麦弗逊悬架设计说明书
麦弗逊式悬架的课程设计
前言:悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。
悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。
悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。
因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务。
而悬架部分涉及的专业知识也比较高深,本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目的。
关键词:悬架;减震器;弹簧计算1悬架1.1悬架的功用汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力;保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引进的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
1.2 悬架的组成一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
1.弹性元件弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等,这里我们选用螺旋弹簧。
2.减振器减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。
3.导向机构导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。
麦弗逊悬架设计
轿车前悬架设计姓名:学院:指导老师:学号:目录一、设计任务1.1整车性能参数1.2具体设计任务二、悬架的结构形式分析2.1对悬架提出的设计要求有2.2悬架分类2.1.1非独立悬架的结构特点以及优缺点2.1.2独立悬架的结构特点以及优缺点2.1.3独立悬架的分类2.1.4捷达轿车前悬架的选择三、悬架主要参数的确定f3.1悬架的静挠度cf3.2悬架的动挠度d3.3悬架的弹性特性3.4悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配四、弹性元件的设计4.1弹簧参数的计算选择4.2空载时的刚度4.3满载时计算刚度4.4螺旋弹簧的选择及校核五、麦弗逊式独立悬架导向机构的设计5.1对前轮独立悬架导向机构的设计要求5.2对后轮轮独立悬架导向机构的设计要求5.3麦弗逊式独立悬架导向机构的布置参数5.3.1侧倾中心5.3.2侧倾轴线5.3.3纵倾中心5.3.4抗制动纵倾性(抗制动前俯角)5.4麦弗逊式独立悬架导向机构设计5.4.1导向机构受力分析六、减振器6.1分类6.2相对阻尼系数6.3减振器阻尼系数δ的确定6.3.1减振器阻尼系数s cm ψδ2=6.3.2麦弗逊式独立悬架减振器如图6.3.2.1所示,按照如图安装时,其阻尼系数δ6.3.3阻尼系数δ的确定6.4最大卸荷力o F 的确定6.4.1卸荷速度x ν的确定6.4.2最大卸荷力o F 的确定6.5筒式减振器工作缸直径D 的确定七、悬架结构元件7.1三角形下控制臂长度GB=362mm7.2减振器长度7.3螺旋弹簧的长度,自由高度0H八、悬架结构元件的尺寸8.1三角形下控制臂8.2减振器8.3固定架九、悬架装配图十、参考文献一、设计任务1.1整车性能参数:驱动形式 4×2 前轮最大爬坡度 35%轴距 2471mm 制动距离(初速30km/h)5.6m轮距前/后 1429/1422mm 最小转向直径 11m 整备质量 1060kg 最大功率/转速 74/5800kw/rpm空载时前轴分配负荷 60% 最大转矩/转速 150/4000N·m/rpm最高车速 180km/h 轮胎型号 185/60 R14 T手动挡5挡1.2具体设计任务(1)查阅汽车悬架的相关资料,确定捷达轿车前悬架的结构尺寸参数(2)确定车辆的纵倾中心,计算悬架摆臂的定位角,对导向机构进行受力分析。
奇瑞QQ611汽车前后悬架设计说明书
摘要本次设计的奇瑞QQ611汽车前后悬架均采用独立式悬架,前悬架采用麦弗逊式独立悬架的形式,后悬架采用拖曳臂式独立悬架的形式。
根据已经确定的悬架结构形式,布置空间,以及轿车必要的参数进行分析,获得减振器的主要参数,计算减振器主要零件尺寸,设计减振器结构,实现要求的功能。
在匹配分析中,减振器部分的设计计算主要从简化的力学模型入手分析悬架与地面、车身间的位置和受力关系。
通过减振器与车身的匹配关系来定位减振器相关参数的计算方法,从而有针对性的计算出满足QQ611汽车悬架的固有频率、阻尼系数及阻尼比。
在结构设计中,主要从减振器的功能入手,在一切已知数据的指导下,进行科学的理论计算,确定主要部件的尺寸。
针对QQ611汽车的用途及实际情况进行结构改进,以适应使用要求。
在汽车悬架的平顺性分析中,运用Matlab绘制了车身加速度幅频特性曲线,研究它们对减振器参数的影响。
本文所做工作可以为汽车的减振器匹配与结构设计提供一定理论依据,具有一定的实际意义。
关键词:减振器;匹配分析;结构设计;平顺性AbstractThe design of QQ611 Chery automobile and adopt independent suspension, suspension using macpherson suspension in the form of independent suspension, rear suspension using drag arm independent suspension of form. According to the suspension structure has been determined, decorate a space, and cars were analyzed, the necessary parameters obtained shock absorber parameters, calculation of main parts size, design, realization of shock absorber structure required functions.In part, the shock absorber in matching the design and calculation of main from simplified mechanical model of suspension and ground, between the body and the relationship between stress position. Through the matching relation with body shock absorber to locate related parameters calculation method, which is calculated QQ611 satisfy the natural frequency of the automobile suspension, damping coefficient and the damping ratio.In structural design, mainly from the function of shock absorber, in all known data, under the guidance of the scientific theoretical calculation, determine the size of the main parts. QQ611 according to actual situation and the use of automobile structure to adapt to the requirements of operation.In the automobile suspension smooth analysis, using Matlab painted bodywork acceleration curves, the amplitude frequency characteristics of damper parameters are studied.This can work for the automotive shock absorber and provide certain theoretical basis for structure design, has certain practical significance.Key words:shock absorber;matching