汽车设计悬架系统
汽车悬架系统设计要点
汽车悬架系统设计
——徐东升
汽车悬架的主要功用
汽车悬架是将车架（或车身）与车轴（或直接与车 轮）弹性联接的部件。其主要功用如下： （1）缓和，抑制由于不平路面所引起的振动或冲击以保 证汽车具有良好的平顺性。 （2）迅速衰减车身和车桥（或车轮）的振动。 （3）传递作用在车轮和车架（车身）之间的各种力（垂 直力，纵向力，横向力）和力矩（制动力矩和反作用力 矩）。 （4）保证汽车行驶所必要的稳定性。
阿克曼偏差
o
修改以达到不同的方向盘转角
t
q
t
轿车转向系统角传动比一般为15-17
2
1
在作加长车时 要考虑这个值
p
某些参考车型前轴的阿克曼角实例
阿克曼偏差 (o)
A B
方向盘转角 (o)
方向盘转角和转向角的关系
25
20
车轮转角 (o)
15
10
5
0 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400
定义车轮中心处的主销偏置距
Braccio trasversale a centro ruota (mm)
悬架设计优秀课件
《汽车设计》电子教案
8.5 独立悬架导向机构设计
➢8.5.2 独立悬架导向机构的布置参数
1．侧倾中心 侧倾中心的位置随导向机构的型式而不同。可用图解法或实验法 求得。如图所示。
(a) 单横臂式
(b) 单纵臂式
(c) 双横臂式
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《汽车设计》电子教案
8.5 独立悬架导向机构设计
➢8.5.2 独立悬架导向机构的布置参数
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《汽车设计》电子教案
8.5 独立悬架导向机构设计
➢8.5.3 双横臂悬架导向机构设计
1．前轮定位参数的变化 前轮定位参数随车轮上下跳动的变化特性，通常是指从满载静平 衡位置到车轮跳动±40mm范围内的特性。
a) 主销长度不变且等于0.6倍下臂长 ； b) 上臂长不变且等于0.6倍下臂长
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《汽车设计》电子教案
8.5 独立悬架导向机构设计
➢8.5.3 双横臂悬架导向机构设计
1．前轮定位参数的变化 表中列出了几种国外乘用车双横臂式独立悬架的一些参数，供设
计时参考。
车牌名称
上臂长A(mm)
下臂长r(mm)
球销距B(mm)
A/r
A/B
奔驰600(德)
330
479
256
0.702
1.29
伏尔加(俄)
200
445
250
根据气囊结构型式不同，空气弹簧可分为囊式、膜式和复合式三 种。囊式又分为单曲式、双曲式和多曲式；与膜式相比，囊式寿命较 长、制造方便，刚度较大，故常用于商用车。
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《汽车设计》电子教案
8.4 弹性元件的计算
➢8.4.4 空气弹簧和油气弹簧的计算
2. 油气弹簧 油气弹簧是空气弹簧的一种特例，它以气体作为弹性元件，在气 体与活塞之间引入油液作为中间介质。油气弹簧的工作缸由气室和浸 在油液中的阻尼阀组成。 油气弹簧有双气室和两级压力式。
汽车底盘的悬挂系统全解
——悬挂系统
常见汽车悬挂解析
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现代汽车的悬挂
• 支持车身，改善乘坐的感觉。 • 外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着
轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分 关键的部件之一。
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飞度麦弗逊式前悬架
汽车教研室
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悬挂系统的介绍
纵臂式独立悬挂系统
单纵臂式悬挂系统当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生
较大的变化，因此单纵臂式悬挂系统不用在转向轮上。这种
单臂式悬挂系统已经很少在现代轿车上使用了。
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悬挂系统的介绍
多连杆式独立悬挂系统
多连杆独立悬挂，可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。
• 在汽车高速行驶中转向时，车身会产生很 大的横向倾斜和横向角振动。
• 为减少这种横向倾斜，常在悬架中加设横 向稳定器。
• 应用得最多的是杆式横向稳定器。
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工作原理
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悬挂系统的介绍
麦弗逊式独立悬挂系统
螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力
麦弗逊式独立悬挂系统
麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。 麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成， 绝大部分车型还会加上横向稳定杆。
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横向稳定器
汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计
汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计作为汽车底盘中重要的一部分，悬架系统承担着车身支撑以及减震的重要功能。
一个优秀的悬架系统可以提供良好的操控性和驾驶舒适性，对汽车的性能和安全性有着至关重要的影响。
本文将探讨汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计，旨在提升汽车悬架系统的性能。
一、悬架系统动力学建模悬架系统的动力学建模是优化设计的基础。
动力学建模的目的是描述悬架系统在不同工况下的运动规律和力学特性。
常用的悬架系统动力学模型包括质点模型、弹簧-阻尼-质量模型以及多体动力学模型等。
质点模型是最简单的悬架系统动力学模型，它基于质点运动学和动力学原理来描述悬架系统的运动规律。
质点模型可以用来分析悬架系统的振动特性和悬架与车身的相对运动。
弹簧-阻尼-质量模型是一种常用的悬架系统动力学模型，它把悬架系统看作是由弹簧、减震器和质量单元组成的动力学系统。
这种模型能够更加准确地描述悬架系统的力学特性，包括悬架系统的减震性能和下垂量等。
多体动力学模型是最复杂的悬架系统动力学模型，它考虑了悬架系统的多个部件之间的相互作用。
多体动力学模型可以有效地预测悬架系统在复杂路况下的运动规律和力学响应。
二、悬架系统优化设计基于悬架系统的动力学模型，可以进行悬架系统的优化设计。
悬架系统的优化设计旨在提升汽车的操控性、驾驶舒适性和安全性。
1. 悬架系统刚度与减震器调校悬架系统刚度对汽车的操控性和驾驶舒适性有着重要的影响。
较高的悬架系统刚度可以提高车辆的操控性能，但对驾驶舒适性会产生不利影响。
因此，在悬架系统的优化设计中，需要根据车辆的使用环境和性能要求来选择合适的悬架系统刚度。
减震器是悬架系统中起到减震功能的重要部件。
通过对减震器的调校，可以改善车辆在不同路况下的驾驶舒适性和操控性能。
减震器调校需要考虑悬架系统的刚度、减震器特性以及车辆的动力学特性等因素。
2. 悬架系统动态特性与操控性优化悬架系统的动态特性对车辆的操控性能有着重要的影响。
汽车设计(悬架部分)
前言本小组程设计的课题是悬架的设计。
在选择车型时我们参考以下几个要求：可靠，巩固，耐用，使用本钱较低，油耗处于国内中等水平，为当前主流技术水平，车型新颖等等。
所以，悬架的设计宜选用成熟技术，零部件，彻底的贯彻“三化〞原那么，较为合理的本钱控制。
选择参考车型为日产NV200。
悬架是现代汽车的重要组成局部之一。
因而悬架设计成功与否，极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性，对整车性能有着重要的影响。
在汽车市场竞争日益加剧的今天，人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受，而这种感官感受都是由汽车悬架传递给驾驶者的，人们对汽车悬架的设计也是越来越重视。
因此，对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。
与此关系密切的悬架系统也被不断改良，主动半主动悬架等具有反应的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。
无论定位高端市场，还是普通家庭的经济型轿车，没有哪个厂家敢无视悬架系统与其在整车中的作用。
这一切，都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。
悬架系统的优劣，乘员在车上可以马上感受到。
现在悬架的设计也是国内汽车厂商一个重要提升的方向。
以前对汽车的要求相对较低，国人更注重外观和汽车配置方面的要求，因此对汽车悬架的概念与要求并没有很高的要求。
随着现在人们对汽车操纵稳定性﹑平顺性越来越重视，人们不仅需要一辆好看配置高的车，更需要一辆好开乘坐舒适的车。
因此现在国内出现很多汽车厂商将新汽车的悬架设计与调校交给国外一些有实力汽车厂商，这也实实在在的提升了自身车型的市场竞争力，不过从另一方面也反映出国内悬架设计与调校所存在的问题，也使我们知道悬架设计的重要性，从而让我们对汽车悬架设计更加重视。
悬架从无到有，是人们对汽车稳定性﹑平顺性不断追求下诞生。
悬架从简单到复杂，是人们对更高的汽车稳定性﹑平顺性和操纵稳定性的不断追求。
所以对悬架设计的重视，就能使整车性能得以提升，从而提高车型的竞争力，赢得更好的表现。
而悬架设计涉与到部件与整体的关系。
汽车液压式主动悬架系统的设计
第1章绪论1.1悬架系统简介汽车悬架是车架（车身）与车桥（车轮）之间弹性连接的部件，主要由弹性元件、导向装置及减振器三个基本部分组成[1]。
原始的悬架是不能够进行控制调节的被动悬架，在多变环境或性能要求高且影响因素复杂的情况下，被动悬架难以满足期望的性能要求。
随着电液控制、计算机技术的发展以及传感器、微处理器及液、电控制元件制造技术的提高，出现了可控的智能悬架系统，即电子控制悬架系统。
电子控制悬架系统按悬架系统结构形式分，可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统两种。
1.1.1悬架的功能悬架是现代汽车的重要总成之一，一般由弹性元件、阻尼元件以及导向机构等组成。
悬架应具备的功能如下：支撑车身或车体；将车体与车轴弹性的连接起来，有效的抑制、衰减、隔离来自不平路面的冲击，以提供良好的乘坐舒适性；传递车轮和车体间一切力与力矩，使轮胎尽量跟随着地面，尽量减弱外因引起的车身姿态变化，以提供良好的操纵稳定性。
其中的乘坐舒适性和操纵稳定性是两个相互矛盾的要求。
