我的毕业论文

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
摘要
捷达轿车前悬架所使用的是麦弗逊式独立悬架。

悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或轮胎）弹性的连接起来。

它的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的震动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。

麦弗逊式独立悬架有着结构简单、紧凑、占用空间小等众多优点，在现代轻型汽车中得到了广泛运用。

本文主要讲的是捷达轿车的前悬架的设计，对其前悬架进行设计计算。

并对悬架中关键零部件如：螺旋弹簧、横向稳定杆、减震器等的设计、选型校核。

关键词：捷达轿车；麦弗逊式悬架；设计计算
-I-
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
Abstract
Jetta car used by the pre-suspension Macpherson independent suspension. Suspension is an important element of one of the modern automobile,it to the classis(or body ) and axle (or tires) flexibly link .It main role is the role of transmission in the body between the wheels and all the power and moment, such as support of system dynamics and driving force ,and easing the road to the whole body impact load ,decay resulting vibration,ensure the comfort of the crew,cargo and vehicles reduce their moving load. Macpherson independent suspension. with simple structure, compact, small footprint, and many other advantages, in a modern light vehicles has been widely used.
The main stress is front suspension design, Thecalculation of their front suspension design. Specifications set out the key suspension components such as:spiral springs, sway bar, shock absorber such as design,selection and calibration.
Keywords: Jetta car; McPherson suspension; Design and calculation
-II-
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
目录
摘要 (I)
Abstract (II)
第1章绪论 (1)
1.1 悬架设计的背景及研究意义 (1)
1.2 悬架设计的主要内容、要求及研究方法 (2)
1.2.1 主要内容 (2)
1.2.2 设计要求 (2)
1.2.3 研究方法 (3)
1.3 原型车的麦弗逊悬架 (3)
1.4 麦弗逊式悬架的经济性分析 (5)
第2章麦弗逊式悬架的设计计算 (7)
2.1 悬架的总体布置方案和相关参数的计算 (7)
2.1.1 悬架的总体布置方案 (7)
2.1.2 麦弗逊悬架的结构分析 (7)
2.1.3 悬架总体参数的计算 (8)
2.2 螺旋弹簧的设计计算 (9)
2.2.1 螺旋弹簧材料的选择 (9)
2.2.2 弹簧的受力及变形 (9)
2.2.3 弹簧几何参数的计算 (11)
2.2.4 计算结果的处理 (13)
2.3 横向稳定杆的设计计算 (15)
2.3.1 横向稳定杆的作用 (15)
2.3.2 横向稳定杆的设计计算 (15)
2.4 减震器的选型与设计 (17)
2.4.1 减振器类型的选择 (17)
2.4.2 主要性能参数的选择 (18)
2.4.4计算结果的处理 (19)
2.5 弹簧限位缓冲块的设计 (20)
2.6结果及分析 (21)
第3章关键零部件的校核 (25)
3.1 螺旋弹簧的强度校核 (25)
3.2 横向稳定杆的强度校核 (26)
第4章结论 (29)
致谢 (30)
参考文献 (31)
附录 (33)
-III-
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
第1章绪论
1.1 悬架设计的背景及研究意义
悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轮弹性地连接起来。

悬架需要传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓和路面传给车身的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，使汽车获得高速的行驶能力和理想的运动特性。

悬架对于整车的意义重大。

现代轿车除了保证其基本性能，即行驶性、转向性和制动性之外，目前正致力于提高安全性与舒适性，向高附加价值、高性能和高质量的方向发展。

对此，尤其作为提高操纵稳定性、乘坐舒适性的轿车悬架必须加以改进。

舒适性是汽车最重要的使用性能之一。

与生产实际结合较紧密。

通过对悬架系统中重要零部件的设计、计算和校核；各定位参数涵义及其对整车动力学性能影响的分析，初步达到介绍悬架设计全过程目的，具有很强的操作性，能够为标致轿车的生产实际提供一定意义上的指导。

-1-
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
1.2 悬架设计的主要内容、要求和研究方法
1.2.1 主要内容
本文的研究对象是捷达轿车的前悬架。

