毕业设计-汽车悬架设计

成都航空职业技术学院

2015年毕业设计论文

题 目： 汽车多功能转向系统（悬架设计）

学 生： 叶成忠 专 业： 车辆工程 班 级： 51314班 学 号： 123373 指导老师： 刘宇

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目录

摘要 .............................................................................................................................................................. - 3 - Abstract ........................................................................................................................................................ - 3 - 前言 .............................................................................................................................................................. - 4 -

设计背景： ........................................................................................................................................... - 4 - 课题来源及要求： ............................................................................................................................... - 4 - 主要内容： ........................................................................................................................................... - 5 - 产品展示： ........................................................................................................................................... - 5 - 第一章 悬架分析选型 ............................................................................................................................... - 7 -

1.1悬架结构方案选择 ........................................................................................................................ - 7 - 1.1.1 设计对象车型参数 ................................................................................................................... - 7 -

1.1.2 独立悬架与非独立悬架结构形式的选择 ....................................................................... - 8 - 1.1.3 悬架具体结构形式的选择 ............................................................................................... - 8 - 1.1.4 弹性原件选择 ................................................................................................................... - 8 - 1.1.5 减振元件选择 ................................................................................................................... - 8 - 1.2传力构件及导向机构 .................................................................................................................... - 9 - 1.3横向稳定器 .................................................................................................................................... - 9 - 1.4 下摆臂类型选择 ......................................................................................................................... - 10 - 第二章 悬架主要参数确定 ....................................................................................................................... - 10 -

2.1悬架挠度计算 .............................................................................................................................. - 10 -

2.1.1悬架静挠度fc的计算 .................................................................................................... - 10 - 2.1.2 悬架动挠度fd计算 ....................................................................................................... - 11 -

2.1.3 悬架刚度计算 ................................................................................................................. - 12 - 第三章 弹性元件设计 ............................................................................................................................... - 13 -

3.1 螺旋弹簧的刚度 ......................................................................................................................... - 13 - 3.2 计算螺旋弹簧的直径 ................................................................................................................. - 13 - 3.3 螺旋弹簧校核 ............................................................................................................................. - 14 -

3.3.1 螺旋弹簧刚度校核 ......................................................................................................... - 14 - 3.3.2 弹簧表面剪切应力校核 ................................................................................................. - 14 -

第四章 减振器设计 ................................................................................................................................... - 15 -

4.1 减振器结构类型的选择 ............................................................................................................. - 15 - 4.2 减振器参数的设计 ..................................................................................................................... - 16 -

4.2.1 相对阻尼系数ψ ............................................................................................................. - 16 - 4.2.2 减振器阻尼系数?的确定 ............................................................................................. - 16 -

4.2.3 减振器最大卸荷力F0的确定 ....................................................................................... - 17 -

4.2.4 减振器工作缸直径D的确定 ......................................................................................... - 18 - 4.3 横向稳定杆的设计 ..................................................................................................................... - 19 -

4.3.1 横向稳定杆的作用 ......................................................................................................... - 19 - 4.3.2 横向稳定杆参数的选择 ................................................................................................. - 19 -

第五章 麦弗逊式独立悬架导向机构设计 ............................................................................................... - 20 -

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5.1导向机构的布置参数 .................................................................................................................. - 20 -

5.1.1麦弗逊式独立悬架的侧倾中心 ...................................................................................... - 20 - 5.2 导向机构受力分析 ..................................................................................................................... - 21 - 5.3 下横臂轴线布置方式的选择 ..................................................................................................... - 22 - 5.4 下横摆臂主要参数 ..................................................................................................................... - 23 - 第六章 论文总结 ................................................................................................................................... - 24 - 致谢 ............................................................................................................................................................ - 25 - 参考文献..................................................................................................................................................... - 25 -

摘要

根据对汽车悬架的研究以及资料的查阅，着重阐述了应用于多功能转向电动汽车麦佛逊式独立悬架的设计与计算，在保证电动车能原地旋转以及侧向行驶对悬架的布置进行全新设计，包括汽车悬架类型选择，不同类型悬架的优缺点，和各种类型悬架应用状况等。根据原有数据计算麦佛逊式悬架的静挠度和动挠度，悬架刚度等。包括弹性元件的设计计算与校核，以及减振器的选型计算。通过对麦佛逊式悬架的设计，选取出相关的零件，并在说明书中画出相关零件的零件图。通过说明书画出麦佛逊式悬架的零件图和装配图

关键词：麦佛逊，汽车悬架悬架，设计计算

Abstract

According to the automobile suspension research and information access, emphatically elaborated the new suspension design and calculation of automobile suspended frame type choice of different types, and the advantages and disadvantages of the suspension, and various types of suspension application condition and so on. According to the original data calculation Michael Gibson type suspension of Buddha static deflection and dynamic deflection, the suspension stiffness, etc. Including elastic components design calculation and checking, and the calculation of the selection of the shock absorber. Through the Buddha of wheat was type suspension design, selection of the related parts, and in the prospectus draw

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the related parts drawing. Through a wheat that painting and calligraphy Buddha suspension parts of Hudson diagram and the assembly drawing

Keywords: Michael Hudson Buddha, automobile suspension suspension, design calculation

前言

设计背景：

悬架是现代汽车上的重要总成之一，它最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性。因此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧 (弹性元件)组成的振动系统，承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振器。此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化，以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置，从而在很大程度上提高了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。

本设计主要根据所选车型的原始数据进行计算，设计出一麦佛逊式悬架，可保证设计对象车型车辆进行原地转向及侧向行驶时悬架不发生运动干涉，同时使具有悬架的特性，并对汽车的操纵稳定性、转向轻便性、行驶舒适性、轮胎寿命等进行相关验算设计。

课题来源及要求：

本课题来源于实际生活中，设计出一款能满足汽车原地转向以及侧向行驶的前后悬架。在设计的过程中要求进行相关的校核与导向机构的仿真等。另外需要做出一份零件图及装配工程图。

本设计主要用对比法，调查法，文献资料法等进行设计实现。根据目前市面上存在的悬架类型进行选型改进，结合对象车型的具体参数进行设计校核，从而实现课题的设计目标，利用原理分析及实验法，分析汽车原地转向和侧向行驶的原理以及条件，结合

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相关计算，设计出悬架的下摆臂的具体尺寸参数。利用CATIA进行相关的干涉分析与有限元分析等。

主要内容：

1）悬架分析选择（独立悬架与非独立悬架结构形式的选择，悬架具体结构形式的选择，弹性元件，减振元件，横向稳定器）；

2）悬架主要参数的确定（悬架的空间几何参数，悬架的弹性特性和工作行程，悬架的工作行程）

3）螺旋弹簧的设计（螺旋弹簧的刚度，直径等，相关强度校核）

4）减振器参数的设计（相对阻尼系数ψ，减振器阻尼系数?的确定，减振器最大卸荷力F0的确定，减振器工作缸直径D的确定）

5）横向稳定杆的设计 6）关键零部件有限元分析。

产品展示：

前悬架总成

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