例如：应用软悬架，如降低弹簧刚度，可以减小车身的加速度，满足乘坐舒适性，但同时增加了车身重心变化的幅度，加大了车轮的动载，而影响操纵稳定性，而应用硬悬架可以限制汽车姿态变化，保证轮胎良好接地，满足操纵稳定性但同时也会破坏平顺性的要求。
悬架对汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性及操纵稳定性等多种使用性能都有很大的影响，因此悬架设计一直是汽车设计人员非常关注的问题之一。
11.1.2 悬架的分类按悬架工作原理不同可分为被动悬架、半主动悬架及主动悬架三种，如图1.1所示[2]。
1、被动悬架目前在汽车上普遍采用的悬架，仍多为被动悬架。
被动悬架概念是在1934年由Olley提出的。
它通常是指：结构上只包括弹簧和阻尼器(减振器)的系统。
传统的被动悬架虽然结构简单、造价低廉且不消耗外部能源，但因为其参数固定，所以具有较大的局限性。
主要表现在：悬架参数固定，不能随路矿改变，只能针对某种特定工况，进行参数优化设计；而且悬架元件仅对局部的相对运动做出响应，故限制了悬架参数的取值范围。
悬架系统设计计算报告
悬架系统设计计算报告一、引言悬架系统作为汽车底盘的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性和操控性能等方面有着重要影响。
因此，在汽车设计和制造过程中，悬架系统的设计十分关键。
本报告将介绍悬架系统设计过程中的计算方法和依据，并对其进行详细说明。
二、悬架系统设计计算方法1.载荷计算：首先需要计算车辆在不同行驶条件下的载荷。
通过分析车辆的使用环境和客户需求，确定悬架系统的额定载荷。
然后，根据车辆自重、乘员重量、行李重量、荷载等因素，计算出车辆的总载荷。
2.载荷分配计算：在计算悬架系统的载荷分配时，需要考虑车辆的静态和动态载荷。
静载荷主要指车辆停靠时的重力，而动载荷主要指车辆行驶过程中因加速度、制动力和路面不平均性等引起的载荷。
通过对车辆不同部位的载荷进行测量和分析，确定每个车轮的载荷。
3.悬架系统刚度计算：悬架系统的刚度对车辆的操控性和乘坐舒适性有着直接影响。
悬架系统的刚度可以分为纵向刚度、横向刚度和垂向刚度等。
在设计悬架系统的过程中，需要根据车辆的使用环境和性能需求，计算悬架系统的刚度。
4.悬架系统减振器计算：悬架系统的减振器的设计和选型是悬架系统设计的重要环节。
减振器可以减少车辆在行驶过程中的震动，提高乘坐舒适性和行驶稳定性。
根据悬架系统的刚度和载荷等因素，计算减振器的选择和设计参数。
5.悬架系统运动学计算：悬架系统的运动学计算是为了确定悬架系统在不同行驶状态下的主要参数，以便进行悬架系统的设计和调整。
通过对车辆的几何尺寸、运动学参数和悬架结构的分析和计算，确定悬架系统的工作范围和参数。
三、计算依据在悬架系统设计计算中，需要依据以下相关标准和原则进行设计：2.汽车悬架系统设计手册：根据汽车制造商提供的相关手册和技术资料，对悬架系统设计进行指导和计算。
3.数学和工程力学原理：在悬架系统设计计算过程中，需要运用数学和工程力学的相关原理和方法，如力学平衡、弹性力学、振动理论等，进行悬架系统的计算。
4.仿真和试验数据：通过对悬架系统的仿真分析和试验测试，获取悬架系统的相关参数和性能数据，为悬架系统的设计计算提供依据。
汽车悬架和转向系统设计
汽车悬架和转向系统设计1. 概述汽车悬架和转向系统是汽车中至关重要的部分，对汽车的操控性、行驶稳定性和乘坐舒适性有着重要的影响。
悬架系统负责支撑汽车车身，保证车轮与地面的接触，同时吸收来自路面的冲击力；而转向系统则负责使车辆按照驾驶员的指令实现转向操作。
在汽车设计中，悬架和转向系统的设计需要综合考虑多种因素，包括车辆的用途、性能需求、成本以及使用环境等。
本文将介绍汽车悬架和转向系统设计中的关键要点，并探讨一些常见的设计策略和优化方法。
2. 悬架系统设计2.1. 悬架类型常见的汽车悬架类型包括独立悬架和非独立悬架。
独立悬架指的是四个车轮各自独立悬挂，相互之间没有连接，可以独立运动。
非独立悬架指的是四个车轮之间通过悬架系统相连接，受到相互影响。
独立悬架相较于非独立悬架具有更好的悬挂效果，能够提供更好的操控性和乘坐舒适性。
常见的独立悬架类型包括麦弗逊悬架、多连杆悬架和双叉臂悬架等。
2.2. 悬架参数设计悬架系统的参数设计对于汽车的行驶稳定性、乘坐舒适性和操控性都有重要影响。
其中一些关键的参数包括减振器刚度、悬架弹簧刚度、悬架几何参数等。
减振器刚度决定了汽车在受到冲击力时的反应速度，过大或过小的减振器刚度都会影响汽车的乘坐舒适性。
悬架弹簧刚度则负责车身的支撑和回弹，也对乘坐舒适性有重要影响。
悬架几何参数则涉及到悬架的运动轨迹和相对位置，对悬架系统的整体性能起着决定性作用。
2.3. 悬架系统优化悬架系统的优化设计旨在提升汽车的行驶性能和乘坐舒适性。
在悬架系统设计中，常见的优化手段包括材料选择、刚度调整、阻尼控制和减重等。
材料选择是悬架系统设计中的一个重要环节。
采用合适的材料可以提高悬架系统的刚度，同时减轻悬架组件的重量。
刚度调整可以通过调整减振器和弹簧的硬度来实现，以获得更好的悬架效果。
阻尼控制则可以通过控制减振器的阻尼力来实现，以提升汽车的稳定性和乘坐舒适性。
减重是悬架系统设计中的一个重要目标，通过使用轻量化材料和结构设计优化来减轻悬架组件的重量，从而提高汽车的燃油经济性和操控性能。
汽车悬置系统设计标准有哪些
汽车悬置系统设计标准有哪些
汽车悬架系统设计标准包括以下几个方面：
1. 载重能力：设计标准要求悬架系统能够承受车辆整备质量及额定载荷，并确保悬架系统在运行过程中不会失效或损坏。
2. 舒适性：悬架系统应具备良好的减震能力，能够有效地减少车辆在行驶过程中的颠簸感，提供乘坐舒适性。
