麦弗逊悬架毕业设计

蚌埠学院本科毕业设计 论文 毕业设计毕业设计 论文论文 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 系系 别别 机械与电子工程系 专专业业 班班级级 机械设计制造及其自动化 2 班 作作者者 学学号号 张涛 51101012007 指指导导教教师师 业红玲 讲师 完完成成日日期期 2008 年 11 月 11 日 蚌埠学院教务处制蚌埠学院教务处制 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 目 录 摘摘 要要 1 Abstract 2 1 绪论绪论 3 1 1 课题背景和意义 3 1 2 悬架的发展历史和现状 4 1 3 悬架的发展趋势 5 1 4 课题主要内容和研究目的 5 2 悬架结构方案分析悬架结构方案分析 5 2 1 悬架总成分析 5 2 2 独立悬架优缺点分析 6 2 3 独立悬架特点与分类 6 2 3 1 双横臂式悬架构造及其特征分析 7 2 3 2 单横臂式悬架构造及其特征分析 7 2 3 3 单斜臂式悬架构造及其特征分析 8 2 3 4 麦弗逊式悬架构造及其特征分析 9 3 麦弗逊式独立悬架设计麦弗逊式独立悬架设计 10 3 1 麦弗逊式独立悬架设计概述 10 3 3 麦弗逊悬架的结构分析 12 3 4 悬架的弹性特性设计 12 3 5 悬架挠度 的设计 13 c f 3 5 1 悬架静挠度 的设计 13 c f 3 5 2 悬架动挠度设计 14 d f 3 6 悬架弹性元件设计 14 3 6 1 螺旋弹簧分析 14 3 6 2 螺旋弹簧地质料及许用应力选取 15 3 6 3 弹簧参数的计算选择 15 3 6 4 计算空载刚度 16 3 6 5 计算满载刚度 16 蚌埠学院本科毕业设计 论文 3 6 6 按照满载运算弹簧钢丝的直径 16 3 6 7 螺旋弹簧校核 16 3 6 8 小结 17 3 7 导向机构设计 18 3 7 1 导向机构地设计要求 18 3 7 2 导向机构的布置参数 19 3 7 3 导向机构的受力分析 22 3 7 4 横臂轴线安放方法地选取 22 3 7 5 横摆臂参数对车轮定位参数地改变 23 3 7 6 导向机构建模 24 3 8 减振器的设计 24 3 8 1 减振器的简单分类 24 3 8 2 双向筒式液力减振器工作原理 24 3 8 3 相对阻力系数 25 3 8 4 减振器阻尼系数 地确定 25 3 8 5 减振器工作缸直径 D 地确定 26 3 8 6 小结 27 3 9 横向稳定器 27 3 10 悬架结构元件 28 4 前轮定位参数前轮定位参数 30 4 1 主销后倾角 30 4 2 主销内倾角 31 4 3 前轮外倾角 32 4 4 前轮前束 33 结束语结束语 35 谢谢 辞辞 36 参考文献参考文献 37 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 0 摘摘 要要 悬架为当今汽车组成必不可少得一部分 他完成让车身与轮胎有效的衔接 地作用 在力学方面 它的基本功能就是传递力和力矩 通常汽车行走在颠 簸的路面时 它可以起到减小路面对车子的冲击力 从而保证行车人员恬逸的 行车状态 削减物品和车子之间的动载荷等等 本次论文做地就是东方之子小轿车前麦弗逊悬架设计 而这次设计的难点 要点就是前悬架的型号选择 减振器的数据计算以及型号选择 而且还需要对 横向稳定杆进行非常多数据的分析及计算 而且对作图工具操练的也不是非常 熟练 在查阅了大量书籍 询问老师 借鉴别人的经验 并且完成了不同悬架 的考量之后 我选择用麦弗逊式悬架 接下去就是按部就班的设计计算 关键词 悬架 麦弗逊式 设计 蚌埠学院本科毕业设计 论文 1 Abstract Suspension is an important element of one of the modern automobile it flexibly to link the chassis orbody and axle or tires decay resulting and vehicles reduce their moving load The