汽车轿车悬架系统设计计算规范
悬架系统设计计算报告.
悬架系统设计计算报告目录1 系统概述 (1)1.1 系统设计说明 (1)1.2 系统结构及组成 (1)1.3 系统设计原理及规范 (2)2 悬架系统设计的输入条件 (2)3 系统计算及验证 (3)3.1 前悬架位移与受力情况分析 (3)3.2 后悬架位移与受力情况分析 (7)3.3 悬架静挠度的计算 (10)3.4 侧倾角刚度计算 (10)3.5 侧倾角刚度校核 (13)3.6 侧翻阀值校核 (15)3.7 纵向稳定性校核 (15)3.8 减震器参数的确定 (16)4 总结 (18)参考文献 (20)1系统概述1.1系统设计说明悬架是汽车上重要总成之一，它传递汽车的力和力矩、缓和冲击、衰减振动，确保汽车必要的行驶平顺性和操纵稳定性。
根据项目要求，需要对前后悬架的特征参数进行计算与较核，在确保悬架系统满足必要功能的同时，使悬架的各特征参数匹配合理，且校核其满足通用汽车的取值范围。
1.2系统结构及组成该款车型前悬架采用麦弗逊式独立悬架，该悬架上端螺旋弹簧直接作用于前减振器筒体之上，与前减振器共同组成前支柱总成，一起传递汽车所受力和力矩，并衰减汽车的振动。
下部三角形的摆臂通过橡胶衬套对称安装于副车架的两侧，通过副车架与车身牢固的连接在一起。
前支柱与摆臂总成特定的匹配关系确保了整个悬架系统固有的使用特性，使其满足实际设计的各项要求，其结构简图如图1所示。
图1 前悬架结构形式后悬架采用复合纵臂式半独立悬架，为经济型车型应用最为普遍的一种悬架结构，其显著特点是结构简单，成本低，使用可靠，侧倾性能优良。
中间工字形的扭转梁在传递汽车所受纵向力的同时，也为后螺旋弹簧与减振器提供了必要的安装空间，同时通过自身的扭转刚度保证了后悬架具有优良的侧倾特性。
扭转梁前安装点通过各向异性的橡胶衬套弹性的与车身相连，既具有良好的隔振性能又防止了汽车由于前后轴转向而产生的过多转向特性。
其结构简图如图2所示。
图2 后悬架结构形式1.3系统设计原理及规范LF7133前后悬架的设计是以标杆车为依托，根据标杆车悬架系统基本参数的检测，通过计算，求得反映其悬架系统性能的基本特征量，在保持整车姿态与标杆车一致的前提下，依据标杆车的悬架特征量对LF7133车型悬架参数进行设计。
微型轿车悬架系统设计(计算部分)
微型轿车悬架系统设计（计算部分）微型轿车前独立悬架设计目录1绪论............................................................................ .................................................11.1课题背景及研究意义............................................................................ ..............11.2课题来源、建议和研究方法............................................................................ ..21.2.1课题来源和建议............................................................................ ............21.2.2研究方法............................................................................ ........................21.2.3研究目的和主要内容............................................................................ ...21.3原型车的麦弗逊式悬架............................................................................ .31.3.1麦弗逊式悬架的特点............................................................................ ....31.3.2麦佛逊式悬架的经济性分析....................................................................32麦佛逊式悬架的设计排序............................................................................ .............52.1悬架的总体布置方案和有关参数的排序...........................................................52.1.1悬架的总体布置方案............................................................................ .....52.1.2麦弗逊悬架的结构分析............................................................................ .62.1.3悬架总体参数的排序............................................................................ .....62.2螺旋弹簧的设计排序............................................................................ .............72.2.1螺旋弹簧材料的挑选............................................................................ ....72.2.2弹簧的受力及变形....................................................................................72.2.3弹簧几何参数的排序............................................................................ ..102.2.4计算结果的处置............................................................................ ..........112.3纵向稳定杆的设计排序............................................................................ ........132.3.1纵向稳定杆的促进作用............................................................................ ......132.3.2纵向稳定杆的设计排序.. (13)2.4减震器的设计与选型............................................................................ ............152.4.1减振器类型的挑选............................................................................ ......152.4.2主要性能参数的挑选............................................................................ ..162.4.3主要尺寸的确认............................................................................ ..........172.4.4计算结果的处置............................................................................ ..........17湖南大学毕业设计（论文）第2页2.5弹簧限位缓冲块的设计............................................................................ ........173麦佛逊式悬架导向机构的仿真与优化...................................................................203.1独立悬架导向机构............................................................................ ...............203.2麦弗逊式悬架系统物理模型的建立...............................................................203.3导向机构运动学分析............................................................................ ...........213.3.1数学准备............................................................................ ....................213.3.2导向机构运动学计算............................................................................ .233.4基于matlab软件的运动特性仿真分析....................................................263.4.1实际问题中的悬架参数.. (26)3.4.2matlab仿真程序的建立.....................................................................273.4.3仿真结果及分析............................................................................ ..........283.5基于matlab软件转向横拉杆断开点的优化计算....................................313.5.1麦佛逊式悬架导向机构对转向梯形的影响..........................................313.5.2麦弗逊悬架转向横拉杆断开点位置的优化 (32)3.5.4优化结果分析............................................................................ .. (36)4关键零部件的校核............................................................................ .......................384.1螺旋弹簧的强度校核............................................................................ ...........384.2横向稳定杆的强度校核............................................................................ .......391绪论1.1课题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。
轻型轿车悬架系统的设计
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 SystemAbstractTime 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。
轿车悬架系设计指南2.
3．悬架系统与整车的匹配1．独立悬架导向机构的设计独立悬架导向机构的要求：1．车轮跳动时，轮距变化不超过±4mm以防止轮胎早期磨损。
2．车轮跳动时，前轮定位角变化特性合理。
3．转弯时，车身在0.4g侧向加速度作用下，车身侧倾角不大于3—4°，并保证车轮与车身倾斜同向，以增加不足转向效应。
4．制动及加速时，车身应有“抗点头”及“抗后坐”效应。
5．应具有足够的强度，以可靠地承受及传递除垂直力以外的力和力矩。
2．侧倾中心与侧倾轴侧倾中心是指在横向垂直平面内，汽车在横向力（例如转弯离心力）作用下，车身在前、后轴处侧倾的瞬时迴转中心。
前后、轴的侧倾中心距地面的高度，被称之为侧倾中心高度hg，如图1所示。
图 1前悬架侧倾中心高度hg可按图1中各参数计算获得。
在前面计算悬架偏频时已知：m=150δ=5.36°P=2428B=740求hg在△EOW中，OW=PSinδ=2428Sin5.36°=226.8EW=PCosδ=2428Cos5.36°=2417.4OQ=OW+m=226.8+150=376.8QT=EW+m tgβ=2417.4+150 tg11°=2446.56∵OQ/hg=QT/B， P/QT=k/B∴hg=376.8×740/2446.56=114 mmk=PB/QT=2428×740/2446.56=734.7mm而后悬架采用纵置摆臂式非独立悬架，如图2所示。
图2此类纵置摆臂式非独立悬架的侧倾中心，一般都大约在车轴中心处。
如图3示。
图3侧倾轴：将前、后轴侧倾中心连接成一条轴线，此轴线位于汽车横向对称中心面上，并与汽车重心在同一平面内。
如图3所示。
车身在侧向力（侧风、转弯离心力等）作用下围绕侧倾轴线的转角φ称为车身侧倾角。
侧倾角φ直接影响到汽车的稳态转向效应。
侧倾角过大，乘客感到不安全、不舒服；侧倾角过小，则悬架的侧倾角刚度过大，单轮遇到障碍物时，车身会受到强烈冲击，平顺性差。
悬架的设计计算
3.1弹簧刚度弹簧刚度计算公式为：前螺旋弹簧为近似圆柱螺旋弹簧：前n 8D Gd 31411Cs (1)1后螺旋弹簧为圆柱螺旋弹簧：后n 8D Gd 32422Cs (2)式中：G 为弹性剪切模量79000N/mm 2d 为螺旋弹簧簧丝直径，前螺旋弹簧簧丝直径d 1=11.5mm ，后螺旋弹簧簧丝直径d 2=12mm ；1D 为前螺旋弹簧中径，D 1=133.5mm 。
D 2为后螺旋弹簧中径，D 2=118mm 。
n 为弹簧有效圈数。
根据《汽车设计》（刘惟信）介绍的方法，判断前螺旋弹簧有效圈数为4.25圈，即n 前=4.25；后螺旋弹簧有效圈数为 5.5圈，即n 后=5.5。
前螺旋弹簧刚度：=18.93 N/mm后螺旋弹簧刚度：后n 8D Gd 32422Cs =22.6N/mm螺旋弹簧刚度试验值：前螺旋弹簧刚度：18.8N/mm ；1螺旋弹簧刚度计算公式，参考《汽车工程手册》设计篇3141116n Gd D Cs 前后螺旋弹簧刚度：22.78N/mm 。
前螺旋弹簧刚度和后螺旋弹簧刚度计算值与试验值基本相符。
G08设计车型轴荷与参考样车的前轴荷相差<2.0%，后轴荷相差<0.8%。
设计车型直接选用参考样车的弹簧刚度,刚度为：1Cs =18.8 N/mm ；2Cs =22.6 N/mm 。
