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本科毕业设计说明书 本科毕业设计说明书越野汽车空气弹簧悬架设计学 院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 摘 要 当今社会，汽车工业的发展无时不刻都在影响着国家经济的发展，人类的进步离不开汽车工业的发展。在全球经济发展的大环境下，中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时，越来越多的外国企业和品牌传播到中国已经成为现实。在新的市场需求的推动下，对越野车空气悬架进行改良和优化是当务之急。生产越野车空气悬架的企业，必须充分考虑到在越野车空气悬架运行中可能出现的问题，尽量使越野车空气悬架的标准化程度越高越好，稳定和强度越来越好，国内越野车空气悬架的研发及制造要与全球号召的稳固牢靠、性能稳定主题保持一致。越野车空气悬架的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。本次毕业设计的题目是越野车空气悬架总成的设计，通过设计出越野车空气悬架总成，来了解它的结构和工作原理，并对之进行优化，使得设计出来的越野车空气悬架总成的结构更合理，更安全。 关键词：汽车；越野车空气悬架；导向机构；优化设计II Abstract In todays society, the development of automobile industry is affecting the development of national economy all the time. Human progress can not be separated from the development of automobile industry. In the context of global economic development, while Chinas industries are influenced by advanced technology from other countries, more and more foreign enterprises and brands have spread to China. Under the impetus of the new market demand, it is urgent to improve and optimize the air suspension of off-road vehicles. Enterprises producing off-road vehicle air suspension must take full account of the problems that may arise in the operation of off-road vehicle air suspension, try to make the higher the standardization degree of off-road vehicle air suspension, the better the stability and strength. The research and development and manufacture of domestic off-road vehicle air suspension should be consistent with the global call for stable, reliable and stable performance theme. The development of off-road vehicle air suspension is closely related to the progress of human society and the level of science and technology. The topic of this graduation project is the design of the air suspension assembly of off-road vehicle. Through the design of the air suspension assembly of off-road vehicle, we can understand its structure and working principle, and optimize it so as to make the structure of the air suspension assembly of off-road vehicle more reasonable and safer. Key words: automobile; off-road vehicle air suspension; guiding mechanism; optimum design目 录摘 要IIAbstractIII第一章 绪 论11.1 汽车及机械行业的发展11.2课题研究的背景和意义21.2.1研究背景21.2.2研究意义31.3 悬架的设计要求41.4 悬架系统的国内外研究现状51.4.1国外研究现状61.4.2国内研究现状71.4.3 悬架的设计水平81.5悬架系统的自然振动频率81.6 悬架的分类91.6.1独立悬架91.6.2 非独立悬架151.6.3 半独立悬架181.6.4主动悬架和半主动悬架191.7 主要设计思路及方法211.7.1研究方法211.7.2研究技术路线221.8 本课题研究的内容22第二章 越野车空气悬架总体结构的设计222.1空气悬架结构分析222.2推力杆的设计计算232.2.1推力杆的直径确定232.2.2推力杆受力分析242.2.3校核推力杆的强度252.3推力杆的强度计算与校核272.4螺栓的选型计算282.5 空气弹簧的分析302.6 空气弹簧力学性能设计322.7 高度控制阀设计33第三章 空气弹簧悬架导向机构的设计343.1悬架导向机构的概述343.2 导向机构的受力分析343.3 横向稳定杆的设计373.4 稳定杆的强度校核373.5悬架及整车的刚度分析383.5.1前轴的侧倾刚度383.5.2后轴的侧倾刚度及侧倾中心39总 结42致 谢44参考文献45V 第一章 绪 论1.1 汽车及机械行业的发展机械制造也的设计水平与制造这水平，预示着一个国家的科学技术水平，其直接影响着国家的经济技术水平。