麦弗逊前悬架优化设计_黄文涛
No.4 Ａｐｒ．２０１６
机械设计与制造
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铅垂线在垂直于车辆纵向对称平面的平面上的投影锐角叫 主销内倾角， 主销内倾角的作用主要为回正轮胎。在设计中希望 取的较小值， 主销内倾角随车轮跳动变化的曲线， 如图 5 所示。 其 变化范围为 （9.5936～11.9356 ） °， 满足车辆的要求。 主销轴线与通过前轮中心的垂线之间形成一个夹角，即主 销后倾角， 增加汽车直线行驶时的稳定性和在转向后使前轮自动 回正。 主销后倾角随车轮跳动变化曲线， 如图 6 所示。 其变化范围 为 （6.0059～6.8026 ） °， 满足车辆的要求。
Design Specification Investigation Strategy Model DOE Design Type Parameters DOE Screening Linear Full Factorial
1 引言
在汽车底盘中，悬架硬点的选取决定了杆件间运动学关系 的好坏。悬架运动学性能的提高有利于增加车辆的操纵稳定性和 平顺性， 同时也能减少轮胎的磨损速度。车轮跳动与车轮定位的关 考虑车 系是悬架分析研究的主要内容。文献[3]运用 NSGA-Ⅱ算法， 轮前倾角和前束角对麦弗逊悬架进行硬点的多目标优化。文献[4]构 建参数化与仿真优化系统对麦弗逊悬架进行优化设计。文献[5]考 虑到布什达标的不确定性对麦弗逊悬架进行优化设计。 但是这些 方法均需要建立复杂的数学模型， 设计、 计算过程比较复杂。 汽车轻量化是汽车节能减排的的重要措施，也是推动电动 汽车前进的重要手段。 文章以某轻量化电动汽车麦弗逊前悬架作
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黄文涛等： 麦弗逊前悬架优化设计 3.2 悬架各参数分析
第4期
） 与 的上端通过带轴承的隔振块 （可看作为减振器的上铰接链点 车身相连接， 减振器的下端与转向节相连， 筒式减振器为滑动立 柱； 转向节通过等速万向节与转向系统连接； 摆臂的内端通过铰 链与车身连接， 其外端则通过球绞与下立柱连接。
6.9
Caster angle
Insight 中建立悬架优化模型，对悬架各个参数所对应硬点数据进 行灵敏度分析， 完成悬架硬点优化设计。设定设计变量的变动范围 为±10mm， 采用全因子设计方法， 优化模型共进行 212=4096 次迭 代。设计规范， 如表 2 所示。 表 ２ 设计规范的形式 Ｔａｂ．２ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｆｏｒｍ
位参数外倾角、 前束角、 主销内倾角、 主销后倾角以及轮距的变化范围。对于仿真结果中出现的前束角以及外倾角变化 范围过大的问题， 采用 ADAMS/Insight 分析摆臂的前点、 后点、 外点以及减振器上顶点四个硬点坐标对外倾角和前束角 的影响， 根据设计需求来修改硬点坐标， 并通过取折中值得到最优解。 优化后， 由车轮跳动所引起的前束角和外倾角的 变化范围得到减小， 且其他悬架参数变化均在允许范围内， 所做的优化设计正确、 有效， 悬架的运动学性能得到明显改 善和提升。 关键词： ADAMS/Car； 麦弗逊悬架 ； ADAMS/Insight； 硬点； 优化设计； 运动学性能 中图分类号： TH16； U463.33 文献标识码： A 文章编号： 1001-3997 （2016 ） 04-0167-04
为研究对象， 通过 ADAMS/Car 进行仿真建模， 分析车轮变化和悬 架定位参数之间的关系， 然后在 ADAMS/Insight 中对该悬架参数 进行优化设计， 以摆臂的前点、 后点、 外点以及减振器上顶点的坐 标为设计变量， 分析车轮外倾角和前束角的影响因子， 进行悬架 硬点优化设计， 减小车轮跳动过程中各悬架参数的变化量， 最后 将优化前后的近似模型参数进行对比， 分析优化前后悬架定位参 数的变化。
-0.5
-1.0
-1.5 -40.0
-20.0 0.0 20.0 40.0 60.0 -30.0 -10.0 10.0 30.0 50.0 车轮跳动量 （mm ）
图 3 车轮外倾角随车轮跳动的变化曲线 Fig.3 Camber Curve with Wheels Beating
1.5
Toe angle
1.0 前束角 （deg ）
0.5
0.0
图 2 麦弗逊独立悬挂 Fig.2 Macpherson Independent Suspension
3 悬架模型运动特性分析
3.1 试验设计
