麥弗遜獨立懸架受力分析及計算

1、 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜懸架中載荷分三部分來確定麥弗遜懸架中載荷分三部分來確定: A.靜載荷的確定；靜載荷的確定；B.持續(xù)作用力的確定；持續(xù)作用力的確定；C.短時作用力的確定短時作用力的確定 A. 麥弗遜懸架中靜載荷的確定麥弗遜懸架中靜載荷的確定 1. 彈簧和鉸接中的靜載荷彈簧和鉸接中的靜載荷(見圖見圖1): 在進行靜力平衡分析時，將車輪、輪軸、減振器在進行靜力平衡分析時，將車輪、輪軸、減振器 （含活塞桿）對點（含活塞桿）對點A及下控制臂形成一整體，點及下控制臂形成一整體，點A固定在固定在 擋泥板上，下控制臂的鉸接固定于擋泥板上，下控制臂的鉸接固定于B

2、處。圖處。圖2是無約束系是無約束系 統(tǒng)圖，選取減振器軸線為統(tǒng)圖，選取減振器軸線為Y軸；軸；X軸則與它垂直，用軸則與它垂直，用X及及Y 軸上的反力代替支承軸上的反力代替支承A點。點。X-Y坐標(biāo)相對于地面旋轉(zhuǎn)一個坐標(biāo)相對于地面旋轉(zhuǎn)一個 0角，也就是車輪回轉(zhuǎn)軸在橫向平面內(nèi)的傾角。按圖角，也就是車輪回轉(zhuǎn)軸在橫向平面內(nèi)的傾角。按圖1所所 示的距離符號，對示的距離符號，對D點取矩后得平衡方程：點取矩后得平衡方程： Ax（c+o）= Nv-（Uv/2）b Ax= Nv-（Uv/2）b / （c+o） (1) 式中：式中： b=Ro+d tg 0 mm Uv/2 前輪簧下質(zhì)量的一半前輪簧下質(zhì)量的一半 N 麥弗

3、遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 圖圖1 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 由由(1)式可知式可知: 若若 ( c+a)值增大值增大(即點即點A在擋泥板處愈高在擋泥板處愈高)，b 值減小時，則值減小時，則使減振器活塞桿上的彎曲載荷使減振器活塞桿上的彎曲載荷Ax減小。減小。 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 另外另外, 在在Y軸方向上的所有力之和應(yīng)等于零，即軸方向上的所有力之和應(yīng)等于零，即F=0 見圖見圖2。因此，彈簧上的靜載荷為因此，彈簧上的靜載荷為： Fy=0 Ay=Ny+By 式中，式中，Ny=Nycos 0； By=Bx

4、 tg（+0） Fx=0 Bx=Ax+Nx ； 式中式中 Nx=Nv sin 0 減振器活塞桿的彎矩為：減振器活塞桿的彎矩為：Mk=aAx 減振器活塞桿導(dǎo)向套上的力為：減振器活塞桿導(dǎo)向套上的力為： Cx=AxL/（L-a） 作用于活塞上的力為：作用于活塞上的力為： Kx=Cx-Ax 線段線段a越短，越短，Cx和和kx就越小，導(dǎo)向套中和活塞上的摩擦就越小，導(dǎo)向套中和活塞上的摩擦 力（力（Ck1+Kx 2）也相應(yīng)地減小。）也相應(yīng)地減小。 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 2. 用作圖法來確定作用力既簡單又實用，如圖用

5、作圖法來確定作用力既簡單又實用，如圖3所示。所示。 利用已知力利用已知力Nv和下和下控制臂控制臂BD所產(chǎn)生力的方向，就可獲所產(chǎn)生力的方向，就可獲 得力得力A，將力，將力A分解成在減振器軸線方向上和與其垂直方向分解成在減振器軸線方向上和與其垂直方向 上的分力，從而可得到支撐上的反力和作用于彈簧上的力。上的分力，從而可得到支撐上的反力和作用于彈簧上的力。 當(dāng)代小轎車為了減小前輪驅(qū)動轉(zhuǎn)動力臂當(dāng)代小轎車為了減小前輪驅(qū)動轉(zhuǎn)動力臂R0 （scub radius） ，常常把下臂球頭，常常把下臂球頭B從減振器軸線向車輪從減振器軸線向車輪 方向移動方向移動t的距離，見圖的距離，見圖4。此時，車輪回轉(zhuǎn)軸線和減振器

