汽车悬架优化设计_毕业设计论文
汽车悬架系统优化设计及性能分析

汽车悬架系统优化设计及性能分析一、介绍汽车悬架系统是车辆不可或缺的部分。
它主要负责车辆的支撑和减震工作,为行驶过程提供了舒适性和稳定性。
因此,汽车制造商在设计汽车悬架系统时非常重视性能和稳定性,尤其是在高速行驶和曲线驾驶方面。
在本文中,将探讨汽车悬架系统的优化设计和性能分析。
首先,我们将了解悬架系统的基本概念和组成部分。
接着,将讨论悬架系统的优化设计和性能分析方法,其中会包括液压悬挂系统和空气悬挂系统。
最后,我们将介绍一些常见的汽车悬架问题,并给出解决方案。
二、汽车悬架系统的基本概念和组成部分汽车悬架系统是由许多组成部分组成的。
基本上,悬架系统包括垂直弹簧、水平限制器、减震器、保持器和底盘等部件。
这些部分的设计和性能影响着车辆的轻重平衡、转向能力、制动力等。
垂直弹簧是悬架系统中最基本的部分之一。
其主要作用是支持车载负载和路面扭曲。
在一般情况下,垂直弹簧采用钢制线圈弹簧或橡胶制减震器。
水平限制器是悬挂系统中的一种保护设备。
其主要作用是控制车辆在水平和纵向方向上的运动。
减震器是悬架系统的关键部分。
它负责控制车辆在行驶过程中发生的震动。
减震器的作用是将垂直弹簧支持的能量转换成热能。
保持器主要是为了使车辆在转向时保持稳定。
在悬架系统中,保持器往往被视为弹簧与减震器之间的连接。
底盘是整个悬挂系统的核心部分。
它由上下两个零件组成。
下部通常由车身连接杆和悬架机构组成,而上部是用于固定悬架和与车体连接的结构。
底盘的作用是支撑整车负荷和稳定性。
三、悬架系统的优化设计和性能分析方法悬架系统的优化设计和性能分析一直是汽车工业中的重要问题。
优化设计方法的主要目标是减少悬架系统重量和体积,并增加车辆的稳定性和操纵性。
在性能分析方面,主要是采用试验、仿真和计算三种方法,以获得更准确的结果。
试验是最常用的分析方法之一。
它包括车辆实际测试、路试和底盘试验。
这种方法可以测量和分析悬架系统的各种性能参数,例如侧倾角、轮胎接地面、悬架行程、制动力等。
毕业设计悬架设计思路

毕业设计悬架设计思路毕业设计悬架设计思路悬架是汽车底盘系统中的重要组成部分,它直接影响着车辆的操控性、舒适性和安全性。
因此,在毕业设计中研究和设计一种优秀的悬架系统是非常具有挑战性和意义的。
本文将探讨毕业设计悬架设计的一些思路和方法。
首先,我们需要明确悬架系统的主要功能。
悬架系统的主要功能是为车辆提供支撑和减震的能力,使车辆能够适应不同路况和行驶状态。
因此,设计一个合适的悬架系统需要考虑到车辆的重量、车辆的动力学特性、悬架的刚度和减震效果等因素。
其次,我们可以通过研究已有的悬架系统和相关理论来获取设计思路。
目前市场上存在各种各样的悬架系统,如麦弗逊悬架、双叉臂悬架、多连杆悬架等。
通过了解这些悬架系统的原理和优缺点,我们可以借鉴其设计思路,并结合自己的需求进行改进和创新。
在设计过程中,我们还需要考虑到悬架系统的可靠性和耐久性。
悬架系统在长时间的使用中会受到各种力的作用,如车辆的重力、行驶时的冲击力等。
因此,我们需要选择合适的材料和结构来确保悬架系统的强度和耐久性。
同时,我们还需要考虑到悬架系统的维修和保养成本,以及零部件的可替换性。
另外,为了提高悬架系统的性能,我们可以考虑引入一些先进的技术。
例如,可以使用电子控制系统来实现悬架的主动控制,以适应不同的行驶状态和路况。
此外,还可以考虑使用可调节悬架系统,使驾驶员可以根据自己的需求调整悬架的刚度和减震效果。
最后,我们需要通过仿真和实验来验证和评估设计的悬架系统。
通过使用计算机仿真软件,我们可以模拟悬架系统在不同条件下的工作情况,并分析其性能和特性。
同时,我们还可以通过实验来验证仿真结果,并进一步改进和优化设计。
综上所述,毕业设计悬架设计需要考虑到车辆的操控性、舒适性和安全性等方面的要求。
通过研究已有的悬架系统和相关理论,借鉴其设计思路并进行改进和创新,结合先进的技术和材料,最终设计出一种优秀的悬架系统。
通过仿真和实验验证,可以不断优化和改进设计,使其达到更好的性能和可靠性。
汽车悬架优化设计_毕业设计论文

4.4.4主销内倾角的优化 (23)4.4.5轮距优化 (23)4.4.6各定位参数同时优化 (24)4.4.6.1前束优化后的图形 (25)4.4.6.2车轮外倾角优化后的图形 (25)4.4.6.3主销后倾角优化后的图形 (25)4.4.6.4主销内倾角优化后的图形 (25)4.4.6.5轮距变化优化后的图形 (26)4.4.6.6各参数优化前后的数值表 (26)4.4.6.7小结 (27)结论 (27)致谢 (27)参考文献 (27)引言汽车悬架是汽车一个非常重要的部件。
汽车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。
另外,悬架系统能配合汽车的运动产生适当的反应,当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时,能提供足够的安全性,保证操纵不失控。
