轻型货车悬架设计.docx

轻型货车悬架设计底盘是汽车的三大重要部件之一，底盘是汽车的基础结构，也是汽车 的承载结构。本论文涉及到的悬架系统是属于底盘结构中的一局部，悬架 系统的好坏对汽车底盘有着重要的影响。人们开车的时候，经常说这个汽 车的底盘有点硬，导致这种感觉的关键就在于汽车的悬架系统。悬架系统 把车轮与车身弹性连接起来，悬架系统的功能对汽车的驾驶性能有着至关 重要的影响。悬架系统，一般都嵌入安装在汽车的底盘结构中，它把车 身，车架和车轮组成一个弹性连接结构，类似于弹簧，可以发生定量、可 逆的位移来缓解冲击能量，从而保护汽车的关键零部件。悬架系统，由于 自身有一定弹性，可以降低来自于地面施加给车轮的力，减小路面施加给 对车身的冲击载荷，防止由此引起的剧烈振动，从而保证汽车可以平稳轻 松地通过颠簸不平的路面，提高平安性能，保证汽车的操纵稳定性，能够 持续高速行驶。悬架系统虽然是汽车的基础结构，但是它的设计是十分复杂的，也是 十分重要的。悬架系统的基本组成构件有很多，其中重要的有减震器、导 向机构和弹性零件，其他的还有缓冲块，防倾杆，纵向杆等，这些部件保 证了悬架系统的主要功能。现在最流行、最先进的空气悬架和电磁悬架， 也是在基础悬架系统进行改进而得到的。悬架系统对汽车的驾驶舒适性有重要影响，悬架系统的好坏都能通过 实际驾乘感受到，不仅感受特别真切，而且好坏差异特别明显。它能够减 弱来自底部的冲击力，防止汽车剧烈震动，它自身的缓冲性能可以保护汽 车的重要零部件，也可保护车内的人不至于上下窜动，提高汽车适应路况 的能力，保证了汽车驾驶的平安性和稳定性。关键词悬架；振动；稳定性悬架系统为复合结构：前排悬架为独立悬架结构，后排悬架为非独立悬架 结构。2.3本章小结汽车的悬架系统是基础结构，对汽车的各种功用至关重要。上述主要 是从保证轻型货车的特殊功用进行分析，全面考虑独立悬架和非独立悬架 的优势，确定悬架系统的设计方案。企业设计团队决策时，不仅要考虑功 用，还要考虑本钱，制造，维修，市场占有率等其他因素。我仅是从悬架 结构的原理、特性分析，确定了悬架系统的设计方案，可能存在考虑不周 的地方。在后续悬架系统具体零件的设计时，一定要紧密联系生产实际， 全面考虑制造、安装、维修等因素，科学合理地设计相关零部件。经过请 教指导老师，决定前、后悬架分别采用独立与非独立两种不同的悬架结 构，独立悬架结构采用少片弹簧形式，非独立悬架结构采用钢板弹簧形 式。第3章总体方案论证3.1悬架静挠度力悬架静挠度fc为汽车在不动的条件下，车辆满载时，悬架上的载荷 时与悬架刚度C之比，即/”%/C。汽车前半部于后半部的固有频率m和n2的关系如下所示： 一昌12万叫(3J)上式，G、Q为前、后悬架的刚度(N/cm)；、丐为前、后悬架的 簧上质量(kg)。在线性弹性特性的情况下，前、后悬架的静挠度也可按如下计算：于4G(3-2)式中，g为重力加速度(g = 9.8m/s2)。将力1、42代人式©J)到5% =-7="cl(3.3)在数值确定时，应让两个静挠度数值相近，且fc2fd,这样可以防止车 身振动。查阅资料得到，货车在满载条件下，前悬架偏频应为1.50 2.10Hz之间，相应的，后悬架与之对应为1.702.17Hz之间。于是令 %=1.5Hz, 2=i.7Hz,代入上式，计算求出：九二13.532cm,取 ,1=13cm, c2 =11cm 。3.2 悬架动挠度力对于轻型货车，悬架动挠度力通常为510cm之间。前悬架单侧悬架设计簧载质量630kg,空载簧载质量500kg,设计偏频 为。= 1.5Hz,后悬架单侧悬架设计簧载质量1400kg,空载簧载质量440kg, 设计偏频为j=1.7Hz,为了满足空载时的偏频要求，代入(3-1)得 g=53.32N/mm, c2=i48.21N/mmo悬架弹性特性悬架受到的垂直外力F与引起悬架的变形/的关系曲线称为悬架的弹性特性。其切线的斜率是悬架的刚度。悬架的非线性弹性特性对结构性能至关重要。实际的悬架系统设计 中，也都是合理利用非线性弹性特性，到达更好的缓冲效果。3.3 前悬架主销侧倾角与后倾角每辆汽车有两个主销，分别位于左前方和右前方。安装时，分别设置 了内倾角和后倾角，可以阻止汽车跑偏。主销后倾是指汽车纵向平面内，主销轴线上端略向后倾斜。