摘 要

悬架设计是否合理对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性有很大影响。考虑到矿用汽车的质量大，行驶条件恶劣，悬架承受的力和力矩比较大，所以矿用汽车悬架设计是否合理对行驶平顺性有很大影响。基于安全性、舒适性方面的考虑，对本项目矿用车的悬架进行开发设计，使其满足要求。

本文综合考虑市场上矿用车的悬架形式、悬架的优缺点以及本项目矿用车的尺寸和质量，对前、后悬架进行了选型。

然后综合考虑整车尺寸参数、满载质量、人体对振动的反应等因素，对悬架的刚度、偏频、零件的尺寸等进行了选择和计算。主要设计双横臂式独立悬架的悬架布置形式，次要设计钢板弹簧非独立悬架的尺寸。

关键词：矿用车辆；双横臂；钢板弹簧；独立悬架；非独立悬架

Abstract

Suspension have an effect on the vehicle's handling stability and ride performance. Because mine vehicles are heavy,the condition of road is poor,and the force that the suspension withstand is strong,It’s important that suspension has reasonable size and frame.Based on the safety and comfort performance, it is necessary to design the suspension of the mine vehicle so that it can meet its performance requirements.

First,this graduation project selects the types of the front and rear suspendions according to the suspendion type of the mine vehicle which have been produced,and the advantages and disadvantages of all kind of suspensions,and the size and weight of the mine vehicle.

Then, considering the parameters such as the size of the vehicle,full loaded weight and the influence of vehicle vibration on human body, The rigidity and frequency of the suspension,and the size of the parts were selected and calculated. The primary design object is wishbone independent suspension.the secondary design object is steel leaf spring non-independent suspension.

Key Words：mine vehicles;double wishbone;leaf springs;independent suspension;no-n-independent suspension

目录

第1章 绪论 1

1.1本课题研究背景 1

1.2国内外研究现状 1

1.3 矿用车悬架系统选型及优势分析 1

1.3.1螺旋弹簧独立悬架简介 1

1.3.2双横臂独立悬架的优势 1

1.3.3钢板弹簧的优势 2

1.4本文研究内容和方法 2

第2章 双横臂独立悬架系统部件设计计算 3

2.1选取悬架的性能参数 3

2.1.1偏频 3

2.1.2静挠度 4

2.1.3动挠度 5

2.2悬架刚度的设计 5

2.2.1前、后悬架刚度设计 6

2.2.2验证悬架的刚度 6

2.3双横臂独立悬架导向机构设计 7

2.3.1导向机构的布置形式 7

2.3.2双横臂独立悬架导向机构设计 14

2.4螺旋弹簧的设计计算 16

2.4.1螺旋弹簧轴线力分析计算 16

2.4.2换算线刚度 19

2.4.3螺旋弹簧丝径计算 21

2.4.4螺旋弹簧有效圈数和支撑圈 23

2.4.5弹簧长度L的设计 24

2.4.6弹簧节距t的设计 24

2.5本章小结 25

第3章 钢板弹簧设计 26

3.1钢板弹簧的布置方式 26

3.2钢板弹簧主要参数的确定 26

3.2.1满载弧高 26

3.2.2钢板弹簧长度 26

3.2.3钢板断面尺寸及片数的确定 27

3.3钢板弹簧各片长度的确定 29

3.4自由状态下钢板弹簧总成的弧高及曲率半径 32

3.5本章小结 33

第4章 液压筒式减振器设计计算 34

4.1双向作用筒式减振器的结构和工作原理 34

4.2阻尼元件的选用设计 34

4.2.1阻尼特性 35

4.2.2阻尼比 35

4.2.3减振器阻尼系数的确定 36

4.2.4最大卸荷力 37

4.2.5工作缸直径的确定 38

4.3本章小结 39

第5章 总结 40

参考文献 41

致 谢 42

第1章 绪论

1.1本课题研究背景

近年来，越来约精密的软件和硬件的出现拔高了工程师的设计能力及零件的质量。同时，乘员舒适性成为了人们购车的一大考虑要素。

独立悬架，每侧车轮不相干。车身受到的冲击因簧下质量的减轻而有效减小。而且车架下空间变得广阔，很多机构都能更低，降低了质心高度。因此汽车几乎都采用独立悬架。

1.2国内外研究现状

国外很早就研究可满足重型汽车使用条件的独立悬架。上世纪中期，扭杆悬架就应用在了苏联的中型车上。

上世纪90年代，美国某特种部队实施的战术车辆改造(MTVR)打算让所有车桥都采取独立悬架，最终，提出两横臂设想的OSHKOSH卡车公司竞标成功^[1]。

目前，国外已具有一流水平的独立悬架技术。国外独立悬架行业巨头，美驰、蒂摩尼、芬兰的Sisu、明斯克等公司都拥有核心技术。美国艾克科技公司以灵活性高的车辆为研究对象设计了ISAS4000独立悬架^[1]。

国内对独立悬架进行研究始于上世纪80年代。国内研究进步很快，已经应用于很多常见车辆上。