桑塔纳2000前后悬架结构设计
38页 13000字数+说明书+任务书+2张CAD图纸【详情如下】
任务书.doc
前麦弗逊悬架.dwg
后单纵臂悬架装配图.dwg
封面.doc
桑塔纳2000前后悬架结构设计论文.doc
说明书.doc





摘 要
悬架是现代汽车上的重要总成之一,它最主要的功能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。因此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性连接,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。采用弹性连接后,汽车可以看作是由悬架质量(即簧载质量)、非悬架质量(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,从而在很大程度上提高了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。本文主要对桑塔纳2000前后悬架进行结构设计。
关键词 麦弗逊独立悬架、单纵臂独立悬架、减振器、螺旋弹簧、横向稳定器
Abstract
Suspension is the modern car on the important assembly, which has one of the main function is to transfer function in the wheels and frame (or body) all between the force and moment, and ease when rough road surface cars driving by the impact of attenuation arising from the vibration of the bearing system, to ensure the smooth running of the car. So must the wheel and frame or body to provide flexible connection between, rely on the elastic element to deliver the wheel or axle and frame or between vertical load of the body, and depend on the deformation to absorb energy, to achieve the purpose of the buffer After using elastic and connection, can be regarded as a car by suspension quality (i.e. spring load quality), the suspension quality (namely the spring load quality) and spring (elastic components) composition of the vibration system, and inherit from rough road surface, air power and transmission, engine incentive. In order to quickly attenuation unnecessary vibration, the suspension and it must also include damping components, namely the shock absorber. In addition, the suspension of the wheel and the frame or body to ensure the effective and reliable between torque transfer and decided to the wheels of the car body or relative to the frame of the displacement characteristics connected device collectively referred to as steering mechanism. Steering mechanism of the wheel to beat trajectory and wheel positioning parameters, and the change of the side before the car out of the longitudinal center and pour the position of the center, thus greatly improve the vehicle steering stability and resistance to the ability to pour.
In short, the suspension design relationship to the car's steering stability, steering portability, driving comfort, tire life and the sports car decorate interference, and other aspects.
Keyphrase Paper independent suspension, single ZongBei independent suspension, steering mechanism, shock absorber, spiral spring, horizontal WenDingQi
目 录
摘 要I
AbstractII
目 录III
第1章 绪论1
1.1课题目的与意义1
1.2悬架的发展方向1
1.3悬架的功用及组成1
1.3.1悬架的功用1
1.3.2悬架的组成2
1.4悬架的分类3
1.4.1独立悬架3
1.4.2非独立悬架7
第2章 悬架结构方案选择9
2.1 独立悬架与非独立悬架的选择9
2.2 独立悬架具体结构形式的选择9
2.3悬架组成元件的选择9
2.3.1弹性元件9
2.3.2减振元件9
2.3.3传力构件及导向机构10
2.3.4横向稳定器10
第3章 前后悬架主要参数的确定12
3.1悬架的空间几何参数12
3.2悬架的弹性特性和工作行程13
3.2.1前后悬架偏频的选择13
3.2.2前后悬架的静挠度、动挠度及工作行程的计算13
3.3前后悬架刚度的计算14
第4章 前后悬架主要零件的设计16
4.1 前后螺旋弹簧的设计16
4.1.1 前后弹簧刚度的设计16
4.1.2 前后弹簧主要几何参数的确定16
4.1.3 前后螺旋弹簧的校核18
4.2 横向稳定器的设计21
4.2.1 横向稳定器的作用21
4.2.2 横向稳定器参数的选择21
4.3 前后减振器的设计22
4.3.1 减振器的工作原理22