3. 稳定性：悬架系统设计要求在车辆急转弯、行驶过程中具有良好的稳定性，能够保持车辆的姿态，并避免侧倾或失控。
4. 控制性：悬架系统设计要求能够使车辆具备良好的操控性能，能够快速、准确地响应驾驶员的操作，提供良好的操控感。
5. 可靠性：悬架系统设计要求能够在各种复杂的路况下正常工作，并保持长时间的稳定性和可靠性。
6. 安全性：悬架系统设计要求能够确保车辆在紧急制动或避让情况下稳定，避免侧滑、打滑或翻车等危险情况。
7. 经济性：悬架系统设计要求要考虑成本和效益，尽可能减少材料和零部件的使用，提高整体系统的寿命，降低维护和保养成本。
8. 环保性：悬架系统设计要求考虑所使用的材料和技术对环境的影响，尽可能减少对自然资源的消耗和环境污染。
总之，汽车悬架系统设计标准旨在提高汽车悬架系统的性能、可靠性、安全性和经济性，为车辆提供良好的行驶稳定性和乘坐舒适性。
同时，还要考虑环境因素，减少对自然资源的消耗和环境的污染。
这些标准是汽车制造行业必须遵守的基本规范，确保汽车悬架系统的质量和性能达到国际标准。
汽车设计讲稿-第六章悬架设计
汽车设计讲稿-第六章悬架设计第六章悬架设计§6-1 概述：一、功用：传力、缓冲、减振：保证平顺性、操纵稳定性二、组成：弹性元件：传递垂直力，评价指标为单位质量储能等导向装置：车轮运动导向，并传递垂直力以外的力和力矩减振器：减振缓冲块：减轻车轴对车架的撞击，防止弹性元件变形过大横向稳定器：减少转弯时车身侧倾太大和横向角振动三、设计要求：1）良好的行驶平顺性：簧上质量 + 弹性元件的固有频率低；前、后悬架固有频率匹配：乘：前悬架固有频率要低于后悬架尽量避免悬架撞击车架；簧上质量变化时，车身高度变化小。
2）减振性好：衰减振动、抑制共振、减小振幅。
3）操纵稳定性好：车轮跳动时，主销定位参数变化不大；前轮不摆振；稍有不足转向（δ1>δ2）4）制动不点头，加速不后仰，转弯时侧倾角合适5）隔声好6）空间尺寸小。
7）传力可靠、质量小、强度和寿命足够。
§6-2 悬架结构形式分析：一、非独立悬架和独立悬架：二、独立悬架结构形式分析：1、评价指标：1）侧倾中心高度：A、侧倾中心：车身在通过左、右车轮中心的横向垂直平面内发生侧倾时，相对于地面的瞬时转动中心，叫侧倾中心。
B、侧倾中心高度：侧倾中心到地面的距离。
C、侧倾中心位置影响：位置高：侧倾中心到质心的距离缩短，侧向力臂和侧倾力矩↓，车身侧倾角↓；过高：车身倾斜时轮距变化大，加速轮胎车轮外倾角α磨损。
2）车轮定位参数：车轮外倾角α，主销内倾角β，主销后倾角γ，车轮前束等会发生变化。
主销后倾角γ变化大→转向轮摆振车轮外倾角α化大→直线行驶稳定性；轮距变化，轮胎磨损3）悬架侧倾角刚度A、车厢侧倾角：车厢绕侧倾轴线转动的角度B、影响：车厢侧倾角与侧倾力矩和悬架总的侧倾角刚度有关，影响操纵稳定性和平顺性4）横向刚度：影响操纵稳定性转向轴上悬架横向刚度小，转向轮易摆振，5）空间尺寸：占用横向尺寸→影响发动机布置和拆装；占用高度尺寸→影响行李箱大小和油箱布置。
悬架系统设计计算书
悬架系统设计计算悬架系统设计的输入条件1、悬架刚度、偏频和静挠度的计算1.1、前悬架刚度、偏频和静挠度的计算1、前悬架的刚度计算满载偏频前悬满载簧载质量前悬架的刚度n m K （N/mm）1.466.165 5.119695412、前悬架的偏频计算空载半载n Hz 1.643696318 1.4163481793、前悬架静挠度的计算空载半载前悬架垂向变形量（mm）91.88046599123.7446116 1.2、后悬架刚度、偏频和静挠度的计算1、后悬架的刚度计算满载偏频后悬满载簧载质量后悬架的刚度 N/mm1.564.835 5.7590621992、后悬架的偏频计算项目空载半载n Hz 2.102514762 1.7020831043、后悬架静挠度的计算空载半载前悬架垂向变形量（mm）56.1549760885.68500616 2、弹簧刚度计算2.1、前悬架弹簧刚度计算b n l 255.7255.73803.9弹簧与下摆臂垂线的夹角(空间)a 、 rad 13.20.230383457弹簧的刚度 N/mm5.7319910045.731991004考虑在悬架系统中衬套的刚度约为悬架刚度的15%～30％；共有衬套2个； 这里取值为15%所以前弹簧的刚度Csf N/mm4.8721923534.872192353前悬架弹簧钢丝直径计算根据刘惟信主编的《汽车设计》P489，弹簧的刚度计算公式：——弹簧材料的剪切弹性模量，这里由于弹簧的材料为合金弹簧钢丝，所以，取为80000 MPa ； ——弹簧工作圈数，初取6.0圈；——弹簧中径，初取130mm ； ——弹簧钢丝直径，mm 。
由公式（5）可以得的计算公式如下吉大仿真 前弹簧的刚度 N/mm 800006iD Gd C m s ∙=348G G i m D d 438GC D i d sm ∙∙∙=d Gi1308.952131093弹簧钢丝直径为：10.mm2.2、后悬架弹簧刚度计算bn l327.2350.5350.5弹簧与与下摆臂垂线的夹角(空间)a rad 1.60.027925268弹簧的刚度 N/mm6.6098573946.609857394考虑在悬架系统中衬套的刚度约为悬架刚度的15%～30％； 这里取值为15%所以后弹簧的刚度Csr N/mm4.9573930464.957393046后悬架弹簧钢丝直径计算同样根据下面的公式吉大仿真 后弹簧的刚度 N/mm 80000m D dd G438GC D i d s m∙∙∙=61107.932236692弹簧钢丝直径为：8.0mm3、侧倾计算3.1、整车侧倾角刚度侧倾刚度是指在侧倾角不大的饿情况下，车身倾斜单位角度所必需的力矩，根据汽车工程手册P79加速度为0.5g 时，车身的侧向角为2.5o 来计算悬架的刚度。
汽车悬挂系统设计【摘要】悬挂系统...
