悬架系统设计计算书

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
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 )
由于这里侧倾角θ很小，所以上述方程可 以简化为： 而整车的侧倾角刚度为前后悬架的侧倾角 刚度之和，即：
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
G ——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；
G
i ——弹簧工作圈数，初取6.0圈；
Dm ——弹簧中径，初取130mm； d ——弹簧钢丝直径，mm。
d 由公式（5）可以得的计算公式如下 d 4 i • 8 • Dm3 • Cs G
G i Dm d 弹簧钢丝直径为：d
n
l
350.5
1.6
6.609857394
6.609857394
350.5 0.027925268
4.957393046
4.957393046
后悬架弹簧钢丝直径计算
同样根据下面的公式
d 4 i • 8 • Dm3 • Cs G
G
吉大仿真 后弹簧的 刚度 N/mm 80000
i
6
Dm
110
d
7.932236692
所以前弹簧的刚度Csf N/mm
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
Baidu Nhomakorabea
Gd 4 8Dm3 • i
由于连接处橡胶件的变形，稳定杆的侧倾 角刚度会减小约15％～30％。这里取 20％，因此，横向稳定杆作用的侧倾角刚 度
K
' bf
11679023.12 9343218.495
2.2、后悬架弹簧刚度计算
吉大仿真 前弹簧的 刚度 N/mm 80000 6 130 8.952131093 10.mm
b 327.2
弹簧与与下摆臂垂线的夹角(空间)a rad 弹簧的刚度 N/mm
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/mm
K m * ( H
3.2 前后悬架侧倾角刚度
1 前悬架螺旋弹簧作用的侧倾角 刚度
K s
1 2
C
s
(B p
lb n
cos )2
弹簧中心线与下控制臂的垂线的夹角 a 参数
前悬架的侧倾角刚度 K sf
N.mm/rad
考虑衬套扭转时的刚度有约为15％~20% 的影响；
deg 13.2
l 3803.9
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
1762455.145
rad 0.230383457
p 3918.6
2.前横向稳定杆刚度计算
前悬架横向稳定杆的机构简图如下
横向稳定杆自身的角刚度计算可根据下面 的公式，具体参数可由横向稳定杆简图得 出：
3EI L 2
Kbf
2
L13
a
3
L 2
ab
2 4L22 b
c
式中：E：材料的弹性模量，N/mm2；
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
3、后悬架静挠度的计算
前悬架垂向变形量（mm）
2、弹簧刚度计算 2.1、前悬架弹簧刚度计算
空载 56.15497608
半载 85.68500616
b 255.7 弹簧与下摆臂垂线的夹角(空间)a 、 rad 弹簧的刚度 N/mm
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%
半载 1.416348179
空载 91.88046599
半载 123.7446116
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 1.5
后悬满载簧载质量 64.835
后悬架的刚度 N/mm
5.759062199
2、后悬架的偏频计算
项目 n Hz
空载 2.102514762
半载 1.702083104
m (H h) G (H h) (Kf Kr )
K Kf Kr
满载簧载质量
侧向加速度μ g为重力加速度, 取
g=9.8m/s2 μ=0.4g m/s2
侧倾角度
rad
满载整车簧上质量质心高度H mm
262
4.9 0.043633231
452
整车的侧倾角刚度 K N•mm/rad
13443870.11
后轴荷（kg）
半载
满载
单侧前悬架非簧载质量（kg）
单侧后悬架非簧载质量（kg）
前悬侧倾心高 mm
后悬侧倾心高 mm
参数值 475 460 452
819.15
857.96
950.34
900 900 1905 200 300 114 147.2928 150.33 86 120.7072 149.67
9 10 10.69 57.45