【正文】 0 球銷(xiāo) 2—A 型臂 球鉸 11 A 型臂 —車(chē)身 轉(zhuǎn)動(dòng)副 12 輪胎 —試驗(yàn)臺(tái) 點(diǎn)面約束副 13 試驗(yàn)臺(tái) —地面 圓柱副 驅(qū)動(dòng) 副 的添加 本文在此僅就車(chē)輪垂直跳動(dòng)時(shí)麥弗遜懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行仿真分析，測(cè)試臺(tái)施加一個(gè)驅(qū)動(dòng)約束，其方程為： S=50*sin(360d*time)，如圖所示。轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸或下擺臂三者構(gòu)成懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它們之間裝配要具有一定的相對(duì)位置，這種具有一定相對(duì)位置的裝配關(guān)系叫做前輪定位。為了不因輪胎的側(cè)偏而使磨損加劇、滾動(dòng)阻力增大以及直線(xiàn)行駛能力受到損害，在汽車(chē)行駛中，無(wú)論在車(chē)輪下落還是上跳時(shí)，保持前束不變或變化幅度較小非常重要，這比在汽車(chē)靜止時(shí)有一個(gè)正確的前束更為重要。 前束變化的較理想設(shè)計(jì)特性值為：前輪上跳時(shí)，為零至負(fù)前束（ 176。 車(chē)輪外傾角 及其變化 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 車(chē)輪外傾角是通過(guò)車(chē)輪中心的汽車(chē)橫向平面與車(chē)輪中心平面的交線(xiàn)與地面的垂線(xiàn)之間的夾角。設(shè)計(jì)時(shí)使轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸的軸線(xiàn)與水平面成的角度，該角度就是前輪外傾角。 ~+176。在縱向垂直平面內(nèi)，主銷(xiāo)軸線(xiàn)與地面垂直線(xiàn)之間的夾角，稱(chēng)為主銷(xiāo)后傾角口。這樣車(chē)輛的不足轉(zhuǎn)向特性較弱，最大橫向加速度會(huì)增大，轎車(chē)的主銷(xiāo)后傾角一般為：前置前驅(qū)動(dòng)車(chē) 0176。 麥弗遜懸架仿真時(shí)的主銷(xiāo) 后傾角變化如下圖 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 X——車(chē)輪跳動(dòng)量（ mm） Y——主銷(xiāo)后傾變化（度） 可見(jiàn)： 1．該模型的主銷(xiāo)后傾角的變化范圍不大，符合要求。由制動(dòng)力所引發(fā)的繞轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)軸的回正力矩一般來(lái)說(shuō)左右輪是相等的，同時(shí)與轉(zhuǎn)向拉桿的內(nèi)力平衡。 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)內(nèi)傾角及偏移距大小收到結(jié)構(gòu)的限制，大致的范圍為轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)內(nèi)傾角為 7176。 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 輪距及其變化 這里的輪距指的是隨著車(chē)輪的上下跳動(dòng)輪胎接地點(diǎn)產(chǎn)生的橫向位移 。 50mm 時(shí)，要求輪距變化為 10 mm～ +10mm。ADAMS 中提供了 3 種類(lèi)型的參數(shù)化分析方法。使用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模塊可以大大提高所獲結(jié)果的可信度，并且方便快捷地更好理解和優(yōu)化系統(tǒng)性能。 設(shè)置麥弗遜懸架各參數(shù)的思路 本實(shí)驗(yàn)首先選取 5 個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)的 15 個(gè)坐標(biāo)值和一個(gè)旋轉(zhuǎn)副的 1 個(gè)方向共計(jì) 16 個(gè)參數(shù)作為變量。若是組成桿子的長(zhǎng)度不合適，都不能保證轉(zhuǎn)向節(jié)能向上運(yùn)動(dòng) 50mm。在這里，各變量首先取較小的變化范圍，如果初值不為 0，分別取到變量的 90%和變量的 110%，如果是初值為 0，角度為 5176。接著，把影響某個(gè)定位參數(shù)最重要的變量集合到一起進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。