近几年，随着改革开放的大力发展，国家不断的发展自主产业，提高我国机械行业的水平，大力支持制造产业化的构建。现今为止，我们已经逐渐从制造产业大国转化成制造产业强国。最近，国家电影总局刚刚上映一部厉害了，我的国的电影，其中很形象的描述了中国在近五年的制造产业的快速发展。从航海、航天。陆地三个方面进行概括，如建筑行业、到轮船、船舶行业，从飞机制造业，到高铁的上千个零部件的装配，还有历经6年高铁上电子元件自主的研发，无一不彰显着我国制造、技术大幅度的跃进。如同习主席说的，我们不在是世界制造业大国，而是制造业强国。天舟一号与天舟二号的完美对接，实现了中国空间补给的首次胜利，也宣告着，中国有可能成为世界上首个建立太空空间站的国家。从中不仅体现了我国科技水平的提高，机械制造行业的制造水平提高，同时也体现了我国工人技术装配能力的提高。全球最大规模，技术最先进的全自动码头即生孩洋山四期自动化码头的建立，意味着智能化、自动化的机械设备诞生，让我们也看到了制造、机械行业的远景目标，将奔着智能化发展。现在，随着国家政策的逐步推进，人民的生活水平不断提高，物质享受与精神享受的同步发展，将机械制造行业中的技术、工艺、设备、原材料、人员等都在不断的优化、改善和提高。以满足现在以及将来人们的要求。通过技术的引进，消化吸收以及工艺的不断创新，全面质量的不断把控，将制造行业的水平提升到很大的一个层次。一些先进的技术在生产、制造中得到了很广泛的应用，能够很多应用在批量生产中。但是我们同欧美地区发达国家相比，还是存在着很大的差距。例如：计算机辅助设备，其发达国家工艺覆盖率可以达到80%，而我们国家仅仅达到30%左右；发达国家自动化设备的使用率很高，而我们的企业往往会因为各种因素所有的是比较落后的设备。而这些原因往往体现在我们国家技术人员的开发以及创新能力上比较薄弱，有些技术我们只能依靠从国外进口，在其基础杀那个优化或者改进。还有一种原因是缺乏将研究成果应用在大批量企业中，且缺少其管理机制。未来，机械行业与制造行业将逐步向智能化、集成化发展。其不仅释放了人的双手，大大提高生产效率，保证零部件的质量，且能提前预警与预防各种事故的发生。智能机器人，全自动汽车生产链、无人驾驶汽车的开发已经逐步趋于成型。在以后智能化将逐步走向各行各业，将成为工业4.0的主体。1.2课题研究的背景和意义 1.2.1研究背景 悬架是现代汽车上重要组成部分之一，它把车架与车轴，或者车身与车轮连接起来，是传递车身与轮胎之间力与力矩的连接装置，并且，悬架可以减缓冲击，衰减系统的振动，从而保证了良好的平顺性；在路面不平的时候拥有理想的运动特性，从而保证了汽车的操纵稳定性和较高的行驶能力。减振器的功能是吸收悬架垂直振动的能量，并转化为热能耗散掉，使振动迅速衰减。汽车悬架系统中广泛采用液力式减震器。其作用原理是，当车架与车桥作往复相对运动时，减震器中的活塞在缸筒内业作往复运动，于是减震器壳体内的油液反复地从一个內腔通过另一些狭小的孔隙流入另一个內腔。此时，孔与油液见的摩擦力及液体分子内摩擦便行程对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转换为热能，被油液所吸收，然后散到大气中。减振器大体上可以分为两大类，即摩擦式减振器和液力减振器。故名思义，摩擦式减振器利用两个紧压在一起的盘片之间相对运动时的摩擦力提供阻尼。由于库仑摩擦力随相对运动速度的提高而减小，并且很易受油、水等的影响，无法满足平顺性的要求，因此虽然具有质量小、造价低、易调整等优点，但现代汽车上已不再采用这类减振器。液力减振器首次出现于1901年，其两种主要的结构型式分别为摇臂式和筒式。与筒式液力减减振器振器相比，摇臂式减振器的活塞行程要短得多，因此其工作油压可高达75-30MPa，而筒式只有2.5-5MPa。筒式减振器的质量仅为摆臂式的约1/2，并且制造方便，工作寿命长，因而现代汽车几乎都采用筒式减振器。筒式减振器最常用的三种结构型式包括:双筒式、单筒充气式和双筒充气式。悬架中用得最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器。汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力，将振动能量转变为热能，并散发到周围空气中去，达到迅速衰减振动的目的。如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者是在伸张行程进行，则把这种减振器称之为单向作用式减振器，反之称之为双向作用式减振器。后者因减振作用比前者好而得到广泛应用。悬架包括弹性元件、导向装置、减振器和横向稳定器等，如图1-1所示。图1-1轿车悬架系统结构图1.2.2研究意义悬架的主要功能是传递作用在车轮和车身之间的所有力和力矩，并减小汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减承载系统的振动，并且保证了汽车的行驶平顺性，保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。平顺性是现代高速、高效率汽车的一个主要性能，汽车平顺性直接影响到人和车辆。汽车平顺性的好坏直接影响到乘员的舒适性、工作效能和身体健康。因此悬架设计关系到汽车使用性能的好坏，具有重要的理论和实际应用意义。本论文基于凯美瑞轿车，并且结合实际生产，通过对悬架中重要的零部件进行计算校核，设计整个悬架系统，对整车运动学性能的影响进行分析，对实际生产有着重要的意义。一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用，麦克弗逊悬架 (McPherson strut suspension，或称滑柱摆臂式独立悬架)中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用，有些主动悬架中的作动器则具有弹性元件、减振器和部分导向机构的功能。我国公路条件的改善为汽车空气悬架创造了基本的使用条件。国内高速公路的发展对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求，对空气悬架国内市场产生了很大的促进作用。