減振器的方案確定 234.3.2阻尼系數(shù)的確定 244.3.3工作缸直徑的確定 24總結(jié) 25參考文獻(xiàn) 26致謝 27

緒論懸架的簡(jiǎn)介懸架系統(tǒng)是關(guān)系到汽車通過(guò)性及舒適性的一個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)，。隨著國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車已經(jīng)進(jìn)入了舒適化與智能化動(dòng)力性并存的時(shí)代。因此在對(duì)此類汽車的設(shè)計(jì)過(guò)程中要兼顧懸架的舒適性調(diào)校又要滿足輕量化的性能。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)輕型客車的疊片彈簧懸架的進(jìn)行的設(shè)計(jì)。1.2懸架的分類1.2.1非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪由一根整體式車架相連，車輪連同車橋一起通過(guò)彈性懸掛系統(tǒng)懸掛在車架或車身的下面。非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點(diǎn)，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用，多用在客車和大客車上。非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架

1.2.2獨(dú)立懸架

獨(dú)立懸掛系統(tǒng)是每一側(cè)的車輪都是單獨(dú)地通過(guò)彈性懸掛系統(tǒng)懸掛在車架或車身下面的。其優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發(fā)動(dòng)機(jī)位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性；左右車輪單獨(dú)跳動(dòng)，互不相干，能減小車身的傾斜和震動(dòng)。不過(guò)，獨(dú)立懸掛系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點(diǎn)?，F(xiàn)代轎車大都是采用獨(dú)立式懸掛系統(tǒng)，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨(dú)立懸掛系統(tǒng)又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸掛系統(tǒng)等等。與非獨(dú)立懸架相比其優(yōu)點(diǎn)有：非懸掛質(zhì)量小，懸架所受帶的并傳給車身的沖擊載荷小，有利于提高汽車的行駛平順性及輪胎的接地性能；左右車輪的跳動(dòng)沒(méi)有直接的相互影響，可減少車身的傾斜和振動(dòng)；占用橫向空間少，便于發(fā)動(dòng)機(jī)布置，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置，從而降低汽車質(zhì)心位置，有利于提高汽車的行駛穩(wěn)定性；易于實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向而對(duì)于獨(dú)立懸架又有橫臂式、多連桿式、縱臂式、麥弗遜式等幾種。（1）橫臂式懸掛系統(tǒng)橫臂式懸掛系統(tǒng)是指車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動(dòng)的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，按橫臂數(shù)量的多少又分為雙橫臂式和單橫臂式懸掛系統(tǒng)。單橫臂式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，側(cè)傾中心高，有較強(qiáng)的抗側(cè)傾能力的優(yōu)點(diǎn)。但隨著現(xiàn)代汽車速度的提高，側(cè)傾中心過(guò)高會(huì)引起車輪跳動(dòng)時(shí)輪距變化大，輪胎磨損加劇，而且在急轉(zhuǎn)彎時(shí)左右車輪垂直力轉(zhuǎn)移過(guò)大，導(dǎo)致后輪外傾增大，減少了后輪側(cè)偏剛度，從而產(chǎn)生高速甩尾的嚴(yán)重工況。單橫臂式獨(dú)立懸掛系統(tǒng)多應(yīng)用在后懸掛系統(tǒng)上，但由于不能適應(yīng)高速行駛的要求，目前應(yīng)用不多。雙橫臂式獨(dú)立懸掛系統(tǒng)按上下橫臂是否等長(zhǎng)，又分為等長(zhǎng)雙橫臂式和不等長(zhǎng)雙橫臂式兩種懸掛系統(tǒng)。等長(zhǎng)雙橫臂式懸掛系統(tǒng)在車輪上下跳動(dòng)時(shí)，能保持主銷傾角不變，但輪距變化大(與單橫臂式相類似)，造成輪胎磨損嚴(yán)重，現(xiàn)已很少用。對(duì)于不等長(zhǎng)雙橫臂式懸掛系統(tǒng)，只要適當(dāng)選擇、優(yōu)化上下橫臂的長(zhǎng)度，并通過(guò)合理的布置、就可以使輪距及前輪定位參數(shù)變化均在可接受的限定范圍內(nèi)，保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。目前不等長(zhǎng)雙橫臂式懸掛系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用在轎車的前后懸掛系統(tǒng)上，部分運(yùn)動(dòng)型轎車及賽車的后輪也采用這一懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。（2）多連桿式懸掛系統(tǒng)多連桿式懸掛系統(tǒng)是由(3—5)根桿件組合起來(lái)控制車輪的位置變化的懸掛系統(tǒng)。多連桿式能使車輪繞著與汽車縱軸線成二定角度的軸線內(nèi)擺動(dòng)，是橫臂式和縱臂式的折衷方案，適當(dāng)?shù)剡x擇擺臂軸線與汽車縱軸線所成的夾角，可不同程度地獲得橫臂式與縱臂式懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，能滿足不同的使用性能要求。多連桿式懸掛系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：車輪跳動(dòng)時(shí)輪距和前束的變化很小，不管汽車是在驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)狀態(tài)都可以按司機(jī)的意圖進(jìn)行平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向，其不足之處是汽車高速時(shí)有軸擺動(dòng)現(xiàn)象。