螺旋弹簧悬架安装倾角分析
弹簧螺旋角计算公式
弹簧螺旋角计算公式弹簧螺旋角是在弹簧设计和制造中一个非常重要的参数。
它的计算对于确保弹簧能够正常工作，满足特定的性能要求具有关键意义。
咱们先来说说弹簧螺旋角到底是啥。
想象一下一个弹簧，就像咱们常见的那种压缩弹簧或者拉伸弹簧，它一圈一圈绕起来的那个角度，就是螺旋角啦。
这个角度的大小会影响弹簧的很多性能，比如它的弹性、承载能力等等。
那怎么计算这个螺旋角呢？一般来说，我们可以用下面这个公式：tanα = p / (πd)这里的α就是螺旋角，p 是弹簧的螺距，d 是弹簧的中径。
可能有人会问，啥是螺距？啥又是中径？别着急，咱们一个一个来解释。
螺距呢，就是弹簧相邻两圈对应点之间的轴向距离。
比如说，你拿一个弹簧，从这一圈的某个点，到相邻的下一圈的对应点，这之间的距离就是螺距。
中径呢，就是弹簧钢丝中心线所在圆柱的直径。
我给您举个例子哈。
比如说有一个弹簧，它的螺距是 10 毫米，中径是 50 毫米。
那咱们来算算它的螺旋角。
tanα = 10 / (π×50) ，算出来之后，再用反正切函数就可以求出螺旋角α啦。
在实际的工程应用中，弹簧螺旋角的计算可不是这么简单就完事儿的。
还得考虑很多其他的因素，比如说材料的特性、工作环境的要求等等。
我记得有一次，我们工厂要生产一批特殊规格的弹簧，用于一种新型的机械设备。
客户对弹簧的性能要求特别高，其中就包括对螺旋角的精确控制。
我们的工程师们可真是费了好大的劲儿，反复计算、试验，不断调整参数，就为了能让弹簧达到最佳的性能。
那几天，整个车间都弥漫着紧张的气氛。
大家都知道，这批弹簧要是做不好，不仅影响订单，还可能影响咱们厂的声誉。
最后，经过大家的努力，终于算出了合适的螺旋角，生产出了让客户满意的弹簧。
所以说啊，别看这小小的弹簧螺旋角，里面的学问可大着呢！它需要我们仔细计算，精心设计，才能让弹簧发挥出最好的作用。
总之，弹簧螺旋角的计算公式虽然看起来不复杂，但要真正运用好，还得结合实际情况，综合考虑各种因素。
悬架系统计算报告样本
悬架系统计算报告项目名称：03月编号：版本号：V1.0修订记录目次1 概述 (1)1.1 计算目的 (1)1.2 悬架系统基本方案介绍 (1)1.3 悬架系统设计的输入条件 (2)2 悬架系统的计算 (3)2.1 弹簧刚度 (3)2.2 悬架偏频的计算 (3)2.2.1 前悬架刚度计算 (4)2.2.2 前悬架偏频计算 (4)2.2.3 后悬架刚度计算 (5)2.2.4 后悬架偏频计算 (6)2.3 悬架静挠度的计算 (6)2.4 侧倾角刚度计算 (7)2.4.1 前悬架的侧倾角刚度 (7)2.4.2 后悬架的侧倾角刚度.......... 错误! 未定义书签。
2.5 整车的侧倾角计算 (10)2.5.1 悬架质量离心力引起的侧倾力矩 (11)2.5.2 侧倾后, 悬架质量引起的侧倾力矩 (12)2.5.3 总的侧倾力矩 (12)2.5.4 悬架总的侧倾角刚度 (12)2.5.5 整车的侧倾角 (12)2.6 纵倾角刚度 (12)2.7 减振器参数 (13)2.7.1 减振器平均阻力系数的确定错误! 未定义书签。
2.7.2 压缩阻尼和拉伸阻尼系数匹配 (16)2.7.3 减震器匹配参数 (16)3 悬架系统的计算结果 (17)4 结论及分析 (18)参考文献 (18)1概述1.1 计算目的经过计算，求得反映MA02-ME10Q纯电动车悬架系统性能的基本特征，为零部件开发提供参考。
计算内容主要包括悬架刚度、悬架侧倾角刚度、刚度匹配、悬架偏频、静挠度和阻尼等。
1.2 悬架系统基本方案介绍MA02-ME10 0纯电动车前悬架采用麦弗逊式独立悬架带横向稳定杆结构，后悬架系统采用拖曳臂式非独立悬架结构。
前、后悬架系统的结构图如图1、图2:图1前悬架系统图2后悬架系统1.3 悬架系统设计的输入条件悬架系统设计输入参数如表1:表1悬架参数列表22.1 弹簧刚度根据KC试验数据分析，选定弹簧刚度：前悬架弹簧刚度为：C sf 20N/mm；后悬架弹簧刚度为：C sr 21.7N/mm；2.2 悬架偏频的计算悬架系统将车身与车轮弹性的连接起来，由此弹性元件与它所支承的质量组成的振动系统决定了车身的固有频率，这是影响汽车行驶平顺性的重要性能指标之一。
汽车悬架螺旋弹簧模态分析和试验验证