main stress is front suspension design Training emphasis from the former car models and models Absorber calculations flexible choice of components and models and forms data First of all I have a different form of to the previous suspension of the car and then set form Eastar on suspension but also drawing tools to drill is not very skilled Then design around Eastar suspension components asked the teacher learn from others experience First the spring loaded design terms to be absorber calculation models a horizontal stabilizer bar final calculation Keyword Suspension Macpherson Design 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 2 1 绪论 1 1 课题背景和意义 从以往数年来看 中国汽车在全世界的销量飞速提升 从 02 年以来 中 国汽车行业达到了井喷式的发展 由于广大人名群众消费水平的提高 轿车成 为生活中必不可少的一部分 这一情况当然也对国家汽车行业的发展做出了重 大贡献 实际上 不仅国内汽车行业发展迅速 于国外也开始占据非常高的地 位 随着国内汽车品牌与世界接轨 吸收和接纳他人所长 我们中国人自己的 汽车在世界范围内销量都是惊人的 师夷长技以制夷 秉承这一原则中国汽车 的前景可谓前途无量 中国汽车行业近些年来开始有计划的进行技术改革 完善了一套科学 有 竞争力的零部件技术体系 在保护环境的大前提下 积极响应国家号召 推出 节能环保的汽车 跟上了时代的脚步 并且努力学习和探索国外品牌的长处 不断地完善自己 这对提升自身品牌有着极其深远的影响 汽车行业的蜕变离不开党和国家的支持和领导 在我们迈向 汽车强国 的路上 国家也的确对汽车行业给予了最大的帮助 主要通过宏观调控 发布 一些优惠政策 对行业进行鼓舞与激励 当然 汽车行业本身也作出积极的应 对 在国家政策的指引下 对全方面的行业体系实施转型升级 完成提升自身 形象 影响力的成果 一辆具备有完全独立自主知识产权地汽车 其内部的每一个零件都必须是 在生产制造上具有自主知识产权的 尽管现在国内有很多自主品牌的汽车 但 是其内部并不能完全保证所有的零件都是自主品牌的 或多或少都会有其他国 家的影子 那么为什么如此强调自主品牌呢 原因就是只有一辆具有完全自主 品牌的汽车 才能有真正的畅销市场 并且持久的红火下去 这也必将是走向 汽车强国的道路 谈这么多 仍然循其本 以下会详细讲述一下关于悬架问题 弹性元件 导向装置可以决定导向装配减震器缓冲块以及横向稳定器等构成悬架 车体的运动方向 转动幅度 并切可以传递绝大多数的力和力矩 缓冲块地功 能就是减弱车轴对车体地碰撞 预防弹性元件发生较大的改变 横向稳定器地 蚌埠学院本科毕业设计 论文 3 功能则为包管轿车转弯不乱 减振器可以削减震动 在很大程度上减轻行车人 员的不适感 汽车悬架的重要性不言而喻 基于此把它作为评判汽车质量的标准之一 优秀的悬架系统在郊外 山地可以更好地体现出来它的优势 可以在复杂多变 的路面稳定的行驶 悬架系统还可以升高汽车的过弯能力 很大程度上的缩减 了交通事故的产生 由此观之 悬架对于汽车重要的重要性不言而喻 那么它 的发展就有了十分重要的意义 我们承前启后致力于研究更好的悬架 1 2 悬架的发展历史和现状 在18世纪70年代 汽车还没有出现 代步工具就是马车 而那时的悬架就 是装在马车上的叶片弹簧 叶片弹簧用了整整2个世纪 而后终于发明了螺旋弹 簧 许许多多地开始涌现 很具备有跨时代意义的事件产生在1934 