（3）縱臂式懸掛系統(tǒng)縱臂式獨(dú)立懸掛系統(tǒng)是指車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，又分為單縱臂式和雙縱臂式兩種形式。單縱臂式懸掛系統(tǒng)當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)會(huì)使主銷后傾角產(chǎn)生較大的變化，因此單縱臂式懸掛系統(tǒng)不用在轉(zhuǎn)向輪上。雙縱臂式懸掛系統(tǒng)的兩個(gè)擺臂一般做成等長(zhǎng)的，形成一個(gè)平行四桿結(jié)構(gòu)，這樣，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)主銷的后傾角保持不變。雙縱臂式懸掛系統(tǒng)多應(yīng)用在轉(zhuǎn)向輪上。（4）麥弗遜式懸掛系統(tǒng)麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的車輪也是沿著主銷滑動(dòng)的懸掛系統(tǒng)，但與燭式懸掛系統(tǒng)不完全相同，它的主銷是可以擺動(dòng)的，麥弗遜式懸掛系統(tǒng)是擺臂式與燭式懸掛系統(tǒng)的結(jié)合。與雙橫臂式懸掛系統(tǒng)相比，麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，車輪跳動(dòng)時(shí)前輪定位參數(shù)變化小，有良好的操縱穩(wěn)定性，加上由于取消了上橫臂，給發(fā)動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置帶來(lái)方便；與燭式懸掛系統(tǒng)相比，它的滑柱受到的側(cè)向力又有了較大的改善。麥弗遜式懸掛系統(tǒng)多應(yīng)用在中小型轎車的前懸掛系統(tǒng)上，保時(shí)捷911、國(guó)產(chǎn)奧迪、桑塔納、夏利、富康等轎車的前懸掛系統(tǒng)均為麥弗遜式獨(dú)立懸掛系統(tǒng)。雖然麥弗遜式懸掛系統(tǒng)并不是技術(shù)含量最高的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但它仍是一種經(jīng)久耐用的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的道路適應(yīng)能力。結(jié)合設(shè)計(jì)車型的參數(shù)及用途本次設(shè)計(jì)所選擇的懸架為非獨(dú)立懸架系統(tǒng)。1.3客車懸架系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r隨著汽車工程技術(shù)的進(jìn)步，決定乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性的汽車懸架技術(shù)得到了廣泛重視和深入研究，在汽車工業(yè)領(lǐng)域中主動(dòng)懸架受到日益廣泛的重視，已成為懸架技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。在客車方面由于受總質(zhì)量及性能的影響多數(shù)采用的的為非獨(dú)立懸架系統(tǒng)，但是目前人們對(duì)于客車乘坐舒適性的要求越來(lái)越高，因此就鋼板彈簧的非獨(dú)立懸架也有了新的發(fā)展。為了提升乘坐舒適性，滿足客車的輕量化設(shè)計(jì)，在鋼板彈簧的數(shù)量上有了新的突破，目前有多片簧和少片簧結(jié)構(gòu)。(1)多片簧：由多片長(zhǎng)度不等，知寬度一樣的鋼片所迭加起來(lái)。多片鋼板彈簧的各片鋼板迭加成倒三角形狀，最上端的鋼板最長(zhǎng)，最下端的鋼板最短，鋼板的片數(shù)與支承客車的重量相關(guān)，鋼板越多越厚越短，彈簧剛性就越大。但是，當(dāng)鋼板彈簧使用時(shí)間長(zhǎng)了以后，各片之間就會(huì)互相滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生噪道聲。鋼板間的相對(duì)摩擦還會(huì)引起彈簧變形，造成行駛不平順。(2)少片簧：由兩端薄中間厚、等寬等長(zhǎng)的鋼版片所迭加起來(lái)。少片鋼板彈簧的鋼板截面變化大，從中間到兩端的截面是逐漸不同，因此軋制工藝比較復(fù)雜，價(jià)格也比多片簧貴。少片簧與多片簧比較起來(lái)，在相同剛度（即相同承載能力）的情況下，少片簧比多片簧輕約50%左右，降低了油耗，增加了行駛平順性。而且少片簧單片之間為點(diǎn)接觸，減權(quán)少了相對(duì)摩擦及振動(dòng)，增加了乘坐舒適性。1.4少片簧懸架的特點(diǎn)汽車為了輕量化，采用了新的彈簧鋼板結(jié)構(gòu)，就是單片彈簧的中度間段最厚，往兩端逐漸變薄，不是等截面鋼板。這種鋼板一片的特性等效于等截面鋼板幾片的特性，因此，鋼板彈簧總成的版片數(shù)減少，且每一片彈簧都是變截面彈簧，鋼板彈簧總成的片數(shù)可以減少到2-3片，而且性能達(dá)到過(guò)去6-8片的要求。因此少片簧具有單片彈簧截面不相等，中間厚，兩頭?。豢偝傻钠瑪?shù)少，重權(quán)量輕。等特點(diǎn)而被客車廣泛應(yīng)用，但是由于成本上升比較嚴(yán)重，因此沒(méi)有全部進(jìn)行普及，這也是未來(lái)汽車行業(yè)在成本及技術(shù)的對(duì)立下需要解決的問(wèn)題。1.5懸架的功用懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。而后驅(qū)動(dòng)橋則是滿足汽車的驅(qū)動(dòng)性能，通過(guò)差速器滿足汽車的轉(zhuǎn)彎性能。懸架是汽車中的一個(gè)重要總成，它把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來(lái)，關(guān)系到汽車的多種使用性能。轎車懸架僅是由一些桿、筒以及彈簧組成，但千萬(wàn)不要以為它很簡(jiǎn)單，相反轎車懸架是一個(gè)較難達(dá)到完美要求的汽車總成，這是因?yàn)閼壹芗纫獫M足汽車的舒適性要求，又要滿足其操縱穩(wěn)定性的要求，而這兩方面又是互相對(duì)立的。比如，為了取得良好的舒適性，需要大大緩沖汽車的震動(dòng)，這樣彈簧就要設(shè)計(jì)得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車“點(diǎn)頭”、加速“抬頭”以及左右側(cè)傾嚴(yán)重的不良傾向，不利于汽車的轉(zhuǎn)向，容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。