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1、. . . . 摘 要 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)汽車的乘坐舒適性和安全性的要求逐漸提高，因此對(duì)汽車的懸架系統(tǒng)和減振器也提出了更高的要求。本次設(shè)計(jì)題目是福田輕型貨車的前后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 所設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)的前懸架采用鋼板彈簧非獨(dú)立式懸架，后懸架是由主副簧組成，也是鋼板彈簧非獨(dú)立式懸架。然后對(duì)主要性能參數(shù)進(jìn)行確定，在前懸的設(shè)計(jì)中首先設(shè)計(jì)了鋼板彈簧，包括彈簧斷面形狀的選擇，材料和許用應(yīng)力的校核，和方案布置的設(shè)計(jì)，還有減振器的選擇。在后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要對(duì)主副鋼板彈簧進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 最后采用M

2、ATLAB軟件對(duì)懸架系統(tǒng)的平順性進(jìn)行了編程分析，目的是判斷所設(shè)計(jì)的懸架平順是否滿足要求。結(jié)論是沒(méi)有不舒適性。因而對(duì)提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和操縱穩(wěn)定性是有利的。 關(guān)鍵詞：懸架設(shè)計(jì)；鋼板彈簧；平順性；貨車 Abstract With the development of the Automobile industry, people have been promoting the requirement for the safety and ride comfort quality of the vehicle. As a result, there is a high

3、er demand on the suspension and the shock absorber system of the vehicle. The title of this thesis is the design of front and rear suspension systems ofFukudal truck. The front suspension system is the leaf spring, dependent suspension. The rear suspension system consists of the main spring and the

4、 helper spring and it is also the leaf spring, dependent suspension. In the procedure of the design we made certain the structural style of the suspension system in the first, then we made certain the main parameters. In the design of the front suspension we designed the leaf spring firstly, includi

5、ng the selection of section shape of leaf spring, material and allowable stress and the design of scheme, moreover the design of shock absorber. In the design of rear suspension we carried out the design of the main spring and the helper spring. In the final design stage, the MATLAB software is use

6、d to analyze the ride comfort of the suspension system by programming. The aim is whether suspension ride quality meets to the performance requirement. The results indicate that there is no uncomfortableness for the car on road. Therefore, it is helpful for the dynamical, economical and handling per

7、formances of the vehicle. Key words:Suspension Design; Leaf spring; Ride Comfort;Truck 目 錄 第1章 緒論1 第2章 懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與分析3 2.1 懸架的功能和組成3 2.2 汽車懸架的分類3 2.3 懸架的設(shè)計(jì)要求4 2.4 懸架主要參數(shù)4 2.4.1 懸架的靜撓度與剛度5 2.4.2 懸架的動(dòng)撓度5 2.4.3 懸架彈性特性5 2.4.4 懸架側(cè)傾角剛度與其在前、后軸的分配7 2.4.5 鋼板彈簧結(jié)構(gòu)7 第3章前后懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8 3.1前懸架

8、系統(tǒng)設(shè)計(jì)8 3.1.1鋼板彈簧的設(shè)計(jì)8 3.1.2.鋼板彈簧的驗(yàn)算9 3.2后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)12 3.2.1主、副鋼板彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)12 3.2.2鋼板彈簧的驗(yàn)算14 第4章減振器設(shè)計(jì)16 4.1減振器分類16 4.2前后懸架減振器計(jì)算16 4.2.1相對(duì)阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù)16 4.2.2最大卸荷力17 4.2.3工作缸直徑17 第5章平順性分析和編程19 5.1平順性的概念19 5.2平順性的評(píng)價(jià)方法19 5.3平順性的分析20 第6章結(jié)論24 參考文獻(xiàn)25 致26 附錄Ⅰ：程序27 附錄Ⅱ：外文資料30 附錄Ⅲ：中文翻譯33 33 / 36

9、 第1章 緒 論 懸架是汽車的車架與車橋之間的一切傳力連接裝置的總稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架，緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適，使汽車在行駛中保持穩(wěn)定的姿勢(shì)，改善操縱穩(wěn)定性；同時(shí)懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力和側(cè)向反力以與這些力所造成的力矩，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對(duì)車架跳動(dòng)時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪運(yùn)動(dòng)軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)的導(dǎo)向作用。 懸架是汽車中的一個(gè)重要組成部分，它把車架與車輪彈性地連接起來(lái)，關(guān)系到汽車的多種使用性能。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

10、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”以與左右側(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。 現(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展迅速，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。按控制形式不同分為被動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。目前多數(shù)汽車上都采用被動(dòng)懸架，汽車姿態(tài)只能被動(dòng)地取決于路面與行駛狀況和汽車的彈性元件，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以與減振器這些機(jī)械零件。20世紀(jì)80年代以來(lái)主動(dòng)懸架開(kāi)始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)中。主動(dòng)懸架可以能動(dòng)地控制垂直振動(dòng)與其車身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況

11、自動(dòng)調(diào)整懸架剛度和阻尼 現(xiàn)代汽車對(duì)平順性和操縱穩(wěn)定性和舒適性的要求越來(lái)越高，已成為衡量汽車性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。 懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對(duì)汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見(jiàn)懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的組成之一。 汽車的固有頻率是衡量汽車平順性的重要參數(shù)，它由懸架剛度和簧載質(zhì)量所決定。人體所習(xí)慣的垂直振動(dòng)頻率約為1～1.6Hz。車身振動(dòng)的固有頻率應(yīng)接近或處于人體適應(yīng)的頻率圍，才能滿足舒適性要求。在懸架垂直載荷一定時(shí)，懸架剛度越小，固有頻率就越低，但懸架剛度越小，載荷一定時(shí)懸架垂直變形就越大。這樣若沒(méi)有足夠大的限位行程，就可能會(huì)撞擊限位塊。若固有頻率選取過(guò)

12、低，很可能會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)點(diǎn)頭，轉(zhuǎn)彎側(cè)傾角大，空載和滿載車身高度變化過(guò)大。一般貨車固有頻率是1.5～2Hz，旅行客車1.2～1.8Hz，高級(jí)轎車1～1.3Hz。另外，當(dāng)懸架剛度一定時(shí)，簧載質(zhì)量越大，懸架垂直變形也越大，而固有頻率越低?？哲嚂r(shí)的固有頻率要比滿載時(shí)的高?；奢d質(zhì)量變化圍大，固有頻率變化圍也大。為了使空載和滿載固有頻率保持一定或很小變化，需要把懸架剛度做成可變或可調(diào)的。影響汽車平順性的另一個(gè)懸架指標(biāo)是簧載質(zhì)量?；奢d質(zhì)量分為簧上質(zhì)量與簧下質(zhì)量?jī)刹糠?，由彈性元件承載的部分質(zhì)量，如車身、車架與其它所有彈簧以上的部件和載荷屬于簧上質(zhì)量m。車輪、非獨(dú)立懸架的車軸等屬于簧下質(zhì)量，也叫非簧載質(zhì)量M。如果減

