麦弗逊悬架运动仿真分析
麦弗逊悬架运动仿真分析
摘要
一种三维模型提出了一个麦克弗森型转向悬架的运动行为。通常的方法提
出了主要参数的确定（主销后倾角，车轮外倾角，转向角等），在系统的操作
因素的作用中，（这些参数）影响车辆的操纵。输入数据一方面是悬架和转向
几何，另一方面是支柱的移动和转向轮转向的转向，这是通过监测车辆而获得的。该模型已被施加到一个标准的车辆，其结果的有效性已被证实。
关键词：计算机模拟；汽车悬架；麦弗森；三维运动模型。
1.导言
麦弗逊悬架是目前被大量应用在大多数中小型轿车上的系统。在麦弗逊悬
架通常的结构中，其组成是一个支柱刚性地连接到车轮或者转向节。支柱上部
通过柔性联结连接在车身上，（柔性联结）由一个弹性元件和一个允许支柱转
动的推力球轴承组成。
图1.右前轮的特性部位的前后部视角
在悬架的下部有一个横臂，连接转向节和车身。在转向节和横臂之间的联
结由一个球叉式万向节构成，横臂通过两个允许相对转动的衬套连接到车身。
为了将转向轮的转动传递到车轮，转向横拉杆也通过球叉式万向节（图1）被连接在转向节或减振器上。
由于系统的复杂性，必须使用允许车辆全面设计的最优化的分析模型。在
本文中，我们提出了一个运动的发展，对系统的特点的基础上，允许我们确定
其性能，提出可行的改进。
2.真实系统解析
在麦弗逊转向悬架的运动学研究中，下列最初的考虑已经被记述：
?假设组成悬架的所有连接都是刚性的
?忽略衬套的变形
?车轮的有效半径由轮胎的动态特性决定
对与路面车轮相对应的系统的运动学分析揭示了总共7个元素：车身，横
臂，转向节，减振器活塞杆，横拉杆，转向齿条，车轮。这些元素的运动学连
接在表1中被给出。
机构中的自由度（dof）通过Kutzbach准则计算，表达式为：
dof=6×﹙7×车身－1﹚－4×﹙球叉式万向节﹚×3﹣2﹙﹚×5﹣1×﹙平动﹚
×5－1×﹙圆柱﹚×4=5 (1) 在五个自由度中，仅有两个反映了车轮的运动：转向齿条的位置和支柱的
平动。
如果分析扩展到前轴的整体模型，（图2）共有三个代表自由度被发现。
这也就是说，通过对三个变量的计算能发现整个机构的运动学行为，即转向齿
条的位置（由转向轮决定）和麦弗逊支柱的运动。
图2.麦弗逊式悬架和齿轮齿条式转向盘的运动学模型
转向盘的转动，也就是说齿条位移，直接被该车司机操控，同时悬架的移
动取决于动态行为、减振及悬架弹性元件的特性和悬架几何等。
3.参考系
一个参考系（移动）被认为是为每个车轮（图3），再加上整个参考系
（非移动或惯性）的车辆。
图3.前轮和车辆参考系
车辆的参考系的原点在它自身的重心处，并且依照国家标准化组织提供的
标记法。
这个移动的参考系O”X”Y”Z”定义为联系支柱与转向节的系统，O”Z”轴与
减振器轴一致并且定义为M点到B点。O”x”y”平面被C点定义，O”x”轴被O”
和C点定义。
在空间里悬架支柱-转向节的位置和方向可以通过设定体固定的O”x”y”z”
坐标系的原点的位置来定义，并且指定一个正交方向余弦矩阵定义参考系
O”x”y”z”的方向。从可移动参考系到车辆系的坐标的转换矩阵由下式提供：
（2）
在公式中矩阵[B]是三维方向的特性﹛O v O”﹜是从O v到O”的矢量。坐标
的转换是：
（3）逆变换矩阵是：
（4）
矩阵[B]规定使用欧拉参数，消除了其它常用的角坐标（如欧拉角）的缺点，并且可能在许多情况下，基本上是简化的数学公式。
欧拉定理说：如果两个右手直角笛卡尔参考系的起点是一致的，那么它们
可以由一个关于某些轴（ω）的单一的旋转（χ）达成一致。所以变换矩阵[B]在欧拉参数表达的形式：
（5）
在公式中e
0,e
1
,e
2
,e
3
是欧拉参数，定义为：
（6）
4.运动学模型的方法
在支柱平动和转向轮转动的功能上确定每个车轮的运动学方程的一套方法，是基于用于移动参考系原点点O”的三维约束方程。在定义这些点和欧拉参数，车轮平面和它的方向向量确定，这使我们能够计算的转向和悬挂的几何形状。
假设转向和悬挂系统的几何参数，坐标的特征点和元素的尺寸，是已知的。假定有决定的自由度有关的变量的值确定了，那么减振器的行程和转向轮的转
动可以在一个真实的案例测试。
4.1. 横臂约束方程
横臂被假定为一个转动–球形复合接头（图4）。
其分析的定义是，O点和O”点之间的距离等于横臂半径（R w）和矢量
xxx和xxx正交。也就是：
（7）
（8）
图4.转动–球形复合接头
式中xx是：
（9）式（7）就可以写成：
（10）
式中固定支柱O”x”y”z”坐标系(x O’’,y O’’,z O’’)的原点的分量和欧拉参数都是未知量，(x O’’,y O’’,z O’’)在坐标系O”x”y”z”（固定值）中是原点O的分量。
同样，式（8）写成：
（11）
式中，是向量xx的方向余弦（固定值），是横臂的旋转轴。
4.2.转向纵拉杆约束方程式
转向纵拉杆假定为一个球形复合接头。其分析定义是点C和点D之间的距）（图5）。
离等于杆长（R
s
（12）式中xx是：
（13）
图5.球形复合接头
将式（13）代进式（12）并展开，获得如下表达式：
（14）
式中（x’’O，y’’O，z’’O）是点C在坐标系O’’x’’y’’z’’中的分量（固定值）。（x D，y D，z D）是点D在车辆坐标系中的分量。这个分量的值取决于转向轮的位置和两个自由度中的一个。
4.3.支柱约束方程
支柱接头的分析法定义是B点到O’’点的距离等同于一个随时长度（L st），并且B点到O’’的向量是垂直于x’’和y’’（图6）。
B点到O’’点的距离（L st）是两个自由度中的一个，并且能在一个位置传感
器实例中被测量。
支柱运动模型的约束方程可以写成：
（15）
（16）
(17)
其中xx是：
（18）
图6.支柱接头
展开方程式（15）~（17）表达式是（依次得到式（19）~（21））：
（19）
（20）
（21）
4.4.麦弗逊运动模型的约束等式
每个车轮的约束方程组就是：
（22）
式中xx是欧拉参数标准化约束。
一旦方程组（22）被解出，那么下列变量和在第3部分介绍的变换矩阵就都得到了：
（23）方程组使用迭代–牛顿-拉夫逊法求解。
5.运动模型的应用
5.1.车轮悬几何的空间定位
一旦和移动参考系的位置和方向已经确定，在车轮平面的方向向量可以得到（24）。这将是平行的车轮旋转轴（图7），允许悬挂系统的几何特征的测定。
（24）
式中是在移动系统表示车轮平面的方向向量的分量，定值。xx是在车辆系表示车轮平面的方向向量。
图7.车轮旋转轴
悬挂的几何形状被认为是（转向节主销，主销后倾角，车轮外倾角，前束/后束，各种坐标和轮向量计算）可以被定义为：
在方程（27）~（29）中车轮坐标系中O’’点的分量被用下列表达式计算：
5.2.相对于车身每个车轮旋转的瞬轴
相对于车身每个车轮旋转的瞬轴被定义成包含悬架横臂的旋转轴和O’（垂直于直线O’B（包含点B））的平面。解析这是代表以下方程组：
式中v
x，v
y，
v
z
由下列表达式计算的向量分量：
为了计算摆臂当量，就必须要绘制垂直于通过车轮与地面的接触点的旋转轴线。这一点上，车轮的有效周长与地面之间的切点，被计算求解以下方程组：
式中，xx是下列向量：
所有的向量必须在道路坐标表示。
5.3.前侧倾轴
从每个车轮的瞬时旋转轴线开始，旋转轴被计算为平面的交点，其中包含右车轮的瞬时轴线，并穿过它的点与其中包含瞬时轴线的平面接触的计算左车轮及其与滚动面相应的接触如图8。
