【正文】 ................................ 29 參考文獻(xiàn) ................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 致 謝 ....................................................................................................................... 30 附 錄Ⅰ ................................................................................................................... 30 附 錄 II ................................................................................................................... 39 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒 論 懸架簡(jiǎn)介 汽車(chē)懸架是車(chē)架與車(chē)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(chē)橋和車(chē)架，緩和行駛中車(chē)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(jìn)的振動(dòng)，使汽車(chē)行駛中保持穩(wěn)定的姿勢(shì)，改善操縱穩(wěn)定性；同時(shí)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(chē)架上，以保證汽車(chē)行駛平順；并且當(dāng)車(chē)輪相對(duì)車(chē)架跳動(dòng)時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車(chē)輪運(yùn)動(dòng)軌跡要符合一定的要求，因 此懸架還起使車(chē)輪按一定軌跡相對(duì)車(chē)身跳動(dòng)的導(dǎo)向作用。 現(xiàn)代汽車(chē)除了保證其基本性能，即行駛性、轉(zhuǎn)向性和制動(dòng)性等之外，目前正致力于提高安全性與舒適性，向高附加價(jià)值、高性能和高質(zhì)量的方向發(fā)展。對(duì)此，尤其作為提高操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性的轎車(chē)懸架必須進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。舒適性是汽車(chē)最重要的使用性能之一。舒適性與車(chē)身的固有振動(dòng)特性有關(guān)，而車(chē)身的固有振動(dòng)特性又與懸架的特性相關(guān)。 懸架與汽車(chē)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(chē)有良好的行駛平順性，對(duì)以載人為主要目的的轎車(chē) 來(lái)講，乘員在車(chē)中承受的振動(dòng)加速度不能超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定的界限值。其次，懸架要保證車(chē)身和車(chē)輪在共振區(qū)的振幅小，振動(dòng)衰減快。再次，要能保證汽車(chē)有良好的操縱穩(wěn)定性，一方面懸架要保證車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，車(chē)輪定位參數(shù)不發(fā)生很大的變化，另一方面要減小車(chē)輪的動(dòng)載荷和車(chē)輪跳動(dòng)量。還有就是要保證車(chē)身在制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、加速時(shí)穩(wěn)定，減小車(chē)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(qiáng)度和壽命。所以，汽車(chē)懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 設(shè)計(jì)要求： （ 1）完成前懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)； （ 2）完成后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)； （ 3）對(duì)整車(chē) 進(jìn)行平順性分析； （ 4）提出前后懸架匹配方面的改進(jìn)方案。 （ 5）有良好的隔音能力； （ 6）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小； （ 7）可靠地傳遞車(chē)身與車(chē)輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。 為了滿足汽車(chē)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(duì)于轎車(chē)，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(chē)架（或車(chē)身 ）。 汽車(chē)在不平路面行駛時(shí)，由于懸架的彈性作用，使汽車(chē)產(chǎn)生垂直振 動(dòng)。為了迅速衰減這種振動(dòng)和抑制車(chē)身、車(chē)輪的共振，減小車(chē)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(dòng)迅速衰減，但會(huì)把路面較大的沖擊傳遞到車(chē)身， 阻尼 值取小，振動(dòng)衰減慢，受沖擊后振動(dòng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，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(jì)得比伸張 行程 小。 利用減振器的阻尼作用，使汽車(chē)振動(dòng)的振幅減小，直至振動(dòng)停止。 適當(dāng) 地選擇懸架方案和參數(shù)，在車(chē)輪上、下跳動(dòng)時(shí)，使主銷(xiāo)定位角變化不大、車(chē)輪運(yùn)動(dòng)與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要協(xié)調(diào)，避免前輪擺振；汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)使之稍有不足轉(zhuǎn)向特性 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2章 前、后懸架結(jié)構(gòu)的選擇 獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是車(chē)橋做成斷開(kāi)的，每一側(cè)的車(chē)輪可以單獨(dú)的通過(guò)彈性懸架與車(chē)架（車(chē)身）連接，兩側(cè)車(chē)輪可以單獨(dú)跳動(dòng)，互不影響。轎車(chē)和載重量 1t以下的貨車(chē)前懸架廣為采用獨(dú)立懸架，轎車(chē)后懸架上也在逐漸采用獨(dú)立懸架，越野車(chē)、礦用車(chē)和大客車(chē)的前懸架也有一些采用獨(dú)立懸架。 獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)是：簧下質(zhì)量??；懸架占用的空間?。粡椥栽怀惺艽怪绷?