农用车辆悬架系统优化设计(附件)【字数：8858】
指导教师 王海青 摘 要悬架是汽车上的重要总成之一。它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来。其有三种主要任务，第一是传递车轮和车架的力和力矩；第二是减轻行驶产生的冲击，衰减由此产生的振动，保证平顺性；第三是保证车轮的运动特性，保证操纵稳定性。本文先介绍了悬架的国外发展，和国内发展现状。然后对悬架的结构进行分析，结合本文课题农用车，选择东风多利卡D6车型，进行钢板弹簧的设计并选择配件，之后对悬架的主要参数进行确定，再通过弹性元件计算，确定钢板的长度及曲率半径等数据，验算强度和刚度，最后用CAD和UG进行画图和装配。最后设计出的钢板弹簧满足以下设计要求良好的行驶平顺性；具有合适的衰减振动的能力；良好的操纵稳定性；制动和加速时，车身稳定；良好的隔声效果；结构紧凑，占用空间小；有足够强度和寿命。
目 录
第一章 概述 1
1.1课题研究背景 1
1.2国外研究概况 1
1.3国内研究概况 1
1.4研究意义 1
1.5研究方法 1
第二章 悬架结构及附件选择 3
2.1非独立悬架和独立悬架 3
2.2独立悬架结构形式分析 3
2.3非独立悬架结构形式分析 4
2.4悬架结构形式的选型 6
2.5悬架系统各主要零部件选型 6
2.5.1簧片截面选择 6
2.5.2叶片端部形状选择 7
2.5.3吊耳及弹簧销的选用 8
2.5.4卷耳及衬套的选择 8
2.5.5减振器的选用 8
2.5.6钢板弹簧U形螺栓的选用 9
2.5.7中心螺栓的选用 9
2.5.8弹簧夹的选用 9
第三章 悬架主要参数的确定 10
3.1悬架静挠度和动挠度的选择 10
3.2悬架弹性特性 11
3.3后悬架主、副簧刚度的分配关系 12
3.4悬架侧倾刚度选择及其分配 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
13
第四章 弹性元件的计算 14
4.1钢板弹簧的布置方案 14
4.2主片长度 14
4.3后悬架非簧载质量 14
4.4钢板断面尺寸及片数的确定 14
4.5多片长度的确定 16
4.6钢板弹簧的刚度验算 17
4.7弹簧总成的弧高及曲率半径计算 18
4.7.1弹簧总成自由弧高的确定 18
4.7.2各片簧片曲率半径的确定 19
4.8钢板弹簧总成弧高的核算 20
4.9钢板弹簧的强度验算 21
4.10钢板弹簧卷耳强度验算 22
第五章 设计建模 23
结束语 26
致谢 27
参考文献 28
概述
1.1课题研究背景
全世界的汽车工业正在快速发展，而我国又面临着工艺落后，技术缺乏等问题。我国如果想要在汽车产业上加速发展，并使之成为我国未来重要的产业之一的话，就必须对汽车工业的技术进行升级，并转变生产方式。
再加上人们对汽车舒适性和操控性的要求越来越高，又因为悬架系统对舒适性和操控性的影响至关重要，所以全世界悬架系统的设计研发呈现快速发展的趋势。而国内为了降低成本，制造的材料都比较一般，结构设计也相对简单，加工工艺也比较落后，再加底盘调校技术的巨大差异，导致整车行驶过程中的舒适性和驾驶乐趣大大降低。因此需要我们在悬架用料的选择，悬架结构的设计以及底盘的调试等方面付出更多的努力。
1.2国外研究概况
传统经典方法有两种：
第一种是共同曲率法。其方法是：对钢板弹簧进行了刚度验算和应力分析，提出如下假设：钢板弹簧在任何载荷作用下，各片之间在整个长度上是完全贴合的，且同一截面上各片曲率相同。
第二种是集中载荷法。其假设是：钢板弹簧在任何载荷作用下，各片之间只在端部和根部无摩擦接触。集中载荷法的假设，与现实中钢板弹端部磨损严重的实际更加吻合，比共同曲率法更好。
1.3国内研究概况
钢板弹簧设计过程中，最主要任务就是设计刚度和应力，并校核他们。早期，国内学者对其都有过研究，其中不少还提出了不错的见解。当然，国内对悬架的研究要比国外晚很多，比起国外还有不足。但随着科学的发展，钢板弹簧的设计由于有限元法的应用，变得越来越精确、高效、便利。
1.4研究意义
随着科技的进步，技术的发展,人们对汽车的性能也有了更高的要求。因此悬架的优化必然也提上了议程，本设计就在对悬架知识充分了解的基础上,对农用车悬架进行优化设计。并且在设计过程中，使我对悬架设计的了解更加深入和全面。
1.5研究方法
根据课题，提出了以下研究方法：
(1)通过看书和学习等方法，收集悬架的研究成果和相关知识；
(2)确定总的策略，构思具体方案；
(3)分析悬架的设计要求，并使之符合国家标准；
(4)确定主要参数，根据设计要求，对悬架进行初步设计；
(5)确定结构方案和主要参数；
(6)对主要参数进行优化，并验算悬架的曲率、刚度和强度；
(7)绘制出模型。
悬架结构及附件选择
2.1非独立悬架和独立悬架
悬架结构可分为两类，分别是独立悬架和非独立悬架。
非独立悬架的结构特点是：左、右车轮由一根车桥相连，车轮连同车桥都挂在车架的下面。
独立悬架的结构特点是：左、右车轮都是单独悬挂在车架下面的。
/
图21 悬架结构形式简图
