【正文】 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。另外，路面對(duì)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。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。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。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(duì)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。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。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。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。通常在40mm 的跳動(dòng)范圍內(nèi)。 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。貨車車身側(cè)傾角不超過6176。使人不會(huì)造成傷害及不舒服的感覺；對(duì)貨物可減少其被破壞的可能性。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(duì)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。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。(4)；乘坐人數(shù)：5人； (5) 最高車速：100km/h。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=。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。減震器和彈性元件是并聯(lián)安裝的。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?？p隙的通常截面積總和。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。 相對(duì)阻尼系數(shù)的選擇在選擇相對(duì)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。所以筒式減振器工作直徑可取D=20mm，壁厚取1mm。橫向穩(wěn)定桿安裝示意圖如圖61 。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(duì)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(duì)汽車某些行駛性能（特別是操縱穩(wěn)定性）有不利的影響。對(duì)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。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)。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。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。為提高綜合開發(fā)能力，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化，新型懸架的誕生迫在眉睫。汽車懸架的發(fā)展十分迅速，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。此外，重型汽車對(duì)路面破壞機(jī)制的研究及認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步加深，政府對(duì)高速公路養(yǎng)護(hù)的重視，限制超載逐步在國內(nèi)各地受到重視，這些因素都將促使新型懸架在重型車市場(chǎng)的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大。在懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能做到既能使行駛平順性（即乘坐舒適性）達(dá)到令人滿意的程度，又能使其操縱穩(wěn)定性（即行駛安全性）也達(dá)到最佳的狀態(tài)。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。而且能夠?qū)崿F(xiàn)整車高度的自動(dòng)升降,大量研究結(jié)果對(duì)該控制策略是否有助于提高舒適性產(chǎn)生了質(zhì)疑。舉例說明，這就是在主動(dòng)懸架控制方法中為什么難以涉及k2*zb和k4*zw的原因。然而，根據(jù)主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)如圖3c示，很明顯，活動(dòng)阻尼器（HB）、水準(zhǔn)器（LB）和車身的彈簧，這些都有助于總懸浮力的產(chǎn)生： (4)式中的第一項(xiàng)對(duì)應(yīng)于車輪和車身之間的被動(dòng)彈簧。車身位置Zb（阻尼器的臂體關(guān)節(jié)位置）和車輪的位置Zw（手臂輪關(guān)節(jié)位置）之間的距離（第3節(jié)，如圖5所示）被定義為 (6) 它用安裝在阻尼器上的編碼器間接測(cè)量，編碼器用來測(cè)量阻尼器的角臂，Ψa，（更具體地說，Ψd，這是Ψa*nd，如圖6所示）。