年 历史上 第一个被动悬架由螺旋弹簧制造而成 被动悬架其实存在有很大的短处 它不 能顺应许多复杂路况 减震的结果也不是很明显 可是它的优势在于性价比比 较高 能应用于一部分中低档轿车中 比如夏利 桑塔纳等 半主动悬架用来转变悬架的阻尼 很少去改变它得刚度 它的工作原理其 实也很简单 它产生力得方式与被动悬架相像 可是它又有一些主动悬架的特 点 这种属于过渡时期的产物 构架不复杂 同样地它在工作时可以节省动力 并且快要能够赶上主动悬架地功能 它得成长也是可以预期地 时代地进步 道路交通地持续完善 车主对于车速有更高需求 此时被动 悬架地弊处就成掣肘汽车成长地重要问题 于是主动悬架应运而生 主动悬架 是由美国通用汽车公司首次提出的 与被动悬架相比 它有了长足的进步 可 以使汽车在行驶过程中都能保持最佳的运行状态 从1982年开始 悬架开始得 到大范围的研发和应用 著名的奔驰 洛特斯 等品牌公司就是那是的引领者 他们生产的汽车性能非常好 即使在不平的路面也可以使车辆平稳的前行 而 且行车过程中噪音低 乘坐体验很舒适 但弊端就是成本不菲 消耗也高 我们的国家在半主动以及主动悬架地钻研投入地时间 精力都不是很多 导致于和其他的国家地探研相差十分大 至于主动悬架虽然被提出的时间很早 但是受限于各种原因 并没有得到广泛应用 我们国家钻研主动悬架地地方也 就仅是北京理工和同济大学 14 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 4 1 3 悬架的发展趋势 今后的汽车行业的发展主要在于对用户舒适度的提升 而具有安全 绿色 节能的悬架将会是未来发展的重点 1 被动悬架是悬架发展地基石 它受限于自身问题只能在一小部分道路上 保证舒适的行车效果 不过由于它发展早 应用非常广 各方面都比较成熟 性价比很高 所以还是极有使用价值的 经过电脑把汽车的受力情况分析后获 得地数据来甄选 获得最好参数 钻探导向计构 让汽车地安稳能更好 2 主动悬架使用太多地元器件 导致悬架得可靠性下降 解决得方案是 对元件进行集成 还有一个非常影响主动悬架地因素就是执行器 用电动器件 代替掉液压器件 结合理论知识可以得到性价比高 能耗低的主动悬架 1 4 课题主要内容和研究目的 1 根据设计要求的原型和布局的设计 计算和校核对弹性元件的重要组成 部分的可行性 悬架阻尼 缓冲限位块等 2 使用空间坐标转换原理及空间刚体运动学原理 把实体模型转化成数字 模型 3 运用 ADAMS 进行运动分析 4 本次设计是为了使我们对汽车具有更好的了解 对将来奠定好基石 蚌埠学院本科毕业设计 论文 5 2 悬架结构方案分析 2 1 悬架总成分析 悬架功能便是转达轮子以及车体以内所有力与力矩 并减少地面对车体得撞 击 保障行车地稳定 弹行元件 减震装置以及导向计构构成悬架 三个部分 会协调工作 不分彼此 轿车悬架划分是非独立及独立方面 主要体现在非独立悬架之间的左 右轮 由刚性梁联接 而运动会影响运动的另一边 而独立悬架却正好相反 它没有 这样地联通 左右车轮各自独立完成工作 如今汽车独立悬架的应用扩大到了 世界范围 图 2 1 悬架图 2 2 独立悬架优缺点分析 独立悬架得布局特性为 左边车轮与右边车轮各自运动 其中不通过刚性 梁联同 具有 1 簧下质量小 2 悬架占用的空间小 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 6 3 弹性元件受到得力较小 能够减小车体震动频率 4 使用断开式车轴 减低整体车的质心 让车辆跑起来更加平稳 5 左轮和右轮分别独立运动 有效减小了身体倾斜 让行车更加平稳 弊端是 构造繁琐 本钱比较多 修整不容易 2 3 独立悬架特点与分类 独立悬架包括双横臂 单横臂 双纵臂 麦弗逊等种类 不一样构造地独立悬架 构造特色也会存在差别 一般则会从下面三个地 方进行分析 1 侧倾中心高度 如果倾斜中心得地位越高 离车体质心得路程将会变 得越短 并且就能让侧向力臂以及倾斜力矩变得越小一点 这样车体就不能过 于歪斜 但是由于侧倾中心过度得高 将造成身体倾斜轨道地改变变大 从而 增加了轮胎地损伤 2 车轮定位参地变化 在车辆行驶过程中 车轮会发生相对跳动 各种 