微型貨車鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核【獨家課程畢業(yè)設(shè)計含4張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報告+中期報告+答辯ppt+外文翻譯】
微型貨車鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核
摘要：本次設(shè)計中首先介紹了鋼板彈簧的發(fā)展歷程并且對其未來的發(fā)展趨勢作出分析；然后分析了鋼板彈簧對汽車造成的影響有哪些，比如平順性和操作穩(wěn)定性等方面；接著根據(jù)鋼板彈簧各個結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點和具體車型的使用用途，對各主要零部件進行結(jié)構(gòu)上的選型和計算；
因為鋼板彈簧相較于其它的彈簧有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便等優(yōu)點所以在載貨汽車上有普遍的應(yīng)用。同時它的缺點是也使得它無法應(yīng)用在獨立懸架的汽車上，明顯的缺點有鋼板彈簧懸架具有較大的重量，較為長的縱向尺寸，同時有較強的剛度，使得舒適性相對來說也是較差，并且鋼板彈簧懸架在與車架進行連接的部位也容易在使用中產(chǎn)生磨損。
在這次的設(shè)計中我們著重對微型貨車的鋼板彈簧進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過計算并繪制出圖紙。
關(guān)鍵詞：微型貨車；鋼板彈簧；結(jié)構(gòu)設(shè)計；校核
Structure design and check core of micro steel plate spring
Abstract：First, the paper introduces the development of leaf spring and analyzes its future development trend Then, it analyzes the influence of leaf spring on automobile, such as ride comfort and operation stability Then the detailed design steps and design requirements of leaf spring are described, and the structure selection and calculation of the main parts are made The arc height and curvature radius of the leaf spring are calculated, and the strength and stiffness of the material is checked and checked, and the steel spring is checked.
Because the leaf spring has the advantages of simple structure and convenient maintenance compared to other springs, it has a common application in the truck. At the same time, its disadvantage is that it can not be applied on the automobile
of the independent suspension, obvious disadvantage that the steel spring suspension has a larger weight, the longitudinal size of the radiation, and the stiffness is relatively poor, and the part of the steel spring suspension is easy to wear in use.
In this design, we focus on the structure design of the leaf spring of micro, calculate and draw the drawings.
Keywords：Micro； Sheet spring； Structural design； Check
目 錄
摘要.............................................................................................................................................I
Abstract......................................................................................................................................II
1緒論..........................................................................................................................................1
1.1鋼板彈簧的背景及意義......................................................................................................1
1.2國外的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢...............................................................................................1
1.3國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢...............................................................................................3
1.4研究意義和內(nèi)容...................................................................................................................4
1.5本章小結(jié)...............................................................................................................................6
2鋼板彈簧懸架總體方案分析..................................................................................................7
2.1鋼板彈簧概述.......................................................................................................................7
2.2鋼板彈簧懸架的基本結(jié)構(gòu)和工作原理...............................................................................9
2.2.1鋼板彈簧懸架基本結(jié)構(gòu)....................................................................................................9