6、。此時，車輪回轉(zhuǎn)軸線和減振器 軸線形成夾角軸線形成夾角，該角可用已知線段長來表示：，該角可用已知線段長來表示： tg = t /（c+o） 圖圖4展示出力展示出力Nv、B和和A在減振器軸向上的分解，即旋轉(zhuǎn)在減振器軸向上的分解，即旋轉(zhuǎn) 0-角度時的分解。點角度時的分解。點A的力矩方程為：的力矩方程為： bNv+By t-Bx（c+o）=0 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 取取 b = Rb = R0 0+d tg+d tg0 0 +t cos +t cos（0 0 ）+ + （c+ac+a）sinsin（ 0 0

7、 ）；）； By =Bx tgBy =Bx tg（+ + 0 0 ） 則可算出則可算出BxBx，然后，將車輪載荷，然后，將車輪載荷N Nv=Nv-（Uv/2）分解）分解 成分力成分力Nx=N Nv sinsin（ 0 0 ）；）； 和和 Ny=N Nv coscos（ 0 0 ）；由此確定彈簧壓縮力）；由此確定彈簧壓縮力AyAy與與 鉸接上的載荷鉸接上的載荷Ax Ax 。 當(dāng)載荷為兩名乘客時，力當(dāng)載荷為兩名乘客時，力AxAx應(yīng)盡可能地小，若是結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能地小，若是結(jié)構(gòu)上 可能的話甚至可能的話甚至Ax=0Ax=0，見圖，見圖5 5。為此，將彈簧作用力線向車。為此，將彈簧作用力線向車 輪方向移動

8、輪方向移動S S距離，使其通過力距離，使其通過力N Nv v和和B B的作用線交點的作用線交點M M。 移動距離可用作圖法或按簡圖移動距離可用作圖法或按簡圖6 6進行計算。進行計算。 s=t+s=t+（R R0 0+d tg+d tg0 0）coscos（ + + 0 0 ）/cos /cos 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 如果如果t與與R0值不大，彈簧可在有限范圍內(nèi)作必要的移動。值不大，彈簧可在有限范圍內(nèi)作必要的移動。 此時此時,下擺臂的作用力線、彈

9、簧上下擺臂的作用力線、彈簧上鉸接點鉸接點作用力線和輪胎作用力線和輪胎 接地面的作用力線同時通過接地面的作用力線同時通過M點（見圖點（見圖7），這樣便可用），這樣便可用 作圖法求得作圖法求得A0、B0、R0力三角，并得出其矢量值。需要力三角，并得出其矢量值。需要 提醒的重要一點是：此時系統(tǒng)作用力矩等于零，使得減振提醒的重要一點是：此時系統(tǒng)作用力矩等于零，使得減振 器活塞桿免受彎矩之害。然而由于結(jié)構(gòu)上的原因還不能完器活塞桿免受彎矩之害。然而由于結(jié)構(gòu)上的原因還不能完 全消除活塞桿上的彎矩，只能作到較大的改善而已全消除活塞桿上的彎矩，只能作到較大的改善而已, 因此就出現(xiàn)下面力的上限值因此就出現(xiàn)下面力的

10、上限值(理想狀態(tài)理想狀態(tài))和下限值的討論。和下限值的討論。 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 B.B.麥弗遜懸架中動載荷麥弗遜懸架中動載荷( (持續(xù)作用力持續(xù)作用力) )的確定：的確定： 汽車在行駛過程中汽車在行駛過程中, ,麥式懸架系統(tǒng)除了要承受來自靜載麥式懸架系統(tǒng)除了要承受來自靜載 荷及其變化所帶來的作用力以外，還要承受來自驅(qū)動力、荷及其變化所帶來的作用力以外，還要承受來自驅(qū)動力、 制動力、側(cè)向力（側(cè)風(fēng)、轉(zhuǎn)向、側(cè)滑等力）等引起的持續(xù)制動力、側(cè)向力（側(cè)風(fēng)、轉(zhuǎn)向、側(cè)滑等力）等引起的持續(xù) 作用力及力矩。作用力及力矩

