【正文】 將上面兩個(gè)解代入微分方程組得 將 MK?20? 、 ? ? mKK tt ??2? 代入上式可得 此方程組有非零解的條件是 z10和 z20的 系數(shù)行列式為零即 ? ? 0/2022022024 ????? mKtt ??????? 上式稱為系統(tǒng)的頻率方程或特征方程，它的兩個(gè)跟為雙質(zhì)量主頻率ω 1 和ω 2 的平方 ?? ? ? 0 前懸架側(cè)傾角剛度由下式計(jì)算得： 后懸架側(cè)傾角剛度由下式計(jì)算得： mNlBaKK 2 65 13 882121 22 ??????? ??????????? 彈前前?mNlBaKK 27 30 96 62121 22 ??????? ??????????? 彈后后?圖 71橫向穩(wěn)定桿 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 24 穩(wěn)定桿的角剛度 bC? 由式 后前 ??? KCK b ?? 得到式： mNKKC b ?????? 前后 ??? 由下式可計(jì)算橫向穩(wěn)定桿直徑： 式中： E— — 材料的彈性模量， E= 105MPa； L—— 橫向穩(wěn)定桿兩端點(diǎn)間的距離； 所以本次設(shè)計(jì)橫向穩(wěn)定桿的直徑 d=20mm。橫向穩(wěn)定桿在獨(dú)立懸架中的典型安裝方式如圖 71 所示。此時(shí)的活塞速度稱為卸荷速度 xv 。 設(shè)計(jì)時(shí)，先取 ψ y 與 ψ s的平均值 ψ 。如下圖 61所示。 而筒式減振器最常用的三種結(jié)構(gòu)型式包括：雙筒式、單筒充氣式和雙筒充氣式。減振器的阻尼力的大小隨車架和車橋相對(duì)速度的增減而增減，并且與油液的黏度有關(guān)。兩條線的交點(diǎn)即為 P點(diǎn)。 然而，前懸架側(cè)傾中心高度受到允許輪距變化的限制且?guī)缀醪豢赡艹^ 150mm。若采用增加減振器軸線傾斜度的方法，可達(dá)到減小尺寸 a 的目的，但也存在布置困難的問題。 彈簧圈數(shù) 工作圈數(shù)取 6?Z 則彈簧總?cè)?shù) 1Z 由下式得出： 82621 ????? ZZ 彈簧節(jié)距 P由下式得出： 兩圈間隙δ由下式得出： mmdP 131326 ?????? 彈簧的自由高度由 下式得出： mmdPZH 2 ??????? ? ? mmCFKd 2 ??? ????? ???mmCdD 781362 ????mmNlaKK 9 8 9 6 635020206 4 6 2 5222 ???????????????? 后彈mmDP 2637832 ??? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 14 第 5 章 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 獨(dú)立懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承擔(dān)著懸架中除垂向力之外的所有作用力和力矩，并且決定了懸架跳動(dòng)時(shí)車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡和車輪定位角的變化。為了防止汽車行駛過程中頻繁撞擊限位塊，應(yīng)當(dāng)有足夠的動(dòng)撓度，對(duì)于轎車 cd ff 的值應(yīng)不小于 ，大客車應(yīng)不小于 ，載貨汽車 ，而行駛路況惡劣的越野車，這個(gè)值還要大一些。偏頻越小，則平順性越好。所以在設(shè)計(jì)中，我選擇了多孔聚氨脂制成的緩沖塊。在汽車圖 23橫向穩(wěn)定器 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 7 懸架上設(shè)計(jì)橫向穩(wěn)定器，能增大前懸架的側(cè)傾角剛度。 所以我設(shè)計(jì)的前、后懸架分別為 麥弗遜式 獨(dú)立懸架和后懸架為雙叉 骨 獨(dú)立懸架。 麥弗遜式 獨(dú)立懸架是目前前置前驅(qū)動(dòng)轎車和某些輕型客車首選的較好的懸架結(jié)構(gòu)形式。車輪上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，主銷軸線的角度會(huì)有變化，這是因?yàn)闇p振器下端支點(diǎn)隨橫擺臂擺動(dòng)。因?yàn)楠?dú)立懸架具有如下 優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發(fā)動(dòng)機(jī)位置降低， 汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性；左右車輪單獨(dú)跳動(dòng)，互不相干，能減小車身的傾斜和震動(dòng)。 由于汽車行駛平順性涉及的對(duì)象是 “ 路面 汽車人 ” 構(gòu)成的系統(tǒng) ,因此影響汽車行駛平順性的主要因素是路面的不平 (它是震動(dòng)的起源 )和汽車的懸架、輪胎、座椅、車身等總成部件的特性 包括剛度、頻率、阻尼和慣性參數(shù) (質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等 )產(chǎn)生變化和破壞。 為了滿足汽車具有良好的行使平順性，要求由簧上質(zhì)量與彈性元件組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)適應(yīng)于合適的頻段，并盡可能的低。為此，在許多結(jié)構(gòu)形式的汽車懸架中都設(shè)有專門的減振器。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。