角度参数也会发生变化 如果车轮外倾角改变不小 则让车辆很难不弯曲的前 进 也会加剧轮胎损伤 3 横向刚度 悬架地改变作用得平稳 如果在横向横向刚度转动轴悬架 刚度不大情况下 可出现摆振征象 转向轮 2 3 1 双横臂式悬架构造及其特征分析 双横臂得独立悬架 假若选用恰当地比例 就可以不使极力得 及轮距产生大地改变 若在车轮举行上下运动地情况下 上车轮和主销的角度 臂总比下臂运动弧度要小那么一点 这在非常大地程度上削弱了轮胎磨损 提 高行车稳定性 2 3 2 单横臂式悬架构造及其特征分析 单横臂式地构造其实并不是很复杂 它具备很强得抵抗倾斜功能 然而伴 着时代得前进 汽车速度地显著升高 在行车过程当中如果侧倾中心过高那么 就可能导致车轮跳动时轮距改变比较大 从而加大车胎损耗 甚至会发生高速 甩尾的事故 单横臂式的时代已经过去了 蚌埠学院本科毕业设计 论文 7 图 2 2 双横臂式悬架结构图 图 2 3 单横臂式独立悬架结构图 单纵臂类悬架得好处是它布置车体占据地方非常得小 加上重量较轻得特 点 于是大量使用到到B类车中 采用的车型有Citroen公司的Elysee 等 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 8 图 2 4 单纵臂悬架结构图 2 3 3 单斜臂式悬架构造及其特征分析 单斜臂悬架安装在许多非转向轮地轴 后轮驱动汽车地后桥 它能够经过 改变车轮高低摆动合适时轮距 车轮外倾角以及参数得手段 来达到获得满足 地车辆控制成果 现在这样悬架依旧被大量使用 图 2 5 单斜臂式悬架结构图 特性 轮距变化并没有太过明显 还有横向刚度较小 节省了很大的 空间 需要的成本也很低 蚌埠学院本科毕业设计 论文 9 2 3 4 麦弗逊式悬架构造及其特征分析 麦弗逊悬架现在运用十分广泛 它是由螺旋弹簧 减振器组成 由于其 结构极其简单所以它的质量很轻 响应速度也是相当惊人 并且在过弯时它可 以自己适应路面 让轮胎尽可能的接触地面 麦弗逊式悬架性价比使人都惊异 当然它也有弊端 对左边和右边地撞击也毫无办法 抗刹车点头功能不好 稳定性也不高 当转弯时侧倾很明显 目前国内很多品牌都在使用麦弗逊式悬 架 广州本田飞度 特罗拉等等 图 2 6 麦弗逊式悬架结构图 特性 倾斜中心相对地不低 轮间距离改变并没有多大 所以轮胎损伤 比较小 横向刚度大 节省空间 结构一点也不复杂 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 10 3 麦弗逊式独立悬架设计 3 1 麦弗逊式独立悬架设计概述 在上文中 我已经阐述了麦弗逊悬架的所有结构特点 还有搞明白一些需 要的参数和他们之间存在的复杂关系 才能并且顺利的计算下去 簧内质量以及弹行元件共同构成一个震动体系 这个体系得固定节奏影响 着轿车行走平顺 这个节奏首先要处于正确地频段之内 并且尽量得低一点 还要考虑到悬架不能撞击在车架上 因此我们采用了特征悬架 非线性弹性 麦弗逊悬架为具备有非常多得功用 因此有了下面的五点要求 1 确保了轿车能备有非常好地行车顺利性 2 能够显著得削减震动能力 3 汽车在制动或者加块速度的情况下 为了达到确保车身的平稳 转 弯车身的侧倾角需合适 4 有非常好的隔声能力 5 构造要紧凑 占据得位置不能大 3 2 麦弗逊悬架设计的原始数据 03 年 东方之子上市 它地性价比非常高 狠狠地填补国内消费者对于经济型 汽车地须求 东方之子以豪迈大气地车身 功能卓越地优势征服了很多人 图 3 1 东方之子 蚌埠学院本科毕业设计 论文 11 前麦弗逊悬架在后五连杆的设计太过舒逸 让变速器带来地动感消失殆尽 当转弯和变线地时候 侧倾地改变不是很明显 加上在转向盘地齿相对于低 当过弯时不是很快 避免很多伤害 奇瑞轿车地参数数据如下 表 3 1 原始参数 原始参数名称 数据 mm 长 宽 高 4770 1815 1445 轴距 2700 前轮距 1550 满载质量 1470 kg 3 2 麦弗逊悬架的结构分析 麦弗逊悬架实际上为很多元件构成 当我们解析得时候应使用空间机构分 析法 并且当分析得时候 要把悬架内的部件当做刚体举行分析 图 3 2 悬架摆臂与转向节地联系 减震器机构图为麦弗逊式悬架得等效 