减振发电装置结构设计【字数：11758】
摘 要本课题针对研究的是一种减振发电装置的结构设计，通过在汽车减振器的活塞杆上加装一个齿条，使之与发电机上的齿轮啮合，从而来达到减振发电的功用。在汽车颠簸时，车桥与车身之间会产生相对的运动，在减振器中的活塞杆就上下运动，而活塞杆的运动再带动齿条齿轮连接的发电机的运动，这样就可以将活塞杆的直线运动转化为发电机齿轮的旋转运动，使减振器在发挥减振的作用下，还可以进行发电功能。本文对于国内外的同种产品的分析基础上，给出了减振发电装置的结构尺寸的选择、工作原理、性能参数还有减振器的缓冲结构部分的技术介绍，并进行了详细的技术介绍。
目 录
1.前言 1
1.1悬架和减振器 1
1.2减振器的发展历程和趋势 2
1.3本课题包含的内容和意义 3
2.发电减振器的结构类型及特点 4
2.1发电减振器的特点 4
2.2双筒充气式减振器 6
2.3两种减振器的特点对比 7
2.4其他减振器的特点 7
2.5小结 8
3.发电减振装置阻尼值计算 9
3.1相对阻尼系数的选择和阻尼系数的确定 9
3.1.1 悬架弹性特性的选择 9
3.2相对阻尼系数的选则 10
3.3阻尼系数的确定 11
3.4最大卸荷力的确定 12
3.5小结 13
4.发电减振器的机械结构设计 14
4.1缸筒直径的计算 14
4.1.1工作缸直径的确定 14
4.1.2储油筒直径的确定 14
4.2活塞杆的设计与计算 14
4.3减振器其他部件的设计 15
4.3.1减振器油封设计 15
4.3.2弹簧片的选择 15
5.齿轮齿条的设计计算 16
5.1齿轮齿条的参数、精度等级及材料的选择 16
5.2 齿轮齿条啮合时的端面与法面参数的计算 17
5.3 齿轮几何尺寸的计算 17
5.4 齿条几何尺寸的计算 18
6.带发电结构的减振器结构及工作原理 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
6.1 发电减振器的结构特点 19
6.1.1 发电机和减振器的连接 19
6.1.2 发电机安装的位置 19
6.1.3 齿轮齿条啮合关系 20
6.2 发电减振装置的工作原理 21
6.3 发电减振装置的优缺点及发展前景 21
参考文献 22
致谢 23
1.前言
1.1悬架和减振器
在汽车的悬架安装发电减振器是为了减轻弹簧吸收振动后反弹的震荡以及来自道路的冲击，以此来改善汽车在行进中的平顺性。当经历颠簸路面时，车身振动，从而带动与之连接的车桥，安装在减振器内部的活塞杆便会产生水平运动
带动与之啮合的发电机齿轮运动，从而发电。减振器中阻尼力是不仅仅是通过油液摩擦孔壁，还有油液中的分子自身的内摩擦所产生的。而且油液会重复着通过不同的孔来进入不同的腔室内，这样由振动产生的热能，减振器就会通过自身来排除到大气中。在相同的孔截面和油液的通道时，阻尼力不只是与车身和车架的相对速度相关，而且与油液的粘度也有关联[1]。
在减振器的使用上，我们常用双向作用筒式减振器，它是由储油缸筒与工作缸筒两部分组成。它的主要结构是流通阀和补偿阀四个阀组成，它们是一般的单向阀，它的弹簧很弱，与之相反的是卸载阀，即压缩阀和伸张阀，在弹簧刚度和预紧力上，伸张阀要比压缩阀大，在油压固定的情况下，伸张阀与它对应的常通缝隙截面积总和要比压缩阀的常通缝隙总面积要小[2]。这就导致了减振器在伸张行程的阻尼力远远大于压缩行程的阻尼力。悬架是汽车中一个不可或缺的总成，它将车轮与车架弹性的连接到一起，并在汽车行驶过程中，在弹性和阻尼元件的缓冲下，汽车在颠簸路面产生的振动也随之降低，减少了零部件因为动载荷引起的损坏，这样就有效提高了车辆的舒适性，也对汽车操纵的稳定性起到了重要的作用。在当今汽车技术中，由于工程技术在不断发展，人们对于汽车的要求也越来越严格，不仅要求汽车的乘坐舒适性，对于汽车的操控性能也有一定的要求。而阻尼力又是其中的重中之重，所以对于减振器的研究已经越发重视。阻尼力可以降低汽车在行驶中产生的振动，也能改善汽车行驶稳定性，提高了汽车的操纵性能，还能产生电能，将汽车的机械能转化为电能，提高能源的循环使用。
