【正文】 汽車懸架優(yōu)化設計 _畢業(yè)設計論文 主銷內(nèi)傾角的優(yōu)化 ? ?????? ??????????? ? ?? 23 輪距優(yōu)化 ????? ?????? ??????????? ? ?? 23 各定位參數(shù)同時優(yōu)化 ?????? ??????????? ? ?? 24 前束優(yōu)化后的圖形 ?????? ??????????? ? ?? 25 車輪外傾角優(yōu)化后的圖形 ??? ??????????? ? ?? 25 主銷后傾角優(yōu)化后的圖形 ??? ??????????? ? ?? 25 主銷內(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 ????????? ??????????? ? ???????? 27 汽車懸架優(yōu)化設計 _畢業(yè)設計論文 1 引言 汽車懸架是汽車一個非常重要的部件。汽車懸架是汽車的車架與車橋或車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輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。另外，懸架系統(tǒng)能配合汽車的運動產(chǎn)生適當?shù)姆磻?，當汽車在不同路況作加速、制動、轉(zhuǎn)向等運動時，能提供足夠的安全性，保證操縱不失控。所以，懸架是 汽車底盤中最重要、也是汽車改型設計中經(jīng)常需要進行重新設計的部件 。汽車行駛中路面的不平坦、凸起和凹坑使車身在車輪的垂直作用力下起伏波動，產(chǎn)生振 動與沖擊；加減速及制動和轉(zhuǎn)彎使車身產(chǎn)生俯仰和側(cè)傾振動。這些振動與沖擊會嚴重影響車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裝置，其傳遞特性能的好壞是影響汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性最重要、最直接的因素。只有當汽車底盤配備了性能優(yōu)良的懸架，才會得到整車性能優(yōu)良的汽車。 懸架按照結(jié)構(gòu)分大體可以分為獨立式懸架和非獨立式懸架。非獨立懸架具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上。獨立懸架 是每一側(cè)的車輪都是單獨地通過彈性懸架懸掛在車架或車身下面的。其優(yōu)點是：質(zhì)量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發(fā)動機位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性；左右車輪單獨跳動，互不相干，能減小車身的傾斜和震動。不過，獨立懸架存在著結(jié)構(gòu)復雜、成本高、維修不便的缺點?，F(xiàn)代轎車大都是采用獨立式懸架，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨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。麥弗遜懸架因為其結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、節(jié)省空間方便發(fā)動機 布置等優(yōu)點被廣泛地運用。大到寶馬 M3，保時捷 911 這類高性能車，小到菲亞特 STILO，福特 FOCUS，甚至國產(chǎn)的哈飛面包車前懸掛都是采用的麥弗遜式設計。 當前，中國汽車企業(yè)大多側(cè)重于汽車整車的研發(fā)，而忽視了汽車主要零部件和相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的提供。然而從某種意義上講，整車對于汽車產(chǎn)業(yè)不是最重要的，最重要的還是汽車關(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)汽車整車的創(chuàng)新能力和品牌建設能力。我國在底盤的集成設計及開發(fā)領(lǐng)域開發(fā)設計起步較晚，設計和制造水平遠遠落后于國外發(fā)達國家。國內(nèi)大多數(shù)整車及零部件制造企業(yè)都沒有掌握懸架系統(tǒng)的自主設計和開發(fā)技術(shù)，大多數(shù)為引進外國技術(shù)進行復制開發(fā)和生產(chǎn)，幾乎可以說國內(nèi)企業(yè)的底盤技術(shù)基本 上 都是照搬過外的，沒有任何自己的技術(shù)。 在現(xiàn) 代的工程研究領(lǐng)域，計算機仿真己成為熱門研究課題。借助計算機的快速計算能力，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行分析研究，我們稱為計算機仿真技術(shù)。今天的機械系統(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。