教案汽车悬架理论与设计

教案汽车悬架理论与设计第一章绪论

§1.2前轮定位参数及独立悬架导向机构教学目的：复习前轮定位参数概念，掌握独立悬架导向机构结构简化模型，了解设计任务和步骤教学重点和难点：双横臂和滑柱摆臂悬架导向机构简化，前轮定位参数前轮定位参数简介

主销后倾角τ主销内倾角σ车轮外倾角γ前轮前束A-B第二页，共14页。9/26/202321.1主销后倾角τ

定义——在汽车纵向平面内，主销BD向后倾斜一个角度，即为主销后倾角τ。AC—轮胎中心垂直线；A—轮胎中心垂直线与地面交点；BD—主销轴线；B—主销轴线与地面交点；l—AC与BD的距离；M—干扰力矩主销后倾角及自动回正作用主销后倾角的自动回正作用——在干扰力矩M作用下，车轮前端向纸面内偏转，汽车偏离直线行驶方向。而地面与车轮之间的侧向附着力FY产生绕主销的回正力矩，该力矩方向与干扰力矩M的方向相反，在其作用下，转向轮自动回到直线行驶状态。第三页，共14页。9/26/202331.2主销内倾角σ

定义——在汽车横向平面内，主销上部向内倾斜一个角度，即为主销内倾角σ。主销后倾角的自动回正作用——转向轮在外力作用下转过一个角度时，车轮最低点将陷入地面以下，但实际上车轮最低点不可能陷入路面以下，因此在车辆重力作用下连同汽车前部被上抬一个高度，使转向轮回到直线行驶的状态。主销内倾角及自动回正作用BD-主销轴线；EF-转向节轴线；FG-轮中心平面；O1O2-竖直线第四页，共14页。9/26/202341.3车轮外倾角γ

定义——在汽车横向平面内，转向轮向远离主销上部方向倾斜一个角度，即为车轮外倾角γ。

车轮外倾角的作用（使满载时车轮中心平垂直地面，减少轮胎偏磨顺）——若汽车空载时车轮无外倾，即车轮中心面垂直路面，则满载时重力作用使车轮中心面向内倾斜一个角度，加速轮胎偏磨损；若汽车空载时车轮存在一定的外倾，则满载时可以使车轮中心平面垂直于地面，减少轮胎偏磨损；但车轮外倾不宜过大。车轮外倾角BD-主销轴线；EF-转向节轴线；FG-轮中心平面；O1O2-竖直线第五页，共14页。9/26/202351.4前轮前束A-B定义——两前轮后边缘距离A与前边缘距离B之差，称为前轮前束。前轮前束的作用（抵消车轮外倾的滚锥效应）——外倾角的存在使车轮滚动类似滚锥，即滚动时两前轮向外滚开，同时车轮受到前桥及转向横拉杆的限制，车轮不能向外滚开，出现边滚边滑的状况，加剧了轮胎的磨损。前轮前束的存在则使车轮滚动接近正前方。第六页，共14页。9/26/202362.1双横臂独立悬架导向机构(点击察看实物结构)双横臂独立悬架导向机构简图O2H2L2L1O1SH1PBEDFGOxzyL2－上摆臂摆动轴线;O2D－上摆臂轴线;L１－下摆臂摆动轴线;O１B－下摆臂轴线;B－下摆臂球销中心;D－上摆臂球头销中心;BD－主销轴线;BDEFP－转向节;EF－转向节轴线;E－主销轴线与和转向节轴线交点;FG－车轮半径;O2－上摆臂轴线与其摆动轴线的垂足;Ｏ１－摆臂轴线与其摆动轴线的垂足;

S－转向横拉杆断开点;P－转向节臂球销中心;H2－螺旋弹簧在下摆臂上的固定点;SP－转向横拉杆;H1－螺旋弹簧在车架上固定点;双横臂独立悬架导向机构及设计任务PW—转向节臂;W第七页，共14页。9/26/202372.2双横臂独立悬架前轮定位参数双横臂独立悬架导向机构简图O2H2L2L1O1SH1PBEDFGOxzy第八页，共14页。9/26/202382.3双横臂独立悬架的设计任务及设计步骤以前悬架为双横臂独立悬架（弹性元件为扭杆）为例：设计任务确定O1、O2和S点坐标主要设计步骤根据悬架主要零件尺寸，确定主要关键点的间距确定扭杆弹簧的安装角度确定是否安装横向稳定杆确定各点坐标，进行悬架运动学计算，检查前轮定位参数变化趋势是否合理根据轴荷及弹性元件刚度进行悬架力学计算，确定悬架刚度，偏频及平衡位置计算前后悬架侧倾角刚度及整车侧偏角，确定是否安装横向稳定杆O2H2L2L1O1SH1PBEDFGOxzy第九页，共14页。9/26/202393.1双横臂独立悬架导向机构(点击察看实物结构)滑柱摆臂独立悬架导向机构及设计任务

滑柱摆臂独立悬架导向机构简图O－摆臂在车架固定点(垂足);

L－摆臂摆动轴线;OB－摆臂轴线;B－摆臂球销中心;

D－悬架在车架上固定点(球销中心);

BD－主销轴线;L’－减振器轴线(与BD不共线);C－减振器杆与油缸交点;A－减振器活塞中心;

EF－转向节轴线;

E－转向节轴线与减振器轴线交点;F－车轮中心;FG－车胎半径;G－车轮接地点;H1－弹簧下支点;H２－弹簧下支点;S－转向梯形断开点;P－转向节臂（转向梯形臂）球销中心;T－由摆臂球销中心向减振器轴线作垂线的垂足第十页，共14页。9/26/2023103.3滑柱摆臂独立悬架的设计任务及设计步骤设计任务确定O、S和D点坐标主要设计步骤根据零件尺寸确定各点间距确定弹簧刚度和自由长度确定是否安装横向稳定杆确定各点坐标，进行悬架运动学计算，检查前轮定位参数变化趋势是否合理根据轴荷及弹性元件刚度进行悬架力学计算，确定悬架刚度，偏频及平衡位置计算前后悬架侧倾角刚度及整车侧偏角，确定是否安装横向稳定杆第十一页，共14页。9/26/202311本节小结复习了前轮定位参数及其作用介绍了双横臂独立悬架和滑柱摆臂独立悬架导向机构结构简化模型介绍双横臂独立悬架和滑柱摆臂独立悬架的设计任务和设计步骤！！重点掌握：针对实车悬架准确说出前轮定位参数！！重点掌握：针对双横臂和滑柱摆臂悬架实物能对应画出结构简图第十二页，共14页。9/26/202312红旗轿车安装的双横臂独立悬架1-下摆臂轴2-垫片3-下球头销4-下摆臂5-螺旋弹簧6-筒式减振器7-橡胶垫圈8-下缓冲块9-转向节10-上缓冲块11-上摆臂12-调整垫片13-弹簧14-上球头销