13、小非簧載質(zhì)量可使車身振動(dòng)頻率降低，而車輪振動(dòng)頻率升高，這對(duì)減少共振，改善汽車的平順性是有利的。非簧載質(zhì)量對(duì)平順性的影響，常用非簧載質(zhì)量和簧載質(zhì)量之比m/M進(jìn)行評(píng)價(jià)。 影響汽車平順性的另一重要指標(biāo)是阻尼比，此值取大，能使振動(dòng)迅速衰減，但會(huì)把路面較大的沖擊傳遞到車身，值取小，振動(dòng)衰減慢，受沖擊后振動(dòng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，使乘客感到不舒服。為充分發(fā)揮彈簧在壓縮行程中作用，常把壓縮行程的阻尼比設(shè)計(jì)得比伸小。 懸架的側(cè)傾角剛度與前后匹配是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。當(dāng)汽車受側(cè)向力作用發(fā)生車身側(cè)傾，若側(cè)傾角過(guò)大，乘客會(huì)感到不安全，不舒適，如側(cè)傾角過(guò)小，車身受到橫向沖擊較大，乘客也會(huì)感到不適，司機(jī)路感不好。所

14、以，整車側(cè)傾角剛度應(yīng)滿足：當(dāng)車身受到0.4g側(cè)向加速度時(shí)，其側(cè)傾角在2.5°～4°圍，汽車有一定不足轉(zhuǎn)向特性，前懸架側(cè)傾角剛度應(yīng)大于后懸架側(cè)傾角剛度。一般前懸架側(cè)傾角剛度與后懸架側(cè)傾角剛度比應(yīng)在1.4～2.6圍，如前后懸架本身不能滿足上述要求，可在前后懸架中加裝橫向穩(wěn)定桿，提高汽車操縱穩(wěn)定性。 第2章 懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與分析 2.1 懸架的功能和組成 懸架系統(tǒng)主要功能： (1) 對(duì)不平路面所造成的沖擊和振動(dòng)等，具有緩和和衰減的作用，從而保證乘客的舒適和貨物的完好，并提高駕駛穩(wěn)定性。 (2) 將路面與車輪之間的摩擦所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力傳輸?shù)降妆P和車身。 (3) 支承車橋上的車身，

15、并使車身與車輪之間保持適當(dāng)?shù)膸缀侮P(guān)系。 典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以與減震器等組成，個(gè)別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以與扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車則使用空氣彈簧，貨車常采用鋼板彈簧。 2.2 汽車懸架的分類 為適應(yīng)不同車型和不同類型車橋的需要，懸架有分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架。 獨(dú)立懸架是兩側(cè)車輪分別獨(dú)立地與車架彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運(yùn)動(dòng)不直接影響到另一側(cè)車輪，獨(dú)立懸架所采用的車橋是斷開(kāi)式的。這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨(dú)立懸架允許前輪有大的跳動(dòng)空間，有

16、利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時(shí)獨(dú)立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。但獨(dú)立懸架成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 非獨(dú)立懸架特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨(dú)立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時(shí)懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。 其主要特點(diǎn)是： （1）組成懸架的構(gòu)件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修，經(jīng)濟(jì)性好。 （2）堅(jiān)固耐用，適合重載。 （3）轉(zhuǎn)彎時(shí)車身傾斜度小。 （4

17、）車輪定位幾乎不因其上下運(yùn)動(dòng)而改變，所以輪胎磨損較少。 （5）側(cè)傾中心位置較高，有利于減小轉(zhuǎn)向時(shí)車身的側(cè)傾角。 所以本次設(shè)計(jì)中福田輕型貨車選用的是非獨(dú)立懸架。 2.3 懸架的設(shè)計(jì)要求 懸架與汽車的多種使用性能有關(guān)，在懸架的設(shè)計(jì)中應(yīng)該滿足以下性能要求： （1）保證汽車有良好的行駛平順性。 （2）具有合適的衰減振動(dòng)能力。 （3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。 （4）汽車制動(dòng)或加速時(shí)能保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，即點(diǎn)頭或后仰；轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適。 （5）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小。 （6）可靠的傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩。在滿足零部件質(zhì)量小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。

18、 2.4 懸架主要參數(shù) 根據(jù)懸架在整車中的作用和整車的性能要求，懸架首先應(yīng)保證有良好的行駛平順性，這是確定懸架主要性能參數(shù)的重要依據(jù)。 汽車的前、后懸架與簧載質(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主要參數(shù)之一。懸架固有頻率選取的主要依據(jù)是“ISO2631《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》”，固有頻率取值與人步行時(shí)身體上下運(yùn)動(dòng)的頻率接近。此外，前后懸架的固有頻率接近可以避免產(chǎn)生較大的車身角振動(dòng)，的汽車高速通過(guò)單個(gè)路障時(shí)引起的車身角振動(dòng)小于的汽車。故本次設(shè)計(jì)選取的汽車前后部分的車身固有頻率、分別為, 已知設(shè)計(jì)參數(shù)： 整車質(zhì)量：滿載：，空載： 質(zhì)心位置： 非簧載質(zhì)量: ,

19、 輪距： 由已知參數(shù)確定初始條件： 空載靜止時(shí)汽車前、 后軸（橋）負(fù)荷、； 滿載靜止時(shí)汽車前、 后軸（橋）負(fù)荷、； 簧下部分荷重、。 滿載時(shí)單個(gè)鋼板彈簧的載荷： , 滿載時(shí)單個(gè)鋼板彈簧的簧載質(zhì)量： 2.4.1 懸架的靜撓度與剛度 懸架的靜撓度是指滿載靜止時(shí)懸架上的載荷與此時(shí)懸架剛度之比，即。 因現(xiàn)代汽車的懸掛質(zhì)量分配系數(shù)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，汽車前、后部分車身的固有頻率和可用下式表示 ； （1） 式中，、為前、后懸架的剛度；為前、后懸架的簧上質(zhì)量（）。 懸架的彈性特性為線性變化時(shí)，前