5.4. 由于转向盘的转动转向节的高度修正
在图9中可以看见车轮O
R
的中心表示与地面成一个角度的圆周。通过悬挂的压缩效果或通过方向盘的旋转转动车轮，产生一个在转向节的高度的变化，因此在B点相对于地面。
图8.接触点的向量
图9.描绘车轮中心的圆周
中心点位置和车轮与地面的接触点。
为了计算这个变量必须计算轮O
R
6.软件的发展，模型的确定和应用
为了解决方程和转向装置与悬架几何的变化量，矩阵实验室程序和其用作模型的交互式工具被采用。矩阵实验室已经被采用，因为它代表了其数值计算相结合的集成环境，先进的图形，可视化和高级编程语言[ 14 ]。
提出了麦克弗森前悬架模型，需要一系列的几何数据，如麦克弗森支柱安装坐标（B点），横臂连接到车身的接头，和转向齿条的固定点。其他数据参考转向节几何形状。最后，该模型需要支柱的长度和在每一刻的转向轮的转向。完整的列表在附录A.
6.1.模型合理性论证
为了测试模型的答案，这个结果被和一个对真实的实验车辆的测量结果进行对照。
对比过程包括对阻尼器的长度和转向角的转向和悬挂的几何形状变化的实车测量。电位线传感器来测量器减振器长度，旋转电位器测量转角。为了测量转向与悬架几何山顶光加，适度302高清，光学测量设备被使用。
一种用于测量包括从静止位置提高车辆使车轮在空中与地面平行的变化的程序。另一个程序包括对应不同的身体姿势转动转向盘。一些所得到的图与通过模型计算的结果进行比较，在图10–13展示。
一个小的差异可以在这些数字模型和测量之间被鉴别，这根本上是一个与使用仪器关联的的测量误差的函数。
图10.左转向盘角与右转向轮转角车辆测量和模型计算
图11.外倾角（右）车辆检测和模型计算与车轮角
图12.外倾角（右轮）车辆测量和模型计算与阻尼器的长度（麦弗森支柱）
6.2.车辆的结果与分析
通过该模型可以获得系统完整的三维几何特性。作为一个例子，各种图形指的是某些重要尺寸变化在图14和15中可以看见。
——测量 ——计算
车轮外倾角（0
）
——测量 ——计算
车轮外倾角（0
）
图13.主销后倾角在车辆中测量和在模型中计算与阻尼器的长度（麦弗森杆）
图14.车轮外倾角的变化的表面与减振器的长度和车轮转动
图15.主销后倾角的变化的表面对减振器的长度与车轮转动
6.3.侧倾中心
——测量 ——计算
主销内倾角（0
）
支柱长度（mm ）
转向角（0
）
车轮外倾角（0
）
支柱长度（mm ）
转向角（0
）
车轮外倾角（0
）
为了提高车辆的转向性能的一个重要参数是侧倾中心高度。使用我们的模型，车辆在实际位置时侧倾中心的位置被计算，和它的由于动态力引起的变化。
图16显示的平行于地面的车辆的垂直运动下侧倾中心高度的变化，和其在支柱长度在460和600毫米之间的变化。
第二个案例包括考虑车身侧倾运动，从两个减振器中一段长度为500mm 的静止位置开始，并向左侧倾，然后向右侧倾。向左侧倾时假定右减振器从530到600mm 变化，同时向右侧倾时左减振器从530到460毫米的变化。结果在图17中可以看到。
图16.平行于车身的运动的侧倾中心高度
图17.身体的滚动运动的侧倾中心高度
支柱长度（mm ）
滚动中心高度（mm ）
支柱长度（mm ）
滚动中心高度（mm ）
7.结论
运动学模型已经开发为转向悬架最常用的类型，并且一个计算程序已经实施，为任何用户提高分辨率。它是一个挠性模型可以应用到任何麦克弗森结构。
这个模型可以计算变化的悬架几何，为支柱的移动功能和方向盘的转向功能。由于几何形状是稳定性和操纵性的一个决定性的因素，该模型允许悬挂机构的优化。这可以在设计阶段进行，然后联接的接合处的最适当的位置，它们的长度等等，可以容易地确定。
同时，在车辆竞争的情况中，由于理想的悬挂设置被提高了，当车辆被制造出来后该模型允许优化。
最后，值得指出的是，该模型可以应用装备悬架和转向的车辆，让我们知道该轮的位置，实时的转向与悬架几何。
附录A：车辆分析数据
转向机构的特征尺寸（车辆参数）
尺寸值
横拉杆左/右
齿条位置
Q到C的距离，转向角为0
338mm 48mm/rev 125mm
悬架的特征尺寸（车辆参数）
（下一页续）附录A（续）
悬架特征参数（转向节参数）
横臂特征参数
图18.横臂
参考文献
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底盘-10-麦弗逊式悬架的构造及拆装实训
底盘-10-麦弗逊式悬架的构造及拆装实训
汽修专业理实一体教案 课题项目七麦弗逊式悬架的结构、工作原理及拆装实训 教学目标一、知识目标 了解麦弗逊式悬架的工作原理原理二、技能目标 拆卸安装悬架 三、情感目标 培养团队合作能力 培养不怕脏不怕累的劳动精神 教学重点一、实训车间的行为规范 二、悬架及减震的工作原理 教学难点一、悬架的运动原理 二、规范的使用各种工具 教学准备一、转向系统实训台 二、拆装作业台 三、120件套工具箱 作业布置一、作业 二、实训报告 教学考核一、现场提问（30%） 二、现场实践操作（70%）
教学反思 教学内容或教学流程教法设计 一、课前三分钟 1.强调车间内不允许玩手机，督促班干部收缴手机 2.保持车间干净整洁，不准带入饮料零食等物 3.未经老师允许，不得擅自操作各个机械 4.检查教材、笔记本、笔 二、复习旧知与导入新课 1.复习旧知 底盘构成 2.导入新课 颠簸路面上，车辆如何减少震动，吸收能量？ （1）弹簧延时，缓冲 （2）减震吸收能量 三、悬架的结构
『悬挂在汽车底盘安放位置的示意 图』 ●悬挂的概念和分类 首先让我们来了解一下什么 是悬挂：悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，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。典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减
震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬挂多具有螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大，这也是悬挂性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬挂和独立悬挂两种。 『奥迪S4前后均采用了独立悬挂』 非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上，一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮，这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左
悬架运动学及柔顺性(K&C)试验介绍
