第3节_教案_汽车悬架理论与设计_2007.ppt

O x
y G
双横臂独立悬架导向机构简图
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2.3 双横臂独立悬架的设计任务及设计步骤
以前悬架为双横臂独立悬架（弹性元件为扭杆）为例： 以前悬架为双横臂独立悬架（弹性元件为扭杆）为例：
① 设计任务 a. 确定 1、O2和S点坐标 确定O 点坐标 b. 确定扭杆弹簧的安装角 度 c. 确定是否安装横向稳定 杆
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2. 双横臂独立悬架导向机构及设计任务
2.1 双横臂独立悬架导向机构 点击察看实物结构) 双横臂独立悬架导向机构(点击察看实物结构 点击察看实物结构
L2 O2 H2 E W L1 O1 H1 z S P B F D L2－上摆臂摆动轴线 上摆臂摆动轴线; O2D－上摆臂轴线 －上摆臂轴线; O2－上摆臂轴线与其摆动轴线的垂足 上摆臂轴线与其摆动轴线的垂足; L１－下摆臂摆动轴线 O１B－下摆臂轴线 下摆臂摆动轴线; －下摆臂轴线; 摆臂轴线与其摆动轴线的垂足; Ｏ１－摆臂轴线与其摆动轴线的垂足 B－下摆臂球销中心; －下摆臂球销中心 BD－主销轴线; －主销轴线 D－上摆臂球头销中心; －上摆臂球头销中心 BDEFP－转向节; －转向节
L′
H1－弹簧下支点 H２－弹簧下支点 弹簧下支点; 弹簧下支点;
S－转向梯形断开点 转向梯形断开点; P－转向节臂（转向梯形臂）球销中心 转向节臂（转向梯形臂）球销中心;
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滑柱摆臂独立悬架导向机构简图 T－由摆臂球销中心向减振器轴线作垂线的垂足
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3.3 滑柱摆臂独立悬架的设计任务及设计步骤
H2
D－悬架在车架上固定点 球销中心 悬架在车架上固定点(球销中心 球销中心); BD－主销轴线 主销轴线; L’－减振器轴线 与BD不共线 －减振器轴线(与 不共线);
C－减振器杆与油缸交点 A－减振器活塞中心 减振器杆与油缸交点; 减振器活塞中心;
H1
EF－转向节轴线 F－车轮中心 FG－车胎半径 转向节轴线; 车轮中心; 车胎半径; E－转向节轴线与减振器轴线交点 G－车轮接地点 转向节轴线与减振器轴线交点; 车轮接地点;
EF－转向节轴线; E－主销轴线与和转向节轴线交点 －转向节轴线 －主销轴线与和转向节轴线交点; FG－车轮半径; －车轮半径 SP－转向横拉杆; －转向横拉杆
S－转向横拉杆断开点; P－转向节臂球销中心 －转向横拉杆断开点 －转向节臂球销中心; O x y G H2－螺旋弹簧在下摆臂上的固定点 螺旋弹簧在下摆臂上的固定点; H1－螺旋弹簧在车架上固定点 ; PW—转向节臂 转向节臂; 转向节臂
富康轿车安装的双横臂独立悬架
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1-螺旋弹簧2-筒式减振器 3-转向节 4-连接杆 5-球头销 6-下摆 臂 7-横向稳定杆 8-前托架
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E FLeabharlann S P H1 BG
3. 滑柱摆臂独立悬架导向机构及设计任务
3.1 双横臂独立悬架导向机构 点击察看实物结构) 双横臂独立悬架导向机构(点击察看实物结构 点击察看实物结构
OB－摆臂轴线 L－摆臂摆动轴线 ; 摆臂轴线;
摆臂在车架固定点(垂足 垂足); B－摆臂球销中心 O－摆臂在车架固定点 垂足 摆臂球销中心;
M C τ D
主 销 后 倾 角 及 自 动 回 正 作 用
B
l
A FY
AC—轮胎中心垂直线；A—轮胎中心垂直线与地 轮胎中心垂直线； 轮胎中心垂直线 轮胎中心垂直线与地 面交点； 主销轴线； 面交点；BD—主销轴线；B—主销轴线与地面交 主销轴线 主销轴线与地面交 的距离； 点；l—AC与BD的距离；M—干扰力矩 与 的距离 干扰力矩
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1.4 前轮前束 A-B
a. 定义 定义——两前轮后边缘距离 两前轮后边缘距离 A与前边缘距离 之差 ， 称 与前边缘距离B之差 与前边缘距离 之差， 为前轮前束。 为前轮前束。 b. 前轮前束的作用（ 前轮前束的作用 （ 抵消车 轮外倾的滚锥效应） 轮外倾的滚锥效应 ） —— 外倾角的存在使车轮滚动 类似滚锥， 类似滚锥 ， 即滚动时两前 轮向外滚开， 轮向外滚开 ， 同时车轮受 到前桥及转向横拉杆的限 车轮不能向外滚开， 制 ， 车轮不能向外滚开 ， 出现边滚边滑的状况， 出现边滚边滑的状况 ， 加 剧了轮胎的磨损。 剧了轮胎的磨损 。 前轮前 束的存在则使车轮滚动接 近正前方。 近正前方。
O2 L2 D H2 O1 L1 z O y x
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②
主要设计步骤 a. 根据悬架主要零件尺寸 ， 根据悬架主要零件尺寸， 确定主要关键点的间距 b. 确定各点坐标，进行悬 确定各点坐标， 架运动学计算， 架运动学计算 ， 检查前 轮定位参数变化趋势是 否合理 c. 根据轴荷及弹性元件刚 度进行悬架力学计算， 度进行悬架力学计算 ， 确定悬架刚度， 确定悬架刚度 ， 偏频及 平衡位置 d. 计算前后悬架侧倾角刚 度及整车侧偏角， 度及整车侧偏角 ， 确定 是否安装横向稳定杆