懸架最主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩，比如支撐力、制動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力等，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動(dòng)、保證乘員的舒適性、減小客物和車輛本身的動(dòng)載荷。懸架與汽車的多種使用性能有關(guān)，為滿足這些性能，懸架系統(tǒng)必須能滿足這些性能的要求:首先，懸架系統(tǒng)要保證汽車有良好的行駛平順性，對(duì)以載人為主要目的的轎車來(lái)講，乘員在車中承受的振動(dòng)加速度不能超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定的界限值。其次，懸架要保證車身和車輪在共振區(qū)的振幅小，振動(dòng)衰減快。再次，要能保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，一方面懸架要保證車輪跳動(dòng)時(shí)，車輪定位參數(shù)不發(fā)生很大的變化，另一方面要減小車輪的動(dòng)載荷和車輪跳動(dòng)量。還有就是要保證車身在制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、加速時(shí)穩(wěn)定，減小車身的俯仰和側(cè)傾。最后要保證懸架系統(tǒng)的可靠性，有足夠的剛度、強(qiáng)度和壽命。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。1.5課題研究?jī)?nèi)容及意義1.5.1課題研究的意義研究懸架的目的就是在保證高水平的操縱穩(wěn)定性的前提下，獲得較好的平順性。多連桿懸架通過(guò)各種連桿配置，以及對(duì)連接運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的約束角度設(shè)計(jì)，使懸架在收縮時(shí)能主動(dòng)調(diào)整車輪定位，而且設(shè)計(jì)自由度非常大，完全能針對(duì)車型匹配和調(diào)校。因此，懸架能最大程度的發(fā)揮車輛的操縱性能，同時(shí)獲得更好的平順性。懸架設(shè)計(jì)的主要目的之一是確保汽車良好的行駛平順性，也是汽車的重要使用性能之一，汽車行駛時(shí)振動(dòng)越劇烈，則平順性越差，不僅影響到成員的乘坐舒適性和客物的安全可靠的運(yùn)輸，還影響到汽車的多種使用性能的發(fā)揮和系統(tǒng)壽命，也影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)輸效率。由于汽車行駛平順性涉及的對(duì)象是“路面汽車人”構(gòu)成的系統(tǒng),因此影響汽車行駛平順性的主要因素是路面的不平(它是震動(dòng)的起源)和汽車的懸架、輪胎、座椅、車身等總成部件的特性包括剛度、頻率、阻尼和慣性參數(shù)(質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等)產(chǎn)生變化和破壞。為此，通過(guò)對(duì)影響汽車平順性因素的分析，建立具有代表性的二由度汽車振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并運(yùn)用隨機(jī)振動(dòng)理論，計(jì)算出懸架動(dòng)撓度、車輪與路面間的相對(duì)動(dòng)載荷、響應(yīng)均方根值等參量。此外,本文通過(guò)對(duì)汽車平順性進(jìn)行預(yù)估，可以提高汽車設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短研發(fā)和設(shè)計(jì)周期，具有極其重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。1.5.2課題研究的內(nèi)容通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用汽車設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、理論力學(xué)等課程中所學(xué)理論知識(shí)的能力；掌握汽車設(shè)計(jì)基本步驟，并了解汽車多連桿懸架設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。系統(tǒng)性地掌握汽車設(shè)計(jì)知識(shí)，提高理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使自己學(xué)到的理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行一次結(jié)合，為今后適應(yīng)工作崗位和創(chuàng)造性地開(kāi)展工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)中主要對(duì)非獨(dú)立后懸架的鋼板彈簧、減震器等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)據(jù)繪制二維模型圖紙。1.6設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)參考車型：揚(yáng)州亞星客車發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)：排量：2776ml；功率120kw;整備質(zhì)量3350kg座位數(shù)：21外形尺寸：7490x2000x2675mm；軸距：4325mm第2章疊片彈簧懸架的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1自振頻率的確定汽車前、后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一,因現(xiàn)代汽車的質(zhì)量分配系數(shù)ε近似等于1，于是汽車前、后軸上方車身兩點(diǎn)的振動(dòng)不存在聯(lián)系。因此，汽車車身的固有頻率可用下式表示（Hz）（2.1）式中為前懸架的剛度（N/）；為前懸架的簧上質(zhì)量（）。以運(yùn)送人為主的轎車對(duì)平順性的要求最高，大客車次之，載客車更次之。對(duì)普通級(jí)以下轎車滿載的情況，前懸架偏頻要求1.00～1.45Hz,后懸架則要求在1.17～1.58Hz。原則上轎車的級(jí)別越高，懸架的偏頻越小。對(duì)高級(jí)轎車滿載的情況，前懸架偏頻要求在0.80～1.15Hz，后懸架則要求在0.98Hz～1.30Hz。