悬架的设计计算
双横臂衍生悬架的设计计算
双横臂衍生悬架的设计计算
双横臂衍生悬架的设计计算涉及多个步骤和因素，具体包括：
1. 确定设计参数：根据车辆规格、性能要求和目标，确定悬架系统的设计参数，如主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角、车轮前束角等。
2. 确定轮胎尺寸和规格：根据车辆规格和性能要求，选择合适的轮胎尺寸和规格。
3. 确定悬挂点位置：根据车轮定位参数、车架结构和空间要求，确定悬挂点的位置。
4. 计算悬挂点间距离：根据悬挂点位置和车轮定位参数，计算悬挂点间的距离。
5. 确定横臂长度和角度：根据悬挂点位置、车轮定位参数和车轮运动轨迹，确定双横臂的长度和角度。
6. 计算车轮运动轨迹：根据车轮定位参数、悬挂点位置和横臂长度及角度，计算车轮的运动轨迹。
7. 校核和优化设计：通过仿真分析或实验验证，校核悬架系统的性能是否满足设计要求，如不满足，需对设计参数进行优化。
8. 确定材料和工艺：根据悬架系统的性能要求、强度要求和使用环境，选择合适的材料和工艺。
9. 绘制设计图纸和制定技术规范：完成上述步骤后，绘制悬架系统的设计图纸，并制定详细的技术规范和制造工艺流程。
以上内容仅供参考，建议咨询汽车工程师，获取专业的设计计算方案。
麦弗逊悬架计算说明书
悬架系统计算说明书1．整车有关参数1．1 轴距：L=2610mm1．2 轮距：前轮B1=1530mm后轮B2=1510mm1．3 轴荷(kg)1.4 前后轮空满载轮心坐标（Z向）1．4 前、后悬架的非簧载质量(kg)：G u1=108kg G u2=92kg1．5 悬架单边簧载质量(kg)悬架单边簧载质量计算结果如下：=（795-108）/2＝343.5kg 前悬架：空载单边车轮簧载质量为M01=（872-108）/2＝382kg半载单边车轮簧载质量为 M03满载单边车轮簧载质量为M02=（891-108）/2＝391.5kg=（625-92）/2＝266.5kg 后悬架：空载单边车轮簧载质量为M1半载单边车轮簧载质量为M=（773-92）/2＝340.5kg3满载单边车轮簧载质量为M2=（904-92）/2＝406kg2、前悬架布置前悬架布置图见图1图1 T21前悬架布置简图3、前悬架设计计算3．1 前悬架定位参数:3．2 前悬架采用麦弗逊式独立悬架，带稳定杆，单横臂，螺旋弹簧，双向双作用筒式减震器。
(1) 空满载时缓冲块的位置和受力情况 空载时，缓冲块起作用，不受力 满载时，缓冲块压缩量为13.8mm ，（由DMU 模拟得知，DMU 数据引自T21 M2数据）。
根据缓冲块的特性曲线，当缓冲块压缩13.8mm 时，所受的力为：125N (2) 悬架刚度计算螺旋弹簧行程杠杆比：1.06悬架刚度为K 1= （（391.5-343.5）*9.8-125/1.06）/（5-（-15））= 17.62N/mm（3）前螺旋弹簧①截锥螺旋弹簧②螺旋弹簧行程杠杆比：1.06③刚度C1=K1*（1.06）2*0.9=17.62*（1.06）2*0.9=17.81N/mm（4）静挠度和空满载偏频计算空载时挠度 f 1= N 1/K 1=( M 01*9.8)/K 1=(343.5*9.8)/17.81=18.9cm 静挠度 f 01= f 1 +(5-(-15))/10=20.9 偏频n:空载为 Hz f n 15.19.18/5/511===满载为 Hz f n 09.19.20/5/50101===结论：前悬架偏频在1.00～1.45Hz 之间，满足设计要求。
悬架高度的计算公式
悬架高度的计算公式悬架高度是指车辆底盘与地面之间的垂直距离，它直接影响着车辆的通过性、行驶稳定性和舒适性。
在汽车工程中，悬架高度的计算是一个非常重要的问题，它需要考虑到车辆的重量、悬架系统的特性以及路面的情况等多个因素。
本文将介绍悬架高度的计算公式及其影响因素。
悬架高度的计算公式可以分为静态悬架高度和动态悬架高度两种情况。
静态悬架高度是指车辆在静止状态下的悬架高度，而动态悬架高度是指车辆在行驶过程中的悬架高度。
这两种情况下的计算公式略有不同。
首先我们来看静态悬架高度的计算公式。