汽车悬架螺旋弹簧模态分析和试验验证杨成龙;孙付春;王小龙;郭长红【摘要】汽车零部件在固有频率下工作,振动系统会发生强烈的共振,导致零部件发生破坏,并将振动放大,影响整车舒适性.使用ANSYS Workbench分析软件提供的模态分析功能,建立汽车悬架螺旋弹簧的有限元模型,分析了汽车悬架弹簧的自由模态和工作模态,并进行了模态试验验证.验证结果可为整车设计和弹簧优化提供依据.【期刊名称】《成都大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】4页(P174-177)【关键词】汽车悬架;螺旋弹簧;ANSYS模态分析【作者】杨成龙;孙付春;王小龙;郭长红【作者单位】成都大学机械工程学院,四川成都610106;成都大学机械工程学院,四川成都610106;成都大学机械工程学院,四川成都610106;四川宁江山川机械有限责任公司,四川成都610106【正文语种】中文【中图分类】U463.33;O241.82汽车悬架弹簧是汽车行驶系统中的一个关键零部件，其关系到整车舒适性以及操纵稳定性等多项性能[1].对大多数乘用车，汽车悬架主要采用螺旋弹簧.对此，史小辉等[2-5]利用有限元工具进行了汽车悬架弹簧的CAE研究，通过传统力学分析、轴线应力分析和等效表面应力分析3种方法,研究了不同类型汽车悬架弹簧的应力分布规律、计算理论以及部分类型弹簧的点应变曲线,给出了不同类型的汽车悬架弹簧相应的应力算法,为汽车悬架弹簧的设计提供了新的应力分析方法和判断准则.作为行驶系统中的储能原件，确保弹簧刚度和强度是弹簧的基本设计要求，但避免共振现象发生也是非常重要的性能要求[6-7].此外，模态分析在弹簧研究中也有着重要的地位.汽车悬架弹簧设计不仅要考虑自身的强度、刚度和疲劳耐久性能，其模态分析结果也将会逐渐成为悬架设计的重要考虑因素之一[8].本研究利用有限元技术的静力分析对弹簧模型进行了正确性验证，通过有限元技术上得到了弹簧的固有频率和模态振型，并与模态试验进行了对比和相互验证.模态分析是基于振动理论基础，主要用于评价系统固有振动属性的一种方法和工具，用于研究系统的物理参数模型、模态参数模型和非参数模型的关系.有限元分析是利用数学近似的方法对真实物理系统进行模拟.有限元分析具有计算精度高、能适应各种复杂形状等特点，是模态分析行之有效的工程分析手段.一般情况下，对N阶自由度线性系统来说，其运动方程为，从单自由度带阻尼模型看，固有频率只与系统本身质量和刚度有关，与阻尼无关，所以分析模态就是为了求解有限自由度无阻尼、无外载荷为条件的运动方程的模态矢量，故模态方程可最终简化为，K=ω2MX方程(2)的根是，即特征值，i的范围从1到自由度数目，特征值的平方根ωi就是固有频率，特征向量X为振型，即假定结构以频率fi振动时的形状.对于方程(2)ANSYS分析软件提供了7种模态提取方法：Lanczos法、Subspace 法、Power Dynamics法、Reduced/Householder法、Unsymmetric法、阻尼法和QR阻尼法.Lanczos法是一种功能强大的方法，经常运用在具体实体单元或壳单元的模型中，是一个频率范围内的模态有效提取方法，可以很好地处理刚体振型.将式(1)进行拉氏变换，变换到拉氏域，(s2M+sC+K)X(s)=F(s)用jω代替s，进入傅氏域内处理，可以看出：有限元模态理论是基于结构内部动力学方程求解的过程，试验模态是基于激励和响应的传递函数来辨识结构模态.两种不同方法的模态结果能够很好吻合，可以相互验证.本研究对象的弹簧结构采用CATIA V5R20建模，根据图纸，采用GSD模块先建立螺旋线，通过圆扫掠，最后通过Part Design模块进行封闭曲面得到弹簧实体模型.由于ANSYS Workbench 15.0平台具有很好的CAD数据接口，可以直接读取CATIA数据，本试验选用了该软件平台进行计算.有限元模型采用网格尺寸为3 mm的自由网格划分，网格数量为6 788.试验所用材料参数如表1所示.为了验证模型的计算精度，先对弹簧进行静力分析，获取弹簧的刚度并与设计值进行对比.加载方式和弹簧工作方式一致，下弹簧座处底部固定，上弹簧座施加Y向位移载荷，加载位移大小如表2所示.弹簧刚度计算误差在设计值5%以内，说明单元质量和网格密度选择合适，可以满足后面的模态计算精度.弹簧振动中心(压缩228 mm)处的应力如图1(a)所示，位移如图1(b)所示.弹簧名义负荷(压缩229 mm)处的应力如图2(a)所示，位移如图2(b)所示.本次模态有限元计算采用的是Lanczos法，提取了前7阶模态数据如表3所示，模态振型如图3所示.本次模态试验使用的是LMS SCADAS Mobile模态测试系统，几何模型为线框模型.弹簧一圈建立4个点为测试点.自由模态测试要求整个被测对象悬空，释放X、Y、Z 3个方向的平动和X、Y、Z3个方向的转动.一般做法是使用橡皮筋将被测对象悬挂在1个刚性架子上.