所以,悬架是汽车底盘中最重要、也是汽车改型设计中经常需要进行重新设计的部件。
汽车行驶中路面的不平坦、凸起和凹坑使车身在车轮的垂直作用力下起伏波动,产生振动与冲击;加减速及制动和转弯使车身产生俯仰和侧倾振动。
这些振动与冲击会严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性等重要性能。
悬架作为上述各种力和力矩的传动装置,其传递特性能的好坏是影响汽车行驶平顺性和操纵稳定性最重要、最直接的因素。
只有当汽车底盘配备了性能优良的悬架,才会得到整车性能优良的汽车。
悬架按照结构分大体可以分为独立式悬架和非独立式悬架。
非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但由于其舒适性及操纵稳定性都较差,在现代轿车中基本上已不再使用,多用在货车和大客车上。
独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的。
其优点是:质量轻,减少了车身受到的冲击,并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽车重心也得到降低,从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动,互不相干,能减小车身的倾斜和震动。
(完整版)汽车悬架毕业设计论文

摘要悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或承载式车身)与车轴(或与车轮)弹性的连接起来.其主要任务是传递作用在车轮与车架(或承载式车身)之间的一切力和力矩,并且缓和不平路面传给车架(或承载式车身)的冲击载荷,衰减由冲击载荷引起的承载系统的震动,以保证汽车的正常行驶。
本次文就是对载货汽车后悬架主副簧进行设计并对设计结果进行校核,保证设计满足汽车对安全方面的要求。
本次设计首先根据汽车后轴载荷和非簧载质量确定每副钢板弹簧的载荷,通过钢板弹簧满载和空载载荷的不同来确定主副簧的刚度分配,同时根据汽车轴距来确定钢板弹簧的长度。
根据公式算出钢板弹簧所需总惯性矩,这样就能算出钢板弹簧的大致厚度和宽度。
用画图法可以确定每个钢板弹簧的长度。
最后对钢板弹簧进行校核,保证钢板弹簧满足要求。
关键词:钢板弹簧;复合簧;后悬架。
Abstractsuspension assembly is one of the most important part of modern automotive, it links the frame (or Unibody) and axle (or wheel) . Its main task is to pass the effect of all force and torque between the wheel and the frame, and relax the impact load of the frame passed from rough road to ensure the normal running of the car. The article is to design the primary and secondary spring of rear suspension, and check the design to ensure the design meets automotive safety requirements. The design is first based on the vehicle rear axle load and non-sprung mass to determine the load of each leaf spring, according the different loads of full and no load to distribution the stiffness, while use the vehicle wheelbase to determine calculate the approximate thickness and width. Drawing method can be used to determine the length of each leaf spring. Finally, check the leaf springs to ensure it meet the requirements.Keywords: leaf spring; composite spring; rear suspension目录引言 ...................................................................................................................................1.1 