【正文】 （ 圖 ） N及各點(diǎn)坐標(biāo)以知，列平衡方程： ① ∑ DM （ F） =0 DN （ GY DY ） YBF （ DZ BZ ） ZBF （ BY DY ）=0 （ 5— 1） 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 48 式中 DN 為上臂對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)上球銷的力， YBF 、 ZBF 分別為下臂對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)下球銷在 Y、 Z兩個(gè)方向的分力。ZBF 、和 39。ZBF （ BY 1OY ） + 39。 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 54 2)求 B 點(diǎn)坐標(biāo) 。 j = Kl ZBF = YBF ， 39。 ② ∑ Y=0 YBF + DN cos? =0 （ 5— 2） ③ ∑ Z=0 N ZBF DN sin? =0 （ 5— 3） 由（ 5 — 2 ） 式得： YBF = DN cos? （ 5— 4） 由（ 5— 3）式得 ZBF = N DN sin? （ 5— 5） 代入（ 51）式中得： DN （ GY DY ） DN cos? （ DZ BZ ） （ N DN sin? ）（ BY DY ） =0 整理得： DN = N（ GY BY ） /［ （ DZ BZ ） cos? （ BY DY ） sin? ］ （ 5— 6） 第五章 懸架靜力學(xué)的分析與計(jì)算 49 分析模型左半部分如圖 。 2oN 為作用于二力件的力，1oM 為扭簧對(duì)下臂的扭矩， 1oFy 、 1oFz 分別于轉(zhuǎn)軸對(duì)下擺臂在 Y、 Z 方向的分力。 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 44 則： β = ? ?1 2 21 1 1ta n /Y Y Z? ?； γ = ? ?1 2 21 1 1ta n /X X Z? ? α = ? ?1 2 22 2 2ta n /Z Z Y? ? 輪距 1B =2 EY 車輪相對(duì)地面跳動(dòng)量 oEEZ Z Z?? 其中 oEZ 表示平衡位置時(shí)點(diǎn) E的 Z軸坐標(biāo)值。 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 42 yQ????= 1111c os 0 si n0 1 0si n 0 c os???????ββββ ? ?2B ??1B =? ?xQ yQ????? ?1121BB? ? ? ??? ? ? ? 由上述等式可以確定 1β ， 2β 的數(shù)值為 : 1 211121s in c o sBBXXBB? ???? ????β δ。這樣保證在懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中車輪始終擺正，即沒(méi)有繞主銷軸線的偏轉(zhuǎn)。 因此為了確定 2B 點(diǎn)坐標(biāo) ，首先要確定 2α 的數(shù)值，計(jì)算如下： 由設(shè)計(jì)圖紙得 1B 2B 兩點(diǎn)距離 12BB ，即 ? ? ? ? ? ?2 2 21 2 1 2 1 2B B B B B BX X Y Y Z Z? ? ? ? ?= 12BB 這是一個(gè)含有 未知數(shù) 2α 的一元非線性方程，將其轉(zhuǎn)化為一元函數(shù)極小值問(wèn)題： minF( 2α )=0 由一維搜索法可以確定使 F(2α )取極小值的 2α 值，必定使方程成立，因此在求出 2α 后即可以計(jì)算 2B 點(diǎn)的坐標(biāo)。 1θ 和 2θ 按右手定則繞 z 軸正向旋轉(zhuǎn)時(shí)符號(hào)為正，規(guī)定 1Φ ， 2Φ 按右手定則繞 y軸正向旋轉(zhuǎn)時(shí)符號(hào)為正。 雙橫臂獨(dú)立懸架 空間運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算 如圖 所示為雙橫臂獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，坐標(biāo)系原點(diǎn)選在整車總布置坐標(biāo)原點(diǎn)上。垂足點(diǎn) D 各點(diǎn)的初始位置坐標(biāo)為： ? ?0B = 軸線LBDγ第四章 雙橫臂獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及車輪定位參數(shù)的計(jì)算 33 0 0 0,TB B BX Y Z???? ??D = ? ?, TD D DX Y Z 當(dāng) B點(diǎn)繞軸線 L 旋轉(zhuǎn)γ角時(shí)， B 點(diǎn) 的新位置坐標(biāo)由下式確定： 圖 ??B =? ?, TB B BX Y Z =??Q ? ? ? ?? ?0BD? +??D 式中 轉(zhuǎn) 換矩陣 ??Q 的表達(dá)式為 ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?220 1 1 2 0 3 1 3 0 2221 2 0 3 0 2 2 3 0 1221 3 0 2 2 3 0 1 0 32 1 2 22 2 1 22 2 2 1q q q q q q q q q qQ q q q q q q q q q qq q q q q q q q q q??? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ??? 