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双横臂独立悬架导向机构简图
2.2 双横臂独立悬架前轮定位参数
L2 O2 H2 E L1 O1 H1 z S P B F D
⑴车轮外倾角 γ
tan γ = y F − yG y −y ， γ = tan −1 F G z F − zG z F − zG
⑵主销后倾角 τ x − xB x −x tan τ = D τ = tan −1 D B ， zD − zB zD − zB ⑶主销内倾角 σ y − yD y −y tan σ = B ， σ = tan −1 B D zD − zB zD − zB
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1.2 主销内倾角σ 主销内倾角σ
a. 定义——在汽车横向平面内， 定义 在汽车横向平面内， 在汽车横向平面内 主销上部向内倾斜一个角度， 主销上部向内倾斜一个角度， 即为主销内倾角σ。 即为主销内倾角 。 b. 主销后倾角的自动回正作 用 ——转向轮在外力作用 转向轮在外力作用 下转过一个角度时， 下转过一个角度时 ， 车轮 最低点将陷入地面以下， 最低点将陷入地面以下 ， 但实际上车轮最低点不可 能陷入路面以下， 能陷入路面以下 ， 因此在 车辆重力作用下连同汽车 前部被上抬一个高度， 前部被上抬一个高度 ， 使 转向轮回到直线行驶的状 态。
H1
L′
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本节小结
1. 复习了前轮定位参数及其作用 2. 介绍了双横臂独立悬架和滑柱摆臂独立悬 架导向机构结构简化模型 3. 介绍双横臂独立悬架和滑柱摆臂独立悬架 的设计任务和设计步骤 4. ！！重点掌握：针对实车悬架准确说出前 ！！重点掌握 重点掌握： 轮定位参数 5. ！！重点掌握：针对双横臂和滑柱摆臂悬 ！！重点掌握 重点掌握： 架实物能对应画出结构简图
主销内倾角及自动回正作用 BD-主销轴线；EF-转向节轴线；FG主销轴线； 转向节轴线； 主销轴线 转向节轴线 轮中心平面； 轮中心平面；O1O2-竖直线
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1.3 车轮外倾角γ 车轮外倾角γ
a. 定义——在汽车横向平面内， 定义 在汽车横向平面内， 在汽车横向平面内 转向轮向远离主销上部方向 倾斜一个角度， 倾斜一个角度，即为车轮外 倾角γ。 b. 车轮外倾角的作用（ 车轮外倾角的作用 （ 使满 载时车轮中心平垂直地面， 载时车轮中心平垂直地面 ， 减少轮胎偏磨顺） ——若 减少轮胎偏磨顺 ） 若 汽车空载时车轮无外倾， 汽车空载时车轮无外倾 ， 即车轮中心面垂直路面， 即车轮中心面垂直路面 ， 则满载时重力作用使车轮 中心面向内倾斜一个角度， 中心面向内倾斜一个角度 ， 加速轮胎偏磨损； 加速轮胎偏磨损 ； 若汽车 空载时车轮存在一定的外 车轮外倾角 倾 ， 则满载时可以使车轮 BD-主销轴线；EF-转向节轴线；FG主销轴线； 转向节轴线； 主销轴线 转向节轴线 中心平面垂直于地面， 中心平面垂直于地面 ， 减 轮中心平面；O1O2-竖直线 轮中心平面； 少轮胎偏磨损； 少轮胎偏磨损 ； 但车轮外 倾不宜过大。 倾不宜过大。
1. 前轮定位参数简介
a. b. c. d.
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主销后倾角τ 主销后倾角 主销内倾角σ 主销内倾角 车轮外倾角γ 车轮外倾角 前轮前束A-B 前轮前束
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1.1 主销后倾角 主销后倾角τ
a. 定义——在汽车纵向平面内， 定义 在汽车纵向平面内， 在汽车纵向平面内 主销 BD 向后倾斜一个角度， 向后倾斜一个角度 ， 即为主销后倾角τ。 b. 主销后倾角的自动回正作 用 ——在干扰力矩 M 作用 在干扰力矩 下 ， 车轮前端向纸面内偏 转 ， 汽车偏离直线行驶方 向 。 而地面与车轮之间的 侧向附着力FY产生绕主销 的回正力矩， 的回正力矩 ， 该力矩方向 与干扰力矩 M 的方向相反， 的方向相反 ， 在其作用下， 在其作用下 ， 转向轮自动 回到直线行驶状态。 回到直线行驶状态。
① 设计任务 a. 确定 、S和D点坐标 确定O、 和 点坐标 b. 确定弹簧刚度和自由长 度 c. 确定是否安装横向稳定 杆
② 主要设计步骤 a. 根据零件尺寸确定各点间 距
H2
b. 确定各点坐标 ， 进行悬 确定各点坐标， 架运动学计算， 架运动学计算 ， 检查前 轮定位参数变化趋势是 否合理 c. 根据轴荷及弹性元件刚 度进行悬架力学计算， 度进行悬架力学计算 ， 确定悬架刚度，偏频及 确定悬架刚度， 平衡位置 d. 计算前后悬架侧倾角刚 度及整车侧偏角， 度及整车侧偏角 ， 确定 是否安装横向稳定杆
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红旗轿车安装的双横臂独立悬架
1-下摆臂轴 2-垫片3-下球头销 4-下摆臂 5-螺旋弹簧 6-筒式减振 器 7-橡胶垫圈 8-下缓冲块 9-转向节 10-上缓冲块 11-上摆臂 12调整垫片 13-弹簧 14-上球头销 15-上摆臂轴 16-车架横梁 2011-9-7