【正文】 車行駛中，無(wú)論在車輪下落還是上跳時(shí)，保持前束不變或變化幅度較小非常重要，這比在汽車靜止時(shí)有一個(gè)正確的前束更為重要。 前束及 其 變化 汽車的前束角是汽車縱向中心平面與車輪中心平面和地面的交線之間的夾角。轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸或下擺臂三者構(gòu)成懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它們之間裝配要具有一定的相對(duì)位置，這種具有一定相對(duì)位置的裝配關(guān)系叫做前輪定位。 50mm，其中，正值表示車輪上跳，負(fù)值表示車輪下落。 部件之間運(yùn)動(dòng)副的建立 各連接處的約束副如下表 序號(hào) 連接位置 約束類型 1 車身 —減振器上端 球鉸 2 減振器上端 —減振器下端 圓柱副 3 減振器下端 —轉(zhuǎn)向節(jié) 固定副 4 轉(zhuǎn)向節(jié) —輪輞 轉(zhuǎn)動(dòng)副 5 輪輞 —輪胎 固定副 6 轉(zhuǎn)向節(jié) —球銷 1 固定副 7 球銷 1—轉(zhuǎn)向拉桿 球鉸 8 轉(zhuǎn)向拉桿 —車身 球鉸 9 轉(zhuǎn)向節(jié) —球銷 2 固定副 10 球銷 2—A 型臂 球鉸 11 A 型臂 —車身 轉(zhuǎn)動(dòng)副 12 輪胎 —試驗(yàn)臺(tái) 點(diǎn)面約束副 13 試驗(yàn)臺(tái) —地面 圓柱副 驅(qū)動(dòng) 副 的添加 本文在此僅就車輪垂直跳動(dòng)時(shí)麥弗遜懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行仿真分析，測(cè)試臺(tái)施加一個(gè)驅(qū)動(dòng)約束，其方程為： S=50*sin(360d*time)，如圖所示。 （ 4）不考慮運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦力。（在本研究中物體的材質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)際并無(wú)影響） （ 2）不考慮物體之間連接處的間隙。利用 ADAMS 軟件建立參數(shù)化模型可以進(jìn)行設(shè)計(jì)研究、試驗(yàn)設(shè)計(jì)和優(yōu)化分析，為系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化提供了一種高效開發(fā)工具。 ADAMS 軟件與先進(jìn)的 CAD 軟件 (CATIA、UG、 PRo／ E)以及 CAE 軟件 (NASTRAN、 ANSYS)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形交換格式文件相互交換以保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。 另外，使用 ADAMS 建立虛擬樣機(jī)非常容易。 ADAMS 軟件能為用戶提供從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、方案論證、詳細(xì)設(shè)計(jì)到產(chǎn)品方案修改、優(yōu)化、試驗(yàn)規(guī)劃甚至故障診斷整個(gè)階段、全方位、高精度的仿真計(jì)算分析，從而達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中，工程師通過(guò)應(yīng)用 ADAMS 軟件會(huì)收到明顯效果：分析時(shí)間由數(shù)月減少為數(shù)日；降低工程設(shè)計(jì)和測(cè)試費(fèi)用；在產(chǎn)品制造出之前，就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，完善設(shè)計(jì)方案；在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中，減少所需的物理樣機(jī)數(shù)量；當(dāng)進(jìn)行物理樣機(jī)測(cè)試有危險(xiǎn)、費(fèi)時(shí)和成本高時(shí)，可利用虛擬樣機(jī)進(jìn)行分析和仿真；縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。 ADAMS 軟件一方面是機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真軟件的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn) 行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。 ADAMS 軟件提供了多種可選模塊，核心軟件包包括交互式圖形環(huán)境ADAMS／ View(圖形用戶界面模塊 )、 ADAMS／ Solver(仿真求解器 )和 ADAMS／Postprocessor(專用后處理 )；此外還有 ADAMS／ FEA(有限元接口 )、 ADAMS／Animation(高級(jí)動(dòng)畫顯示 )、 ADAMS／ IGES(與 CAD 軟件交換幾何圖形數(shù)據(jù) )、ADAMS／ Control(控制系統(tǒng)接口模塊 )、 ADAMS／ Flex(柔性體模塊 )、 ADAMS／Hydraulics(液壓系統(tǒng)模塊 )等許多模塊。其求解器采用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。 第三章 麥弗遜懸架運(yùn)動(dòng)仿真 ADAMS 軟件簡(jiǎn)介 ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)軟件，是由美國(guó)機(jī)械動(dòng)力公司 (MDI： Mechanical Dynamics Inc．現(xiàn)已經(jīng)被 MSC 公司合并 )開發(fā)的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真軟件。