【導(dǎo)讀】夏利轎車前懸所使用的是麥弗遜式獨立懸架。麥弗遜式獨立懸架有著結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、占用空間小等眾多優(yōu)點，在現(xiàn)代輕型汽車中得到了廣泛運用。為了闡述懸架的設(shè)計過程，說明書分別從設(shè)計計算、仿真分析、優(yōu)化設(shè)計等。方面對夏利用麥式懸架的設(shè)計過程進行了介紹。同時，運用機械優(yōu)化理論，以干涉量的加權(quán)均值為目標函數(shù)，優(yōu)化。了轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點的位置。附錄中還提供了基于MATLAB的仿真、優(yōu)化程序和基。于UG的夏利汽車車輪自生成程序。

　　

【正文】 0::260] for sz=[135::142] for i=1:j lj=(PP(j,1)sx)^2+(PP(j,2)sy)^2+(PP(j,3)sz)^2。 gg=gg+lj。 end mb=sqrt(gg/j)。 if bjmb bj=mb。 sxopt=sx。 syopt=sy。 szopt=sz。 end end end end ，車輪跳動時干涉量的值，以矩陣形式表示； for xi=1:j 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 gq(xi)=sqrt((PP(xi,1)s0(1,1))^2+(PP(xi,2)s0(2,1))^2+(PP(xi,3)s0(3,1))^2)。 gh(xi)=sqrt((PP(xi,1)sxopt)^2+(PP(xi,2)syopt)^2+(PP(xi,3)szopt)^2)。 end 、線寬、顏色的情況下用 plot3和 plot命令分別畫出， E點的三維運動軌跡和干涉量前后對比曲線，程序如下 。 figure(1)。 plot(qsl,derta,39。r39。)。 title(39。前輪前束量 39。)。text(0,0,0,39。origin39。)。 xlabel(39。輪距變化量 39。)。 ylabel(39。前輪前束量 39。)。 grid。 figure(2)。 plot(gq,derta,39。r39。)。 title(39。干涉量 優(yōu)化前后比較 39。)。text(0,0,0,39。origin39。)。 xlabel(39。輪距變化量 39。)。 ylabel(39。前輪前束量 39。)。 grid。 hold on plot(gh,derta,39。b39。)。 運用 MATLAB編程（源程序見附錄 C）可得到如圖 。對結(jié)果進行分析。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 圖 轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點優(yōu)化前后干涉量的比較關(guān)系 具體運算過程見程序。從斷開點優(yōu)化前后干涉量的比較關(guān)系圖 上可以看出，在新的斷開點位置下干涉量的加權(quán)平均值明顯減?。t線），意味著車輪上下時轉(zhuǎn)向橫拉桿與懸架運動之間的干涉量明顯減小，汽車的操縱穩(wěn)定性能得以提高?？衫玫玫降慕Y(jié)果對主轉(zhuǎn)向臂進行重新設(shè)計。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 4 關(guān)鍵零部件的校核 螺旋彈簧的強度校核 在彈簧受到較大的垂向載荷時，彈簧可能因為過大的高徑比而出現(xiàn)彎曲失穩(wěn)現(xiàn)象，根據(jù)文獻 [16]可知當(dāng)彈簧的高徑比小于 。 高徑比 b： b===≤ （ ） 滿足穩(wěn)定性要求。 實際彈簧剛度： K4yx39。s39。==N/m （ ） 平衡位置彈簧所受的壓縮力： P=)cos(cosN039。vαδββ?+= （ ） 相應(yīng)的彈簧變形： 4339。==Δ= （ ） 平衡位置時的彈簧長度（上、下彈簧座的實際位置）： H=H0Δ== （ ） 3. 彈簧對整車的影響 根據(jù)彈簧的實際剛度及懸架的行程傳遞比及力的傳 遞比可以計算出懸架的實際線剛度： K4yx39。s39。