【正文】 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 主銷(xiāo)內(nèi)傾角的優(yōu)化 ? ?????? ??????????? ? ?? 23 輪距優(yōu)化 ????? ?????? ??????????? ? ?? 23 各定位參數(shù)同時(shí)優(yōu)化 ?????? ??????????? ? ?? 24 前束優(yōu)化后的圖形 ?????? ??????????? ? ?? 25 車(chē)輪外傾角優(yōu)化后的圖形 ??? ??????????? ? ?? 25 主銷(xiāo)后傾角優(yōu)化后的圖形 ??? ??????????? ? ?? 25 主銷(xiāo)內(nèi)傾角優(yōu)化后的圖形 ??? ??????????? ? ?? 25 輪距變化優(yōu)化后的圖形 ???? ??????????? ? ?? 26 各參數(shù)優(yōu)化前后的數(shù)值表 ??? ??????????? ? ?? 26 小結(jié) ???????????? ??????????? ? ?? 27 結(jié)論 ??????????? ??????????? ? ???????? 27 致謝 ??????????? ??????????? ? ???????? 27 參考文獻(xiàn) ????????? ??????????? ? ???????? 27 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 引言 汽車(chē)懸架是汽車(chē)一個(gè)非常重要的部件。汽車(chē)懸架是汽車(chē)的車(chē)架與車(chē)橋或車(chē)輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車(chē)架或車(chē)身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車(chē)能平順地行駛。另外，懸架系統(tǒng)能配合汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，當(dāng)汽車(chē)在不同路況作加速、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等運(yùn)動(dòng)時(shí)，能提供足夠的安全性，保證操縱不失控。所以，懸架是 汽車(chē)底盤(pán)中最重要、也是汽車(chē)改型設(shè)計(jì)中經(jīng)常需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)的部件 。汽車(chē)行駛中路面的不平坦、凸起和凹坑使車(chē)身在車(chē)輪的垂直作用力下起伏波動(dòng)，產(chǎn)生振 動(dòng)與沖擊；加減速及制動(dòng)和轉(zhuǎn)彎使車(chē)身產(chǎn)生俯仰和側(cè)傾振動(dòng)。這些振動(dòng)與沖擊會(huì)嚴(yán)重影響車(chē)輛的平順性和操縱穩(wěn)定性等重要性能。懸架作為上述各種力和力矩的傳動(dòng)裝置，其傳遞特性能的好壞是影響汽車(chē)行駛平順性和操縱穩(wěn)定性最重要、最直接的因素。只有當(dāng)汽車(chē)底盤(pán)配備了性能優(yōu)良的懸架，才會(huì)得到整車(chē)性能優(yōu)良的汽車(chē)。 懸架按照結(jié)構(gòu)分大體可以分為獨(dú)立式懸架和非獨(dú)立式懸架。非獨(dú)立懸架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車(chē)中前輪定位變化小的優(yōu)點(diǎn)，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車(chē)中基本上已不再使用，多用在貨車(chē)和大客車(chē)上。獨(dú)立懸架 是每一側(cè)的車(chē)輪都是單獨(dú)地通過(guò)彈性懸架懸掛在車(chē)架或車(chē)身下面的。其優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量輕，減少了車(chē)身受到的沖擊，并提高了車(chē)輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車(chē)的舒適性；可以使發(fā)動(dòng)機(jī)位置降低，汽車(chē)重心也得到降低，從而提高汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性；左右車(chē)輪單獨(dú)跳動(dòng)，互不相干，能減小車(chē)身的傾斜和震動(dòng)。不過(guò)，獨(dú)立懸架存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點(diǎn)。現(xiàn)代轎車(chē)大都是采用獨(dú)立式懸架，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨(dú)立懸架又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸架等。