静态悬架高度的计算需要考虑到车辆的重量、悬架系统的特性以及车辆的设计要求等因素。
一般来说，静态悬架高度可以通过以下公式来计算：H = H0 + ΔH。
其中，H表示静态悬架高度，H0表示悬架系统的设计高度，ΔH表示悬架系统的变形量。
悬架系统的设计高度是指车辆在设计状态下所设定的悬架高度，它是一个固定的数值。
而悬架系统的变形量则是指车辆在静态状态下由于自重和载荷的作用而导致的悬架变形，它是一个动态的数值，需要通过实际测试或者计算来得到。
在实际工程中，悬架系统的变形量可以通过有限元分析等方法来计算得到。
有限元分析是一种工程计算方法，它可以通过对车辆结构进行离散化，然后利用数值计算的方法来求解结构的变形和应力分布。
通过有限元分析，可以得到车辆在不同载荷下的悬架变形量，从而得到静态悬架高度。
除了静态悬架高度，动态悬架高度也是一个非常重要的参数。
动态悬架高度的计算需要考虑到车辆在行驶过程中的悬架变形、路面的不平度以及车辆的运动状态等因素。
一般来说，动态悬架高度可以通过以下公式来计算：Hd = H0 + ΔHd。
其中，Hd表示动态悬架高度，H0表示悬架系统的设计高度，ΔHd表示悬架系统的动态变形量。
与静态悬架高度类似，悬架系统的设计高度是一个固定的数值，而悬架系统的动态变形量则是一个动态的数值，需要通过实际测试或者计算来得到。
在实际工程中，动态悬架高度的计算需要考虑到车辆在行驶过程中的各种动态载荷，以及路面的不平度等因素。
悬架的设计计算
3.1弹簧刚度弹簧刚度计算公式为：前螺旋弹簧为近似圆柱螺旋弹簧：前n 8D Gd 31411Cs (1)1后螺旋弹簧为圆柱螺旋弹簧：后n 8D Gd 32422Cs (2)式中：G 为弹性剪切模量79000N/mm 2d 为螺旋弹簧簧丝直径，前螺旋弹簧簧丝直径d 1=11.5mm ，后螺旋弹簧簧丝直径d 2=12mm ；1D 为前螺旋弹簧中径，D 1=133.5mm 。
D 2为后螺旋弹簧中径，D 2=118mm 。
n 为弹簧有效圈数。
根据《汽车设计》（刘惟信）介绍的方法，判断前螺旋弹簧有效圈数为4.25圈，即n 前=4.25；后螺旋弹簧有效圈数为 5.5圈，即n 后=5.5。
前螺旋弹簧刚度：=18.93 N/mm后螺旋弹簧刚度：后n 8D Gd 32422Cs =22.6N/mm螺旋弹簧刚度试验值：前螺旋弹簧刚度：18.8N/mm ；1螺旋弹簧刚度计算公式，参考《汽车工程手册》设计篇3141116n Gd D Cs 前后螺旋弹簧刚度：22.78N/mm 。
前螺旋弹簧刚度和后螺旋弹簧刚度计算值与试验值基本相符。
G08设计车型轴荷与参考样车的前轴荷相差<2.0%，后轴荷相差<0.8%。
设计车型直接选用参考样车的弹簧刚度,刚度为：1Cs =18.8 N/mm ；2Cs =22.6 N/mm 。
3.5 减震器参数的确定汽车的悬架中安装减振装置的作用是衰减车身的振动保证整车的行驶平顺性和操纵稳定性。
下面仅考虑由减振器引起的振动衰减，不考虑其他方面的影响，以方便对减振器参数的计算。
汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦ARGδβ=M和液体的粘性摩擦形成了振动阻尼，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。
汽车的悬架有了阻尼以后，簧载质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼比来评定振动衰减，相对阻尼比的物理意义是指出减振器的阻尼作用在与不同刚度和不同质量的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。
悬架高度的计算公式为
悬架高度的计算公式为悬架高度的计算公式。
悬架高度是指车辆悬架系统中的悬架元件（例如弹簧、减震器等）离地面的距离。
它对车辆的行驶性能、驾驶舒适性和通过性都有着重要的影响。
因此，了解悬架高度的计算公式对于车辆的调校和改装具有重要意义。
悬架高度的计算公式可以根据车辆的悬架系统和车身结构来进行推导。
一般来说，悬架高度可以通过以下公式来计算：悬架高度 = 车身高度轮胎直径/2 轮胎气压弹簧压缩量。
