微型客貨兩用車前懸架、轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)含6張CAD圖

微型客貨兩用車前懸架、轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)含6張CAD圖,微型,客貨兩用車,懸架,轉(zhuǎn)向,設(shè)計(jì),cad 題目：微型客貨兩用車前懸架、轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)演講人：XXX客貨兩用車1轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)機(jī)械式轉(zhuǎn)向系齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的空間布置方式CAD作圖法轉(zhuǎn)向梯形非獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架如圖可以看出，非獨(dú)立懸架的車軸是一體的，而獨(dú)立懸架是相對分開的。地面的凹凸不平，對非獨(dú)立懸架影響較大，但對獨(dú)立懸架影響較小。目前大部分汽車的前懸架基本上都選取了獨(dú)立懸架系統(tǒng)，因?yàn)檫@種懸架所受路面干擾較小，是汽車行駛更為平穩(wěn)。2前懸架的設(shè)計(jì)麥弗遜式獨(dú)立前懸架THANKS謝謝老師！ 微型客貨兩用車前懸架、轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì) 摘 要 微型客貨兩用車是一種目前日常生活中常用的運(yùn)輸貨物的車型。對于個(gè)體或小型企業(yè)來說，是既能載人又能載貨的多功能車型。對于購買者而言，首先考慮的就是它的載貨空間。所以可用空間大的新型微型客貨兩用車會迅速占領(lǐng)微型客貨車輛市場。所以對新型客貨兩用車的設(shè)計(jì)需求很大，近幾年也有很多品牌推出了這種車型。本文主要設(shè)計(jì)了微型客貨兩用車的前懸架及轉(zhuǎn)向系。 本文通過完成拆裝實(shí)驗(yàn)和查找相關(guān)參考文獻(xiàn)，了解了前懸架和轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)，對微型客貨兩用車的前懸架和轉(zhuǎn)向系進(jìn)行了研究。轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)主要包括轉(zhuǎn)向系類型的選擇、轉(zhuǎn)向器類型的選擇和轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)等。本次設(shè)計(jì)的車型屬于輕型車，由于轉(zhuǎn)向時(shí)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)所需的力對于駕駛員來說不大，不需要?jiǎng)恿κ睫D(zhuǎn)向系，所以選用了機(jī)械式轉(zhuǎn)向系。本次設(shè)計(jì)采用了齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，這種轉(zhuǎn)向器的正效率高，結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低。為了節(jié)省空間，本次設(shè)計(jì)采用后置式轉(zhuǎn)向梯形。前懸架的設(shè)計(jì)主要采用了麥弗遜獨(dú)立懸架。最后對減振器和橫向穩(wěn)定器等進(jìn)行了一部分設(shè)計(jì)和研究。 關(guān)鍵字：微型客貨兩用車、轉(zhuǎn)向系、前懸架、麥弗遜式獨(dú)立懸架 Abstract ????A minivan is a vehicle that is commonly used in everyday life to transport goods. For individuals or small businesses, it is a multi-functional vehicle that can both carry people and carry goods. For buyers, the first consideration is its cargo space. Therefore, the new minivans with large available space will quickly occupy the minivan market. Therefore, there is a great demand for the design of new passenger and cargo vehicles. In recent years, many brands have introduced such models. This article mainly designed the front suspension and steering system of mini passenger and cargo vehicles. In this paper, the front suspension and steering system of the miniature passenger/cargo vehicle are studied by completing the disassembly and assembly experiment and finding relevant references to understand the structure of the front suspension and the steering system. The design of the steering system mainly includes the selection of the steering type, the selection of the steering type, and the design of the steering trapezoid. The model designed this time belongs to the light vehicle. Because the force required to turn the steering wheel during steering is not large for the driver, no power steering system is required, so the mechanical steering system is selected. This design uses a rack-and-pinion steering gear, which is highly efficient, simple in structure, and low in manufacturing cost. In order to save space, this design uses a rear-mounted steering trapezoid. The design of the front suspension mainly uses MacPherson independent suspension. Finally, a part of the shock absorber and stabilizers were designed and studied. Key words: minivan, steering, front suspension, MacPherson independent suspension 目 錄 引 言 1 第一章 參考車型數(shù)據(jù) 3 第二章 汽車轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì) 4 2.1 汽車轉(zhuǎn)向系的類型 4 2.1.1 機(jī)械式轉(zhuǎn)向系 4 2.1.2 動(dòng)力式轉(zhuǎn)向系 5 2.2機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的組成 5 2.2.1轉(zhuǎn)向器 5 2.2.2.