汽车在直 线行驶时，转向轮受到道路外力作用而偏离预定的行驶方向或者因车上人 员不慎触碰方向盘而导致转向轮微片偏，这时转向轮的稳定效应能使其自 动恢复原来的行驶方向。转向轮的稳定效应就是通过设置主销侧倾角与后 倾角的来实现的，预留了一定的弹性恢复力。经过查阅资料并请教指导老师，对于轻型货车，主销后倾角取3°主 销内倾角取9°。3.4 本章小结汽车的悬架性能对驾驶功能影响特别重要，而悬架的功能又取决于设 计参数。我深入领会悬架的设计理念，通过查阅手册，并请教指导老师， 确定了悬架的主要参数：悬架静挠度，悬架动挠度和悬架的弹性特性。为 了增加汽车的稳定性，合理确定了前悬架主销侧倾角与后倾角。这些参数 可以确保悬架的功能，从而使汽车可以平顺的行驶，滤去路面上的颠簸。单片弹簧的刚度为c =6EJ2自口 + (%)3眉1 t 33 1 6Zk'=y' (2 1-/?)321” +4(1 6)(1 7)(1 。)-a第4章总体方案论证4.1 少片弹簧的设计少片弹簧结构在汽车领域应用甚广，它的组成主要包括弹簧和钢片。 少片弹簧的钢片通常是两端薄、中间厚，并且等宽等长，数目通常为一到 三片。少片弹簧结构的重量大幅降低，每一片弹簧之间为点接触，降低了 摩擦系数，汽车的综合驾驶性能更好，还能降低油耗。B'= (A1/2 A2/1) /(/2 /1)式中，=%；6=%2； 当或2%小时，弹簧最大应力点位于、=%，点，这一 点九=Ax+8=28,对应的应力值61 = 3巴（/ ZbA d当人以2万-1）时，最大应力点发生在B点，其值bmax=3居%/ 2bh2b max应小于许用应力R。根据经验，少片弹簧的宽度常取75100mm,取76mm。厚度 hi=10mm,h2=20mm。错误!未指定书签。4.2 钢板弹簧的设计少片弹簧的设计少片弹簧结构，在悬架系统中有两种布置方式：横置和纵置。大多数 情况下都选择重置钢板弹簧，这种结构稳定性高，可靠性强，可以传递更 大的力矩，制造方便。不会差生偏心力矩，平衡稳定性更好，在大多数情 况下，设计时都会选用纵置对称式钢板弹簧结构。4.2.1 钢板弹簧主要参数确实定数据：货车不动时满载簧上质量1400kg,空载时簧上质量为 530kgo静挠度为100mm,动挠度为120mm,轴距为3400mm,半轴套直径 为 85mm。1 .满载弧高。满载弧高fa是指钢板弹簧装到车轴上，汽车满载时钢板弹簧主片上表 面与两端连线间的最大高度差，通常=1020mm，取力= 18mm。2 .钢板弹簧长度L确实定通常情况下，钢板弹簧长度L增加，弹簧的应力变小，工作寿命变 长，汽车的平衡稳定性更好。由经验可知，取长度L为35%轴距，那么 L=35% X 3500mm g 1230mm。3 .钢板断面尺寸及片数确实定a)钢板断面宽度b确实定钢板弹簧的刚度和强度可由书上公式计算得到，查阅机械设计手册， 确定挠度增大系数b的数值。根据上述，计算钢板弹簧所需要的总惯性矩(4-1)(4-1)Jo =(L-般)3c刃/48 石代入数据，计算得到：c = %"=1.5HzJ = 1.5 /1.04(1 + 0.5/7)=1.332由 = (L-ks)3c6/4SE ,求出 J°=7643.2N/mm钢板弹簧总截面系数卬。用下式计算(4-2)% Fw(L-ks)/4crw式中，匕肩为许用弯曲应力。口印取500?/加将式(4-2)代人下式计算钢板弹簧平均厚度hh =2& 二生至巫'(4-3% 6Efc求得 % =9.613 mm,有了与以后，选钢板弹簧的片宽bo推荐片宽与片厚的比值在 610之间确定，令b=80mm。b)钢板弹簧片厚h的选择 矩形断面等厚钢板弹簧的总惯性矩,。用下 式计算/。=泌必/12 (4_4)式中，n为钢板弹簧片数。求得 h=9.7mm钢板断面尺寸b和h符合国产型材规格尺寸。c)钢板断面形状矩形断面钢板弹簧的中性轴，在钢板断面的对称位 置上，工作时一面受拉应力，另一面受压应力作用，而且两外表的拉应力 和压应力的数值相等。采用矩形断面。a)图4-3叶片断面形状a.矩形断面b.T形断面c.单面有抛物线边缘断面d.单面有双槽的断面d）钢板弹簧片数n钢板弹簧片数越少，加工制造就越简单，组装效 率提高。片数少，可以减少摩擦面，能够增强汽车驾驶时的平稳性能。