【正文】 one of the car39。 wheel alignment parameters。 dynamics 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和 使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨 立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。在傳統(tǒng)的汽車設(shè)計方法中，一般只會先理論研究，然后制造出樣機(jī)，通過無數(shù)次的實驗不斷地改進(jìn)設(shè)計參數(shù)，最終才能達(dá)到設(shè)計要求。 “嫦娥一號”奔月衛(wèi)星 發(fā)射后首先 會進(jìn)入一個與地球同步且需要 16 個小時才能飛行一圈的橢圓軌道（近地點距離 為 200 公里， 遠(yuǎn)地點距離 為 萬公里 ） ，隨后“嫦娥一號”奔月衛(wèi)星 通過 推進(jìn)器 加 快運(yùn)行 速 度， 再進(jìn)入一個 需要 48 小時才能飛行一圈 的 橢圓軌道 （近地點 距離為 500 公里， 遠(yuǎn)地點距離 為 萬公里 ）。 由于月球引力的作用 ， “嫦娥一號”探月衛(wèi)星會 成為環(huán) 繞月球 飛行的一顆 衛(wèi)星， 并且最終在距離月球表面 200 公里的軌道上 開展拍攝 月球三維影像等 的 工作。而過去，中國發(fā)射的衛(wèi)星距離地面一般都在 萬公里左右。航天局的工程師們正是利用了虛擬樣機(jī)技術(shù)，首先在衛(wèi)星發(fā)射之前，不斷地模擬衛(wèi)星的發(fā)射升空、奔月、繞月飛行，最終得到最優(yōu)化的飛行參數(shù)信息，只有這樣才能到達(dá)對“嫦娥一號”奔月衛(wèi)星的精準(zhǔn)控制，最終完成繞月飛行的任務(wù) ［ 1］ 。 虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用貫穿在整個汽車設(shè)計當(dāng)中，它可以用在概念設(shè)計和方案論證中，虛擬樣機(jī)技術(shù)讓汽車設(shè)計師們實現(xiàn)了把自己的創(chuàng)造力付諸實踐的夢想，虛擬樣機(jī)技術(shù)在汽車設(shè)計的研制初期的應(yīng)用，使得汽車設(shè)計師們更加直觀的對虛擬的汽車模型進(jìn)行設(shè)計和性能評測，這對提高設(shè)計質(zhì)量、減少設(shè)計錯誤、加快汽車的研發(fā)周期有 重要的意義 ［ 2］ 。利用 UG 軟件建立雙橫臂式獨立懸架系統(tǒng)的參數(shù)化模型，并運(yùn)用 ADAMS 軟件對參數(shù)化的懸架模型進(jìn)行仿真分析，并且針對存在的問題提出相應(yīng)的解決方案，最終做出車輪外傾角、主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪前束變化規(guī)律、車輪跳動量仿真曲線以及內(nèi)外車輪的轉(zhuǎn)角誤差曲線?；?ADAMS 的汽車懸架系統(tǒng)虛擬樣機(jī)技術(shù)，可把懸架視為是由多個相互連接、彼此能夠相對運(yùn)動的多體運(yùn)動系統(tǒng)，建模中充分考慮雙橫臂式獨立懸架系統(tǒng)中各種彈性體的特性，模擬出最真實 的懸架系統(tǒng)以及懸架的作用環(huán)境，通過虛擬樣機(jī)的仿真分析得出性能最為優(yōu)化的雙橫臂式獨立懸架導(dǎo)向系統(tǒng)。然而運(yùn)用基于 ADAMS 的虛擬樣機(jī)技術(shù)，可以大大簡化懸架系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)過程，大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周 期，大量減少產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用和成本，明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量及性能，獲得最優(yōu)化和創(chuàng)新的設(shè)計產(chǎn)品，為人們駕車出行帶來更好的安全保障；為汽車行業(yè)帶來更多的新鮮“血液”；為汽車企業(yè)創(chuàng)造更多的效益 ［ 4］ 。