桑塔納2000前后懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 摘 要 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它最主要的功能是傳遞作用在車輪和車架 (或車身 )之間的一切力和力矩，并緩和汽車駛過不平路面時(shí)所產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，以保證汽車的行駛平順性。因此必須在車輪與車架或車身之間提供彈性連接，依靠彈性元件來傳遞車輪或車橋與車架或車身之間的垂向載荷，并依靠其變形來吸收能量，達(dá)到緩沖的目的。采用彈性連接后，汽車可以看作是由懸架質(zhì)量 (即簧載質(zhì)量 )、非懸架質(zhì)量 (即非簧載質(zhì)量 )和彈簧 (彈性元件 )組成的振動(dòng)系統(tǒng)，承受來自不平路面、空氣動(dòng)力及傳動(dòng)系、發(fā)動(dòng)機(jī)的激勵(lì)。 為了迅速衰減不必要的振動(dòng)，懸架中還必須包括阻尼元件，即減振器。此外，懸架中確保車輪與車架或車身之間所有力和力矩可靠傳遞并決定車輪相對于車架或車身的位移特性的連接裝置統(tǒng)稱為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)決定了車輪跳動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡和車輪定位參數(shù)的變化，以及汽車前后側(cè)傾中心及縱傾中心的位置，從而在很大程度上提高了整車的操縱穩(wěn)定性和抗縱傾能力。本文主要對桑塔納 2000 前后懸架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 麥弗遜獨(dú)立 懸架、單縱臂獨(dú)立懸架 、 減振器、螺旋彈簧、橫向穩(wěn)定器 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 Abstract Suspension is the modern car on the important assembly, which has one of the main function is to transfer function in the wheels and frame (or body) all between the force and moment, and ease when rough road surface cars driving by the impact of attenuation arising from the vibration of the bearing system, to ensure the smooth running of the car. So must the wheel and frame or body to provide flexible connection between, rely on the elastic element to deliver the wheel or axle and frame or between vertical load of the body, and depend on the deformation to absorb energy, to achieve the purpose of the buffer After using elastic and connection, can be regarded as a car bysuspension quality (i.e. spring load quality), the suspension quality (namely the spring load quality) and spring (elastic components) composition of the vibration system, and inherit from rough road surface, air power and transmission, engine incentive. In order to quickly attenuation unnecessary vibration, the suspension and it must also include damping components, namely the shock absorber. In addition, the suspension of the wheel and the frame or body to ensure the effective and reliable between torque transfer and decided to the wheels of the car body or relative to the frame of the displacement characteristics connected device collectively referred to as steering mechanism. Steering mechanism of the wheel to beat trajectory and wheel positioning parameters, and the change of the side before the car out of the