裝配圖改裝牽引負荷車的設(shè)計（有cad原圖）

裝配圖改裝牽引負荷車的設(shè)計（有cad原圖）,裝配,改裝,牽引,負荷,設(shè)計,cad,原圖 外文資料譯文 一、懸架和驅(qū)動的種類 這章論述驅(qū)動和懸架相關(guān)原理。 1.1輪式車輛懸架的一般特征 現(xiàn)代車輛的懸架因為不同的操縱情況（滿載/空載，加速/制動，水平/不平路面，直線行駛/轉(zhuǎn)彎）需要滿足一系列的要求來針對部分沖突。 施加在車輪上的力和力矩必須被傳入車身。(懸架)主銷偏置距和橫向推力桿為防止縱向力，(前輪)主銷后傾(角)偏距為防止側(cè)面的力，徑向負荷力矩臂為防止垂直力是都是重要的因素，它們影響相互作用的結(jié)果，例如， (車輪)轉(zhuǎn)向軸(線)的角。 足夠的垂直彈簧行程，盡可能的結(jié)合車輪水平移動避免不平坦的路面（運動上的車輪）是乘坐平順性的要求。后懸架也應(yīng)當(dāng)服從以減小車輪滾動剛度和因路面造成的縱向的短行程運動（縱向柔量，圖1.1）為目的，但是不能影響側(cè)偏力的進展這樣轉(zhuǎn)向才精確，這是大多數(shù)剛性車輪懸架需要的。必須的撓度會使這種需求逐漸損失，而驅(qū)動和制動的操作使縱向力增加干擾車輪運動造成了撓度。 為了確保在穩(wěn)定狀態(tài)和瞬時狀態(tài)時車輛的最佳操縱性，車輪必須放置在指定的路面位置來造成必須的側(cè)偏力。側(cè)偏力的形成和大小是由特定的(車輪)前束和車輪內(nèi)斜度的變化決定的，依靠軸向運動（滾動轉(zhuǎn)向）和有效力（柔性轉(zhuǎn)向）導(dǎo)致的車身碰撞和運動。這使特殊的操縱情況例如負載和牽引力需被考慮成為可能。通過建立車橋的相關(guān)聯(lián)的幾何關(guān)系和運動學(xué)，它也可以避免在制動或加速時不需要的俯沖或升高車身并且確保車輛不會對駕駛員出現(xiàn)任何過度轉(zhuǎn)向的趨勢以及顯露出不變的轉(zhuǎn)向行為。 圖1.1一個多桿式后懸架——一種正日益代替半掛臂車橋的懸架系統(tǒng)，并且在每邊包括至少包括一個半掛臂。這個半掛臂的引導(dǎo)是通過兩個（或甚至三個）方向控制臂（圖1.62和1.77）。掛臂同時作為車輪輪轂外殼并且（在四輪轉(zhuǎn)向）允許后輪轉(zhuǎn)向所需的最小角運動。最主要的優(yōu)點是，和其他相比，它具有良好的動能和彈性運動性能。 寶馬要求設(shè)計有說明并且滿足1997年的3系列中心臂橋。掛臂1是由GGG40鋼制造；它們能吸收所有的縱向力和制動力矩也能通過點2——同樣徑向臂軸線的中心——在車身上轉(zhuǎn)化它們。側(cè)偏力是在輪胎接觸面中心形成被外殼吸收，它是被通過橡膠刷（6和7）緊緊的固定在車身上形成橫向控制臂3和4。上控制臂3承受螺旋彈簧11和橫向穩(wěn)定桿8的接點。因此，這就是大部分車輛的力在車身和車橋傳遞的地方。 減震器，承受在頂部附加的聚氨酯彈簧9，在掛臂的末端的車橋中心后被牢牢固定在一個好位置上。由于噪聲的原因，差速器10被彈性系在外殼5的三個點上（通過在前端的兩個橡膠軸承和一個在后端的液體軸承）。當(dāng)從頂部和背部看時,橫向控制臂的位置在一個角度,因此,連同不同橡膠硬度的軸承在點2，達到預(yù)期彈性運動特點。它們是： ·制動力下的前束（圖3.64和3.82）； ·轉(zhuǎn)彎時地側(cè)偏力柔度（圖3.79和3.80）； ·避免轉(zhuǎn)向力矩的影響（見2.10.4部分）； ·軌跡變化和固定的直線運動。 由于空間的原因，前端孔2是被壓入1部分的并且用銷銷入附加的支架。加長的孔也是為了提供這部分，這樣前束可以設(shè)置。在E46模型系列中（從1998往前），上端的橫向臂是由鋁合金制成，這是由于重量的原因（減少生成的質(zhì)量）。 其他要求是： ·車橋上的每個車輪獨立運動（剛性車橋不保證）； ·為了保持車輪載荷變化盡可能小，懸架的非簧上質(zhì)量要小（對駕駛安全性很重要）； ·可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力； ·足夠的空間和結(jié)構(gòu)的費用，需要考慮形狀和穩(wěn)定性的關(guān)系必須的公差； ·方便使用； ·乘客的乘用安全性和其他路人的安全； ·費用。 車橋的操縱性和可靠的驅(qū)動力矩間關(guān)系的要求決定了的軸設(shè)計。 車輛懸架可以被分為剛性車橋（車輪和車橋之間剛性連接），懸架的車輪相互獨立的獨立懸架，和半剛性車橋，一種結(jié)合了剛性車橋和獨立懸架的特征的車橋。 在所有的剛性車橋上，橋梁殼在整個彈簧運動過程中也運動。因此，在這上面提供的空間減少后面行李箱的空間并且使存儲備胎更加困難。在前面，車橋殼應(yīng)當(dāng)被放置在發(fā)動機下面，并且有足夠的碰撞行程使發(fā)動機能夠上升和回位。由于這個原因，剛性前橋只用于商務(wù)車和四輪驅(qū)動、一般用途的乘用車。（圖1.3和1.4） 在獨立懸架中，應(yīng)當(dāng)注意設(shè)計盡可能滿足上述要求并且需要尋找一種設(shè)計方法適合加載途徑、增加車輪控制元素的數(shù)量和增加同一平面的連接的數(shù)量的關(guān)系。尤其獨立懸架包括： ·縱向連接和半縱臂車橋（圖 1.13和1.15）幾乎不需要任何頭上空間因此允許一個廣闊的水平行李空間，但是這需要有相當(dāng)大的斜彈簧裝置。 ·車輪控制懸架和減振器支柱（圖1.8和1.57）一定占據(jù)著高度上多數(shù)空間，但是在邊緣和車輛中間（可以用于發(fā)動機和半軸驅(qū)動）卻需要少數(shù)空間并且決定了最大轉(zhuǎn)向角（也叫做麥弗遜懸架支柱） ·雙橫臂懸架（圖1.7） ·多連接懸架(圖1.1，1.18和1.19)可以每個車輪有多達五個導(dǎo)向連接并且提供(懸架)主銷偏置距，氣道，(車輪)前束、車輪內(nèi)斜度和軌跡改變、制動/起動轉(zhuǎn)矩和固有頻率相關(guān)運動行為的幾何定義最大的設(shè)計范圍。 圖1.2 一個雷諾設(shè)計的很緊湊的四桿扭梁軸車橋，橋的左右兩邊各有一個扭桿彈簧。V形剖面跨10個有不同長度的臂，抗彎曲但扭轉(zhuǎn)剛性較小,又吸收 所有時刻產(chǎn)生的縱向、橫向和制動力。它還部分取代了橫向穩(wěn)定桿。 在 23.4 毫米，后桿8比前面的幾個厚（直徑20.8，4）。在外面上, 部份8進入尾鏈接1與鋸齒形剖面13，而且在內(nèi)部上他們進入聯(lián)接處12之內(nèi)抓緊。.當(dāng)輪子達成全部撞擊的時候，一個純粹的轉(zhuǎn)力矩在部份12中被產(chǎn)生, 送它到前面的桿件4，使他們受扭。在桿的外面以被鋸齒形剖面11緊握進入支架 7 之內(nèi)到那些旋轉(zhuǎn)掛接連被系上。