摩托車用液壓阻尼減震器設計及建模

1、-. z.科技大學本科畢業(yè)設計論文二零一四年六月-. z.科技大學本科畢業(yè)論文摩托車用液壓阻尼減震器設計及建模Motorcycle shock absorber with hydraulic damping design and modeling-. z.畢業(yè)設計論文題目：摩托車用液壓阻尼減震器設計及建模一、畢業(yè)設計論文容及要求包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、到達的指標和應做的實驗等1 提供條件：提供摩托車技術參數(shù)，液壓阻尼減振器構造組成示意圖，工作原理圖，autoCAD軟件等；2 設計容與要求:(1) 調(diào)研收集分析有關資料，總結液壓阻尼減振器構造特點；(2) 確定液壓阻尼減振器的總體設計原則；(3)

2、 針對摩托車構造特點，確定液壓阻尼減振器的構造設計和設計計算：a構造設計主要是確定減振器的類型、布置形式、安裝角度和選用數(shù)量。b設計計算的過程主要包括相對阻尼系數(shù)以及最大卸荷力確實定，減振器工作缸、活塞、活塞桿、閥系以及相關零部件的尺寸計算。c) 液壓阻尼減振器的三維模型建立，包括工作缸、活塞、活塞桿及相關零件的模型建立及其裝配。二、完成后應交的作業(yè)包括各種說明書、圖紙等1. 畢業(yè)設計論文一份不少于1.5萬字；2. 外文譯文一篇不少于5000英文單詞；3. 液壓阻尼減振器工程圖。4. 液壓阻尼減振器實體模型。三、完成日期及進度2014年3月25日至2014年5月31日，共10周。進度安排：1.

3、 3月25日4月7日：閱讀相關文獻、準備開題報告。提交開題報告、外文文獻翻譯。2. 4月8日4月15日：確定液壓阻尼減振器設計總體原則。3. 4月16日4月27日：液壓阻尼減振器構造設計。4. 4月28日5月20日：工作缸、活塞、活塞桿、閥系以及相關零部件的設計計算。5. 5月21日5月28日：三維建模，撰寫畢業(yè)設計論文。6. 5月30日5月31日：辯論四、主要參考資料包括書刊名稱、出版年月等:1.軍介.摩托車減震器性能測試試驗臺設計D;*大學;2009年2.施宇鋒.液壓減振器阻尼特性仿真分析及其優(yōu)化設計D;理工大學;2012年3.牟鳳平.摩托車后減震器阻尼特性數(shù)學模型的建立及其測試平臺搭建D

4、;科技大學;2012年4.建國.摩托車懸架系統(tǒng)動力學仿真與匹配研究D;大學;2012年5.馬秋生，建偉，王寧俠. 機械設計根底M. 機械工業(yè)，2005.(3)6.大學，家瑞. 汽車構造M. 機械工業(yè)，2005.(1)7.周松鶴，徐烈恒. 工程力學M. 機械工業(yè)，2003.(2)8.譚剛，華. KYB SL20 減震器演算書J，1998. (2)9.馬震來. 汽車液壓減震器參數(shù)優(yōu)化設計J，2004.(3) 10.冰蔚，王笛.雙筒減震器數(shù)學模型的建立與仿真測試J;科技大學學報(自然科學版);2009年03期11.學軍，存香.誤差補償PID調(diào)節(jié)的電液伺服減振器測試臺設計J;測控技術;2010年07期

5、.12.成大先主編. 機械設計手冊. 單行本.彈簧. ：化工工業(yè)，2004.113.龍全. 摩托車減震器彈簧的設計計算及工作圖的繪制. 摩托車技術2004年第5期14.愛紅. 后減震器阻尼閥的研究與分析. 摩托車技術2004年第1期15.愛紅. 純閥片阻尼構造在摩托車后減震器的研究及應用. 摩托車技術2006年第7期16.天之. 淺談摩托車用減震器. 摩托車2003年第5期17.Soon Kil Hong. Advancement of Aerospace Education and Collaborative Research in the 21th Century. Hankuk: Han

6、kuk Aviation University.18.廖念釗等. 互換性與技術測量. ：中國計量，2011.2第5版19.莊志等編著. 摩托車理論與機構設計. ：測繪科技大學，1991.1系(教研室)主任：簽章年月日學院主管領導：簽章年月日-. z. TOC o 1-3 h z u 摘要作為車輛懸架構造當中的重要阻尼部件之一，減震器為人們在駕乘摩托車的過程當中，吸收道路不平度產(chǎn)生的震動能量，對保障平安、舒適性起了重大作用。它是有別于采用充氣式輪胎來減緩行車顛簸的另一種裝置。能否合理設計其構造參數(shù)，使之能夠得到預想的性能將會直接影響到車輛行駛的平穩(wěn)性以及駕乘人員的舒適性與平安性。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的興

7、起與高速公路的迅猛開展，人們對行車的安穩(wěn)性也提出了更高的要求，各國對減震器質(zhì)量與種類的研制開發(fā)工作投入了更大的力量和資金。開展到今天，減震器構造復雜，形式多樣。根據(jù)其工作介質(zhì)可以分成如下幾類：彈簧式減震器、氣簧式減震器、氣液組合式減震器、充氣式減震器以及液壓阻尼式減震器等。由于液壓阻尼式減震器構造簡單，加工制造本錢低廉，被廣泛運用于汽車摩托車以及其他機械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造當中。本文還要運用軟件對設計的減震器進展三維建模，模擬其裝配過程。現(xiàn)如今，被廣泛運用的三維軟件有很多，比方3DMA*，RHINO，MAYA，CATIA，UG，CAD等。其中，3DMA*可用于平面設計及動畫；而MAYA則比擬高級，常