其中，车身高度是指车辆车身底部到地面的垂直距离，轮胎直径是指轮胎外径的一半，轮胎气压是指轮胎内部的气压，弹簧压缩量是指悬架系统中弹簧的压缩量。
在这个公式中，车身高度是一个固定的数值，通常由车辆制造商在设计阶段确定。
轮胎直径和轮胎气压可以通过轮胎规格和实际使用情况来获取。
而弹簧压缩量则需要根据车辆的悬架系统和悬架元件的特性来进行计算。
弹簧压缩量的计算可以通过以下公式来进行：弹簧压缩量 = 车辆重量重心高度 / 弹簧刚度。
其中，车辆重量是指车辆整备质量，重心高度是指车辆重心到地面的垂直距离，弹簧刚度是指悬架系统中弹簧的刚度系数。
通过以上公式，我们可以看到悬架高度的计算涉及到车身高度、轮胎参数、弹簧压缩量等多个因素。
这些因素的准确获取和计算对于悬架高度的精确计算具有重要意义。
在实际应用中，悬架高度的计算可以帮助车辆制造商和改装爱好者进行车辆的调校和改装。
通过调整悬架高度，可以改变车辆的行驶性能和驾驶舒适性。
例如，降低悬架高度可以降低车辆的重心，提高车辆的操控性能；而提高悬架高度则可以增加车辆的通过性和通过性。
除此之外，悬架高度的计算还可以帮助车辆制造商进行车辆的设计和调校。
通过合理的悬架高度设计，可以使车辆在不同路况下都能够保持良好的行驶性能和驾驶舒适性。
总之，悬架高度的计算公式是车辆悬架系统中的重要参数，它对车辆的行驶性能、驾驶舒适性和通过性都有着重要的影响。
通过合理的悬架高度设计和调校，可以使车辆在不同路况下都能够表现出色的性能。
悬架偏频计算公式
悬架偏频计算公式
一、悬架偏频计算公式：
n=(√k/m)/2π,k为悬架刚度,m为簧上质量;偏频为评判整车平顺性能的一个重要参数,在汽车设计初期就要先定义偏频的范围.
普通轿车前悬架偏频要求1.0--1.45HZ，后悬架偏频要求1.17--1.58HZ。
级别越高的轿车，偏频越小越好。
高级桥车前悬架偏频0.80--1.15HZ，后悬架偏频0.98--1.30。
货车满载前悬架偏频1.5--2.10HZ，后悬架偏频1.70--2.17HZ。
二、悬架偏频：
悬架固有频率，偏频低，悬架软--提升轮胎抓地力，汽车平顺性好；偏频高，悬架硬--响应速度快，提升操纵稳定性；若调低后偏频，调硬前偏频，则后轮抓地力提升，前轮抓地力降低，增加不足转向，有良好的转向特性。
悬架的参数计算公式
悬架的参数计算公式悬架系统是汽车重要的组成部分，它直接影响着汽车的操控性、舒适性和安全性。
悬架系统的设计需要考虑多个参数，其中包括弹簧刚度、阻尼系数、悬架几何参数等。
本文将重点介绍悬架的参数计算公式，帮助读者更好地理解悬架系统的设计原理。
1. 弹簧刚度计算公式。
弹簧刚度是指单位位移下所受的弹簧力，通常用N/mm或N/m来表示。
弹簧刚度的计算公式如下：K = F / δ。
其中，K表示弹簧刚度，F表示弹簧所受的力，δ表示弹簧的变形量。
在实际设计中，弹簧刚度需要根据车辆的质量、悬架的类型和使用环境来确定。
2. 阻尼系数计算公式。
阻尼系数是指单位速度下所受的阻尼力，通常用N/(m/s)来表示。
阻尼系数的计算公式如下：C = F / v。
其中，C表示阻尼系数，F表示阻尼器所受的力，v表示阻尼器的速度。
阻尼系数的大小直接影响着悬架系统的舒适性和稳定性，需要根据车辆的使用环境和悬架的类型来确定。
3. 悬架几何参数计算公式。
悬架几何参数包括悬架的几何结构、悬架的位置和角度等。
这些参数的设计需要考虑车辆的操控性和稳定性。
常见的悬架几何参数包括悬架的下摆臂长度、上摆臂长度、悬架的前后距离等。
这些参数的计算需要结合车辆的设计要求和悬架的类型来确定。
4. 悬架系统的动力学模型。
悬架系统的动力学模型包括悬架的质量、弹簧、阻尼器等参数，可以用来描述悬架系统的运动规律。
常见的悬架系统动力学模型包括单自由度模型、双自由度模型等。
这些模型可以用来分析悬架系统的振动特性和响应特性，对悬架系统的设计和优化具有重要的意义。
5. 悬架系统的优化设计。
悬架系统的优化设计需要考虑多个参数的综合影响，包括弹簧刚度、阻尼系数、悬架几何参数等。
优化设计的目标通常包括提高车辆的操控性、舒适性和安全性。
在实际设计中，可以利用计算机辅助设计软件来进行悬架系统的优化设计，通过多次模拟和分析来确定最佳的参数组合。