longitudinal center and pour the position of the center, thus greatly improve the vehicle steering stability and resistance to the ability to 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 pour. Keyphrase Paper independent suspension, single ZongBei independent suspension, shock absorber, spiral spring, horizontal WenDingQi 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 全套 資料 ， 扣扣 414951605 目 錄 摘 要 . I ABSTRACT. II 第 1 章 緒論 .1 1.1 課題目的與意義 .1 1.2 懸架的發(fā)展方向 .1 1.3 懸架的功用及組成 .1 1.3.1 懸架的功用 .1 1.3.2 懸架的組成 .2 1.4 懸架的分類 .3 1.4.1 獨(dú)立懸架 .3 1.4.2 非獨(dú)立懸架 .8 第 2 章 懸架結(jié)構(gòu)方案選擇 .10 2.1 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架的選擇 .10 2.2 獨(dú)立懸架具體結(jié)構(gòu)形式的選擇 .10 2.3 懸架組成元件的選擇 .10 2.3.1 彈性元件 .10 2.3.2 減振元件 .10 2.3.3 傳力構(gòu)件及導(dǎo)向機(jī)構(gòu) .11 2.3.4 橫向穩(wěn)定器 .12 第 3 章 前后懸架主要參數(shù)的確定 .13 3.1 懸架的空間幾何參數(shù) .13 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 3.2 懸架的彈性特性和工作行程 .14 3.2.1 前后懸架偏頻的選擇 .14 3.2.2 前后懸架的靜撓度、動(dòng)撓度及工作行程的計(jì)算 .14 3.3 前后懸架剛度的計(jì)算 .15 第 4 章 前后懸架主要零件的設(shè)計(jì) .17 4.1 前后螺旋彈簧的設(shè)計(jì) .17 4.1.1 前后彈簧剛度的設(shè)計(jì) .17 4.1.2 前后彈簧主要幾何參數(shù)的確定 .17 4.1.3 前后螺旋彈簧的校核 .19 4.2 橫向穩(wěn)定器的設(shè)計(jì) .23 4.2.1 橫向穩(wěn)定器的作用 .23 4.2.2 橫向穩(wěn)定器參數(shù)的選擇 .23 4.3 前后減振器的設(shè)計(jì) .24 4.3.1 減振器的工 作原理 .24 4.3.2 減振器的阻尼特性 .25 4.3.3 前后減振器參數(shù)的設(shè)計(jì) .28 結(jié) 論 .32 致 謝 .33 參考文獻(xiàn) .34 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 第 1 章 緒論 1.1 課題目的與意義 轎車懸架是把路面作用于車輪上的各種力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車身上，緩沖路面沖擊，保證汽車的正常行駛以及乘坐人員的舒適性 【 1】 。由于 轎車對乘坐舒適性的要求較高，一般采用獨(dú)立懸架，本設(shè)計(jì)以桑塔納 2000 轎車為研究對象，桑塔納 2000 的前懸架為麥弗遜式獨(dú)立懸架，而 麥弗遜式獨(dú)立懸架是眾多懸 架 中的一種，它以結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、舒適性 較好 的優(yōu)點(diǎn)贏得了廣泛的市場應(yīng)用 。 后懸架為單縱臂式獨(dú)立懸架，它的結(jié)構(gòu)簡單、成本低。主要對其前后懸架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 1.2 懸架的發(fā)展方向 汽車懸架的發(fā)展十分 迅速 ，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。 正常情況 按控制形式不同分為被動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。目前多數(shù)汽車上都采用被動(dòng)懸架 ， 20 世紀(jì) 80 年代以來主動(dòng)懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用， 并且目前還在進(jìn)一步研究和開發(fā)中 ， 主動(dòng)懸架可以 主 動(dòng)地控制垂直振動(dòng)及其車身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況自動(dòng)調(diào)整懸架剛度和阻尼。