【正文】 3 . 1 9 1 0 ( )c o s ( ) c o s ( 2 0 1 2 3 0 )vy N N?? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ? （ ） 式中， ? 為車輪外傾角， 0? 為減振器內(nèi)傾角， ? 為主銷軸線與減振器的夾角 式中角度如圖 所示。 根據(jù)懸架系統(tǒng)的裝配圖，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、計算可以得出平衡位置處彈簧所受壓縮力 P 與車輪載荷 Nv39。它不僅能夠使汽車具有良好的乘坐舒適性，而且能夠保 證懸架在大擺動量下車輪較強的定位能力。 從結(jié)構(gòu)和使用要求上來考慮選此懸架的動撓度 df ＝ 80mm。1m ： 639kg(空載 ) 前橋左右懸架的總質(zhì)量 um ： 73Kg 前懸架的設(shè)計偏頻 1n ＝ 根據(jù)設(shè)計要求給定的設(shè)計狀態(tài)下的軸荷及簧下質(zhì)量，可求得前懸架單側(cè)的簧上質(zhì)量 sm 39。 2. 麥佛遜式懸架的設(shè)計計算 懸架的總體方案設(shè)計 本文的設(shè)計對象為夏利某改型車的麥弗遜式前獨立懸架。在此基礎(chǔ)上文章還進(jìn)一步提出和麥?zhǔn)綉壹苄阅苡兄芮嘘P(guān)系的轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點位置的優(yōu)化方案，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了剖析。和其它形式的懸架相比，麥?zhǔn)?懸架有著無可比擬的優(yōu)點和較難改進(jìn)的缺點。通過圖示的等效方案可以使我們對懸架系統(tǒng)的分析變得簡單，且不會在很大程度上影響分析的結(jié)果。 圖 是 1/2 麥弗遜式懸架的等效 機構(gòu)圖 ，借助圖中所示的等效方式，我們可以清楚地看出懸架擺臂和轉(zhuǎn)向節(jié)之間 的 連接通過球副來等效；減振器外套筒和活塞的聯(lián)接方式被等效成一個移動副；減振器的上支點和車身的連接被等效成一個轉(zhuǎn)動副。 麥弗遜懸架由多個零件組成（圖 為夏 利 TJ7100 轎車的懸架系統(tǒng)總圖），故在懸架機構(gòu)分析中采用空間機構(gòu)分析法對其進(jìn)行分析。因此，麥弗遜懸架在前置前驅(qū)的轎車和微型汽車上有著廣泛的應(yīng)用。與其它懸架系統(tǒng)相比，麥弗遜式懸架系統(tǒng) 具有結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，占用空間少，性能優(yōu)越等特點。因此，對懸架的研究有著重要的實用意義。 鑒于懸架設(shè)計在汽車特別是 在 轎車總成開發(fā)中的重要地位，幾乎各國汽車研發(fā)機構(gòu)和各大汽車生產(chǎn)集團都 在懸架的開發(fā)中 投入 了極大的熱情。懸架需要傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩 ， 緩和路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，使汽車獲得高速的行駛能力和理想的運動特性。 optimization design。 kinematic analysis。 Macpherson suspension。優(yōu)化設(shè)計 。運動分析 。麥弗遜式懸架 。 結(jié)果表明，優(yōu)化后的轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點位置可以明顯地減小干涉量，從而降低 懸架跳動對轉(zhuǎn)向機構(gòu)的影響程度 。 同時， 論文還根據(jù)仿真結(jié)果（車輪定位參數(shù)與車輪跳動量的關(guān)系曲線），對懸架性能進(jìn)行了簡要評 價。 本文分別從設(shè)計、制造、仿真分析、優(yōu)化 設(shè)計 等方面對夏利用 麥?zhǔn)?懸架進(jìn)行了設(shè)計 、 分析 和優(yōu)化 。夏利轎車前獨立懸架設(shè)計 摘要 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的運用。 論文首先完成了 懸架中關(guān)鍵零部件如：螺旋彈簧、橫向穩(wěn)定桿、減振器等的設(shè)計和選型； 進(jìn)而運用 空間坐標(biāo)變換的方法分析了懸架的結(jié)構(gòu)特點和運動特征，并以此為基礎(chǔ)建立了懸架的物理模型和數(shù)學(xué)模型。最后，運用機械優(yōu)化理論，以干涉量的加權(quán)均值為目標(biāo)函數(shù)， 優(yōu)化了 轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點的位置。 關(guān)鍵詞 :夏利轎車 。設(shè)計計算 。轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點 。工藝分析 The design of the front suspension of XiaLi automobile Abstract The kind of the front suspension in XiaLi automobile is Macpherson suspension . Because of its characteristics of simple structure, lowcost and space economy, Macpherson suspension has bee the most popular independent suspension since its emergence, and it is widely used in automobile especially in cars. the paper summarized the design and analysis of the front suspension of XiaLi automobile in aspects of design, manufacture, simulation analysis and optimization design. Firstly the Paper plete the suspension of key ponents such as : helical springs, antiroll bar and damper in the design and selection ,and then the dimensional positions of points on the left Macpherson suspension while the front left wheel jumps are calculated with the method of dimensional coordinate transformation. The paper also gives a brief performance evaluation According to the simulation result. Based on the requirements of general layout, a constrained optimization design model is set up with the steering cross rod ball joint position as the optimization variables (design parameters), and the sum of steering cross rod length interference while the left front wheel bouncing as the objective function. And the optimization results are worked out by programming on puter. The difference between the optimized and the original design is figured out. The results indicate that the modeling method in the paper is practical. Keywords: XiaLi Automobile。 