悬架运动学及柔顺性（K&C）试验介绍 时间：2011-05-16 11:55:09 来源：奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心整车试验部戚海波薛志祥张珣本文主要介绍悬架运动学及柔顺性（K&C）试验台的结构组成、试验项目以及其在底盘开发中的应用。 【摘要】汽车操纵稳定性是汽车主要性能之一。卓越的操纵稳定性能不仅大大提高了汽车主动安全性，更能给驾驶者带来驾驶乐趣。随着我国汽车行业的迅猛发展，用户对汽车产品的性能要求不断提高，并越来越关注整车的操纵稳定性。 汽车的悬架运动学及柔顺性特性对整车的操纵稳定性水平具有决定性的影响，因此国际上各大汽车生产厂家及试验机构都通过购买悬架运动学及柔顺性参数测量设备来提升其在整车底盘设计和操稳调校方面的能力。 1. K&C试验台介绍 悬架运动学及柔顺性试验台简称K&C试验台，主要用来测量悬架及转向系统的几何运动学（Kinematics）特性和各种受力情况下的柔顺性（Compliance）数据，这些特性和数据在很大程度上影响着整车的操纵稳定性水平。 K&C试验的基本原理就是向车辆的悬架系统施加一系列的载荷和位移输入。对于准静态 K&C试验，为了不激励起任何惯性、减振器或橡胶衬套引发的动态力，输入施加的速度很缓慢。 K&C试验台在此过程中测量大量的参数，通过这些参数可以得到与车辆悬架性能相关的主要参数，包括悬架刚度和迟滞，Bump Steer，Roll Steer，侧倾刚度，纵向和侧向柔性转向，以及转向系统特性。对这些参数的理解对于彻底理解车辆的行驶性、平顺性、转向和操纵性具有决定意义。 K&C试验结果可以为ADAMS等CAE分析软件提供辅助验证，提高仿真的准确性，为设计和试验开发提供有力支持。 通过K&C试验、道路上的客观测量试验和主观评价试验的结果进行系统分析，我们可以找出车辆在操纵稳定性方面存在的问题以及问题的原因。
中型汽车用麦弗逊式前独立悬架设计与仿真分析
修稿日期! 基金项目!国家部委预研项目( C )作者简介!吴志成( ) 男 讲师.文章编号! " # 中型汽车用麦弗逊式前独立悬架 设计与仿真分析 吴志成!陈思忠!林程!张斌 (北京理工大学机械与车辆工程学院 北京 ) 摘要!回顾了麦弗逊式前独立悬架的发展以及在中型汽车上应用现状 通过仿真分析研究了麦弗逊式悬架的刚 度特性及其对行驶平顺性的影响 并以某中型越野汽车为例探讨了中型汽车用麦弗逊式前独立悬架的结构设计方法 总结了中型汽车用麦弗逊式前独立悬架的设计分析经验.关键词!麦弗逊式;独立悬架;仿真分析中图分类号! . 文献标识码!A Research on t he S i mul ati on and D es i g n of M acpherson Front lnde p endent S us p ens i on f or M i ddle Truck W Zhi-chen g CHEN S i-zhon g I N Chen g Z HANG B i n (S chool of M echanical and v ehicul ar En g i neeri n g Bei i n g Instit ute of T echnol o gy Bei i n g Chi na ) Abstract :An over vi e w of t he devel o p m ent and a pp li cati on of M ac pherson sus p ensi on i n m edi u m tr uck are p resent ed.The i nfl uence of t he stiff ness charact er of M ac pherson sus p ensi on on ri ddi n g co m f ort i s si mul at ed w it h M atl ab.The desi g n p r ocedure of M ac pherson sus p ensi on str uct ure f or m edi u m off-r oad vehi cl es i s di scussed.The ex p eri m ents i n M ac pherson sus p ensi on desi g n and si mul ati on f or m edi u m vehi cl e are su mm ari zed. Ke y words :M ac pherson ;i nde p endent sus p ensi on ;si mul ati on anal y si s 麦弗逊式独立悬架自 年代面世以来 由于构造简单 占用空间小 操纵稳定性良好等优点 在轿车和轻型越野车上得到了广泛的应用.但由于典型的麦弗逊式独立悬架使用减振器兼做主销 减振器活塞杆在相对减振器筒往复运动的同时 又受到侧向力的作用 减振器受力状态不好 因此一些麦弗逊式独立悬架将减振器移出 代之以专用的滑柱结构确定主销轴线 此类结构又被称为滑柱摆臂 式独立悬架. 目前麦弗逊式独立悬架在中 重型汽车上的应用还较少 其原因一方面是中 重型汽车的车速较低 结构尺寸较大 对空间的要求宽松 麦弗逊式独立悬架的优点体现不明显;另一方面是麦弗逊式独立悬架技术在中 重型汽车上的应用不多 设计人员在设计新车型时往往尽量避免尝试新技术 以回避技术风险. 年第 期车辆与动力技术 v ehicl e po wer T echnol o gy 总第 期
5.2悬挂动力学解析
5.2 汽车悬架动力学 研究目的及意义 悬架是现代汽车最重要的总成之一，它把车轮和车身弹性地连接起来，传递它们之间一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷，以保证汽车的平顺性。现代汽车的高速行驶对悬架提出越来越高的要求，不仅具有减振性能，而且具备良好的导向特性，车轮定位参数随车轮跳动和外力而变化对汽车的操纵稳定性有十分重要的影响。此外悬架的合理设计需要对悬架各个构件以及铰接在各种工况下受力变形情况作出分析，以满足强度和刚度的需要。在本项目中由于采用了参考车辆的悬架参数，所以我们有必要对各个定位参数进行分析，选择合理的悬架参考位置坐标。
5.2.1A DAMS软件及其在悬架运动学／动力学中的应用 ADAMS软件的简单介绍 ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System) 全称是机械系统自动动力学分析软件，它是目前世界范围内最广泛使用的多体系统仿真分析软件。通过预测和分析多体系统经受大位移运动时的性能，ADAMS可以帮助改进各种多体系统的设计，从简单的连杆机构到广泛使用的车辆系统。 ADAMS软件可以方便地建立参数化实体模型，并应用了多刚体系统动力学原理进行仿真计算。只要用户输入具体多刚体系统的模型参数，ADAMS软件就可以根据多刚体系统动力学原理，自动建立动力学方程，并用数值分析的方法求解这个动力学方程，这就给多体系统的计算带来了方便。而且ADAMS软件建模仿真的精度和可靠性在所有的动力学分析软件中是最好的。国外有人用ADAMS软件对Ford BroncoII进行整车操纵模拟的仿真分析。在车速为20m/s、0.4s内输入阶跃激励下，横摆角速度和侧向加速度曲线的数值仿真结果与实验结果具有很好的一致性。基于这些优点本课题将采用ADAMS仿真分析软件来对悬架运动学和弹性运动学，以及动力学进行初步的计算机仿真分析。ADAMS使用交互式图形环境和部件库、约束库、力库用堆积木方式建立三维机械系统参数化模型，并通过对其运动性能的仿真分析和比较来研究“模拟样机”可供选择的设计方案。ADAMS仿真可用于估计机械系统性能、运动范围、碰撞检测、峰值荷载以及计算有限元的载荷输入。它提供了多种可选模块，核心软件包括交互式图形环境ADAMS View （图形用户界面）和ADAMS Solver（仿真求解器)，还有ADAMS FEA（有限元接口），ADAMS IGES(与CAD软件交换几何图形数据)等模块，尤其是它的ADAMS Vehicle(车辆和悬架模块)和ADAMS Tire（轮胎模块）使ADAMS软件在汽车行业中的应用更为广泛。 ADAMS软件在悬架动力学的应用 本课题拟用ADAMS View来对悬架进行建模。ADAMS View中有各种实体建立命令以及各种铰接型式，约束型式，可建立悬架的三维参数化模型。在进行运动
