【文章內(nèi)容簡介】 轉(zhuǎn)向節(jié)沿著剛性地固定在車架上的主銷 上下移動，這樣有利于汽車的轉(zhuǎn)向操縱和行駛穩(wěn)定性。 1— 通氣管； 2— 減振器； 3— 套筒； 6— 防塵罩； 5— 主銷； 圖 210 燭式獨立懸架 ②麥佛遜式懸架 麥佛遜式懸架（圖 211）是由滑動立柱和橫擺臂組成，其最大的優(yōu)點就是增大了兩前輪內(nèi)側(cè)的空間，便于發(fā)動機和其他一些部件的布置。主要應用于前置前驅(qū)的轎車和某些輕型客車。 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 211麥佛遜式獨立懸架 ⑷單斜臂式獨立懸架 單斜臂式獨立懸架（圖 212）是介于單橫臂和單縱臂之間的一種懸架結(jié)構(gòu)形式，單縱臂繞與汽車縱軸線成一定夾角的軸線擺動。單斜臂式 獨立懸架兼有單橫臂和單縱臂式獨立懸架的優(yōu)點。 圖 212 單斜臂式獨立懸架 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 懸架的設(shè)計要求 ［ 6］ 懸架的設(shè)計要求： ⑴．保證汽車有良好的行駛平順性。 ⑵．具有合適的衰減振動的能力。 ⑶．保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。 ⑷．汽車制動或加速時，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。 ⑸．有良好的隔音能力。 ⑹．結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小。 ⑺．可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量要小的同時，還要保證足夠的強度和壽命。 小結(jié) 本章主要介紹了汽車懸架的分類，以 及每一種類別懸架的特點，將汽車懸架分為獨立懸架和非獨立懸架兩類。結(jié)合懸架的示意圖，介紹了每一種類型懸架的結(jié)構(gòu)組成。其中在當今社會的汽車中獨立懸架的應用較為廣泛，并且雙橫臂式獨立懸架具有良好的行駛穩(wěn)定性和舒適性，以為中、高級轎車的前懸架所廣泛使用。 我們還介紹了汽車懸架的設(shè)計要求，一個好的汽車懸架必須滿足所列出的七點要求，這樣才能滿足人們對汽車各種行駛性能的要求。 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 3 雙橫臂式獨立懸架的數(shù)學模型 雙橫臂式獨立懸架的簡化模型 根據(jù)雙橫臂式懸架的原理圖，做出 懸架的簡化模型，如圖 31 所示。 1— 車架； 2— 上擺臂； 3— 減振器； 4— 下擺臂； 5— 車輪； 6— 轉(zhuǎn)向節(jié)臂； 7— 轉(zhuǎn)向橫拉桿； A— 下擺臂前安裝點； B— 下擺臂后安裝點； C— 上擺臂前安裝點； D— 上擺臂后安裝點； E—— 擺臂球鉸接點； F— 上擺臂球鉸接點； H— 主銷 G— 車輪中心點； M— 橫拉桿斷開點； N— 橫拉桿球鉸接點； S— 減振器上安裝點； R— 減振器下安裝點； 圖 31雙橫臂獨立懸架空間結(jié)構(gòu)拓撲圖 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 雙橫臂獨立懸架的結(jié)構(gòu)參數(shù) 根據(jù)雙橫臂懸架的空間運動情況，通過計算得出懸架的主要關(guān)鍵點 的坐標，具體坐標參數(shù)見表 31，樣車的主要參數(shù)見表 32。 