，所以可以用剛度小的彈簧，使車(chē)身振動(dòng)頻率降低，改善了汽車(chē)行駛平順性；由于采用斷開(kāi)式車(chē)軸，所以能降低發(fā)動(dòng)機(jī) 的位置高度，使整車(chē)的質(zhì)心高度下降，改善了汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性；左、右車(chē)輪獨(dú)自運(yùn)動(dòng)互不影響，可減少車(chē)身的傾斜和振動(dòng)，同時(shí)在起伏的路面上能獲得良好的地面附著能力；獨(dú)立懸架可提供多種方案供設(shè)計(jì)人員選用，以滿足不同設(shè)計(jì)要求。獨(dú)立懸架的缺點(diǎn)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(chē)和部分質(zhì)量不大的商用車(chē)上。 根據(jù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，獨(dú)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(jí)轎車(chē)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(dú)立懸架。雙橫臂式獨(dú)立懸架按上下橫臂是否等長(zhǎng)，又分為等長(zhǎng)雙橫臂式和不等長(zhǎng)雙橫臂式兩種懸架。等長(zhǎng)雙橫臂式懸架在車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí)，能保持主銷(xiāo)傾角不變，但輪距變化大 (與單橫臂式相類(lèi)似 )，造成輪胎磨損嚴(yán)重，現(xiàn)已很少用。對(duì)于不等長(zhǎng)雙橫臂式懸架，只要適當(dāng)選擇、優(yōu)化上下橫臂的長(zhǎng)度，并通過(guò)合理的 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(chē)具有良好的行駛穩(wěn)定性 。 麥 弗遜 獨(dú)立懸架 特點(diǎn)是主銷(xiāo)位置和前輪定位角不隨車(chē)輪的上下跳動(dòng)而變化，有利于汽車(chē)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(xiāo)，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)是主銷(xiāo)位置和前輪定位角隨車(chē)輪的上下跳動(dòng)而變化，這點(diǎn)與燭式懸架正好相反。這種懸架構(gòu)造簡(jiǎn)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(gè)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?yàn)樗藴p震還有支撐整個(gè)車(chē)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(gè)可以上下運(yùn)動(dòng)的滑柱 ；下托臂通常是 A 字型的設(shè)計(jì)，用于給車(chē)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(gè)車(chē)體的重量和汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)時(shí)車(chē)輪承受的所有沖擊就靠這兩個(gè)部件承擔(dān)。所以麥弗遜的一個(gè)最大的設(shè)計(jì)特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能帶來(lái)兩個(gè)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(dú)立懸架 輔助元件 橫向穩(wěn)定器 近代汽車(chē)的懸架一般都很軟，在高速行駛中轉(zhuǎn)向 時(shí)，車(chē)身會(huì)產(chǎn)生很大的橫向傾斜和橫向角振動(dòng)。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(lái)加大懸架的側(cè)傾角剛度以改善汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。當(dāng)左右車(chē)輪有垂向的相對(duì)位移時(shí)，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(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)身的側(cè)傾角外，也有助于使汽車(chē)獲得所需要的不足轉(zhuǎn)向。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 的作用是 傳遞車(chē)輪與車(chē)身間的力和力矩，同時(shí)保持車(chē)輪按一定運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)車(chē)身跳動(dòng)， 它由 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成 。出于對(duì)中級(jí)轎車(chē)的考慮為了在原有獨(dú)立懸架的基礎(chǔ)上添加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)又不使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，決定采用單 桿式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 3 章 技術(shù)參數(shù)確定與計(jì)算 主要技術(shù)參數(shù) 整車(chē)的基本參數(shù)見(jiàn)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排量在 以下的乘用車(chē)，前懸架滿載偏頻要求在 ――，后懸架則要求在 ―― 。原則上，乘用車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)（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(chē)靜止時(shí)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(chē)身產(chǎn)生較大的縱向角振動(dòng)。 為了防止在不平路面上行駛時(shí)經(jīng)常沖擊緩沖塊，懸架還必須具備足夠的動(dòng)撓度 df 。 前、后懸架的動(dòng)撓度常按其相應(yīng)的靜撓度來(lái)選取，對(duì)于轎車(chē) 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(diǎn) 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(shí)開(kāi)始接觸彈性支架 8額定載荷 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 4 章 彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(shí)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(shí)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(jì)（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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 Mpa1585][ ?