汽车悬挂系统设计【摘要】: 悬挂系统是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成的整个支持系统。
悬挂系统的功能是支持车身,改善乘坐的感觉,不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。
外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。
论文回顾了汽车悬挂系统的发展历程,介绍了悬挂系统的分类和组成,详细分析了各种悬挂系统的优劣,进行了对比。
最后根据汽车的要求,选定了悬挂系统的组合,前悬架为麦弗逊式独立悬挂,后悬架为钢板弹簧整体式悬挂。
并且确定了前后悬挂的技术参数,在设计中着重考虑了汽车的稳定性和操控性,对整个系统进行了运动学和力学分析计算。
最后使用AUTOCAD绘制出了汽车悬挂的装配图和部分零件图。
【关键字】: 汽车悬挂独立悬挂非独立悬挂麦弗逊式独立悬挂钢板弹簧整体式悬挂The Design Of Car Suspension System【Abstract】 Suspension is means that the body and tires between spring and shock absorber for the entire support system. The function of suspension system is to support the body, improve the ride feel different suspension settings the driver will have different driving experience. Appeared to be a simple suspension system integrated a variety of forces, determine thecar's stability, comfort and safety of modern cars is one of key components. This thesis reviews the development history of the suspension systems and introduces the classification and composition of it. Secondly, the thesis detailed analysis the pros and cons of various suspension systems, were compared. Finally, according to the requirements of vehicles, decided on a combination of the suspension, front suspension is McPherson independent suspension, leaf spring rear suspension for the whole suspension. And determined the two suspensions of the technical parameters considered in the design focused on stability and control of the car, the whole system of calculation of the kinematics and mechanics. Finally out of the car hanging AUTOCAD drawing, assembly drawing and part of the parts drawing.【Key words】: car suspension system; independent suspension; solid axle suspension; macpherson type; leaf-spring dependent suspension目录【摘要】I1.绪论- 1 -1.1汽车悬挂的基本原理- 1 -1.2汽车悬挂的发展史- 2 -2.汽车悬挂的组成和分类 - 4 - 2.1汽车悬挂的组成- 4 -2.2非独立悬架的类型及特点- 5 - 2.2,1钢板弹簧式非独立悬架- 5 - 2.2.2螺旋弹簧非独立悬架- 5 - 2.2.3空气弹簧非独立悬架- 6 - 2.3独立悬架的类型及特点- 6 - 2.3.1双横臂式- 7 -2.3.2麦弗逊式(滑柱连杆式) - 8 - 2.3.3 双叉臂式悬挂- 9 -2.3.4 拖拽臂式悬挂- 12 -2.3.5 连杆支柱悬挂- 14 -2.3.6 多连杆独立悬挂- 15 -3.悬挂系统的选择 - 18 -3.1前独立悬架的选择- 18 -3.2后悬架的选择- 19 -3.3整车参数- 20 -4.悬挂系统的计算 - 21 -4.1 前悬架的设计计算- 21 - 4.1.1弹簧形式的选择- 21 -4.1.2弹簧参数的计算- 21 -4.1.3弹簧的校验- 24 -4.2后悬架的设计计算- 25 -4.2.1弹性元件的选择- 25 -4.2.2钢板弹簧参数的设计计算- 26 -4.2.3钢板弹簧的强度校验- 29 -4.3 减振器的结构原理及其功用 - 30 -4.4 横向稳定器的作用- 32 -5. 总结 - 35 -致谢 - 36 -参考文献- 37 -1.绪论1.1汽车悬挂的基本原理悬挂,其名源于西方。
悬架系统设计汽车悬架系统设计
装配与涂装
按照工艺流程进行装配，采用 自动化涂装设备，确保产品外
观质量。
检测与试验
对成品进行全面的检测和试验 ，确保产品性能符合设计要求
。
关键工艺参数控制
热处理工艺参数
控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，确 保材料的力学性能和金相组织符合要求。
焊接工艺参数
选择合适的焊接方法和焊接参数，确保焊缝质量 和强度。
解决关键技术难题
在悬架系统设计过程中，攻克了多项关键技术难题，如非线性阻尼特性控制、多自由度振 动解耦等，为悬架系统的研发和应用提供了有力支持。
行业发展趋势预测
智能化悬架系统成为发展热点
随着智能驾驶技术的不断发展，智能化悬架系统将成为未来汽车悬架 系统的重要发展方向，实现与车辆控制系统的高度集成和协同工作。
验证与测试
通过实车试验或台架试验等方式，验证优化后的悬架系统的性能和可 靠性，确保满足设计要求。
05 悬架系统制造工艺与质量 控制