8、用來制作電影特效和動畫制作；UG則被廣泛應用于汽車制造行業(yè)。此次工程將采用Pro/E對減震器進展三維建模并仿真裝配。關鍵詞：摩托車；減震器；液壓阻尼；設計參數(shù)；三維建模AbstractVibration energy as one among the important vehicle suspension structure damping ponents , shock absorbers for people to ride a motorcycle in the process, absorb road roughness generated , and to ensure the s

9、afety , fort plays a major role. It is different from the use of inflatable tires to slow down the bumpy road of another device . Can rational design of its structural parameters , so that it can achieve the anticipated performance will directly affect the fort and security as well as stability of t

10、he vehicle s occupants .With the rapid development of the automotive industry and the rise of the highway , driving people to the calm is also put forward higher requirements, the quality and type of shock absorber States research and development work into a greater power and money. Development toda

11、y , shock absorbers ple* forms. According to its working medium can be divided into the following categories: spring shock absorbers, gas springs shock absorbers, gas-liquid modular shock absorbers, gas-filled shock absorbers and hydraulic damping shock absorbers and so on. Because of the simple str

12、ucture of the hydraulic shock absorber damping , low manufacturing costs , is widely used in car and motorcycle manufacturing , and other mechanical products which .In this paper, but also to use software designed shock absorbers for three-dimensional modeling to simulate the assembly process . Now,

13、 are widely used three-dimensional software there are many, such as 3DMA*, RHINO, MAYA, CATIA, UG, CAD and so on. Which , 3DMA* can be used for graphic design and animation ; while MAYA is more advanced , used to make a movie special effects and animation ; UG were widely used in the automobile manu

14、facturing industry . The project will use Pro / E for three-dimensional modeling and simulation of the shock absorber assembly.Keywords: motorcycle; shock absorber; hydraulic damping; design parameters; dimensional modeling-. z.目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc389054478第一章緒論 PAGEREF _Toc389054478

15、h 2HYPERLINK l _Toc3890544791.1 選題的目的和意義 PAGEREF _Toc389054479 h 2HYPERLINK l _Toc3890544801.2 國外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc389054480 h 2HYPERLINK l _Toc3890544811.3減震器設計的未來開展趨勢展望 PAGEREF _Toc389054481 h 2HYPERLINK l _Toc3890544821.4研究的主要容及方法 PAGEREF _Toc389054482 h 2HYPERLINK l _Toc389054483第二章減震器數(shù)學模型的建立 PAG

16、EREF _Toc389054483 h 2HYPERLINK l _Toc3890544842.1摩托車減震器的工作原理 PAGEREF _Toc389054484 h 2HYPERLINK l _Toc3890544852.2減震器的振動模型 PAGEREF _Toc389054485 h 2HYPERLINK l _Toc3890544862.3減震器示功圖分析 PAGEREF _Toc389054486 h 2HYPERLINK l _Toc3890544872.4實測示功圖分析 PAGEREF _Toc389054487 h 2HYPERLINK l _Toc389054488第三章

17、液壓減震器的構造設計 PAGEREF _Toc389054488 h 2HYPERLINK l _Toc3890544893.1減震器的主要零件構造參數(shù) PAGEREF _Toc389054489 h 2HYPERLINK l _Toc389054490工作缸徑D PAGEREF _Toc389054490 h 2HYPERLINK l _Toc389054491貯油筒直徑 PAGEREF _Toc389054491 h 2HYPERLINK l _Toc389054492減震器基長L PAGEREF _Toc389054492 h 2HYPERLINK l _Toc389054493工作行程

18、S PAGEREF _Toc389054493 h 2HYPERLINK l _Toc3890544943.2摩托車減震器主要零件的構造設計 PAGEREF _Toc389054494 h 2HYPERLINK l _Toc389054495彈簧的構造尺寸設計計算 PAGEREF _Toc389054495 h 2HYPERLINK l _Toc389054496減震彈簧按實際工作狀態(tài)繪圖的優(yōu)點 PAGEREF _Toc389054496 h 2HYPERLINK l _Toc389054497減震器減震桿 PAGEREF _Toc389054497 h 2HYPERLINK l _Toc38

19、9054498活塞環(huán) PAGEREF _Toc389054498 h 2HYPERLINK l _Toc3890544993.2.5 貯油筒設計 PAGEREF _Toc389054499 h 2HYPERLINK l _Toc389054500導向套設計 PAGEREF _Toc389054500 h 2HYPERLINK l _Toc3890545013.2.7 油封 PAGEREF _Toc389054501 h 2HYPERLINK l _Toc389054502第四章減震器的三維建模與裝配仿真 PAGEREF _Toc389054502 h 2HYPERLINK l _Toc3890

20、545034.1減震器各零件的三維圖繪制 PAGEREF _Toc389054503 h 2HYPERLINK l _Toc3890545044.2摩托車減震器的裝配模擬 PAGEREF _Toc389054504 h 2HYPERLINK l _Toc389054505總結 PAGEREF _Toc389054505 h 2HYPERLINK l _Toc389054506致 PAGEREF _Toc389054506 h 2HYPERLINK l _Toc389054507參考文獻 PAGEREF _Toc389054507 h 2-. z.第一章緒論1.1 選題的目的和意義作為車輛懸架構

21、造當中的重要阻尼部件之一，減震器為人們在駕乘摩托車的過程當中，吸收道路不平度產(chǎn)生的震動能量，對保障平安、舒適性起了重大作用。它是有別于采用充氣式輪胎來減緩行車顛簸的另一種裝置1。根據(jù)減震器安置地點的差異可以分成兩大類別前減震器和后減震器。前減震器，對車輪、摩托車體之間的所有設備的通用術語。它的主要功能是降低前輪途經(jīng)障礙遭受沖擊之后傳遞到車架的沖擊載荷與震蕩。按照它的構造組成，能夠分成兩大類下拉桿式和套筒式2。經(jīng)由對各類摩托車前減震器的研究與開發(fā)，時至今日，摩托車前置減震器普遍采用套筒式。按照減震器的構造，后液力減震器可以分為單筒式和雙筒式，但是相比于單筒減震器，雙筒減震器的構造更佳合理，能夠保