在 ADAMS/Car 中进行平行轮跳 （Parallel Travel ） 试验， 步数 设为 30， 仿真类型为运动学特性， 为了实验数据更明显， 将车轮 跳动量设置为 60mm 和-60mm， 具体工况， 如表 1 所示。 仿真完成 后在 ADAMS/PostProcessor 模块下查看车轮外倾角、 车轮前束角、 主销内倾角、 主销后倾角以及轮距随车轮跳动的变化曲线。 表 １ 平行轮跳仿真试验的参数设置 Ｔａｂ．１ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｔｒａｖｅｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｓｅｔ
11.5 主角内倾角 （deg ）
11.0
10.5
10.0
9.5 -40.0
-20.0 0.0 20.0 40.0 60.0 -30.0 -10.0 10.0 30.0 50.0 （mm ） 车轮跳动量
图 5 主销内倾角随车轮跳动的变化曲线 Fig.5 Kingpin Inclination Curve with the Wheels Beating
5 hooke 4 球铰 1 球铰 移动
车轮外倾角对与汽车轮胎的磨损均匀度和车辆稳态响应特性 有较大的影响。 外倾角随车轮跳动的变化曲线， 如图 2 所示。 其变化 范围为（ -1.0504～0.7032 ） °，而一般车轮外倾角的变化范围为（ -2～ 0.5 ） °， 需要进一步优化。 车轮前束角对于汽车的前进稳定性以及轮胎 的磨损均有重要的意义。车轮外倾角随车轮跳动的变化曲线， 如图 3 所示。 汽车理论上希望前束角能不变， 但实际情况只能尽量减小前束 角的变化。 车轮前束角对车轮跳动变化的曲线图， 如图 4 所示。 其变 化范围为 （ -0.3547～1.0434 ） °希望能通过优化将其变化范围减小。
Setting Number of steps Mode of simulation Vertical setup mode Bump travel （mm ） Rebound travel （mm ） Travel relative to Control mode Steering input Parameters 30 interactive Wheel center +60 -60 Wheel center Absolute value Angle
第4期 2016 年 4 月
机械设计与制造 Machinery Design ＆ Manufacture
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麦弗逊前悬架优化设计
2 2 黄文涛 1， ， 高 群 1，
广东 广州 510006； 2.东莞中山大学研究院， 广东 东莞 523808 ） （1.中山大学 工学院，
摘
要： 运用 ADAMS/Car 建立了某轻量化电动汽车的麦弗逊前悬架运动学模型， 进行了平行轮跳仿真试验， 分析了其定
1.0
Camb铰 0.5 外倾角 （deg ）
图 1 麦弗逊独立悬架示意图 Fig.1 Macpherson Independent Suspension Schematic
0.0
2.2 麦弗逊前悬架建模
根据某电动汽车的实车硬点数据，在 ADAMS/Car 中的 Template Builder 模块下建模。减振器和弹簧参数都由专业测试 单位测试得到。然后在 ADAMS/Car 中的 Standard Interface 模块 下建立 Subsystem 子模块， 将其装配成 Assembly 模型。 建模结果， 如图 2 所示。
Optimization Design of Macpherson Rear Suspension
2 2 HUANG Wen-tao1， ， GAO Qun1，
Sun Yat-sen University， Guangdong Guangzhou 510006， China； （1.School of Engineering， 2.Institute of Dongguan-Sun Yat-sen University， Guangdong Dongguan 523808， China ） Abstract： The macpherson front suspension kinematics model for a lightweight electric car was established using ADAMS/Car. The suspension parallel travel was simulated to analyze the range of front wheel camber angle，toe -in angle，kingpin inclination，caster angle and tread. To solve the problem of excessive change of camber and toe -in angle existing in the analysis，ADAMS/Insight was applied. Through