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 6 2.3轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比 7 第三章 轉(zhuǎn)向系有關(guān)的計(jì)算及校核 9 3.1 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 9 3.1.1轉(zhuǎn)向器的效率 9 3.2力傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系 9 3.3轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的確定 10 3.4　轉(zhuǎn)向器有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 12 3.4.1轉(zhuǎn)向器齒輪設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù) 12 3.4.2齒條設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù) 13 3.5　轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核 14 3.5.1轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)與計(jì)算 14 3.5.2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)元件的強(qiáng)度校核 15 第四章 懸架結(jié)構(gòu)方案分析 18 4.1 懸架的功用 18 4.2 懸架系統(tǒng)的組成 18 4.3 懸架的類型及其特點(diǎn) 20 4.3.1非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架 20 第五章 前懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 5.1彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 5.1.1彈簧形式的選擇 23 5.1.2 彈簧參數(shù)的計(jì)算 23 5.1.3 彈簧的校核 25 5.2 減振器的結(jié)構(gòu)原理及其功用 26 5.2.1減振器的作用 26 5.2.2 減振器的結(jié)構(gòu) 27 5.2.3 減振器的工作原理 28 5.2.4 減振器主要尺寸的確定 28 5.3橫向穩(wěn)定器 29 結(jié) 論 31 參考文獻(xiàn) 32 致 謝 33 引 言 1.課題背景及設(shè)計(jì)目的 微型客貨兩用車是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ糜谳d人和運(yùn)輸貨物的一種車型。常見車型有長安之星，五菱宏光等。這種車型在我國深受小本生意家庭的喜愛，又因?yàn)樗猛緩V泛，方便實(shí)用，價(jià)格實(shí)惠所以在汽車市場銷量領(lǐng)先。因?yàn)橘徺I客貨兩用車的主要目的是運(yùn)輸貨物，所以購買者對其主要要求是有足夠的內(nèi)部空間，提高運(yùn)貨效率。同時(shí)也會考慮舒適度，排量大小等因素。 本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目的，是對汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、前懸架系統(tǒng)認(rèn)識的基礎(chǔ)上對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化并重新進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，以節(jié)省材料成本，改善汽車內(nèi)部的構(gòu)造布局，為汽車內(nèi)部提供更大空間。 2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ①汽車懸架系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 汽車懸架是連接車架（或車身）與車橋（或車輪）之間的彈性部件。懸架主要由三個(gè)基本部分組成：彈性元件、導(dǎo)向裝置和減振器[1]。汽車懸架的設(shè)計(jì)優(yōu)劣直接影響乘坐者的乘坐體驗(yàn)，所以一個(gè)優(yōu)秀的懸架結(jié)構(gòu)對汽車來說十分重要。汽車懸架系統(tǒng)的主要作用是用來提高汽車的操縱穩(wěn)定性和駕駛平順性以及行駛安全性。汽車懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究在國外隨著獨(dú)立懸架的誕生就開始了。德國Prof.J.Reimpell(耶兒森.萊暮袙爾)著的《汽車底盤基礎(chǔ)》中對汽車懸架系統(tǒng)進(jìn)行了許多測試，并從中得出許多結(jié)果數(shù)據(jù)，分析了車輪定位中各個(gè)參數(shù)的作用及其對汽車操控穩(wěn)定性的影響。上世紀(jì)80年代之后，汽車懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)開始進(jìn)行更加復(fù)雜的彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)研究。在懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)研究中，確定了車輪定位值和彈簧變形二者的關(guān)系；在彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)研究中，闡明了由于懸架構(gòu)成及其連接處是有一定彈性的，汽車行駛過程中收到的阻力和力矩也會引起的車輪定位值的改變，同時(shí)確定了部分經(jīng)典車型車輪定位參數(shù)的變化曲線，這些變化曲線都是通過大量實(shí)驗(yàn)后測得的數(shù)據(jù)得到的，可以直接用于認(rèn)定汽車懸架的操控穩(wěn)定性。我國汽車懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究相對外國比較緩慢，由我國郭孔輝編輯的 《汽車操縱穩(wěn)定性》一書，對懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)做了最全面的分析，而且在我國第一次通過側(cè)向力轉(zhuǎn)向、縱向力轉(zhuǎn)向的方式來研究懸架彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)。 ②汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究狀況 汽車轉(zhuǎn)向系機(jī)構(gòu)的作用是保持或改變汽車的行駛方向。在汽車改變方向的過程中，轉(zhuǎn)向系機(jī)構(gòu)還起到了協(xié)調(diào)各個(gè)轉(zhuǎn)向輪之間轉(zhuǎn)角關(guān)系的作用[2]。良好的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在如今車流量密集，車速快的社會環(huán)境中顯得尤為重要。年，美國通用汽車公司發(fā)明了含有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，此后開始快速進(jìn)步，導(dǎo)致動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)減小了占用空間、降低了消耗功率同時(shí)降低了大量生產(chǎn)成本。在1980年后，又出現(xiàn)了變減速比的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在這之后的幾年里，又出現(xiàn)了變流量泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)是液壓轉(zhuǎn)向中較為典型的新型系統(tǒng)。