analysis;structure design;ride comfort目录第1章绪论 (1)1.1 减振器结构设计的意义 (1)1.2 悬架的重要性 (1)第2章悬架的方案论证 (2)2.1 汽车悬架及减振器的性能要求 (2)2.2 悬架结构形式分析 (2)2.2.1 悬架的分类及特点 (2)2.2.2 悬架结构形式的方案论证 (3)2.3 悬架弹性元件及减振器的特性 (5)2.3.1 悬架弹性元件的特性 (5)2.3.2 减振器的特性 (5)第3章减振器的结构设计 (7)3.1 QQ611汽车相关参数 (7)3.2 减振器与悬架系统的匹配分析 (7)3.2.1 平顺性的概念 (7)3.2.2 结构参数对平顺性的影响 (8)3.2.3 使用因素对平顺性的影响 (8)3.2.4 阻尼比的选取 (8)3.2.5 前悬架减振器的匹配分析 (9)3.2.6 后悬架减振器的匹配分析 (11)3.3 减振器受力分析 (12)3.3.1 前减振器的受力分析 (12)3.3.2 后减振器的受力分析 (14)3.4 减振器主要尺寸选择 (14)3.4.1 前减振器的主要尺寸选择 (14)3.4.2 后减振器的主要尺寸选择 (18)3.5 减振器的结构设计 (21)3.5.1 减振器的主要结构形式及工作原理 (21)3.5.2 活塞阀系的设计 (23)3.5.3 底阀系的设计 (25)3.6 主要零件材质的选择 (27)3.6.1 活塞杆材质的选择 (27)3.6.2 工作缸和储油缸材质的选择 (27)3.6.3 阀片和口片材质的选择 (27)第4章工艺过程设计 (28)4.1 活塞杆的工艺过程设计 (28)4.2 顶盖的加工方法 (29)4.3 储油缸的加工方法 (30)4.4 工作缸的加工方法 (30)第5章结论 (31)参考文献 (32)致 (34)附录I (35)附录II (37)第1章绪论1.1减振器结构设计的意义汽车在现代社会中已逐渐成为了人们生存发展必不可少的交通工具。
汽车悬架系统设计说明书.2doc
轻型轿车悬架系统的设计【摘要】本次毕业设计的课题是轻型轿车悬架系统的设计。
必须满足以下几个要求:可靠,坚固,耐用,使用成本较低,油耗处于国内中低等水平,为当前主流技术水平。
所以,悬架的设计宜选用成熟技术,零部件,彻底的贯彻“三化”原则,较为合理的成本控制。
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。
鉴于此,此次设计,该车的前悬架采用麦弗逊式独立悬架,后悬架采用钢板弹簧式整体后悬架.这样设计可以使本车无论从经济角度还是从舒适角度,都可以达到一个较为理想的结果。
本毕业设计要求根据某较车总体方案要求,对其悬架进行设计计算。
为了阐述悬架的设计过程,说明书从设计计算对麦式悬架的设计过程进行了介绍。
说明书首先阐述了悬架中关键零部件如:螺旋弹簧、减振器等的设计、选型和计算;进而分析了悬架的结构特点和运动特征,并以此为基础建立了悬架的物理模型。
【关键词】:麦弗逊式悬架;钢板弹簧整体悬架;设计计算;选型The design of Light passenger vehicle Suspension SystemChen xiang(grade06,class01, Heat Energy and Dynamical Engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong723000,Shaanxi ,Tutor:shi shao ning)AbstractTime of graduation practice problem is that the light saloon hangs to put up systematic design. As a result, Must satisfy several the following call for: Reliable , sturdy and durable, use cost comparatively low, the low grade is horizontal in oil being consumed being in in the homeland , the technology is horizontal for current main current. The design putting up therefore, hanging ought to select and use the mature technology , component and part , put "three into effect completely spending " principle , comparatively rational cost controls.Maifuxun style has had structure simple , compact independent dangerous rack , has occupied space waiting for a lot of merit for a short time , in modern light automobile to apply broadly. Because of this , this time, going forward designing that , that vehicle hangs to adopt the dyadic independent dangerous Maifuxun rack , rear overhang puts up adopt the dyadic overall of band spring rear overhang rack. Such designs that the angle still is from comfortable angle from economy being able to make this vehicle regardless of , can reach a comparatively ideal result.Graduation practice requires that comparatively, the vehicle overall plan demands , the design being in progress to whose dangerous rack secretly schemes against according to some. For the design setting forth the dangerous rack, process , specifications introduce that from designing that the process calculating the design to dyadic dangerous wheat rack has been in progress. Specifications has set forth dangerous rack middle key component and part first such as: Spiral spring , the design that the shock absorber waits for, choose a type and secretly scheme against; Have analysed the dangerous rack structure characteristic and the physics model moving a characteristic, and being that the basis has built the dangerous rack on this account then.Key words: McPherson suspension;The whole steel spring suspension; design and selection;目录中文摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (6)1.悬架的功用 (6)2.悬架系统的组成 (7)3.悬架的类型及其特点 (8)3.1非独立悬架的类型及特点 (9)3.2独立悬架的类型及特点 (10)4悬架形式的选择 (13)4.1总评 (13)4.2前后悬架的确定 (14)第二章悬架的设计计算 (14)1.悬架设计要求 (15)2.前悬架的设计计算 (16)2.1弹簧形式的选择 (16)2.2材料的选择 (16)3.弹簧参数的计算 (17)3.1圆柱螺旋弹簧直径d的计算 (17)3.2求有效圈数 (17)3.3其它参数 (18)4.弹簧的校验 (19)5.后悬架的设计计算 (20)5.1弹性元件的选择 (20)5.1.1加工要求 (20)5.2.2材料的参数 (20)6.钢板弹簧参数的设计计算 (21)6.1挠度的确定 (21)6.2各片长度的确定 (22)6.3断面高度及片数的确定 (22)6.4厚度的确定 (23)6.5板簧总成在自由状态下得弧高及其曲率半径 (23)7.钢板弹簧的强度校验 (24)第三章减振器的结构原理及其功用 (25)1.减震器的作用 (26)2.减震器的结构 (27)3.减震器的工作原理 (27)第四章横向稳定器的作用 (28)第五章麦佛逊式悬架导向机构 (30)1独立悬架导向机构 (38)2麦弗逊式悬架系统物理模型的建立 (40)结论 (42)参考文献 (42)致谢 (43)引言此次毕业设计的课题是轻型轿车的悬架系统。