analyzing the effects of four hard point coordinates （swing arm former point， rear point，outer point and damper vertex ） on camber angle and toe-in angle，it modified hard point coordinates to fit the design needs，and got the optimal solution by taking compromise values. After optimization，the range of camber?angle and toe-in angle caused by wheel hop were effectively reduced，and other suspension parameters were also within the permissible range and effective design optimization was done. The suspension kinematics performance has improved significantly. Key Words： ADAMS/Car； Macpherson； Suspension； ADAMS/Insight； Hard Point； Optimal Design
麦弗逊式悬架的分析与优化思考
范 围 ，已经 成 为 麦 弗 逊 式 悬 架 设 计 工 作 中值 得 关 注 的 关 键 性 的契 合 程 度 与 使 用性 能 ” 。
技 术 。
为 了更 好 地 提 升 麦弗 逊 式 悬 架 的结 构 性 能 ，设 计 人 员 在 实
２ 三 维数 模 的建 立
践 中应 结 合 三 维 数模 对 麦 弗逊 式 悬 架 进 行 充 分 的结 构 调 整 ，利
采用传统的几何作 图技术对 麦弗逊 式悬架设 计过 程 中容 用 Ｉｎｓｉｇｈｔ模块 ，以主销 内倾 角和轮胎 滑移量作为 目标 函数 ，使
易出现 的复杂问题 进行求解 。麦 弗逊式 悬架 所 对应 的车轮跳 下控制臂后支点 、下控制臂前支点 、转 向横拉杆外支点 、下控制
动位 置的各个定位参数都是相互 变化的 ，随着我 国计算 机技术 臂外支点等硬点坐标作为设计 过程 中的主要优化 与改进部 位。
出现设计不 当的情况 ，就会极 大地影 响轿车 的使用性 能 ，致使
通过对麦弗逊式悬架三维数模的实际情况进行研究可知 ，
轿车出现转 向摆振 、沉重 的问题 。在 一般情 况下 ，麦弗逊 式悬 在 麦 弗 逊 式 悬架 的 优 化 与改 进 过 程 中 ，设 计 人 员 需 要 重 点 关 注
优质化的悬架形式 ，结 构简单 、布局 紧凑 、性能 突出 、占用 空间 三维数模 的过程 中，根据麦弗逊式悬架 内部结构之 间的相 互连
较少 ，在实践环节 能够充分提升机械单位 的运动性 能。本文通 接与运动关 系 ，实现不同结构的优化与创新 。
过对麦弗逊式悬架 的实 践应用情况进行分析 ，结合麦弗逊式 悬
架都 是与悬架 系统进行相互连接 ，两者在运动过程 中难免 出现 容易引发零部件磨损 与结构设 计误差 的 问题 。在计算机 网络
电动汽车麦弗逊前悬架设计及参数优化_陆建辉
机 械 工 程 学 报JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING 第48卷第8期2012年4月Vol.48 No.8 Apr. 2012DOI ：10.3901/JME.2012.08.098电动汽车麦弗逊前悬架设计及参数优化*陆建辉1 周孔亢1 郭立娜1 侯永涛2(1. 江苏大学汽车与交通工程学院 镇江 212013；2. 江苏大学机械工程学院 镇江 212013)摘要：根据整车设计参数及悬架设计理论，设计某款电动汽车的麦弗逊前悬架。
基于UG/Motion 利用UG 的开放接口开发相应的软件系统，实现麦弗逊前悬架运动学仿真模型的参数化设计、前轮外倾角与前束角的匹配设计和前悬架系统的运动学仿真分析；通过与ADAMS 的仿真结果相对比，验证系统的正确性；将遗传优化算法与多体运动学分析方法相结合，以前轮定位参数的变化量最小和车轮侧向滑移量最小为优化目标对麦弗逊前悬架的设计参数进行优化，通过对比初始设计与优化设计的仿真结果，验证优化方法的有效性。
优化分析显示，麦弗逊前悬架摆臂前后点坐标的变化，对前轮定位参数及车轮接地点滑移量随车轮跳动量的变化曲线都有影响。
