1、本科生毕业设计（论文）I毕业设计(论文)悬架减震器设计说明书本科生毕业设计（论文）II摘 要随着我国汽车工业的不断发展，人们对汽车的舒适性和安全性的要求也越来越高，而减振器作为悬架系统的主要部件，其质量直接影响到车辆乘座舒适性和操纵稳定性。本次毕业设计的题目是基于动平衡减振器试验台。减振器在汽车传动系统中发挥着极其重要的作用。本试验台采用立式的布置方式。本说明书主要共有六个章节的内容：第一章，绪论；第二章，减振器试验台方案分析；第三章，电动机和减振器的选择；第四章，曲柄连杆机构的设计；第五章，联轴器的设计；第六章，夹具的设计；第七章，减振器试验台机构误差分析；第八章，结论。本设计主要参考了减振
2、器试验台相关的材料和内容。计算所需要的主要参数，并对曲柄连杆机构进行强度校核。使试验台达到安全标准。利用 CAXA 制图，画出装配图和零件图。结合书中所学知识及查阅相关资料，设计出动平衡减振器试验台。关键词：动平衡技术；减振器；试验台；曲柄连杆机构本科生毕业设计（论文）IIIAbstractWith the continuous development of Chinas automobile industry，People car comfort and safety requirements have become more sophisticated，And shock absorber
3、 suspension system as the main components, A direct impact on the quality of traveling comfort and vehicle handling and stability. The graduation project is based on the dynamic balance of the subject test-bed absorber. Damper drive system in the car plays a vital role. In this study, using the vert
4、ical layout.This statement, there are six main sections: Chapter，Introduction；Chapter II，Damper Test Bench program analysis；Chapter III，The choice of motor and shock absorber；Chapter IV, the design of crank-connecting rod mechanism；Chapter V, the coupling of the design; Chapter VI, fixture design; C
5、hapter VII, shock absorber test bench institutions error analysis; Chapter VIII, Conclusion.Reference to the design of the main shock absorber test stand and content related materials. Needed to calculate the main parameters, Connecting rod and crank strength checking agencies. Make test-bed to meet
6、 safety standards. CAXA use mapping, Draw assembly drawing and parts drawing. Combination of book knowledge and access to relevant information, Balance out the design of test-bed absorber.Key words：Balancing technology; Shock Absorber; Test-bed; connecting rod本科生毕业设计（论文）IV目 录第一章 绪论 .11.1 悬架减振器的功用 .1