矩陣 ??Q 中的 0q ， 1q ， 2q , 3q 分別為： 0q =cos 2γ , 1q = xU sin 2γ , 2q = yU sin2γ , 3q = zU sin2γ 空間四連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)其中一桿繞其軸線旋轉(zhuǎn)某個(gè)角吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 34 度時(shí)，另一桿繞其軸線的旋轉(zhuǎn)角度。 如圖 所式，空間 直線過(guò) 1M 和 2M 兩點(diǎn)，過(guò)該直線外一點(diǎn) M 做該 線垂線， 垂足為 N 點(diǎn)。在圖b）上球銷 中心距 在 ～ 下臂長(zhǎng)范圍內(nèi)變動(dòng)，而上臂長(zhǎng)不變，等于 下臂長(zhǎng)。在空間布置上縱置扭桿彈簧可節(jié)省縱向空間，使用于小型車及廂式 車的懸架系。 扭桿的疲勞損壞多因?yàn)榕U表面質(zhì)量引起的，因此加第三章 方案論證 29 工中其表面粗糙度尺寸及軸線的直線度等要求非常嚴(yán)格，并且使用中必須對(duì)扭桿表面進(jìn)行很好的保護(hù)，為了防止腐蝕以及表面機(jī)械損傷， 可采 用表面處理（如碳化、涂漆）以及用橡膠帶、尼龍布、環(huán)氧樹脂漆層等方法加以保護(hù)。 扭桿彈簧 扭桿彈簧本身是一根由彈簧鋼制成的桿件，其端面形狀有花鍵，多邊形等形式，扭桿彈簧的作用原理是：扭桿彈簧的一端固定于車架，另一端與懸架控制臂連接，控制臂則與車輪相連；當(dāng)車輪跳動(dòng)時(shí)，連接控制臂上的扭臂 便吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 28 繞扭桿軸線擺動(dòng)，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)彈性變形，借以保證車輪與車架的彈性聯(lián)系。 汽車在制動(dòng)中左右車輪產(chǎn)生阻力差時(shí)（如 左 圖所示）會(huì)發(fā)生使車身向阻力大側(cè)偏轉(zhuǎn)的橫向擺動(dòng)力矩。如左 圖所示 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向輪以主銷軸線接點(diǎn)為中心轉(zhuǎn)向，所以輪胎的接地點(diǎn)再路面上劃出一個(gè) C 字 。 主銷內(nèi)傾角 在汽車 前視圖中，主銷軸線向車身的內(nèi)側(cè)傾斜， 該角度稱為主銷內(nèi)傾角。 此外，在選定的上、下臂的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，上、下臂長(zhǎng)的比值對(duì)外傾角變化的影響較大，所 以 對(duì)上、下臂長(zhǎng)的選擇要慎重。 外傾角 外傾角的作用是多方面的，其中一個(gè)重要作用是產(chǎn)生外傾推力，減小輪胎的側(cè)偏剛度，以次影響汽車的轉(zhuǎn)向特性；還有一個(gè)作用是使輪胎傾斜觸地，便于轉(zhuǎn)向盤的操作 。調(diào)整螺栓 2 旋入固定在支架上的螺母中，當(dāng)旋緊調(diào)整螺栓 2時(shí)，螺栓的前端頂住調(diào)整臂，使扭桿產(chǎn)生逆時(shí)針扭轉(zhuǎn)，上橫臂 1 的外端下移。 為了消除扭桿彈簧在使用中 因?yàn)樗苄宰冃螌?duì)車身高度的影響，在安裝時(shí)需要對(duì)扭桿施以預(yù)加載荷 （如下圖） 。 扭桿彈簧縱向布置在車架縱梁的外側(cè)，其前端借花鍵與上橫臂 6吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 22 相連，后端通過(guò)花鍵固定在支架 1 的花鍵上。扭桿彈簧一端與車架固定連接，另一端與懸架控制臂連接，通過(guò)扭桿的扭轉(zhuǎn)變形達(dá)到緩沖作用。雙向作用筒式減振器 6 的上下兩端同樣分別通過(guò)橡膠襯墊與車架和下橫臂的支撐盤相聯(lián)接。 按懸架中彈性元件分類 按懸架中彈性元件分類 ， 雙橫臂獨(dú)立懸架上一般安裝螺旋彈簧或者扭桿彈簧，故可以將雙橫臂獨(dú)立懸架分為扭桿彈簧雙橫臂獨(dú)立懸架和螺旋彈簧雙橫臂獨(dú)立懸架。在擺臂不等長(zhǎng)的獨(dú)立懸架中，如果將兩 臂長(zhǎng)度選擇合適，可以使車輪和主銷的角度以及輪距的變化都不大。 按擺臂長(zhǎng)度分類 按擺臂長(zhǎng)度可分為：等臂式雙橫臂獨(dú)立懸架和不等臂式雙橫臂獨(dú)立懸架。 單斜臂獨(dú)立懸架 1側(cè)傾中心居單縱臂和單橫臂式之間； 2車輪相對(duì)車身跳動(dòng)時(shí)，車輪定位參數(shù)有變化； 3輪距變化不大 ； 4懸架側(cè)傾角剛度居單縱臂和單橫臂式之間； 5轉(zhuǎn)向剛度?。? 6幾乎不占用高度空間，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。因此，懸架占用的空間尺寸也用來(lái)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。 懸架的橫向剛度影響操縱穩(wěn)定性。 車輪相對(duì)車身上下跳動(dòng)時(shí)，主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、車輪外傾角以及車輪前束等定位參數(shù)會(huì)發(fā)生變化。評(píng)價(jià)時(shí)常從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： 汽車在側(cè)向力作用下，車身在通過(guò)左右車輪中心的橫向垂直平面內(nèi)發(fā)生側(cè)傾時(shí)，相對(duì)于地面的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心，稱為側(cè)傾中心。