客車滿載時(shí)，前懸架偏頻要求在1.50～2.10Hz，而后懸架則要求在1.70～2.17Hz。懸架固有頻率的選取主要依據(jù)ISO2631-1:1997(E)《人體承受全身振動(dòng)評(píng)價(jià)-第一部分：一般要求》，目前固有頻率與人體步行時(shí)身體上下運(yùn)動(dòng)的頻率相同。初選=1.85Hz。即帶入數(shù)據(jù)得，=187619N/2.2撓度的確定2.2.1靜撓度的確定靜撓度：汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷與此時(shí)懸架剛度之比那么代入數(shù)據(jù)==73（2.2）即=73，符合輕型客車的靜撓度取值范圍=70～150。2.2.2動(dòng)撓度的確定動(dòng)撓度：從滿載靜平衡位置開(kāi)始，懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形（通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的1/2或2/3）時(shí)，車輪中心相對(duì)車架（或車身）的垂直位移。要求懸架應(yīng)有足夠大的動(dòng)撓度，以防止在壞路面上行駛時(shí)經(jīng)常碰撞緩沖塊。對(duì)乘用車，取7～9;對(duì)客車，取5～8；對(duì)客車，取6～9本設(shè)計(jì)這里取=8.2.3質(zhì)量比例的確定=（2.3）帶入數(shù)據(jù)：=1390,=150,得=9.272.4彈性特性分析懸架受到的垂直外力F與由此所引起的車輪中心相對(duì)于車身位移f(即懸架的變形)的關(guān)系曲線稱為懸架的彈性特性。其切線的斜率是懸架的剛度。懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。當(dāng)懸架變形f與所受垂直外力F之間呈固定比例變化時(shí)，彈性特性為一直線，稱為線性彈性特性，此時(shí)懸架剛度為常數(shù)。當(dāng)懸架變形f與所受垂直外力F之間不呈固定比例變化時(shí)，彈性特性如圖所示。此時(shí)，懸架剛度是變化的，其特點(diǎn)是在滿載位置(圖2-1中點(diǎn)8)附近，剛度小且曲線變化平緩，因而平順性良好；距滿載較遠(yuǎn)的兩端，曲線變陡，剛度增大。這樣可在有限的動(dòng)撓度范圍內(nèi)，得到比線性懸架更多的動(dòng)容量。懸架的動(dòng)容量系指懸架從靜載荷的位置起，變形到結(jié)構(gòu)允許的最大變形為止消耗的功。懸架的動(dòng)容量越大，對(duì)緩沖塊擊穿的可能性越小?？蛰d與滿載時(shí)簧上質(zhì)量變化大的客車和客車，為了減少振動(dòng)頻率和車身高度的變化，應(yīng)當(dāng)選用剛度可變的非線性懸架。乘用車簧上質(zhì)量在使用中雖然變化不大，但為了減少車軸對(duì)車架的撞擊，減少轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的側(cè)傾與制動(dòng)時(shí)的前俯角和加速時(shí)的后仰角，也應(yīng)當(dāng)采用剛度可變的非線性懸架。鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的彈性特性可視為線性的，而帶有副簧的鋼板彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧等，均為剛度可變的非線性彈性特性懸架。表2-1懸架各特征值的選定結(jié)果懸架系統(tǒng)特征特征值懸架系統(tǒng)特征特征值自振頻率（Hz）1.85前束變化外/50靜撓度（）73外傾變化-+/50動(dòng)撓度（）8轉(zhuǎn)向主銷傾角（取?。壹軇偠龋∟/m）187619側(cè)傾剛度換算為側(cè)傾率相對(duì)阻尼比0.25主銷后傾角第3章疊片彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1布置方案的確定本次設(shè)計(jì)采用非獨(dú)立懸架，其優(yōu)點(diǎn)在于：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，性能可靠；車輪上下跳動(dòng)時(shí)車輪相對(duì)地面垂直變化小，故可降低輪胎磨損；簧下質(zhì)量小，另外，鋼板彈簧兼起導(dǎo)向作用，可省去導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。其缺點(diǎn)在于：乘坐舒適度差，左右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，容易產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)。目前鋼板彈簧在汽車上可以縱置或者橫置。后者因?yàn)橐獋鬟f縱向力，必須設(shè)置附加的導(dǎo)向傳力裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，所以只在少數(shù)輕、微型車上應(yīng)用?？v置鋼板彈簧能傳遞各種力和力矩，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故在汽車上得到廣泛應(yīng)用。縱置鋼板彈簧又有對(duì)稱式與不對(duì)稱式之分。鋼板彈簧中部在車軸(橋)上的固定中心至鋼板彈簧兩端卷耳中心之間的距離若相等，則為對(duì)稱式鋼板彈簧；若不相等，則稱為不對(duì)稱式鋼板彈簧。多數(shù)情況下汽車采用對(duì)稱式鋼板彈簧。由于整車布置上的原因，或者鋼板彈簧在汽車上的安裝位置不動(dòng)，又要改變軸距或者通過(guò)變化軸距達(dá)到改善軸荷分配的目的時(shí)，采用不對(duì)稱式鋼板彈簧。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，本車采用對(duì)稱式鋼板彈簧。3.2主要參數(shù)的確定在進(jìn)行鋼板彈簧計(jì)算之前，應(yīng)當(dāng)知道下列初始條件：滿載靜止時(shí)汽車前、后軸(橋)負(fù)荷、和簧下部分荷重、，并據(jù)此計(jì)算出單個(gè)鋼板彈簧的載荷：和，懸架的靜撓度和動(dòng)撓度，汽車的軸距等。對(duì)于前懸架單個(gè)鋼板彈簧的載荷：(3.1)式中：--簧上質(zhì)量；--簧下質(zhì)量。代入數(shù)據(jù)，得，==6082N另外，已知客車的軸距為4325，懸架的靜撓度=73，懸架的動(dòng)撓度=83.2.1滿載弧高的計(jì)算滿載弧高是指鋼板彈簧裝到車軸(橋)上，汽車滿載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端(不包括卷耳孔半徑)連線間的最大高度差(圖3-1)。用來(lái)保證汽車具有給定的高度。