通过对悬架弹性元件的计算、分析，导向机构的核算和校核，可以验证悬架中关键零部件的可行性，掌握悬架的适用范围和使用条件，改善整车的行驶平顺性和操纵稳定性。

在此基础上文章还进一步提出和悬架性能有着密切关系的转向横拉杆断开点位置的分析方案，并对结果进行了剖析。

具体内容包括：
（1）对悬架中的弹性元件、减震器、横向稳定杆等重要部件进行了设计计算和可行性校核；
（2）运用空间坐标变换理论和空间刚体运动学原理，通过对悬架的简化和抽象，将实物模型转成可供分析和研究的物理模型和数学模型；
（3）运用 MATLAB 软件的混合编程工具对建立的数学模型进行封装，对得到的悬架性能评定参数：车轮外倾角、主销后倾角等车轮定位参数讨论分析，并以此为根据来评定所设计悬架的性能；
（4）提出转向横拉杆断开点位置的设计方案，通过前后干涉量与车轮跳动量关系曲线的对比分析，提出断开点位置方案。

1.2.2 设计要求
为了满足汽车具有良好的行驶平顺性，要求由簧上质量与弹性元件组成的振动系统的固有频率应在合适的频段，并尽可能低。

前、后悬架固有频率的匹配应合理，对乘用车要求前悬架固有频率略低于后悬架的固有频率，还有尽量避免悬架撞击车架（或车身）。

在簧上质量变化的情况下，车身高度变化要小，因此，应采用非线性弹性特性悬架。

要正确地选择悬架方案和参数，在车轮上、下跳动时，使主销定位角变化不大、车轮运动与导向运动要协调，避免前轮摆振，汽车转向时，应使之稍有不足的转向特性。

悬架与汽车的多种使用性能有关，为满足这些性能，对悬架提出的设计要求有：
1）保证汽车具有良好的行驶平顺性；
2）具有合适的衰减震动的能力；
3）保证汽车具有良好的操纵稳定性；
4）汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车
-2-
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
身侧倾要合适；
5）具有良好的隔声能力；
6）结构紧凑、占用空间尺寸要小；
7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。

1.2.3 研究方法
在设计时首先考虑捷达轿车的总体方案要求，接着根据悬架总体方案，进行悬架系统各零部件的设计计算，在计算时应重点计算对悬架整体性能影响较大的零部件如：螺旋弹簧、横向稳定杆、减振器等。

最后，对关键零件进行强度校核.
1.3 麦弗逊式悬架的特点
麦弗逊悬架一般用于轿车的前轮。

与其它悬架系统相比，麦弗逊式悬架系统具有结构简单，紧凑，占用空间少，性能优越等特点。

麦式悬架还具有较为合理的运动特性，能够保证整车性能要求。

虽然麦弗逊悬挂在行车舒适性上的表现令人满意，其结构简单体积不大，可有效扩大车内乘坐空间，但也由于其构造为滑柱式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力，抗刹车点头等性能较差。

麦弗逊悬挂通常由两个基本部分组成：支柱式减震器和A字型托臂（如图1-2）之所以叫减震器支柱是因为它除了减震还有支撑整个车身的作用，他的结构很紧凑，把减震器和减震弹簧集成在一起，组成一个可以上下运动的滑柱；下托臂通常是A字型的设计，用于给车轮提供部分横向支撑力，以及承受全部的前后方向应力。

整个车体的重量和汽车在运动时车轮承受的所有冲击就这两个部件承担。

所以麦弗逊的一个最大的设计特点就是结构简单，结构简单能带来两个直接好处那就是：悬挂重量轻和占用空间小。

我们知道，汽车悬挂属于运动部件，运动部件越轻，那么悬挂响应速度和回弹速度就会越快，所以悬挂的减震能力也就越强；而且悬挂质量减轻也意味着弹簧下质量减轻，那么在车身重量一定的情况下，舒适性也越好。

占用空间小带来的直接好处就是设计师能在发动机仓布置下更大的发动机，而且发动机的放置方式也能随心所欲。

在中型车上能放下大型发动机，在小型车上也能放下中型发动机，让各种发动机的匹配更灵活。

为了追求运动性，把其重心布置在前轴之后，因此发动机要占用大量的引擎仓空间，那么，选用一款结构简单，占用空间小的悬挂设计就显得由为
-3-
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-
4-
重要。

麦弗逊悬挂在向上行程时，也就是在发生转向侧倾时，车轮外倾角会自动加大，使轮胎能更好的跟路面结合，给整车提供更大的横向力，提高了转向操控极限。

拥有出色的操控和响应性再加上紧凑的结构，很显然就成了捷达设计师设计前悬挂时的首选方案。

对于小型车和微型车来说，尽可能的在狭小的发动机仓腾出空间布置发动机就更加重要了，所以他们也不得不选择麦弗逊悬挂，况且，如果做出合理的匹配，麦弗逊无论是操控和舒适性都是相当出色的。