20、、后懸架的靜撓度可用下式表示 1； 式中，為重力加速度, 。將、代入式（1）得到 所以 懸架剛度 2.4.2 懸架的動(dòng)撓度 懸架的動(dòng)撓度是指從滿載靜平衡位置開(kāi)始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允的最大變形時(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。所以，對(duì)于貨車，取，所以，。 2.4.3 懸架彈性特性 懸架受到的垂直外力與由此所引起的車輪中心相對(duì)于車身位移（即懸架的變形）的關(guān)系曲線，稱為懸架的彈性特性。 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)懸架變形與所受垂直外力之間成固定的比例變化時(shí)，彈性特性為一直

21、線，稱為線性彈性特性，此時(shí)懸架剛度為常數(shù)。當(dāng)懸架變形與所受垂直外力之間不成固定的比例變化時(shí)，則稱為變剛度，其彈性特性為一曲線，稱為非線性彈性特性。 （1）前懸架常剛度 前懸架承載輕且載荷變化不大，所以設(shè)計(jì)為常剛度的，鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的彈性特性可視為線性的（如圖2-1）。 圖2-1 常剛度懸架彈性特性曲線示意圖 （2）后懸架變剛度 福田輕型貨車后懸架采用主、副簧結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧。其懸架的彈性特性曲線如圖2-2所示。載荷小時(shí)副簧不工作，當(dāng)載荷達(dá)到一定值時(shí)副簧與主簧接觸，開(kāi)始與主簧共同工作。 圖2-2 變剛度懸架彈性特性曲線示意圖 2.4.4 懸架側(cè)傾角剛度與其在前、后軸的分配

22、 懸架側(cè)傾角剛度系指簧上質(zhì)量產(chǎn)生單位側(cè)傾角時(shí)，懸架給車身的彈性恢復(fù)力矩。它對(duì)簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。側(cè)傾角過(guò)大或過(guò)小都不好。福田貨車車身側(cè)傾角選為。 此外，還要求汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，在的側(cè)向加速度作用下，前、后輪側(cè)偏角之差應(yīng)當(dāng)在圍。而前、后懸架側(cè)傾角剛度的分配會(huì)影響前、后輪的側(cè)偏角大小，從而影響轉(zhuǎn)向特性，設(shè)計(jì)還要考慮懸架側(cè)傾角剛度在前、后軸上的分配。所以前、后懸架側(cè)傾角剛度的比值為/。 2.4.5 鋼板彈簧結(jié)構(gòu) 1.葉片的斷面形狀：標(biāo)準(zhǔn)型矩形斷面。 圖2-3 矩形斷面 2.葉片的端部結(jié)構(gòu)：矩形。 圖2-4 矩形葉片 3.鋼板彈簧端部的支承型式：上卷耳型式。 4.吊

23、耳與鋼板彈簧銷結(jié)構(gòu)：分體式。 第3章 前后懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1前懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì) 前懸架由前鋼板彈簧和減振器組成。 鋼板彈簧中部用兩個(gè)U型螺栓固定在前橋上。彈簧兩端的卷耳孔中壓入襯套。前端卷耳用鋼板彈簧銷與前支架相連，形成固定的鉸鏈支點(diǎn)，與車架連起來(lái)；后端卷耳則通過(guò)吊耳銷與用鉸鏈掛在后支架上可以自由擺動(dòng)的吊耳相連，與車架連起來(lái)。從而保證了彈簧變形時(shí)兩卷耳中心線間的距離有改變的可能。鋼板彈簧工作時(shí)，越靠近中間受到的彎曲力矩越大，為了充分利用材料并有足夠的強(qiáng)度和彈性，鋼片長(zhǎng)度由上到下逐漸縮短。并且各片的彎度是不等的，鋼片越長(zhǎng)彎度越小，這樣裝配后在工作時(shí)可以減小主片所受負(fù)荷，使各片

24、負(fù)荷均勻接近。 減振器為液力雙作用筒式減振器。減振器在拉伸和壓縮過(guò)程中，通過(guò)復(fù)原閥和壓縮閥與其相應(yīng)的節(jié)流系統(tǒng)產(chǎn)生阻尼力，從而使鋼板彈簧的振動(dòng)速度衰減以改善汽車的行駛平順性。減振器通過(guò)連接銷、上支架、下支架以與其橡膠襯套分別與車架和前軸連接，并且向后傾斜十度。 3.1.1鋼板彈簧的設(shè)計(jì) 1.鋼板彈簧的布置方案 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，所以只在極少數(shù)汽車上應(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，故本次設(shè)計(jì)采用縱置，鋼板彈簧布置在車架正下方。 縱置鋼板彈簧又有對(duì)稱與不對(duì)稱式之分。鋼板彈簧中

25、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。福田貨車采用對(duì)稱式鋼板彈簧。 2.鋼板彈簧主要參數(shù)的確定 （1）滿載弧高 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。用來(lái)保證汽車具有給定的高度。取。 （2）鋼板彈簧長(zhǎng)度的確定 鋼板彈簧長(zhǎng)度是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。 （3）鋼板彈簧斷面寬度與厚度的確定 鋼板彈簧的總慣性矩 式中，—U形螺栓中心距，取 —U形螺栓夾緊彈簧后的無(wú)效長(zhǎng)度系數(shù)，取 —前鋼板彈簧垂直剛度，= —撓

26、度系數(shù), —材料的彈性模量， 又因?yàn)椋?，取寬度，則可得單片厚度，取，，在之間，符合條件。 （4）.鋼板彈簧總截面系數(shù) 鋼板彈簧總截面系數(shù) 式中，—許用彎曲應(yīng)力， 3.鋼板彈簧各片長(zhǎng)度的確定 前懸架板簧選擇片。 在選擇各葉片長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)盡量使應(yīng)力在片間和沿片長(zhǎng)的分布合理，以達(dá)到各片壽命接近并節(jié)省材料、減小板簧質(zhì)量的目的。 確定各葉片長(zhǎng)度的方法有作圖法和計(jì)算法。本次設(shè)計(jì)采用計(jì)算法，確定了鋼板彈簧總長(zhǎng)之后，再確定最短片鋼板彈簧的長(zhǎng)度，其確定方法是比U型螺栓直接的距離梢大。這二者確定好之后就可利用等比數(shù)列，使各彈簧長(zhǎng)度差相等。 3.1.2.鋼板彈簧的驗(yàn)算 1.鋼板彈簧

