轎車懸架系統(tǒng)設(shè)計【麥弗遜懸架】,麥弗遜懸架,轎車懸架系統(tǒng)設(shè)計【麥弗遜懸架】,轎車,懸架,系統(tǒng),設(shè)計,麥弗遜 大學(xué) 開 題 報 告 題 目 轎車懸架系統(tǒng)設(shè)計及仿真分析 指 導(dǎo) 教 師 院（系、部） 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 姓 名 日 期 教務(wù)處印制 5 1. 目的、意義 舒適性是轎車最重要的使用性能之一。舒適性與車身的固有振動特性有關(guān)，而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關(guān)。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時，汽車懸架作為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機(jī)件，又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此，汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表，作為衡量轎車質(zhì)量的指標(biāo)之一。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?？梢姂壹芟到y(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一。 2. 研究現(xiàn)狀 汽車車架（或車身）若直接安裝于車橋（或車輪）上，由于道路不平，由于地面沖擊使貨物和人會感到十分不舒服，這是因為沒有懸架裝置的原因。汽車懸架是車架（或車身）與車軸（或車輪）之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性；同時懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力（牽引力和制動力）和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架（或車身）上，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對車架跳動時，特別在轉(zhuǎn)向時，車輪運動軌跡要符合一定的要求。根據(jù)汽車導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同懸架種類又可分為獨立懸架，非獨立懸架。非獨立懸架其特點是兩側(cè)車輪安裝于整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時會直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小。 非獨立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。非獨立懸架在轎車上應(yīng)用較為廣泛的有鋼板彈簧懸架和扭力梁式懸架。 鋼板彈簧懸架結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠。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。鋼板彈簧懸架一般由若干片長度不等、曲率半徑不同、厚度相等或不等的彈簧鋼片疊合在一起，形成一根類似等強(qiáng)度的彈性梁；鋼板彈簧懸架結(jié)構(gòu)上主要由鋼板彈簧、中心螺栓、彈簧夾、卷耳以及套管等組成。鋼板彈簧能夠?qū)④嚇蚺c車身聯(lián)系起來，鋼板彈簧各彈簧片之間存在相對相對滑動而產(chǎn)生摩擦，能夠?qū)④囕喪艿經(jīng)_擊力傳遞到車架上，從而起到緩沖傳力以及減振的功效；除了減振作用外，鋼板彈簧還起到了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，控制車輪相對車身按規(guī)定軌跡行駛，從而保證良好的操作性以及穩(wěn)定性。 一、 選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀 扭力梁式后懸架常見于在發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動(FF)的車型。其外觀與作動方式類似于拖曳臂式，只是在連接左右輪的下支架中間以一根粗大的梁連接，而梁的兩側(cè)拖曳臂用于為前后方向定位，整個懸架系統(tǒng)以拖曳臂的前端與車身連結(jié)，在梁的上方有用來做為橫向定位的連桿，看起來就像H型。在車身傾斜時因扭力梁車軸的扭曲，使車輪的傾角會有變化。由于扭力梁式后懸架的結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，容易維修且占用車底空間較小，可降低車底盤的高度，從而車內(nèi)空間得以增加。 獨立懸架是兩側(cè)車輪分別獨立地與車架（或車身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨立懸架允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時獨立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。獨立懸架目前有麥弗遜式獨立懸架、雙橫臂式獨立懸架、雙叉臂式獨立懸架、多連桿式獨立懸架等等，它們都有著各自不同的優(yōu)勢，在汽車上發(fā)揮著重要的作用。 麥弗遜式懸掛是當(dāng)今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一。麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減振器、三角形下擺臂組成，絕大部分車型還會加上橫向穩(wěn)定桿。主要結(jié)構(gòu)簡單的來說就是螺旋彈簧套在減振器上組成，減振器可以避免螺旋彈簧受力時向前、后、左、右偏移的現(xiàn)象，限制彈簧只能作上下方向的振動，并可以用減振器的行程長短及松緊，來設(shè)定懸掛的軟硬及性能。