第一，減振器上端和車(chē)架連接點(diǎn)。這里定義為 b 點(diǎn)，它的三個(gè)坐標(biāo)值為三個(gè)變量， bx， by， bz。 c 點(diǎn)也是組成四連桿的關(guān)鍵點(diǎn)，它和 b 點(diǎn)決定了轉(zhuǎn)向拉桿的長(zhǎng)度、位置。第五， A 型臂和 車(chē)架的結(jié)合點(diǎn)，雖然 A 型臂和車(chē)架應(yīng)該有兩個(gè)結(jié)合點(diǎn)，但是，他們都是在一根軸線(xiàn)上做轉(zhuǎn)動(dòng)，所以取為兩個(gè)結(jié)合點(diǎn)中間處。當(dāng)中，每個(gè)變量的取值為 5次。而且可以看出 ax 的值取得較小對(duì)前束達(dá)到規(guī)定范圍是有效的。 并且取較小的值能得到較理想的變化。 車(chē)輪外傾角的優(yōu)化 運(yùn)用同樣的方法，首先找出影響車(chē)輪外傾角的重要變量，它們分別是 ax取值范圍是 242~262，標(biāo)準(zhǔn)值是 252。 ex 取值范圍是 405~425，標(biāo)準(zhǔn)值是 415。 得出的優(yōu)化圖為： 可以看出在這個(gè)范圍內(nèi)的取值都是在規(guī)定范圍內(nèi)的。 by,變化范圍是 2040，標(biāo)準(zhǔn)值是30。也就是說(shuō)， dz 的變化對(duì)主銷(xiāo)后傾角的變化是絕對(duì)的，所以只修改 dz 的值，對(duì)主銷(xiāo)后傾角進(jìn)行優(yōu)化。 主銷(xiāo) 內(nèi) 傾角 的優(yōu)化 同主銷(xiāo)外傾角的情況一樣， dx 對(duì)主銷(xiāo)內(nèi)傾角的影響從所有曲線(xiàn)來(lái)說(shuō)，影響很大，從單條曲線(xiàn)來(lái)說(shuō)，曲線(xiàn)的變化很小。 輪距優(yōu)化 運(yùn)用同樣的方法，首先找出影響輪距變化的重要變量， ax，變化范圍是 250~255，標(biāo)準(zhǔn)值是 252。能符合規(guī)定的范圍。 ex 對(duì)輪距變化有絕對(duì)影響。可以看出，優(yōu)化后的前束值變化范圍小，呈弱的負(fù)值?？梢钥闯?，優(yōu)化后的車(chē)輪外傾角變化范圍更小。符合理想的主銷(xiāo)后傾角的變化范圍， 3176?？梢钥闯觯瑑?yōu)化后的主銷(xiāo)后傾角整體向上移動(dòng)了 4176。且取其較小值。優(yōu)化后的懸架各定位參數(shù)都能達(dá)到理想的變化范圍，對(duì)車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性、行駛平順性都將帶來(lái)很大的提高。接著運(yùn)用平面圖給出的數(shù)據(jù)在 proe 軟件中建立了麥弗遜懸架的三維模型。 研究展望 1. 本文只是根據(jù)該車(chē)給出的整體參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，如果車(chē)輛其他部件的位置確定了，該設(shè)計(jì)就要有很大的改動(dòng)。 3. 在運(yùn)用 ADAMS 軟件進(jìn)行優(yōu)化分析時(shí)，處理各變量還顯得較混亂，要有統(tǒng)一的方法，明確的標(biāo)準(zhǔn)。 本文是在 陸森林 老師悉心指導(dǎo)下完成。 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次全面考驗(yàn)，也是對(duì)即將走向社會(huì)的我們的進(jìn)行的一次有效的鍛煉。 2. 運(yùn)用 ADAMS 仿真中，輪胎被簡(jiǎn)化成了剛體，希望今后的 研究能原成彈性體。最后將懸架的各定位參數(shù)優(yōu)化到了理想的范圍內(nèi)。 結(jié)論 全文總結(jié) 本論文以某車(chē)輛實(shí)際給出的參數(shù)，首先運(yùn)用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法計(jì)算設(shè)計(jì)出了該車(chē)的懸架結(jié)構(gòu)?？梢钥闯?，優(yōu)化前的輪距變化為1cm 左右，優(yōu)化后的輪距變化變?yōu)榱?5mm 左右，對(duì)減小輪胎的磨損作用很大。符合理想的主銷(xiāo)后傾角的變化范圍， 7176。且取其較小值。其值更符合理想的變化曲線(xiàn) 主銷(xiāo)后傾角優(yōu) 化后的圖形： 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 其中，紅線(xiàn)為優(yōu)化前，藍(lán)線(xiàn)為優(yōu)化后。優(yōu)化后，前束變化單一。