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        桑塔納轎車懸架主要零件的設計計算

        2015-08-02 02:46:30
        黑龍江交通科技 2015年1期
        關鍵詞:設計

        朱 威

        (黑龍江省交通科學研究所)

        1 懸架的總體布置方案和相關參數(shù)的確定

        (1)懸架的總體布置方案

        表1 懸架總體布置參數(shù)要求

        本車是一種小排量經(jīng)濟型轎車,具體參數(shù)要求見表1,從表中的數(shù)據(jù)來看,該車型在車軸載荷、四輪定位參數(shù)都和現(xiàn)有的桑塔納車型不同,但差異不大。本車型仍采用麥弗遜式懸架,但需對各總成部件重新進行設計和計算,同時也要對它的可行性進行建模和校核。

        (2)懸架的剛度 依照設計要求設定的狀態(tài)下的載荷及簧載質(zhì)量,可計算出前懸架一側(cè)的簧載質(zhì)量.于是,懸架的剛度為

        (3)懸架的靜撓度

        懸架的靜撓度fc1與懸架剛度之間有如下關系

        帶入數(shù)值得

        帶入數(shù)值得:fc1=14.598(cm),取fc1=146mm

        (4)懸架的動撓度

        為了防止汽車在不良路面上行使駛時懸架會過多沖擊到減震塊,懸架要有相當?shù)膭訐隙?。從性能和設計使用要求上來選此懸架的動撓度fd=82 mm。

        2 螺旋彈簧的設計計算

        2.1 螺旋彈簧材料的選擇

        螺旋彈簧作為減震元件的一種,具有制造成本低、占用空間小等特點,在轎車的懸架中得到廣泛應用。根據(jù)汽車工作時彈簧的運動特性和使用要求(可參考下文的計算分析),選擇60Si2MnA 為簧絲的材料,提高彈簧在周期變化下的使用壽命。

        2.2 彈簧的受力及變形

        平衡位置處彈簧所受壓縮力P 與車輪載荷N 的關系式式中:β 為車輪外傾角,δ 為減震器內(nèi)傾角;α 為主銷軸線與減震器的夾角。

        2.3 彈簧幾何參數(shù)的計算

        根據(jù)其工作條件已經(jīng)選擇簧絲材料60Si2MnA。材料的性能參數(shù)如表2 所示。

        表2 60Si2MnA 性能參數(shù)

        選擇彈簧的旋繞比:

        旋繞比(彈簧指數(shù))影響著彈簧的加工工藝,當旋繞比過小時將給彈簧的制造帶來困難。一般的選擇范圍是C =4 ~8,這里初選旋繞比C=8。

        鋼絲直徑d

        取d=12 mm

        彈簧中徑D

        取D=100 mm

        彈簧圈數(shù)的n 選擇

        取n=10 圈

        計算結(jié)果的處理

        上述對螺旋彈簧的計算結(jié)果如下表3 所示。

        表3 螺旋彈簧的參數(shù)

        3 減震器的選型與設計

        3.1 減振器類型的選擇

        減震器使用雙向套筒式液力減震器后,當車輪與車橋作相對運動時,減振器通過內(nèi)部減震油的流動,將車輪與車橋的沖擊能量轉(zhuǎn)化為熱能,完成了衰減震動的目的。

        3.2 減震器主要性能參數(shù)的選擇

        減振器的主要性能參數(shù)主要有兩個:相對阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù),它們決定了減振器的阻力—位移特性和阻力—速度特性。

        3.3 相對阻尼系數(shù)的選擇

        由前面的計算得知螺旋彈簧的剛度為21 N/m、汽車懸架的偏頻為1.31 Hz,螺旋彈簧和減振器有良好的配合性,在考慮車型設計要求的前提下,該車的相對阻尼系數(shù)擬選為:0.324。

        3.4 減振器的阻尼系數(shù)

        減振器的阻尼系數(shù)除了與彈簧載荷和懸架剛度有關,還與相對阻尼系數(shù)有關。

        主要尺寸的確定

        筒式減震器工作缸徑d 的確定

        取d=30 mm

        儲油筒尺寸的確定

        減震器的結(jié)構(gòu)圖1 所示。

        圖1 減震器結(jié)構(gòu)圖

        減震器的主要參數(shù)見表4。

        表4 減震器主要參數(shù)

        [1]夏德偉.UGNX4.0 中文版.機械設計典型范例教程[M].電子工業(yè)出版社,2006.

        [2]張俊生.UG 基礎與提高[M].電子工業(yè)出版社,2005.

        [3]陳樹勇.UG 曲面設計中文版[M].北京機械工業(yè)出版社,2005.

        [4]賈紅麗,董偉.UG 二次開發(fā)[M].清華大學出版社,2010.

        [5]張方瑞,于鷹宇,程鳴,等.UG NX 高級實例教程[M].電子工業(yè)出版社,2005:35-49.

        [6]全國汽車維修專項技能認證技術(shù)中心編寫組.懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)[M].教育科學出版社,2004.

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