【導(dǎo)讀】已經(jīng)不僅僅局限于通行,乘客對汽車的運(yùn)動性也提出了更高的要求。的SUV轎車應(yīng)運(yùn)以而生。SUV能適應(yīng)各種路況，而且對于懸架的舒適性和操縱穩(wěn)。種實(shí)際的需要而設(shè)計。本次設(shè)計主要研究SUV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向作用式筒式減振器。的提高了乘座的舒適性和駕駛穩(wěn)定性。在此次設(shè)計中還進(jìn)行了懸架參數(shù)的確定、彈性元件的設(shè)計計算、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和橫向穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)計算及強(qiáng)度校核。的合理正確性，能夠滿足工程實(shí)際的需要。此外對于汽車生產(chǎn)企業(yè)懸架設(shè)計，具有一定的參考價值。

　　

【正文】 車平順性主要研究“輸入”一“系統(tǒng)”一“輸出”三者間的關(guān)系，以及進(jìn)行符合實(shí)際的評價。系統(tǒng)的“輸入”主要是汽車以一定車速駛過隨機(jī)的路面不平度而引起，因此產(chǎn)生的振動也是隨機(jī)的。所以研究汽車平順性是以隨機(jī)振動理論為基礎(chǔ)應(yīng)用概率統(tǒng)計的方法來研究。系統(tǒng)的“輸入”經(jīng)過由輪胎、懸架、座墊等彈性阻尼元件和懸掛質(zhì)量、非懸架質(zhì)量構(gòu)成的振動系統(tǒng)，傳遞到懸掛質(zhì)量或人體，這兩部分的加速度就是“輸出”的振動物理量。然后根據(jù)人體對振動的反應(yīng) 一乘坐者的舒適程度來評價汽車的平順性 .總體來講，即是把路面不平度的統(tǒng)計規(guī)律作為汽車振動系統(tǒng)的輸入，然后用一定的算法求出與事實(shí)一致的響應(yīng)，并進(jìn)行符合實(shí)際的評價。 目前，人們在平順性研究方一面積累了大量的研究方法?？偟膩碇v可分為兩 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 22 大類 :試驗(yàn)研究方法和理論研究方法。 一、試驗(yàn)研究方法 : 新設(shè)計或改進(jìn)的汽車，在試制出來以后要對它進(jìn)行平順性試驗(yàn)，以便對這些車輛的平順性進(jìn)行評定。通過試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)在平順性方面存在的問題，探索產(chǎn)生問題的原因，并找出結(jié)構(gòu)參數(shù) (輪胎、懸架、座墊的剛度和阻尼 )對平順性的影響。所以對汽車平順性進(jìn)行 試驗(yàn)研究是必須的。近年來，由于計算機(jī)和信號處理技術(shù)的發(fā)展為汽車實(shí)驗(yàn)提供了先進(jìn)的測試工具和測試手段。汽車試驗(yàn)按試驗(yàn)方法可分為三類 : 。 。 。 二、理論研究方法。 傳統(tǒng)的理論研究方法就是力求建立能完全反映客觀實(shí)際的振動模型，用精確的算法求出與實(shí)際一致的響應(yīng)。對應(yīng)于簡化系統(tǒng)模型的微分方程有線性和非線性之分，其解法也有時域和頻域解法之分。近年來，人們在平順性研究上提出了各種各樣的簡化模型和求解方法。 在系統(tǒng)建模方面，人們最初把汽車簡化成單自由度系統(tǒng)。隨著研究的深入，又發(fā)展 了二自由度、四自由度、五自由度、八自由度、十自由度等乃至更多自由度；系統(tǒng)的模型也由一維增加到二維過渡到三維立體；路面輸入也從單輪發(fā)展到雙輪直至四輪輸入；系統(tǒng)的性態(tài)由線性發(fā)展到非線性。在系統(tǒng)的物理模型建立以后，就可以利用牛頓定律或拉格朗日方程求出整車系統(tǒng)的運(yùn)動微分方程，即建立數(shù)學(xué)模型。然后采用不同的算法進(jìn)行微分方程求解。 汽車振動系統(tǒng)模型的建立 本設(shè)計根據(jù)目前現(xiàn)有的測試條件和計算精度以及建立整車模型要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)的要求，既考慮到能夠準(zhǔn)確的預(yù)測汽車的振動響應(yīng)，又確立了對汽車振動影響主次因素，從而對一些次要因素進(jìn)行 了舍棄。對整車的振動模型進(jìn)行的某種程度的簡化，既保證了分析的準(zhǔn)確性，又給計算和分析帶來了很大的方便。最后建立了二自由度 汽車振動系統(tǒng)動力學(xué)模型 。 (如圖 41) 車輪與車身垂直位移坐標(biāo)為 1z 、 2z ，坐標(biāo)原點(diǎn)選在各自的平衡位置，其運(yùn)動方程為： 0)()( 121222 ????? zzKzzCzm ???? （ 81） 0)()()( 1212111 ??????? qzKzzKzzCzm t???? （ 82） 式中， 2m 為簧載質(zhì)量， 2m =1034kg； 1m 為非簧載質(zhì)量， 1m =55kg； 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 23 K 為左右兩側(cè)懸架的合成剛度， mNK /58722? ； C 為左右兩側(cè)懸架的合成當(dāng)量阻尼系數(shù)， msNC ?? ； tK 為左右兩側(cè)懸架的合成輪胎剛度 )( mN ； 2z 為簧載質(zhì)量 2m 的垂直位移 )(m ； 1z 為簧載質(zhì)量 1m 的垂直位移 )(m ； z q 為路面不平度賦值函數(shù) )(m ，即路面不平度對汽車的實(shí)際激勵。 