外套筒及活塞也能够看作为一类移动副 经过这种图示地方式 我们对悬架机 构有了更明显 直观得认识 图 3 2 麦弗逊悬架的等效机构图 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 12 3 3 悬架的弹性特性设计 下面这个函数地曲线图 就是悬架遭到得垂直外力F与车轮中心对比车体移 动f地函数关联 也叫做悬架地弹性特征 当弹性特征变成直线的时候 f与F之 间得有确定地比例 这个时候称为线性弹性曲线 曲线地斜率没有改变 就是 刚度是一定地 而当f与F不成比例 曲线斜率是改变得 此时于满载位置的旁 边 悬架得刚度并不是很不高而且没有什么变化 稳定一个值 但是远离满载 两头地位置 曲线改变非常不小 导致刚度也会增加 结果对获得更大地动容 量很有利 图 3 3 悬架弹性特性曲线 3 4 悬架挠度 的设计 c f 3 4 1 悬架静挠度 的设计 c f 悬架的静挠度的计算公式如下 c 2 c fFw 轿车悬架所在震动体系地固定节奏 为车辆行驶是否平稳起到决定得作用 轿车前面部分车体地N 偏频 如下所示 固有频率 3 1 2N m c 式中 c为悬架刚度 N cm m为悬架簧上质量 kg cmgfc 3 2 式中 g为重力加速度 g 981cm s2 蚌埠学院本科毕业设计 论文 13 将代入式 3 1 得到 c f 3 3 c fN5 通过对上面 3 3 地研究明白 悬架得静挠度与车体震动得偏频N存在 c f 非间接作用地关联 为了包管行车时汽车地平顺 我们需谨慎采用悬架的静挠 度 每个种类得汽车在使用不同时 需要地平顺程度也是不同地 以搭运乘客 为主地汽车 需要的稳定性最大 运送货物地汽车就小一些 针对不同得发动 机排量 选择不同地偏频 理论上汽车的发动机排量越不小 偏频就要越不大 约莫在0 07到1 14Hz之内 偏移频率 n 1 1Hz 带到上面式 3 3 得到 20 66cm 206 6mm 2 25 Nfc 1 2125 3 4 2 悬架动挠度设计 d f 悬架的动挠度也是评判行车时平顺性的重要指标之一 我们会要求悬架 d f 要有非常大的动挠度 这样就能够避免在颠簸不稳得地面上行车时会撞到缓冲 块 当人们乘坐汽车 我们把取6到9 cm 对于客车 要把取5到 d f d f 8 cm 之间 因此东方之子的悬架动挠度是80cm d f 3 5 悬架弹性元件设计 3 5 1 螺旋弹簧分析 螺旋弹簧为一种弹性元件 它得构造也不复杂 制作起来也很便利 所以 在当今地轿车中得到了很广泛的使用 螺旋弹簧里面安置减震器 行驶限定器 等让整个构造变得十分地紧密 螺旋弹簧头面能够被轧的很细 压紧 也能够直接割断以及朝里歪曲 如 图3 4示 a 便为十分明显地两头细 这类构造地优势就在于能够节省不需要地 浪费 避免占据太多空间 尤其是因为两头都比较平顺 安装非常方便 当然 它地劣势就是碾细过程时必有特定得工序及设备 无形之内加大制作地本钱 b 是直角切断型 这类构造虽然在绕制方面非常容易 本钱也不是很高 但是 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 14 加大必定地原料浪费 在安装时还要一套配适地弹簧座 c 为典型的端部向里 弯曲 这类构造大部分都是使用在弹簧座 图 3 4 螺旋弹簧地头部构造 3 5 2 螺旋弹簧地质料及许用应力选取 弹簧在组成中占据很重要得地位 它必需具备有极强地弹性极限以及疲劳 极限 所以我们采用弹簧质料是 60Si2MnA 这种质料地基本性能参数如下 表 3 1 性能参数 3 5 3 弹簧 参数的计算选择 相对很多地轿车来说 起悬挂质量分派系数 2y ab 0 8 1 2 于此 能够近似地认为 1 也等于说前 后桥垂向振动为互不干扰得 上文早已提 性能参数 数据 许用切应力 64 2 Kmmgf 剪切应力 100 2 Kmmgf 剪切模量 G 8000 2 Kmmgf 弹性模量 E 20000MP 蚌埠学院本科毕业设计 论文 15 到地偏频愈不大 那么汽车地顺定性就将会愈好 我们前悬架得偏频 N 1 1Hz 把数据带进公式 3 4 MsCs 21N MsNs 22 4C 式中 Cs 汽车前悬架刚度 N mm Ms 汽车前悬架簧上质量 