獨(dú)立懸架的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，維修困難。缺點(diǎn)是，由于整車布置上的限制，鋼板彈簧不可能有足夠的長(zhǎng)度（特別是前懸架），使之剛度較大，所以汽車平順性較差；簧下質(zhì)量大；在不平路面行駛時(shí)，左右車輪相互影響，并使車軸和車身傾斜，吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 當(dāng)兩側(cè)車輪不同步跳動(dòng)時(shí)，車輪會(huì)左右搖擺，使前輪容易產(chǎn)生擺振；前輪跳動(dòng)時(shí)，懸架容易與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉；當(dāng)汽車直線行駛在凹凸不平上的路段時(shí)，由于左右兩 側(cè)車輪反向跳動(dòng)或者只有一側(cè)車輪跳動(dòng)時(shí)，不僅車輪外傾角有變化，還會(huì)產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性；汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，離心力也會(huì)產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性；車軸（橋）上方要求有與彈簧行程相適應(yīng)的空間。 3． 2 懸架的種類 根據(jù)汽車導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的不同，懸架可以分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架。為了迅速衰減這種振動(dòng)和抑制車身車輪的共振，減少車輪的振幅，懸架應(yīng)裝有減振器，并使之具 有合理的阻尼。 為了滿足汽車具有良好的行駛平順性，要求由簧上質(zhì)量與彈性元件組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率在合適的頻率范圍，并且盡量可能低。 。由于在該材料中有些封閉的氣泡，在載荷作用下彈性元件被壓縮，但其外闊吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 尺寸增加卻不大，這點(diǎn)與橡膠不同。 2）緩沖塊 緩沖塊通常由橡膠制成，通過(guò)硫化橡膠與鋼板連接為一體，在經(jīng)由焊在鋼板上的螺釘將緩沖塊固定在車架（或車身）或其他部位上，起到限制懸架最大行程的作用。 輔助元件 1）橫向穩(wěn)定器 因?yàn)橥ㄟ^(guò)減少懸架垂直剛度，雖然能降低車身固有頻率，達(dá)到改善車身平順性的目的。減振器和彈性元件是并聯(lián)安裝的。而鋼板彈簧一般應(yīng)用于非獨(dú)立懸架，螺旋彈簧、扭桿彈簧則應(yīng)用于獨(dú)立懸架。 懸架的組成 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 （如左圖） 。 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 設(shè)計(jì)主要 內(nèi)容 結(jié)合南京依維柯輕型貨車 的前懸架 ，并參考丹東黃海SG1020 輕型貨車懸架結(jié)構(gòu)，對(duì)其雙橫臂獨(dú)立懸架進(jìn)行力學(xué)分析及計(jì)算設(shè)計(jì) BJ1042 輕型貨車前 雙橫臂獨(dú)立懸架。 在整車坐標(biāo)系中，建立了懸架運(yùn)動(dòng)分析模型，通過(guò)空間機(jī)構(gòu)學(xué)理論，進(jìn)行了細(xì)致的分析和推導(dǎo)，的出了懸架運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果。 本次輕型客車的前懸架設(shè)計(jì)，考慮到舒適性的要求。 改革開放以來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到飛速發(fā)展，人民群眾的生活水平得到日益提高，汽車正悄然進(jìn)入普 通百姓的家中。因而在設(shè)計(jì)懸架時(shí)必須考慮以下幾個(gè)方面的要求： 具有良好的行駛平順性，即具有較低的振動(dòng)頻率、較小的振動(dòng)加速度值和合適的減振性能，并能避免在懸架的壓縮或伸張行程極限點(diǎn)發(fā)生硬沖擊，同時(shí)還要 保證輪胎具有足夠的接地能力； ，以確保車輪與車架（或車身）之間力和力矩的可靠傳遞，保證車輪跳動(dòng)時(shí)車輪定位參數(shù)的變化不會(huì)過(guò)大，并且能滿足汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性的要求； ，避免發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉；否則可能發(fā)生轉(zhuǎn)向輪擺振； ，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)具有抗側(cè)傾能力，汽車制動(dòng)和加速時(shí)能保證車身的穩(wěn)定，避免發(fā)生汽車在制動(dòng)和加速時(shí)車身的縱傾（即所謂“點(diǎn)頭”和“后第一章 緒 論 5 仰”）； ，尤其是非懸掛部分的質(zhì)量要盡量小，可 以提高行駛的穩(wěn)定性； ，在轎車設(shè)計(jì)中特別要考慮給發(fā)動(dòng)機(jī)和行禮箱留出足夠的空間； 、部件應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和使用壽命； ； 。因此，桑蒂雅橋車備有多種駕駛模式選擇，駕車者只要