麦弗逊式悬架的课程设计
前言:悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。
悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。
悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。
因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务。
而悬架部分涉及的专业知识也比较高深,本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目的。
关键词:悬架;减震器;弹簧计算11悬架1.1悬架的功用汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力;保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引进的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
1.2 悬架的组成一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
1.弹性元件弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等,这里我们选用螺旋弹簧。
2.减振器减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。
3.导向机构导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。
麦弗逊式独立悬架结构研究
麦弗逊式独立悬架结构研究在麦弗逊式悬架中,为保证系统的受力更加合理,并满足使用寿命的要求,在布置上采用主销中心线,减震器中心线以及弹簧中心线不共线的形式。
一般的,在其它悬架系统结构中,对应于车轮不同的跳动位置,各点至主销中心的距离保持不变。
而在三线不共线的麦弗逊悬架系统中,对应于车轮不同的跳动位置,各点至主销中心的距离是变化的。
图2是麦弗逊式独立悬架的空间结构[3]。
图2 麦弗逊式独立悬架结构简图1-横摆臂 2-车轮 3-转向节 4-减震器 5-弹簧 6-车身减震器4的上端用螺栓和橡胶垫圈与车身相连接,减震器下端固定在转向节3上,而转向节通过球铰链与横摆臂1连接。
车轮所受到的侧向力通过转向节大部分由横摆臂承受,其余部分由减震器承受。
因此,这种结构形式较其他悬架在一定程度上减少了滑动摩擦。
螺旋弹簧5套在筒式减震器的外面,主销的轴线通过上下铰链中心,当车轮上下跳动时,因减震器的下支点随横摆臂的摆动而摆动,故主销轴线的角度是变化的。
这说明车轮是沿着摆动的主销轴线而运动。
因此,这种悬架在变形时,使得主销的定位角和轮距都有些变化。
如果适当调整杆系的结构布置,可以使车轮的这些定位参数变化降低到很小。
该悬架的突出优点是增大了两轮内侧的空间,便于发动机和其他一些部件的布置。
图3为麦弗逊式悬架的结构示意图[3],其中BD为主销的中心线,MN为下控制臂旋转轴线,DH 为减震器中心线,P点为转向节臂球头中心,F为车轮的中心,Q点为主销的中心线与车轮轴线的在后视图上的交点,O点为B的回转中心,G为车轮的着地点。
坐标系x-y-z为静坐标系。
图3 麦弗逊式悬架机构图以下用空间机构知识分析麦弗逊悬架机构。
由于麦弗逊悬架是各个零件组成,在悬架机构分析中采用空间机构分析。
机构都是由构件组成的。
构件不同于零件,前者是机构运动学的概念,而后者是机械设计学和机械制造理论的概念一个构件可以是一个零件,也可以是由几个甚至很多零件组成。
在机构学中一般认为构件是刚性,弹性和弹性体不是为构件。
汽车独立悬架设计说明书(毕业设计)
独立悬架设计说明书摘要本设计主要讲述了悬架的定义和重要性,描述了悬架的作用和功能主要阐述了独立悬架的类别和构造尤其是详细的介绍了麦弗逊式独立悬架的设计过程,本着满足车辆行使平顺性的原则,设计了麦弗逊式独立悬架的各个组成部件,并对其进行了校核。
如螺旋弹簧的设计和计算,横向稳定杆的设计,对导向机构进行了平顺性分析,横摆臂的长度计算和减震器的设计计算等。
轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。
比如,为了取得良好的舒适性,需要大大缓冲汽车的震动,这样弹簧就要设计得软些,但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。
怎样处理好这些方面的关系就摆在了我们设计人员的面前。
因此要是能够设计出使这些方面都能达到一个和谐的悬架对越来越多的汽车使用人员来说将会带来极大的好处。
他们将会体会到优秀悬架带给他们的良好的舒适性,和安全的平顺性。
希望本人的设计能够满足大家的要求。
本设计的图纸主要由计算机绘制完成,计算机编档、排版,打印出图及论文。
还完成了一定量的英文翻译工作。
关键词:麦弗逊式独立悬架悬架汽车悬架AbstractThe main design on the suspension of the definition and importance of a suspension described the role and functions primarily on the type of independent suspension and tectonic particularly detailed introduced Maifuxun independent suspension design process, in the spirit of the exercise smoothly vehicles meet the principles of the design of the independent suspension Maifuxun various components, and the degree of their. If screw spring-loaded design and calculation, horizontal designed to guide agencies conducted smoothly and analytical, Wang squatting length calculation and shock absorber design.Training is a perfect car for the car more difficult to achieve fuel, because it is necessary to meet the suspension of vehicle comfort, but also meet the requirements of the stability of its manipulation, and these two aspects are mutually antagonistic. For example, in order to achieve good sexual comfort, require a significant buffer car shock, which is designed spring-loaded soft farther, but the spring-loaded soft but easy to vehicle braking occurred "nod" and accelerate the "rise" and so serious adverse trends, to the detriment of the vehicle to easily lead to vehicle instability manipulation. How to handle the relationship between these areas before our designers have to face the problem .So if these