3.5 减震器参数的确定汽车的悬架中安装减振装置的作用是衰减车身的振动保证整车的行驶平顺性和操纵稳定性。
下面仅考虑由减振器引起的振动衰减，不考虑其他方面的影响，以方便对减振器参数的计算。
汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦ARGδβ=M和液体的粘性摩擦形成了振动阻尼，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。
汽车的悬架有了阻尼以后，簧载质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼比来评定振动衰减，相对阻尼比的物理意义是指出减振器的阻尼作用在与不同刚度和不同质量的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。
悬架系统设计计算书
前悬架 0.17
0.43
0.3
后悬架 0.2
0.4
0.3
2 减振器阻尼系数δ的确定
减振器的阻尼系数δ为：
式中： C——为悬架刚度(N/mm)；
m——满载簧载质量(kg)。 ω——为悬架固有（圆）频率
（rad/s）；
2 c m 2m
在悬架中减振器轴线与垂直线成一定的夹 角α时，如下图，减振器阻尼系数为
弹簧钢丝直径为：d
8.0mm
3、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。整车的侧倾示意图如下：
如上图所示，簧上质量质心所在横向平面内的侧倾轴到地面的高度为h，前后悬架的侧倾角刚度分 心高度为h1 后悬架的侧倾中心高度为h2，簧上质量为m,，侧向加速度为μ，质心到前后轴的距离为Ｌ
c/m
2m i2 cos2
式中: i——杠杆比；i=n/a ——减振器安装角； ω——为悬架固有（圆）频率；
m——满载单侧簧载质量(kg)
根据前后悬架减振器的布置形式简化为双 横臂的形式，以下各参数取值如下：
M（kg/满载单侧）
悬架刚度(N/mm)
n (次/分) i
（）
a(rad)
悬架固有（圆）频率ω
h
h1
L1
L1 L2
(h2
h1 )
簧上质量质心所在横向平面内的侧倾轴到 地面的高度 h mm
h1 10.69
31.74942761
h2 57.45
绕侧倾轴的力矩平衡为
m (H h) cos G (H h) sin (Kf Kr )
悬架系统设计规范05
非独立悬架系统设计规范目录：一、概述二、设计输入1.市场分析报告2.产品概念报告3.技术方案分析报告4.产品信函5.项目描述书三、悬架系统设计目标1.承载性目标2.平顺性目标3.安全性目标4.成本目标5.总成重量目标6.整车姿态目标7.整车动行程目标四、悬架系统结构参数的确定1、前、后悬架系统结构形式（主要部件构成明细）2、安装尺寸的确定3、前后钢板弹簧最大工作空间确定(静挠度+动行程)4、减振器工作行程范围确定5、车架结构与悬架元件的物理接口6、前后桥与悬架元件的物理接口7、整车动行程确定(发动机油底壳与工字梁,前软垫与车架、后软垫与车架)8、其他五、悬架系统匹配1、偏频匹配2、减振器可行设计区六、前悬架设计1.钢板弹簧设计2.减振器设计3.悬架软垫设计4.其他部件设计七、后悬架设计1、钢板弹簧设计2、减振器设计3、悬架软垫设计4、其他部件设计八、悬架系统验证与试验项目1、动力学模型分析与验证2、整车性能试验项目与可靠性试验项目3、钢板弹簧台架试验项目4、减振器台架试验项目5、悬架软垫台架试验项目6、其他九、输出参数表1、整车公告相关参数表2、整车相关性能参数表3、钢板弹簧设计参数表4、减振器设计参数表5、前后悬架子组部件图纸及明细表附件：悬架系统相关标准与设计参考书1、平顺性评价标准\操纵稳定性2、钢板弹簧3、弹簧钢4、减振器一、概述本文适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。
1、悬架系统设计对整车性能的影响悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。
主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。
悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济性、通过性等多种整车性能有影响。
实例-悬架系统设计计算报告分解
编号：悬架系统设计计算报告项目名称：国内某车型项目代码： 007编制：日期：校对：日期：审核：日期：批准：日期：汽车设计有限公司2011年11月悬架系统计算报告目次1概述 (2)1.1 任务来源 (2)1.2 悬架系统基本介绍 (2)1.2.1 前悬架的结构形式 (2)1.2.2 后悬架的结构形式 (2)1.3 计算的目的 (3)2悬架系统设计的输入条件 (3)3悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算 (3)4弹簧计算 (5)4.1 弹簧刚度的计算 (5)4.2 前螺旋弹簧钢丝直径的计算 (8)5悬架系统静挠度计算 (9)6悬架侧倾角刚度计算 (9)6.1 前悬架侧倾角刚度计算 (9)6.2 后悬架侧倾角刚度计算 (11)6.3 整车侧倾角刚度计算 (12)6.4 整车的侧倾力矩 (13)6.5 整车的纵倾计算 (15)6.5.1 纵倾角的计算 (15)7减振器参数的确定 (16)7.1 减振器阻尼系数的确定 (16)8参数列表 (18)参考文献 (21)悬架系统设计计算报告1概述1.1任务来源根据《新车设计开发项目协议书－007项目设计开发》的规定，悬架系统参考样车进行逆向设计。