22、證其工作的持久性和穩(wěn)定性，所以當前后減震器是以雙筒減震器為主。近年來，伴隨路況的逐漸改善，車輛速度的增大，在車輛的乘騎舒適性和行駛平順性方面，人們也提出了更加苛刻的要求。以往設計時，參數(shù)的制定多依賴于設計者的經(jīng)歷。之后反復進展測試實驗，不斷地修改參數(shù)值，直至到達預計要求為止。一般使用的方式是把不同構造參數(shù)的減震器安設在原本想要裝備的機車之上，經(jīng)過專業(yè)試車員不斷進展實車駕駛測試檢驗并評價。依靠這種方式，一方面設計耗資大、耗時長，另外一方面結果也很難獲得最為優(yōu)化的減震器特性。1.2 國外研究現(xiàn)狀自19世紀末頁，世界上第一臺摩托車，經(jīng)由德國工程師戴姆勒創(chuàng)造雖然由于技術的不成熟，行車速度只有12km/

23、h，并沒有使用價值3，摩托車產(chǎn)業(yè)在世界興起。上世紀20年代初，世界上出現(xiàn)了在現(xiàn)實意義上具有使用價值的簡易減震器，使用金屬彈簧裝置連接摩托車的車身愿意前輪。此后，經(jīng)過20年的開展，于30年代出現(xiàn)了現(xiàn)今意義上的液壓減震器。之后，隨著技術的進步，涌現(xiàn)出各式各樣的減震器。上世紀五十年代洪都機械廠仿制M72型摩托車的成功，拉開了我國摩托車生產(chǎn)的序幕。改革開放后，國摩托車產(chǎn)量飛速增長，各類品種層出不窮。時至今日，在我國摩托車產(chǎn)業(yè)屬于自己的生產(chǎn)體系早已形成，開展至1995年，年產(chǎn)量已經(jīng)大于700萬，在當時已然是世界上第一摩托車生產(chǎn)國。開展至今日，我國已經(jīng)可以自主生產(chǎn)多種減震器，大體上實現(xiàn)了國摩托車制造的自給

24、，其中有局部產(chǎn)品也到達了國際上同類產(chǎn)品的一樣水準，為國摩托車產(chǎn)業(yè)的技術提高和進步做好了良好的鋪墊。通過半個多世紀的開展，摩托車已然成為我國最普遍使用的交通工具之一。伴隨迅猛開展的高速公路，人們對行車平穩(wěn)性要求的逐步越高，國家對減震器質(zhì)量與種類的研制與開發(fā)工作投入了更大的力量和資金。許多國大學的教師與研究院的教授對減震器的設計也投入了更多的眼光，在充氣式減震器和電子控制技術等領域取得了許多驕人的成果5。國外對減震器的研發(fā)歷時長久，貨源充足、技術老練、高集中度的生產(chǎn)，具有更具影響的品牌效應。比方日本的KYB、國的萬都以及德國的路太在世界各國都很瘦歡送。此外，海外國家還不停研發(fā)出更多的新式減振器和電

25、子控制的技術，不斷將減振器技術開展提升到更高層次。當前國際對充氣式減振器的開發(fā)進程已然到了電子控制式減振器。但國的研發(fā)集中方面還依舊在單筒充氣式減振器，并且進程相對緩慢。需要我們基于前人在充氣減振器研究成果之上，更進一步地剖析和研發(fā)，盡快減小同興旺國家之間的距離。通過對充氣式減振器不斷開發(fā)，對我國汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)水準的提高具有重要推進作用，使得汽車的制造本錢能得到有效的降低，對我國的經(jīng)濟開展具有強而有力的推動最用。1.3減震器設計的未來開展趨勢展望時代在開展，技術在進步，人們對行車舒適性的要求只會越來越嚴格，越來越苛刻，這也就要求人們必須加快減震器的設計與研發(fā)的腳步，不斷提高減震器的性能。由于審美

26、觀的作用，甚至在外觀上的需求也會在設計時列入考慮疇。此外，為了響應全世界環(huán)保生活的提倡，在設計材料上也會有很大的改變，比方塑料等合成材料或許會被廣泛應用于減震器的制造生產(chǎn)當中。隨著計算機性能的不斷提升，計算機與生產(chǎn)生活的聯(lián)系將會愈加嚴密。在設計過程中，計算機的仿真與計算功能應用將會占據(jù)更加重要的地位，先仿真后設計的設計模式將會成為主流，這會大大縮短產(chǎn)品的設計周期以及設計本錢，并且提高產(chǎn)品的設計性能。需要分外說明的是，傳感器以及電子控制器技術的運用在未來的減震器設計當中也會占據(jù)一席之地。根本上未來減震器的開展趨勢是美化，智能化，可控制，高精度，高效能。而我國的減震器行業(yè)應該會加大研發(fā)力度，更多引

27、進國外技術，努力減小與海外各國的差距，加大出口量，與國際市場進一步接軌。1.4研究的主要容及方法研究容：1、減震器整體方案分析與設計；2、減震器的速度特性及阻尼力；減震彈簧的彈力特性；減震器的速度特性；減震器阻尼力產(chǎn)生原理；3、液壓減震器的構造設計；減震器貯油筒的設計；減震器工作缸的設計；減震器密封裝置、導向套以及端蓋等的設計；4、應用三維軟件對減震器進展三維實體建模并模擬裝配過程；5、應用CAD等平面軟件繪制零件圖以及裝配圖。研究方法：以減震器的運動學和動力學的根底理論為依據(jù)，建立其減震器運動的數(shù)學模型和動力學模型，對減震器的運動規(guī)律以及在運動中的受力等問題進展詳盡的分析計算，得到減震器的使