支點也是一個有利的位置在中心O。安裝支架只用四個螺絲釘和地板固定。 在平行彈簧處，四個桿都在工作，無論在哪個彈簧上，拐點12依然不常用并且只有后桿8和橫梁10承受彎曲。 安排的桿是軟體輥能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定，從而減少了輥體在轉(zhuǎn)彎時的滾動。 為了有一個寬敞的行李箱，充氣式單管式減振器9是傾斜在前端因此能夠向上傳遞力到底板的邊緣。 圖1.3是GNK-Birfield AG公司制造的四輪驅(qū)動特種車輛、拖拉機和建筑機械上用的雙萬向節(jié)剛性驅(qū)動轉(zhuǎn)向橋。 雙萬向節(jié)是在軸承1和軸承2之間上分離叉的區(qū)域中間；這是通過密封環(huán)3防止污染。軸承1作為固定軸承并且軸承2作為可移動軸承，由于內(nèi)齒輪5嚙合的行星齒輪，驅(qū)動軸4也是齒輪軸。垂直、側(cè)向、縱向力全部通過圓錐滾子軸承6和7被傳遞。轉(zhuǎn)向發(fā)生在轉(zhuǎn)向軸線EG處。 圖1.4 上圖是雙萬向節(jié)（圖1.3）。車橋的車輪端轉(zhuǎn)向在轉(zhuǎn)向中心點的中間點P。單個的萬向節(jié)被抑制在A點和B點，因此A點移到位置A’。P點移到P’點，并且B點沿著驅(qū)動橋軸線方向移動了X到B’點。為了使B點的縱向移動引起的可變彎曲角度相似，P點中間點要移動Y。這個調(diào)整標(biāo)準依賴于兩萬向節(jié)和以不變的速率存在的轉(zhuǎn)向角之間的距離。當(dāng)達到大的轉(zhuǎn)向角時（超過），應(yīng)當(dāng)在這最大轉(zhuǎn)向角處堅持不變速率。這個調(diào)整標(biāo)準Y和縱向移動距離X在橋的設(shè)計中應(yīng)當(dāng)被考慮。 在扭轉(zhuǎn)梁車橋中（圖1.2，1.31和1.58），車輪的兩邊通過彎曲剛度的方法連接，但是是彎曲梁。在整體上，這些橋節(jié)省了很多空間并且便宜，但是為動能和彈性運動的平衡提供有限的潛力，這是由于在連接梁的地區(qū)部分和需求間存在的差強人意的空間的功能的兩重性。它們主要作為后輪懸架的一種形式在前輪驅(qū)動的車輛上甚至中檔到某些高檔車輛，例如，奧迪A6和一些高檔轎車。 1.2獨立懸架的概述 1.2.1需要條件 乘用車的底盤必須能夠操縱發(fā)動機的安裝。改善的加速、峰值和轉(zhuǎn)彎速度，減速導(dǎo)致明顯的底盤安全需求條件。獨立懸架滿足這種趨勢。它們的主要優(yōu)點是： ·需要較少的空間； ·一個運動性的或者有彈性運動的前束改變使轉(zhuǎn)向依然可以進行（見3.6部分）； ·易于轉(zhuǎn)向； ·較輕的質(zhì)量； ·輪子沒有相互影響。 最后兩個特點對于良好的路面是非常重要的，尤其在是在部平坦路面上彎曲。 橫向臂和半掛臂可以確保所需的不跳躍和碰撞車輪的運動行為并且傳遞車輪載荷直車身（圖1.5）。側(cè)偏力也產(chǎn)生一種通過環(huán)形不值得有著增強在轉(zhuǎn)彎時車身的滾動的缺點的運動。懸架控制臂需要刷子以便在載荷下屈服并且也影響著彈簧。這種影響既通過在軸承中的扭轉(zhuǎn)橡膠部分增強，又由于部分摩擦（圖1.11）增強，和駕駛舒適性的下降。 圖1.5 在前獨立懸架中，轉(zhuǎn)彎側(cè)偏力FY，W，f引起在車身和車橋連接處的力FY，E和FY，G的反應(yīng)。運動產(chǎn)生于傾斜時的內(nèi)部和外部，并且這相反地影響車身的滾動程度。這種影響距離c在雙形臂懸架點E和G之間應(yīng)當(dāng)是越大越能在車身內(nèi)較小的力和連接軸承并且限制填充的橡膠元素的變形。 5 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 前 言 現(xiàn)代人民的生活水平越來越高，生活質(zhì)量明顯改善，生活方式有了新變化，享受生活已成為現(xiàn)代人們主流的消費觀念，在生活中同時享受工作的成就和休閑的樂趣，才是最有創(chuàng)造性的生活方式，當(dāng)然，這也理所當(dāng)然地成為了現(xiàn)代汽車設(shè)計的主導(dǎo)思想。 §1.1拖拉機牽引性實驗的原理. 拖拉機牽引實驗的目的是為了用實驗的方法制取牽引特性和經(jīng)濟指標(biāo)測定各檔的實際速度、理論油耗、滑轉(zhuǎn)率、掛鉤牽引功率、小時油耗量和耗油率隨掛鉤牽引力的變化關(guān)系，借此評價主要作業(yè)檔的動力性能和燃油經(jīng)濟性能。負荷車是拖拉機牽引性能試驗必不可少的重要設(shè)備之一，包括車體、測功機、檢測儀器儀表、計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和供給電源五大部分。負荷車與牽引試驗專用跑道構(gòu)成一個測試系統(tǒng)，試驗時拖拉機牽引著負荷車組成一個機組，與牽引跑道發(fā)生作用，形成一個平衡力系。試驗時調(diào)節(jié)負荷車的行駛速度，使其小于拖拉機的行駛速度，速度差增大，負荷車對拖拉機的加載力增大。同時測量拖拉機的牽引力、滑轉(zhuǎn)率、牽引功率、牽引比油耗、小時油耗、行駛速度及駕駛員操作位置處噪聲。 根據(jù)上述加載原理，可以直接用一臺比被試拖拉機質(zhì)量大、擋位多、功率大的拖拉機作為負荷車，采用變換負荷車擋位和調(diào)節(jié)油門大小的方法來調(diào)整負荷。該方法的優(yōu)點是操作簡單、方便、經(jīng)濟，不用添置專用負荷車。缺點是由于選用拖拉機作為負荷車擋位不夠多，不易覆蓋被試拖拉機測試擋的全部牽引功率。專用負荷車可以彌補上述缺點。因此本設(shè)計針對拖拉機牽引實驗 ，進行了與以往不同的改裝，它結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，流線的車身又讓她具有十足的動感。 由于負荷車技術(shù)含量高，加上與之配套的專用跑道（沒有專用跑道就不能充分發(fā)揮拖拉機的牽引性能）工程造價高，因此它體現(xiàn)了拖拉機檢測機構(gòu)檢驗?zāi)芰徒?jīng)濟實力。 §1.2國內(nèi)外部分負荷車的現(xiàn)狀 1、國家工程質(zhì)檢中心 1982年，國家工程質(zhì)檢中心研制成功一臺負荷車，一直使用至今，主要用于輪式或履帶工程車輛的牽引試驗。車體用雙后橋軍用拉炮車改裝而成，采用風(fēng)冷電渦流測功機，可產(chǎn)生15噸的最大牽引負荷。車前部是駕駛倉，中間是儀器倉，后部是測功設(shè)備及準備間。由于底盤堅固，尤其是傳動系承受負荷能力強，機械部分可靠性良好，但車輛外觀和內(nèi)部裝飾比較粗糙，窗戶太小，既不便觀察，而且采光也不好。