[CAD圖紙全套]越野車雙橫臂式獨(dú)立懸架設(shè)計

哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 要 雙橫臂式獨(dú)立懸架是常見的懸架形式之一，在汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，要求具有穩(wěn)定的可靠性。其突出優(yōu)點(diǎn)是在于設(shè)計的靈活性，可以通過合理選擇空間導(dǎo)向桿系的接觸點(diǎn)的位置及控制臂的長度，使得懸架具有合理的運(yùn)動特性。本設(shè)計 用平面作圖法和平面解析法對懸架的上、下橫臂的尺寸和空間布局進(jìn)行設(shè)計，計算選用雙同時減震器和螺旋彈簧匹配懸架系統(tǒng)，保證輪胎的幾何定位參數(shù)在各種懸架的擺動情況下都符合汽車行駛的要求，反復(fù)核算以保證在各種形式條件下獲得最佳平順性和操作穩(wěn)定性。 關(guān)鍵字 ： 雙橫臂式 獨(dú)立懸架；越野車；螺旋彈簧；雙筒式減震器 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） is a of in a of a in a by of of a UV of of of to in a of in of in of to of 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 套 資料 ， 扣扣 414951605 目 錄 摘要 第 1 章 緒論 1 課題研究 的目的和意義 1 要研究內(nèi)容 2 第 2 章 懸架 3 懸架的功用和組成 3 汽車懸架的類型 3 雙橫臂獨(dú)立懸架 4 第 3 章 懸架主要參數(shù)的確定 6 懸架靜撓度 6 懸架的動撓度 7 懸架彈性特性 7 小結(jié) 7 第 4 章 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度校核 9 設(shè)計要求 9 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù) 9 9 9 雙橫臂式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 10 橫臂軸布置方案 11 橫臂的布局方案 11 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 水平面內(nèi)上、下橫臂軸的布置方案 12 懸架螺旋彈簧剛 度及應(yīng)力計算 13 14 15 17 小結(jié) 17 第 5章 減振器機(jī)構(gòu)類型及主要參數(shù)的選擇計算 18 分類 18 相對阻尼系數(shù) 18 減振器阻尼系數(shù)的確定 20 最大卸荷力 的確定 21 簡式減振器工作缸直徑 21 小結(jié) 21 第 6 章 5 三維建模 22 關(guān)于 5 22 22 結(jié) 論 27 致 謝 28 參考文獻(xiàn) 29 附 錄 30 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 章 緒論 課題研究的目的和意義 當(dāng)代汽車工業(yè)已成為國民經(jīng)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展水平反映了一個國家工業(yè)技術(shù)的綜合水平，而 且是否具有獨(dú)自的開發(fā)技術(shù)關(guān)乎一個民族汽車工業(yè)的生死存亡?，F(xiàn)階段，越來越多的企業(yè)把自主的開發(fā)能力，獨(dú)立的設(shè)計能力當(dāng)作自己發(fā)展戰(zhàn)略中的重要一環(huán)，并且體會到這一過程艱巨，需選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)切入點(diǎn)逐步的積累和提升。其中，現(xiàn)在各類汽車廣泛采用彈性元件，尤其作為越野車對懸架的要求十分的高，因其更整車性能密切相關(guān)，針對懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能的開發(fā)越來越成為汽車整車開發(fā)的焦點(diǎn)，懸架系統(tǒng)是自主開發(fā)的能力不得不考慮的開發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。 隨著中國經(jīng)濟(jì)社會不斷的發(fā)展以及人們生活水平夫人不斷提高，汽車已成為們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕煌üぞ?。人們在不斷提高經(jīng)濟(jì)性和動力性指標(biāo)的情況下，更加注重了對整車的操控性性能的要求。這性要求不但體現(xiàn)在轎車上還體現(xiàn)越野車也逐步體現(xiàn)開始提出在整車操控性上穩(wěn)定性評價體系。懸架系統(tǒng)直接影響汽車的操控穩(wěn)定性及平順性，因此的研究已成為汽車工作者日益關(guān)注的問題和工作重點(diǎn) 6。 