1.2 悬架系统基本介绍该款车前悬架采用麦弗逊式独立悬架，后悬架采用整体式驱动桥钢板弹簧非独立悬架。
1.2.1 前悬架的结构形式图1 前悬架结构形式1.2.2 后悬架的结构形式图2 后悬架结构形式1.3 计算的目的通过计算，求得反映其悬架系统性能的基本特征量，为零部件开发提供参考。
计算内容主要包括悬架刚度、偏频、静挠度、动挠度、侧倾刚度和减振器阻尼等。
2悬架系统设计的输入条件表1 悬架参数列表3悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算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，还要不允许悬架撞击车架（或车身）。
由标杆车试验数据得出（表2）：表2 标杆车悬架刚度试验表由于左、右轮载做实验时存在误差，现取其平均值计算载荷，高度变化值。
悬架计算
前、后悬架均为不等长双横臂独立悬架整车空载质量 315kg满载质量 375kg前后轴荷比5：5整车簧下质量初估 120kg前悬架螺旋弹簧设计计算（1）根据总布置要求及悬架的具体结构形式求出需要的弹簧刚度C S1 ，设计载荷时弹簧的受力P i ，弹簧高度H i 及悬架在压缩行程极限位置是的弹簧高度H m由参考资料① 表13-3 汽车悬架的偏频及相对阻尼比 选钢制弹簧，参考轿车，得前悬架偏频 n 1=1.0Hz由参考资料①式（13-4） n 1=12π 1/1ms Cs 得 C S1=(2πn 1)2m S1=(2×3.14×1.0)2×63.75=2515N/m单侧悬架设计簧载质量m S1=375-1204=63.75kg P i =63.75×9.8=624.75NH i =300～400mmH m =150～250mm(2) 初步选择弹簧中径D m ,端部结构形式及所用的材料 参考微型轿车相关数据，由参考资料② 初选D m =150mm端部结构形状：弹簧端部圈面均与邻圈并紧且磨平的YI 型制造工艺包括： a)卷制 b)断面圈的精加工 c)热处理d) 工艺试验及强压处理材料：碳素弹簧钢 C级由参考资料②表16-2 弹簧材料及其许用应力按载荷性质Ⅱ类选择许用切应力 [τ］＝0.4σ B许用弯曲应力[σb]=0.5σ B由参考资料③查得此弹簧材料切变模量 G=7.88×104Mpa（3）参考相关标准确定台架试验时伸张及压缩极限位置相对于设计载荷位置的弹簧变形量f₁,f₂，并确定想达到的寿命nc（循环次数）f₁=25.4mmf₂=25.4mmnc=1×10³~1e+10Mpa（4）初选钢丝直径d=10mm由GB/T 4357-1989查得弹簧钢丝的拉伸强度极限σBσB=1320~1530MPa[τ]=1320×0.4MPa=528MPa[σb]=0.5σB=660MPa(5)由参考资料①式（13-80）解出i Cs=i Dm Gd ∙384 i= 圈6.11384=Cs Dm Gd由参考资料① 表13-10中的相应公式得：总圈数n=i+1.33=12.93圆整n=13弹簧完全并紧时的Hs=1.01d(n+1)=1.01×10×(14+1)=141.4mm（6）由Hs, Pi, Hi 及Cs 可求出弹簧在完全压紧是的载荷Ps ，台架试验伸张，压缩极限位置对应的载荷P1, P2 以及工作压缩极限位置的载荷Pm 分别为:Ps=Pi +Cs ₁ (Hi + Hs)P ₁=Pi-Cs ₁f ₁P ₂= Pi+Cs ₁f ₂Pm =Pi+ Cs ₁( Hi- Hm) Pi=8.9410375⨯-=624.75N Cs ₁=2515N/m由参考资料○2，表16-4 螺旋角d=arctan D P πα一般在5°～9°之间螺距P 41.2mm ～74.6mm考虑安装空间 取P=45mm弹簧自由高度 H 0=45×13=585mm最小工作高度Hn=Hs+δd i =141.4+0.30×10×11.6=176.2mm设计载荷时，弹簧的高度 Hi=585-249=336mm弹簧完全并紧时的高度Hs=141.4mm 空载时弹簧压下mm 190515.248.9)120315(=⨯⨯- 满载时弹簧压下mm 249515.248.9)120375(=⨯⨯-估算螺旋弹簧承受最大冲击载荷为满载设计静载荷的1.5倍（根据经验安全系数取值），此时弹簧压下374mm Hi=585-251575.624=336mm Hm=585-249*1.5=211mmf1=f2=25.4mmP ₁=624.75-2.515*25.4=516NP ₂=624.75-2.575*25.4=689NPm=624.75+2.151(336-211)=940N（7） 按弹簧指数C=Dm/d 及K ′的表达式，求的K ′K ′=15615.0415*4115*4615.04414+--=+--C C C =1.0946 运用参考资料① 式（13-81）求出载荷P ₁,P ₂,Ps 以及Pm 所对应的剪切应力max ,,2,1ττττsτ=2'8dPCK πMPa 2351=τMPa 2892=τ（8） 校核τmaxτmax=2'8d PmCK π=21014.30946.1159408⨯⨯⨯⨯=393.22Mpa τmax<[τ],满足要求(9)校核台驾试验条件下的寿命给定试验条件下的循环次数c n =13.01)808.1(e k Ke=)12(][48.1)12(74.0ττσττ---=)235289(66048.1)235289(74.0+-⨯-=0.08825 c n =1.2181010⨯ ，满足要求（10）稳定性校核λ=0H /Dm= 9.3150585= 相对变形量f/0H 必须如下临界值 (0.10=C ) （0H f cr )=0.811(1+20)(89.61λC -)=0.811(1+2)9.31(89.61-)=1.41后悬架螺旋弹簧设计计算（1）根据总布置要求及悬架的具体结构形式求出需要的弹簧刚度C S ₂ ，设计载荷时弹簧的受力P i ，弹簧高度H i 及悬架在压缩行程极限位置是的弹簧高度H m由参考资料① 表13-3 汽车悬架的偏频及相对阻尼比选钢制弹簧，参考轿车，得后悬架偏频 n ₂=1.2Hz由参考资料①式（13-4） n ₂=12π 2/2ms Cs 得 C S ₂=(2πn ₂)2m S ₂=(2×3.14×1.2)2×63.75=3621N/m单侧悬架设计簧载质量m S ₂=375-1204=63.75kg P i =63.75×9.8=624.75NH i =300～400mmH m =150～250mm(2) 初步选择弹簧中径D m ,端部结构形式及所用的材料 参考微型轿车相关数据，由参考资料② 初选D m =150mm端部结构形状：弹簧端部圈面均与邻圈并紧且磨平的YI 型 制造工艺包括： a)卷制 b)断面圈的精加工 c)热处理d) 工艺试验及强压处理材料：碳素弹簧钢 C 级由参考资料② 表16-2 弹簧材料及其许用应力按载荷性质Ⅱ类选择许用切应力 [τ］＝0.4σB 许用弯曲应力[σb ]=0.5σ B由参考资料③查得此弹簧材料切变模量 G=7.88×104Mpa（3）参考相关标准确定台架试验时伸张及压缩极限位置相对于设计载荷位置的弹簧变形量f ₁ ,f ₂，并确定想达到的寿命nc （循环次数）f ₁=25.4mmf ₂=25.4mmnc=1×10³~1e+6（4）初选钢丝直径d=10mm由GB/T 4357-1989查得弹簧钢丝的拉伸强度极限σB σB=1320~1530MPa[τ]=1320×0.4MPa=528MPa[σb]=0.5σB=660MPa(5)由参考资料①式（13-80）解出i Cs=Dmi Gd8 i=圈06.8384 CsDm Gd 由参考资料① 表13-10中的相应公式得：总圈数n=i+1.33=9.39圆整n=10弹簧完全并紧时的Hs=1.01d(n+1)=1.01×10×(14+1)=111.1mm（6）由Hs, Pi, Hi 及Cs 可求出弹簧在完全压紧是的载荷Ps ，台架试验伸张，压缩极限位置对应的载荷P1, P2 以及工作压缩极限位置的载荷Pm 分别为:Ps=Pi +Cs ₁ (Hi + Hs)P ₁=Pi-Cs ₁f ₁P ₂= Pi+Cs ₁f ₂Pm =Pi+ Cs ₁( Hi- Hm) Pi=8.9410375⨯-=624.75N Cs ₂=3621N/m由参考资料○2，表16-4 螺旋角d=arctan DP π α一般在5°～9°之间。
悬架设计计算
n 255.7
13.2 5.731991004 5.731991004
l 3803.9 0.230383457
4.872192353 4.872192353
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：
Cs
Gd 4 8Dm3 • i
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 n 1.4
前悬满载簧载质量 m
66.165
前悬架的刚度 K （N/mm） 5.11969541
2、前悬架的偏频计算
n Hz
3、前悬架静挠度的计算
前悬架垂向变形量（mm）
空载 1.643696318
悬架系统设计计算书
悬架系统设计的输入条件
项目
空载质心高（mm）
半载质心高（mm）
满载质心高（mm）
质心位置
空载质心到前轴距离 （mm）
半载质心到前轴距离 （mm）
前轮距（mm）
满载质心到前轴距离 （mm）
后轮距（mm）
轴 距（mm）
整车整备质量（kg）
最大总质量（kg）
空载
前轴荷（kg）
半载
满载
空载
I ：稳定杆的截面惯性矩，
206000 1198.42247
d：稳定杆的直径，这里初步取： 其余参数由上图可得：
L1 mm L 2 mm L mm a mm b mm c mm
12.5
108.8 69.1 475.6
84 38 115.8
I πd 4 mm 4 64
横向稳定杆自身的角刚度Kbf N•mm/rad
悬架设计、确定和计算
滑柱摆臂式独立悬架（麦弗逊式或支柱式）
•侧倾中心高度比较高； •车轮定位参数的变化车轮外倾角与主销内倾角变化小； •轮距变化很小； •悬架侧倾角刚度较大，可不需横向稳定器； •横向刚度大； •空间尺寸占用较少； •结构简单，紧凑，轿车用得较多。