隨著當(dāng)前世界汽車工業(yè)朝著高速、高性能、舒適、安全可靠的方向發(fā)展 ， 空氣懸架彈簧是當(dāng)今汽車發(fā)展的 一大 趨勢，國內(nèi)早在 20 世紀(jì) 60 年代就設(shè)計(jì)生產(chǎn)了空氣彈簧懸架，但由于工業(yè)技術(shù)條件有限，當(dāng)時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品使用效果不甚理想，以后在很長一段時(shí)期，產(chǎn)品沒有進(jìn)一步發(fā)展，因此，國外生產(chǎn)空氣懸架彈簧的廠家憑借著資金與技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)入國內(nèi)市場， 同時(shí) 我國公路條件的改善為汽車懸架創(chuàng)造了基本的使用條件，并產(chǎn)生了很大的促進(jìn)作用 【 4】 。由于 主動(dòng)式 空氣懸架彈簧價(jià)格較貴，為降低成本，有的企業(yè)部分車型前橋使用鋼板彈簧，后橋使用空氣懸架彈簧。 由此可知 懸架 正 充分關(guān)注這方面的變化，提高綜合開發(fā)能力，以適應(yīng)市場的需求和變化 ，新型懸架的誕生迫在眉睫。 1.3 懸架的功用及組成 1.3.1 懸架的功用 懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間彈性連接裝置的總稱。功用： (1)傳遞它們之間一切的力（反力）及其力矩（包括反力矩）。 (2)緩和，抑制由于不平路面所引起的振動(dòng)和沖擊，以保證汽車良好的平順性，操縱穩(wěn)定性。 (3)迅速衰減車身和車橋的振動(dòng) 。 懸架系統(tǒng)在汽車上所起到的這幾個(gè)功用是緊密相連的。要想迅速的衰買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 減振動(dòng)、沖擊，就應(yīng)該降低懸架剛度。但這樣，又會降低整車的操縱穩(wěn)定性。必須找到一個(gè)平衡點(diǎn)，即保證操縱穩(wěn)定性，又能具備較好的平順性。 懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一。 1.3.2 懸架的組成 現(xiàn)代汽車，特別是乘用車的懸架，形式，種類，會因不同的公司和設(shè)計(jì)單位，而有不同形式。但是，懸架系統(tǒng)一般由彈性元件、減振器、緩沖塊、橫向穩(wěn)定器等幾部分組成 【 3】 。它們分別起到緩沖、減振 、力的傳遞、限位和控制車輛側(cè)傾角度的作用。懸架基本形式如圖 1-1 所示 圖 1-1 懸架基本形式 1-彈性元件； 2-縱向推力桿； 3-減振器 ； 4-橫向穩(wěn)定器 ； 5-橫向推力桿； 彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧，個(gè)別高級轎車則使用空氣彈簧。螺旋彈簧只承受垂直載荷，緩和抑制不平路面對車體的沖擊，具有占用空間小，質(zhì)量小，無需潤滑的優(yōu)點(diǎn)，但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用。 這里選用螺旋彈簧。 減振器是為了加速衰減 由于彈性系統(tǒng)引起的 振動(dòng)， 減振器有筒式減振器，阻力可調(diào)式減振器，充氣式減振器。 它是懸架機(jī)構(gòu)中最精密和最復(fù)雜的機(jī)械元件。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時(shí)保持車輪按一定 的運(yùn)動(dòng)軌跡相對車身跳動(dòng)，通常導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它本身兼起導(dǎo)向作用。有些轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)橫向穩(wěn)定器，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。 1.4 懸架的分類 懸架的分類： 汽車的懸架從大的方面來看，可以分為兩類：非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架。 1.4.1 獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架是兩側(cè)車輪分別獨(dú)立地與車架（或車身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車輪受 到 沖擊 時(shí) ，其運(yùn)動(dòng)不直接影響到另一側(cè)車輪，獨(dú)立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨(dú)立懸架允許前輪有大的跳動(dòng)空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧使平順性得到改善。同時(shí)獨(dú)立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。如圖 1-2 所示。 圖 1-2 獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架的類型及特點(diǎn)： 獨(dú)立懸架 的車軸分成兩段 如圖 1-3 所示 ，每只車輪用螺旋彈簧獨(dú)立地，彈性地連接 安裝在車架 (或車身 )下面 ，當(dāng)一側(cè)車輪受到?jīng)_擊時(shí)，其運(yùn)動(dòng)不直接影響到另一側(cè)車輪，獨(dú)立懸架所采用的車橋是斷開式的。