27、的剛度驗(yàn)算 由于有關(guān)撓度增大系數(shù)、慣性矩、片長(zhǎng)和葉片端部形狀等的確定不夠準(zhǔn)確，所以要驗(yàn)算剛度。用共同曲率法來(lái)計(jì)算剛度。假定同一截面上各片曲率變化值一樣，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： 其中 ， ， 式中， —經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)， —材料的彈性模量， —主片和第片的一半長(zhǎng)度。 驗(yàn)算結(jié)果：，其誤差在以，滿足條件。 2.鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高與曲率半徑計(jì)算 （1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 式中，為靜撓度 ；為滿載弧高； 為鋼板彈簧總成用U

28、型螺栓加緊后引起的弧高變化， 為U型螺栓中心距；為鋼板彈簧主片長(zhǎng)度。 == （2）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 3.鋼板彈簧總成弧高的核算 鋼板彈簧總成弧高為 鋼板彈簧總成弧高與鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高，其驗(yàn)算結(jié)果接近，故滿足要求。 4.鋼板彈簧的強(qiáng)度驗(yàn)算 （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 式中，—作用在前輪上的垂直靜載荷, —制動(dòng)時(shí)前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù), —道路附著系數(shù), —鋼板彈簧前、后段長(zhǎng)度, —鋼板彈簧總截面系數(shù), —彈簧固定點(diǎn)到路面的距離, ，合格 （2）鋼板彈簧卷耳的強(qiáng)度

29、核算 卷耳處所受應(yīng)力是由彎曲應(yīng)力和壓（拉）應(yīng)力合成的應(yīng)力，即 式中，—沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力, —卷耳徑, —鋼板彈簧寬度, —主片厚度, []—許用應(yīng)力，[] 合格 （3） 鋼板彈簧銷強(qiáng)度計(jì)算 為滿載靜止時(shí)彈簧端部的載荷, = ； 為卷耳處葉片寬； 為鋼板彈簧銷直徑，取 ，合格 3.2后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì) 后懸架由鋼板彈簧和減振器組成。 后鋼板彈簧由主副鋼板彈簧組成，主簧4片，副簧3片。連接方法：副鋼板彈簧裝在主鋼板彈簧的下方。主副鋼板彈簧在中心處用中心螺栓連接一體，主簧4 片由夾箍全部夾緊，副簧3片則是自由狀態(tài)。主副簧整體中部用蓋板和

30、U型螺栓固定在后橋殼上，板簧縱置且布置在車架之外。后鋼板彈簧通過(guò)銷、連接板將前端卷耳與車架相連接，形成固定旋轉(zhuǎn)支承端；后卷耳通過(guò)吊耳銷、吊耳、支架銷和后支架與車架連接，形成擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)支承端。后懸架總成承受并傳遞各方向的力和力矩。當(dāng)汽車裝載質(zhì)量較小時(shí)，主簧單獨(dú)工作，當(dāng)載荷達(dá)到一定值時(shí)，主副簧開(kāi)始接觸，開(kāi)始共同工作。這樣可以使汽車在不同載荷下，保證鋼板彈簧既有適當(dāng)?shù)膹椥杂钟凶銐虻膹?qiáng)度。 由于后懸也是鋼板彈簧，所以計(jì)算步驟如同前懸，同理可得后懸參數(shù)。 3.2.1主、副鋼板彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù) 1.相關(guān)參數(shù) 空載靜止時(shí)汽車后懸單個(gè)鋼板彈簧的簧載質(zhì)量（） ①主簧單獨(dú)作用時(shí)（空載）的剛度 ②主副簧完全貼

31、合后的共同剛度 ③主副簧開(kāi)始接觸的載荷，一般應(yīng)高于空載，取 ④主副簧完全接觸對(duì)應(yīng)的載荷，一般應(yīng)小于設(shè)計(jì)載荷，取 ⑤板簧從設(shè)計(jì)載荷位置到限位塊壓死的行程， ⑥板簧空載弧高，滿載弧高 ⑦主簧片，寬度選，厚度選。主簧驗(yàn)算剛度。滿足要求。 ⑧副簧片，寬度，厚度。主副簧共同作用總驗(yàn)算剛度。滿足要求。 2.鋼板彈簧主片長(zhǎng)度的確定 3.各片長(zhǎng)度的確定 4.鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高與曲率半徑計(jì)算 （1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 式中，為靜撓度 ；為滿載弧高； 為鋼板彈簧總成用U型螺栓加緊后引起的弧高變化， 為U型螺栓中心距；為鋼板彈簧主片長(zhǎng)度。

32、 （2）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 主簧曲率半徑 副簧曲率半徑 式中：空載時(shí)作用于板簧一端的載荷， —材料的彈性模量， —主簧根部的總截面慣性矩， —主簧主片半長(zhǎng) —副簧主片半長(zhǎng) —主簧曲率半徑 求得副簧曲率半徑 3.2.2鋼板彈簧的驗(yàn)算 1. 鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算 用共同曲率法驗(yàn)算剛度。矩形截面慣性矩J=nbh3／12 式中，n為鋼板彈簧的片數(shù)，b為片寬，h為片厚。 則=7073／12=2001mm4 =27073／12+2001=6003 mm4 =12005mm4、 =20008 mm4、 =30012 mm4 =42016

33、mm4 =56023 mm4 Y=1／ Y1=0.000499 、Y2=0.0001666 、Y3=0.0000833 、Y4=0.000054 、 Y5=0.000033 、Y6=0.000024 、Y7=0.0000178 ak+1=l—lk+1 a1=90 a2=180a3=270 a4=360a5=450a6=540 a7=0 取經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)=0.91 鋼板彈簧剛度計(jì)算公式c=6E／（Yk—Yk+1）=268N/mm 所以鋼板彈簧剛度足夠 2. 鋼板彈簧的強(qiáng)度驗(yàn)算 （1）汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)，后鋼板彈簧承受的載荷最大，在其前半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力 式中，—作用

34、在后輪上的垂直靜載荷, —驅(qū)動(dòng)時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)， —道路附著系數(shù)， —鋼板彈簧片寬， —鋼板彈簧主片厚度, —鋼板彈簧前、后段長(zhǎng)度, —彈簧固定點(diǎn)到路面的距離, —鋼板彈簧總截面系數(shù), 鋼板彈簧總截面系數(shù) 式中，—許用彎曲應(yīng)力， 合格 （2）鋼板彈簧卷耳的強(qiáng)度核算 卷耳處所受應(yīng)力是由彎曲應(yīng)力和壓（拉）應(yīng)力合成的應(yīng)力，即 式中，—沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力, —卷耳徑, —鋼板彈簧寬度 —主片厚度, —許用應(yīng)力， 合格 （3） 鋼板彈簧銷強(qiáng)度計(jì)算 為滿載靜止時(shí)彈簧端部的載荷,； 為卷耳處葉片寬； 為鋼板彈簧