汽車懸架可分為兩大類：非獨立懸架和獨立懸架。這種懸掛結(jié)構(gòu)簡單，傳力可靠，但兩輪受沖擊 震動時互相影響。該懸掛一般多用于載重汽車、普通客車和一些其他車輛上。帶有獨立懸架的汽車的 車軸 是斷開的 ，每只車輪 與 車架或車身 之間由螺旋彈簧連接 ， 由于車軸是分開成兩段的，所有 當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動時另一邊車輪不 會跟著發(fā)生跳動 ，但 是獨立 懸架 相比非獨立懸架在 構(gòu)造 上 較 為 復(fù)雜 ［ 5］ 。 圖 22縱置板簧式非獨立懸架 ⑵螺旋彈簧式非獨立懸架 螺旋彈簧用作彈性元件，其只能承受垂直載荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器，如圖 23 所示。 1— 壓氣機(jī)； 7— 空氣濾清器； 3— 車身高度控制閥； 4— 控制桿； 5— 空氣彈簧； 6— 儲氣罐； 8— 貯氣筒； 9— 壓力調(diào)節(jié)器； 10— 油水分離器 圖 24 空氣彈簧非獨立懸架 ⑷油氣彈簧非獨立懸架 油氣彈簧非獨立懸架（圖 25）應(yīng)用在某礦用自卸車上，兩個油氣彈簧的兩端分別固定在前橋上的支架和縱梁上的支架上。 河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 25 油氣彈簧非獨立懸架 ⑴橫臂式獨立懸架 橫臂式獨立懸架分為單橫臂式和雙橫臂式兩種。 1— 減振器； 2— 彈性元件； 3— 中間支承； 4— 單鉸鏈； 5— 主減速器殼； 6— 縱向推力桿； 7— 螺旋彈簧； 8— 半軸套管 圖 26 單橫臂 式獨立懸架 河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 ②雙橫臂式 雙橫臂式獨立懸架（圖 27）的兩個擺臂長度可以相等，也可以不相等。 a)兩擺臂等長的懸架 b)兩擺臂不等長的懸架 圖 27 雙橫臂式獨立懸架示意圖 ⑵縱臂式獨立懸架 縱臂式獨立懸架分為單縱臂式和雙縱臂式。 河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 28 單縱臂式獨立懸架 ②雙縱臂式 雙縱臂式獨立懸架（圖 29）的兩個縱臂長度一般做成相等，形成平行四連桿機(jī)構(gòu)，這樣在車輪上下跳動時，主銷的后傾角保持不變，故這種形式的懸架適用于轉(zhuǎn)向輪。 ①燭式懸架 如圖 210 所示，當(dāng)汽車裝有燭式懸架時，其車輪的轉(zhuǎn)向節(jié)沿著剛性地固定在車架上的主銷 上下移動，這樣有利于汽車的轉(zhuǎn)向操縱和行駛穩(wěn)定性。主要應(yīng)用于前置前驅(qū)的轎車和某些輕型客車。單斜臂式 獨立懸架兼有單橫臂和單縱臂式獨立懸架的優(yōu)點。 ⑵．具有合適的衰減振動的能力。 ⑷．汽車制動或加速時，要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾角要合適。 ⑹．結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小。 小結(jié) 本章主要介紹了汽車懸架的分類，以 及每一種類別懸架的特點，將汽車懸架分為獨立懸架和非獨立懸架兩類。其中在當(dāng)今社會的汽車中獨立懸架的應(yīng)用較為廣泛，并且雙橫臂式獨立懸架具有良好的行駛穩(wěn)定性和舒適性，以為中、高級轎車的前懸架所廣泛使用。 河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 3 雙橫臂式獨立懸架的數(shù)學(xué)模型 雙橫臂式獨立懸架的簡化模型 根據(jù)雙橫臂式懸架的原理圖，做出 懸架的簡化模型，如圖 31 所示。 