图1-2
说了这么多麦弗逊悬挂的优点，也该谈谈缺点了。

也正是因为麦弗逊结构过于简单，造成悬挂的刚度有限。

由于麦弗逊悬挂只能下托臂和减震器支柱来承受强大的车轮冲击力，所以较易发生几何变形。

这种变形体现到驾驶感受上，就是驾驶者会明显的感觉到车身稳定性较差。

无论是转弯侧倾，还是刹车点头现象，都非常明显。

当然，设计师们也想了不少办法来解决稳定性问题。

我们经常听说的横向稳定杆，防倾杆，平衡杆等等都是用来提高麦福逊悬挂几何刚度和横向稳定性的部件。

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
横向稳定杆是一根拥有一定刚度的扭杆弹簧，他与左右悬挂的下托臂或减震器滑柱相连。

当左右悬挂都处于颠簸路面时，两边的悬挂同时上下运动，稳定杆不发生扭转；当车辆在转弯时，由于外侧悬挂承受的力量较大，车身发生一定侧倾。

此时外侧悬挂收缩，内侧悬挂舒张，那么横向稳定杆就会发生扭转，产生一定的弹力，阻止车辆侧倾。

从而提高了车辆行驶稳定性。

而再增加支撑杆部件，则能达到同时提高悬挂纵向刚度的目的。

但是，光增加稳定杆所提高的性能是有限的，使用各种稳定杆设计能从一定程度上提高稳定性和悬挂几何刚度。

如果要从根本解决这些问题，就必须改变整个悬挂的几何形状，那么多连杆和双摇臂悬挂就成了高性能悬挂的代表。

麦弗逊悬挂除了在稳定性和刚度方面要逊色于多连杆以外，在耐用性上也不能与多连杆悬挂相提并论。

由于麦弗逊悬挂的减震器支柱需要承受横向力，同时又要起到上下运动减低震动的目的，所以减震器支撑杆的摩擦很不均匀，减震器油封容易磨损造成液压油泄露降低减震效果。

总评：优点：麦弗逊悬挂拥有良好的响应性和操控性，而且结构简单，占用空间小，成本低，适合布置大型发动机以及装配在小型车身上。

缺点：稳定性差，抗侧倾和制动点头能力弱，增加稳定杆以后有所缓解但无法从根本上解决问题，耐用性不高，减震器容易漏油需要定期更换。

1.4 麦弗逊式悬架的经济性分析
自20世纪30年代美国通用汽车的一名工程师麦弗逊（McPherson）发明了麦弗逊式悬架以来，麦弗逊式独立悬架已成为使用量最多的悬架结构形式之一。

从宝马M3，保时捷911等高性能车，到菲亚特STILO，福特FOCUS，标致和国产的夏利、哈飞面包车等前悬挂采用的都是麦弗逊式悬架。

麦弗逊式悬架的有效性和经济型已经得到了无数事实的佐证。

随着世界能源的日益匮乏，微型汽车和节能汽车已成为世界汽车工业发展的一个重要方向，小排量汽车和经济型汽车的推广势必会带来麦弗逊式独立悬架更为广泛的运用，麦弗逊式悬架的经济性也将得到充分的体现。

麦弗逊式悬架最大的设计特点就是结构简单，结构简单能带来两个直接好处是：悬挂质量轻和占用空间小。

我们知道，汽车的质量是影响汽车燃油经济性的一个关键因素，减轻悬架的质量进而减轻整车的质量就可以有效地降低汽车的油耗，从而达到减少能源消耗和降低使用成本的目的；同样，由于麦式悬架有着结构紧凑、占用空间小等结构特点，这就使汽车的前置前驱式布置方案（FF）成为可能。

这样，不仅省去了采用前置后驱式布置（FB）时所使用的驱动轴，减轻了汽车的质量降低了油耗，还缩小的整车的尺寸，便于汽车向着微型化方向发展。

-5-
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
当然，和其它结构形式的悬架相比从使用经济性角度来讲，麦弗逊式悬架也存在一定的不足。

