悬架设计说明书

汽车设计课程设计说明书设计题目：桑塔纳志俊汽车悬架设计

姓名车胜男

学院交通学院

专业机械设计制造及其自动化

班级机械本1105

学号20112814545

指导教师孙宏图王昕彦

2013年11月25日

5悬架设计 (1)

5.1悬架的结构形式 (1)

5.2悬架弹性元件的设计与计算 (2)

5.2.1布置方案 (2)

5.2.2钢板弹簧主要参数的确定 (3)

5.3悬架对汽车主要性能的影响 (11)

5.3.1悬架对汽车平顺性的影响 (11)

5.3.2 悬架对汽车操纵稳定性的影响 (12)

参考文献 (13)

第五章悬架设计

5.1 悬架的结构形式

悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。

5.1.1独立悬架

独立悬架的优点是：簧下质量小；悬架占用的空间小；弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善的汽车行驶的平顺性；由于可能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，又改善了汽车的行驶稳定性；左右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的震动和倾斜，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。独立悬架的缺点是结构复杂，成本较高，维修困难。这种悬架主要用于轿车和部分轻型货车、客车及越野车上。

5.1.2非独立悬架

以纵置钢板弹簧为弹性元件兼做导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点是由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够长度（特别是前悬架），使之刚度较大，所以汽车平顺性较差；簧下质量大；；在不平路面上行驶时，左右车轮相互影响，并使车轴（桥）和车身倾斜；当汽车直线行驶在凹凸不平的路面上时，由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时，会产生不利的轴转向特性；汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性；车轴（桥）上方要求有与弹簧行程相适应的空间。这种悬架主要用在货车、大客车的前后悬架以及某些轿车的后悬架上。

目前汽车的前后悬架采用的方案有：前轮和后轮均采用非独立悬架；前轮采用独立悬架，后轮采用非独立悬架；前后轮均采用独立悬架几种[4] [5]。

非独立悬架的结构特点是左右车轮用一跟整体轴连接，再经过悬架与车身（或车身）连接，如图5.1（a）所示；独立悬架的结构特点是左右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接，如图5.1（b）所示[4]。

图5.1悬架结构形式

要正确的选择悬架方案和参数，在车轮上下跳动时，使主销的定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动压迫协调，避免前轮摆振；汽车转向时应使之稍有不足转向特性。

此桑塔纳轿车悬架部分结构形式选定为：

（1）前悬采用麦弗逊式独立悬架

（2）后悬采用复合扭转梁式非独立悬架

5.2 悬架弹性元件的设计与计算

5.2.1 布置方案

悬架的主要任务是传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩，并且缓和路面传给车架（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；保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。

悬架由弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定器等组成。

导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递出弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。当用纵置钢板弹簧弹性元件时，它兼起到导向装置的作用。缓冲块用来减轻车轴对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角所引起的震动[2]。

在对此桑塔纳轿车的设计中，对其悬架提出的设计要求有：

（1）保证汽车有良好的行驶平顺性[3]；

（2）具有合适的衰减振动能力；

（3）保证汽车具有良好的操纵稳定性；

（4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适；

（5）有良好的隔声能力；

（6）结构紧凑、占用空间尺寸要小；

（7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩。

本设计是桑塔纳轿车的悬架设计，故采用：

（1）前悬：麦弗逊式独立悬架

（2）后悬：复合扭转梁式非独立悬架

（3）辅助元件：减震器、缓冲块

桑塔纳志俊轿车弗逊式前悬架

通过减小悬架垂直刚度c ，能降低车身震动固有频率n （n=s

m c //2π），达到改

善汽车平顺性的目的。但因为悬架的侧倾角刚度ϕ

C 和悬架垂直刚度c 之间是正比例关

系，所以减少垂直刚度c 的同时使侧倾角刚度

ϕ

C 也减小，并使车厢侧倾角增加，结果

车厢中的乘员会感到不舒服和降低了行车安全感。解决这一矛盾的主要方法是在汽车上设置横向稳定器。有了横向稳定器，就可以做到在不增大悬架垂直刚度c 的条件下，增大悬架的侧倾角刚度

ϕ

C 。

钢板弹簧在汽车上可以纵置或者横置。后者因为要传递纵向力，必须设置附加的导向传力装置，使结构复杂，质量加大所以在在少数轻、微型车上应用。纵置钢板弹簧能传递各种力和力矩，并且结构简单，故在汽车上得到广泛应用。本设计采用纵置钢板弹簧。纵置钢板弹簧又分对称式和不对称式。钢板弹簧中部在车轴（桥）上的固定中心至钢板弹簧两端卷耳中心之间的距离若相等，则为对称式钢板弹簧；若不相等为不对称式钢板弹簧。多数情况下汽车采用对称式钢板弹簧，故本设计采用对称式钢板弹簧。

5.2.2 钢板弹簧主要参数的确定

260Si Mn

热轧弹簧钢加热成形，而后淬火﹑回火，还要经过实效处理，以消除内应力。

材料的参数：