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1、目錄第一章 懸架的結(jié)構(gòu)形式的選擇第一節(jié) 懸架的構(gòu)成和類型第二節(jié) 獨立懸架結(jié)構(gòu)形式分析第三節(jié) 前后懸架的選擇第二章 懸架主要參數(shù)的選擇第一節(jié) 懸架性能參數(shù)的選擇第二節(jié)懸架的自振頻率第三節(jié) 側(cè)傾角剛度第四節(jié) 懸架的靜動撓度的選擇第三章 彈性元件的設(shè)計分析及計算第一節(jié) 前懸架彈簧第二節(jié)后懸架彈簧第四章 獨立懸架導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計分析及計算第一節(jié) 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計要求第二節(jié) 麥弗遜獨立懸架示意圖第三節(jié)導(dǎo)向機構(gòu)受力分析第四節(jié)橫臂軸線布置方式第五節(jié)導(dǎo)向機構(gòu)的布置參數(shù)第五章 減震器的設(shè)計分析及計算第一節(jié)第一章 懸架的結(jié)構(gòu)形式的選擇1.1 懸架的構(gòu)成和類型構(gòu)成（1）彈性元件具有傳遞垂直力和緩和沖擊的作用。 常見的彈性

2、元件有： 鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧、橡膠彈簧等。（2）導(dǎo)向裝置其作用是傳遞除彈性元件傳遞的垂直力以外的各種力和力矩。常見的導(dǎo)向裝置有：斜置單臂式、單橫臂式、雙橫臂式、雙縱臂式、麥弗遜式等。（3）減震器具有衰減振動的作用。常見的減震器有：簡式減震器、充氣式減震器、阻力可調(diào)式減震器等。（4）緩沖塊其作用是減輕車軸對車架的直接沖撞，防止彈性元件產(chǎn)生過大的變形。（5）橫向穩(wěn)定器其作用是減少轉(zhuǎn)彎行駛時車身的側(cè)傾角和橫向角振動。類型懸架可分為非獨立懸架和獨立懸架。（1）非獨立懸架非獨立懸架的特點是：左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架與車架連接。優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維修方

3、便、工作可靠。缺點是： 由于整車布置上的限制，鋼板彈簧不可能有足夠的長度（特別是前懸架），使之剛度較大，所以汽車平順性較差。 簧下質(zhì)量較大。 在不平路面上行駛時，左、右車輪相互影響，并使車軸和車身傾斜。 當兩側(cè)車輪不同步跳動，車輪會左、右搖擺，使前輪容易產(chǎn)生擺振。 前輪跳動時，懸架易與轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)產(chǎn)生運動干涉。 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，離心力也會產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性。 車軸上方要求有與彈簧行程相適應(yīng)的空間。然而由于非獨立懸架結(jié)構(gòu)簡單、 易于維護以及可以使用多種類型的彈性元件等優(yōu)點，非獨立懸架多用于載貨汽車和大客車的前、后懸架。（2）獨立懸架獨立懸架的特點是：左、右車輪通過各自的懸架與車架連接。優(yōu)點是：

4、 簧下質(zhì)量小。 懸架占用的空間小 彈性元件只承受垂直力，所以可以用剛度小的彈簧，使車身振動頻率降低，改善了汽車行駛的平順性。 由于采用了斷開式車軸，所以能降低發(fā)動機的位置高度，使整車的質(zhì)心高度下降，改善了汽車行駛的穩(wěn)定性。 左、右車輪各自獨立運動互不影響，可減少車身的傾斜和振動，同時在好的路面上能獲得良好的地面附著能力。缺點是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、維修困難然而由于獨立懸架具有以上優(yōu)點，因此現(xiàn)代轎車多采用獨立懸架。1.2 獨立懸架結(jié)構(gòu)形式分析獨立懸架又可以分為雙橫臂式、 單橫臂式、雙縱臂式、單縱臂式、單斜臂式、麥弗遜式和扭轉(zhuǎn)梁隨動臂式等。對于不同形式的獨立懸架，不僅結(jié)構(gòu)特點不同，而且許多基本特性

