轻型载货汽车悬架系统设计
连接汽车车架和车轴之间的一切传力装置被称为汽车悬架。汽车悬架为了完成汽车正常行驶的功能，它可以将车轮上受到的作用力传递到汽车车架上。由此看来，汽车悬架的好坏对于车辆的安全性能有着巨大地影响。本文从介绍汽车悬架的结构、性能等概念开始，分析了我国悬架装置设计的现状和发展，希望能够设计出一种拥有简单结构但成本较低的轻型载货汽车悬架。本文通过计算，确定悬架的总结构并对其中的主要参数进行确定与校验，确保设计方案的合理性。关键词 轻型载货汽车，悬架，钢板弹簧，设计
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外发展状况及发展趋势 1
1.3 研究的主要内容 2
2 悬架的结构形式分析及选择 3
2.1 独立悬架和非独立悬架 3
2.2 悬架方案的选择 4
2.3 辅助元件 4
3 前、后悬架主要参数的选择 5
3.1 选择要求及方法 6
3.2 悬架静挠度和动挠度的选择 6
3.3 悬架弹性特性 8
3.4 后悬架主、副簧刚度的分配关系 8
3.5 悬架侧倾刚度的选择 9
4 弹性元件的设计计算 10
4.1 钢板弹簧的布置方案的选择 10
4.2 钢板弹簧主要参数的确定 10
4.3 钢板弹簧各片长度的确定 14
4.4 钢板弹簧的刚度验算 14
4.5 总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 15
4.6 钢板弹簧总成弧高的核算 17
4.7 各种工况下校核 17
结 论 19
致 谢 20
参考文献 21
附 录 22
1 绪论
1.1 研究背景及意义
汽车悬架的主要部件有很多，其中弹簧、减震器和导向机构是几个比较关键的部件，此外连接车架和车轴之间所有的零部件也包含在内。在车辆遇到条件恶劣的路况时，汽车悬架起到了保证车身和车轮之间有弹性支撑的作用，可以有效减弱在行驶过程中产 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
生的振动，以便实现能够平稳驾驶汽车的目的，满足了提高汽车行驶速度的要求。
悬架是汽车上的一个重要部件，车辆能否平顺行驶、稳定操作以及能否保证以一定的驾驶速度行驶，这些都受到汽车悬架很大程度的影响。于是，我们希望通过研究设计汽车悬架来重新设计出一款能够保证行驶安全与舒适性的悬架。
我们通过区分导向机构的结构，可以将常见的汽车悬架分为独立悬架与非独立悬架两种。非独立悬架使用一体式或刚性梁来连接车身左右两边的车轮，当某一边的车轮经过凸起的地方时会影响到另一边的车轮。反之独立悬架则不使用刚性梁，车轮通过断开式车桥连接到车身上。
汽车悬架设计会对车辆平顺性和操纵稳定性产生较大的改变，车辆怎样在面对各种行驶路况的时候提高舒适性，是我们在设计悬架时需要重点考虑的方面。一个好的悬架能够在很大程度上减弱车身振动，提升乘客在乘坐时的舒适感受，同时也会使车辆提升一个档次[1]。
1.2 国内外发展状况及发展趋势
经过科研人员多年的研究发展，汽车悬架技术在发达国家有了很大的突破，钢板弹簧悬架是最早使用的汽车悬架，后来为了提高车辆的乘坐舒适性，设计师在钢板弹簧的基础上增加了气囊，直到被动空气悬架的出现，悬架技术再一次得到了巨大的提升，如今主动空气悬架由于它良好的减振效果成为了这阶段最好的汽车悬架。虽然汽车悬架的研究一直在进行，悬架技术也在不断改进，但是钢板弹簧悬架凭借其结构简单、成本低等优势，使得如今很多发达国家任然在使用钢板弹簧悬架，而由于我国汽车技术落后于发达国家且生活水平一般，钢板弹簧悬架在国产车上的应用范围依旧很广。板弹簧悬架虽然使用的历史悠久，但是由于它结构简单、价格低廉，现在市场上还有很大的需求。根据以上因素分析可知，我国钢板弹簧的需求很大，因此它在市场上的竞争压力很大。
