关 键 词：

车辆 工程 麦弗逊前 悬架 参数 匹配 运动 仿真 proe adams 毕业论文 说明书 仿单

资源描述：

【车辆工程类】麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真[3D-PROE][ADAMS]【毕业论文说明书】,车辆,工程,麦弗逊前,悬架,参数,匹配,运动,仿真,proe,adams,毕业论文,说明书,仿单

内容简介：

麦弗逊前悬架三维模型 螺旋弹簧 减震器 下横臂 转向横拉杆 转向节 半轴 制动盘 车轮 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 张华 系部 汽车与交通工程 学院 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 杨兆 职称 讲师 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是否 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 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 建立三维物理模型，并在 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 4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 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。 、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 物理模型； （ 3）通过虚拟软件 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 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 214 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 字说明书一份，零件图一套（包括 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 ； ）； （ 4）新闻及网络资料等。 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 优秀毕业设计（论文）推荐表 题 目 麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真 类别 设计 学生姓名 张华 系、专业、班级 汽车与交通工程学院车辆工程 指导教师 杨兆 职 称 讲师 设计成果明细： 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 系部公章： 年 月 日 备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计 毕业设计（论文）过程管理材料 题 目 麦弗逊前悬架参数匹配 与运动仿真 学生姓名 张华 院系 名称 汽车与交通工程学院 专业班级 车辆工程 07 指导教师 杨兆 职 称 讲师 教 研 室 车辆工程 起止时间 务 处 制 本科学生毕业 设计 麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真 系部名称： 汽车 与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 07 学生姓名： 张 华 指导教师： 杨 兆 职 称： 讲 师 黑 龙 江 工 程 学 院 二一一 年六月 s 07011 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 张华 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 指导教师姓名 杨兆 职称 讲师 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 课题 研究现状 ： 汽车作为极其重要的交通工具 ， 在交通运输领域和人民日常生活中的地位日益突出 ， 用户对汽车安全性、行驶平顺性、操纵稳定性的要求越来越高。汽车悬架系统 是汽车的重要部件， 是影响车辆动态特性 关系 最为 密切 的系统 ， 汽车悬架系统 对汽车的操纵稳定性 、 行驶 平顺 性 以及行驶安全 都有很大的影响。 悬架对车辆操纵稳定性的发挥 至关重要 ，操纵稳定性的好坏也影响着汽车行驶平顺性和安全 。悬架系统起着传递车轮和车身之间的力和力矩、引导与控制汽车车轮与车身的相对运动、缓和路面传递给车身的冲击、衰减系统的振动等作用。悬架的性能反映在当车轮上下跳动时，车轮的定位参数变化量保持在合理的范围内，以保证汽车具有所期望的行驶性能。 汽车悬架有非独立悬架和独立悬架两种基本类型。 麦弗逊式悬架 (独立悬架的一种，于 1947年由 任职 于美国 福特汽车公司的 麦弗 逊 (明。 1950年首次 生产使用麦弗逊悬架汽 车 以后，麦弗逊 悬架以其节约空 间 和成本较低成为最为流行的汽车独立悬架系统之一。根据对日本在 1987到 2000年之间生产的轿车的统计，轿车 前悬架导向机构都是以麦弗逊式为主。 1987年末、 1994年末、 2000年末采用麦弗逊 悬架作为前悬架的车型所占比例分别为：69 6、 61 6、 69 3，麦弗逊 悬架在三个统计年度均占第一位。 在全球范围内来看，前悬架都是麦弗逊式占主导地位， 该悬架的突出优点是增大了两前轮的内侧空间，便于发动机横向布置，因此 这种结构广泛应 用于从微型轿车到高级轿车的所有轿车中，且不分驱动桥或非驱动桥均 适用。保时捷 911、国产奥迪、桑塔纳、夏利、富康等轿车的前悬架均为麦弗逊 独立悬架。 