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1、本科生毕业设计（论文）摘 要本次设计的主要内容是：标致206汽车的前、后悬架系统的结构设计。其前悬架采用目前比较流行的麦弗逊式独立悬架，后悬架采用拖曳臂式独立悬架。减震器为液力双向作用筒式减震器。本说明书还包括前、后悬架性能和结构特点的介绍，悬架参数的确定，减震器设计及计算过程，螺旋弹簧设计及设计过程，悬架刚度和挠度的计算以及各零部件包括连接处的选择。并用MATLAB软件编程平顺性的分析，论证了该系统设计方案的正确性和可行性。在对样车悬架进行平顺性分析中，建立了两自由度的平顺性分析模型，分别绘制车身加速度幅频特性曲线、相对动载幅频特性曲线、弹簧动挠度幅频特性曲线分析了悬架参数对汽车平顺性的影响
2、。因此，这次设计的悬架系统具有良好的行使平顺性。关键词：悬架设计；独立悬架；平顺性；自由度AbstractThe project mainly includes the designs of the front and suspension system of the Peugeot 206Automobiles.The independent McPherson suspension in common use is adopted in the front suspension system，The rear suspension is Independent Suspension Arm
3、 drag The shock absorber with two-direction hydraulic-cylinder is applied here. This papers introduced the structure characteristics of the front and rear suspension, determined the suspension parameters, designed and calculated the shock absorbers and coil spring, etc. Furthermore, a program for ri
4、de performance computation is compiled by using MATLAB software.In the suspension analysis of the sample car, a model with two degree of freedoms is established. Some curves for ride quality analysis are carried out. From the calculated curves, some topics on how the suspension parameters effect on
5、the ride comfort are discussed. Therefore, a conclusion can be drawn that the current designed suspension system has a good ride performance.Key word: Suspension fork design; Independent suspension fork; Smoothness; Degrees of freedom目录第1章 绪 论1第2章 前、后悬架结构的选择22.1 汽车悬架的性能要求22.2 悬架结构形式分析22.2.1 悬架的分类22.
6、2.2 独立悬架结构形式3第3章 技术参数确定与计算53.1 自振频率53.2 悬架的刚度C63.3 悬架的静挠度fc及动挠度fd63.3.1 悬架的静挠度fc63.3.2 悬架的动挠度fd7第4章 弹性元件的设计计算84.1前悬架弹簧84.2后悬架弹簧9第5章 悬架导向机构的设计115.1导向机构设计要求115.2麦弗逊独立悬架示意图115.3导向机构受力分析125.4横臂轴线布置方式14第6章 减振器设计156.1减振器概述156.2减振器分类156.3减振器参数选取166.4减振器阻尼系数166.5最大卸荷力176.6筒式减振器的工作缸直径17前悬架减振器的工作缸直径17后悬架减振器的工
7、作缸直径18第7章 横向稳定杆设计197.1横向稳定杆的作用197.2稳定杆直径计算19第8章 平顺性分析218.1平顺性概念218.2汽车的等效振动分析218.3车身加速度的幅频特性238.4相对动载的幅频特性248.5悬架弹簧动挠度的幅频特性258.6影响平顺性的因素278.6.1结构参数对平顺性的影响278.6.2使用因素对平顺性的影响27第9章 结论29参考文献30附 录32附 录36外文资料及翻译36第9章 结论29参考文献30致 谢31附 录.32附 录36IV第1章 绪 论这次毕业设计的题目是标致206悬架系统设计。该题目来源于科研课题。近年来，随着汽车工业的发展，人们对汽车的的
8、乘坐舒适性，操纵稳定性的要求逐渐提高，舒适性要求汽车有良好的行驶平顺性。汽车行驶平顺性又与悬架密切相关。悬架系统设计是否合理直接关系到汽车的舒适性能。汽车悬架是车架与车轴之间的弹性联结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架，缓和行驶中车辆受到的冲击力。悬架系统必须能满足以下这些性能的要求：首先悬架系统要保证汽车有良好的行驶平顺性，对以载人为主要目的的轿车来讲，乘员在车中承受的振动加速度不能超过国标规定的界限值。其次，悬架要保证车身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快。再次，要能保证汽车有良好的操纵稳定性，一方面悬架要保证车轮跳动时，车轮定位参数不发生很大的变化，另一方面要减小车轮的动载荷和车