关键词：电动汽车 麦弗逊悬架 运动学分析 遗传优化算法 中图分类号：U463Design and Parametric Optimization of McPherson FrontSuspension of Electric VehicleLU Jianhui 1 ZHOU Kongkang 1 GUO Lina 1 HOU Yongtao 2(1. School of Automotive and Traffic Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 202013;2. School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013)Abstract ：Based on the whole vehicle’s design parameters and suspension design theories, the McPherson front suspension of an electric vehicle is designed. Based on UG/Motion and using the open interface of UG , a software system is developed to realize the parametric design of the McPherson suspension’s kinematics simulation models, matching design of vehicle toe-in and camber and simulation analysis of the simulation models. The software system’s correctness is verified by comparing the simulation results with ADAMS. By means of combining genetic algorithm with kinematics of multi-body system and taking the minimum variation of the front wheel alignment parameters as well as minimum lateral displacement of the tires as the optimal object, the McPherson suspension’s design parameters are optimized. The validity of the optimum method is verified by comparing the simulation results of initial design and optimum design. The optimization results show that the coordinates of the McPherson suspension swing arm’s front and rear points have effects on the changes curve of front wheel alignment parameters as well as lateral displacement of the tires to the run out of automotive wheels.Key words ：Electric vehicle McPherson suspension Kinematics analysis Genetic algorithm optimization0 前言电动汽车作为一种以清洁能源为动力的交通工具，在一定程度上克服了传统内燃机汽车的环境污染和能源短缺问题，受到了国家的重视并被列为汽车工业的发展重点。
麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧优化设计.doc
麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧优化设计麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧优化设计J. LIU, D. J. ZHUANG1, F. YU and L. M. LOU International Journal of Automotive Technology, V ol. 9, No. 1, pp. 2935 2008 Copyright © 2008 KSAE 译[ 摘要] 采用某乘用车作为例，建立详细的麦弗逊悬架多体动力学模型，将减振器侧向力仿真结果作为侧载弹簧设计目标, 并结合有限元分析中的多体动力学优化它的设计,有限元分析结果传回的悬挂系统导入后，可以进行动力学仿真，进行试验验证。
实验表明，采用经过化设计的侧载螺旋弹簧后可显著降低悬架侧载，该系统可增加阻尼杆的偏磨擦和促进阻尼器的内部摩擦，降低悬挂系统的行驶性能，代以一个新的与常规的螺旋弹簧弯曲中心线侧载弹簧已经被证明能够解决这些问题。