发电减振器在悬架中起了关键作用，它直接影响了整车在道路行驶中的平顺性和操控稳定性。筒式液力减振器是如今汽车中最常使用的减振器，在减振器工作时，它受到压缩和伸张，活塞杆便跟着上行和下移，与活塞杆上的齿条相连的发电机齿轮随之转动，使得活塞杆的直线运动转化为旋转运动。这就将减振器内的压缩油流经压缩阀和伸张阀口，从而产生阻尼现象，这种情况下的阻尼系数是不可以变动的，这就使的汽车的阻尼效果在全负荷和整个运行的工况中不能具有一个较好的效果，而带有缓冲的减振器不仅仅可以在更大范围内对汽车的侧倾性能，牵引性能以及转向反馈性能进行调节，而且还具有发电功能，使汽车的性能进一步提升。
1.2减振器的发展历程和趋势
自从上世纪三十年代初期，关于筒式液压减振器的研发就在不断发展，特别是针对于与减振器相匹配的阻尼力。刚开始，出现了摇臂式液压减振器，再到筒式液压减振器的单作用和双作用式，接着到充气式单筒和双筒式液压减振器，最后到现今的机械式或电动式阻尼可调式液压减振器。目前国内的汽车上大部分沿用的是筒式液阻减振器，它的阻尼力主要产生于油液流经空隙的节流作用。减振发电装置正是基于筒式减振器的基础上，在活塞杆上加装了齿条，与发电机上的齿轮啮合，从而设计出来的。减振器技术是在20世纪30年代出现的，在50年代后开始发展起来，将0.30.5MPa的油液充入双筒式减振器内来提高减振器的临界工作速度，再后来，出现了双筒式减振器，它使用的是底阀和活塞阀体相配合的结构，将2.02.5MPa的高压气体氮气充入浮动活塞在缸筒间一端形成的补偿室内。比起双筒式减振器，单筒式减振器的质量明显减轻，而且安装角度的时候也没有限制，缺点就是成本和制造要求的精度较高。随着科技发展，一些高档的减振器拥有自适应液压减振器，它通过激振频率和振幅来使阻尼力发生改变，根据不同路面条件和形势来调节，来优化阻尼特性，使得汽车在行驶中更舒适平稳，从而得到更好的行驶体验[3]。
目 录
1.前言 1
1.1悬架和减振器 1
1.2减振器的发展历程和趋势 2
1.3本课题包含的内容和意义 3
2.发电减振器的结构类型及特点 4
2.1发电减振器的特点 4
2.2双筒充气式减振器 6
2.3两种减振器的特点对比 7
2.4其他减振器的特点 7
2.5小结 8
3.发电减振装置阻尼值计算 9
3.1相对阻尼系数的选择和阻尼系数的确定 9
3.1.1 悬架弹性特性的选择 9
3.2相对阻尼系数的选则 10
3.3阻尼系数的确定 11
3.4最大卸荷力的确定 12
3.5小结 13
4.发电减振器的机械结构设计 14
4.1缸筒直径的计算 14
4.1.1工作缸直径的确定 14
4.1.2储油筒直径的确定 14
4.2活塞杆的设计与计算 14
4.3减振器其他部件的设计 15
4.3.1减振器油封设计 15
4.3.2弹簧片的选择 15
5.齿轮齿条的设计计算 16
5.1齿轮齿条的参数、精度等级及材料的选择 16
5.2 齿轮齿条啮合时的端面与法面参数的计算 17
5.3 齿轮几何尺寸的计算 17
5.4 齿条几何尺寸的计算 18
6.带发电结构的减振器结构及工作原理 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
6.1 发电减振器的结构特点 19
6.1.1 发电机和减振器的连接 19
6.1.2 发电机安装的位置 19
6.1.3 齿轮齿条啮合关系 20
6.2 发电减振装置的工作原理 21
6.3 发电减振装置的优缺点及发展前景 21
参考文献 22
致谢 23
1.前言
1.1悬架和减振器