5、也有較大區(qū)別。評價時常從以下幾個方面進行： 側(cè)傾中心高度 車輪定位參數(shù)的變化 懸架傾角剛度 橫向剛度不同形式懸架的特點導(dǎo)向機構(gòu)形式雙橫臂式單橫臂式單縱臂式單斜臂式麥弗遜式扭轉(zhuǎn)梁隨動臂式特性側(cè)傾中心高度比較低比較高比較低居單橫臂和比較高比較高單縱臂之間車輪外傾車輪外傾車輪相對車身跳動時角與主銷角與主銷主銷內(nèi)傾有變化變化小左右輪同時跳動車輪定位參數(shù)變化內(nèi)傾角均內(nèi)傾角變角變化大時不變有變化化大變化小，變化大，輪距故輪胎磨故輪胎磨不變變化不大變化很小不變損速度慢損速度快較小，需較大，可較小，需居單橫臂式懸架側(cè)傾角剛度要有橫向不裝橫向要用橫向和單縱臂式較大，可不裝橫向穩(wěn)定器穩(wěn)定器穩(wěn)定器穩(wěn)定器之間橫向剛度

6、橫向剛度大橫向剛度橫向剛度較橫向剛度大小小占用的空間尺寸占用較多占用較少幾乎不占用高度空間占用的空間小的空間的空間1.3 前后懸架的選擇目前汽車的前后懸架采用的方案有：前輪和后輪均采用非獨立懸架；前輪采用獨立懸架，后輪采用非獨立懸架；前輪和后輪均采用獨立懸架。由于麥弗遜獨立懸架具有以下特性：車輪相對車身跳動時車輪定位參數(shù)變化??；輪距變化很?。粦壹軅?cè)傾角剛度較大，可不裝橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；占用空間小。故此次設(shè)計前后輪均采用麥弗遜獨立懸架。第二章懸架主要參數(shù)的選擇2.1 懸架性能參數(shù)的選擇懸架設(shè)計可大致分為結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)選擇和詳細設(shè)計兩個階段，有時還要反復(fù)交叉進行。由于懸架的參數(shù)影響到許多

7、整車特性，并且涉及其他總成的布置，因而一般要與總布置共同協(xié)商確定。2.2 懸架的自振頻率懸架設(shè)計的主要目的之一是確保汽車有良好的行駛平順性。汽車行駛時振動越劇烈，則平順性越差。由于個體對振動的反應(yīng) 千差萬別，人們提出了各種各樣的平順性評價指標。n=K/M /2=g/f/2n-懸架的頻率M-簧載質(zhì)量K-懸架的剛度懸架頻率n 隨簧載質(zhì)量的變化而變化， 人體最舒適的頻率范圍為1.6Hz，如果要將汽車行駛過程中的頻率保持在11.6Hz內(nèi)。依據(jù)ISO2631人體承受全身振動的評價指南，轎車的自振頻率范圍為0.71.6Hz，對于簧載質(zhì)量大的車型取偏小的方向， （大致為 1Hz 或更低）本設(shè)計選的范圍是 0

8、.71.6Hz。取 n1=1.2Hz；懸架 n1/n 2=0.9所以 n2=1.3Hz懸架的剛度 Ka+b=1.25+1.35=2.6m前： a/a+b=1.25/2.6=0.48后： b/a+b=1.35/2.6=0.52m1=1650*0.52=856.7Kgm2=1650*0.48=793.3Kgms1=856.7 50=801.7Kgms2=793.3 65=728.3Kg依據(jù)懸架剛度公式可得：=（K / M）-懸架的角速度K-懸架的剛度m-簧上質(zhì)量即 K =2m2.3 側(cè)傾角剛度隨著汽車車速的不斷提高，所設(shè)計的懸架不僅應(yīng)該保持良好的行駛穩(wěn)定性，還應(yīng)該保證良好的操作穩(wěn)定性。在懸架的性能

