【正文】 懸架對(duì)于整車的意義重大。 本論文是基于某 型車的改型總體方案要求進(jìn)行的，與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合較緊密。另外，設(shè)計(jì)還需 包括懸架系統(tǒng)部分零件的 CAD 裝配圖和 CATIA 三維裝配圖的繪制。最后，對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度校核 . 研究的主要內(nèi)容 本文的研究對(duì)象是的前懸架，通過(guò)對(duì)懸架彈性元件的計(jì)算、 分析，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的核算和校核，可以驗(yàn)證懸架中關(guān)鍵零部件的可行性，掌握懸架的適用范圍和使用條件，計(jì)算整車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。 汽車懸架是車架（或車身）與車橋（或車輪）之間彈性連接的部件。 彈性元件使車架（或車身）與車橋（或車輪） 之間實(shí)現(xiàn)彈性連接，用來(lái)承受并傳遞垂直載荷，緩和不 平路面、緊急制動(dòng)、加速和轉(zhuǎn)彎引起的沖擊。若鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，它本身兼有導(dǎo)向作用，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。這樣就使汽車空車對(duì)懸架剛度小，而載荷增加時(shí)，懸架剛度隨之增加。獨(dú)立懸架中沒(méi)有這樣的剛性 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 梁，左 右車輪各自“獨(dú)立”地與車架或車身相連或構(gòu)成斷開(kāi)式車橋，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可細(xì)分為橫臂式、縱臂式、斜臂式等等，各種懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將在以下章節(jié)中進(jìn)一步討論。 按照彈性元件的種類，汽車懸架又可以分為鋼板彈簧懸架、螺旋彈簧懸架、扭桿彈簧懸 架、空氣懸架以及油氣懸架等 [4]。等長(zhǎng)雙橫臂懸架在其車輪做上下跳動(dòng)時(shí)，可保持主銷傾角不變，但輪距卻有較大的變化，會(huì)使輪胎磨損嚴(yán)重，多為不等長(zhǎng)雙擺臂懸架代替，后一種懸架在其車輪上下 跳動(dòng)時(shí)候只需要適當(dāng)?shù)倪x擇上下橫臂的長(zhǎng)度并合理布置，即可使輪距及車輪定位參數(shù)的變化限定在一定的范圍之內(nèi)，這種不大的輪距的改變，不應(yīng)引起車輪沿路面的滑移，而為輪胎的彈性變形所補(bǔ)償，因此其保持了汽車良好的行使平順性，雙橫臂懸架的突出優(yōu)點(diǎn)在于其設(shè)計(jì)的靈活性，可以通過(guò)合理選擇空間桿系的鉸接點(diǎn)的位置及導(dǎo)向臂的長(zhǎng)度，使得懸架具有合適的運(yùn)動(dòng)特性，并且形成恰當(dāng)?shù)膫?cè)傾中心和縱傾中心。下面是針對(duì)懸架設(shè)計(jì)所需要的基本參數(shù)： 表 31 越野車的基本參數(shù) 車長(zhǎng) 車高 /寬 前輪距 后輪距 軸距 4629mm 1653/1880mm 1617mm 1613mm 2807mm 車身重量 加速時(shí)間 最大功率 最大扭矩 最高速度 1900 kg 秒（ 0100km/h） 155/43006000 KW/rpm 350/15004200 N （ ） 汽車彈簧與簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車平順性的主要參數(shù)之一。 ； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 之間有如下關(guān)系： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 。 取 7～ 9cm，貨車 錯(cuò)誤 !未找到引用源。如圖 所示： 懸架的彈性特性有 線性和非線性特性兩種。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 4 章 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 設(shè)計(jì)要求 針對(duì)前雙橫臂對(duì)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求： 1） 懸架上載荷變化時(shí)，保證輪距變化不超過(guò) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。在 側(cè)加速度作用下，車身側(cè)傾角 ≤ 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 目前，汽車上廣泛采用上下不等臂長(zhǎng)的雙橫臂獨(dú)立懸架且主要應(yīng)用前懸架。 ） 前輪距變化 后輪距變化 在 0176。 