此外，重型汽车对路面破坏机理的研究及认识进一步加深，政府对高速公路养护的重视，限制超载逐步在国内各地受到重视，使空气悬架在重型车市场的应用也将进一步扩大，为适应高速公路运输的需要，高级越野车和大型载货车都必须使用空气悬架。 越野车市场的快速发展将大大拉动空气悬架的需求增长。近几年，空气悬架的需求主要是与高等级越野车的销售量直接相关，据统计，我国高级越野车的市场以每年15的速度增长。根据国家汽车行业“十五规划”要求：我国的越野车将“重点发展适应高速公路需要的大中型越野车，专用越野车底盘及关键总成”并“根据市场需求适当发展高档旅游越野车”。“十五规划”预测，2005年大中型越野车年需求量为1216万辆(其中大型越野车为35万辆，中型越野车为911万辆)，2002年7月，交通部颁布实施营运越野车类型划分及等级评定(JT/T325-2002)行业标准，新颁布实施的标准里面对大中型越野车配置悬架类型作了规定，其中高级大中型越野车必须采用空气悬架，这为空气悬架产品的推广使用创造了一个良好的外部环境。 本论文主要对越野车空气悬架进行设计。通过对越野车空气悬架进行设计，来了解越野车空气悬架的结构组成、工作原理以及以后的发展趋势和现状。 我国生产的越野车空气悬架结构简陋，稳定系数始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的越野车空气悬架的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，越野车空气悬架的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的越野车空气悬架势在必行！本文运用大学所学的知识，提出了越野车空气悬架的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了越野车空气悬架总的指导思想，从而得出了该越野车空气悬架的优点是高效，经济，并且校正质量高，运行平稳的结论。 通过设计越野车空气悬架，要求学生掌握大学四年所学到的知识，了解机械原理，机械设计，以及传动机构设计等方面的知识，综合运用绘图软件对越野车空气悬架进行设计。通过本次毕业设计，综合提高学生的实际应用水平和设计能力。相信此种越野车空气悬架的出现将会大大提高越野车空气悬架的稳定性和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了汽车工业的不断发展。1.3 悬架的设计要求如前所述，汽车悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成了一个振动系统，该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性，并进一步影响到汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性。该振动系统也决定了汽车承载系和行驶系许多零部件的动载，并进而影响到这些零件的使用寿命。此外，悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性的作用。因而在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求：A、通过合理设计悬架的弹性特性及阻尼特性确保汽车具有良好的行驶平顺性，具有较低的振动频率、较小的振动加速度值和合适的减振性能，并能避免在悬架的压缩伸张行程极限点发生硬冲击，同时还要保证轮胎具有足够的接地能力；B、合理设计导向机构，以确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩的可靠传递，保证车轮跳动时车轮定位参数的变化不会过大，并且能满足汽车具有良好的操纵稳定性要求；C、导向机构的运动应与转向杆系的运动相协调，避免发生运动干涉，否则可能引起转向轮摆振；D、侧倾中心及纵倾中心位置恰当，汽车转向时具有抗侧倾能力，汽车制动和加速时能保持车身的稳定，避免发生汽车在制动和加速时的车身纵倾(即所谓“点头”和“后仰”)；E、悬架构件的质量要小尤其是其非悬挂部分的质量要尽量小；F、便于布置，在轿车设计中特别要考虑给发动机及行李箱留出足够的空间；G、所有零部件应具有足够的强度和使用寿命；H、制造成本低；I、便于维修、保养。悬架设计可以大致分为结构型式及主要参数选择和详细设计两个阶段，有时还要反复交叉进行。由于悬架的参数影响到许多整车特性，并且涉及其他总成的布置，因而一般要与总布置共同协商确定。1.4 悬架系统的国内外研究现状汽车能够实现在道路上行驶，主要使靠可以支撑车轮，吸收地面传递的振动的汽车悬架实现的，但是如何降低动力的损失，还有减少燃油的消耗，提高人们乘坐的舒适度这是进行汽车设计时必须要考虑的问题，同时对于购车的人来说，这也是他们选择汽车的主要性能指标。随着社会的发展，近几年以来人民大众经济都好起来，对汽车的舒适性方面和动力性方面等要求非常高。21世纪以来，微电子技术的发展及机电一体化技术的发展已经在人们生活当中随处可见，汽车行业的发展，主要是向着多元化和工业化的方向发展，其中汽车悬架的设计和生产在汽车中具有非常重要的位置。目前汽车对车速和燃油量的要求方面很高，所以汽车悬架的使用对性能将会有十分重要的影响。目前，我国自主汽车的行业发展已到达一定的阶段，针对主要性能零部件已完成了自主研发及批量生产。而且随着近些年汽车行业的飞速发展，国内主要汽车零部件也竞争激烈。针对汽车悬架就是其中很重要的一部分，因为汽车悬架关系着整车的性能及运动安全性。在国外，一方面汽车行驶的路况越来越好，平均车速逐渐提高，另一方面节约能源，减少对环境的污染意识使得发动机正向着大转矩和低转速的方向发展。国家经济的飞速发展，引领国产汽车迈向一个新的起点，人们生活的提高对于性能的要求越来越高。为适应以上情况，提高人们乘坐的舒适性就必须针对汽车悬架进行优化设计。因而目前在国外货车上广泛的采用的是麦弗逊独立悬架，麦弗逊独立悬架具有成本低，质量轻，维修保养简单，噪音小，温升低和整车油耗低等优点。因此被广泛应用，在本设计中也主要对汽车麦弗逊独立悬架行结构的设计与模型的建立。汽车悬架系统的主要功用是支撑车身的重量,并且使汽车稳定有效的进行转向操纵控制,同时有效的分离路面波动对车身的影响。不同的需要导致设计的要求不同,半自动悬架由从动弹簧和需要克服不同路面状况和汽车运行条件的阻尼离的自动减振器组成。由于主动悬架结构复杂而传统的消极式悬架无法满足不同路面状况和汽车运行状况的要求。