此后，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的技術(shù)突飛猛進(jìn)。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是近幾年研究出的尖端汽車電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。它的出現(xiàn)打破了常規(guī)各類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的禁錮，把方向盤和車輪之間的固定構(gòu)成轉(zhuǎn)換成使用電子技術(shù)操控車輪轉(zhuǎn)向，但現(xiàn)在這種技術(shù)并沒有參與實(shí)際應(yīng)用，只在一些概念汽車上配備。 3.設(shè)計(jì)任務(wù) ①汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù) 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)有：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)形式的選擇、轉(zhuǎn)向器的選擇、轉(zhuǎn)向梯形的計(jì)算及其布置。 ②汽車前懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù) 前懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括懸架結(jié)構(gòu)形式的選擇、彈性元件的選擇、減震器的選擇。 ③設(shè)計(jì)步驟 本次設(shè)計(jì)的車型是小排量車型，鑒于我國路面質(zhì)量的逐步提高和作用于方向盤的作用力不是很大，故在設(shè)計(jì)中采用機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 本次設(shè)計(jì)選用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，是因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn)在于：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、傳動(dòng)效率高、操作靈敏性度高。 本次設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立懸架。由于麥弗遜式懸架的特性優(yōu)秀、組成簡易、造價(jià)低廉，所以現(xiàn)在大部分汽車的前懸架形式都運(yùn)用了這種懸架方式。所以本次設(shè)計(jì)所選的結(jié)構(gòu)也是麥弗遜式懸架。  第一章 參考車型數(shù)據(jù) 本次設(shè)計(jì)的車型是微型客貨兩用車，參考車型選用長安商用車星卡，基本信息如下表所示： 表1-1 參考車型數(shù)據(jù) 型號 SC1022S4N 類型 載貨車 軸距 2500mm 箱長級別 1.4m 發(fā)動(dòng)機(jī) 東安JL466Q4 車身長度 3.86m 輪距 前輪距1280mm： 后輪距1290mm 整車重量 0.93t 額定載重 0.55t 最高車速 98Km/h 前懸 0.48m 懸架形式（前/后） 獨(dú)立懸架/非獨(dú)立懸架  第二章 汽車轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì) 由于汽車行駛需要駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)彎等操作，所以汽車需要一個(gè)專門的機(jī)構(gòu)讓汽車根據(jù)駕駛員的想法隨時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。這個(gè)機(jī)構(gòu)就是汽車轉(zhuǎn)向系。所以汽車轉(zhuǎn)向系的目的是時(shí)刻讓汽車處于正確的駕駛方向，在偏離正確方向時(shí)可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。 2.1 汽車轉(zhuǎn)向系的類型 汽車轉(zhuǎn)向系的類型按照動(dòng)力方式的分類有兩種：機(jī)械式轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系。 2.1.1 機(jī)械式轉(zhuǎn)向系 通過駕駛員控制方向盤，把駕駛員傳給方向盤的力傳給一系列機(jī)械裝置。汽車轉(zhuǎn)向的全部動(dòng)力都是由駕駛員提供的。當(dāng)汽車駕駛者想要改變汽車的駕駛方向時(shí)，駕駛員的力從方向盤，力經(jīng)過轉(zhuǎn)向器的增大和降低之后經(jīng)過轉(zhuǎn)向橫拉桿傳遞給，從而使轉(zhuǎn)向輪繞著著主軸方向旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到轉(zhuǎn)向的目的。同時(shí)，為了在汽車轉(zhuǎn)向過程中，在方向盤轉(zhuǎn)到某個(gè)角度時(shí)，這時(shí)所有車輪行進(jìn)軌跡成為平面上一個(gè)點(diǎn)的同心圓，這個(gè)點(diǎn)就是車輪的瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心，使輪胎在汽車轉(zhuǎn)彎過程中相對于地面沒有滑動(dòng)摩擦，所以設(shè)置了轉(zhuǎn)向梯形這一機(jī)構(gòu)，來調(diào)整汽車轉(zhuǎn)向時(shí)各個(gè)輪胎的偏轉(zhuǎn)角度。 2.1.2 動(dòng)力式轉(zhuǎn)向系 動(dòng)力式轉(zhuǎn)向系是利用外部動(dòng)力裝置額外提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力的，在基本的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上額外布置動(dòng)力補(bǔ)充動(dòng)力裝置，駕駛員提供給轉(zhuǎn)向一部分動(dòng)力，動(dòng)力裝置補(bǔ)充一部分動(dòng)力。動(dòng)力式轉(zhuǎn)向系主要用于大型貨車，這種車載荷大，轉(zhuǎn)向時(shí)所需的轉(zhuǎn)向力也大，所以需要借助動(dòng)力裝置。下文中通過計(jì)算說明本次設(shè)計(jì)所需轉(zhuǎn)向力不大，所以本文不涉及動(dòng)力式不做贅述。 2.2機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的組成 機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的構(gòu)成有轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三個(gè)部分。 2.2.1轉(zhuǎn)向器 轉(zhuǎn)向器的作用是使駕駛員對轉(zhuǎn)向盤的力矩傳給橫拉桿時(shí)更為明顯，抵抗車輪和地面之間的摩擦力，使車輛轉(zhuǎn)向便捷；降低轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)，完成汽車轉(zhuǎn)向；通過設(shè)置蝸輪蝸桿的螺旋方向，將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和車輛運(yùn)動(dòng)方向保持一致。 目前轉(zhuǎn)向器的形式有：齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器、蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器、蝸桿指銷式等等。