制造工艺流程规划
01
02
03
04
原材料选择与检验
选用高强度、轻量化的材料， 并进行严格的入厂检验，确保
原材料质量。
零部件加工
采用先进的数控机床和加工工 艺，确保零部件的尺寸精度和
稳定性分析
研究车辆和悬架系统在受到外部扰动时的稳定性，包括侧倾稳定 性、俯仰稳定性和横摆稳定性等。
仿真模拟与优化设计
仿真模拟
利用计算机仿真软件，对悬架系统进行动力学仿真模拟，分析系统 的运动学和力学特性，以及车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。
优化设计
根据仿真结果和实际需求，对悬架系统的结构参数、刚度和阻尼等 进行优化设计，提高车辆的行驶性能和舒适性。
《汽车设计课程设计》说明书---悬架系统的设计
满载时前轴载荷：
满载时后轴载荷：
非簧载质量（指前悬架）：
非簧载质量（指后悬架）：
钢板弹簧长度：
骑马螺栓中心距：
满载时偏频：
叶片端部形状：压延。
《汽车设计》课程设计说明书
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《汽车设计》课程设计
说明书
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交通工程学院
目录
《汽车设计》课程设计任务书
设计题目：汽车钢板弹簧设计
己知参数：
总重：
自重：
空车时前轴载荷：
悬架系统设计说明书
《汽车设计》课程设计题目：汽车悬架系统设计公司：鸿马华祥悬架设计有限公司班级： 1宿舍：学生：负责人：指导老师：目录第1部分绪论 (3)1.1 悬架系统的功能 (3)1.2悬架的工作原理 (3)1.3 悬架系统的分类 (5)1.4 设计任务 (11)第2部分悬架主要参数的确定 (11)2.1 悬架的静挠度fc的确定 (11)2.2 悬架的动挠度fd的选择 (13)2.3 悬架的弹性特性 (13)2.4 后悬架主副弹簧刚度的分配 (14)2.5 悬架侧倾角刚度及在前、后轴的分配 (15)2.6悬架的空间几何参数 (16)第3部分弹性元件的设计 (17)3.1 弹性元件简介 (17)3.2 螺旋弹簧的设计 (18)3.2.1 螺旋弹簧的刚度 (18)3.2.2 计算弹簧钢丝直径d (19)3.2.3 弹簧校核 (19)3.3 小结 (20)第4部分悬架导向机构的设计 (20)4.1 导向机构受力分析 (23)4.2 横臂轴线布置方式的选择 (24)4.3 横摆臂主要参数 (25)第5部分减振器的设计 (26)5.1减震器简介 (26)5.2 双筒式液力减振器 (27)5.3 单筒充气式液力减振器 (30)5.4 减震器参数的设计 (32)第6部分横向稳定杆的设计 (36)6.1 横向稳定杆的作用 (36)6 .2 横向稳定杆参数的选择 (36)第7部分悬架的CATIA 3D建模图 (37)7.1前悬架系统——麦弗逊式独立悬架 (37)7.2 后悬架系统——双横臂式独立悬架 (38)第8部分参考文献 (39)第9部分会议记录 (40)9.1 会议记录1 (40)9.2 会议记录2 (41)9.3 会议记录3 (41)第10部分任务报表..................................................................................... 错误！未定义书签。
浅析汽车动力总成悬置系统设计
浅析汽车动力总成悬置系统设计摘要:汽车的NVH性能指标历来是产品开发过程中的重要内容。
作为汽车重要的振动激励源之一的动力总成，其悬置系统设计的合理性十分重要。
动力总成悬置系统的作用不仅是有效地隔离和衰减动力总成向整车其余部件的振动激励，而且也可以有效地隔离和衰减路面激励通过车轮、悬架以及副车架等部件传递到动力总成的振动激励。
本文围绕汽车动力总成悬置系统设计展开论述，仅供广大汽车设计人员参考。
关键词：NVH激励源动力总成悬置系统1悬置系统分类汽车动力总成悬置系统类型可以进行如下分类：1)悬置单元材质。
依据悬置单元采用材质的不同可以分为橡胶悬置、液阻悬置两大类。
当前中低档汽车采用的多为橡胶悬置，豪华型汽车多采用液压悬置。
2)布置方式。
按照悬置单元布置方式，可以分为平置式、斜置式、会聚式三类。
平置式的特点是结构简单且安装工艺性较好，悬置弹性元件的三向主轴均平行于车辆坐标系；斜置式悬置弹性元件的三向主轴中只有某一向主轴与车辆坐标系平行，其余两向主轴与车辆坐标系有一定的夹角，当前应用的最多；会聚式悬置元件弹性隔震主轴会聚于一点，对布置空间等要求比较高。
三种布置方式的悬置系统简图分别如下图1（a平置式、b斜置式、c会聚式）所示。
3)悬置元件的数量。
依据悬置元件的数量可以分为三点式（左右后、前后左等）、四点式悬置、五点式悬置、六点式悬置四大类型。
主要依据动力总成的种类、质量、布置型式（前置前驱、前置后驱等）等决定。
3能量解耦法动力总成悬置系统要求空间6自由度方向能量解耦率必须达到一定的要求，通常主要方向要求解耦率不低于90%，其余方向不低于80%。
能量解耦法是当前常用的解耦方法之一。
3.1坐标系定义以动力总成质心为坐标原点，坐标方向与整车坐标方向一致，以此方法建立动力总成坐标系；以悬置元件本身的弹性中心为坐标原点，三个弹性主轴与整车坐标方向存在一定的夹角，以此方法建立弹性元件坐标系。
3.2原理说明以三点式动力总成悬置系统为例进行说明。
悬架系统匹配设计
悬架系统匹配设计一、悬架系统概述悬架是现代汽车上重要总成之一，它把车架与车轴弹性地连接起来。
其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺地行驶。
悬架主要由弹性元件、导向机构和减振器组成（在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆）。
弹性元件用来传递垂直力，并缓和由不平路面引起的冲击和振动，其种类有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧及橡胶弹簧等。
由于钢板弹簧在悬架中可兼作导向机构用，可使悬架结构简化，且保养维修方便、制造成本低，所以货车悬架中一般都采用钢板弹簧作为弹性元件。
钢板弹簧是汽车悬架中作为汽车当中应用最广泛的弹性元件，它是由若干等宽但不等长的合金弹簧片组成的一根近似等强度的弹性梁，钢板的弹簧的第一片一般是主片，其两端弯成卷耳内装青铜、粉沫治金组成的衬套，以便用弹簧销与固定在车架的支架或吊耳作铰接连接。
钢板弹簧一般用U型螺栓固定在车桥上。
中心螺栓用以连接各片弹簧片，并保证装配时各片的相对位置。