懸掛的構(gòu)件雖然簡單但參數(shù)的確定卻相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，廠家不但要考慮汽車的舒適性，操控穩(wěn)定性還要考慮到成本問題?；谶@三個問題不同廠家有不同的傾向性策略 ,也就產(chǎn)生了國內(nèi)現(xiàn)在比較常見的五種懸掛：麥弗遜式獨(dú)立懸掛、雙叉臂式獨(dú)立懸掛、單縱臂扭桿梁式半獨(dú)立 懸掛、雙橫臂式獨(dú)立懸掛、多連桿式獨(dú)立懸掛。 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架（或車身）與車輪彈性地連接起來。懸架需要傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩，緩和路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，使汽車獲得高速的行駛能力和理想的運(yùn)動特性 ,所以懸架對于整車的意義重大。 鑒于懸架設(shè)計在汽車特別是在轎車總成開發(fā)中的重要地位， 越野車 必需重視懸架總成的設(shè)計開發(fā)。由于懸架本身的性能特點(diǎn)與整車的匹配關(guān)系等直接決定了汽車的行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性，進(jìn)而影響著整車的檔次和價格。因此，對懸架 的研究有著重要的實(shí)用意義。 本論文是基于某 車的改型總體方案要求進(jìn)行的，與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合較緊密。通過對懸架系統(tǒng)中重要零部件的設(shè)計、計算和校核；各定位參數(shù)涵義及其對整車動力學(xué)性能影響的分析，初步達(dá)到介紹懸架設(shè)計全過程目的，具有很強(qiáng)的操作性，能夠?yàn)?生產(chǎn) 提供一定意義上的指導(dǎo)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 主要研究課題、方法、內(nèi)容 課題來源及要求 本課題來源于生產(chǎn)實(shí)際，要求根據(jù) 野 車的改型總體方案要求，針對其前獨(dú)立懸架進(jìn)行重新設(shè)計。在此設(shè)計中需要完成懸架中關(guān)鍵零部件的設(shè)計計算和校核、減振器的選型、導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 的分析、 維建模等。另外，設(shè)計還需包括懸架系統(tǒng)部分零件的 配圖和 維裝配圖的繪制。本設(shè)計從生產(chǎn)實(shí)際中來，因此， 設(shè)計的方法和結(jié)果應(yīng)對生產(chǎn)實(shí)際具有一定的指導(dǎo)作用。 研究方法 在設(shè)計時首先考慮改型車的總體方案要求，根據(jù)汽車的總體空間結(jié)構(gòu)對懸架結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行設(shè)計。接著，根據(jù)懸架總體方案，進(jìn)行懸架系統(tǒng)各零部件的設(shè)計計算，在計算時應(yīng)重點(diǎn)計算對懸架整體性能影響較大的零部件如：螺旋彈簧、上橫臂、下橫臂、減振器等。最后，對關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度校核 . 研究的主要內(nèi)容 本文的研究 對象是的前懸架，通過對懸架彈性元件的計算、 分析，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的核算和校核，可以驗(yàn)證懸架中關(guān)鍵零部件的可行性，掌握懸架的適用范圍和使用條件，計算整車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 章 懸架 懸架的功用和組成 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架（或車身）與車輪彈性地連接起來。懸架需要傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩，緩和路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，保證保證汽車的行駛平順性；保證車輪在路面不平在和載荷變化是有理想的運(yùn)動特性，使汽車獲得高 速的行駛能力和理想的運(yùn)動特性。 汽車懸架的功用總結(jié)如下： 抑制、緩和由不平路面引起的振動和沖擊； 傳遞汽車垂直力以外，還傳遞其它個方向的力和力矩； 保證車輪和車身（或車架）之間有確定的運(yùn)動關(guān)系，使汽車具有良好的駕駛性能。 汽車懸架是車架（或車身）與車橋（或車輪）之間彈性連接的部件。汽車懸架主要由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三個基本部分組成。