双横臂前悬架参数匹配与运动仿真毕业设计

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1、 目 录 摘 要 . I Abstract II 第 1章 绪 论 . 1 1.1 悬架的概述 1 1.2 独立悬架结构、类型和特点 . 2 1.3 课题的主要意义 . 5 1.4 设计内容概述 . 5 第 2章 双横臂独立悬架设计计算 6 2.1 选取同类车型参数 6 2.2 悬架主要参数的确定 . 6 2.3 簧载质量与非簧载质量 . 7 2.4 弹性元件计算 8 2.5 减震器计算 . 12 2.5.1 相对阻尼系数 . 12 2.5.2 筒式减震器工作缸 D 确定 . 14 2.6 导向机构设计 . 15 2.6.1 侧倾中心 15 2.6.2 横向平面内上下横臂轴布置方案 16 2.

2、6.3 水平面内上下横臂轴的布置方案 16 2.7 上下横臂长度确定 . 17 2.8 半轴计算 . 17 2.9 车轮计算 18 2.10 本章小结 18 第 3章 基于 ADAMS/View 的悬架优化分析 . 19 3.1ADAMS 介绍 19 3.2 悬架建模关键点确定 . 20 3.3 添加连接副 . 21 3.4 添加移动副 . 22 3.5 测量参数值 . 23 3.6 悬架的特性曲线 . 27 3.7 仿真结果分析 . 30 3.8 悬架部件尺寸参数化 . 30 3.9 制定界面 . 35 3.10 设计参数的研究分析 38 3.11 优化方案 46 3.12 优化结果分析 4

3、8 3.13 本章小结 49 第 4 章 悬架实体建模 . 50 4.1Pro/E 介绍 50 4.2 悬架零件实体建模 . 50 4.2.1 螺旋弹簧的创建 50 4.1.2 轮胎的创建 51 4.1.3 盘式制动器创建 51 4.1.4 转向拉杆创建 52 4.1.5 上横臂的创建 53 4.1.6 下横臂创建 53 4.1.7 半轴创建 53 4.1.8 叉形件的创建 54 4.1.9 转向节创建 54 4.3 悬架的装配 . 54 4.4 本章小结 . 54 结 论 55 参考文献 56 致 谢 57 附 录 58 1 第 1 章 绪 论 1.1 悬架的概述 舒适性是轿车最重要的使用性

4、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。所以，汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部 件。同时，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是 保证汽车行驶安全的重要部件。 一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。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。弹性元件种类包括钢板弹 簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。减振器用来衰减由于弹 性系统引起的振，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

5、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。 现代汽车悬架的发展十分快，不断出现，崭新的悬架装置。按控制形式不同分为 被动式悬架和主动式悬架。目前多数汽车上都采用被动悬架，如下图所示也就是汽车 姿态（状态）只能被动地取决于路面及行驶状况和汽车的弹性元件，导向机构以及减 振器这些机械零件。20 世纪 80 年代以来主动悬

6、架开始在一部分汽车上应用，并且目 前还在进一步研究和开发中。主动悬架可以能动地控制垂直振动及其车身姿态，根据 路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼，如图 1.1。 1 弹性元件 2 减震器 纵向推力杆 横向推力杆 3 横向稳定器 图 1.1 悬架图 2 根据汽车导向机构不同悬架种类又可分为独立悬架，非独立悬架。如下图 1.2 所示： (a)非独立悬架 (b)独立悬架 图 1.2 非独立悬架与独立悬架示意图 非独立悬架如上图(a)所示。其特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上，当一侧 车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上，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。 独立悬架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