麦弗逊悬架计算说明书
桑塔纳2000前麦弗逊独立悬架
桑塔纳 2000 麦弗逊式前独立悬架设计
1 绪论： 1.1 悬架的功用
计是对桑塔纳 2000 前独立悬架设计。
桑塔纳 2000 参数：
长/宽/高(mm) 4680/1700/1423 发动机型式 74 千瓦 4 缸 2 气门电子控制多点喷射汽油机
变速器型式 自动变速箱/手动变速箱 排量(毫升) 1781
最大功率(KW) 72/5200ຫໍສະໝຸດ 最大扭矩(N.m) 155/3500
4
使结构大为简化，降低成本。目前广泛应用于货车和大客车上，有些轿车后悬架也有采用的。非独立悬架 由于非簧载质量比较大，高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大，平顺性较差。
图8 1.4 悬架的国内外发展情况
汽车悬架的发展十分迅速，不断出现崭新的悬架装置。正常情况按控制形式不同分为被动式悬架和主 动式悬架。目前多数汽车上都采用被动悬架，20 世纪 80 年代以来主动悬架开始在一部分汽车上应用，并 且目前还在进一步研究和开发中。主动悬架可以能主动地控制垂直振动及其车身姿态，根据路面和行驶工 况自动调整悬架刚度和阻尼。
随着当前世界汽车工业朝着高速、高性能、舒适、安全可靠的方向发展，空气悬架弹簧是当今汽车发 展的一大趋势，特别是在大型客车和载重汽车上尤为突出。其实，早在 20 世纪 50 年代，空气悬架弹簧就 开始应用在载重车、小轿车、大客车及铁道车辆上。到 60 年代，德国、美国等工业发达国家生产的大部 分公共汽车上装有了主动式空气弹簧悬架。
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。
悬架系统设计计算说明书
1 悬架概述及悬架方案选定1.1 悬架的要求悬架的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震动，保证汽车行驶的平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征；保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。
悬架由弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定器等组成。
导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递出弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。
当用纵置钢板弹簧弹性元件时，它兼起到导向装置的作用。
缓冲块用来减轻车轴对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。
装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角所引起的震动[2]。
在对此电动车的设计中，对其悬架提出的设计要求有：（1）保证汽车有良好的行驶平顺性[3]；（2）具有合适的衰减振动能力；（3）保证汽车具有良好的操纵稳定性；（4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适；（5）有良好的隔声能力；（6）结构紧凑、占用空间尺寸要小；（7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩。
1.2 方案确定要正确的选择悬架方案和参数，在车轮上下跳动时，使主销的定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动压迫协调，避免前轮摆振；汽车转向时应使之稍有不足转向特性。
此电动车悬架部分结构形式选定为：（1）前悬采用麦弗逊式（滑柱连杆式）独立悬架（2）后悬采用对称式钢板弹簧（无副簧）2 悬架结构形式分析2.1 悬架的分析悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。
非独立悬架的结构特点是左右车轮用一跟整体轴连接，再经过悬架与车身（或车身）连接，如图3.1（a）所示；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，如图3.1（b）所示[4]。
以纵置钢板弹簧为弹性元件兼做导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。
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。
轿车前悬架(麦弗逊式)
上述对螺旋弹簧的计算的结果如下表1-3所示。
自由高度H0
370mm
弹簧圈数n
5.5圈
螺旋角
8.89度
内径D1
78.5mm
外径D
100.5mm
节距t
44.2mm
在AUTOCAD软件环境下绘制螺旋弹簧的工程图（如图2-5）所示。为了改善
弹簧在安装后的受力状况，螺旋弹簧的两端需作端平处理，在装配时此处的配合精度选为七级精度，又因为弹簧的外径为100.5mm，根据文献[18]，粗糙度值选为3.2。
2.2.2
根据悬架系统的装配图，对其进行结构分析、计算可以得出平衡位置处弹簧所受压缩力P与车轮载荷 的关系式：