9、參數(shù)中，以前后懸架的側(cè)傾角剛度的分配以及側(cè)傾中心高度值對操作穩(wěn)定有較大的影響。所以選擇懸架的主要參數(shù)時還要加以考慮。在汽車轉(zhuǎn)彎時，為了使車身的側(cè)傾角不超過規(guī)定值（按規(guī)定總體設(shè)計要求，當側(cè)向慣性力不超過車重的1/4 時，車身的側(cè)傾角不大于6 度7 度）。懸架應(yīng)該有足夠的側(cè)傾角剛度。所謂的側(cè)傾角剛度的側(cè)傾力矩。側(cè)傾角剛度不足會使汽車轉(zhuǎn)彎時由于側(cè)傾角過大使乘客有不穩(wěn)定的感覺。側(cè)傾角過大，會有減輕駕駛員的路感，防害他正確的掌握車速。所以，對側(cè)傾角剛度要選擇適當。從汽車理論中知，為了保證良好的操作穩(wěn)定性，希望汽車有一些不足的轉(zhuǎn)向，而不希望有過多的轉(zhuǎn)向。而懸架的側(cè)傾角剛度會影響到車輪的側(cè)傾角，前后懸架的側(cè)

10、傾角剛度值的不同匹配就會改變前后輪的側(cè)傾角的比值，從而改變轉(zhuǎn)向特性。則前后懸架的單個彈簧的側(cè)傾角剛度值為：n1=kfms /4kf=(n1*2)2* ms1 /2=(1.2*6.28)2*801.7/2=22765N/m/1n2=kv/1/4kv=(n2*2)2* m s1 /2=(1.3*6.28)2*728.3/2=24271N/mms2.4 懸架的靜動撓度的選擇懸架的靜撓度fc 是汽車滿載靜止時懸架的載荷Fw 與此時的懸架的剛度之比，即 fc=Fw/c。汽車前后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車的行駛平順性的主要參數(shù)之一。因現(xiàn)代汽車的質(zhì)量參數(shù)分配系數(shù)近似等于1，于是汽車

11、前后軸上方車身兩點的振動不存在聯(lián)系。對于剛度為常數(shù)的懸架，靜撓度fc 完全由所選擇的自振頻率所決定：fc=g/(2n)2由上式可知道，懸架的靜撓度fc 直接影響車身的偏振n。因此，欲保證汽車的良好的行駛平順性，必須正確的選擇懸架的靜撓度。在選擇前后懸架的靜撓度時，應(yīng)使之接近，并希望后懸架的靜撓度fc2 比前懸架的靜撓度fc1 小些，這有利于防止車身產(chǎn)生較大的縱向角擺動。理論分析證明：若汽車以較高的車速行駛過單個路障， n1/n 21 時小故取值為fc1=g/(2n1)2=9.8/(2*1.2) 2=172.57173fc2=g/(2n2)2=9.8/(2*1.3) 2=147.88148轎車的

12、靜撓度取值范圍如下：f c=100300mm ，所以我的選擇滿足條件。懸架的動撓度 fd 是指懸架從滿載靜止平衡位置開始壓縮到結(jié)構(gòu)容許的最大變形時，車輪中心相對于車架的垂直位移。要求懸架有足夠大撓度，以防止在壞路面上行駛時經(jīng)常碰到緩沖塊。對于轎車懸架的動撓度fd 可按下列范圍選?。篺 d=（0.50.7）fc所以我的選取為：f d1=0.6*173=104mmf d2=0.6*149=89mm動撓度與靜撓度的總和為：fc1+ fd1=173+104=277fc2+ fd2=149+89=238第三章彈性元件的設(shè)計計算3.1 前懸架彈簧（1）彈簧中經(jīng)、鋼絲直徑、及結(jié)構(gòu)形式定彈簧中經(jīng)Dm=90mm