最為常用的是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 圖2-1 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)圖 本次設(shè)計(jì)中選用的是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。目前國產(chǎn)轎車使用的的轉(zhuǎn)向器大多數(shù)都是這種形式。這種轉(zhuǎn)向器的缺點(diǎn)是在汽車行進(jìn)中可能會將車輪地面對其產(chǎn)生的力傳回方向盤，容易使駕駛員感到疲勞。但齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是剛性大，占用空間小，重量輕，且成本低廉，對路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏。齒輪齒條在配合運(yùn)動(dòng)時(shí)，把齒輪通過轉(zhuǎn)向桿受到的力矩轉(zhuǎn)化為齒條的水平方向的移動(dòng)，齒條直接使橫拉桿水平方向移動(dòng)，通過轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)，由節(jié)臂帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)，從而使車輪轉(zhuǎn)向。齒輪一般選用斜齒，這樣做的目的減小齒輪與齒條配合運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的縫隙，使轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)較小方向也能夠由齒條帶動(dòng)齒輪移動(dòng)，提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的靈敏度，也就減小了方向盤的曠量，使駕駛員操作轉(zhuǎn)向更為順暢。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)會使傳動(dòng)桿系構(gòu)造更為簡易，為汽車前部提供更大空間，同時(shí)也方便了駕駛員的操作，提升了駕駛安全性。 2.2.2.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) ①轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的組成 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸等。 ② 轉(zhuǎn)向盤 轉(zhuǎn)向盤也叫方向盤。由圓型的握盤、與轉(zhuǎn)向軸相連的盤轂，以及連接握盤和盤轂的輪輻組成。轉(zhuǎn)向盤的輪轂中心設(shè)有內(nèi)花鍵，與轉(zhuǎn)向軸上的外花鍵配合，使轉(zhuǎn)向盤固定在轉(zhuǎn)向軸末端，外部配合花鍵套，用以限制軸向移動(dòng)。轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部骨架所使用的材料一般是金屬，骨架的外部一般包裹著橡膠或皮革材料等。這些材料一般都比較柔軟，可以使駕駛員握方向盤時(shí)感覺操作舒適。由于轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤需要駕駛員使用一定的力，所以還需要材料有一定的粗糙度，保證方便轉(zhuǎn)動(dòng)。陽光照射的反射光會引起駕駛員的不適，所以轉(zhuǎn)向盤的材料需要具有耐磨性，還需要有耐熱性及不易反光的特性。一般輪輻數(shù)量為2-4根，采用4根輪輻時(shí)，轉(zhuǎn)向盤的強(qiáng)度高，但會影響駕駛員觀察前方儀表。本次設(shè)計(jì)采用3根輪輻。 轉(zhuǎn)向盤作為駕駛員直接操作的部件，是離駕駛員最近的部件之一。所以在汽車碰撞時(shí)很有可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向盤使駕駛員受傷。這就需要轉(zhuǎn)向盤有一定的可塑性，可以通過轉(zhuǎn)向盤骨架的變形來吸收一部分作用力。轉(zhuǎn)向盤中的慣性力矩也至關(guān)重要，需要取一個(gè)合適的數(shù)值來保證操作。慣性力矩小會使駕駛員感覺輪輕，過小會導(dǎo)致駕駛員易受到轉(zhuǎn)向盤的反力，慣性力矩過大就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向盤沉重，不易控制。一般來說方向盤的大小應(yīng)適中，太大或太小都會影響駕駛員的操作手感，太小會導(dǎo)致駕駛員需要用較大的控制轉(zhuǎn)向力；太大會占據(jù)過大的汽車內(nèi)部空間，影響駕駛員的正常操作。根據(jù)JB4 05-1986轉(zhuǎn)向盤尺寸標(biāo)準(zhǔn)，本次設(shè)計(jì)選用400mm直徑轉(zhuǎn)向盤。 ③轉(zhuǎn)向軸 轉(zhuǎn)向軸是轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器之間的連接裝置，作用是將駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤的力傳遞到轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器之間是由很多部件相連起來的。轉(zhuǎn)向軸是由兩到三部分組成的，由十字軸萬向節(jié)連接起來。采用萬向節(jié)連接，一方面是可以改變轉(zhuǎn)向軸的角度，另一方面還可以使轉(zhuǎn)向軸能有一些與水平面垂直方向上的長度變化，以達(dá)到轉(zhuǎn)向柱需要的吸能要求。這種結(jié)構(gòu)在遇到車輛碰撞時(shí)，也可以最大限度的防止方向盤對駕駛員的健康威脅。 2.3轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比關(guān)系到汽車的機(jī)動(dòng)性和操作的靈活性。有兩個(gè)部分：一是，二是。 是與同側(cè)之比，公式為： (2-1) 式中 ； ； 。 是指從 與在方向盤上的作用力之比，即 ： (2-2) 其中又由和所構(gòu)成。 越大，汽車轉(zhuǎn)向時(shí)所需要駕駛員對轉(zhuǎn)向盤提供的手力越小，操作也越簡單，在方向盤的大小一定時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)所需要使用的手力越小。但如果過大會使方向盤的操作困難，讓汽車轉(zhuǎn)一個(gè)很小的彎，就必須讓駕駛員轉(zhuǎn)一圈轉(zhuǎn)向盤，使駕駛員操作不便。所以，應(yīng)大小適中。 在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，因?yàn)闄M拉桿的位置變化會使轉(zhuǎn)向節(jié)臂的杠桿作用減小，這將會使轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限角度時(shí)，開始變得困難。解決辦法是，將設(shè)置成一個(gè)變化的參數(shù)，在齒條中心時(shí)，而在齒條外側(cè)時(shí)。角傳動(dòng)比的大小影響轉(zhuǎn)向的輕便性，大，轉(zhuǎn)向就輕便。機(jī)械轉(zhuǎn)向的角傳動(dòng)比，每種車型的都有一個(gè)固定的范圍：貨車的為，轎車的為，輕型車在之間，中性車在之間[3]。本次設(shè)計(jì)題目為微型客貨兩用車，屬于小車型，同時(shí)又具有載貨車的特點(diǎn)，所以選取中部嚙合處,兩端嚙合處。  第三章 轉(zhuǎn)向系有關(guān)的計(jì)算及校核 3.1 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 3.1.1轉(zhuǎn)向器的效率 由駕駛員對方向盤所做的功率，傳遞到轉(zhuǎn)向搖臂的，以字母代替，公式為 (3-1) 與其恰好相反，以字母代替，公式為 (3-2) 式中，；。 想要讓駕駛員操作順暢，汽車轉(zhuǎn)向時(shí)打舵比較輕，所以轉(zhuǎn)向器的正效率應(yīng)盡量高。