本次测试同样是使用该方法进行测试.本次模态试验采用的是移动力锤法.锤击示波：将三向加速度传感器用502胶水粘贴在弹簧一端的1个测点上，先用力锤敲击另一端的某个测点，并从X、Y、Z 3个方向分别敲击几次，把握力锤激励的力度，保证测试系统能确定一个合适的量程范围.确定量程范围后，测试过程中尽量保持这个敲击力度，以免敲击过轻使有些模态激励不出来，敲击过重又使传感器超量程，导致测试数据无效.进行锤击测试的设置，即触发级、带宽、窗及锤击点.由于本次分析的汽车悬架弹簧为螺旋弹簧，结构为螺旋的钢丝，而且有的地方空间狭小，力锤根本没办法敲击，所以在可以敲击到的测点处尽量敲击X、Y、Z 3个方向，以保证模态测试结果的正确性.模态试验结果如表4所示.试验模态振型如图4所示.通过有限元模态结果与试验模态结果对比，不难发现，在47 Hz和48 Hz频率时，试验模态未能分辨出振型，然而有限元模态能分辨出来，且试验模态和有限元模态分析结果误差在1 Hz以内，相差很小.本研究的模态分析结果能很好吻合，说明有限元模型的可信度非常好.考虑到悬架弹簧在汽车底盘的安装位置和安装空间，避开X向和Y向的较大振动是必要的，悬架弹簧固有频率段在0～100 Hz.本研究结果证实，利用有限元模态分析技术可以预估汽车悬架弹簧的模态参数，并在整车设计阶段或弹簧设计阶段避开弹簧的共振点.。
乘用车后螺旋弹簧装配工艺研究
乘用车后螺旋弹簧装配工艺研究摘要：本文所阐述的工艺方法中，属于合装前预压弹簧的有使用独立夹具对弹簧预压及使用带弹簧预压功能的合装夹具；属于合装中顶压弹簧的有使用与车身Z向固连的吊具，使用车身Z向锁止铁链以及使用二次举升的装配方法，属于合装后嵌入弹簧的是使用机械手臂嵌装弹簧。
然而，乘用车后螺旋弹簧的装配工艺方法有很多，并不局限于文中所阐述的几种。
但对于一款新的车型来说，车身结构，生产线构造，生产节拍，生产成本等要求都是影响后簧装配方案选择的要素。
只有综合考虑以上因素才能为后螺旋弹簧的安装选出最适合的装配工艺。
1前言：在汽车装配过程中悬架弹簧的装配一直是一个装配难点[1]。
对于一般轿车的前悬架结构而言，弹簧与减震器通常作为一个整体（弹减一体）总成供货，弹簧一直处于压缩状态，因此与车身合装时，仅需要使控制臂处于最大下跳位置即可完成装配。
而对于未设计成弹减一体结构的后悬架车型来说，由于后簧的初始状态为自由状态，而合装完成后是处于压缩状态的，装配过程中由自由状态转变成压缩状态就需要充分考虑弹簧压缩时所带来的反作用力对车身的作用，因此后悬架装配就要相对复杂很多。
2后螺旋弹簧的装配工艺为了解决后螺旋弹簧的装配问题，不同的主机厂根据自身的生产特点及需求设计了不同的装配工艺。
大致可分为合装前预压弹簧，合装中顶压弹簧和合装后嵌入弹簧。
下面将对各种方法及其优缺点进行分析和说明。
（1）使用独立夹具对弹簧预压独立的弹簧保持夹具对副车架、控制臂甚至弹簧上、下软垫的结构都有着特殊的要求。
能够适用独立的弹簧保持夹具有时也是优秀同步工程的良好体现。
例如马自达CX-4车型，利用弹簧上、下软垫做夹具的一部分，再加上一根具有特殊限位结构的螺纹套杆就形成了对后螺旋弹簧进行预压紧的专用夹具。
弹簧先在气动压机上进行压缩，利用上下软垫与螺纹套杆形成的夹具使后簧保持在压缩状态，将压缩状态的弹簧连同夹具一同放置在安装位置，如图1所示，待后悬架系统安装完成后将弹簧夹具拆除，弹簧的回弹依靠悬架结构来限制。
麦弗逊悬架前轮外倾角偏差分析
机电工程技术第50卷第01期MECHANICAL&ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY Vol.50No.01 DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2021.01.061王小海，张少雄，居坤，等.麦弗逊悬架前轮外倾角偏差分析[J].机电工程技术，2021，50(01)：214-218.麦弗逊悬架前轮外倾角偏差分析王小海，张少雄，居坤，李明（广州汽车集团股份有限公司工程研究院，广州511434）摘要：通过介绍运用二维及三维尺寸链工具对麦弗逊悬架前轮外倾角制造偏差进行分析，并根据分析结果设计了麦弗逊悬架关联零部件，如减震器、转向节、后副车架的关联尺寸公差，解决了麦弗逊悬架前轮外倾角制造偏差问题，保证了整车的行驶性能。
