【導(dǎo)讀】隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對汽車的乘坐舒適性和安全性的要求逐漸提高，因此對汽車的懸架系統(tǒng)和減振器也提出了更高的要求。本次設(shè)計主要內(nèi)容是：現(xiàn)代途勝轎車的前、后懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，前、后懸架的減振器均采用雙作用液力減振器。導(dǎo)向機構(gòu)和橫向穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)計算及強度。系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的合理正確性。采用CAXA軟件分別繪制前后懸架的裝配圖和部分零。在平順性分析上，建立二個自由度的汽車振動模型，分別對輪胎、車身。和座椅進行振動分析，可以體現(xiàn)出懸架衰減振動的能力是較強的。計的懸架系統(tǒng)具有良好的行駛平順性。

　　

【正文】 26 無阻尼自由振動時，運動方程變成 ?? 0 ??? szKzM ?? 0 ???? sKzsKsm t 由運動方程可以看出， M與 m 的振動是相互耦合的。若 m 不動（ s=0）則得 0 ??KzzM 這相當(dāng)于只有車身質(zhì)量 M 的單自由度無阻尼自由振動。其固有圓頻率zK?0? 同樣，若 M不動（ Z=0），相當(dāng)于車輪質(zhì)量 m 作單自由度無阻尼振動，于是得 0)( ??? sKKsm t 車輪部分固有頻率 ? ? mKK tt ??? ω 0與ω t是雙質(zhì) 量系統(tǒng)，只有單獨一個質(zhì)量振動時的部分頻率（偏頻）。 在無阻尼自由振動時，設(shè)兩個質(zhì)量以相同的圓頻率ω和相角φ作簡諧振動，振幅為 z z20則其解為 ? ????? tjezs 10 ? ????? tjezz 20 將上面兩個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，它的兩個跟為雙質(zhì)量主頻率ω 1 和ω 2 的平方 ?? ? ? 0 ????????????? 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（說明書） 27 車身與車輪兩個自由度系統(tǒng)的主振型如圖⑵ 1。在強迫振動情況下，激振頻率ω接近ω 1時產(chǎn)生的低頻共振，按一階主振型振動，車身質(zhì)量 M 的振幅比車輪質(zhì)量 m的振幅大將近 10倍，所以主要是車身質(zhì)量 M在振動，稱為車身型振動。當(dāng)激振頻率ω接近ω 2時，產(chǎn)生高頻共振，按二階主振型振動，此時車輪質(zhì)量 m 的振幅比車身質(zhì)量 M 的振幅大將近 100 倍，稱為車輪型振動。此時，由于車身基本不動 ，所以可將兩個自由度系統(tǒng)簡化如圖 82所示車輪部分的單質(zhì)量系統(tǒng)，來分析車輪部分在高頻共振區(qū)的振動。 圖 82 車輪部分單質(zhì)量系統(tǒng) 此時，質(zhì)量 m 的運動方程為 ? ? qKsKKsCsm tt ???? 將各復(fù)振幅代上式，得 ? ? qKsKKCsjms tt ???? ?? 2 車輪位移 z1對 q的頻率響應(yīng)函數(shù)為 將上式分子、分母除以 K+Kt，并把車輪部分固有頻率ω t，車輪部分阻尼比ζ t帶入上式，則得 其幅頻特性為 在高頻共振ω =ω t時，車輪加速度均方根值 譜 ? ?tzG ?正比于幅頻特性 ? ? CjKKm Kqs tt ?? ????? 2? ?? ?ttttt j KKKqs ????? 21 2 ?? ??? ?? ?? ? ? ?222 21 tttttjKKKqs????? ???? 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 28 式中，車輪部分固有頻率 mKK tt ??? 車輪部分阻尼比 ? ?mKKC tt ?? 2? 可見，降低輪胎剛度 Kt 能使ω 1 下降和ζ t 加大，這是減小車輪部分高頻共振時加速度的有效方法；降低非懸掛質(zhì)量 m使ω和ζ t 都加大，車輪部分高頻共振時的加速度基本不變，但車輪部分動載 m下降，對降低相對動載 GFd 有利。 車身加速度的幅頻特 性 對該車懸架進行平順性分析，在車輪和車身垂直方向上建立兩自由度的平順性分析模型。 根據(jù)公式 其中， ? 為剛度比， ? 為質(zhì)量比； 相對動載 GFd ，對 q 的幅頻特性 車輪動載 ? ?qzKF td ?? 1 ，靜載 ? ? ? ?gmgmMG 1???? ?。 GFd 對 q 的頻率響應(yīng)函數(shù)： 車身振動相應(yīng)均方根值 當(dāng)確定了路面不平度系數(shù) )( 0nGq 和車速 u之后，可計算路面速度功率譜密度)(fGq? ，并求出振動相應(yīng)量 ?z 、 Fd/G、 fd 對 ?q 的幅頻特性，然后就可以求出響應(yīng)量的功率譜密度 。由于這三個振動響應(yīng)量地均值為零，所以這幾個量的統(tǒng)計特征值 —方差等于均方值，此值可由功率譜密度對頻率積分求得。 ? ?tttt KKKqst ???? 2 ???22020222020 ))(11()(41))(11)()(1( ?????? ????????? ?????? ?????????????212241?????? ?????? ????qZ? ? ? ?gm KqqzGqFjH tdG ～～F d 11 ??? ?? 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 29 一般難以用解析的方法直接進行積分，在工程上采用數(shù)值積分的方法。等間隔取 N 個離散頻率值，頻帶寬度為 f? n=(1,2,3,?? ， N) 編入程序輸出結(jié)果為 輸出圖形為： 圖 83 MATLAB編程得到的車身加速度的幅頻特性曲線圖 影響平順性的因素 由于汽車行駛平順性涉及的對象是 “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)動慣量等 )產(chǎn)生變化和破壞。