在汽车的悬架安装发电减振器是为了减轻弹簧吸收振动后反弹的震荡以及来自道路的冲击，以此来改善汽车在行进中的平顺性。当经历颠簸路面时，车身振动，从而带动与之连接的车桥，安装在减振器内部的活塞杆便会产生水平运动
带动与之啮合的发电机齿轮运动，从而发电。减振器中阻尼力是不仅仅是通过油液摩擦孔壁，还有油液中的分子自身的内摩擦所产生的。而且油液会重复着通过不同的孔来进入不同的腔室内，这样由振动产生的热能，减振器就会通过自身来排除到大气中。在相同的孔截面和油液的通道时，阻尼力不只是与车身和车架的相对速度相关，而且与油液的粘度也有关联[1]。
在减振器的使用上，我们常用双向作用筒式减振器，它是由储油缸筒与工作缸筒两部分组成。它的主要结构是流通阀和补偿阀四个阀组成，它们是一般的单向阀，它的弹簧很弱，与之相反的是卸载阀，即压缩阀和伸张阀，在弹簧刚度和预紧力上，伸张阀要比压缩阀大，在油压固定的情况下，伸张阀与它对应的常通缝隙截面积总和要比压缩阀的常通缝隙总面积要小[2]。这就导致了减振器在伸张行程的阻尼力远远大于压缩行程的阻尼力。悬架是汽车中一个不可或缺的总成，它将车轮与车架弹性的连接到一起，并在汽车行驶过程中，在弹性和阻尼元件的缓冲下，汽车在颠簸路面产生的振动也随之降低，减少了零部件因为动载荷引起的损坏，这样就有效提高了车辆的舒适性，也对汽车操纵的稳定性起到了重要的作用。在当今汽车技术中，由于工程技术在不断发展，人们对于汽车的要求也越来越严格，不仅要求汽车的乘坐舒适性，对于汽车的操控性能也有一定的要求。而阻尼力又是其中的重中之重，所以对于减振器的研究已经越发重视。阻尼力可以降低汽车在行驶中产生的振动，也能改善汽车行驶稳定性，提高了汽车的操纵性能，还能产生电能，将汽车的机械能转化为电能，提高能源的循环使用。
发电减振器在悬架中起了关键作用，它直接影响了整车在道路行驶中的平顺性和操控稳定性。筒式液力减振器是如今汽车中最常使用的减振器，在减振器工作时，它受到压缩和伸张，活塞杆便跟着上行和下移，与活塞杆上的齿条相连的发电机齿轮随之转动，使得活塞杆的直线运动转化为旋转运动。这就将减振器内的压缩油流经压缩阀和伸张阀口，从而产生阻尼现象，这种情况下的阻尼系数是不可以变动的，这就使的汽车的阻尼效果在全负荷和整个运行的工况中不能具有一个较好的效果，而带有缓冲的减振器不仅仅可以在更大范围内对汽车的侧倾性能，牵引性能以及转向反馈性能进行调节，而且还具有发电功能，使汽车的性能进一步提升。
1.2减振器的发展历程和趋势
自从上世纪三十年代初期，关于筒式液压减振器的研发就在不断发展，特别是针对于与减振器相匹配的阻尼力。刚开始，出现了摇臂式液压减振器，再到筒式液压减振器的单作用和双作用式，接着到充气式单筒和双筒式液压减振器，最后到现今的机械式或电动式阻尼可调式液压减振器。目前国内的汽车上大部分沿用的是筒式液阻减振器，它的阻尼力主要产生于油液流经空隙的节流作用。减振发电装置正是基于筒式减振器的基础上，在活塞杆上加装了齿条，与发电机上的齿轮啮合，从而设计出来的。减振器技术是在20世纪30年代出现的，在50年代后开始发展起来，将0.30.5MPa的油液充入双筒式减振器内来提高减振器的临界工作速度，再后来，出现了双筒式减振器，它使用的是底阀和活塞阀体相配合的结构，将2.02.5MPa的高压气体氮气充入浮动活塞在缸筒间一端形成的补偿室内。比起双筒式减振器，单筒式减振器的质量明显减轻，而且安装角度的时候也没有限制，缺点就是成本和制造要求的精度较高。随着科技发展，一些高档的减振器拥有自适应液压减振器，它通过激振频率和振幅来使阻尼力发生改变，根据不同路面条件和形势来调节，来优化阻尼特性，使得汽车在行驶中更舒适平稳，从而得到更好的行驶体验[3]。
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