设计说明书

云庭

摘要

本设计主要讲述了悬架的定义和重要性，描述了悬架的作用和功能主要阐述了独立悬架的类别和构造尤其是详细的介绍了麦弗逊式独立悬架的设计过程，本着满足车辆行使平顺性的原则，设计了麦弗逊式独立悬架的各个组成部件，并对其进行了校核。如螺旋弹簧的设计和计算，横向稳定杆的设计，对导向机构进行了平顺性分析，横摆臂的长度计算和减震器的设计计算等。
轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。怎样处理好这些方面的关系就摆在了我们设计人员的面前。因此要是能够设计出使这些方面都能达到一个和谐的悬架对越来越多的汽车使用人员来说将会带来极大的好处。他们将会体会到优秀悬架带给他们的良好的舒适性，和安全的平顺性。希望本人的设计能够满足大家的要求。
本设计的图纸主要由计算机绘制完成，计算机编档、排版，打印出图及论文。还完成了一定量的英文翻译工作。
关键词：麦弗逊式独立悬架 悬架  汽车悬架












Abstract
The main design on the suspension of the definition and importance of a suspension described the role and functions primarily on the type of independent suspension and tectonic particularly detailed introduced Maifuxun independent suspension design process, in the spirit of the exercise smoothly vehicles meet the principles of the design of the independent suspension Maifuxun various components, and the degree of their. If screw spring-loaded design and calculation, horizontal designed to guide agencies conducted smoothly and analytical, Wang squatting length calculation and shock absorber design.
Training is a perfect car for the car more difficult to achieve fuel, because it is necessary to meet the suspension of vehicle comfort, but also meet the requirements of the stability of its manipulation, and these two aspects are mutually antagonistic. For example, in order to achieve good sexual comfort, require a significant buffer car shock, which is designed spring-loaded soft farther, but the spring-loaded soft but easy to vehicle braking occurred "nod" and accelerate the "rise" and so serious adverse trends, to the detriment of the vehicle to easily lead to vehicle instability manipulation. How to handle the relationship between these areas before our designers have to face the problem .So if these meet the mission to design a harmonious suspension of a growing number of vehicles involved will bring great benefits. They will understand their outstanding suspension to the comfort of a good, and safe smoothly. I hope the design can satisfy all requirements.
The design drawings completed mainly by computer mapping, computer archiving, typesetting, printing out maps and papers. Also completed a number of English translation work.
Keyword：Maifusun type of independent  suspension  suspension  Motor Training
  














绪论

1概述
1.1 悬架的定义及其重要性
悬架是保证车轮与汽车承载之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的综总称。
在现代汽车中对悬架提出的要求是：除了要保证其基本性能，即行驶性、转向性和制动性等之外，目前正致力于提高安全性与舒适性，向高附加价值、高性能和高质量的方向发展。对此，尤其作为提高操纵稳定性、乘坐舒适性的轿车悬架必须进行相应的改进。舒适性是汽车最重要的使用性能之一。
舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。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（或轮胎）弹性地连接起来。

1.2  悬架的作用及功能
悬架的主要作用是传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。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，保证汽车的行驶平顺性；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。
汽车在不平路面上行驶时，由于悬架的弹性作用，使汽车产生垂直振动。为了迅速衰减这种振动和抑制车身、车轮的共振，减小车轮的振幅，悬架应装有减振器，并使之具有合理的阻尼。利用减振器的阻尼作用，使汽车振动的振幅连续减小，直至振动停止。
1．3  悬架的设计要求
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的能力。
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。
为了满足汽车具有良好的行驶平顺性，要求由簧上质量与弹性元件组成的振动系统的固有频率应在合适的频段，并尽可能低。前、后悬架固有频率的匹配应合理，对乘用车，要求前悬架固有频率略低于后悬架的固有频率，还要尽量避免悬架撞击车架（或车身）。在簧上质量变化的情况下，车身高度变化要小，因此，应采用非线性弹性特性悬架。
要正确地选择悬架方案和参数，在车轮上、下跳动时，使主销定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动要协调，避免前轮摆振；汽车转向时，应使之稍有不足转向特性。



3  悬架的结构分析及选型
3．1 悬架的分类
根据导向机构的机构特点，汽车悬架可分为独立悬架和非独立悬架两大类。非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，影响另一侧车轮也作相应的跳动，使整个车身振动或倾斜，汽车的平稳性和舒适性较差，但由于构造较简单，承载力大，目前仍有部分轿车的后悬架采用这种型式。

　　          非独立悬架                        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。
3．1．1非独立悬架优缺点
非独立悬架的结构特点是，左、右车轮装在一根整体的刚性轴或非断开式驱动桥的桥壳上。
优点是：1）结构简单，制造、维修方便，经济性好。
2）工作可靠，使用寿命长；
3）车轮跳动时，轮距、前束不变，因而轮胎磨损小；
4）转向时，车身侧倾后车轮的外倾角不变，传递测向力的能力不降低；
5）侧倾中心位置较高，有利于减小转向时车身的侧倾角。
不足之处是：1）由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度（特别是前悬架），使之刚度较大，所以汽车平顺性较差；
2）簧下质量大；在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴（桥）和车身倾斜；
3）当两侧车轮不同步跳动时，车轮会左、右摇摆，使前轮容易产生摆振；前轮跳动时，悬架易与转向传动机构产生运动干涉；
4）当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时，由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时，不仅车轮外倾角有变化，还会产生不利的周转向特性；
5）汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性；车轴（桥）上方要求有与弹簧行程相适应的空间。
这种悬架主要用在总质量大些的商用车前、后悬架以及某些乘用车的后悬架上。
3．1．2独立悬架优缺点
独立悬架的结构特点是，左、右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接。优点是：1）非悬挂质量小；
2）悬架占用的空间小，便于发动机的布置；
3）弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车行驶平顺性；
4）由于采用断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，改善了汽车的行驶稳定性；
5）左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力；
6）独立悬架可提供多种方案供设计人员选用，以满足不同设计要求。
7）易于实现驱动轮转向。
缺点是：结构复杂，成本较高，维修困难。
这种悬架主要用于乘用车和部分总质量不大的商用车上。