meet the mission to design a harmonious suspension of a growing number of vehicles involved will bring great benefits. They will understand theiroutstanding suspension to the comfort of a good, and safe smoothly. I hope the design can satisfy all requirements.The design drawings completed mainly by computer mapping, computer archiving, typesetting, printing out maps and papers. Also completed a number of English translation work.Keyword:Maifusun type of independent suspension suspension Motor Training1概述1.1 悬架的定义及其重要性悬架是保证车轮与汽车承载之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的综总称。
麦弗逊式悬架课程设计
前言:悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶.典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等.弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。
悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。
悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。
因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务.而悬架部分涉及的专业知识也比较高深,本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目的.关键词:悬架;减震器;弹簧计算1悬架1。
1悬架的功用汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力;保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引进的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
1.2 悬架的组成一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
1。
弹性元件弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等,这里我们选用螺旋弹簧。
2.减振器减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。
3。
导向机构导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。
君越麦弗逊式悬架设计及建模1
君越麦弗逊式悬架设计及建模1摘要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)弹性地连接起来。
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、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。
麦弗逊式独立悬架的减震器形式采用双向作用式筒式减震器。
本文通过对车身与悬架整体进行导向机构设计,根据计算所得数据对悬架的零件进行三维建模,采用设计软件为CATIA软件,最后对悬架进行整体装配,完成整体悬架装配图。
关键词:悬架;麦弗逊式;设计目录摘要 (1)引言 (3)1 悬架的发展历史和现状 (4)2 悬架结构方案分析 (5)2.1 悬架总成分析 (5)2.2 独立悬架优缺点分析 (7)2.3 独立悬架特点与分类 (7)3 麦弗逊式独立悬架设计 (8)3.1 麦弗逊式独立悬架设计概述 (8)3.3 麦弗逊悬架的结构分析 (10)3.4 悬架的弹性特性设计 (11)3.5 悬架弹性元件设计 (12)总结 (14)引言最近这几年,中国汽车产销不断上升,自2002年之后,中国汽车行业开始进入爆发式增长阶段,特别是随着私人消费的兴起,轿车需求量开始迅速攀升,并成为推动中国汽车发展的一股重要力量。
与此同时,中国在全球汽车产业中的地位也逐渐上升。
2007年,中国汽车需求总量为879万辆,在全球市场占比从2001年4.3%上升到2007年的12.2%。
2009年首次超越美国成为全球第一大汽车产销国后,2012年中国再次稳坐全球销量第一的位置。
全年销量超过3000万辆。
目前中国汽车市场自主品牌发展态势良好。
自主品牌乘用车的销售量也是十分可观的。
之所以自主品牌的销量不断上升,跟中国汽车品牌在乘用车领域技术不断学习进步不无关系。
中国汽车工业这些年逐步建立起有竞争性、不同技术层次的零部件配套体系。
并积极开展节能、环保型的汽车研发,推动技术进步,加快汽车产品的结构升级。
基于ADAMS的麦弗逊式独立悬架的运动仿真设计说明要点
本科毕业设计设计说明题目:1.8MT轿车前悬架运动学仿真及设计学院:专业:班级:学号:学生姓名:指导老师:提交日期:2011年 4 月11 日初始说明:1.设计原始参数:满载质量:1579kg,前轴荷:799kg ,后轴荷:780kg ,前轮距:1470 mm ,后轮距:1470mm,轴距:2610 mm,前悬架弹簧刚度:24.7N/mm,后悬架弹簧刚度16.56N/mm,轮胎型号205/50 R16。
2.ADADS建模硬点数据:初始:优化后:一、基于ADMAS-CAR的麦弗逊式前悬架建模过程1.打开CAR建模器1.1打开ADMAS-CAR的建模模式1.2新建悬挂模板macpherson:单击File(文件),New(新建)命令,填写新建模板对话框。
2.创建模板部件2.1创建控制臂(下摆臂)采用硬点到一般部件,再到几何外形的方式建立控制臂。
这里约定选择的材料类型为钢材。
2.2创建硬点单击Build(创建),Hardpoint(硬点),New(新建)在这里选择所有的实体为左边,ADMAS/CAR自动创建相对纵向中心线的对称部件,纵向可以设置为任何轴线,它取决于如何设置环境变量,默认纵向中心线为X轴。
同样步骤设置控制臂前后硬点参数如下:arm_front (-150,-350,0)arm_rear (150,-350,0)全屏显示模型,在主窗口可以看见全部6个硬点:2.3创建控制臂--一般部件单击Build(创建),Parts(部件),General Part(一般部件),New(新建)命令:2.4创建控制臂几何形体单击Build(创建),Geometry(几何体),Arm(三角臂),New(新建):2.5创建转向节转向节由转向节三角臂(wheel_carrier)和转向节立柱(carrier_link)组成。
2.6创建转向节使用的硬点单击Build(创建),Hardpoint(硬点),New(新建):Wheel_center (0,-800,100)Strut_lower (0,-650,250)tierod_outer (150,-650,250)2.7创建转向节三角臂单击Build(创建),Parts(部件),General Part(一般部件),Wizard(向导)命令:2.8创建转向节立柱几何体单击Build(创建),Geometry(几何体),Link(系杆),New(新建)命令:2.9创建滑柱单击Build(创建),Parts(部件),General Part(一般部件),New(新建)命令:2.10创建减震器首先建立一个硬点定义减震器,然后按需要定义减震器属性文件。
麦弗逊悬架设计说明书
目录摘要 (2)ABASTRACT (3)第一章前言 (4)第二章设计任务 (5)第三章悬架的结构分析及选型 (6)3.1悬架的分类 (6)3.2非独立悬架与独立悬架优缺点分析 (6)3.3独立悬架结构形式分类及分析 (7)第四章方案论证 (8)4.1 悬架结构方案分析 (8)4.2弹性元件 (9)4.3减震元件 (10)4.4传力构件及导向机构 (10)4.5横向稳定器 (11)第五章前悬架系统的主要参数的确定及对整车性能的影响 (11)5.1悬架的静扰度 (11)5.2悬架的动扰度 (12)5.3悬架的弹性特性 (12)5.4前悬架主销侧倾角与后倾角 (13)第六章弹性元件的计算 (14)6.1 螺旋弹簧的设计 (14)第七章减震器机构的类型及主要参数的选择计算 (15)7.1减震器分类 (15)7.2相对阻尼系数 (15)7.3减震器阻尼系数的确定 (14)7.4最大卸荷力的确定 (17)7.5减震器工作缸直径的确定 (18)结论 (19)参考文献 (20)摘要为了提高汽车行驶的平顺性和稳定性, 本课题进行了产品名称为QF1020货车前后悬架的设计。