麥弗遜懸架因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、節(jié)省空間方便發(fā)動(dòng)機(jī) 布置等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地運(yùn)用。大到寶馬 M3，保時(shí)捷 911 這類(lèi)高性能車(chē)，小到菲亞特 STILO，福特 FOCUS，甚至國(guó)產(chǎn)的哈飛面包車(chē)前懸掛都是采用的麥弗遜式設(shè)計(jì)。 當(dāng)前，中國(guó)汽車(chē)企業(yè)大多側(cè)重于汽車(chē)整車(chē)的研發(fā)，而忽視了汽車(chē)主要零部件和相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的提供。然而從某種意義上講，整車(chē)對(duì)于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)不是最重要的，最重要的還是汽車(chē)關(guān)鍵零部件的創(chuàng)新和發(fā)展。關(guān)鍵零部件的科技含量綜合體現(xiàn)汽車(chē)整車(chē)的創(chuàng)新能力和品牌建設(shè)能力。我國(guó)在底盤(pán)的集成設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)起步較晚，設(shè)計(jì)和制造水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。國(guó)內(nèi)大多數(shù)整車(chē)及零部件制造企業(yè)都沒(méi)有掌握懸架系統(tǒng)的自主設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)技術(shù)，大多數(shù)為引進(jìn)外國(guó)技術(shù)進(jìn)行復(fù)制開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，幾乎可以說(shuō)國(guó)內(nèi)企業(yè)的底盤(pán)技術(shù)基本 上 都是照搬過(guò)外的，沒(méi)有任何自己的技術(shù)。 在現(xiàn) 代的工程研究領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)仿真己成為熱門(mén)研究課題。借助計(jì)算機(jī)的快速計(jì)算能力，人們不僅可以求出所需要的數(shù)值結(jié)果，還可以模擬出工程中的具體情況，以便人們可以直觀的進(jìn)行分析研究，我們稱為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。今天的機(jī)械系統(tǒng)仿真技術(shù)研究中，大多以多體系統(tǒng)理論作為研究上的理論基礎(chǔ)。計(jì)算多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的產(chǎn)生極大地改變了傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析的面貌，使工程師從傳統(tǒng)的手工計(jì)算中解放了出來(lái)，只需根據(jù)實(shí)際情況建立合適的模型，就可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)求解，并可提供豐富的結(jié)果分析和利用手段；對(duì)于原來(lái)不可能求解或求解極為困難的大型復(fù)雜問(wèn)題，現(xiàn)可利用計(jì)算 機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算功能順利求解；而且現(xiàn)在的動(dòng)力學(xué)分析軟件提供了與其它工程輔助設(shè)計(jì)或分析軟件的強(qiáng)大接口功能，它與其它工汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 程輔助設(shè)計(jì)和分析軟件一起提供了完整的計(jì)算機(jī)輔助工程 (CAE)技術(shù)。 本文首先通過(guò)查閱相關(guān)資料以及到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)地觀察以了解麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)。以某實(shí)際車(chē)輛所給出的整車(chē)參數(shù)，運(yùn)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得出了懸架各主要部分螺旋彈簧以及減振器的基本參數(shù)。運(yùn)用autocad 軟件畫(huà)出了麥弗遜懸架的整套圖紙，對(duì)懸架的各細(xì)節(jié)部分作出了基本完善。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用三維建模軟件 proe 畫(huà)出了麥弗遜懸架的 整體結(jié)構(gòu)。