=== （ ） 進而可得到汽車的偏頻： 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 f39。==ππ = （ ） 對阻尼比 ξ 進行檢驗： ξ 39。== = （ ） 根據(jù)夏利原型車的參數(shù)要求，經(jīng)比較可知此設(shè)計方案滿足設(shè)計要求。 橫向穩(wěn)定桿的強度校核 Ⅱ 型橫向穩(wěn)定桿的強 度校核須對下述三處進行 [1： 7] （圖 ）： 圖 橫向穩(wěn)定桿的中部 端部向外彎的距離越大（ LsLs’），此區(qū)域的應(yīng)力 1vζ將越大。 1vζ=)ll1(ldfC23276731s1sAλαπ+? （ ） l6=0。 1LL39。ss?=λ (Ls’=725)。 fs=88mm。 Cs1=Cs[d1/d0]4。 Aα：比應(yīng)力 (Aα=)。 運算結(jié)果為： 1vζ= （圖 ）： 上述關(guān)系也適用于點 H處的 應(yīng)力 2vζ：線段 l5=(LsLs’)越大，其應(yīng)力越高。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 圖 橫向穩(wěn)定桿的中段鉸接處 2vζ=2A275731s1s)2()ll(ldfC32απ+???? （ ） 各參數(shù)的定義同上，運算結(jié)果為： 2vζ= （圖 ）： 圖 橫向穩(wěn)定桿圓角過渡處 盡管通常此處比中段產(chǎn)生的應(yīng)力較低，但由于疲勞應(yīng)力的作用，多半會在此處發(fā)生斷裂。按橫向穩(wěn)定桿中線所確定的半徑 R越大，其應(yīng)力就越高。線段 l9的符號是個有影響的參數(shù)，應(yīng)將其納入計算公式中。算出比值 p=R/l1和 q=l9/l10后，可通過查圖表確定系數(shù) Km。桿端向外彎曲 l9越小， Km值就越小，因而應(yīng)力也越小。 R=18mm。 l9=0。 l10=523mm。 P=R/l10=。 q=l9/l10=0 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 根據(jù) p、 q查圖可得 Km=。 3vζ= m1031s1sKldfC32???π （ ） 運算結(jié)果為： 3vζ= 按上述三個應(yīng)力中最大者 校核所設(shè)計橫向穩(wěn)定桿的可行性： 許用應(yīng)力 1Bwζ 3,2,1vs3,2,≥=≥= 式中，ν：強度儲備系數(shù)，ν =~。 因為 11,2,==≥=， 所以穩(wěn)定桿的強度足夠。 由上述公式可以看出，：剛度取決于傳遞比，即應(yīng)盡可能使橫向穩(wěn)定桿的固定點靠近車輪；為縮短的長度，鉸接點應(yīng)盡可能地外移。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁 結(jié)論 本畢業(yè)設(shè)計根據(jù)夏利某改型車給定的設(shè)計要求，分別從設(shè)計 、制造、仿真分析、優(yōu)化設(shè)計等方面著手，完成了懸架中關(guān)鍵零部件的設(shè)計計算和校核、導(dǎo)向機構(gòu)的仿真分析、轉(zhuǎn)向斷開點的優(yōu)化設(shè)計等工作。從而較系統(tǒng)地闡述了夏利轎車用麥弗遜式前懸架的設(shè)計優(yōu)化過程，這對生產(chǎn)實際具有一定的指導(dǎo)意義。 作為本科畢業(yè)設(shè)計，其設(shè)計目的重在對課本知識的鞏固和運用。因此，文章從和書本知識結(jié)合較緊密的計算開始，分別從零件的結(jié)構(gòu)形式和受力分析兩方面對懸架中關(guān)鍵零部件進行了設(shè)計，并對它們的可行性進行了校核。然后，文章又不拘泥于課本知識，在對懸架導(dǎo)向機構(gòu)進行分析時，運用 MATLAB軟件的混合編程模塊開發(fā)了 開放性程序，從運動學(xué)角度對懸架進行了分析。之所以說程序是開放性的有兩方面的原因。一方面，它可實現(xiàn)對不同車型的麥弗遜式懸架進行運動學(xué)仿真，只要根據(jù)其導(dǎo)向機構(gòu)在三維空間中的坐標值修改附錄 D中的數(shù)據(jù)文件即可；另一方面，優(yōu)化程序不僅可以對轉(zhuǎn)向橫拉桿的斷開點進行優(yōu)化計算，同時，也可以對其他零件如下擺臂的鉸接點等進行優(yōu)化。 