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1、哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计摘 要悬架是现代汽车上的重要总成之一，它最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性。因此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性连接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。采用弹性连接后，汽车可以看作是由悬架质量(即簧载质量)、非悬架质量(即非簧载质量)和弹簧 (弹性元件)组成的振动系统，承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振
2、器。此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化，以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置，从而在很大程度上提高了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。本文主要对桑塔纳2000前后悬架进行结构设计。关键词 麦弗逊独立悬架、单纵臂独立悬架、减振器、螺旋弹簧、横向稳定器 AbstractSuspension is the modern car on the important assembly, which has one of the main function is to tra
3、nsfer 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 flex
4、ible 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 by suspension quality (i
5、.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 suspens
6、ion 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 characteristi
7、cs 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 stee
8、ring stability and resistance to the ability to pour. In short, the suspension design relationship to the cars steering stability, steering portability, driving comfort, tire life and the sports car decorate interference, and other aspects.Keyphrase Paper independent suspension, single ZongBei indep
9、endent suspension, steering mechanism, shock absorber, spiral spring, horizontal WenDingQi目 录摘 要IABSTRACTII目 录III第1章 绪论11.1课题目的与意义11.2悬架的发展方向11.3悬架的功用及组成11.3.1悬架的功用11.3.2悬架的组成21.4悬架的分类31.4.1独立悬架31.4.2非独立悬架87第2章 悬架结构方案选择1092.1 独立悬架与非独立悬架的选择1092.2 独立悬架具体结构形式的选择1092.3悬架组成元件的选择1092.3.1弹性元件1092.3.2减振元件10
10、92.3.3传力构件及导向机构11102.3.4横向稳定器1210第3章 前后悬架主要参数的确定13123.1悬架的空间几何参数13123.2悬架的弹性特性和工作行程14133.2.1前后悬架偏频的选择14133.2.2前后悬架的静挠度、动挠度及工作行程的计算14133.3前后悬架刚度的计算1514第4章 前后悬架主要零件的设计 17164.1 前后螺旋弹簧的设计17164.1.1 前后弹簧刚度的设计17164.1.2 前后弹簧主要几何参数的确定17164.1.3 前后螺旋弹簧的校核19184.2 横向稳定器的设计23214.2.1 横向稳定器的作用23214.2.2 横向稳定器参数的选择24
11、214.3 前后减振器的设计24224.3.1 减振器的工作原理24224.3.2 减振器的阻尼特性26234.3.3前后减振器参数的设计2825结 论3229致 谢3330参考文献3431 19第1章 绪论1.1 课题目的与意义轿车悬架是把路面作用于车轮上的各种力以及这些反力所造成的力矩传递到车身上，缓冲路面冲击，保证汽车的正常行驶以及乘坐人员的舒适性【1】。由于轿车对乘坐舒适性的要求较高，一般采用独立悬架，本设计以桑塔纳2000轿车为研究对象，桑塔纳2000的前悬架为麦弗逊式独立悬架，而麦弗逊式独立悬架是众多悬架中的一种，它以结构简单、成本低廉、舒适性较好的优点赢得了广泛的市场应用。后悬架
12、为单纵臂式独立悬架，它的结构简单、成本低。主要对其前后悬架进行结构设计。1.2 悬架的发展方向汽车悬架的发展十分迅速，不断出现崭新的悬架装置。正常情况按控制形式不同分为被动式悬架和主动式悬架。目前多数汽车上都采用被动悬架，20世纪80年代以来主动悬架开始在一部分汽车上应用，并且目前还在进一步研究和开发中，主动悬架可以主动地控制垂直振动及其车身姿态，根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼。随着当前世界汽车工业朝着高速、高性能、舒适、安全可靠的方向发展，空气悬架弹簧是当今汽车发展的一大趋势，国内早在20世纪60年代就设计生产了空气弹簧悬架，但由于工业技术条件有限，当时生产的产品使用效果不甚理想，
13、以后在很长一段时期，产品没有进一步发展，因此，国外生产空气悬架弹簧的厂家凭借着资金与技术优势进入国内市场，同时我国公路条件的改善为汽车悬架创造了基本的使用条件，并产生了很大的促进作用【4】。由于主动式空气悬架弹簧价格较贵，为降低成本，有的企业部分车型前桥使用钢板弹簧，后桥使用空气悬架弹簧。由此可知悬架正充分关注这方面的变化，提高综合开发能力，以适应市场的需求和变化，新型悬架的诞生迫在眉睫。1.3 悬架的功用及组成1.3.1 悬架的功用悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间弹性连接装置的总称。功用：(1)传递它们之间一切的力（反力）及其力矩（包括反力矩）。(2)缓和，抑制由于不平路面所引
14、起的振动和冲击，以保证汽车良好的平顺性，操纵稳定性。(3)迅速衰减车身和车桥的振动。悬架系统在汽车上所起到的这几个功用是紧密相连的。要想迅速的衰减振动、冲击，就应该降低悬架刚度。但这样，又会降低整车的操纵稳定性。必须找到一个平衡点，即保证操纵稳定性，又能具备较好的平顺性。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。1.3.2 悬架的组成现代汽车，特别是乘用车的悬架，形式，种类，会因不同的公司和设计单位，而有不同形式。但是，悬架系统一般由弹性元件、减振器、缓冲块、横向稳定器等几部分组成【3】。它们分别起
15、到缓冲、减振 、力的传递、限位和控制车辆侧倾角度的作用。悬架基本形式如图1-1所示图1-1悬架基本形式1-弹性元件；2-纵向推力杆；3-减振器；4-横向稳定器；5-横向推力杆； 弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，现代轿车悬架多采用螺旋弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。螺旋弹簧只承受垂直载荷，缓和抑制不平路面对车体的冲击，具有占用空间小，质量小，无需润滑的优点，但由于本身没有摩擦而没有减振作用。这里选用螺旋弹簧。减振器是为了加速衰减由于弹性系统引起的振动，减振器有筒式减振器，阻力可调式减振器，充气式减振器。它是悬架机构中最精密和最复杂的机械元件。导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定的运动轨迹相对车身跳动
