【正文】 近發(fā)展趨勢多取零。在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，根據(jù)美國福特公司的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)認(rèn)為，前束的真正作用是防止和補(bǔ)償車輪后束，因?yàn)楹笫鴷?huì)導(dǎo)致汽車行駛不穩(wěn)定。因此希望在車輪的跳動(dòng)過程中，主銷內(nèi)傾角的變化量不要太大。主銷內(nèi)傾角的增大使內(nèi)傾回正力矩成比例地增大，同時(shí)也使主銷的摩擦力矩與滾動(dòng)力矩增大，這些都使得操縱力相應(yīng)地增大。這不僅使轉(zhuǎn)向變得沉重，而且加速了輪胎的磨損。 主銷內(nèi)傾角主銷內(nèi)傾角是指車身前視圖主銷軸與垂直軸的夾角，正的主銷內(nèi)傾角是指主銷軸頂部向內(nèi)傾的角度。其穩(wěn)定效應(yīng)是發(fā)生在前輪轉(zhuǎn)向時(shí)，憑借路面對輪胎的側(cè)向反力來實(shí)現(xiàn)的?！昂髢A拖距”一般是在車輪高速運(yùn)動(dòng)時(shí)起回正作用。 10176。一般主銷后傾角越大, 主銷后傾拖距也越大, 則回正力矩的力臂越大, 因此回正力矩也就越大。主銷后傾角應(yīng)保證車輪具有合適的回正力矩，使得汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。主銷后傾角的主要作用是使車輪復(fù)位以提高車輛直線行駛的穩(wěn)定性。汽車作曲線行駛時(shí)，車輪隨車身一起傾斜，即車身外側(cè)車輪向正的外傾角方向變化，從而降低了其側(cè)偏性能。如果空車時(shí)車輪的安裝正好垂直于路面，則滿載時(shí)車橋因承載變形而可能出現(xiàn)車輪內(nèi)傾，這樣將加速車輪胎的磨損。雖然獨(dú)立懸架據(jù)有許多優(yōu)點(diǎn)，但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；保養(yǎng)維修不便；在一般情況下，車輪跳動(dòng)時(shí)，由于車輪外傾角和輪距變化較大，輪胎磨損較嚴(yán)重。2）減少了汽車的非簧載質(zhì)量（即不由彈簧支撐的質(zhì)量，在道路條件和車速相同時(shí)，非簧載質(zhì)量越小則懸架受到的沖擊載荷越?。Ｅc非獨(dú)立懸架不同，獨(dú)立懸架的車橋往往是斷開的，每一側(cè)的車輪可以單獨(dú)的通過懸架與車架相連，兩側(cè)的車輪可以單獨(dú)跳動(dòng)，互不影響，所以稱其為獨(dú)立懸架，獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)如圖22 。 汽車懸架類型及其特點(diǎn) 汽車懸架的類型現(xiàn)代汽車懸架按控制方式不同可分為主動(dòng)懸架和被動(dòng)懸架兩大類；按傳統(tǒng)定義可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類。緩沖塊用來減輕車軸對車架或車身的直接沖撞，防止彈性元件產(chǎn)生過大的變形。3第2章 懸架設(shè)計(jì)方案的選擇第2章 懸架設(shè)計(jì)方案選擇 概述懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它最主要的功能是傳遞作用在車輪和車架(或車身)之間的一切力和力矩，并緩和汽車駛過不平路面時(shí)所產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，以保證汽車的行駛平順性。然而，這兩個(gè)要求在懸掛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中往往是矛盾的。 課題意義汽車懸架系統(tǒng)對汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性都有較大的影響。 