28、用參數(shù)，從而進展詳細的構造設計，并進展了構造強度以及剛度的校核。再次，應用CAD軟件繪制工應力分布情況，確定減震器的危險工況和薄弱環(huán)節(jié)。其次對減震器繪制工程圖紙。具體的步驟和措施如下：1、調(diào)研收集分析有關資料，總結優(yōu)缺點特點，構建課題研究的整體思路。2、熟練掌握本次設計中要用到的各種軟件的操作。3、應用理論力學知識，建立減震器的運動學模型和動力學模型。4、減震器的構造設計。5、相關零部件的穩(wěn)定性校核。6、減震器的三維建模。-. z.第二章減震器數(shù)學模型的建立數(shù)學模型是為了研究現(xiàn)實生活中一些具表達象，從而對其簡化抽象后得到的一種簡單合理的構造。在他的建立過程中，會忽略許多與研究目的關聯(lián)不大的要素

29、，只考慮對研究對象具有不可無視的影響的作用6。因此，他不是現(xiàn)實生活的具體反映，只是一種理想的模型構造。建立數(shù)學模型是構造真實生活和科學研究之間的橋梁，是一個對生活中一些現(xiàn)象的認知原理的研究方法。它是科研中進展仿真的依據(jù)，也是研究過程中的重要參考資料。2.1摩托車減震器的工作原理圖 2-1 125型摩托車伸縮管式前叉液力減震器構造圖圖2-1是125型摩托車伸縮管式前叉液力減震器構造圖。其布局是置彈簧式,在前叉管中放置活塞桿，活塞桿的孔和導流孔連通前叉管腔被活塞分開的上下兩局部。使用螺釘將減震桿與貯液筒固定相接,減震桿設阻尼孔。由于前叉管與摩托車機身固定連接，當外筒即貯液筒受到壓力作用時，相對于車

30、身向上運動，使得與之固定連接的活塞桿也隨之向上運動，彈簧1 被按緊,彈簧彈力供給緩沖阻力, 空腔A體積縮減, 部液體遭受壓縮,經(jīng)過導流孔流進活塞桿的部空腔。同時空腔B體積加大,構成局部真空,經(jīng)由阻尼孔吸油,形成壓縮阻力;復原時,由于彈簧1 的恢復力, 空腔B容積不斷減小,模腔的壓力增加,只有通過阻尼孔以及安裝時形成的配合間隙流入空腔A,從而有復原阻力產(chǎn)生。阻尼力把震蕩能量轉化為熱能, 減緩輪胎振動傳遞到車架的震蕩幅度和機械能,促進了駕車時的安穩(wěn)性與舒適性7圖 2-1 125型摩托車伸縮管式前叉液力減震器構造圖2.2減震器的振動模型圖2-2 摩托車振動模型如圖2-2所示，整輛摩托車的振動可以簡化

31、抽象為三個一樣模型之間串并聯(lián)，由于同時考慮三個模型會很復雜，并且與此次課題工程不符合，是以只抽取一個獨立的振動模型進展研究，系統(tǒng)如圖2-3所示。圖2-3 摩托車振動系統(tǒng)假設路面顛簸按正弦曲線的方式轉變,而且僅僅計算豎直方向上的運動,如此就能夠簡化模型, 動力學模型能夠簡化為一二階單自由度強迫振動,即:2-1圖2-4 路況簡化圖式中 QUOTE m質(zhì)量， QUOTE k彈性系數(shù)， QUOTE c阻尼系數(shù)8。因為示功圖檢驗的主要是被減震器的液壓阻尼吸取的能量,對2-1式再次簡化。試驗沒有安裝緩沖彈簧，即公式中的 k=1，得：2-2公式中， QUOTE 是跟隨減震器一起運動的質(zhì)量,于示功圖檢測,因為

32、傳感器安裝于橫梁,滑塊與外筒運動形成的慣性力沒有對檢測用的傳感器形成影響。傳感器得到的只有局部油液運動引起的的慣性力。因此忽略慣性力,然后有：2-3檢測模型和示功圖簡化純阻尼模型，如圖2所示。因為復原行程與壓縮行程的阻尼系數(shù)有差異，則有：2-4示功圖實驗臺使用曲柄滑塊機構供給類似的簡諧運動,曲柄滑塊機構的運動學方程為:2-5式中,r為曲柄半徑， QUOTE l為連桿長度, QUOTE 為曲柄旋轉的角速度。2.3減震器示功圖分析通過2-4公式表達的線性阻尼模型，測試所得的示功圖如下列圖所示。它與中國汽車行業(yè)標準所列出的示功圖圖形相似。圖中弧線包含的面積也就是阻尼汲取的能量?？梢钥闯觯诤喼C力下的

33、減振器示功圖，就圖中的y軸對稱。在圖中,不但能夠顯示減震器緊縮阻力、復原阻力的巨細以及二者的比值,更重要的是經(jīng)過示功圖弧線的外形，將減震器的整體工作機能繪制出來。曲線應該飽滿,沒有畸變和突變9。Pf=5py=5 QUOTE 圖2-5 示功圖2.4實測示功圖分析圖2-6 實測示功圖根據(jù)汽車行業(yè)標準，壓縮性和復原性必須符合規(guī)定的具體模式，偏差25%后減震器和30%前減震器。速度特性曲線圖反映阻尼力與減震器速度變化的關系,線性阻尼與速度之間關系表現(xiàn)為線性,而現(xiàn)實阻尼系數(shù)不是線性的,從而形成正反向速率的阻力變化弧線沒有重合與非線性。事實上阻尼系數(shù)不是線性的,它受減震器的加速度、速度,加上油液粘度、溫度