7、1.2 国内外现状及其发展趋势 .21.3 减振器试验台的设计方案 .5第二章 减振器试验台的方案分析 .62.1 减振器试验台结构与原理 .62.2 通用减振器试验台 .72.3 测试系统误差来源分析 .72.4 机械部分误差分析 .8第三章 电动机和减速器的选择 .93.1 电动机的选择 .93.2 减速器的选择 .10第四章 曲柄连杆结构的设计 .124.1 曲柄连杆机构的组成及工作原理 .124.2 曲柄连杆机构的动平衡分析 .12第五章 联轴器的设计 .165.1 联轴器 .165.2 联轴器的分类 .165.3 联轴器的选择 .165.3.1 联轴器的几何尺寸 .17第六章 夹具的
8、设计 .18第七章 减振器试验台机构误差分析 .197.1 减振器示功机工作原理 .197.2 减振器试验台机构误差分析 .20第八章 结论 .22参考文献 .23致谢 .24附录一 专业外文及翻译 .25附录二 程序编程 .371.1 曲柄连杆的计算校核 .37本科生毕业设计（论文）1第一章 绪论自十九世纪第一辆汽车诞生以来，汽车工业经历了 100 余年的发展历程，由于科学技术的不断发展，使汽车的各项性能有了很大的提高，现代汽车已经成为国民经济和社会生活中不可缺少的一种运输工具，并且汽车工业的规模及其产品质量已经成为衡量一个国家技术发展水平的重要标志之一。我国汽车工业经过近半个世纪的发展，取
9、得了令人瞩目的成绩，特别是开革开放以来，汽车工业获得了迅速的发展，同时随着人们物质生活水平的提高，对汽车的综合性能提出了更高的要求，不仅要求汽车具有较高的可靠性、操纵性、稳定性、安全性，而且要求汽车（特别是轿车）必须具有良好的成勇舒适性，这就对汽车的综合性能，特别是对汽车的悬架系统提出了更高的要求。悬架减振器作为车辆悬架系统的一个重要零部件，对于车辆的乘用舒适性、操纵性、稳定性及安全性都起着非常重要的作用。由于我国轿车减振器的发展时间短，起点低，技术水平落后，因此在国产中、高级轿车上还大量使用进口减振器。所以，提高我国悬架减振器的自主研制开发水平，加速我国悬架减振器的发展，已经成为车辆悬架系统
10、一个急需解决的重大课题，悬架减振器已列为我国汽车工业发展规划中优先发展的重要项目之一。1.1 悬架减振器的功用车辆在行驶过程中，由于路面的凸凹不平等因素激起汽车的振动，这种由于道路的凸凹不平而引起的冲击和振动，通过车轮传递到悬架，然后再由悬架传递到车身，从而引起驾驶人员及乘座人员的振动（当然也对货物形成冲击） 。它使乘员处于振动环境之中，这种振动大大降低了车辆行驶的平顺性，振动影响着人的舒适性，工作效能和身体健康，使乘员感到不舒适。汽车的平顺性就是保持汽车在行驶过程中成员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。同时，平顺性也影响着车辆的操纵性、稳定性及安全性，
11、并缩短汽车的寿命。所以，这种情况是我们希望避免的，或是本科生毕业设计（论文）2希望减小的。物体无阻尼自由振动衰减时间很长，而物体有阻尼振动的衰减时间就大大缩短。车辆受到冲击后产生的振动希望能够迅速地衰减，尽量减小路面的冲击对车身的影响，因此在车身与车轮之间设有悬架系统。悬架系统一般是由弹性元件（如板簧、螺旋弹簧、空气弹簧、油气弹簧等） ，阻尼元件（如减振器）和导向机构等零部件组成。悬架系统实现了车身和车轮之间的弹性连接和弹性支承，因而当车轮行驶在凸凹不平的路面而受到复杂激励时，悬架装置就会有效地抑制和降低车身和车轮的动载，衰减车身和车轮的振动，从而保证车辆行驶的舒适性和安全性。减振器作为悬架系