35、銷直徑，取 4，合格 第4章 減振器設(shè)計(jì) 4.1減振器分類 懸架中用的最多的減振器是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減振阻力，將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并散發(fā)到周圍的空氣中去，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在伸行程進(jìn)行，則把這種減振器稱為單向作用式減振器，反之稱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。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。雖然搖臂式減振器能在比較大的工作壓力（10-20MPa）條件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨損和工作溫度

36、變化的影響大而遭淘汰。筒式減振器工作壓力雖然僅為2.5-5Mpa，但由于工作性能穩(wěn)定而在現(xiàn)代汽車上得到廣泛的應(yīng)用。筒式減振器又分為單筒式和雙筒式和充氣筒式三種。雙筒液力減振器具有工作性能穩(wěn)定和噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，在乘用車上得到越來(lái)越多的應(yīng)用。 設(shè)計(jì)減振器時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足的基本要，在使用期間保證汽車的行駛平順性的性能穩(wěn)定；有足夠的使用壽命。 福田貨車選用的是雙筒式減振器 4.2前后懸架減振器計(jì)算 4.2.1相對(duì)阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù) 1.前減振器相對(duì)阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù)的確定 相對(duì)阻尼系數(shù)， 取，，杠桿比，，為懸架固有頻率。 阻尼系數(shù) 2.后減振器相對(duì)阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù)的確定 相對(duì)阻尼系數(shù)

37、， 取，，杠桿比，，為懸架固有頻率。 阻尼系數(shù) 4.2.2最大卸荷力 1.前減振器最大卸荷力的確定 為卸荷速度；為車身振幅，取；為懸架固有頻率。 最大卸荷力 2.后減振器最大卸荷力的確定 為卸荷速度；為車身振幅，取；為懸架固有頻率。 最大卸荷力 4.2.3工作缸直徑 1.前減振器工作缸直徑的確定 根據(jù)伸行程的最大卸荷力計(jì)算工作缸直徑 式中，為工作缸最大允許壓力，取，選?。粸檫B桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取，選取，所以 = 由汽車筒式減振器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（QC/T491—1999）選出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸 2.后減振器工作缸直徑的確定 根據(jù)伸

38、行程的最大卸荷力F0計(jì)算工作缸直徑 式中，為工作缸最大允許壓力，取，選??；為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取=，選取，所以 = 由汽車筒式減振器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（QC/T491—1999）選出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸 第5章 平順性分析和編程 5.1平順性的概念 汽車行駛時(shí)，路面凹凸不平和發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)均激發(fā)汽車的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)達(dá)到一定的劇烈程度，將使汽車乘員感到不舒適、疲勞甚至危與人體健康。在同一路面上以一樣車速行駛的不同汽車，由于隔振和減振性能不同，引起的振動(dòng)劇烈程度會(huì)不同。通常把汽車緩和振動(dòng)，減少對(duì)

39、乘員影響的性能以汽車的“行駛平順性”來(lái)描述，即汽車不因振動(dòng)而使乘員感到不舒適的性能稱為汽車行駛平順性。 5.2平順性的評(píng)價(jià)方法 汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)方法，通常是根據(jù)人體對(duì)振動(dòng)的生理反應(yīng)與對(duì)保持貨物完整性的影響來(lái)制訂的，并用振動(dòng)的物理量，如頻率、振幅、加速度、加速度變化率等作為行駛平順性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 目前，常用汽車車身振動(dòng)的固有頻率和振動(dòng)加速度評(píng)價(jià)汽車的行駛平順性。試驗(yàn)表明，為了保持汽車具有良好的行駛平順性，車身振動(dòng)的固有頻率應(yīng)為人體所習(xí)慣的步行時(shí)，身體上、下運(yùn)動(dòng)的頻率。它約為次/分()，振動(dòng)加速度極限值為。為了保證所運(yùn)輸貨物的完整性，車身振動(dòng)加速度也不宜過(guò)大。如果車身加速度達(dá)到，未經(jīng)固定

40、的貨物就有可能離開(kāi)車廂底板。所以，車身振動(dòng)加速度的極限值應(yīng)低于。 在綜合大量資料基礎(chǔ)上，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出了ISO 2631《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》。該標(biāo)準(zhǔn)用加速度均方根值()給出了在中心頻率振動(dòng)頻率圍人體對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的三種不同的感覺(jué)界限。我國(guó)參照ISO2631制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法》和《客車平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)與極限》。 ISO 2631用加速度均方根值給出了人體在振動(dòng)頻率圍對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的三個(gè)不同感覺(jué)界限：舒適－降低界限、疲勞－工效降低界限和暴露極限。 舒適－降低界限與保持舒適有關(guān)。在此極限，人體對(duì)所暴露的振動(dòng)環(huán)境主觀感覺(jué)良好，并能順利完成吃、讀、寫等動(dòng)作。

41、 疲勞－工效降低界限與保持工作效率有關(guān)。當(dāng)駕駛員承受振動(dòng)在此極限時(shí)，能保持正常地進(jìn)行駕駛。 暴露極限通常作為人體可以承受振動(dòng)量的上限。當(dāng)人體承受的振動(dòng)強(qiáng)度在這個(gè)極限之，將保持健康或安全。 三個(gè)界限只是振動(dòng)加速度容許值不同?！氨┞稑O限”值為“疲勞－工效降低界限”的2倍(增加)；“舒適－降低界限”為“疲勞-工效降低界限的1/3.15(降低)；而各個(gè)界限容許加速度值隨頻率的變化趨勢(shì)完全一樣。 5.3平順性的分析 為了改善車乘員的舒適感，必須降低汽車行駛中的振動(dòng)，即提高汽車的行駛平順性能。汽車在一定路面上行駛時(shí)，其振動(dòng)量（振幅、振動(dòng)速度與加速度）的大小取決于汽車的質(zhì)量、懸架剛度、輪胎剛度和阻尼

