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么车辆稳定性就会降低。所以悬架系统的设计就是要争取达到最佳的平衡状态[3]。
由实践得知，悬架对汽车的行驶平顺性、稳定性、通过性、燃油经济性等多种使用性能都有影响，因此在选择悬架参数及布置导向机构时，应注意满足这些性能的要求。在悬架设计中应满足这些性能的要求，其要点如下：
1）保证汽车有良好的行驶平顺性。为此，汽车应有较低的振动频率。 2）有合适的减振性能。它应与悬架的弹性特性很好的匹配，保证车身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快。
3）保证汽车有良好的操纵稳定性。导向机构在车轮跳动时，应不使主销定位参数变化过大，车轮运动与导向机构运动应协调，不出现摆振现象。转向时整车应有一些不足转向特性。
4）汽车制动和加速时能保持车身稳定，减少车身纵倾的可能性。
能可靠的传递车身与车轮间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度和寿命[4]。
1.3.2 汽车悬架系统的组成
汽车悬架尽管有各中不同的结构形式，但一般都是由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。
弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。其种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶时这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车身时，可能引起汽车机件的早期损坏；传给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒适，货物也可能受到损伤。为了缓和冲击，在汽车行驶系中，除了采用弹性的充气轮胎之外，还应采用弹性元件来缓和振动。持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳。故悬架系统还应具有减振作用，以使振动衰减，振幅减小，为此，在许多形式的悬架系统中都设有专门的减振器。即减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。有些轿车和客车上，为防止车身在
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转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆，目的是提高横向刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性[5]。
悬架系统只要求具备上述各个功能，在结构上并非一定要设置这些单独的装置。例如CA1092所采用的钢板弹簧，除了作为弹性元件起缓冲作用外，它在汽车上纵向安置，并且一端与车架做固定铰链连接时，就可担负起决定车轮运动轨迹的任务，因而就没有必要再设置其它导向机构。此外，一般钢板弹簧是多片叠成的，它本身即具有一定的减振能力，因而对减振要求不高时，在采用钢板弹簧作为弹性元件的悬架系统中，就可以不装减振器（一般中型货车的后悬架和重型货车悬架中都不装减振器）[6]。 1.3.3 汽车悬架系统的分类
现代汽车悬架的发展十分快，崭新的悬架装置不断出现。其分类方法有很多种。 根据汽车导向机构的不同悬架可分为独立悬架和非独立悬架。
非独立悬架：其特点是两侧车轮安装于一个整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮，当车轮上下跳动时定位参数变化小。若采用钢板弹簧作弹性元件，它可兼起导向作用，使结构大为简化，降低成本。目前广泛应用于货车和大客车上，有些轿车后悬架也有采用的。非独立悬架由于非簧载质量比较大，高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大，平顺性较差。其常见的形式有：
1) 纵置板簧式非独立悬架； 2) 螺旋弹簧非独立悬架； 3) 空气弹簧非独立悬架； 4) 汽油弹簧非独立悬架等。
独立悬架：随着高速公路网的发展，促使汽车速度不断提高，使得非独立悬架已不能满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性等方面提出的要求。因此，在汽车悬架系统中采用独立悬架已备受关注，尤其是在轿车的前悬架中一无例外地采用了独立悬架[7]。
独立悬架的结构特点是两侧车轮分别独立地与车架（或车身）弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车轮，独立悬架所采用的车桥是断开式的。这样使得发动机可放低安装，有利于降低汽车重心，并使结构紧凑。独立悬架允许前轮有大的跳动空间，有利于转向，便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改
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善。同时独立悬架非簧载质量小，可提高汽车车轮的附着性。
独立悬架中多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧作为弹性元件，钢板弹簧和其他形式的弹簧用得较少。独立悬架的结构类型很多，主要可按车轮运动形式分为以下四类：
1) 车轮在汽车横向平面内摆动的悬架（横臂式独立悬架）； 2) 车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架（纵臂式独立悬架）； 3) 车轮沿主销移动的悬架，其中包括：烛式悬架和麦弗逊式悬架； 4) 车轮在汽车的斜向平面内摆动摆动的悬架（单臂式独立悬架）。
上面讲述的是传统的悬架系统，其刚度和阻尼是按经验或优化设计的方法确定的，根据这些参数设计的方法悬架结构，在汽车行驶过程中，其性能是不变的，也是无法进行调节的，也就是说，传统的悬架系统只能保证在一定的道路状态和行驶速度下达到性能最佳。从而使汽车行驶平顺性、安全性受到一定的影响。故称传统的悬架系统为被动悬架。随着高速公路网的发展和路面条件的改善，人们希望汽车不仅有很高的行驶速度，而且还要有很好的行驶平顺性、安全性和乘坐舒适性。因而在20世纪60年代，国外提出了悬架系统可根据汽车[8]。 1.4 该项研究的目的与意义