計算多體系統(tǒng)動力學的產(chǎn)生極大地改變了傳統(tǒng)機構(gòu)動力學分析的面貌，使工程師從傳統(tǒng)的手工計算中解放了出來，只需根據(jù)實際情況建立合適的模型，就可由計算機自動求解，并可提供豐富的結(jié)果分析和利用手段；對于原來不可能求解或求解極為困難的大型復雜問題，現(xiàn)可利用計算 機的強大計算功能順利求解；而且現(xiàn)在的動力學分析軟件提供了與其它工程輔助設計或分析軟件的強大接口功能，它與其它工汽車懸架優(yōu)化設計 _畢業(yè)設計論文 2 程輔助設計和分析軟件一起提供了完整的計算機輔助工程 (CAE)技術(shù)。 本文首先通過查閱相關(guān)資料以及到實驗室進行實地觀察以了解麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)。以某實際車輛所給出的整車參數(shù)，運用傳統(tǒng)設計方法進行了麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)設計，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)。運用autocad 軟件畫出了麥弗遜懸架的整套圖紙，對懸架的各細節(jié)部分作出了基本完善。在此基礎上，運用三維建模軟件 proe 畫出了麥弗遜懸架的 整體結(jié)構(gòu)。最后利用仿真軟件 ADAMS 對懸架系統(tǒng)進行了仿真分析，接著對懸架系統(tǒng)中的有關(guān)安裝，長度，位置的 16 個參數(shù)（變量）進行了優(yōu)化分析 ， 使得懸架的各定位參數(shù)都能達到要求的范圍內(nèi)?；旧贤瓿闪?麥弗遜懸架的設計。 通過本次研究，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)進行仿真分析，能夠得出懸架各個參數(shù)對懸架性能的影響圖形。希望對麥弗遜懸架的設計方法是一個有益的探索。 汽車懸架優(yōu)化設計 _畢業(yè)設計論文 3 第一章 麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)設計 主要技術(shù)參數(shù)的選擇 1：外形尺寸（ mm） 長寬高 5910 1993 2375 2：軸距（ mm） 3670 10：排放依據(jù)標準 GB175912020 中國 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)動形式 前置后驅(qū) 6：軸荷（數(shù)目與軸數(shù)對應）（ kg） 1730/2250 14 ：最高車速（ km/h） 130 7：軸數(shù) 2 15：排放水平 國 III 8:輪胎數(shù) 4 16：防抱死制動系統(tǒng) ABS 9：總質(zhì)量（ kg） 3980 17：發(fā)動機型號 南京依維柯汽車有限公司發(fā)動機分公司 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，則車身固有頻率 n0，可按下式計算。 n0=ω0/2π = （ HZ） 式中 ω0固有角振動頻率， rad/s； C懸架剛度， N/m； M簧載質(zhì)量， kg。 由實驗得知，為了保持汽車具有良好的平順性，車身振動的固有頻率應為人體所習慣的步行時身體上、下運動的頻率 1~。車身固有頻率 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，車身加速度的均方根值越小。但在懸架設計時， n0 值不能選的太低，這主要是 n0 值降低，懸架的動撓度 fd 就增大，在不知上若不能保證足夠大小的限位行程，就會使限位塊撞擊的概汽車懸架優(yōu)化設計 _畢業(yè)設計論文 4 率增加。另外， n0 值選得過低，懸架設計不采取一定措施，就會 增大制動“點頭”角和轉(zhuǎn)彎側(cè)傾角，使空、滿載時車身高度的變化過大。 n0 值低于 1HZ 時，還會引起暈車的低頻振動能量增大。根據(jù)貨車固有頻率 n0 的實用范圍 ~2HZ。 因為該車整備質(zhì)量是 2730kg，總質(zhì)量是 3980kg，加載到前懸架的質(zhì)量是1186kg 和 2730kg，為了保證汽車能在兩個工況下 n0 都能在實用范圍內(nèi)， 并且因為汽車經(jīng)常是在靜撓度附近作小幅度的振動，故應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)設計 螺旋彈簧的工作條件。 1. 若 要 求該 車的 車 輪上 下跳 動 的距 離為 70mm 的 話 ，根 據(jù)計 算l=mg/c=598*態(tài)。 P2=1005kg 3. 彈簧受動載荷的作用。 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 級精度，決定采用熱扎彈簧鋼 60Si2MnA,加熱成型，而后進行淬火，回火等處理。 彈簧直徑及鋼絲直徑 當彈簧僅受軸向載荷 F2=1365 =13377 因為 τ=8F2KC/(π d2)= τp 故 d 式中 τp 彈簧的許用應力，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= 因為 C= ，得 D2=180