轻型悬架汽车设计论文毕业论文

轻型悬架汽车设计论文毕业论文目 录第1章 绪论 (1)1.1 论文研究的目的和意义 (1)1.2 国外研究现状及发展趋势 (1)1.3 论文主要研究容 (2)第2章 汽车的总体设计 (3)2.1设计参数与设计目标 (3)2.2汽车形式的选择 (3)2.2.1 轴数 (3)2.2.2 驱动形式 (3)2.2.3 布置形式 (4)2.3汽车质量参数的选择 (4)2.3.1 整车整备质量 (4)2.3.2 汽车的总质量 (5)2.3.3 汽车的整备质量利用系数0m (5)2.3.4 汽车的轴荷分配 (6)2.4 汽车主要尺寸的确定 (7)2.4.1 轴距L (7)2.4.2 前后轮距1B 和2B (8)2.4.3 汽车的外廓尺寸 (8)2.4.4 汽车的前悬L F 和后悬L R (9)2.4.5货车车头的长度 (9)2.4.5货车车箱尺寸 (9)2.5 汽车主要性能参数的选择 (10)2.5.1 动力性能参数 (10)2.5.2 燃油经济性指标 (11)2.5.3 汽车的最小转弯半径 (11)2.5.4 通过性几何参数 (11)2.6 汽车发动机的选型与轮胎的选定 (13)2.6.1 发动机基本型式的选择 (13)2.6.2 发动机主要性能指标的选择 (14)2.6.3 轮胎的选定 (17)第3章汽车悬架的结构选型与分析 (20)3.1 悬架的设计要求 (20)3.2 悬架的结构形式分析 (20)3.2.1 悬架结构形式的分类 (20)3.2.2 悬架的组成及各部件作用 (22)3.3 前、后悬架方案的选择 (22)第4章悬架的设计计算 (24)4.1 悬架主要参数的确定 (24)4.1.1 影响平顺性的参数 (24)4.1.2 影响操纵稳定性的参数 (28)4.1.3影响纵向稳定性的参数 (31)4.2 弹性元件的计算 (35)4.2.1 前悬架螺旋弹簧的设计计算 (35)4.2.2 后悬架钢板弹簧的设计计算 (38)4.3 独立悬架导向机构的设计 (51)4.3.1 设计要求 (51)4.3.2 前轮定位参数与主销轴的布置 (52)4.3.3 横臂轴的选型与布置 (54)4.4 减振器的设计 (58)4.4.1 减振器相对阻尼系数ψ (58)4.4.2 减振器阻尼系数δ的确定 (59)4.4.3 最大卸荷力0F的确定 (60)4.4.4 筒式减振器工作缸直径D的确定 (61)4.5 横向稳定杆的设计 (62)第5章空间解析法分析麦弗逊悬架运动 (63)5.1 悬架的数学模型 (63)5.2 利用数学模型求解车轮跳动时各定位参数的变化 (67)结论................................................... 错误!未定义书签。

致谢................................................. 错误!未定义书签。

参考文献.. (69)附录一................................................. 错误!未定义书签。

第1章绪论1.1 论文研究的目的和意义悬架是现代汽车上重要的总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性连接起来。

其主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车身（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺的行驶。

悬架一般分为独立悬架和非独立悬架，独立悬架的优点是：非簧载质量小，有利于提高驾乘舒适性；由于弹性元件只承受垂直载荷，使之可用刚度较小的弹簧，降低了车身振动的频率，改善了行驶平顺性；本次设计中前悬架采用麦弗逊独立悬架，取消了前轴，可使发动机的位置降低，汽车质心下降，从而提高了汽车行驶稳定性，左右车轮的单独跳动，减少了车身的倾斜和振动；同时正确的导向机构型式和参数，有助于消除前轮摆振、纵倾现象等。

非独立悬架的优点是：结构简单，工作可靠等，本设计中后悬架采用纵置钢板弹簧非独立悬架，板簧本身能传递各种力和力矩，造价成本低，在货车的悬架中普遍使用。

本论文的研究目的是根据给定参数对汽车进行总体设计，然后对前后悬架进行设计匹配，满足前后悬架的偏频要求。

通过对麦弗逊悬架的空间解析法分析悬架的运动特性，分析前悬架在车轮跳动时前轮定位系数的改变等。

并对后悬架板簧的设计过程加深认识与理解。

1.2 国外研究现状及发展趋势独立悬架早期只单纯用于轿车上，目前大部分轻型货车和越野汽车为了提高舒适性也开始采用独立悬架，同时一些中型卡车及客车为了提高驾乘的舒适性和行驶性也开始采用独立悬架，在国外甚至一些轮式工程机械如吊车和重型卡车也开始采用独立悬架。

因此对于独立悬架的设计技术，国外都进行了研究，这些研究主要集中在以下几个方面：独立悬架设计方法，独立悬架参数对汽车行驶平顺性的影响；独立悬架对汽车操纵稳定性的影响。

国的研究主要表现为：独立悬架和转向系的匹配；独立悬架与转向横拉杆长度和断开点的确定；悬架弹性元件的设计分析；导向机构的运动分析；独立悬架对前轮定位参数的影响；独立悬架的优化设计等。