扭转梁随动臂式独立悬架（随动转向臂式）
•侧倾中心高度比较低； •车轮定位参数在左右轮同时跳动时不变； •轮距不变； •悬架侧倾角刚度较大，不需横向稳定器； •横向刚度大； •占用空间小； •结构简单，用于FF乘用车的后悬架；
2、分类
悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种
1)线性弹性特性
定义:当悬架变形f与所受垂直外力F之间呈固定比例变化时，弹 性特性为一直线，此时悬架刚度为常数 。
特点：随载荷的变化，平顺性变化
2)非线性弹性特性
定义：当悬架变形f与所受垂直外力F之间不呈固定比例变化时
1—缓冲块复原点 2—复原行程缓冲块脱离支架 3—主弹簧弹性特性曲线 4—复原行程 5—压缩行程 6—缓冲块压缩期悬架弹性特性曲线 7—缓冲块压缩时开始接触弹性支架 8—额定载荷
前、后悬架均采用纵 置钢板弹簧非独立悬架的 汽车转向行驶时，内侧悬 架处于减载而外侧悬架处 于加载状态，于是内侧悬 架受拉抻，外侧悬架受压 缩，结果与悬架固定连接 的车轴（桥）的轴线相对 汽车纵向中心线偏转一角 度α。
➢对前轴，这种偏转使汽车不足转向趋势增加
➢对后桥，则增加了汽车过多转向趋势
改进措施
§6-3 悬架主要参数的确定
一、前后悬架的静挠度、动挠度的选择
1、概念
1)静挠度
2)动挠度
汽车满载静止时悬架上的载荷Fw与此时 悬架刚度c之比，即fc=Fw/c。
指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结 构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩 到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮 中心相对车架（或车身）的垂直位移。
实例-悬架系统设计计算报告
编号：悬架系统设计计算报告项目名称：国内某车型项目代码： 007编制：日期：校对：日期：审核：日期：批准：日期：汽车设计有限公司2011年11月目次1概述21.1 任务来源21.2 悬架系统基本介绍21.2.1 前悬架的结构形式21.2.2 后悬架的结构形式21.3 计算的目的32悬架系统设计的输入条件33悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算34弹簧计算54.1 弹簧刚度的计算54.2 前螺旋弹簧钢丝直径的计算85悬架系统静挠度计算96悬架侧倾角刚度计算96.1 前悬架侧倾角刚度计算96.2 后悬架侧倾角刚度计算116.3 整车侧倾角刚度计算126.4 整车的侧倾力矩136.5 整车的纵倾计算156.5.1 纵倾角的计算157减振器参数的确定167.1 减振器阻尼系数的确定168参数列表18参考文献21悬架系统设计计算报告1概述1.1任务来源根据《新车设计开发项目协议书－007项目设计开发》的规定，悬架系统参考样车进行逆向设计。
1.2 悬架系统基本介绍该款车前悬架采用麦弗逊式独立悬架，后悬架采用整体式驱动桥钢板弹簧非独立悬架。
1.2.1 前悬架的结构形式图1 前悬架结构形式1.2.2 后悬架的结构形式图2 后悬架结构形式1.3 计算的目的通过计算，求得反映其悬架系统性能的基本特征量，为零部件开发提供参考。
计算内容主要包括悬架刚度、偏频、静挠度、动挠度、侧倾刚度和减振器阻尼等。
2悬架系统设计的输入条件表1 悬架参数列表3悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算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，还要不允许悬架撞击车架（或车身）。
由标杆车试验数据得出（表2）：表2 标杆车悬架刚度试验表由于左、右轮载做实验时存在误差，现取其平均值计算载荷，高度变化值。
由上表取值：前轴荷为556kg ，后轴荷为620kg 。
前轴荷为689kg ，后轴荷为1017kg 。
分别取对应载荷左右高度差平均值的差值得：前轴荷变化量为689-556=133kg ，位移为399.85-381.75=18.1mm ； 后轴荷变化量为1017-620=397kg ，位移为420.65-389.55 =31.1mm ； 故前悬架刚度为：（133/2×9.81）/0.0181=3.61×104 N/m 后悬架刚度为：（397/2×9.81）/0.0311=62.5×104 N/mmCn ⋅=π21 （Hz ） (1)代入样车空、满载前、后簧上质量得：前悬空载偏频n 1空= 1.38Hz ；后悬空载偏频n 2空=1.78Hz ； 前悬半载偏频n 1半= 1.27Hz ；后悬半载偏频n 2半=1.45Hz ； 前悬满载偏频n 1满= 1.22Hz ；后悬满载偏频n 2满=1.33Hz ； 标杆车：空载时前后悬架的偏频比为0.78， 半载时前后悬架的偏频比为0.88， 满载时前后悬架的偏频比为0.92。
《轿车前悬架设计》word版
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。