【正文】 ion to good dynamic and feul economic performance, good handling and stability are also requested. Traditional leaf spring suspensions can’t meet the need of both vehicle ride fort and handling performance , so Independent Suspension is widely used in light pickup truck and light passenger car, especially Double Wishbone Independent Suspensions are developed more quickly. For that, it’s very necessary to study Double Wishbone Independent Suspensions. Doublewishbone independent suspension stiffness and static deflection, and other parameters on the car ride great, oriented agencies and the spatial relationships directly affect the stability of a vehicle39。 雙橫臂獨立懸架的剛度和靜撓度等參數(shù)對汽車的平順性有很大影響，而導(dǎo)向機構(gòu)的空間位置關(guān)系直接影響汽車 的操作穩(wěn)定性。導(dǎo)向機構(gòu)決定了車輪跳動時的運動軌跡和車輪定位參數(shù)的變化，以及汽車前后側(cè)傾中心以及縱傾中心的位置，從而在很大程度上影響了整車的操縱穩(wěn)定性和抗縱傾能力。 如前所述，汽車懸架和懸掛質(zhì)量、非懸掛 質(zhì)量構(gòu)成了吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 4 一個振動系統(tǒng)，該振動系統(tǒng)的特性很大程度上決定了汽車的行駛平順性，并進一步影響到汽車的行駛車速、燃油經(jīng)濟性和運營經(jīng)濟性。之后又建立了簡化后的力學(xué)模型，進行了受力分析和求解，并與懸架的運動分 析相結(jié)合，準(zhǔn)確求出了懸架的剛度，以上計算結(jié)果為評價懸架的性能提供了充分的依據(jù)，根據(jù)這些計算結(jié)果 設(shè)計確定了該懸架的基本尺寸和參數(shù)。 汽車懸架系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用液力減振器，液力減振器又可分為在壓縮行程和伸張行程都起作用的減振器 —— 雙作用減振器，和僅在伸張行程起作用的減振器 —— 單作用減第三章 方案論證 11 振器。 ，要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾角要合適。這種懸架主要用在總質(zhì)量大些的商用車前后懸架以及乘用車的后懸架上。若用于轉(zhuǎn)向軸上的懸架橫向剛度小，則容易造成轉(zhuǎn)向輪發(fā)生擺振現(xiàn)象。不大的輪距變化在輪胎比較軟時可以由輪胎變形來適應(yīng)，目前轎車的輪胎可允許輪距的變化在每個車輪上達到 4—— 5mm而不致使車論沿路面滑移。筒式減振器的上端與焊接在車架上的減振器支架相連。 主銷后傾角 汽車側(cè)視圖中，轉(zhuǎn)向主銷向后傾斜一定的角度，此為后傾角，主銷中心線的接地點與車輪中心地面投影之間產(chǎn)生距離，兩點間的距離稱為主銷縱傾移距 如 右 下 圖 。 扭桿本身的扭轉(zhuǎn)剛度雖然是常數(shù)，但采用扭桿 的懸架剛度卻是可變的，原因在于控制臂 扭轉(zhuǎn)一定角度時，地面支反力對于扭桿軸線的力作用臂長度也隨之發(fā)生變化。各點空間坐標(biāo)為： ??M =? ?, TM M MX Y Z 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 32 ? ?1M =? ?1 1 1, TM M MX Y Z ? ?2M =? ?2 2 2, TM M MX Y Z ??N =? ?, TN N NX Y Z 圖 根據(jù)空間機構(gòu)運動學(xué)理論，垂足 N 點的坐標(biāo)為： ??N =? ?, TN N NX Y Z =? ?1M +a（ ? ?2M ? ?1M ） 其中 a= ? ? ? ?? ?21TMM? ? ? ? ?? ?1MM? /? ?221MM? 式中 ? ?221MM? =? ?212MMXX? +? ?212MMYY? +? ?212MMZZ? 