汽车的发展历史......................................................................................................1.2 汽车的构造 .......................................................................................................................1.3 汽车悬架系统的作用、组成与分类................................................................................1.3.1 汽车悬架系统的作用............................................................................................1.3.2 汽车悬架系统的组成............................................................................................1.3.3 汽车悬架系统的分类............................................................................................1.4 该项研究的目的与意义 ...................................................................................................1.5 国内外研究现状、发展动态 ...........................................................................................1.6 钢板弹簧 ...........................................................................................................................1.6.1 钢板弹簧的基本结构和作用原理........................................................................2 钢板弹簧的布置方案及材料选择.............................................................................3 汽车后悬架系统钢板弹簧的设计计算.....................................................................3.1 设计给定参数 ...................................................................................................................3.2 钢板弹簧主要参数的确定 ...............................................................................................3.2.1 前后悬架静挠度和动挠度的选择........................................................................3.2.2 钢板弹簧满载弧高的选择....................................................................................3.2.3 钢板弹簧长度的确定............................................................................................3.2.4 悬架主、副钢板弹簧的刚度分配........................................................................3.2.5 钢板弹簧所需的总惯性矩的计算........................................................................3.2.6 根据强度要求计算钢板弹簧总截面系数............................................................3.2.7 钢板弹簧平均厚度的计算....................................................................................3.2.8 验算在最大动行程时的最大应力........................................................................3.2.9 钢板弹簧叶片断面形状及尺寸的选择................................................................3.3 钢板弹簧的设计及校核 ...................................................................................................3.3.1 钢板弹簧各片长度的确定....................................................................................3.3.2 钢板弹簧刚度的验算............................................................................................3.4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高和曲率半径计算....................................................3.4.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高....................................................................3.4.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径............................................................3.4.3 钢板弹簧叶片在自由状态下曲率半径的计算....................................................3.4.4 钢板弹簧各叶片在自由状态下的曲率半径和弧高的计算................................3.4.5 钢板弹簧总成弧高的核算....................................................................................3.5 叶片端部形状的选择 .......................................................................................................3.6 钢板弹簧两端与车架的连接 ...........................................................................................3.7 钢板弹簧弹簧销和卷耳的设计........................................................................................3.7.1 弹簧销的设计........................................................................................................3.7.2 卷耳尺寸的确定.................................................................................................... 4结论 ............................................................................................................................参考文献 ...........................................................................................................................5 致谢 .............................................................................................................................引言1.1 汽车的发展历史自1886年世界上第一辆汽车诞生以来,汽车已经历了120多年的发展来历程。