多 片钢板弹簧片数通常为614片之间。设计采用多片普通钢板弹簧，片数取7片。钢板弹簧各片长度确实定首先假设各片厚度不同，那么具体进行步骤如下：先将各片厚度的立方值昭按同一比例尺沿纵坐标绘制在外,图上（图 4-5）,再沿横坐标量出主片长度的一半L/2和U形螺栓中心距的一半 s/2,得到A、B两点，AB线与各叶片上侧边的交点即为各片长度。如果 存在与主片等长的重叠片，就从月点到最后一个重叠片的上侧边端点连一 直线，此直线与各片上侧边的交点即为各片长度。各片实际长度尺寸需经 圆整后确定。求得各片的长度为lx = 1280mm, /2= 1080mm, /3 =951mm, /4-765mm, l5 =592mm, /6 =432mm, /7 =289mmo图4-4确定钢板弹簧长度图4-4确定钢板弹簧长度424钢板许用静弯曲应力验算用公式：cr = (l.39l.55 )/c+(245-315) MPa 4,6劭力)ks)2算出cr =485.5Mpao 在用公式：crmax = -算出 ° =447.95 Mpa<900 MPaoII1 cl X所选钢板弹簧合适。4.2.5 夹紧液压缸的计算L钢板弹簧总成在自由状态下的弧高”。钢板弹簧各片装配后，在预 压缩和U形螺栓夹紧前，其主片上外表与两端(不包括卷耳孔半径)连线间 的最大高度差(图4-1),称为钢板弹簧总成在自由状态下的弧高“°,用下 式计算Ho=(0 + A+ V)(4-5)Af =18.3mm, Ho =148mmo钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径R°= C /8H0=860mmo钢板弹簧各片自由状态下曲率半径确实定 因钢板弹簧各片在自由状 态下和装配后的曲率半径不同(图4-6),装配后各片产生预应力，其值确定 了自由状态下的曲率半径凡各片自由状态下做成不同曲率半径的目的是： 使各片厚度相同的钢板弹簧装配后能很好地贴紧，减少主片工作应力，使 各片寿命接近。图4-6自由状态下钢板弹簧片Fw与矩形断面钢板弹簧装配前各片曲率半径由下式确定此=凡纳(4-6)1 + (2(t0z-1?0)式中，耳为第i片弹簧自由状态下的曲率半径(mm);凡为钢板弹簧 总成在自由状态下的曲率半径(mni)； 名,.为各片弹簧的预应力(N/m机2)； 正为材料弹性模量(N/ mm2),取£ = 2.1x105n/根加2； %为第j片的弹簧 厚度(mm) o在确定各片预应力时，理论上应满足各片弹簧在根部处预应力所造成 的弯矩之代数和等于零圉，即(4-7)i=2>0，叱=0i=(4-8)Mpa, cr()3 =-180 Mpa, cr04 =0 Mpa, cr05 =30各片弹簧的预应力为。小 cr01 =90 Mpa, 。0? =-60Mpa, cr06 =60 Mpa (t07=180 Mpao用式(4-6)计算出各片弹簧自由状态下的曲率半径4。7?) =2910mm, R2 =2368mm, R3 =2037mm, 7?4 = 1786mm, R5 = 1697mm, R6 = 1642mm,= 1642mm o如果第i片的片长为4,那么第i片弹簧的弧高为(4-9)算得 =38 mm, =46 mm, H. =41 mm, H. =34 mm, H. =24 mm, 1乙JI*J”6=15.6 mm, /7 =8.4 mmo钢板弹簧强度验算由于钢板弹簧叶片在自由状态下的曲率半径4是经选取预应力外,后 用式（4-6）计算，受其影响，装配后钢板弹簧总成的弧高与用式 凡=1?/80计算的结果会不同。因此，需要核算钢板弹簧总成的弧高。根据最小势能原理，钢板弹簧总成的稳定平衡状态是各片势能总和最 小状态，由此可求得等厚叶片弹簧的此为(4-10)(4-10)(4-11),一1二台与R。式中，4为钢板弹簧第i片长届。求得人=905 mm。钢板弹簧总成弧高为“"2/74求得 H=140 mmo钢板弹簧强度验算汽车行驶中，后悬架结构受的力最大，在它的前半段出现最大应力 bmax用412）式计算b = G2m2LQ2 + 油 +(4_12)max - (/ + l.)W0 bh此外而且，也有必要校核汽车通过不平路面时钢板弹簧的强度。