課題目的 本課題主要為YDⅢ電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)后懸架，通過對汽車研究分析和設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們的開發(fā)和設(shè)計(jì)能力，鞏固我們所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去解決實(shí)際問題，真正做到理論聯(lián)系實(shí)際。為提高綜合開發(fā)能力，以適應(yīng)市場的需求和變化，新型懸架的誕生迫在眉睫。早在20世紀(jì)50年代，空氣懸架彈簧就開始應(yīng)用在載重車、小轎車、大客車及鐵道車輛上。非獨(dú)立懸架的鮮明特色是左、右車輪之間由一剛性梁或非斷開式車橋聯(lián)接。 懸架簡介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矩，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(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。隨著世界環(huán)境的污染、全球石油危機(jī)日益嚴(yán)重而帶動(dòng)的石油價(jià)格不斷上漲給汽車工業(yè)帶來了不可忽視的沖擊，也增強(qiáng)了人們開發(fā)新能源的意識(shí)，而新能源汽車更是人們關(guān)注的一大焦點(diǎn)。一般采用高效率充電電池，或燃料電池為動(dòng)力源。電動(dòng)汽車由底盤、車身、蓄電池組、電動(dòng)機(jī)、控制器和輔助設(shè)施蓄電池六部分組成。電動(dòng)汽車具有良好的環(huán)保性能和可以以多種能源為動(dòng)力的顯著特點(diǎn)，即可以保護(hù)環(huán)境，又可以緩解能源短缺和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全。懸架系統(tǒng)都是由彈性元件、減振裝置和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。獨(dú)立懸架的左右車輪各自“獨(dú)立”地與車架或車身相連或構(gòu)成斷開式車橋。隨著當(dāng)前世界汽車工業(yè)朝著高速、高性能、舒適、安全可靠的方向發(fā)展，空氣懸架彈簧是當(dāng)今汽車發(fā)展的一大趨勢。電子控制懸架可以提高車輛乘坐舒適性、行駛平順性和操縱穩(wěn)定性,代表了目前汽車懸架的發(fā)展方向，現(xiàn)代的懸架系統(tǒng)將逐步向半主動(dòng)懸架、主動(dòng)懸架過渡。在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的過程中，首先，要查閱相關(guān)資料，在對各種懸架有一定了解后，通過對資料的歸納與總結(jié)撰寫開題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述；然后，確定設(shè)計(jì)方案，通過設(shè)計(jì)計(jì)算確定后懸架系統(tǒng)各部件的設(shè)計(jì)參數(shù)，在確定參數(shù)后完成后懸架系統(tǒng)的裝配圖，通過裝配圖繪制各個(gè)零件圖；最后，完成零件圖的繪制后撰寫論文。所謂行駛平順性是指汽車在行駛過程中，保持駕駛員和乘員處于振動(dòng)環(huán)境中具有一定的舒適度，或保持所載物資完好的能力。比如，汽車不同的行駛狀態(tài)對懸架有不同的要求。懸架由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減振器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等組成。裝有橫向穩(wěn)定器的汽車，能減少轉(zhuǎn)彎行駛使車身的側(cè)傾角橫向角振動(dòng)。主動(dòng)懸架的剛度和阻尼可以通過電子控制技術(shù)調(diào)節(jié)，因而具有更好的行駛平順性和操縱未定性，但由于其采用電控技術(shù)，成本比較高，本課題研究的是經(jīng)濟(jì)型微型電動(dòng)車，所以這里不再重點(diǎn)介紹。圖21 非獨(dú)立懸架圖22 獨(dú)立懸架 非獨(dú)立懸架與獨(dú)立懸架比較非獨(dú)立懸架特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但其質(zhì)量較大，兩側(cè)車輪跳動(dòng)相互影響較大，因此被廣泛應(yīng)用于貨車的前、后懸架中，在轎車中非獨(dú)立懸架很少使用，一般只用作后懸架。