表 31 懸架關(guān)鍵點坐標 位置點 x/左 y/左 z/左 x/右 y/右 z/右 上擺臂前安裝點 上擺臂后安裝點 上擺臂球銷中心 下擺臂前安裝點 下擺臂后安裝點 下擺臂球銷中心 輪胎中心點 0 0 0 0 輪胎接地點中心 0 740 0 740 轉(zhuǎn)向器橫拉桿球銷 轉(zhuǎn)向器橫拉桿斷開點 表 32 樣車的主要參數(shù) 尺寸參數(shù)（ mm） 外形尺寸 總長 4650 總寬 1800 總高 1810 軸距 2615 輪距 前輪距 1480 后輪距 1470 前輪定位參數(shù) 前輪外傾角 39。300 ?? 主銷內(nèi)傾角 39。39。 303012 ?? 主銷后傾角 39。39。 30303 ?? 前束值 02 輪胎直徑 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 小結(jié) 本章主要把雙橫臂式獨立懸架模型化和參數(shù)化。通過雙橫臂式獨立懸架的簡化模型更加清晰的了解懸架的結(jié)構(gòu)。雙橫臂式獨立懸架的主要構(gòu)件：上擺臂和下擺臂。通過簡化結(jié)構(gòu)圖還能了解雙橫臂式獨立懸架與其他不同類型的懸架之間的區(qū)別，再根據(jù)雙橫臂式獨立懸架的工作原理，牢牢地掌握懸架的主要特點。雙橫臂式獨立懸架的參數(shù)化是對懸架做仿真分析的重要一步，只有根據(jù)這些懸架的主要關(guān)鍵點的坐標才能準確 的建立懸架的三維模型，只有建立了準確的懸架三位模型，才能通過仿真分析得出準確的仿真結(jié)果，才能根據(jù)這些仿真結(jié)果對懸架做出準確的性能評估和優(yōu)化設(shè)計，所以對懸架進行數(shù)學建模是對懸架進行研究過程中非常重要的一步。 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 4 基于 UG的雙橫臂式獨立懸架的設(shè)計分析 UG 軟件應用簡介 UG是美國 Unigraphics Solutions 公司推出的集 CAD/CAM/CAE 為一體的一個三維的用于機械設(shè)計的平臺，也是現(xiàn)在世界上被大量采用的設(shè)計、分析軟件之一，大量運用于車輛、飛機、機械制造、消 費產(chǎn)品、醫(yī)療器械等行業(yè)，它為制造業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)的整個過程提供了辦法。該軟件主要功能包括概念設(shè)計、工程設(shè)計、性能分析和制造。從概念設(shè)計到工程分析最后到制造的全部過程，它使數(shù)據(jù)從設(shè)計開發(fā)到制造真正達到了無縫鏈接的程度；它是產(chǎn)品研發(fā)全過程的解決方法，涵蓋零件設(shè)計、模擬和仿真、模具的設(shè)計和 CNC 加工；UG NX 是一個三維的雙精度系統(tǒng)，用戶可以十分準確的建立任何形狀的幾何體，然后組合這些幾何體，用戶可以進行設(shè)計、分析同時繪制它們的工程圖紙，等設(shè)計完成時，制造應用程序根據(jù)用戶描述幾何體的形狀結(jié)構(gòu)，加入制造信息然后自動生成 刀具位置源文件，最后通過數(shù)控機床來加工所設(shè)計的零件 ［ 7］ 。 UG 軟件被當今世界領(lǐng)先的制造商用于從事概念設(shè)計、工藝設(shè)計、詳細的機械設(shè)計以及工程仿真和數(shù)字化制造等工作，大量應用于飛機、車輛、輪船、機械裝置、電器、醫(yī)療裝置和電子產(chǎn)品以及應用高科技的行業(yè)，它已成為世界上最優(yōu)秀的公司大量使用的系統(tǒng)之一。 UG 功能模塊介紹 ［ 8］［ 9］［ 10］［ 11］ UG/Gateway 為全部 UG NX 產(chǎn)品設(shè)置了一個相同的進入路徑，就是操作者打開 UG 之后進入的那個窗口界面。這個模塊的功能有：新建 、打開、保存、另存為等編輯文件命令；添加顏色、顯示和隱藏、放大或縮小等編輯視圖命令；編輯視圖顯示；編輯圖層；制圖及陣列操作；信息搜索、坐標搜索、距離測繪；曲線曲率半徑的計算；曲面光滑平順性的分析；實體模型的物理性能自行計算；輸入、輸出模型數(shù)據(jù)；自動記錄操作命令和回放功能；命令查河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 找器等等。 