双横臂扭杆悬架的特性分析及设计计算
汽车双横臂扭杆弹簧独立悬架设计
汽车双横臂扭杆弹簧独立悬架设计悬挂系统在汽车中起到了关键的作用，它直接影响着汽车的操控性、行驶稳定性、乘坐舒适性等方面。
对于高性能车辆而言，悬挂系统的设计尤为重要。
双横臂扭杆弹簧独立悬架是一种高性能的悬挂系统，本文将对其进行详细的设计。
双横臂扭杆弹簧独立悬架是一种常见的汽车悬挂系统，其结构简单紧凑、重量轻、刚性优越、行驶稳定性好等特点使其成为高性能车辆中的首选。
该悬挂系统主要由两根横臂、一根扭杆和弹簧组成。
其中，横臂分别安装在车体和车轮悬架之间，扭杆则固定在两个横臂之间。
而弹簧则连接在横臂和车体之间，起到支撑和缓冲的作用。
在设计双横臂扭杆弹簧独立悬架时，需要考虑的因素包括悬挂系统的刚度、悬挂高度和行驶稳定性等。
首先，我们需要确定悬挂系统的刚度。
刚度对于悬挂系统来说非常重要，它直接影响着汽车的操控性和行驶稳定性。
刚度过高会降低乘坐舒适性，而刚度过低则会影响操控性能。
因此，我们需要根据车辆的使用环境、车型和车重等因素来确定悬挂系统的刚度。
其次，需要确定悬挂高度。
悬挂高度是指汽车底盘与地面的距离，它会影响到汽车的通过性、行驶平稳性和乘坐舒适性等方面。
在确定悬挂高度时，需要综合考虑不同因素的影响，如车身重心、悬挂系统刚度和弹簧等。
最后，需要考虑悬挂系统的行驶稳定性。
悬挂系统的行驶稳定性决定着汽车在高速行驶和急转弯等情况下的控制性能。
为了提高行驶稳定性，可以采用多种方式，如增加悬挂系统的刚度、调整悬挂系统的几何结构和采用电子控制悬挂系统等。
在进行双横臂扭杆弹簧独立悬架设计时，还需要对各组件的材料和结构进行选择。
材料的选择应考虑强度、刚度、重量等因素。
而结构的设计需要考虑各组件之间的连接方式、布局和受力情况等。
总之，汽车的悬挂系统是其性能表现和乘坐舒适性的重要因素之一、双横臂扭杆弹簧独立悬架作为一种高性能的悬挂系统，其设计需要综合考虑悬挂系统的刚度、悬挂高度和行驶稳定性等因素。
通过合理的选择和设计，可以使汽车的悬挂系统达到最佳的运行状态，提供出色的操控性、行驶稳定性和乘坐舒适性。
双横臂衍生悬架的设计计算
双横臂衍生悬架的设计计算
双横臂衍生悬架的设计计算涉及多个步骤和因素，具体包括：
1. 确定设计参数：根据车辆规格、性能要求和目标，确定悬架系统的设计参数，如主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角、车轮前束角等。
2. 确定轮胎尺寸和规格：根据车辆规格和性能要求，选择合适的轮胎尺寸和规格。
3. 确定悬挂点位置：根据车轮定位参数、车架结构和空间要求，确定悬挂点的位置。
4. 计算悬挂点间距离：根据悬挂点位置和车轮定位参数，计算悬挂点间的距离。
5. 确定横臂长度和角度：根据悬挂点位置、车轮定位参数和车轮运动轨迹，确定双横臂的长度和角度。
6. 计算车轮运动轨迹：根据车轮定位参数、悬挂点位置和横臂长度及角度，计算车轮的运动轨迹。
7. 校核和优化设计：通过仿真分析或实验验证，校核悬架系统的性能是否满足设计要求，如不满足，需对设计参数进行优化。
8. 确定材料和工艺：根据悬架系统的性能要求、强度要求和使用环境，选择合适的材料和工艺。
9. 绘制设计图纸和制定技术规范：完成上述步骤后，绘制悬架系统的设计图纸，并制定详细的技术规范和制造工艺流程。
以上内容仅供参考，建议咨询汽车工程师，获取专业的设计计算方案。
双横臂独立悬架导向-转向系统的分析与设计
双横臂独立悬架导向-转向系统的分析与设计一、问题描述及参数范围图1所示为汽车前轮采用的一种双横臂悬架-转向系统机构示意图（简化），导向机构ABCD由上横臂AB、转向主销BC和下横臂CD及车架AD构成。
其中，A、D分别为上、下横臂与车架联接的铰销中心（假定两铰销轴线均平行于车辆纵向），B、C分别为转向主销BC与上、下横臂联接的球铰中心。
在车辆横向垂直平面内，上、下横臂相对水平面的摆角分别用ϕ、ψ表示，转向主销内倾角用β0表示。
转向传动机构采用由齿轮-齿条转向器驱动的断开式转向梯形机构GFE E'F'G'（F'与F，G'与G对称，未画出）。
其中，左轮转向梯形机构EFG由齿轮-齿条转向器输出齿条EE'、左轮转向横拉杆EF、左轮转向节臂FG及车架构成。
E、E'分别为转向器齿条上与左右转向横拉杆铰接的球铰中心，F为左轮转向横拉杆EF与左轮转向节臂FG铰接的球铰中心，G为左轮转向节臂FG与左轮转向主销BC连线的交点，且FG⊥BC。
另外，车轮轴线KH与转向主销BC交于H，与车轮中心面交于J。
图 1 双横臂悬架-转向系统机构示意图描述悬架ABCD导向机构运动学的机构几何参数主要有：上横臂杆长AB=h1，转向主销球铰中心距BC= h2，下横臂杆长CD=h3，上、下横臂的摆角α、ψ（横臂向外下倾时，取负值），转向主销内倾角β0。
为简便计，不考虑主销后倾角的影响，并假设上、下横臂与车架铰接的轴线均平行于车辆纵向，则图示导向机构ABCD的上、下横臂AB、CD和转向主销轴线BC 将始终在过前轮轴线的汽车横向垂直平面内运动。
在水平面俯视图中，描述EFG左轮转向梯形机构运动学的机构几何参数主要有：EE'=L1，EF= L2，FG= L3，车架上齿条移动方向线EE'与前轮轴线的偏移距Y（前轮轴线在前方时，取正值），转向节臂FG相对于汽车纵向的安装角α0。
另外，左右车轮的转向角分别用α、β表示。
汽车双横臂扭杆弹簧独立悬架设计
汽车双横臂扭杆弹簧独立悬架设计崔敏【摘要】This paper is mainly to analysis a light truck’s computing method of the front independent suspension design and testing of design experiment. Firstly, it goes with the stress analysis and the trajectory calculation of the double wishbone independent suspension, and then continues with the suspension design calculation such as the design of torsion bar spring , front suspension’s stiffness, offset frequency calculation, stabilizer bar’s design, roll stiffness calculation, shockabs orber’s design, and finally the suspension offset frequency and riding comfort can be verified through the test.%文章主要研究某轻型载货汽车前独立悬架的设计计算方法以及独立悬架的设计试验验证，首先对双横臂式独立悬架进行受力分析、运动轨迹计算，然后对悬架进行设计计算如扭杆弹簧的设计、前悬架的刚度、偏频计算、稳定杆的设计、侧倾刚度计算、减震器的设计，最后通过试验验证悬架的偏频、平顺性。