关键词：麦弗逊悬架；外倾角；尺寸链中图分类号：TH134U46文献标志码：A文章编号：1009-9492(2021)01-0214-05Analysis of Camber Deviation of Mcpherson Suspension Front WheelWang Xiaohai,Zhang Shaoxiong,Ju Kun,Li Ming(The Automotive Engineering Institute,Guangzhou Automobile Group Co.,Ltd.,Guangzhou511434,China)Abstract:By introducing the use of two-dimensional and three-dimensional dimension chain tools to analyze the manufacturing deviation of the front wheel camber of McPherson suspension,according to the analysis results,the related dimensional tolerances of the related parts of McPherson suspension,such as shock absorber,steering knuckle and rear subframe were designed to solve the manufacturing deviation of the front wheel camber of McPherson suspension,the driving performance of the whole vehicle was ensured.Key words:McPherson suspension;camber angle;dimension chain0引言在消费者购车过程中，整车行驶过程中的操纵稳定性和行驶平顺性感受成为消费者购车驱动的重要因素。
汽车后桥螺旋弹簧分析标准
螺旋弹簧分析标准
1 问题：后桥总成上装配后螺旋弹簧下隔震垫时，没有装配基准位置后悬架螺旋弹簧无法装 配到位 对策：1）在后桥总成上加孔
2）增加决定后螺旋弹簧下隔震垫的位置及防止回转用的基准凸台
2 问题：后减振器座上装配后螺旋弹簧上隔振垫时，由于干涉导致起翘及紧贴不良引起噪音
对策：变更后螺旋弹簧上隔振垫形状
后桥总成 后螺旋弹簧下隔振
3 螺旋弹簧上端距离较近，存在干涉风险 , 根据压缩量，设计合理的间距，避免干涉
4.与橡胶结构零部件配合过盈量建议设计范围为 1~2mm。
5. 后螺旋弹簧长度不适宜，后螺旋弹簧下安装橡胶垫未起到限位作用 对策：优化结构，使后螺旋弹簧下安装橡胶垫对螺旋弹簧起到限位作用，参考图示。
（对策）
6. 后螺旋弹簧下安装橡胶垫与后悬下摆臂无定位结构，无法保证装配的一致性 对策：建议后螺旋弹簧下安装橡胶垫增加定位柱与后悬下摆臂配合
。
基于ANSYS的汽车悬架螺旋弹簧有限元分析
体 传动控制 ，２ ０ ，５（ ０６ ３）：４ —６ ４４ 【１１ ． １ －． 体的 ＣＡＤ及 其有限元分析 ［ ．山 东 ： ２￣１ Ｑ４ Ｆ １６ 影 Ｄ】
于球面法向移动 ， 而后平面两端弯曲与球面接
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｔｈ ｔｅ ｓｄ ｓｒｂ ｔｏ ｆａｖ ｈｃ ｅｓ ｓ ｅ ｉｎｈ ｌｃ ｌ ｐ ｉｇ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄｂ ｓ ｄｏ ｔａｔ ｅｓｒ ｓ ｉｔｉｕ ｉ ｎｏ ｅ ｉｌ ｕ ｐ ｎｓｏ ｅ ｉａ ｒｎ ａ ａｙ ｅ ａ ｅ ｎＡＮ Ｓ Ｆ ｓ ｆｗ ａｅ ｓ ｓ Ｙ Ｅ ｏ ｔ ｒ ｉ ｈ ｓｐ ｐｅ， ｎ ｈｅｒ ｓ ｔｓ ｏ ｓｔ ａ ｈ ａ ｔｅ ｓｉ ｈ ｎｓｄ ｅ ｉｌ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ ｈ ｌｃ ｌ ｐ ｉｇ ｉ ａｇ ｒ ｎｔ ｉ ａ ｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｕｌ ｈ ｗ ｈ ｔｓ ｅ ｒｓｒ ｓ ｎ ｔ ｅ ｉ ｉ ｅｏｆａｖ ｈｃ ｅｓ ｓ ｅ ｓｏ ｅｉａ ｒｎ ｓｌｒ ｅ ｓ ｔ ｎｔ ｅｏ ｔｉｅ ｔ ｅｌｃ ｔｏ ｆｔｅｍ ａ ｉ ｕ ｈ ａ ｔｅ ｓｗｉｌ ｈ ｎ ｅｗ ｉ ｅｌ ａ ｈ ｎ ｅ ； ｅｍ ａ ｉ ｍ ｈ ａ ｈａ ｕ ｓｄ ； ｈ ａｉ ｎｏ ｈ ｘ ｍ ｍ ｓ ｅ ｒｓｒ ｓ ｌ ｃ ａ ｇ ｔ ｔ ｏ ｄｃ ａ ｇ ｓｔ ｘ ｍｕ ｓ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈｈ ｈ ｓｒ ｓ ｃ ｕ ｒ ｔｔ ｅ ｍ ｕｌ ｐ ｅ ｆ ０５ ｃ ｃｅ ｆａ ｖ ｈ ｃｅ ｓ ｐｅ ｓｏ ｅｉａ ｐ ｉｇ．