從外表上看 如圖 11，轎車懸架僅是由一些桿、筒以及彈簧組成，但千萬不要以為它很簡(jiǎn)單，相反轎車懸架是一個(gè)較難達(dá)到完美要求的汽車總成，這是因?yàn)閼壹芗纫獫M足汽車的舒適性要求，又要滿足其操縱穩(wěn)定性的要求，而這兩方面又是互相對(duì)立的。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和橫向穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)計(jì)算及強(qiáng)度校核。這次設(shè)計(jì)的現(xiàn)代途勝 轎車的懸架系統(tǒng)是具有實(shí)際意義的。 在這次設(shè)計(jì)中，采用了傳統(tǒng)典型的懸架系統(tǒng)，盡量采用通用件，降低了設(shè)計(jì)的成本。懸架與汽車的多種使用性能有關(guān)，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(duì)以載人為主要目的的轎車來講，乘員在車中承受的振動(dòng)加速度不能超過國(guó)標(biāo)規(guī)定的界限值。沖擊力傳到車架和車身時(shí)，可能引起汽車基件的早期損壞，傳給乘員和貨物時(shí)，將使乘員感到極不舒服，貨物也可能受到損傷。在多數(shù)的轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向行駛等情況下發(fā)生大的橫向傾斜，在懸架中還設(shè)有輔助彈性元件橫向穩(wěn)定桿。 汽車在不平的路面上行使時(shí)，由于懸架的彈性作用，使汽車產(chǎn)生垂直振動(dòng)，為了迅速衰減這種振動(dòng)和抑制車身、車輪的共振，減小車輪的振幅，懸架應(yīng)裝有減振器，并使之具有合理的阻尼。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 4 第二章前、后懸架結(jié)構(gòu)的選擇 獨(dú)立懸架是每一側(cè)的車輪都是單獨(dú)地通過彈性懸架懸掛在車架或車身下面的。 如圖 2— 1所示， 麥弗遜式 獨(dú)立懸架也稱滑柱連桿式懸架，它是由滑動(dòng)立柱和橫擺臂組成。當(dāng)車輪上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑柱桶及轉(zhuǎn)向節(jié)總成沿減振器活塞運(yùn)動(dòng)軸線移動(dòng)，同時(shí)，滑柱桶的下支點(diǎn)還隨橫擺臂擺動(dòng)。 它的主要優(yōu)點(diǎn)有：橫向剛度大、抗側(cè)性能優(yōu)異、抓地性能好、路感清晰。恰當(dāng)?shù)倪x擇前、后懸架的側(cè)傾角剛度比值，也有助于使汽車獲得所需要的不足轉(zhuǎn)向特性。 有些汽車裝用的多孔聚氨脂做成。因此，汽車前、后部分的固有頻率（亦稱偏頻）可用下式表示： 用途不同的汽車，對(duì)平順性要求 亦不同。 懸架剛度 KSU 依據(jù)懸架剛度公式可得： mnK 2)2( ?? 式中： m—— 簧載質(zhì)量 K—— 懸架的角剛度 n—— 懸架的偏頻， 前輪簧載質(zhì)量： 后輪簧載質(zhì)量： 前懸架的理論剛度： 后懸架的理論剛度： mml 330? mma 330? ??12? mKn ?21?kgmba amm f 1 0 1 8 0 ???????? 滿前kgmba bmm r 6 1 8 0 ???????? 滿后mmNmnK 62 7 0 )2 221 ????? ）（（ 前前 ??mmNmnK 64 6 222 ????? ）（）（ 后后 ?? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 9 前懸架的實(shí)際剛度： mml 350? mma 200? ??10? 后懸架的實(shí)際剛度： 因?yàn)榍昂髴壹軐?shí)際剛度 ?前K 、 ?后K 均比前后懸架理論剛度 前K 、 后K 大，所以均滿足要求。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 11 第四章彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算 前懸架彈簧（麥弗遜懸架） 螺旋彈簧作為彈性元件，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便及有高的比能容量，因此在現(xiàn)代輕型以下汽車的懸架中應(yīng)用相當(dāng)普遍，特別是在轎車中，由于要求良好的乘坐舒適性和懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在大擺動(dòng)量下仍具有保持車輪定位角的能力，因此螺旋彈簧懸架早就取代了鋼板彈簧。1F 減去前軸簧下質(zhì)量的 1／ 2。 圖 5— 2雙叉骨獨(dú)立架示意圖 ? ?cddc adFF ??? )( 13 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 16 有時(shí)為了發(fā)揮彈簧反力減小橫向力 3F 的作用，還將彈簧下端布置得盡量靠近車輪，從 而造成彈簧軸線及減振器軸線成一角度。 設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定 (與輪距變化有關(guān)的 )前懸架的側(cè)傾中心高度，然后確定后懸架的側(cè) 傾中心高度。 麥弗遜式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心 的高度 wh 可通過下式計(jì)算 式中： mmdKP 6921793s i n9802s i n ??????? ? 