总结。
悬架系统的设计需要考虑多个参数，包括弹簧刚度、阻尼系数、悬架几何参数等。
悬架系统设计计算报告
悬架系统设计计算报告一、引言悬架系统作为汽车底盘的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性和操控性能等方面有着重要影响。
因此，在汽车设计和制造过程中，悬架系统的设计十分关键。
本报告将介绍悬架系统设计过程中的计算方法和依据，并对其进行详细说明。
二、悬架系统设计计算方法1.载荷计算：首先需要计算车辆在不同行驶条件下的载荷。
通过分析车辆的使用环境和客户需求，确定悬架系统的额定载荷。
然后，根据车辆自重、乘员重量、行李重量、荷载等因素，计算出车辆的总载荷。
2.载荷分配计算：在计算悬架系统的载荷分配时，需要考虑车辆的静态和动态载荷。
静载荷主要指车辆停靠时的重力，而动载荷主要指车辆行驶过程中因加速度、制动力和路面不平均性等引起的载荷。
通过对车辆不同部位的载荷进行测量和分析，确定每个车轮的载荷。
3.悬架系统刚度计算：悬架系统的刚度对车辆的操控性和乘坐舒适性有着直接影响。
悬架系统的刚度可以分为纵向刚度、横向刚度和垂向刚度等。
在设计悬架系统的过程中，需要根据车辆的使用环境和性能需求，计算悬架系统的刚度。
4.悬架系统减振器计算：悬架系统的减振器的设计和选型是悬架系统设计的重要环节。
减振器可以减少车辆在行驶过程中的震动，提高乘坐舒适性和行驶稳定性。
根据悬架系统的刚度和载荷等因素，计算减振器的选择和设计参数。
5.悬架系统运动学计算：悬架系统的运动学计算是为了确定悬架系统在不同行驶状态下的主要参数，以便进行悬架系统的设计和调整。
通过对车辆的几何尺寸、运动学参数和悬架结构的分析和计算，确定悬架系统的工作范围和参数。
三、计算依据在悬架系统设计计算中，需要依据以下相关标准和原则进行设计：2.汽车悬架系统设计手册：根据汽车制造商提供的相关手册和技术资料，对悬架系统设计进行指导和计算。
3.数学和工程力学原理：在悬架系统设计计算过程中，需要运用数学和工程力学的相关原理和方法，如力学平衡、弹性力学、振动理论等，进行悬架系统的计算。
4.仿真和试验数据：通过对悬架系统的仿真分析和试验测试，获取悬架系统的相关参数和性能数据，为悬架系统的设计计算提供依据。
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3.1弹簧刚度
弹簧刚度计算公式为：
前螺旋弹簧为近似圆柱螺旋弹簧：前
n 8D Gd 3
14
1
1
Cs (1)
1
后螺旋弹簧为圆柱螺旋弹簧：
后
n 8D Gd 3
24
2
2
Cs (2)
式中：G 为弹性剪切模量79000N/mm 2
d 为螺旋弹簧簧丝直径，前螺旋弹簧簧丝直径d 1=11.5mm ，
后螺旋弹簧簧丝直径d 2=12mm ；
1D 为前螺旋弹簧中径，
D 1=133.5mm 。
D 2为后螺旋弹簧中径，D 2=118mm 。
n 为弹簧有效圈数。
根据《汽车设计》（刘惟信）介绍的
方法，判断前螺旋弹簧有效圈数为
4.25圈，即n 前=4.25；后螺旋
弹簧有效圈数为 5.5圈，即n 后=5.5。
前螺旋弹簧刚度：
=18.93 N/mm
后螺旋弹簧刚度：
后
n 8D Gd 324
2
2
Cs =22.6N/mm
螺旋弹簧刚度试验值：
前螺旋弹簧刚度：18.8N/mm ；
1
螺旋弹簧刚度计算公式，参考《汽车工程手册》设计篇
3
1
4
1
1
16n Gd D Cs 前
后螺旋弹簧刚度：22.78N/mm 。
前螺旋弹簧刚度和后螺旋弹簧刚度计算值与试验值基本相符。
G08设计车型轴荷与参考样车的前轴荷相差<2.0%，后轴荷相差<0.8%。
设计车型直接选用参考样车的弹簧刚度
,刚度为：
1Cs =18.8 N/mm ；2Cs =22.6 N/mm 。
3.5 减震器参数的确定
汽车的悬架中安装减振装置的作用是衰减车身的振动保证整车的行驶平顺性和操纵稳定性。
下面仅考虑由减振器引起的振动衰减，
不考虑其他方面的影响，以方便对减振器参数的计算。
汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦
A
R
G
δ
β=
M
和液体的粘性摩擦形成了振动阻尼，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。
汽车的悬架有了阻尼以后，簧载质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼比
来评定振
动衰减，相对阻尼比的物理意义是指出减振器的阻尼作用在与不同刚度和不同质量的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。
减振器中的阻力F 和速度v 之间的关系可以用下式表示：
i
v F …………………………………………（
10）
式中：δ为减振器阻尼系数；
i 是常数，i=1。
以下是前后减震器阻力－速度特性曲线：
G08前悬阻力-速度特性曲线
0500
1000
1500
2000
2500
3000
500
1000
1500
速度v(mm/s)
阻
力F (N )
从上图曲线中得到，当前后减振器速度为0.524 m/s 时：
下面以空载状态分别对前后悬架的相对阻尼比进行计算
:
阻力值F （N ）
阻尼系数δ（N/（m/s ））
压缩拉伸阻
尼比
前减震器
压缩行程
679.8 1297.3 0.54
复原行程1250.5 2386.5 平均965.2 1841.9 后减震器
压缩行程
444.8 848.9 0.620 复原行程718 1370 平均
581
1109.6
后减震器阻力-速度特性曲线
0500
1000
1500
500
1000
1500
速度V(mm/s)
阻力F(N)
前减震器阻力-速度特性曲线
前悬架的减振器安装如图3－6所示：
图3－6 前减振器安装结构图
在上图中，车轮处的阻尼力始终随减振器运动，因此此处不存在杠杆比。
减振器有一个 3.0°的空间安装角。
计算得到前悬架的相对
阻尼比为：
α为减振器与垂直线所成夹角，单位rad ；
m 为簧载质量，单位kg ；n 为偏频，单位Hz ；i 为常数，i=1。
23
.04cos
2
2
mni
前
后悬架的减振器安装如图
3－7所示：
图3－7 后减振器安装侧视图
后减振器在侧视图中存在杠杆比i =L 1/L 4=400.2/468.2=0.85，其
与垂直线的空间夹角α是4.4°。
计算得到后悬架的相对阻尼比为
:
8
1.04cos
2
2
mni
后
1.前后悬架螺旋弹簧长度校核
悬架在运动过程中，必须验证螺旋弹簧在上下极限位置的长度是否满足使用要求，弹簧长度应该满足以下要求：1、上极限位置时螺旋弹簧应该不能并圈。
2、下极限位置时螺旋弹簧长度应该小于弹簧自由长度，以防止弹簧脱落根据CAE 分析的悬架跳动结果可以确定螺旋弹簧的长度，见表
1：
镖1
螺旋弹簧长度列表
悬架下极限长度(mm)
半载长度(mm)
上极限长度(mm)
并圈长度(mm)
自由长度(mm)
前悬架261 157 106 70 365 后悬架
286
192
107
84
316
400.2
468.2
341.4
由上表可以看出，悬架处于上极限位置时，其长度大于并圈长度，故不会
发生并圈；悬架处于下极限位置时，其长度小于自由长度，故弹簧处于被压缩
状态，不会脱落。
因此，螺旋弹簧长度符合整车设计要求。
2.前、后减振器长度校核
悬架运动过程中必须校核减振器的工作行程，以判断悬架在运动过程中减振器推杆是否顶死。
5.1 前减振器校核
a）根据厂家提供前减振器图纸可得前减振器极限尺寸，如图19所示。
最长491mm，最短310mm
图19 前减振器极限尺寸
b）前悬架在上极限位置时，前减振器的长度为344.5mm，如图20所示,大于减振器极限最短尺寸，故减振器推杆不会顶死。
长度344.5mm
图20 上极限位置前减振器长度
5.2 后减振器校核
a）根据厂家提供后减振器图纸可得减振器极限尺寸，如图21所示；
最长686mm，最短440mm
图21 后减振器行程范围
b）悬架在上极限位置时，减振器的长度为454.3mm（大于440 mm）,故满足后减振器行程要求，如图22所示。
长度454.3mm
图22 上极限位置后减振器长度。