當(dāng)＝0時(shí)，鋼板彈簧在對(duì)稱位置上工作。為了在車架高度已限定時(shí)能得到足夠的動(dòng)撓度值，常?。?0～20。為了降低車身高度，相對(duì)提高駕駛室人員的乘坐舒適度，本次設(shè)計(jì)取=10。圖3-1鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高3.2.2鋼板彈簧長(zhǎng)度的計(jì)算鋼板彈簧長(zhǎng)度L是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離,在總布置可能的條件下，應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長(zhǎng)些。在下列范圍內(nèi)選用鋼板彈簧的長(zhǎng)度：轎車：L=（0.40～0.55）軸距；客車:前懸架：L=（0.26～0.35）軸距；后懸架：L=（0.35～0.45）軸距。應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長(zhǎng)些,原因如下：1）增加鋼板彈簧長(zhǎng)度L能顯著降低彈簧應(yīng)力，提高使用壽命降低彈簧剛度，改善汽車平順性。2）在垂直剛度c給定的條件下，又能明顯增加鋼板彈簧的縱向角剛度。3）剛板彈簧的縱向角剛度系指鋼板彈簧產(chǎn)生單位縱向轉(zhuǎn)角時(shí)，作用到鋼板彈簧上的縱向力矩值。4）增大鋼板彈簧縱向角剛度的同時(shí)，能減少車輪扭轉(zhuǎn)力矩所引起的彈簧變形。本設(shè)計(jì)中已給出鋼板彈簧長(zhǎng)度數(shù)據(jù)為1500，滿足前懸架：L=（0.26～0.35）軸距=（832～1120）。3.3斷面尺寸及片數(shù)的確定3.3.1彈簧寬度的計(jì)算有關(guān)鋼板彈簧的剛度、強(qiáng)度等，可按等截面簡(jiǎn)支梁的計(jì)算公式計(jì)算，但需引入撓度增大系數(shù)δ加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡(jiǎn)支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需要的總慣性矩。對(duì)于對(duì)稱鋼板彈簧：(3.2)式中，為U形螺栓中心距（）；為考慮U形螺栓夾緊彈簧后的無(wú)效長(zhǎng)度系數(shù)（如剛性?shī)A緊，取=0.5，撓性?shī)A緊，取=0）；為鋼板彈簧垂直剛度（N/），；δ為撓度增大系數(shù)（先確定與主片等長(zhǎng)的重疊片數(shù)，再估計(jì)一個(gè)總片數(shù),求得，然后用初定δ）；E為材料的彈性模量。本輕型客車的鋼板彈簧剛性?shī)A緊，k=0.5，初選與主片等長(zhǎng)的重疊片數(shù)為0片，估計(jì)總片6片，得0，δ=1.442，U形螺栓的中心距初選80；鋼板彈簧的材料根據(jù)材料的性質(zhì)和成本可選55SiMnTi，采用表面噴丸處理減少表面脫層深度來(lái)提高材料的強(qiáng)度，其彈性模量E=。代入數(shù)據(jù)，得：==186.79N/(3.3)總慣性矩=24101(3.4)鋼板彈簧總截面系數(shù)用下式計(jì)算(3.5)式中，為許用彎曲應(yīng)力。對(duì)于55SiMnVB或60Si2Mn等材料，表面經(jīng)噴丸處理后，推薦在下列范圍內(nèi)選取；前彈簧和平衡懸架彈簧為350～450；后副簧為220～250。對(duì)于55SiMnTi材料，前彈簧平衡懸架取350～550。這里取=450,所以=7272.48將式（3.5）計(jì)算結(jié)果代入下式計(jì)算鋼板彈簧的平均厚度:==6.63(3.6)有了以后，再選鋼板彈簧的片寬b片寬b對(duì)汽車性能的影響：①增大片寬，能增加卷耳強(qiáng)度，但當(dāng)車身受側(cè)向力作用傾斜時(shí)，彈簧的扭曲應(yīng)力增大。②前懸架用寬的彈簧片，會(huì)影響轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角。片寬選取過(guò)窄，又得增加片數(shù)，從而增加片間的摩擦彈簧的總厚。③針對(duì)少簧結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧片寬與片厚的比值b/在6～10范圍內(nèi)選。本設(shè)計(jì)中取8，得片寬b=8×6.63=53.02,取整b=50。3.3.2鋼板彈簧片厚h矩形斷面不等厚鋼板彈簧的總慣性矩用下式計(jì)算(3.7)式中，n為鋼板彈簧片數(shù),取n=6所以可得到=9.3片厚h選擇的要求：①增加片厚h，可以減少片數(shù)n②鋼板彈簧各片厚度可能有相同和不同兩種情況，希望盡可能采用前者但因?yàn)橹髌ぷ鳁l件惡劣，為了加強(qiáng)主片及卷耳，也常將主片加厚，其余各片厚度稍薄。此時(shí)，要求一副鋼板彈簧的厚度不宜超過(guò)三組。③為使各片壽命接近又要求最厚片與最薄片厚度之比應(yīng)小于1.5。④鋼板斷面尺寸b和h應(yīng)符合國(guó)產(chǎn)型材規(guī)格尺寸。本設(shè)計(jì)中取鋼板彈簧兩端厚度為8mm，中間厚度為30mm；3.3.3斷面結(jié)構(gòu)鋼板斷面形狀中矩形斷面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，變截面少片鋼板彈簧多采用矩形斷面結(jié)構(gòu)。矩形斷面鋼板彈簧的中性軸，在鋼板斷面的對(duì)稱位置上(圖3-2a)。工作時(shí)，一面受拉應(yīng)力，另一面受壓應(yīng)力作用，而且上、下表面的名義拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的絕對(duì)值相等。因材料抗拉性能低于抗壓性能，所以在受拉應(yīng)力作用的一面首先產(chǎn)生疲勞斷犁。除矩形斷面以外的其它斷面形狀的葉片(圖3-2b、c、d)，其中性軸均上移，使受拉應(yīng)力作用的一面的拉應(yīng)力絕對(duì)值減小，而受壓應(yīng)力作用的一面的壓應(yīng)力絕對(duì)值增大，從而改善了應(yīng)力在斷面上的分布狀況，提高了鋼板彈簧的疲勞強(qiáng)度和節(jié)約近10％的材料。為了兼顧成本和使用效能，本次設(shè)計(jì)中采用葉片斷面為矩形的鋼板彈簧。3.3.4鋼板彈簧片數(shù)片數(shù)n少些有利于制造和裝配，并可以降低片間的干摩擦，改善汽車行駛平順性。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強(qiáng)度梁的差別增大，材料利用率變壞。多片鋼板彈簧一般片數(shù)在6～14片之間選取，重型客車可達(dá)20片。用變截面少片簧時(shí)，片數(shù)在1～4片之間選取?？