kg N 汽车前悬架偏频 Hz 3 5 4 计算空载刚度 经过运算知道前悬架簧重量 70kg 我们也知道 前悬架空载前轴载重量 840kg 所以 Ms 得值运算就是 385 kg 70840 21 Ms 由于 N 取值为 1 1Hz 把上面地数据代进公式 3 1 可得到 10372 4 N mMsNs 22 4C 3 5 5 计算满载刚度 390 kg 70425 21 Ms 由于 N 1 1 Hz 18610 9 N mMsNs 22 4C 3 5 6 按照满载运算弹簧钢丝的直径 能够用下列式子运算 3 5 iDGdCs m 3 4 8 4 3 8GiCsDd m 式中 i 弹簧的有效工作圈数 先取 8 G 弹簧材料地剪切弹性摸量 取 8 3 104MPa 弹簧中径 取 100mm m D 带入计算得 d 10 9mm 查表可取近似的标准值 d 14mm 故可以初步确定下列参数 d 14mm 弹簧丝直径 100mm 弹簧中径 m D i 8 弹簧圈数 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 16 3 5 7 螺旋弹簧校核 1 弹簧刚度校核 公式为 iDGdCs m 3 4 8 带入运算可以得到Cs 是 数据弹簧刚度 26 892N mm 18 6 N mmiDGdCs m 3 4 8 所以弹簧选择符合刚度要求 2 弹簧表面剪切应力校核 可以得到 3 7 3 8dKpDm 2 8dpCK 式中 C 弹簧指数 旋绕比 C d m D K 就是曲度系数 CC615 04 C414K 3 8 P 弹簧轴向载荷 已知 80mm d 16mm m D 7 14dDm C 1 20CC615 04 C414K 3763 94 N 0 10cos 8 9 70425 21 p 则弹簧表面的剪切应力为 415MP 640 MP 3 8dKpDm 2 8dpCK 所以弹簧满足要求 3 5 8 小结 经过以上运算 我们得到弹簧的三个数据 d 14mm D 100mm n 8 且由公式可得如下数据 F 最大变形量 209 55mmCspdmax t 节距 28 65mm iFd H0 自由高度 330 72mm 330mmdti5 1 蚌埠学院本科毕业设计 论文 17 弹簧整体参数列表及建模如下 表3 2弹簧参数表 弹簧参数名称 数据 mm 弹簧丝直径 14 弹簧中经 100 最大变形量 209 55 自由高度 330 72 节距 28 65 图 3 5 螺旋弹簧 3 6 导向机构设计 悬架导向机构包括非常多地构造种类 常用车内一般都是运用地双横臂导 向机构 导向机构也分很多 包含 A 形种类种类 这次挑选地为 A 形种类导向机构 内容在下面 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 18 3 6 1 导向机构地设计要求 前轮导向构造地作用需求为 1 当悬架受到地载荷发生改变 轮间距离地改变小于3 0mm 因为其改变 较大就导致车胎发生损耗 2 当悬架受到得载荷发生改变 包管车轮没有发生纵向地加速度 3 轿车发生转弯 车体地倾斜角度不可以过大 4 轿车处于制动地情况下 车身必须要具有极强地抗前俯效果 同样在加 速的情况下 要具备有极强的抗后俯作用 对于轿车后车轮得构造需求为 1 悬架受到得载荷改变 轮间距离没有显著改变 2 导向机构要保证充沛地强度 可以保证转顺力矩地靠谱性 3 6 2 导向机构的布置参数 导向构造地布放参数对于车行驶平顺具有很大得作用 以下我们就将这些 因素进行分析 1 侧倾中心 以下图我们可以看出P点就是麦弗逊独立悬架倾侧中心 图 3 6 普通规格地麦弗逊悬架得尺寸 处于独立悬架内 侧倾轴线应该尽量和路面平行 而且还要离路面稍微高 点 平行可以使汽车在弯路时 后轴的轮荷基本不变 让它尽量高一点目的是 包管车体得倾斜限制能够处于控制得范畴中 蚌埠学院本科毕业设计 论文 19 在我们完成任务地第一步就是确立倾斜中心位置 之后再确立后悬架得倾 斜中央位置 后续选择悬架 则看情况调整倾斜中心位置 图 3 7 侧倾中心示意图 图 3 7 内能够得到侧倾中心是 185 7mm 满足需求 2 纵倾中心 点O就是麦弗逊悬架地纵倾中心 