车辆悬挂系统的优化设计

车辆悬挂系统的优化设计车辆悬挂系统作为汽车重要的组成部分,直接关系到车辆行驶的平稳性、舒适性和安全性。
优化悬挂系统设计能够提高车辆性能和乘坐体验,本文将围绕车辆悬挂系统的优化设计展开论述。
一、悬挂系统的基本原理与作用车辆悬挂系统通过悬挂弹簧、减震器和悬挂支架等部件,连接车身和车轮,起到支撑和缓冲作用。
悬挂系统能够吸收路面不平,减少车身的颠簸,保证驾乘的舒适性和稳定性。
同时,悬挂系统还能够保护车身、发动机和传动系统等重要部件,延长其使用寿命。
二、悬挂系统的优化设计目标1. 提高车辆的行驶稳定性。
悬挂系统的优化设计需要考虑车辆在高速行驶、转弯、制动等情况下的稳定性,减少侧翻和摇晃。
2. 提升乘坐的舒适性。
通过减震器的优化设计,降低车辆受到的颠簸和震动,提供舒适的驾乘环境。
3. 提高悬挂系统的可靠性和耐久性。
悬挂系统需要在各种复杂的路况下保持良好的工作状况,提升其使用寿命和可靠性。
4. 降低车辆的燃油消耗。
通过优化悬挂系统的设计,减少不必要的能量损耗,提高车辆的燃油利用效率。
三、悬挂系统的优化设计方法1. 材料选择与强度分析。
选用高强度、耐疲劳的材料,同时进行强度分析和优化设计,确保悬挂系统在受力情况下不会发生变形或破裂。
2. 建立悬挂系统的数学模型。
通过建立悬挂系统的数学模型,包括弹簧刚度、减震器参数等,进行仿真分析和优化设计。
3. 减震器的优化设计。
减震器的合理设计能够有效抑制车身的振动,提供更好的驾乘体验。
优化设计减震器的阻尼特性和刚度,以满足车辆不同行驶状态下的需求。
4. 悬挂系统的悬架结构优化。
悬挂系统的悬架结构也会影响整个系统的性能。
通过优化悬挂支架等部件的结构,降低重量,提高刚度和强度,进一步改善悬挂系统的性能。
5. 考虑多种路况和行驶状态。
在悬挂系统的优化设计中,需要考虑不同的路况和行驶状态,如高速行驶、弯道行驶、起步和制动等情况,以确保悬挂系统在各种条件下都能提供最佳的性能和驾乘体验。
悬架 毕业设计

悬架毕业设计悬挂毕业设计:提升驾驶体验的关键技术引言:在现代汽车工业中,悬挂系统是车辆性能和乘坐舒适性的重要组成部分。
它不仅能够提供稳定的操控性能,还可以减少车辆在行驶过程中的震动和颠簸感。
因此,悬挂系统的设计和优化对于提升驾驶体验至关重要。
本文将探讨悬挂系统的设计原理、优化方法以及未来发展方向。
一、悬挂系统的设计原理悬挂系统的设计原理基于减震和支撑两个主要目标。
减震是指通过悬挂系统来吸收道路不平面带来的冲击和震动,以保持车辆的稳定性。
支撑则是指悬挂系统提供的支撑力,使车辆保持合适的接地面积,提供足够的附着力。
常见的悬挂系统包括独立悬挂、扭力梁悬挂和多连杆悬挂等。
二、悬挂系统的优化方法为了提升驾驶体验,悬挂系统的优化是必不可少的。
一种常见的优化方法是通过调整悬挂系统的刚度来改变车辆的操控性能。
较高的刚度可以提供更好的操控性,但会降低乘坐舒适性。
相反,较低的刚度可以提供更好的乘坐舒适性,但会牺牲操控性能。
因此,设计师需要根据用户需求和车辆用途来平衡刚度。
另一种优化方法是采用主动悬挂系统。
主动悬挂系统通过传感器和控制器来感知车辆的运动状态,并根据需要调整悬挂系统的刚度和行程。
这种系统可以根据不同的驾驶条件和路况来实时调整悬挂系统,提供更好的操控性能和乘坐舒适性。
三、悬挂系统的未来发展方向随着科技的不断进步,悬挂系统也在不断演进。
未来的悬挂系统可能会采用更先进的材料和技术来提升性能。
例如,碳纤维材料可以提供更高的刚度和更轻的重量,从而提高车辆的操控性能和燃油经济性。
此外,电动悬挂系统也是未来的发展趋势之一。
电动悬挂系统可以实现更精确的调节和更灵活的悬挂调整,进一步提升驾驶体验。
结论:悬挂系统作为汽车工业中的关键技术之一,对于提升驾驶体验起着重要的作用。
通过优化悬挂系统的设计和采用先进的技术,可以实现更好的操控性能和乘坐舒适性。
未来,随着科技的不断发展,悬挂系统将会继续进化,为驾驶者带来更加优越的驾驶体验。
《2024年汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》范文

《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言汽车作为现代社会出行的重要工具,其舒适性和安全性已成为消费者选购车辆的重要考量因素。
动力总成悬置系统作为汽车的重要组成部分,其性能直接影响到整车的振动噪声水平及乘坐舒适性。
因此,对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析,并进行优化设计,对于提升汽车性能具有重要意义。