【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】4页(P11-14)【关键词】轻型载货汽车;双横臂式独立悬架;平顺性【作者】崔敏【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U463.33+210.16638 /ki.1671-7988.2016.06.005CLC NO.: U463.33+2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)06-11-04悬架是现代汽车上的一个重要总成，他把车架与车轴弹性地连接起来。
汽车双横臂独立悬架的运动学分析和计算
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图! !" 下横臂； #" 主轴销； $#
双横臂独立悬架导向机构简图 车轮轴； $ ， ! 转动副； # ， " 球副； & 车轮中心； ’ 接地点
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机构的位姿方程：
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( !" ， ( "# ， (#$ ， ($! 为欧拉变换，分别为!! ， !" ， "! ， "" 的函数； ! 为单位阵 "
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计算实例
如图 + 所示的双横臂系统，建立固定在汽车车身上的直角坐标系，原点位于 * 点 ) + + 和 + ( 轴在 ’,% 平面中与 ’ 轴的夹角分别为 ’ +,-+,-- ，.- ) 初始时刻 * ， . ， / ， 0 ， ( ， # ， （//） 为： 1 ， 2 点的坐标 ， * （)，)，)） ， 0 （+) ， ’ +(+， ’ (01） ， # （1,-，2+4 ， ’ (2+） ， . （0，(1+ ， ’ (+,22） ， 1 （+-2，(-. ， ’ 0(3） ， / （3，0+3 ， ’ (4-） ， 2 （32 ， ’ +-+， ’ (.2）
双横臂独立悬架设计毕业设计说明
双横臂独立悬架设计摘要双横臂式独立悬架，是一种车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬架，这种独立悬架被广泛应用在轿车前轮上。
双横臂式独立悬架按上、下横臂是否等长，又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬架。
等长双横臂式悬架在车轮上下跳动时，能保持主销倾角不变，但轮距变化大(与单横臂式相类似)，造成轮胎磨损严重，现已很少用。
对于不等长双横臂式悬架，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置，就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，这种结构有利于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性，保证汽车具有良好的行驶稳定性。
目前不等长双横臂式悬架已广泛应用在轿车的前后悬架上，部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬架结构。
本次课题设计根据悬架系统设计的基本要求和给定的参数，完成了双横臂独立悬架的设计。
关键词:汽车；双横臂独立悬架；螺旋弹簧；减振器The design of double-wishbone independent suspensionAbstractDouble wishbone-type independent suspension, of which the wheels swing in a horizontal plane in the car, an independent suspension that has been widely used in cars on the front.Double wishbone-type independent suspension in accordance with the upper and lower arm length, etc. are also divided into equal length double wishbone and a long range two-type double wishbone suspension. Such as long double wishbone suspension in the wheel up and down beat, the kingpin inclination to maintain the same, but changes in Tread large (with a single arm is similar), resulting in severe tire wear, is now seldom used. The length double wishbone suspension, as long as the appropriate choice, to optimize the length of upper and lower arm, and a reasonable layout, you can make Tread and the front wheel alignment parameters are within acceptable limits the scope of this structure helps to reduce tire wear and improve vehicle ride comfort and directional stability, and ensure the car has a good driving stability. The current length double wishbone suspension has been widely used in the front and