麦弗逊独立悬架是现代汽车上广泛采用的一种悬架结构形式。 悬架是连接车轮和车身的唯一部件，车轮把复杂的路况等行驶条件通过悬架系统传递给车身，所以悬架的运动特性、动力特性等的好坏直接决定汽车行驶三种性能能否实现。 合理的几何参数能保证悬架具有良好的运动特性 。汽车在各种行驶条件下， 车轮定位参数随车轮的跳动而变化 , 从而影响汽车的操纵稳定性、轮胎的磨损 、安全性 等 性能 , 是悬架设计主要考虑的指标之一 。 所以在设计悬架时就要 充分 考虑这些因素， 进行 合理 设计，尽量满足使用要求。悬架在成品之前首先要 反复进行 试验， 做悬架的运动学分析，以便进一步进行论证、改进设计。 如何更好的 设计悬架催生了对悬架的研究。 汽车悬架运动学 研究方法很多，对它 的研究在国外起步较早。德国的耶尔森赖姆帕尔著的汽车底盘技术 对各种悬架运动 作了详细的分析，对车轮定位参数做了准确的定义，分析了他们的作用及其对操纵稳定性的影响。阿达姆措莫托著的汽车行驶性能和安培正人著 的汽车的运动与操纵 介绍了悬架运动 对汽车行驶性能的影响 。 近年来 ，随着 计算机技术的迅猛发展，以及各种 基础理论 研究成果 出现 ， 而且 在现代的工程研究领域，计算机仿真技术己成为热门研究课题。 这都 为汽车动力学研究提供了一个方便快捷的手段。国外各主要汽车生产企业和研究机构，如 产品研发部门 使用了大量的多体系统动力学分析软件，在 设计 研 发中发挥了重要作用。 应用得较多的这方面的 软件有美国国 机械系统动力学仿真分析软件 目前世界范围内使用最广泛的 虚拟样机仿真软件 ，应用它可以方便地建立参数化的实体模型，并进行仿真分析。 块是 整合了世界多家 大型汽车企业在汽车设计、开发方面的经验，能够帮助快速建立精确的 包括 汽车车身、发动机、悬架系统、传动系统、转向机构以及制动系统等 系统在内的参数化虚拟汽车模型。 能扩展模块是 于网页的试验设计与分析模块，能对仿真进行实验设计，可以更 精确地对设计进行量化研究，应用 以很方便地进行一系列的仿真试验，从而精确地预测所设计的复杂的机械系统在各种工作条件下的性能，并对试验结果提供专业化的统计结果。 在这种背景下，人们 开始运用 虚拟样机仿真软件 立车辆及悬架系统的复杂动力学仿真模 型，并通过分析得出了许多有益结论。 悬架的运动学 、 动力学仿真分析在汽车悬架系统的设计和开发中占有重要的地位 。 以机械 拟样机仿真技术为前题 ,提出运用虚拟样机仿真软件 先 ,根据悬架各部件之间的相对运动关系 和各部件的参数在 再加上路面激励 ,分析悬架参数在汽车行驶中的变化规律 ，对设计参数进行修改和调整以发现其对各种性能参数的影响 , 然后利用 最终提供 较理想的 产品开发解决方案 。 选题 目的 ： 由于悬架系统在汽车行驶中占有重要地位和发挥关键作用，悬架的设计越来越受到广泛的重视。在传统设计方法的基础上，也出现了许多先进设计方法和技术，比如 限元分析、 模拟仿真、虚拟设计、优化设计等等 。 所以悬架系统的研究设计有广阔前景。 在实际当中， 如果悬架结构设计不当 ， 将会大大影响汽车产品的使用性能 (如转向沉重、车轮摆振、轮胎偏磨严重、影响轮胎使用寿命等 )。 本课题研究的目的就在于运用 悬架的虚拟设计。 在试制前的阶段 运用 架结构布置 和 建模 仿真，获得分析车轮垂直跳动、转动与车轮前束角的变化等关系 ，总结规律 。 并且运用 通过对模型某项或是多项性能指标进行优化 ， 通过调节相应的参数来满足设计要求。 初步验证 运用 行汽车悬架建模和仿真的合理性 ， 为生产实践提供必要的理论支持 。 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， 并且提出优化设计的意见，使参数间的匹配达到良好， 从而为汽车悬架的设计提供一种新的可行性方案。 选题 意义 ： 驶系的 重要的组成部分。其主要任务是 弹性连接 车轮与车架 ， 传递 二者 之间的力和力矩，并缓和冲击、衰减振动。对改善车辆的 操纵稳定性、 行驶平顺性、减轻车辆自重 、改善轮胎的磨损状况 以及减少对公路的破坏具有重要 意 义。 悬架 设计一般采用经验设计 法 、数学推导法以及几何作图等方法 , 在 悬架系统设计、试验、试制 整个 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， 虽然可以满足设计要求 , 但精度和效率不高 。所以 ， 传统的方法已经很难满足日益加速的设计需求 , 为缩短开发周期 , 降低开发成本 , 有必要采用新的设计方法 。 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。 有利于企业抢占市场和发展 先机，提高经济效益和社会效益。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 基本内容： 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 建立三维物理模型，并在 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 悬架 模型。 主要技术指标 ： 1） 车轮跳动时，轮距变 化不超过 4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 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。 拟解决 问题 ： 1） 利用 立了麦弗逊式悬架模型 ； 2） 并进行了 左右车轮计算机运动仿真试验，得出前轮各定位参数随车轮跳动的变化关系； 3） 仿真结束后，以前轮定位参数为主要优化目标，运用 块，通过对麦弗逊式悬架结构不断调整，使车轮定位参数得到优化； 4） 另外还要保证悬架具有较好的横向稳定性、强度和刚度。 