已知空間一點的初始位置坐標(biāo)以及空間某個軸線的方向余弦，還已知該點向該軸線作垂線所得的垂足點的坐標(biāo)。 3 C 點的坐標(biāo) 當(dāng)下 臂擺動 1α 角度時可確定 1B ， 2B 兩點坐標(biāo)，則由定比分點公式就可以確定 C 點坐標(biāo)： ? ? ? ?, TC C CC X Y Z? = 11?λ 111BBBXYZ??????+吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 40 2221BBBXYZ????? ??λλ 式中λ = 1BC / 2CB ， 1BC 和 2CB 可以由設(shè)計圖紙查得。 （ 圖 ） 第五章 懸架靜力學(xué)的分析與計算 47 拆開分析右半部分，如圖 （ ） 。θs 其中 j= 2552 ?DO mm 5）將 D 點受到的力向坐標(biāo)系 uvw 上投影 [uu ]=[ 2Lu ]=[1， 0， 0]T , [uv ]=[u DO2 ]=[0, , ? ] T =[0,]T , [uw ]=[0,]T , 由 上 面 所 講 的 知 識 可 知 ：][ zyxw DDDD ???????????wzwywxuuu 即： Dw =**= N 第五章 懸架靜力學(xué)的分析與計算 53 滿?=*? B. 同理可對空載時的上、下球銷受力分析，求 空? 1）地面支承力 N= N 2）列平衡方程同上 3 ） B= cbNa ? = N ，D y =*= N ， D z = N ，Dw =**= N 空? = rad=? ??? 滿? 空? =? ? =? 即將上橫臂往上擺 ? 時懸架所處的位置就是懸架滿載靜平衡位置 求平衡位置時的各點坐標(biāo) 1)求 D 點坐標(biāo) 由于初始位置各點坐標(biāo)，上橫臂擺角 ? = ? 以及[ 2Lu ]=[1， 0， 0]T 已知， 則可以根據(jù)上面推倒的結(jié)論： ][])[]]([[][ 2202 OODQD L ???， 其中 [Q2L]為坐標(biāo)變換矩陣。 若求車輪定位參數(shù)的變化值，只需要將所求各參數(shù)的數(shù)值減去平衡位置時初始值即可。 由投影 角 1θ ， 1Φ 可以確定下擺臂擺動軸線的方向余弦為： ? ?22111 1 1111 / 1xxtg tgu u tgu tg??????????θΦθΦ 由投影角 2θ ， 2Φ 可以確定上橫臂擺動軸線的方向余弦為： ? ?222 1 2121 / 1xxtg tgu u tgu tg??????????θΦθΦ 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 38 當(dāng)車輪上下跳動時，上下橫臂分別繞擺動軸線上下擺動。從圖上可以 看出，適當(dāng)選擇上、下臂長比值是可能達到外傾角不大于規(guī)定植的要求（ 1??）。設(shè)定了負磨胎半徑，可向阻力大的一側(cè)的輪胎產(chǎn)生消除橫向擺動力矩的力，便于保持 車身的方向，減輕制動側(cè)傾?，F(xiàn)在汽車普遍裝用子午線輪胎，大的外傾角回使輪胎偏磨，降低輪胎摩擦力，動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的增加也使外傾角不斷減小，盡管如此，設(shè)計少許外傾角可對車軸上的車輪軸承施加適當(dāng)?shù)妮S向 力，現(xiàn)在的汽車一般將外傾角設(shè)為 1? 左右，接近垂直。在三種彈簧中，螺旋彈簧和鋼板彈簧都是常見的汽車彈簧，它們的作用比較好理解 。 等臂式雙橫臂獨立懸架 上下擺臂長度相等。若 主銷后傾角發(fā)生變化，容易使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振；若車輪外傾角變化大，會影響汽車的直線行駛穩(wěn)定性，同時也會影響輪距的變化和輪胎的磨損速度。 非獨立懸架 常見的非獨立懸架是以縱置鋼板彈簧元件兼作導(dǎo)向機構(gòu) 裝置的非獨立懸架。有些汽車的緩沖塊裝在減振器上。 導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置由導(dǎo)向機構(gòu)組成，用來決定車輪相對于車架的運動特性，并傳遞除彈性元件的垂直力以外的各種力和力矩，當(dāng)用縱置鋼板彈簧作彈性元件時，它兼起導(dǎo)向裝置的作用。該懸架采用的形式是雙橫臂獨立懸架 ，同其它懸架相比，吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 6 它具有良好的基本性能。 例如裝置了主動懸架的法國雪鐵龍桑蒂雅，該車懸架系統(tǒng)的中樞是一個微電腦，懸架上有 5 種傳 感器，分別向微電腦傳送車速、前輪制動壓力、踏動油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉(zhuǎn)向盤角度及轉(zhuǎn)向速度等數(shù)據(jù)。