式中，
为车轮外倾角， 为减振器内倾角，
为主销轴线与减振器的夹角
式中角度如图2-3所示。
弹簧所受的最大力
取动荷系数k=1.7，则弹簧所受的最大力Pdmax为：
Pdmax=
2.车轮到弹簧的力及位移传递比
2.减振器的阻尼系数
减振器的阻尼系数不仅与非簧载质量和悬架刚度有关，还与相对阻尼系数有关。
（2-16）
捷达轿车中减振器安装在悬架中与垂直线成 的夹角，则此时的阻尼系数应根据减震器的布置特点确定：
式中：w——杠杆比,i=n/a；
N——为下横臂的长度
——减振器安装角。
2.储油筒的确定
一般 ，壁厚取2mm，材料选用20号钢。
2
2.1
2.1.1
此型轿车是一款小排量的经济型轿车，总体参数要求见表。
表1-1捷达轿车的总布置参数要求
设计状态下的前轴轴荷
710kg
空载时的前轴轴载
639kg
前桥左右悬架的总质量mu
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1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；ABSTRACT2In 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;3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。
计算说明书_悬架系统
悬架系统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：前悬架：空载单边车轮簧载质量为M01=（795-108）/2＝343.5kg 半载单边车轮簧载质量为 M03=（872-108）/2＝382kg满载单边车轮簧载质量为M02=（891-108）/2＝391.5kg 后悬架：空载单边车轮簧载质量为M1=（625-92）/2＝266.5kg半载单边车轮簧载质量为M3=（773-92）/2＝340.5kg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。
麦弗逊 2
n 1=1.2Hz,n 2=1.3Hz 所以n 1/ n 2=0.92，满足要求。
当1ε=时，汽车前、后桥上方车身部分的垂向振动频率1n ，2n 与其相应的悬架刚度12s s C C 和以及悬挂质量12s s m m 和之间有如下关系：n 1=错误！未找到引用源。
（式4-4）式中 g ——重力加速度，29810/g mm s =；12s s C C ,——前、后悬架刚度，/N mm ；12s s G G ,——前、后悬架簧载重力，N 。
为了求出前后悬架的垂直刚度，必须先求出前后悬架的簧载质量12s s m m 和。
而12s s m m 和可以通过满载时前后轮的轴荷减去前后非簧载质量得到。
簧载质量分为簧上质量与簧下质量两部分，由弹性元件承载的部分质量，如车身、车架及其它所有弹簧以上的部件和载荷属于簧上质量。
车轮、非独立悬架的车轴等属于簧下质量，也叫非簧载质量M 。
如果减小非簧载质量可使车身振动频率降低，而车轮振动频率升高，这对减少共振，改善汽车的平顺性是有利的。
非簧载质量对平顺性的影响，常用非簧载质量和簧载质量之比m/M 进行评价，此比值越小越佳为了获得良好的平顺性和操纵性，非簧载质量应尽量小些。
根据同类车型类比，取前悬架的非簧载质量为60kg ，将数据代入式4-5得出：m s1==452.6kg ；将计算所得的m s1代入式4-4，得到： 前悬架的刚度为： 错误！未找到引用源。
25.7N/mm；由于悬架的静挠度/c s s f m g C =，因而式4-4又可表达为：112215.7615.76c c n f n f ⎫≈⎪⎪⎬⎪≈⎪⎭ （式4-6）式中12,c c f f 的单位为mm 。
所以 由式4-6求出前、后悬架的静挠度分别为：错误！未找到引用源。
172.48mm 。
悬架的动挠度d f 是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1/21/3或）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。
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。
麦弗逊悬架回正力矩计算.
麦弗逊悬架回正⼒矩计算.回正⼒矩计算By calyz2004整理采⽤麦弗逊结构的独⽴悬架,前转向轮的回正⼒矩主要由侧偏⼒、主销内倾和纵向⼒提供。
现分述如下:1. 侧偏⼒产⽣回正⼒矩侧偏⼒产⽣回正⼒矩的⼒臂来⾃两个⽅⾯。
⼀是主销后倾产⽣的主销后倾拖矩;另⼀是轮胎侧偏特性产⽣的⽓胎拖距。
计算轮胎侧偏⼒的轮胎模型有多种,⽽由Fiala 轮胎模型计算侧偏⼒较为准确且参数较容易获得。
因此,选⽤该轮胎模型且考虑前轮定位参数影响,使⽤该侧偏⼒修正模型,得出:γµφφφγk F F z y ++?= 27131(32 (1式中 y F 是车轮的侧偏⼒; z F 是轮胎垂直载荷; µ是滑动摩擦系数; γk 是轮胎外倾刚度; γ是车轮外倾⾓; φ的量纲是侧偏⾓, µθφz F k tan =, k 是轮胎侧偏刚度, θ是轮胎侧偏⾓,在⼩侧偏⾓时0064. 0 5. 4(0267. 0+?=L θ,其中 L 是轴距。