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 圖 1-3 獨(dú)立懸架車軸 現(xiàn)在，前懸架基本上都采用獨(dú)立懸架，最常見的有雙橫臂式和麥弗遜式（又滑柱連桿式）。 （ 1） 雙橫臂式獨(dú)立懸架 它由上短下長兩根 橫臂連接車輪與車身，通過選擇比例合適的長度，可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大。 這種獨(dú)立懸架被廣泛應(yīng) 用在轎車前輪上。雙橫臂的臂有做成 A 字形或V 字形， V 字形臂的上下兩個(gè) V 形擺臂以一定的距離分別安裝在車輪上，另一端安裝在車架上。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但經(jīng)久耐用，同時(shí)減振器的負(fù)荷小，壽命長?？梢猿休d較大負(fù)荷，多用于輕型小型貨車的前橋。 缺點(diǎn)：因?yàn)橛袃蓚€(gè)擺臂，所以占用的空間比較大。所以，乘用車的前懸架一般不用此種結(jié)構(gòu)形式。如圖 1-4 所示 圖 1-4 雙橫臂式獨(dú)立前懸架 （ 2） 麥弗遜式獨(dú)立懸架（滑柱連桿式） 如圖 1-5 所示 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 圖 1-5 麥弗遜式獨(dú)立前懸架 這種懸架目前在轎車中采用很多。這種懸架將減振器作為引導(dǎo)車輪跳動(dòng)的滑柱，螺旋彈簧與其裝于一體。這種懸架將雙橫臂上臂去掉并以橡膠做支承，允許滑柱上端作少許角位移。內(nèi)側(cè)空間大，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)布置，并降低汽車的重心。 車輪上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，主銷軸線的角度會有變化，這是因?yàn)闇p振器下端支點(diǎn)隨橫擺臂擺動(dòng)。以上問題可通過調(diào)整桿系設(shè)計(jì)布置得到解決。 麥弗遜獨(dú)立懸架的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：從上面的構(gòu)造圖可以看出，麥弗遜獨(dú)立懸架的構(gòu)造其實(shí)非常簡單，而這種簡單帶來的最大好處就是其質(zhì)量很輕，并且體積很小，對于很多前置前驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛來 說，車頭部分的大部分空間都要用來布置橫置的發(fā)動(dòng)機(jī)以及變速箱，留給懸架的空間并不大，因此麥弗遜懸架體積小質(zhì)量輕的優(yōu)勢就會表現(xiàn)的非常明顯。 缺點(diǎn)：而結(jié)構(gòu)簡單也是麥弗遜懸架最大的軟肋。與雙橫臂以及多連桿懸架相比，由于減振器和螺旋彈簧都是對車輛上下的晃動(dòng)起到支撐和緩沖，因此對于側(cè)向的力量沒有提供足夠的支撐力度。這樣就使得車輛在轉(zhuǎn)向的時(shí)候車身有比較明顯的側(cè)傾，并且在剎車的時(shí)候有比較明顯的點(diǎn)頭現(xiàn)象。很多采用麥弗遜懸架的小型車為了控制成本，也只能將這樣的缺陷保留。雖然通過增加防傾桿能減小車輛側(cè)傾，但是卻不能根治這種情況。不 過象寶馬 M3，保時(shí)捷911 這樣的高性能車型上，通過調(diào)整彈性元件以及增加拉桿等調(diào)校，麥弗遜懸架也一樣可以變得非常強(qiáng)悍，但這也背離了麥弗遜懸架體積小，質(zhì)量買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 輕，成本低的特點(diǎn)。 典型的結(jié)構(gòu)如圖 1-6 所示 圖 1-6 麥弗遜懸架結(jié)構(gòu) 1-減振器外筒 ；2-活塞桿 ；3-彈簧支座 ；4-橫向穩(wěn)定桿支架 ； 5-橫向穩(wěn)定桿拉桿； 6-副車架 ；7-橫向穩(wěn)定桿 ；8-發(fā)動(dòng)機(jī)支座 ； 9-彈簧上支座 ；10-隔離座 ；11-輔助彈簧 ；12-防塵罩 ；13-U 形夾 ； 14-軸承 ；15-定位螺栓 現(xiàn)在，后懸架也基本上采用獨(dú)立懸架，最常見的有多連桿式和縱臂式。 （ 3） 多連桿式獨(dú)立懸架 它不僅可以保證擁有一定的舒適性，而且由于連桿較多，可以使車輪和地面盡可能保持垂直，盡最大可能地減小車身傾斜，維持輪胎的貼地性。多連桿后懸架一般為 4 連桿或 5 連桿，多連桿式懸架能使車輪繞著與汽車縱軸線成一定角度的軸線擺動(dòng)，是橫臂式和縱擺臂式的折中方案，適當(dāng)?shù)倪x擇擺臂軸線與汽車縱軸線所成的夾角，可不同程度地獲得橫臂式與縱臂式懸架的優(yōu)點(diǎn)，能滿足不同的使用性能要求 【 9】 。 優(yōu)點(diǎn)：車輪跳動(dòng)時(shí)輪距和前束 的變化很小，不管汽車是在驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)狀態(tài)都可以按駕駛?cè)说囊鈭D進(jìn)行平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 缺點(diǎn)：汽車高速時(shí)有軸擺現(xiàn)象。 