纵置钢板弹簧在非独立悬架中十分典型，选择它为弹性元件时兼有导向装置的作用。
其优点有：结构原理简单；设计制造容易；维修更换方便；工作稳定可靠。
其缺点有：汽车行驶平顺性较差；高速行驶操稳性较差；占用空间较大不利于其他零件的布置。
非独立悬架主要多用在载重较大的车型的悬架和特定车型。
目 录
第一章 概述 1
1.1课题研究背景 1
1.2国外研究概况 1
1.3国内研究概况 1
1.4研究意义 1
1.5研究方法 1
第二章 悬架结构及附件选择 3
2.1非独立悬架和独立悬架 3
2.2独立悬架结构形式分析 3
2.3非独立悬架结构形式分析 4
2.4悬架结构形式的选型 6
2.5悬架系统各主要零部件选型 6
2.5.1簧片截面选择 6
2.5.2叶片端部形状选择 7
2.5.3吊耳及弹簧销的选用 8
2.5.4卷耳及衬套的选择 8
2.5.5减振器的选用 8
2.5.6钢板弹簧U形螺栓的选用 9
2.5.7中心螺栓的选用 9
2.5.8弹簧夹的选用 9
第三章 悬架主要参数的确定 10
3.1悬架静挠度和动挠度的选择 10
3.2悬架弹性特性 11
3.3后悬架主、副簧刚度的分配关系 12
3.4悬架侧倾刚度选择及其分配 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
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第四章 弹性元件的计算 14
4.1钢板弹簧的布置方案 14
4.2主片长度 14
4.3后悬架非簧载质量 14
4.4钢板断面尺寸及片数的确定 14
4.5多片长度的确定 16
4.6钢板弹簧的刚度验算 17
4.7弹簧总成的弧高及曲率半径计算 18
4.7.1弹簧总成自由弧高的确定 18
4.7.2各片簧片曲率半径的确定 19
4.8钢板弹簧总成弧高的核算 20
4.9钢板弹簧的强度验算 21
4.10钢板弹簧卷耳强度验算 22
第五章 设计建模 23
结束语 26
致谢 27
参考文献 28
概述
1.1课题研究背景
全世界的汽车工业正在快速发展，而我国又面临着工艺落后，技术缺乏等问题。我国如果想要在汽车产业上加速发展，并使之成为我国未来重要的产业之一的话，就必须对汽车工业的技术进行升级，并转变生产方式。
再加上人们对汽车舒适性和操控性的要求越来越高，又因为悬架系统对舒适性和操控性的影响至关重要，所以全世界悬架系统的设计研发呈现快速发展的趋势。而国内为了降低成本，制造的材料都比较一般，结构设计也相对简单，加工工艺也比较落后，再加底盘调校技术的巨大差异，导致整车行驶过程中的舒适性和驾驶乐趣大大降低。因此需要我们在悬架用料的选择，悬架结构的设计以及底盘的调试等方面付出更多的努力。
1.2国外研究概况
传统经典方法有两种：
第一种是共同曲率法。其方法是：对钢板弹簧进行了刚度验算和应力分析，提出如下假设：钢板弹簧在任何载荷作用下，各片之间在整个长度上是完全贴合的，且同一截面上各片曲率相同。
第二种是集中载荷法。其假设是：钢板弹簧在任何载荷作用下，各片之间只在端部和根部无摩擦接触。集中载荷法的假设，与现实中钢板弹端部磨损严重的实际更加吻合，比共同曲率法更好。
1.3国内研究概况
钢板弹簧设计过程中，最主要任务就是设计刚度和应力，并校核他们。早期，国内学者对其都有过研究，其中不少还提出了不错的见解。当然，国内对悬架的研究要比国外晚很多，比起国外还有不足。但随着科学的发展，钢板弹簧的设计由于有限元法的应用，变得越来越精确、高效、便利。
1.4研究意义
随着科技的进步，技术的发展,人们对汽车的性能也有了更高的要求。因此悬架的优化必然也提上了议程，本设计就在对悬架知识充分了解的基础上,对农用车悬架进行优化设计。并且在设计过程中，使我对悬架设计的了解更加深入和全面。
1.5研究方法
根据课题，提出了以下研究方法：
(1)通过看书和学习等方法，收集悬架的研究成果和相关知识；
(2)确定总的策略，构思具体方案；
(3)分析悬架的设计要求，并使之符合国家标准；
(4)确定主要参数，根据设计要求，对悬架进行初步设计；
(5)确定结构方案和主要参数；
(6)对主要参数进行优化，并验算悬架的曲率、刚度和强度；
(7)绘制出模型。
悬架结构及附件选择
2.1非独立悬架和独立悬架
悬架结构可分为两类，分别是独立悬架和非独立悬架。
非独立悬架的结构特点是：左、右车轮由一根车桥相连，车轮连同车桥都挂在车架的下面。
独立悬架的结构特点是：左、右车轮都是单独悬挂在车架下面的。
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图21 悬架结构形式简图
纵置钢板弹簧在非独立悬架中十分典型，选择它为弹性元件时兼有导向装置的作用。
其优点有：结构原理简单；设计制造容易；维修更换方便；工作稳定可靠。
其缺点有：汽车行驶平顺性较差；高速行驶操稳性较差；占用空间较大不利于其他零件的布置。
非独立悬架主要多用在载重较大的车型的悬架和特定车型。
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