悬架受力
悬架受力分析的意义： 1． 校核各杆件的强度，使之在安全系数范围之内 2． 优化杆件夹角，使杆件得到最合理利用 前提假设：悬架杆件为刚性。 赛车的各参数如下： 整车质量：200Kg+ 68Kg 载荷分配：前：后=47:53 制动力分配：前：后=7:3 附着系数：1.4 发夹弯最小直径：D=9m （平均速度40km/h-----48km/h ） 75m 平均加速度 7.4m/s 2 由于前后两轮制动力和载荷不同，因此要对前后两轮独立分析。 一．前悬架 图一.（前悬架整体受力图） 1.前悬架整体受力分析 1）.在负载为68Kg 下，有 121 ()2 Fz G G =+×47% 可以算得Fz =617.2N,其中G1为200kg ，G2为68kg 2.）当在48km/h 速度下通过最小直径D=9m 的发夹弯时产生的离心力由Fy 提供，则有 2 v a R =可以得239.5/a m s = 取a =4g 其中g=9.82 /m s 所以有Fy =（4×9.8×268）/4=2626.4N
3.）对于前轮而言，其加速与制动都是在x方向上受力，而制动所受的力远大于加速所受的力，故只研究在制动情况下所受力的大小。 若在附着系数为1.4的情况下减速，则有 Fx=1.4G×70%×1 2 可以得Fx=1286.9N G为2626.3 由于计算结果为赛车设计标准上限，Fx出现在制动过程中，Fy出现在发夹弯处。 2.转向和制动过程上下悬臂受力分析 1）对于转向过程 图二 分别在X和Z方向上列平衡方程得 Fx+Fa1cos7°-Fb-Fa2sin6°=0 Fz-Fa2cos6°-Fa 1 sin7°=0 以B为中心列力矩方程得 Fz×80+F a1×250-Fx×115=0 由上面三个式子可以得 F a1=394.5N F a2=572.2N F b=1621.3N` 2)对于制动过程
麦弗逊前悬架学位毕业设计
摘要 随着汽车工业技术的发展，人们对汽车的行驶平顺性，操纵稳定性以及乘坐舒适性和安全性的要求越来越高。汽车行驶平顺性反映了人们的乘坐舒适性，而舒适性则与悬架密切相关。因此，悬架系统的开发与设计具有很大的实际意义。 本次设计主要研究的是比亚迪F3轿车的前、后悬架系统的硬件选择设计，计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度及选择出弹簧的各部分尺寸，并且通过阻尼系数和最大卸荷力确定了减振器的主要尺寸，最后进行了横向稳定杆的设计以及汽车平顺性能的分析。本设计在轿车前后悬架的选型中均采用独立悬架。其中前悬架采用当前家庭轿车前悬流行的麦弗逊悬架。前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减，后悬则采用半拖曳臂式独立悬架振器。这种结构的设计，有效的提高了乘座的舒适性和驾驶稳定性。 关键词：悬架；平顺性；弹性元件；阻尼器；
1绪论： 1.1悬架的功用 悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间弹性连接装置的总称。 1.传递它们之间一切的力（反力）及其力矩（包括反力矩）。 2.缓和，抑制由于不平路面所引起的振动和冲击，以保证汽车良好的平 顺性，操纵稳定性。 3.迅速衰减车身和车桥的振动。 悬架系统的在汽车上所起到的这几个功用是紧密相连的。要想迅速的衰减振动、冲击，乘坐舒服，就应该降低悬架刚度。但这样，又会降低整车的操纵稳定性。必须找到一个平衡点，即保证操纵稳定性的优良，又能具备较好的平顺性。 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。 1.2 悬架的组成 现代汽车，特别是乘用车的悬架，形式，种类，会因不同的公司和设计单位，而有不同形式。 但是，悬架系统一般由弹性元件、减振器、缓冲块、横向稳定器等几部分组成等。
悬架主要参数的确定
悬架结构形式的选择 汽车的悬架主要有独立悬架和非独立悬架，独立悬架的结构特点是，左右车轮通过各自的悬架与车架连接；非独立悬架的结构特点是，左右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架连接。 独立悬架与非独立悬架的优缺点对照见表1： 表1 独立悬架与非独立悬架的优缺点对照 所以前后轴都用非独立悬架。从表格中可以看出可以可以方便维修，制造成本也低。 目前在客车上普遍应用的是空气弹簧做弹性元件的悬架。悬架是连接车身和车轮之间一切传力装置的总称，主要由空气弹簧，减振器和导向机构三部分组成。弹性元件用来传递垂直力，并和轮胎一起缓和路面不平引起的冲击和振动，减振器将振动迅速衰减。导向机构用来确定车轮相对于车架或车身的运动，传递除垂直力以外的各种力矩和力。 空气弹簧与机械弹簧悬架的目的是一样的，都是为了保护车辆不受振动和路面冲击振动的影响。但是，机械弹簧悬架也可能加强振动，因为一些小的来自路面的跳动都可能引起共振。而空气弹簧消除振动的性能从而提高车辆的行驶平顺性-乘坐柔软性和舒适性是机械弹簧悬架系统所无法比拟的。机械弹簧悬架的吸振相差太大，在俯仰摆动时，机械弹簧悬架的减振效果更差，只有空气弹簧悬架的25%。 空气悬架在客车的应用上具有许多优点，比如空气弹簧可以设计的比较柔软，可以得到较低的固有振动频率，同时空气弹簧的变刚度特性使得这一频率在较大的载荷变化范围内保持不变，从而提高汽车的行驶平顺性。空气悬架的另一个优点在于通过调节车身高度使大客车的地板高度随载荷的变化基本保持不变。 空气弹簧的优点 1.性能优点：由于空气弹簧可以设计得比较柔软，因而空气悬架可以得到较低的固有振动频率，同时空气弹簧的变刚度特性使得这一频率在较大的载荷变化范围内保持不变，从而
汽车悬架系统动力学研究剖析
（研究生课程论文） 汽车动力学 论文题目：汽车悬架系统动力学研究指导老师：乔维高 学院班级： 学生姓名： 学号： 2015年1月