因此,半自动悬架是目前最常用的悬架系统。半自动悬架系统的优点是带有液压减振使车身在低动力情况下振动降低。目前,许多控制系统是为半自动悬架系统而开发的。从Karnoopp的Skyhook方法开始。这个方法主要是使缓冲器承受一定的力的作用,而这个力是与汽车全速时悬架上的质量成一定比例的。许多调查都是用一维模型,它可以推导出模糊的控制点和控制运算法则。如LQG和活跃控制。由于汽车悬架固有非线性特性,导致这种控制方法不能充分发挥半自动悬架的功用。为充分利用悬架系统的非线性功用。如模糊逻辑控制。神经网络控制和模糊神经控制等智能化控制方法近来都已被科研人员用于非线性悬架系统控制。由于主动式空气悬架弹簧价格较贵，为降低成本，有的企业部分车型前桥使用钢板弹簧，后桥使用空气悬架弹簧。由此可知悬架正充分关注这方面的变化，提高综合开发能力，以适应市场的需求和变化，新型悬架的诞生迫在眉睫。1.4.1国外研究现状国外汽车悬架运动学的研究起步较早，几乎是随着独立悬架的诞生就开始了。汽车悬架弹性运动学的研究，在上世纪80年代兴起。Duym用一种代数形式的经验公式来描述双横臂式独立悬架系统的非线性特性，仿真结果与实验结果基本吻合3。Kuti以有限元为工具，建立了一种客车悬架系统的非线性数学模型4。这些研究表明，建立双横臂式独立悬架系统的简单而又比较准确的非线性数学模型，并将其用于乘坐动力学的非线性研究具有重要意义。特别是近几年来，摒弃了传统设计方法，比较流行的优化设计方法多是基于空间机构运动学原理及多刚体动力学理论，采用计算机辅助设计，获得了理想的设计结果，并有效地提高了工作效率5。双横臂式独立悬架的设计、制造已比较成熟，而且成本低，工作可靠，是当今世界汽车工业中悬架的主导产品。近年来，研究多连杆悬架运动特性的方法不断涌现，D.M.A. Lee等人推导出转向节的速度方程，并应用逐步线性化方法来求解位置问题，Mohamed和Attia应用刚性连杆和转向节之间的约束方程获得悬架的运动特性，Knapzyk和Dzierzec提出的拆杆法以及Lee Unkoo等人的位移矩阵法等6。德国Prof.J.Reimell(耶尔森赖姆帕尔)著的汽车底盘技术对各种悬架运动学及弹性运动学作了详细的分析，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。在悬架运动学分析中，描述了弹簧变形过程中车轮定位值的变化过程；在弹性运动学分析中，描述了弹簧各部件及交接处具有弹性，由轮胎和路面之间的力和力矩引起的车轮定位值的变化，并且给出了一些典型车型的车轮定位参数的变化曲线，这些变化曲线都是实测得到的，可以用来进行操纵稳定性的评价7。德国人阿达姆措莫托所著的汽车行驶性能、德国学者Wolfgang Matschinsky 编写的车辆悬架以及日本学者安部正人所著的汽车的运动与操纵等著作中都对汽车悬架运动学特性做了深入的讨论分析8。1.4.2国内研究现状独立悬架系统的研究在国内也有较长的历史。近几年来，北京理工大学，浙江大学等高校正在开展此方面的研究，并发表了一些论文。对于独立悬架系统的研究，主要是应用线性理论研究汽车乘坐动力学9。目前，独立悬架产品已经实现国产化。但从总体上来看，国内对于独立悬架系统的研究相对较少，产品主要是仿造国外，自主开发能力差，并且缺少具有自主版权的专用软件。在独立悬架系统的研究中，国内基于线性理论的建模与仿真仍处于主导地位，而基于非线性理论的非数学建模与分析也已经引起重视，并有了一定的研究成果10。随着汽车工业的迅猛发展，悬架研究方法不断涌现，对于双横臂式悬架、麦弗逊式悬架等的运动学分析做过大量工作，而对于多连杆悬架系统，清华大学吕振华等利用机械原理中的拆杆法，对五连杆悬架进行了运动分析和受力分析，并应用一种迭代算法分析了考虑橡胶衬套弹性的悬架运动特性，讨论了衬套弹性对车辆性能的影响，清华大学宋健等和同济大学祁宏钟等分别采用瞬时轴线法和近似数值方法确定多连杆悬架的主销轴线，该方法简单可靠，对多连杆运动学理论分析打下基础11。上世纪80 年代起，多刚体系统动力学理论和方法已经较广泛应用于汽车技术领域，一些优秀的多体动力学分析的商业化软件(如MSC.ADAMS 等)使得汽车悬架系统运动学分析技术日臻成熟和完善。吉林大学杨树凯在其发表的多连杆悬架与双横臂悬架运动学和弹性运动学特性分析中，利用ADAMS/CAR 软件对两种悬架系统进行了运动学特性仿真对比分析12。1.4.3 悬架的设计水平汽车悬架系统的研究与设计主要是为了提高汽车整车的操纵稳定性和行驶平顺性。汽车悬架系统的研究与设计的领域也相应地分为两大部分：一是对汽车平顺性产生主要影响的悬架特性；另一是对汽车操纵稳定性产生主要影响的悬架特性。长期以来，国内汽车行业，特别是轿车、微型车行业基本上依靠国外技术生存。虽有众多专家、学者、业内人士不断强调培育本土设计开发能力的重要性，但在缺乏竞争力的环境下，相关企业往往出于短期利益考虑，不愿在此方面进行大规模投入，致使这项工作难以真正落实到位。因此，迄今为出，国内汽车行业对包括悬架系统在内的汽车底盘系统关键产品的设计机理，仍然知之甚少，重复引进到处可见与浪费惊人，而且也往往受制于人。1.5悬架系统的自然振动频率由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量(簧载质量)所决定的车身固有频率(亦称振动系统的自由振动频率)，是影响汽车行驶平顺性的悬架重要性能指标之一。人体所习惯的垂直振动频率是步行时身体上下运动的频率，约为1-1.6Hz。车身固有频率应当尽可能地处于或接近这频率范围。根据力学分析，如果将汽车看成个在弹性悬架上作单自由度振动的质量，则悬架系统的固有频率2为n= (2-1)式中，g为重力加速度；f为悬架垂直变形(挠度)；M为悬架簧裁质量；K (KMg/f)为悬架刚度(不定等于弹性元件的刚度)，是指车轮中心相对于车架和车身向上移动的单位距离(即使悬架产生单位垂直压缩变形)所需要加于悬架上的垂直载荷。由上式可见：A、在悬架所受垂直载荷一定时，悬架刚度越小，则汽车固有频率越低。但悬架刚度越小，在定载荷下悬架垂直变形就越大，即车轮上下跳动所需要的空间越大。这对于簧载质量大的货车，在结构上是难以保证的，故实际上货车的车身固有频率往往偏高，而大大超过了上述理想的频率范围。B、当悬架刚度定时，簧载质量越大，则悬架垂直变形越大，而固有频率越低，故空车行驶时的车身固有频率要比满载行驶时的高。簧载质量变化范围越大，则频率变化范围也越大。