3．1．3 比较选型
由于我这次设计的是富康轿车的独立悬架，所以悬架选用类型为独立悬架。
2  已知参数
满载                           空载
前轴55%   后轴45%            前轴60%   后轴40%   
整车整备质量：1037kg/1220             轴距：2540mm/2656
空载前轴轴载质量：637kg /         空载后轴轴载质量：400kg
满载总质量：1415kg               满载前轴载质量：761kg
满载后轴载质量：654kg            前轮轮距：1423mm/1414
后轮轮距：1424mm/1422

3．2 独立悬架的分类及比较
独立悬架又分为双横臂式、单横臂式、双纵臂式、单纵臂式、单斜臂式、麦弗逊式和扭转梁随动臂式等几种类型。
对于不同结构形式的独立悬架，不仅结构特点不同，而且许多基本特性也有较大区别。评价时常从以下几个方面进行：
（1）侧倾中心高度  汽车在侧向力作用下，车身在通过左、右车轮中心的横向垂直平面内产生侧倾时，相对于地面的瞬时转动中心，称为侧倾中心高度。侧倾中心位置高，它到车身质心的距离缩短，可使侧向力臂及侧倾力矩小些，车身的侧倾角也会减少。但侧倾中心过高，会使车身倾斜时轮距变化大，加快轮胎的磨损。
（2）车轮定位参数的变化  车轮相对车身上、下跳动时，主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角及车轮前束等定位参数会发生变化。若主销后倾角变化大，容易使转向轮产生摆振；若车轮外倾角变化大，会影响汽车的直线行驶稳定性，同时也会影响轮距的变化和轮胎的磨损速度。
（3）悬架侧倾角刚度  当汽车作稳态圆周行驶时，在侧向力作用下，车厢绕侧倾轴线转动，并将此转动角度称之为车厢侧倾角。车厢侧倾角与侧倾力矩和悬架总的侧倾角刚度大小有关，并影响汽车的操纵稳定性和平顺性。
（4）横向刚度  悬架的横向刚度影响操纵稳定性。若用于转向轴上的悬架横向刚度小，则容易造成转向轮发生摆振现象。
3．2．1 双横臂式结构及特性分析
结构如右图，
特性：侧倾中心高度较低；车轮外倾角与主销内倾角均有变化；轮距变化小，故轮胎磨损速度慢；悬架侧倾角刚度较小需要横向稳定器；横向刚度大；空间尺寸大；结构稍复杂，前悬架用得较多。
                                             
3．2．2 单横臂式悬架结构及特性分析
结构如右图，
特性：侧倾中心高度较高；车轮外倾角与主销内倾角变化大；轮距变化大，故轮胎磨损速度快；悬架侧倾角刚度较大可不装横向稳定器；横向刚度大；空间尺寸较小；结构简单、成本低，前悬架用得较少。

3．3．3 单纵臂式悬架结构及特性分析
结构如右图，
侧倾中心高度较低；车轮外倾角与主销内倾角变化大；轮距变化不大；悬架侧倾角刚度较小需要横向稳定器；横向刚度小；几乎不占用高度空间；结构简单、成本低。


3．3．4 单斜臂式悬架结构及特性分析
结构如右图，
侧倾中心高度在单横臂式和单纵臂式之间；车轮外倾角与主销内倾角变化大；轮距变化不大；悬架侧倾角刚度在单横臂式和单纵臂式之间；横向刚度较小；几乎不占用高度空间；结构简单、成本低。

3．3．5麦弗逊式悬架结构及特性分析
结构如右图，
特性：侧倾中心高度较高；车轮外倾角与主销内倾角变化小；轮距变化很小，故轮胎磨损速度慢；悬架侧倾角刚度较大可不装横向稳定器；横向刚度大；占用空间尺寸小；结构简单、紧凑乘用车上用得较多。
3．3．6 扭转梁随动臂式悬架结构及特性分析
结构如右图，
特性：侧倾中心高度较低；左右车轮同时跳动时不变；轮距不变，故轮胎磨损速度慢；悬架侧倾角刚度较大可不装横向稳定器；横向刚度大；占用空间尺寸小；结构简单，用于发动机前置前轮驱动乘用车的后悬架。
3．3．7 比较选型
由于富康车是乘用车，再通过对这几种独立悬架的结构和特性进行比较，我设计的前后悬架都选用麦弗逊式独立悬架。
4  辅助元件的选择
4.1是否需要增加横向稳定杆。
通过减小悬架垂直刚度，能降低车身的固有频率，达到改善汽车平顺性的目的。但因为悬架的侧倾角刚度和悬架的垂直刚度之间是正比关系，所以侧倾角刚度也随着垂直刚度的减小而减小。因此需要增加横向稳定杆，来增加前悬架的侧倾角刚度。
对于后悬架来说，取消减振器的侧倾，从而避免了需要横向稳定杆来提高后悬架的侧倾角刚度。
4.2

xiaoqiangno9

楼主 看不到图啊。。。