三、 技术路线（研究方法） N Y 分析悬架结构和设计要求 确定 悬架 整体空间数据和性能参数 进行动力学仿真分析 获得车轮垂直跳动、转动与车轮前束角的变化等关系的相关数据 优化相关参数 运用 建立三维物理模型 在 件平台上建立 麦弗逊悬架 简化物理模型 数据是否满足要求 建立虚拟麦弗逊 悬架 模型 四、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 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 日 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 日 5 月 8 日） （ 5）设计 字说明书一份，零件图一套（包括 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、 参考文献 （ 1）陈家瑞主编 册 M 械工业出版社， 2000. （ 2）齐志鹏主编 M 民邮电出版社， 2002. （ 3）余志生主编 第四版 M 械工业出版社， 2006. （ 4）刘惟信 M 华大学出版社， 2001. （ 5）曾俊夫 汽车悬挂系统之麦弗逊式独立悬架 J. 当代汽车 ,2007,(7). （ 6）李林果 上 ) 前悬架 J. 汽车与运动 ,2007,(4). （ 7）卫修敬 J. 汽车维护与修理 ,1999,(12). （ 8）丁华 D 苏大学汽车与交通工程学院 （ 9）谷忠雨 ,张光德 ,雷春青 ,张旺 ,李梦 J. 汽车科技 ,2010,(5). （ 10）蒋国平 ,王国林 ,周孔亢 J. 武汉理工大学学报 ,2006,(7). （ 11）廖力成 D 汉科技大学硕士学位论文， 2009. （ 12）汤靖 D 苏大学硕士学位论文， 2004. （ 13）陈黎清 ， 郑泉 ， 王启瑞 J 肥工业工业大学机械与汽车工程学院， 2004. （ 14）陈德民，槐创锋，张克涛等编著 005/2007 虚拟样机技术 M 学工业出版社， （ 15）汤靖 ,高翔 ,陆丹 . 基于 麦弗逊前悬架优化研究 J. 计算机辅助工程 ,2004,(1). （ 16）夏长高 ,邵跃华 ,丁华 J. 农业机械学报 ,2005,(12). （ 17） . F 2010， 06(2). （ 18） i J 2001 (1 ) : 276 279 （ 19） 王晓峰 ,于海峰 . 基于 麦弗逊式独立悬架优化仿真分析 J. 天津汽车 ,2008,(8). （ 20） 朱天军 ,郑红艳 ,王玉昆 . 麦弗逊悬架中的应用 J. 中国工程机械学报 ,2005,(4). 六、备注 七、 指导教师意见： 签字： 年 月 日 毕业设计（论文）指导记录 日期 2011点 导方式 见面指导 指导 记录 （ 指导内容 、存在问题及解决 思路 ） 老师针对本人拿到的设计题目以及任务书上的各项安排，提出 一些具体问题，解答疑惑。毕业设计是本科生必不可少的教学环节，要以严谨认真的态度对待，独立完成。老师还给出毕业设计要达到的基本目标。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题 及解决 思路 ） 老师讲解完成开题报告应注意的事项。开题报告是设计的最初文件，它是在设计者广泛搜集大量相关知识、信息的基础上综合完成的。指导内容包括：如何搜集相关文献、 报告格式及书写规范。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 间接指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 开题报告内容修改。 包括格式、语言、内容。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 业设计（论文）指导记录 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 开题报告最终修改完成，并由老师确认签字。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容：开题报告完成后，进行开题答辩。接下来就是准备相关数据、资料，搜集车型。确定基本参数，经过老师指导对设计的具体 内容、相关文献有基本了解。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容：针对刚开始着手毕业设计的情况，有些不知所措，老师提出先从结构做起，先把悬架结构以及工作原理的来龙去脉搞清楚，接下来的工作才能进行。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 业设计（论文）指导记录 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容：根据选好的文献与资料，与老师交流。遇到不懂得问题，及时向老师请教，得到老师的耐心指导，以便于下一步的工作。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 在老师指导下，大量研究麦弗逊前悬架的结构，细致入微。结合有关资料和文献，根据所选车型的基本数据开始初步计 算。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容： 针对题目是悬架的运动仿真，老师指出，毕业设计主要就是基于某一软件进行的。我所用到的软件是 师首先把这个对我来说比较陌生的软件做一个简明扼要的介绍。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 业设计（论文）指导记录 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 因为 4 月 6 号至 9 号要参加考研复试，向杨老师请假几天。走前老师把我应该完成的内容做了交代。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容：指导关于中期答辩的相关事宜。老师安排要提前准备好相应的参考文献以及数据资料，还有自己一段时间以来所做的所有东西。