许用应力cd取值为1000N/ mm2ocrm =894. 8 N / mm2 <1000 N / mm2, III dX'所以选用的钢板合适。(4-13)各字母代表的物理参数为，工为沿弹簧纵向作用在卷耳中心线上的 力；D为卷耳内径；b为钢板弹簧宽度；均为主片厚度。许用应力取为350N/ mm2oa =117. 9N / mm2 <350N / mm?合适。钢板弹簧60SiMnVB钢加工。The Design Of Light Truck SuspensionAbstractChassis is one of the three important parts of the car, chassis is the basic structure of the car, it supports the main structure of the whole car, but also the bearing structure of the car suspension system involved in this paper is a part of the chassis structure, suspension system has an important impact on the car chassis When people drive, they often say that the chassis of the car is a little hard. The key to this feeling is the suspension system of the car. The suspension system connects the wheels with the body elasticity, the demand for speed and force is not the same.When the car is going uphill, the car mainly needs strong traction to overcome gravity to do work and pass the long slope smoothly, generally embedded in the chassis structure of the car, it makes the body, frame and wheels into an elastic connection structure, similar to the spring, can produce quantitative reversible displacement to alleviate the impact energy, so as to protect the key parts of the car. Suspension system, because itself has certain elasticity, and can reduce from the force imposed on the wheel on the ground, reduce the road impact load imposed on the body, avoid the resulting violent vibration, thus ensuring smooth cars can easily through the bumpy road, improve safety performance, ensure the vehicle steering stability, can be sustained high speed.Although suspension system is the foundation of automobile structure, but its design is very complicated, it is also important components of suspension system, some important shock important steering mechanism and