具有主销后倾的车轮总拖距为:6t c R l ξξξα=+=+ (2式中:ξ是轮胎的总拖距; t ξ是⽓胎拖距; c ξ是主销后倾拖距; α是前轮主销后倾⾓; R 是轮胎静⼒半径; l 是轮胎接地印迹的长度。
关于轮胎接地印迹长度的计算本⽂选⽤Komandi 的轮胎印迹长度计算式,即:l =, 0.8510.70.450.6(0.5 CQ G b D pΔ=式中:D 是前轮名义外径; Δ是前桥垂直载荷下径向变形量; b 是轮胎宽度; C 和Q 是系数(C 是轮胎设计参数,斜交胎 =1.15,⼦午胎=1.5; 0.00150.42Q b =+ ; 1G 是前桥垂直载荷; p 是轮胎⽓压。
该公式参数易获取且计算较准确。
左右轮侧偏⼒产⽣的总回正⼒矩为:12cos y M F ξα= (3由于5α°<, cos 1α≈,将式(1 (2代⼊式(3得:12(6 y M F R l α=+ (42. 主销内倾产⽣回正⼒矩由于前轮主销内倾,前轮偏转时使前轮有抬⾼的倾向,使前桥产⽣位能⽽由其产⽣回正⼒矩。
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。
麦弗逊独立悬架受力分析和计算
δ0-α角度时的分解。点A的力矩方程为：
bN’v+By t-Bx（c+o）=0
取 b = R0+d tgδ0 +t cos（δ0 –α）+
（c+a）sin（ δ0 –α）； By =Bx tg（β+ δ0 –α）
Ax（c+o）= [Nv-（Uv/2）]b
Ax= [Nv-（Uv/2）]b / （c+o）
(1)
式中： b=Ro+d tg δ0
mm
Uv/2 前轮簧下质量的一半 N
图1
由(1)式可知: 若 ( c+a)值增大(即点A在挡泥板处愈高)，b 值减小时，则使减振器活塞杆上的弯曲载荷Ax减小。
另外, 在Y轴方向上的所有力之和应等于零，即∑F=0 见图2。因此，弹簧上的静载荷为： ∵∑Fy=0 ∴Ay=Ny+By
Fmin=Fw-iyf2c2v
式中， f2 车轮可能的复原行程长度
c2v 换算到车轮处的弹簧刚度
简单下摆臂的力与行程传递比 Fw
分别为iy及ix：
W
FB
Nv
a b
Fw=N’v iy
N’v 可由称重得到的车轮载荷(单轮)Nv减去簧下质 量 (单轮)的一半。
N’v=Nv-Uv/2 W点为车轮中心 B点为下摆臂饺接中心 F点为弹簧作用力中心
的持续作用力B。依据得到的结果计算铰接连结尺寸。同 时，可以计算下臂以及将它连接到车身上的铰接连接尺寸。
2. 具有主销后倾角γ、制动力和前轮驱动(驱动力)的影响:
在此情况下,悬架导向装置中会产生纵向的附加力。 图11是确定Z轴(纵向轴)作用力的悬架侧视和后视简图。 在侧视图上，通过论胎接地点向主销作垂线交与一点，该 点至地面的距离为：
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。
悬架系统计算报告
编号：版本号：V1.0 悬架系统计算报告项目名称：编制：校对：审查：会审：标准化：审核：批准：2014年 03月修订记录序号修订日期页码原文内容修订内容备注（修订原因）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 (1)2 悬架系统的计算 (2)2.1 弹簧刚度 (2)2.2 悬架偏频的计算 (2)2.2.1 前悬架刚度计算 (3)2.2.2 前悬架偏频计算 (4)2.2.3 后悬架刚度计算 (4)2.2.4 后悬架偏频计算 (5)2.3 悬架静挠度的计算 (5)2.4 侧倾角刚度计算 (6)2.4.1 前悬架的侧倾角刚度 (6)2.4.2 后悬架的侧倾角刚度 (8)2.5 整车的侧倾角计算 (9)2.5.1悬架质量离心力引起的侧倾力矩 (9)2.5.2侧倾后，悬架质量引起的侧倾力矩 (9)2.5.3总的侧倾力矩 (10)2.5.4悬架总的侧倾角刚度 (10)2.5.5整车的侧倾角 (10)2.6 纵倾角刚度 (10)2.7 减振器参数 (11)2.7.1 减振器平均阻力系数的确定 (11)2.7.2 压缩阻尼和拉伸阻尼系数匹配 (13)2.7.3 减震器匹配参数 (13)3 悬架系统的计算结果 (14)4 结论及分析 (15)参考文献 (15)1 概述1.1 计算目的通过计算，求得反映MA02-ME100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-ME100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 悬架参数列表项目开发目标车质心高（mm ）空载483满载489 前轮距（mm ） 1299 后轮距（mm ） 1304 轴距（mm ） 2332 整车整备质量（kg ） 1100 最大总质量（kg ）1400 前轴荷（kg ）空载605 满载 630 后轴荷（Kg ）空载495 满载770 前悬架非簧载质量（kg ） 49 后悬架非簧载质量（kg ）432 悬架系统的计算 2.1 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： mm N C sf /20=； 后悬架弹簧刚度为： mm N C sr /7.21=； 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。