汽车悬架系统动力学研究 摘要：汽车悬架类型的选择和悬架参数的差异对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有重要的影响。主要分析了麦弗逊悬架的结构特点，并通过ADAMS软件建立麦弗逊悬架的3D模型,对其进行仿真分析,得出悬架参数的优化设计方法。关键词：麦弗逊悬架；ADAMS多刚体动力学；仿真分析 The automobile suspension system dynamics research Caisi Vehicle 141 1049721402344 Abstract:Different kinds of suspension systems and of differences in suspension parameters on the vehicle steering stability and riding comfort have important influence. Mainly analyzed the structure characteristics of Macpherson suspension, and by using ADAMS software to establish 3D model of Macpherson suspension, carry on the simulation analysis, the method of optimal design parameters of the suspension. Key words:Macpherson suspension; ADAMS /Car; multi-rigid-body dynamics; simulation and analysis 引言 汽车悬架是汽车车轮与车身之间一切装置的总称。其功用在于：在垂直方向能够衰减振动和起悬挂作用；在侧向可防止车身侧倾和左右车轮载荷转移；在行驶方向上能够保证驱动与制动的实现并保持行驶方向的稳定性。不同的悬架设置会使驾驶者有不同的感受。看似简单的悬架系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。悬架系统起着传递车轮和车身之间的力和力矩、引导与控制汽车车轮与车身的相对运动、缓和路面传递给车身的冲击、衰减系统的振动等作用，汽车悬架系统对汽车的操
基于ADAMS的汽车麦弗逊悬架计算机仿真分析
第9卷第4期2011年 12 月 Vo1.9 No.4December. 2011 工业技术与职业教育 Industrial Technology & Vocational Education 基于ADAMS 的汽车麦弗逊悬架计算机仿真分析 刘 博，范永海 （河北联合大学轻工学院，河北 唐山 063000） 摘 要：汽车麦弗逊悬架动力学性能计算机仿真分析是分析麦弗逊悬架动力学性能的有效方法。从某电动汽车麦弗逊悬架的实际结构抽象出虚拟模型的设计点和悬架数据，并对模型进行仿真，得出了仿真模型各个定位参数随时间变化的曲线。 关键词：汽车麦弗逊悬架；计算机仿真；ADAMS 中图分类号：TP302 文献标志码：B 文章编号：1674-943X(2011)04-0013-02 The Computer Simulation Analysis Based on Automobile McPherson Suspension of ADAMS LIU Bo，FAN Yonghai (Light Industry College of Hebei United University，Tangshan 063000，China) Abstract：Dynamics computer simulation analysis of automobile McPherson suspension is an effective way to analyze the dynamic functions of McPherson suspension. We abstracted the design points and suspension data of the virtual model from the actual structure of an electric automobile McPherson suspension. By simulating the virtual model, the computer worked out each positioning parameter curve which changed with time. Key Words：automobile McPherson suspension；computer simulation；ADAMS 采用多刚体动力学仿真软件ADAMS 建立四分之一麦弗逊悬架和双横臂悬架车辆的动力学模型的虚拟样机，在建模过程中对悬架进行了必要的假设。利用ADAMS 软件对两种悬架虚拟样机模型进行了仿真，绘制并分析了主销内倾角、主销后倾角、前轮前束角、前轮外倾角和车轮横向滑移量随车轮跳动量的变化曲线，分析了车轮定位参数在车轮跳动过程中对车轮横向滑移量的影响。 1 麦弗逊式悬架结构及特点 麦弗逊式悬架是独立悬架的一种于1947年由当时任职福特汽车公司的麦弗逊(Earl S.MacPherson)发明。麦弗逊式悬架首先于1950年在福特汽车公司的车型上采用，从此以后，麦弗逊式悬架以其节约空间和成本较低成为最为流行的汽车独立悬架系统之一。 麦弗逊悬挂是因应前置发动机前轮驱动(FF)车型的出现而诞生的。FF 车型不仅要求发动机要横向放置，而且还要增加变速箱、差速器、驱动机构、转向机，以往的前悬挂空间不得不加以压缩并大幅删掉，因此工程师才设计出节省空间、成本低的麦弗逊悬挂，以符合汽车需求。麦弗逊悬架采用空间机构，麦弗逊式悬架结构如图1所示。 收稿日期：2011 - 07 - 25 作者简介：刘 博（1975 -） ，男，河北唐山人，本科，河北联合大学讲师，主研方向为计算机和网络教学。 图1 麦弗逊悬架机构简图 2 悬架模型的建立 本文以某电动汽车底盘麦弗逊悬架为研究对象，其结构如图2所示。 图2 麦弗逊悬架结构简图 其连接方式是：车架与横摆臂是转动副(R)连接；横摆臂与转向节总成(包括减振器筒体)是球副(S)连接；减振器杆与转向节总成(包括减振器筒体)是圆柱副(C);减振器杆与车架是球副(S)连接。在此电动汽车中，经观察只有一支下控制臂，减去了与副车架相连接的一支存在虚约束的下控 制臂。
麦弗逊式悬架的课程设计概要
前言： 悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。悬架是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务。而悬架部分涉及的专业知识也比较高深，本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目 的。 关键词:悬架；减震器；弹簧计算 1
1悬架 1.1悬架的功用 汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力；保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。 1.2 悬架的组成 一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。 1.弹性元件 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等，这里我们选用螺旋弹簧。 2.减振器 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。 3.导向机构 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。
双横臂独立悬架运动学仿真分析