這些參數(shù)是根據(jù)各種不同使用要求的車輛設(shè)計的 ,在使用時要保證不破壞這些參數(shù)。例如懸架系統(tǒng)的鋼板彈簧片間的潤滑不良 ,等于增加了懸架剛度；減ffnqzfnGNn qz????? ??212 )()(? 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 30 震器漏油等于減小了懸架系統(tǒng)的阻尼等。 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 31 第 9 章 結(jié) 論 本次 畢業(yè)設(shè)計給我提供了一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次對途勝 轎車懸架的設(shè)計，我將理論知識和實際設(shè)計結(jié)合了起來，鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識來解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力的水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的綜合能力得到了鍛煉與提高。 根據(jù)計算數(shù)據(jù)，我選擇了切實可行的方案，前懸架采用用了目前較流行的麥弗遜式獨立懸架，后懸架則采用平順性更加出色的雙叉骨獨立懸架，前、后懸架的減振器均采用雙 向作用式筒式減振器。這種設(shè)計有利于提高汽車行使穩(wěn)定性與乘坐舒適性。 考慮到轎車的使用條件增強汽車乘坐舒適性，我選用了 螺旋彈簧做為彈性元件，其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便及有較高的比能容量，在導(dǎo)向機構(gòu)大擺動量下任具有保持車輪定位角的能力，因此得到了廣泛采用。 為了降低汽車的固有振動頻率以改善行駛平順性，增強懸架的垂直剛度值，減小汽車在轉(zhuǎn)彎時車身的側(cè)傾，我在前懸架增加了橫向穩(wěn)定桿來增強汽車的行駛穩(wěn)定性。 考慮到現(xiàn)代人對汽車的行駛平順性與乘坐舒適性的要求越來越高，我利用MATLAB 軟件進行平順性分析，保證汽車的平順性達與乘 坐舒適性的到要求。 歷時四個月的畢業(yè)設(shè)計工作即將結(jié)束了。本次對途勝 轎車懸架的設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，完成了指導(dǎo)教師所下達的任務(wù)量，達到了預(yù)期目標(biāo)。為我今后走向工作崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 32 參考文獻 [1] 王望予 .汽車設(shè)計 .吉林：機械工業(yè)出版社， 2020. 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[18]莊繼德 .汽車輪胎學(xué) .北京 :北京理工大學(xué)出版社 ,1996. 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 33 致 謝 首先要感謝遼寧工業(yè)大學(xué)給我們提供了四年的學(xué)習(xí)和生活的良好 環(huán)境，且提供給我們一次又一次受益非牽的課程設(shè)計和實習(xí)的機會，使我掌握了大量的科學(xué)文化知識之余，更能學(xué)以致用，及時彌補我們在學(xué)習(xí)中的漏洞，并在我們即將離開校園走向社會之時，提供了一次使我受益終身的畢業(yè)設(shè)計的機會。 本次設(shè)計得到了張立軍老師的悉心指導(dǎo)，使我順利完成了本次設(shè)計。張老師治學(xué)嚴謹和富有創(chuàng)新的精神對我以后的學(xué)習(xí)和工作都將產(chǎn)生深遠的影響。在設(shè)計期間，張老師更是給了我無微不至的關(guān)懷和悉心的指導(dǎo)。另外，系里的各位老師都能在我們遇到困難時，給予熱情的解答，在此向張老師及系里的各位老師致以最忠心的感謝！ 汽車與交 通工程學(xué)院為我們提供了專用畢業(yè)設(shè)計的機房，給我們創(chuàng)造了一個良好的設(shè)計環(huán)境。在此表示感謝！ 在本次設(shè)計中遇到過很多困難，但在老師幫助和跟同學(xué)共同討論下都得以解決。在此表示感謝！ 最后，向所有幫助過我的老師、同學(xué)還有實習(xí)單位表示忠心的謝意！ 本科生畢業(yè)設(shè)計（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。s Hafei van Maifuxunshi hoisting and are based on the design. What is the reason in the end allow the hoisting of the McPherson such wide application This so monly used hoisted in the end what characteristics it 187。 We start with the design of structural understanding from the bar. Diagram below is a typical example of the hoisting of the McPherson Construction of theⅠ 1: Figure Ⅰ 1 McPherson hoisted chart McPherson usually hoisted by two basic ponents: A pillar of shock absorbers and fonts care arm. The reason is because it is the pillar of shock 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 35 absorber damping is also available in addition to supporting the role of the whole body,