为了使簧载质量从相当于汽车空载到满载的范围内变化时，车身固有频率保持不变成变化很小，就需要将悬架刚度做成可变的，即空车时悬架刚度小。而载荷增加时，悬架刚度随之增加。有些弹性元件本身的刚度就是可变的，如气体弹簧；有些悬架所用的弹性元件的刚度虽然是不变的，但是安装在悬架中之后，可使整个悬架具有可变的刚度，例如扭杆弹簧悬架。悬架一般安装在汽车的底部，其是汽车设计过程中不可缺少的一部分，同时也是整车NVH的关键。其主要功用如下：(1) 支撑车轮，用于传递车轮的力矩。(2）为保证汽车良好的平顺性，需要吸收不平路面所引起的振动和冲击。(3）为整车的NVH降低提供保障。(4）保证乘车人员的舒适性。综述所述正确的选择悬架结构形式和性能参数，是影响汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性的直接因素。因此本设计中对轿车的麦弗逊独立悬架进行设计。1.6 悬架的分类1.6.1独立悬架独立悬架系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架系统悬架在车架或车身下面的。优点：1. 质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力；2. 可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；3. 可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；4. 左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。缺点：1. 独立悬架系统存在着结构复杂维修不便的缺点2. 成本高3. 因为结构复杂，会侵占一些车内乘坐空间。现代轿车大都是采用独立式悬架系统，按其结构形式的不同，独立悬架系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架系统等。1,、单横臂式横臂式悬架指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬挂系统，一般和断开式车桥配合使用。按横臂数量又可分为单横臂式悬架和双横臂式悬架。单横臂式具有结构简单，侧倾中心高，有较强的抗侧倾能力的优点，缺点是轮距变化大，轮胎磨损加剧。2、双横臂式按上下横臂是否等长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车轮上下跳动时，能保持主销倾角不变，但轮距变化大，造成轮胎磨损严重。不等长双横臂的横向刚度大，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置、就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，保证汽车具有良好的行驶稳定性。双横臂的上下臂不能起到纵向导向作用，还需要另加拉杆导向。这种结构较双叉臂更简单的双横臂悬挂性能介于麦弗逊悬挂和双叉臂悬挂之间，拥有不错的运动性能。3、双叉臂式用A字或者V字形结构替代双横臂式的单臂。优点：横向刚度大有较好的方向稳定性、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰；缺点：制造成本高、悬架定位参数设定复杂。缺点是响应速度较其他形式悬架要缓慢，横向安装空间大。4、单纵臂式纵臂式悬架是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架，根据纵臂的数量，纵臂式悬架可分为单纵臂式和双纵臂式两种。单纵臂式悬架当车轮跳动时，纵臂以套管的轴线为中心摆动，使扭杆弹簧产生扭转变形，以缓和不平路面产生的冲击，因为车轮上下运动时，主销后倾角会产生很大变化。5、双纵臂式双纵臂式悬架是有两个纵臂，而且其两个纵臂长度一般做成相等，形成平行四连杆机构。这样可使车轮上下运动时，主销后倾角不变，因而这种型式的悬架可以用作转向悬架。6、多连杆悬架连杆式悬架是由多根杆件组合起来控制车轮的位置变化的悬架。适当地选择摆臂轴线与汽车纵轴线所成的夹角，可不同程度地获得横臂式与纵臂式悬架的优点，能满足不同的使用性能要求，舒适性能和操控性能较好。主要优点是：车轮跳动时轮距和前束的变化很小，不管汽车是在驱动、制动状态都可以按司机的意图进行平稳地转向。多连杆式悬架舒适性能是所有悬架中最好的，操控性能也和双叉臂式悬架难分伯仲，高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能和操控稳定性，所以大多使用多连杆悬，可以说多连杆悬架是高档轿车的绝佳搭档。缺点是结构相对复杂，材料成本、研发实验成本以及制造成本远高于其它类型的的悬挂，而且其占用空间大。多连杆独立悬架，可分为多连杆前悬架和多连杆后悬架系统。其中前悬架一般为3连杆或4连杆式独立悬架；后悬架则一般为4连杆或5连杆式后悬架系统，其中5连杆式后悬架应用较为广泛。7、烛式悬架烛式悬架的主销通过上、下支承板固定在车架上，转向节小巧。弹簧装在主销上，车轮沿着刚性地固定在车架上的主销轴线上下移动，车轮上传的力由主销承受并传递至车架，不用装导向机构。烛式悬架的优点是：当悬架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅是轮距、轴距稍有变化，因此特别有利于汽车的转向操纵稳定和行驶稳定。但烛式悬架有一个大缺点：就是汽车行驶时的侧向力会全部由套在主销套筒的主销承受，致使套筒与主销间的摩擦阻力加大，磨损也较严重。8、 麦弗逊悬架麦弗逊式悬架由螺旋弹簧、减震器、A字形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。麦弗逊式独立悬架的物理结构为支柱式减震器兼作主销，承受来自于车身抖动和地面冲击的上下预应力，转向节（也可说车轮，因为转向节作用于车轮）则沿着主销转动；此外，其主销可摆动，特点是主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化，且前轮定位变化小，拥有良好的行驶稳定性。弗逊悬架的构造其实非常简单，而这种简单带来的最大好处就是其质量很轻，并且体积很小，对于很多前置发动机前轮驱动的车辆来说，车头部分的大部分空间都要用来布置横置的发动机以及变速箱，留给悬架的空间并不大，因此麦弗逊悬架体积小质量轻的优势就会表现的非常明显。