3mm 4mm 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù) 側(cè)傾中心 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 雙 橫臂的獨(dú)立懸架的側(cè)傾中心，如圖 所示方式得出； 圖 41 雙橫臂式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心 W的確定 將上下橫臂內(nèi)外轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的連線延長(zhǎng)，以得到極點(diǎn) P，比且得到 P 的高度。 （ ） 式中： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， ??=12176。 = 代入式中： 側(cè)傾中心高度： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。各匹配方案中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圖 45 上、下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案 水平面內(nèi)上、下橫臂軸的布置方案 橫臂軸在水平面的布置方案有三種，如圖 圖 46 水平面 內(nèi)上、下橫臂軸的布置方案 下橫臂軸 MM 和尚橫臂軸 NN與軸線的夾角，分別用 錯(cuò)誤 !未找到引用源。與汽車軸線平行者，夾角為零。如圖 所示，當(dāng)上、下橫臂軸傾斜角 錯(cuò)誤 !未找到引用源。但是注銷后傾變的太大時(shí)，會(huì)在支撐處產(chǎn)生過(guò)的反力矩，同時(shí)使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)側(cè)向力十分敏感，易造成車輪擺動(dòng)或方向盤(pán)上的力的變化。 時(shí)）?，F(xiàn)代轎車所用的雙橫臂式前懸架，一般設(shè)計(jì)，這樣可以方便發(fā)動(dòng)機(jī)的布置請(qǐng)可以得到理想的運(yùn)動(dòng)特性。 表示為 1/2 輪距）表示為車輪接地點(diǎn)在橫向平面內(nèi)隨車輪跳動(dòng)的特性曲線。圖中 Z— α 和 Z— β 分別表示車輪外傾角和車輪內(nèi)傾角隨車路跳動(dòng)的特 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 征曲線如圖 。在有些轎車的后輪非獨(dú)立懸架中，其彈性元件也采用螺旋彈簧。 根據(jù)汽車工作時(shí)螺旋彈簧的受力特點(diǎn)和壽命要求（可參考下文的計(jì)算分析），選擇 60Si2MnA 為簧絲的材料 [1]，以提高彈簧在交變載荷下的疲勞壽命。 前懸架設(shè)計(jì)偏頻 n 1150Kg 950Kg 102Kg 彈簧所受壓力 P： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 P= 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。彈簧的剛度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。?? （ ） 其中分?jǐn)?shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 和相應(yīng)的最大變形為 F=： 根據(jù)公式 可以算出前懸架的剛度： 錯(cuò)誤 ! 未找到引用源。 指汽車前懸架的偏頻， Hz 汽車空載剛度計(jì)算： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 424=汽車滿載剛度計(jì)算 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 524= 按滿載計(jì)算彈簧鋼絲幾何參數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 指彈簧中經(jīng)，取 112mm 代入式 ()中： d= 彈簧直徑 d取 14mm 彈簧設(shè)計(jì)中，螺旋比 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 +2（ +） =7 彈簧的節(jié)距 t 一般按公式取： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 彈簧鋼絲的工作間隙，為 42mm 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 () 式中： i指彈簧的有效工作參數(shù)，取 5 G指彈簧材料的剪切彈 性模量，取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /d 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =（ 4錯(cuò)誤 !未找到引用源。 到引用源。減振器是產(chǎn)生阻尼力的主要元件，其作用是迅速衰減汽車振動(dòng)，改善汽車行駛平順性，增強(qiáng)車輪與路面附著性能，減少汽車因慣性力引起的車身傾角變化，提高汽車操縱性和穩(wěn)定性。另有一種減振器僅在伸張行程內(nèi)起作用，稱為 單向作用式減振器 。在設(shè)計(jì)的應(yīng)當(dāng)滿足的要求是，在使用期間保證汽車的行駛平順性的性能穩(wěn)定；有足夠的使用性能。通常壓 縮行程的阻尼系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的大小來(lái)評(píng)價(jià)振動(dòng)衰減的快慢程度。 