关键词多体系统动力学优化设计麦弗逊式悬挂侧载螺旋弹簧一.前言由于结构简单和较低的制造/服务成本，麦弗逊式悬架一直是最流行的悬架系统之一。
对于麦弗逊悬架而言, 作用于减振器上座处的力F 与作用于控制臂处的力FL 地面垂直反力FA 平衡, 如图1所示。
从图中可以看出, 由于麦弗逊悬架系统本身结构的原因, 力 F 与减振器轴线偏离一定角度A, 不可避免地存在侧向分力FQ, 使得减振器零件间的摩擦增大, 造成减振器活塞杆球头及其它零件快速磨损, 导致减振器早期失效。
而且麦弗逊悬架的侧向力会导致减振器摩擦功无法消除，从而恶化了车辆的行驶平顺性。
此外，悬挂麦弗逊悬架的汽车行驶在一个平坦的道路时，垂直振动可能会被转移到身体直接部位，因为轻微的路面激励，不能克服的内摩擦正确操作暂停。
因此，它是非常重要的，以减少侧负载FQ，使得优化的悬挂系统可以保护阻尼器部分，并提高行驶性能的悬架系统。
传统解决方案是将弹簧倾斜，但悬架中安装空间的限制，制约了弹簧倾斜角度，以使侧负载不能完全消除。
前麦弗逊悬架和后多连杆悬架设计
前麦弗逊悬架和后多连杆悬架设计This manuscript was revised on November 28, 2020存档编号华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power毕业设计题目乘用车悬架系统设计学院机械学院专业机械设计制造及其自动化姓名学号指导教师完成时间教务处制独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。
文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名：签字日期：签字日期：毕业设计（论文）版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。
特授权华北水利水电大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。
毕业设计（论文）作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：摘要悬架的主要功能是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓冲传给车身的冲击载荷，通过减震器衰减由车轮引起的簧上震动，保证汽车行驶的平顺性，保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征，增强汽车的操纵稳定性，轻便性。
本文首先论述了悬架的分类、优缺点及国内外的研究现状，然后以日产天籁为设计参照，使用传统设计方法（非优化设计）设计计算前麦弗逊悬架和后多连杆悬架，涵盖了选定悬架质量分配系数，选定车震频率、偏频比，计算悬架静挠度和动挠度，减震器行程及工作缸内径的选择及螺旋弹簧的直径、工作圈数设计等。
前麦弗逊悬架和后多连杆悬架设计
存档编号华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 毕业设计题目乘用车悬架系统设计学院机械学院专业机械设计制造及其自动化姓名学号指导教师完成时间 2014.05教务处制独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。
文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名：签字日期：签字日期：毕业设计（论文）版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。
特授权华北水利水电大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。
毕业设计（论文）作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：摘要悬架的主要功能是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓冲传给车身的冲击载荷，通过减震器衰减由车轮引起的簧上震动，保证汽车行驶的平顺性，保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征，增强汽车的操纵稳定性，轻便性。
本文首先论述了悬架的分类、优缺点及国内外的研究现状，然后以日产天籁为设计参照，使用传统设计方法（非优化设计）设计计算前麦弗逊悬架和后多连杆悬架，涵盖了选定悬架质量分配系数，选定车震频率、偏频比，计算悬架静挠度和动挠度，减震器行程及工作缸内径的选择及螺旋弹簧的直径、工作圈数设计等。
本次设计中使用UG软件做出三维模型，再进行装配，装配完成后，将其分别导入ADAMS/car和adams/view中进行仿真分析和动画仿真，得出汽车行驶时的仿真动画、整车车轮前束角、整车车轮外倾角、前轮主销内倾角、前轮主销后倾角、摩擦半径、后轮侧倾中心坐标的相关数据变化。