另外，駕駛倉和儀器倉不通，致使測試人員與負荷車駕駛員溝通不方便。 1997年，該中心又研制成功一臺能產(chǎn)生4噸牽引負荷的負荷車，用東風(fēng)卡車改裝而成。仍使用電渦流測功機，車輛總體布置與前一輛負荷車相似，駕駛倉和儀器測試倉有一個窗口相通，使測試人員與負荷車駕駛員溝通比較容易。內(nèi)裝飾上也有較大改觀，儀器測試倉比較明亮，儀器操作臺使用方便。 2、解放軍裝甲兵技術(shù)研究所 1986年，解放軍裝甲兵技術(shù)研究所從英國引進一輛負荷車，該負荷車用重型汽車改裝而成，自重30噸，配置前西德申克公司生產(chǎn)的風(fēng)冷電渦流測功機，結(jié)構(gòu)堅固。該車單獨使用可以滿足輕型裝甲車輛的牽引性能的測試要求；測試中型和重型裝甲車輛牽引性能時需要串接相應(yīng)的裝甲車輛施加大部分牽引力，而用負荷車調(diào)整牽引負荷。到目前為止，該負荷車是國內(nèi)最昂貴的，在當(dāng)時是最先進的。 3、中國農(nóng)業(yè)機械科學(xué)研究院 中國農(nóng)機院先后研制了三輛QY－60型拖拉機牽引試驗負荷車，一輛銷售給了吉林工業(yè)大學(xué)汽車拖拉機學(xué)院；另一輛為山東農(nóng)機研究所研制；還有一輛車體是為農(nóng)業(yè)部農(nóng)機試驗鑒定總站研制的。前兩個使用單位業(yè)務(wù)量少，故負荷車使用不多。 4、農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定總站 農(nóng)業(yè)部農(nóng)機鑒定總站的負荷車車體從中國農(nóng)機院采購，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)自主開發(fā)。負荷車的整體組成如下： 車體。車體是用東風(fēng)EQ141高通過性汽車改裝而成，將原發(fā)動機前置改成后置，改裝傳動系和操縱系，以實現(xiàn)電渦流測功機產(chǎn)生的制動扭矩施加到負荷車車輪上，并保持負荷車能夠自走。車廂分為儀器倉和設(shè)備倉兩部分，儀器倉配置汽車行走操縱臺，牽引載荷調(diào)節(jié)控制臺，檢測儀器儀表，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，空調(diào)器，設(shè)備倉配置發(fā)電機，備用電源電池，電渦流測功機。 電渦流測功機。電渦流測功機是由機架、定子組件和轉(zhuǎn)子組件組成，其轉(zhuǎn)子組件通過傳動箱，以1：1的傳動比與由地面?zhèn)鞯絺鲃酉涞膭恿ο噙B接或斷開（由電磁閥控制）。在連接狀態(tài)下，隨著負荷車前進，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。改變定子組件中激磁電流大小，即可改變測功機制動力矩的大小，從而實現(xiàn)按要求對被試車的加載。 檢測儀器儀表。拖拉機牽引性能檢測儀包括測量牽引力的應(yīng)變儀及拉力傳感器。測量行駛速度的五輪儀。測量燃油耗的燃油流量計及流量計數(shù)器。測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計及卡油管的轉(zhuǎn)速傳感器。在儀器倉的操縱臺上有瞬時功率顯示，這是單片機采集牽引力信號和五輪傳感器的速度信號經(jīng)實時運算處理的結(jié)果。操縱臺上還有瞬時滑轉(zhuǎn)率顯示，這是采集五輪傳感器信號和驅(qū)動輪傳感器信號經(jīng)實時運算處理的結(jié)果。試驗條件測量儀包括測量大氣條件的數(shù)字氣壓表、數(shù)字溫度表、數(shù)字濕度表，測量機油溫度、燃油溫度、冷卻水溫度、排氣溫度的數(shù)字溫度表。 計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在儀器倉內(nèi)裝有采集處理試驗數(shù)據(jù)的計算機、打印機、繪圖儀。 供給電源。檢測用電源由發(fā)電機供給，所有測量儀器及計算機用電均經(jīng)過UPS（不間斷電源）送出。測功機穩(wěn)流電源及車用空調(diào)器由發(fā)電機直接供給。負荷車在調(diào)試或進行數(shù)據(jù)處理不行走時、其用電也可以由市電供給。 5、洛陽拖拉機研究所 洛陽拖拉機研究所研制的F－6型拖拉機牽引試驗負荷車建成于1986年，設(shè)計上可為被試拖拉機提供6噸的牽引負荷。車體用集材－804折腰轉(zhuǎn)向拖拉機改裝而成，將原拖拉機駕駛室加大成為駕駛、儀器倉，車體后部安裝電力測功機，用電阻器吸收能量。測試系統(tǒng)使用龍口電子設(shè)備儀器廠生產(chǎn)的汽車拖拉機綜合測試儀。該負荷車可靠性較好，至今仍可使用，隨著國產(chǎn)大功率拖拉機問世和國外大功率拖拉機進軍中國市場，對負荷車的加載力提出了更高的要求，該負荷車的加載力略顯不足。 6、農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定總站與洛陽西苑車輛與動力檢驗所有限公司 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定總站與洛陽西苑車輛與動力檢驗所有限公司聯(lián)合設(shè)立了“FHC-80型拖拉機牽引試驗負荷車研制”項目，目前項目已經(jīng)完成。2006年10月10日，農(nóng)機鑒定總站組織專家組成鑒定委員會，對項目進行了鑒定。 該負荷車采用結(jié)構(gòu)堅固的大型折腰轉(zhuǎn)向拖拉機(東方紅-1854)改裝而成，采用直流電機加載裝置，是目前國內(nèi)加載能力最大的拖拉機牽引試驗負荷車。測試系統(tǒng)由高精度傳感器、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集和筆記本電腦組成，系統(tǒng)獨立、便攜，也可在其它負荷車上使用，利用率高。該負荷車將計算機測控技術(shù)引入拖拉機牽引試驗中，滿足了現(xiàn)行國際標(biāo)準和國家標(biāo)準的檢測要求，實現(xiàn)了對被測拖拉機牽引力、速度、油耗和滑轉(zhuǎn)率等主要參數(shù)的實時監(jiān)測，檢測數(shù)據(jù)滿足項目設(shè)計任務(wù)書對測量精度的要求，具有采樣區(qū)段自動化檢測和控制、檢測結(jié)果的自動存儲及數(shù)據(jù)打印輸出等功能。 ?該負荷車采用了智能前端和全隔離信號調(diào)理技術(shù)，研制了便攜式信號采集箱，測試、標(biāo)定便利，實現(xiàn)了拖拉機牽引性能的自動測試和拖拉機多點溫度測定，提高了檢測的精度和效率。 