Ｔｈ ｅｈ ｄ ｐｒ ｖ ｄ ｓ ａ ｔｅ ｓ ｏ ｃ ｒｓ ａ ｈ ｔ ｌｓ ｏ ． ｙ ｌ ｓ ｏ ｅ ｉｌ ｕｓ ｎ ｉｎ ｈ ｌｃ ｌｓ ｒｎ ｉ ｅ ｍ ｔｏ ｏ ｉｅ ｃ ｎ ｅ ｅ ｔ ｉ ｔ ｉ ｖ ｎ ｅｉｂｌ ｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｒ ｆｒ ｎ ｅｍ ａｅ ｉｌ ｏ ｈ ｐ ｉ ａ ｅ ｉ ｎｏｆｃ ｌ ｒｃ ｌ ｅｉａ ｏ ｖ ｎｉｎ ， ｎ ｕｔ ｅ ａ ｄ ｒ ｌ ｉ ａ ｅｍ ｔ ｏ ｎ ｅ ｅ ｅ ｃ ｔｒａｓｆ ｒｔ ｅｏ ｔｍ ｌｄ ｓｇ ｙ ｉ ｉａｌ ｈ ｌｃ ｌ ｎｄ ｙ ｓ ｒｎ ． ｐ ｉ ｇ Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｖ ｈ ｃｅＳｕ ｐｅ ｓｏ ｙｗ ｒ ： ｅ ｉ ｌ ｓ ｎ ｉ ｎ： ｈ ｌ ａ ｐ ｉｇ： ＡＮ Ｓ Ｓ： ｓｒ ｓ ｅｉ ｌ ｒｎ ｃ ｓ Ｙ ｔｅ ｓ
C形弹簧在麦弗逊悬架侧向性能调校的研究
10.16638/ki.1671-7988.2021.04.009C形弹簧在麦弗逊悬架侧向性能调校的研究刘丛浩1，薛少科1，王一臣2，王健2，孙晓帮1，张金峰1（1.辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121001；2.锦州立德减振器有限公司，辽宁锦州121007）摘要：由于麦弗逊悬架本身的结构特点，减振器支柱总成的安装通常不是竖直方向，使得减振器支柱总成不仅要承受垂向力，还要承受侧向力。
C形弹簧与普通螺旋弹簧相似，只是中心线是曲线，而不是直线，C形弹簧在非工作状态下是类似于英文字母C的形状。
受到垂直载荷时形状变为跟普通螺旋弹簧相似，但是弹簧力的作用线与其中心线仍具有一个夹角，该夹角使得减振器受力后存在平行于轴线的力与垂直于轴线的力，本文用最小二乘法拟合螺旋弹簧的曲率，得到侧载螺旋弹簧的中心曲率的初值，可以有效减小减振器所受的侧向载荷。
关键词：麦弗逊悬架；C形弹簧；侧向载荷；悬架调校中图分类号：U463.33+5.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)04-27-02Application Of C-spring In lateral Performance Adjustment Of McPherson Suspension Liu Conghao1, Xue Shaoke1, Wang Yichen2, Wang Jian2, Sun Xiaobang1, Zhang Jinfeng1( 1.College of Automobile and Transportation Engineering, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001;2. Jinzhou Leader Shock Absorber Co, Ltd, Liaoning Jinzhou 121007 )Abstract: Due to the structural characteristics of McPherson suspension, the installation of shock absorber strut assembly is usually not vertical. The shock absorber strut assembly should not only bear the vertical force, but also the lateral force. C- shaped spring is similar to ordinary coil spring, but the center line is a curve, not a straight line. The C-shaped spring is similar to the shape of the letter C in the non working state. When subjected to vertical load, the shape becomes similar to that of ordinary coil