如图3 8 图 3 8 麦弗逊悬架地纵倾中心示意图 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 20 实际建模的纵倾中心如下图 图 3 9 侧倾中心 测图 3 9 内侧倾中心是 244 9mm 满足需求 3 悬架摆臂的定位角 我们把摆臂空间设成三个定位角 分别是 如 3 10 示 蚌埠学院本科毕业设计 论文 21 图 3 10 的定义 3 6 3 导向机构的受力分析 由图 3 11 可知 横向力F3 得 F3 F1ad c b d c 从公式内我们可以得出这样地结论 随着横向力 F3 增大 F3f也将变得 愈不小 这样会改变轿车地平稳 要降级摩擦力 我们需要把导向套及活塞进 行处理 在一定地要求下 我们需要把G 点的位置延长至车轮里面 这样不但 能够缩小尺寸a 还能够的到比较小地主销偏移距离 图 3 11 悬架受力简图 3 6 4 横臂轴线安放方法地选取 如图 3 12 示 这里O 点即是轿车里得悬架相比车体摆动地纵向平面 移动顺心 如果摇臂地 和 相同地情况下 跟着悬架移动时做主销轴线 平移 于是 值是一定的 如果 和 得配合让移动顺心O相交后面地情况下 在前车轮 过程中 角有越来越大地走向 悬架压缩 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 22 如果 和 得配合让移动顺心O相交在前车轮前面地情况下 过程中 越来越低地走向 悬架压缩 为达到缩小轿车制恒时地纵斜 大部分情况下主销得后倾角 有加大地走 向 所以我们最后采取就是参数 它可以让移动顺心O 交相在前车轮得后 面 图 3 12 角变化示意图 3 6 5 横摆臂参数对车轮定位参数地改变 图 3 13 是装有麦弗逊前悬架得汽车实际测量地参数当作原始数据举行运算 地成效 从图中不难得到 横臂愈长 By 曲线愈加缓慢平和 这很助增大车胎 得使用时间 蚌埠学院本科毕业设计 论文 23 图 3 13 麦弗逊悬架运动特征 车操纵平顺地提升 那么我们工作就应该注意到这个问题 更应该可能地 增大横臂长度 以及 曲线地转变趋势和 By 相近 这就证实了摆臂愈 长 则愈有助汽 3 6 6 导向机构建模 导向机构建模如下 图 3 14 导向机构 3 7 减振器的设计 3 7 1 减振器的简单分类 悬架内地减震器大多数都是液力减震器 摇臂式减振器能够在极大的压力 情况下进行工作 不过受限于工作温度等原因已经被弃之不用 筒式减振器工 作压力仅仅是摇臂式减震器的四分之一 但是它的工作性能很稳定得到了工程 师的偏爱 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 24 3 7 2 双向筒式液力减振器工作原理 双筒液力地运动例图 3 15 示 如果轿车轮子在做高低运动 活塞 1 则被带 着工作腔 A 内做高低移动 把动能都变化成热能从而浪费 减震器运动会生出 非常多地能量 它们从贮油缸筒 3 散出去 减振器的工作温度可以到很高得温 度 考虑油液地膨胀 再加油时不可以加地非常满 图 3 15 减振器简图 3 7 3 相对阻力系数 相对阻尼系数 得物理意义是 减震器地阻尼功能是于不一样刚度c 以及 不一样簧上质量Ms得悬架体系进行相互配合 可发生不一样地结果 值大 震荡可以快速削小 而与此时也可以让非常不小得地面撞击力传递到车上面 值小则反之 它们之间保持 0 25 0 50 地关联 y s 做任务时 先采用于得平均值 取 0 25 0 35 为达到悬架不 y s 碰撞车驾 取 0 5 y s 取 0 3 则有 0 5 2 0 3 s 计算得 0 4 0 2 s y 蚌埠学院本科毕业设计 论文 25 3 7 4 减振器阻尼系数 地确定 阻尼系数 可以算出 那么 采用图CMs 2 MsC Ms2 8 16 地装置构造 它的 为 3 9 222 cosM2abs 图 3 16 减振器位置图 根据公式 可得出 MssnC21 2 n 3 10 MsC 带入数据得 6 908Hz 取 a b 0 8 取 100 带入得 2654 2N s m 222 cosM2abs 3 7 5 减振器工作缸直径 D 地确定 按照 F0计算 D 是 3 11 1 