逆效率過高會導(dǎo)致路面對車輪的影響過大，使駕駛員易受路面情況影響，產(chǎn)生方向盤“打手”現(xiàn)象，會導(dǎo)致駕駛員疲勞，所以逆效率應(yīng)盡量低。但在車輛行駛過程中，又需要保證汽車有一定的逆效率，需要讓轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤自動(dòng)回正。 ①轉(zhuǎn)向器的 影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素如下：轉(zhuǎn)向器的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。 ②轉(zhuǎn)向器的 根據(jù)逆效率大小的不同，轉(zhuǎn)向器分為可逆式、極限可逆式、和不可逆式三種[4]。 本次設(shè)計(jì)中選用的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式轉(zhuǎn)向器，的值較大，它可以使駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤后松手，方向盤自動(dòng)回到原位置，從而使車輛自動(dòng)回到正方向。這會讓駕駛員的負(fù)擔(dān)減小，同時(shí)也提升了駕駛的安全性。但是，汽車如果在顛簸路面上行駛時(shí)，車輪會將路面情況時(shí)刻傳遞回轉(zhuǎn)向盤，造成駕駛員“打手”，也會使駕駛員操作不便。這樣的影響如果路面情況一直不佳，會導(dǎo)致駕駛員精神疲憊，存在安全隱患。 3.2力傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系 轉(zhuǎn)向輪和道路產(chǎn)生的和添加到車輪上的的關(guān)系如下式： (3-3) 為，代表從和到轉(zhuǎn)向輪和之間的長度。小型車的值在倍輪胎寬度的范圍內(nèi)選取。本次設(shè)計(jì)取。 方向盤上所受到的力為 (3-4) 式中，；。 將公式(3-1)、 (3-2)代入后得到 (3-5) 不考慮摩擦的影響條件，根據(jù)牛頓第三定律，得出 (3-6) 將(3-4)代入(3-3)得出； (3-7) 由 (3-5)可知當(dāng)和不變時(shí)，大，雖然易于轉(zhuǎn)向，但，說明不夠靈活。 3.3轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的確定 為了計(jì)算汽車轉(zhuǎn)變方向時(shí)的所承受的載荷，應(yīng)求出轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向系各個(gè)部件所承受的力。但這些部件受到的力是很難通過計(jì)算求出的，也沒有辦法在實(shí)際中測量，所以需要下式為 的半經(jīng)驗(yàn)公式,即 　　　　 　 　　?。?-8) 式中，為轉(zhuǎn)向輪和道路之間的，在正常路面上的取值為，本次設(shè)計(jì)中也?。?，汽車載人載貨時(shí)，前半部分承受車輛總重的百分比為， 后半部分承受車輛總重的百分比為，此時(shí)， 式中，經(jīng)查表得； 將以上參數(shù)代入（3-8)中，得到： 。 在本次設(shè)計(jì)齒輪齒條如上文中計(jì)算得出，在中心配合時(shí)，在兩側(cè)配合時(shí)，由上面計(jì)算，當(dāng)時(shí)，代入 　 　(3-9)　　 得出 此時(shí) 當(dāng)時(shí)，代入 此時(shí) 由于駕駛員對方向盤的作用力可以達(dá)到，由上式結(jié)果得出需要駕駛員對方向盤的作用力小于。綜上得知汽車轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員需要對方向盤作用的手力不是很大。而且本次設(shè)計(jì)的總車重為，屬于輕型車，不需要很大的轉(zhuǎn)向力就可以輕松完成轉(zhuǎn)向。所以本次設(shè)計(jì)采用機(jī)械式轉(zhuǎn)向系形式，不需要其他形式的助力。 3.4　轉(zhuǎn)向器有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 3.4.1轉(zhuǎn)向器齒輪設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù) 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒輪多采用斜齒圓柱齒輪，用以減小齒輪齒條之間的接觸間隙。的取值范圍為，的取值為，本次設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向齒輪的選為。齒輪齒數(shù)的選取范圍一般為個(gè)，本次設(shè)計(jì)選用齒輪齒數(shù)為，即。齒輪齒條中部嚙合處的，兩端為，由公式： 　　　　　 (3-10)　 式中，為半徑，為半徑，為。又由公式： (3-11) 式中為，取值范圍為，本次設(shè)計(jì)取。 梯形臂長度的取值范圍是，,根據(jù)參考車型的數(shù)據(jù)，選用。 將，，代入(4-10) 得出, 因此得出。 因?yàn)椋? 所以齒輪的齒頂高為： 齒輪的齒根高為： 式中，為徑向變位系數(shù)，此處取＝0。 齒頂圓直徑為： 齒根圓直徑為： 3.4.2齒條設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù) 齒條各齒的壓力角的取值范圍是，本次設(shè)計(jì)取齒條中部的壓力角為，齒條兩端的壓力角為。由公式： 　　　　　 　(3-12) 齒條中間的螺旋角為，齒條兩側(cè)的螺旋角為，齒條中間為，兩側(cè)部分為，，由，由上面的數(shù)據(jù)，因?yàn)橄嗷ヅ浜系凝X輪齒條的必須相等，即。所以，齒輪的為，齒條的為。由這兩個(gè)公式可以得出：當(dāng)一個(gè)齒輪具有固定的模數(shù)和固定的壓力角與一個(gè)齒條模數(shù)是可變的和壓力角也是可變的齒條相嚙合時(shí)，它們嚙合過程中滿足的話，它們就可以相互配合。齒輪在與齒條的中間配合時(shí)，這時(shí)齒輪的法向模數(shù)為,由公式：可得出；齒輪在齒條的兩側(cè)配合時(shí)，由公式：可得出。齒輪的齒數(shù)z的數(shù)值為，方向盤可轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)最大為圈，求得齒條的在實(shí)際中使用到的齒數(shù)為個(gè)。 3.5　轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核 3.5.1轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)與計(jì)算 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的空間放置方法如下圖3-1，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的車型為微型客貨兩用車，由于這種車型中駕駛員的所在的位置也相對較高，而方向盤應(yīng)該處于駕駛員的胸前位置才能方便控制方向盤。所以如果轉(zhuǎn)向器的位置太靠后，就需要萬向節(jié)把轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)移很大的一個(gè)角度，這樣轉(zhuǎn)向軸就需要占用很大的空間，使駕駛員腿部空間減小，對汽車其他結(jié)構(gòu)的構(gòu)造也會產(chǎn)生不好的影響。所以采用轉(zhuǎn)向器前置的形式會比較合適，減少了轉(zhuǎn)向軸的長度，節(jié)省了一部分空間，也使駕駛員駕駛更舒適[5]。 圖3-1 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的空間布置方式 為了滿足車輪純滾動(dòng)條件，轉(zhuǎn)向時(shí)所有車輪必須同一點(diǎn)為圓心，運(yùn)行軌跡是同心圓。兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角度不同，但轉(zhuǎn)角滿足下式： (3-13) 式中：β——外輪轉(zhuǎn)角 α——內(nèi)輪轉(zhuǎn)角 M——轉(zhuǎn)向軸兩軸主銷中心距 L——車輛前后軸軸距 當(dāng)梯形臂長度為時(shí)，梯形底邊是確定值，確定梯形只需選用合適的梯形底角值。