12、统的主要阻尼元件通过与悬架系统的良好匹配，能够有效地隔离来自地面的干扰并吸收激振能量，迅速地衰减车身的振动，并将动能转换为热能，消散到大气中，从而使传递到车身的振动幅度大幅减小，从而到一个低通滤波器的作用。而且减振器还能与悬架弹簧一起衰减由不平道路引起的人体不适频率的传递（对于垂直振动，在频率为 48HZ 时，人体容许的振动加速度最小；而对于水平振动，在频率为 12HZ 时，人体容许的振动加速度最小） ，使车辆的振动频率远离人体不适频率（振动对人体的影响，既与振动频率、振动强度、振动作用方向、暴露时间有关，也与人的心理、生理状态有关，是一个十分复杂的过程，按照国际标准 ISO2631人承受全身
13、振动的评价指南推荐用 1/3 倍频率分别评价方法和总加权值方法对人承受全身振动进行评价） ，从而提高车辆运行的平稳性、安全性和舒适性。1.2 国内外现状及其发展趋势作为连接车轮与车身的悬架系统，现在已经发展出独立悬架系统，非独立悬架系统，平衡悬架系统等多种悬架结构形式，无论是哪一种悬架系统，都要对车辆提供弹性支承，有效地隔离来自地面干扰，传递力和力矩等。现在汽车的悬架系统均采用弹性悬架系统，它较好地满足了汽车的各项要求，促进了汽车工业的发展；悬架系统安装的阻尼元件，能够衰减、降低车身及车轮的振动，且车身或车轮的振动越剧烈，阻力也越大，这种阻力要求已经很好地被液压阻本科生毕业设计（论文）3尼器所
14、满足，目前汽车上所采用的阻尼器，已清一色地使用了液压阻尼器。液压阻尼器的阻尼原理是迫使阻尼器内的油液流过缝隙或小孔，因缝隙或小孔节流而形成阻尼力。液压减振器端的上端和车身相连，下端与车轮相连，车辆行驶时，由于路面激励，引起车身与车轮间的相对运动，从而使液压阻尼器中的活塞相对于缸筒作往复运动，液压油便通过各阻尼元件在减振器内工作缸的上、下腔和贮油腔之间来回运动，从而产生阻尼力，不断衰减车身和车轮的振动。自三十年代初采用筒式液压减振器以来，其基本原理并无大的变化，然而，有关阻尼器匹配的研究和结构（密封，导向和阻尼阀等）的进一步发展与演变仍在继续进行。国外先进工业化国家减振器的发展也经历了从摇臂式液
15、压减振器到筒式液压减振器（单作用式筒式液压减振器和双作用式液压减振器）再到充气式液压减振器（单筒充气式液压减振器和双筒充气式液压减振器）和阻力可调式液压减振器（手动调节或电动调节）的过程，现在已研制出用电子系统控制的自适应式液压减振器（可根据激振频率和振幅来调节阻尼的减振器） ，这种减振器可根据不同路面条件和不同的行驶要求，通过多级匹配与调节，从而在特性曲线族中，获得一条令人相当满意的特性曲线，从而优化和提高车辆行驶的舒适性（平顺性）和安全性，为底盘的优化展示出新的前景。国外先进工业化国家悬架液压减振器的设计制造时建立在广泛的标准化和系列化基础之上的，在计算机技术十分发达的国家，大都有减振器
16、CAD 的设计制造技术。然而即使在工业发达国家经济实用的普遍液压减振器仍然占统治地位。国家减振器的发展同国外先进工业国家相比还比较落后，大约只相当于国外 70 年代末，80 年代初的水平；我国液压减振器经过多年的研发发展，特别是最近十余年的发展，通过 CKD 件的组装与技术及设备的引进、消化和吸收获得了长足的发展，有了明显的进步与提高。现在我国已制定了减振器及其相关零部件的国家标准和行业标准，并且许多生产制造企业也建立了各自的企业标准，为减振器的设计、制造与验收提供了依据；为减振器制造各种专用设备（如在线示功机，单、双动寿命试验台，旋压封口机，流量试验台，专用焊接设备，气密性检测设备，注油机，
17、清洗机等）的生产厂家也在不断出现；同时为减振器提供各种配套零部件（如粉末冶金件、橡胶件、油封、弹簧、无油润滑轴承、阀片、减振器油、缸筒等）的生产厂家其设计制造水平也在不断提高。本科生毕业设计（论文）4这些都促进了我国减振器行业整体水平的提高。目前我国已经能够生产微型面包车用独立悬挂减振器，并且已经为部分国外引进轿车配套生产独立悬挂减振器；在减振器的基础理论研究方面国内同样进行了大量的研究工作，有关主动液压减振器的研究工作也取得了一定的进展，已研制出主动液压减振器的实验样机；然而，目前在国产轿车、微型车及其它各种车型上广泛使用的仍旧是普通双筒液压减振器。国外先进工业化国家减振器的发展也经历了一个