34、還有減震器的油液流動情況的影響,以及摩擦力、慣性等要素的作用形成遲滯偏差。由于相對運動之間的摩擦。此外因為體積阻尼器的變化，油氣共存?；c外筒的滑動和油封的作用，大體上能封閉腔的氣體，相對的空氣阻力就會產(chǎn)生。所以模型應涵括空氣阻力和摩擦力的影響。也就是：2-6上述公式,為空氣彈簧剛度, 表示摩擦力,當成是常量(事實上它與速度的變化有關)。圖2-5(A)說明復原阻尼力太小，會有該現(xiàn)象的緣由興許是復原節(jié)流孔太大；阻尼器泄漏厲害；流通閥沒有封閉嚴實；復原閥翻開不及時或沒有關閉嚴實；實驗速度偏低和油液不夠濃稠而至。圖2-5B代表壓縮阻力太小，造成這種現(xiàn)象的原因可能是壓縮阻尼孔太大，泄露嚴重；補償閥沒

35、有封閉嚴；壓縮閥翻開太早或沒有關閉嚴實；底閥掉落等其他緣故。圖2-5(C)表示無液壓阻尼，唯一存在機械類磨擦，這種弊端一般發(fā)生在前阻尼器上，它的阻力事實上是外套筒間的摩擦和油封而不是液壓阻尼。摩擦阻力通常要不超過技術需求值，倘假設到達與技術要求靠近，則說明該阻尼器磨擦阻力太大，無法適應摩托車的需求。產(chǎn)生這類問題的緣由或許是阻尼器中油液太少；阻尼孔太大；密封過于嚴實；又或者套筒配合、導向不良。圖2-5(D)回復過程有空白階段，這種圖表示為回復過程早期沒有阻力，移動相當間隔后才創(chuàng)立阻力。造成這重現(xiàn)象的直接原因是壓縮室不充油，要等到其腔中的空氣排光后，才能創(chuàng)立液壓阻力，這種缺陷可能是由于底座，壓縮閥

36、，補償閥的泄漏過大例如，密封面，閥板翹曲墊之間成細屑，閥座的不平等；也可能是由于活塞閥封閉循環(huán)不良所引起的。圖2-5E是壓縮行程空行程，壓縮行程特性不是原來的抗壓性能，運行一定距離后，才能創(chuàng)立壓縮阻力。造成這種缺陷的原因興許是壓縮早期補償閥封閉不嚴密；也許是復原行程時補償閥翻開不到位所致。阻尼器缺乏油液通常也是導致這類情況的理由之一。圖2-5(F)壓縮末端的阻力突然上升，對于前阻尼器來講，這種現(xiàn)象是正常的。在這個時候，阻尼器的操作限制區(qū)液壓壓縮終了，應產(chǎn)生液壓緩沖阻力大，防止阻尼器剛性碰撞，但后減震器，這是不正常的現(xiàn)象。綜上所述,太大的摩擦力和裝配效果以及加工精度之間有很大的關聯(lián),同樣是導致往

37、后MJ油液泄漏的重要緣故之一,是以期望在日后的MJ測試準則修訂中添加摩擦力的測試。總而言之，示功圖不僅僅是阻尼器的質(zhì)量檢驗的根底，同樣也是對阻尼器缺陷進展剖析的首要材料。-. z.第三章液壓減震器的構造設計3.1減震器的主要零件構造參數(shù)摩托車減震器主要參數(shù)技術要求的規(guī)定，在中有精準的說明10。工作缸徑D： (mm) (3-1)式中：； p ，Mpa，p通常取Mpa；雙筒式，=0.40.5;單筒式, =0.300.35。再按照工作缸系列表3-1圓直徑。從表中可以看出應用于摩托車的減震器工作缸有16、20、22、25mm幾個系列，通常是依照摩托車發(fā)動機的排量來確定工作缸的直徑11表3-1。表3-1

38、 摩托車減震器的工作缸筒直徑系列mm161624160202032170222236180252540195貯油筒直徑貯油筒直徑，壁厚，貯油筒的最大外徑，貯油筒直徑系列24，32，36，40毫米，當然，可以小于或大于該系列的值。貯油筒的作用主要是存儲介質(zhì)油，除了石油泄漏補償由于在氣缸容積的變化，同時也適應因溫度上升和產(chǎn)品的主要指標的前提下，儲油筒的直徑應稍大一些，這樣有利于減震器吸震能力的加強，促進減震器熱量的散失，此外，還能更好的實現(xiàn)其貯油功能。減震器基長L在設計減震器時，對基長確實定尤為重要。基長的設計合理，既有利于摩托車總體設計的布局，還有利于減震器減震功能的實現(xiàn)。過長的基長會不利于摩托

39、車的構造布局，同樣，如果基長過短，設計的減震器的局部機構一定會過于簡單，從而不利于其實減震能的發(fā)揮?；L的定義是減震器在緊縮到極致時，二端吊環(huán)的中心之間的距離L QUOTE 和行程的差值，即： L = L - S (mm) (3-2)則減震器拉伸到最大長度為： L = L + s (mm) (3-3)還要求L容許的差值為+3 毫米， L容許的差值必須大于零12。工作行程S應用在摩托車上的減震，通常它的工作行程在毫米之間，但是可能會因為一些現(xiàn)實中裝配得需要，實際得到的行程興許會比設計好的要短一點18。表3-2 工作缸筒徑系及行程選定mm前減震器發(fā)動機排量cm通用車越野車工作行程缸徑工作缸徑缸徑5