紤]本次設(shè)計(jì)對(duì)象為客車，同時(shí)采用變截面結(jié)構(gòu)故初選片數(shù)為n=3。3.3.5端部的支承型式以板簧端部的支承型式而言，可以大致分為卷耳和滑板兩大類?；逍褪蕉嘁?jiàn)于兩極式主副簧懸架中副簧的支承和平衡懸架中板簧的支承。卷耳根據(jù)其相對(duì)板簧上平面的位置可以分為上卷耳、平卷耳和下卷耳三類。本設(shè)計(jì)中采用上卷耳。3.4疊片彈簧長(zhǎng)度的確定片厚不變寬度連續(xù)變化的單片鋼板彈簧是等強(qiáng)度梁，形狀為菱形(兩個(gè)三角形)。將由兩個(gè)三角形鋼板組成的鋼板彈簧分割成寬度相同的若干片，然后按照長(zhǎng)度大小不同依次排列、疊放到一起，就形成接近實(shí)用價(jià)值的鋼板彈簧。實(shí)際上的鋼板彈簧不可能是三角形，因?yàn)闉榱藢摪鍙椈芍胁抗潭ǖ杰囕S(橋)上和使兩卷耳處能可靠地傳遞力，必須使它們有一定的寬度，因此應(yīng)該用中部為矩形的雙梯形鋼板彈簧替代三角形鋼板彈簧才有真正的實(shí)用意義。根據(jù)變截面少片簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及經(jīng)驗(yàn)公式，各片鋼板彈簧的實(shí)際長(zhǎng)度經(jīng)過(guò)整理后匯總見(jiàn)表3-1表3-1前懸架鋼板彈簧各片長(zhǎng)度序號(hào)厚度（兩端/中間）鋼板長(zhǎng)度L（）18/301500210/301200310/3010003.5剛度的驗(yàn)算在此之前，有關(guān)撓度增大系數(shù)、總慣性矩、片長(zhǎng)和葉片端部形狀等的確定都不夠準(zhǔn)確，所以有必要驗(yàn)算剛度。用共同曲率法計(jì)算剛度的前提是，假定同一截面上各片曲率變化值相同，各片所承受的彎矩正比于其慣性矩，同時(shí)該截面上各片的彎矩和等于外力所引起的彎矩。剛度驗(yàn)算公式為(3.8)其中，；；。式中，為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，＝0.90～0.94；取=0.92；E為材料彈性模量，取2.06；、為主片和第k+1片的一半長(zhǎng)度。計(jì)算得，==106.5,=213,=274.5,=336.5,=398.=0.000116,=0.000058,=0.000045,=0.000036,=0.000031,=0.000027.將數(shù)據(jù)代入，得鋼板彈簧的檢驗(yàn)剛:C=374.7N/,符合要求。3.6弧高及曲率半徑的計(jì)算3.6.1自由狀態(tài)下的弧高的計(jì)算鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和U形螺栓夾緊前，其主片上表面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差（如圖3-5），稱為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高用下式計(jì)算：（3.9）式中，為靜撓度，根據(jù)式（2.3），=73；為滿載弧高,根據(jù)3.2.1節(jié)，=10；為鋼板彈簧總成用U形螺栓夾緊后引起的弧高變化。（3.10）式中，s為U形螺栓中心距；L為鋼板彈簧主片長(zhǎng)度。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得，==9.69所以，=9.69+10+73=92.69鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑：==1348.58（3.11）圖3-5鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下的曲率半徑3.6.2自由狀態(tài)下曲率半徑的計(jì)算因鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下和裝配后的曲率半徑不同，裝配后各片產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，其值確定了自由狀態(tài)下的曲率半徑。各片自由狀態(tài)下做成不同曲率半徑的目的是：使各片厚度相同的鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊，減少主片工作應(yīng)力，使各片壽命接近。矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑由下式確定（3.12）式中，為第i片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑（）；為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑（）；為各片彈簧的預(yù)應(yīng)力（）；E為材料彈性模量（），為第i片的彈簧厚度（）。在已知鋼板彈簧總成自由狀態(tài)下曲率半徑和各片彈簧預(yù)加應(yīng)力的條件下，計(jì)算出各片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑。選取各片彈簧預(yù)應(yīng)力時(shí)，要求做到：裝配前各片彈簧片間的間隙相差不大，且裝配后各片能很好貼和；為保證主片及其相鄰的長(zhǎng)片有足夠的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)降低主片及與其相鄰的長(zhǎng)片的應(yīng)力。為此，選取各片預(yù)應(yīng)力時(shí)，可分為下列兩種情況：對(duì)于片厚相同的鋼板彈簧，各片預(yù)應(yīng)力值不宜選取過(guò)大；對(duì)于片厚不相同的鋼板彈簧，厚片預(yù)應(yīng)力可取大些。推薦主片在根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊加后的合成應(yīng)力在300-350N/內(nèi)選取。1-4片長(zhǎng)片疊加負(fù)的預(yù)應(yīng)力，短片疊加正的預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力從長(zhǎng)片到短片由負(fù)值逐漸遞增至正值。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從第一片到第六片，彈簧的預(yù)應(yīng)力分別取為：-70，-65，40，45，50，55。這樣用改變各片曲率半徑的方法，調(diào)整各片的預(yù)應(yīng)力值并使主片的預(yù)應(yīng)力為負(fù)值，則不僅可使各片在組裝后相互貼緊，使各片在彈簧工作過(guò)程中都參加工作，而且可使主片表面的正應(yīng)力降下來(lái)，達(dá)到各片的工作應(yīng)力相近及壽命大致相同的目的。