麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真【5张图/24000字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。65页。24000字左右。
任务书一份。
开题报告一份。

图纸共5张，如下所示
A3-下横臂.dwg
A3-减震器.dwg
A3-制动盘.dwg
A3-悬架装配图.dwg
A3-转向节.dwg

摘 要

现在的人们对汽车的要求越来越高，在获得良好的动力性和经济性的同时，还要求具有良好的操纵稳定性。汽车的操纵稳定性是影响汽车行驶安全性的重要性能之一，因此，如何研究和评价汽车的操纵稳定性，以获得良好的汽车主动安全性能一直是关于汽车研究的一个重要课题。
本文首先对某车型麦弗逊前悬架的结构以及悬架的设计要求进行了分析.然后在ADAMS/View模块中麦弗逊式悬架建模的方法，分析了参数化悬架模型的方法，并对模型进行了参数化,进行了悬架运动学仿真分析。分析了悬架各性能参数（主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角、车轮前束角和前轮侧向滑移量）在车轮跳动过程中的变化趋势，并指出需要改进的地方。研究多个设计变量的变化对样机性能的影响，并总结规律，提出优化设计的方案。再次进行仿真，对比分析了优化前后的仿真结果，并评价了优化方案。优化后悬架的性能明显提高，验证了优化方案的可行性。
本文研究的目的和意义为在试制前的阶段进行设计和试验仿真，并且提出改进意见。在产品制造出之前，就可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率。本文的初步研究具有一定的实践和应用价值。

关键词：麦弗逊悬架; ADAMS/View; 建模; 运动仿真

ABSTRACT

Nowadays，along with the popularization of the vehicle，the requirement for the vehicle becomes higher and higher．The favorable handling stability performance is required as well as the favorable power performance and economical performance．The handling stability of a vehicle is one of the important characters that have effect on the active safety performance of vehicle，therefore，it is always an important subject that how the handling stability performance is researched and evaluated to gain a favorable active safety performance．
Firstly ,I have a detailed analysis for Macpherson suspension structure．Following, The paper introduced how to build a model for the half of the suspension ADAMS／View，discussed the performance of the front wheel alignment parameters such as the kingpin inclination ,caster ,camber ,the toe angle and sideways displacement in a front wheel vehicle positioning．The model was a virtual front suspension test platform，and analyzed the change trend of the suspension performance parameters in the process of flopping the wheel．The impacts of its changes in the trend of design variables are also analyzed．make all optimized design of the program，with the comparative analysis to verify the feasibility of the optimization program before and after the optimization，the suspension＇s key data was generated，the virtual design was finished．
The purpose and significance of the article lies in establishing a vehicle Macpherson suspension of the virtual design platform for virtual simulation test，pioneering a more scientific approach for the design and development of Macpherson suspension，combining the automobile design theory，resolving problems in the field of kinematics and dynamics，improving the quality of design．This research will also contribute to enhance the ability to independently develop products for China＇s automobile industry．the research of this article has high theory meaning and practical value．

Key Words：Macpherson Suspension; ADAMS/ View; Modeling; Motion Simulation

目 录

摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪 论 1
1.1 选题的目的 1
1.2 选题的意义 1
1.3 悬架技术研究现状 2
1.4 研究内容和方法 3
1.5 预期结果 4
第2章 麦弗逊式独立悬架结构分析 5
2.1 悬架的组成与分类 5
2.1.1 悬架的组成 5
2.1.2 悬架的分类 6
2.2 本章小结 11
第3章 麦弗逊式独立悬架设计 12
3.1 悬架机构形式确定 12
3.2 主要依据参数的确定 14
3.3 悬架的弹性特性和工作行程 15
3.4 螺旋弹簧的设计 16
3.4.1 螺旋弹簧的刚度 16
3.5 减震器结构类型的选择 19
3.6 减震器参数设计 23
3.7 横向稳定杆设计 25
3.7.1 横向稳定杆的作用 25
3.7.2 稳定杆接头形式选择 26
3.7.3 稳定杆直径计算 26
3.7.4 稳定杆校核 28
3.8 轮胎尺寸 28
3.9 半轴初步计算 28
3.10 本章小结 29
第4章 基于ADAMS/View的悬架优化分析 30
4.1 虚拟样机技术简介 30
4.2 虚拟样机技术的实现——ADAMS软件介绍 30
4.3 麦弗逊悬架简化模型 31
4.4 在ADAMS/View中创建悬架模型 32
4.5 测试悬架模型 36
4.6 悬架参数化 46
4.6.1 创建设计变量 47
4.6.2 设计点参数化 48
4.6.3 实体参数化 52
4.7 优化前悬架模型 53
4.7.1方法 53
4.7.2优化模型 55
4.7.3 优化方案 57
4.7.4 优化结果 59
4.7.5 优化结果的评价 62
4.8 本章小结 62
第5章 麦弗逊前悬架三维实体建模 63
5.1 悬架各零件建模 63
5.1.1 车轮的创建 63
5.1.2 螺旋弹簧的创建 64
5.1.3 制动盘的创建 65
5.1.4 转向节的创建 65
5.1.5 下横臂的创建 65
5.1.6 减震器的创建 66
5.1.7 其他零部件的创建 66
5.2悬架的装配 67
5.2.1 组件装配概述 67
5.2.2 装配悬架组件的过程 67
5.3 本章小结 69
结 论 70
参考文献 71
致 谢 73
附录A 74
附录B 79

