【《汽车双横臂独立悬架主要参数的确定及设计分析》3000字】

汽车双横臂独立悬架主要参数的确定及设计分析目录TOC\o"1-3"\h\u17079汽车双横臂独立悬架主要参数的确定及设计分析 19第1章悬架主要参数的确定 174951.1确定参考车型的主要参数 1216651.2悬架静挠度 254451.3悬架的动挠度 390721.4悬架的刚度计算 415387第2章双横臂独立悬架横臂的设计 5200342.1导向机构设计要求 5210632.2导向机构的布置参数 5271282.2.1侧倾中心 573692.2.2侧倾轴线 6106012.2.3纵倾中心 670872.2.4悬架横臂的定位角 7178892.2.5、下横臂长度的确定 8第1章悬架主要参数的确定1.1确定参考车型的主要参数本文设计的车型主要参数如下表4-1所示。表4-1参考车型主要参数车身长/宽/高（mm）4600/1800/1700整车整备质量（kg）1500总质量（kg）1500+570+200=2050前轮距（mm）1500后轮距（mm）1500前轮胎规格225/65R17最小离地间隙空载180mm满载130mm1.2悬架静挠度悬架静挠度指的是汽车装满人或货物且处于静止状态时悬架受到的载荷去除以悬架的刚度，也就是。汽车的振动系统是由簧载质量以及前后悬架组成的，而它的固有频率也直接影响了汽车行驶的平稳性，所以固定频率的确定非常重要，而现在的汽车前后两个部分的振动基本互不干扰，所以汽车前后两个悬架的固有频率和可以表达为（4-1）（4-2）、为分别为汽车前、后部分车身的刚度(N／cm)；、为前、后悬架的簧上质量(kg)。汽车前后两部分的静挠度还可以用下面两个公式来表示（4-3）=（4-4）式中，g为重力加速度(g＝981cm／)。把、代人计算中，得到：（4-5）（4-6）由上面的计算可以知道：悬架的静挠度对此汽车行驶的平稳性有很大的影响，所以应当选择合适的悬架静挠度。本次设计在选择悬架的静挠度时应当让它们尽可能保持接近，并且要保证后悬架的静挠度要比前悬架的小，这样做的好处是避免汽车产生较大的振动。理论分析证明：当汽车以一个较快的速度通过某个路段时，/＜1时的车身竖直方向角振动要比/＞1时小，所以取＝（0.8～0.9）比较合适。在考虑驾乘人员的舒适性的情况下，选择前悬架的静挠度略大于后面悬架的，大致的范围在＝（0.6～0.8）之间。综上所述，有的时候为了加大后排座位的空间，可以选择前悬架稍微大于后悬架。不同类型的汽车，对汽车行驶的平稳性要求也相应不同。总体上来说，载人的小轿车对平稳性的要求是最高的，然后到客运车，最后到载货车。对于普通级别的小轿车来说，在满载情况下前悬架的频率要求范围在1.02～1.47Hz，而后悬架要高一点1.15～1.55Hz。一般还有一个原则就是级别越高的轿车，它的悬架频率会越低。就拿高级小轿车来说，在高级轿车载满人的情况下汽车前悬架的偏频的范围是0.82～1.17Hz，而后悬架的也会稍微高一点，大约范围是0.96～1.33Hz。对于客运车来说，在满载的情况下，客车前悬架的偏频范围大约是1.0～1.35Hz，而后悬架的偏频大约范围是1.3～1.75Hz。取=1.2Hz，=1.5Hz。代入公式（4-5）和（4-6）中，得=21.56cm,=13.28cm取=22cm，=14cm。1.3悬架的动挠度悬架的动挠度的含义是悬架从汽车满载的平衡开始然后压缩到变形最大的位置，通常是指压缩到其长度的1／2或2／3处，这个时候车轮的中心相对于汽车自身的竖直方向上的移动距离。本设计要求汽车悬架需要有较大的动挠度，为了避免汽车在不平路段行驶时加剧摩擦。不同类型的车，其动挠度往往也是不一样的。对轿车而言，的范围是7～9cm；对客车而言，的范围是5～8cm；对货车而言，的范围是6～9cm。有本文可知，需要使用相对软的悬架来减小悬架偏频来获得良好的行驶平稳性，不过相应的缺点就是偏软的悬架受力时的变化量比较大。对于一般客车来说悬架的静挠度和动挠度之和应该大于等于160mm。对于后悬架：悬架动挠度：=（0.55—0.7）QUOTEfc取=0.6QUOTEfc=0.6×140＝84=130+84=214>160符合要求。1.4悬架的刚度计算在本次设计中：汽车的总质量：m=1500kg，取簧上质量为1400kg；取簧下质量为100kg，满载时总质量为：1500+570+200=2000。