4.3.2 减振器的阻尼特性23
4.3.3前后减振器参数的设计25
结 论29
致 谢30
参考文献31
这种悬架目前在轿车中采用很多。这种悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱,螺旋弹簧与其装于一体。这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承,允许滑柱上端作少许角位移。内侧空间大,有利于发动机布置,并降低汽车的重心。
车轮上下运动时,主销轴线的角度会有变化,这是因为减振器下端支点随横摆臂摆动。以上问题可通过调整杆系设计布置得到解决。
麦弗逊独立悬架的特点:优点:从上面的构造图可以看出,麦弗逊独立悬架的构造其实非常简单,而这种简单带来的最大好处就是其质量很轻,并且体积很小,对于很多前置前驱发动机的车辆来说,车头部分的大部分空间都要用来布置横置的发动机以及变速箱,留给悬架的空间并不大,因此麦弗逊悬架体积小质量轻的优势就会表现的非常明显。缺点:而结构简单也是麦弗逊悬架最大的软肋。与双横臂以及多连杆悬架相比,由于减振器和螺旋弹簧都是对车辆上下的晃动起到支撑和缓冲,因此对于侧向的力量没有提供足够的支撑力度。这样就使得车辆在转向的时候车身有比较明显的侧倾,并且在刹车的时候有比较明显的点头现象。很多采用麦弗逊悬架的小型车为了控制成本,也只能将这样的缺陷保留。虽然通过增加防倾杆能减小车辆侧倾,但是却不能根治这种情况。不过象宝马M3,保时捷911这样的高性能车型上,通过调整弹性元件以及增加拉杆等调校,麦弗逊悬架也一样可以变得非常强悍,但这也背离了麦弗逊悬架体积小,质量轻,成本低的特点。典型的结构如图1-6所示单纵臂式独立悬架系统是指汽车在纵向平面内摆动的悬架系统结构。如果转向轮采用单纵臂式独立悬架,车轮上下跳动将使主销后倾角产生很大变化。因此,单纵臂式独立悬架一般多用于不转向的后轮。桑塔纳和捷达轿车的后悬架结构相同,也属于单纵臂式独立悬架。它有一根整体的V形断面横梁,在其两端焊接着变截面的管状纵臂,从而形成了一个整体构架——后轴体。纵臂前端通过橡胶-金属支承与车身作铰链连接。纵臂后端与轮毂、减振器相连。汽车行驶时,车轮连同后轴体相对车身以橡胶-金属支承为支点作上下摆动,相当于单纵臂式独立悬架。当两侧悬架变形不等时,后轴体的V形断面横梁发生扭转变形,由于该横梁有较大的弹性,可起横向稳定器的作用。它不像普通带有整体轴的非独立悬架那样,一侧车轮的跳动会直接影响到另一侧车轮【6】。单纵臂式独立悬架如图1-8所示第2章 悬架结构方案选择
2.1 独立悬架与非独立悬架的选择
为适应不同车型和不同类型车桥的需要,悬架有不同的结构型式,主要有独立悬架与非独立悬架。独立悬架与非独立悬架各自的特点在上一章中已经作了介绍,本章不再赘述,轿车对乘坐舒适性要求较高,故前后悬架均选择独立悬架。
2.2 独立悬架具体结构形式的选择
麦弗逊式独立悬架是独立悬架中的一种,是一种减振器作滑动支柱并与下控制臂铰接组成的一种悬架形式,与其它悬架系统相比,结构简单、性能好、布置紧凑,占用空间少。因此对布置空间要求高的前置前驱的轿车,前悬架几乎全部采用了麦弗逊式独立悬架。对于后悬架,单纵臂式独立悬架结构简单、成本低。
此次设计的悬架为发动机前置前驱的桑塔纳2000车型,故前悬架选择麦弗逊式独立悬架,后悬架选择单纵臂式独立悬架
2.3 悬架组成元件的选择
2.3.1 弹性元件
弹性元件是悬架的最主要部件,因为悬架最根本的作用是减缓地面不平度对车身造成的冲击,即将短暂的大加速度冲击化解为相对缓慢的小加速度冲击。使人不会造成伤害及不舒服的感觉,对货物可减少其被破坏的可能性。
弹性元件主要有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧等常用类型。除了钢板弹簧自身有减振作用外,配备其它种类弹性元件的悬架必须配备减振元件,使已经发生振动的汽车尽快静止。钢板弹簧是汽车最早使用的弹性元件,由于存在诸多设计不足之处,现逐步被其它弹性元件所取代,本文前后悬架均选择螺旋弹簧。
2.3.2 减振元件
减振元件主要起减振作用。为加速车架和车身振动的衰减,以改善汽车的行驶平顺性,在大多数汽车的悬架系统内都装有减振器。减振器和弹性元件是并联安装的,如图2-1所示。汽车悬架系统中广泛采用液力减振器。液力减振器的作用原理是当车架与车桥作往复相对运动时,而减振器中的活塞在缸筒内也作往复运动,则减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时,孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力,使车身和车架的振动能量转化为热能,而被油液和减振器壳体所吸收,然后散到大气中。本文前后悬架均选择双作用筒式液力减振器。结 论
本次设计是以桑塔纳2000车型为基础,结合AutoCAD制图软件,对桑塔纳2000前后悬架进行结构设计。通过对悬架的结构特点和运动特性进行分析,重新对前后悬架进行结构设计。
(1) 通过查阅相关资料,运用专业基础理论和专业知识完成桑塔纳2000前后悬架结构形式的选择。
(2)完成前后悬架主要零部件的设计计算和结构设计,并对其进行校核计算。
(3)利用AutoCAD制图软件绘制前后悬架的总装配图。
虽然在老师和同学们的帮助下完成了毕业设计,但是由于本人的能力有限,还存在许多不足之处,希望老师批评指正。
参考文献
[1] 刘惟信. 汽车设计[M].北京:清华大学出版社,2001.
[2] 余志生. 汽车理论[M].5版.北京:机械工业出版社,2000.
[3] 郭新华. 汽车构造[M].2版.北京:高等教育出版社,2004.
[4] 过学迅,邓业东. 汽车设计[M].北京:人民交通出版社,2005.
[5] 王黎钦,陈铁鸣. 机械设计[M].3版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008.
[6] 陈家瑞. 汽车构造[M].4版.北京:人民交通出版社,2004.
[7] 王望予. 汽车设计[M].4版.北京:机械工业出版社,2004.
[8] 王连明,宋宝玉. 机械设计课程设计[M].4版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2009.
[9] 周长城. 汽车平顺性与悬架系统设计[M].北京:机械工业出版社,2011.
[10] 周长城. 车辆悬架设计及理论[M].北京:北京大学出版社,2011.
[11] 张景田,季雅娟,丁建梅. 画法几何及机械制图[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2005.
[12] Martin W.Stockel,Martin T.Stockel.Auto Fundamentals[R].U.S.A:Goodheart Wilcox Company,2003.
[13] Bryson, George Y. Deal III, Walter F. The automobile: A designer'sdream[J]. Technology Teacher,1996.