基于ADAMS的汽车前独立悬架优化设计
基于ADAMS的汽车前独立悬架优化设计王琳;业红玲;韦鹏;王鹏飞;梁玉瑶【摘要】为了进一步改善汽车悬架的运动学性能,对汽车前独立悬架进行优化设计.首先,利用ADAMS/Car模块分别建立汽车麦弗逊前独立悬架和双横臂前独立悬架模型,并针对两类悬架设计双轮平行跳动和异向跳动仿真试验;然后,在ADAMS/Insight模块中选取部分硬点坐标作为试验变量,进行灵敏度分析;最后,调整硬点坐标,对前轮定位参数进行优化设计.在两类悬架的双轮平行跳动和异向跳动试验中,悬架定位参数变动范围及变化量基本一致,前轮前束角、前轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角均达到理想变化范围,其中双横臂独立悬架优化效果最为明显.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(020)006【总页数】5页(P85-89)【关键词】汽车;ADAMS;悬架;优化设计【作者】王琳;业红玲;韦鹏;王鹏飞;梁玉瑶【作者单位】蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030【正文语种】中文【中图分类】U463.4悬架是车架与车桥之间的传力装置，其运动学性能对汽车的操纵稳定性和平顺性起着决定性作用[1-2]。
悬架质量对汽车性能的影响多为复杂的非线性关系[3]，在关于悬架系统对汽车性能影响的理论研究中，以动力学建模和仿真的方法为主。
Zhang等人基于ADAMSCar针对麦弗逊前悬架主销外倾角和前轮前束角进行仿真优化，较好地改善了汽车行驶中操纵的稳定性[4]。
Yi等人利用ADAMS建立麦弗逊前悬架模型，设定目标函数，利用遗传算法求解目标函数，但未就不同悬架定位参数变化对汽车性能的影响作出分析[5]。
冯金枝等人运用NSGA-Ⅱ算法，考虑前轮前束角和外倾角的关联性，减少了目标函数的数量，对悬架进行多目标优化，提高了最优值的收敛性[6]。
麦弗逊前悬架的运动学仿真与结构优化
定 性 。主销后倾 角 过大 ， 定力 矩变 大 ， 样使 转 稳 这 向显得 沉重 ； 销后 倾 角过 小 ， 定 力矩 减 少 ， 主 稳 将 使行 驶不稳 ， 高速 行驶时 车轮还会 摆振 。 后倾 角应 具有 随 车轮上 跳而增 加 的趋势 ，以抵 消制 动 点头 时后 倾角 减小 的趋 势 ，同时后倾 角在 车 轮跳 动过
程 中不 应 出现过大 的变 化 ，以免在 载荷 变化 时 出
２ 悬架系统运动学仿真
悬架 运 动学分 析 的主要 内容 是研 究 车轮定 位 参 数与 车轮 跳动量 的关 系 ，从 中可 以得 到基本 的 车轮定 位及 变化 特性 信息 。本 文选取 左 右车 轮 同 步上下跳 动 ±５ｒｍ的常见 工况进 行仿 真 ， ０ ａ 以左 侧 车轮参 数作 为研究 对象 ， 果如 图 ２所 示 。 结
（ 图 １ 示 ） 其中， 如 所 。 将所有 零部 件 （ 轮胎 除外 ）
都简化为刚性体 ；零部件之间的连接都简化为铰 链， 内部 间隙忽 略不 计 ； 个零 部件 间 的运 动副 内 各
的摩 擦 力忽 略 不计 ； 型 车轮 外 倾 角 （ ） 前束 模 ０ 和 。 角 （．。） 过测 量得 到 ； 动学分析 不考 虑减震器 ０１ 通 运 的阻尼 和 弹簧 的 刚度 ；轮 胎 的规格 为 １５６ Ｒ１， ８／０ ５
３ ５
－ ２ ３６ －５ ６０
— — — —
３５ ２ ３５ １
８５ ５
－ ０ ５７
侧关 键 硬 点 的坐 标
（见 表 １ ， 然 后 修 改 ）
车轮中心点 稳定杆与摆臂连接点 稳定杆与车身连接点
Ｏ １ ９ － １ ４０
－ ４ ７３ － ７ ５３ — Ｏ ３９
普通级轿车前悬架(麦弗逊式)设计毕业论文(含外文翻译)
摘要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。
它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。
本文完成的是东方之子轿车前悬架设计，重点从东方之子轿车前悬架的选型、减振器的计算及选型、弹性元件形式的选择计算及选型和横向稳定杆的设计计算。
首先，我把形式不同的悬架的优缺点进行了比较，然后定下东方之子轿车前悬架的形式—麦弗逊式悬架，最后围绕麦弗逊式悬架的部件进行设计。
先是弹簧的设计计算，再是减振器的计算选型，最后是横向稳定杆的设计。