11、。 1. 1. 承受側(cè)向力承受側(cè)向力S S1 1時的分析時的分析: : 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時( (或受側(cè)風(fēng)、側(cè)向坡度等影響），車輪對或受側(cè)風(fēng)、側(cè)向坡度等影響），車輪對 路面的反作用力路面的反作用力S1S1通過圖通過圖7 7和力三角形圖，用作圖法來確和力三角形圖，用作圖法來確 定作用于下擺臂球頭銷定作用于下擺臂球頭銷B B與固定滑柱點與固定滑柱點A A上力的上限值，可上力的上限值，可 由下面兩個力得到合力由下面兩個力得到合力RvoRvo進行：進行： Nv= =Nv-（Uv/2） Uv/2 前輪簧下質(zhì)量的一半前輪簧下質(zhì)量的一半 N Nv 前輪前輪(單輪單輪)下的載荷下的載荷 N 麥弗遜獨立懸架

12、受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 S1= Nv 輪胎與路面的附著系數(shù)輪胎與路面的附著系數(shù) 考慮到最大側(cè)滑力發(fā)生在干燥平整的瀝青路面汽車急彎考慮到最大側(cè)滑力發(fā)生在干燥平整的瀝青路面汽車急彎 輪胎發(fā)生側(cè)滑時，此時輪胎發(fā)生側(cè)滑時，此時 =0.70左右左右,則則: S1max= 0.7Nv N 圖圖8.給出確定給出確定A、B兩點的力的下限值簡圖。兩點的力的下限值簡圖。 只要求得合力只要求得合力Rvu即可繪得力三角形求出即可繪得力三角形求出Bu及及Au的大小，的大小， 方法如下：方法如下： 合力合力Rvu可利用可利用Nv=Nv-Uv/2計算得到。各參數(shù)的坐標(biāo)計算得到。各參數(shù)的坐標(biāo) 簡圖可用簡圖

13、可用1：1前橋總圖或前橋總圖或1：2.5的比例關(guān)系繪制，力的比的比例關(guān)系繪制，力的比 例尺推薦用例尺推薦用1cm=200 N。 當(dāng)下擺臂球頭移動距離為當(dāng)下擺臂球頭移動距離為t時，彈簧由減振器軸線向外移時，彈簧由減振器軸線向外移 動距離動距離s。為了得到力。為了得到力Ao（圖（圖6）和）和Au（圖（圖7）的方向）的方向 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 應(yīng)將上鉸接處支反力應(yīng)將上鉸接處支反力Ax及及Ay一起平移，且連接一起平移，且連接A與與M兩兩 點。如果作圖法有困難，則可通過計算法來確定未知力點。如果作圖法有困難，則可通過計算法來確定未知力 Ao及及Aox（按圖（按圖9簡

14、圖進行）。圖中的力分解成簡圖進行）。圖中的力分解成X與與Y軸的軸的 分力（即旋轉(zhuǎn)分力（即旋轉(zhuǎn)0 0 角度），其平衡條件為：角度），其平衡條件為： Fx=0Fx=0 -N -No ox-Sx-S1 1x+Bx+Bo ox-Ax-Ao ox=0 (1)x=0 (1) Fy=0Fy=0 N No oy-Sy-S1 1y+By+Bo oy-Ay-Ao oy=0 (2)y=0 (2) 對點對點A A建立力矩方程，將分力建立力矩方程，將分力B Bo ox x和和B Bo oy y作為未知量，因為作為未知量，因為 B Bo oy= By= Bo ox tanx tan據(jù)此即可求得解。據(jù)此即可求得解。 如果已