第二章 負荷車的總體布置 在概念設(shè)計中要明確負荷車的性能、主要尺寸及質(zhì)量等參數(shù)目標(biāo)值，還要確定構(gòu)成車輛的主要結(jié)構(gòu)、部件等?？偛贾迷O(shè)計的作用，就是為達到這些目標(biāo)而對總成和部件進行空間布置并使其達到最佳組合。 一、主要空間布置項目 座椅布置、底板和儀表板等車身基本骨架形狀、懸架和輪胎的工作范圍等。 在布置之初，先設(shè)定總布置的主要構(gòu)成要素并進行布置，然后驗證這種布置達到原設(shè)定的主要尺寸、性能等目標(biāo)的程度。 二、主要總成的布置 1、輪胎的選擇 選擇輪胎主要考慮車型、使用條件、輪胎靜負荷、輪胎額定負荷及車速等因素。輪胎及車輪部件應(yīng)滿足下述基本要求：足夠的負荷能力和速度能力；較小的滾動阻力和行駛噪聲；良好的均勻性和質(zhì)量平衡性；耐磨損、耐老化、抗刺扎和良好的氣密性；質(zhì)量小、價格低、拆裝方便、互換性好。 子午線輪胎的特點是滾動阻力小、溫升低、胎體緩沖性能和胎面附著性能比斜交輪胎要好，裝車后油耗低、耐磨損壽命長、高速性能好，因此，適應(yīng)現(xiàn)代汽車對安全、高速、低能耗的發(fā)展要求。 根據(jù)所需的輪胎是低壓、寬體胎的要求，選擇215/70R14LT型號的子午線輪胎，負荷下靜半徑為307mm。 2、懸架的布置 貨車的前、后懸架和一些乘用車的前、后懸架多采用縱置半橢圓形鋼板彈簧。為了滿足轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)所需要的空間，常將前鋼板彈簧布置在縱梁下。鋼板彈簧前端通過彈簧銷和支架與車架連接，而后端用吊耳和支架與車架相連接。這樣布置有利于緩和來自路面的沖擊。同時，為了滿足主銷后傾角的要求，車的鋼板彈簧布置在車輪與車架之間，應(yīng)注意鋼板彈簧上的U形螺栓和固定彈簧的螺栓與車架之間應(yīng)當(dāng)有足夠的間隙。 3、車身 以運送人為主的車身內(nèi)部布置必須考慮有良好的乘坐舒適性和足夠的安全性。進行車身內(nèi)部布置，并使之適合人體特征要求，離不開人體尺寸這一基本參數(shù)。為了獲得人體尺寸分布規(guī)律，要進行抽樣測量。車身內(nèi)部空間和操縱機構(gòu)的布置，以及駕駛員與乘客座椅的尺寸和布置等，均以統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為標(biāo)準。 （1）頂蓋輪廓線的確定 首先將座椅放置在高度方向和長度方向的平均位置處，然后確定H點，并引出一條與鉛錘線成8度的斜線，再確定從H點沿8度斜線方向截取765mm的F點。F點相當(dāng)于第50百分位駕駛員的頭部最高點。從F點垂直向上截取100~135mm為車頂內(nèi)飾線。車頂包括鋼板、隔離層、蒙面等，厚度為15~25mm。因頂蓋輪廓是上凸的曲面，并對稱于汽車的縱軸線，故再加20~40mm才是汽車頂蓋橫剖面上的最高點。用同樣的方法來確定本次設(shè)計的頂蓋縱向輪廓線。 （2）車身橫截面 乘用車車身橫截面由頂蓋、車門和地板的外形來形成。將確定頂蓋縱向輪廓線時求得的左右座椅的乘員的頭頂上方頂蓋上的點，畫到橫截面圖上，再加上頂蓋縱向輪廓線上的點，共三點即可畫出頂蓋橫向輪廓線。 因乘用車車身低、車門小，在確定車身側(cè)壁傾斜度時，應(yīng)考慮上下車的方便性。當(dāng)車門上、下檻邊緣之間間距為零時，乘員上身需要傾斜30度左右方能入座；當(dāng)此間距為100~150mm時（上窄下寬），乘員上身只需傾斜0~10度左右即可入座。但此間距過大會使汽車上下比例失調(diào)，影響外觀，且玻璃升降占用車門內(nèi)空間大，并影響肩部和玻璃之間的間隙、肘部和車門內(nèi)表面之間的間隙。車門玻璃下降的軌跡、門鎖和玻璃升降器的尺寸等，都車身外表面由影響。 駕駛區(qū)的布置一般以95%的人體模型為基準，本次負荷車雖無駕駛區(qū)，但設(shè)計亦采用相同標(biāo)準。 第三章 造型設(shè)計 汽車造型設(shè)計是對汽車的外部、內(nèi)飾及其零部件的形狀、顏色、質(zhì)地、花紋等的設(shè)計，是工程技術(shù)和造型藝術(shù)在汽車產(chǎn)品上的有機結(jié)合。汽車造型必須滿足實用的物質(zhì)功能和審美的精神功能兩個方面的基本要求。 §3.1 概述 一、造型設(shè)計的分類 根據(jù)汽車的部位及其作用，本次造型設(shè)計可分為以下幾種： 1、外形設(shè)計 主要設(shè)計外板的基本形狀和掛接板等主要構(gòu)件的形狀。 2、室內(nèi)設(shè)計 從人體工程學(xué)角度出發(fā)，進行室內(nèi)乘員和設(shè)施的布置；進行內(nèi)飾件和儀表板的設(shè)計。 3、色彩設(shè)計 車身外部、室內(nèi)總體色彩的設(shè)計。 4、與造型有關(guān)的零部件的設(shè)計 車輛上的附屬件、功能件及其他零件的造型設(shè)計。 二、外部造型設(shè)計 1、概述 外部造型設(shè)計的工作對象包括與車身外表面整體形狀有關(guān)的設(shè)計和附著于外部的各種附件形狀的設(shè)計。外部造型設(shè)計必須在確定內(nèi)部設(shè)計的基本條件和諸技術(shù)要求、調(diào)整好各種零件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上才能開始進行，以上各方面相互關(guān)聯(lián)性很強，因此，外部造型設(shè)計必須綜合考慮內(nèi)部設(shè)計和色彩設(shè)計等問題。 2、前部設(shè)計 汽車的前部，如同人的臉面，人們把它視為汽車的表情，是能進行感情傳遞的部件，它是人們注目的焦點，成為評價汽車造型的重要因素。一般的汽車前部飾件有保險杠、燈具及散熱面罩等部件，然而本次設(shè)計的負荷車并無發(fā)動機等組件，而且是掛車性質(zhì)，因此這些前部飾件并不需要。在設(shè)計圖中并無這些飾件，如有需要或個人喜好，可以加上燈具來裝飾，采用整體式面罩。 3、后部設(shè)計 汽車的后部也是能顯示獨特風(fēng)格的重要因素，一般的汽車后部組件有組合燈具、裝飾物類、車牌件和保險杠等件。 由于本次設(shè)計的負荷車是拖拉機牽引性實驗所用，根據(jù)實驗要求，負荷車是在良好路面行駛，且實驗均在白天進行，故燈具等不是必須件。 4、車輪罩的造型設(shè)計 由于汽車高性能、高速行駛的要求，裝高容積車輪越來越多，主要表現(xiàn)是寬輪胎、大直徑。于是要求采用鋁材料輪轂、輪輞。 外形設(shè)計還必須考慮人和車輛相接觸時的安全性，本次設(shè)計的外飾件有圓滑的外形，避免傷人。 