关键词：悬架；麦弗逊式；设计AbstractSuspension is an important element of one of the modern automobile, it flexibly to link the chassis (orbody) and axle (or tires) . Its main role is the role of transmission in the bodybetween the wheels and all the power and moment, such as support of, system dynamics anddriving force, and easing the road to the whole body impact load, decay resulting vibration,ensure the comfort of the crew, cargo and vehicles reduce their moving load.The main stress is front suspension design，Training emphasis from the former car models,and models Absorber calculations, flexible choice of components and models and forms ofstabilizer bar design data.First of all, I have a different form of a suspension of the advantages and disadvantagescompared to the previous suspension of the car and then set form Eastar on suspension.Then design around Eastar suspension components. First, the spring-loaded design terms,to be absorber calculation models, a horizontal stabilizer bar final calculation. stabilizer bar.Keyword : Suspension, Macpherson ,Design目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1课题背景和意义 (1)1.2 悬架的发展历史和现状 (2)1.3 悬架的发展趋势 (4)1.4课题主要内容和研究目的 (5)2悬架结构方案分析 (6)2.1 悬架总成分析 (6)2.2独立悬架优缺点分析 (7)2.3独立悬架特点与分类 (8)2.3.1双横臂式悬架结构及特性分析 (8)2.3.2单横臂式悬架结构及特性分析 (9)2.3.3单纵臂式悬架结构及特性分析 (10)2.3.4单斜臂式悬架结构及特性分析 (11)2.3.5麦弗逊式悬架结构及特性分析 (12)2.1.6扭转梁式悬架结构及特性分析 (13)3麦弗逊式独立悬架设计 (14)3.1麦弗逊式独立悬架设计概述 (14)3.3麦弗逊悬架的结构分析 (15)3.4悬架的弹性特性设计 (16)3.5 悬架挠度fc 的设计 (17)3.5.1悬架静挠度 fc 的设计 (17)3.5.2悬架动挠度fd设计 (18)3.6悬架弹性元件设计 (18)3.6.1螺旋弹簧分析 (18)3.6.2螺旋弹簧的材料及许用应力选择 (19)3.6.3 弹簧参数的计算选择 (20)3.6.4计算空载刚度 (20)3.6.5计算满载刚度 (20)3.6.6按满载计算弹簧钢丝直径 (21)3.6.7螺旋弹簧校核 (21)3.6.8小结 (22)3.7导向机构设计 (23)3.7.1导向机构的设计要求 (23)3.7.2导向机构的布置参数 (24)3.7.3导向机构的受力分析 (27)3.7.4横臂轴线布置方式的选择 (27)3.7.5横摆臂参数对车轮定位参数的影响 (28)3.7.6 导向机构建模 (29)3.8 减振器的设计 (30)3.8.1减振器的简单分类 (30)3.8.2双向筒式液力减振器工作原理 (30)3.8.3相对阻力系数ψ (31)3.8.4减振器阻尼系数δ的确定 (32)3.8.5减振器工作缸直径D的确定 (33)3.8.6小结 (33)3.9横向稳定器 (34)3.10 悬架结构元件 (35)4 前轮定位参数 (37)4.1主销后倾角 (37)4.2主销内倾角 (39)4.3 前轮外倾角 (40)4.4前轮前束 (41)5 麦弗逊悬架其他零件基于CATIA的建模 (43)5.1车轮的建模 (43)5.2车轮轴承建模 (44)5.3转向节建模 (44)5.4 减振器与转向节连接件建模 (45)5.5 车架和横向稳定器联合建模 (45)5.6 麦弗逊悬架建模装配图 (46)6 基于adams的悬架仿真分析 (47)6.1主销内倾角仿真分析 (47)6.2 主销后倾角分析 (47)6.3前轮外倾角分析 (48)6.4 车轮跳动量分析 (49)6.5 前轮前束分析 (49)6.6定位参数与车轮跳动量联合分析 (50)6.7小结 (51)结束语 (52)致谢.............................................................................................. 错误！未定义书签。