在研究分析了国外载货汽车钢板弹簧技术之后，我们可以从里面总结出的国外汽车钢板弹簧悬架技术优势与趋势如下：
（1）性能高。通过对某些橡胶原件的使用，我们可以利用降低弹簧偏频的方法来提高车辆的行驶平顺性，使钢板弹簧悬架的性能大大提高。又因为钢板弹簧悬架工艺简单，在压缩制造成本的情况下还能保持较好的性能水平，所以这些优点让钢板弹簧悬架在悬架技术不断发展的今天任然保持着活力，同时新的技术也不会一下子把钢板弹簧技术给替换掉。
（2）应力高。材料制造工艺的提高在很大程度上帮助钢板弹簧提高自己可以承载的极限应力。凭借极限应力的优势，我们在设计悬架的时候可以通过选用更大的钢板弹簧工作应力。
（3）轻量化。高应力钢板弹簧与普通的钢板弹簧的成本基本一致，但可以有效节省材料，降低车身重量。降低钢板弹簧的重量之后，可以节约钢材的消耗，货车可以装更多的货物，大大提高了经济效益。
（4）结构异型化。为了增加悬架的可靠性、提高钢板弹簧的性能，在设计时可以使用一些结构复杂的特殊设计，但是这种做法会提高制作的工艺和成本。
中国的汽车产业只有坚持自主开发，才能在日益激烈的国际市场上保持良好的发展趋势。虽然我国的汽车产业已经形成了一些规模，但是相对于国外来说还是远远不够的，我国的汽车产业在面对竞争日益激烈的国际汽车市场时还需要付出更多的努力。我国对轻型载货汽车的需求量较大，而悬架在轻型载货汽车上起着十分重要的作用，所以为了满足市场需求，我们在设计悬架时要考虑很多的因素。因此，通过自主开发设计出结构简单、可靠性高、节约成本的汽车悬架，可以在很大程度上控制车辆的生产成本。降低汽车价格可以增强国产汽车与国外汽车的竞争力，推动我国汽车经济的发展。汽车产业的发展与悬架技术息息相关，因此要想在汽车市场占有一席之地，我们必须在对汽车悬架的研究方面投入更多的精力。
1.3 研究的主要内容
（1）通过查找参考已有的文献数据来介绍国内外钢板弹簧技术的研究现状，论述了以钢板弹簧作为弹性元件的优缺点，同时对汽车悬架的发展趋势做出了分析。
（2）简单叙述了钢板弹簧的设计依据，并介绍了是通过什么方法来确定钢板弹簧的各项参数的。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外发展状况及发展趋势 1
1.3 研究的主要内容 2
2 悬架的结构形式分析及选择 3
2.1 独立悬架和非独立悬架 3
2.2 悬架方案的选择 4
2.3 辅助元件 4
3 前、后悬架主要参数的选择 5
3.1 选择要求及方法 6
3.2 悬架静挠度和动挠度的选择 6
3.3 悬架弹性特性 8
3.4 后悬架主、副簧刚度的分配关系 8
3.5 悬架侧倾刚度的选择 9
4 弹性元件的设计计算 10
4.1 钢板弹簧的布置方案的选择 10
4.2 钢板弹簧主要参数的确定 10
4.3 钢板弹簧各片长度的确定 14
4.4 钢板弹簧的刚度验算 14
4.5 总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 15
4.6 钢板弹簧总成弧高的核算 17
4.7 各种工况下校核 17
结 论 19
致 谢 20
参考文献 21
附 录 22
1 绪论
1.1 研究背景及意义
汽车悬架的主要部件有很多，其中弹簧、减震器和导向机构是几个比较关键的部件，此外连接车架和车轴之间所有的零部件也包含在内。在车辆遇到条件恶劣的路况时，汽车悬架起到了保证车身和车轮之间有弹性支撑的作用，可以有效减弱在行驶过程中产 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
生的振动，以便实现能够平稳驾驶汽车的目的，满足了提高汽车行驶速度的要求。