2.2.2鋼板彈簧懸架工作原理..................................................................................................11
2.3鋼板彈簧懸架系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案確定.............................................................................11
2.4鋼板彈簧懸架系統(tǒng)各主要零部件選型.............................................................................12
2.4.1葉片斷面..........................................................................................................................12
2.4.2 葉片端頭的形狀......................................................................................................13
2.4.3 鋼板彈簧與車架的連接形式的確定.............................................................................14
2.4.4 吊耳及鋼板彈簧銷的結(jié)構(gòu).............................................................................................14
2.4.5 鋼板彈簧卷耳和襯套.....................................................................................................14
2.4.6 彈簧夾箍.............................................................................................................14
2.4.7鋼板彈簧中心螺栓.........................................................................................................14
2.5技術(shù)經(jīng)濟分析.........................................................................................................15
3鋼板彈簧懸架系統(tǒng)主要性能參數(shù)的確定...................................................................16
3.1鋼板彈簧懸架系統(tǒng)靜撓度和動撓度的選擇.....................................................................16
3.2車型主要參數(shù)的確定..............................................................................................16
4鋼板彈簧懸架的計算和校核................................................................................................17
4.1初選參數(shù).............................................................................................................................17
4.1.1主片長度...........................................................................................................17
4.1.2斷面尺寸及片數(shù)的確定..................................................................................................17
4.2各片長度的確定.................................................................................................................19
4.3鋼板彈簧各片預(yù)應(yīng)力及弧高............................................................................................20
4.4總成在自由狀態(tài)下及裝配后的弧高................................................................................21
4.4.1.彈簧總成自由弧高的確定..............................................................................................21
4.4.2鋼板彈簧總成裝配后的弧高.........................................................................................21
4.5鋼板彈簧強制動時強度校核.............................................................................................22
4.6鋼板彈簧剛度和應(yīng)力校核.................................................................................................22
5結(jié)論........................................................................................................................................23
參考文獻..................................................................................................................................24
致謝.......................................................................................................................................25
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中心螺栓.dwg
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鋼板彈簧總成.dwg
鋼板彈簧第一片.dwg
鋼板彈簧第二片.dwg