13、鋼絲直徑d=10mm結(jié)構(gòu)形式：端部并緊、不磨平、支撐圈為1 圈所選用的材料為硅錳彈簧鋼，查機械設(shè)計手冊得=1600MpaG=80Gpa則 =0.625 =0.625*1600=1000Mpa（ 2）彈簧圈數(shù)由前知 f c1=0.174m單側(cè)螺旋彈簧所受軸向載荷P 為P=m cos=400.8 cos129.8 =3925N其中 m-前懸架單側(cè)彈簧質(zhì)量（ 400.8Kg）-前懸架減震器安裝角（ 12）螺旋彈簧在 P 下的變形 f 為f=fc/ cos=0.174/ cos120.177螺旋彈簧的剛度C=P/f=3952/0.17722557N/m由 C=P/f=Gd4 /8D m3i得彈簧工作圈

14、數(shù)ii= Gd4/8D31043m C=8 10(10/1000) /8 (90/1000)22557 5.86取 i=6又彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 關(guān)系為 n=i+2則彈簧總?cè)?shù) n=8（3）彈簧完全并緊時的高度彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 以及彈簧完全并緊時的高度Hs 間的關(guān)系如下：Hs 1.01d(n-1)+2t=1.0110 (8-1)+676.7則 Hs+ fc+ fd=76.7+173.6+80=330mm則取彈簧的總高度H=300mm（ 4）應(yīng)力校核所選螺旋彈簧的剪應(yīng)力為：=8PCK/ d2又 C=Dm/d=90/10=9K=（4C-1）/ （4C-4）+0.615/C=

15、（410-1 ） / （410-4 ） +0.615/10 1.16則=8PCK/ d2=8 3925 9 1.16/3.14(10/1000)2 879Mpa =1000Mpa式中 K-曲度系數(shù)C-彈簧指數(shù)3.2 后懸架彈簧（1）彈簧中經(jīng)、鋼絲直徑、及結(jié)構(gòu)形式定彈簧中經(jīng)Dm=100mm鋼絲直徑 d=11mm結(jié)構(gòu)形式：端部并緊、不磨平、支撐圈為1 圈所選用的材料為硅錳彈簧鋼，查機械設(shè)計手冊得=1600MpaG=80Gpa則 =0.625 =0.625*1600=1000Mpa（ 2）彈簧圈數(shù)由前知 f c2=0.147m單側(cè)螺旋彈簧所受軸向載荷P 為P=m cos=364 cos59.8 =3

16、553N其中 m-前懸架單側(cè)彈簧質(zhì)量（ 364Kg）-前懸架減震器安裝角（ 5）螺旋彈簧在 P 下的變形 f 為f=fc/ cos=0.147/ cos50.148螺旋彈簧的剛度C=P/f=3553/0.14824006N/m4 3由 C=P/f=Gd /8D m i得彈簧工作圈數(shù)ii= Gd4 /8D m3C=8 1010 (10/1000) 4/8(90/1000)3240066.7取 i=7又彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 關(guān)系為 n=i+2則彈簧總?cè)?shù) n=9（3）彈簧完全并緊時的高度彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 以及彈簧完全并緊時的高度Hs 間的關(guān)系如下：Hs 1.01d(n-1)

17、+2t=1.0111 (9-1)+694.88則 Hs+ fc+ fd=94.88+1148+80=3323mm則取彈簧的總高度H=323mm（4）應(yīng)力校核所選螺旋彈簧的剪應(yīng)力為：=8PCK/ d2又 C=Dm/d=100/11=9.09K=（4C-1）/ （4C-4）+0.615/C=（410-1 ） / （410-4 ） +0.615/10 1.16則=8PCK/ d2=8 3553 10 1.16/3.14(11/1000)2765Mpa0.3;為避免懸架碰撞車架，取Y=0.5S對于本設(shè)計選用的懸架，取前 0.3后 0.35.4 減震器阻尼系數(shù)減震器阻尼系數(shù)=2CM。因懸架系統(tǒng)固有頻率W