模塊 (1)UG 實體建模 UG 實體建模具有草圖繪制、拉伸、回轉(zhuǎn)、掃掠、布爾求和、求差、求交運算、拔模、邊倒圓、邊倒角、抽殼、螺紋、鏡像體、拆分體、打孔、修剪體等功能。特征建模和自由式建模的前提就是實體建模。 (2)UG 特征建模 UG 特征建模具有各式各樣的標準設(shè)計的特征生成和編輯、鍵槽、腔體、凸臺、倒圓、倒角、實力特征、特征編輯等工具。 (3)UG 自由形式建模 先進的 UG 自由形式建模用于有關(guān)高級的自由形狀外形，支持復雜曲面和實體建模。它囊括直紋面、掃掠面、通過一組既定曲線的自由曲面、通過兩套既定正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、各種半徑的倒圓、廣義二次曲線倒圓。曲面間的平順連接、曲面動態(tài)拉申調(diào)整、各種形式的偏置、曲面裁剪、編輯、點云生成、曲面編輯。 (4)UG 工程制圖 UG 工程制圖模塊可以是三維實體模型生成一個全雙工 的二維圖紙，確保圖紙在模型改變時同時被更新，縮短設(shè)計時間。工程制圖模塊提供自動視圖布局、正交投影視圖、剖視圖、輔助視圖、放大、部分剖切視圖、自動和手動的標注尺寸、形狀公差、表面粗糙度符號標注、中國標準漢字輸入、手工編輯視圖、裝配圖、剖面圖、爆破圖、時間表自動生成工具。 (5)UG 裝配建模 UG 裝配建模具有平行的自上而下和自底而上的產(chǎn)品開發(fā)辦法，裝配中的零、部件的數(shù)據(jù)是對零、部件單獨的映像，保證裝配中的模型和所設(shè)計的零件絕對互相關(guān)聯(lián)，并提升了軟件的可操作性，縮減了對存儲空間的要求，設(shè)計的零件經(jīng)過修改后，裝配模 型中的那個零件也會隨著修改自動更新，此外，還可在裝配時對零件直接進行修改。 模塊 UG/CAM 模塊是 UG NX 的助手制造模塊，它可以為數(shù)控加工中心、數(shù)控銑河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 床、數(shù)控車床、電火花機床、線切割機床等編程。 UG/CAM 模塊提供了各個方面的、便于利用的功能，用來解決數(shù)控刀具軌跡生成、加工仿真模擬和加工檢驗等問題。 NX 的主要功能 ［ 8］［ 9］［ 10］［ 11］ NX 為培養(yǎng)創(chuàng)造性和產(chǎn)品技術(shù)改革的工業(yè)設(shè)計提供了強勁的有效措施。利用 NX 建模，用戶能夠很快建立出和更改產(chǎn)品的形狀 ，不論其形狀多么復雜， 渲染和可視化工具可以最大程度的滿足設(shè)計者的要求。 NX 包括了世界上最強大、最大量的產(chǎn)品設(shè)計和應用模塊。 NX 高性能的機械設(shè)計和繪圖能力，為機械設(shè)計和機械制造提供了極高的使用性能和靈活性，以滿足客戶的需求來設(shè)計任意復雜程度的產(chǎn)品。 NX 是優(yōu)于普通的設(shè)計工具的軟件，具有專業(yè)線路和電路設(shè)計、鈑金模塊、塑料件設(shè)計專用模塊和其他行業(yè)的專業(yè)應用軟件的設(shè)計要求。 、確認和優(yōu)化 NX 允許制造者用數(shù)字仿真、驗證和優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)全過程。通過在開發(fā)中使用數(shù)字仿真，制造者可以 提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時減少或消除時間 耗時和極貴的物理樣機的設(shè)計、建造，以及對變化周期的依賴性。 加工 NX 基礎(chǔ)加工模塊提供連接 UG 所有加工模塊的基礎(chǔ)框架，它為全部 NX 產(chǎn)品加工模塊供給了一個相同的、界面良好的窗口進入路徑，使用者可以在圖形模式下觀察刀具的運動軌跡還可以修改其軌跡。