此外還包括一些特殊功能的部件，如穩(wěn)定器和緩沖塊等?，F(xiàn)代汽車還采用了控制機(jī)構(gòu)，形成可控式懸架，如半主動懸架和全主動懸架等。 彈性元件使車架（或車身）與車橋（或車輪） 之間 實(shí)現(xiàn)彈性連接，用來承受并傳遞垂直載荷，緩和不平路面、緊急制動、加速和轉(zhuǎn)彎引起的沖擊。減振器用來衰減由于彈性系統(tǒng)受到?jīng)_擊后引起的振動。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是用來使車輪 (特別是轉(zhuǎn)向輪 )按一定運(yùn)動軌跡相對于車身運(yùn)動。同時以上三者兼有傳遞力的作用。若鋼板彈簧作為彈性元件時，它本身兼有導(dǎo)向作用，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在多數(shù)的轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架中還設(shè)有輔助彈性元件 橫向穩(wěn)定器，用以提高側(cè)傾的剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛的平順性。 要保持車身自然振動頻率不變或變化 很小，在汽車空載到滿載的范圍內(nèi)變化，就需要將懸架剛度做成可變的。如懸架中的有些彈性元件本身的剛度就是可變的，例如氣體彈簧；有些彈性元件的剛度雖是不變的，但如果其結(jié)構(gòu)中采取某些措施，也可使整個懸架具有可變的剛度，例如漸變剛度鋼板彈簧。這樣就使汽車空車對懸架剛度小，而載荷增加時，懸架剛度隨之增加。改善了汽車行駛時的平順性。 汽車懸架的類型 根據(jù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，汽車懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類。非獨(dú)立懸架的鮮明特色是左、右車輪之間由一剛性梁或非斷開式車橋聯(lián)接，當(dāng)單邊車輪駛過凸起時，會直接影 響另一側(cè)車輪。獨(dú)立懸架中沒有這樣的剛性 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） ，左右車輪各自“獨(dú)立”地與車架或車身相連或構(gòu)成斷開式車橋，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可細(xì)分為橫臂式、縱臂式、斜臂式等等，各種懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將在以下章節(jié)中進(jìn)一步討論。 除上述非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架外，還有一種近似半獨(dú)立懸架，它與近似半剛性的非斷開式后支持橋相匹配。當(dāng)左右車輪跳動幅度不一致時，后支持橋中呈 于其具有一定的扭轉(zhuǎn)彈性，故此種懸架既不同于非獨(dú)立懸架，也與獨(dú)立懸架有別。該彈性橫梁還兼起橫向穩(wěn)定桿的作用。 按照彈性元件的種類，汽車懸架又可 以分為鋼板彈簧懸架、螺旋彈簧懸架、扭桿彈簧懸架、空氣懸架以及油氣懸架等 4。 按照作用原理，可以分為被動懸架、主動懸架和介于二者之間的半主動懸架。 雙橫臂獨(dú)立懸架 雙橫臂式獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)如圖 圖 2雙橫臂式獨(dú)立懸架 1下橫臂； 2球頭節(jié)； 34橡膠襯套； 5球頭 6下橫臂； 7上橡膠襯套； 8下橡膠襯套 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 其上下橫臂的長短可分為等長雙橫臂和不等長雙橫臂兩種。等長雙橫臂懸架在其車輪做上下跳動時，可保持主銷傾角不變，但輪距卻有較大的變化，會使輪胎磨損嚴(yán)重，多為 不等長雙擺臂懸架代替，后一種懸架在其車輪上下跳動時候只需要適當(dāng)?shù)倪x擇上下橫臂的長度并合理布置，即可使輪距及車輪定位參數(shù)的變化限定在一定的范圍之內(nèi)，這種不大的輪距的改變，不應(yīng)引起車輪沿路面的滑移，而為輪胎的彈性變形所補(bǔ)償，因此其保持了汽車良好的行使平順性，雙橫臂懸架的突出優(yōu)點(diǎn)在于其設(shè)計的靈活性，可以通過合理選擇空間桿系的鉸接點(diǎn)的位置及導(dǎo)向臂的長度，使得懸架具有合適的運(yùn)動特性，并且形成恰當(dāng)?shù)膫?cè)傾中心和縱傾中心。 這種不等臂懸架的優(yōu)點(diǎn)是改善了汽車的乘坐舒適性和平順性，保證了輪胎的使用壽命 ,雙橫臂式獨(dú)立懸架在轎車的 前輪上應(yīng)用得較廣泛。 雙橫臂式獨(dú)立懸架按所使用的彈性元件可分為螺旋彈簧、扭桿彈簧和空氣彈簧。