通过对课题内容的分析, 并结合相关设计手册,进行了方案设计与比较, 设计了麦弗逊前悬架, 钢板弹簧后悬架。
在设计中,首先,分析了麦弗逊独立悬架的组成和功用;其次,进行悬架的上各零部件强度的校核;第三,详细考虑各部件之间的连接关系;最后在此基础上进行悬架自然振动频率,悬架静挠度和动挠度以及悬架弹性特性的计算。
在分析麦弗逊悬架的组成和作用以及各零部件的尺寸确定的基础上,再利用CAD软件进行二维制图。
此次的设计进行了准确的计算和详细的结构分析,为麦弗逊悬架的结构优化提供了依据,从而在运动学和动力学方面提高汽车的性能。
关键词:麦弗逊悬架;汽车;设计;ABSTRACTIn order to enhance the automobile smooth running and the stability, This topic has carried on the suspension design of the Product Name of QF1020 vehicle. Through analyzing the topic content, and combine the correlation design handbook, carried on the plan to design and to compare, the McPherson strut front suspension , the leaf spring behind suspension and trapezium’s frame are designed. This thesis first analyzes the consists and function of the McPherson suspension in the design, then check the up and down of the suspension, Third, the various components of the link between relations is considered the suspension on the basis of the natural vibration frequency is calculated as well as static suspension deflection and dynamic deflection and elastic characteristics of the suspension terms at last. On the basis of Analysis of the composition and role of the size of the components in the two suspension, then to use CAD software, 2D software mapping .We make an accurate and detailed structural analysis on the design, which provides the reference for optimal design of the suspension. The approach can enhance the performance of the McPherson suspension and leaf spring behind suspension.Keyword: McPherson suspension; Motor vehicle; Design;第一章前言悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。
麦弗逊式悬架初步设计
1.序言悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。
悬架作用悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能。
从外表上看,轿车悬架仅是由一些杆、筒以及弹簧组成,但千万不要以为它很简单,相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。
比如,为了取得良好的舒适性,需要大大缓冲汽车的震动,这样弹簧就要设计得软些,但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。
图1.1 麦弗逊式悬架简图2.实体建模2.1 CATIA实体建模CATIA是汽车工业的事实标准,是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。
CATIA 在造型风格、车身及引擎设计等方面具有独特的长处,为各种车辆的设计和制造提供了端对端(end to end )的解决方案。
CATIA 涉及产品、加工和人三个关键领域。
CATIA 的可伸缩性和并行工程能力可显著缩短产品上市时间。
2.1.1 轮胎.轮毂模型建立图2.1 轮胎,轮毂设计通过凸台,倒圆角等命令即可做出轮胎大致形状。
轮毂模型的建立和轮胎基本一致,只是有些花纹用到凹槽等命令。
图2.2轮毂设计轮毂设计经过凸台,凹槽做出。
2.1.2 转向节设计图2.3 转向节主视图这个零件的前端我们可以看出是圆柱结构,所以只需建平面,然后进行凸台即可,对于锥面,进行平面平移,多截面实体混合命令就行了。
麦弗逊式悬架的课程设计讲解
前言:悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。
悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。
悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。
因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务。
而悬架部分涉及的专业知识也比较高深,本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目的。
关键词:悬架;减震器;弹簧计算11悬架1.1悬架的功用汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力;保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引进的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
1.2 悬架的组成一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
1.弹性元件弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等,这里我们选用螺旋弹簧。
2.减振器减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。
3.导向机构导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。
麦弗逊悬架计算说明书
悬架系统计算说明书1.整车有关参数1.1 轴距:L=2610mm1.2 轮距:前轮B1=1530mm后轮B2=1510mm1.3 轴荷(kg)1.4 前后轮空满载轮心坐标(Z向)1.4 前、后悬架的非簧载质量(kg):G u1=108kg G u2=92kg1.5 悬架单边簧载质量(kg)悬架单边簧载质量计算结果如下:=(795-108)/2=343.5kg 前悬架:空载单边车轮簧载质量为M01=(872-108)/2=382kg半载单边车轮簧载质量为 M03满载单边车轮簧载质量为M02=(891-108)/2=391.5kg=(625-92)/2=266.5kg 后悬架:空载单边车轮簧载质量为M1半载单边车轮簧载质量为M=(773-92)/2=340.5kg3满载单边车轮簧载质量为M2=(904-92)/2=406kg2、前悬架布置前悬架布置图见图1图1 T21前悬架布置简图3、前悬架设计计算3.1 前悬架定位参数:3.2 前悬架采用麦弗逊式独立悬架,带稳定杆,单横臂,螺旋弹簧,双向双作用筒式减震器。
(1) 空满载时缓冲块的位置和受力情况 空载时,缓冲块起作用,不受力 满载时,缓冲块压缩量为13.8mm ,(由DMU 模拟得知,DMU 数据引自T21 M2数据)。