elastic parts, buffer block, are also included in the sway bar, longitudinal rod, etc., these are the basic part of the suspension system Now the most popular The most advanced air suspension and electromagnetic suspension are also improved from4.3本章小结上一章确定了悬架系统的基本参数，从而保证了悬架系统的功能，这 些参数直接决定了悬架选型的方案结构。本章根据确定好的悬架性能参数 和悬架系统组合方案，完成了悬架系统的具体结构设计：前排悬架为少片 弹簧结构，后排悬架为钢板弹簧结构。根据轻型货车的特点，综合分析纵 置和横置少片弹簧结构的优点，确定采用纵置中心对称少片弹簧结构，确 定了少片弹簧的基本参数，根据条件，计算得到少片弹簧结构的各零 件尺寸。确定钢板弹簧的主要参数和结构方案，通过强度计算得到钢板片 数为7,根据静态弯曲强度校核理论，计算得到钢板弹簧各片长度，根据 夹紧液压缸的计算分析，确定了钢板的厚度；钢板弹簧结构所有尺寸确定 出来后，并通过强度校核计算，经过验证，设计的尺寸参数满足强度和刚 度要求。第5章 减振器机构类型及主要参数的选择计算减振器的分类汽车的悬架系统里都装有减振器，其作用原理如下所述，车轮受到地 面的冲击力，这些力刚性的传递到悬架系统。悬架系统的弹簧是来缓冲振 动的，而减震器是用来消除冲击能量的，减振器利用冲击能量使活塞做功 产生热量排放出去，从而消除冲击能量，保证汽车能够平稳地行驶，不会 发生剧烈的振动。汽车上的减振器种类很多。根据作用原理区分有液压式减震器、阻力 式减震器、气压式减震器；根据弹性介质不同，又可分为橡皮减震器、弹 簧减震器；根据结构不同，可分为双筒式、支柱式、单筒式；按照控制原 理来分，又有电子控制减振器和磁流变控制减振器。通过借鉴相关车型，并咨询知道老师的意见，双作用双筒式减速器能 够满足悬架的功能要求，能够保证汽车行驶的平衡稳定性，确保汽车的综 合性能。5.1 相对阻尼系数中减振器正常工况下，阻力F和速度v符合如下公式：尸=a(5-1)b为减振器阻尼系数。用相对阻尼系数中的来衡量振动衰减的程度。中的计算公式如下:二° I(5-2)(5-2)27 cm、各字母的含义为：c是悬架系统的垂直刚度；ms为簧上质量。计算时，,工(叫+叭)/2。根据指导老师的设计经验，假如路面行驶条件不好，中值尽量大, 般取叫0.3；为防止碰撞的发生，取叫=0.5叫。中s=0.36那么取叫=0.5中s=0.18。53减振器阻尼系数确实定减振器阻尼系数b = 2i/4cm o因悬架系统固有振动频率g =，所以有5 = 2以4&,推导之后得:2i/inscon2a2(5-3)减振器在不同的安装条件下，阻尼系数计算公式是不同的。减振器在如下安装条件中，减振器的阻尼系数如下所示得出:2i/mscon222a cos a(5-4)其中，a是减振器轴线与铅垂线形成的夹角。 减振器按照5-2c中安装时，其公式变为：2 忆4 cocos2 a(5-5)图5-2减振器安装位置前、后悬架的减振器均采用图5-2c所示安装的，代入数据，计算得 到：前悬架减振器的3二62. 146,后悬架减振器的3:99. 63。5.4 最大卸荷力Fo确实定活塞速度叫做卸荷速度也，在减振器安装如图5 2c所示vY. = Aco- acosa/n(5-6)各字母的具体含义为，八为卸载速度，一般为0.120.29m/s； A为汽 车固有振幅，数值为±40mm,0为悬架振动固有频率。减振器八二 126.56mni/ s。根据最大卸荷力的计算公式：尸。=/叭。求得减振器F0=7993.2No5.5 创立零件查找公式，最大卸荷力F。与工作缸直径D的关系如下所示:(5-7)计算公式里，p为工作缸允许的最大压力，通常为25Mpa；入为连 杆直径与缸筒直径的比值，对于双筒式减振器，通常人=0.420.52壁厚取为5mll1,材质为20#钢。计算得，减振器工作缸直径D:54mni。5.6 本章小结为了减少汽车受地面影响而剧烈震动，悬架系统里安装有专门的弹性 元件用来缓冲地面的冲击力。