我的畢業(yè)設(shè)計是在北京理工大學(xué)完成的，在此過程中我遇到了很多以前沒有接觸過的問題，在查閱大量資料的基礎(chǔ)上和老師、同學(xué)的幫助下這些問題基本得到了解決。但限于篇幅和設(shè)計時間 ， 尚有很多值得深入研究和改進的 地方。如本文在建立物理模型和數(shù)學(xué)模型時，對左前車輪和懸架單獨考慮，而沒有考慮左右車輪在轉(zhuǎn)向時的聯(lián)動關(guān)系，盡管對優(yōu)化結(jié)果不會產(chǎn)生較大影響，但總的來說存在一定偏差。如果同時對左右兩側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點位置進行優(yōu)化，需要先確定內(nèi)側(cè)或者外側(cè)的車輪轉(zhuǎn)角，然后按照阿克曼原理計算出另外一側(cè)車輪的理想轉(zhuǎn)角，將理想轉(zhuǎn)角和實際轉(zhuǎn)角之差的絕對值作為另一個目標函數(shù)，這樣，對左右兩側(cè)橫拉桿斷開點進行優(yōu)化就變成了一個多目標函數(shù)的優(yōu)化問題。 參考文獻 [1]林重博 .夏利轎車懸架結(jié)構(gòu)分析 .汽車研究與開發(fā) [J]， 1997，第 5期 :18 24. 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[20]王敏，周恒昌 .微型汽車構(gòu)造與維修 (底盤及電器輯 ) [M].第 1版 .北京 :人民 交通出版社， 1995. 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 附錄 附錄 A 基于 UG open grip的夏利車輪自生成程序 entity/ln(80),pt(80),cr(80),hu(80),pt0,ln1,ln2,obj(80),ent(80) entity/obj5(90),obj6(90),obj7(90),obj8(90),cir(90),obj9(90) entity/obj1(90),obj2(90),obj3(90),obj4(90) number/mat(12),mat1(12),mat2(12),mat3(12),mat4(12),mat5(12),mat6(12),mat7(12) number/mat8(12),mat9(12) number/ww,hh,rr,j1,wh,k,m,cc,r1,r2,r3 data/w,156,h,102,r,358,n,7 l10: param/39。202039。,39。input wide39。,w,39。input height39。,h,39。input gang jing39。,r,rsp jump/l10:,l80:,rsp ww=w/2 hh=h/2 rr=r/2 j1=asinf(h/w) wh=cosf(j1)*ww $$ $$*******************************輪胎 ***************************** $$ l20: pt0=point/0,0 pt(1)=point/0,rr+hh pt(2)=point/0,rr+h pt(3)=point/pt(1),polar,ww,180j1 pt(4)=point/pt(1),polar,ww,j1 pt(5)=point/85,100 pt(6)=point/ww,rr+hh 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 pt(7)=point/ww,rr+hh ln1=line/pt0,pt(1) ln2=line/pt(6),pt(7) ln(1)=line/pt(3),pt(4) cr(1)=circle/center,pt(1),radius,ww,start,180j1,end,180+j1 cr(2)=circle/center,pt(1),radius,ww,start,j1,end,j1 mat=matrix/mirror,ln2 obj(1)=transf/mat,ln(1) ent(1)=solrev/obj(1),ln(1),cr(1..2),origin,0,0,