rear suspension cars, some sports and racing cars of the rear wheel is also used in this suspension structure.The subject of the design of suspension system design complete a double wishbone- independent suspension design in accordance with the basic requirements and the given parameters .Keywords: Vehicle; Double-wishbone suspension; Coil spring; Shock absorbers目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)第一章悬架概述 (2)1.1 悬架设计的要求 (3)1.2 悬架对汽车性能的影响 (3)1.2.1 悬架对汽车行驶平顺性的影响 (3)1.2.2 悬架对汽车行驶稳定性的影响 (5)第二章独立悬架及弹性元件的结构形式与分析 (7)2.1 独立悬架的结构型式与分析 (7)2.2 弹性元件的特定分析比较 (8)第三章螺旋弹簧悬架设计 (10)3.1 悬架基本参数的选定 (10)3.1.1 悬架静挠度 (10)3.1.2 上下横臂长度的确定 (11)3.1.3 簧载质量的确定 (11)3.1.4 其他参数的确定 (11)3.2 螺旋弹簧的选择 (12)3.3 减振器的选择 (14)3.3.1 减振器类型的选择 (14)3.3.2 减振器主要参数的选择 (15)3.4 接头 (17)谢辞 (19)参考文献 (20)附录A外文翻译-原文部分 (21)附录B 外文翻译-译文部分 (36)附录C 实体图 (46)绪论随着社会经济和物质文化生活水平的提高，人们对汽车行驶的平顺性、操纵稳定性及安全性提出了愈来愈高的要求。
多连杆悬架与双横臂悬架运动学和弹性运动学特性分析_杨树凯 (1)
１前言与双横臂悬架相比，在对悬架进行车轮跳动和加载外力的分析中，多连杆悬架表现出较好的运动学和弹性运动学特性，使其更有利于提高汽车多方面的性能，尤其是提高操纵稳定性。
因此近几年来，多连杆悬架开始得到人们较多的关注，在性能要求ｉｎｅＤｉｖｉｓｉｏｎ，２００５：３３７～３４１．４ＬｕｃａｓＧＧ，ＲｉｃｈａｒｄｓＷＬ．ＴｈｅＨｙｄｒｏｇｅｎ／ＰｅｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅ－ＴｈｅＭｅａｎｓｔｏＧｉｖｅＧｏｏｄＰａｒｔ－ＬｏａｄＴｈｅｒｍａｌＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＳＡＥＰａ－ｐｅｒ８２０３１５．５ＡｎｄｒｅａＴＤ，ＨｅｎｓｈａｗＰＦ．ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｎｈａｎ－ｃｅｍｅｎｔａｎｄＥｍｉｓｓｉｏｎｓＲｅｄｕｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅＡｄｄｉｔｉｏｎｏｆ２Ｈ２＋Ｏ２ｔｏａＳＩＥｎｇｉｎｅ．ＳＡＥＴｅｃｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒ，２００３－３２－００１１．６ＭａｔｈｕｒＨＢ，ＤａｓＬＭ．ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａＨｙｄｒｏ－ｇｅｎＦｕｅｌｌｅｄＳ．Ｉ．ＥｎｇｉｎｅＵｓｉｎｇＴｉｍｅｄＭａｎｉｆｏｌｄＩｎｊｅｃｔｉｏｎ．Ｉｎｔ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，１９９１，１６（２）：１１５～１２７．７ＬｅｅＳＪ，ＹｉＨＳ，ＫｉｍＥＳ．ＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＩｎｔａ－ｋｅＰｏｒｔＩｎｊｅｃｔｉｏｎＴｙｐｅＨｙｄｒｏｇｅｎＦｕｅｌｅｄＥｎｇｉｎｅ．Ｉｎｔ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，１９９５，２０（４）：３１７～３２２．８ＲｏｔｔｅｎｇｒｕｂｅｒＨＭ，ｅｔａｌ．Ｄｉｒｅｃｔ－ＩｎｊｅｃｔｉｏｎＨｙｄｒｏｇｅｎＳＩ－Ｅｎｇｉｎｅ－ＯｐｅｒａｔｉｏｎＳｔｒａｔｅｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＤｅｎｓｉｔｙＰｏｔｅｎｔｉａｌｓ．ＳＡＥＰａｐｅｒ，２００４－０１－２９２７．９ＫｉｍＹＹ，ＬｅｅＪＴ，ＣｈｏｉＧＨ．ＡｎＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＣａｕｓｅｓｏｆＣｙｃｌｅＶａｒｉａｔｉｏｎｉｎＤｉｒｅｃｔｉＩｎｊｅｃｔｉｏｎＨｙｄｒｏｇｅｎＦｕｅｌｅｄＥｎｇｉｎｅｓ．Ｉｎｔ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，２００５，３０（１）：６９～７６．１０ＴａｋａｓｈｉＫ，ｅｔａｌ．ＡＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＢａｃｋｆｉｒｅｉｎＥｘ－ｔｅｒｎａｌＭｉｘｔｕｒｅＦｏｒｍａｔｉｏｎＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｇｉｎｅｓ．ＳＡＥＴｅｃｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒ，９７１７０４．１１ＢｅｒｃｋｍüｌｌｅｒＭ，ｅｔａｌ．ＰｏｔｅｎｔｉａｌｓｏｆａＣｈａｒｇｅｄＳＩ－ＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｇｉｎｅ．ＳＡＥＰａｐｅｒ，２００３－０１－３２１０．（责任编辑文楫）修改稿收到日期为２００６年１１月２２日。
双横臂扭杆悬架受力分析及刚度计算
扭杆的扭转刚度是线性的 , 但将其安装到双 横臂悬架上之后 , 由于车轮的垂直位移与扭杆的 扭转角 不 呈 线 性 关 系 以 及 垂 向 作 用 力 力 臂 的 变 [1] 化 ,使悬架的弹性特性为非线性变化 。本文以 圆形扭杆装于下横臂为例 , 通过建立双横臂扭杆 悬架模型 ,求出作用于扭杆的力和力矩 , 并推导出 扭杆的线刚度计算公式及换算到车轮着地点处的 悬架刚度 。
作者简介 : 李栓成 ( 1963 — ) ,男 ,副教授 .
