汽车设计习题库及部分答案58页 - 图文 下载本文

例1. 钢板弹簧几何尺寸列于下表,满载时计算载荷Q=3773N,弹簧U型夹紧螺栓夹紧距离S=91mm,计算弹簧的刚度和应力;若满载弧高片曲率半径。

弹簧几何尺寸 单位:mm

片各片各片有 号 长 度Lk 1 2 3 4 5

解:用共同曲率法计算:

fa?15mm,计算弹簧总成自由弧高和各

各片 各片 各片预应力效长度厚度 宽度 Le 1104.5 6.5 70 1104.5 6.5 70 838.5 574.5 310.5 6.5 70 6.5 70 6.5 70 ?ok(N/mm2) 1150 1150 884 620 356 -110 -40 +20 +60 +125 (1) 等校梯形单片弹簧中心螺栓处的总惯性矩:

J?0nbh312?5?70?1206.53?8009.9(mm);

4(2) 等校梯形单片弹簧中心螺栓处的抗弯截面模量:

w?02Jh?2?8009.9?2464.6(6.5mm);

3(3) 挠度系数:??1.51.04(1?n)1?1.521.04(1?)2?5?1.2019,

2n 故梯形弹簧的自由刚度 c?48EJ?L30?48?2.1?10?8009.9?44.16(N/mm); 1.2019?115035取弹簧的无效长度系数k?0.5,U型螺栓夹紧距离S=91.mm,

L1150则实际夹紧刚度(c)?()?c?()?44.16?49.84(N/mm); L?k?s1150?0.5?91QL3773?(1150?0.5?91)??422.7(N/mm); (4) 梯形弹片弹簧中心螺栓处应力:??4?2464.44Ws033

(5) 弹簧满载时的静挠度

fc?Q3773??75.7(mm); (c)49.84钢板弹簧总成自由状态下弧高引起的弧高变化?f三部分组成:

H0是由满载弧高

fa、静挠度

fc及弹簧总成在U型螺栓夹紧后

H) 0?fa?fc??f。

假设弹簧总成在自由状态下是单圆弧,并假设在U型螺栓夹紧后,弹簧加紧部分被压平,可推得弧高变化?f?S(3L?S)(f2L0?fc2?91(3?1150?91)(15?75.7)2?0 钢板弹簧总成自由状态下弧高

H?f0?21150f??f?15?75.7?10.48?101.8mm;

c22?10.48mm;

弹簧总成在自由状态下曲率半径

R?0L?1150?1624mm;

8?101.88H0(6)各片曲率半径的计算:矩形弹簧的预应力

?ok与弹簧组装前、后的各片曲率半径之间的关系是

1kRR11?10?2?okkEh;

故第一片弹簧的曲率半径

R10R?2200mm;1?2?(?110)1??0.00061576?0.00016117?4.5459?516242.1??6.510?4;

同理,可计算其余各片弹簧的曲率半径。 二、简答题:

1在悬架设计中应满足哪些性能要求?

2悬架主要钢板弹簧的主要参数和尺寸如何确定?

3在汽车的设计当中,对前轮和后轮的独立悬架导向机构是如何要求的? 4简述独立悬架和非独立悬架的特点。

5按车轮运动形式的不同,独立悬架可分为哪些形式?

6解释悬架的静挠度、动挠度和偏频的概念,并说明选挠度与偏频的关系。 答:

静挠度:满载静止时悬架上的载荷

F与此时悬架刚度C之比,即Wfc?FCw。

动挠度:从满载静平衡位置开始,悬架压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3)时,车轮中心相对车回车架或车身)的垂直位移。 偏频:汽车前、后部分的车身的固有频率

12?n和n12(亦称偏频)可用下式表示

n

?1Cmfc112,

n?112?Cm22

弹性特性为线性的悬架,前、后悬架的静挠度与偏频的关系是:

n1?5/n2?5/fc27.解释钢板弹簧的满载弧高

答: 满载弧高

fa、弹簧总成在自由状态下的弧高

H0

fa是指钢板弹簧装到车轴(桥)上,汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端(不

包括卷耳半径)连线间的最大高度差;满载弧高用来保证汽车具有给定的高度;为了在车架高度已限定时能得到足够的挠度值,常簧总成在自由状态下的弧高

fa=10~20mm。

H0:钢板弹簧各片装配后,在预压缩和U形螺栓夹紧前,其主片上

表面与两端(不包括卷耳孔半径)连线间的最大高度差,称为钢板弹簧总成在自由状态下的弧高

H0,

用下式计算

H0?ffc?fa??f

式中,

c——为静挠度; ——为满载弧高;

H0 ?f为钢板弹簧总成用U形螺栓夹紧后引起的弧高变化. 7.确定下列悬架的侧倾中心,并作简要地说明。

(a) (b)

答:

图(a)将双横臂悬架内外转动点的连线延长,上摆臂转动点连线与下摆臂转动点连线向交于一点P,连接P点与车轮接地线NP,此线与汽车纵向轴线交于W点,W点即为悬架侧倾中心。 (b)从悬架于车身的固定联接点E作活塞干运动方向的垂线,将下摆臂线延长,两条线交点即为极点P,连接P与车轮接地点N的连线交汽车轴线上,交点W极为侧倾中心。

(a) (b)

8.说明下列独立悬架的特点,指出序号所标零部件名称及作用。

答:该悬架为用于前驱动桥的麦克佛逊悬架。1-转向节,2-减振器,3-弹簧下支座,4-辅助弹簧及限位块,5-轴承,6-橡胶支座,7-缓冲快,8,9-限位盘,10-等速万向节,11-轮毂,13-下控制臂,14-横向稳定杆。