麦弗逊前悬架的虚拟设计及优化
麦弗逊前悬架的虚拟设计及优化作者：武汉理工大学汽车工程学院张俊何天明麦弗逊式独立悬架具有结构简单、维修方便等众多优点，但是由于主销轴线位于减震器上支点和下摆臂外支点的连线上，当悬架变形时，主销轴线也随之改变，车轮定位参数和轮距也都会相应发生改变，变化量可能会很大，直接影响到整车的操纵稳定性和对轮胎的磨损。
在与一家公司合作开发一款电动高尔夫球车的项目中，前悬架采用麦弗逊式独立悬架，并且厂家准备自制零部件。
为了节约成本和缩短开发周期，在具体零件设计前首先做好悬架的虚拟设计及运动学分析。
一、建立模型（一）总体建模方案前悬架准备设计成转向器为齿轮齿条传动式的麦弗逊式独立悬架。
该高尔夫球车的一些设计要求:该车采用18″轮胎，宽210mm，直径是457.2mm，轮毂直径220mm，相比一般的轿车宽径比偏大；前轮距850mm；负载较小，乘坐2成年人预计总质量为550kg；车速较低，最高车速25km/h。
应用多体运动学分析方法，首先抽象出如图1所示的运动学仿真系统模型。
麦弗逊悬架左右对称于汽车纵向平面，由下摆臂、转向节总成（包括减震器下体、轮毂轴）、转向横拉杆、减震器上体、转向器齿条、车轮总成及车身组成。
各刚体之间的连接关系如下:减震器上端与车身的球铰链A接，下摆臂一端（简化为一点）通过转动副C与车身相连，另一端通过球铰B与转向节总成相连，AB的连线构成主销轴线。
转向节总成与减震器上体用圆柱副约束，只能沿轴线移动和转动。
转向横拉杆一端通过球铰D与转向节总成相连，另一端通过球铰E与转向齿条相连。
运动分析时，转向齿条与车身固定，车轮总成和转向节总成也通过固定副F相连，车身相对地面不动。
由于运动学无需考虑受力问题，因此不考虑减震器的阻尼和弹簧的刚度，假设车轮不转动，车轮为刚性体。
（二）模型关键点的预定先确定设计的目标参数:主销内倾角8.5°，主销后倾角2.5°，车轮外倾角1.5°。
由前轮前束角和车轮外倾角的理想关系式ε≈C/2D和C=2DΦL/Φr+4αLα[1]，根据设计参数计算出前轮前束角约为0.5°。
某车型麦弗逊转向悬架分析与优化设计
某车型麦弗逊转向悬架分析与优化设计秦伟;耿庆松;黄勇刚;杜力;张伟【摘要】针对某轿车改款为SUV,抬高车身后悬架系统重新布局,出现前麦弗逊转向悬架在车轮上跳行程朝正前束变化,整车趋于过度转向,且阿克曼偏差较大,转向过程中轮胎磨损较大的不良情况,根据悬架结构特点,利用其几何约束条件,分别对有无转向拉杆时的悬架运动学进行了分析,揭示了转向拉杆对车轮前束角与外倾角的影响量.通过转向梯形断开点位置对阿克曼特性和前束角的影响分析以及整车实际空间布局限制,建立了优化设计模型,在Matlab中进行了优化计算.优化结果避免了前束恶化现象,并减小了阿克曼偏差,从而提高了整车操纵稳定性,并减少了汽车转向过程中的轮胎磨损.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2014(045)010【总页数】7页(P15-21)【关键词】麦弗逊悬架;转向梯形;定位参数;优化设计【作者】秦伟;耿庆松;黄勇刚;杜力;张伟【作者单位】重庆大学机械工程学院,重庆400044;重庆大学机械工程学院,重庆400044;重庆工商大学机械工程学院,重庆400067;制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室,重庆400067;重庆工商大学机械工程学院,重庆400067;制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室,重庆400067;重庆大学机械工程学院,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TH122;U463.4引言某轿车通过更换大轮胎（由 185/60R15换用195/65R15）改款为SUV，抬高车身后悬架系统重新布局，根据 ADAMS/Car仿真发现其前麦弗逊转向悬架车轮上跳行程朝正前束变化，且阿克曼偏差较大。
为了改善此不良情形，对该车型前麦弗逊转向悬架进行运动学分析，并对转向梯形进行优化设计［1-3］。
对独立悬架而言，合理设计转向梯形，可有效减少汽车在行驶过程中的前轮摆振，提高操纵稳定性，并减少轮胎磨损。
转向梯形优化设计的主要方法有：考虑转向车轮跳动对转向误差的影响，建立非线性的机构运动学模型进行优化分析［4-7］；应用空间机构学原理，针对转向拉杆与悬架机构的干涉问题优化断开点位置［8-9］；在 ADAMS/Car中建立悬架转向系统模型，并利用 ADAMS/Insight对断开点进行优化计算［10-14］等。