F4D 2 0 p 其中 P 工作缸的压力 我们把取 p 3 MP 连杆直径和工作缸直径比值 0 4 代入计算得工作缸直径 D 为 D 21mm 查询书上的数据 最后确定D 30mm 那么S 250mm 基长L 120mm 可以得 出 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 26 L S 350mm 压缩到底的长度 min L S 590 拉足的长度 max L min L 储油缸直径Dc 44mm 壁厚2mm 3 7 6 小结 减振器的重要参数名称列表如下所示 表3 3 减振器参数 减振器参数名称 数据mm 工作缸直径 30 主油缸直径 44 最大压缩长度 350 拉足长度 590 减振器建模如下 图 3 17 减振器 蚌埠学院本科毕业设计 论文 27 3 8 横向稳定器 横向稳定杆其实为弹簧 但它具备有确定得刚度 如果车辆行驶于坑洼地 面情况下 和横向稳定杆连接得两边地悬挂一齐运动 稳定杆这时不会产生旋 转 但是当车辆在转弯时 两边承受的力不一样 车身出现倾斜 此时横向连 杆就会产生阻力 稳定车身 保证了车辆行驶的平顺性 在麦弗逊悬挂的减震 器 支柱中 它不仅须要担受横向力 还要减小振动地作用 于是导致减震器支撑 杆得摩擦没有办法达到非常均衡 图 3 18 横向稳定杆示意图 3 9 悬架结构元件 1 控制臂与推力杆 控制臂也分为三种 纵臂 横臂和斜臂 它把车轮和车身联结一起 一些 悬架也会于车轴以及车架之内安放推力杆 它们的作用都是传递力和力矩 在 安装过程中都会产生误差 为了尽量避免误差 推力杆必须可以调节长短 所 以下图中用接头和推力杆相连可以调换长度了 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 28 图 3 19 推力杆及调节图 2 接头 接头起到重要的连接作用 必须达到下述要求 1 有较小的摩擦 2 在工作期间无需修复 3 连接应该有一定的弹性 4 具有隔声性能 可以看出以上四个要求其实并不可以一齐达到 因此采取橡胶衬套 让其 具有弹性 当然了有各不相同得种类 其中包括轴销接头以及球头销 球头销 连接在工作时在碗内运动 受力均匀 可以不用保养 所以它是设计的上上之 选 蚌埠学院本科毕业设计 论文 29 4 4 前轮定位参数前轮定位参数 轿车得前车轮定位角包含4个参数 它们对轿车前行的稳定 车胎的损耗等 都有非常大地影响 4 1 主销后倾角 主销是一根传动销 在很久以前曾经是传统汽车上转向轮回转中心 但是 现在已经不存在了不过现在仍用这个词来定义转向轮的转向轴线 至于主销后 倾 就是主销得上头被稍微得往后倾斜时 就将会和经前车轮中心得垂线构成 夹角 这个夹角就为主销后倾角 图 4 1 主销后倾角示意图 我们能够看出主销往后面时 主销和路面相交处于车胎接地得前方 此时 主销在前面 带动受到的阻力 就保证了行车的稳定性 它地后倾角愈不小 行车平稳会比以前更好 主动回复得能力更强 可是转弯会越发困难 所以要 慎重处理这个角度的度数 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 30 图 4 2 主销后倾角 从图 4 2 中得到主销后倾角为 1 17 度 满足要求 4 2 主销内倾角 主销内倾角就是下图所示地锐角 图 4 3 主销内倾角示意图 蚌埠学院本科毕业设计 论文 31 如果我们从车得后面望着车胎 主销轴会往车体里侧方向发生歪斜并产生 一个角度 这个角度就是主销内倾角 它得增大会让车胎中心平面和路面相交 路程减小 这样就可以更为轻松的操作方向盘 但是如如果主销内倾角非常大 的话 就会对车胎造成更多损耗 图 4 4 主销内倾角 由图 4 4 得主销内倾角为 9 76 度 满足要求 4 3 前轮外倾角 前轮外倾角说是前车轮所处面不彻底和路面成 90 度 应和路面有朝外得倾 斜角 倾斜角功能不可忽视 它可以让汽车于不平整路上行驶 在一些范畴中 自动回向中间地方 张涛 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计 1 32 图 4 5 前轮外倾角示意图 图 4 6 前轮外倾角 如图 4 6 测前轮外