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容： 审核中期检查表。 针对中期答辩时提出的问题以及软件学习问题，向老师请教。老师对我在 件平台上建立的悬架初步模型产生的问题给予讲解和指导，梳理建模时各种误区。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 业设计（论文）指导记录 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容：杨老师对初步完成的设计内容进行全面细致的批改，并提出了一些意见，这样不仅是我的设计思路更加清晰，也避免走了许多弯路。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容： 老师讲解有关模型运动仿真和参数化建模的问题，对我接下来的工作很有帮助。 学生 （记录人） 签名： 张华 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容： 老师初步审核了我的设计成果，指出不足，并提出许多宝贵意见。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 业设计（论文）指导记录 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容：老师对下 一个阶段的任务作了安排。我在基本完成仿真分析后工作量有过半。接下来就是模型零部件装配，以及编写设计说明书 ，并完成主要零部件的工程图。老师要求要认真细致对待，按时保质保量做好。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容： 针对零部件装配以及 图如何转换成工程图问题听从老师指导。 学生 （记录人） 签名： 张华 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容： 说明书的编写事宜。包括行文、格式，以及说明书的附属内容，包括封面、目录、摘要、翻译和参考文献等。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 业设计（论文）指导记录 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 提交设计成果给指导老师，老师做 审核，指出需要修改的问题，为预答辩做准备。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容：杨老师队最终的排版按要求进行审核。 学生 （记录人） 签名： 张华 指导教师 签名： 日期 2011点 导方式 见面指导 指导记录 （指导内容、存在问题及解决 思路 ） 指导内容： 确认所 有内容已经准备好，并且符合要求，等待参加答辩。 学生 （记录人） 签名： 指导教师 签名： 毕业设计（论文）中期 检 查表 填表日期 年 月 日 迄今已进行 周剩余 周 学生姓名 系部 专业、班级 指导教师姓名 职称 从事 专业 是否 外聘 是否 题目名称 学 生 填 写 毕业设计（论文）工作进度 已完成主要内容 待完成主要内容 存在问题及努力方向 学生签字： 指导教师 意 见 指导教师签字： 年 月 日 教研室 意 见 教研室主任 签字： 年 月 日 毕业设计指导教师评分表 学生姓名 张华 系部 汽车与交通工程学 院 专业、班级 车辆工程 指导教师姓名 杨兆 职称 讲师 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真 序号 评 价 项 目 满分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（ 实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 20 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 10 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性 ；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、 的使用等） 5 8 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得 分 X= 评 语： （参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 指导教师 签字 ： 年 月 日 毕业 设计 答辩评分表 学生 姓名 张华 专业 班级 车辆工程 指导 教师 杨兆 职 称 讲师 题目 麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真 答辩 时间 6 月 21 日 时 答辩组 成员姓名 出席 人数 序号 评 审 指 标 满 分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、 与实际的结合程度 10 2 设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力 10 3 应用文献资料、计算机、外文的能力 10 4 设计说明书撰写水平、图纸质量， 设计 的规范化程度 （设计栏目齐全合理、 、实用性、科学性和创 新 性 15 5 毕业 设计 答辩准备情况 5 6 毕业 设计 自述情况 20 7 毕业 设计 答辩回答问题情况 30 总 分 Z= 答辩过程记录 、评语 ： 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业 设计 评阅人评分表 学生 姓名 张华 专业 班级 车辆工程 指导教 师姓名 杨兆 职称 讲师 题目 麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真 序号 评 价 项 目 满分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 25 5 计算机应用能 力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 15 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性 ；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、 的使用等） 5 得 分 Y= 评 语： （ 参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点 ） 评阅人 签字 ： 年 月 日 毕业设计（论文）成绩评定表 学生 姓名 张华 性别 男 系部 汽车与交通工程学院 专业 车辆工程 班级 设计（论文）题目 麦弗逊前悬架参数匹配与运动仿真 指导教师姓名 杨兆 职称 讲师 指导教师 评分（ X） 评阅教师姓名 职称 评阅教师 评分（ Y） 答辩组组长 职称 答辩组 评分（ Z） 毕业设计（论文）成绩 百分制 五级分制 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 系部公章： 年 月 日 注： 1、 指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩 百分制 =、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 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 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 ; 建模 ; 运动仿真 黑龙江工程学院本科生毕业设计 of is as as of a is of on of it is an is to a I a to a of of as in a a of in of of in of of to of s of in a of a in of of to to s of 龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘 要 . . 第 1 章 绪 论 . 1 题的目的 . 1 题的意义 . 1 架技术研究现状 . 2 究内容和方法 . 3 期结果 . 4 第 2 章 麦弗逊式独立悬架结构分析 . 5 架的组成与分类 . 5 架的组成 . 5 架的分类 . 6 章小结 . 11 第 3 章 麦弗逊式独立悬架设计 . 12 架机构形式确定 . 12 要依据参数的确定 . 14 架的弹性特性和工作 行程 . 15 旋弹簧的设计 . 16 旋弹簧的刚度 . 16 震器结构类型的选择 . 19 震器参数设计 . 23 向稳定杆设计 . 25 向稳定杆的作用 . 25 定杆接头形式选择 . 26 定杆直径计算 . 26 定杆校核 . 28 黑龙江工程学院本科生毕业设计 胎尺寸 . 28 轴初步计算 . 28 章小结 . 29 第 4 章 基于 悬架优化分析 . 30 拟样机技术简介 . 30 拟样机技术的实现 件介绍 . 30 弗逊悬架简化模型 . 31 创建悬架模型 . 32 试悬架模型 . 36 架参数化 . 46 建设计变量 . 47 计点参数化 . 48 体参数化 . 52 化前悬架模型 . 53 法 . 53 化模型 . 55 化方案 . 57 化结果 . 59 化结果的评价 . 62 章小结 . 62 第 5 章 麦弗逊前悬架三维实体建模 . 63 架各零件建模 . 63 轮的创建 . 63 旋弹簧的创建 . 64 动盘的创建 . 65 向节的创建 . 65 横臂的创建 . 65 震器的创建 . 66 他零部件的创建 . 66 架的装配 . 67 件装配概述 . 67 黑龙江工程学院本科生毕业设计 配悬架组件的过程 . 67 章小结 . 69 结 论 . 70 参考文献 . 71 致 谢 . 73 附录 A . 74 附录 B . 79 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1章 绪 论 题的 目的 由于悬架系统在汽车行驶中占有重要地位和发挥关键作用，悬架的 研究 越来越受到广泛的重视。在传统设计 和研究方法的基础上，也出 现了许多先进的 方法和技术，比如 限元分析、模拟仿真、虚拟设计、优化设计等等 。所以悬架系统的研究设计 具 有广阔 的 前景。 在实际当中，如果悬架结构设计不当，将会大大影响汽车产品的使用性能 ，出现 转向沉重、车轮摆振、轮胎偏磨严重、 轮胎使用寿命 缩短 等 现象 。 本课题研究的目的就在于运用 试制前的阶段进行悬架结构布置和建模仿真，获得分析车轮垂直跳动、转动与车轮前束角的变化等关系，总结规律。 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， 通过对模型 某项或是多项性能指标进行优化，通过调节相应的参数来满足设计要求 ,从而为汽车悬架的设计提供一种新的可行性方案 ,为生产实践提供必要的理论支持 。 题的意义 悬架是车辆行驶系的重要的组成部分。其主要任务是弹性连接车轮与车架，传递二者之间的力和力矩，并缓和冲击、衰减振动。 性能优良的 悬架系统 对改善车辆的操纵稳定性、行驶平顺性、减轻车辆自重、改善轮胎的磨损状况以及减少对公路的破坏具有重要意义。 传统的悬架设计一般采用经验设计法、数学推导法以及几何作图等方法 , 在悬架系统设计、试验、试制整个过程中必须边试验、边改 进，从设计到试制、试验、定型，产品开发成本较高， 虽然可以满足设计要求 , 但精度和效率不高。所以，传统的方法已经很难满足日益加速的设计需求 , 为缩短开发周期 , 降低开发成本 , 有必要采用新的设计方法。 