15、知：如果已知：C C、d d、s s、t t和和RoRo，可對點，可對點B B取矩：取矩： M MB B=0=0； N No(Ro+d tano(Ro+d tan0 0)+S)+S1 1d-Ad-Ao ox(c+o)-Ax(c+o)-Ao oy(s-t)=0 (3)y(s-t)=0 (3) 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 如果將一方程除以另外一個方程如果將一方程除以另外一個方程, ,就可以消去就可以消去(Aox(Aox或或Aoy)Aoy) 一個未知力：一

16、個未知力： =+=+0 0 Boy/Box=tan= Boy/Box=tan=（S S1y1y+ A+ Aoyoy-N-Noyoy）/ / （S S1x1x+ A+ Aoxox+N+Noxox） A Aoyoy=A=Aoxox tan+ S tan+ S1x 1x tan- Stan- S1y1y+N+Nox ox tan+Ntan+Noyoy 式中：式中：S S1x 1x =S=S1 1 coscos（0 0 ）；）；S S1x 1x =S=S1 1 sinsin（0 0 ）；）； N Noxox=N=No sin (o sin (0 0 ）; N; Noyoy=N=No cos (o co

17、s (0 0 ）; ; 用同樣方法可計算出用同樣方法可計算出BoBo和和Axu,Axu,但應(yīng)考慮在代入方程時但應(yīng)考慮在代入方程時, ,所所 有力都具有方向性有力都具有方向性, ,注意正負號。注意正負號。 利用已知力利用已知力AoxAox和和AuxAux即可計算出持續(xù)作用于減振器活塞即可計算出持續(xù)作用于減振器活塞 桿上的彎曲力矩。如果該二力方向相同，則為非交變載荷，桿上的彎曲力矩。如果該二力方向相同，則為非交變載荷， 應(yīng)該只用應(yīng)該只用AoxAox計算力矩，即計算力矩，即 Mk=AoxMk=AoxO O 在上述舉例中，力在上述舉例中，力Bo和和Bu以及以及Aox和和Aux的方向相反。的方向相反。

18、麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 見圖見圖10.即下球頭銷支撐及即下球頭銷支撐及 減振器活塞桿承受著交變減振器活塞桿承受著交變 載荷載荷 。為計算彎曲應(yīng)力，應(yīng)。為計算彎曲應(yīng)力，應(yīng) 該改變力的最大最小值，使該改變力的最大最小值，使 其變成交變載荷，然后乘以其變成交變載荷，然后乘以 線段長度線段長度o即可得到彎曲力矩。即可得到彎曲力矩。 Mkw =（0.58Aox+0.42Aux)o 由于力由于力Aox與與Aux方向相反方向相反, 在在Aux系數(shù)系數(shù)0.42之前要加上負之前要加上負 號。計算所得的應(yīng)力不得超過號。計算所得的應(yīng)力不得超過 許用應(yīng)力許用應(yīng)力b=0.6 bb1b2

19、/(kb)。 計算所得的應(yīng)力計算所得的應(yīng)力b=Mkw /Wb b Wb 活塞桿的斷面模數(shù)活塞桿的斷面模數(shù)mm3 圖圖1010 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 系數(shù)系數(shù)0.60.6適用于表面硬化和減振器活塞桿鍍硬鉻的情況。適用于表面硬化和減振器活塞桿鍍硬鉻的情況。 用同樣方法可確定作用于球頭銷上具有脈動或交變載荷用同樣方法可確定作用于球頭銷上具有脈動或交變載荷 的持續(xù)作用力的持續(xù)作用力B B。依據(jù)得到的結(jié)果計算鉸接連結(jié)尺寸。同。依據(jù)得到的結(jié)果計算鉸接連結(jié)尺寸。同 時，可以計算下臂以及將它連接到車身上的鉸接連接尺寸。時，可以計算下臂以及將它連接到車身上的鉸接連接尺寸。 2