多連桿式獨(dú)立懸架如圖 1-7 所示 圖 1-7 多連桿式獨(dú)立懸架 （ 4） 單縱臂式獨(dú)立懸架 單縱臂式獨(dú)立懸架系統(tǒng)是指汽車在縱向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如果轉(zhuǎn)向輪采用單縱臂式獨(dú)立懸架，車輪上下跳動(dòng)將使主銷后傾角產(chǎn)生很大變化。因此，單縱臂式獨(dú)立懸架一般多用于不轉(zhuǎn)向的后輪。桑塔納和捷達(dá)轎車的后懸架結(jié)構(gòu)相同，也屬于單縱臂式獨(dú)立懸架。它有一根整體的 V形斷面橫梁，在其兩端焊 接著變截面的管狀縱臂，從而形成了一個(gè)整體構(gòu)架 后軸體?？v臂前端通過橡膠金屬支承與車身作鉸 鏈 連接。縱臂后端與輪轂、減振器相連。汽車行駛時(shí)，車輪連同后軸體相對車身以橡膠金屬支承為支點(diǎn)作上下擺動(dòng)，相當(dāng)于單縱臂式獨(dú)立懸架。當(dāng)兩側(cè)懸架變形買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 不等時(shí)，后軸體的 V 形斷面橫梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，由于該橫梁有較大的彈性，可起橫向穩(wěn)定器的作用。它不像普通帶有整體軸的非獨(dú)立懸架那樣，一側(cè)車輪的跳動(dòng)會直接影響 到 另一側(cè)車輪 【 6】 。 單縱臂式獨(dú)立懸架如圖 1-8 所示 圖 1-8 單縱臂式獨(dú)立懸架 1.4.2 非獨(dú)立懸架 其特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受 到 沖擊力時(shí)會直接影響到另一側(cè)車輪，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨(dú)立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時(shí)懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。非獨(dú)立懸架如圖 1-9 所示。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 圖 1-9 非獨(dú)立懸架買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 第 2 章 懸架結(jié)構(gòu)方案選擇 2.1 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架的選擇 為適應(yīng)不同車型和不同類型車橋的需要，懸架有不同的結(jié)構(gòu)型式 ， 主要有獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架 。 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架各自的特點(diǎn)在上一章中已經(jīng)作了介紹，本章不再贅述，轎車對乘坐舒適性要求較高，故前后懸架均選擇獨(dú)立懸架。 2.2 獨(dú)立懸架具體結(jié)構(gòu)形式的選擇 麥弗遜式獨(dú)立懸架是獨(dú)立懸架中的一種，是一種減振器作滑動(dòng)支柱并與下控制臂鉸接組成的一種懸架形式 ,與其它懸架系統(tǒng)相比 ,結(jié)構(gòu)簡單、性能好、布置緊湊 ,占用空間少。因此對布置空間要求高的前置前驅(qū)的轎車，前懸架幾乎全部采用了麥弗遜式獨(dú)立懸架。對于后懸架， 單縱臂式獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)簡單、成本低。 此次設(shè)計(jì)的懸架為發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)的桑塔納 2000 車型，故前懸架選擇麥弗遜式獨(dú)立懸架，后懸架選擇 單縱臂式獨(dú)立懸架。 2.3 懸架組成元件的選擇 2.3.1 彈性元件 彈性元件是懸架的最主要部件，因?yàn)閼壹茏罡镜淖饔檬菧p緩地面不平度對車身造成的沖擊，即將短暫的大加速度沖擊化解為相對緩慢的小加速度沖擊。使人不會造成傷害及不舒服的感覺，對貨物可減少其被破壞的可能性。 彈性元件主要有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧等常用類型。除了鋼板彈簧自身有減 振 作用外，配備其它種類彈性元件的懸架必須配備減振元件 ，使已經(jīng)發(fā)生振動(dòng)的汽車盡快靜止。鋼板彈簧是汽車最早使用的彈 性元件，由于存在諸多設(shè)計(jì)不足之處，現(xiàn)逐步被其它彈性元件所取代，本文前后懸架均選擇螺旋彈簧。 2.3.2 減振元件 減 振元件 主要 起減振作用 。為加速車架和車身振動(dòng)的衰減，以改善汽車的行駛平順性，在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)都裝有減振器。減振器和彈性元件是并聯(lián)安裝的，如圖 2-1 所示。汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減振器。