52
军 事 交 通 学 院 学 报
第 12 卷 第 1期
标 x = 0 不予考虑 , 只考虑各点的 y 和 z坐标 。 将轮胎和主销看作一个整体 A 从整个悬架系 统中分离出来 , 单独进行受力分析 。由于双横臂 的上横臂 A u D u 可看作二力杆 , 则整体 A 在 A u 点受 到杆 A u D u 的作用力 Q , 方向沿杆 A u D u 指向 A u 点 ; 轮胎在 接 地 点 E 处 受 到 地 面 对 轮 胎 的 作 用 力 Z (前悬架质量 m 引起 ) ; 同时还存在下横臂 A d D d 在 A d 点对整体 A 的力 P。根据平衡条件 , 此 3 力必 汇交于一点 。现已知 Z 的大小和方向以及 Q 的方 向 , 用作图 法可 确定 Z 和 Q 的 交 点 G, 如 图 1 所 示 。这就确定了力 P 的作用线 , 它一定在直线 GA d 上 。根据这些条件 , 可求出上 、 下横臂对整体 A 的 反作用力 P 和 Q 的大小和方向 。 根据图 1 可列出下列方程 , 即 φ1 + P cos α Z = Q sin φ1 = P sin α Q cos
Vol . 12 No. 1 January 2010
●军用车辆工程 M ilitary Veh icle Eng in eer in g
双横臂独立悬架导向机构的设计计算
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第一章绪论 (3)1.1 国内外技术现状和发展趋势 (3)1.2 悬架概述 (3)1.3双横臂独立悬架简介 (5)1.4悬架几何参数及其对车辆性能的影响 (8)1.4.1汽车操纵稳定性的重要性 (8)1.4.2悬架系统几何参数对汽车操纵稳定性的影响 (8)1.4.3车轮定位参数的主要研究内容 (9)第二章建立双横臂悬架模型的理论基础 (10)2．1 汽车多体系统分析软件介绍 (10)2.1.1 ADAMS一些模块介绍 (11)2.1.2 ADAMS软件的特点 (12)2.2用ADAMS/CAR建模分析要点 (13)2.2.1 关于悬架测试台 (13)2.2.2. 悬架分析过程 (14)2.2.3 悬架分析的类型 (14)第三章双横臂悬架模型的建立 (16)3.1 双横臂式独立前悬架模型的建模数据 (16)3.1.1已知的参数 (17)3.1.2引用ADAMS/Car自带的标准文件 (18)3.2前双横臂独立悬架模型的建立 (21)3.2.1悬架的建模原理 (22)3.2.2前悬架总成的所有组成部件 (22)3.2.3悬架子系统的建立 (23)3.2.4转向系统模型的建立 (23)3.2.5悬架试验台及轮胎仿真模型 (23)3.2.6悬架总成的建立 (24)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3.3本章小结 (28)第四章悬架的仿真分析与优化设计 (30)4.1独立悬架性能评价指标及评价方法总述 (30)4.2仿真实验的方案 (31)4.3独立悬架运动学与弹性运动学特性的仿真 (33)4.3.1前轮外倾角 (34)4.3.2前束角 (35)4.3.3主销后倾角与主销后倾拖距 (36)4.3.4主销内倾角和主销偏移距 (37)4.3.5轮距的变化 (38)4.3.6制动点头量和加速上仰量 (39)4.3.7悬架刚度和侧倾角刚度 (40)4.3.8侧向力引起的各种顺从转向 (41)4.3.9侧倾转向、干涉转向 (42)4.3.10侧倾后倾系数、侧倾转向 (44)结论 (44)4.4本章小结 (45)第五章全文总结 (46)致谢 (47)参考文献 (48)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章绪论1.1 国内外技术现状和发展趋势自20世纪90年代起，各主要发达国家在汽车产品设计开发领域中广泛采用信息技术、计算机技术、CAD/CAE/CAM/PDM技术、KBE(Knowledge BasedEngineering)技术等先进手段，使设计水平大为提高，新车型的开发周期大大降低。
汽车双横臂式独立悬架机构运动特性分析
W AN G Q i2dong1, ZHAO H an1, L I Yan1, ZHU Shao 2chun2
( 1. Schoo l of M echan ical and ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ u tom ob ile Eng ineering, H efei U n iversity of T echno logy, H efei 230009, Ch ina; 2. Fu T ian com p any, Beijing A u tom ob ile and M o to rcycle Group , Beijing 100083, Ch ina)
1068
合肥工业大学学报 (自然科学版) 第 24 卷
(C z - A 1z ) (C y - A 1y ) )A 1y ) + (A 1z - H z ) H y (A 1z + (F z -
A 2z ) (F y - A 2y )A 2y - (C z - A 1z ) (C y - A 1y )A 1y -
轴线 L 1 的方向余弦[4 ] 为
U 1 = [U 1x U 1y U 1z ]T = [ co sΥ1co sΗ1 co sΥ1 sinΗ1 - sinΥ1 ]T 轴线L 2 的方向余弦为