42、等結(jié)構(gòu)參數(shù)。但是，汽車振動(dòng)是一個(gè)極為復(fù)雜的空間多自由度振動(dòng)系統(tǒng)。在本次設(shè)計(jì)中，為了便于分析，把復(fù)雜的實(shí)際汽車在某些假設(shè)條件下，簡(jiǎn)化為等效振動(dòng)系統(tǒng)。 如圖4-1所示的兩個(gè)自由度振動(dòng)系統(tǒng)。此系統(tǒng)除了具有車身部分的動(dòng)態(tài)特性外，還能反映車輪部分在圍產(chǎn)生高頻共振時(shí)的動(dòng)態(tài)特性，它對(duì)平順性和車輪的接地性有較大影響，更接近汽車懸掛系統(tǒng)的實(shí)際情況。圖中，為懸掛質(zhì)量（車身質(zhì)量）；為非懸掛質(zhì)量（車輪質(zhì)量）,為彈簧剛度；為減振器阻尼系數(shù)；為輪胎剛度。 車輪與車身垂直位移坐標(biāo)為，坐標(biāo)原點(diǎn)選在各自的平衡位置，其運(yùn)動(dòng)方程為 圖5-1 車身與車輪兩個(gè)自由度振動(dòng)系統(tǒng)模型 根據(jù)力學(xué)定理，并結(jié)合圖5-1所示

43、系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程，可以得出車身加速度和車輪相對(duì)動(dòng)載的幅頻特性。 1. 車身加速度對(duì)的幅頻特性 其中為阻尼比；為剛度比；為質(zhì)量比。取 ， 。 根據(jù)此方程，利用MATLAB進(jìn)行分析可得到車身加速度的幅頻特性曲線，如圖5-2所示。 圖5-2 車身加速度的幅頻特性曲線 2. 相對(duì)動(dòng)載荷,對(duì)的幅頻特性 其中為阻尼比；為剛度比；為質(zhì)量比。取 ， 。 根據(jù)此方程，利用MATLAB進(jìn)行分析可得到車身加速度的幅頻特性曲線，如圖5—3所示。 圖5—3 相對(duì)動(dòng)載的幅頻特性曲線 以上兩組分析得出的特性曲線其規(guī)律符合要求，功率譜峰值在標(biāo)準(zhǔn)圍。根據(jù)車身加速度和車輪相

44、對(duì)動(dòng)載的幅頻特性曲線，可以得出本次設(shè)計(jì)的懸架滿足平順性要求，在相應(yīng)的工況下能保證人員的舒適與貨物的完好。 第6章 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了福田輕型貨車的懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)并對(duì)其進(jìn)行了平順性分析。 前懸架系統(tǒng)采用常剛度鋼板彈簧和減振器組成的非獨(dú)立懸架，后懸架采用了主副簧結(jié)構(gòu)變剛度鋼板彈簧和減振器組成的非獨(dú)立懸架。首先確定前后懸架的固有頻率分別為1.7Hz和2.0Hz，確定了板簧的斷面形狀。在前懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)鋼板彈簧的參數(shù)進(jìn)行了確定，確定鋼板彈簧的片數(shù)為6片等厚，

45、厚度為7mm，寬60mm，主片長(zhǎng)度為1080mm，用計(jì)算法確定出其余各片的長(zhǎng)度。接著對(duì)鋼板彈簧的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行了校核，結(jié)論滿足要求。在后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要對(duì)主副簧的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，主簧4片等厚，厚度為7mm，寬70mm；副簧3片等厚，厚度為7mm，寬70mm。主簧主片長(zhǎng)度1440mm，用作圖法確定出其余各片的長(zhǎng)度。然后對(duì)鋼板彈簧的剛度與強(qiáng)度進(jìn)行了校核，結(jié)論滿足要求。最后對(duì)減振器進(jìn)行了計(jì)算，選用液壓式雙向作用減振器，前減振器工作缸直徑40mm，后減振器工作缸直徑50mm，其工作行程均滿足懸架的動(dòng)撓度要求。 另外，本文還對(duì)所設(shè)計(jì)的懸架系統(tǒng)進(jìn)行了平順性分析，建立了車身與車輪二自由度振動(dòng)系統(tǒng)模型

46、。利用MATLAB軟件進(jìn)行編程分析，根據(jù)所列微分方程得到車身加速度和車輪相對(duì)動(dòng)載的幅頻特性曲線圖。最后得出的結(jié)論為：本次設(shè)計(jì)的懸架滿足平順性要求，在相應(yīng)的工況下能保證人員的舒適與貨物的完好。 參考文獻(xiàn) [1]惟信. 汽車設(shè)計(jì)[M]．第5版．:清華大學(xué)，2001 [2] H. W. Ruhlman and K. H. Cochey, The Hydre-matic 290-A New ManualTransmission for General Motors Light Duty Trucks[M]. SAE 872226:8890 [3] 吳宗澤．

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48、譯. 懸架元件與底盤力學(xué)[M].：人民交通，2004 [12] 策．機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．:機(jī)械工業(yè)，2004 [13] Julia Happian-Smisth.An Introduction to Modern Vehicle Design[M].2006 [14] 高樹(shù)新.汽車行駛平順性評(píng)價(jià)方法述評(píng)[M].總后汽車試驗(yàn)場(chǎng)期刊，2001,3 [15] 鴻．機(jī)械工程手冊(cè)[M]．專用機(jī)械卷（三）．第2版．:機(jī)械工業(yè)，1997 [16] 宋森. 汽車底盤維修實(shí)例[M].機(jī)械工業(yè)，2002 [17] Griffin，M.J. Evaluation of vibration with

49、 respect to human response. Warrendale PA: SAE paper[J] 860047 [18] 清華大學(xué)汽車工程系. 汽車構(gòu)造[M].人民郵電,2003.3. 致 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是立軍老師指導(dǎo)，剛來(lái)學(xué)校就聽(tīng)說(shuō)老師是名非常優(yōu)秀的老師，而且有自己的設(shè)計(jì)成果，并且長(zhǎng)年從事汽車底盤方面的研究，所以當(dāng)初毅然決然的選擇了老師為我指導(dǎo)，也非常感老師能夠選擇我，接觸老師之后果然名不虛傳，各種專業(yè)知識(shí)諳熟于心，我所問(wèn)的東西一一為我悉心解答，教會(huì)了我很多的知識(shí)，也是在老師的指導(dǎo)下順利完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)，在這里再次像老師表示感。 感工業(yè)大