而结构简单也是麦弗逊悬架最大的软肋。与双叉臂以及多连杆悬架相比，由于减震器和螺旋弹簧都是对车辆上下的晃动起到支撑和缓冲，因此对于侧向的力量没有提供足够的支撑力度。这样就使得车辆在转向的时候车身有比较明显的侧倾，并且在刹车的时候有比较明显的点头现象。很多采用麦弗逊悬架的小型车为了控制成本，也只能将这样的缺陷保留。虽然通过增加防倾杆能减小车辆侧倾，但是却不能根治这种情况。1.6.2 非独立悬架非独立悬架系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架系统悬架在车架或车身的下面。非独立悬架系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都相对较差，在现代轿车中只有成本控制比较严格的车型才会使用，更多的用于货车和大客车上。 优点：1.左右轮在弹跳时会相互牵连，轮胎角度的变化量小使轮胎的磨耗小。2.在车身高度降低时还不容易改变车轮的角度，使操控的感觉保持一致。3.构造简单，制造成本低，容易维修。4.占用的空间较小，可降低车底板的高度。缺点：1.左右轮在弹跳时，会相互牵连，而降低乘坐的舒适性及操控的安定性。2.因构造简单使设计的自由度小，操控的安定性较差。1、钢板弹簧悬架钢板弹簧悬架承载能力大，并且可兼做导向机构，因此结构极为简单，一般和整体桥配合使用。2、扭杆弹簧悬架扭杆弹簧(通常简称为扭杆)是用其自身扭转弹性抵抗扭曲力的弹簧钢杆。扭杆的一端固定在车架或车身其他构件上，另一端连在受到扭力载荷的部件上。 扭杆弹簧也用于制造稳定杆。优点是：与其他弹簧相比，真单位重量的能量吸收率较高，所以可减轻悬架的重量，还能简化悬架系统的配置，；缺点是不能控制振荡，所以要配合减震器使用。3、空气弹簧悬架其优点是固有振动频率低，可保持车高一定；高频绝缘性较好；由于气体的可压缩性，容易获得非线性弹簧特性；缺点是结构复杂，成本较高。1.6.3 半独立悬架拖曳臂式悬架我们姑且称之为半独立悬架，从悬架的大分类来看，所有的悬架可以被分成两大类，即：独立悬架和非独立悬架。但是在但纵臂扭转梁悬架上，这两个分类变得有些模糊。从悬架结构来看属于不折不扣的非独立悬架，因为左右纵向摇臂被一跟粗大的扭转梁焊接在一起，但是从悬架性能来看，这种悬架实现的是具有更高稳定性的全拖式独立悬架的性能。典型的拖曳臂式后悬架加装了防倾杆拖曳臂式悬架大众甲壳虫采用拖曳臂式后悬架 拖曳臂式悬架本身具有非独立悬架的存在的缺点但同时也兼有独立悬架的优点，拖曳臂式悬架的最大优点是左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小。拖曳臂式悬架的舒适性和操控性均有限，当其刹车时除了车头较重会往下沉外，拖曳臂悬架的后轮也会往下沉平衡车身，无法提供精准的几何控制。 不同厂家对这种悬架的称谓不同：如：纵臂扭转梁独立悬架，纵臂扭转梁非独立悬架，H型纵向摆臂悬架等等。归根结底他们都是同一种悬架结构拖曳臂式悬架，只是调教稍有不同。1.6.4主动悬架和半主动悬架悬架系统的刚度和阻尼特性能根据汽车的行驶条件（车辆的运动状态和路面状况等）进行动态自适应调节，使悬架系统始终处于最佳减振状态，称为主动悬架。分类主动悬架系统按其是否包含动力源可分为全主动悬架（有源主动悬架）和半主动悬架（无源主动悬架）系统两大类。 全主动悬架就是根据汽车的运动和路面状况，适时地调节悬架的刚度和阻尼，使其处于最佳减振状态。半主动悬架半主动悬架不考虑改变悬架的刚度，而只考虑改变悬架的阻尼，因此它是由无动力源且只有可控的阻尼元件组成。由于半主动悬架结构简单，工作时几乎不消耗车辆动力，而且还能获得与全主动悬架相近的性能，故有较好的应用前景。半主动悬架按阻尼级又可分成有级式和无级式两种。有级式半主动悬架它是将悬架系统中的阻尼分成两级、三级或更多级，可由驾驶员选择或根据传感器信号自动进行选择所需要的阻尼级。 无级式半主动悬架 它是根据汽车行驶的路面条件和行驶状态，对悬架系统的阻尼在几毫秒内由最小变到最大进行无级调节。1.7 主要设计思路及方法1.7.1研究方法（1）通过查阅相关资料，掌握空气弹簧悬架主要参数。（2）充分考虑已有麦弗逊独立空气弹簧悬架的优缺点来确定空气弹簧悬架的总体设计方案，对现有装置的不足进行分析。（3）对设计的空气弹簧悬架进行修改和优化，最终设计出能满足要求的空气弹簧悬架。1.7.2研究技术路线（1）根据题目和原始数据查看相关资料，了解当今国内外空气弹簧悬架的发展现状及发展前景，撰写文献综述和开题报告。（2）根据产品功能和技术要求提出多种设计方案，对各种方案进行综合评价，从中选择较好的方案，再对所选择的方案做进一步的修改或优化，最终确定总体设计方案。（3）具体设计空气弹簧的驱动装置、工作装置等。 （4）对所设计的机械结构中的重要零件进行校核计算，保证设计的合理性和可行性。；（5）绘制零件图、装配图，完成要求的图纸量；（6）整理各项设计资料，撰写论文。1.8 本课题研究的内容 本次设计主要针对越野车空气悬架进行设计，从越野车空气悬架的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面：（1）通过网络和图书馆查找各种关于越野车空气悬架的相关资料，对越野车空气悬架进行方案的比较和预定。（2）分析越野车空气悬架的结构与参数（3）确定设计总体方案（4）确定具体设计方案（5）越野车空气悬架图纸的绘制。（6）说明书的整理第二章 越野车空气悬架总体结构的设计 2.1空气悬架结构分析 空气弹簧悬架具有变刚度、刚度小、振动频率低、车身高度不变等优点。典型的机械式空气悬架主要包括以下几个部分：(1)空气弹簧 空气弹簧是由橡胶囊所围成的一个密闭容器，在其中贮入压缩空气，利用空气的可压缩性实现其弹簧的作用。这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体气压升高，弹簧刚度增大。反之，当载荷减小时，弹簧内的气压下降，刚度减小，故空气弹簧具有较理想的弹性特性。(2)导向机构 导向机构是承受汽车的纵向力、力矩及横向力。由于空气悬架只能承受垂直载荷，所以需要安装导向机构以承受横向力、纵向力及力矩以使车桥(或者车轮)按一定的轨迹相对车身或车架跳动。(3)减振装置 减振装置主要是用来消耗振动能量，衰减振动。空气作为空气弹簧的工作介质，内摩擦极小，与板簧相比空气弹簧本身只有少量阻尼，所以空气悬架必须装有阻尼器，而且其阻尼要相应增加以达到迅速衰减振动的目的。