用CAD做幾組曲線進(jìn)行對比，選出最合適的底角值，根據(jù)梯形底角和梯形臂長度m，用作圖法做出α與β的一組對應(yīng)值，得到轉(zhuǎn)角的偏差值△β。如果偏差值△β大于允許偏差，則需重新選擇梯形參數(shù)，重新作圖；如果偏差值△β小于允許偏差，說明轉(zhuǎn)向梯形所選參數(shù)合理。通?！鳓轮颠x用1~3°。 選用合適的值，用CAD作圖法體現(xiàn)出來的轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)圖示，選取最合適的取值，即：梯形底角的值為，采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器時(shí)，轉(zhuǎn)向器通過螺栓連接，固定在橫拉桿上，使轉(zhuǎn)向器在轉(zhuǎn)向時(shí)齒條產(chǎn)生的位移傳遞給橫拉桿。使橫拉桿作為轉(zhuǎn)向梯形的上底邊。還需要橫拉桿長度，此時(shí)橫拉桿長度為mm，轉(zhuǎn)向器的長度設(shè)計(jì)為mm。 圖3-2 CAD作圖法轉(zhuǎn)向梯形 3.5.2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)元件的強(qiáng)度校核 1.球頭銷的強(qiáng)度校核 球頭銷又稱球鉸鏈、球接頭，是轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間的連接件。主要作用是實(shí)現(xiàn)車輪上下跳動(dòng)和轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槠囖D(zhuǎn)向時(shí)橫拉桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)臂運(yùn)動(dòng)，所以球頭銷就會產(chǎn)生磨損。球體結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)動(dòng)磨損中逐漸發(fā)生損壞，球體難以轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向困難甚至失靈。所以應(yīng)該計(jì)算球頭銷的是否滿足強(qiáng)度要求。 常用公式： (3-14) 式中為作用在球頭銷上的力； 為通過球垂直于力方向上平面內(nèi)的球載部分投影的面積。 球頭銷的使用材料有：、或者、制造，它的許用應(yīng)力為，在設(shè)計(jì)初期，可以根據(jù)下表數(shù)據(jù)選擇,球頭銷上所受的的力為： ， 所以球頭銷上的應(yīng)力為： ，符合強(qiáng)度要求。 2.轉(zhuǎn)向橫拉桿的強(qiáng)度校核 為了保證車輛的負(fù)荷最小，轉(zhuǎn)向橫拉桿的重量應(yīng)比較輕。但是也必須滿足校核要求。在本次設(shè)計(jì)中橫拉桿材料采用鋼，實(shí)心鋼管直徑選取的數(shù)據(jù)為,長度由上文中數(shù)據(jù)，，。 由材料力學(xué)公式得： 由于，所以這里不能采用。 由上文中計(jì)算得知，汽車在普通道路上行駛中轉(zhuǎn)向輪的，則橫拉桿受到的力為： 由材料力學(xué)可知： 所以，＞的取值范圍，滿足安全性要求。  第四章 懸架結(jié)構(gòu)方案分析 4.1 懸架的功用 懸架是將車軸（或車輪）通過彈簧連接在車體（或車架）上的結(jié)構(gòu)，傳遞作用在它們之間的一切力和力矩，并與其它部件構(gòu)成可動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 懸架系統(tǒng)的作用包括輸送作用在車軸和車架之間所有的力和力矩（反力和反力矩）；使顛簸的道路導(dǎo)致汽車發(fā)生的搖晃和震顫削弱減小，從而讓汽車有平穩(wěn)前行的條件，提升乘坐者的舒適度；使車體的振動(dòng)在懸架的結(jié)構(gòu)中快速削弱。 懸架系統(tǒng)的作用是非常重要的，懸架系統(tǒng)的優(yōu)良與否直接影響到駕駛員和乘客的乘車體驗(yàn)。這同時(shí)也是購買者認(rèn)可的一項(xiàng)重要指標(biāo)，如果駕駛或乘坐的舒適性沒有滿足購買者的需求，那么產(chǎn)品就會被購買者拒絕。所以在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡可能減小路面對駕駛員和乘客的影響，減小沖擊，使乘坐者在乘坐過程中感覺相對舒適，這就需要降低懸架的剛度。但降低懸架剛度會降低車的整體穩(wěn)定性，所以應(yīng)設(shè)置合適的數(shù)值，平衡二者間的關(guān)系。 4.2 懸架系統(tǒng)的組成 現(xiàn)在的汽車公司會給不同車型，不同車種，設(shè)置不同的懸架類型。但懸架系統(tǒng)的大致構(gòu)造是一樣的。彈性元件、減振器起到緩沖、減振的作用；傳力裝置、橫向穩(wěn)定器負(fù)責(zé)力的傳遞；緩沖塊等幾部分起到了限位作用和控制車輛側(cè)傾角的作用等。 彈性元件主要形式包括鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等幾種形式。因?yàn)槁菪龔椈傻脑靸r(jià)低廉，體積較小，重量較輕，所以現(xiàn)在的轎車大多用的是螺旋彈簧。這種彈簧減少了汽車的生產(chǎn)成本，為汽車內(nèi)部節(jié)省了許多空間，同時(shí)這種彈簧元件無需潤滑，方便使用安裝。一些高級轎車采用了空氣彈簧，會使乘坐更舒適，但這種彈簧形式生產(chǎn)價(jià)格較高。 減振器的目的是把汽車行駛中產(chǎn)生的震動(dòng)通過減震器內(nèi)液體的摩擦轉(zhuǎn)換成熱能散發(fā)出去。減振器有兩種結(jié)構(gòu)形式，一是搖臂式減振器，二是筒式減振器。搖臂式減震器受溫度影響較為嚴(yán)重，筒式減震器工作性能較為穩(wěn)定，一般汽車都采用這種筒式減震器形式。減震器是懸架系統(tǒng)中最精密和復(fù)雜的機(jī)械件。本次設(shè)計(jì)采用雙筒式液壓減震器。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括控制臂和推力桿等。控制臂也叫擺臂，一邊與車身連接，一邊用球頭銷與車輪連接。用來傳遞車身和車輪之間的力和力矩。推力桿常用管件、鍛件或鋼板沖壓件。 為了乘坐者乘坐過程中的舒適性，懸架剛度一般設(shè)置得較低，會影響到汽車的行駛穩(wěn)定性。于是設(shè)置了橫向穩(wěn)定桿，提高懸架傾斜角剛度，減小車身傾角。一般為了使汽車有不足轉(zhuǎn)向特性，應(yīng)使前懸架的傾斜角比后懸架的傾斜角大一些。 現(xiàn)代汽車懸架日新月異，目前有許多新型懸架，可以更好的發(fā)揮汽車的性能。目前一部分汽車安裝了主動(dòng)懸架，這種結(jié)構(gòu)的懸架可以自適應(yīng)的調(diào)整懸架剛度，控制懸架的垂直震動(dòng)，是傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架難以企及的。被動(dòng)懸架只能被動(dòng)的減小路面對汽車的影響，而不能真正的解除這種影響。這種懸架形式目前還在研究中，但以后的車型中很有可能用主動(dòng)懸架這種新科技取代被動(dòng)懸架。 4.3 懸架的類型及其特點(diǎn) 汽車的懸架按照系統(tǒng)的組成，有如下圖所示兩種基本形式： 4.3.1非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架 圖 4-2 非獨(dú)立懸架 圖4-3 獨(dú)立懸架 如圖為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架的示意圖。如圖可以看出，非獨(dú)立懸架的車軸是一體的，而獨(dú)立懸架是相對分開的。地面的凹凸不平，對非獨(dú)立懸架影響較大，但對獨(dú)立懸架影響較小。 1、 獨(dú)立懸架的分類 目前大部分汽車的前懸架基本上都選取了獨(dú)立懸架系統(tǒng)，因?yàn)檫@種懸架所受路面干擾較小，是汽車行駛更為平穩(wěn)。