50、學(xué)汽車與交通工程學(xué)院所有的老師。在前階段的課程學(xué)習(xí)和現(xiàn)階段的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，老師們都給予我很大的幫助與關(guān)懷，豐富了我的知識(shí)，開(kāi)闊了我的思路，提高了我的專業(yè)技能。 由于本人水平有限，本次設(shè)計(jì)難免有不足之處，希望各位老師多多批評(píng)和指正。 附 錄 Ⅰ： 程序 1.車身加速度幅頻特性曲線 x=0.1:0.1:20; m2=817.17; m1=40; u=m2/m1; x0=1.7; w0=2.*pi.*x0; w=2.*pi.*x; b=0.25; a=((1-(w./w0).^2).*(1+9-

51、1./u.*(w./w0).^2)-1).^2+4.*b.*b.*(w./w0).^2.*(9-(1./u+1).*(w./w0).^2).^2; d=w./w0; g=9.81; y=w.*9./g.*sqrt((1+4.*b.*b.*d.*d)./a); plot(x,y) grid xlabel('激振頻率 f/HZ'); ylabel('|Z2/q|／s-1'); title('車身加速度幅頻特性曲線'); gtext('前懸'); legend('f1=1.7, f2=2.0,r=9' ); hold on x=0.1:0.1:20; m2=1680.29;

52、 m1=60; u=m2/m1; x0=2.0; w0=2.*pi.*x0; w=2.*pi.*x; b=0.25; a=((1-(w./w0).^2).*(1+9-1./u.*(w./w0).^2)-1).^2+4.*b.*b.*(w./w0).^2.*(9-(1./u+1).*(w./w0).^2).^2; d=w./w0; g=9.81; y=w.*9./g.*sqrt((1+4.*b.*b.*d.*d)./a); plot(x,y) grid xlabel('激振頻率 f/HZ'); ylabel('|Z2/q|／s-1'); title('車身加速度幅頻

53、特性曲線'); gtext('后懸'); 2.相對(duì)動(dòng)載的幅頻特性曲線 x=0.1:0.1:15; m2=817.17; m1=40; u=m2/m1; x0=1.7; w0=2.*pi.*x0; w=2.*pi.*x; b=0.25; a=((1-w./w0).^2).*(1+9-1./u.*(w./w0).^2-1).^2+4.*b.*b.*(w./w0).^2.*(9-(1./u+1).*(w./w0).^2).^2; d=w./w0; g=9.81; y=w.*9./g.*sqrt(((d.*d./(1+u)-1).^2+4.*b.*b.*d.*d)./a

54、); plot (x,y) grid xlabel('激振頻率 f/HZ'); ylabel('|Fd/Gq|／(s.m-1)'); title('相對(duì)動(dòng)載的幅頻特性曲線'); gtext('前懸'); legend(' f1=1.7, f2=2.0,r=9' ); hold on x=0.1:0.1:15; m2=1680.2; m1=60; u=m2/m1; x0=2.0; w0=2.*pi.*x0; w=2.*pi.*x; b=0.25; a=((1-w./w0).^2).*(1+9-1./u.*(w./w0).^2-1).^2+4.*b.*b.*(w.

55、/w0).^2.*(9-(1./u+1).*(w./w0).^2).^2; d=w./w0; g=9.81; y=w.*9./g.*sqrt(((d.*d./(1+u)-1).^2+4.*b.*b.*d.*d)./a); plot (x,y) gtext('后懸'); 附 錄Ⅱ：外文資料 サスペンションの種類と形式 サスペンションの役割 サスペンションとは、車のボディとタイヤの間に取り付けられ、路面からの衝撃を緩和する裝置で、乗り心地はもちろん、走行性能や車高などを決める重要な役割をもっています。一般的な車のサスペンションは、基本的にサスペンションアーム、

56、スプリング、ショックアブソーバーの３つによって構(gòu)成されています。車に採(cǎi)用されているサスペンションはストラット、マルチリンク、ダブルウィッシュボーンの３種類と、トラックなどに採(cǎi)用されるリーフスプリングがあります。それぞれの形式にはメリットもデメリットもあり、車の性能や使い方によっていちばん最適なものが裝備されています。 固定車軸方式 サスペンションは、リジットアクスルサスペンションとも呼ばれ、左右のタイヤと１本の軸で連結(jié)されています。トラックやFF車のリヤに採(cǎi)用されることが多く、構(gòu)造が単純で耐久性もあり、コスト削減などのメリットがあります。反面、両方のタイヤが１本の軸で連結(jié)されているので、片

57、方のタイヤが受けた動(dòng)きが、もう片方のタイヤにも影響するなど路面追従性や乗り心地は悪いというデメリットがあります。 獨(dú)立懸架方式 左右のサスペンションがそれぞれ獨(dú)立して動(dòng)くシステムで、車軸式に比べてタイヤの追従性は格段に向上しています。１つのサスペンションに対して１つの機(jī)構(gòu)を設(shè)けられ、その車種に合った細(xì)かな調(diào)整が可能で、現(xiàn)在ではさまざまな車種に採(cǎi)用され、サスペンションでは主流になっている方式です。 ストラット式 ショックアブソーバーとスプリング、ロアアームで構(gòu)成され、これを考案したフォードのエンジニアの名前からマクファーソン?ストラット式とも呼ばれ、自動(dòng)車用のサスペンション方式としては現(xiàn)

58、在最も多く利用されています。 マルチリンク式 マルチリンク式は複數(shù)のアームから構(gòu)成されているサスペンションで、全てのアームが物理的に離れた存在となることで配置の自由度が増し、よりきめ細(xì)やかなセッティングが可能です。また、數(shù)本のアームによって支持することによってアライメント変化に強(qiáng)く、タイヤを路面に接地させる能力をアップさせることができます。そのため、高速領(lǐng)域で不安定になりやすい高性能FF車や、ハイパワーのFR車のトラクションを確保する目的でリアサスペンションに採(cǎi)用されることが多くなっています。 ダブルウィッシュボーン式 ダブルウィッシュボーンとは、アームがV字型をしており、鳥(niǎo)の叉骨（ウ

59、ィッシュボーン）に似ていることから名付けられました。この方式は、路面に対してほぼ水平に取り付けられた上下2本のアームによりアップライトを挾むように支える構(gòu)造になっています。 構(gòu)造上、サスペンションの剛性を確保する事が容易で、タイヤと路面の間の摩擦力（グリップ力）の変化が少ないことがメリットです。また、設(shè)計(jì)の自由度が高いことと、アライメントの微調(diào)整が可能なこともこの方式の特徴で、F1などでも採(cǎi)用されています。反面、コストが高くなることから、高級(jí)グレード、もしくは大きなボディをもつ車に採(cǎi)用される傾向にあります。 リーフスプリング リーフスプリングとは、長(zhǎng)さの違う細(xì)長(zhǎng)い板狀の鋼を何枚も重ね合わせ