三、室內(nèi)造型設(shè)計 室內(nèi)造型設(shè)計是整車布置、人機工程、汽車性能與藝術(shù)體現(xiàn)的綜合表演，要實現(xiàn)的目標(biāo)是方便、可靠地操縱和控制車輛，并使乘員安全、舒適地度過乘車時間。而要達到這一目標(biāo)所進行的總體規(guī)劃和形象制作是室內(nèi)造型設(shè)計的主要任務(wù)。 1、內(nèi)飾零部件造型設(shè)計 （1）儀表板設(shè)計 駕駛員接觸最頻繁的部件是儀表板，可以說儀表板的造型是內(nèi)飾造型的核心。儀表板的造型還直接影響乘員的安全感、輕松感和車輛的豪華程度，汽車的諸多性能如操作性、能認性、視野與反光等各種要求都體現(xiàn)在儀表板上。 本次設(shè)計將儀器放置于車身兩端，主要是為了節(jié)省空間，車身前部放置電腦顯示器和主機，后部放置電荷放大器及數(shù)據(jù)采集器。 （2）座椅設(shè)計 座椅占室內(nèi)空間最大，對車輛風(fēng)格、級別和豪華程度影響甚巨。座椅設(shè)計主要有兩個重點，一是性能，二是造型。座椅直接與人體接觸，且需長時間保持人體坐姿，對乘坐舒適性起決定性作用。 座椅形狀應(yīng)滿足兩方面的要求，一是乘坐時滿足人體形狀和人生理學(xué)方面的要求，比如適應(yīng)于人脊柱的形狀考慮確定靠背的形狀，從適應(yīng)于臀部和大腿部的形狀考慮決定座墊的形狀，并且要有適當(dāng)?shù)闹味鵁o懸空感，有適當(dāng)?shù)膲毫Χ挥绊懷貉h(huán)；二是在車輛行駛時限制人體不前后、左右移動。另外，在確定座椅形狀時，還要仔細研究安全性、舒適性、操縱性、上下車方便性、后排乘員的伸腿空間，后排座椅的扶手支持，以及對室內(nèi)空間的影響等方面。即適應(yīng)腰曲弧線，靠背有正確的支承點，正確體壓分布，保持人體軀干與大腿的舒適夾角。 §3.2 車身設(shè)計 一、車身的構(gòu)成 汽車的車身是指汽車上起覆蓋、載客、載貨等作用的部分。覆蓋部分指車前、車后板制件，載客部分指駕駛員和乘客乘坐的車室，載貨部分是指貨箱或貨廂。 二、車身應(yīng)滿足的性能要求 1、乘坐舒適性 舒適性包括的內(nèi)容極其廣泛，評價它必須用工程學(xué)、物理學(xué)、生理學(xué)及心理學(xué)等多方面學(xué)科知識，但最終評價還是靠人的感覺。影響舒適性的因素可以分為外部和內(nèi)部兩種，外部因素諸如振動、噪聲、氣味、視覺、周圍環(huán)境及路面狀況等；內(nèi)部因素指人的身體條件、精神狀況及經(jīng)歷等。一般將乘坐舒適性歸納為三個方面，即居住性、振動的舒適性及空氣調(diào)節(jié)。 （1）居住性：指人居住的乘室是否合人意，是舒適性的靜態(tài)特征。尺寸方面的要求是最主要的，要遵照人體工程學(xué)的有關(guān)要求；室內(nèi)應(yīng)寬敞明亮，有足夠的透光面積；室內(nèi)裝飾應(yīng)采用柔和、手感好的材料制造，并壓飾適當(dāng)花紋，同時應(yīng)避免表面的大起大落，以防止給人以雜亂無章的感覺，而且不會分散駕駛員的注意力。上部顏色以淡雅為主，注意搭配色調(diào)，切忌花哨，以免讓人眼花繚亂、頭暈?zāi)垦?。故本次設(shè)計車內(nèi)以米色為主色調(diào)，上部顏色淡雅，地板顏色教深，座椅顏色居中。 （2）振動的舒適性 對汽車而言，決定其舒適性的主要因素是振動，在4~10Hz的頻率區(qū)域內(nèi)，人對振動的反應(yīng)最敏感。舒適性則主要是由懸架來決定的，懸架的具體設(shè)計請看第四章。 （3）空氣調(diào)節(jié) 空氣調(diào)節(jié)的方式有自然通風(fēng)、強制通風(fēng)、暖氣、冷氣、濕度調(diào)節(jié)等多種方式。通常是組合用或視氣候狀況選用，其目的在于保持室內(nèi)空氣新鮮，濕度、溫度適宜，使乘員感到舒適、愉快。 a、相對濕度一般在30%~70%之間。 b、按照頭暖腳涼的原則，頭部溫度應(yīng)比室內(nèi)平均溫度低2~3度，腿以下部分溫度應(yīng)比室內(nèi)平均溫度高2~5度。 c、通風(fēng)口設(shè)置在高處，防止灰塵及有害氣體等進入車內(nèi)。 d、為提高車室的密封性，防止從縫隙進風(fēng)、灰塵等，室內(nèi)氣壓應(yīng)比室外氣壓高10~15kPa。 三、密封性、隔熱性、防振性及防噪聲性 1、車身的密封性 密封的主要部位是汽車車身沖壓件的組合焊接部位，如車頂滲水部、支柱、主柱及其他漏水漏氣的部位。應(yīng)用密封膠、密封件及密封膜片等對車身上的縫隙、孔洞等進行密封。 2、車身的隔熱性 使用以多孔材料、面料、底版為主的二層、三層或更多層的復(fù)合材料，將其用粘合、卡扣或螺釘?shù)裙踢B在車身上，作為隔熱、隔噪聲層，對于日光直射的頂蓋應(yīng)選用效果明顯的隔熱層。 3、防振性 車身的防振有兩個方面，一是防止來自懸架及輪胎等的振動傳入車內(nèi)，二是防止車身自身的振動。對于負荷車可采用阻尼減振，即在發(fā)生振動的金屬薄板上涂貼阻尼材料，既能減振又能降噪。 4、防噪聲性根據(jù)汽車噪聲對環(huán)境的影響可以分為車外噪聲和車內(nèi)噪聲。車外噪聲是指汽車各部分噪聲輻射到車外空間的那部分噪聲，本次設(shè)計的負荷車能直接向車外輻射的汽車噪聲源主要是輪胎噪聲等。車內(nèi)噪聲是指車廂外的汽車各部分噪聲通過各種聲學(xué)途徑傳入車內(nèi)的那部分噪聲，以及汽車各部分振動通過各種振動傳遞途徑激發(fā)車身板件的結(jié)構(gòu)振動向車廂內(nèi)輻射的噪聲。 隨著輪胎測試技術(shù)及仿真技術(shù)的進步，其噪聲的產(chǎn)生機理逐漸得到掌握。通過改善胎面形狀、橡膠材質(zhì)等都可以降噪。也可以對路面狀況進行改善，但這項工作比較困難。 車箱采用單層隔板，車身及地板采用雙層隔板，并采用吸聲材料，也可采用吸聲結(jié)構(gòu)，在吸聲板上鉆穿許多小孔，然后與板后織物、空氣層和剛性壁面構(gòu)成穿空板式共振吸聲結(jié)構(gòu)。 對于車身板件結(jié)構(gòu)也可通過增加板件的剛度、增加板件的阻尼、增加板件的輻射效率來控制噪聲及振動。 四、車身結(jié)構(gòu)及供電 車身本體中的白車身多為金屬薄板（多用鋼板和鋁板）壓制成零件后點焊成總成。本次設(shè)計采用鋁合金板，這樣顏色比較亮麗。 車身采用蓄電池供電，21片12V的蓄電池一個。將其置于負荷車車身前部，以提供整車照明及實驗儀器的需電。 §3.3座椅設(shè)計 一般座椅要滿足的要求如下： 1、良好的靜態(tài)特性，座椅的尺寸和形狀應(yīng)保持人體具有合適的坐姿、良好的體壓分布、觸感良好，并能調(diào)節(jié)尺寸和位置； 2、良好的減振等動態(tài)特性； 3、足夠的強度和耐久性，滿足強制性標(biāo)準要求； 4、良好的造型。 