液力減振器的作用原理是當(dāng)車架與車橋作往復(fù)相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，而減振器中的活塞在缸筒內(nèi)也作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則減振器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個(gè)內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時(shí)，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便 形成對振動(dòng)的阻尼力，使車身和車架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 能，而被油液和減振器殼體所吸收，然后散到大氣中。本文前后懸架均選擇雙作用筒式液力減振器。 圖 2-1 含減振器的懸架簡圖 1.車身 2.減振器 3.彈性元件 4.車橋 2.3.3 傳力構(gòu)件及導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 車輪相對于車架和車身跳動(dòng)時(shí)，車輪（特別是轉(zhuǎn)向輪）的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)符合一定的要求，否則對汽車某些行駛性能（特別是操縱穩(wěn)定性）有不利的影響。因此，懸架中某些傳力構(gòu)件同時(shí)還承擔(dān)著使車輪按一定軌跡相對于車架和車身跳動(dòng)的任務(wù)，因而這些傳力構(gòu)件還起導(dǎo)向作用，故稱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 對前輪 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求 （ 1）懸架上載荷變化時(shí)，保證輪距變化不超過 4.0mm，輪距變化不會引起輪胎早期磨損。 （ 2）懸架上載荷變化時(shí)，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)產(chǎn)生縱向加速度。 （ 3）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，應(yīng)使車身側(cè)傾角小。在 0.4g 側(cè)向加速度作用下，車身側(cè)傾角要小于 7 度。并使車輪與車身的傾斜同向，以增強(qiáng)不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 （ 4）制動(dòng)時(shí)，應(yīng)使車身有抗前俯作用；加速時(shí)，有抗后仰作用。 （ 5）具有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命，可靠地傳遞除垂直力以外的各種力和力矩。 對后輪導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求 （ 1）車輪跳動(dòng)時(shí)，輪距無顯著變化。 （ 2）轉(zhuǎn)彎時(shí)，車身側(cè)傾角盡可能小，并使車輪和車身傾斜同向，增強(qiáng)不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 2.3.4 橫向穩(wěn)定器 在多數(shù)的轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向行駛等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架中還設(shè)有輔助彈性元件 橫向穩(wěn)定器。 橫向穩(wěn)定器實(shí)際是一根近似 U 型的桿件，兩個(gè)端頭與車輪剛性連接，用來防止車身產(chǎn)生過大側(cè)傾。 其原理是當(dāng)一側(cè)車輪相對車身位移比另外一側(cè)位移大時(shí)，穩(wěn)定桿承受扭矩，由其自身剛性限制這種傾斜，特別是前輪，可有效防止因一側(cè)車輪遇障礙物時(shí)，限制該側(cè)車輪跳動(dòng)幅度。本文前懸架安裝橫向穩(wěn)定器，后懸架不安裝。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 第 3 章 前后懸架主要參數(shù)的確定 懸架設(shè)計(jì)可以大致分為結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)選擇和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，有時(shí)還要反復(fù)交叉進(jìn)行 。 桑塔納 2000 基本 參數(shù)如下： 長 /寬 /高 (mm) 4680/1700/1423 發(fā)動(dòng)機(jī)型式 74(kw)4 缸 2 氣門電子控制多點(diǎn)噴射汽油機(jī) (AYJ) 變速器型式 自動(dòng)變速箱 /手動(dòng)變速箱 排量 (ml) 1781 最大功率 (kw)(r/min) 74/5200 最大扭矩 (N.m)(r/min) 155/3800 油耗 (L/100km) 6.8 軸距 (mm) 2656 前輪距（ mm） 1414 后輪距（ mm） 1422 滿載質(zhì)量（ kg） 1540 空車質(zhì)量（ kg） 1120 滿載前軸允許負(fù)荷 810kg 滿載后軸允許負(fù)荷 160mm 符合要求。 