為此必須在車輪（或車橋）與車架（或車身）之間提供彈性聯(lián)接，依靠彈性元件來傳遞車輪（或車橋）與車架（或車身）之間的垂向載荷，并依靠其變形來吸收能量，達到緩沖的目的。 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 BJ1042 輕型載貨汽車前懸架設(shè)計 The design of front suspension of BJ1042 light truck 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 導(dǎo)師姓名 及 職 稱： 學(xué)位類別： 論文起止年月：中文摘要 BJ1042 輕型 載貨汽車 前懸架設(shè)計 全套圖紙，加 153893706 隨著汽車的逐漸普及，用戶對汽車性能的要求越來越高，在獲得良好的動力性和經(jīng)濟性的同時，還要求具有良好的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。采用彈性聯(lián)接后，汽車可以看作是由懸掛質(zhì)量（簧載質(zhì)量）、非懸掛質(zhì)量（非簧載質(zhì)量）和彈簧（彈性元件）組成的振動系統(tǒng)，承受來自不平路面、空氣動 力及傳動系、發(fā)動機的激勵。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進行比較，選擇相應(yīng)的懸架狀態(tài)。對雙橫比獨立懸架的運動學(xué)分析，傳統(tǒng)方法是平面作圖法和平面解析法，這兩種方法都忽略了主銷后傾角和擺臂軸軸線的空間角度，而實際中并非如此。 減振器 汽車在不平路面上行駛，由于懸架的彈性作用，使汽車產(chǎn)生垂直振動。 懸架的設(shè)計要求 對懸架提出的設(shè)計要求有： 。非獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是左右車輪用一根整體車軸連接，再經(jīng)過懸架與車架（或車身）連接。 當(dāng)汽車作穩(wěn)態(tài)圓周行駛時，在側(cè)向力作用下，車廂饒側(cè)傾軸線轉(zhuǎn)動，并將此轉(zhuǎn)動角度稱之為車廂側(cè)傾角。裝有這種懸架的汽車，當(dāng)車輪上下跳動時，車輪平面沒有傾斜，但輪距發(fā)生了比較大的變化，這將增加車輪側(cè)向滑動的可能性。而許多人對扭桿彈簧的形狀與作用則不太明了。 在雙橫臂獨立懸架中，外傾角變化情況取決于懸架上吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 24 下 上下臂運動的幾何關(guān)系。 車輪前束 在汽車側(cè)視圖中，車輪的中心線并不完全朝著直線行駛的方向，而是稍 微帶有一定角度，像內(nèi)八字一樣內(nèi)側(cè)帶有一定角度的稱為前束，而朝向為側(cè)的稱為后束 ，它的作用主要是修整車輪外傾橫向推力（ 如圖 ） 第三章 方案論證 27 3. 5 懸架結(jié)構(gòu)元素 雙橫臂獨立懸架的特點 在實際 應(yīng)用中多采用橫臂不等長的雙橫臂獨立懸架，如果將兩臂 長度選擇得得當(dāng)，可以使車輪和主銷的定位角度以及輪距的變化都不太大，不大的輪距的變化都不太大，不大的輪距變化在輪胎較軟時 ，可以由輪胎變形來適應(yīng)。 下表為國內(nèi)外轎車雙橫臂獨立懸架的一些參數(shù)： 在本設(shè)計中，選定上臂長 A=220mm,下臂長 C=363mm，轉(zhuǎn)向節(jié)球銷中心距 B=252mm,其比值 A/C=、 B/C=第三章 方案論證 31 都在經(jīng)驗植范圍內(nèi)。下面計算當(dāng)下橫臂擺動 1α 角度時，懸架各點的坐標(biāo)。 第五章 懸架靜力學(xué)的分析與計算 45 第五章 懸架靜力學(xué)的分析與計算 5. 1 懸架靜力學(xué)分析計算 本設(shè)計任務(wù)對象為一輕型客車，在該設(shè)計中上，下臂擺動軸線方向與車輛坐標(biāo)系 X 軸方向重合，又因為主銷后傾角較?。灰虼藶楸阌诜治鲇嬎?，鑒于上述特點將其靜力學(xué)分析轉(zhuǎn)化為平面理論力學(xué)問題，力學(xué)模型如圖 。 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 54 2)求 B 點坐標(biāo) 。 2oN 為作用于二力件的力，1oM 為扭簧對下臂的扭矩， 1oFy 、 1oFz 分別于轉(zhuǎn)軸對下擺臂在 Y、 Z 方向的分力。 因此為了確定 2B 點坐標(biāo) ，首先要確定 2α 的數(shù)值，計算如下： 由設(shè)計圖紙得 1B 2B 兩點距離 1