這個加工模塊的界面可以根據(jù)用戶的需要進行靈活的更改和變換，還可以定制標準的刀具庫、加工工藝參數(shù)樣板庫使初加工、半精加工、精加工等操作參數(shù)標準化，這樣可以減少正式使用之前的學習時間并不斷優(yōu)化加工方法路徑。 UG 主要用戶包括 ：美國通用牌汽車，通用電器，福特公司，勞斯萊斯，普惠發(fā)動機，日產(chǎn)汽車，克萊斯勒還有美國軍工企業(yè)。幾乎全部飛機發(fā)動機和大多數(shù)汽車發(fā)動機都是使用 UG 進行研究設(shè)計，這足以說明 UG 在高端科技范圍，特別是在軍工方面的重要作用，在高端領(lǐng)域可以和 CATIA 相提并論。 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 懸架的幾何建模 ［ 12］ 將系統(tǒng)中的各部件都看作剛體，并且不考慮減振器的作用，只對懸架作運動學分析。根據(jù)實車結(jié)構(gòu)該車的前懸架可簡化為由上下擺臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向系拉桿以及車輪等組成的剛性系統(tǒng)。根據(jù)求得的關(guān)鍵點坐標利用 UG 建立的雙橫臂式獨立懸架的仿真模型。并 將其導出為 Parasolid 實體模型，為將模型導入 ADAMS 軟件進行運動學分析作好準備。各部件的建模過程如下： 下面以輪轂建模為例：首先打開 UG 軟件，點擊“新建” 出現(xiàn)以下界面： 圖 41新建模型選擇界面 選擇“模型”，然后點擊“確定”按鈕。進入建模界面，然后點擊“草圖”，進入草圖設(shè)計界面，然后根據(jù)選擇好的輪轂參數(shù)進行草圖編輯，如圖 42 所示。 然后點擊“完成草圖” ，進入實體建模界面，利用“回轉(zhuǎn)”工具，最終得到輪轂的實體模型，如圖 43 所示。 圖 42輪轂草圖 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 43 輪轂模型 建立懸架其他模型的主要步驟與輪輞模型基本一致，細節(jié)部分要根據(jù)模型的特點采用適當?shù)慕９ぞ?。輪胎模型如圖 44 所示。 圖 44 輪胎模型 其他懸架的零部件圖如下： 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 45 上、下橫臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂模型 圖 46制動盤 圖 47制動器 圖 48減振器 圖 49橫拉桿 河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 410 轉(zhuǎn)向器 圖 411車標 裝配模型時，先點擊“添加組件”按鈕，然后點擊“裝配約束”按鈕，按著模型的裝配要求一步步的裝配好懸架的模型，最終雙橫臂獨立懸架的裝配圖如圖412 所示。 圖 412 懸架裝配 小結(jié) 本章主要是介紹 UG 建模軟件的應用及其與其他同類建模軟件的區(qū)別與特點， UG 是一個高度集成的 CAD/CAM/CAE 軟件系統(tǒng)，可應用于整個產(chǎn)品的開發(fā)過程，包括產(chǎn)品的草圖設(shè)計、建模、分析和加工。 UG 軟件的建模功能比較人性化，建模工具用起來簡單易懂，并且簡單介紹了運用 UG 軟件進行懸架的 實體建模過程，介紹了每一個懸架零部件的截圖。在運用 UG 軟件進行對懸架零部件進行裝配的過程也是很簡單，只需添加組件，然后進行裝配約束，通過一系列的約束條件（同心、接觸、平行等）達到所需要的裝配要求，最終得到懸架的完整裝配模河北工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書