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1、双横臂独立悬架的设计,作者： 导师：,主要设计内容,（1）对双横臂独立悬架的各主要部件如减振器、横向稳定器、螺旋弹簧和导向机构进行选型设计分析。 （2）用UG完成双横臂独立悬架的三维实体模型。 （3）将悬架UG三维实体模型转换为CAD二维图纸，完成两张A0设计图纸的图量。,1 概述 2 悬架结构形式分析 3 悬架主要参数的确定 4 减振器设计分析 5 导向机构的设计 6 UG三维实体模型 7 二维图纸 8 改进,1 概 述,一 主要作用,传递车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩; 缓和、抑制路面对车身的冲击和振动； 保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特 性。保证汽车的操纵稳定性。,二
2、 对悬架提出的设计要求,1）保证汽车有良好的行驶平顺性。 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，在满足零部 件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。,双横臂独立悬架是独立悬架中一种比较典型的结构形式。按照上、下横臂的长短可分为等长和不等长两种。等长双横臂悬架在其车轮上下跳动时，虽然可以保持主销的倾角和车轮外倾角不变，但是轮距变化大，导致轮胎的磨损严重，现在已经很少采用；不等长双横臂独
3、立悬架只要合理的选择结构参数和适当地布置，就可以将轮距和前轮的定位参数变化限制在一定的范围之内，保证良好的行驶稳定性，故这种形式的独立悬架在现代高级轿车中得到了广泛的应用。,2 悬架结构形式分析,3 悬架主要参数的确定,一、整车参数：,前轴悬挂质量 后轴悬挂质量,前悬架满载时取偏频n1=1Hz 则前悬架空载时的静挠度：,刚度：,主销后倾角 ： 主销内倾角 ： 前轮外倾角 ： 前轮前束 ：（A-B）,二、转向轮定位参数,图1,由图可以看出，上、下横臂和主销(BD)采用球副联接，上、下横臂和车身采用旋转副联接，拉臂(EH)和转向拉杆(HI)以及转向拉杆和车身为球副联接。A1、A2分别为上横臂两杆的
4、旋转中心，A3、A4为下横臂两杆的旋转中心，B、D分别为下横臂和主销、上横臂和主销的球副中心，E为拉臂和主销的联接点，G为轮胎转向节和主销的联接点，F为轮胎中心；DO1为上横臂的等效长度(r1)，BO2为下横臂的等效长度(r2)，O1、O2分别为上、下横臂的等效旋转中心。根据等效原理，图1等效为图2。,通过计算和分析，确定悬架的各个设计参数如下： 主销长度：330mm 主销内倾角：10 主销后倾角：2.5 上横臂长度：350mm 上横臂在汽车横向平面的倾角：11 上横臂轴水平斜置角：-5 下横臂长度：500mm 下横臂在汽车横向平面的倾角：9.5 下横臂轴水平斜置角：10 车轮前束：6.5mm
5、 轮距：1551mm,图2,4 减振器设计分析,压缩行程： 车轮靠近车身的过程。,复原行程： 车轮远离车身的过程。,压缩行程：,容积减少，油压升高，油液打开流通阀，经过流通阀流入上腔。,由于上腔容积被活塞杆用去部分空间，所以油液一部分油液打开压缩阀流入外腔,由于各阀门的节流作用，便造成对悬架压缩运动的阻力，使振动能量衰减。,复原行程,上腔容积减少，油压升高，油液推开复原阀，流入下腔。,由于活塞杆占去一定空间，所以自上腔流入的油液不足以充满下腔容积的增加。外腔中油液推开补偿阀流入下腔补充。,由于各阀门的节流作用，便造成对悬架伸张运动的阻力，使振动能量衰减。,双筒减振器工作原理,对于无内摩擦的弹性
6、元件 (螺旋弹簧)悬架，取=0.250.35 取车身相对阻尼系数=0.28，伸缩阻力比 i=2.5，连杆直径与缸筒直径之比根据减振器类型选择，双筒式取=0.45。 根据QC/T4911999汽车筒式减振器 尺寸系列及技术条件中规定的，取L2=140mm，外径D1=65mm，外径D2=75mm，活塞行程S=120mm。,a的确定 （减振器在下横臂上的连接点到下横臂在车身上的铰接点之间的距离 ）,阻尼系数,固有振动频率,由,求得 a=383.7mm,1、筒式减振器的尺寸系列,以工作缸内径分为： 中国：20、30、40、(45)、50、65系列 日本：20、25、30、40、45、50、65系列 欧
7、美：20、27、32、40、45、50、65系列,2、减振器活塞杆的尺寸系列,常见活塞杆杆径有： 8、10、12、12.5、16、18、20、22、25、28,取D=40mm，连杆直径d=D=0.4540=18mm,储油筒直径Dc=1.45D=1.4540=58mm 前减振器的安装角=18； 根据QC/T4911999汽车筒式减振器 尺寸系列及技术条件中规定的，取L2=140mm，外径D1=65mm，外径D2=75mm，活塞行程S=120mm。 GH型减振器,6 UG三维实体模型,7 二维图纸,8 改进,球销式接头：,轴销式接头：,汽车行驶时，可把高速转动的车轮看成是一个转子，而绕主销转动的转
8、向节视为该转子的框架，从而构成一个二自由度的陀螺，力学中的陀螺就是除能绕其自转轴转动外，还能绕其它轴转动的刚体。根据陀螺理论，当转子(车轮)以wk高速旋转时，如果框架也以某角速度转动，则框架上将受到一个力矩作用，此力矩称为陀螺力矩MT,上/下横臂长度的确定,陀螺力矩MT,陀螺力矩将使车轮摆振，持续不停。,解决办法,采用等长臂的独立悬架，使车轮上下跳动时，其平面不偏转，但其副作用是引起轮距变化和轮胎横向滑移，使轮胎早期磨损，因此目前悬架设计中采取折衷方案，对于双横臂独立悬架，取上横臂长=0.60.7下臂长。 上横臂长度=350mm 下横臂长度=500mm 上横臂长度=0.7下横臂长度,主要不足,（1）由于自己知识水平 有限和某些参考资料的缺乏，本文对双横臂独立悬架的运动学分析缺乏深入的研究。 （2）建模所需参数难以获得，并且不能做到直接面向悬架具体结构，难以满足实时仿真的要求。,致谢,谢谢各位评审老师,