U 2 = [U 2x U 2y U 2z ]T = [ co sΥ2co sΗ2 co sΥ2 sinΗ2 - sinΥ2 ]T
(1)
主销内倾角 Β
tanΒ = (C y - F y ) (C z - F z )
(2)
双横臂独立悬架ADAMS建模及运动特性分析
１００
位移 ／ｍｍ
５０
０
－ ５０
－ １００
０
１
２
３
４
５
时间 ／ｓ
图 ３ 左侧车轮的驱动位移曲线
１００
位移 ／ｍｍ
５０
０
－ ５０
－ １００
０
１
２
３Leabharlann ４５时间 ／ｓ
图 ４ 右侧车轮的驱动位移曲线
通过仿真分析， 得到了前轮定位 ４ 个参数、轮距
及前轮侧向滑移量随车轮上下跳动的变化特性曲
线， 如图 ５～图 １０ 所示。
Ｙｕ Ｈａｉｂｏ１，２，Ｌｉ Ｙｏｕｄｅ１，Ｍｅｎ Ｙｕｚｈｕｏ１，Ｄｅｎｇ Ｙａｎｇｑｉｎｇ１，２
（ １．Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ； ２． ＦＡＷ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｒ＆Ｄ Ｃｅｎｔｅｒ） 【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｄｏｕｂｌｅ－ ｗｉｓｈｂｏｎｅ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ａ ｌｉｇｈｔ ｖｅｈｉｃｌｅ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＡＤＡＭＳ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｒｕｎｎｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ，ｔｈｅ ｒａｎｄｏｍ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ｌｅｆｔ ａｎｄ ｒｉｇｈｔ ｗｈｅｅｌ ｗａｓ ｃｒｅａｔｅｄ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗａｓ ｕｎｃｏｖｅｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｍｏｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｉｇｅｎａｌ ｇｕｉｄｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ’ｓ ｃｈａｎｇｅｓ ａｒｅ ｌｅｓｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ ａｌｌ ｔｈｅｙ ａｒｅ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｒａｎｇｅｓ．Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ － ｃｅｎｔｅｒ － ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌ ｓｉｄｅ ｓｌｉｐｐａｇｅ ａｒｅ ｂｉｇｇｅｒ，ａｎｄ ａｒｅ ｓｔｉｌｌ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｒａｎｇｅｓ ａｆｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｇｏａｌ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ．
双横臂螺旋弹簧独立悬架的分析与计算
双横臂螺旋弹簧独立悬架的分析与计算摘要：本文针对双横臂螺旋弹簧独立悬架进行分析与计算。
首先，介绍了该悬架的结构特点，然后，建立了悬架的运动学和动力学模型，通过对模型的分析，对悬架的行驶性能进行了分析和计算。
最后，通过对计算结果的分析，得出了适用于该悬架的优化参数，从而提高了悬架的性能。
关键词：双横臂螺旋弹簧独立悬架，运动学模型，动力学模型，行驶性能，优化参数正文：1. 引言汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一，负责支撑汽车重量和吸收路面的震动，保证汽车平稳运行。
随着汽车发展的进步，悬架系统的要求越来越高。
本文研究的双横臂螺旋弹簧独立悬架是一种新型的悬架，具有结构简单、重量轻、耐久性好等特点。
该悬架系统将横向悬挂支架和纵向悬挂支架相结合，同时采用螺旋弹簧作为弹簧元件，能够大大提高汽车的行驶性能。
2. 悬架结构分析双横臂螺旋弹簧独立悬架是由两个横向悬挂支架和两个纵向悬挂支架构成的。
其中，横向支架与车身垂直，呈梯形分布，上端与车身固定，下端有球头连接轮毂。
纵向支架与车身平行，通过凸轮控制台架固定在轮轴上。
纵向支架的下端也有球头连接轮毂。
螺旋弹簧作为弹簧元件，负责支撑车身重量，并吸收路面的震动。
3. 模型建立针对双横臂螺旋弹簧独立悬架，建立了运动学和动力学模型，以求出悬架的运动和力学特性。
(1) 运动学模型双横臂螺旋弹簧独立悬架的运动学模型采用四杆机构模型，以提高模型的准确性。