中心螺栓距两卷耳的距离可相等也可以不等。
主片卷耳受力最严重，是薄弱处，为改善主片卷耳的受力情况，常将第二片末端也弯成卷耳，包在主片的外面（也称包耳）。
有些悬架中的钢板弹簧两端不做成卷耳，而采用其它的支承方式（比如滑块式）。
连接各构件，除了中心螺栓以外，还有若干个弹簧夹，其主要作用是当钢板弹簧反向变形时，使各片不致于相互分开，以免主片单独承载，此处，为了防止各处横向错动。
弹簧夹用铆钉铆接在下之相连的最下边弹簧的端部，弹簧的夹的两边用螺栓连接，在螺栓上有套管顶住弹簧片的两边，以免将弹簧片夹得过紧。
中螺栓套管和弹簧片之间有一定的间隙（不少于（1.5mm）。
以保证弹簧变形可以相互滑移。
钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片有相对滑移而产生摩擦，可以促进车架的振动的衰退。
但各片的干摩擦，将使车轮所受的冲击在很大程度上传给车架，即降低了悬架的缓和冲击能力,并使弹簧片加速磨损，这是相当不利的，为了减少弹簧片之间的摩擦，在装组合钢板弹簧时，各片间需涂上石墨润滑脂，并应定期的保养。
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汽车设计悬架系统目录第一章悬架的结构形式的选择第一节悬架的构成和类型--------------------- 第二节独立悬架结构形式分析第三节前后悬架的选择第二章悬架主要参数的选择第一节悬架性能参数的选择第二节悬架的自振频率第三节侧倾角刚度第四节悬架的静动挠度的选择第三章弹性元件的设计分析及计算第一节前悬架弹簧第二节后悬架弹簧第四章独立悬架导向机构的设计分析及计算第一节导向机构设计要求第二节麦弗逊独立悬架示意图第三节导向机构受力分析第四节横臂轴线布置方式第五节导向机构的布置参数第五章减震器的设计分析及计算第一节第一章悬架的结构形式的选择1.1悬架的构成和类型1.1.1构成（1）弹性元件具有传递垂直力和缓和冲击的作用。
常见的弹性元件有：钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、橡胶弹簧等。
（2）导向装置其作用是传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。
常见的导向装置有：斜置单臂式、单横臂式、双横臂式、双纵臂式、麦弗逊式等。
（3）减震器具有衰减振动的作用。
常见的减震器有：简式减震器、充气式减震器、阻力可调式减震器等。
（4）缓冲块其作用是减轻车轴对车架的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。
（5）横向稳定器其作用是减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。
1.1.2 类型悬架可分为非独立悬架和独立悬架。
（1）非独立悬架非独立悬架的特点是：左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架连接。
优点是：结构简单、制造容易、维修方便、工作可靠缺点是：①由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度（特别是前悬架），使之刚度较大，所以汽车平顺性较差。
②簧下质量较大。
③在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴和车身倾斜。
④当两侧车轮不同步跳动，车轮会左、右摇摆，使前轮容易产生摆振。
⑤前轮跳动时，悬架易与转向传动机构产生运动干涉。
⑥汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性。
⑦车轴上方要求有与弹簧行程相适应的空间。
然而由于非独立悬架结构简单、易于维护以及可以使用多种类型的弹性元件等优点，非独立悬架多用于载货汽车和大客车的前、后悬架。
（2）独立悬架独立悬架的特点是：左、右车轮通过各自的悬架与车架连接。
优点是：①簧下质量小。
②悬架占用的空间小③弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车行驶的平顺性。
④由于采用了断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，改善了汽车行驶的稳定性。
⑤左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在好的路面上能获得良好的地面附着能力。
缺点是：结构复杂、成本较高、维修困难然而由于独立悬架具有以上优点，因此现代轿车多采用独立悬架。
1.2独立悬架结构形式分析独立悬架又可以分为双横臂式、单横臂式、双纵臂式、单纵臂式、单斜臂式、麦弗逊式和扭转梁随动臂式等。
对于不同形式的独立悬架，不仅结构特点不同，而且许多基本特性也有较大区别。
评价时常从以下几个方面进行：①侧倾中心高度②车轮定位参数的变化③悬架倾角刚度④横向刚度不同形式悬架的特点1.3前后悬架的选择目前汽车的前后悬架采用的方案有：前轮和后轮均采用非独立悬架；前轮采用独立悬架，后轮采用非独立悬架；前轮和后轮均采用独立悬架由于麦弗逊独立悬架具有以下特性：车轮相对车身跳动时车轮定位参数变化小；轮距变化很小；悬架侧倾角刚度较大，可不装横向稳定器；横向刚度大；占用空间小。
故此次设计前后轮均采用麦弗逊独立悬架。
第二章悬架主要参数的选择2.1悬架性能参数的选择悬架设计可大致分为结构型式及主要参数选择和详细设计两个阶段，有时还要反复交叉进行。
由于悬架的参数影响到许多整车特性，并且涉及其他总成的布置，因而一般要与总布置共同协商确定。
2.2悬架的自振频率悬架设计的主要目的之一是确保汽车有良好的行驶平顺性。
汽车行驶时振动越剧烈，则平顺性越差。
由于个体对振动的反应千差万别，人们提出了各种各样的平顺性评价指标。
n =、K / M /2 = g / f /2n --- 悬架的频率M-----簧载质量K------ 悬架的刚度悬架频率n随簧载质量的变化而变化，人体最舒适的频率范围为 1.6Hz，如果要将汽车行驶过程中的频率保持在1~1.6Hz内。
依据ISO2631《人体承受全身振动的评价指南》，轿车的自振频率范围为0.7~1.6Hz，对于簧载质量大的车型取偏小的方向，（大致为1Hz或更低）本设计选的范围是0.7~1.6Hz。