我们知道，悬挂属于运动部件，在汽车运行过程中，悬架将要承受来之路面和车身各个方向的力和力矩。

对于麦弗逊式悬架这些冲击载荷将完全由减振器支柱和下摆臂来承受，所以这些部位较易发生几何变形，进而使零件损害造成悬架的失效。

-6-
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-7-
第2章 麦弗逊式悬架的设计计算
2.1 悬架的总体布置方案和相关参数的计算
2.1.1 悬架的总体布置方案
此型轿车是一款小排量的经济型轿车，总体参数要求见表2.1。

表2-1捷达轿车的总布置参数要求
设计状态下的前轴轴荷
710kg 空载时的前轴轴载
639kg 前桥左右悬架的总质量 m u
73Kg 前悬架的设计偏频 n 1
1.31Hz 主销内倾角
120
主销后倾角
2 0 20 ' 车轮外倾角
20 ' 2.1.2 麦弗逊悬架的结构分析
麦弗逊悬架由多个零件组成，故在悬架机构分析中采用空间机构分析法对其进行分析。

在运用此方法进行分析时，将悬架总成中的构件等效成刚体来研究悬架系统的空间运动。

图2-2是麦弗逊式悬架的等效机构图，借助图中所示的等效方式，我们可以清楚地看出悬架摆臂和转向节之间的连接通过球副来等效；减振器外套筒和活塞的联接方式被等效成一个移动副；减振器的上支点和车身的联接被等效成一个转动副。

这样，麦弗逊式悬架被抽象成一个封闭的空间机构。

通过图示的等效方案可以使我们对悬架系统的分析变得简单，且不会在很大程度上影响分析的结果
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-8-
图 2-2 麦弗逊悬架的等效机构图
2.1.3 悬架总体参数的计算
在设计时首先对悬架总体参数进行计算，如悬架的刚度、悬架的挠度等，这样，在下文对零部件的计算时，就可以以悬架的总体参数为依据，根据悬架的结构参数求出相关零部件的受力、刚度等参数。

1.悬架的刚度
根据设计要求给定的设计状态下的轴荷及簧下质量，可求得前悬架单侧的簧上质量s m
)(5.3182
737102
1
1kg m m m s ==
=
-- （2.1）
于是，前悬架的刚度 C 为
s m n C ⨯=21)2(π
)/(6.21)/(027.215785.318)31.11415926.32(2mm N m N ≈=⨯⨯⨯=
2.悬架的静挠度
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-9-
悬架的静挠度 1c f 和悬架刚度之间有如下关系：
2
51)
(
1
n c f = （2.2）
代入数值得：)(598.141cm f c =，取mm f c 1461=
3.悬架的动挠度
为了防止汽车在坏路面上行使驶时悬架经常碰撞到缓冲块，悬架必须有足够大的动挠度。

从结构和使用要求上来考虑选此悬架的动挠度mm f d 80=
2.2 螺旋弹簧的设计计算
2.2.1 螺旋弹簧材料的选择
螺旋弹簧作为弹性元件的一种，具有结构紧凑、制造方便及高的比能容量等特点，在轻型以下汽车的悬架中运用普遍 。

根据捷达汽车工作时螺旋弹簧的受力特点和寿命要求（可参考下文的计算分析），选择60Si2MnA 为簧丝的材料，以提高弹簧在交变载荷下的疲劳寿命。

2.2.2 弹簧的受力及变形
根据悬架系统的装配图，对其进行结构分析、计算可以得出平衡位置 处弹簧所受压缩力 P 与车轮载荷v N '的关系式：
)(103193)301220cos(81.920cos 5.318)
cos(cos '.
0N A P v N ⨯==
==-=⨯⨯-+>ασββ （2-3）
式中，
β为车轮外倾角， 0δ为减振器内倾角， α为主销轴线与减振器的夹角 式中角度如图 2-3 所示。

弹簧所受的最大力
取动荷系数 k=1.7，则弹簧所受的最大力 Pdmax 为：
Pdmax=)(1042.51019.37.133N P k ⨯=⨯⨯=⨯ （2-4）
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-10-
图 2-3 弹簧安装角度示意图
2.车轮到弹簧的力及位移传递比
车轮与路面接触点和零件连接点间的传递比既表明行程不同也表明作用在该二处的力的大小不同。

弹簧的刚度s k 与悬架的线刚度x k 可由传递比建立联系[6] ：
利用位移传递比x i 便可计算出螺旋弹簧的刚度s k
f i hi v N F F k x y v F w s //'== （2-5）
其中分数f h v N v /'代表悬架的线刚度。