麥弗遜式懸掛結(jié)構(gòu)簡單所以它輕量、響應(yīng)速度快。并且在一個下?lián)u臂和支柱的幾何結(jié)構(gòu)下能自動調(diào)整車輪外傾角，讓其能在過彎時自適應(yīng)路面，讓輪胎的接地面積最大化。 多連桿懸掛能實現(xiàn)主銷后傾角的最佳位置，大幅度減少來自路面的前后方向力，從而改善加速和制動時的平順性和舒適性，同時也保證了直線行駛的穩(wěn)定性，因為由螺旋彈簧拉伸或壓縮導(dǎo)致的車輪橫向偏移量很小，不易造成非直線行駛多連桿懸掛在收縮時能自動調(diào)整外傾角，前束角以及使后輪獲得一定的轉(zhuǎn)向角度。多連桿懸掛結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，材料成本、研發(fā)實驗成本以及制造成本遠(yuǎn)高于其它類型的的懸掛、而且其占用空間大，中小型車出于成本和空間考慮極少使用這種懸掛。但多連桿式懸掛舒適性能是所有懸掛中最好的，操控性能也和雙叉臂式懸掛難分伯仲，高檔轎車由于空間充裕、且注重舒適性能何操控穩(wěn)定性，所以大多使用多連桿懸。 鑒于本設(shè)計車型特點，綜合懸架的各自特性以及成本等方面，將汽車的前懸設(shè)計為麥弗遜懸架，后懸設(shè)計為扭力梁式懸架 二、研究方案及預(yù)期結(jié)果。 （一） 設(shè)計方案或論文主要研究內(nèi)容 本課題的名稱是轎車懸架系統(tǒng)的設(shè)計及仿真分析。 主要研究的內(nèi)容是 1）.進(jìn)行前后懸架的底盤布置； 2）.懸架結(jié)構(gòu)型式分析和主要參數(shù)的確定； 3）.用AutoCAD完成懸架裝配圖及主要零件圖。 （二）主要解決的問題、理論、方法、技術(shù)路線 本課題主要解決解決汽車零部件企業(yè)轎車懸架產(chǎn)品開發(fā)過程中設(shè)計與產(chǎn)品建模及性能優(yōu)化等問題；通過汽車構(gòu)造，汽車?yán)碚?，汽車設(shè)計等相關(guān)知識進(jìn)行前后懸架的底盤布置、懸架結(jié)構(gòu)型式分析和主要參數(shù)的確定，并用AutoCAD完成懸架裝配圖及主要零件圖。最終通過UG等計算機(jī)軟件進(jìn)行部分零件機(jī)構(gòu)的三維建模，仿真分析。 技術(shù)路線 查閱相關(guān)資料了解設(shè)計對象 確定轎車的初始參數(shù) 懸架力學(xué)模型及參數(shù)計算 懸架結(jié)構(gòu)選擇 彈簧的設(shè)計計算 懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計 減振器的設(shè)計計算 懸架二維圖繪制 三維建模及裝配 懸架運動仿真及有限元分析 完成設(shè)計及書寫說明書 （三）論文框架 懸架結(jié)構(gòu)形式分析及選擇 懸架主要參數(shù)的確定 彈性元件的選擇； 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 減振器的設(shè)計 懸架其他結(jié)構(gòu)元件設(shè)計； 三維建模及仿真分析 4. 預(yù)期結(jié)果 繪制工程圖紙4張（裝配圖2張A0~A1，零件圖2張A2） 三維建模仿真1份 編寫設(shè)計計算說明1份 三、研究進(jìn)度 第1周—第4周：畢業(yè)實習(xí),收集資料,撰寫實習(xí)報告。 第5周：撰寫開題報告，進(jìn)行開題答辯。 第6周：確定懸架結(jié)構(gòu)形式分析及選擇和懸架主要參數(shù) 第7周：彈性元件的設(shè)計 第8周—第9周：懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 第10周：減震器的設(shè)計及其它元件的設(shè)計 第11周—第13周：繪制零件圖與裝配圖并進(jìn)行建模與仿真 第14周：撰寫設(shè)計說明書 第15周：整理設(shè)計資料，打印輸出，提交設(shè)計資料。 第16周：準(zhǔn)備答辯，論文評閱。 四、主要參考文獻(xiàn) [1]余志生.汽車?yán)碚揫M].第五版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.3 [2]王望予.汽車設(shè)計[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8(4) [3]王三民.機(jī)械設(shè)計計算手冊,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.12 [4]濮良貴.紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計[M]北京:高等教育出版社,第八版,2006.5 [5]蔡進(jìn)軍.獨立懸架總成疲勞損傷分析[D].武漢:武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院,2012. [6]郭孔輝.汽車操縱動力學(xué)原理[M].長春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,19911-10. [7]Matschinsky W. Independent wheel suspension for rear wheels of automobiles, especially passenger cars: U.S. Patent 4, 168, 075[P]. 1979-9-18. [8]吳麗順.麥弗遜懸架建模仿真以及整車的操縱穩(wěn)定性分析[D].東北大學(xué).2010 [9]王文.麥弗遜式前懸架運動學(xué)分析及優(yōu)化研究[D].華南理工大學(xué).2013 [10]時培成.麥弗遜式獨立懸架運動分析[P].機(jī)械傳動.2008 五、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字：