40、090709022200230261001259010026230250302505001001203039250280436007501001202702908001000120140280300依照給定的條件結合上述的選擇方法，查閱以上表3-1、 3-2確定：工作缸的直徑選擇D=22毫米。則由此可以確定，貯油筒的外徑D=40毫米，壁厚為7毫米，進而可以確定貯油筒的徑D為毫米，基長毫米。3.2摩托車減震器主要零件的構造設計彈簧的構造尺寸設計計算在根據(jù)普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列摘自GB/T1385199319局部表3-3普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列彈簧絲直徑d/mm第一系列0.45 0.6 0.7

41、0.8 0.9 1 1.21.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 第二系列0.32 0.55 0.65 1.4 1.8 2.22.8 3.2 5.5 6.5 7 9 彈簧中徑D/mm8 8.5 9 9.5 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 35 38 40 42 45 48 50 52 55 58有效圈數(shù)n/圈壓縮彈簧6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 10 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30自由高度H/mm壓縮彈簧150 160 170 180 190 200 220 240 260 280

42、 300 320 340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600 彈簧徑D，參考同類車型和現(xiàn)場調(diào)查，并參照表3-3，確定了下面的彈簧構造參數(shù)，如表3-4所示。表3-4 選定彈簧參數(shù)彈簧直徑d(mm)有效圈數(shù)n彈簧中徑密圈D(mm)3.57618有效圈數(shù)76圈包括：=40、=5毫米；稀圈n=36圈、節(jié)距t=8mm。1彈簧自由長度的計算：根據(jù)機械設計手冊摩托車技術彈簧的有關公式：在壓縮彈簧兩頭磨平并緊，只有1圈做支承時：總圈數(shù)n= n+2=76+2=78自由高度 H= n t+ n t+1.5d (3-4) =405+368+1.53.5493mm

43、壓并高度H=n+1.5d=76+1.53.5271mm 2螺旋伸角：=arctan(t/D) 3-5 QUOTE =arctan(5/3.1418)=5.06 QUOTE =arctan(8/3.1418)=8.063簧絲長度L：圓柱螺旋彈簧L= QUOTE Dn/(cos QUOTE ) (3-6) L=L+L QUOTE 2521.8mm QUOTE =3.142036/ (cos8.06)2283.4mm所以L= L+ L4805.2mm4計算彈簧剛度：k=Gd/(8nD) (3-7)式中：，N/mm； d為簧絲直徑(mm)、n、D (mm)、G，取78400MPa。k=784003.5

44、/(84018)=6.3040N/mm1/ k=0.1586k=784003.5/(83620)=7.0045N/mm1/ k=0.1428彈簧的總剛度：1 (3-8) k13.3 N/mm稀圈的剛度，當密圈受力收縮合并后，余下的剛度即為： K2= k7 N/mm密圈壓并時的最大變形量 f m.ma*=t-dn=(5-3.5)40=60mm (3-9)根據(jù)彈簧受力變形公式: (3-10) 則： F3= k f m.ma*=6.304060=378.24 N這種力量使薄環(huán)壓縮長度= QUOTE 毫米 (3-11)拐點變形長度： f3 = = mm 圖3-1所示的工作，繪制過程如下：1.預壓長度H

45、460毫米，如果沒有真正的參考，通常需要一個指定圍的值或預壓設計的長決定。F=k (H-H)= N (3-12) 2.彈簧在拐點處的壓縮高度： H= H- f= N (3-13)3.彈簧壓縮到極限的長度 H=340mm；F=F+ K2H3- H5 (3-14) F=378+7379-340=651N依照活塞長度、阻尼筒長度和減震墊計算可知彈簧的極限長度。4.F、F FF與FF的中間值。圖 3-1彈簧工作特性圖5.校核壓并長阻尼彈簧壓力和長度：HB = DN + 1.5D271毫米；這是遠離彈簧壓縮極限長度340mm、69mm，應該是沒有問題的。6校核扭應力=8 FKC/d2 MPa (3-15

46、)式中：C為旋繞比，C=Dd=183.5 =5.1；(3-16)K為曲度因子，K=(3-17)=1.16+0.111.2968 3.52 )=890 MPa容許扭應力外表通常是約800兆帕= 0.5B，這是不同的材料，直徑彈簧鋼絲和彈簧直徑。這里盡管不符合，不過由于減震器在極限狀況的工作時間不長，因而能夠應用于實際生產(chǎn)。減震彈簧按實際工作狀態(tài)繪圖的優(yōu)點1)彈簧工作狀態(tài)能夠直觀明了的反響出來。例如剛度，行程等。2)可迅速地對配套廠的信息做出改良，以滿足用戶要求。減震器減震桿前叉式減震器的減震桿通常有兩個局部組成，分別是活塞和活塞桿，二者通過鉚釘或者螺紋進展連接，本文中設計時，將二者用同一根管材制

47、作如圖3-2：圖3-2 減震桿減震桿需要承載來自減震彈簧的壓力以及回復時圓柱彈簧的拉力，要保證強度。減震器活塞桿直徑，取值一般在612毫米之間。小直徑的抗壓抗拉強度較低，會影響橫向減振器剛度。活塞桿由35，40，45，40Cr鋼冷拔，hrc18 35鉻的硬度鍍鋅，鍍鉻層硬度hrc30 55。前叉可用45鋼，調(diào)質(zhì)及外表處理。如圖，減震桿設計成空心管，在管壁上直徑較小的一邊設有兩個導流孔，在接近活塞的一端打阻尼孔2個。兩孔遠離活塞，在恢復中風腔壓力形成的面積越大，減振器行程較短。有一定的距離的兩個阻尼孔之間，以使油和放電及補償量隨荷載變化的增加，使減振器的性能趨于平滑，柔軟。阻尼孔的位置要和合理，