但是，弹性元件并不能彻底消除冲击能量。 为此，就需要安装减震器，减震器是一种能量转换装置，能够利用冲击能 量做功，使其转换成热能，然后排放到大气中，从而彻底消除了冲击能 量。减振器是汽车悬架系统的重要功能部件，它能提高悬架的减震功能， 增加对各种路面的适应能力，还能保护汽车的关键零部件，提高使用寿 命。本章通过分析各种减震器的结构特点，并借鉴其他车型减震器的选型 经验，确定了轻型货车减震器的结构，并合理确定基本参数，采用动力学 性能仿真研究，通过设计计算，所设计的减振器符合功能和强度要求。结论悬架系统是汽车的基础系统，支撑着整个车身，是汽车的根底，它的 功能完备性和强度可靠性决定着整车的平安性能。针对本次悬架的设计任 务，我借鉴了长城皮卡的设计经验，主要从适用性，功能性，平安性出 发，确定了悬架的形式和结构。本次悬架系统设计，我请求老师的意见， 想做一次大胆创新的设计：汽车的前悬和后悬选分别选择了不同的悬架结 构，汽车前排为主动转向调节，非独立悬架形式可以保持其稳定性。后排 为被动转向调节，独立悬架形式可以增加其适应性。通过这样的创新设 计，将原来复杂的结构变简单了，综合了两个悬架结构的优点，汽车的行 驶稳定性和适应性大大提升，悬架性能实现了最优化叠加。悬架的空间结 构布置更紧凑合理，汽车的抓地性能更好，可以满足长时间高速行驶的需 求。本论文仅仅从理论层面设计了汽车的悬架，选用的都是经验公式和数 据，缺少实验验证，设计中可能存在诸多不合理之处。实际的汽车悬架结 构应该是在实验中择优选取的，不断的比照，产生最合适的悬架系统。毕业设计时间有限，任务繁重。我采用纯机械结构设计了轻型货车的 悬架系统，完全可以满足其功能要求，保证平安稳定驾驶。但是，现在的 汽车悬架技术开展迅猛，空气悬架，电磁悬架等系统应运而生。等忙完毕 业设计，我一定会研究当下最先进的自动控制技术，争取在机械悬架的基 础上，引入机电液一体化自动控制技术，可以按照驾乘人员的意愿自动调 节车身底盘的高度，调节底盘的“软硬”，从而更好地满足驾驶员的驾驶 乐趣。对于悬架系统，可以利用三维软件建模，利用软件的运动仿真功能分 析结构的运动特点，从而更直观的发现结构设计的问题。UG是德国西门 子公司开发的高端三维软件，在中国高校和企业广受欢迎。UG软件功能 强大，它可以实现产品从设计到加工的全过程控制。我们可以利用它，根 据二维图纸，建立三维模型，从立体的角度观察，原有的结构设计是否存 在不合理的地方，是否有运动干涉，使抽象复杂的问题变得更为直观简 单。此外，UG也丰富了我们的见识，就拿常见的曲柄连杆机构来说，我 们只是在课本上看看它的具体结构，掌握其原理，最多也就是制作一个模 型，用手演示一下；但是并不是很了解它的运动特性，如速度，瞬时速 度，传递的力的大小，我可以利用UG对曲柄连杆机构进行运动仿真，给 曲柄一定的转速度，设定指定的时间，我们就可以详细的了解其一个周期 内动作轨迹，瞬时速度，力的大小，UG软件强大的功能帮助我们解决了 很多难题。它还可用于产品加工，与数控机床无缝衔接。UG与其他三维 软件相比，最强大的优势就是混合建模，它能够解决其他三维软件无法实现的问题。参考文献1刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，20012齐志鹏.汽车悬架和转向系统的结构原理与检修M.人民邮电出版社， 20023靳晓雄.汽车振动分析M,同济大学出版社，2002.54鲁民巧，张立,、江浩.汽车构造M,机械工业出版社2003.85赵金祥.汽车底盘构造与维修M,背景航空航天大学出版社，2008.76陈军.技术与工程分析实例C,中国水利水电出版社20087付百学，马彪，潘旭峰.现代汽车电子技术C,北京理工大学出版社 2008.88李军.汽车悬架参数对操作稳定性影响的仿真分析J.车辆与动力技 术，2001 （4）9降运劲，唐作厚.汽车底盘构造与维修M,北京理工大学出版社， 2010.210陈峰华.2012虚拟样机技术从入门到精通M,清华大学出版社 2013.711 M.米奇可.汽车动力学（C卷）M.北京：科学普及出版社，199212郭孔辉.汽车操纵动力学（下册）M.长春：吉林科学技术出版 社，1991.13田罗.