载货车钢板弹簧悬架设计（开题）

太原学院202X届毕业论文（设计）开题报告系名：专业：班级：级班学号姓名论文（设计）题目载货车钢板弹簧悬架设计选题来源选题类型XXXXXX指导教师职称一、研究背景和意义(一)研究背景悬架是现代汽车上重要的总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺地行驶。由于结构简单、便于维护以及可以使用多种类型的弹性元件等优点，非独立悬架广泛应用于载货汽车以及大客车的前后悬架。一些全轮驱动的多用途车也采用非独立悬架作为前后悬架。随着弹性元件、减震器及其他结构件的设计、制造技术的不断进步，非独立悬架的性能也日益得到改善，在一些大批量生产的高级桥车和运动型桥车中，仍然采用非独立悬架用于其后悬架。对于前置前驱动汽车尤其是轻型载货汽车而言，由于后桥没有笨重的主减速器和差速器，其非独立悬架与独立悬架的非悬挂质量相差不大，因而非独立后悬架具有很好的应用前景。汽车在不平路面上行驶时，由于悬架的弹性作用，使汽车产生垂直振动。为了迅速衰减这种振动和抑制车身、车轮的共振，减小车轮的振幅，悬架应装有减振器，并使之具有合理的阻尼。利用减振器的阻尼作用，使汽车振动的振幅连续减小，直至振动停止。(二)研究意义本次课题针对都安建兴机械有限公司生产的都兴DA180低速载货汽车的悬架进行研究分析。根据它使用的道路环境和实际载重对悬架进行重新设计。改进了汽车在恶劣的山区道路上行驶的平顺性和操控稳定性。根据汽车实际的装载质量对悬架的弹性元件进行受力分析和强度校核。以提高悬架的寿命。二、国内外研究现状(一)国内研究状况国内早在20世纪60年代就设计生产了空气弹簧悬架，但由于工业技术条件有限，当时生产的产品使用效果不甚理想，以后在很长一段时期，产品没有进一步发展。因此，国外生产空气悬架弹簧的厂家凭借着资金与技术优势进入了国内市场，为国内生产豪华客车的厂家配套成熟的空气弹簧悬架产品。随着道路条件的改善，国内消费水平的提高，客车产品的档次逐步升级，空气悬挂簧逐步被市场接受。目前，在国内有多家客车厂生产的豪华大客车装有空气悬架，如安凯、金龙客车、桂林大字、合肥现代、杭州客车等，现全国用空气悬挂簧的客车己超过1万辆。随着国内汽车产量的增长，采用空气悬挂簧的数量将逐步上升，钢板弹簧的使用数量处于下降趋势。(二)国外研究状况在国外某些车型上己经得到了应用。随着现代控制理论的发展，提出了主动悬架的最优控制方法，它比天棚原理考虑了更多的变量，控制效果更好，目前最优控制规律有三种：线性最优控制、HQ最优控制和最优预见控制。由于实际悬架系统中有许多非线性的、时变的、高阶动力系统，使最优控制方法变得不稳定，为此又发展了自适应控制方法。自适应控制方法具有参数识别功能，能适应悬架载荷和元件特性的变化，自动调整控制参数，保持性能最优。自适应控制方法也有增益调度控制、模型参考自适应控制和自校正控制三类。目前发展最迅速的控制策略是智能控制（模糊控制和神经网络控制)。模糊控制方法具有自动调节输入变量的组合、隶属函数的参数和模糊规则数目等学习功能，计算机仿真结果表明该方法更有效。神经网络是一个由大量处理单元组成的高度并行的非线性动力系统，它能进行数据融合、学习适应性和并行处理，研究表明它比传统控制有更好的性能。执行器是实现控制目标的重要环节，因此作对动器的研究也是主动悬架研究的重要内容。为保证主动悬架的良好性能，执行器必须具有灵敏、隐定、可靠、能耗低、成本和总量低等特点。目前主动悬架上应用的执行器主要是液力式结构。日产公司则开发了蓄能式减振器，它将压力控制阀同小型蓄能器及液压缸结合起来，使路面不平整引起的振动被蓄能器吸收，车身隔振由主动阻尼和被动阻尼共同完成，因而能耗有所降低。不过液压动力系统尚有许多不足之处，比如对工作环境有一定要求：元件制造精度要求高、成本难以下降：处理小信号的数字运算，误差的检测与放大、测试与补偿、自动化与实现远距离等功能不如电气系统灵活准确等。因此现在执行器的研究主要集中在直线伺服电机、电磁蓄能器的方向。电气动力系统中的直线伺服电机具有较多的优点，永磁直流直线伺服电机，其驱动性能优于液压系统，今后将会取代液压执行机构。运用电磁蓄能原理，结合参数估计自校正控制器，可望设计出高性能低功耗的电磁蓄能式自适应主动悬架。三、研究目标与内容(一)研究目标本次课题针对低速载货汽车的悬架进行研究分析。根据它使用的道路环境和实际载重对悬架进行重新设计。改进了汽车在恶劣的山区道路上行驶的平顺性和操控稳定性。根据汽车实际的装载质量对悬架的弹性元件进行受力分析和强度校核。以提高悬架的寿命。汽车悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成一个振动系统，该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性，并进一步影响到汽车的行驶车速，燃油经济型和运营经济型。该振动系统也决定了汽车承载系和行驶系许多零部件的动载，并进而影响到这些零件的使用寿命。此外，悬架对整车的操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性的作用。(二)研究内容一、前言(一)论文的研究目的和意义(二)悬架设计应达到的技术要求(三)国内外研究的现状及发展趋势二、前钢板弹簧的设计(一)钢板弹簧基本参数的确定(二)钢板弹簧的设计计算(三)钢板弹簧强度验算(四)钢板弹簧主片的强度的核算(五)钢板弹簧销的强度核算三、减振器的设计(一)减振器的分类及选型(二)相对阻尼系数的选择(三)减振器阻尼系数的确定(四)最大卸荷力的确定(五)简式减振器工作缸直径的确定四、后钢板弹簧的设计(一)后钢板弹簧基本参数确定(二)弹性元件的设计(三)钢板弹簧刚度的验算(四)钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算(五)钢板弹簧总成弧高的核算总结与展望四、研究方法(一)文献研究法查阅相关文献进行研究。(二)对比分析法与现有汽车设计进行对比优缺点分析。五、研究方案的可行性分析和研究已具备的条件(一)可行性分析1.通过合理设计悬架的弹性特征及阻尼特性确保汽车具有良好的行驶平顺性，即具有较低的振动频率、较小的振动加速度值和合适的振动性能，并能避免在悬架的压缩或伸张行程极限点发生硬冲击，同时还要保证轮胎具有足够的接地能力。2.合理设计导向机构，以确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩的可靠传递，保证车轮跳动时车轮定位参数的变化不会过大，并且能满足汽车具有良好的操纵稳定性的要求：3.导向机构的运动应与转向杆系的运动相协调，避免发生运动干涉，否则可能引发转向轮摆振：4.侧倾中心及纵倾中心位置恰当，汽车转向时具有抗侧倾能力，汽车制动和加速时能保持车身的稳定，避免发生汽车在制动和加速时的车身纵倾（即所谓的“点头”和“后仰”）：