机械设计与制造 ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ 第１１期２００９年１１月 文章编号：ｌＯＯｌ一３９９７（２００９）１１－０２００—０２ 双横臂独立悬架运动学仿真分析木 潘国昌１黄虎２刘新田２刘长虹２ （１上海交通大学机械与动力工程学院，上海２００２４０）（２上海工程技术大学汽车工程学院，上海２０１６２０）ＴｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃａＩａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｄｏｕｂｌｅ—ｗｉｓｈｂｏｎｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ． ＰＡＮＧｕｏ—ｃｈａｎ９１，ＨＵＡＮＧＨｕ２，ＬＩＵＸｉｎ—ｔｉａｎ２，ＬＩＵＣｈａｎｇ—ｈｏｎｇ工 （１ＣｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）（２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ）《【摘要】悬架的运动学性能直接影响操纵稳定性等汽车使用性能。利用Ａｄａｍｓ多体动ｈ学软件建５６立双横臂独立悬架的多刚体模型，通过对模型中车轮施加运动约束从而对其进行运动学洼能的仿真分９２析，从而获得该车轮定位角的变化，将设计要求和分析结果对比可以得出此悬架结构设计的合理性及需； Ｖ：性能改进的地方。ａ６关键词：双横臂独立悬架；运动学分析；Ａｄａｍｓ２２【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｄｐｅ咖珊吼ｃｅｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎＮａｙ口后ｅ），ｉｍｐａｃｔＯｌＺｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｐｅ咖丌脚配ｅｉｉｓｕｃｈａｓＶｅｈｉｃｌｅＣｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，Ｗｅｍｏｄｅｌｉｎｇｔｈｅｍｕｌｔｉ一蟛ｄｍｏｄｅｌｏｆＤｏｕｂｌｅ－Ｗｉｓｈ－６６ｂｏｎｅＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＭｏｔｉｏｎＶｉｅｗ，ａｎｄｔｈｅｎ，ｓｔａｒｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｆｔｅｒｃｏｎｓｔｒａｉｎｉｎｇｔｈｅＱ；ｖｅｈｉｃｌｅｗｈｅｅｌｓａｎｄｗｅｃａｎｇｅｔｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｌｏｃａｔｉｏｎａｎｇｌｅ，ｆｉｎ趔ｙ，ｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｒｅｓｕｌｔｉｉｗｉｔｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｗｅｗｉｌｌｆｉｎｄｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｒｅｓｕｌｔｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｄｅｓｉｇｎａｎｄｗｈｉｃｈｐｅ咖卜６ Ｖ●６ｍｇｌｌｌ虻ｅｓｈｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．９：＾２Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｏｕｂｌｅ－ｗｉｓｈｂｏｎｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ；Ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ；Ａｄａｍｓｊ 中图分类号：ＴＨｌ２，Ｕ４６３．３３＋１文献标识码：Ａ １引言 悬架是现代汽车，卜的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接在一起Ｉ“。汽车悬架的运动特性是指当汽车车轮上下跳动时，前轮定位参数、轮距、侧倾中心高度等参数相应的变化规律，通过各物理参数的变化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，保证汽车具有足够好的行驶平顺性和操纵稳定性等运动性能阁以及轮胎的使用寿命。因此进行独立悬架运动特性研究是合理地选择独立悬架导向机构几何尺寸参数的重要前提。由于不等长双横臂式悬架，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置，就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，町保证汽车具有良好的行驶稳定性。本文以某开发车型Ｉｊ｛『双横臂独立悬架为研究对象，运用多体动力学理论和软件，从悬架系统运动学仿真出发，通过施加轮跳运动对悬架进行分析并评价其性能，分析过程的运动直观准确，提高设计精度和设计效率。 ２双横臂悬架模型的建立 根据双横臂独立悬架的实际系统，简化出与其原理一致的抽象ｆＬ何模型，其四杆组成的是由多节点联结组成的—个典型ＲＳＳＲ闭环窄问机构，如图１所示。双横臂悬架三维模型，如图２所示。图２中上摆臂和Ｆ摆臂均为三角形，上下控制臂外侧节点通过球铰和转向节相连，在Ｅ下控制臂则通过旋转副分别和车身、前副车架连接；对于横向稳定杆的建立可采用前横向稳定杆分成左、右对称的２个部分，２部分之间由１个旋转副和１个扭转弹簧一阻尼器相连以该扭转弹簧一阻尼器的扭转刚度和阻尼来模拟实际横向稳定杆的扭转刚度和阻尼，也可以采用ｂｅａｍ梁的方式建立，这种杆系的处理方式更真实的模拟稳定杆的特性，因此模型中选择的是第二种处理模式；轮胎模型使用软件自带的Ｆｉａｌａ轮胎模型。 Ｅ罄啭 下摆臂 图１双横臂独立：悬架简化结构图 图２双横臂悬架三维模埠！ 在Ａｄａｍｓ中建立所有的悬架系统的各个部件的模型，依据已有的悬架硬点数据修改软件的相应参数数值，建立与实际车辆一直的模型；并输入前悬架系统螺旋弹簧、减振器等部件的力学 ★来稿口期：２００９－０１－１８ ★基金项目：上海市高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金资助（ＧＪＤ－０７０２Ｉ），上海市重点学科建设资助项目（Ｐ１４０５） 万方数据
基于ADAMS的麦弗逊式独立悬架的运动仿真设计说明
本科毕业设计设计说明 题目：1.8MT轿车前悬架运动学仿真及设计 学院： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 提交日期： 2011年 4 月 11 日