根据缓冲块的特性曲线,当缓冲块压缩13.8mm 时,所受的力为:125N (2) 悬架刚度计算螺旋弹簧行程杠杆比:1.06悬架刚度为K 1= ((391.5-343.5)*9.8-125/1.06)/(5-(-15))= 17.62N/mm(3)前螺旋弹簧①截锥螺旋弹簧②螺旋弹簧行程杠杆比:1.06③刚度C1=K1*(1.06)2*0.9=17.62*(1.06)2*0.9=17.81N/mm(4)静挠度和空满载偏频计算空载时挠度 f 1= N 1/K 1=( M 01*9.8)/K 1=(343.5*9.8)/17.81=18.9cm 静挠度 f 01= f 1 +(5-(-15))/10=20.9 偏频n:空载为 Hz f n 15.19.18/5/511===满载为 Hz f n 09.19.20/5/50101===结论:前悬架偏频在1.00~1.45Hz 之间,满足设计要求。
桑塔纳2000前麦弗逊独立悬架毕业设计 (1)
减振器结构类型的选择减振器的功能是吸收悬架垂直振动的能量,并转化为热能耗散掉,使振动迅速衰减。
汽车悬架系统中广泛采用液力式减震器。
其作用原理是,当车架与车桥作往复相对运动时,减震器中的活塞在缸筒内业作往复运动,于是减震器壳体内的油液反复地从一个內腔通过另一些狭小的孔隙流入另一个內腔。
此时,孔与油液见的摩擦力及液体分子内摩擦便行程对振动的阻尼力,使车身和车架的振动能量转换为热能,被油液所吸收,然后散到大气中。
减振器大体上可以分为两大类,即摩擦式减振器和液力减振器。
故名思义,摩擦式减振器利用两个紧压在一起的盘片之间相对运动时的摩擦力提供阻尼。
由于库仑摩擦力随相对运动速度的提高而减小,并且很易受油、水等的影响,无法满足平顺性的要求,因此虽然具有质量小、造价低、易调整等优点,但现代汽车上已不再采用这类减振器。
液力减振器首次出现于1901年,其两种主要的结构型式分别为摇臂式和筒式。
与筒式液力减减振器振器相比,摇臂式减振器的活塞行程要短得多,因此其工作油压可高达75-30MPa,而筒式只有2.5-5MPa。
筒式减振器的质量仅为摆臂式的约1/2,并且制造方便,工作寿命长,因而现代汽车几乎都采用筒式减振器。
筒式减振器最常用的三种结构型式包括:双筒式、单筒充气式和双筒充气式。
双筒式液力减振器双筒式液力减振器双筒式液力减振器的工作原理如图9所示。
其中A为工作腔,C为补偿腔,两腔之间通过阀系连通,当汽车车轮上下跳动时,带动活塞1在工作腔A中上下移动,迫使减振器液流过相应阀体上的阻尼孔,将动能转变为热能耗散掉。
车轮向上跳动即悬架压缩时,活塞1向下运动,油液通过阀Ⅱ进入工作腔上腔,但是由于活塞杆9占据了一部分体积,必须有部分油液流经阀Ⅳ进入补偿腔C;当车轮向下跳动即悬架伸张时,活塞1向上运动,工作腔A中的压力升高,油液经阀Ⅰ流入下腔,提供大部分伸张阻尼力,还有一部分油液经过活塞杆与导向座间的缝隙由回流孔6进人补偿腔,同样由于活塞杆所占据的体积,当活塞向上运动时,必定有部分油液经阀Ⅲ流入工作腔下腔。
麦弗逊式悬架课程设计
麦弗逊式悬架课程设计前言:悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。
悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。
悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。
因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务。
而悬架部分涉及的专业知识也比较高深,本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目的。
关键词:悬架;减震器;弹簧计算1悬架1.1悬架的功用汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力;保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引进的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
1.2 悬架的组成一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
1.弹性元件弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等,这里我们选用螺旋弹簧。
2.减振器减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。
麦弗逊悬架设计
麦弗逊悬架设计⽬录摘要 (4)1 前⾔ (6)1.1 课题背景及研究意义 (6)1.2 课题来源、要求和研究⽅法 (6)1.3 研究⽬的和主要内容 (7)2 悬架的结构分析及选型 (8)2.1 悬架的分类 (8)2.2 独⽴悬架的分类及⽐较 (9)3悬架主要参数的选择和计算 (12)3.1 汽车质量的确定 (12)3.2 悬架总体参数的计算 (16)3.3麦弗逊悬架结构分析 (17)4 螺旋弹簧的设计计算................................................................. 错误!未定义书签。
4.1 螺旋弹簧材料的选择.............................................................. 错误!未定义书签。
4.2 弹簧的受⼒及变形.................................................................. 错误!未定义书签。
4.3 弹簧所受的最⼤⼒.................................................................. 错误!未定义书签。
4.4 车轮到弹簧的⼒及位移传递⽐.............................................. 错误!未定义书签。
4.5 弹簧在最⼤压缩⼒作⽤下的变形量...................................... 错误!未定义书签。
4.6 弹簧⼏何参数的计算.............................................................. 错误!未定义书签。
4.7 弹簧校核.................................................................................. 错误!未定义书签。
麦弗逊式悬架设计说明书
麦弗逊式悬架设计说明书(汽车设计)前言悬架是现代汽车的重要组成部分之一。
虽然并非汽车在行进必不可少的装备,但如果没有悬架,将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。
悬架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,而非他们不太懂得的专业术语。
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进,主动半主动悬架等具有反馈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,没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。
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。
“木桶理论”,很多人都知道,整车就好比是个“大木桶”,悬架是它的一片木板。
虽然,没有悬架的汽车还是可以跑动的,但是坐在上面是很不舒服的。
坐过农用车货厢的人,对此应该是颇有些体会的,即便是较好的路况,在上面也是颠来颠去的。
因为它的悬架很简单,对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。
只有当悬架这块木板得到足够重视,才能使整车性能得以提升。
否则,只能是句空话。
正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用,应该重视汽车悬架的设计。
只有认真,严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。
而要做到这一点,就必须,查阅大量相关书籍,图册,行业和国家标准。
这些是对我们这些将来要从事汽车设计,制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。
没有经过严格的训练的洗礼,是不可能具备这种专业精神和素质的。