20、. 2. 具有主銷后傾角具有主銷后傾角、制動力和前輪驅(qū)動、制動力和前輪驅(qū)動( (驅(qū)動力驅(qū)動力) )的影響的影響: : 在此情況下在此情況下, ,懸架導(dǎo)向裝置中會產(chǎn)生縱向的附加力。懸架導(dǎo)向裝置中會產(chǎn)生縱向的附加力。 圖圖1111是確定是確定Z Z軸軸( (縱向軸縱向軸) )作用力的懸架側(cè)視和后視簡圖。作用力的懸架側(cè)視和后視簡圖。 在側(cè)視圖上，通過論胎接地點向主銷作垂線交與一點，該在側(cè)視圖上，通過論胎接地點向主銷作垂線交與一點，該 點至地面的距離為：點至地面的距離為： ns=nasin=Rdyn sinns=nasin=Rdyn sin2 2 在后視圖上由車輪中心向主銷作垂線交與一點，該點的垂在后

21、視圖上由車輪中心向主銷作垂線交與一點，該點的垂 足為足為R R2 2 。 首先將作用于驅(qū)動輪接觸點的牽引力首先將作用于驅(qū)動輪接觸點的牽引力L LA1A1移至車輪中心，然移至車輪中心，然 后沿垂直于車輪回轉(zhuǎn)軸（主銷）方向移到主銷軸線上，再后沿垂直于車輪回轉(zhuǎn)軸（主銷）方向移到主銷軸線上，再 計算點計算點A A與與B B處的處的Z Z軸軸向分力。向分力。a aL L表示牽引力表示牽引力 L LA1A1由車由車 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 輪中心下移的距離：輪中心下移的距離：aL=R2 sin0 還要平移側(cè)向力還要

22、平移側(cè)向力S1，把它看成作用于車輪回轉(zhuǎn)軸上，且離地高度為，把它看成作用于車輪回轉(zhuǎn)軸上，且離地高度為ns 。 特別要提醒的是注意各作用力在兩個視圖上的矢量方向。特別要提醒的是注意各作用力在兩個視圖上的矢量方向。 根據(jù)后視圖，根據(jù)后視圖，Box=Boy ctg ，對點，對點A取矩即可得到計算取矩即可得到計算Bzo所必須的所必須的 垂直分力：垂直分力： Byo=NvoRo+d tan0+(c+o) sin0+S1(d-ns) +(c+o) cos0 / (c+o) cos0 ctg- sin0 側(cè)視圖上標(biāo)出的力側(cè)視圖上標(biāo)出的力Azo作用方向是不明確的作用方向是不明確的,因此因此,在建立點在建立點A的

23、力矩方的力矩方 程時程時,首先確定首先確定: 式中式中: e=(c+o) ) cos0 +d tg f= (c+o) ) cos0 tg 0 01 cos)( )(cos oc eNaRdocLfB B voLdynAyo zo 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 在在A點作用著三個相互垂直的力點作用著三個相互垂直的力,如圖如圖12所示所示: 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 Axo=Bxo-S1; Ayo=Byo+No; Azo=LA1-Bzo 為了減少減振器活塞桿上的彎曲應(yīng)力，正如以前所述的為了減少減振器活塞桿上的彎曲應(yīng)力，正如以前所述的 方法

24、，將下擺臂球頭向外移動（從后視圖看），此時，則方法，將下擺臂球頭向外移動（從后視圖看），此時，則 應(yīng)重新將幾個力按點應(yīng)重新將幾個力按點A及及B的連線方向及垂直方向分解成的連線方向及垂直方向分解成 分力，也即是確定在減振器軸線的三個方向分解分力，也即是確定在減振器軸線的三個方向分解(見圖見圖12)。 具體做法是：具體做法是： 1） 考慮到空間角度考慮到空間角度，將，將Ayo分解成坐標(biāo)分解成坐標(biāo)U與與V方向上方向上 的分力（如圖的分力（如圖13）：）： Ayu=Ayo sin ； Ayv=Ayo cos 2） 將力將力Axo與與Azo迭加，并將它分解成迭加，并將它分解成S與與T方向上的方向上的 分