60、たタイプのサスペンションで、この板がたわむことで路面からの衝撃を吸収します。丈夫で部品點(diǎn)數(shù)が少なく、スペースもとらない上に板の枚數(shù)を変更することにより、バネレートを自由に調(diào)整できるなどのメリットがあります。デメリットは乗り心地が悪いということです。重量物を積載するトラックの後部やSUVなどに多く採(cǎi)用されています。 コイルスプリング コイルスプリングはサスペンションを構(gòu)成する部品で渦巻き狀のバネのことです。このスプリングが伸び縮みすることで路面からのショックを吸収します。通常、スプリングの長(zhǎng)さが短くなると車高も下がります。また、スプリングの硬さも車には大きな影響があり、ある程度硬くすることで

61、コーナーリングなどの安定につながりますが、乗り心地はゴツゴツして悪くなります。 ショックアブソーバー ショックアブソーバーはスプリングの特性による揺り返し現(xiàn)象（周期振動(dòng)）を制御するために使用されます。スプリングは伸び縮みでショックを吸収してくれますが、力が加わるとしばらくの間、伸び縮みを繰り返してしまう性質(zhì)があります。これを抑える役目をするのがショックアブソーバーです。加減速時(shí)、旋回時(shí)の姿勢(shì)安定、また路面の不整に対する乗り心地の向上に広く利用されています。現(xiàn)在は液體の粘性抵抗を利用したオイル式のショックアブソーバーが広く普與しています エアーサスペンション。 ショックアブソーバー部分に

62、空気を利用したものがエアーサスペンションです。大型トラックなどでリーフサスペンションに変わるものとして人気が高くなっています。しかし、きわめて高価なことと、耐久性の面で劣ることから全面的普與には至っていません。また、乗用車ではやはり高級(jí)車に採(cǎi)用される場(chǎng)合が多いですが、快適な乗り心地と、乗員や荷物に関わらず常に一定の車高を確保できることが魅力です 附 錄 Ⅲ：中文翻譯 汽車懸架的種類和形式 懸架的作用 懸架是車身和輪胎之間緩解沖擊的裝置，對(duì)乘坐舒適度和汽車的性能以與平順性起到了至關(guān)重要的作用。

63、一般汽車是懸架，基本上懸架上都安裝彈性元件、減震器和穩(wěn)定桿等3種元件。現(xiàn)在汽車已經(jīng)普與，根據(jù)其優(yōu)點(diǎn)各種車所用是彈性元件不盡一樣，比如卡車用的是鋼板彈簧作為彈性元件。其他車根據(jù)其性能的要求不同還會(huì)采用其他彈性元件。 非獨(dú)立懸架 非獨(dú)立懸架是指左右兩側(cè)的車輪用一根車軸連接?？ㄜ嚭虵F（前置前驅(qū)）汽車使用的比較多，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐用，制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。與此相反兩側(cè)的車輪被一根軸連接，一側(cè)了車輪上下跳動(dòng)，另一側(cè)的車輪也會(huì)受到其影響，降低了乘坐舒適性，這是它的缺點(diǎn)。 獨(dú)立懸架 左右側(cè)懸架是各自獨(dú)立的裝置，與非對(duì)立相比，車輪的獨(dú)立性可以大大的提高。一個(gè)懸架是一個(gè)機(jī)構(gòu)，根據(jù)車型的不同懸架做出細(xì)節(jié)上的調(diào)

64、整，有很多的汽車被廣泛的使用該懸架已經(jīng)成為主流。 麥弗遜式 麥弗遜懸架是由減震器、減震彈簧和下橫臂組成的，是有福特公司一名設(shè)計(jì)師的名字命名的，麥弗遜懸架由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越的緣故，被最廣泛的使用著。 雙橫臂式 是由多個(gè)擺臂組成的懸架系統(tǒng)，因?yàn)樗奶厥獠贾檬沟米杂啥茸兓瘒鷶U(kuò)大，做出細(xì)節(jié)上的調(diào)整。另外，由于擺臂的擺動(dòng)使得輪胎附著力，為了高速能夠穩(wěn)定行駛，高性能的FF汽車被廣泛的使用。 雙叉臂式 雙叉臂是指擺臂成V字行，與鳥(niǎo)的雙叉口相似，這種形式隨著路面起伏，車輪緊貼地面跳動(dòng)，起到了很好的緩沖作用。懸架有減輕車輛與地面發(fā)生的撞擊力的優(yōu)點(diǎn)。另外，讓車輪在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)能自動(dòng)改變外傾角并且減小

65、輪距變化減小輪胎磨損，正是這一特征，被F1所采用。然而費(fèi)用就高了，在超級(jí)跑車上使用多。 多連桿式 是由多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的桿組成的位置變化的懸架。能夠有效的吸收震動(dòng)所產(chǎn)生的能量，能使車輪繞著與汽車縱軸線成一定角度的軸線擺動(dòng)，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，缺點(diǎn)是乘坐舒適度不夠。被卡車和SUV所采用。 螺旋彈簧 螺旋彈簧是懸架系統(tǒng)的組成部分。螺旋彈簧的壓縮和拉伸能夠有效的吸收路面的沖擊。隨著彈簧的變短車身高度也會(huì)下降。另外彈簧的剛度對(duì)車產(chǎn)生很多影響，有一定程度剛度大的會(huì)使車身穩(wěn)定，但乘坐舒適性下降。 減震器 減震器的特性是利用它控制余震現(xiàn)象（周期震蕩）彈簧在伸縮的時(shí)候吸收了沖擊力，抑制了反復(fù)震蕩。對(duì)提高乘坐舒適性有很多提高，目前是利用有粘度的液體作為阻尼介質(zhì)，雙作用式減震器被廣泛的使用。 空氣懸架 空氣懸架，減震器部分采用空氣減震器。已經(jīng)很受重型卡車的歡迎。然而，這個(gè)非常昂貴，而且耐用性也是技術(shù)瓶頸。此外，這往往是高級(jí)轎車的專利，可調(diào)高度可以保證乘坐舒適性。 福田輕型貨車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì) Suspension System Design of Fukuda light truck