若該系統(tǒng)無阻尼自由振動時，運(yùn)動方程變?yōu)? 0)( 1222 ??? zzKzm ?? （ 83） 0)( 12111 ???? zKzzKzm t?? （ 84） 由運(yùn)動方程可以知道， 2m 與 1m 的振動是相互耦合的。若 1m 不動（ 01?z ），則由式（ 83）得： 0222 ?? Kzzm ?? （ 85） 這相當(dāng)于只有車身質(zhì)量 2m 單自由度無阻尼自由振動。其固有圓頻率 20 mK?? 采用同樣的假設(shè)，若 2m 不動（ 02?z ），相當(dāng)于車輪質(zhì)量 1m 作單自由度無阻尼振動，則由式（ 84）可得： 01111 ??? zKKzzm t?? （ 86） 車輪部分固有圓頻率 1)( mKK tt ??? （ 87） 0? 與 t? 是雙質(zhì)量系統(tǒng)，只有單獨(dú)一個質(zhì)量振動時的部分頻率。 在無阻尼自由振動時，設(shè)兩個質(zhì)量以相同的圓頻率 ? 和相角 ? 作簡諧振動。振幅為 10z 、 20z ，則其解為： )(101 ?? ?? tjezz )(202 ?? ?? tjezz 將上面兩個解代入微分方程（ 83）、（ 84）得： 0102202220 ???? zmKzmKz ? （ 88） 0101202010 ????? zm KKzmKz t? （ 89） 將 220 mK?? 、 12 )( mKK tt ??? 代入式（ 88）、（ 89）得： 0)( 102020220 ??? zz ??? 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 24 0)( 1022201 ???? zzmK t ?? 此方程組有非零解的條件是 10z 、 20z 的系數(shù)行列式為零，即： 0)()(22120220??????????tmK 或 0))(( 12022220 ???? mKt ????? 則得： 0)( 12022022024 ????? mKtt ??????? （ 810） 解方程式（ 810）得兩個根為雙質(zhì)量系統(tǒng)主頻率 1? 和 2? 的平方 12220220221 )(41)(21 mmKK ttt ????? ????? （ 811） 12220220222 )(41)(21 mmKK ttt ????? ????? （ 812） 圖 7－ 1 二自汽車振動系統(tǒng)動力學(xué)模型 平順性的評價方法 本次設(shè)計采用的平順性的 評價方法是： 頻率加權(quán)法，即總加權(quán)加速度有效值 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 25 評價法。 考慮寬帶隨機(jī)振動是不同頻帶的振動對人體感覺的干擾作用，將對人體最敏感頻率范圍以外的其它頻帶的振動加速度有效值進(jìn)行頻率加權(quán)，等效折算為最敏感頻率范圍的振動加速度有效值 ， 并作出車身加速度的幅頻特性曲線圖 。（如圖42） 影響平順性的因素 道路不平是引起汽車振動的主要原因，當(dāng)汽車在不平路面行駛時，前、 后車橋和車體都經(jīng)常受來自道路的沖擊 。路面越惡劣，行駛速度越高，車體加速度均方根值越大。當(dāng)激勵頻率與車輛系統(tǒng)的一階主頻率 1? 或二階主頻率 2? 重和時，將產(chǎn)生車體的共振，加速車體的振動。路面的激勵頻率由路面譜的頻率分量和車速決定，因此對應(yīng)一定的路面必有某一引起車體共振的車速，行駛時應(yīng)遠(yuǎn)離共振車速。 此外，汽車的自身技術(shù)狀況的不正常，如減振器油液黏度過大或漏油及密封失效等故障，均將導(dǎo)致車體振動加劇、沖擊頻繁、平順性惡化。 7－ 2 幅 頻特性曲線 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 26 第 8章 結(jié)論 本次設(shè)計是以實(shí)車為研究對象，對 SUV 轎車的懸架系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和平順性分析。 設(shè)計內(nèi)容： ① 確定了懸架主要參數(shù)：有懸架自振頻率、靜撓度、動撓度、 懸架剛度、前后懸架彈簧剛度； ② 確定螺旋彈簧的設(shè)計方案和計算出螺旋彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括螺旋彈簧絲直徑、彈簧中徑、彈簧外徑、彈簧內(nèi)徑、節(jié)距、螺旋升角、自由高度及節(jié)端面形狀； ③ 確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù)包括側(cè)傾中心、縱傾中心、抗制動縱傾性、抗驅(qū)動縱傾性； ④ 選擇懸架的減振器 為液力雙向作用筒式減振器 ；⑤ 計算減振器主要性能參數(shù)：相對阻尼系數(shù)、減振器阻尼系數(shù)、最大卸荷力，并且根據(jù)性能參數(shù)確定減振器工作缸直徑和 油筒直徑。經(jīng)過以上的計算和參數(shù)的確定，繪制出前、后懸架的裝配圖和部分零件圖。 