本文将就汽车动力总成悬置系统的振动分析及优化设计进行探讨。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机、变速箱、传动系统等组成,其作用是将发动机产生的动力传递至车轮,同时起到减震、降噪、提高乘坐舒适性的作用。
该系统的性能直接影响到整车的运行平稳性和乘坐舒适性。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动产生原因汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的燃烧、气缸内的工作过程、燃油的喷入以及各种力的相互作用等因素。
此外,路面不平、车身结构等因素也会对系统产生一定的振动影响。
2. 振动分析方法针对汽车动力总成悬置系统的振动分析,可采用理论分析、仿真分析和实车测试等方法。
理论分析主要依据动力学原理和弹性力学原理对系统进行建模和分析;仿真分析则通过建立系统的有限元模型,对系统进行动力学仿真分析;实车测试则是通过在真实环境下对车辆进行测试,获取系统的振动数据。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 设计目标汽车动力总成悬置系统的优化设计目标主要包括降低系统振动、提高乘坐舒适性、减少噪声等。
通过对系统进行优化设计,可提高整车的性能和品质。
2. 优化设计方法(1)材料选择:选用高强度、轻量化的材料,如铝合金、复合材料等,以降低系统重量,提高刚度和减震性能。
(2)结构优化:通过优化结构布局和刚度分配,使系统在受到外界力时能够快速恢复稳定状态,减少振动。
(3)主动控制技术:采用主动控制技术,如主动悬挂系统、电磁减震器等,对系统进行实时控制,以降低振动和噪声。
(4)仿真分析:利用仿真软件对系统进行动力学仿真分析,预测系统的振动性能,为优化设计提供依据。
悬架毕业设计

悬架毕业设计
悬架系统是汽车中非常重要的部分,它直接影响到汽车的行驶稳定性、操控性和驾驶舒适性。
因此,在汽车工程专业的毕业设计中,悬架系统的设计是一个非常重要的课题。
本文将介绍一个基于模糊控制的汽车悬架系统的毕业设计。
该设计的目标是提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适度,通过模糊控制来实现悬架系统的智能调节。
首先,需要对汽车悬架系统的工作原理和主要组成部分进行了解和分析。
悬架系统主要由弹簧、减震器和悬架杆等部件组成,通过对这些部件的调节来实现悬架系统的控制。
其次,需要采集相关的实验数据,包括汽车的加速度、车速和悬架系统的位移等参数。
通过这些数据的分析,可以得到汽车在不同路况下的悬架系统参数的变化规律,为模糊控制算法的设计提供依据。
然后,需要设计悬架系统的模糊控制算法。
模糊控制是指通过建立模糊逻辑规则,将输入变量映射到输出变量,从而实现对系统的控制。
在悬架系统的设计中,可以将汽车的加速度和车速作为输入变量,将悬架系统的位移作为输出变量,通过模糊控制算法来调节悬架系统的参数,以提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适度。
最后,需要进行实验验证。
通过悬架系统的调节,对悬架系统的性能进行评估,比较模糊控制算法和传统控制算法的效果差
异,验证模糊控制算法的有效性和优越性。
通过以上步骤,可以完成汽车悬架系统的毕业设计,并取得令人满意的结果。
本设计实现了汽车悬架系统的智能调节,提高了汽车的行驶稳定性和乘坐舒适度,具有一定的应用价值和意义。
同时,本设计也为进一步研究和优化汽车悬架系统提供了参考和基础。
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4.4.4主销内倾角的优化 (23)4.4.5轮距优化 (23)4.4.6各定位参数同时优化 (24)4.4.6.1前束优化后的图形 (25)4.4.6.2车轮外倾角优化后的图形 (25)4.4.6.3主销后倾角优化后的图形 (25)4.4.6.4主销内倾角优化后的图形 (25)4.4.6.5轮距变化优化后的图形 (26)4.4.6.6各参数优化前后的数值表 (26)4.4.6.7小结 (27)结论 (27)致谢 (27)参考文献 (27)引言汽车悬架是汽车一个非常重要的部件。
汽车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。
另外,悬架系统能配合汽车的运动产生适当的反应,当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时,能提供足够的安全性,保证操纵不失控。
所以,悬架是汽车底盘中最重要、也是汽车改型设计中经常需要进行重新设计的部件。
汽车行驶中路面的不平坦、凸起和凹坑使车身在车轮的垂直作用力下起伏波动,产生振动与冲击;加减速及制动和转弯使车身产生俯仰和侧倾振动。