式中： ??10? ； ??3? ； r=296mm； d=179mm； rs=40mm； bv=775mm； c+o=513mm； 帶入上式求得 ?h 為： 圖 5— 5普通規(guī)格的麥弗遜式懸架 的尺寸 wh 和 P的計(jì)算法和圖解法 svw rdK pbh ??? ?? t a nc o s2? ? ? ? mmcK 9 8 0 230s in 5 1 3s in ?????? ?? ?mmrdK Pbh sv 274010ta n1793c o s9802 6922775ta nc o s2 ?????????? ????? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 18 第 6 章 減振器設(shè)計(jì) 減振器概述 為加速車架與車身的振動(dòng)的衰減，以改善汽車的行使平順性，在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)部裝有減振器。為解決彈性元件與減振器之間的這一矛盾，對(duì)減振器提出了如下的要求： 1. 再懸架的壓縮行程內(nèi)，減振器的阻尼力應(yīng)該小，以充分利用彈性元件來緩和沖擊。由于氣壓低， 將活塞向外推出的力就很小。 圖 61減振器特性 （ a）阻力 —— 位移特性 （ b）阻力 —— 速度特性 汽車懸架有阻尼后，簧上質(zhì)量的振動(dòng)是周期衰減的振動(dòng)，用相對(duì)阻尼系數(shù) ψ來表示評(píng)定振動(dòng)衰減的快慢程度。 對(duì)于我選用的前懸架相對(duì)阻尼系數(shù) ψ 前 =； 后懸架相對(duì)阻尼系數(shù) ψ 后 =； 平均 相對(duì)阻尼系數(shù) ψ 由下式計(jì)算得出： ? ? ? ? ????? ／／ys ??? 減振器阻尼系數(shù)δ 減振器阻尼系數(shù) mKSU?? 2? 。 減振器的工作缸直徑 D 有 20mm、 30mm、 40mm、（ 45mm）、 50mm、 65mm 等幾種。通常，在汽車的前、后懸架中都裝有橫向穩(wěn)定桿，或者只在前懸架中安裝。 汽車的等效振動(dòng)分析 本設(shè)計(jì)根據(jù)目前現(xiàn)有的測(cè)試條件和計(jì)算精度以及建立整車模型要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)的要求，建立了二自由度 汽車振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型 如圖 81。 ???? sKzsKsm t 由運(yùn)動(dòng)方程可以看出， M與 m 的振動(dòng)是相互耦合的。 ????????????? qsKzsKzsCsm t01020220 ???? zmKzMKz ?01020210 ????? zM KKzmKz t?? ? 0102020220 ??? zz ???? ? 0102220 ??? zzmK t ??? ? ? ? MmKK ttt ???? 22022022 21 4121 ????? ?、 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 27 車身與車輪兩個(gè)自由度系統(tǒng)的主振型如圖⑵ 1。q 的幅頻特性 車輪動(dòng)載 ? ?qzKF td ?? 1 ，靜載 ? ? ? ?gmgmMG 1???? ?。12 )()(? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 30 震器漏油等于減小了懸架系統(tǒng)的阻尼等。本次對(duì)途勝 轎車懸架的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，完成了指導(dǎo)教師所下達(dá)的任務(wù)量，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。在此表示感謝！ 最后，向所有幫助過我的老師、同學(xué)還有實(shí)習(xí)單位表示忠心的謝意！ 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 34 附 錄Ⅰ 外文翻譯 McPherson model of the independent suspension McPherson front suspension in the car on the other is the breadth of application of the hoisting second to none. To the big BMW M3, Porsche 911 such highperformance cars, small Fiat STILO, Ford FOCUS, even before China39。張老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和富有創(chuàng)新的精神對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 考慮到轎車的使用條件增強(qiáng)汽車乘坐舒適性，我選用了 螺旋彈簧做為彈性元件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便及有較高的比能容量，在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)大擺動(dòng)量下任具有保持車輪定位角的能力，因此得到了廣泛采用。 ???22020222020 ))(11()(41))(11)()(1( ?????? ????????? ?????? ?????????????212241?????? ?????? ????qZ? ? ? ?gm KqqzGqFj