座椅由框架、彈性元件、襯墊、調(diào)整機構(gòu)、調(diào)角器、蒙皮、頭枕等組成。 框架：座椅框架包括座墊框架和靠背框架兩部分，用途各異。 座椅框架所用的材料通常為外徑mm，壁厚為1.2~2.2mm的電焊或無縫鋼管，鈑金結(jié)構(gòu)的用1~3mm厚的鋼板沖壓或滾壓成型。為了實現(xiàn)輕量化，也可采用鋁合金、鎂合金、塑料、木材及硬紙板等。 彈性元件：座椅的彈性元件主要是指彈簧，起緩沖作用，座椅彈簧通常用直徑為2.6~4.0mm的琴鋼絲或加工過的硬鋼絲制作。 襯墊：在座椅彈簧和表皮之間或座椅墊和表皮之間，以及整體座椅上的柔軟物體稱為襯墊。通常使用一層或2~3層聚氨酯泡抹和棕櫚等。 座椅面料材質(zhì)大多選用真皮、仿皮、機織布、針織布、人造革等材料或它們的相互組合材料。布料材質(zhì)可選擇毛、麻、棉或人造纖維等，一般滌綸空變絲或滌綸長絲，以及其和棉花的混紡物的機織布較平實、粗獷，可用色紗織出不同文樣，強度較高；針織布的起絨能加強豪華感，但易積灰，價錢比機織布要貴；至于毛、麻等織物，因其價格高用于較高檔的車輛；真皮用于高檔車輛；人造革用于普及型車輛，因其透氣性差、不吸汗，現(xiàn)已少用，但有易清洗的優(yōu)點。無論選擇哪種面料，都要注意有合適的摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)太大，會感到發(fā)滯，乘員不易改變坐資；摩擦系數(shù)太小，則不易保持坐姿，易串動。 面料的顏色和花紋要與整個內(nèi)飾想?yún)f(xié)調(diào)，可以千變?nèi)f化，但忌太鮮艷，因其會造成乘員的煩躁感，綜合起來應(yīng)以使室內(nèi)造成心理上的肅靜感為主。為了避免呆板，花紋處理上可以有鮮艷顏色的“跳點”，以增加活躍氣氛，不少車輛在座椅正面用三種不同顏色和花紋的面料拼合，座椅的周圍用另一種材質(zhì)或顏色花紋，以圖增加活躍感。 因此本次設(shè)計的座椅面料采用滌綸空變絲或滌綸長絲，這樣可以用不同紋樣來配合室內(nèi)顏色，但應(yīng)以米色為主。 §3.4掛接板的設(shè)計 一、車身總重的估算 根據(jù)初步設(shè)計的尺寸估算車重如下:鋁合金在厚度為0.8mm時的密度為2.280kg/m2,鋼化玻璃的密度為2.1×103kg/m3, 鐵的密度為7.8×103kg/m3。車身總長約3.5m，寬約1.8m，高約1.8m。 車頂:1.4×1.5×2.28=4.788kg; 前圍：1.8×0.55×2.28=2.2572kg; 車底：3.5×1.8×2.28=14.364kg; 后圍：1.8×0.65×2.28=2.6676kg; 兩側(cè)：3.5×0.7×2.28×2=11.172。 玻璃：0.85×1.8×0.8×10-3×2.1×103=2.5704kg; 2.1×103×1.8×0.75×0.8×10-3=2.835kg; 2.1×103×1.8×0.8×10-3×1.5=4.536kg; 2.1×103×0.8×10-3×3×0.7×2=7.056kg。 座椅：3.14×[(20×10-3)2-(16×10-3)2]×1.685×7.8×103×8=56kg; 儀器：電腦、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集器及電池共計79.5kg 總重：14.364＋4.788＋2.2572＋2.6676＋11.172＋2.5704＋2.835＋4.536＋7.056＋56＋65×8＋79.5=707.7462kg。 由于車身還有密封、蒙皮、涂料等，故初步估算車重為800kg。 二、掛接板強度校核 本次設(shè)計的掛接板的長×寬×厚為80cm×20cm×4cm。在汽車運動時它的兩端承受拉力，即為負荷車的重量。那么掛接板所承受的應(yīng)力， 查《機械設(shè)計》表15-1可得，對于40Gr，， 故掛接板的強度滿足要求。 §3.5最小轉(zhuǎn)彎半徑的確定 圖3-1 轉(zhuǎn)向運動簡圖 如圖所示，負荷車與被試車輛之間發(fā)生運動干涉的角度為123o,那么根據(jù)轉(zhuǎn)向輪的運動規(guī)律得： （3-1） 將 代入上式，得 第四章 懸架的設(shè)計 舒適性是轎車最重要的使用性能之一。舒適性與車身的固有振動特性有關(guān)，而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關(guān)。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時，汽車懸架做為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機件，又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此，汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表，作為衡量轎車質(zhì)量的指標(biāo)之一。 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架（或車身）與車軸（或車輪）彈性地連接起來，其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩；緩和路面?zhèn)鹘o車架（或車身）的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，保證汽車的行駛平順性；保證車輪在路面不平和載荷變化時有理想的運動特性，保證起車的操縱穩(wěn)定性，使汽車獲得高速行駛能力。 §4.1 懸架結(jié)構(gòu)形式分析 懸架由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減振器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等組成。對懸架的設(shè)計要求： 1、保證汽車有良好的行駛平順性； 2、具有合適的衰減振動的能力； 3、保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性； 4、汽車制動或加速時，要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾角要合適； 5、有良好的隔聲能力； 6、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要?。? 7、可靠的傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零件質(zhì)量要小的同時，還要保證有足夠的強度和壽命。 