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1、夏利轿车前独立悬架设计摘要轿车前悬所使用的是麦弗逊式独立悬架。麦弗逊式独立悬架有着结构简单、紧凑、占用空间小等众多优点，在现代轻型汽车中得到了广泛的运用。本文分别从设计、制造、仿真分析、优化设计等方面对夏利用麦式悬架进行了设计、分析和优化。论文首先完成了悬架中关键零部件如：螺旋弹簧、横向稳定杆、减振器等的设计和选型；进而运用空间坐标变换的方法分析了悬架的结构特点和运动特征，并以此为基础建立了悬架的物理模型和数学模型。同时，论文还根据仿真结果（车轮定位参数与车轮跳动量的关系曲线），对悬架性能进行了简要评价。最后，运用机械优化理论，以干涉量的加权均值为目标函数，优化了转向横拉杆断开点的位置。结果表
2、明，优化后的转向横拉杆断开点位置可以明显地减小干涉量，从而降低悬架跳动对转向机构的影响程度。关键词:夏利轿车;麦弗逊式悬架;设计计算;运动分析;转向横拉杆断开点;优化设计;工艺分析 The design of the front suspension of XiaLi automobileAbstractThe kind of the front suspension in XiaLi automobile is Macpherson suspension . Because of its characteristics of simple structure, low-cost and sp
3、ace economy, Macpherson suspension has become the most popular independent suspension since its emergence, and it is widely used in automobile especially in cars.the paper summarized the design and analysis of the front suspension of XiaLi automobile in aspects of design, manufacture, simulation ana
4、lysis and optimization design. Firstly the Paper complete the suspension of key components such as : helical springs, anti-roll bar and damper in the design and selection ,and then the dimensional positions of points on the left Macpherson suspension while the front left wheel jumps are calculated w
5、ith the method of dimensional coordinate transformation. The paper also gives a brief performance evaluation According to the simulation result. Based on the requirements of general layout, a constrained optimization design model is set up with the steering cross rod ball joint position as the optim
6、ization variables (design parameters), and the sum of steering cross rod length interference while the left front wheel bouncing as the objective function. And the optimization results are worked out by programming on computer. The difference between the optimized and the original design is figured
7、out. The results indicate that the modeling method in the paper is practical.Keywords: XiaLi Automobile; Macpherson suspension; design and calculation; kinematic analysis; steering rod cross ball joint; optimization design; Technical Analysis 目 录1.绪论11.1研究背景及研究意义11.2夏利轿车麦佛逊式悬架11.2.1麦弗逊悬架的特点11.2.2麦弗逊
8、悬架的结构分析21.3论文研究目的和主要内容22.麦佛逊式悬架的设计计算42.1悬架的总体方案设计42.2螺旋弹簧的设计计算42.2.1螺旋弹簧简介42.2.2螺旋弹簧受力及变形52.2.3弹簧的设计计算72.3横向稳定杆的设计计算92.3.1横向稳定杆简介92.3.2横向稳定杆的设计计算92.4减震器的设计与选型102.4.1减振器的选择要求102.4.2主要性能参数的选择112.4.3主要尺寸的选择122.5弹簧限位缓冲块的设计132.5.1缓冲块的作用132.5.2缓冲块的设计142.5.3缓冲限位块的性能分析163.麦佛逊式悬架导向机构的设计与仿真173.1独立悬架导向机构173.2麦
9、弗逊式悬架系统物理模型的建立173.3导向机构运动学分析183.3.1数学准备183.3.2导向机构运动学计算193.4基于MATLAB软件的悬架运动特性仿真分析213.4.1实际问题中的悬架参数213.4.2车轮定位参数仿真分析223.5基于MATLAB软件转向横拉杆断开点的优化设计263.5.1麦佛逊式悬架导向机构对转向梯形的影响263.5.2麦弗逊悬架转向横拉杆断开点位置的优化273.5.3优化结果分析294.关键零部件的校核304.1螺旋弹簧的强度校核304.1.1稳定性验算304.1.2弹簧的实际性能参数304.1.3弹簧对整车的影响：304.2横向稳定杆的强度校核31 4.2.1横
10、向稳定杆的应力校核314.2.2结果分析335.工艺性与经济性分析 345.1螺旋弹簧的工艺性 345.1.1弹簧的材料345.1.2弹簧的制造工艺365.1.3弹簧的疲劳强度375.2横向稳定杆的工艺性385.2.1材料的选择385.2.2许用应力385.3麦佛逊式悬架的经济性分析38结论39致谢40参考文献41附录45附录A 基于UG open grip的夏利车轮自生成程45附录B 基于MATLAB的运动学仿真程52附录C 基于MATLAB的优化计算程56附录D MATLAB程序用悬架参60 1绪论1.1课题背景及研究意义悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轮弹性地连接起
11、来。悬架需要传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓和路面传给车身的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，使汽车获得高速的行驶能力和理想的运动特性。悬架对于整车的意义重大。鉴于悬架设计在汽车特别是在轿车总成开发中的重要地位，几乎各国汽车研发机构和各大汽车生产集团都在悬架的开发中投入了极大的热情。悬架本身的性能特点、与整车的匹配关系等无不决定了汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和乘坐舒适性，进而直接决定了整车的档次和价格。因此，对悬架的研究有着重要的实用意义。图1.1 夏利TJ 7100悬架系统1.2 夏利轿车麦佛逊式悬架1.2.1麦弗逊悬架的特点 麦弗逊悬架一般用于轿车的前轮。与其它悬架系统相比，麦弗逊式悬架系统具有结构简单，紧凑，占用空间少，性能优越等特点。麦式悬架还具有较为合理的运动特性，能够保证整车性能要求。因此，麦弗逊悬架在前置前驱的轿车和微型汽车上有着广泛的应用。虽然麦弗逊悬挂在行车舒适性上的表现令人满意，其结构简单体积不大，可有效扩大车内乘坐空间，但也由于其构造为滑柱式，对