design and calculation。 steering rod cross ball joint。 Technical Analysis 目 錄 ………………………………………………………………………………… 1 研究背景及研究意義 ………………………………………………………… 1 夏利轎車麥 佛 遜式懸架 ……………………………………………………… 1 麥弗遜懸架的特點 …………………………………………………… 1 麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)分析 ……………………………………………… 2 論文研究目的和主要內(nèi)容 …………………………………………………… 2 佛 遜式懸架的設(shè)計計算 ………………………………………………………… 4 懸架的總體方案設(shè)計 ………………………………………………………… 4 螺旋彈簧的設(shè)計計算 ………………………………………………………… 4 螺旋彈簧簡介 ………………………………………………………… 4 螺旋彈簧受力及變形 ………………………………………………… 5 彈簧的設(shè)計計算 ……………………………………………………… 7 橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計計算 ……………………………………………………… 9 橫 向穩(wěn)定桿簡介 ……………………………………………………… 9 橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計計算 ……………………………………………… 9 減震器的設(shè)計與選型 ………………………………………………………… 10 減振器的選擇要求 …………………………………………………… 10 主要性能參數(shù)的選擇 ………………………………………………… 11 主要尺寸的選擇 ……………………………………………………… 12 彈簧限位緩沖塊的設(shè)計 ……………………………………………………… 13 用 ………………………………………………………… 13 緩沖塊的設(shè)計 ………………………………………………………… 14 ……………………………………………… 16 佛 遜式懸架導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計與仿真 …………………………………………… 17 獨立懸架導(dǎo)向機構(gòu) …………………………………………………………… 17 麥弗遜式懸架系統(tǒng)物理模型的建立 ………………………………………… 17 導(dǎo)向機構(gòu)運動學(xué)分析 ………………………………………………………… 18 數(shù)學(xué)準(zhǔn)備 ……………………………………………………………… 18 導(dǎo)向機構(gòu)運動學(xué)計算 ………………………………………………… 19 基于 MATLAB 軟件的 懸架 運動特性仿真分析 …………………………… 21 實際問題中的懸架參數(shù) ……………………………………………… 21 車輪定位參數(shù)仿真分析 ……………………………………………… 22 基于 MATLAB 軟件轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點的優(yōu)化設(shè)計 ……………………… 26 麥 佛 遜式懸架導(dǎo)向機構(gòu)對轉(zhuǎn)向梯形的影響 ………………………… 26 麥弗遜懸 架轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點位置的優(yōu)化 ………………………… 27 優(yōu)化結(jié)果分析 ………………………………………………………… 29 ………………………………………………………………… 30 螺旋彈簧的強度校核 ………………………………………………………… 30 穩(wěn)定性驗算 …………………………………………………………… 30 彈簧的實際性能參數(shù) ………………………………………………… 30 彈簧對整車的影響： ………………………………………………… 30 橫向穩(wěn)定桿的強 度校核 ……………………………………………………… 31 橫向穩(wěn)定桿的應(yīng)力校核 ……………………………………………… 31 結(jié)果分析 ……………………………………………………………… 33 … ………… ………………………… …………………… 34 螺旋彈簧的工藝性 ………………………………………………………… 34 彈簧的材料 …………………………………………………………… 34 彈簧的制造工藝 ……………………………………………………… 36 彈簧的疲勞強度 ……………………………………………………… 37 橫向穩(wěn)定桿的工藝性 ………………………………………………………… 38 材料的選擇 …………………………………………………………… 38 許用應(yīng)力 ……………………………………………………………… 38 麥 佛 遜式懸架的經(jīng)濟性分析 ………………………………………………… 38 結(jié)論 …………………………………………………………………………………… 39 致謝 …………………………………………………………………………………… 40 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………… 41 附錄 …………………………………………………………………………………… 45 附錄 A 基于 UG open grip 的夏利車輪自生成 程 ……………………………4 5 附錄 B 基于 MATLAB 的運動學(xué)仿真 程 ……………………………………5 2 附錄 C 基于 MATLAB 的優(yōu)化計算 程 ………………………………………5 6 附錄 D MATLAB 程序用懸架 參 …………………………………………… 60 1．緒論 課題背景及研究意義 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架（或車身）與車輪彈性地連接起來 [1] 。 懸架對于整車的意義重大。懸架本身的性能特點、 與 整車的匹配關(guān)系等無不決定了汽車的行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性，進(jìn)而直接決定了整車的檔次和價格。 圖 夏 利 TJ 7100 懸架系統(tǒng) 夏利轎車麥 佛 遜式懸架 麥弗遜懸架一般用于轎車的前輪。麥?zhǔn)綉壹苓€具有較為合理的運動特性，能夠保證整車性能要求 [2] [3] [4] 。雖然麥弗遜懸掛在行車舒適性上的表現(xiàn)令人滿意，其結(jié)構(gòu)簡單體積不大，可