25、力，此時要考慮圖分力，此時要考慮圖12頂視簡圖中的頂視簡圖中的角。角。 因因tg =tg 0/tg ;根據(jù)圖根據(jù)圖14可得可得: 22 tgtgtg O 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 Axs=Axo sin ; Axt=Axo cos; Azs=Azo cos ; Azt=Azo sin ; 因此因此, As=Azs-Axs 及及 At=Azt+Axt 。 此外，應(yīng)將力此外，應(yīng)將力As進一步分解成進一步分解成U與與V方向上的分力，方向上的分力， 如圖如圖15所示。所示。 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立

26、懸架受力分析及計算 Asu=As cos ； Asv=As sin ； 力力Asv 和和 Ayv共同決定彈簧負荷：共同決定彈簧負荷： F1=Ayv-Asv 。 另外一個分力另外一個分力Asu同同Ayu一樣也垂直于直線一樣也垂直于直線AB并作用于活并作用于活 塞桿上。為了計算彎曲應(yīng)力，應(yīng)根據(jù)塞桿上。為了計算彎曲應(yīng)力，應(yīng)根據(jù)Asu、Ayu二力，同二力，同 時考慮到與它們相垂直的力時考慮到與它們相垂直的力At，求得橫向合力：，求得橫向合力： 根號下面的三個力是根據(jù)力的最大值來根號下面的三個力是根據(jù)力的最大值來確定的。確定的。 C.短時作用力的確定短時作用力的確定: 為確定作用于麥氏懸架上的最大力為確

27、定作用于麥氏懸架上的最大力,應(yīng)重新考慮以下三種應(yīng)重新考慮以下三種 工況工況: 1) 在坑洼不平的道路上行駛在坑洼不平的道路上行駛 2) 過鐵路道叉過鐵路道叉 3) 初速初速V=10 km/h 時的車輪抱死制動時的車輪抱死制動 2 2 )( tyusuquer AAAA 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 1) 在坑洼不平的道路上行駛在坑洼不平的道路上行駛 在計算減振器活塞桿的全部彎曲應(yīng)力時，應(yīng)考慮側(cè)向力的作在計算減振器活塞桿的全部彎曲應(yīng)力時，應(yīng)考慮側(cè)向力的作 用。該側(cè)向力是在車輪處于下極限位置時（減振器的最大用。該側(cè)向力是在車輪處于下極限位置時（減振器的最大 拉伸狀態(tài)），

28、由不平道路的橫向分力產(chǎn)生的見圖拉伸狀態(tài)），由不平道路的橫向分力產(chǎn)生的見圖16。 此時，固定在減振器活塞桿上的復(fù)原行程限位器支承在此時，固定在減振器活塞桿上的復(fù)原行程限位器支承在 活塞桿導(dǎo)向套的點活塞桿導(dǎo)向套的點C區(qū)域，若彈簧向外移向車輪，這時便區(qū)域，若彈簧向外移向車輪，這時便 產(chǎn)生力偶產(chǎn)生力偶+Ay和和-Fmin,從而產(chǎn)生附加彎矩。但是，這兩個從而產(chǎn)生附加彎矩。但是，這兩個 力不相等，當(dāng)僅研究同車輪連接在一起的減振器殼體（不力不相等，當(dāng)僅研究同車輪連接在一起的減振器殼體（不 帶活塞桿）并考慮條件帶活塞桿）并考慮條件Fy=0時就很容易發(fā)現(xiàn)這一點：時就很容易發(fā)現(xiàn)這一點： Fmin=Ay+By+S1

29、y 彈簧最小壓縮力彈簧最小壓縮力Fmin可由懸架在中間位置（名義）時的彈可由懸架在中間位置（名義）時的彈 簧力簧力Fw=iyNv減去復(fù)原行程時的彈簧力變化值得到。減去復(fù)原行程時的彈簧力變化值得到。 Fmin=Fw-iyf2c2v 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 式中，式中， f2 車輪可能的復(fù)原行程長度車輪可能的復(fù)原行程長度 c2v 換算到車輪處的彈簧剛度換算到車輪處的彈簧剛度 簡單下擺臂的力與行程傳遞比簡單下擺臂的力與行程傳遞比 分別為分別為iy及及ix： Fw=Nv iy Nv 可由稱重得到的車輪載荷可由稱