表 31 懸架關(guān)鍵點坐標(biāo) 位置點 x/左 y/左 z/左 x/右 y/右 z/右 上擺臂前安裝點 上擺臂后安裝點 上擺臂球銷中心 下擺臂前安裝點 下擺臂后安裝點 下擺臂球銷中心 輪胎中心點 0 0 0 0 輪胎接地點中心 0 740 0 740 轉(zhuǎn)向器橫拉桿球銷 轉(zhuǎn)向器橫拉桿斷開點 表 32 樣車的主要參數(shù) 尺寸參數(shù)（ mm） 外形尺寸 總長 4650 總寬 1800 總高 1810 軸距 2615 輪距 前輪距 1480 后輪距 1470 前輪定位參數(shù) 前輪外傾角 39。39。39。通過雙橫臂式獨立懸架的簡化模型更加清晰的了解懸架的結(jié)構(gòu)。通過簡化結(jié)構(gòu)圖還能了解雙橫臂式獨立懸架與其他不同類型的懸架之間的區(qū)別，再根據(jù)雙橫臂式獨立懸架的工作原理，牢牢地掌握懸架的主要特點。 河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 4 基于 UG的雙橫臂式獨立懸架的設(shè)計分析 UG 軟件應(yīng)用簡介 UG是美國 Unigraphics Solutions 公司推出的集 CAD/CAM/CAE 為一體的一個三維的用于機(jī)械設(shè)計的平臺，也是現(xiàn)在世界上被大量采用的設(shè)計、分析軟件之一，大量運(yùn)用于車輛、飛機(jī)、機(jī)械制造、消 費(fèi)產(chǎn)品、醫(yī)療器械等行業(yè)，它為制造業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)的整個過程提供了辦法。從概念設(shè)計到工程分析最后到制造的全部過程，它使數(shù)據(jù)從設(shè)計開發(fā)到制造真正達(dá)到了無縫鏈接的程度；它是產(chǎn)品研發(fā)全過程的解決方法，涵蓋零件設(shè)計、模擬和仿真、模具的設(shè)計和 CNC 加工；UG NX 是一個三維的雙精度系統(tǒng)，用戶可以十分準(zhǔn)確的建立任何形狀的幾何體，然后組合這些幾何體，用戶可以進(jìn)行設(shè)計、分析同時繪制它們的工程圖紙，等設(shè)計完成時，制造應(yīng)用程序根據(jù)用戶描述幾何體的形狀結(jié)構(gòu)，加入制造信息然后自動生成 刀具位置源文件，最后通過數(shù)控機(jī)床來加工所設(shè)計的零件 ［ 7］ 。 UG 功能模塊介紹 ［ 8］［ 9］［ 10］［ 11］ UG/Gateway 為全部 UG NX 產(chǎn)品設(shè)置了一個相同的進(jìn)入路徑，就是操作者打開 UG 之后進(jìn)入的那個窗口界面。 模塊 (1)UG 實體建模 UG 實體建模具有草圖繪制、拉伸、回轉(zhuǎn)、掃掠、布爾求和、求差、求交運(yùn)算、拔模、邊倒圓、邊倒角、抽殼、螺紋、鏡像體、拆分體、打孔、修剪體等功能。 (2)UG 特征建模 UG 特征建模具有各式各樣的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的特征生成和編輯、鍵槽、腔體、凸臺、倒圓、倒角、實力特征、特征編輯等工具。它囊括直紋面、掃掠面、通過一組既定曲線的自由曲面、通過兩套既定正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、各種半徑的倒圓、廣義二次曲線倒圓。 (4)UG 工程制圖 UG 工程制圖模塊可以是三維實體模型生成一個全雙工 的二維圖紙，確保圖紙在模型改變時同時被更新，縮短設(shè)計時間。 (5)UG 裝配建模 UG 裝配建模具有平行的自上而下和自底而上的產(chǎn)品開發(fā)辦法，裝配中的零、部件的數(shù)據(jù)是對零、部件單獨的映像，保證裝配中的模型和所設(shè)計的零件絕對互相關(guān)聯(lián)，并提升了軟件的可操作性，縮減了對存儲空間的要求，設(shè)計的零件經(jīng)過修改后，裝配模 型中的那個零件也會隨著修改自動更新，此外，還可在裝配時對零件直接進(jìn)行修改。 