(1))。相應(yīng)的作用于車輪和車身上的垂直載荷可表示為 (14)(模塊3和4)車輛模型的線性表示被改變以適應(yīng)阻尼裝置的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，這就使增非簧載質(zhì)量增加到mw + mf()。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的動(dòng)力電子設(shè)備也是一個(gè)電子機(jī)械私服系統(tǒng)中的主要熱源。因此,齒輪的功率損失被認(rèn)為是主要是由相互嚙合的只輪輪齒之間的庫侖摩擦產(chǎn)生的,它可以表示為 (19)其中l(wèi)g代表了庫侖摩擦。因此，不可能脫離控制器組件而單獨(dú)的進(jìn)行物理設(shè)計(jì)，并仍然達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化。這里的最優(yōu)是指使阻尼器執(zhí)行機(jī)構(gòu)總體積最小的設(shè)計(jì)。根據(jù)附錄A中的參數(shù)表使用一輛標(biāo)準(zhǔn)汽車進(jìn)行尺寸標(biāo)注和優(yōu)化過程。然而,為了獲取準(zhǔn)確的系統(tǒng)優(yōu)化需要在最優(yōu)物理組件和根據(jù)在[15]中的嵌套模型描述的方法的控制器優(yōu)化之間迭代。圖7中第一步,優(yōu)化循環(huán)I,優(yōu)化與以下目標(biāo)函數(shù)(Eq.(28))關(guān)于的懸架模型。眾所周知，調(diào)整這些車輪懸架的參數(shù)是一個(gè)耗時(shí)的艱巨任務(wù)，所以我們必須采用優(yōu)化方法來幫助設(shè)計(jì)者找到一個(gè)具有可接受的性能參數(shù)的最佳集合。只有傳導(dǎo)損失是可以考慮的,因?yàn)樗鼈兪桥c我們的研究最相關(guān)的。 圖5. 車輪懸架幾何視圖（簡化） 圖6. 主動(dòng)懸架系統(tǒng)的示意圖 阻尼器功率損耗阻尼器的電子動(dòng)態(tài)系統(tǒng)被假定為比阻尼器的機(jī)械動(dòng)態(tài)系統(tǒng)迅速。 (12) 阻尼力矩阻尼力矩是由增大阻尼的阻尼裝置、慣性力矩產(chǎn)生的并且產(chǎn)生于扭桿彈簧中。并規(guī)定慣性阻尼器如機(jī)器、齒輪、軸和臂等都包含在總簧下重量中。彈簧的剛度kl（N / m），分配給主動(dòng)減振器的控制增益C（N s/ m）和csky（N m／s），這些都是可以控制的。這樣精度等級(jí)會(huì)非常低。在天棚阻尼控制任務(wù)檢查過程中，控制問題被密切關(guān)注，其中把彈簧和簧下質(zhì)量的速度和位移作為控制狀態(tài)[ 12 ]。方便行動(dòng)不便者上下車,大大提高了車輛的舒適性等,都使空氣懸架市場(chǎng)的應(yīng)用也將進(jìn)一步擴(kuò)大。毫無疑問,主動(dòng)懸架這一先進(jìn)的懸架系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用將越來越普及。比如，汽車不同的行駛狀態(tài)對(duì)懸架有不同的要求。目前，在國內(nèi)有多家客車廠生產(chǎn)的豪華大客車裝有空氣懸架，如安凱、金龍客車、桂林大宇、合肥現(xiàn)代、杭州客車等。目前多數(shù)汽車上都采用被動(dòng)懸架，20世紀(jì)80年代以來主動(dòng)懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一步研究和開發(fā)中。 ： (1)懸架系統(tǒng)總布置圖；(2)完成部分結(jié)構(gòu)圖。按控制形式不同分為被動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。最后，再次感謝學(xué)院所有的領(lǐng)導(dǎo)和老師四年來對(duì)我的栽培和指導(dǎo)。設(shè)計(jì)過程中，有些設(shè)計(jì)過程由于無資料可查詢，我只能根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行簡單的估算，設(shè)計(jì)難免出現(xiàn)偏頗，這也是我畢設(shè)過程中的一點(diǎn)遺憾。主銷軸套筒設(shè)計(jì)如圖73，具體尺寸見零件圖。懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有很多，根據(jù)不同的用途有多種。當(dāng)用于獨(dú)立懸架時(shí)（參見圖61），橫向穩(wěn)定器側(cè)傾角剛度與車輪處的等效側(cè)傾角剛度之間的換算關(guān)系可如下求出：設(shè)汽車左右車輪接地點(diǎn)處分別作用大小相等，方向向反的垂向力微量d，在該二力作用下左右車輪處的垂直位移為d，相應(yīng)的橫向穩(wěn)定桿部受到的垂向力和位移分別為d和 d，由于此時(shí)要考察的是穩(wěn)定桿在車輪處的等效側(cè)傾角剛度，因而不考慮懸架中彈簧的作用力，則必然有d 與d所作的功相等，即d?d= d? d 而作用在桿上的彎矩和轉(zhuǎn)角分別為d= dLd=2d/L式中， L——橫向穩(wěn)定器兩端點(diǎn)之間的距離由此可得出桿的角剛度=d/ d= (61)同理可知車輪的等效角剛度= (62)式中， B——為車輪輪距由此可得= (63)由于連接點(diǎn)處橡膠件的變形，穩(wěn)定桿的側(cè)傾角會(huì)較小15%~30%當(dāng)穩(wěn)定桿兩端受到大小相等、方向相反的垂直力P作用時(shí)（參加圖62），其端點(diǎn)的位移f可用材料力學(xué)的辦法求出，具體為：f= (64)式中，E——材料的彈性模量，E=MPaI——穩(wěn)定桿的截面慣性矩，I=d——穩(wěn)定桿的直徑，mmP——端點(diǎn)作用力，Nf——端點(diǎn)位移，mm其余各量意義參見圖62，由式(64)可知橫向穩(wěn)定桿的角剛度==3EI/2 (65)當(dāng)角剛度給定時(shí)，由此可得出穩(wěn)定桿直徑dd= (66)一般情況下，如圖62所示的橫向穩(wěn)定桿的最大應(yīng)力發(fā)生在截面B的內(nèi)側(cè)（其原理與螺旋彈簧內(nèi)側(cè)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力大于外側(cè)類似），其大小與B處的圓角半徑R有關(guān),因?yàn)镽決定了此處的曲度系數(shù)。減振器型式及其他尺寸見圖53和表3和表4，減振器形式選擇CG型，基長選l=70mm，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，活塞行程取S=175mm，貯油桶外徑=（），取=30mm，壁厚取2mm，防塵罩外徑取40mm。 減振器的阻尼系數(shù)選擇減振器的阻尼系數(shù)不僅與非簧載質(zhì)量和懸架剛度有關(guān)，還與相對(duì)阻系數(shù)有關(guān)。減振器工作過程中產(chǎn)生的熱量靠貯油缸筒3散發(fā)。由于汽車行駛的路面狀況不同，所用的減震器要求也會(huì)有所不同。減震器的阻尼力主要是由油液流經(jīng)節(jié)流小孔、縫隙的節(jié)流壓力差產(chǎn)生的，他能有有的衰減簧載質(zhì)量與非簧載質(zhì)量的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。即彈簧自由高度： (43)取=355mm式中，——工作長度，取200mm ——靜撓度 彈簧節(jié)距確定根據(jù)彈簧設(shè)計(jì)長度、彈簧實(shí)際有效圈數(shù)i和安裝圈數(shù)，以及彈簧絲徑d，可確定彈簧節(jié)距t的大小，即 (44) 表面剪切應(yīng)力校核彈簧在壓縮時(shí)其工作方式與扭桿類似，都是靠材料的剪切變形吸收能量，彈簧鋼絲表面的剪應(yīng)力為： (45)式中， C——彈簧指數(shù)（旋繞比）， ——曲度系數(shù)，為考慮簧圈曲率對(duì)強(qiáng)度影響的系數(shù)， P——彈簧軸向載荷已知=90，d=10mm，可以算出彈簧指數(shù)C和曲度系數(shù)： =9/10=9 K39。螺旋彈簧在懸架布置中可在彈簧內(nèi)部安裝減振器、行程限位器或?qū)蛑菇Y(jié)構(gòu)緊湊。如圖32所示，在任一載荷狀態(tài)下，該點(diǎn)曲線的切線斜率，就是該載荷下的懸架剛度。這種材料起泡時(shí)就形成了致密的耐磨外層，他保護(hù)內(nèi)部的發(fā)泡部分不受損傷。 橫向穩(wěn)定桿作用近代汽車的懸架一般都很軟，在高速行駛中轉(zhuǎn)向時(shí)，車身會(huì)產(chǎn)生很大的橫向傾斜和橫向角振動(dòng)。除了板彈簧自身有減振作用外，配備其它種類彈性元件的懸架必須配備減振元件，使已經(jīng)發(fā)生振動(dòng)的汽車盡快靜止。為滿足汽車稍有不足轉(zhuǎn)向特性的要求，應(yīng)使汽車前軸的輪胎側(cè)偏角略大于后軸的輪胎側(cè)偏角。懸架的側(cè)傾角剛度應(yīng)保證汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)車身側(cè)傾不致過大, 使乘客感到安全、穩(wěn)定, 還應(yīng)使駕駛員具有良好的路感, 確保安全、高速行駛。理論上要求側(cè)傾軸線盡量高并且和地面平行， 以減弱車身的側(cè)傾趨勢(shì)， 并且盡量使側(cè)傾時(shí)前后軸荷轉(zhuǎn)移相近，以保證汽車的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。 前束角變化的較理想設(shè)計(jì)特性值是：前輪上跳時(shí)，為零至負(fù)前束，后輪上跳時(shí)，正前束。當(dāng)車輪跳動(dòng)時(shí)，若主銷內(nèi)傾角變化較大，將會(huì)轉(zhuǎn)向沉重，加速輪胎磨損。但是偏置量也不宜過小，即內(nèi)傾角不宜過大，否則轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪繞主銷偏轉(zhuǎn)過程中，輪胎與路面間將產(chǎn)生較大的滑動(dòng)，因而增加了輪胎與路面間的摩擦阻力。主銷后傾角和后傾拖距的設(shè)計(jì)應(yīng)保證汽車具有合適的回正力矩，使汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。；前置后驅(qū)動(dòng)車3176。減小后傾角則轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性降低,但是轉(zhuǎn)向時(shí)力量會(huì)變輕,不利于車輛的自動(dòng)回正。車輪外傾角的變化與懸架的形式有關(guān),車輪外傾角的設(shè)置影響到汽車的轉(zhuǎn)向操作性能和直線行駛穩(wěn)定性能。5）獨(dú)立懸架還可以保證汽車在不平道路上行駛時(shí)，所有車輪河路面包保持良好的接觸，從而增大驅(qū)動(dòng)力。由于該種懸架一側(cè)的車輪發(fā)生跳動(dòng)時(shí)，另一側(cè)車輪必定同時(shí)發(fā)生擺動(dòng)，稱其為非