在確定各片預(yù)應(yīng)力時(shí)，理論上應(yīng)滿足各片彈簧在根部處預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩之代數(shù)和等于零，即(3.13)或(3.14)式中：為鋼板彈簧第i片的截面系數(shù)，=；為各片彈簧的預(yù)應(yīng)力；=1440=1000驗(yàn)算如下：=-70×1440-65×1440+40×1000+45×1000+50×1000+55×1000=-100800-93600+40000+45000+50000+550000經(jīng)驗(yàn)算內(nèi)力矩和約等于零，滿足設(shè)計(jì)要求。所以鋼板彈簧各片的曲率半徑計(jì)算如下：=1460;=1452;=1281；如果第i片的片長(zhǎng)為，則第i片彈簧的弧高為(3.15)代入數(shù)據(jù)計(jì)算如下：=85.6;=53.3;=32.2;3.7強(qiáng)度的校核(1)緊急制動(dòng)時(shí)，前鋼板彈簧承受的載荷最大，在它的后半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力用下式計(jì)算=（3.18)式中，為作用在前輪上的垂直靜負(fù)荷；為制動(dòng)時(shí)前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：＝1.2～1.4，客車：＝1.4～1.6，此設(shè)計(jì)為輕型客車取=1.4；、為鋼板彈簧前、后段長(zhǎng)度；為道路附著系數(shù)，取0.8；為鋼板彈簧總截面系數(shù)得7272.5；c為彈簧固定點(diǎn)到路面的距離，取c=450(圖3-6)。圖3-6汽車制動(dòng)時(shí)鋼板彈簧的受力圖代入數(shù)據(jù)得，=<1000滿足設(shè)計(jì)要求。(2)汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)，后鋼板彈簧承受的載荷最大，在它的前半段出現(xiàn)最大應(yīng)力用下式計(jì)算=(3.19)式中，為作用在后輪上的垂直靜負(fù)荷；為驅(qū)動(dòng)時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：＝1.25～1.30，客車：＝1.1～1.2，這里取=1.1；為道路附著系數(shù)；b為鋼板彈簧片寬；為鋼板彈簧主片厚度。帶入數(shù)據(jù)得，==451.8<1000滿足設(shè)計(jì)要求鋼板彈簧的各片基本數(shù)據(jù)如下表3-3：表3-3鋼板彈簧各片基本數(shù)據(jù)彈簧片號(hào)曲率半徑弧高1146085.62145253.33128132.2第4章懸架其他零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1鋼板彈簧襯套的選擇襯套一般以金屬、橡膠和塑料三種材料制造。金屬襯套可以承受較大的擠壓應(yīng)力，彈簧銷和卷耳孔徑尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，可降低卷耳根部應(yīng)力。但金屬襯套需要良好的潤(rùn)滑，這種襯套大多用在重載客汽車上。塑料襯套一般采用尼龍或聚甲醛材料制造。由于塑料襯套本身有自潤(rùn)滑性質(zhì)，因此對(duì)潤(rùn)滑要求較低。塑料的熱膨脹系數(shù)比金屬大，而其吸水后膨脹，因此襯套壁厚不宜過(guò)厚。確定襯套和卷耳孔徑時(shí)，最好根據(jù)不同材料的性能，經(jīng)試驗(yàn)后給出合理的過(guò)盈量，冰選擇合適的彈簧銷配合間隙。橡膠襯套主要靠橡膠變形使卷耳相對(duì)彈簧銷產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，由于橡膠和金屬表面沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)，因此襯套不存在磨損問(wèn)題。為減少襯套在扭轉(zhuǎn)變形時(shí)產(chǎn)生過(guò)大剪應(yīng)力，襯套一般做得比較大，所以襯套設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮卷耳的強(qiáng)度。橡膠襯套的主要優(yōu)點(diǎn)是它靠橡膠的扭轉(zhuǎn)變形來(lái)形成卷耳對(duì)彈簧銷的轉(zhuǎn)動(dòng)，而橡膠和金屬的接觸面沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)，因此工作中無(wú)磨損，無(wú)需潤(rùn)滑維護(hù)，簡(jiǎn)化了保養(yǎng)工作，而且無(wú)噪聲，并能吸收汽車的高頻振動(dòng)，因此橡膠襯套在轎車以及輕型客車上得到廣泛的應(yīng)用。橡膠襯套結(jié)構(gòu)可以分為硫化壓結(jié)構(gòu)和壓裝式兩種，后者有有軸向壓裝和徑向壓制兩種。綜合考慮車型和懸架效能，本設(shè)計(jì)選取橡膠襯套。4.2U形螺栓的選擇參照同類車型U形螺栓的規(guī)格，選定其直徑為16，中心距為80，擰緊螺母的擰緊力矩為15～20。U型螺栓的技術(shù)要求（引自QC/T517-1999）：產(chǎn)品應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的要求，并安照規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣和技術(shù)文件制造(1)性能要求：螺栓等于或高于8.8級(jí)，按照GB/T3098.2-1982《緊固件機(jī)械性能螺栓，螺釘和螺柱》規(guī)定。螺母等于或高于8級(jí)，按照GB/T3098.2-1982《緊固件機(jī)械性能螺母》規(guī)定。(2)材料：螺栓推薦用45，45Cr,40MnB,45Mn2鋼按GB669-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)和一般技術(shù)條件》及GB/T3077-1982《合金結(jié)構(gòu)技術(shù)條件》規(guī)定。螺母推薦用35，45鋼GB699-65規(guī)定。(3)硬度：螺栓硬度按GB/T3098.1-1982規(guī)定。螺母硬度按GB/T3098.2-1982規(guī)定。(4)螺紋精度：螺栓螺紋鍍鉻后，中等旋和長(zhǎng)度為6h級(jí)。長(zhǎng)旋和長(zhǎng)度為6f級(jí)，按GB197-1981《普通螺紋公差與配合》規(guī)定。螺母螺紋鍍鉻后為6h級(jí),按GB/T197-1981規(guī)定。螺栓螺紋牙底形狀按GB/T197-1981規(guī)定。