初始说明： 1.设计原始参数： 满载质量：1579kg，前轴荷：799kg ，后轴荷：780kg ，前轮距：1470 mm ，后轮距：1470mm，轴距：2610 mm，前悬架弹簧刚度：24.7N/mm，后悬架弹簧刚度16.56N/mm，轮胎型号205/50 R16。 2.ADADS建模硬点数据： 初始： loc_x loc_y loc_z hpl_arm_front -200.0 -400.0 225.0 hpl_arm_out 0.0 -700.0 200.0 hpl_arm_rear 200.0 -390.0 240.0 hpl_spring_lower 0.0 -650.0 500.0 hpl_strut_lower 0.0 -650.0 450.0 hpl_strut_upper 0.0 -600.0 800.0 hpl_tierod_inner 200.0 -400.0 300.0 hpl_tierod_outer 150.0 -690.0 3000.0 hpl_wheel_center 0.0 -800.0 300.0 优化后： loc_x loc_y loc_z hpl_arm_front -200.0 -400.0 205.0 hpl_arm_out -30.0 -700.0 180.0 hpl_arm_rear 200.0 -390.0 220.0 hpl_spring_lower 0.0 -650.0 500.0 hpl_strut_lower 0.0 -650.0 450.0 hpl_strut_upper 0.0 -600.0 800.0 hpl_tierod_inner 200.0 -400.0 287.0 hpl_tierod_outer 180.0 -720.0 270.0 hpl_wheel_center 0.0 -800.0 300.0
前悬架分析报告
前悬架力学计算、建模及仿 真分析 关键词：前悬架力学计算建模仿真分析 概述：
本课题内容共两项： 1.计算、分析或测量系列前独立悬架中前梁在静载条件下，其外力大小和方 向 2.针对汽车的前梁与独立悬架总成设计、开发中的实际问题，利用机械系统 自动动力学仿真软件，开发汽车前悬架系统设计模块，模拟汽车的实际工 况，建立力学分析模型，分析影响汽车前轮定位参数的结构因素为测量前 悬架设计提供理论依据，为汽车前悬架提供最佳的结构尺寸。 1 前悬架力学计算 1.1．前悬架受力分析 前悬架的结构为双横臂带扭杆弹簧，且扭杆弹簧上置。静载时分析悬架受力如下图1-1所示：
图1-1 悬架受力图 (1) 在轮胎中心线oo ’接地点o ’受垂直载荷Fz 和横向力Fy (2) 上摆臂在球头A 处受横向和纵向力分别为F2y 和F2z(作用力方向假设为图示方向)，在D 处受扭杆产生的扭矩m (3) 下摆臂在球头B 处受力为F1（由于扭杆上置，下摆臂为二力杆，F1的方向与下摆臂两节点的连线共线）。 由静力平衡建立方程可得： ()12322**cos **y z F F h F a ωω-=- --------------------------(1-1) 211*cos y y F F F ω=- ----------------------- (1-2) 211*sin z z F F F ω=+ -------------------------- (1-3) 233233**cos **sin z y F F m ωω-= ------------------------- (1-4) 式中 2 ----------------------为主销长度，由图纸尺寸可得约为264mm 3 ----------------------为上摆臂长度，由图纸尺寸可得为270mm 2ω----------------------为主销内倾角，由图纸尺寸可得为6.5度 13,ωω--------------------为下、上摆臂角
前轮最常见悬挂形式 麦弗逊独立悬挂详解
前轮最常见悬挂形式麦弗逊独立悬挂详解 2010年10月14日 15:11:14 来源： Che168 麦弗逊悬挂(macphersan)，是现在非常常见的一种独立悬挂形式，大多应用在车辆的前轮。简单地说，麦弗逊式悬挂的主要结构即是由螺旋弹簧加上减震器以及A字下摆臂组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并且可以通过对减震器的行程、阻尼以及搭配不同硬度的螺旋弹簧对悬挂性能进行调校。麦弗逊悬挂最大的特点就是体积比较小，有利于对比较紧凑的发动机舱布局。不过也正是由于结构简单，对侧向不能提供足够的支撑力度，因此转向侧倾以及刹车点头现象比较明显。下面就为大家详细的介绍一下麦弗逊悬挂的构造以及性能表现。 麦弗逊悬挂的历史： 麦弗逊式悬挂是应前置发动机前轮驱动(ff)车型的出现而诞生的。ff车型不仅要求发动机要横向放置，而且还要增加变速箱、差速器、驱动机构、转向机，以往的前悬挂空间不得不加以压缩并大幅删掉，因此工程师才设计出节省空间、成本低的麦弗逊式悬挂，以符合汽车需求。
麦弗逊（Macphersan）是这套悬挂系统发明者的名字，他是美国伊利诺伊州人，1891年生。大学毕业后他曾在欧洲搞了多年的航空发动机，并于1924年加入通用汽车公司的工程中心。30年代，通用的雪佛兰公司想设计一种真正的小型汽车，总设计师就是麦弗逊。他对设计小型轿车非常感兴趣，目标是将这种四座轿车的质量控制在0．9吨以内，轴距控制在2．74米以内，设计的关键是悬挂。麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬挂方式，创造性地将减振器和螺旋弹簧组合在一起，装在前轴上。实践证明这种悬架形式的构造简单，占用空间小，而且操纵性很好。后来，麦弗逊跳槽到福特，1950年福特在英国的子公司生产的两款车，是世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车。 麦弗逊悬挂的构造： 麦弗逊悬挂构造图 麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、A字形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。麦弗逊式独立悬架的物理结构为支柱式减震器兼作主销，承受来自于车身抖动和地面冲击的上下预
大学生方程式赛车悬架设计
前言 1.1目的与意义 悬架通过吸收车辆振动来改善乘坐舒适度错误！未找到引用源。。悬架运动学特性是一些悬架结构参数随车轮跳动的变化规律, 与悬架的导向机构有关.。这些参数的变化会使车轮的地面附着情况及滚动趋向发生变化, 进而影响车辆的动力性、制动性和操纵稳定性等性能错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。。双横臂悬架系统常用在后轮驱动的汽车中，双横臂独立悬架是现代汽车常用的结构形式，特别是在赛车上得到了广泛的应用，其设计好坏对操纵稳定性、平顺性和安全性有着重要的影响错误！未找到引用源。。操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度, 而且也是决定汽车高速安全行驶的一个主要性能。 FSAE赛车悬架系统进行设计的目的与意义，在于探讨悬架运动学参数的变化规律，为赛车调试提供理论依据。确保赛车具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性。确保所设计悬架在车队赛车上运用的可行性和可靠性。 1.2 赛事概述 1.2.1 赛事简介 中国大学生方程式汽车大赛（以下简称"FSAE"）是中国汽车工程学会及其合作会员单位，在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上，结合中国国情，精心打造的一项全新赛事。 FSAE活动由各高等院校汽车工程或与汽车相关专业的在校学生组队参加。FSAE 要求各参赛队按照赛事规则和赛车制造标准，自行设计和制造方程式类型的小型单人座休闲赛车，并携该车参加全部或部分赛事环节。比赛过程中，参赛队不仅要阐述设计理念，还要由评审裁判对该车进行若干项性能测试项目。 在比赛过程中，参赛队员能充分将所学的理论知识运用于实践中。同时，还学习到组织管理、市场营销、物流运输、汽车运动等多方面知识，培养了良好的人际沟通能力和团队合作精神，成为符合社会需求的全面人才。 1.2.2 赛事意义 目前，中国汽车工业已处于大国地位，但还不是强国。从制造业大国迈向产业强国已成为中国汽车人的首要目标，而人才的培养是实现产业强国目标的基础保障之一。