悬架是汽车上的一个重要部件，车辆能否平顺行驶、稳定操作以及能否保证以一定的驾驶速度行驶，这些都受到汽车悬架很大程度的影响。于是，我们希望通过研究设计汽车悬架来重新设计出一款能够保证行驶安全与舒适性的悬架。
我们通过区分导向机构的结构，可以将常见的汽车悬架分为独立悬架与非独立悬架两种。非独立悬架使用一体式或刚性梁来连接车身左右两边的车轮，当某一边的车轮经过凸起的地方时会影响到另一边的车轮。反之独立悬架则不使用刚性梁，车轮通过断开式车桥连接到车身上。
汽车悬架设计会对车辆平顺性和操纵稳定性产生较大的改变，车辆怎样在面对各种行驶路况的时候提高舒适性，是我们在设计悬架时需要重点考虑的方面。一个好的悬架能够在很大程度上减弱车身振动，提升乘客在乘坐时的舒适感受，同时也会使车辆提升一个档次[1]。
1.2 国内外发展状况及发展趋势
经过科研人员多年的研究发展，汽车悬架技术在发达国家有了很大的突破，钢板弹簧悬架是最早使用的汽车悬架，后来为了提高车辆的乘坐舒适性，设计师在钢板弹簧的基础上增加了气囊，直到被动空气悬架的出现，悬架技术再一次得到了巨大的提升，如今主动空气悬架由于它良好的减振效果成为了这阶段最好的汽车悬架。虽然汽车悬架的研究一直在进行，悬架技术也在不断改进，但是钢板弹簧悬架凭借其结构简单、成本低等优势，使得如今很多发达国家任然在使用钢板弹簧悬架，而由于我国汽车技术落后于发达国家且生活水平一般，钢板弹簧悬架在国产车上的应用范围依旧很广。板弹簧悬架虽然使用的历史悠久，但是由于它结构简单、价格低廉，现在市场上还有很大的需求。根据以上因素分析可知，我国钢板弹簧的需求很大，因此它在市场上的竞争压力很大。
在研究分析了国外载货汽车钢板弹簧技术之后，我们可以从里面总结出的国外汽车钢板弹簧悬架技术优势与趋势如下：
（1）性能高。通过对某些橡胶原件的使用，我们可以利用降低弹簧偏频的方法来提高车辆的行驶平顺性，使钢板弹簧悬架的性能大大提高。又因为钢板弹簧悬架工艺简单，在压缩制造成本的情况下还能保持较好的性能水平，所以这些优点让钢板弹簧悬架在悬架技术不断发展的今天任然保持着活力，同时新的技术也不会一下子把钢板弹簧技术给替换掉。
（2）应力高。材料制造工艺的提高在很大程度上帮助钢板弹簧提高自己可以承载的极限应力。凭借极限应力的优势，我们在设计悬架的时候可以通过选用更大的钢板弹簧工作应力。
（3）轻量化。高应力钢板弹簧与普通的钢板弹簧的成本基本一致，但可以有效节省材料，降低车身重量。降低钢板弹簧的重量之后，可以节约钢材的消耗，货车可以装更多的货物，大大提高了经济效益。
（4）结构异型化。为了增加悬架的可靠性、提高钢板弹簧的性能，在设计时可以使用一些结构复杂的特殊设计，但是这种做法会提高制作的工艺和成本。
中国的汽车产业只有坚持自主开发，才能在日益激烈的国际市场上保持良好的发展趋势。虽然我国的汽车产业已经形成了一些规模，但是相对于国外来说还是远远不够的，我国的汽车产业在面对竞争日益激烈的国际汽车市场时还需要付出更多的努力。我国对轻型载货汽车的需求量较大，而悬架在轻型载货汽车上起着十分重要的作用，所以为了满足市场需求，我们在设计悬架时要考虑很多的因素。因此，通过自主开发设计出结构简单、可靠性高、节约成本的汽车悬架，可以在很大程度上控制车辆的生产成本。降低汽车价格可以增强国产汽车与国外汽车的竞争力，推动我国汽车经济的发展。汽车产业的发展与悬架技术息息相关，因此要想在汽车市场占有一席之地，我们必须在对汽车悬架的研究方面投入更多的精力。
1.3 研究的主要内容
（1）通过查找参考已有的文献数据来介绍国内外钢板弹簧技术的研究现状，论述了以钢板弹簧作为弹性元件的优缺点，同时对汽车悬架的发展趋势做出了分析。
（2）简单叙述了钢板弹簧的设计依据，并介绍了是通过什么方法来确定钢板弹簧的各项参数的。
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