30、重得到的車輪載荷(單輪單輪)Nv減去簧下質(zhì)量減去簧下質(zhì)量 (單輪單輪)的一半。的一半。 Nv=Nv-Uv/2 W點為車輪中心點為車輪中心 B點為下擺臂餃接中心點為下擺臂餃接中心 F點為彈簧作用力中心點為彈簧作用力中心 a b f f i a b N F i F x V w y 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 f 車輪處的行程車輪處的行程 Ff 彈簧作用力點的行程彈簧作用力點的行程 利用利用ix 便可以計算出彈簧固定點便可以計算出彈簧固定點F處的彈簧剛度處的彈簧剛度CF CF=Fw/fF =Nviyix / f , 而而 車輪接地點處的彈簧剛度車輪接地點處的彈簧剛度(懸

31、懸 架剛度架剛度) C2v=Nv / f , 所以所以, CF=Fw/fF =Nviyix / f=C2viyix =C2vix2 由于彈簧中心線與垂線存在傾斜角由于彈簧中心線與垂線存在傾斜角的影響，所以傳遞比的影響，所以傳遞比 更精確的表達式為：更精確的表達式為： ix =b/（a cos ） 現(xiàn)在返回到圖現(xiàn)在返回到圖15上，考慮到：上，考慮到： 3=o+f2 cos 0 以及在減振器桿上固定彈簧上支承座的情況，以及在減振器桿上固定彈簧上支承座的情況， 彎矩彎矩 Mk4=Ax o3+Ays 經(jīng)驗表明：盡管力經(jīng)驗表明：盡管力A的作用力臂的作用力臂o3較大，而彎矩較大，而彎矩Mk4值仍值仍 比通

32、常所采用的三種工況力矩小。比通常所采用的三種工況力矩小。 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 在坑洼不平的道路上行駛時在坑洼不平的道路上行駛時,計算力計算力Ax、Ay和和B，懸架處懸架處 于正常中間位置，于正常中間位置，其求解方法對應(yīng)于圖其求解方法對應(yīng)于圖7和圖和圖9所示。所示。 另外，對于前輪驅(qū)動汽車，應(yīng)該考慮驅(qū)動力矩的影響另外，對于前輪驅(qū)動汽車，應(yīng)該考慮驅(qū)動力矩的影響 。 2) 過鐵路道叉過鐵路道叉 在此工況下，應(yīng)考慮懸架處于上極限位置（車輪上跳到在此工況下，應(yīng)考慮懸架處于上極限位置（車輪上跳到 極限極限,位移位移f2）。如果已知此時輪胎接地點的負荷）。如果已知此時輪

33、胎接地點的負荷Nv , Nv=Nv-（U/2）；和側(cè)向力）；和側(cè)向力S1=Nv ，并且考慮到變化，并且考慮到變化 后的角度后的角度、0 （如圖（如圖17） ，就可以用作圖法或計算法，就可以用作圖法或計算法 確定力確定力B、Ax、Ay。在此工況下的距離。在此工況下的距離O值（活塞桿導(dǎo)向值（活塞桿導(dǎo)向 套到減振器上支承點的距離）將減小到套到減振器上支承點的距離）將減小到 O=O-f1cos0 。盡管作用力增加，彎矩。盡管作用力增加，彎矩Mk=AxO也不會也不會 超過持續(xù)作用力所產(chǎn)生的力矩。超過持續(xù)作用力所產(chǎn)生的力矩。 3) 初速初速V=10 km/h 時的車輪抱死制動時的車輪抱死制動 在此工況下，