第二種使用接口軟件 Mech/pro2020 ， Mech/pro2020 是銜接adams 和 proe 之間的橋梁，使用者不必退出 proe 應(yīng)用環(huán)境直接就可以將裝汽車懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 配好的總成導(dǎo)入到 adams 軟件之中，而且失真率幾乎為 0，且畫面干凈。零件清單如下 序號(hào) 零部件名稱 Part 名稱 1 轉(zhuǎn)向節(jié) Zhuanxiangjie 2 球銷 1 Xiao1 3 轉(zhuǎn)向拉桿 Zhuanxianglagan 4 球銷 2 Xiao2 5 減振器上端 Jianzhenqishangduan 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 6 減振器下端 Jianzhenqidaduan 7 輪輞 Lunwang 8 輪胎 Luntai 9 A 型臂 Axingbi 10 實(shí)驗(yàn)臺(tái) Shiyanban proe 建立的模型 主視圖 側(cè)視圖 軸視圖 三維 模型的導(dǎo)入 Proe 建立的幾何模型要導(dǎo)入 ADAMS 中可以運(yùn)用兩種方法，第一種方法，在 proe 環(huán)境中保存為 .Txt 形式的副本再在 ADAMS 中添加各 part 的 各 參數(shù)，運(yùn)用這種方法，失真率很大，且失真情況不可以預(yù)料，導(dǎo)致很多的 part只顯示一部分，實(shí)體變曲面，而且仿真分析中界面顯得相當(dāng)亂。而像螺旋彈簧、防塵罩、橫向穩(wěn)定桿等不改變懸架運(yùn)動(dòng)幾何參數(shù)的零件則可以不進(jìn)行裝配。另外，本文只處理麥弗遜懸架幾何參數(shù)對(duì)其定位參數(shù) 的影響。在本文只添加垂直方向上的激勵(lì)。不僅如此，還要建立測(cè)試臺(tái)，以方便仿真過(guò)程中添加激勵(lì)。在建立的過(guò)程中可以反過(guò)來(lái)再次對(duì)二維圖進(jìn)行修正。另外，采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有版塊。是 現(xiàn)今主 流的CAD/CAM/CAE 軟件。 第二章 麥弗遜懸架的三維建模 proe 軟件簡(jiǎn)介 Pro/engineer 是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ PTC）旗下的 CAD/CAM/CAE 一體化的三維軟件。形式如圖。整體式支撐膠墊的結(jié)構(gòu)形式如圖 橫向穩(wěn)定桿 橫向穩(wěn)定桿采用國(guó)內(nèi)使用較多的 60Si2MnA 材料。其結(jié)構(gòu)如圖。 其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 球頭銷 球頭銷的設(shè)計(jì)要保證的性能要求如下： 1 應(yīng)具有足夠的擺角，以滿足車輪上、下跳動(dòng)的要求 2 較小的摩擦力矩是確保轉(zhuǎn)向輕便性和易操縱性的重要因素 3 不應(yīng)有引起車輪擺振和異常聲的間隙 4 密封性能良好，以保證球頭銷在泥水及高、低溫環(huán)境下能正常使用 5 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度及耐久性，以承受車輪傳來(lái)的力和振動(dòng) 麥弗遜懸架的球頭銷不受簧上載荷，所以采用不承受簧上載荷型，其結(jié)構(gòu)如圖： 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 球頭銷和控制臂做成一體。主銷內(nèi)傾角 ??車輪外傾角 ?和主銷后傾角 λ 曲線的變化規(guī)律也都與 By 類似，說(shuō)明擺臂越長(zhǎng)，前輪定位角度的變化越小，將有利于提高汽車的操縱穩(wěn)定性；所以設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足布置要求的前提下應(yīng)盡量加長(zhǎng)擺臂長(zhǎng)度。圖中的 幾組曲線是下擺臂“取不同值是的懸架運(yùn)動(dòng)特性”。常將圖中的 G 點(diǎn)外伸至車輪內(nèi)部，既可以達(dá)到縮短尺寸 a 的目的，又可獲得較小的甚至是負(fù)的主銷側(cè)偏距，提高制動(dòng)穩(wěn)定性。增大尺寸c+b 使懸架占用空間增加，在布置上有困難若采用增加減振器軸線斜度的方法，可達(dá)到減小尺寸的目的，但也存在布置困難的問題。為了減小摩擦力，在導(dǎo)向套和活塞表面用了減摩材料和特殊工藝。該垂直線與橫擺臂 D 的延長(zhǎng)線的交點(diǎn) O 即為縱傾中心，如圖所示 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力分析 分析如圖所示的麥弗遜懸架的受力簡(jiǎn)圖可知，作用在導(dǎo)向套上的橫向力 F3，可根據(jù)圖上的布置尺寸求得 式中， F1 為前輪上的靜載荷 F 減去前軸簧下質(zhì)量的 1/2。平行式為了使使得在曲線行駛前、后軸上的軸荷變化接近相等從而保證中性轉(zhuǎn)向特性；而盡可能高是為了使車身的側(cè)傾限制在允許的范圍內(nèi)。 此次設(shè)計(jì)的前懸架側(cè)傾中心高度為 ，因而設(shè)計(jì)符合要求。 +400= 帶入式子得 hw= = 前懸架的側(cè)傾中心高度收到允許的輪距變化限制，并且?guī)缀醪豢赡艹^(guò)150mm。 σ=8176。將 P 點(diǎn)與車輪接地點(diǎn) N 的連線交在汽車軸線上，交點(diǎn) W 即為側(cè)傾中心 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 各數(shù)據(jù)為：α =2176。從懸架與車身的固定節(jié)點(diǎn) E 作活塞桿運(yùn)動(dòng)方向的垂直線并將下橫臂線延長(zhǎng)。貯油缸直徑 Dc==70mm 壁厚為 2mm，外徑 D2=90mm ,外徑 D1=80mm。 根據(jù)最大阻力和缸內(nèi)的最大壓力強(qiáng)度近似估計(jì)工作缸的直徑。 減振器基本參數(shù)的選擇 1. 當(dāng)量阻力系數(shù) ?? =2? 式中 ?相對(duì)阻尼系數(shù) ??減振器的當(dāng)量阻力系數(shù)， Ns/m C懸架剛度， N/m M簧載質(zhì)量， kg 由于麥弗遜懸架其他部分的阻尼不大，所以減振器的阻尼選擇相對(duì)