四川理工学院毕业设计
第1章 绪论
悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车行驶平顺性；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。
悬架由弹性元件、导向元件、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。 导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递除弹性元件专递的垂直力以外飞各种力和力矩。当纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用。缓冲块用来减轻车抽对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。
对悬架提出的设计要求有： 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，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。
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第2章 总体设计
第2章 总体设计
2.1 轴数、驱动形式、布置形式
根据国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途选定轴数、驱动形式、布置形式，需对货车的几种典型的布置形式进行分析比较。本设计参考一般中型货车采用的发动机前置后轮驱动，轴数为双轴，驱动形式为4x2。
2.2 汽车主要参数设计 2.2.1主要尺寸
外廓尺寸的确定需考虑法规、汽车的用途、装载质量及涵洞和桥梁等道路尺寸条件。GB 1589-1989规定了汽车外廓尺寸限界，可参考同类车型选取。国内生产轻中型货车的主要厂家有：解放、东风、长安、北汽福田、江铃、南汽、江淮汽车等，参考相关产品的参数。
轴距、轮距、前悬、后悬等参数参照《汽车设计》教材推荐的范围并参考同类车型选取。 设计外廓尺寸为：
总 长：8470 总 宽：2470 轴 距：4700 前 轮 距 ：1900 后 轮 距：1800 满载重心高度：1180
2.2.2进行汽车轴荷分配
汽车的轴荷分配根据汽车的驱动形式、发动机位置、汽车结构特点、车头形式及总质量等参照《汽车设计》教材推荐的范围并参考同类车型选取。结合设计任务书已知条件确定轴荷分配为：
空车时：前轴负荷：2500kg 后轴负荷：2500kg
满载时：前轴负荷：3350kg 后轴负荷：7650kg
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第3章 悬架系统的结构与分析
3.1 非独立悬架
3.1.1非独立式悬架简介
非独立悬架是相对与独立悬架的车轮结构。非独立悬架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悬挂在车架或车身的下面。非独立悬架具有结构简单、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较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。
3.1.2非独立式悬架特点
非独立式悬架的两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连。这种悬挂结构简单，传力可靠，但两轮受冲击震动时互相影响。而且由于非悬挂质量较重，悬挂的缓冲性能较差，行驶时汽车振动，冲击较大。该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上。 3.1.3 钢板弹簧式非独立悬架
钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化。这种悬架广泛用于货车的前、后悬架中。它中部用U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。悬架前端为固定铰链，也叫死吊耳。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起，前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套。后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架相连，后端可以自由摆动，形成活动吊耳。当车架受到冲击弹簧变形时两卷耳之间的距离有变化的可能。
3.2 独立悬架
独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。但这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架，并已成为一种发展趋势。
独立悬架的结构可分有烛式、麦弗逊式、连杆式等多种，其中烛式和麦克弗逊式形状相似，两者都是将螺旋弹簧与减振器组合在一起，但因结构不同又有重大区别。烛式采用车轮沿主销轴方向移动的悬架形式，形状似烛形而得名。特点是主销位置和前轮定位角不随车轮的上下跳动而变化，有利于汽车的操纵性和稳
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第3章 悬架系统的结构与分析
定性。麦克弗逊式是绞结式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。特点是主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化，这点与独立悬架正好相反。这种悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。所以，目前轿车使用最多的独立悬架是麦弗逊式悬架。
非独立悬架
图3.1 悬架简图
独立悬架
3.3 悬架主要参数的确定 3.3.1悬架的静挠度fc
悬架的静扰度 是指汽车满载静止时悬架上的载荷Fw与此时悬架刚度c 之比，即
fc?Fw/c
货车的悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。因汽车的质量分配系数近似等于1，因此货车车轴上方车身两点的振动不存在联系。货车的车身的固有频率n,可用下式来表示： n=
c/m/2?
式中，c为悬架的刚度（N/m）,m为悬架的簧上质量（kg） 当采用弹性特性为线性变化地悬架时，又静挠度可表示为：
fc?mg/c
g：重力加速度（10N/kg）,代入上式得到：
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n=5/fc 分析上式可知：悬架的静挠度直接影响车身的振动频率，因此欲保证汽车有良好的行驶平顺性，就必须正确选择悬架的静挠度。
又因为不同的汽车对平顺性的要求不相同，货车的前悬架偏频要求在1.50～2.10hz，后悬架要求在1.70～2.17hz之间，因为货车主要以载货为主，所以选取频率为：1.9hz。
所以 fc?(5/n)2?(5/1.9)2?6.9
3.3.2悬架的动挠度fd
悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构容许的最大变形时，车轮中心相对车架的垂直位移。通常货车的动挠度的选择范围在6～9cm.。本设计选择：
fd?8.0cm
3.3.3悬架主，副簧刚度的分配
图3.2 货车主、副簧为钢板弹簧结构的弹性特性
如何确定副簧开始参加工作的载荷Fk和主，副簧之间刚度的分配，受悬架的弹性特性和主，副簧上载荷分配的影响，原则上要求车身从空载到满载时的振动频率变化要小，以保证汽车有良好的平顺性，还要求副簧参加工作前后的悬架振动频率不大。这两项要求不能同时满足。由于货经常处于满载状态，采用如下方法来确定。
1. 使副簧开始起作用时的悬架挠度fa等于汽车空载时悬架的挠度f0，而使副簧开始起作用前一瞬间的挠度fk等于满载时悬架的挠度fc。于是可求
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