34、作用于減振器上的載荷近似等于過鐵路道在此工況下，作用于減振器上的載荷近似等于過鐵路道 叉叉 產(chǎn)生的載荷，見圖產(chǎn)生的載荷，見圖17。 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 由圖由圖18的后視簡圖上可知的后視簡圖上可知:當(dāng)轉(zhuǎn)動力臂當(dāng)轉(zhuǎn)動力臂(擦洗半徑擦洗半徑 或稱或稱Scrub radius)為正值時為正值時,制動力制動力LB的實際作的實際作 用點在距地面下為用點在距地面下為aB值，值， aB=R0cos 0 sin 0 0。 其制動力為其制動力為LB。當(dāng)轉(zhuǎn)動力臂

35、為負值時，制動力。當(dāng)轉(zhuǎn)動力臂為負值時，制動力LB 的實際作用點在距地面上為的實際作用點在距地面上為aB值，值， aB=R0cos 0 sin 0，其制動力為，其制動力為LB。減振器活塞桿截面。減振器活塞桿截面C處處 的彎矩的彎矩Mk由合力由合力Az和和Ax產(chǎn)生。產(chǎn)生。 為計算為計算Az和和Ax，應(yīng)采用垂直力，應(yīng)采用垂直力Nv的最大值。的最大值。 結(jié)果如下：結(jié)果如下： Az=LB (d+R0 cos 0 sin 0 )/(c+o) cos 0 Ax= Nv(R0+dtg 0 )/ (c+o) 22 x z k AAM 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 當(dāng)縱向力為驅(qū)動力當(dāng)縱

36、向力為驅(qū)動力,且具有主銷后傾角時，可以用同樣且具有主銷后傾角時，可以用同樣 的分析方法來計算，只不過需要考慮驅(qū)動力的分析方法來計算，只不過需要考慮驅(qū)動力LA與制動力與制動力 LB方向相反，以及后傾角的影響而已。方向相反，以及后傾角的影響而已。 以上諸多章節(jié)對汽車麥弗遜懸架中的受力分析以及各種以上諸多章節(jié)對汽車麥弗遜懸架中的受力分析以及各種 不同工況下，對彈簧、減振器活塞桿、下擺臂球頭銷等處不同工況下，對彈簧、減振器活塞桿、下擺臂球頭銷等處 的載荷和彎矩，作出較詳盡的分解和計算。下面將以某轎的載荷和彎矩，作出較詳盡的分解和計算。下面將以某轎 車前懸架為例進行驗算車前懸架為例進行驗算(見附件）。見

37、附件）。 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 附件附件: 某轎車前懸架系統(tǒng)受力分析及計算：某轎車前懸架系統(tǒng)受力分析及計算： A. 已知已知:見附圖見附圖. 前軸滿載質(zhì)量前軸滿載質(zhì)量 762 Kg762 Kg 車輪中心車輪中心 W mm X=2 Y=-708 Z=41W mm X=2 Y=-708 Z=41 球銷中心球銷中心 B mm X=-4 Y=-674 Z=-58B mm X=-4 Y=-674 Z=-58 擺臂迥轉(zhuǎn)中心擺臂迥轉(zhuǎn)中心 D mm X=24 Y=-382 Z=-27D mm X=24 Y=-382 Z=-27 減振器迥轉(zhuǎn)中心減振器迥轉(zhuǎn)中心 A mm X=3

38、4 Y=-539 Z=567A mm X=34 Y=-539 Z=567 = 6= 6 0 0=12.2=12.2 = 6= 6 O =177 mm b =168 mm O =177 mm b =168 mm C =460 mm t =65 mm C =460 mm t =65 mm d =193 mm c+o =637 mm d =193 mm c+o =637 mm 車輪擦洗半徑車輪擦洗半徑 R R0 0=-6.8 mm=-6.8 mm 麥弗遜獨立懸架受力分析及計算麥弗遜獨立懸架受力分析及計算 懸架中靜載荷的確定懸架中靜載荷的確定 1.1.彈簧和鉸接中的靜載荷彈簧和鉸接中的靜載荷 該懸架系統(tǒng)的減振器軸線與主銷軸線有該懸架系統(tǒng)的減振