国外除上述研究外，还进入了微观领域的研究，如用原子力学显微镜观察悬架材料部聚合体的电子转化情况，研究悬架作为弹性介质的流变特性等，从而使得独立悬架向着智能化，轻量化，小型化，通用化方向发展。

同时由于电子，微机技术的发展，使得独立悬架技术向着半主动、主动悬架方向发展。

非独立悬架早期广泛应用于除了轿车以外的其它车型中，由于其可靠性和简单的特性，现在还被广泛的用于轿车的后桥，轻型货车和越野汽车的后桥，重型货车的前后桥都采用非独立悬架。

1.3 论文主要研究容本论文研究容主要包括以下几个方面：(1)汽车总体设计和参数的选择；(2)汽车悬架方案确定；(3)前、后悬架设计计算；(4)空间解析法分析前悬架的运动特性。

第2章汽车的总体设计2.1设计参数与设计目标为装载质量为2吨的轻型货车匹配前后悬架，设计任务中给定的参数如下表所示：设计的悬架能够传递作用在车轮和车架之间的力和力矩；缓和路面传给车架的冲击载荷，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，由于该货车的设计最高车速较高，所以设计的悬架也必须能够保证高速行驶的能力。

2.2汽车形式的选择2.2.1 轴数汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。

影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。

为了保护公路，有关部门制定了道路法规，对汽车的轴载质量加以限制，包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，如矿用自卸车等，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。

根据设计要求中指出汽车的装载质量为2t，估算出汽车的总质量大约在3.8t左右。

所以设计时采用两轴方案。

2.2.2 驱动形式增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力，驱动轮数越多，汽车的结构越复杂，整备质量和制造成本也随之增加，同时也使汽车的总体布置工作变得困难、乘用车和总质量小些的商用车，多采用结构简单、制造成本低的4⨯2驱动形式。

由于所要设计的汽车总质量较小，故采用4⨯2驱动形式。

2.2.3 布置形式采用平头式，发动机前置后驱的布置形式。

平头式货车的优点是：车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备质量减小；驾驶员的视野得到明显改善；采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性；汽车面积利用率高。

平头式货车的主要缺点有：前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；因为驾驶室有翻转机构和锁住机构，使机构复杂；进出驾驶室不如长头式货车方便；离合器、变速器等操纵机构复杂，驾驶室受热及振动均比较大；汽车正面与其它物体发生碰撞时，特别是微型、轻型平头货车，使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。

发动机前置后轮驱动货车有广泛地应用，它有如下主要优点：维修发动机方便；离合器、变速器等操纵机构简单；货箱地板高度低；可以采用直列发动机、V 型发动机或卧式发动机，发现发动机故障容易。

发动机前置后轮驱动的货车有下述主要缺点：如果采用平头式驾驶室，而且发动机布置在前轴之上，处于两侧座位之间时，驾驶室部拥挤、隔热、隔振、密封和降低噪声问题难以解决；如果采用长头式驾驶室，为保证具有良好的视野，驾驶员座椅须布置高些，这又影响整车和质心高度，同时增加了整车长度。

2.3汽车质量参数的选择汽车的质量参数包括整车整备质量0m ，载客量、装载质量、质量系数0m η，汽车总质量a m 、轴荷分配等。

其中装载质量的参数已给定，即2e m t =。

2.3.1 整车整备质量整车整备质量是指车上带有全部设备（包括随车工具，备胎等），加满燃料，水但是没有载货和载人时的整车质量。

它是一个重要的设计指标。

由于在设计方法、产品材料、制造工艺以及道路状况等方面的不断完善，汽车的整备质量这一设计指标有不断减小的趋势。

因为这样不仅可以降低造价，而且是降低汽车使用油耗的重要途径。

在总体设计阶段可对同类型同级别且结构相似的样车及其部件的质量进行测定分析，并以此为基础初步估算出新设计汽车各部件的质量及整车的整备质量。

在没有参考样车的情况下，载货汽车可参考国外同类型同级别的汽车的装载量与整备质量之比0/e m m （称为汽车的整备质量利用系数0m η）为新车型选择一个适当的整备质量利用系数，然后按其装载量e m 计算汽车的整备质量0m 00(/)e m m m η=。

在此，采用后一种设计方法，由于质量系数00/m e m m η=在（0.8 1.1）之间，初取0 1.1m η=，所以0 1.82m t =。

2.3.2 汽车的总质量汽车总质量是指已整备完好，装备齐全并按规定装满客，货时的整车质量，可按表2-2中的公式确定：表2-2汽车总质量计算公式使用单厢货车，即驾驶室可乘坐两人，652130p m kg =⨯=，所以货车的总质量计算为0 1.8220.13 3.95a e p m m m m t =++=++=。

2.3.3 汽车的整备质量利用系数0m η载货汽车的0m η是载货汽车的装载量e m 与其整备质量0m 之比，即00/m e m m η=。

它表明单位汽车整备质量所承受的汽车装载质量。

显然，次系数愈大表明该车型的材料利用率愈高和设计与工艺水平愈高。

由前可知，初取0 1.1m η=。

2.3.4 汽车的轴荷分配汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。

在设计轴荷分配的时候，需要同时考虑到以下几点：(1) 应使轮胎磨损均匀，为此，希望满载时每个轮胎负荷大致相等。