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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悬架系统计算说明书
1．整车有关参数
1．1 轴距：L=2610mm
1．2 轮距：前轮B1=1530mm
后轮B2=1510mm
1．3 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=92kg
1．5 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M
01
=（872-108）/2＝382kg
半载单边车轮簧载质量为 M
03
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M
1
半载单边车轮簧载质量为M
=（773-92）/2＝340.5kg
3
满载单边车轮簧载质量为M2=（904-92）/2＝406kg
2、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：1.06
③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。
4、后悬架布置
后悬架布置图见图2
图2 T21后悬架布置简图
5、后悬架设计计算
5．1 后悬架定位参数:
5．2后悬架为纵向拖曳臂式悬架，双横臂，圆柱等螺距螺旋弹簧，双向作用筒式减震器,带横向稳定杆。
(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12.7mm ，（由DMU 模拟得知，DMU 数据引自T21 M2数据）。
根据缓冲块的曲线，当缓冲块压缩16.7mm 时，所受的力为：147N
（2）悬架刚度计算
弹簧行程杠杆比：1.51
悬架刚度为K 2=( (406-266.5)*9.8-147/1.51)/(25-(-30))=23.09 N/mm （3）后螺旋弹簧 ①圆柱螺旋弹簧
②螺旋弹簧行程杠杆比：1.51
③刚度：C 2= K 2*1.51*1.51*0.9=23.09*1.51*1.51*0.9=47.39 N/mm
（3）静挠度和空满载偏频计算
空载时挠度 f 2= N 2/K 2=( M 1 *9.8)/K 2=(266.5*9.8)/23.09=11.31cm 静挠度 f 02= f 2 +(25-(-30))/10=16.31
偏频n: 空载为 Hz f n 49.131.11/5/
522===
满载为 Hz f n 24.131.16/5/50202===
结论：后悬架偏频在1.17～1.58Hz 之间，满足设计要求。
6、前后减振器匹配分析
由于T21是在T11的基础上设计的，其前后悬架载荷空满载变化如下表
T11前减振器
后减振器
衡定减振器的重要参数――相对阻尼系数ψ：
s cm 2/δ＝ψ
δν=F
δ――减振器阻尼系数 c ――悬架系统刚度 s m ――簧上质量
由表六得：T21与T11的前后悬单边簧上质量相差很小，这样，反应到相对阻尼系数ψ上，影响甚微。
结论：T21前后悬先期借用T11前后减振器总成，后期根据实际的调教结果进行更新。
7、前后悬架偏频比
空载状态前后悬架偏频比：30.115.1/49.1/12==n n 满载状态前后悬架偏频比：14.109.1/24.1/0102==n n
结论：空载时前后悬架的偏频比稍大，后期可根据实车的实际调教结果进行调整。
8、空载侧倾稳定性分析
侧倾中心距单侧车轮中心面距离 )
(2)
(101211011G G B G B G B +⨯⨯+⨯=
＝（795×1530＋625×1510）/{（795＋625）×2}＝760.6mm
最大侧倾稳定角
︒==15.46)730/6.760arctan()/arctan(1＝Hg B θ
这里的最大侧倾稳定角度46.15º>35º，因此空载静特性侧倾稳定性满足GB7258-2004
的要求。
9. 满载侧倾性能分析
悬架的侧倾角刚度：2212
1
b k k m ）（＝+
前稳定杆刚度：19.5N/mm 后稳定杆刚度：23.52N/mm
前悬架侧倾角刚度 r a d N m m
m / 1005.71530)5.19235.20(21
721⨯⨯⨯=＝＋ 后悬架侧倾角刚度 r a d N m m
m / 1082.61510)52.23216.18(2
1
722⨯⨯⨯=＝＋ 则总的角刚度为：
rad Nmm m m m /1094.6)1082.610(7.05 2
1
)(2177721⨯=⨯+⨯=
＝＋ 又由公式：
)
h H (W )
h H (W ---=
m μθ
θ――侧倾角
W ――簧载质量
（h H -）――侧倾力臂
空载时的侧倾力臂为389 mm ，则：
W 为簧载重量＝（1420-108-92）×9.8＝11956N 按侧向加速度为0.5g 时计算，侧倾角为：
)
h H (W )
h H (W ---=
m μθ389
119561094.6389
119560.57
⨯-⨯⨯⨯=
≈0.0359 rad 由上式可得侧倾角θ=0.0359rad ≈2.05º<5º，侧倾稳定性满足设计要求。