3）采用斷開式車橋，發(fā)動(dòng)機(jī)總成的位置和重心可以降低和前移，是汽車重心下降，提高汽車行駛穩(wěn)定性；同時(shí)基于車輪較大的上下跳動(dòng)空間，因而可以將懸架的剛度設(shè)計(jì)得較小，使車身振動(dòng)頻率降低，以改善行駛平順性。 懸架設(shè)計(jì)主要參數(shù) 懸架主要參數(shù)懸架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的參數(shù)種類很多，除了車輪定位參數(shù)車輪外傾角、主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪前束角外，還有主銷偏移距、側(cè)傾中心高度、側(cè)傾轉(zhuǎn)向、側(cè)傾剛度、車輪側(cè)向滑移量、懸架垂直剛度、懸架側(cè)傾剛度、制動(dòng)時(shí)抗點(diǎn)頭與加速時(shí)抗上仰、側(cè)傾角剛度、側(cè)傾外傾系數(shù)、側(cè)傾后傾系數(shù)、側(cè)傾轉(zhuǎn)向系數(shù)、車輪轉(zhuǎn)角、主簧剛度、橫向穩(wěn)定桿剛度與阻尼等。另外，路面對車輪的垂直反力沿輪轂的軸向分力將使輪轂壓向外端的小軸承，加重了外端小軸承及輪轂緊固螺母的負(fù)荷，降低它們的壽命。為保證輪胎的側(cè)偏性能，懸架設(shè)計(jì)要求上跳時(shí)外傾角向負(fù)值變化，下落時(shí)向正值變化。當(dāng)行駛中的汽車遇到外力產(chǎn)生偏離時(shí),后傾角產(chǎn)生回正力矩使車輪自動(dòng)回復(fù)到原來位置。一般不希望后傾角在車輪上下運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)大的變化，以免在載荷變化時(shí)出現(xiàn)回正力矩過大或過小的現(xiàn)象 使操縱性能惡化。但是回正力矩不宜過大, 否則在轉(zhuǎn)向時(shí)為了克服此力矩, 駕駛員必須在方向盤上施加較大的力(方向盤發(fā)沉), 因此主銷后傾角不宜過大, 一般認(rèn)為前置前驅(qū)動(dòng)車0176。,一般希望后傾角隨著車輪的上跳而增加, 以增加高速行駛穩(wěn)定性。主銷后傾角的變化，改變了“后傾拖距”，從而影響了車輪的回正力矩，同時(shí)使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對側(cè)向力特別敏感，容易造成車輪擺振或方向盤上力的變化，影響操縱穩(wěn)定性。同時(shí)為保證制動(dòng)時(shí)后傾角不過小，希望它隨車輪上跳而增加。主銷的內(nèi)傾使得主銷軸線與路面的交點(diǎn)到車輪中心平面與地面交線的距離稱為主銷偏置量。主銷內(nèi)傾角的變化，影響了車輪繞主銷的回正力矩，主要在低速時(shí)其回正作用使車輪喪失車輪自動(dòng)定位、保持直線行駛的能力，影響了轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性。內(nèi)傾回正力矩的增大提高了回正性的因素，但是由于主銷摩擦力矩與滾動(dòng)阻力矩的增大作用大大超過了回正力矩增大的作用，因而不但沒有改善回正性，反而使回正性明顯惡化，因此一般將主銷偏移距設(shè)計(jì)得比較小或?yàn)樨?fù)值。主銷內(nèi)傾角要求具有隨車輪上跳而減小， 隨車輪下落而增加的趨勢， 以利于汽車的操縱穩(wěn)定性。前束的正負(fù)與汽車的驅(qū)動(dòng)形式有關(guān)，在后輪驅(qū)動(dòng)的汽車中，一般采用一定的正前束，以抵消在縱向力作用下的負(fù)前束變化；而在前輪驅(qū)動(dòng)的汽車中，取一定的負(fù)前束，以使汽車在行駛時(shí)保持車輪直線運(yùn)動(dòng)，減少輪胎磨損和滾動(dòng)阻力。車輪前束可以彌補(bǔ)外傾角帶來的不利影響，減少輪胎的磨損。通常在40mm 的跳動(dòng)范圍內(nèi)。因此常常需要在前軸增加橫向穩(wěn)定桿以提高前軸的側(cè)傾剛度， 對縱向側(cè)傾中心提供抗制動(dòng)點(diǎn)頭的能力。 