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 章 懸架主要參數(shù)的確定 在設(shè)計時首先對懸架總體參數(shù)進(jìn)行計算，如懸架的剛度、懸架的撓度等，這樣在下文對零部件的計算時，就可以以懸架的總體參數(shù)為依據(jù)，根據(jù)懸架的結(jié)構(gòu)參數(shù)求出相關(guān)零部件的受力、剛度等參數(shù)。下面是針對懸架設(shè)計所需要的基本參數(shù)： 表 3越野車的基本參數(shù) 車長 車高 /寬 前輪距 后輪距 軸距 4629653/1880617613807身重量 加速時間 最大功率 最大扭矩 最高速度 1900 0h） 155/4300W/50/1500m/180.0 km/h 輪胎 輪轂尺寸 最小轉(zhuǎn)彎半徑 最小離地間隙 235/65 7 5.8 m 185 懸架靜撓度 懸架靜擾度 錯誤 !未找到引用源。 是指汽車滿載靜止時懸架的載荷 此時懸架剛度 c 之 比 ， 即 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 =Fw/c 。 （ 汽車彈簧與簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車平順性的主要參數(shù)之一。而汽車部分車身的固有頻率 n（亦稱偏頻）可以用式 表示： 錯誤 !未找到引用源。 （ 式中： 錯誤 !未找到引用源。 指汽車前懸架的剛度， N/未找到引用源。 ； 錯誤 !未找到引用源。 指前懸架的簧上質(zhì)量， 錯誤 !未找到引用源。 指前懸架偏頻，； 汽車的前懸架的靜繞度可以下式表示： 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 (所以，懸架的靜撓度 1誤 !未找到引用源。 之間有如下關(guān)系： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 （ 車用車的發(fā)動機(jī)排量越大，懸架的偏頻應(yīng)越小，間取 ,后懸架要求在 錯誤 !未找到引用源。=z 代入數(shù)值得： 錯誤 !未找到引用源。 。 懸架的動撓度 懸架的動繞度 錯誤 !未找到引用源。 是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)充許的最大變形 (通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的 1/2或 1/3)時，車輪中心相對車架（或車身）的垂直位移。乘用車 錯誤 !未找到引用源。 取 7 9車 錯誤 !未找到引用源。 取 6 9車 錯誤 !未找到引用源。 取 5 8從越野車的通過性越野性能出發(fā)選此懸架的動撓度 0懸架彈性特性 懸架受到的垂直外力 F 由此引起的車輪中心相對于車身位移 f（即懸架的變形）的關(guān)系曲線，稱為懸架的彈性特性 ,其切線的斜率式懸 架的剛度。如圖 示： 懸架的彈性特性有線性和非線性特性兩種。當(dāng)懸架變形和受垂直外力 性特性是一條直線，稱為線性彈性特性，此時懸架剛度為常數(shù)；當(dāng)懸架變形和受垂直外力 F 之間不成固定的比例關(guān)系時，稱為成為非彈性特性 6。 乘用車的簧上質(zhì)量雖然變化不大，但是為了減少車軸對車架的沖擊，減少轉(zhuǎn)彎時的側(cè)傾與制動時的前傾角和加速時的后仰角，因該采用剛度了變得非線性懸架，如圖 示： 圖 3懸架特性曲線 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 架的主要參數(shù)總結(jié)如下表 3 表 3懸架的主要參數(shù) 懸架靜擾動1誤 !未找到引用源。 懸架彈性特性 1890非線性 小結(jié) 本章通過利用通用公式計算確定了懸架的主要參數(shù)，為懸架下一步的設(shè)計確定了最主要的依據(jù)，確定懸架的主要技術(shù)標(biāo)要求。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 章 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度校核 設(shè)計要求 針對前雙橫臂對立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求： 1） 懸架上載荷變化時，保證輪距變化不超過 錯誤 !未找到引用源。 距變化會引起輪胎 的早期磨損。 2） 懸架上載荷變化時，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)該產(chǎn)生縱向加速度。 3） 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，應(yīng)該車身側(cè)傾角小。在 身側(cè)傾角 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ，并使車輪與車身的傾斜同向，以增強(qiáng)轉(zhuǎn)向不足效應(yīng)。 4） 制動時，因該有車身的抗前俯作用；加速時，應(yīng)該有抗后仰作用。 目前，汽車上廣泛采用上下不等臂長的雙橫臂獨(dú)立懸架且主要應(yīng)用前懸架。 