本次毕业设计的题目为：汽车后悬架系统设计。悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或承载式车身)与车轴(或与车轮)弹性的连接起来.其主要任务是传递作用在车轮与车架(或承载式车身)之间的一切力和力矩,并且缓和不平路面传给车架(或承载式车身)的冲击载荷,衰减由冲击载荷引起的承载系统的震动,以保证汽车的正常行驶。
悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。汽车悬架往往被列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量汽车质量的指标之一。
随着汽车技术的发展,人们对悬架的性能提出了更高的要求,因此悬架的发展成为一种必然受到人们的重视,本课题即在对悬架知识的了解掌握的基础上,对汽车后悬架进行设计。
1.5 国内外研究现状、发展动态
随着汽车行业的发展，人们对汽车的综合性能提出了更高的要求，特别是操纵
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性、舒适性、通过性、安全性等，故而对其悬架系统的性能也提出更高的要求:（1）保证汽车有良好的行驶平顺性。（2）具有合适的衰减振动能力。（3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。（4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适。（5）有良好的隔声能力。（6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。（7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，通过选用合适的制造材料和合理的结构设计，提高零部件强度和使用寿命，降低生产成本，从而使汽车具有良好的行驶平顺性，进而改善汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性，提高汽车的性价比。
近年来，国内外随着高速公路的发展，车速的进一步提高，对汽车悬架的结构发展设计提出越来越高的要求。
国内外汽车悬架的发展点，主要是围绕着小轿车进行的。这是因为轿车的车速高，对舒适性、操纵稳定性要求高的缘故。大客车、货车的悬架也在发展，但大多数是在轿车的经验与成果的基础上推广的。
货车的悬架，目前大多数仍采用纵置半椭圆钢板弹簧非独立悬架。少数采用了扭杆弹簧独立悬架。
在重型矿自卸用车上，为改善驾驶员的劳动条件，减少颠簸，提高汽车的平均速度，越来越多的采用油气悬架代替钢板弹簧悬架。
为了提高载重汽车的运输效率，应尽量增加载重量和车箱容积。这样，为使轴荷不超过公路允许范围，采用了多轴汽车。多轴汽车由于悬架系统的静不定，需采用平衡悬架。目前在国外已有不少车型使用一种摆臂式后轴平衡悬架。这种悬架的主要优点是：相对于常用的推杆式平衡悬架来说，取消了从动轴的整体梁所以减小了非簧载质量，提高了行驶平顺性；因为悬架和车架两点支撑，对车架受力有利；和一般货车的零、部件多数能实现通用；制动力矩容易平衡，并且汽车向前行驶时，由于载荷转移而增加了驱动轮对地面的压力，故能提高车轮与地面间的附着性能等。此外，如在从动轴上安装一个简单的举升油缸，在空载行驶时，通过杠杆机构可将从动轮升起，使其减少从动轮的磨损并降低油耗。
轴数更多的汽车（多于四轴），由于悬架系统静不定，使得汽车在不平路面上行驶时各轴上的载荷分配不断发生变化。如要得到可以保证车轴上载荷不变，且与路面结构无关的悬架系统，其最好的方法是在静不定的车轴上装空气弹簧悬架。但
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这会使结构复杂，成本高，很难调整恰当和不易保修等。所以，应该力图采用专同形式的钢板弹簧悬架，并达到近似于空气弹簧悬架的工作性能。
据分析得知，在多轴汽车上采用传统的钢板弹簧时，应适当的调整吊耳长度和摆动角度。利用随吊耳实际摆角迅速增加的吊耳水平分力，可得到工作载荷有一个在大值的一条悬架特性曲线。在这个最大值附近，悬架可以在近乎载荷不变的情况下工作。因此多轴汽车仍可采用结构简单的非平衡式钢板弹簧悬架[9]。 1.6 钢板弹簧的基本结构和作用原理
一般载货汽车均采用钢板弹簧作为弹性元件的非独立悬架，因钢板弹簧既有缓冲、减振的功能，又起传力和导向的作用，使得悬架结构大为简化。
在板簧式非独立悬架中，钢板弹簧一般是纵向安置，它与车桥的连接绝大多数是用两个U形螺栓，将钢板弹簧的中部刚性地固定在车桥上部。钢板弹簧两端通过钢板弹簧销与车架支座活动铰接，以起传力和导向作用。
钢板弹簧由若干长度不等、等宽等厚（厚度也可不等）的弹簧钢片迭成，构成整体上近似于等强度的弹性梁，最长的第一片称为主片，两端有卷耳。钢板弹簧的的卷耳受力严重，是薄弱处。为改善主片卷耳的受力情况，常将第二片末端也弯曲成卷耳，包在主片卷耳的外面（亦称包耳）。自由状态下钢片曲率半径不同，下片小于上片，多片钢板由中心螺栓和若干钢板夹连在一起。钢片之间须涂上较稠的石墨润滑脂，以减小各片弹簧之间的干摩擦和减小噪声。
钢板弹簧变形时，为保证车架两端与钢板弹簧连接的卷耳间的距离有伸缩的余地弹簧后端与车架的连接通常采用了以下几种结构型式：
1)吊耳支架式，解放CAl091型载货汽车前悬架采用； 2)滑板支承式，东风EQl090E型载货汽车前悬架采用； 3)橡胶块支承式，一汽早期生产的2．5t越野汽车前悬架采用。
钢板弹簧非独立悬架的结构特点：钢板弹簧一般安装在非独立悬架上，沿汽车纵向放置；钢板弹簧中部用U型螺栓通过上下盖板和下托板与车桥固定连接，前端卷耳用销子与支架相连；后端卷耳通过销子与车架上的摆动吊耳相连，形成活动铰链支点，保证弹簧变形时两端卷耳间的距离有改变的可能。
有的钢板弹簧后端与车架之间采用滑板式连接滑板式连接结构简单，拆装方便，不须润滑，广泛应用于货车。
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