懸架側(cè)傾剛度在側(cè)傾角不大的條件下, 車身傾斜單位角度所必需的側(cè)傾力矩稱為側(cè)傾角剛度。 側(cè)傾角剛度側(cè)傾角剛度過小而側(cè)傾角過大的汽車，乘員缺乏舒適感和安全感。貨車車身側(cè)傾角不超過6176。 懸架設(shè)計(jì)方案確定 懸架類型選擇本課題研究的是四輪轉(zhuǎn)向四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車后懸架設(shè)計(jì)，各個(gè)車輪之間的相互影響要盡可能的小，并且設(shè)計(jì)要考慮經(jīng)濟(jì)因素，所以選擇獨(dú)立懸架。使人不會(huì)造成傷害及不舒服的感覺；對貨物可減少其被破壞的可能性。 減震器設(shè)計(jì)參數(shù)確定減振元件主要起減振作用。此時(shí)，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對振動(dòng)的阻尼力，使車身和車架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能，而被油液和減振器殼體所吸收，然后散到大氣中。當(dāng)左右車輪有垂向的相對位移時(shí)，穩(wěn)定桿受扭，發(fā)揮作用。許多汽車裝用多孔聚氨脂制成的幾種形狀的緩沖塊，它兼起輔助彈性元件的作用。本次設(shè)計(jì)的緩沖塊也采用多孔聚氨酯作為材料。(4)；乘坐人數(shù)：5人； (5) 最高車速：100km/h。在滿載載荷下可以確定車輪上、下跳行程，兩者之和稱為車輪行程[8]。取，則 符合要求 本章小結(jié)經(jīng)計(jì)算，確定汽車后懸架剛度C=。本章螺旋彈簧參數(shù)的確定，首先應(yīng)確定螺旋彈簧的剛度，懸架彈簧剛度設(shè)計(jì)、分配確定之后，應(yīng)對常用螺旋彈簧的直徑、絲徑、圈數(shù)和長度進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，對材料進(jìn)行選擇，并最終進(jìn)行校核。由圖知： ， ， ==α圖41 燭式主銷軸懸布置簡圖 彈簧剛度計(jì)算由于彈簧與主銷軸并聯(lián)，在忽略車輪外傾角的前提下，其所受軸向載荷可計(jì)算如下：P=mg=2075N螺旋彈簧在軸向載荷下的變形：f= (41) 鋼絲直徑計(jì)算根據(jù)公式可推出 (42)式中，i——彈簧有效工作圈數(shù)，先取7 G——彈簧材料的剪切彈性模量，取Mpa ——彈簧中徑，取90mm代入計(jì)算得：d=確定鋼絲直徑d=10mm，彈簧外徑D=110mm，彈簧安裝圈數(shù)取=9。/πd3=8PCK39。減震器和彈性元件是并聯(lián)安裝的。圖51 含減振器的懸架簡圖根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。通常為了保證伸張過程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力比壓縮行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力大得多，所以伸張閥彈簧剛度和預(yù)緊力比壓縮閥大；在同樣油壓力作用下，伸張閥及相應(yīng)的通?？p隙的同道截面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)的通常縫隙的通常截面積總和。在減振器中，流通閥和補(bǔ)償閥是一般的單向閥，其彈簧很弱。車輪向上跳動(dòng)即懸架壓縮時(shí)，活塞1向下運(yùn)動(dòng)，油液通過閥Ⅱ進(jìn)入工作腔上腔，但是由于活塞桿9占據(jù)了一部分體積，必須有部分油液流經(jīng)閥Ⅳ進(jìn)入補(bǔ)償腔C。為了提供溫度升高后油液膨脹的空間，減振器的油液不能加得太滿，但一般在補(bǔ)償腔中油液高度應(yīng)達(dá)到缸筒長度的一半，以防止低溫或減振器傾斜的情況下，在極限伸張位置時(shí)空氣經(jīng)油封7進(jìn)入補(bǔ)償腔甚至經(jīng)閥Ⅲ吸入工作腔，造成油液乳化，影響減振器的工作性能。 