靜止平衡的時候輪胎的定位參數(shù)如下表 表 4前輪定位參數(shù) 前輪前束 外傾角（ ） 主銷后傾 ( ) 主銷 內(nèi)傾（ ） 前輪距變化 后輪距變化 在 0 左右 0 30 3 12 3導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù) 側(cè)傾中心 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 橫臂的獨(dú)立懸架的側(cè)傾中心，如圖 圖 4雙橫臂式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心 將上下橫臂內(nèi)外轉(zhuǎn)動點(diǎn)的連線延長，以得到極點(diǎn) P，比且得到 P 的高度。將連接，即可得到汽車軸線上的側(cè)傾中心 10。雙橫臂式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心的高度 錯誤 !未找到引用源。 為： 錯誤 !未找到引用源。 （ 式中： 錯誤 !未找到引用源。 （ 錯誤 !未找到引用源。 （ 其中： C=397 =7 ， =5 ， =12 代入（ ： k=397 錯誤 !未找到引用源。 =1909 d=235代入（ 到： P=401 錯誤 !未找到引用源。 =110 錯誤 !未找到引用源。 =代入式中： 側(cè)傾中心高度： 錯誤 !未找到引用源。 =288.5 縱傾中心 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 橫臂式獨(dú)立懸架縱傾中心點(diǎn) 圖 圖 4作出兩條橫臂轉(zhuǎn)動軸的延長線 ，兩條線的交點(diǎn) 雙橫臂式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 縱向平面內(nèi)上下橫臂軸布置方案 上、下橫臂軸抗前傾角的匹對對主銷后傾角的變化有較大的影響，圖 值隨車輪跳動的變化曲線。縱坐標(biāo)為車輪接地點(diǎn)的垂 直位移量的變化 Z。各匹配方案中 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 的取值如圖 正負(fù)角按圖所示確定。 圖 4的定義 圖 4 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 的匹配對 的影響 其中 的定義如圖所示 為了提高汽車的制動穩(wěn)定性和舒適性，一般希望主銷后傾角的變化規(guī)律為：在懸架彈簧壓縮時后傾角變大；在彈簧拉伸時后傾角減小，用以制造制動時主銷后傾角變大而在控制臂支架上產(chǎn)生防止制動前俯的力矩。第 1、 2、 6 方案主銷后傾角的變化規(guī)律很好，根據(jù)實(shí)際的設(shè)計的布局情況我選擇二方案 錯誤 !未找到引用源。 取 0 、 錯誤 !未找到引用源。 取 5。 橫向平面內(nèi)的上、下橫臂的布局方案 比較圖 b、 下橫臂的布置不同，所得側(cè)傾中心位置也不同，根據(jù)實(shí)際前懸架側(cè)傾中心高度在 0 120計上、下 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 臂在橫向平面內(nèi)的布置方案選用 圖 4 上、下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案 水平面內(nèi)上、下橫臂軸的布置方案 橫臂軸在水平面的布置方案有三 種，如圖 圖 4水平面內(nèi)上、下橫臂軸的布置方案 下橫臂軸 別用 錯誤 !未找到引用源。 和錯誤 !未找到引用源。 表示，稱為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的上下橫臂的水平斜直角。一般規(guī)定，軸線前端遠(yuǎn)離汽車軸線的夾角為正角，之為負(fù)。與汽車軸線平行者，夾角為零。 雙橫臂式懸架的上下橫臂的長度對車輪上下跳動時的定位參數(shù)影響很大?，F(xiàn)代轎車所用的雙橫臂式前懸架，一般設(shè)計，這樣可以方便發(fā)動機(jī)的布置請可以得到理想的運(yùn)動特性。 為了使車輪在遇到凸起路障時能夠使車輪一起跳動，一面向后退讓，以 減 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 到車身的沖擊力，還為了布置發(fā)動機(jī)，大多數(shù)前置發(fā)動機(jī)汽車的懸架下橫臂軸 圖 上、下橫臂軸傾斜角 錯誤 !未找到引用源。 均為正值，主銷后傾角隨輪胎的上跳有較小增加甚至減少（當(dāng) 錯誤 !未找到引用源。 時）。當(dāng)車輪上跳、主銷后傾角變大時，車身上的懸架支撐出會產(chǎn)生反力矩，有助于產(chǎn)生制動時的抗前俯作用。但是注銷后傾變的太大時，會在支撐處產(chǎn)生過的反力矩，同時使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對側(cè)向力十分敏感，易造成車輪擺動或方向盤上的力的變化。 