18、从落后到先进的曲折过程，其悬架减振器的结构型式在不断地改进，性能也在不断地提高。目前，国外先进工业化国家液压减振器正朝着充气式减振器、可调减振器（如载荷感应式、位移依存式、位置依存式等）及自适应减振器（如电流变减振器、磁流变减振器等）的方向发展。其双筒充气液压减振器经过多年的发展已占有相当大的市场比例，可调减振器及自适应减振器也已有商品车出现。无论采用那种结构，减振器都是朝着；各种高频激振的阻尼力自动控制、无极调整阻尼力机构以及减振器温度特性的进一步改善，尤其是改善减振器的外特性和降低噪声方向发展。目前，在国外先进工业化国家主动悬架系统及自适应减振器是车辆悬架特性和减振器外特性方面的重大变革。
19、根据国外先进工业化国家液压减振器的发展经历，并结合我国汽车行业的具体情况（以中、低档汽车为主） ，在普通双筒液压减振器发展到一定阶段以后，充气式双筒液压减振器将会成为国产液压减振器的下一个发展方向。在目前的液压减振器国产化进程中，正在把充气式液压减振器的生产实践和研究提到日程上来，其应用领域必将日益增多。而变阻尼液压减振器（可调式减振器、自适应减振器）在我国目前尚处于前景研究阶段。充气式双筒液压减振器可以有效地改善减振器的外特性，极大地提高减振器的临界速度，特别式在消除减振器外特性畸变和降低噪声方面具有明显的优越性，并且具有优良的可靠性及较低的静摩擦力，具有广阔的发展前景。双筒充气液压减振器的
20、理论和时间在我国目前仍处于起步阶段，其理论研究及生产实践同国外先进工业国家相比较有较大差距，有待各科研机构，大专院校及企业作进一步的研究开发工作，以缩短同国外同行的差距。本科生毕业设计（论文）51.3 减振器试验台的设计方案汽车减振器试验台是汽车减振器普遍使用的设备，试验时，试件安装在力传感器和激振体之间，并要求试件允许工作行程中点与其试验行程中点相同。试验行程大小通过调整试验台曲柄连杆机构的曲柄长度来实现，同时要求位移传感器的输出零点与试验行程中点相对应。因此，在试验台使用时需要进行测力系统标定、位移测试系统标定、试验行程及中点校准标定、试件安装尺寸及位置校准。在参考国内外有关资料的基础上，
21、充分利用现有的实验条件，重点从以下几个方面开展论文工作：(1)介绍减振器的工作原理和作用，分析减振器及其试验研究的现状，发现现有试验规范和试验台存在许多不合理之处，提出新的试验方案;(2)比较减振器常见的几种节流形式，归纳出其阻尼特性关系。然后，分析减振器的阻尼特性及其影响因素，确定主要影响因素和各参数值的最佳范围;(3)设计一套全新的减振器试验台，将现代节能技术和测控技术应用于试验台，提高自动化程度及其性能，并进行仿真，以确定各参数对系统性能的影响;(4)减振器试验台测控系统软硬件设计。讨论 Win32 环境下实时软件开发的要点和难点，并分别予以实现，然后，通过对减振器试验，分析试验结果，得
22、出试验结论;(5)数字信号处理及其抗千扰设计，对强干扰源加强软硬件信号处理。本科生毕业设计（论文）6第二章 减振器试验台的方案分析2.1 减振器试验台结构与原理汽车减振器试验台是汽车减振器普遍使用的设备，试验时，试件安装在力传感器和激振体之间，并要求试件允许工作行程中点与其试验行程中点相同。减振器试验台主要分为机械式和液压式，机械式结构简单，安装简洁，液压形式比较平稳。如图 2.1 所示,该速度台属单动台,高速电机经减速箱减速后,电机带动连杆机构对工作台激振,减振器套筒固定在工作台上,活塞杆则与顶梁联接。因此通过工作 台在垂直方向往返运动,便可对套筒激振。减振器工作的情况通过活塞杆上的力传感器和工作台上的位移传感器分别记录阻尼力和位移,位移信号经微分处理后可得速度信号,由此可测得减振器的速度特性曲线及示功图,故该曲柄连杆机构的动平衡是确保该试验台精度的一个重要方面。图 2.1 试验台结构简图 1电机与蜗轮 2上梁 3力传感器 4活塞杆 5套筒 6导轨 7活动平台 8位移计 9中梁 10曲柄连杆机构 11立柱 12电机及减速箱 13底