多连杆式独立悬架参数化建模及优化设计D.武汉：武汉理工大 学，2012.14黄志平.基于ADAMS的五连杆悬架性能研究D.成都：西南交通大 学，2009.15李飞.多连杆悬架的运动学分析与优化D.沈阳：东北大学，2009.16孙礼，翟元，刘红领等人.多连杆悬架K&C性能的一种优化分析方法 0.芜湖：第七届中国CAE技术年会，2008.17毛开楠.某轿车多连杆前后悬架优化设计和整车操纵稳定性分析D.长沙：湖南大学，2010.18张昊.多连杆悬架汽车动力学建模仿真分析及实验研究D.上海：上海 交通大学，2011.19梁俊，吴光强，李文辉等人.四连杆式独立悬架性能J.汽车技术， 2002.820陈家瑞.汽车构造(下册)M.北京：人民交通出版社，2005.921余志生.汽车理论M.北京：清华大学出版社，2011.122王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社，2004.8.23刘惟信.汽车制动系的结构分析与设计计算M.北京：清华大学出 版社，2004.24章兰珠，王军.汽车悬架对行驶平顺性仿真分析J.华东理工大学学 报，2008 (4)25邓楚南、何文波.基于ADAMS软件的汽车平顺行仿真分析J.机械 设计制造，2006the basic suspension system.The suspension system has an important influence on the driving comfort of the car. The quality of the suspension system can be felt through the actual driving, not only the feeling is particularly real, but also the difference is particularly obvious It can weaken the impact from the bottom, avoid violent vibration of the car, its own buffer performance can protect the important parts of the car, but also protect the people in the car will not move up and down, improve the ability of the car to adapt to road conditions, to ensure the safety and stability of the car driving.Keywords Suspension ； Vibration ； Stability摘 要IAbstractII目 录IV第1章前言61.1 论文研究的目的和意义61.2 国内外研究现状61.3 论文的主要研究内容8第2章 总体方案论证92.1 独立悬架92.2 悬架选择的方案确定92.3 本章小结10第3章 总体方案论证113.1 悬架静挠度0113.2 悬架动挠度力113.3 悬架弹性特性113.4 前悬架主销侧倾角与后倾角123.5 本章小结12第4章 总体方案论证134.1 少片弹簧的设计134.2 钢板弹簧的设计14少片弹簧的设计144.2.1 钢板弹簧主要参数确实定14钢板弹簧各片长度确实定164.2.2 钢板许用静弯曲应力验算16夹紧液压缸的计算17426钢板弹簧强度验算18钢板弹簧强度验算184.2 本章小结20第5章减振器机构类型及主要参数的选择计算215.1 减振器的分类215.2 相对阻尼系数215.3 减振器阻尼系数3确实定215.4 最大卸荷力Fo确实定225.5 创立零件235.6 本章小结23结论24致谢错误!未定义书签。参考文献25第1章前言1.1 论文研究的目的和意义悬架系统是用来支撑汽车底盘的，能够将车轮与地面之间的冲击震动 降到最小，从而使车身不至于大幅度震动。此外，悬架系统可以适度自由 调节汽车底盘和地面之间的距离。这种调节是主动适应性调节，可以满足 不同路况的特定要求。