指簧上質(zhì)量 從中表明，相對(duì)阻尼系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 值越大，振動(dòng)能衰減越快，同時(shí)又能將較大的路面沖擊力傳到車身 。兩者的關(guān)系是 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 ；為了避免懸架碰到車架，取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =。 =， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =2 524 !未找到引用源。 nA wav x /co s ?? （ ） 式中， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = =已知伸張行程的阻尼系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = =17007N 最大卸荷力 。 指連桿與缸筒直徑之比，雙筒式減震器 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 吊環(huán)直徑寬度 B 活塞行程 S 20 11(120) 44(47) 29 24 2 2 250、 260、270、 280 30 14(150) 54 39 32 1 1 1 150、270、 280 40 17(180) 70(75) 47 40 1 1 1 150、 160、 170、 180 50 210 90 62 50 1 1 1 150、 160、 170、 180、 190 查汽車筒式減振器的有關(guān)國(guó)標(biāo) (JB1459— 85)，就可以 就近選用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸。 上述的計(jì)算結(jié)果如表所示，減振器的裝配簡(jiǎn)圖主要參數(shù)如表 ： 表 52 減震器尺寸 阻尼系數(shù) ? 最大允許壓力 p 工作缸直徑 D 儲(chǔ)油筒 直徑 Dc 連桿與缸筒直徑之比 ? 壁厚 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。產(chǎn)品整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工程分析、成品定義和 制造乃至成品在整個(gè)生命周期中的使用和維護(hù)。 在標(biāo)準(zhǔn)的 STEP 格式里支持復(fù)合材料數(shù)據(jù)并具備 Light Manufacturing Part Generation 提高生產(chǎn)效率， CATIA V5R20 是首個(gè)在標(biāo)準(zhǔn)的 STEP 格式里支持復(fù)合材料數(shù)據(jù)的解決方案。 工業(yè)設(shè)計(jì)：利用新的 Imagine amp。Imagine amp。功能性建模技術(shù)令用戶設(shè)計(jì)油底殼、變速箱或發(fā)動(dòng)機(jī)托架的速度提高了 40%。這樣，他們就可以馬上對(duì)多種內(nèi)部特征進(jìn)行可視化，如孔或洞，只需一個(gè)視圖就能夠更好地理解幾何體及其所有備注。這個(gè)功能用于航空工 業(yè)。這些功能的增強(qiáng)對(duì)于促進(jìn)航空航天和汽車工業(yè)的發(fā)展尤其有意義。這個(gè)特征對(duì)于航空和汽車工業(yè)特別有意義。 而高級(jí)精加工特征則通過(guò)提供一個(gè)只需操作一次的精加工路線并把縱向和橫向區(qū)域都納入戰(zhàn)略考量 的辦法縮短加工時(shí)間。它還向用戶提供詳細(xì)說(shuō)明可接受的元素品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，如最小的刀口長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比和斜度。所以，對(duì)雙橫臂在越野車的應(yīng)用上設(shè)計(jì)十分有意義。然后，文章又不拘泥于課本知識(shí)，再利用分析軟件對(duì)懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，同利用 CATIA 軟件對(duì)所用零件進(jìn)行三維建模，從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度對(duì)懸架主要結(jié)構(gòu)定位參數(shù)進(jìn)行了分析。雖然兩個(gè)多月的時(shí)間忙碌而又緊張，但我感受到更多的是充實(shí)和快樂(lè)。在這個(gè)共同進(jìn)步的大集體，我們才能高質(zhì)量的完成任務(wù)。一種雙橫臂懸架側(cè)傾中心的計(jì)算和分析 [J].合肥工業(yè) 大學(xué)學(xué)報(bào)， 1999，第 22卷，第 4 期 :132136. 13 陸波 .雙橫臂系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析 .汽車技術(shù)， 1994，第 6期 :2327. 14 王敏，周 恒昌 .微型汽車構(gòu)造與維修 (底盤(pán)及電器 ).第 1 版 .北京 :人民交通出版社， 1995. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32