相對阻尼系數(shù)的選擇在選擇相對阻尼系數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮到取得過大，雖然能使振動(dòng)迅速衰減，但會(huì)把較大的不平路面的沖擊力傳到車身；另一方面，取得過小又會(huì)使振動(dòng)衰減慢，不利于行駛平順性。本課題中懸架的布置簡圖如圖52，由圖可得，阻尼系數(shù)計(jì)算公式： (54)式中，=，=，==，cos=cos53 懸架布置簡圖 最大卸荷力計(jì)算要求減振器最大卸荷力，首先就要求卸荷速度。所以筒式減振器工作直徑可取D=20mm，壁厚取1mm。第6章 橫向穩(wěn)定桿設(shè)計(jì)第6章 橫向穩(wěn)定桿設(shè)計(jì) 概述橫向穩(wěn)定桿是一根擁有一定剛度的扭桿彈簧，它和左右懸掛的下托臂或減震器滑柱相連。橫向穩(wěn)定桿安裝示意圖如圖61 。其他截面的應(yīng)力一般都小于B截面內(nèi)側(cè)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，如果62中支撐點(diǎn)C的位置很靠近中心，則C截面處同時(shí)受到彎矩和扭矩的作用，可能產(chǎn)生較大的主應(yīng)力，當(dāng)圖中（a+b）的值接近或超過時(shí)，則應(yīng)該校核該處的主應(yīng)力。第7章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第7章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 概述車輪相對于車架和車身跳動(dòng)時(shí)，車輪（特別是轉(zhuǎn)向輪）的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)符合一定的要求，否則對汽車某些行駛性能（特別是操縱穩(wěn)定性）有不利的影響?，F(xiàn)在轎車上廣泛采用的是雙橫臂式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。對于主銷軸套筒設(shè)計(jì)，選用材料45號(hào)鋼，設(shè)計(jì)模型如圖72和73。選擇該方案主的原因是該懸架結(jié)構(gòu)簡單、空間尺寸小和燭式懸架主銷磨損嚴(yán)重的缺點(diǎn)正好被設(shè)計(jì)車型質(zhì)量小的特點(diǎn)所彌補(bǔ)。在經(jīng)過各種困難的挑戰(zhàn)后，我終于完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 李興虎. ,20052 （第4版）.機(jī)械工業(yè)出版社，20043 梁新成，黃志剛，朱婷. 汽車懸架的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，第24卷，第2期：30334 陳家瑞， 人民交通出版社,20055胡亞莊. 簡明汽車知識(shí)詞典. 北京理工大學(xué)出版社，20016 余志生. 機(jī)械工業(yè)出版社,20097 Jonsson, Simulation of Dynamical Behaviour of a Front Wheel Suspension, Vehicle System Dynamics, 1999,Vol. 20, No. 5:2692818 約森沒有你們，我的大學(xué)四年會(huì)是不敢回首，碌碌無為的四年。附錄1 開題報(bào)告附錄1 開題報(bào)告一、綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義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矩，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(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。非獨(dú)立懸架的鮮明特色是左、右車輪之間由一剛性梁或非斷開式車橋聯(lián)接。早在20世紀(jì)50年代，空氣懸架彈簧就開始應(yīng)用在載重車、小轎車、大客車及鐵道車輛上。為提高綜合開發(fā)能力，以適應(yīng)市場的需求和變化，新型懸架的誕生迫在眉睫。4. 主要問題： (1)計(jì)算螺旋彈簧的剛度和車輪的跳動(dòng)范圍，計(jì)算確定車輪