【正文】 ................................ 29 參考文獻 ................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 致 謝 ....................................................................................................................... 30 附 錄Ⅰ ................................................................................................................... 30 附 錄 II ................................................................................................................... 39 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒 論 懸架簡介 汽車懸架是車架與車軸之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架，緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進的振動，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性；同時懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架上，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對車架跳動時，特別在轉(zhuǎn)向時，車輪運動軌跡要符合一定的要求，因 此懸架還起使車輪按一定軌跡相對車身跳動的導(dǎo)向作用。 現(xiàn)代汽車除了保證其基本性能，即行駛性、轉(zhuǎn)向性和制動性等之外，目前正致力于提高安全性與舒適性，向高附加價值、高性能和高質(zhì)量的方向發(fā)展。對此，尤其作為提高操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性的轎車懸架必須進行相應(yīng)的改進。舒適性是汽車最重要的使用性能之一。舒適性與車身的固有振動特性有關(guān)，而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關(guān)。 懸架與汽車的多種使用性能有關(guān)，為滿足這些性能，懸架系統(tǒng)必須能滿足這些性能的要求 :首先，懸架系統(tǒng)要保證汽車有良好的行駛平順性，對以載人為主要目的的轎車 來講，乘員在車中承受的振動加速度不能超過國標(biāo)規(guī)定的界限值。其次，懸架要保證車身和車輪在共振區(qū)的振幅小，振動衰減快。再次，要能保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，一方面懸架要保證車輪跳動時，車輪定位參數(shù)不發(fā)生很大的變化，另一方面要減小車輪的動載荷和車輪跳動量。還有就是要保證車身在制動、轉(zhuǎn)彎、加速時穩(wěn)定，減小車身的俯仰和側(cè)傾。最后要保證懸架系統(tǒng)的可 能 性，有足夠的剛度、強度和壽命。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 設(shè)計要求： （ 1）完成前懸架系統(tǒng)設(shè)計； （ 2）完成后懸架系統(tǒng)設(shè)計； （ 3）對整車 進行平順性分析； （ 4）提出前后懸架匹配方面的改進方案。 （ 5）有良好的隔音能力； （ 6）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要??； （ 7）可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量要小的同時，還要保證有足夠的強度和壽命。 為了滿足汽車具有良好的行駛平順性，要求簧上質(zhì)量與彈性元件組成的振系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)在合適的頻段，并盡可能低。前、后懸架固有頻率的匹配應(yīng)合理，對于轎車，要求前懸架的固有頻率略低于后懸架的固有頻率，還要盡量避免懸架撞擊車架（或車身 ）。 汽車在不平路面行駛時，由于懸架的彈性作用，使汽車產(chǎn)生垂直振 動。為了迅速衰減這種振動和抑制車身、車輪的共振，減小車輪的振幅，懸架應(yīng)裝有減振器，并使之具有合理的阻尼 。阻尼 值取大，能使振動迅速衰減，但會把路面較大的沖擊傳遞到車身， 阻尼 值取小，振動衰減慢，受沖擊后振動持續(xù)時間長，使乘客感到不舒服。為充分發(fā)揮彈簧在壓縮行程中作用，常把壓縮行程的阻尼比設(shè)計得比伸張 行程 小。 利用減振器的阻尼作用，使汽車振動的振幅減小，直至振動停止。 