运动学模型主要由下列方程组成：$ x_0 = x_1 + l_1 \ cos\theta_1 + l_2 \ cos\theta_2 $$ y_0 = y_1 + l_1 \ sin\theta_1 + l_2 \ sin\theta_2 $$ \theta_2 = \theta_3 - \theta_1 $$ \theta_2 = \arcsin\frac{y_0-y_1-l_1 \ sin\theta_1}{l_2} $$ \theta_1 = \arctan\frac{x_0-x_1-l_1 \ cos\theta_1}{l_2 \cos\theta_2} $$ \theta_3 = \arctan\frac{y_3-y_2}{x_3-x_2} $其中，$x_0$、$y_0$为车身中心点坐标，$x_1$、$y_1$为悬架上端点坐标，$x_3$、$y_3$为悬架下端点坐标，$\theta_1$、$\theta_2$、$\theta_3$为转角，$l_1$、$l_2$为悬架的长度。
双横臂螺旋弹簧独立悬架的分析与计算
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横 臂 独 悬 架 的 导 向机 构 运 动 、刚 度 阻
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尼特性 计算求解复杂。为解决双横臂独
立 悬 架 任 初 始 设 计 阶 段 的 求 解 ，本 文 利
用 机 构 运 动 学 与 虚 功 原 理 ，求 解 双 横 臂 独 立 悬 架 的 运 动 、 刚 度 阻 尼 特 性 ，得 到
Ｆｄ Ｎ ＝ Ｆ ｄ Ｒ Ｃ Ｏ Ｓ （ ∞一ｙ） ＝ Ｆ ｄ日 Ｃ １ Ｏ Ｓ （ ０ ２ 一ｙ）
ｃ ［ Ｃ Ｏ Ｓ （ ∞一Ｙ） （ ｊ 。 Ｊ 】 ＝ｃ ， （ ｆ ｆ ／ ｊ ）
所以 ：
ｃ Ｔ（ １ ５ Ｃ Ｏ Ｓ （ ￣ 一ｖ ） Ｃ ｆ
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图 ２ 双横臂悬架分析示意 图
确 定 悬 架 要 参 数 的 计 算 方 法 。
图１ 双横臂悬 架结构简化示意 图
１ 下摆 臂 ２ ．转 向 节 ５ ． 车 轮
１ 双横臂独立悬架简 化结构
蚁 横 臂 独 立 悬 架 根据 螺 旋 弹 簧 与 减 振 器 安 装 位 置 的 不同 分 为 上 置 式 和下 置 式 ， 呵根 据 空 间 要求 进 行 布 置 。本 文 研 究 螺 旋 弹 簧 与 减 振 器 安 装 在 摆 臂 的 下
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汽 车技 术 Ｑ Ｉ ｃ Ｈ Ｅ Ｊ Ｉ ｓ Ｈ ｕ
悬 架 埘 整 车 的 平 顺性 和 操 纵 稳 定 性 过 球 副 与 转 向 节 下 点 连 接 ；上 摆 臂通 过 有 重 要 影 响 ，装 何 双 横 臂 独 立 悬 架 的 车 旋 转 副 与 车 架 连 接 、通 过 球 副 与 转 向 节
双横臂扭杆弹簧独立悬架设计说明书
双横臂扭杆弹簧独立悬架设计说明书姓名：李玲玉班级：车辆0803学号：3080401063江苏大学2012年2月20日目录目录 (2)一、前言 (3)二、悬架的选择 (3)三、悬架主要参数确定 (4)1、悬架静挠度 (4)2、悬架的动挠度 (5)3、悬架弹性特性 (5)4、悬架侧倾角刚度 (5)四、弹性元件设计 (6)1、扭杆弹簧分类 (6)2、扭杆弹簧的设计 (6)3、扭杆弹簧的校核 (12)五、导向机构设计 (13)1、对前轮独立悬架导向机构的要求 (13)2、悬架导向机构参数 (13)3、纵向平面内上、下横臂的布置方案 (14)4、横向平面内上、下横臂的布置方案 (15)5、水平面内上、下横臂动轴线的布置方案 (15)6、上、下横臂长度的确定 (17)7、下摆臂结构的强度设计 (17)六、转向节设计 (18)1、转向节参数选择 (18)2、转向节的校核 (18)七、参考文献 (20)一、前言悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把悬架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接起来。
其主要任务是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并且缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力[1]。
悬架由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。
二、悬架的选择悬架可以分为独立悬架和非独立悬架，独立悬架主要用于对乘坐舒适性较高的场合，如：乘用车和部分商用车的前悬架，非独立悬架主要用于商用车后悬架，成本相对较低。
本次设计任务是限乘5人的轿车前悬架，对舒适性要求很高，故采用独立悬架。
目前乘用车的前悬架广泛采用上下臂不等长的双横臂独立悬架和麦弗逊式独立悬架。
悬架依据弹性元件的不同，目前主要有螺旋弹簧、钢板弹簧、扭杆弹簧及空气弹簧。
相比其他弹簧，扭杆弹簧有如下优点：1.单位质量的储能是钢板弹簧的3倍，所以采用扭杆弹簧的悬架质量轻、结构简单、占用空间小。
双横臂独立悬架设计计算说明书
（2）
（3）
其中，A=-2L3(S0-S), B=-2L3y, C=L22-L32-( S0-S)2-y2
A0=-2L3S0, B0=-2L3y , C0=L22-L32- S02-y2
A=-2L3(S0+S), B=-2L3y, C=L22-L32-( S0+S)2-y2