48、應該在活塞的運動圍，當前叉管受力運動到底時，活塞擋住了補償孔，起到閥門的作用，阻尼力陡然加大。活塞桿采用雙重流程加工工序，沖裁，車端倒角，矯直，外圓磨，高頻淬火，回火，矯直，多道磨削車削兩端活塞，環(huán)端或端的螺絲，研磨，鉻等精細超精細。國活塞桿的加工，使用較多的無心磨削和拋光，電鍍或超精磨，也有采用無心磨床，滾，電鍍后拋光或超精細磨削過程20。對于活塞桿外表粗糙度的要求，相關資料規(guī)定其值已在之間，國生產(chǎn)的活塞桿，粗糙度為Ra0.20，勉強能夠到達標準。在減震器漏油沖擊活塞桿外表粗糙度，更深層的運動外表，鋒利的波峰，活塞桿穿過密封油向外帶出油更多的石油，更嚴重。如果從橫截面看，在切削刃工作緊活塞桿

49、的外外表密封油，功能區(qū)面積為： S= (mm) (3-18) 公式：R -活塞桿公稱尺寸，毫米；Ra活塞外表粗糙度，mm。如果活塞桿面積兩個不同的粗糙度相比，活塞桿，外表粗糙度增加的水平，和油封具有跨磨損面積增加4倍以上。實驗結果說明，外表粗糙度增大，一級活塞桿，降低300000減震器耐久試驗頻率?；钊麠U的直線度是0.02mm，和減震器油也影響，從對齊到淬火回火和對齊的空白，是必不可少的步驟之前磨。一般取24個點進展矯直。在0.02mm以的對準公差0.03mm紅外報警系統(tǒng)，無論工件公差是一個S形或扭曲的形狀來實現(xiàn)的校準要求，芯管的矯直公差活塞桿軋機應0.05mm前叉。活塞應面向具有良好的性能，

50、和高10 12mm，小導邊的性能差異，總長度并增加減震器?；钊耐鈭A柱面的密封性一定要得到保證，為此，活塞的長度一定要適中，不能太小，外圓柱面和減震桿軸線的同軸度也應嚴格要求，此外，活塞外圓外表的粗糙度也是重要要素之一，一般要求不低于0.2。氣缸中的活塞可以要求自由運動，另一方面，油不能之間的間隙中的流動，密封可靠的阻尼力，因此其間隙是影響減振器性能的重要因素，一般其配合間隙應在，陸制造的減震器配合間隙在0.180.30毫米之間。前叉為例，在活塞桿上的兩個孔的面積是2.815 QUOTE QUOTE ，如果上述間隙，活塞側間隙泄漏面積2.785 QUOTE QUOTE 4.63 QUOTE Q

51、UOTE ，這遠遠超出了口面積，造成大量石油泄漏，油阻尼孔明顯減少，削弱了減振器的減振能力?；钊h(huán)活塞環(huán)同活塞配合，保證活塞的運動限制在軸向上，同時起到密封作用確保液壓油不會從活塞與工作缸的縫隙之間流露。由于其彈性密封活塞環(huán)氣缸，使氣缸的處理和匹配精度和活塞適當減少，有利于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，降低本錢；塑料溫度衰減率21。活塞環(huán)密封的原理是：首先通過自身的彈性緊缸壁上形成第一密封面，密封油壓力的增加，將環(huán)形成的第二密封外表，如圖5-3顯示，完全形成高壓室和低壓室。在高壓油通過環(huán)在活塞環(huán)端隙向外擠壓壓力活塞環(huán)背隙，活塞環(huán)和氣缸壁更緊湊，密封可靠。圖3-3 活塞環(huán)密封原理圖活塞環(huán)的構造參數(shù)設計：1.活

52、塞環(huán)徑向厚度b b=(0.250.4)mm (3-19)式中：D工作缸筒直徑，mm公差一般取0.10.2mm。由于工作缸徑D=22mm，所以=1.171.88毫米取b為1.17 mm2.活塞環(huán)的軸向高度hh=(1.52.5)b =1.7552.925 (mm) (3-20)則取h為2.0 mm公差一般取0.100.15mm。3.活塞環(huán)開口設計活塞環(huán)的斜口的一般形式圖3-4a，角度為45；但是，活塞環(huán)的尺寸要根據(jù)具體設計的活塞構造做改變，如果活塞環(huán)的軸向長度不大則使用直切口的樣式進展開口圖3-4b，相反，如果活塞環(huán)的軸向長度過大，則應該使用階梯切口圖3-4ca)斜切口； b)直切口； c)階梯切

53、口圖3-4 活塞環(huán)開口形式環(huán)開口寬度為：c=(a+)sinr (mm) (3-21)式中：amm； a=(t-t)s， () (3-22) t為連，取80； t為常溫，取20；為線脹系數(shù)，1/； S為環(huán)中徑處的周長，mm； s=D-b， (mm) (3-23)環(huán)的增加比在前面的開口孔的直徑，直徑為16mm，是0.2毫米，直徑每增大1毫米，增加0.05 0.06mm。氣缸直徑為22mm的設計，所以需要0.5 0.56毫米。表3-5 聚四氟乙烯性能名稱單位指標線膨脹系數(shù)2060 10.310-520100 10.510-520150 11.410-520200 12.810-5查表，取為10.5按

54、照公式計算：s=77.97mm； a=(t-t)s=(80-20) mm；c=(a+)sinr=0.491+0.5sin45=0.70mm4.活塞環(huán)側間隙=H-ha (mm) (3-24) 式中：H活塞上環(huán)槽高度，mm； a，mma=(t-t)h (mm) (3-25) a=(t-t)h =(80-20)10.52.0=0.0126mm5.活塞患背間隙0.007D mm (3-26) =-0.170 符合圖3-5 修改后的活塞本文設計的材料是采取了聚四氟乙烯。塑料活塞環(huán)填料應混合均勻，過程中應保證外表的兩端應與中心線垂直的，等于或小于0.03mm外表平整度的兩端，外表粗糙毒外圓柱面為Ra0.8