適當(dāng) 地選擇懸架方案和參數(shù)，在車輪上、下跳動時，使主銷定位角變化不大、車輪運動與導(dǎo)向機構(gòu)運動要協(xié)調(diào)，避免前輪擺振；汽車轉(zhuǎn)向時，應(yīng)使之稍有不足轉(zhuǎn)向特性 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2章 前、后懸架結(jié)構(gòu)的選擇 獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是車橋做成斷開的，每一側(cè)的車輪可以單獨的通過彈性懸架與車架（車身）連接，兩側(cè)車輪可以單獨跳動，互不影響。轎車和載重量 1t以下的貨車前懸架廣為采用獨立懸架，轎車后懸架上也在逐漸采用獨立懸架，越野車、礦用車和大客車的前懸架也有一些采用獨立懸架。 獨立懸架的優(yōu)點是：簧下質(zhì)量??；懸架占用的空間小；彈性元件只承受垂直力，所以可以用剛度小的彈簧，使車身振動頻率降低，改善了汽車行駛平順性；由于采用斷開式車軸，所以能降低發(fā)動機 的位置高度，使整車的質(zhì)心高度下降，改善了汽車的行駛穩(wěn)定性；左、右車輪獨自運動互不影響，可減少車身的傾斜和振動，同時在起伏的路面上能獲得良好的地面附著能力；獨立懸架可提供多種方案供設(shè)計人員選用，以滿足不同設(shè)計要求。獨立懸架的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，維修困難。這種懸架主要用于乘用車和部分質(zhì)量不大的商用車上。 根據(jù)導(dǎo)向機構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)特點，獨立懸架可分為：雙橫臂，單橫臂，縱臂式，單斜臂，多桿式及滑柱（桿）連桿（擺臂）式等等。按目前采用較多的有以下三種形式：雙橫臂式，滑柱連桿式，斜置單臂 式。按彈性元件采用不同分為：螺旋彈簧式，鋼板彈簧式，扭桿彈簧式，氣體彈簧式，中級轎車目前采用最多的是螺旋彈簧懸架。 如圖 1 所示為雙橫臂式獨立懸架。雙橫臂式獨立懸架按上下橫臂是否等長，又分為等長雙橫臂式和不等長雙橫臂式兩種懸架。等長雙橫臂式懸架在車輪上下跳動時，能保持主銷傾角不變，但輪距變化大 (與單橫臂式相類似 )，造成輪胎磨損嚴(yán)重，現(xiàn)已很少用。對于不等長雙橫臂式懸架，只要適當(dāng)選擇、優(yōu)化上下橫臂的長度，并通過合理的 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 布置、就可以使輪距及前輪定位參數(shù)變化均在可接受的限定范圍內(nèi)保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性 。 麥 弗遜 獨立懸架 特點是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動而變化，有利于汽車的操縱性和穩(wěn)定性。麥克弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動。特點是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化，這點與燭式懸架正好相反。這種懸架構(gòu)造簡單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。 麥弗遜懸掛通常由兩個基本部分組成：支柱式減震器和 A 字型托臂。之所以叫減震器支柱是因為它除了減震還有支撐整個車身的作用，他的結(jié)構(gòu)很緊湊，把減震器和減震彈簧集成在一起，組成一個可以上下運動的滑柱 ；下托臂通常是 A 字型的設(shè)計，用于給車輪提供部分橫向支撐力，以及承受全部的前后方向應(yīng)力。整個車體的重量和汽車在運動時車輪承受的所有沖擊就靠這兩個部件承擔(dān)。所以麥弗遜的一個最大的設(shè)計特點就是結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單能帶來兩個直接好處那就是：懸掛重量輕和占用空間小。 圖 2－ 2 麥弗遜獨立懸架 輔助元件 橫向穩(wěn)定器 近代汽車的懸架一般都很軟，在高速行駛中轉(zhuǎn)向 時，車身會產(chǎn)生很大的橫向傾斜和橫向角振動。為了減少這種橫向傾斜，往往在懸架中添置橫向穩(wěn)定器來加大懸架的側(cè)傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性。當(dāng)左右車輪有垂向的相對位移時，穩(wěn)定桿受扭，發(fā)揮作用。它除了可增加懸架的側(cè)傾角剛度，從而減小汽車轉(zhuǎn)向時車身的側(cè)傾角外，也有助于使汽車獲得所需要的不足轉(zhuǎn)向。 導(dǎo)向機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu) 的作用是 傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時保持車輪按一定運動軌跡相對車身跳動， 它由 導(dǎo)向機構(gòu)由控制擺臂式桿件組成 。出于對中級轎車的考慮為了在原有獨立懸架的基礎(chǔ)上添加導(dǎo)向機構(gòu)又不使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，決定采用單 桿式導(dǎo)向機構(gòu)。