【正文】 本科生畢業(yè)設計（論文）摘 要隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對汽車乘座舒適性和安全性的要求逐漸提高，因此對汽車懸架系統(tǒng)和減震器也提出了更高的要求。這次設計的微型汽車的懸架系統(tǒng)是有實際意義的。本次設計的主要內容是：奇瑞微型汽車的前、后懸架系統(tǒng)的結構設計。其前后懸架均采用目前比較流行的麥弗遜式獨立懸架，減震器為液力雙向作用筒式減震器。本說明書還包括前、后懸架性能和結構特點的介紹，懸架參數(shù)的確定，減震器設計及計算過程，螺旋彈簧設計及設計過程，懸架剛度和撓度的計算以及各零部件包括連接處的選擇。并用MATLAB軟件編程平順性的分析，論證了該系統(tǒng)設計方案的正確性和可行性。在對樣車懸架進行平順性分析中，建立了兩自由度的平順性分析模型，分別繪制車身加速度幅頻特性曲線、相對動載幅頻特性曲線、彈簧動撓度幅頻特性曲線分析了懸架參數(shù)對汽車平順性的影響。因此，這次設計的懸架系統(tǒng)具有良好的行使平順性。關鍵詞：懸架系統(tǒng)；減震器；螺旋彈簧；導向機構；平順性AbstractWith the development of the automobile industry, people have been promoting the requirement for the safety and ride fort of vehicles. As a result there is a big demand on the suspension and the shock absorber system. The design of the minicar suspension system is a practical sense. The project mainly includes the designs of the front and rear suspension system of the Chery Automobiles. The independent McPherson suspension in mon use is adopted in both the front and the rear suspension system. The shock absorber with twodirection hydrauliccylinder is applied here. This papers introduced the structure characteristics of the front and rear suspension, determined the suspension parameters, designed and calculated the shock absorbers and coil spring, etc. Furthermore, a program for ride performance putation is piled by using MATLAB software.In the suspension analysis of the sample car, a model with two degree of freedoms is established. Some curves for ride quality analysis are carried out. From the calculated curves, some topics on how the suspension parameters effect on the ride fort are discussed. Therefore, a conclusion can be drawn that the current designed suspension system has a good ride performance.Key words: Suspension system。 Shock absorber。 Coil spring。 Guidance mechanism。 Ride performance 目 錄第1章 緒 論 1 懸架簡介 1 設計要求： 2第2章 前、后懸架結構的選擇 3 3 3 4第3章 技術參數(shù)確定與計算 5 5 5 6 6 6第4章 彈性元件的設計計算 7 7 8第5章 懸架導向機構的設計 10 10 10 11 13 13第6章 減振器設計 14 14 14 15 15 16 16第7章 橫向穩(wěn)定桿設計 18 18第8章 平順性分析 20 20 20 22 23 24 26第9章 結 論 27參考文獻 28致 謝 29附 錄Ⅰ 30附 錄II 39IV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)承擔著傳遞垂直反力，縱向反力和側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；并且當車輪相對車架跳動時，特別在轉向時，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向作用。 現(xiàn)代汽車除了保證其基本性能，即行駛性、轉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，而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關。懸架與汽車的多種使用性能有關，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、轉彎、加速時穩(wěn)定，減小車身的俯仰和側傾。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。 設計要求：（1）完成前懸架系統(tǒng)設計；（2）完成后懸架系統(tǒng)設計；（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）結構緊湊、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，要求簧上質量與彈性元件組成的振系統(tǒng)的固有頻率應在合適的頻段，并盡可能低。前、后懸架固有頻率的匹配應合理，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?shù)剡x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、車輪運動與導向機構運動要協(xié)調，避免前輪擺振；汽車轉向時，應使之稍有不足轉向特性。第2章 前、后懸架結構的選擇獨立懸架的結構特點是車橋做成斷開的，每一側的車輪可以單獨的通過彈性懸架與車架（車身）連接，兩側車輪可以單獨跳動，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計人員選用，以滿足不同設計要求。獨立懸架的缺點是結構復雜，成本較高，維修困難。這種懸架主要用于乘用車和部分質量不大的商用車上。根據(jù)導向機構不同的結構特點，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)，造成輪胎磨損嚴重，現(xiàn)已很少用。對于不等長雙橫臂式懸架，只要適當選擇、優(yōu)化上下橫臂的長度，并通過合理的布置、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。麥克弗遜式是絞結式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉向主銷，轉向節(jié)可以繞著它轉動。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，他的結構很緊湊，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。所以麥弗遜的一個最大的設計特點就是結構簡單，結構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 近代汽車的懸架一般都很軟，在高速行駛中轉向時，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傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性。當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傾角剛度，從而減小汽車轉向時車身的側傾角外，也有助于使汽車獲得所需要的不足轉向。導向機構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，它由導向機構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上添加導向機構又不使結構復雜，決定采用單桿式導向機構。 第3章 技術參數(shù)確定與計算整車的基本參數(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非簧載質量：前懸非簧載質量為55kg 后懸非簧載質量為85kg簧載質量（滿載）前簧載質量＝滿載軸荷質量—非簧載質量＝780—55＝725kg后簧載質量＝滿載軸荷質量—非簧載質量＝885－85＝800kg1）自振頻率（固有頻率）選取 ，――，――。原則上，乘用車的發(fā)動機排量越大，懸架的偏頻應越小，――，――。因此?。呵皯壹芷l n= 后懸架偏頻 n=2) 懸架剛度 前后懸架剛度分別為 ：前懸架靜撓度：后懸架靜撓度： 符合 式中：—汽車靜止時懸架上的載荷—重力加速度前、后懸架的靜撓度和應當接近，并使后懸架靜撓度比前懸架的靜撓度小些，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