L1——转向机齿条左右球铰中心的距离；
在水平面俯视图中，描述EFG左轮转向梯形机构运动学的机构几何参数主要有：EE=L1，EF= L2，FG= L3，车架上齿条移动方向线EE与前轮轴线的偏移距Y（轴线在前方时，取正值），转向节臂FG相对于汽车纵向的安装角0。另外，左右车轮的转向角分别用、表示。
双横臂独立悬架系统的弹性元件可采用螺旋弹簧或扭杆弹簧，阻尼元件常用筒式减振器。根据整车结构布置，弹簧和阻尼元件通常安装于下横臂与车架（车身）之间，但也有安装于上横臂与车架（车身）之间的情形。因此，导向机构各构件及各连接铰点的受力大小与方向，与弹簧元件的类型和安装位置密切相关。
图1
描述悬架ABCD导向机构运动学的机构几何参数主要有：上横臂杆长AB=h1，转向主销球铰中心距BC= h2，下横臂杆长CD=h3，上、下横臂的摆角、（横臂向外下倾时，取负值），转向主销内倾角0。为简便计，不考虑主销后倾角的影响，并假设上、下横臂与车架铰接的轴线均平行于车辆纵向，则图示导向机构ABCD的上、下横臂AB、CD和转向主销轴线BC将始终在过前轮轴线的汽车横向垂直平面内运动。
18,9.66615773468722,9.20289398968651,8.92027
20,10.7839217185358,10.2101084243783,9.865492
22,11.9125339539082,11.2156770311531,10.80399
越野车双横臂式独立悬架设计说明书
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘要双横臂式独立悬架是常见的悬架形式之一，在汽车领域有着广泛的应用，要求具有稳定的可靠性。
其突出优点是在于设计的灵活性，可以通过合理选择空间导向杆系的接触点的位置及控制臂的长度，使得悬架具有合理的运动特性。
本设计2.0L越野车车型进行双横臂式悬架的设计，利用平面作图法和平面解析法对悬架的上、下横臂的尺寸和空间布局进行设计，计算选用双同时减震器和螺旋弹簧匹配悬架系统，保证轮胎的几何定位参数在各种悬架的摆动情况下都符合汽车行驶的要求，反复核算以保证在各种形式条件下获得最佳平顺性和操作稳定性。
关键字：双横臂式独立悬架；越野车；螺旋弹簧；双筒式减震器-I-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）AbstractDouble wishbone independent suspension is a common form of suspension in the automotive sector has a wide range of applications, requires a stable reliability.Advantage lies in its outstanding design flexibility,a reasonable choice by the Department of guide bar contact point location and the length of the control arm,making the suspension has a reasonable flow conditions.2.0L SUV models the design of double wishbone suspension design,mapping method and the plane using the plane analytical method the suspension of the upper and lower arm of the size and spatial layout design,calculations also use double-shock matching device and the coil spring suspension system,Geometric alignment parameters to ensure that the tire swing in a variety of suspension cases are in line with the requirements of automobile driving,repeated in various forms of accounting to ensure the best under the conditions of smoothness and operational stability.Keywords:Double wishbone independent suspension；off-road vehicles；coil spring；double-barrel shock absorber-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课题研究的目的和意义 (1)1.2要研究内容 (2)第2章悬架 (3)2.1悬架的功用和组成 (3)2.2汽车悬架的类型 (3)2.3双横臂独立悬架 (4)第3章悬架主要参数的确定 (6)3.1悬架静挠度 (6)3.2悬架的动挠度 (7)3.3悬架弹性特性 (7)3.4小结 (7)第4章独立悬架导向机构设计及强度校核 (9)4.1设计要求 (9)4.2导向机构的布置参数 (9)4.2.1侧倾中心 (9)4.2.2纵倾中心 (9)4.3双横臂式独立悬架导向机构设计 (10)4.3.1纵向平面内上、下横臂轴布置方案 (11)4.3.2横向平面内的上、下横臂的布局方案 (11)4.3.3水平面内上、下横臂轴的布置方案 (12)4.4悬架螺旋弹簧刚度及应力计算 (13)4.4.1螺旋弹簧材料的选择 (14)4.4.2弹簧几何参数的计算 (15)4.4.3弹簧的校核 (17)4.5小结 (17)第5章减振器机构类型及主要参数的选择计算 (18)5.1分类 (18)5.2相对阻尼系数 (18)-III-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）5.3减振器阻尼系数的确定 (20)5.4最大卸荷力的确定 (21)5.5简式减振器工作缸直径D的确定 (21)5.6小结 (21)第6章CATIA V5三维建模 (22)6.1关于CATIA V5 (22)6.2CATIA应用现状 (22)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)-IV-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课题研究的目的和意义当代汽车工业已成为国民经的支柱产业之一，其发展水平反映了一个国家工业技术的综合水平，而且是否具有独自的开发技术关乎一个民族汽车工业的生死存亡。
扭杆式双横臂独立悬架改型设计与运动特性分析
扭杆式双横臂独立悬架改型设计与运动特性分析扭杆式双横臂独立悬架是现代汽车中较为常见的独立悬架类型之一。
在车身结构紧凑、悬架要求低重心、低重量的轿车和跑车上使用较多。
本篇文章将介绍该悬架的设计改型和运动特性分析。
设计改型扭杆式双横臂独立悬架由两个横向安装的悬架臂和一根垂直安装的扭杆构成。
设计改型主要针对悬挂结构材料的改进、减轻重量、提高刚度等方面。
首先，通过对扭杆进行轻量化设计，使用高强度材料，如碳纤维增强复合材料等使其强度更高、重量更轻。
同时，考虑到悬挂部件经常受到冲击和振动，应采用抗疲劳材料，提高悬挂寿命。
其次，改进悬架臂的结构设计，采用多孔形式增加刚度，减少重量。
新型结构的悬架臂可以通过调整截面形状和孔洞位置，获得足够的强度和刚度，并可大幅降低重量。
同时，为提高抗扭强度，悬架臂的中空截面会尽量保持圆形或类圆形。
最后，改进悬架连接它件的设计，采用高强度合金连接头，在确保连接稳固的同时，尽可能缩小其尺寸。
在相同强度的情况下，新型连接头的尺寸相对更小，在重量和占用空间两个方面得到了优化。
运动特性分析扭杆式双横臂独立悬架的运动特性受到悬挂构造、悬挂几何学和悬挂参数等多种因素的影响。
以下是该悬架的运动特性分析：1. 压缩表现当车辆转向、行驶在崎岖路面上或路面高度变化较大时，车轮可能会不断向上压缩，导致悬挂处发生较大的位移。
这时，扭杆发挥了扭转作用，对弯曲作用产生了补偿，保证车身的稳定性。
2. 控制换向悬架的换向性能主要由车轮对车身的横向力传输效率、扭杆和横向连接件的弯曲刚度等因素共同决定。
较高的刚度可以减少转弯时的侧倾，使车辆行驶更加平稳。
3. 提高悬挂舒适度扭杆式双横臂独立悬架中的横臂和扭杆是负责吸收震动的主要构件，在处理小幅路面起伏时非常有效。
此外，悬架臂长度的设计也对舒适性有直接影响。
较长的臂可以减少车身对细微路面不平度的反应，提高乘坐舒适度。
总之，扭杆式双横臂独立悬架适用于运动型车辆的悬挂系统。
扭杆式双横臂独立悬架改型设计与运动特性分析
主 题词 ： 独立 悬 架
双 横臂 扭杆 式
优 化设 计
运动特 性
中图分 类号 ： ４ ３３ 文 献标识 码 ： 文章 编号 ：０ ０ ３ ０ （０ ０ ０ — ０ ９ ０ Ｕ ６． １ ３ Ａ １０ —７ ３２ １ ）１０２ —５
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双横臂独立悬架运动特性分析
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主销后倾角 3 和主销内倾角 &： !+/・! ( 3 * #:);< !+/・" ) !+/・! ’ & * #:);< ) !+/・" "/ 9/ " 车轮外倾角 ’ !45 ・+,- (45 ’ * #:);< ? !45 ・)*+ (45 !45 的方向角。 式中， (45 为向量"/ 9/ !
坐标系的建立
为了方便，需要建立基础坐标系 ! " #$%、上控 制臂运动坐标系 ! " ## $# %# 、下控制臂运动坐标系 如图 # 所示。 ! ! ( # ! $ ! %! ， !) #) # 基础坐标系 ! " #$% ! " #$% 的原点 ! 为上控制臂球头中心在其回 转轴线上的垂足， 坐标轴分别和整车坐标系平行， 即 正方向指向左侧；$ # 轴垂直于汽车的纵向对称面， 轴垂直于横向铅垂面， 正向指向汽车后方； % 轴按右 手定则确定， 正方向向上。 !) #) ! 上控制臂运动坐标系 ! " ## $# %# ! " ## $# %# 的原点为 ! 点， $# 轴沿上控制臂的
" " "
式中， "5* 为汽车空载时轮胎印记中心的 " 坐标。 "/ 9/ 7 主销偏距 :%22 和主销后倾拖距 :7+; 主销中心线和地面的交点为 )， 偏距 :%22 和主销 后倾拖距 :7+; 为： !5・! !)・! % !7 & :%22 * ’&’ ! ! ! ! * & % !8 & :7+; -5・( -)・(
上置扭杆式双横臂独立悬架运动特性分析
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