高速行驶时，降低底盘高度，使车身重心降低，可 以增加汽车的抓地力，汽车会更加稳定的行驶；普通道路上，悬架系统可 以增加底盘高度，从而增加驾驶员的视野范围，也可以顺利通过涉水路 面，防止路面上的东西与底盘碰撞。自第一辆汽车问世以来，汽车工业发生了天翻地覆的变化，悬架技术 也不断向着高精尖的方向开展。最早的汽车悬架，它的支撑作用是设计的 主要出发点。但随着汽车行业的迅猛开展，所有车企都在做优做强自己的 汽车品牌。对悬架性能也提出了新的要求：悬架系统应该具备良好的缓冲 作用和自动调节功能，这样能够增加汽车的稳定可靠性，汽车的驾驶性能 更完善。从悬架的结构形式上看，虽然它的组成局部没有变化，但是每一 个元器件的结构和材质都发生了很大的改变，零部件的设计更加合理，稳 定性更高，强度更大，使用寿命更长。悬架系统虽然是汽车底盘的基础结构，但从作用上讲，悬架系统可以 堪称是底盘的灵魂和核心。一辆真正的豪车，它最重要的高级感不是来自 于它豪华的外表，强大的动力系统，关键在于卓越的驾乘体验。悬架系统 的好坏直接决定着汽车给人的驾乘感受。一套优秀的悬架系统，它可以滤 过路面上的各种震动，给乘客一种坐沙发的感受。所以悬架系统的设计， 对于一个汽车品牌是至关重要的。学生通过设计悬架结构，可以将所有专业学习的知识联系起来，真正 学懂弄通，这对于提高学生的机械设计和应用能力都有极大的帮助，帮助 学生积累设计经验，在实际设计中解决自己书本上知识的遗漏点。导向机构是悬架系统中的重要部件，导向机构的功能对悬架系统的影 响是至关重要的。本次设计的对象是轻型货车，它要求车身结构具有良好 的稳定性和高强度性，驾乘感受是次要的。对于这种特殊功用，决定采取 前悬为非独立悬袈，后悬为独立悬架的结合设计，并且对悬架结构采取高 强度设计。1.2 国内外研究现状世界上诞生的第一辆汽车为动力三轮汽车，它的创造设想源于最早的 马车结构，后来出现了动力四轮汽车。无论是三轮还是四轮，他们都有自 己的悬架系统。由于早期汽车技术不够成熟，悬架系统概念不明确，最主 要的作用就是支撑车身，为制造安装好的纯机械结构，不能进行适应性调 节，这种悬架结构叫做被动悬架。随着技术的不断进步，汽车可以借助弹 性元件来进行悬架的粗略调整，没有明确的动作幅度，也无法控制，这叫 做半自动悬架。进入21世纪，汽车引入了液压控制技术，可以主动调节 悬架系统的高度和软硬，这就是主动悬架。主动悬架提高了汽车的稳定 性，乘坐更舒适，行驶更平安，有效保护汽车的其他零部件，可以针对各 种路面进行适用性调节，提高了汽车对各种路况的通过能力。中国第一辆国产汽车是1956年诞生的，相对于欧美等西方国家，中 国的汽车工业起步时间很晚，设计水平和制造水平落后，并且差距很大。 最初，国产汽车的关键零部件都是采用欧美等国家的现成产品，自主化水 平不高，性能一般。经过几十年的开展，中国已经完全能够独立自主地制 作汽车，实现设计、制造，组装全部国产化，也自主设计制造变速器。但 是，汽车在实际使用时，也面临着很多技术和质量上的问题，国产的汽车 底盘和从欧美进口的存在很大的差距，国产底盘悬架系统性能不稳定，使 用时存在异响，缓冲、适应动作不够灵敏，使用时故障较多，使用寿命短 等问题。最早的悬架系统是单纯的机械结构，后来引入液压系统，现如今，机 电液一体化技术深入融合，为机械零部件的设计探索了新的路径。计算机 集成设计、自动化技术、电力电子技术、网络技术等为悬架的开展另辟新 径，只有多学科融合，协同应用，才能破解单一学科的技术瓶颈。对于主 动悬架这一新领域，单一的机械理论无法满足高效、精准的动力输入。对 此，可以引入计算机控制技术，通过各种传感器和电路电子元件，根据设 定好的指令动作条件，自动控制悬架的升降和软硬调节。可以利用液压系 统的理论，借用蓄水池的想法，来更好地满足悬架的缓冲功能，防止机械 式的升降，使动作更平顺和谐；同时可以借助网络技术来检测悬架系统的 故障，将各种车载信号集成到网络终端，进行平安检测。随着工业企业的规模不断扩大，人们对生活品位的追求也越来越高， 工业运输用车和私家车，对悬架系统的性能提出了不同的要求。对于货物 运输车辆，汽车的载重量不断增大，运输距离不断变长，对汽车悬架的稳 定性、可靠性要求是第一位的，这就要求悬架系统的结构强度一定要平安 可靠；而对于私家车，人们普遍追求卓越的驾乘感受，能够