螺栓螺紋螺母不允許有毛刺，裂紋，亂扣，刀傷，碰傷等缺陷，但在不影響螺紋量規(guī)自由旋入的情況下，螺紋端部不多于兩牙有機(jī)械加工的缺陷。(5)表面處理：螺栓，螺母表面處理必須經(jīng)防銹處理。螺栓表面處理按照主機(jī)廠要求，電鍍層或化學(xué)處理按QC/T264-1999《汽車電鍍層和化學(xué)處理層》規(guī)定；涂漆處理按照QC/T484-1999《汽車油漆涂層》規(guī)定。螺母表面處理按照主機(jī)廠要求。電鍍層或化學(xué)處理層按照QC/T264-1999規(guī)定。螺栓表面采用鍍鋅處理，鍍鋅后必須做去氫處理。4.3減振器的選擇與計(jì)算4.3.1減振器的方案確定減振器是車輛懸架系統(tǒng)中的重要部件，其性能的好壞對(duì)車輛的舒適性以及車輛及懸架系統(tǒng)的使用壽命等有較大影響。汽車在受到來(lái)自不平路面的沖擊時(shí)，其懸架彈簧可以緩和這種沖擊，但同時(shí)也激發(fā)出較長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)，使乘坐不適。與彈性元件并聯(lián)安裝的減振器可很快衰減這種振動(dòng)，改善汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。懸架中用得最多的減振器是內(nèi)部充有液體的液力式減振器。汽車車身和車輪振動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的液體在流經(jīng)阻尼孔時(shí)的摩擦和液體的粘性摩擦形成了振動(dòng)阻力，將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并散發(fā)到周圍空氣中去，達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的。如果能量的耗散僅僅是在壓縮行程或者是在伸張行程進(jìn)行，則把這種減振器稱之為單向作用式減振器，反之稱之為雙向作用式減振器。后者因減振作用比前者好而得到廣泛應(yīng)用。綜合考慮，本設(shè)計(jì)中選用雙向作用筒式減振器，工作壓力為2.5～5。4.3.2阻尼系數(shù)的確定減振器阻尼系數(shù).因懸架系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率，所以理論上。實(shí)際上應(yīng)根據(jù)減振器的布置特點(diǎn)確定減振器的阻尼系數(shù).本設(shè)計(jì)采用（圖4-1）所示結(jié)構(gòu)，其阻尼系數(shù)（4.1）取安裝角度為=0=16.43；=5709.5；=7993.2；=2398.圖4-1減振器的安裝示意圖4.3.3工作缸直徑的確定筒式減振器工作缸直徑D可由最大卸荷力和缸內(nèi)允許壓力[p]來(lái)近似求得：（4.2）式中，[p]為工作缸最大允許壓力，一般為3～4，取3.5；為連桿直徑與缸筒直徑比，雙筒式減振器=0.40～0.50，單筒式減振器=0.30～0.35，取=0.3.代入數(shù)據(jù)，得：=25.74根據(jù)QC/T491-1999《汽車筒式減振器尺寸系列及技術(shù)條件》的規(guī)定，取減振器的工作直徑D=30貯油筒直徑=1.4×30=42，壁厚取為2，材料可選20鋼。總結(jié)本設(shè)計(jì)主要是對(duì)揚(yáng)州亞星客車非獨(dú)立后懸架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算校核。懸架系統(tǒng)作為汽車幾大系統(tǒng)中重要的一部分，其設(shè)計(jì)的合理性直接影響到用戶的駕駛感與安全性能，因此對(duì)于懸架的設(shè)計(jì)尤為重要。在汽車的行駛過(guò)程中，其速度可在0-120Km/h之間運(yùn)行，由于不同速度下輪胎的附著力不同，且速度越高轉(zhuǎn)向性能對(duì)于整車的影響越大，因此在懸架的設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到不同速度的驅(qū)動(dòng)力及穩(wěn)定性。在高速行駛的過(guò)程中，可能在方向盤上小小的一個(gè)偏差就會(huì)導(dǎo)致整車失控，從而發(fā)生事故。因此在懸架的設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要考慮以下幾個(gè)方面：懸架的設(shè)計(jì)要保證滿足整車在不同速度下的轉(zhuǎn)向性能，從而滿足駕駛員的操作性能；懸架的材質(zhì)選用及零部件設(shè)計(jì)要滿足整車耐久性能，不允許出現(xiàn)斷裂、失效等重大問(wèn)題從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向失效發(fā)生安全事故；懸架的設(shè)計(jì)要滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在滿足性能的前提下保證輕量化與易加工的設(shè)計(jì)要求，從而降低制造加工成本；在本次設(shè)計(jì)中為滿足以上設(shè)計(jì)要求，主要從如下幾個(gè)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)：通過(guò)圖書館及網(wǎng)上查閱資料了解汽車懸架系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程及趨勢(shì)，同時(shí)了解懸架的工作原理，為后面的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)；通過(guò)4S店及整車工廠的實(shí)習(xí)深刻了解懸架的結(jié)構(gòu)及不同的類型，同時(shí)通過(guò)整車的匹配明白懸架的裝配工藝及接觸點(diǎn)，以便在后面的設(shè)計(jì)過(guò)程中明確設(shè)計(jì)重點(diǎn)難點(diǎn)；通過(guò)給定的基礎(chǔ)參數(shù)，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、汽車設(shè)計(jì)等書籍，結(jié)合前面的實(shí)習(xí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)懸架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程；利用上面的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果運(yùn)用CAD繪圖軟件對(duì)懸架的主要零部件進(jìn)行二維圖紙繪制，同時(shí)結(jié)合整車裝配及性能對(duì)懸架總成的裝配圖紙進(jìn)行繪制，從而完成圖紙部分。在整車畢業(yè)設(shè)計(jì)