橫臂軸在水平面的布置方案有三種，如圖 為了使車 輪在遇到凸起路障時能夠使車輪一起跳動，一面向后退讓，以減少到車身的沖擊力，還為了布置發(fā)動機(jī)，大多數(shù)前置發(fā)動機(jī)汽車的懸架下橫臂軸 圖 上、下橫臂軸傾斜角 錯誤 !未找到引用源。 均為正值，主銷后傾角隨輪胎的上跳有較小增加甚至減少（當(dāng) 錯誤 !未找到引用源。 時）。當(dāng)車輪上跳、主銷后傾角變大時，車身上的懸架支撐出會產(chǎn)生反力矩，有助于產(chǎn)生制動時的抗前俯作用。但是注銷后傾變的太大時，會在支撐處產(chǎn)生過的反力矩，同時使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對側(cè)向力十分敏感，易造成車輪擺動或方向盤上的力的變化。 4 上下橫臂長度的確定 雙橫臂式懸架的上下橫臂的長度對車輪上下跳動時的定位參數(shù)影響很大8。現(xiàn)代轎車所用的雙橫臂式前懸架，一般設(shè)計，這樣可以方便發(fā)動機(jī)的布置請可以得到理想的運(yùn)動特性。 如圖 1保持不變，改變上橫臂的長度不 得2的比值分別是 計算得到的懸架的運(yùn)動特性。其中 Z 錯誤 !未找到引用源。 （ 錯誤 !未找到引用源。 表示為 1/2 輪距）表示為車輪接地點(diǎn)在橫向平面內(nèi)隨車輪跳動的特性曲線 。有圖可以看出，當(dāng)上、下橫臂之比為 錯誤 !未找到引用源 。 曲線變化最平緩； 2 增大或減小時， 錯誤 !未找到引用源。 的曲線的曲率都會 增加。圖中 Z 和 Z 分別表示車輪外傾角和車輪內(nèi)傾角隨車路跳動的特 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 曲線如圖 圖 4上、下橫臂長度之比 2改變時的懸架特性 設(shè)計汽車懸架時，希望輪距變化要小，以減少輪胎磨損，提高其使用壽命，因此應(yīng)該選擇 2 在 了保證汽車有良好的操作性，希望前輪定位角度的變化要小，這時應(yīng)選擇 2在 合以上分析， 懸架的2應(yīng)該在 據(jù)我國的乘用車設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，在初選尺寸時，2取 螺旋彈簧的設(shè)計計算 螺旋彈簧材料的選擇 螺旋彈簧作為彈性元件的一種，具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便及高的比能容量等特點(diǎn)，在輕型以下汽車的懸架中運(yùn)用普遍 。 螺旋彈簧通常應(yīng)用于獨(dú)立懸架，特別是前輪獨(dú)立懸架中。在有些轎車的后輪非獨(dú)立懸架中，其彈性元件也采用螺旋彈簧。螺旋彈簧用彈簧鋼棒料卷制而成，可做成等螺距或變螺距。前者剛度不變，后者剛度是可變的。螺旋彈簧具有以下優(yōu)點(diǎn)：無需潤滑，不忌 泥污；安置它所需的縱向空間不大；彈簧本身質(zhì)量小。 根據(jù)汽車工作時螺旋彈簧的受力特點(diǎn)和壽命要求（可參考下文的計算分析），選擇 60簧絲的材料 1，以提高彈簧在交變載荷下的疲勞壽命。彈簧材料特性如下表 表 4彈簧材料特性 許用切應(yīng)力 許用剪應(yīng)力 剪切模量 G 彈性模量 E 強(qiáng)度范圍 48 2/ !未找到引用源。 前懸架空載軸荷錯誤 !未找到引用源。 前懸架總質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 前懸架設(shè)計偏頻 n 11505002彈簧所受壓力 P： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） = 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 / 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。=575 簧所受到的最大的 力：動荷系數(shù) 彈簧所受到的最大壓力 錯誤 !未找到引用源。 =輪到彈簧的力及位移傳遞比 車輪與路面接觸點(diǎn)和零件連接點(diǎn)檢的傳遞比即表明形成不同也表明在二處的里的大小不同。彈簧的剛度 錯誤 !未找到引用源。 懸架的線剛度 錯誤 !未找到引用源。 可由傳遞比建立聯(lián)系：利用傳遞比 誤 !未找到引用源。 ： （ 其中分?jǐn)?shù) 錯誤 !未找到引用源。 代表懸架的線剛度。 從而，得到如下關(guān)系式： （ 根據(jù)文獻(xiàn) 7，懸架的行程傳遞比及力的傳遞比為 代入數(shù)值可得到 i x i y 以，位移傳遞比 i x i y 為 彈簧在最大壓縮力作用下的變形量 由前懸給定的偏頻 f 得到了汽車懸架的線剛度： )/(22222 x （ 于是可得出彈簧的剛度( （ 進(jìn)而可得到彈簧在最大壓縮力 用下的變形量 F： )(a x / s （ 所以，彈簧所受最大彈簧力 錯誤 !未找到引用源。 相應(yīng)的最大變形為 F= 根據(jù)公式 錯誤 ! 未找到引用源。 (式中； 錯誤 !未找到引用源。 指汽車前懸架剛度， N/誤 !未找到引用源。 指汽車前懸架的簧上質(zhì)量， 誤 !未找到引用源。 指汽車前懸架的偏頻， 車空載剛度計算： 錯誤 !未找到引用源。 =（ 950102） /2=424Kg 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 誤 !未找到引用源。 = 入 計 算 得 ： 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 =4 錯誤 ! 未找到引用源。 424=m 汽車滿載剛 度計算 錯誤 !未找到引用源。 =（ 1150102） /2=524誤 !未找到引用源。 =入計算得： 錯誤 !未找到引用源。 =4錯誤 !未找到引用源。 524= m 滿載計算彈簧鋼絲幾何參數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 (所以得出： 錯誤 !未找 到引用源。 (式中： 5 錯誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引用源。 指彈簧中經(jīng)，取 112入式 (： d=彈簧直徑 4簧設(shè)計中，螺旋比 錯誤 !未找到引用源。 ,彈簧指數(shù)越小，其剛度越大，彈簧越大，彈簧越硬。彈簧內(nèi)外側(cè)的應(yīng)力相差越大，反之，彈簧越軟。彈簧絲直徑與螺旋的選取范圍如表 表 4彈簧直徑與螺旋比的選取關(guān)系 彈簧絲直徑 d(1 6 7 16 18 0 螺旋比 C 7 14 5 12 5 10 4 10 4 8 4 6 一般的選擇范圍是 C=4 8，初選螺旋比為 8. 彈簧總?cè)?shù)與其工作圈數(shù)的關(guān)系為： 錯誤 !未找到引用源。 +2（ =7 彈簧的節(jié)距 錯誤 !未找到引用源。 14+260/8+ 56簧的自由高度： 錯誤 !未找到引用源。 (式中： 錯誤 !未找到引用源。 指工作圈數(shù)，取 5 錯誤 !未找到引用源。 彈簧鋼絲的工作間隙，為 42誤 !未找到引用源。 指彈簧的總?cè)?shù) ,是 7 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14入式 ( ： H=322簧螺旋升角： 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =彈簧的校核 彈簧的剛度校核計算： 彈簧剛度的計算公式： 錯誤 !未找到引用源。 (式中： 數(shù)，取 5 錯誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引用源。 指彈簧中經(jīng)，取 112mm d 指彈簧直徑 4入式中得： 錯誤 !未找到引用源。 =合要求 彈簧表面的剪切應(yīng)力校核： 彈簧在壓縮時其工作方式與扭桿類似，都是靠材料的剪切變形吸收能量，彈簧表面切應(yīng)力為： (式中： C=錯誤 !未找到引用源。 /d 錯誤 !未找到引用源。 指曲度系數(shù)，為考慮彈簧圈數(shù)曲率對強(qiáng)度的影響的系數(shù)， 錯誤 !未找到引用源。 P=知： 錯誤 !未找到引用源。 112mm,d=14 C=112/14=8 錯誤 !未找到引用源。 =（ 4錯誤 !未找到引用源。 ） /（ 4 8錯誤 !未找到引用源。 ） +=入式 (得出彈簧表面的減切應(yīng)力：代入式中得出 =705為： 錯誤 !未找到引用源。 ，所以彈簧滿足要求 懸架彈簧的最終彈簧選定的參數(shù)如表 4 表 4綜上所述最終彈簧選定的參數(shù) 彈簧高度 H 彈簧圈數(shù) n 螺旋角 C 內(nèi)徑 錯誤 !未找外徑 錯誤 !未找節(jié)距 t 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 引 用源。 到引用源。 322 9812656結(jié) 本章主要對懸架的上、下橫臂的相對長度、空間的相對位置和總體的布局進(jìn)行選擇與計算，同時對對減震器彈簧參數(shù)進(jìn)行設(shè)計技術(shù)和輕度校核。 第五章 減振器機(jī)構(gòu)類型及主要參數(shù)的選 擇計算 減振器 汽車在不平道路上行駛時，車身將產(chǎn)生振動。為此在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)都裝有減振器。減振器是產(chǎn)生阻尼力的主要元件，其作用是迅速衰減汽車振動，改善汽車行駛平順性，增強(qiáng)車輪與路面附著性能，減少汽車因慣性力引起的車身傾角變化，提高汽車操縱性和穩(wěn)定性。此外，減振器能夠降低車身部分載荷，延長汽車使用壽命。 為了協(xié)調(diào)彈性元件與減振器工作，對減振器提出如下要求： （ 1）當(dāng)車橋（或車輪）與車架的相對速度過大時，減振器應(yīng)當(dāng)能自動加大液流通道截面積，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過大的 沖擊載荷； （ 2）在懸架壓縮行程（車橋與車架相互移近的行程）內(nèi)，減振器阻尼力應(yīng)較小，以便充分利用彈性元件的彈性，以緩和沖擊； （ 3）在懸架伸張行程（車橋與車架相對遠(yuǎn)離的行程）內(nèi)，減振器的阻尼力 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 大，以求迅速減振。 