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。有利于企业抢占市场和发展先机，提高经济效益和社会效益。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 架技术 研究现状 悬架的运动学、动力学仿真分析在汽车悬架系统的设计和开发中 占有重要的地位。 悬架系统在发挥车辆操纵稳定性方面至关重要。 由于汽车操纵稳定性研究的复杂性和危险性，往往要进行计算机仿真，随 着计算机软硬件的飞速发展，许多新的概念被提了出来 ，如虚拟现实技术 (虚拟试验技术 (虚拟仿真技术 ( 和虚拟原型实验仿真技术 (等，这为车辆计算机仿真技术描绘了美好的前景。虚拟试验技术是一种先进的以高性能计算机系统为支撑平台的计算机仿真技术，是近年来随着计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、并行技术 、传感器技术等一系列技术的迅速发展而发展起来的 。 按传统的方法对新车的操纵稳定特 性进行研究时，需要经过设计、试验，试验总结出来的问题反馈到设计。 设计通过计算、更改后，再试验，这种完全依靠样车试制后对汽车进行试验达到调整汽车性能的做法已经不能满足开发速度和开发质量的要求，所以有必要在设计中 采用虚拟试验技术对汽车 的性能进行预测，以在实际样车试制之前就对其性能进行预测，并提出改进意见，达到提高设计质量和加快设计速度的目的，这对于提高我国汽车设计的总体水平也有着重要的意义。上世纪末兴起的数字化虚拟样机技术是缩短车辆研发周期、降低开发成本、提高产品设计和制造质量的重要途径。随着虚拟产品开发、虚拟制造技术的逐渐成熟，计算机仿真技术得到了广泛应用，而系统动力学仿真就是数字化虚拟样机技术的核心和关键技术。就汽车而言，车辆动力学性能、驾驶操纵稳定性能、平顺性能均为汽车的根本特性，在实际的研发生产过程中对这些性能的研究、测试就必不 可少。为了降低产品开发风险，在样车制造出之前，利用数字化样机对这些上述性能进行计算机仿真，并且优化其参数就显得十分必要了。在概念设计和方案论证中，利用虚拟样机技术，设计人员可以把自己的经验与想象结合在计算机内的虚拟样机里，让想象力和创造力充分发挥。当用虚拟样机来代替物理样机验证设计时，不但可以缩短开发周期，而且设计质量和效率也能得到提高。对操纵稳定性的研究常常采用试验方法和仿真分析方法进行。仿真分析是在计算机上建立简化到一定程度的模型，输入各种操纵控制信号，计算出系统的时域响应和频域响应，以此来表征汽车的操 纵稳定性能。因为仿真分析花费时间短，可以在计算机上重复进行，对各种设计方案进行快速优化 并对比，并且可实现实车试验条件下不能进行的严酷工况分析，因此 广泛地被人们采用。几乎所有汽车生产 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 设计厂家都采用仿真分析的方法来分析汽车的某些性能。 美国 )开发的机械系统动力学仿真软件是应这些要求而诞生的。特别是专门应用于汽车动力学分析的 极大地方便了汽车设计人员的设计工作。 用它可以方便地建立参数化的实体模型，并进行仿真分析。 究内容和方法 应用机械系统动力学仿真分析软件 对 本课题研究 的 主要内容包括以下几个方面： 1 分析车型的结构特点并获取悬架 建模所需要的参数； 2 利用机械系统动力学仿真软件 其特性参数 进行仿真分析，并就结构参数进行优化。 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 建立三维物理模型，并在 件平台上建立麦弗逊悬架的简化物理模型，进行运动 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，建立虚拟麦弗逊悬架模型。 其具体路线如框图 示。 图 计路线图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 期结果 按照任务和进度要求，应该实现这些预期和相应结果：首先在完成必要的设计计算后， 利用 立简化的麦弗逊前悬架模型，并进行运动学仿真，获得相应的性能曲线。然后将模型参数化，创建若干设计变量，进行优化分析，找出影响 悬架性能的主要因素， 为进一步改进设计提供理论基础。 设计完成后应提交的文件和图表： （ 1） 字 的设计 说明书一份 ，包括设计计算部分内容 、悬架建模和仿真分析过程，重点是分析过程 ； （ 2） 零件图一套（包括 零件图） ，基于优化完成后确定的结构参数在三维建模软件，建立悬架总成的装配图、零件图 ； （ 3） 基于 虚拟软件 仿真分析 ，给出具体的实现过程 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 第 2 章 麦弗逊 式 独立 悬架结构分析 架的组成与分类 架的 组成 现代汽车，特别是乘用车的 悬架，形式、种类 会因不同的 公司和设计单位，而有不同形式。但是，悬架系统一般由弹性元件、减 震 器、缓冲块、横向稳定器等几部分组成等。它们分别起到缓冲、减振 、力的传递、限位和控制车辆侧倾角度的作用。 1 弹性元件； 2 纵向推力杆； 3 减 震 器； 4 横向稳定器； 5 横向推力杆 图 车悬架组成示意图 弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，现代轿车悬架多采用螺旋弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。螺旋弹簧只承受垂直载荷，缓 和及抑制不平路面 对车体的冲击，具有占用空间小，质量小，无需润滑等优点，但由于本身没有摩擦而没有减振作用 。 减 震 器是为了加速衰减 由于弹性系统引起的 振动， 减 震 器有筒式减 震 器，阻力可调式新式减 震 器，充气式减 震 器。它是悬架机构中最精密和复杂的机械件。 