汽車車架（或車身）若直接安裝于車橋（或車輪）上，由于道路不平，由于地面沖擊使貨物和人會感到十分不舒服，這是因為沒有懸架裝置的原因。汽車懸架是車架（或車身）與車軸（或車輪）之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進的振動，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性；同時懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力（牽引力和制動力）和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架（或車身）上，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對車架跳動時，特別在轉(zhuǎn)向時，車輪運動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車身跳動的導(dǎo)向作用。懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一。 現(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)，嶄新的懸架裝置。按控制形式不同分為被動式懸架和主動式懸架。目前多數(shù)汽車上都采用被動懸架，汽車姿態(tài)（狀態(tài)）只能被動地取決于路面及行駛狀況和汽車的彈性元件，導(dǎo)向機構(gòu)以及減振器這些機械零件。20世紀80年代以來主動懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進一步研究和開發(fā)中。主動懸架可以能動地控制垂直振動及其車身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況自動調(diào)整懸架剛度和阻尼。 根據(jù)汽車導(dǎo)向機構(gòu)不同懸架種類又可分為獨立懸架，非獨立懸架。如下圖所示。 圖4-1 a. 獨立懸架 b. 非獨立懸架 非獨立懸架如上圖(a)所示。其特點是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時會直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動時定位參數(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。非獨立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。 　　獨立懸架是兩側(cè)車輪分別獨立地與車架（或車身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動機可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨立懸架允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時獨立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。如上圖(b)所示。 本次設(shè)計采用以縱置彈簧為彈性元件的非獨立懸架，其主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維修方便，工作可靠。 §4.2 懸架主要參數(shù)的確定 一、懸架靜撓度 懸架靜撓度是指汽車滿載靜止時懸架上的載荷與此時懸架剛度之比,即 （4-1） 汽車的懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。因此汽車的固有頻率 （4-2） 當(dāng)采用彈性特性為線性變化的懸架時，懸架的靜撓度可以用下式表示 （4-3） 將代入式（4-3）中得到 （4-4） 對于后懸架偏頻要求在1.17~1.58Hz,選擇偏頻為1.25Hz，故懸架的靜撓度 二、鋼板彈簧 鋼板彈簧又叫葉片彈簧，它是由若干不等長的合金彈簧片疊加在一起組合成一根近似等強度的梁。鋼板彈簧的第一片（最長的一片）稱為主片，其兩端彎成卷耳，內(nèi)裝青銅或塑料或橡膠。粉沫冶金、制成的襯套，用彈簧銷與固定在車架上的支架、或吊耳作鉸鏈連接。鋼板彈簧的中間用U形螺栓與車橋固定。 中心螺栓用來連接各彈簧片，并保證各片的裝配時的相對位置。中心螺栓到兩端卷耳中心的距離可以相等，也可以不相等。為了增加主片卷耳的強度，將第二片末端也彎成半卷耳，包在主片卷耳和外面，且留有較大的間隙，使得彈簧在變形時，各片間有相對滑動的可能。 鋼板彈簧在載荷作用下變形，各片之間因相對滑動而產(chǎn)生摩擦，可促使車架的振動衰減。各片間的干摩擦，車輪將所受沖擊力傳遞給車架，且增大了各片的摩損。所以在裝合時，各片間涂上較稠的潤滑劑（石墨潤滑脂），并應(yīng)定期保養(yǎng)。 鋼板彈簧本身還兼起導(dǎo)向機構(gòu)的作用，可不必單設(shè)導(dǎo)向裝置，使結(jié)構(gòu)簡化，并且由于彈簧各片之間摩擦引起一定減振作用。有些高級轎車的后懸架采用鋼板彈簧作彈性元件。目前一些國家汽車上采用變厚度的單片或二至三片的鋼板彈簧，可以減少片與片間的干摩擦，減小動剛度，還提高使用應(yīng)力，同時減輕重量。 和扭桿彈簧、螺旋彈簧相比，雖然鋼板彈簧單位體積存儲的彈性變形能小，但由于鋼板彈簧結(jié)構(gòu)簡單，彈簧本身兼起導(dǎo)向裝置的作用，長期以來鋼板彈簧在汽車上得到廣泛應(yīng)用。鋼板彈簧片間摩擦阻力對彈簧動剛度影響較大,特別是在小振幅的情況下。 鋼板彈簧在汽車上可以縱置也可以橫置。后者因為要傳遞縱向力，必須設(shè)置附加的導(dǎo)向裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，所以本次設(shè)計采用縱置。縱置鋼板彈簧能傳遞各種力和力矩，并且結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計采用對稱式的鋼板彈簧。 1、鋼板彈簧長度L的確定 鋼板彈簧長度L是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。增加鋼板彈簧長度L能顯著降低彈簧應(yīng)力，提高使用壽命；降低彈簧剛度，改善汽車行駛平順性；在垂直剛度c給定的條件下，又能明顯增加鋼板彈簧的縱向角剛度。鋼板彈簧的縱向角剛度是指鋼板彈簧產(chǎn)生單位縱向轉(zhuǎn)角時，作用到鋼板彈簧上的縱向力矩值。