獨(dú)立懸架系統(tǒng)中應(yīng)用最多的是雙橫臂式和滑柱連桿式（也稱為麥弗遜式）。 1）雙橫臂式 是用上下擺臂分別將左右車輪與車架或車身連接起來的懸架形式。這種懸架的本質(zhì)是由上下擺臂組成的一個(gè)不等長的四桿機(jī)構(gòu)。 圖5-4 雙橫臂式獨(dú)立前懸架 這種獨(dú)立懸架多用在轎車和輕型車的前懸架，擺臂通常為A字型或V字型。 優(yōu)點(diǎn)是汽車操縱性高，減震器的負(fù)荷小，發(fā)動(dòng)機(jī)罩高度低。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)略為復(fù)雜，占用空間大，造價(jià)成本高。 2）麥弗遜式 是將減振器作為滑動(dòng)立柱，與下擺臂組成的懸架形式。這種懸架形式在轎車中廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗鼮榘l(fā)動(dòng)機(jī)提供了更大的空間，對車架結(jié)構(gòu)也非常有利。為了減小滑動(dòng)立柱的摩擦阻力，有些螺旋彈簧和滑動(dòng)立柱不在同一直線上。 圖5-5 麥弗遜式獨(dú)立前懸架 麥弗遜式懸架可以看做一個(gè)將上擺臂等效替換的雙橫臂式獨(dú)立懸架。增加了內(nèi)部空間，這種懸架形式對前置驅(qū)動(dòng)汽車來說好處極大。 麥弗遜獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)是懸架性能好，減振器安裝在螺旋彈簧內(nèi)部，減少了所占空間，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造成本低，技術(shù)成熟?，F(xiàn)在大多數(shù)轎車都采用了這種懸架形式。 缺點(diǎn)是懸架剛度較低，穩(wěn)定性不夠，可以采用增設(shè)橫向穩(wěn)定器的方法彌補(bǔ)。 考慮到現(xiàn)在汽車普遍應(yīng)用這種形式的懸架，本次設(shè)計(jì)也選用了麥弗遜獨(dú)立懸架，這種懸架性能好，為發(fā)動(dòng)機(jī)和其他汽車結(jié)構(gòu)節(jié)省了更多空間，同時(shí)使車輛的重心比較低，來保證駕駛的安全性。 圖4-6 奧迪弗遜式前懸架轎車示意圖  第5章 前懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1.1彈簧形式的選擇 懸架的彈簧類型選擇普通圓柱螺旋彈簧，彈簧的材料一般選擇60Si2MnA、50CrVA、60SiCrVA等，直徑的選取范圍是。為了提高螺旋彈簧的使用壽命，需要進(jìn)行塑形預(yù)壓縮，使其在之后的實(shí)際應(yīng)用中不易發(fā)生塑性變形；再進(jìn)行淬火回火和噴丸強(qiáng)化等處理，提高使用壽命。 選取為的彈簧鋼絲 ，彈簧材料選擇60Si2MnA。彈簧的基本數(shù)據(jù)如下： ； ； ； 剪應(yīng)力； 彈簧的許用切應(yīng)力為。 5.1.2 彈簧參數(shù)的計(jì)算 1.圓柱螺旋彈簧主要參數(shù)的確定： 由上文計(jì)算的數(shù)據(jù)，汽車只有車重時(shí)前半部分所承受重量為,載人載貨時(shí)前半部分所承受重量為，前懸架重量初定，輪胎的重量大致選用，所以： 懸架中每個(gè)彈簧在只有車重時(shí)的載重（空載）： 載人載貨時(shí)的載重（滿載）； 旋繞比C的取值一般在4~16范圍內(nèi)，初選旋繞比，代入 曲度系數(shù) -，參考同類車型取。 ，由于彈簧中間還需要安裝減震器，需要留出足夠的空間，取。 此時(shí)旋繞比， 2.彈簧變形和剪應(yīng)力計(jì)算 （5-1） 其中：； ，此處??； ，此處??； ，此處??； ，此處取n=9； ：總?cè)?shù)為 G為剪切彈性模數(shù)，一般取； 由公式求得 代入（5-1）公式得：彈簧剛度 其它參數(shù)如下表所示： 表5-1 彈簧參數(shù)表 節(jié)距p ， 取 滿載靜 由上述計(jì)算數(shù)據(jù)可知，車輛在滿載時(shí)行駛，遇到路途顛簸時(shí)，彈簧還有134-120=14mm的預(yù)留空間。這時(shí)減震彈簧、減震器和減震塊一起工作，彈簧先吸收一部分力，減振器產(chǎn)生相反的阻尼力。在懸架彈簧壓縮到壓并高度之前，減震塊和車架接觸，防止懸架系統(tǒng)被破壞，吸收沖擊載荷，對螺旋彈簧和阻尼器起到防止震動(dòng)幅度過大造成破壞的作用。 5.1.3 彈簧的校核 ①檢驗(yàn)穩(wěn)定性 滿足要求 ②檢驗(yàn)疲勞強(qiáng)度 （5-2） （5-3） 滿足要求 318為彈簧材料的脈動(dòng)循環(huán)剪切疲勞極限 ③共振驗(yàn)算 彈簧自振頻率 符合要求[7] 5.2 減振器的結(jié)構(gòu)原理及其功用 5.2.1減振器的作用 減振器又稱為阻尼器。它的作用是在車輛行駛時(shí)，產(chǎn)生阻尼力，迅速衰減汽車行駛過程中產(chǎn)生的震動(dòng)，增加汽車行駛的平順性，減小乘客在乘坐時(shí)感受到的來自路面的顛簸。減振器是懸架的重要零部件。由于汽車整體構(gòu)造和懸架形式的不同而導(dǎo)致減震器放置的位置也多種多樣[8]。下圖為麥弗遜獨(dú)立懸架中減振器的放置位置示意圖。減振器放置在螺旋彈簧中間的空隙中。 圖5-1 減振器的放置位置示意圖 由于道路顛簸，車輪在經(jīng)過起伏的過程中，對車架產(chǎn)生沖擊力，汽車就會產(chǎn)生振動(dòng)。汽車行駛中這種持續(xù)的振動(dòng)會降低乘坐著和駕駛員的乘坐舒適度。使用減振器就是為了讓汽車產(chǎn)生的振動(dòng)迅速減少。但減振器的功能不僅有衰減振動(dòng)，還能提升車輛的駕駛平順性。它對汽車整體的其它部分的影響下圖所示： 圖5-2 減振器對汽車整體綜合性能的影響曲線圖 減振器的作用有；較快減弱道路顛簸產(chǎn)生的震動(dòng)； 讓乘坐者感覺更加舒適，載貨不容易產(chǎn)生磕碰 ；減弱車體各部分所受的破壞力，降低零件磨損，使汽車使用壽命更久 ；減小車輪相對地面高度的位移，減小汽車在高速行駛時(shí)輪胎的顛簸，減小車身傾角的變化。而且減振器可以減少汽車車身動(dòng)載荷，從而達(dá)到汽車使用期更久的目的。 5.2.2 減振器的結(jié)構(gòu) 減振器由兩個(gè)腔體構(gòu)成，由活塞相隔，腔體中裝滿了油液。下圖為雙向作用筒式液壓減振器的基本結(jié)構(gòu) ： 圖5-3 雙向作用筒式液壓減振器 5.2.3 減振器的工作原理 車輛行進(jìn)過程中車身和車輪產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，由減振器的和振動(dòng)的車體相連，在腔體內(nèi)部的油液隨車體進(jìn)行振動(dòng)的過程中，減振器油腔里面的液體來回的從一部分通過很多極細(xì)的阻尼孔進(jìn)入另一部分。在這個(gè)過程中，油液經(jīng)過阻尼孔時(shí)產(chǎn)生的粘性摩擦產(chǎn)生了與振動(dòng)相反的阻力，使振動(dòng)減弱。使車輛振動(dòng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化成了熱能，之后被減振器內(nèi)部液體和減振器殼體等所吸收之后散發(fā)到周圍空氣。簡而言之，減振器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)出去[9]。 5.2.4 減振器主要尺寸的確定 1.選取相對阻尼系數(shù) 壓縮行程時(shí)的相對阻尼系數(shù)為，伸張行程時(shí)的相對阻尼系數(shù)為。 在選取合適的時(shí)，如果的取值較大的話，雖然可以讓振動(dòng)消失的比較快卻也將道路的顛簸帶給車架，使人感覺乘坐時(shí)起伏不定；如果值選的太小，車架的振動(dòng)一直持續(xù)，也會影響乘坐者的舒適性。為了平衡減振器的影響，也避免了路面帶給車架過大的振動(dòng)，應(yīng)使比更大，總的來說與的關(guān)系如下式： 在確定它們的取值之前，先確定和的，計(jì)算沒有內(nèi)部摩擦的螺旋彈簧懸架形式，取。