但如果阻尼过大又会使反应迟钝并向车身传递过多的高频振动和冲击，所以减振器阻尼的匹配是否合理将影响悬架的性能。(4)高度控制阀 高度控制阀是空气弹悬架系统的一个重要组成部分，其主要功能是：随整车载荷变化保持合理的悬架行程；高速时降低车身高度，保持车身稳定性，减少空气阻力；在起伏不平的路面上，可以提高车身高度从而提高了汽车的通过性，空气弹簧的优越性通过安装高度控制阀充分的显现出来。(5)其它附属装置 空气弹簧以压缩空气作为介质，所以必须装有压气机以产生压缩空气，另外为了进一步提高空气弹簧的性能大部分空气悬架还装有辅助气室。现如今，随着科技的迅速发展，很多高档的客车、轿车以及商用车上已经成功的使用了电控空气悬架，这种悬架使用高度传感器和电子控制单元来控制空气弹簧的充气和排气，从而更加提高了空气悬架的控制精度和反应速度。但在功能好的同时也有其缺点：这种汽车悬架的结构更为复杂，而且成本非常高。所以在国内应用的还不是很广泛，但是这是汽车悬架发展的必然趋势。2.2推力杆的设计计算 本次设计的越野车空气悬架的转推力杆主要是起到推动的功能，所以它的尺寸和强度的校核计算非常重要。2.2.1推力杆的直径确定mm （2.1）根据工作条件，取mm2.2.2推力杆受力分析N （2.2） N （2.3） N （2.4）求支座反力垂直面支反力：由，得： （2.5） 由，得： N （2.6）水平面支反力：由，得： （2.7） N由，得： N （2.8） 作弯矩图：垂直面弯矩图：C点 Nmm （2.9）水平面弯矩图：C点 Nmm （2.10）合成弯矩图：C点Nmm （2.11） 作转矩T图： Nmm 2.2.3校核推力杆的强度按弯扭合成应力校核推力杆的强度校核推力杆上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。由文献1，15-5可知，取，推力杆的计算应力 MPa （2.12）选定推力杆的材料为45钢，调质处理，由文献1表可知，MPa。因此，故安全。判断危险截面从应力集中对推力杆的疲劳强度的影响来看，截面IV和V引起的应力集中最严重，而V受的弯矩较大；从受载的情况来看，截面C的应力最大，但应力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。截面V左侧抗弯截面系数 mm （2.13）抗扭截面系数 mm （2.14）截面V左侧的弯矩M为 Mpa （2.15）截面V上的扭矩T为 MPa 截面上的弯曲应 Mpa （2.16） 截面上的扭转切应力MPa （2.17）推力杆的材料为45钢，调质处理。由文献1表可知，MPa，MPa，MPa。由文献1 附表可知，用插入法求出 ，推力杆按精车加工，由文献1 附图可知，表面质量系数为： 推力杆未经表面强化处理，固得综合系数为 （2.18） 由文献1 ，可知，碳钢的特性系数 取 取所以推力杆在截面V左侧的安全系数为 （2.19） （2.20） （2.21）故该推力杆在截面V左侧的强度是足够的。2.3推力杆的强度计算与校核截面V右侧抗弯截面系数 mm抗扭截面系数 mm截面V左侧的弯矩M为 MPa截面V上的扭矩T为 MPa 截面上的弯曲应力 MPa截面上的扭转切应力 MPa截面上由于推力杆肩而形成的理论应力集中系数及按文献1附表查取。因， ，又由文献1附图可得推力杆的材料的敏感系数为 ，故有效应力集中系数按文献1，附为 （2.22） 由文献1附图可得推力杆的截面形状系数为由文献1附图可得推力杆的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为综合系数为 所以推力杆在截面V左侧的安全系数为 故该推力杆在截面V左侧的强度是足够的。2.4螺栓的选型计算 螺栓的强度在机械联接中至关重要，特别是在重要的场合，其强度校核和计算尤其重要。其受力简图如上图所示，图中以合力代替均匀分布的作用力假设应力在剪切面内是均匀分布的，若为剪切面面积，则应力为：与剪切面相切，故为剪应力。2、挤压实用计算在工程上也使用相似剪切的计算方法，假设挤压应力是均匀分布的，则 挤压面面积为挤压面的正投影面积。对于平键接触面面积就是挤压面面积；对于螺栓挤压面面积就是直径平面面积，其值为。3、强度条件 剪切和挤压的强度条件如下：剪切强度条件：挤压强度条件： 式中塑性材料：脆性材料：先按剪切强度设计：?d再用挤压强度条件设计，挤压力为，所以? ?d 最后得到螺栓的抗大强度和抗剪强度是合适的。2.5 空气弹簧的分析 空气悬架多应用于大型客车和无轨电车上，在高级轿车、长途运输重型越野车和挂车上有所应用。其弹性元件是由夹有帘线的橡胶囊或模和充入其内腔的压缩空气所组成的。这种悬架除弹性元件、减振器和导向机构外，一般还装有车身高度调节装置。 由于空气弹簧可以设计的比较柔软，因而空气悬架可以得到较低的固有频率，同时空气弹簧的变刚特性使得这一频率在较大的载荷变化范围内保持不变，从而提高了汽车的平顺性。空气悬架的另一个优点在于通过调节车身高度使得大客车的地板高度和越野车的货箱高度哦随载荷的变化基本保持不变。此外，空气悬架还具有空气弹簧寿命长、质量小以及噪音低等一些优点。按照结构特点，空气弹簧可以分为囊式和膜式两大类，囊式空气弹簧结构相当简单，制造方便，但刚度较高，因而常用于大型客车、无轨电车和越野车，并且常配有辅助气室以降低弹簧刚度，膜式空气弹簧刚度小，适应于用作轿车悬架，但同等空气压力和尺寸下其承载能力小，并且动刚度会增大。本设计的膜式的空气弹簧。图5.1 空气弹簧46 2.6 空气弹簧力学性能设计 空气弹簧的支承、弹性作用取决于空气弹簧内的压缩空气。容积比、气体压缩系数基本上决定了理想空气弹簧的力学性能。空气弹簧是利用橡胶气囊内压缩空气的反作用力作为弹性恢复力的弹性元件。刚度是空气弹簧的重要性能参数，用如下理论公式空气弹簧垂直刚度K计算： (5.1)式中为刚度比，Pa为绝对压力（/），A为空气弹簧的有效面积，V为弹簧的体积，P为示压强 由式（4一l）可知，空气弹簧的有效承压面积及其交化率对空气弹簧刚度的影响显著。囊式空气弹簧工作时有效承压面积交化率较大，弹簧刚度较大。由于分担气囊形变的曲囊越多，气囊有效承面积变化率越小，因此曲囊增多可减小囊式空气弹簧的刚度。在橡胶气囊正常工作气压范围内，膜式空气弹簧的有效承压积面变化率比囊式气弹簧小，即膜式空气弹簧的刚度比囊式空气簧小。同时，膜式空气弹簧可以通过改变活塞底部形状来控制有效承压面积变化率，以获得理想弹性特性。