在這些參數(shù)定好后，在運(yùn)用設(shè)計(jì)研究、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法來(lái)優(yōu)化汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 各參數(shù)，最后優(yōu)化后得到的圖形如下。 同時(shí)優(yōu)化所有定位參數(shù)的定位參數(shù)時(shí)，可以從變量對(duì)定位參數(shù)的影響來(lái)看，這樣可以找出某個(gè)定位參數(shù)對(duì)某個(gè)定位參數(shù)是有絕對(duì)影響的情況。 ex,變化范圍是 540~560，標(biāo)準(zhǔn)值是 550。取 dx 的變化范圍是 100~110，標(biāo)準(zhǔn)值為 105。 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 另外，變量 exfangxiang 影響主銷(xiāo)后傾角較大，但是，該變量的改變導(dǎo)致主銷(xiāo)后傾角的變化范圍增大，不利于車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性。 dz,變化范圍是 60~50，標(biāo)準(zhǔn)值是 55。 ay,變化范圍是 702~858，標(biāo)準(zhǔn)值是780。 Exfangxiang 取值范圍是 10~0，標(biāo)準(zhǔn)值是 5。cz 取值范圍是 140~120 標(biāo)準(zhǔn)值是 130。即： Trial qiansu ax az 1 2 3 4 5 6 7 8 9 得到的變化曲線(xiàn)是 可以看出，兩個(gè)變量聯(lián)合起來(lái)對(duì)前束的影響是很大的，其中 Trial2，即 ax= ， az= 時(shí)符合規(guī)定的范圍，即上跳的過(guò)程中，前束基本保持不變，且成弱的負(fù)前束（絕對(duì)值不大于 176。 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 用相同的辦法，驗(yàn)證其他的變量。下面實(shí)驗(yàn)變量 ax 對(duì)前束的影響。 各變量對(duì)各定位參數(shù)的影響。三個(gè)坐標(biāo)定義為 dx、 dy、 dz 三個(gè)變量。第三，轉(zhuǎn)向拉桿和車(chē)架的結(jié)合點(diǎn)。 a 點(diǎn)是決定主銷(xiāo)的端點(diǎn)之一，是決定定位參數(shù)最重要的關(guān)鍵 點(diǎn)之一。最后，把影響定位參數(shù)不大的變量綜合到一起，驗(yàn)證此時(shí)定位參數(shù)的實(shí)際變化能不能達(dá)到規(guī)定范圍。長(zhǎng)度為 10~+10。如果把每 個(gè)參數(shù)取兩次，即最大，最小值，這種方法是最粗糙的處理方法，但是系統(tǒng)就得運(yùn)算 2^16=65536 次，要做出如之多的曲線(xiàn)來(lái)，勢(shì)必造成曲線(xiàn)量過(guò)大，運(yùn)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且也不適用，毫無(wú)必要。 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 范圍，各變量的范圍除了受實(shí)際布置的影響外，還要受到懸架本身結(jié)構(gòu)的限制，比如，麥弗遜懸架的轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)、 A 型臂和車(chē)架組成了一個(gè)四連桿結(jié)構(gòu)。目標(biāo)函數(shù)可以用數(shù)學(xué)公式倆表示模型的質(zhì)量等。在設(shè)計(jì)研究過(guò)程中，設(shè)計(jì)變量在一定范圍內(nèi)進(jìn)行不同取值，進(jìn)行一系列仿真分析，然后輸出各次仿真分析結(jié)果。 汽車(chē)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 第四章 麥弗遜懸架參數(shù)優(yōu)化 ADAMS 參數(shù)化設(shè)計(jì)介紹 ADAMS 軟件提供了強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能。然而，在一般的獨(dú)立懸架系統(tǒng)中，由于結(jié)構(gòu)上的原因，輪距不變是不可能的。希望取較小的數(shù)值。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)漂移距較大的情況下需抓緊轉(zhuǎn)向盤(pán)。 主銷(xiāo)內(nèi)傾角 及其變化 在汽車(chē)的橫向平面內(nèi)，主銷(xiāo)軸線(xiàn)與路面垂線(xiàn)之間的夾角稱(chēng)為