本次設(shè)計(jì)取， 取 （5-4） 則 （5-5） 由①、②公式解得： 2.減振器阻尼系數(shù)的確定 （5-6） 其中：是。 當(dāng)減振器放置在有一定的偏轉(zhuǎn)角度時(shí)，這種情況能以如下公式計(jì)算： 3.最大卸荷力的確定 為了降低車體振動(dòng)對乘坐者的影響，一個(gè)閥值的時(shí)候，就需要啟動(dòng)卸荷閥開始工作，這個(gè)臨界的活塞的振動(dòng)幅度就是，它的一般的取值范圍是，本次設(shè)計(jì)取。 在為： 4. 工作缸直徑D的確定 由下列公式計(jì)算： (5-7) ，取值范圍是，取； ：減震器的，。 得出： 減震器的工作剛直徑D有等幾種尺寸，需要按標(biāo)準(zhǔn)選用。本次設(shè)計(jì)取。 ， 本次設(shè)計(jì)取，材料選用20鋼。 5.3橫向穩(wěn)定器 為了使汽車行駛更加平順，懸架剛度會被設(shè)計(jì)的很低，汽車行駛的穩(wěn)定性會因此受到影響。為了提高懸架的側(cè)傾角剛度，降低車身角，應(yīng)該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中增加橫向穩(wěn)定器（也叫橫向穩(wěn)定桿）這一結(jié)構(gòu)。如下圖所示桿式橫向穩(wěn)定器的結(jié)構(gòu)組成示意圖： 圖5-4 橫向穩(wěn)定器的構(gòu)造 　　當(dāng)左右車輪高度相等，橫向穩(wěn)定器不起作用；車輪相對水平存在一定角度時(shí)，一邊的車輪向上移動(dòng)，穩(wěn)定器的這一邊結(jié)尾也隨著車輪的移動(dòng)而向上移動(dòng)，而另一側(cè)車輪較低，橫向穩(wěn)定桿的相應(yīng)這一邊結(jié)尾相對于車輪向下移動(dòng)，橫向穩(wěn)定桿的中部的相對高度不變，但橫向穩(wěn)定桿中部受到了扭轉(zhuǎn)，所以橫向穩(wěn)定器就相當(dāng)于一個(gè)彈簧，減小了懸架的形變，增加了懸架的剛度。這種就可以，減少了懸架中螺旋彈簧的壓縮，也減小了車身的和剛度，同時(shí)使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性。 圖5-5 橫向穩(wěn)定桿裝置的工作原理示意圖 結(jié) 論 通過兩個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。本次設(shè)計(jì)研究了微型客貨兩用車前懸架和轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)計(jì)算。通過完成拆裝實(shí)驗(yàn)和查找相關(guān)參考文獻(xiàn)，了解了前懸架和轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)，對微型客貨兩用車的前懸架和轉(zhuǎn)向系的總體進(jìn)行了研究。本文的轉(zhuǎn)向系因?yàn)樾枰{駛員施加到方向盤的手力不大，所以采用了機(jī)械式轉(zhuǎn)向系。轉(zhuǎn)向器采用了齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是剛性大，占用空間小，重量輕，且成本低廉，對路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏。通過圖表法設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向梯形，通過轉(zhuǎn)向梯形的數(shù)據(jù)得出了橫拉桿長度。本次前懸架設(shè)計(jì)采用了受路面影響較小的獨(dú)立懸架，懸架形式采用了目前應(yīng)用廣泛的麥弗遜式懸架，它的的優(yōu)點(diǎn)是懸架性能好，減振器安裝在螺旋彈簧內(nèi)部，減少了所占空間，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造成本低，技術(shù)成熟，彈簧形式采用了螺旋彈簧。 本次設(shè)計(jì)采用的懸架和轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)都采用了節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)。這對微型客貨兩用車的空間設(shè)計(jì)好處極大。購買者對微型客貨兩用車的載貨空間要求很高，所以需要節(jié)省車內(nèi)的每一部分空間來為載貨空間做鋪墊。微型客貨兩用車的市場很大，所以新型載貨空間大的設(shè)計(jì)是很有必要的，這也是本次設(shè)計(jì)的目的。  參考文獻(xiàn) [1] 《汽車工程手冊》編輯委員會.汽車工程手冊.設(shè)計(jì)篇.北京：人民交通出版社，2001.6. [2] 陳莉娟,孫揮.UG技術(shù)在汽車轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)三維參數(shù)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2017,43(01):44-47. [3] 王國權(quán)，龔國慶.汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.機(jī)械工業(yè)出版社，2016，7 [4] 孫恒，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].8版.北京：高等教育出版社，2013.5. [5] 關(guān)文達(dá).汽車構(gòu)造.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.9. [6] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.1. [7] 葛志祺.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊.冶金工業(yè)出版社.1980,11. [8] 濮良貴，陳國定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì).9版.北京：高等教育出版社，2013.5. [9] 王望予.汽車設(shè)計(jì).4版.機(jī)械工業(yè)出版社，2011，6. [10]GLechner.Automotive Transmissions.Springer-Verlag,1999 [11] 劉修冀．車輛傳動(dòng)系統(tǒng)分析．北京：國防工業(yè)出版社，2000 [12] 黃余平．汽車構(gòu)造教學(xué)圖解．北京：人民交通出版社，2001 [13] T. Damarla and D. Ufford,Personnel detection using ground sensors[J].Proc. of SPIE, Orlando,FL, 2007, vol. 656205, 1-10.  致 謝 在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師趙德金老師的耐心指導(dǎo)，和對我無微不至的關(guān)懷，在我論文的構(gòu)思和本次設(shè)計(jì)的選材上的悉心安排。在本次設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了多次的調(diào)整與指導(dǎo)。同時(shí)，我還要感謝我的同學(xué)李麗穎、苗世平、劉睿穎、崔煦晨，以及我的學(xué)長何玉龍對我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的幫助。在我論文撰寫的過程中曾遇到困難中，他們給了我?guī)椭?。在此我要感謝他們，他們在我設(shè)計(jì)過程中給了我無微不至的照顧，以及一直以來莫大的支持，在此我對他們表示感謝。也要感謝我的父母，給我提供了經(jīng)濟(jì)上的幫助，和精神上的支持，在我倦怠時(shí)給我鼓勵(lì)。特別是我的導(dǎo)師，他知識廣博，學(xué)術(shù)造詣深厚，在我設(shè)計(jì)遇到困難時(shí)，給了我許多的寶貴意見。語言粗糙，寥寥數(shù)筆，僅敘胸意。 愿師長安康，同窗如意！ 41