最后利用仿真軟件 ADAMS 對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，接著對(duì)懸架系統(tǒng)中的有關(guān)安裝，長(zhǎng)度，位置的 16 個(gè)參數(shù)（變量）進(jìn)行了優(yōu)化分析 ， 使得懸架的各定位參數(shù)都能達(dá)到要求的范圍內(nèi)?；旧贤瓿闪?麥弗遜懸架的設(shè)計(jì)。 通過(guò)本次研究，完成了麥弗遜懸架的繪制，建立了麥弗遜懸架的三維模型，能夠?qū)⑵鸬南到y(tǒng)進(jìn)行仿真分析，能夠得出懸架各個(gè)參數(shù)對(duì)懸架性能的影響圖形。希望對(duì)麥弗遜懸架的設(shè)計(jì)方法是一個(gè)有益的探索。 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 第一章 麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主要技術(shù)參數(shù)的選擇 1：外形尺寸（ mm） 長(zhǎng)寬高 5910 1993 2375 2：軸距（ mm） 3670 10：排放依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB175912020 中國(guó) III 階段 GB38472020 3：前輪距（ mm） 1710 11：鋼板彈簧片數(shù)（前 /后） /3 4： 后輪距（ mm） 1716 12 ：整備質(zhì)量（ kg） 2730 5 ：前懸 / 后懸（ mm） 1005/1235 13：驅(qū)動(dòng)形式 前置后驅(qū) 6：軸荷（數(shù)目與軸數(shù)對(duì)應(yīng)）（ kg） 1730/2250 14 ：最高車(chē)速（ km/h） 130 7：軸數(shù) 2 15：排放水平 國(guó) III 8:輪胎數(shù) 4 16：防抱死制動(dòng)系統(tǒng) ABS 9：總質(zhì)量（ kg） 3980 17：發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 南京依維柯汽車(chē)有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)分公司 2798 92 輪胎規(guī)格： 215/75R16LT 215/75R16CT 確定懸架剛度 若不考慮輪胎和減震器的影響，則車(chē)身固有頻率 n0，可按下式計(jì)算。 n0=ω0/2π = （ HZ） 式中 ω0固有角振動(dòng)頻率， rad/s； C懸架剛度， N/m； M簧載質(zhì)量， kg。 由實(shí)驗(yàn)得知，為了保持汽車(chē)具有良好的平順性，車(chē)身振動(dòng)的固有頻率應(yīng)為人體所習(xí)慣的步行時(shí)身體上、下運(yùn)動(dòng)的頻率 1~。車(chē)身固有頻率 n0 低于 3HZ 就可以保證人體最敏感的 4—8HZ 處于減振區(qū)。 n0 值越低，車(chē)身加速度的均方根值越小。但在懸架設(shè)計(jì)時(shí)， n0 值不能選的太低，這主要是 n0 值降低，懸架的動(dòng)撓度 fd 就增大，在不知上若不能保證足夠大小的限位行程，就會(huì)使限位塊撞擊的概汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 率增加。另外， n0 值選得過(guò)低，懸架設(shè)計(jì)不采取一定措施，就會(huì) 增大制動(dòng)“點(diǎn)頭”角和轉(zhuǎn)彎側(cè)傾角，使空、滿載時(shí)車(chē)身高度的變化過(guò)大。 n0 值低于 1HZ 時(shí)，還會(huì)引起暈車(chē)的低頻振動(dòng)能量增大。根據(jù)貨車(chē)固有頻率 n0 的實(shí)用范圍 ~2HZ。 因?yàn)樵撥?chē)整備質(zhì)量是 2730kg，總質(zhì)量是 3980kg，加載到前懸架的質(zhì)量是1186kg 和 2730kg，為了保證汽車(chē)能在兩個(gè)工況下 n0 都能在實(shí)用范圍內(nèi)， 并且因?yàn)槠?chē)經(jīng)常是在靜撓度附近作小幅度的振動(dòng)，故應(yīng)將靜撓度副近的懸架剛度選得較低。這里選定懸架剛度 c 為 80000N/m。 螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 螺旋彈簧的工作條件。 1. 若 要 求該 車(chē)的 車(chē) 輪上 下跳 動(dòng) 的距 離為 70mm 的 話 ，根 據(jù)計(jì) 算l=mg/c=598*態(tài)。 P2=1005kg 3. 彈簧受動(dòng)載荷的作用。 彈簧的結(jié)構(gòu)、材料、加工 為了保證彈簧端部和彈簧座良好接觸。采用彈簧端部磨平的形式。彈簧選用 II 級(jí)精度，決定采用熱扎彈簧鋼 60Si2MnA,加熱成型，而后進(jìn)行淬火，回火等處理。 彈簧直徑及鋼絲直徑 當(dāng)彈簧僅受軸向載荷 F2=1365 =13377 因?yàn)? τ=8F2KC/(π d2)= τp 故 d 式中 τp 彈簧的許用應(yīng)力，查表得 τp=471MPa C旋繞比，取 C= K曲度系數(shù)， K=+ = 由此可得的 取 d= 因?yàn)? C= ，得 D2=180