汽車上廣泛采用雙向作用筒式減振器，既在壓縮和伸張兩行程內(nèi)均能起減振作用的減振器稱為 雙向作用式減振器 。另有一種減振器僅在伸張行程內(nèi)起作用，稱為 單向作用式減振器 。 雙向作用筒式減振器雙向作用筒式減振器（又稱雙筒式減振器）一般都具有四個閥，即壓縮閥、伸張閥、流通閥和補(bǔ)償閥 2。同時減震器工作 壓力雖然僅有 5是其工作性能穩(wěn)定在現(xiàn)代汽車廣泛使用，雙作用筒式夜里減震器具有工作性能穩(wěn)定、干燥阻力小、噪聲低、總長度短等優(yōu)點(diǎn)。在乘用車廣泛使用。在設(shè)計的應(yīng)當(dāng)滿足的要求是，在使用期間保證汽車的行駛平順性的性能穩(wěn)定；有足夠的使用性能。 相對阻尼系數(shù) 減震器卸荷閥打開前，其中的阻力 F 與減震器振動速度 之間的關(guān)系為 F= 錯 誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 （ 式中， 為減震器阻尼系數(shù)。 減震 器的阻尼系數(shù)是指閥體開啟前的阻尼系數(shù)。通常壓縮行程的阻尼系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 與壓縮行程的阻尼系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 的阻尼系數(shù)一般不等。汽車懸架有阻尼以后，簧上質(zhì)量的振動是周期衰減振動，用相對阻尼系數(shù)錯誤 !未找到引用源。 的大小來評價振動衰減的快慢程度。 錯誤 !未找到引用源。的表達(dá)式： 錯誤 !未找到引用源。 （ 式中 : 錯誤 !未找到引用源。 指簧上質(zhì)量 從中 表明，相對阻尼系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 的物理意義是：減震器的阻尼作用在于不同剛度 c 和不同的簧上質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 的懸架系統(tǒng)匹配時，會產(chǎn)生不同的阻尼效果。 錯誤 !未找到引用源。 值越大，振動能衰減越快，同時又能將較大的路面沖擊力傳到車身 ;錯誤 !未找到引用源。 值小則反之。通常情況下，壓縮行程時的相對阻尼系數(shù)取得小些，伸張行程的相對阻尼系數(shù)取得大些。兩者的關(guān)系是 錯誤 !未找到引用源。 取 錯誤 !未找到引用源。 與錯誤 !未找到引用源。 的平均值 錯誤 !未找到引用源。 。對于無內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，取 錯誤 !未找到引用源。 =于行駛路面較差的汽車， 應(yīng)取大一些，一般取 錯誤 !未找到引用源。 了避免懸架碰到車架，取 錯誤 !未找到引用源。 =誤 !未找到引用源。 。根據(jù)越野車的形式要求，取 錯誤 ! 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 找到引用源。 =有：（ 錯誤 !未找到引用源。 +錯誤 !未找到引用源。 ）/2=算得出 ： 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =減振器阻尼系數(shù)的確定 減 震器的阻尼系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引 用源。 ,所以理論上 錯誤 !未找到引用源。 。實(shí)際上，應(yīng)根據(jù)減震器的布置特點(diǎn)確定減震器的阻尼系數(shù)。根據(jù)如圖的布置形式，則其阻尼系數(shù)： 錯誤 !未找到引用源。 （ 圖 5雙橫臂橫向布置示意圖 根據(jù)公式 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 ，可以得出： 錯誤 !未找到引用源。 式中 n=z,故得出 錯誤 !未找到引用源。 （ ;錯誤 !未找到引用源。 ,錯誤 !未找到引用源。 ,錯誤 !未找到引用源。524以： 錯誤 !未找到引用源。 =2 524 誤 !未找到引用源。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 未找到引用源。 大卸荷力 的確定 為了減少傳到車身的沖擊力，當(dāng)減震器活塞振動速度達(dá)到一定的值時，減震器打開卸荷閥。此時的活塞速度稱為卸荷速度 錯誤 !未找到引用源。 x /c o s （ 式中， 錯誤 !未找到引用源。 為卸荷速度一般為 s， 40誤 !未找到引用源。 為懸架振動固有頻率， 錯誤 !未找到引用源。 入式 （ 中： 錯誤 !未找到引用源。 =s 已知伸張行程的阻尼系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 ，在伸張行程的最大卸荷力 錯誤 !未找到引用源。 ： 錯誤 !未找到引用源。 （ 式中， 錯誤 !未找到引用源。 =7007N 最大卸荷力 ;錯誤 !未找到引用源。 =1