另外，囊式空气弹簧可以通过添加辅助气室，膜式空气弹簧可利用活塞底座空心内腔作为辅助气室来增大气体体积，从而降低弹簧刚度。前悬的空气弹簧刚度K计算: =10600 =114+17.78当静刚度比=1时 131.78 当动刚度比=1.4时 177.38 用下式计算固有频率： （5.2）式中g为重力加速度980;W为簧上质量当用静刚度比时则 合格当用动刚度比时则 合格 弹簧的刚度公式为 从中可以看出，要想获得较软的刚度，应该增大V，但在布置上又不允许占用过高的空间，因而常常采用增加辅助气室的办法来达到增大V，减小刚度的目的。由于空气弹簧无法承受侧向力及转矩，必须为悬架选择恰当的导向杆系。目前常用的有以下三种方式：用钢板弹簧作为导向元件，这种方法的优点在于可以利用以前的零部件，便于改装，同时板簧与空气弹簧联合作用可使悬架弹性特性更接近理想，悬架的偏频在很大载荷范围内近似保持不变。纵臂式，这种方式增加了设计的灵活性，可以较好地保证悬架的纵倾特性，车轮跳动时主销倾角的变化量也能满足要求。A型架式，实际上为纵臂式的变形，其侧向刚度较大，可减小车身侧向摆动的加速度，从而减小悬架中出现的附加载荷，多用于重型车的悬架。在轿车上，一般前悬采用双横臂，后悬采用纵臂式导向机构。 空气悬架车身高度调节机构是一端固定在车架、一端固定在车身上的联动阀，当车引高度变化时，阀动作打开相应的气路，向弹簧气室中补充或由弹簧气室放出空气，达到测节车身高度的目的。 汽车在正常行驶过程中，由于垂向振动或侧倾，车身与车桥之间总会发生相对位移。在设计车身高度调节器时，必须采取必要的措施以防止在此类情况下车身高度调节器频繁动作。2.7 高度控制阀设计 高度控制阀是空气悬架系统的重要组成部分，其作用是保证车辆在任何静载荷下与路面保持一定的高度，而且空气弹簧的优势也只有在采用了高度控制阀的情况下才能充分体现。高度控制阀（以下称高度阀）分为机械式和电磁式，按组成分为带延时机构和不带延时机构。考虑到目前国内空气悬架多采用机械式高度阀，因此针对带延时机构和不带延时机构的两种机械式高度阀进行研究。不带延迟机构的高度阀工作原理：车体荷重增加时，车体下降，空气弹簧压缩，控制杆被推向上方，凸轮转动带动活塞顶开进、排气阀，风缸中的压缩空气通过一段节流通道流入空气弹簧；车架恢复到一定高度后，控制杆会返回平衡位置，此时进气阀被关闭，压缩空气关断。当车体荷重减少时，车体上升，空气弹簧伸长，与荷重增加时情况相反，控制杆被拉下，进、排气阀打开，空气弹簧内的空气经节流通道和活塞内的通道排出。第三章 空气弹簧悬架导向机构的设计 3.1悬架导向机构的概述 空气悬架的主要组成部分除了空气弹簧以外，还有导向杆件、减振器、横向稳定器、高度控制组件及缓冲限位部件等组成。其中，导向机构发挥着非常重要的作用。导向传力机构是空气悬架中的重要部件，要承受汽车的纵向力、侧向力及其力矩，因此要有一定的强度，布置方式要合理，避免运动干涉。空气弹簧在悬架中主要承受垂直，减振、消振，如果导向机构设计得不合理，则会增加空气弹簧的负担，甚至会发生扭曲、摩擦等现象，恶化减振效果，缩短弹簧的寿命。3.2 导向机构的受力分析汽车空气悬架导向机构的主要作用是：在车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间传递或力矩。使车桥(或车轮)按一定轨迹相对车身或车架跳动。图3.1 导向杆受力分析图3.2 导向杆断面图 式中c=337 mm e=346.4 mm A=844.46 得 =5.47 =5.4 导向杆材料的 则高的破坏安全率及降伏安全率分别为=8.71.6 合格 =5.11.3 合格 则低的破坏安全率及降伏安全率分别为=8.91.6 合格 =5.191.3 合格3.3 横向稳定杆的设计 为了降低汽车的固有振动频率以改善行驶平顺性，现在轿车悬架的垂直刚度值较小，从而使汽车的侧倾角刚度值也较小，结果是汽车转弯侧倾严重，影响了汽车的行驶稳定性。为此，现代汽车大多都装有横向稳定杆来加大悬架的侧倾角刚度以改善汽车的行驶稳定性。横向稳定杆带来的好处除了可以增加悬架的侧倾角刚度，从而减小汽车转向时车身的侧倾角外，适当地选择前、后悬架的侧倾角刚度比值，也有助于使汽车获得所需的不足转向特性。通过，在汽车的前、后悬架中都装有横向稳定杆，或者只在前悬架中安装。若只在后悬架中安装，则会使汽车趋于过多转向。横向稳定杆带来的不利因素有：当汽车在坑洼不平的路面行驶时，左右轮之间有垂向相对位移，由于横向稳定杆的作用，增加了车轮处的垂向刚度，会影响汽车的平顺性。 在有些悬架中，横向稳定杆还兼起部分导向杆系的作用，其余情况下则设计时应当注意避免与悬架的导向杆系发生运动干涉。为了缓冲隔振和降低噪声，横向稳定杆与车轮及车架的连接处均有橡胶支承。3.4 稳定杆的强度校核图3.3 横拉杆的受力轴力 式中=3300 kg =则=3415 kg施加在杆上的拉伸（或压缩）应力= 则1.6 合格 1.3 合格3.5悬架及整车的刚度分析 先分别计算前、后轴的侧倾刚度，然后再计算整车侧倾刚度3.5.1前轴的侧倾刚度图3.4 前轴的整车参数3.5.2后轴的侧倾刚度及侧倾中心 图3.5 后轴的整车参数整车的侧倾刚度连接前后侧倾中心的轴线称为侧倾轴。侧倾力矩和侧倾角这里 =0.3 , W=16000kg , H=1310mm 把 h=635mm , G=6.707X107kgmm 代入得：因为要求满足的侧倾角为： （允许有的误差），所以合格总 结直到今天，毕业设计总算接近尾声了，通过这次对于越野车空气悬架总成的设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，特别是对越野车空气悬架总成的设计有了深刻的体会，让我收益颇多。从我接到毕业设计起，自己心里面都在打鼓，现在是验证自己在大学期间学习内容的时候。从设计最初的构思到论文的逐步成型，从零件图的绘制到零件的三维模型的建立，让自己在制作过程中将学习到的内容更加的深入的了解。也让自己明白了自己的不足之处。在论文的书写过程中，从零部件的材料选择，到零件的尺寸设计，到零件的最终确定，自己都是进行逐一的分析，这段时间内也是长时间泡在图书馆，不断地去查找相关的资料，不断的学习，吸收新的知识，对论文的修改也是一次一次的进行。很多时候，遇到自己不懂不明白的地方，往往都在一瞬间想放弃的时候，还是被自己一次次的说服，想着不能就这么就放弃，这样，让自己一步步的坚持下来了。看着自己完成的论文，图纸，犹如自己的荣誉一般，很开心自己在这段时间的付出是有成绩的。在这段时间