从而，得到如下关系式：
y x x s i i k k =
当球头支承 B 由减振器向车轮移动 t 值时，根据文献[7]，悬架的行程传递比及力的传递比为（其中的参数说明详见图 2-4）：
)cos(/10αδ-=x i
（2-6）
t
ctg o c o c t dtg R y i -∂-++-++-+++
-=)()()
sin()()cos(000000)cos(δβαδαδδαδ
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-11-
图 2.4 悬架受力和位移比分析
代入数值可得到 i x ＝1.002 i y ＝1.146。

所以，位移传递比 i x
i y 为 1.148
3.弹簧在最大压缩力作用下的变形量
由捷达轿车前悬给定的偏频 f ＝1.31Hz ，可得到了汽车悬架的线刚度：
)/(29.87.031.114.34222222mm n M f k x =⨯⨯=⨯⨯=π （2-8）
于是可得出弹簧的刚度s k
)/(21mm N i i k k y x x s == （2-9）
进而可得到弹簧在最大压缩力 Pdmax 作用下的变形量 F ：
)(25821/5420max /mm k Pd F s === （2-10）
所以，弹簧所受最大弹簧力和相应的最大变形为：
Pdmax=5420N F=258mm
2.2.3 弹簧几何参数的计算
根据已求得的弹簧所受的最大力和相应的变形进行弹簧的设计。

1.弹簧的材料许用应力
根据其工作条件已经选择簧丝材料 60Si2MnA 。

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-12-
材料的性能参数如表 2-2 所示
许用切应力[δ] 482/mm f k g 许用剪应力[δ] 1002/mm f k g 剪切模量G 80002/mm f k g 弹性模量E 20000MP 强度范围
45-50HRC
2.选择弹簧旋绕比：
旋绕比（弹簧指数）影响着弹簧的加工工艺，当旋绕比过小时将给弹簧的制造带来困难。

一般的选择范围是 C=4-8,这里初选旋绕比 C=8。

3. 计算钢丝直径 d 曲率系数18.1615.04414=+=
--C C C K
（2-11）
mm d KPC
4.10596
.1]
[=≥τ 选d=10.5
4.弹簧中径 D2 选择 D2=Cd=8*10.5＝84mm 选 D2=90mm
5.弹簧圈数 n 选择
9.43
34
)3105.10(93
24102109.08105.788==
=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯D k Gd s n （2-12）
选n=6圈
两端均选 0.75 圈支承圈，则弹簧总圈数为：
n1=n+n2=6+1.5=7.5 圈
6 .弹簧的工作极限变形
m F F j 289.0258.012.112.1=⨯=≤ （2-13）
工作极限载荷：
N
P
P F
j J
F 3
1007.6⨯=≤ （2-14）
7.弹簧的几何尺寸
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-13-
节距 mm n F d t
2.445.1014.05.10/8258=⨯++=++=δ
自由高度 H0 H0=nt+1.5d
mm 3.3695.105.12.448=⨯+⨯= 选 H 0=370mm
螺旋角α ：
89.890
2
.442
===⨯παarctg arctg nD t 外径 D ： D=D2+d=90+10.5=140.5mm
进而需将原有弹簧座的尺寸作相应的改变（实际尺寸根据弹簧的外径尺寸而 定）。

内径 D1： D1=D2-d=90-10.5=98.5mm
2.2.4 计算结果的处理
上述对螺旋弹簧的计算的结果如下表 2-3 所示。

自由高度 H0 370mm 弹簧圈数 n 5.5 圈 螺旋角α 8.89 度 内径 D1 98.5mm 外径 D
140.5mm 节距 t
44.2mm
在 AUTOCAD 软件环境下绘制螺旋弹簧的工程图（如图 2-5）所示。

为了改善 弹簧在安装后的受力状况，螺旋弹簧的两端需作端平处理，在装配时此处的配合 精度选为七级精度，又因为弹簧的外径为140.5mm ，根据文献[18]，粗糙度值选为3.2。

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-14-
图 2-5 螺旋弹簧的零件图
进而可根据螺旋弹簧二维图在CATIA 软件的三维建模环境下建立零件的三维模型如图2-6所示。

