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“远舰”轿车双摆臂悬架的设计及产品建模
摘要：汽车双摆臂悬架是一种常见的悬架形式，合理的选择悬架的结构和几何尺寸是获得满意的汽车行驶性能的重要条件，其运动特性的优劣关系到汽车操纵稳定性，舒适性，转向轻便性和轮胎的使用寿命等性能。本课题来源于东风悦达起亚汽车制造有限公司的远舰款轿车的后悬架，双摆臂悬架可以通过合理的选择空间导向杆系的铰接点的位置及导向臂的长度，使得悬架具有合适的运动特性。在设计中，首先，分析了双摆臂独立悬架的组成和功用；其次，进行双摆臂悬架的上下摆臂及各零部件强度的校核；第三，详细考虑各部件之间的连接关系；最后计算了悬架自然振动频率，悬架静挠度和动挠度以及悬架弹性特性。在分析双摆臂悬架的组成和作用以及确定各零部件的尺寸的基础上，运用CAD软件和Pro/E软件分别进行二维绘图和三维建模。此次课题进行了准确的计算和详细的结构分析，为双摆臂悬架的结构优化提供了依据，从而在运动学和动力学方面提高汽车的性能。
关键词：双摆臂悬架；汽车；设计；建模
The Design and Product modeling
of Double Wishbone Suspension of“Optima”Car
Abstract：The double-wishbone independent suspension is one of the common forms of motor vehicle suspension. Choosing the geometry parameters of the independent suspension reasonably is one of the important conditions to obtain the satisfied character of service. Its state of motion is related to handling stability, comfort ability, handling of steering and the life of tire, ect. The subject comes from the rear suspension of “optima” car which made by DYK Co. Ltd. The double-wishbone suspension can be a reasonable choice of space-oriented bar articulated point. The location and orientation of the suspension arm length can produce suitable motions. This thesis first analyzes the consists and function of the double-wishbone suspension in the design, then checks the up and down of arms of the double-wishbone independent suspension, Thirdly, make a detailed consideration of the various components of the link between relations is made. I calculate the suspension on the basis of the natural vibration frequency, static suspension deflection and dynamic deflection and elastic characteristics of the suspension terms at last. On the basis of Analysis of the composition and role of the size of the components in the double-wishbone independent suspension, with CAD software and Pro / E, respectively, 2D drawings and 3D product Modeling are made. We made an accurate and detailed structural analysis on the design, which provides the reference for optimal design of the double-wishbone suspension. The approach can improve the performance of the double-wishbone independent suspension.
Keyword: double-wishbone suspension; motor vehicle; Design; Modeling目 录
1 前言 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2主要研究内容 2
2 悬架 4
2.1 悬架的功用和组成 4
2.2 悬架系统的自然振动频率 4
2.3 汽车悬架的类型 5
2.4 双横臂独立悬架 6
3．悬架主要参数的确定 8
3.1 悬架静挠度 8
3.2 悬架的动挠度 9
3.3 悬架弹性特性 9
3.4 后悬架螺旋弹簧刚度及应力计算 9
4 独立悬架导向机构设计及强度校核 13
4.1 设计要求 13
4.2 导向机构的布置参数 13
4.3 双横臂式独立悬架导向机构设计 16
5 减振器机构类型及主要参数的选择计算 20
5.1 分类 20
5.2 相对阻尼系数 20
5.3 减振器阻尼系数的确定 21
5.4 最大卸荷力的确定 22
5.5 简式减振器工作缸直径D的确定 22
6 Pro/E三维建模 24
6.1 关于Pro/E 24
6.3 应用现状 27
6.4 本章小结 27
7 结论 28
参考文献 29
致 谢 30
附 录 31
1 前言
1.1 课题研究的目的和意义
悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。
悬架最主要的功能[1]是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性。为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧 (弹性元件)组成的振动系统，承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振器。此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化，以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置，从而在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆。
一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用，麦克弗逊悬架 (McPherson strut suspension，或称滑柱摆臂式独立悬架)中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用，有些主动悬架中的作动器则具有弹性元件、减振器和部分导向机构的功能。
根据导向机构的结构特点，汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的鲜明特色是左、右车轮之间由一刚性梁或非断开式车桥联接，当单边车轮驶过凸起时，会直接影响另一侧车轮。独立悬架中没有这样的刚性梁，左右车轮各自“独立”地与车架或车身相连或构成断开式车桥，按结构特点又可细分为横臂式、纵臂式、斜臂式等等，各种悬架的结构特点将在以下章节中进一步讨论。
除上述非独立悬架和独立悬架外，还有一种近似半独立悬架，它与近似半刚性的非断开式后支持桥相匹配。当左右车轮跳动幅度不一致时，后支持桥中呈V形断面并与左右纵臂固结在一起的横梁受扭，由于其具有一定的扭转弹性，故此种悬架既不同于非独立悬架，也与独立悬架有别。该弹性横梁还兼起横向稳定杆的作用。
按照弹性元件的种类，汽车悬架又可以分为钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架、空气悬架以及油气悬架等。
按照作用原理，可以分为被动悬架、主动悬架和介于二者之间的半主动悬架。
本课题来源于东风悦达起亚汽车制造
川公网安备: 51019002004831号