导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。有些轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定 杆，目的是提高横向刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。 现代汽车悬架的发展十分快，不断出现，崭新的悬架装置。按控制形式不同分为被动式悬架和主动式悬架。目前多数汽车上都采用被动悬架，也就是说汽车姿态（状态）只能被动地取决于路面及行驶状况和汽车的弹性元件，导向机构以及减振器这些机械零件。 架 的 分类 发展至今， 汽车的悬架从大的方面来看， 主要 可以分为两类： 独立 式 悬架和非 独立式悬架 。 另外还形成了一种介于独立和非独立 的中间形式，称为半独立式悬架。 1、 独立悬架 独立悬架是两侧车 轮分别独立地与车架 弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车轮，独立悬架所采用的车桥是断开式的。这样使得发动机可放低安装，有利于降低汽车重心，并使结构紧凑。独立悬架允许前轮有大的跳动空间，有利于转向，便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善。同时独立悬架非簧载质量小，可提高汽车车轮的附着性。如图 ( a ) ( b )( c ) ( d )(a) 双横臂式； (b) 纵臂式； (c) 烛式； (d)麦弗逊式 图 见的独立 悬架 类型 独立悬架的类型及特点： 独立悬 架 的车轴分成两段 （如 图 ，每只车轮用螺旋弹簧独立地， 弹性地连接 安装在车架下面 ，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车轮，独立悬架所采用的车桥是断开式的。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 图 现在，前悬架基本上都采用独立悬架系统， 最常见的有双横臂式和滑柱摆臂式（又称麦弗逊式）。 （ 1） 双横臂式 独立悬架 工作原理：由上短下长两根横臂连接车轮与车身，通过选择比例合适的长度，可使车轮和主销的角度及轮距变化不大。这种独立悬架被广泛应用在轿车前轮上。双横臂的臂有做成 A 字形或 V 字形， V 形臂的上下 2 个 V 形摆臂以一定的距离，分别安装在车轮上，另一端安装在车架上。 如图 示。 。 图 横臂式独立前悬架 1， 62,5347， 8 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 图 主销前转向驱动桥的双横臂悬架 双横臂式独立悬架根据上下横臂的长度相等于不相等又可分为等长双横臂式和不等长双横臂式。等长双横臂式悬架在其车轮作上、下跳动时，可以保持主销倾角不变，但轮距却有较大的变化，会使轮胎磨损严重，故已很少使用，多为不等长双横臂式悬架所取代。不等长双横臂悬架在其车轮上、下跳动时，只要适当地选择上、下横臂的长度并合理布置，即可 使车轮定位参数的变化量限定在允许的范围内。这种不大的轮距改变，不应引起车轮沿路面的侧滑，而为轮胎的弹性变形所补偿。因此不等长双横臂式独立悬架能保证汽车有良好的行驶稳定行，已为中、高级轿车的前悬架所广泛采用。 双横臂悬架的特点。 优点：结构比较复杂，但经久耐用，同时减振器 的负荷小，寿命长。可以承载较大负荷，多用于轻型小型货车的前桥； 缺点：因为有两个摆臂，所以占用的空间比较大。所以，乘用车的前悬架一般不用此种结构形式。 （ 2） 麦弗逊式 独立悬架 （滑柱连杆式） 图 弗逊式独立前悬架 麦弗逊式独立悬架是以其发明者美国通用汽车公司工程师麦弗逊 ( 生命名的 , 也称麦氏悬架 通用的雪佛兰分部想设计一种质量小于 900距小于 2740小型汽车 , 设计的关键是悬架总设计 师麦弗逊创造性地将活塞杆兼做转向主销 , 车轮沿主销轴线跳动 , 前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性同双横臂式独立悬架比 , 它没有上横臂 , 因而增大了两轮间 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 的内部空间 , 给发动机和其他部件的布置带来了方便。 麦弗逊式独立悬架在轿车上应用最为广泛 , 在轻型汽车也有应用 , 例如丰田的特锐小型四驱车、日产的 京现代 中型汽车上 , 仅见于国外的一些轮式装甲车辆 , 例如美国的斯特莱克、瑞士的皮兰哈和意大利的美洲狮等 , 但已呈逐渐增多的趋势。 其工作原理： 这种悬架将减 震 器作为引导车轮跳动的滑柱，螺旋弹簧与其装于一体。 由于 其主销轴线位置在减 震 器与车身连接铰链中心和下摆臂与转向节连接铰链中心的连线上， 车轮上下运 动时，主销轴线的角度会有变化 。 因此 前轮定位参数和轮距也都会相应改变，且变化量可能很大 。 以上问题可通过调整杆系设计布置合理得到解决。 典型的结构如图 图 麦弗逊悬架结构 12345 678座 ;910111213夹 ;1415 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 123456图 弗逊悬架的另一种结构图 麦弗逊独立悬架的特点： 麦 弗逊式是 铰接 式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减 振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。特点是主销轴线 和前轮定位角随车轮的上下跳动而变，这种悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性，结构紧凑，车轮跳动时前轮定位参数变化小，有良好的操 纵稳定性，加上由于取消了上横臂，给发动机及转向系统的布置带来方便 ， 并降低 车辆 的重心 。 技术成熟，结构紧凑，响应速 度快。 虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量最高的悬架结 构（ 结构过于简单，刚度小，稳定性较差，转弯侧倾明显 ，因此应增加横向稳定器，以增强横向刚度 ） ， 但它是一种经久耐用的独立悬架，具有很强的道路适应能力。所以，目前轿车使用最多的独立悬架是麦弗逊式悬架。 2、 非独立 式 悬架 非独立悬架如图 示。其 特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上，当车轮上下跳动时定位参数变化小 。若采用钢板弹簧作弹性元件，它可兼起导向作用，使结构大为简化，降低成本。目前广泛应用于货车和大客车上，有些轿车后悬架也有采用的。非独立悬架由于非簧载质量比较大，高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大，平顺性较差。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 图 独立式悬架结构示意图 章小结 本章 对悬架的基本组成和分类做了一个全面的介绍， 结合具体结构组成，说明悬架系统在汽车行驶时发挥着 必不可少的关键作用。 对两种典型的独立式悬架的特点进行了阐述，对它们的总体布置形式做了初步的说明。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 第 3 章 麦弗逊式 独立 悬架设计 架机构形式确定 1、悬架具体结构形式的选择 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，本章不再累述。所选车型为乘用车。 对乘坐舒适性要求较高，故选择独立悬架。 麦弗逊式 独立悬架是独立悬架中的一种，是一种减震 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发动机前置前驱动轿车的前悬架几乎全部采用了麦弗逊式悬架。 此次设计的悬架为发动机前置前轮驱动的 北京现代 贵版 车型， 由于只知其前悬形式为麦弗逊式独立悬架 和整车基本参数。故设计时参考同类车型，根据所学知识，初步计算确定悬架的结构参数，是为进一步的分析研究的基础。 2、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 在 逐步被其它种类弹性元件所取代。如前所述，由螺旋弹簧 具有占用空间小，质量小，无需润滑等 优点 ，而被大多数乘用车选用 。故本设计 选择螺旋弹簧。 3、减 震 元件 减 震 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 震 器。减 震 器和弹性元件是并联安装的，如图 示。 汽车悬架系统中广泛采用液力减 震 器。液力减 震 器的作用原理是当车 架与车桥作往复相对运动时，而减 震 器中的活塞在缸筒内也作往复运动，则减 震 器壳体 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 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 震 器壳体所吸收，然后散到大气中。本文选择双筒式液力减 震 器 （后有详述） 。 图 减震 器的悬架简图 4、传力构件及导向机构 车轮相对于车架和车身跳动时，车轮（特别是转向轮）的运动轨迹应符合一定的要求，否则对汽车某些行驶性能（ 特别是操纵稳定性）有不利的影响。因此，悬架中某些传力构件同时还承担着使车轮按一定轨迹相对于车架和车身跳动的任务，因而这些传力构件还起导向作用，故称导向机构。 对前轮导向机构的要求 （ 1）悬架上载荷变化时，保证轮距变化不超过 距变化大会引起轮胎早期磨损； （ 2）悬架上载荷变化时，前轮定位参数要有合理的变化特性，车轮不应产生纵向加速度； （ 3）汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小。在 向加速度作用下，车身侧倾角 6。并使车轮与车身的倾斜同向，以增强不足转向效应。 （ 4）制动时，应使车身有 抗 ” 前俯 ” 作用；加速时， 有抗 “后仰” 作用。 （ 5）具有足够的疲劳强度和寿命，可靠地传递除垂直力以外的各种力和力矩。 5、横向稳定器 在多数的轿车和客车上，为防止车身在转向行驶等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架中还设有辅助弹性元件 横向稳定器。 横向稳定器实际是一根近似 个端头与车轮刚性连接，用来 防 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 止车身产生过大侧倾。 其原理是当一侧车轮相对车身位移比另外一侧位移大时，稳定杆承受扭矩，由其自身刚性限制这种倾斜，特别是前轮，可有效防止因一侧车轮遇障碍物时，限制该侧车轮跳动幅度。 要依据参数 的确定 本次设计主要是根据 2010 款 北京现代 贵版 6 档手自一体型 前悬架来进行 的， 具体 车型参数配置 如表 表中 前后轮距数据为参考同类车型确定。 表 京现代 贵版 整体尺寸数据表 车身 长 /宽 /高 4420 2359胎规格 225/60 17R 悬架系统 前： 麦弗逊独立前悬架 后：多连杆 独立后悬架 最大总质量 18211、悬架的空间几何参数 在确定零件尺寸之前，需要先 大体 确定悬架的空间几何参 数。麦弗逊式悬架的受力图如图 示。 根据车轮尺寸，确定 G 点离地高度为 230根据车身高度确定 D 大致高度为 850 O 点距车轮中心平面 120减震器安装角度 图 架空间受力示意图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 架的弹性特性和工作行程 1、悬架频率的选择 对于大多数汽车而言，其悬挂质量分配系数 =而可以近似地认为 =前 后桥上方车身部分的集中质量的垂直振动是相互独立的，并用偏频 ， 表示各自的自由振动频率，偏频越小，