取n i=1.2Hz ；丿悬^架n i/n 2=0.9所以n2=1.3Hz悬架的刚度Ka+b=1.25+1.35=2.6m前：a/a+b=1.25/2.6=0.48后：b/a+b=1.35/2.6=0.52m=1650*0.52=856.7Kgm=1650*0.48=793.3Kg m s1=856.7 - 50=801.7Kgm s2=793.3 - 65=728.3Kg依据悬架刚度公式可得：=(K / M )——悬架的角速度K ---- 悬架的刚度m ---- 簧上质量即K = 2m2.3侧倾角刚度随着汽车车速的不断提高，所设计的悬架不仅应该保持良好的行驶稳定性，还应该保证良好的操作稳定性。
在悬架的性能参数中，以前后悬架的侧倾角刚度的分配以及侧倾中心高度值对操作稳定有较大的影响参数时还所以选择悬架的主要要加以考虑。
在汽车转弯时，为了使车身的侧倾角不超过规定值 (按规定总体设计要求，当侧向惯性力不超过车重的1/4时，车身的侧倾角不大于6度~7度)。
悬架应该有足够的侧倾角刚度。
所谓的侧倾角刚度的侧倾力矩。
侧倾角刚度不足会使汽车转弯时由于侧倾角过大使乘客有不稳定的感觉。
侧倾角过大，会有减轻驾驶员的路感，防害他正确的掌握车速。
所以，对侧倾角刚度要选择适当。
从《汽车理论》中知，为了保证良好的操作稳定性，希望汽车有一些不足的转向，而不希望有过多的转向。
而悬架的侧倾角刚度会影响到车轮的侧倾角，前后悬架的侧倾角刚度值的不同匹配就会改变前后轮的侧倾角的比值，从而改变转向特性。
则前后悬架的单个弹簧的侧倾角刚度值为：n i= kf / ms l /4 kf =(n 1*2 )2 * m si /2=(1.2*6.28)2 *801.7/2=22765N/mn2= kv / ms l/4 kv =(n?*2 )2 * m si /2=(1.3*6.28) 2 *728.3/2=24271N/m2.4悬架的静动挠度的选择悬架的静挠度f c是汽车满载静止时悬架的载荷F w与此时的悬架的刚度之比，即f c=F w/c。
汽车前后悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车的行驶平顺性的主要参数之一。
因现代汽车的质量参数分配系数近似等于1,于是汽车前后轴上方车身两点的振动不存在联系。
对于刚度为常数的悬架，静挠度 f完全由所选择的自振频率所决定：f c=g/(2 n)2由上式可知道，悬架的静挠度f c直接影响车身的偏振n。
因此，欲保证汽车的良好的行驶平顺性，必须正确的选择悬架的静挠度。
在选择前后悬架的静挠度时，应使之接近，并希望后悬架的静挠度f c2比前悬架的静挠度f c1小些，这有利于防止车身产生较大的纵向角摆动。
理论分析证明：若汽车以较高的车速行驶过单个路障，n i/n 2<1时的车身纵向角振动要比n i/n 2>1时小故取值为 f ci=g/(2 n i)2=9.8/(2 *1.2) 2=172.57 173f c2=g/(2 n2) 2=9.8/(2 *1.3) 2=147.88 148轿车的静挠度取值范围如下：f c=100~300mm,所以我的选择满足条件。
悬架的动挠度f d是指悬架从满载静止平衡位置开始压缩到结构容许的最大变形时，车轮中心相对于车架的垂直位移。
要求悬架有足够大挠度，以防止在坏路面上行驶时经常碰到缓冲块。
对于轿车悬架的动挠度f d可按下列范围选取：f d=( 0.5~0.7)f c 所以我的选取为：f d1=0.6*173=104mmf d2=0.6*149=89mm动挠度与静挠度的总和为：f ci+ f di=173+104=277c2+ f d2=149+89=238第三章弹性元件的设计计算3.1前悬架弹簧(1)弹簧中经、钢丝直径、及结构形式定弹簧中经D m=90mm 钢丝直径d=10mm结构形式：端部并紧、不磨平、支撑圈为1圈所选用的材料为硅锰弹簧钢，查《机械设计手册》得[]=1600MpaG=80Gpa则[]=0.625[ ]=0.625*1600=1000Mpa(2)弹簧圈数由前知f ci=0.174m单侧螺旋弹簧所受轴向载荷P为P=m cos =400.8 cos12 9.8 =3925N其中m----前悬架单侧弹簧质量(400.8Kg)前悬架减震器安装角(12°)螺旋弹簧在P下的变形f为c/ cos =0.174/ cos12 0.177螺旋弹簧的刚度C=P/f=3952/0.177 22557N/m由C=P/f=Gd /8D m3i得弹簧工作圈数ii= Gd 4 /8D m 3C=8 1010 (10/1000) 4/[8 (90/1000) 322557]5.86取i=6 又弹簧总圈数n 与有效圈数i 关系为n=i+2 则弹簧总圈数n=8弹簧总圈数n 与有效圈数i 以及弹簧完全并紧时的高度 H S 间的关系女s1.01d(n-1)+2t=1.01 10 (8-1)+6 76.7则 H+ f c + f d =76.7+173.6+80=330mm 则取弹簧的总高度H=300mm3.2后悬架弹簧(1) 弹簧中经、钢丝直径、及结构形式结构形式：端部并紧、不磨平、支撑圈为 1圈(3)弹簧完全并紧时的高度 口下:(4)应力校核 所选螺旋弹簧的剪应力为:=8PCK/ d 2又 C 二D/d=90/10=9K= (4C-1)/(4C-4)+0.615/C 二(4 10-1)/(4 10-4)+0.615/10 =8PCK/ d 2=8 3925 9 1.16/[3.141.162(10/1000) ] 879Mpa<[ ]=1000Mpa式中K--- 曲度系数C--- 弹簧指数定弹簧中经D m =100mm钢丝直径d=11mm所选用的材料为硅锰弹簧钢，查《机械设计手册》得G=80Gpa则[]=0.625[ ]=0.625*1600=1000Mpa (2)弹簧圈数由前知f c2=0.147m单侧螺旋弹簧所受轴向载荷P为P=m cos =364 cos5 °9.8 =3553N其中m----前悬架单侧弹簧质量(364Kg)-----前悬架减震器安装角(5°)螺旋弹簧在P下的变形f为f=f c/ cos =0.147/ cos5 °0.148螺旋弹簧的刚度C=P/f=3553/0.148 24006N/m由C=P/f=Gd /8D m i得弹簧工作圈数ii= Gd 4 /8D m^C=8 1010 (10/1000) 4/[8 (90/1000) 3取i=7又弹簧总圈数n与有效圈数i关系为n=i+2则弹簧总圈数n=9(3)弹簧完全并紧时的高度弹簧总圈数n与有效圈数i以及弹簧完全并紧时的高度[]=1600Mpa24006] 6.7 H间的关系如下:H s 1.01d( n-1)+2t=1.01 11 (9-1)+6 94.88则H+ f c+ f d=94.88+1148+80=3323mm第四章悬架导向机构的设计4.1导向机构设计要求对前轮独立悬架导向机构的要求是:期磨损。