后懸架的工作行程 :2s =2cf+2df=150+75=225mm160mm符合要求。 3.3 前后懸架剛度的計(jì)算 根據(jù)桑塔納 2000 轎車類型的參數(shù)以及對前后懸架的偏頻、靜撓度和動(dòng)撓度的要求，對懸架剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 已知：整車整備質(zhì)量 m=1120kg， 取簧上質(zhì)量為 1055kg；取簧下質(zhì)量為 65kg， 則由軸荷分配表 3-1 知： 表 3-1軸荷分配 表 空載前軸單輪軸荷取 60%： 2 %601 0 5 511 m= 5.316 kg 滿載前軸單輪軸荷取 50%： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （滿載時(shí)車上按 5 名成買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 員計(jì)算， 65kg/名）。 由公式：懸架剛度cfFC 滿載 （ 3-3） 則：前懸架剛度11cs fFC 滿載 = 1.1763450 =19.59 mmN/ 空載后軸單輪軸荷取 40%： 21m =2%401055 =211kg 滿載后軸單輪軸荷取 50%： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 則：后懸架剛度22cs fFC 滿載 = 1503450 =23.0 mmN/ 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 第 4 章 前后懸架主要零件的設(shè)計(jì) 4.1 前后螺旋彈簧的設(shè)計(jì) 4.1.1 前后彈簧剛度的設(shè)計(jì) 螺旋彈簧作為彈性元件的一種，具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便及高的比能容量等特點(diǎn)，在輕型以下的汽車懸架中廣泛應(yīng)用。根據(jù)桑塔納 2000 工作時(shí)螺旋彈簧的受力特點(diǎn)和壽命要求，選擇 60Si2MnA 為簧絲的材料，以提高彈簧在交變載荷下的疲勞壽命。由于懸架彈簧一般不安裝在輪軸上方，并且有時(shí)懸架彈簧的縱軸線又與輪軸垂線成某種角度，因此，在考 慮懸架彈簧安裝位置或角度的情況下，懸架彈簧剛度可根據(jù)不同情況進(jìn)行計(jì)算。本文設(shè)計(jì)考慮懸架杠桿比，如果懸架杠桿比為 i ，則根據(jù)前后懸架剛度可分別求得前后懸架彈簧剛度tC。 tC iCs（ 4-1） 則：前懸架的彈簧剛度 t1C=211iCs = 28.0 59.19=30.6N mmN/ 后懸架的彈簧剛度 2tC=222iCs = 28.0 0.23=35.9 mmN/ 式中： i 杠桿比， 1i 、 2i =0.8 C s 懸架剛度 4.1.2 前后彈簧主要幾何參數(shù)的確定 (1)選擇彈簧旋繞比 旋繞比（彈簧指數(shù)）影響著彈簧的加工工藝，當(dāng)旋繞比過小時(shí)將給彈簧的制造帶來困難。一般的選擇范圍是 C =48,這里選擇 C 1 =8， C 2 =7。 (2)鋼絲直徑 d 的計(jì)算 曲率系數(shù) k =CCC 615.044 14 （ 4-2）代入數(shù)據(jù)解得： k 1 =1.10， k 2 =1.12 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 由公式： d =1.6GCKF2 （ 4-3） 則：前彈簧絲直徑1d=1.6GCFK 11 1 代入數(shù)據(jù)解得： 1d =12.5mm 后彈簧絲直徑 d2=1.6GCFK 222 代入數(shù)據(jù)解得 ： d2 =12.7mm 所以前后彈簧鋼絲直徑都取 13mm。 式中 G 彈簧材料的剪切彈性模量，取 4103.8 Mpa 1F 、 2F 為最大工作載荷 ， 1F = 2F =3140N 彈簧中徑： D1 =C1d1 =8 10413 mm 選 D1 =100mm D2=C2 d2 =7 9113 mm 選 D2=90mm （ 3） 彈簧圈數(shù)的選擇 由公式： N =34D8G tCd（ 4-4） 則： 1N =31141D8G tCd 代入數(shù)據(jù)解得： 1N =7.6，取 8 圈。 2N = 3224D8G 2 tCd 代入數(shù)據(jù)解得： 2N =9.7，取 10 圈。 （ 4） 彈簧的幾何尺寸 彈簧外徑： D11 =D1 +d1 =100+13=113mm D 21 =D2 +d2 =90+13=103mm 彈簧內(nèi)徑 : D01=D1 -d1 =100-13=87mm D02=D2 -d2 =90-13=77mm 彈簧節(jié)距 ： 1p =(0.280.25)D1 =0.25 100 =26mm 2p =(0.280.25)D2 =0.25 90 =22.75mm 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 彈簧自由高度 :H01=1N 1p+1.5d1=8 135.125 219.5mm H02=2N 2p+1.5d2=10 135.15.22 =244.5mm 螺旋角： 1= arctg11Dp解得： 1=5.1 2 =arctg22Dp解得： 2=5.4 由于 在 59之間，所以符合要求。 支撐圈數(shù)： N3=N4 =2，總?cè)?shù)： N11 =