增大鋼板彈簧縱向角剛度的同時，能減少車輪扭轉(zhuǎn)力矩所引起的彈簧變形；選用長些的鋼板彈簧，會在汽車布置時產(chǎn)生困難。根據(jù)《汽車設(shè)計》第184頁的標(biāo)準，選用負荷車的鋼板彈簧L=1.4m。 2、滿載弧高 滿載弧高是指鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿載時鋼板彈簧主片上表面與兩端（不包括卷耳空半徑）連線間的最大高度差。用來保證汽車具有給定的高度。當(dāng)時，鋼板彈簧在對稱位置上工作?？紤]到使用期間鋼板彈簧塑性變形的影響和為了在車架高度已限定時能夠得到足夠的動撓度值，常取=10~20 mm。故取。 3、鋼板彈簧斷面尺寸及片數(shù)的確定 （1）鋼板斷面寬度b的確定 有關(guān)鋼板彈簧的剛度、強度等，可按等截面簡支梁的計算公式計算，但需要引入撓度增大系數(shù)加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡支梁公式計算鋼板彈簧所需要的總慣性矩。對于對稱鋼板彈簧 （4-5） 將L=1.4m，k=0.5，s=100mm，， ，代入式（4-5）可得 又因為鋼板彈簧總截面系數(shù) （4-6） 將式（4-6）代入下式計算鋼板彈簧的平均厚度 因為增大片寬，能增強卷耳的強度，但是當(dāng)車身受側(cè)向力傾斜時，彈簧的扭曲應(yīng)力增大。故片寬與片厚的比值應(yīng)在610范圍內(nèi)取。所以。 （2）鋼板彈簧片厚h的選擇 矩形斷面等厚鋼板彈簧的總慣性矩用下式計算 （4-7） 所以 由式（4-7）可知，改變片數(shù)n、片寬b、片厚h三者之一，都影響到總慣性矩的變化；再結(jié)合式（4-5）可知：總慣性矩的改變又會影響到鋼板彈簧垂直剛度c的變化，也就是影響汽車平順性變化。其中，片厚h的變化對鋼板彈簧的總慣性矩的影響最大。增加片厚h,可以減少片數(shù)n。鋼板彈簧各片厚度可能有相同和不同兩種不同情況，希望盡可能采用前者。但因為主片工作條件惡劣，為了加強主片與卷耳，也常將主片加厚，其余各片厚度稍薄。此時，要求一副鋼板彈簧的厚度不宜超過三組。為使各片壽命接近又要求最厚片與最薄片厚度之比應(yīng)小于1.5。故鋼板彈簧各片厚度依次為。 (3)鋼板彈簧各片長度的確定 片厚不變寬度連續(xù)變化的單片鋼板彈簧是等強度梁，形狀為菱形。將由兩個三角形鋼板組成的鋼板彈簧分割成寬度相等的若干片，然后按照長度不等的依次排列、疊放到一起，就形成接近實用價值的鋼板彈簧。實際上的鋼板彈簧不可能是三角形，因為為了將彈簧中部固定到車軸上和使兩卷耳處可靠地傳遞力，必須使它們有一定的寬度。因此，應(yīng)該用中部為矩形的雙梯形鋼板彈簧代替三角鋼板彈簧才具有真正的實用意義。這種鋼板彈簧各片具有相同的寬度，但長度不同。鋼板彈簧各片長度就是基于實際鋼板彈簧各片展開圖接近梯形梁的形狀這一原則來做圖的。首先假設(shè)各片厚度不同，具體進行步驟如下圖所示： 先將各片厚度的立方值hi3按照同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上，再沿橫坐標(biāo)量出主片長度減去U形螺栓中心距的一半的距離，得到A、B兩點，連接A、B兩點即得到三角形鋼板彈簧展開圖。AB線與各片的上側(cè)邊的交點即為各片長度。 圖4-2 確定鋼板彈簧各片長度的作法圖 圖4-3 最終確定的鋼板彈簧各片長度 （4）車軸強度較核 車軸的受力分析如圖4-4。根據(jù)受力分析，可以看出該軸的受力為對稱的，故列出如下公式： F1=F6; F2=F5; F3=F4; F2×64.5-F3×201=0; F3=400×9.8=3920N; F1=8296N; F2=12216N; 故 F2=F5=12216N; F1=F6=8296N。 由圖可知，軸的最大危險截面在F2、F5處，因為軸是對稱的，所以只需較核其中一處即可。 ； 圖4-4 車軸的受力分析圖 查《機械設(shè)計》表15-1得 ； ； 故該軸的強度滿足要求。 第五章 結(jié) 論 通過本次設(shè)計，我對汽車又有了新的進一步的認識，對其設(shè)計的思路和方法有了初步的了解，對以前所學(xué)的知識進行了總結(jié)和鞏固，將理論知識初次應(yīng)用到了實際，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)。 在這次設(shè)計中，要合理分配設(shè)計時間，雖然任務(wù)書上已經(jīng)安排了進程，但自己的自覺性較差，知識掌握得不夠熟練，所以在進行時總是感覺無從下手，但是在后來的設(shè)計中將需要相關(guān)內(nèi)容有了了解，漸漸地我學(xué)會了靈活運用。 除此之外，我也充分體會到將來的工作氛圍：認真負責(zé)的態(tài)度，團隊協(xié)作的精神，服從命令的堅決，團結(jié)一致為我們的共同目標(biāo)——做好本次設(shè)計。 由于初次設(shè)計，自己覺得存在的遺憾還是不少的，由于我的能力和水平有限，在設(shè)計中難免會存在有一些缺點和不足，例如思考問題不夠全面，短時間內(nèi)掌握知識不夠深入，設(shè)計存在偏差等，懇請老師給予批評指正。以便我能夠及時的發(fā)現(xiàn)錯誤并改正，使我的理論知識和實踐能力得到提高，在今后的學(xué)習(xí)和工作中更好的完成任務(wù)。 參考文獻 [1] 中國汽車技術(shù)研究中心汽車標(biāo)準化研究所.汽車標(biāo)準匯編（第五卷）. 中國汽車技術(shù)研究中心汽車標(biāo)準化研究所出版，2000 [2] 王望予. 汽車設(shè)計（第三版）. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [3] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造（上下冊）. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [4] 余志生. 汽車理論（第三版）. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [5] 王昆、何小柏、汪信遠. 機械設(shè)計課程設(shè)計.北京:高等教育出版社,1995 [6] 徐源. 機械設(shè)計手冊. 北京:機械工業(yè)出版社,1991 [7] 濮良貴、紀名剛. 機械設(shè)計(第七版). 北京:高等教育出版社,2001 [8] 濮良貴、紀名剛.機械原理(第七版). 北京:高等教育出版社,2001 [9] 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