第1页共 25 页麦弗逊式独立悬架设计目录前言 . ......................................................................... (1)第一章悬架的功用 . ......................................................................... . (3)第二章悬架系统的组成 . ......................................................................... (4)第三章悬架的类型及特点 . ......................................................................... . (5)§3.1非独立悬架的分类及特点 . ......................................................................... .. 5§3.2独立悬架分类及特点 . ......................................................................... . (7)第四章匹配车型的选择 . ......................................................................... .. (9)第五章悬架主要参数的确定 . ......................................................................... .. (10)§5.1悬架静挠度fc ............................................................................ .. (10)§5.2悬架的动挠度fd . .......................................................................... .. (11)第六章弹性元件的计算 . ......................................................................... (13)§6.1弹簧形式、材料的选择 . ......................................................................... . (13)§6.2确定弹簧直径及刚度 . ......................................................................... .. (13)§ 6.3其他参数的计算 . ......................................................................... .. (14)§6.4弹簧的校验 . ......................................................................... (14)第七章减振器的设计 . ......................................................................... .. (15)第八章独立悬架导向机构的设计 . ......................................................................... .. 18§8.1导向机构的布臵参数 . ......................................................................... .. (18)§ 8.2 麦弗逊式悬架导向机构设计 . (19)第九章悬架系统的辅助元件 . ......................................................................... .. (22)第十章展望—未来的汽车悬架 . ......................................................................... (23)小结 . ......................................................................... . (24)参考文献 . ......................................................................... .. (25)第 2 页共 25 页 2(汽车设计)第一章悬架的功用悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架和车轴弹性地连接起来,是车架(或承载式车身)和车桥(或车轮)之间的一切传力连接装臵的总称。
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目录摘要 (2)ABASTRACT (3)第一章前言 (4)第二章设计任务 (5)第三章悬架的结构分析及选型 (6)3.1悬架的分类 (6)3.2非独立悬架与独立悬架优缺点分析 (6)3.3独立悬架结构形式分类及分析 (7)第四章方案论证 (8)4.1 悬架结构方案分析 (8)4.2弹性元件 (9)4.3减震元件 (10)4.4传力构件及导向机构 (10)4.5横向稳定器 (11)第五章前悬架系统的主要参数的确定及对整车性能的影响 (11)5.1悬架的静扰度 (11)5.2悬架的动扰度 (12)5.3悬架的弹性特性 (12)5.4前悬架主销侧倾角与后倾角 (13)第六章弹性元件的计算 (14)6.1 螺旋弹簧的设计 (14)第七章减震器机构的类型及主要参数的选择计算 (15)7.1减震器分类 (15)7.2相对阻尼系数 (15)7.3减震器阻尼系数的确定 (14)7.4最大卸荷力的确定 (17)7.5减震器工作缸直径的确定 (18)结论 (19)参考文献 (20)摘要为了提高汽车行驶的平顺性和稳定性, 本课题进行了产品名称为QF1020货车前后悬架的设计。
通过对课题内容的分析, 并结合相关设计手册,进行了方案设计与比较, 设计了麦弗逊前悬架, 钢板弹簧后悬架。
在设计中,首先,分析了麦弗逊独立悬架的组成和功用;其次,进行悬架的上各零部件强度的校核;第三,详细考虑各部件之间的连接关系;最后在此基础上进行悬架自然振动频率,悬架静挠度和动挠度以及悬架弹性特性的计算。
在分析麦弗逊悬架的组成和作用以及各零部件的尺寸确定的基础上,再利用CAD软件进行二维制图。
此次的设计进行了准确的计算和详细的结构分析,为麦弗逊悬架的结构优化提供了依据,从而在运动学和动力学方面提高汽车的性能。
关键词:麦弗逊悬架;汽车;设计;ABSTRACTIn order to enhance the automobile smooth running and the stability, This topic has carried on the suspension design of the Product Name of QF1020 vehicle. Through analyzing the topic content, and combine the correlation design handbook, carried on the plan to design and to compare, the McPherson strut front suspension , the leaf spring behind suspension and trapezium’s frame are designed. This thesis first analyzes the consists and function of the McPherson suspension in the design, then check the up and down of the suspension, Third, the various components of the link between relations is considered the suspension on the basis of the natural vibration frequency is calculated as well as static suspension deflection and dynamic deflection and elastic characteristics of the suspension terms at last. On the basis of Analysis of the composition and role of the size of the components in the two suspension, then to use CAD software, 2D software mapping .We make an accurate and detailed structural analysis on the design, which provides the reference for optimal design of the suspension. The approach can enhance the performance of the McPherson suspension and leaf spring behind suspension.Keyword: McPherson suspension; Motor vehicle; Design;第一章前言悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。
悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩,并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击,衰减由此引起的承载系统的振动,以保证汽车的行驶平顺性。
为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接,依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷,并依靠其变形来吸收能量,达到缓冲的目的。
采用弹性联接后,汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧(弹性元件)组成的振动系统,承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。
为了迅速衰减不必要的振动,悬架中还必须包括阻尼元件,即减振器。
此外,悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。
导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化,以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置,从而在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。
在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆。
尽管一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直在不断地演进,但从结构功能而言,它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。
在有些情况下,某一零部件兼起两种或三种作用,比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用,麦克弗逊悬架(或称滑柱摆臂式独立悬架)中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用。
如前所述,汽车悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成了一个振动系统,该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性,并进一步影响到汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性。
该振动系统也决定了汽车承载系和行驶系许多零部件的动载,并进而影响到这些零件的使用寿命。
此外,悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性作用。
因而在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求[1]:a、通过合理设计悬架的弹性特征及阻尼特性确保汽车具有良好的行驶平顺性,既具有较低的振动频率、较小的振动加速度值和合适的减振性能,并能避免在悬架的压缩或伸张行程极限点发生硬冲击,同时还要保证轮胎具有足够的接地能力;b、合理设计导向机构,以确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩的可靠传递,保证车轮跳动时车轮定位参数的变化不会过大,并且能满足汽车具有良好的操纵稳定性的要求;c、导向机构的运动应与转向杆系的运动相协调,避免发生运动干涉,否则可能引发转向轮摆振;d、侧倾中心及纵倾中心位置恰当,汽车转向时具有抗侧倾能力,汽车制动和加速时能保持车身的稳定,避免发生汽车在制动和加速时的车身纵倾(即所谓“点头”和“后仰”);e、悬架构件的质量要小尤其是其非悬挂部分的质量要尽量小;f、便于布置,在轿车设计中特别要考虑给发动机及行李箱留出足够的空间;g、所有零部件应具有足够的强度和使用寿命;h、制造成本低;i、便于维修、保养。
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,并尽量可能低。
前、后悬架固有频率的匹配应合理。
第二章设计任务本课题的名称是进行QF1020轻型货车的前后悬架设计。
主要研究的内容是:1.进行前悬架的底盘布置;2.悬架结构型式分析和主要参数的确定;3.用AUTOCAD完成悬架装配图及主要零件图。
解决的问题有:1.解决汽车零部件企业麦弗逊悬架产品开发过程中设计与产品建模等问题;2.规范合理的型式和尺寸选择,结构和布置合理;3.分析其结构形式及主要参数的确定。
参考数据第三章悬架的结构分析及选型3.1悬架的分类根据导向机构的不同可将汽车悬架分为独立悬架和非独立悬架两大类(如图1)。
70年代又发展了一种前后悬架或左右悬架相通的交联式悬架。
图1非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端,当一边车轮跳动时,影响另一侧车轮也作相应的跳动,使整个车身振动或倾斜,汽车的平稳性和舒适性较差,但由于构造较简单,承载力大,目前仍有部分轿车的后悬架采用这种型式[2]。
独立悬架的车轴分成两段,每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面,当一边车轮发生跳动时,另一边车轮不受波及,汽车的平稳性和舒适性好。
但这种悬架构造较复杂,承载力小。
现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架,并已成为一种发展趋势[3]。
3.2非独立悬架与独立悬架优缺点分析3.2.1非独立悬架的优缺点分析非独立悬架的结构特点是,左、右车轮用一根整体轴连接,再经过悬架与车架(或车身)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)簧下质量大;在不平路面上行驶时,左、右车轮相互影响,并使车轴(桥)和车身倾斜;3)当两侧车轮不同步跳动时,车轮会左、右摇摆,使前轮容易产生摆振;前轮跳动时,悬架易与转向传动机构产生运动干涉;4)当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时,由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时,不仅车轮外倾角有变化,还会产生不利的周转向特性;5)汽车转弯行驶时,离心力也会产生不利的轴转向特性;车轴(桥)上方要求有与弹簧行程相适应的空间[4]。
这种悬架主要用在总质量大些的商用车前、后悬架以及某些乘用车的后悬架上。
3.2.2独立悬架优缺点分析独立悬架的结构特点是,左、右车轮通过各自的悬架与车架(或车身)连接。
缺点是:结构复杂,成本较高,维修困难[5]。
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,改善了汽车行驶平顺性;4)由于采用断开式车轴,所以能降低发动机的位置高度,使整车的质心高度下降,改善了汽车的行驶稳定性;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,同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力;6)独立悬架可提供多种方案供设计人员选用,以满足不同设计要求。