题目名称 麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真
一、设计目的、意义
目的：本课题研究的目的就在于运用CAD/CAE技术对车辆麦弗逊式悬架的虚拟设计，在试制前的阶段进行设计和试验仿真，并且提出优化设计的意见，获得分析车轮垂直跳动、转动与车轮前束角的变化等关系。获得相关数据，在产品制造出之前，就可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率，为生产实际提供理论支持。
意义:悬架是车辆重要的组成部分。其主要任务是传递车轮与车架之间的力和力矩，并缓和冲击、衰减振动。对改善车辆的行驶平顺性、减轻车辆自重以及减少对公路的破坏具有重要息义。在传统悬架系统设计、试验、试制过程中必须边试验边改进，从设计到试制、试验、定型，产品开发成本较高，周期长。运用虚拟样机技术，结合虚拟设计和虚拟试验，可以大大简化悬架系统设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期，大量减少产品开发费用和成本，提高产品质量和产品的系统性能，获得最优设计产品。
二、设计内容、技术要求（研究方法）
主要内容：分析麦弗逊式悬架的结构和悬架设计要求，在悬架设计中，根据整车的布置要求以及经验数据，确定悬架的整体空间数据和性能参数，运用PRO/E建立三维物理模型，并在ADAMS软件平台上建立麦弗逊悬架的简化物理模型，进行动力学仿真分析，通过分析车轮垂直跳动、转动与车轮前束角的变化等关系获得相关数据，优化相关参数，建立虚拟麦弗逊选件模型。
主要技术指标：
1）车轮跳动时，轮距变化不超过±4mm以防止轮胎早期磨损；
2）车轮跳动时，前轮定位角变化特性合理；
3）转弯时，车身在0.4g侧向加速度作用下，车身侧倾角不大于3—5°，并保证车轮与车身倾斜同向，以增加不足转向效应；
4）制动及加速时，车身应有“抗点头”及“抗后坐”效应；
5）应具有足够的强度，以可靠地承受及传递除垂直力以外的力和力矩。

三、设计完成后应提交的成果
（1）设计说明书一份，包括设计计算部分内容；
（2）建立麦弗逊的PRO/E物理模型；
（3）通过虚拟软件ADAMS/View 进行仿真分析；
（4）物理模型图一套。
四、设计进度安排
（1）调研、资料收集、完成开题报告 第1、2周（2月28日～3月6日）
(2) 根据给出的相关尺寸参数进行相关部件的参数计算，并进行验证 第 3、4周（3月7日～3月20日）
(3) 在ADAMS软件平台上建立零件的等比例物理模型，进行运动学分析 第5、6、7周（3月21～4月10日）
（4）利用部件的链接关系建立部件之间的装配 第8、9、10、11周（4月11～5月8日）
（5）设计1.5万字说明书一份，零件图一套（包括PRO/E零件图）第12、13、14周（5月9日～5月29日）
（6）毕业设计审核、修改 第15、16周（5月30日～6月12日）
（7）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月13日～6月 19日）
五、主要参考资料
（1）汽车教材：汽车构造、 汽车理论、汽车设计、专用车设计等； 
（2）设计手册类书籍：汽车设计手册、机械设计手册等；
（3）期刊文献资料：中国期刊网（学校图书馆期刊）中双横臂悬架的相关资料（关键词：麦弗逊前悬架；参数匹配；运动仿真；ADAMS；Pro/E ）；
（4）新闻及网络资料等。