9、轮跳动量。还有就是要保证车身在制动、转弯、加速时稳定，减小车身的俯仰和侧倾。最后要保证悬架系统的可能性，有足够的刚度、强度和寿命。悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。第2章 前、后悬架结构的选择2.1 汽车悬架的性能要求汽车悬架是车架（车身）与车桥（或车轮）之间弹性连接的部件。它的主要作用是缓和、抑制由不平路面引起的振动和冲击，保证乘员乘坐舒适和所运货物完好；除传递汽车垂直力以外，还传递其它各个方向的力和力矩，并保证车轮和车身（或车架）之间有确定的运动关系，使汽车具有良好的驾驶性能。汽车悬架性
10、能是影响汽车行驶平顺性、操纵稳定性和行速度的重要因素，在悬架的设计中应满足如下性能的要求：（1）保证汽车有良好的行驶平顺性。为此，汽车应有较低的振动频率，乘员在车中承受的振动加速度应满足国际标准ISO-2631-97规定的人体承受振动界限值。（2）有合适的减振性能。它应与悬架的弹性特性很好匹配，保证车身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快，使汽车具有良好的乘坐舒适性。（3）保证汽车有良好的操纵稳定性。导向机构在车轮跳动时，应不使主销定为参数变化过大，车轮运动与导向机构运动协调，不出现摆振现象。转向时整车应有一些不足转向特性。（4）汽车制动时和加速时能保持车身稳定，减少车身纵倾（即点头或后仰）的可
11、能性。（5）能可靠地传递车身与车轮的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度和寿命，保证车辆的正常行驶，和减少轮胎磨损等功能。2.2 悬架结构形式分析2.2.1 悬架的分类汽车悬架可分为两大类：非独立悬架和独立悬架。非独立悬架（如图2.1）的特点是左右车轮用一根刚性轴连接起来，并通过悬架与车架（车身）相连。其典型代表是纵置板簧式悬架。主要形式有纵置板簧式非独立悬架、螺旋弹簧非独立悬架、空气弹簧非独立悬架、油气弹簧非独立悬架。非独立悬架结构简单，工作可靠，被广泛应用于货车的前、后悬架。在轿车中，非独立悬架仅用于后桥。现代轿车的前悬架都用独立悬架来代替非独立悬架。1.非独立悬架优点：1)结构简单；
12、2)制造容易；3)维修方便；4)工作可靠。2.非独立悬架缺点：1)汽车行使平顺性较差；2)容易使车轴和车身倾斜；3)前轮容易产生摆动；4)非簧载质量大，高速行使时稳定性不容易保证。独立悬架（如图2.2）的特点是左右车轮不连在一根轴上，单独通过悬架和车架（或车身）相连。独立悬架按车轮运动的形式可分为：车轮在汽车横向平面内摆动的（单横臂式或双横臂式）悬架；车轮在汽车纵向平面内摆动的（单纵臂式或双纵臂式）悬架；车轮绕着汽车纵轴线一定角度的轴线摆动的（斜臂式）悬架；车轮沿主销滑动的滑柱摆臂式悬架（麦弗逊式悬架）。3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
13、弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车行驶平顺性；由于采用断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，改善了汽车的行驶稳定性；左、右车轮独自运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力；独立悬架可提供多种方案供设计人员选用，以满足不同设计要求。4独立悬架的缺点是结构复杂，成本较高，维修困难。这种悬架主要用于乘用车和部分质量不大的商用车上。2.2.2 独立悬架结构形式麦弗逊式(滑柱摆臂式)悬架系统有下横臂和减振器弹簧组两个机构连接车轮与车身，其结构简单、质量小、占用空间小、上下行程长等,缺点是由于减振器弹簧组充当了主销的角色,使它同时也承受了地
14、面作用于车轮上的横向力，它具有很强的道路适应能力和良好的行驶稳定性，是一种经济实用、安全可靠的独立架。 拖曳臂独立悬架占用车身空间小，不会让车身在运动中发生外倾角变化，减振器不会发生应力弯曲加剧轮胎磨损，同时该悬架制造成本低，装配简单。目前市场上的主流微型、小型车低端SUV都采用了这种形式的后悬架。拖拽式独立悬架的设置可以保证良好的驾乘舒适性。本次设计为，前悬架为麦弗逊式悬架，后悬架为拖曳臂独立悬架。 图2.3拖曳臂独立悬架 第3章 技术参数确定与计算3.1 自振频率汽车前后悬架与其簧载质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。悬架设计的主要目的之一是确保汽车有良好的行
15、驶平顺性。汽车行驶时振动越剧烈，则平顺性越差。由于个体对振动的反应干差万别，人们提出了各种各样的平顺性评价标难。悬架自振频率选取的主要依据是“ISO2631人体承受全身振动的评价指南”自振频率的取值与人不行时身体上下运动的频率相近。轿车的自振频率范围为0.7-1.6Hz。簧载质量的车型取值偏小(约为1Hz或更低)，反之则取大值。货车的自振频率范围为1.5-4.0Hz。由于货车空、满载时簧载质量变化很大，且前、后悬架簧载质量变化也很大，因此，货车的自振频率按如下方法取：前悬架自振频率你n1在满载时取1.5-2.3Hz，空载时为1.7-2.4Hz;后悬架自振频率n2在满载时取1.7-2.4Hz，空载时为2.0-4.0Hz。前、后悬架的自振频率的匹