曲柄连杆机构运动学仿真
课程设计任务书
目录 1 绪论 (1) 1.1CATIA V5软件介绍 (1) 1.2ADAMS软件介绍 (1) 1.3S IM D ESIGNER软件介绍 (2) 1.4本次课程设计的主要内容及目的 (2) 2 曲柄连杆机构的建模 (3) 2.1活塞的建模 (3) 2.2活塞销的建模 (5) 2.3连杆的建模 (5) 2.4曲轴的建模 (6) 2.5汽缸体的建模 (8) 3 曲柄连杆机构的装配 (10) 3.1将各部件导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系 (10) 4 曲柄连杆机构导入ADAMS (14) 4.1曲柄连杆机构各个零部件之间运动副分析 (14) 4.2曲柄连杆机构各个零部件之间运动副建立 (14) 4.3曲柄连杆机构导入ADAMS (16) 5 曲柄连杆机构的运动学分析 (17) 结束语 (21) 参考文献 (22)
1 绪论 1.1 CATIA V5软件介绍 CATIA V5(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)是法国Dassault公司于1975年开发的一套完整的3D CAD/CAM/CAE一体化软件。它的内容涵盖了产品概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的生成、生产加工成产品的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、各种模具设计与分析、人机交换等实用模块。CATIA V5不但能保证企业内部设计部门之间的协同设计功能而且还可以提供企业整个集成的设计流程和端对端的解决方案。CATIA V5大量应用于航空航天、汽车及摩托车行业、机械、电子、家电与3C产业、NC加工等领域。 由于其功能的强大而完美，CATIA V5已经成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和争相遵从的标准，特别是在航空航天、汽车及摩托车领域。法国的幻影2000系列战斗机就是使用CATIA V5进行设计的一个典范；波音777客机则使用CATIA V5实现了无图纸设计。另外，CATIA V5还用于制造米其林轮胎、伊莱克斯电冰箱和洗衣机、3M公司的粘合剂等。CATIA V5不仅给用户提供了详细的解决方案，而且具有先进的开发性、集成性及灵活性。 CATIA V5的主要功能有：三维几何图形设计、二维工程蓝图绘制、复杂空间曲面设计与验证、三维计算机辅助加工制造、加工轨迹模拟、机构设计及运动分析、标准零件管理。 1.2 ADAMS软件介绍 ADAMS即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。目前，ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额。 ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、
麦弗逊悬架的毕业设计
目录 1前言 (1) 2 总体方案论证 (3) 2.1 非独立悬架与独立悬架 (3) 2.2 独立悬架结构形式分析 (3) 2.3 悬架选择的方案确定 (3) 3 前后悬架系统的主要参数的确定及对整车性能的影响 (5) 3.1 悬架静挠度 (5) 3.2 悬架动挠度 (6) 3.3悬架弹性特性 (6) 3.4前悬架主销侧倾角与后倾角 (7) 4弹性元件的设计 (9) 4.1螺旋弹簧的设计 (9) 4.2钢板弹簧的设计 (9) 4.2.1钢板弹簧的布置方案 (9) 4.2.2钢板弹簧主要参数的确定 (9) 4.2.3钢板弹簧各片长度的确定 (12) 4.2.4钢板许用静弯曲应力验算 (13) 4.2.5钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (14) 4.2.6钢板弹簧总成弧高的核算 (15) 4.2.7钢板弹簧强度验算 (16) 5减震器机构类型及主要参数的选择计算 (18) 5.1减震器的分类 (18) 5.2相对阻尼系数 (18) 5.3减震器阻尼系数的确定 (19) 5.4最大卸荷力的确定 (20) 5.5筒式减震器工作缸直径的确定 (20) 6 结论 (21) 参考文献 (22) 致 (23) 附录 (24)
. 1前言 悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)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总称。 悬架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。为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，从而在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆。 尽管一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用，麦克弗逊悬架(McPhersonstrutsuspension，或称滑柱摆臂式独立悬架)中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用。 如前所述，汽车悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成了一个振动系统，该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性，并进一步影响到汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性。该振动系统也决定了汽车承载系和行驶系许多零部件的动载，并进而影响到这些零件的使用寿命。此外，悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性作用。因而在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求： a、通过合理设计悬架的弹性特征及阻尼特性确保汽车具有良好的行驶平顺性，既具有较低的振动频率、较小的振动加速度值和合适的减振性能，并能避免在悬架的压缩或伸行程极限点发生硬冲击，同时还要保证轮胎具有足够的接地能力； b、合理设计导向机构，以确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩的可靠传递，保证车轮跳动时车轮定位参数的变化不会过大，并且能满足汽车具有良好的操纵稳