18、=C/M ，所以理論上=2MW 。實際上應(yīng)根據(jù)減震器的布置特點確定減震器的阻尼系數(shù)。例如，當減震器如圖安裝時，減震器的阻尼系數(shù)為=（ 2MW ）/cos2所以前 =（2M1W1）/cos21=（2 0.3 801 2 1.2 3.14）/cos22=3626.2（單邊）后=（2M2W2）/cos22=（2 0.3 728 2 1.3 3.14）/cos25=3950（單邊）在下擺臂長度不變的條件下，改變減震器下橫臂的上固定點位置或者減震器軸線與鉛直線之間的夾角，會影響減震器的阻尼系數(shù)的變化。5.5 最大卸荷力為減小傳到車身上的沖擊力，當減震器活塞振動速度達到一定值時，減震器打開卸荷閥，此時的活

19、塞速度稱為卸荷速度Vx。在減震器安裝如圖時，Vx=Awcos式中 A-車身振幅，取40mmw-懸架系統(tǒng)的固有頻率Vx 為卸荷速度，一般為0.150.30m/sVx 前= Awcos 1=0.04 2 3.14 1.2 cos2=0.30m/sVx 后 = Awcos 2=0.04 2 3.14 1.3 cos15=0.27m/sVx 前、 Vx 后均符合要求如已知伸張時的阻尼系數(shù)s，在伸張行程的最大卸荷力F0=sVx則F0前=s 前Vx 前=3626 0.30=1088F0 后=s 后Vx 后=3950 0.27=10675.6 筒式減震器主要尺寸5.61 筒式減震器工作直徑可根據(jù)最大卸荷力和

20、缸內(nèi)最大壓力強度來近似的求工作缸的直徑4?D=0?p(1 -?2 )式中 p-工作缸內(nèi)最大允許壓力，取 34Mpa-連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式取=0.400.50由 QC/T491-1999汽車筒式減震器尺寸系列及技術(shù)條件可知： 減震器的工作缸直徑 D 有 20、30、40、（45、）、50、65mm所以筒式減震器工作直徑D 可?。??41088D 前=0=(1 - 0.32 2 ) =21mm?p(1 -?2 )3.143.5取 D 前=30mm4?41067D 后=0=(1 - 0.32 2 ) =20.9mm?p(1 -?2 )3.14 3.5取 D 后=30mm5.62 油筒直徑貯

21、油筒直徑 Dc=（1.351.50）D，壁厚取 2mm，材料可取20 鋼前貯油筒直徑 Dc 前=1.50D =1.50 26=39取 Dc 前 =40mm后貯油筒直徑 Dc 后=1.35D =1.35 26=37取 Dc 后 =40mm連桿直徑選擇： d 前 =10mmd 后 =10mm讀書的好處1、行萬里路，讀萬卷書。2、書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟。3、讀書破萬卷，下筆如有神。4、我所學(xué)到的任何有價值的知識都是由自學(xué)中得來的。 達爾文5、少壯不努力，老大徒悲傷。6、黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書遲。 顏真卿7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。8、讀書要三到：心到、眼到、口到9、玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。10、一日無書，百事荒廢。 陳壽11、書是人類進步的階梯。12、一日不讀口生，一日不寫手生。13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。 高爾基14、書到用時方恨少、事非經(jīng)過不知難。 陸游15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談 歌德16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。 笛卡兒17、學(xué)習永遠不晚。 高爾基18、少而好學(xué)，如日出之陽；壯而好學(xué)，如日中之光；志而好學(xué)，如炳燭之光。 劉向19、學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆。 孔子20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。 培根