spring. But there is still an angle between the acting line of spring force and its center line, The angle makes the force parallel to the axis and the force perpendicular to the axis. In this paper, the least square method is used to fit the curvature of spiral spring, The initial value of the central curvature of the side loaded helical spring is obtained, It can effectively reduce the lateral load on the shock absorber.Keywords: Macpherson suspension; C-spring; Lateral load; Suspension alignmentCLC NO.: U463.33+5.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)04-27-02前言麦弗逊悬架的结构具有特殊性[1]，由于主销内倾角的存在，减振器在安装时与竖直方向有一定的角度，当车轮跳动时，减振器支柱总成收到侧向往复力的作用[2-4]，特别是减振器中的活塞杆相对于储油缸的侧向往复力作用，在往复侧向力的作用下，减振器容易发生减振器异响、漏油失效、活塞杆弯曲、导向套磨损等情况，缩短减振器的寿命，降低了悬架的性能[5]。
弹簧螺旋导角
弹簧螺旋导角弹簧螺旋导角的定义弹簧螺旋导角是指在弹簧上的螺旋线的导角。
导角是指螺旋线与弹簧轴线之间的夹角。
弹簧螺旋导角的大小对于弹簧的性能和应用有着重要的影响。
弹簧螺旋导角的作用弹簧螺旋导角对于弹簧的刚度、载荷能力、疲劳寿命等性能有着直接的影响。
合理的导角设计可以提高弹簧的刚度和载荷能力，减小应力集中，延长弹簧的疲劳寿命。
1. 刚度弹簧螺旋导角的大小会影响弹簧的刚度。
导角越大，弹簧的刚度越大；导角越小，弹簧的刚度越小。
因此，在设计弹簧时需要根据需要调整导角的大小以满足要求的刚度。
2. 载荷能力弹簧螺旋导角的大小也会对弹簧的载荷能力产生影响。
导角越大，弹簧的载荷能力越大；导角越小，弹簧的载荷能力越小。
在设计弹簧时，需要根据所需的载荷能力来确定导角的大小。
3. 疲劳寿命弹簧螺旋导角的大小还会对弹簧的疲劳寿命产生影响。
导角越大，弹簧的疲劳寿命越长；导角越小，弹簧的疲劳寿命越短。
因此，在设计弹簧时需要考虑到弹簧的使用环境和寿命要求，选择合适的导角。
弹簧螺旋导角的设计原则在设计弹簧螺旋导角时，需要遵循以下原则：1. 强度原则弹簧螺旋导角的设计应保证弹簧在工作载荷下不会发生塑性变形或破坏。
导角过大会导致应力集中，容易造成弹簧的断裂；导角过小则会导致应力分布不均匀，影响弹簧的强度。
2. 刚度原则弹簧螺旋导角的设计应根据所需的刚度来确定。
导角越大，弹簧的刚度越大；导角越小，弹簧的刚度越小。
需要根据弹簧的使用要求和工作条件来选择合适的导角。
3. 疲劳寿命原则弹簧螺旋导角的设计应考虑弹簧的疲劳寿命要求。
导角越大，弹簧的疲劳寿命越长；导角越小，弹簧的疲劳寿命越短。
需要根据弹簧的使用环境和寿命要求来选择合适的导角。
弹簧螺旋导角的计算方法在实际设计中，可以使用以下方法计算弹簧螺旋导角：1. 经验公式法经验公式法是一种简化的计算方法，适用于一些常见的弹簧形状和材料。
通过经验公式可以根据弹簧的直径、线径、材料等参数来计算导角的大小。
麦弗逊式悬架车轮外倾角偏差的分析_贾红伟
摆臂连接转向节 摆臂连接副车架 图 4 影响前轮外倾角的各总成零部件
从 3D 数模上分别测量了相关硬点连线在 YZ 平 面上的投影尺寸， 按照图 2 和图 3 可以得到上述各零 部件的位置度公差（±T/2） 对外倾角的影响量为：
P=±arctan T/2 LZ
式中：P———外倾角偏差值，（′）； LZ— ——零件几何尺寸主销轴线在 YZ 平面内的投
前摆臂总成影响外倾角的尺寸为（311.7±0.5） mm，
投影在 YZ 平面后，其对外倾角的影响量（P 摆臂（ / ′））为：
P
摆臂=arctan
±0.5 2LZ
=2.76′
3.3 副车架总成
副车架对外倾角的影响主要体现在安装到车身的
4 个孔位和安装前摆臂的 4 个孔位上。
安装到车身上的 4 个孔位的位置度公差均为 Φ1 mm，