1 he of in of a of is a of is an a is to , to it is to of by of is to a of of (1) to of (2) a of it (3) to to to to to to to a is a of t at is a to of be by so a of in a of in by of of o to an s a is a on of of to to to in 2 an on a of a a to on a s as as to to on in an in to a of or a of a in of 000 a an to in up at of in a of is of in a to a t of is an is in to of a of to to a e a C. a a it t it of of to to 3 to a a C a of of a is is to of of of 1 is to to be at in to in to to 2is to to in to rr is to of of in is in of to of a to of of in a to is of 3a a or an as on in in of in to to to is to in up to 4 to in a In of a to to to an to of to is a of to in to of to at of to 1 in go up up a of 2 3 of of an of se to to of a up or in of of of in a in in in a of of 5 汽車懸架 現(xiàn)代汽車中的懸架有兩種，一種是從動懸架，另一種是主動懸架。 從動懸架即傳統(tǒng)式的懸架，是由彈簧、減振器（減振筒）、導(dǎo)向機構(gòu)等組成，它的功能是減弱路面?zhèn)鹘o車身的沖擊力，衰減由沖擊力而引起的承載系統(tǒng)的振動。其中彈簧主要起減緩沖擊力的作用，減振器的主要作用是衰減振動。由于這種懸架是由外力驅(qū)動而起作用的，所以稱為從動懸架。 而主動懸架的控制環(huán)節(jié)中安裝了能夠產(chǎn)生抽動的裝置，采用一種以力抑力的方式來抑制路面對 車身的沖擊力及車身的傾斜力。由于這種懸架能夠自行產(chǎn)生作用力，因此稱為主動懸架。 主動懸架是近十幾年發(fā)展起來的，由電腦控制的一種新型懸架，具備三個條件： （ 1）具有能夠產(chǎn)生作用力的動力源； （ 2）執(zhí)行元件能夠傳遞這種作用力并能連續(xù)工作； （ 3）具有多種傳感器并將有關(guān)數(shù)據(jù)集中到微電腦進行運算并決定控制方式。因此，主動懸架匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識，是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。 例如裝置了主動懸架的法國雪鐵龍桑蒂雅，該車懸架系統(tǒng)的中樞是一個微電腦，懸架上有 5 種 傳感器，分別向微電腦傳送車速、前輪制動壓力、踏動油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉(zhuǎn)向盤角度及轉(zhuǎn)向速度 等數(shù)據(jù)。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進行比較，選擇相應(yīng)的懸架狀態(tài)。同時，微電腦獨立控制每一只車輪上的執(zhí)行元件，通過控制減振器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動，從而能在任何時候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸架運動。因此，桑蒂雅橋車備有多種駕駛模式選擇，駕車者只要扳動位于副儀表板上的“正常”或“運動”按鈕，轎車就會自動設(shè)置在最佳的懸架狀態(tài)，以求最好的舒適性能。 另外，主動懸架具有控制車身運動的功能。當(dāng)汽車制動或拐彎時的慣性引起彈簧變形時，主動懸架會產(chǎn)生一個與慣力相對抗的力，減少車身位置的變化。例如德國奔馳 2000 款 跑車，當(dāng)車輛拐彎時懸架傳感器會立即檢測出車身的傾斜和橫向加速度，電腦根據(jù)傳感器的信息，與預(yù)先設(shè)定的臨界值進行比較計算，立即確定在什么位置上將多大的負載加到懸架上，使車身的傾斜減到最小。 6 汽車主動懸架 — 液壓和空氣式 從控制力的角度劃分，懸架可分為被動懸架，半主動懸架和主動懸架。目前，大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)裝有彈簧和減振器，懸架系統(tǒng)內(nèi)無能源供給裝置，其彈性和阻尼不能隨外部工況變化，因此稱這種懸架是被動懸架。 主動懸架有作為直接力發(fā)生器的動作器，可以根據(jù)輸入與輸出進行最優(yōu)的反饋控制，使懸架有 最好的減震特性，以提高汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。它由彈性元件 C 和一個力發(fā)生器 成。 半主動懸架可看作由可變特性的彈簧和減振器組成的懸架系統(tǒng)，雖然它不能隨外界的輸入進行最優(yōu)的控制和調(diào)節(jié)，但它可按存儲在計算機的各種條件下最優(yōu)彈簧和減振器的優(yōu)化參數(shù)指令來調(diào)節(jié)彈簧的剛度和減振器的阻尼狀態(tài)。它由彈性元件 C 和一個一個阻尼系數(shù)能在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的阻尼器組成。 電子技術(shù)控制汽車懸架系統(tǒng)主要由（車高、轉(zhuǎn)向角、加速度、路況預(yù)測）傳感器、電子控制 架控制的執(zhí)行器等組成。系統(tǒng)的控制功能通常有以下三個： 1 車高調(diào)整 當(dāng)汽車在起伏不平的路面行駛時，可以使車身抬高，以便于通過；在良好路面高速行駛時，可以降低車身，以減少空氣助力，提高操縱穩(wěn)定性。 2 阻尼力控制 用來提高汽車的操縱穩(wěn)定性，在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急制動情況下，可以抑制車身姿態(tài)的變化。 3 彈簧剛度控制 改變彈簧剛度，使懸架滿足運動或舒適的要求。采用主動式懸架后，汽車對側(cè)傾、俯仰、橫擺跳動和車身的控制都能更加迅速、精確，汽車高速行駛和轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定性提高，車身側(cè)傾減少。制動時車身前俯小，啟動和急加速可減少后仰。即使在壞路面，車身的跳 動也較少，輪胎對地面的附著力提高。 一 電子控制的主動式液壓懸架能根據(jù)懸架的質(zhì)量和加速度等，利用液壓部件主動地控制汽車的振動。主動式液壓懸架在轎車上的布置如圖所示，在汽車重心附近安裝有縱向、橫向加速度和橫擺陀螺儀傳感器，用來采集車身振動、車輪跳動、車身高度和傾斜狀態(tài)等信號，這些信號被輸入到控制單元 據(jù)輸入信號和預(yù)先設(shè)定的程序發(fā)出控制指令，控制伺服電機并操縱前后四個執(zhí)行油缸工作。 二 在電子控制的主動式空氣懸架系統(tǒng)中，微機根據(jù)傳感器送來的信 號和駕駛員給 7 予的控制模式經(jīng)過運算分析后向懸架發(fā)出指令，懸架可以根據(jù)微機給出的指令改變懸架的剛度和阻尼系數(shù)，是車身在行駛過程中保持良好的穩(wěn)定性能，并且將車身的振動響應(yīng)控制在允許的范圍內(nèi)。一般說來，主動式空氣懸架的控制內(nèi)容包括車身高度、減振器衰減力、彈簧彈性系數(shù)等三項； １車高的控制；分標(biāo)準(zhǔn)、升高和只升高后輪三種工作狀態(tài)； ２減震器的衰減力控制分低、中、高三檔； ３空氣彈簧的彈性系數(shù)分軟、硬兩檔。 空氣懸架電子控制系統(tǒng)的工作原理；用空氣壓縮機形成壓縮空氣，并將壓縮空氣送給彈簧和減震器的空氣室中，以此來改變車輛的高度。在前輪和后輪的附近設(shè)有車高傳感器，按車高傳感器的輸出信號，微機判斷出車輛高度，再控制壓縮機和排氣閥，使彈簧壓縮或伸長，從而控制車輛高度。 在減震器內(nèi)設(shè)有電動機，電動機受微機的信號控制。利用電動機可以改變通氣孔的大小，從而改變了衰減力的大小。 具體說來，在汽車儀表板上有空氣懸架系統(tǒng)的開關(guān)，利用開關(guān)可以形成 6 種不同的工作方式。