这些振动与冲击会严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性等重要性能。
悬架作为上述各种力和力矩的传动装置,其传递特性能的好坏是影响汽车行驶平顺性和操纵稳定性最重要、最直接的因素。
只有当汽车底盘配备了性能优良的悬架,才会得到整车性能优良的汽车。
悬架按照结构分大体可以分为独立式悬架和非独立式悬架。
非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但由于其舒适性及操纵稳定性都较差,在现代轿车中基本上已不再使用,多用在货车和大客车上。
独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的。
其优点是:质量轻,减少了车身受到的冲击,并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽车重心也得到降低,从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动,互不相干,能减小车身的倾斜和震动。
不过,独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。
现代轿车大都是采用独立式悬架,按其结构形式的不同,独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架等。
麦弗逊悬架因为其结构简单、制造成本低、节省空间方便发动机布置等优点被广泛地运用。
大到宝马M3,保时捷911这类高性能车,小到菲亚特STILO,福特FOCUS,甚至国产的哈飞面包车前悬挂都是采用的麦弗逊式设计。
当前,中国汽车企业大多侧重于汽车整车的研发,而忽视了汽车主要零部件和相关配套产业的提供。
然而从某种意义上讲,整车对于汽车产业不是最重要的,最重要的还是汽车关键零部件的创新和发展。
关键零部件的科技含量综合体现汽车整车的创新能力和品牌建设能力。
我国在底盘的集成设计及开发领域开发设计起步较晚,设计和制造水平远远落后于国外发达国家。
国内大多数整车及零部件制造企业都没有掌握悬架系统的自主设计和开发技术,大多数为引进外国技术进行复制开发和生产,几乎可以说国内企业的底盘技术基本上都是照搬过外的,没有任何自己的技术。
在现代的工程研究领域,计算机仿真己成为热门研究课题。
借助计算机的快速计算能力,人们不仅可以求出所需要的数值结果,还可以模拟出工程中的具体情况,以便人们可以直观的进行分析研究,我们称为计算机仿真技术。
今天的机械系统仿真技术研究中,大多以多体系统理论作为研究上的理论基础。
计算多体系统动力学的产生极大地改变了传统机构动力学分析的面貌,使工程师从传统的手工计算中解放了出来,只需根据实际情况建立合适的模型,就可由计算机自动求解,并可提供丰富的结果分析和利用手段;对于原来不可能求解或求解极为困难的大型复杂问题,现可利用计算机的强大计算功能顺利求解;而且现在的动力学分析软件提供了与其它工程辅助设计或分析软件的强大接口功能,它与其它工程辅助设计和分析软件一起提供了完整的计算机辅助工程(CAE)技术。
本文首先通过查阅相关资料以及到实验室进行实地观察以了解麦弗逊悬架的结构。
以某实际车辆所给出的整车参数,运用传统设计方法进行了麦弗逊悬架的结构设计,得出了悬架各主要部分螺旋弹簧以及减振器的基本参数。
运用autocad软件画出了麦弗逊悬架的整套图纸,对悬架的各细节部分作出了基本完善。
在此基础上,运用三维建模软件proe画出了麦弗逊悬架的整体结构。
最后利用仿真软件ADAMS对悬架系统进行了仿真分析,接着对悬架系统中的有关安装,长度,位置的16个参数(变量)进行了优化分析,使得悬架的各定位参数都能达到要求的范围内。
基本上完成了麦弗逊悬架的设计。
通过本次研究,完成了麦弗逊悬架的绘制,建立了麦弗逊悬架的三维模型,能够对建立起的系统进行仿真分析,能够得出悬架各个参数对悬架性能的影响图形。
希望对麦弗逊悬架的设计方法是一个有益的探索。
第一章麦弗逊悬架的结构设计1.1 主要技术参数的选择1:外形尺寸(mm)长宽高5910199323752:轴距(mm)3670 10:排放依据标准GB17591-2005中国III阶段GB3847-20053:前轮距(mm)1710 11:钢板弹簧片数(前/后)-/34:后轮距(mm)1716 12:整备质量(kg)27305:前悬/后悬(mm)1005/1235 13:驱动形式前置后驱6:轴荷(数目与轴数对应)(kg)1730/2250 14:最高车速(km/h)1307:轴数 2 15:排放水平国III8:轮胎数 4 16:防抱死制动系统ABS 9:总质量(kg)3980 17:发动机型号25.生产企业17SOFIM8140.43S3 南京依维柯汽车有限公司发动机分公司2798 92轮胎规格:215/75R16LT215/75R16CT1.2 确定悬架刚度若不考虑轮胎和减震器的影响,则车身固有频率n0,可按下式计算。