1 外倾角概念
根据 DIN 70000 标准规定， 外倾角是指车轮中心 平面和道路平面垂直线之间的夹角， 定义为由车前方 看轮胎中心线与垂直线所成的角度，向外为正，向内为 负，如图 1 所示。 其角度的不同能改变轮胎与地面的接 触点及施力点，直接影响轮胎的抓地力及磨耗状况，并 改变了车身质量在车轴上的受力分布， 避免轴承产生 - 32 -
麦弗逊式（McPherson）悬架系统与其他悬架系统 相比，具有结构简单紧凑、占用空间少以及车轮外倾 角与主销内倾角变化小的特点，易于保证整车性能要 求，近年来在轻型汽车、轿车尤其是前置前驱动轿车 上得到了广泛应用。 但是在现代汽车制造过程中，存 在多种影响因素导致外倾角变化， 使其偏离设计值。 因此， 分析悬架结构部件的设计尺寸和制造过程，对 影响外倾角的各个因素进行深入研究和探讨具有一 定的实际意义。
悬架设计中一些细节问题
悬架设计中的一些细节问题有关悬架设计中大的方面已有很多非常不错的论坛文章，但对于一些经验不足的悬架设计师往往一不小心就会犯如下常见的错误，给试制和试验工作带来许多不必要的麻烦。
下面仅就一些容易被忽视的细节谈谈如何去处理。
1）螺旋弹簧“并圈”问题2）减震器活塞“碰底撞顶”问题3）限位缓冲块匹配问题根据整车总布置所提诸如平顺性、操稳性对悬架的要求和约束参数后，悬架设计师往往会精神关注于导向机构的运动几何、偏频、刚度与角刚度等匹配方面的工作，而忽视设计中出现的一些细节问题，上述3项就属于此类。
众所周知，汽车设计时要考虑空载和满载下的姿态问题。
换句话说是车头车尾高低问题；以及在坏路上行驶时车轮要有足够的动行程以避免经常出现所谓“悬架击穿”现象，它严重地降低乘坐舒适性并给零部件的使用带来危害。
一。
螺旋弹簧“并圈”问题这是典型的车轮“动行程”不足酿成的祸害。
在深入探讨此问题之前，首先看一下案例。
某款轿车在开发过程中出现弹簧“并圈”，造成减震器支架撕裂及与车身相连钣金件的严重开裂，见图1、2、3、4所示。
图1图2图4并圈产生的巨大冲击载荷（超过支架7000kg的拉脱力试验），竟将硬度Rc50的弹簧钢沿弹簧圈击打成宽约2mm深约0.3mm的扁平亮带，冲击力之大令人咋舌！该案例属于典型的弹簧设计参数于动行程匹配不当而造成的。
根据国内外汽车设计的经验和统计数据，对于轿车而言，车轮上跳或下跳动行程f在满载时应满足在f=±（90—100）mm范围内。
当车轮上跳弹簧处于最大压缩状态时，各弹簧圈之间应保持1.5-2mm的间隙而避免“并圈”出现。
这就牵扯出用悬架橡胶（或聚氨酯）缓冲限位块限制车轮动行程的功能问题。
根据经验数据，缓冲限位块应保证在车轮最大上跳动行程的前提下，进行螺旋弹簧设计，并保证不出现“并圈”现象。
本文不涉及悬架设计的其它问题（可参考网上发表的其他相关文章）仅就设计中如何避免“并圈”而具体操作。
解决“并圈”问题的钥匙是：在满载的条件下，增加下摆臂球头处的最大上跳（压缩）动行程值f j，令它不低于90mm。
悬架--弹簧设计指南(3)
1.2弹簧、稳定杆设计不管悬架的类型如何演变，从结构功能而言，它都是有弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。
1.2.1 弹性元件弹性元件主要作用是传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂直载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。
在现用的弹性元件中主要有三种；（1）钢板弹簧，（2）扭杆弹簧，（3）螺旋弹簧。
1.2.1.1钢板弹簧设计板弹簧具有结构简单，制造、维修方便；除作为弹性元件外，还兼起导向和传递侧向、纵向力和力矩的作用；在车架或车身上两点支承，受力合理；可实现变刚度，应用广泛。
1.2.1.1.1钢板弹簧布置方案1.2.1.1.1.1钢板弹簧在整车上布置(a) 横置；这种布置方式必须设置附加的导向传力装置，使结构复杂，质量加大，只在少数轻、微车上应用。
(b) 纵置；这种布置方式的钢板弹簧能传递各种力和力矩，结构简单，在汽车上得到广泛应用。
1.2.1.1.1.2 纵置钢板弹簧布置(a)对称式；钢板弹簧中部在车轴（车桥）上的固定中心至钢板弹簧两端卷耳中心之间的距离相等，多数汽车上采用对称式钢板弹簧。
(b)非对称式；由于整车布置原因，或者钢板弹簧在汽车上的安装位置不动，又要改变轴距或通过变化轴荷分配的目的时，采用非对称式钢板弹簧。