對懸架進(jìn)行平順性分析， 建立了整車系統(tǒng)二自由度的線性動力模型， 引用論文中的汽車振動系統(tǒng)的振動微分方程和 具有相關(guān)特性的四輪輸入的 B 級 路面的時域模型 。用 MATLAB 軟件進(jìn)行 時域響應(yīng) 計算， 求出了線性系統(tǒng)振動各自由度處的時域加速度響應(yīng)，分析了 座椅、地板、車軸的垂直振動；利用頻率加權(quán)法即：總加權(quán)加速度有效值評價法對平順性進(jìn)行分析，并計算出加權(quán)加速度均方根w? =178。 s2， 按 ISO2631 評價 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價 。評價結(jié)果為在人的主觀感覺上沒有不舒適的感覺。從平順性評價結(jié)果上看懸架的參數(shù)匹配合理。 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 27 參考文獻(xiàn) [1]劉惟信 . 汽車設(shè)計 .北京：青華大學(xué)出版社 .2020 [2]張洪欣 .汽車設(shè)計 .北京：機(jī)械出版社 .1981 [3]陳家瑞 .汽車構(gòu)造（下） .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2020， 10 [4]落瑞清 .國產(chǎn)轎車使用大全 .北京：人民交通出版社 .1999， 5 [5]余志生 .汽車?yán)碚?.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . [6]劉惟信 .機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計（第二版） .北京：清華大學(xué)出版社 .1994 [7]韋福水 .夏利汽車的構(gòu)造原理保養(yǎng)與維護(hù) .北京：人民郵電出版社 .1999， 8 [8]張玉，劉平 .幾何量公差與測量技術(shù) .沈陽：東北大學(xué)出版社 .2020， 7 [9]孫志禮，魏延剛 .機(jī)械設(shè)計 .沈陽：東北大學(xué)出版社 .2020， 9 [10]孫恒，陳作模 .機(jī)械原理 .北京：高等教育出版社 .2020， 3 [11]一汽 大眾汽車有限公司 .中國轎車叢書 —— 捷達(dá) .北京：北京理工大學(xué)出版社 .1998， 10 [12]王炳武 . 實(shí)例教程 .北京：中國水利出版社 .2020， 7 [13]中國第一汽車集團(tuán)公司 .中國轎 車叢書 —— 奧迪 .北京：北京理工大學(xué)出版社 .1998， 10 [14]屠衛(wèi)星 .汽車底盤構(gòu)造與維修 .人民交通出版社 .2020， 3 [15]MATHIAS Automatic Transmissions and transaxles, Regents/Prentice hall, englewood Cliffs, 1993 [16]曾慶東 .機(jī)動車減振器設(shè)計 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2020， 4 [17]周允，張蔚林 .新英漢汽車技術(shù)詞典 .北京：人民交通出版社 .2020， 6 [18]吳中澤 .機(jī)械設(shè)計 使用手冊 .北京化工工業(yè)出版社 .2020， 6 [19]龔微寒 .汽車現(xiàn)代設(shè)計制造 .北京：人民交通出版社 .1995， 8 [20]鄭殿旺，陳慶新 .汽車英語閱讀 .北京：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .1998， 4 [21]周允，張蔚林 .新英漢汽車技術(shù)詞典 .北京：人民交通出版社 .2020， 6 [22]林寧 .汽車設(shè)計 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1999， 7 [23]雷雨成，徐向陽 .汽車底盤結(jié)構(gòu)與修理 .國防工業(yè)出版社 .1998， 9 [24]王炳武 . 實(shí)用教程 .北京：中國水利出版社 .2020， 7 [25]張玉，劉平編 .幾何 量公差測量技術(shù) .沈陽：東北大學(xué)出版社 .2020， 7 [26]李松等 .最新 Visualc++ 程序設(shè)計教程 . 北京： 冶金 工業(yè)出版社 .2020 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 28 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(shí)習(xí)的機(jī)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(bǔ)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(jī)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(yán)謹(jǐn)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(yuǎn)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(jī)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