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 3 章 技術(shù)參數(shù)確定與計算 主要技術(shù)參數(shù) 整車的基本參數(shù)見表 尺寸參數(shù) 軸距（ mm） 2600 輪距 前輪（ mm） 1380 后輪（ mm） 1360 質(zhì)量參數(shù) 軸荷分配 空載 前軸（ kg） 660 后軸（ kg） 630 滿載 前軸（ kg） 780 后軸（ kg） 885 非簧載質(zhì)量：前懸非簧載質(zhì)量為 55kg 后懸非簧載質(zhì)量為 85kg 簧載質(zhì)量（滿載） 前簧載質(zhì)量＝滿載軸荷質(zhì)量 — 非簧載質(zhì)量＝ 780— 55＝ 725kg 后簧載質(zhì)量＝滿載軸荷質(zhì)量 — 非簧載質(zhì)量＝ 885－ 85＝ 800kg 懸架性能參數(shù)確定 1）自振頻率（固有頻率）選取 對發(fā)動機排量在 以下的乘用車，前懸架滿載偏頻要求在 ――，后懸架則要求在 ―― 。原則上，乘用車的發(fā)動機排量越大，懸架的偏頻應(yīng)越小，要求滿載前懸架偏頻在 ―― ，后懸架則要求在―― 。 因此?。呵皯壹芷l n= 后懸架偏頻 n= 2) 懸架剛度 前后懸架剛度 21,CC 分別為 mNmnC 22221 ?????? ? mNmnC 4 9 2 9 22222 ?????? ? 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 推導(dǎo)出與由 cmgfmcmgf cc ??? ?2： 前懸架靜撓度： mm　cgmf c 1 8 83 7 8 1 4/987 2 5111 ???? 后懸架靜撓度： mmcgmf c 1 5 94 9 2 9 8988 0 0222 ???? 9 8 8/1 5 912 ???cc ff 符合 12 )~( cc ff ? 式中： WF — 汽車靜止時懸架上的載荷 g — 重力加速度 )( 2scmg ? 前、后懸架的靜撓度 1cf 和 2cf 應(yīng)當(dāng)接近，并使后懸 架靜撓度 2cf 比前懸架的靜撓度 1cf 小些，這樣有利于防止車身產(chǎn)生較大的縱向角振動。 為了防止在不平路面上行駛時經(jīng)常沖擊緩沖塊，懸架還必須具備足夠的動撓度 df 。 前、后懸架的動撓度常按其相應(yīng)的靜撓度來選取，對于轎車 df 取 cm9~7 。因此取 cmfd 8? 懸架彈性特性曲線 圖 31 懸架彈性特性曲線 1緩沖塊復(fù)原點 2復(fù)原行程緩沖塊脫離支架 3主彈簧彈性特性曲線 4復(fù)原行程 5壓縮行程 6緩沖塊壓縮期懸架特性曲線 7緩沖塊壓縮時開始接觸彈性支架 8額定載荷 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第 4 章 彈性元件的設(shè)計計算 1） 彈簧中徑、 鋼絲直徑、及結(jié)構(gòu)形式 定 彈簧中徑 mmDm 95? 鋼絲直徑 mmd 10? 結(jié)構(gòu)形式 ：端部并緊、不磨平、支撐圈為 1 圈 所選用的材料為 MnSi260 查《機械設(shè)計手冊》得 Mpa1585][ ?? 則 M P 9 81 5 8 ][][ ???? ?? 2） 彈簧圈數(shù) 由前知 mfc ? 單側(cè)螺旋彈簧所受軸向載荷 P 為 NmP o o s ?????? ?? 其中 m— 前懸架單側(cè)簧載質(zhì)量（ ） ? — 前懸架減振器安裝角（ ?2 ） 螺旋彈簧在 P 下的變形 f 為 o o s ??? ??cff 螺旋彈簧的剛度 mNfPC ??? 由 iDGdfPC m34 8?? 得彈簧工作圈數(shù) i ]1 8 8 6 7)1 0 0 0120(8[)1 0 0 012( 341034 ??????? sm CDGdi 取 7?i ， 又 彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 關(guān)系為 2??in 則彈簧總?cè)?shù) 7?n 3）彈簧完全并緊時的高度 彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 以及彈簧完全并緊時的高度 SH 間的關(guān)系如下： mmtndH s )19()1( ????????? 則 mmffH dcS 37180188103 ?????? 取彈簧總高度 mmH 400? 4）應(yīng)力校核 所選螺旋彈簧的剪應(yīng)力為： 239。8 dPCK ?? ? 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 又 10121 2 0 ??? dDC m )4104()1104()44()14(39。 ??????????? CCCK 則 M P aM P adP C K 8 0 0][ 2 8])1 0 0 010([ 5 4 788 2239。 ????????? ??? 式中 39。K — 曲度系數(shù) C — 彈簧指數(shù) 1） 彈簧中徑、 鋼絲直徑、及結(jié)構(gòu)形式 定 彈簧中徑 mmDm 120? 鋼絲直徑 mmd 12? 結(jié)構(gòu)形式 ：端部并緊、不磨平、支撐圈為 1 圈 所選用的材料為 MnSi260 查《機械設(shè)計手冊》得 Mpa1585][ ?