1.2.1.1.2钢板弹簧主要参数确定初始条件：G~满载静止时汽车前轴（桥）负荷1G~满载静止时汽车后轴（桥）负荷2G~前簧下部分荷重U1G~后簧下部分荷重2UF=(G1-G1U)/2 ~前单个钢板弹簧载荷W1F=(G2-G2U)/2 ~后单个钢板弹簧载荷2Wf～悬架的静挠度；d f－悬架的动挠度c1L～汽车轴距；a)满载弧高af满载弧高指钢板弹簧装在车轴（车桥）上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差。
af用来保证汽车具有给定的高度。
当af=0时，钢板弹簧在对称位置上工作。
为在车架高度已确定时得到足够的动挠度，常取af= 10～20mm。
F1赛车悬架螺旋弹簧基于ANSYS Workbench的静力学分析
F1 赛车悬架螺旋弹簧基于 ANSYSWorkbench 的静力学分析一、摘要：有限元法作为计算机辅助工程的主要手段之一，在汽车产品数字化开发过程中取得了广泛应用。
在对整车结构进行力学性能分析过程中，悬架系统的建模和模拟十分关键。
汽车悬架式变化较多，包含转动、滑动等多种运动关系。
二、研究对象针对上面我们建模的麦弗逊悬架和双横臂悬架，我们来进workbench静力学分析。
麦弗逊式独立悬架是车轮沿摆动的主销轴线移动的悬架，筒式减振器的上端用螺栓和橡胶垫圈与车身连接，减振器缸筒下端固定在转向节上，转向节通过球铰链与横摆臂连接。
车轮所受的侧向力通过转向节大部分由横摆臂承受，其余部分由减振器承受。
螺旋弹簧套在筒式减振器的外面，主销的轴线为上下铰链中心的连线。
当车轮相对车身上下跳动时，因减振器的下支点随横摆臂摆动而作圆弧运动，故主销轴线的内倾角是变化的。
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，保证汽车具有良好的行驶稳定性。
1.零件有限元建模对于以上两个模型，由我们小组的董韬负责建立完成，我将他构建的CATIA 模型进行格式的转换，导入workbench中进行分析。
1.有限元划分网格及加载和后处理4.1两种模型弹簧的静力学分析4.1.1麦弗逊式独立悬架弹簧的静力学分析4.1.1.1网格划分网格划分是有限元前处理中的主要工作，也是整个有限元分析的关键工作。
网格划分的质量对计算结果产生相当大的影响。
下面说明网格划分的一般过程。
首先，选择网格划分的方法。
ANSYS 软件提供了三种基本的网格划分方法:映射网格划分，自由网格划分，以及混合网格划分方法。
螺旋弹簧悬架安装倾角分析__张元胤、雷雨成、王小琼
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时径向稳定性不利。适当增大 ! 角时，拉伸行程弹簧径向位移 增大，压缩行程弹簧径向位移减小，这对限制压缩行程的螺旋 弹簧径向位移，提高螺旋弹簧压缩时的稳定性有利，但是在一 定的下弹簧座偏移量 !" 条件下，! 角过大反而会使整个行程径 向位移量过大，同时 ! 角受到安装空间的限制。根据具体悬架 减小减 的空间多体受力分析， 合理的匹配弹簧安装参数 ! 和 !， 振器侧向载荷作用，同时保证其径向稳定性对弹簧倾角设计尤 为重要。
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钢板弹簧悬架分析
钢板悬架系统●悬架系统的结构和工作原理 ·······································································SU-21.钢板弹簧悬架系统概述2.主要部件3.与悬架相关的车桥定位参数●前钢板弹簧悬架系统 ················································································SU-31.悬架结构和参数2.悬架维修标准3.悬架拧紧扭矩4.悬架的检查和更换●后钢板弹簧悬架系统 ················································································SU-121.悬架结构和参数2.悬架维修标准3.悬架拧紧扭矩4.悬架的检查和更换●常见故障分析及措施················································································SU-18●悬架系统的结构和工作原理1.钢板弹簧悬架系统概述钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种结构形式。