n0=ω0/2π=(HZ)式中ω0-----固有角振动频率,rad/s;C------悬架刚度,N/m;M----簧载质量,kg。
由实验得知,为了保持汽车具有良好的平顺性,车身振动的固有频率应为人体所习惯的步行时身体上、下运动的频率1~1.4HZ。
车身固有频率n0低于3HZ就可以保证人体最敏感的4—8HZ处于减振区。
n0值越低,车身加速度的均方根值越小。
但在悬架设计时,n0值不能选的太低,这主要是n0值降低,悬架的动挠度f d就增大,在不知上若不能保证足够大小的限位行程,就会使限位块撞击的概率增加。
另外,n0值选得过低,悬架设计不采取一定措施,就会增大制动“点头”角和转弯侧倾角,使空、满载时车身高度的变化过大。
n0值低于1HZ时,还会引起晕车的低频振动能量增大。
根据货车固有频率n0的实用范围1.5~2HZ。
因为该车整备质量是2730kg,总质量是3980kg,加载到前悬架的质量是1186kg和2730kg,为了保证汽车能在两个工况下n0都能在实用范围内,并且因为汽车经常是在静挠度附近作小幅度的振动,故应将静挠度副近的悬架刚度选得较低。
这里选定悬架刚度c为80000N/m。
1.3螺旋弹簧的结构设计1.3.1螺旋弹簧的工作条件。
1.若要求该车的车轮上下跳动的距离为70mm的话,根据计算l=mg/c=598*9.8/80000=0.07232m=72.32mm可知该弹簧一直工作在压缩状态。
2.最大工作负荷P2=1005kg3. 弹簧受动载荷的作用。
1.3.2弹簧的结构、材料、加工为了保证弹簧端部和弹簧座良好接触。
采用弹簧端部磨平的形式。
弹簧选用II级精度,决定采用热扎弹簧钢60Si2MnA,加热成型,而后进行淬火,回火等处理。
1.3.3 弹簧直径及钢丝直径当弹簧仅受轴向载荷F2=13659.8=13377因为τ=8F2KC/(πd2)<= τp故d 1.6式中τp ---弹簧的许用应力,查表得τp=471MPaC---旋绕比,取C=6.5K---曲度系数,K=+=1.23由此可得的24.11mm 取d=27.7mm因为C=,得D2=180D2----弹簧中径1.3.4 弹簧的工作圈数n=Gd4F2/8P2D32==8.58G----剪切弹性模数为7600kg\mm2P2---弹簧上跳至顶点时的载荷取为最大载荷的 1.8倍取n=91.3.5弹簧的刚度k= Gd4/8nD32=104.42N/mm1.3.6弹簧其他参数计算弹簧外径D=D2+d=180+27.7=207.7弹簧内径D1=D2-d=140-23=152.3总圈数N1=n+1/4+1=9+1/4+1=10.25圈节距t=(0.28~0.5) D2=0.3自由高度H0=pn+1.5d=42419.6压并高度H b=(n1-0.5)d=(10.25-0.5)螺旋导角=arc tan(p/πD2)=5.3°展开长度L=πD2n1/cos=5820.71.3.7弹簧的校验压缩螺旋弹簧轴向变形较大时,会产生侧向弯曲而失去稳定性,特别是弹簧自由高度超过弹簧中径的4倍时,更容易产生这种现象,因而设计时要进行稳定性计算。
高径比b=H0/D2=419.6/180=2.33<4故稳定性负荷要求1.4减振器的结构设计1.4.1减振器结构形式选择本设计决定采用单筒充气式减振器,由于减震器充入高压气体可以得到稳定的阻力特性,不容易产生噪声。
另一方面,由于麦弗逊悬架可以保证有较大的箱式空间,正好弥补了单缸充气式减振器轴向尺寸大的缺点,根据连接的形式决定选用GH型。
1.4.2减振器基本参数的选择1.当量阻力系数=2?式中?-----相对阻尼系数-----减振器的当量阻力系数,Ns/mC-----悬架刚度,N/mM-----簧载质量,kg由于麦弗逊悬架其他部分的阻尼不大,所以减振器的阻尼选择相对较大,取?=0.4;簧载质量这里近似取为1365kg计算得=7173.3Ns/m2.由于导向机构的不同,减振器布置的差异,车速的跳动速度并不一定等于减振器的工作速度,减振器的阻力系数及当量阻力系数与杠杆比的关系为:j=()式中j----减振器的阻力系数Ns/mB----摆臂铰链到车轮中心距,mmC----摆臂铰链到减速器中心距,mmα---减振器与摆臂的夹角,deg这里B=805mm, C=785, α=8°j=7284.5Ns/m1.4.3减振器的工作缸径的确定减振器大小选定的基准是,在工作速度的范围内能够取得稳定阻尼力,保证温升在既不妨碍其机能又能使其有足够的耐久性。
根据最大阻力和缸内的最大压力强度近似估计工作缸的直径。
D=(mm)式中-----缸内最大容许压力,取 3.5 N/mF max----减振器拉伸行程的最大阻力,-----减振器杆直径与工作缸直径之比,单筒减振器取为0.35λ 计算得D=48.18mm根据标准取D=50mm1.4.4减振器的其他主要参数根据标准,减振器干的直径一般为工作缸径的4/10,麦弗逊独立悬架减振器杆兼起主销作用,取0.5628mm,上面螺栓配合选择取标准值M24。