UG/CAM 模塊提供了各個方面的、便于利用的功能，用來解決數(shù)控刀具軌跡生成、加工仿真模擬和加工檢驗等問題。利用 NX 建模，用戶能夠很快建立出和更改產(chǎn)品的形狀 ，不論其形狀多么復(fù)雜， 渲染和可視化工具可以最大程度的滿足設(shè)計者的要求。 NX 高性能的機(jī)械設(shè)計和繪圖能力，為機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造提供了極高的使用性能和靈活性，以滿足客戶的需求來設(shè)計任意復(fù)雜程度的產(chǎn)品。 、確認(rèn)和優(yōu)化 NX 允許制造者用數(shù)字仿真、驗證和優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)全過程。 加工 NX 基礎(chǔ)加工模塊提供連接 UG 所有加工模塊的基礎(chǔ)框架，它為全部 NX 產(chǎn)品加工模塊供給了一個相同的、界面良好的窗口進(jìn)入路徑，使用者可以在圖形模式下觀察刀具的運(yùn)動軌跡還可以修改其軌跡。 UG 主要用戶包括 ：美國通用牌汽車，通用電器，福特公司，勞斯萊斯，普惠發(fā)動機(jī)，日產(chǎn)汽車，克萊斯勒還有美國軍工企業(yè)。 河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 懸架的幾何建模 ［ 12］ 將系統(tǒng)中的各部件都看作剛體，并且不考慮減振器的作用，只對懸架作運(yùn)動學(xué)分析。根據(jù)求得的關(guān)鍵點坐標(biāo)利用 UG 建立的雙橫臂式獨立懸架的仿真模型。各部件的建模過程如下： 下面以輪轂建模為例：首先打開 UG 軟件，點擊“新建” 出現(xiàn)以下界面： 圖 41新建模型選擇界面 選擇“模型”，然后點擊“確定”按鈕。 然后點擊“完成草圖” ，進(jìn)入實體建模界面，利用“回轉(zhuǎn)”工具，最終得到輪轂的實體模型，如圖 43 所示。輪胎模型如圖 44 所示。 圖 412 懸架裝配 小結(jié) 本章主要是介紹 UG 建模軟件的應(yīng)用及其與其他同類建模軟件的區(qū)別與特點， UG 是一個高度集成的 CAD/CAM/CAE 軟件系統(tǒng)，可應(yīng)用于整個產(chǎn)品的開發(fā)過程，包括產(chǎn)品的草圖設(shè)計、建模、分析和加工。在運(yùn)用 UG 軟件進(jìn)行對懸架零部件進(jìn)行裝配的過程也是很簡單，只需添加組件，然后進(jìn)行裝配約束，通過一系列的約束條件（同心、接觸、平行等）達(dá)到所需要的裝配要求，最終得到懸架的完整裝配模河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 型。 河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 5 基于 ADAMS 的雙橫臂獨立懸架的仿真分析 ADAMS 軟件應(yīng)用簡介 ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)軟件是現(xiàn)今世界上在機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真方面最優(yōu)秀、最具有權(quán)威性的、普及性最廣泛的軟件。由于 ADAMS 具有通用、精確的仿真功能，方便、友好的用戶界面和強(qiáng)大的圖形動畫顯示能力，所以該軟件己在全世界數(shù)以千計的著名大公司中得到成功的應(yīng)用。 ADAMS 軟件不僅能夠非常方便的為用戶提供關(guān)于對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行力學(xué)方面的分析，而且其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口可以為特殊行業(yè)的用戶提供關(guān)于