55、m、兩端面Ra1.6m，其余Ra3.2m。外表不能存在毛刺、縮孔、裂紋。3.2.5 貯油筒設計貯油筒直立式前減震器或前叉管如圖5-6所示，主要用于安裝前軸和前面的擋泥板，制動器蓋板固定在活塞桿，油缸的腔，上下運動方向的工作，作為一個儲藏室。摩托車行駛過程中，摩托車的前叉管的驅(qū)動時，可通過驅(qū)動力和轉向扭矩，而且運行阻力下力和道路的影響。因此，前叉筒應具有較高的遷都和剛度，為了減輕質(zhì)量，前叉筒常采用鋁合金壓鑄，孔鍍鉻以提高耐磨性。前叉桿孔與活塞桿，工作缸導套的同軸度和其他相關部件，工作性能的泄漏，協(xié)調(diào)好，減震器具有重要影響。底部的氣缸，活塞桿叉固定螺栓孔中心線和孔中心線的同軸度和垂直度，缸底的要很

56、高的，它直接影響著活塞的運動和底油精度。前叉筒常采用ZL104鋁合金低壓鑄造，經(jīng)熱處理后機械性能到達250MPa、=24、HB=100120。表3-6 WY125叉管的nf125，ZL104鋁合金的化學成分和力學性能22。表3-6局部材料機械性能SiMgMnCuFeAl機械性能 (MPa)()HB狀態(tài)化學成分810.50.30.50.20.61.31.60.8余量2452.0100T5為了提高鎂的含量，如果少量的鋼，在低限硅含量的控制，Mg2Si相的形成，合金中析出的CuAl2，可以提高合金的熱處理強化效果，其力學性能和加工性能的改善。采用低壓鑄造其粗糙度可到達。圖3-6 貯油筒導向套設計減震

57、器導向套圖3-7，裝在減震桿的活塞桿上，只要起到導向作用，限制活塞桿的徑向運動不會發(fā)生。由于減震器工作時，導向套與活塞桿之間會發(fā)相對運動，且運動頻率極高，故要求導向套的耐磨性要很高。導向套與活塞桿的配合尺寸在設計時一定要合理安排，如果二者間的間隙過大將會極大程度上降低減震器的減震性能。圖3-7 導向套3.2.7 油封1.油封的工作條件國際標準ISO6194/1-1982和日本NOK公司都明確了用戶對油封提出的工作條件，對于往復油封為：1工作速度表3-7表3-7 工作速度單位：m/s一般連續(xù)長期耐久試驗0.52110.522工作溫度油封工作中，由于由于運動摩擦引起的卡夫焦耳效應而形成其工作溫度，

58、焦耳效應與摩擦條件有關。因此，的油封徑向力壓力的接觸桿寬度的噴嘴地區(qū)和摩擦系數(shù)材料，外表粗糙度，潤滑條件，相對速度，導熱性決定了它的工作溫度表3-8。表3-8減震器油溫工作耐久試驗熱衰減試驗70左右6010+20+100因為橡膠的導熱系數(shù)電導率0.14kcalMH，和鋼是41.7大卡MHC，一般10唇溫度高于40，考慮使用不同的氣候的摩托車，油的溫度應該是40 + 120。3工作壓力油封的工作壓力應為活塞單位面積上的阻尼力，一般前減震器p1.00MPa。后減震器p=2.004.00 MPa。工作壓力隨活塞速度而變化，p只是連續(xù)、短時出現(xiàn)。根據(jù)液壓往復密封的資料介紹：速度，連續(xù)工作時間等，在確定

59、耐壓水平也應注意其使用壽命。4工作介質(zhì)和環(huán)境油封工作時，其唇口長期浸泡在油液里，有必要按GB7039-86標準采用1號和3號標準油浸泡檢查體脹率，并檢查耐久性能指標硬度，拉斷強度，拉斷伸長率的變化率。2.材料一般油封材料應具備如下要求23：1在工作中復原性大，永久變形小，有較好的穩(wěn)定性。2耐熱、耐寒，吸振性好。3有適當?shù)臋C械強度，機械強度小的改變媒體的沖擊，耐油。4材質(zhì)細密、漏損小。耐磨性好，摩擦系數(shù)小。5與金屬接觸不相互粘著、腐蝕等。6易制造、尺寸精度高、價格廉價。硫化工藝性好。丁腈類橡膠是丁二烯和丙烯腈兩種單體的共聚物，其耐油、耐熱性、耐磨性均優(yōu)于其它橡膠類。而且丙烯腈兩種單體的共聚物，其

60、耐油、耐熱、耐磨性能越好；天然橡膠具有很好的高彈性和非常好的機械強度，綜合性能最好。因此可以選用丁腈類橡膠NBR為主，適當參加丁苯膠SBR，配方時，在添加一些耐磨性較好的生膠和配合劑。根據(jù)GB7039-86往復運動密封圈膠料。設計其配方如下：1生膠選用具有優(yōu)異的耐油熱性、工藝性、物理性能的低門尼黏度、中丙烯腈含量的丁腈橡膠。2選用熱老化性能好，壓縮永久變形小的低硫，高促硫化系統(tǒng)。3選用對熱氧老化，疲勞有極好防護效能的RD、MB、4010等防老化劑系統(tǒng)。4補強系統(tǒng)選用耐磨與噴霧炭黑并用系統(tǒng)。5合理選用焦劑、增粘劑、加工助劑、改善膠料操作平安性和工藝性。3.油封骨架金屬骨架外漏的外骨架油封有較高的