本次设计的是发动机汽车前驱型，则由轴荷分配范围表3-2可知：空载后轴单轮轴荷取60%：=450kg满载后轴单轮轴荷取50%：QUOTEm2=（1340+5×60）×55%2表4-2各类汽车的轴荷分配范围车型空载满载前轴后轴前轴后轴乘用车前置发动机前轮驱动（FF）56%~66%34%~44%47%~60%40%~53%前置发动机后轮驱动（FR）50%~55%45%~50%45%~50%50%~55%后置发动机后轮驱动（RR）42%~50%50%~58%40%~45%55%~60%货车4*2后轮单胎50%~59%41%~50%32%~40%60%~68%4*2后轮双胎，长头、短头车44%~49%51%~56%27%~30%70%~73%4*2后轮双胎，平头车49%~54%46%~51%32%~35%65%~68%6*4后轮双胎31%~37%63%~69%19%~24%76%~81%则后悬架的满载的刚度为：=后悬架空载的刚度为：第2章双横臂独立悬架横臂的设计2.1导向机构设计要求导向机构是悬架组成中必不可少的一部分，所以在本次设计中应该对汽车悬架提出以下几点要求：1）当悬架的受力情况发生变化时，两车轮之间的距离变化不应该过大，通常情况不能超过±1.0mm。3）汽车在拐弯的过程中，汽车自身侧倾角要适当。因为当两侧的加速度到达0.4g时，汽车容易发生侧翻。所以要保证汽车和车轮的倾斜角度是相同的，这样就加大了不足转向的效应。4）刹车时，不会出现“点头”和“后仰”的情况。对汽车后轮独立悬架导向机构的要求：1）无论悬架上的载荷的变化情况，汽车两轮之间的距离变化尽量小。2）汽车在做曲线行驶的时候，车论应该与惯性造成的车身倾斜成反方向，这样会减小侧翻的几率。3）导向机构的强度应该要足够的大，否则的话无法有效的传递车架与车轮之间的力和力矩。2.2导向机构的布置参数2.2.1侧倾中心如图5-1展示的就是双横臂式独立悬架的侧倾中心的得出方式。横臂里面和外面都有一个转动点，将他们连在一起并延长就会得到极点p，同时也能知道它的高度，然后就把极点和轮胎接触地面的点连接在一起，这样就能得到侧倾中心W。如果两横臂是平行的话，那么就要做一条条平行线且通过N点，这样也能得到侧倾中心W。其示意图如图5-2所示。图5-1双横臂式独立悬架侧倾中心W的确定图5-2相互平行的双横臂式独立悬架侧倾中心W确定示意图2.2.2侧倾轴线侧倾轴线指的是在独立悬架里，将前后两部分侧倾中心连在一起的线段。在设计中应注意，侧倾轴线需要与水平面平行并应该尽量设计的和地面的距离远一点。这样设计的原因有两个，一是会使汽车前后两轮的载荷变化尽量相等，进而保证了转向的稳定性，离地面的距离尽量远的目的是限制汽车本身的侧倾在可控范围内。需要注意的是汽车前悬架的侧倾中心离地面的距离是一定不会超过150mm（上下摆臂初始角度过大）。下面是独立悬架的侧倾中心距离地面的距离：前悬架O～125mm；后悬架80～155mm。2.2.3纵倾中心本次设计的双横臂式的后悬架的纵倾中心可用如下图5-3的做法得到，具体做法是连接e点和g点，然后做c、d两点的平行线，就会得到一个交点，这个交点就是纵倾中心。下面是纵倾中心的示意图。图5-3双横臂式独立悬架的纵倾中心2.2.4悬架横臂的定位角通常在设计时，设计者都会把独立后悬架的摆臂铰链轴倾斜的布置在结构上，为了能够更简洁明了，摆臂在空间内倾斜的角度如下图可以定义为，摆臂在水平方向的夹角是α角，悬架从上往下看的俯角是β角，悬架开始位置的角为θ角。图5-4α、β、θ的定义2.2.5、下横臂长度的确定汽车车轮的跳动对乘驾人员的行驶感受有很大的影响，而双横臂的独立后悬架两臂的长度对此有很大的影响，所以两臂长的确定十分重要。本次设计采用的是上横臂短，而下悬臂长的设计方案，这样做有两个优点，一是让发动机有更多的布置空间，第二点是能够让悬架的运动特性能够充分体现。轮距变化车轮外倾角主销内倾角图5-8上、下横臂长度之比L1/L2改变时的悬架运动特性图5-8说明了当下方横臂长度保持定值不变时，通过增加上方悬臂的长度来改变L1/L2的数值时得到的汽车两车轮轮距发生的变化，而L1/L2的值从小到大以此为0.4，0.6，0.8，1.0，1.2。在本次设计中，设计的悬架要求在运动时汽车轮距基本保持不变，以提高汽车的平顺性，减少轮胎