图 2-6 基于CATIA 软件的螺旋弹簧三维零件图
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-15-
2.3 横向稳定杆的设计计算
2.3.1 横向稳定杆的作用
汽车在高速行驶时，车身会产生很大的横向倾斜和横向角振动。

因此，悬架中需添设横向稳定杆。

采用横向稳定杆除了可减轻车身倾斜外，还会影响汽车的操纵稳定性。

主要包括以下两点：
（1）前悬架中采用较硬的横向稳定杆有助于汽车的不足转向性，并能改
善汽车的蛇形行驶性能；
（2）增大后悬架的稳定性，会使前轮驱动汽车具有中性转向性能，使后
轮驱动车具有更大的过度转向性。

2.3.2 横向稳定杆的设计计算
捷达轿车采用的前置前驱（FF ）方案，因此汽车总布置对空间的要求比较严格，可利用的空间不大。

基于这样的布置要求和使用条件，这里选用Ⅱ型稳定器（图 2-6 为捷达汽车横向稳定杆的三维图）。

确定横向稳定杆杆径d0的公式如下：
)
22(3
427232
53032
03l l l l l kl d G E s E s C -+
++=
π
其中：Cs=9.52N/mm; E=196Gpa;
G=80Gpa;
k ——对于圆截面杆段，所采用的修正系数；
0l =523mm; 2l =363mm; 4l =200mm; 5l =210mm; 7l =500mm; ls=1145mm.
各参数的含义如图 2-6 所示，其数值可参考横向稳定杆的零件图。

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-16-
图 2-7 横向稳定杆示意图
于是可以求得横向稳定杆的杆径 d0=20.9，选择整数标准值 d1＝21mm ，横向稳定杆的形状应由它的空间布置要求来定。

在 AUTOCAD 软件环境下绘制螺旋弹簧的工程图（如图 2-8）所示。

为了使横向稳定杆在拐角处的半径值不至于过小，此处取最小半径 R ＝18mm。

图2-8横向稳定杆零件简图
由上述的计算结果和二维零件图,可利用CATIA 软件的建模环境建立横向稳定杆
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-17-
图 2-9 基于CATIA 软件的横向稳定杆三维图
2.4 减震器的选型与设计
2.4.1 减振器类型的选择
捷达轿车的工作工况一般为城市道路工况，总体来说，它所行驶的路面较为平缓。

悬架的减振器在这样的路面上工作时，振动的幅值不大，但频率较高。

所以，在此设计方案中选用液力式减振器。

使用液力减振器后，当车架与车桥作往复相对运动时，减振器能够通过内部粘性油液的流动，将车身和车架的振动能量转化为热能，最终散到大气中，从而达到使振动迅速衰减的目的。

图2-10减振器
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）
-18-
2.4.2 主要性能参数的选择
减振器的主要性能参数主要有两个：相对阻尼系数ϕ和阻尼系数δ。

它们决定了减振器的阻力—位移特性和阻力—速度特性 。

1.相对阻尼系数ϕ的选择
在选择相对阻尼系数时，应考虑到：取得大虽然能使振动迅速衰减，但会把较大的不平路面的冲击力传到车身；另一方面，取得过小又会使振动衰减慢，不 利于行驶平顺性。

由前面的计算得知螺旋弹簧的刚度为 21N/m 、汽车悬架的偏频为 1.31HZ ，为了使减振器和螺旋弹簧有较好的匹配关系，在考虑型车设计要求的情况下，本车的相对阻尼系数拟选为：ϕ=0.324，这样能够让悬架发挥其较佳的性能。

2.减振器的阻尼系数δ
减振器的阻尼系数不仅与非簧载质量和悬架刚度有关，还与相对阻尼系数有关。

x MK ϕδ2= （2-16）
捷达轿车中减振器安装在悬架中与垂直线成 5的夹角，则此时的阻尼系数应根据减震器的布置特点确定：
αψδ222cos 2a wn m s =
（2-17） 20545cos 20121023.85.318324.02222
==⨯⨯⨯⨯
式中： w ——杠杆比,i=n/a ；
N ——为下横臂的长度
α ——减振器安装角。

3.最大卸荷力 F 0 的确定
为减小传到车身上的冲击力，当减振器活塞振动速度达到一定值时，振器 打开卸荷阀。

此时的活塞速度称为卸荷速度 v x
n Awa v x /cos α= （2-18）
式中，
v x 为卸荷速度一般为 0.15－0.30m/s ，A 为车身振幅，取 ± 40mmw。